SWD165型全液压潜孔钻机推进与回转液压系统分析.pdf

返回 相似 举报
SWD165型全液压潜孔钻机推进与回转液压系统分析.pdf_第1页
第1页 / 共3页
SWD165型全液压潜孔钻机推进与回转液压系统分析.pdf_第2页
第2页 / 共3页
SWD165型全液压潜孔钻机推进与回转液压系统分析.pdf_第3页
第3页 / 共3页
亲,该文档总共3页,全部预览完了,如果喜欢就下载吧!
资源描述:
S WD 1 6 5型全液压潜孔钻机推进与回转液压系统分析拳 中南大学机电工程学院 赵宏强 高斌李美香 摘要 详细介绍全液压 S WD 1 6 5 型潜孔钻机推进及回转液压系统的组成及工作原理 , 通过对供 油系统的选择及其工作特性的分析, 说明了采用恒功率恒压控制的液压柱塞泵不仅适合潜孑 L 钻机的工 况特点, 而且能在很大程度上降低能耗。阐述推进与回转液压系统的设计原理 , 总结系统采用的泵控马 达系统设计方案的优点以及该系统其它各部分的功能。进一步说明该液压系统推进及回转回路的之间 具有反馈控制的特点 , 能减少卡钻现象的发生及当形成卡钻后具有 自动处理卡钻现象的功能, 具有较 高的自动化水平 , 提高了工作效率 , 并能起到保护设备的作用。工程实际应用表明, 使用全液压控制的 推进及回转系统的潜孑 L 钻机操作性能优良、 能耗低、 作业效率高、 能较好地满足工程施工的需要。 关键词 全液压潜孔钻机 推进 回转 液压 系统 潜孔钻机是钻凿矿物或岩石的一种工程机械 , 上世纪 6 0 年代后期,国外一些新型钻机的推进、 回 转机构采用了液压马达传动,其传动效率可达到 8 0 %以上 ,且承载能力强 ,可以无级变速和无级调 压, 能获得最优的转速和合理的轴压力; 此外 , 起落 钻架、 稳车、 接送钻杆等机构均采用液压传动, 全液 压潜孔钻机还应用了液压冲击器和液压行走装置, 提高了钻机的机械化和自动化程度, 进而有利于提 高钻机的作业效率。 S WD 1 6 5 型一体化高性能潜孔钻机是由中南大 学机电工程学院智能机械研究所和湖南山河智能机 械股份有限公司联合研究开发制造的以电动机或内 燃机为动力的一体化全液压控制推进 回转 、高风压 冲击凿岩的新型潜孔钻机,履带行走、 钻具回转推 进、 钻架顶升补偿 、 钻机调平都采用全液压驱动, 性 能已经达到世界先进水平 。它广泛应用于冶金 、 矿 山、 建材 、 铁路 、 水 电建设 、 国防施工及土石方等露天 工程 中钻凿爆破孔。 因此 , 对于钻机的推进与回转系 统的研究具有很现实的意义。 1 推进及回转工作液压系统 S WD 1 6 5型全液压潜孔钻机推进及回转机构工 作液压系统原理图如图 1 ,系统采用三位六通电磁 换向阀, 电磁换向阀中位功能为卸荷, 并可实现系统 的低压启动 ,随着多路阀芯的移动 ,系统建立起压 力。并配以先导控制, 控制具有多种功能, 并使得大 流量的主 回路得以简化。 1 . 1 供 油 系统 基金项目 湖南省重大科技专项项目 0 5 G K1 0 0 1 - - 3 4 -- 推进 1 ⋯ 2 3 4 、 5 . 溢流阀 6 . 6 ’. 顺序阀 7 . 梭阀 8 . 减压阀 图 1 潜孔钻机推进及 回转部分工作液压原理图 S WD 1 6 5 型全液压潜孔钻机工作液压系统可选 动力源为柴油机或电机 , 带动 2台由德 国 H y d r a u m a 公 司 生 产 的 恒 功 率 恒 压 变 量 液 压 泵 A 1 0 V O 4 5 D F L R , 其中推进与回转部分工作系统分别 由一台泵供油, 工作时动力源的转速保持不变, 该泵 的额定压力为 2 5 M P a ,尖峰压力可达到 3 1 .5 M P a 。 这种恒功率恒压变量泵是一种全新控制形式的变量 泵 , 其内部机械伺服变量机构按三通阀控差动缸的 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 原理设计 圈 如图 2 ,内部机构主要 由流量控制阀 v 、 恒功率控制阀V 、 恒压控制阀V 及差动缸组成。 该液压泵的特性曲线如图 3 , 其工作特点是 在工作 初期阶段恒流量阀工作, 使泵工作在恒流量段, 而泵 的恒功率控制和恒压控制则分别由负载压力反馈控 制实现, 在达到设定压力之前恒功率阀起作用, 相当 于恒功率变量泵; 达到设定压力之后, 恒压阀开始起 作用, 相当于恒压变量泵。 此特点与潜孔钻机的工况 特点十分相似, 在工作初期, 系统建立压力 , 需要一 定流量 , 泵工作在恒流量段 , 随着工作的进行 , 钻孔 过程消耗的功率基本保持不变, 泵工作在恒功率段, 使得系统功率得到充分利用,当工作出现异常如卡 钻时, 系统压力急剧上升, 反馈到泵使得变量泵工作 在恒压段, 输出流量降低同时系统产生溢流, 保证了 系统的安全与稳定。 因此, 系统选定的这种泵综合了 恒压变量泵与恒功率变量泵的特点,具有装机功率 小 最大功率曲线远低于 c 点 、 系统发热小 达到最 大压力 p 一后, 实现恒压变量泵的功能 、 运行功率 因数高、 流量大、 液压功率损失小等优点 , 在正常工 作中甚至可省去系统的溢流阀,使系统在无溢流或 少溢流的情况下运行 , 实现系统运行全过程的节能 。 ⋯一一[ 二二二 二一 ] 图 2 恒功率恒压泵变量调节机构 压段 图 3恒功率恒压泵典型特性 曲线 1 . 2 推进 液压 系统 回路 分析 当液压油进人推进系统工作油路时,初始状态 为多路阀中路卸荷 如图 1 , 溢流阀 l 作为安全阀, 其设定压力为 2 6 . 5 M P a 。 正常工作状态下, 控制油路 X 2 进高压油 , 多路阀工作在下位, 油液经过减压阀 B和单 向阀进人推进马达的左腔 ,实现推进马达的 正转推进, 回油由马达右腔经顺序阀、 多路阀下位到 回油管路。推进力可在 4~2 0k N范围内变化。此推 进回路具有以下几个特点 该系统采用泵控液压马 达系统设计方案,在正常工作负载转矩基本保持不 变的情况下,马达的输出转矩和回路工作压力P都 恒定不变, 马达的输出功率与转速 凡 成正比, 而用 泵出口的节流阀可调整泵的最大排量 ,控制液压马 达的转速, 从而实现恒转矩调速 钻孔工作过程中推 进速度较低 , 而钻杆提升回退时马达转速则较高; 正 常工作时, 进油管道的压力由负载决定, 为了保护液 压元件不受压力冲击而损坏 ,在进 回油管道之间对 称跨接了两个高响应的安全阀5 , 其规格为允许系统 过载时把泵的最大流量从高压管道注人低压管道 , 可防止气穴现象发生和防止系统遭受压力 冲击 ; 梭 阀 7两端连通马达的进出管道 ,起到了启动与停机 时的缓冲作用; 推进马达正转时, 减压阀起调压稳压 作用, 保持工作回路的稳定, 该减压阀同时外联一个 远程溢流阀4 , 还可实现远程调压控制; 两个对称连 接的平衡阀6 及 6 可起到液压锁的作用, 使回路在 启动和停止时不受冲击和并可起到锁止的作用。 1 . 3回转液 压 系统 回路分 析 如图 l , 在工作初始状态 , 回转回路多路阀处于 中位卸荷状态,当正常工作时,多路阀在控制油路 X 1 8 的作用下下位工作, 回转马达左路进油, 右路回 油,实现正转,而多路阀下位时反转则用于接卸钻 杆。在正常回转工作状态下,回转压力一般保持在 l 0 MP a 左右。回转动力系统由两 台排量为 1 9 5 m L / r 的 O MS S 1 6 0液压马达做动力 , 通过一级直齿圆柱齿 轮减速后 ,可输出 0~5 0 r / m i n的连续可调转速 , 提 供约 2 5 0 0 N m的正常工作转矩。溢流阀 2 、 3 作为 系统的背压阀, 调定压力为 l 6 .5 M P a 。 该回路充分利 用泵控液压马达系统的优点 ,通过改变泵 的排量来 控制传送给负载的动力 , 功率损失小, 效率高, 改善 了整机性能。 2 推进及 回转控制液压系统 一 3 5 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 一⋯ 一一 土 一一⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 一 3 结论 本文通过对湖南山河智能股份有限公司生产的 S WD 1 6 5 现代全液压潜孔钻机推进及回转液压系统 的分析, 并通过在实际生产中的表现验证『5 l, 表明使 一 3 6一 用全液压控制的推进及回转系统与其它产品相比 较 , 具有以下特点 1 系统选用 了先进的全新控制形式的恒功率 恒压变量泵作为供油系统, 该泵利用三通阀控制液 压缸的原理 , 内部采用机械伺服变量机构 , 能充分利 用恒功率泵和恒压泵的优势,最大程度上降低了供 油系统的能耗损失, 使得它比任何一种节能泵都具 有更好 的节能效果 ,并能很好 的适应潜孔钻机的工 况特点,说明在潜孔钻机上选用恒功率恒压变量泵 具有很大的现实意义。 2 推进及回转工作液压系统采用泵控液压马 达的方案,通过改变泵的排量来控制传送给负载的 动力, 功率损失小、 效率高、 改善了整机性能, 利用正 常工作及提升钻杆时潜孔钻机推进马达负载基本保 持不变的特点 , 用泵出口的节流阀调整泵的排量 , 控 制液压马达 的转速 , 实现了不同工作情况下 的调速。 3 全液压控制的推进及回转系统广泛使用多 路阀配以先导控制, 具有控制的多功能化, 使得大流 量的主回路得到 了简化 ,并通过液压控制 的举升液 压系统 、 补偿液压系统 、 接卸杆装置 卸杆器可起到 钻孔导向作用 等联合工作, 使得操作变得简易, 大 大提高了工作效率, 实现了大孔径、 高精度、 高效率 的深孔钻凿 。 4 通过 回转 回路的压力变化 自动控制推进 回 路的换向, 可防止卡钻对钻孔作业的影响, 还可以自 动处理并解决卡钻现象, 防止了钻杆出现卡死停工现 象, 提高了工作效率, 并能起到自动保护设备的作用。 参考 文献 [ 1 】赵宏强, 林宏武. S WD1 6 5一体化高性能潜孔钻机阴. 凿 岩机械气动工具, 2 0 0 4 2 1 6 . [ 2 】莫波, 雷明, 曹泛. 恒功率恒压泵变量机构的调节原理 阴. 液压与气动, 2 0 0 2 6 5 6 . [ 3 】林宏武, 何清华. 陈欠根. 新型一体化液压潜孔钻机[ J 】 . 建筑机械, 2 0 0 4 5 4 6 4 7 . [ 4 ]吴万荣, 邱敏秀, 魏建华. 潜孔钻机凿岩过程 自动防卡钻 控制阴. 中国机械工程 , 2 0 0 2 6 4 5 5 - - 4 5 7 . [ 5 】赵宏强, 林宏武. 何清华. 一体化液压潜孔钻机在水泥 矿山的应用[ J 】 . 中国水泥, 2 0 0 5 7 8 8 9 1 . [ 6 】关景泰, 温济全. 机电液控制技术{ M 】 . 上海 同济大学 出版社。 2 0 0 3 . 通信地址 长沙麓 山南路中南大 学机 电工程学院 { 4 1 0 0 8 3 } 收稿日期 2 0 0 7 0 5 2 1 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m
展开阅读全文

资源标签

最新标签

长按识别或保存二维码,关注学链未来公众号

copyright@ 2019-2020“矿业文库”网

矿业文库合伙人QQ群 30735420