采用AMEsim的潛孔鉆機回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)的動態(tài)仿真與試驗研究

分析潛孔鉆機回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及其液壓系統(tǒng)的工作原理,推導(dǎo)該回路中相應(yīng)的泵與馬達的動力學(xué)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(tǒng)的仿真模型,設(shè)置模型中的主要參數(shù),并進行動力學(xué)仿真。根據(jù)仿真結(jié)果得到不同負載作用下馬達進口壓力的動態(tài)響應(yīng)曲線,并進行相應(yīng)的現(xiàn)場模擬試驗驗證,與仿真結(jié)果對比分析表明,該回轉(zhuǎn)系統(tǒng)在正常作業(yè)和卡鉆工況下,系統(tǒng)的響應(yīng)速度較快,穩(wěn)定性好,負載適應(yīng)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(zhuǎn)液壓系統(tǒng)的性能評估和優(yōu)化設(shè)計提供了一條新途徑。

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