旋挖钻机动力头液压系统功率匹配节能技术研究

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1、分类号：TH1210710-2012125079硕士学位论文旋挖钻机动力头液压系统功率匹配节能技术研究张泽宇导师姓名职称惠记庄教授申请学位级别硕士学科专业名称机械设计及理论论文提交日期2015年6月2日论文答辩日期2015年6月6日学位授予单位长安大学TheEnergySavingStudyofPowerMatchinginPowerHead’sHydraulicSystemforaRotaryDrillingRigAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhangZeyuSupervisor：Prof.HuiJizhuangChang’a

2、nUniversity,Xi’an,China论文独创声明本人声明：本人所m.交的学m仑文是/i;y■帅的指导卜，独立进行研究丄作所収得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体己经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作荇签名2^丨「年/月/丨丨论义知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权！n属学校。学校享心以仟何方A发表、复制、公开阅览、借阅以及申诘Q利等权利。本人离校h发表或使用学位论义uJUj该论文直接相关的学术论义成成米时，署名笮位仍然为

3、1C：安大学。(涉密论文解密h应遵守此规定）论文作AM:年/月/11摘要旋挖钻机在施工时，由于地质情况复杂、负载扭矩变化频繁，将会导致发动机的燃油效率不高，也使得液压系统不能充分利用发动机的输出功率。由此所造成的功率匹配损失不仅会浪费能源，还会减少设备的使用寿命。本文针对旋挖钻机动力头系统中柴油发动机的基本特性以及液压系统的组成、工作原理进行了研究，分析了在施工过程中动力系统功率损失的主要因素，得出能量损失的主要原因是由功率匹配不当造成的。结合发动机-变量泵匹配的基本理论进行研究，对发动机进行调速控制，对液压泵进行功率、压力、流量控制和负载敏感控制。在此基础上，建立了基于全局的功率匹配方案，

4、实现了发动机-变量泵-负载的联合匹配。该方案包含作用于调速器的转速感应控制、作用于变量泵的转速感应控制、极限负荷控制和分工况控制。以“220型旋挖钻机”为对象，建立全局功率匹配控制系统，基于AMESim软件，对动力系统进行仿真建模，并对钻孔作业进行能耗仿真研究。仿真与基础模型对比研究结果表明，全局功率匹配方案可降低整机的燃油消耗，节省能源，效率提高6%左右。关键词：旋挖钻机，动力头，液压系统，功率匹配，节能技术iABSTRACTItisknownthatduringaconstructionprocess,theloadingtorquewillchangefrequentlybecause

5、ofcomplexgeologyconditions.Thisisthemainreasonforthelowfuelusingefficiencyofengineandthelowconversionrateofthehydraulicsystem.Itnotonlywastesenergy,butalsoreducestheservicelifeoftheequipment.Inthisarticle,weanalyzessomebasicfeaturesofengine,theconstructionofhydraulicsystemanditsworkingprincipleinpo

6、werheadsystemofRotaryDringRig.Wefindoutthatthepowermismatchcausesthemostheavyenergyloss.Then,accordingtothebasictheoryofengine-pumpsystem,wegiverespectiveteststoadjustedspeedcontroloftheengine,andsensitivecontrolofpower,pressure,flowandloadingsenseofthehydraulicpump.Todemonstrationourtheory,weestab

7、lishedapowermatchingschemewhichcombinedtheengine,thevariablepumpandtheload.Itcontainstherotationspeedsensitivecontrolongovernor,therotationspeedsensitivecontrolonvariablepump,load-limitingcontrolandthedisti