采用AMEsim的潛孔鉆機回轉液壓系統的動態仿真與試驗研究

分析潛孔鉆機回轉系統的結構組成及其液壓系統的工作原理,推導該回路中相應的泵與馬達的動力學方程;利用AMEsim仿真平臺建立基于壓力流量控制的泵控馬達液壓系統的仿真模型,設置模型中的主要參數,并進行動力學仿真。根據仿真結果得到不同負載作用下馬達進口壓力的動態響應曲線,并進行相應的現場模擬試驗驗證,與仿真結果對比分析表明,該回轉系統在正常作業和卡鉆工況下,系統的響應速度較快,穩定性好,負載適應性強。同時,通過試驗驗證所建立模型的正確性,為潛孔鉆機回轉液壓系統的性能評估和優化設計提供了一條新途徑。

潛孔鉆機是沖擊回轉式鉆機，其內部結構與一般鑿巖機不同，其配氣和活塞往復機構是獨立的，即沖擊器。其前端直接聯接鉆頭，后端聯接鉆桿。鑿巖時沖擊器潛人孔內，通過配氣裝置（閥），使沖擊器內的活塞（錘體）往復運動打擊釬尾，使得鉆頭對孔底巖石產生沖擊。沖擊器在孔內的高速回轉，則是由單獨的回轉機構，即由孔外的電動機或風動旋轉裝置，通過接在沖擊器后端的鉆桿來實現的。鑿巖時產生的巖粉，由風水混合氣體沖洗排出孔外，混合氣體是由排粉機構經鉆桿中心注入沖擊器的，再經沖擊器缸體上的氣槽進入孔底。