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1、2013年2月机床与液压Feb.2013第41卷第3期MACHINETO0L&HYDRAULICSVo1.4lNo.3DOI:10.3969/j.issn.1001—3881.2013.03.031全液压钻机顶驱回转机构同步系统分析与仿真刘丽娜(内蒙古民族大学机械工程学院,内蒙古通辽028000)摘要:为保证深部大陆科学钻探钻用钻机具有较高的转速,需采用高转速的液压顶驱系统。此系统采用多个马达作为执行元件,虽然多个马达在机械上能同步,但这种强制同步既耗能,同时也加剧元件的磨损,缩短了使用寿命。为了保证各马达长时间的同步精度,采用负载独立流量分配(LUDV)控制系统。分析LUDV控制系统的原理
2、,采用阀后压力补偿,利用AMESim软件建立控制系统模型,对马达同步系统进行仿真。仿真结果表明:采用阀后压力补偿,在负载不相同的情况下,实现了马达同步。关键词:液压顶驱;回转机构;马达同步;LUDV控制系统中图分类号:TP271+.31文献标识码:A文章编号:1001—3881(2013)3—110—3AnalysisandSimulatiOIlSofGyrationDeviceSynchronizationSysteminFul1.hydraulicDrillingRigTopDriveSystemLIULina(CollegeofMechanicalEngineering,InnerMo
3、ngoliaUniversityfortheNationalities,TongliaoInnerMongolia028000,China)Abstract:Itisneededtoadopthydraulictopdrivesysteminordertoobtainhighrotationalspeedforthedrillingrigofdeepconti·nentalscientificdrilling.Inthissystem,severalmotorsaretakenasexecutivecomponent.Maybethesemotorsaresynchronousinmachi
4、nery,butthissynchronismisenergyintensive.Atthesametime,frictionofunitsisincreasedandtheservicelifeissho~ened.Toensurelong—termhighsynchronizationaccuracy,LUDVsystemwasadopted.TheprincipleofLUDVsystemwasanalyzed,andthemodelwasbuihbyusingAMESim.Thesimulationresultsshowthat:adoptingpressurecompensatio
5、naftervalve,themotorsaresyn—chronousunderdifferentloads.Keywords:Full-hydraulicdrillingrigtopdrivesystem;Gyrationdevice;Motorssynchronization;LUDVsystem目前各国的液压钻机大部分都采用顶部驱动钻井集中控制,采用的型号为力士乐M4、M7等集成阀装置,简称顶驱。该系统不但可以节省20%~25%组。工作时,4个马达驱动减速器,减速器再带动主的钻井时间,而且也可有效防止卡钻事故,特别适用轴旋转口]。为了保证4个马达的同步转动,采用了负于斜井、高难度的定
6、向井的钻探。顶驱装置将由液压载独立流量分配系统(LUDV)。马达驱动,这就需要高压大排量的液压马达。顶驱回转机构采用结构形式、尺寸、精度尤其是排量相同、容积效率较高且相等的4个轴向柱塞液压马达作为执行元件,马达以并联工况为主。当钻机长时间工作l一油箱后,会发现齿轮的磨损严重,减速箱因受力不均易产2一液压泵生振动从而影响钻进性能。出现这种情况的原因在3一溢流阀4一单向阀于:系统由4台液压马达提供驱动力,然后再经减速5一快速接头器的1对减速齿轮将动力传给主轴,在传递过程中,6__M4多路阀扭矩难免会有差异;另外,4个马达在尺寸、制造精7、8、9、1o--液压马达度等各方面也不可能完全相同,这就造
7、成了钻进过程l1一冷却器12一过滤器中4个马达的同步精度降低⋯。1LUDV控制系统简介如图1所示,4个马达为并联连接,多路换向阀是手动控制换向阀门的组合,以进行多个工作机构的图1顶驱回转机构液压原理图收稿日期:2011—12—31作者简介:刘丽娜(1982一),女,讲师,研究方向为机械流体传动。E—mail:liulina0805@163.com。第3期刘丽娜:全液压钻机顶驱回转机构同步系统分析与仿真·111
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