YZ45型液压凿岩机的结构设计与性能研究

摘要

液压凿岩机是新一代的凿岩设备，它大幅度提高凿岩作业的效率，促进生产的发展，被广泛应用于矿山、铁路、公路、水电、煤炭和建筑工程施工中，但与国外先进水平相比，我国的液压凿岩机性能指标仍存在较大差距。
　　为设计开发一款性能先进的液压凿岩机，本文通过理论计算、模拟仿真及试验验证的方法做了如下探索研究：
　　1、对YZ45型液压凿岩机进行了整机设计。设计过程中对回转机构、执行机构、蓄能器以及摆线马达等零部件进行了合理布置与结构优化；通过理论分析对冲击机构、活塞运动、套阀（芯）运动、流量、蓄能器的充排油量及充气容积、能量及效率等重要参数进行了计算，确定了相关参数。
　　2、根据动力学理论和键合图理论，建立了液压凿岩机冲击系统的数学模型。主要包括配流套阀和冲击活塞的数学模型、蓄能器和管道的数学模型,由此可以计算出液压冲击器的各状态参数。
　　3、根据凿岩机冲击系统的物理结构和工作原理，利用AMESim中HCD液压元件设计库，根据冲击活塞和配流套阀之间的阀口控制关系对冲击系统的冲击活塞和配流套阀建立了仿真模型，利用该模型对凿岩机运动过程及工作性能进行了分析，随后得到了系统供油量及系统供油压力的影响规律。
　　4、为了验证本文理论研究的正确性以及整个系统方案的可行性，建立了YZ45型液压凿岩机装机试验系统，对相关特性参数进行了检测与验证。

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第1章 绪 论

1.1 液压凿岩机的发展过程

1.1.1 国外发展概况

1.1.2 国内发展概况

1.2 液压凿岩机的基本结构

1.3 本文主要的研究内容

第2章 YZ45型液压凿岩机的整机设计

2.1 工作原理及结构简图简述

2.1.1 冲击器工作原理和结构简述

2.1.2 机头转钎原理和结构

2.2 YZ45型液压凿岩机的总体结构设计

2.2.1 总体结构设计

2.2.2 执行机构总成

2.2.3 变速机构总成

2.2.4 蓄能器总成

2.3 参数设计计算

2.3.1 冲击机构的参数计算

2.3.2 活塞运动参数的计算

2.3.3 套阀(芯)运动参数的计算

2.3.4 流量计算

2.3.5 蓄能器的充排油量及充气容积(与充气压力)

2.3.6 能量平衡和效率计算

2.4 本章小结

第3章 液压凿岩机冲击系统数学模型与仿真模型分析

3.1 数学模型的理论基础及假设

3.2 液压凿岩机冲击系统数学模型的建立

3.2.1 配流套阀键合图模型

3.2.2 冲击活塞键合图模型

3.2.3液压凿岩机冲击系统的键合图模型

3.2.4 液压凿岩机冲击系统状态描述方程

3.3 液压凿岩机冲击系统的仿真模型

3.3.1 模型结构图

3.3.2 模型参数数值

3.3.3 液压凿岩机工作性能仿真结果

3.4 液压凿岩机工作性能影响因素

3.4.1系统供油量

3.4.2系统供油压力

3.5仿真总结

3.6本章小结

第4章 凿岩机试验系统

4.1 凿岩机装机试验

4.1.1试验目的

4.1.2试验原理

4.1.3试验过程及结果分析

4.2 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间所发表的学术论文