第三讲 液压系统

液压技术在钻探设备上的应用,首先始于钻机的液压给进油缸.随着液压技术水平的提高,它在立轴钻机上的应用范围也在不断扩大,现已从油缸扩大到液压卡盘、液压移动装置、液压起立桅杆钻架等.这是现代立轴式钻机发展的一个重要方面. YL-3型钻机的油路设计,不仅参考了国外同型钻机油路特点,还结合我国液压技术现状作了一些新的探索.     

15000Nm钻机试验台测试系统设计与应用

由于煤矿坑道钻机钻进能力的提高,原有的钻机试验台已不能满足测试转矩超过6 000 Nm钻机的需要,为此,新建了煤矿坑道钻机试验台。新系统包括硬件和软件2部分,其最大测试转矩达到15 000 Nm,最大给进力/起拔力达到300 kN;采用智能化仪器,减少了计算量,提高了工作效率;软件系统具有扩展性强、复用性高、可进行灵活控制的特点;系统具有断电保护功能。新测试台与原试验台的比对试验表明,2个试验台得出的结果一致。     

转矩转速传感器校验装置

国家探矿工程机械质量监督检验中心 ,具有国内领先水平的 3个专业性试验台 :泥浆泵试验台用于测试 75ｋＷ以下地质钻探用泥浆泵整机性能 ;地质岩心钻机试验台用于测试10～ 75ｋＷ地质岩心钻机整机性能 ;水文水井工程钻机试验台用于测试 10～ 75ｋＷ水文水井钻机、工程钻机等多种类型钻机的整机性能。该中心经过国家技术监督局审查认可和计量认证 ,严格按照产品标准进行检验 ,测试数据准确、可靠 ,提交的检验报告具有权威性。转矩测量在钻探设备性能检验中占有重要的地位 ,它是判定被检产品质量水平的重要参数。为了保     

声频振动钻机及其液压系统的设计

介绍了新型声频振动钻机的发展现状、原理及优点，与传统的钻机相比，这种钻机具有高效、安全、可靠的优点；同时介绍了声频振动钻机液压系统的工作原理和各油路系统。     

径向活塞式液压卡盘动态特性仿真与试验

卡盘是煤矿坑道钻机重要部件,卡盘的性能直接影响钻进的效率和质量。针对胶筒液压卡盘存在的问题,研究一种新型径向活塞式液压卡盘,通过分析径向活塞卡盘夹紧和松开系统的结构与工作原理,运用变质量液压学原理和动力学理论建立其运动过程的数学模型,并在AMESim环境下,进行了卡盘液压控制与机械系统的动力学协同仿真。在所建立的多机耦合模型基础上,详细分析了夹紧系统的响应和夹紧力特性,并搭建测试试验台进行了试验验证。研究结果表明:径向卡盘关键部件碟簧对系统特性的影响较大,通过优化碟簧性能参数,径向卡盘夹紧时间为0.325 s,松开时间为0.275 s,与胶筒卡盘夹紧时间0.325 s相当,与松开时间0.300 s接近,可与在用的胶筒卡盘互换,满足钻机功能需求,仿真结果与试验结果一致表明径向卡盘模型准确可信,为新型径向活塞卡盘系列化设计及改进提供了理论依据。      

煤矿坑道钻机性能检测试验台

介绍了一种煤矿坑道钻机性能检测试验台的功能及组成,经过两年多200余台各型坑道全液压钻机的检测运行,表明这种检测试验台具有结构简单,功能多样,测试直观,数据可靠,操作方便等特点。      

钻机性能参数测试系统的研制

简要介绍了新研制钻机性能试验装置的测试技术方法、构成,测试试验台架、加载装置、加载控制器、测试控制系统等。     

自封式高压油管接头

我国制造的各种油压钻机所使用的高压油管,多采用直通式接头,如图1所示.这种接头结构简单,但检修油路系统时,拆下油管,管内的存油自行泄漏,一则浪费油     

消除背压的简易办法

岩心钻机油路系统允许的背压值,对移动油缸及卡盘油缸等执行元件工作影响不大,主要是影响给进油缸工作.因此在油路系统中,若力图全部消除其背压,则可能造成成本高,变动量大,且不一定完全适用.若在给进油路部分为保证自重钻进消除其背压,     

坑道钻机性能试验台模糊控制系统的研究

论述了钻机性能参数测试台模糊控制的理论基础;介绍了坑道钻机检测检验试验台测控模糊控制系统的原理、组成、性能指标、测试参数、抗干扰设计以及运行情况;分析了钻探测控模糊控制应用技术的发展前景。     

CYG-300型多功能全液压钻机的设计

主要介绍了CYG-300型多功能全液压钻机的总体结构和液压系统的设计及其主要功能。该钻机采用负载反馈系统,动力头双液压马达和两挡手动变速,使之输出4挡不同无级变化的扭矩和转速;在液压系统给进回路中设置相应的控制阀,增加了钻机的旋喷功能,使得钻机适用范围更广,实现功能更多。野外试钻表明,该钻机运行情况良好,钻进能力强,操作方便。     

液压动力头岩心钻机的负载敏感液压回路

钻探工作对液压钻机的回转、给进和升降液压回路都有性能上的要求,传统的手动控制阀与定量泵组成的普通液压系统技术较落后,对不同地层钻进控制能力和适应性差,而负载敏感液压回路对钻进适应性强,可提高钻进效率,且液压系统能耗少、发热少、传动效率高。介绍了液压动力头岩心钻机的负载敏感液压回路的工作原理,系统的特点及对钻探工作的负载适应能力。     

DGZ-150B型旋喷钻机提升系统稳定性分析及改进

钻机提升系统在开启和关闭时存在着严重的液压冲击现象,因而会造成钻机运行的不平稳。产生液压冲击主要是由换向阀开启和关闭时液压油和负载的动能瞬时转化为压力能而造成的。本文结合DGZ-150B型多管全方位旋喷钻机,主要介绍了通过改进提升液压系统回路和选择合理的提升速度来降低液压冲击的影响。通过利用AMESim 软件对改进前后的提升液压系统建模仿真,可以看出改进后的液压系统对液压冲击有明显的控制,系统稳定性大大提高。按照改进后的提升液压系统对钻机的提升系统进行改造,钻机在步进提升时基本感觉不到液压冲击,钻机的震动大大减轻,稳定性增强。     

Use of geospatial information system based tool for renovation and rehabilitation of water distribution systems

Normally, decision makers use number of pipe broken in specific sections of water distribution systems to determine the pipes to be replaced. This index cannot solely evaluate hydraulic and quality parameters of the system and effects of pipe renovation on the system performance. In this study, a methodology is presented to manage the rehabilitation and replacement of water distribution network using hydraulic and geospatial information systems models. A preprocessor subroutine is developed to link geospatial information systems and hydraulic software. Hydraulic parameters together with the attribute data of pipes are used to determine the required renovation schemes based on several criteria. The proposed indices consist of pipe breaks and leakage analyses, hydraulic and quality performance and mechanical reliability of the network. A novel approach is also introduced to calculate leakage values throughout the network. Results of a real case study by the developed model introduced replacement of 4 km 40 mm galvanized pipes instead of 11 km 100 mm asbestos-cement pipes from conventional method. It is observed that the suggested geographic information system based model produces more realistic results with less cost for renovation schemes in comparison with conventional method which just consider number of bursts as a key criterion.     

螺纹插装阀在煤矿坑道钻机中的应用

介绍了螺纹插装阀的技术特点及其在煤矿坑道钻机中的发展应用情况。煤矿坑道钻机应用螺纹插装阀技术不仅可以实现复杂的液压控制系统,还能简化管路,方便整机布局。通过几个典型实例展示了螺纹插装阀在煤矿坑道钻机中的具体应用情况,验证了螺纹插装阀技术在煤矿坑道钻机液压系统中的实用性和良好的应用前景。      

RJP工法钻机的液压系统设计与应用

根据RJP工法的施工工艺,设计了XLT[CD*2]230型高压旋喷钻机的液压系统,主要有：动力头回转回路,能够实现正反转连续切换,满足RJP工法摆喷施工要求;动力头提升下降回路,能够实现动力头快速提升下降和慢速提升下降,实现间歇步进提升功能;钻机行走回路,要求行走稳定,不跑偏;辅助动作回路,保证辅助动作稳定可靠。现场施工试验表明,该钻机液压系统设计合理,可靠性高,系统节能效果好,完全能够满足RJP工法的施工要求。     

隧道衬砌渗漏水病害模型试验系统的研制及应用

随着我国隧道通车里程与运营时间的不断增长,越来越多的隧道进入病害高发期,地下水是导致隧道病害最为严重的因素之一,容易诱发衬砌发生渗漏水等病害,为研究隧道衬砌渗漏水病害发生机制,研制了三维地质力学模型试验系统,开展了不同埋深条件下隧道衬砌渗漏水病害模型试验研究。该系统由可拓展模型试验台架、地应力模拟加载装置、地下水模拟加载装置、多场信息实时监测装置和衬砌渗漏水实时量测装置等组成,利用油压千斤顶和多功能加载水泵,采用分级加载方式可对隧道不同埋深进行模拟。将该系统应用于隧道衬砌渗漏水病害模型试验研究,通过对渗漏水量、渗压和位移等信息进行分析,揭示了不同埋深条件下穿越交叉断层隧道衬砌渗漏水病害的演化规律,并对堵排结合治理方案进行了初步研究,验证了排水对降低衬砌渗漏水量的积极作用,试验结果与运营期开元隧道衬砌渗漏水病害工程实例吻合良好,证明该系统稳定可靠,其研究方法及结果可为相关工程提供一定的参考。     

智能电—气阀门定位器

气动调节阀是工业过程控制中一种重要的执行器。阀门定位器作为其主要附件，能够显著改善阀门的特性，提高控制的精度、速度和灵活性。本文论述了气动调节阀及定位器的作用和基本原理，并论述了智能电－气阀门定位器的控制电路结构及五接点开关控制策略。相对于传统定位器，具有控制精度高、适应性强、调校方便、控制灵活等特点。     

一种转阀换向的液压双缸单作用往复泵设计

为解决往复泵恒压力恒流量输出问题,设计了一种液压双缸单作用泵。其液压系统由双油泵供油,采用带单向机构的转阀与普通换向阀相结合的油量分配方式,转阀动作由活塞行程控制,转阀动作精度不受主油泵变量的影响,系统控制可靠。该泵在实际应用中取得了良好的效果。     

CYS-300型全液压地热水井钻机的研制

本文介绍了CYS300型全液压地热水井钻机的性能参数、关键机械部件结构及液压系统的设计。钻机选用齿轮泵作为液压系统动力元件,配合液压多路阀实现对动力头双液压马达和给进油缸等执行元件液压油的合流,通过液控二速阀实现动力头双液压马达的串并联工作,输出4种转速和扭矩,在满足钻机性能参数设计要求的同时,简化液压系统的设计,减少液压系统能量损耗,降低维护和使用成本。钻机采用油缸三链条倍速机构实现动力头的给进提升,具有结构简单、性能可靠、抗冲击能力强、提升平稳等优点。现场工程施工应用表明：CYS300型全液压地热水井钻机性能稳定可靠,工艺和复杂地层适用能力强,操作安全舒适,钻进效率高。