旋挖钻机动力头液压与控制系统研究

摘要

旋挖钻机是一种快速成孔的桩基础施工设备,广泛应用于公路、铁路、桥梁、工民建领域,其中动力头系统是旋挖钻机最重要的组成部分,动力头的钻进效率对整机性能具有重要影响。论文研究了动力头的液压系统与控制方法,对于有效提高钻进效率具有一定的理论意义和工程应用价值。
　　论文在阐述旋挖钻机液压系统的组成,分析动力头回路中马达两点控制、高压自动变量控制和电比例控制原理及特点的基础上,提出了强力模式、标准模式、高效模式和甩土模式的四档控制方案;分析了普通加压回路和具有流量再生功能的加压回路的特点,配置了负载感应平衡阀的参数;建立了改进后的动力头回路和加压油缸回路的AMESim仿真模型;通过模型研究分析了不同工作模式中系统对恒定负载、斜坡负载和阶跃负载的输出特性,仿真结果表明该方案可行。
　　动力头回路实时检测马达工作压力信号并反馈至控制器,通过控制器预置的函数关系计算出此工作压力对应的最佳电流值,可快速准确控制马达排量来适应负载扭矩的变化,四种工作模式针对不同的负载工况进行设计,其中高效模式在阶跃负载工况中可提高钻进效率23％左右。加压油缸回路实现了无负载工况和小负载工况的快速下放,无负载工况只需50%流量即可达到同样的下放速度,同时减少了大负载合流加压时的溢流损失。

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第一章 绪论

1.1 选题背景及研究意义

1.2 旋挖钻机动力头液压与控制系统研究现状

1.3 旋挖钻机动力头液压与控制系统发展趋势

1.4 研究的主要内容

第二章 旋挖钻机动力头液压与控制系统研究

2.1 旋挖钻机液压系统组成

2.2 动力头回路液压系统研究

2.3 动力头马达多档控制方案

2.4 加压油缸回路液压系统研究

2.5 加压油缸再生回路方案

2.6 本章小结

第三章 动力头液压与控制系统仿真模型建立

3.1 液压系统建模仿真的基础

3.2 动力头多档控制模型的建立

3.3 加压油缸再生模型的建立

3.4 本章小结

第四章 动力头液压与控制系统仿真

4.1 动力头多档控制仿真分析

4.2 加压油缸再生仿真分析

4.3 本章小结

结论与展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢