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旋挖钻机动力头液压与控制系统研究

作　者: 葛鹏
导　师: 焦生杰
学　校: 长安大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 旋挖钻机电比例马达多档控制负荷感应平衡阀 AMESim
分类号: TU67
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

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。

旋挖钻机动力头液压与控制系统研究

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