全液压冲击-回转钻机液压系统回路设计
全液压旋挖钻机液压系统设计与分析
ห้องสมุดไป่ตู้
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主卷扬工作原理
主卷扬用以提升和下放钻杆，由液压马达驱动，可
实现双速控制（见图 &） 。控制方式为液压先导控制，为 适应钻进的需要，具有自由下放或自由浮动功能。
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图3
液压系统示意图
件，也可同时控制多个执行元件，完成多项复合动作， 并可实现动力头、主卷扬阀内合流等功能。图 ’ 所示为 动力头阀内合流原理图，图示位置为不合流状态， ! !! 来油通过二位二通液控换向阀直接返回油箱。当需要动 力头马达合流时，在动力头主阀 " 或 # 口接通控制油的 同时，控制油也接通 # ! 口使二位二通换向阀换向。 ! !! 来油通过单向阀进入动力头主阀与 ! ’! 来油合流后，通 过 $ 或 % 口进入动力头马达，在系统压力不变的情况 下，动力头马达流量成倍增加，使马达高速旋转。 除 6( 主阀进油口设有安全阀外，各联还可根据执 行元件的不同要求，配备过载阀和补油阀。 6( 阀主要油 口都在阀体的正反面，总体安装和管路布置简便。 （’）6& 阀采用 $ 联多路换向阀，功能与 6( 阀基本 相同。该 阀 的 最 大 特 点 是 与 /!";< 泵 配 合，按 照 负 荷 传感的原理进行比例控制， 执行元件或液压泵的压力变
该阀的最大特点是与泵配合按照负荷传感的原理进行比例控制执行元件或液压泵的压力变多路换向阀主泵作为液压挖掘机双回路液压系统的标准配置被广泛应用而将阀作为辅助阀也完全能满足旋挖钻机的工作及使用要求
全液压旋挖钻机液压系统设计与分析
沈 锋，张立新
!""""#） （北京建筑机械化研究院，北京 ［中图分类号］ !"$# ［文献标识码］ #
全液压钻机液压系统研究
浙江理工大学成人高等教育毕业设计（论文）摘要全液压钻机液压系统研究—以ZDY3200S全液压钻机为例摘要钻机作为当今我国钻井作业中最为主要的设备，在我国的钻井作业和矿物勘探等领域占据着举足轻重的地位。
论文根据国内外钻机的发展现状，首先分析了目前传统钻机的液压系统，其次介绍了目前国内研究比较多的两类矿物勘探钻机，煤矿坑道钻机和全液压钻机，分析其各自液压设计原理，最后通过对比总结，可得到全液压钻机在液压控制方面的优势，并通过仿真分析，对于改进的液压系统进行了验证，对钻机未来发展的趋势的指导。
关键词钻机；液压原理；分析i浙江理工大学成人高等教育毕业设计（论文）AbstractAbstractDrill rig as the most major equipment for drilling operation in today's China, areas such as drilling and mineral prospecting in our country occupies a pivotal position.According to the current situation of drilling rigs’ development in China and over see, the paper analysis the traditional rigs’ hydraulic system first, and introduces the current coal mine tunnel drilling rigs’ hydraulic design principle, compare these two kinds of rigs’ hydraulic system to get the advantage of the hydraulic control and the direction of future development.Keywords drilling rigs; hydraulic principle; analysisii浙江理工大学成人高等教育毕业设计（论文）目录目录摘要 (i)Abstract (ii)第1章绪论 (5)1.1 国内外研究现状 (5)1.1.1 国内研究现状 (5)1.1.2 国外发展现状 (5)1.2 钻机的发展概况 (7)1.2.1 卧式钻机介绍 (7)1.2.2 立式钻机简介 (8)1.3 钻机中液压原理的应用现状 (8)第2章传统钻机液压系统功能与分析 (10)2.1 常见钻机液压系统 (10)2.1.1 单泵液压系统 (10)2.1.2 双泵液压系统 (11)2.1.3 多泵液压系统 (11)2.2 传统钻机液压系统基本回路 (12)2.2.1 回转液压回路 (12)2.2.2 调压限压回路 (12)2.2.3 调速回路 (13)2.2.4 给进液压回路 (14)2.2.5 压力控制回路 (14)2.2.6 速度控制回路 (18)2.2.7 辅助液压回路 (19)2.2.8 控制机身起落的液压回路 (19)2.2.9 控制卡夹机构的液压回路 (19)2.3 传统钻机液压回路的特点 (20)第3章钻机液压系统优化设计 (21)3.1 钻头回转液压回路优化设计 (21)3.2 动力钻头给进回路优化设计 (23)3.3 行走及卷场控制回路 (24)3.4 泥浆泵液压回路优化设计 (25)第4章ZDY3200S型煤矿用全液压坑道钻机实例研究 (27)4.1 适用范围 (27)4.2 型号含义 (27)4.3 主要技术参数 (27)4.4 钻机结构简介 (29)3浙江理工大学成人高等教育毕业设计（论文）目录4.4.1 回转器 (29)4.4.2 夹持器 (30)4.4.3 给进装置 (30)4.4.4 机架 (30)4.5 操纵台 (31)4.6 泵站 (31)4.7 液压系统工作原理 (32)第5章总结与展望 (34)5.1 总结 (34)5.2 展望 (34)参考文献 ...................................................................................... 错误！未定义书签。
钻机总体设计、液压系统设计说明书(机械CAD图纸)
1绪论图1.1 型钻机总图1. 固定架2. 夹持卸扣装置3. 孔口导向装置4. 80回转器5. 液压马达6. 73防松器7. 单重分流器(50通径)8. 推进架9. 滑架10. 变角机构11. 机架12. 转盘组件13. 步履机构14. 支撑组件图1.21.1 钻机主要用途钻机的各组成部分都采用了国内先进的组装技术，再加上合理的液压系统，钻机很好的成为一体，关键元件选用优秀可靠的产品，全部是由液压控制，表盘显示，操作灵活，大大提高了工作效率，满足了客户需要。
本产品属于履带式锚固工程钻机，整机重量小于5500公斤。
履带式锚固钻机适用于城市中基坑支护和控制建筑物位移的锚固工程。
本产品是整体式钻机，其中还配有步履机构和夹持卸扣器。
步履机构移动迅速，对中孔位置十分迅速。
夹持卸扣器可以自动拆卸钻杆和套管，这样大大提高了工作效率。
MDL-80D型履带锚固钻机性能十分稳定，工作效率高，具有多用性等特点。
它配和普通的钻头进行回转钻进；往往会在坚硬的岩层采用常规的球齿钻头，进行高速成孔；当在坚硬岩层等不稳定的地层，往往会采用跟钻具可进行钻进成孔，并增加了旋喷功能。
履带式锚固钻机主要有如下几大特点:1、钻机采用全液压的控制、操作灵活、移位方便、机动性好、省时、省力。
2、钻机回转器采用双液压马达驱动，输出扭矩大，回转中心较同类的产品低，大大提高了钻机钻孔的平稳性。
3、新型的变角机构使对孔更加的迅捷，可调节范围增大，并且可以降低对工作面的要求。
4、针对施工地区的地质特点，对钻机总体系统进行了优化，确保钻机在室外温度为40°C时，最打温度为75°C。
5、配有专用跟管钻进钻具（钻杆、套管等），成孔的质量好。
6、履带式锚固钻机主要适合于深基坑锚固支护，还可通过旋喷模块的更换，使钻机可以进行旋喷施工。
1.2、主要技术参数图1.3主要钻进方法：潜孔锤常规钻进、合金钻进、螺旋钻进。
1、钻孔直径（mm）：φ100～φ2102、钻孔深度（m）：60～1003、钻孔角度（°）：0～904、额定输出扭矩(Nm)：45005、额定转速（r/min，正反转）：Ⅰ档(低速档) 6 20 36 60 (输出扭矩4610 N.M)Ⅱ档(高速档) 12 40 72 120 (输出扭矩1767 N.M)6、额定提升力（kN）：607、额定给进力（kN）：308、给进行程（mm）：28009、滑移行程(mm)：90010、动力：电动机，30kW+11kW+1.5kW11、重量（kg）：600012、爬破角度：25°13、主机垂直状态：3200×2200×500014、主机水平状态：4800×2200×1900 (不装固定架)2 钻机的总体传动设计2.1、总体传动设计传动的类型有按工作原理分有机械式，电力式，流体式，磁力式；按运动方式分有定传动比、变传动比，变传动比又分为有级和无级以及周期性规律变化等。
全液压钻机液压系统的设计
全液压钻机液压系统的设计郑州勘察机械厂 张红军 魏永辰 王慧基 马占才 顾荣森KP3500型全液压转盘式钻机是我国第一代全液压特大口径工程钻机，钻孔直径可达3.5 m，深度120m。
该机在国内首先采用四泵双马达组成恒功率回路驱动转盘，并采用液压缸代替卷扬机，起重量大(可达1.2 MN)，速度快，升降平稳，还可以在必要时进行加压钻进。
该钻机1991年年底投入铜陵长江大桥使用，1992年通过建设部鉴定，此后又在广东虎门大桥、福建厦门海沧大桥、南京长江二桥、湖北荆沙长江大桥、浙江钱塘江三桥等国家重大工程中使用，因其效率高、工作平稳而受到施工单位一致好评，并荣获建设部科技进步二等奖和国家级新产品奖。
因此，设计适用可*的液压系统，对保证钻机的使用性能至关重要。
1 液压系统设计的基本原则利用国内外先进技术和成功经验，结合我国国情和钻机的具体使用要求。
力求简单和适用，尽可能地利用最少的液压元件来实现钻机所具备的各种动作。
这样，能够降低故障发生概率，提高能量利用率和钻机的可*性，降低工人劳动强度。
2 主油路系统2.1 调速方式和液压泵的选择液压系统的调速方式有无级调速和有级调速两大类。
无级调速具有调速范围大，能适应不同钻进工艺的要求，但是，变量控制回路和液压泵驱动机构较复杂。
KP3500型全液压钻机采用4台A7V160LV1R恒功率变量泵和2台2QJM62-6.3B低速大扭矩液压马达组成恒功率调速系统，把有级变速和无级变速结合起来，拓宽了调速范围，而且在调速时不需要节流和溢流，能量利用比较合理，效率高而发热少。
由于钻机施工地层情况复杂，负载多变，要求钻机能随负载的变化自动调节转速和转矩，而恒功率变量系统能适应负载工况的要求，即随负载的增加，系统能够自动降低转速，增大转矩。
并能最大限度地利用源动机的功率，达到最佳的钻进效果。
A7V160LV1R恒功率变量泵的工作特点正在于它的排量能随负载压力的变化自动调节，以保证输入功率接近恒定值。
钻机液压系统设计计算书
过滤精度选 100μm， 因此副泵吸油过滤器 J, 公 称 流 量 选用型号为：WU-100*100-J 2.11 先导泵吸油过滤器计算选型 公称流量：q2 2q p3 2 4 1480 1000 11.8L / min
236.1mL / r
式 中 p 19 - 0.5MPa 18.5 10 6 Pa 为 马达进出口压力差， nm 0.92 为马达的机 械效率。 则可计算出给进起拔马达最小所需流量 为：
q3 n3 V3 v 2 156 236.1 0.98 37567mL / min 37.6L / min
过滤精度选 100μm， 因此先导泵泵吸油过 16L/min ， 过 滤器选用型号为：WU-16*100-J 2.12 回油过滤器计算选择： 公 称 流 量
回转马达的排量：
Vm 2 T2 max 2 3.14 405.06 152.8 106 m3 / r p nm （ 19 - 0.5） 106 0.9 马达型号： 152.8mL / r A6V160MA2
式 中 p 19 - 0.5MPa 18.5 10 6 Pa 为 马 达进出口压力差，系统回油背压为 0.5MPa， nm 0.9 为马达的机械效率。 回转马达所需流量：
式中 为齿轮泵的机械效率。 因此所选电动机型号为：YBK2-250M-4 2.8 液压油箱的设计计算 根据钻机的实际工作情况，液压系统循环 一周所用的周期为 t=1min，系统总的流量 为 ： 油 箱 容 积
液压锚杆钻机冲击回转机构设计及液压系统优化
液压锚杆钻机冲击回转机构设计及液压系统优化摘要：液压锚杆钻机是矿山钻掘中常用的设备，其冲击回转机构和液压系统对其性能和稳定性有着关键作用。
本文针对现有液压锚杆钻机的冲击回转机构设计存在的问题，对其进行了深度探究和优化，在此基础上针对液压系统进行优化改进，最终实现了液压锚杆钻机的性能提升和稳定性提高。
关键词：液压锚杆钻机；冲击回转机构；液压系统；优化设计1 引言液压锚杆钻机是矿山行业常用的一种重型设备，它主要用于矿山钻掘和矿山支护工作中。
液压锚杆钻机的冲击回转机构和液压系统是其关键部件，直接影响其性能和稳定性。
因此，对液压锚杆钻机的冲击回转机构和液压系统进行优化设计是极其必要的。
目前，国内外对液压锚杆钻机的探究主要集中在其结构、控制系统和自动化等方面，对其冲击回转机构的探究较少，同时液压系统方面存在一定的问题。
因此，本文对液压锚杆钻机的冲击回转机构和液压系统进行了深度探究和优化改进。
2 液压锚杆钻机冲击回转机构设计2.1 现有问题分析液压锚杆钻机的冲击回转机构是实现其钻掘和支护功能的重要部件，但目前设计存在一定的问题，主要表此刻以下几个方面：(1) 回转机构设计不合理：目前回转机构在设计上存在一些缺陷，例如结构复杂、不稳定等，这些不仅影响其性能，还可能导致安全问题。
(2) 冲击机构刚度不足：液压锚杆钻机在进行冲击工作时，需要承受大量的冲击力，但冲击机构的刚度不足，容易导致钻机变形和磨损。
(3) 冲击机构寿命短：由于材料选择和加工工艺等方面问题，冲击机构的使用寿命比较短，需要屡屡更换，增加了维护成本。
2.2 设计优化方案为了解决上述问题，本文提出了一套液压锚杆钻机冲击回转机构的优化设计方案：(1) 简化回转机构结构：通过对回转机构的结构进行优化，简化其复杂度，提高其稳定性，从而缩减安全隐患。
(2) 提高冲击机构刚度：对液压锚杆钻机的冲击机构进行优化设计，增加其刚度，提高其承载能力，从而防止钻机变形和磨损。
液压钻机的液压系统设计设计603732
液压钻机的液压系统设计设计603732毕业设计液压钻机的液压系统设计摘要水平定向钻机铺管技术是目前应用最广泛的非开挖铺管技术之一，可用于穿越道路、河流、建筑物等障碍物铺设管线，具有快速、高效、不破坏环境及影响交通等突出优点。
在当今中国基础设施建设如火如荼的大环境下，拥有广泛的市场前景。
目前，对比与国外先进的水平定向钻机研发水平，我国的钻机研发还处于一个比较落后的水平，因此加快水平定向钻机的研发工作具有明显的社会意义和经济意义。
钻机的液压系统直接负责整机的控制和传动系统，直接影响到系统的各项性能指标，是钻机的关键技术。
本文叙述了水平定向钻机液压系统设计过程。
首先，比较详尽地描述了水平定向钻机的工作原理、各项性能指标、设计参数、结构组成，同时分析了各机构的工况和负载情况，为下一步液压系统的设计提供设计依据。
然后根据前面分析的结果，对液压系统进行设计，并合理选择各子系统的液压元件，最后，进行液压系统的性能验算。
本文设计的液压系统可以使发动机-液压系统的性能达到较好的状态，发动机功率利用率、液压系统传动效率以及钻机的作业效率也比较高。
关键词：水平定向钻机；液压系统设计；液压元件选择；性能验算AbstractHorizontal Directional Drill pipe laying technology is currently the most widely used technique for trenchless pipe-laying can be used across the roads, rivers, buildings, obstacles such as laying pipelines, with a fast, efficient, without damaging the environment and highlight the advantages of traffic. Infrastructure construction in China today in full swing environment, have broad market prospects. At present, the comparison with foreign advanced level of research and development of horizontal directional drilling, drilling rig in China is still in a backward R & D levels, accelerate research and development of horizontal directional drilling has obvious social significance and economic significance.Drilling machine hydraulic system is directly responsible for the control and transmission system, directly affect the system performance is the key technology of drilling rig. This paper describes the design of the hydraulic system of horizontal directional drilling process. First, more detailed description of the horizontal directional cobalt machine works, the performance indicators, design parameters, structure, and analyzes the various agencies working conditions and load conditions, for the next design of the hydraulic system design basis. Then the previous results of the analysis of the hydraulic system design, and a reasonable choice of hydraulic components of each subsystem, and finally, checking the performance of the hydraulic system. This design allows the hydraulic system of the engine - hydraulic system's performance to good condition, engine power utilization, rig hydraulic system transmission efficiency and higher operating efficiency.Key words: horizontal directional drilling; hydraulic system design; hydraulic component selection; performance calculation目录摘要 (I)Abstract (II)1. 绪论 (1)1. 1水平定向钻进铺管技术简介 (1)1. 1. 1非开挖技术简介 (1)1. 1. 2水平定向钻进铺管技术简介 (1)1. 2国内外水平定向钻机研发现状和发展 (2)1. 2. 1国外水平定向钻机的研发现状 (2)1. 2. 2国内HDD现状 (2)1. 3水平定向钻机液压系统 (3)1. 3. 1水平定向钻机液压系统简介 (3)1. 3. 2钻机液压系统的发展现状和趋势 (4)1. 4课题背景及论文主要工作内容 (4)1. 4. 1课题背景及来源 (4)1. 4. 2论文主要内容及各章安排 (5)2. 钻机结构及液压系统工况分析 (6)2. 1水平定向钻机的工作原理 (6)2. 1. 1水平定向钻进铺管过程 (6)2. 1. 2钻孔钻进原理 (7)2. 2水平定向钻机的结构特点 (8)2. 2. 1钻机的主要设计参数 (8)2. 2. 2钻机结构的主要组成部分 (10)2. 3钻机液压系统工况分析 (12)2. 3. 1钻杆旋转工况分析 (12)2. 3. 2动力头进退工况分析 (12)2. 3. 3钻具夹紧及拧卸回路工况分析 (14)2. 3. 4履带行走系统工况分析 (14)2. 3. 5支腿支撑回路工况分析 (15)2. 4本章小结 (15)3. 钻机液压系统设计 (17)3.1液压系统的构成和工作原理 (17)3. 2发动机选型和计算 (18)3. 3各液压子系统设计及液压元件选择 (20)3. 3. 1动力头回转系统设计及液压元件选择 (20)3. 3. 2动力头推拉系统设计及液压元件选择 (22)3. 3. 3 泥浆系统设计及液压元件选择 (23)3. 3. 4其他液压元件的选择 (24)4. 液压系统的性能验算 (27)4. 1液压系统压力损失 (27)4. 2液压系统的发热温升计算 (28)4. 2. 1计算液压系统的发热功率 (28)4. 2. 2 计算液压系统的散热功率 (29)4. 2. 3计算油箱散热量 (30)4. 3 计算液压系统冲击力 (31)5. 总结与展望 (33)5. 1研究总结 (33)5. 2研究展望 (33)参考文献 (36)致谢 (38)附录 (39)附录一、液压系统常见故障分析与排除 (39)1 液压系统故障诊断和排除 (39)2 液压元件故障诊断和排除 (47)附录二、译文 (57)1. 绪论1. 1水平定向钻进铺管技术简介1. 1. 1非开挖技术简介非开挖铺管技术是一种新型铺管技术，与传统的开挖作业相比，具有快速、高效、不破坏环境及绿化和不干扰。
全液压钻机液压系统的构建
根据液压执行元件的工作原理可知，马达转速n、理论流量qi与排 量V之间具有下列关系
ql nV
式中 ql——为理论流量，m3/s； n——转速，r/min； V——排量，m3/s。
（3-1）
为了满足转速要求，马达实际输入流量q大于理论输入流量，则有：
q ql q
式中 Δq——泄漏流量。
装方便和安全。显然选择适当的液压马达，通过
液压马达来驱动钻杆和钻头，来完成钻机的钻孔 任务是很好的决策。
相关知识
液压马达是液压执行元件，它和液压缸一样，都是将液 体的压力能转变为机械能输出，驱动工作机构做工。液压马 达能实现连续的旋转运动，输出扭矩和转速。
一、液压马达的特点及分类
液压马达和液压泵在结构类型上的分类一样，有齿轮式、叶片式、 柱塞式和螺杆式等基本型式。 液压马达按其额定转速分为高速和低速两大类，额定转速高于 500r/min的属于高速液压马达，额定转速低于500r/min的属于低速液压 马达。 高速液压马达的基本型式有齿轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞 式等。它们的主要特点是转速较高、转动惯量小，便于启动和制动，调 速和换向的灵敏度高。通常高速液压马达的输出转矩不大（仅几十 N·m到几百N·m），所以又称为高速小转矩液压马达。 低速液压马达的基本型式是径向柱塞式，例如单作用曲轴连杆式、 液压平衡式和多作用内曲线式等。此外在轴向柱塞式、叶片式和齿轮式 中也有低速的结构型式。低速液压马达的主要特点是排量大、体积大、 转速低（有时可达每分种几转甚至零点几转），因此可直接与工作机构 连接，不需要减速装置，使传动机构大为简化，通常低速液压马达输出 转矩较大（可达几千N· m到几万N· m），所以又称为低速大转矩液压马 达。
职能符号图：
二、液压马达的性能参数
钻机液压系统设计
钻机液压系统设计第一篇：钻机液压系统设计钻机液压系统设计1概述目前，随着非开挖施工技术的日益成熟，作为非开挖施工主要设备的水平定向钻机也得到了突飞猛进的发展。
液压系统以它体积小、重量轻、结构紧凑、动力便于传递、力量大等特点，在水平定向钻机中得到了广泛的应用。
钻机液压系统的液压元件以及各回路的性能对钻机的整体性能起着决定性的作用。
2钻机液压系统在大吨位的钻机中，采用液压系统驱动显示出了巨大的优越性，它使产品的结构变得简单，体积大大缩小。
全液压水平定向钻机的液压系统包括：动力头回转液压系统、动力头推进或回拖液压系统、夹持卸扣器液压系统、履带行走液压系统、钻臂升降液压系统、钻机支腿液压系统、驾驶室平移液压系统、吊车液压系统、泥浆泵马达液压系统。
在设计液压系统时，以满足性能和使用要求而又没有多余元件为最佳。
下边我们就分别探讨一下钻机各部分液压系统的工作原理。
动力头回转液压系统动力头回转液压系统，一般由一对规格相同但转向正好相反的低速大扭矩液压马达组成，液压马达带有减速机以便增大扭矩力，两液压马达之间设有一块可使两马达实现串、并联作用的电液动换向阀。
液压系统图见图一。
图一动力头回转液压系统首先，从液压泵站来的液压油的压力和流量要和各液压元件相匹配，液压系统的压力不能超过任何一个液压元件的额定工作压力，否则要用减压阀进行减压。
选择换向阀时要注意，换向阀的通径要满足液压马达到达最大设计转速时对液压油流量的需要。
当电液换向阀4的左边电磁铁带点且换向阀3不带电时，电磁铁将阀4的左边阀芯位置推到中间，来自系统的液压油经过阀4到达马达1的左边，另一路则经过换向阀3到达马达2的右边，推动马达1、2作方向相反的转动，此时主轴正转。
马达1的回油经过换向阀3与马达2的回油会合，经换向阀4流回油箱。
这时两马达并联，转速低，但扭矩最大。
当电液换向阀4的左边电磁铁和换向阀3同时带电时，阀3的右边阀芯被推到左边位置接通，液压油经过马达1、阀3到达马达2的右边，推动两马达转动，主轴正转。
全液压钻机液压系统的设计计算
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全液压钻机液压系统的设计计算
作者：孙阳修
来源：《科技资讯》2012年第08期
本文所设计的钻机是一台小型钻机,该型钻机适合在工作条件较差,地形复杂的局部地区进行水文钻探。
设计中采用了全液压传动系统,即履带驱动、回转动力头驱动、进给液压缸、卷
扬机组驱动、泥浆泵驱动等都采用液动件。
本钻机最大钻深200m。
要求动力头转速:0～
150r/min,扭矩345kg.m。
进给系统中提升力为65kN,钻进轴压为40kN。
1拟定液压系统
在明确基本要求的基础上,进行工况分析负载计算,拟定总体工作原理图,再对各回路执行元件进行计算及选型。
初选本系统压力为20MPa。
此系统是向多台液动机供油且要求机械尺寸较大的场合故宜选用开式系统。
根据工作需要,选用一四联油泵供油,其功能:第一联泵用于驱动回转马达快速回转和进给液压缸快速运动及行走马达回转,第二联泵用于驱动回转马达钻进转动,第三联泵用于驱动液压缸工作运动,第四联泵用于起落油缸、液压扳手、千斤顶、副卷扬马
达、泡沫泵马达的驱动。
各液动件的控制通过四联阀M2和七联阀M4以及两个三位四通阀来完成。
根据总体设计思路该全液压钻机液压系统结构示意图如图所示:。
(完整word版)液压系统回路设计
1、液压系统回路设计1.1、 主干回路设计对于任何液压传动系统来说，调速回路都是它的核心部分。
这种回路可以通过事先的调整或在工作过程中通过自动调整来改变元件的运行速度，但它的主要功能却是在传递动力（功率）。
根据伯努力方程：d q C x = （1-1）式中 q ——主滑阀流量d C ——阀流量系数v x ——阀芯流通面积p ∆——阀进出口压差ρ——流体密度其中d C 和ρ为常数，只有v x 和p ∆为变量。
液压缸活塞杆的速度：q v A= （1-2） 式中A 为活塞杆无杆腔或有杆腔的有效面积一般情况下，两调平液压缸是完全一样的，即可确定1121A A =和1222A A =所以要保证两缸同步，只需使12q q =，由式（1-2）可知，只要主滑阀流量一定，则活塞杆的速度就能稳定。
又由式（1-1）分析可知，如果p ∆为一定值，则主滑阀流量q 与阀芯流通面积成正比即：v q x ∞,所以要保证两缸同步，则只需满足以下条件：11p c ∆=，22p c ∆=且12v v x x =此处主滑阀选择三位四通的电液比例方向流量控制阀，如图1-1所示。
图1-1 三位四通的电液比例方向流量控制阀它是一种按输入的电信号连续地、按比例地对油液的流量或方向进行远距离控制的阀。
比例阀一般都具有压力补偿性能，所以它输出的流量可以不受负载变化的影响。
与手动调节的普通液压阀相比，它能提高系统的控制水平。
它和电液伺服阀的区别见表1-1。
表1-1 比例阀和电液伺服阀的比较所以它被广泛应用于要求对液压参数进行连续远距离控制或程序控制，但对控制精度和动态特性要求不太高的液压系统中。
又因为在整个举身或收回过程中，单缸负载变化范围变化比较大（0~50T），而且举身和收回时是匀速运动，所以调平缸的功率为P Fv=，为变功率调平，为达到节能效果，选择变量泵。
综上所可得，主干调速回路选用容积节流调速回路。
容积节流调速回路没有溢流损失，效率高，速度稳定性也比单纯容积调速回路好。
浅谈钻孔机液压系统的原理及设计
浅谈钻孔机液压系统的原理及设计作者：熊建华来源：《科学与财富》2016年第27期摘要：本文主要谈论钻孔机液压系统的原理及设计。
在液压控制系统设计过程中，根据液压系统的原理，设计出合理的液压系统。
通过系统的主要参数的计算确定液压元件的规格；，结合具体的例子和设计经验，阐述了通用件（如液压元件，液压缸等）的选取关键词：钻孔机液压系统工作流程一、概述目前，随着非开挖施工技术的日益成熟，作为非开挖施工主要设备的水平定向钻机也得到了突飞猛进的发展。
液压系统以它体积小、重量轻、结构紧凑、动力便于传递、力量大等特点，在钻机中得到了广泛的应用。
钻机液压系统的液压元件以及各回路的性能对钻机的整体性能起着决定性的作用，本文就如何对钻孔机的液压系统的原理及设计进行了简要分析。
二、液压系统的工作原理液压传动是利用密闭系统中的受压液体来传递动力的，它又分为液压传动和液力传动两种形式。
液压传动主要是基于液体压力传输能量、液力传动主要液体动能传输能量。
液压系统是使用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过各种控制阀门、管道和液压元件的液体压力能转化为机械能，驱动工作机制，实现直线往复运动或回转运动。
三、液压系统回路的组成1、夹紧回路：夹紧回路由变量泵、四个夹紧油缸、减压阀、节流阀、单向阀、换向阀、压力继电器、卸荷阀及连结管路等组成。
2、角向定位回路：角向定位回路由变量泵、角向定位油缸、减压阀、节流阀、单向阀、换向阀、压力继电器及连结管路组成。
夹紧回路与角向定位回路上变量泵为共用。
3、移位滑台回路：移位回路由一个变量泵、移位油缸、两组调速阀、两组压力继电器、单向阀、卸荷阀及连结管路组成。
4、进给滑台回路：进给滑台回路由一个变量泵，进给滑台油缸，单向调速阀、单向阀、换向阀、背压阀、顺序阀及连结管路组成。
四、液压系统的设计1、确定调速方案由于转孔机要求工作时低速稳定性好，油泵输出流量小，但工作轴向载荷大，在油缸直径一定情况下，要求液压系统压力高，而快进快退时，油泵输入流量大，但液压系统只需克服摩擦力及回油阻力，所需系统压力低，为使系统达到高效率，低能耗及满足低速稳定等要求，本机床采用限压式变量泵与调速阀相配合的容积节流调速且为进油路节流调速方案。
多功能深井钻机的液压系统设计与控制策略
多功能深井钻机的液压系统设计与控制策略随着石油行业的发展，对于深井钻机的要求越来越高，需要具备更精密、高效和多功能的液压系统。
本文将介绍多功能深井钻机的液压系统设计与控制策略。
1.液压系统设计的要求深井钻机的液压系统设计需要满足以下几个方面的要求：1.1 高效性：液压系统设计应确保系统的工作效率高，能够快速、准确地响应操作指令，从而提高钻机的生产效率。
1.2 精确度：液压系统需要具备较高的精确度和稳定性，能够确保钻机在复杂地层中能够准确而稳定地完成钻井作业。
1.3 可靠性：液压系统设计需要考虑到钻机在长时间连续工作过程中的可靠性，能够抵抗较大的振动和冲击，确保系统的稳定运行。
1.4 多功能性：液压系统设计要满足多功能深井钻机的需求，包括不同工况下的可调节性、多路流量与压力控制能力，以适应不同井深和井型的需求。
2.液压系统的基本组成多功能深井钻机的液压系统通常由以下几个基本组成部分组成：2.1 液压泵站：液压泵站是液压系统的能量源，负责向液压系统提供所需的流量和压力。
2.2 液压执行器：液压执行器包括液压缸和液压马达，负责将液压能量转化为机械能，完成钻机的各种运动。
2.3 液压阀组：液压阀组用于控制液压系统的流量、压力和方向，实现对钻机各项功能的控制。
2.4 液压油箱：液压油箱用于储存液压油，保证液压系统的正常运行，并对液压系统进行冷却。
3.液压系统的控制策略为了满足多功能深井钻机的要求，液压系统的控制策略需要考虑以下几个方面：3.1 电控与液控相结合：液压系统可以通过电控和液控相结合的方式实现对钻机的精确控制。
通过采用先进的液压阀技术和传感器，结合电控系统，可以实现对液压系统的精确控制和自动化操作。
3.2 可编程控制器（PLC）：液压系统的控制策略中，可编程控制器可以起到重要的作用。
通过PLC，可以实现对液压系统的智能控制和故障诊断，提高钻机的自动化程度和可靠性。
3.3 混合动力控制：针对深井钻机长时间连续工作的需求，可以考虑引入混合动力控制策略，通过同时使用柴油和电力驱动，以提高燃油的利用效率，降低排放量，延长液压系统的使用寿命。
全液压钻机液压回转系统的管路优化设计
全液压钻机液压回转系统的管路优化设计刘丽娜【摘要】The hydraulic line is the essential element in the hydraulic exploration drill. Therefore, how to choose the ap-propriate inner diameter of pipe and make the system in the best working condition with large flow velocity can be, is not to be overlooked in the process of system design. Optimization design method provides a good way for us to solve this problem. This paper suction pipeline of the hydraulic system optimization design, using multiple objective function optimization method of goal programming method, the final optimal pipe diameter and flow velocity have been deter-mined.%在全液压勘探钻机中液压管路是必不可少的元件。
为此，如何恰当的选择油管的内径以及采用多大的流速才能使系统处于最佳的工作状态，是系统设计过程中不可忽略的问题。
优化设计方法为我们解决这一问题提供了很好的途径。
本文主要对液压系统的吸油管路进行优化设计，采用多目标函数优化方法中的目标规划法，最终经过优化得出管径和流速的最佳值。
【期刊名称】《内蒙古民族大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】4页(P280-282,314)【关键词】液压系统;吸油管路;多目标函数;目标规划法【作者】刘丽娜【作者单位】内蒙古民族大学机械工程学院，内蒙古通辽 028043【正文语种】中文【中图分类】TH137全液压钻机执行元件的动力都是由液压油的压力能转换得来，所以在整个系统中就需要大量的液压管路以输送液压油，由流量连续性方程可知：流量等于流速与通流截面的乘积，在流量为定值时，如果通流截面大则流速就小；如果通流截面小则流速就大.而沿程损失又和流速成正比，流速大，沿程压力损失增大，可能会产生压力冲击引起噪声.内径过大的话虽然沿程压力损失减小，但管路体积以及所占空间增大，会使整机的重量增加，制造安装成本增加.为此应对管路进行优化.优化设计或称优化技术是在高速电子计算机出现之后由于社会生产和实践需要而发展起来的一项新技术，是最优化技术和计算机技术相结合，并且把它应用于设计领域.其具有如下的特点：首先是设计的思想是最优的；其次是设计的方法是优化数学方法；再次是设计的手段是计算机.优化设计是根据最优化原理，以计算机为设计手段，寻求工程问题中在现有约束条件下，满足设计目标的最令人满意方案或最适宜的设计方案.优化过程是首先要根据设计参数和要求，建立数学模型即列出目标函数，然后利用最优化方法进行优化，最后评价是否为最优方案并输出结果. 目前的优化设计还局限在参数最优化的数值最优化问题上，而结构形式的选择还需进一步的解决；另外在传统产业中的优化设计的普及率还不是太高，其应用范围还有待推广.本文主要对回转系统的吸油管路进行优化设计，管路连接的原理图见图1.在图中可以看出，采用两主泵10为系统提供压力油，对应采用两根吸油管7、8从油箱6中吸油；两泵排出的压力油汇合在一起，通过管路1流向回转系统，其中单向阀3是防止泵10的压力油流向另外一个泵的；四个并联马达的回油通过管路4流回到油箱中.泵的吸油口必须与油管相连来吸取液压油.吸油管路虽然不是液压系统的主要元件但它为整个系统提供压力油，在液压系统中具有举足轻重的地位，如果液压系统的功率比较大，那么就需要功率很大的电动机，泵的流量和压力也很高，会产生较大的机械振动，为了使泵、电动机的机械振动不直接传到油箱而引起油箱的共振，使用橡胶软管作为吸油管来连接油箱和泵的吸油口.若液压泵吸油管安装不当或管路密封不好，就会产生泡沫，它使液压泵产生噪声和振动，动特性变坏.所以我们应保证吸油管完全密封，并具有较小的阻力.为此应合理设计吸油管路直径，加大吸油管及油管端部的断面积，使流经此处的液流速度减缓，避免流速过快造成吸油阻力大，吸空现象及气蚀现象.3.1 目标函数的建立对于吸油管路的优化设计除了主要考虑管路吸油阻力最小外，同时还应考虑使管路体积最小〔1〕.回转液压系统由两主泵构成，对应采用两条吸油管路，因为两泵规格完全一样，所以把两条管路的优化可以用一条管路优化代替.建立一个目标函数即可.（1）建立压力损失的函数，①压力损失包括两部分，用下面公式计算：式中：hW—总压力损失，m；hf—沿程压力损失，m；hj—局部压力损失，m；λ—沿程阻力系数；ξ—局部阻力系数；l—管长，m；d—管径，m；υ—液压油平均流速，m/s；Re—雷诺数；ν—油液的运动粘度，m2/s.②压力损失的目标函数根据式（1）～（5），把吸油管路 7 的各物理量代入上述公式，其中因吸油管路采用橡胶软管，所以吸油管路7的总压力损失如下：令则有目标函数式中：l1—泵吸油管 7 的长度，m；υ1—吸油管 7 中油液的平均流速，m/s；d1、—吸油管 7 的内径，m；ξ1—吸油管 7 的局部阻力系数.（2）建立吸油管体积最小的函数式中：V1—吸油管7的腔内体积m3.显然，有（3）确定设计变量在目标函数（9）、（11）中，液压油类型确定后，它的密度、粘度就为定值；系统流量可看作定值；吸油管长度根据设计要求不宜太长，一般小于 2.5 米，由油箱、油泵的总体布局确定，以上参数都可看作是常量.在以上参数为常量时，从能量损失和体积两公式可以看出，决定二者大小的为吸油管的直径及油液的流速，需要合理设计选择直径和流速，故以二者作为设计变量.（4）吸油管路目标函数的建立每一个特定的问题中，都有一个或几个追求的最优的目标，用设计变量的数学函数关系式来表达这个目标，这就是优化设计的目标函数，也可以称为评价函数，它分为单目标函数和多目标函数〔2〕.其中多目标函数要同时兼顾几个设计准则，本设计中即要使管路能量损失尽可能小，同时也要求管路的体积为最适宜，所以目标函数为：式中：W1—压力损失在总目标函数中所占比例；W2—体积大小在总目标函数中所占比例；3.2 设计约束函数（1）由流量连续方程，有式中：Q1—泵10的额定流量.（2）液体为层流状态，则有：式中：Rec—软管的临界雷诺数.（3）吸油管内油液的流速在以下范围：（4）满足管子内径要求，即3.3 多目标问题的优化方法及求解（1）方法选择由式（9），（11），（12）可以看出，本设计要兼顾两个方面的问题，希望每一方面都能到所期望的最适宜的值，但是完全达到是不可能的，这就涉及到了多目标的优化问题.对于各单目标函数我们很容易分别求得其最优解，但是要求得各目标函数共同的最优解却是很难的.本文有两个优化目标：其一是要求压力损失最小；其二是要求体积最小.在此类问题中求出满足全部目标且使其都为最优值是不可能的，然而利用一些数学方法，经过一定的处理，变多目标为单目标，就可以用处理单目标最优化问题的方法来解决〔3〕.为此，就需要事先协商好按照某种关系建立一个新的目标函数f(x)=f{f1（x），f2（x），……ft（x）}→ min目标规划法又称理想点法，这个方法的基本思想是为所有目标确定一个预期达到的目标值即为各分目标函数定出一个最合理值 fj0（j=1,2···，t），为了在优化设计中使每个目标函数值尽可能达到各自的最合理值，可以按照如下平方加权和来构造目标规划的目标函数〔4〕.式中Wj为加权因子，其值决定于各项分目标所占的重要程度，且有：如果各分目标函数达到一个最合理值，则新目标函数就达到了最优值〔5〕. （2）求解设计常量系数的具体值如下：编程求解：用C语言编制优化设计的计算机程序，求得最优值为：d1=0.100m，v1=1.172m/s；为减少能量损失，提高系统效率，本文对回转系统的辅助元件之一的管路进行设计选择，主要是对吸油管路进行优化.采用化多目标函数为单目标函数的目标规划法，利用计算机编程确定了管路内径以及流速的最优值.〔1〕姜惠民.导向钻机液压管路的优化设计〔J〕.探矿工程：岩土钻掘工程.2009（3）.〔2〕孟丹.机械设计参数优化〔J〕.天津商学院学报.2007（3）.〔3〕刘彤.解多目标优化问题的进化算法〔D〕.陕西：西安电子科技大学，2010. 〔4〕奚文.面向机械制造系统的设施布置与优化模型设计〔D〕.阜新：辽宁工程技术大学，2006.〔5〕万伟民.基于粒子群算法的机械零件多目标优化设计研究〔J〕.机械设计与制造，2010（5）.。
旋转钻机液压系统毕业设计
旋转钻机I的机电液系统设计及数控加工编程液压系统设计及零件数控加工自动编程学校：专业：班级：学生姓名：指导教师：教师单位：教师职称：时间：Design of electromechanical-hydraulic system and NC programming of rotary rigⅠDesign of hydraulic system and NC programming ofmachine partUniversity:Major:Grade:Name:Advisor:Department:Academic Title:Date：目录摘要 (1)ABSTRACT (2)前言 (3)第一章液气压传动及旋转钻机简介 (5)1.1液气压传动的发展概况 (5)1.2液压传动在机械行业中的应用 (5)1.3 旋转钻机的发展及特点 (6)1.4液压系统的基本组成 (8)第二章旋转钻机的液压系统和电控原理设计 (9)2.1旋转钻机的基本结构 (9)2.2 工况分析 (9)2.3拟定液压系统原理图 (10)2.3.1确定供油方式 (10)2.3.2方向控制回路的设计 (10)2.4液压系统图的总体设计 (12)2.4.1翻转工作循环 (12)2.4.2升降缸工作循环 (13)2.5电控系统图的总体设计 (13)2.5.1串联电阻降压启动原理分析及特点 (13)2.5.2三台电动机控制的原理及方法 (14)2.5.2辅助电路 (16)第三章液压系统的计算和元件选型 (17)3.1 液压系统设计参数 (17)3.2液压执行元件载荷力计算 (17)3.3液压系统主要参数的计算 (18)3.3.1初选系统工作压力 (18)3.3.2液压缸内径D和活塞杆直径d的确定 (18)3.3.3计算液压执行元件实际工作压力 (19)3.3.4计算液压执行元件实际所需流量 (19)3.4液压元件的选择 (20)3.4.1确定液压泵规格和驱动电机功率 (20)3.4.2阀类元件及辅助元件的选择 (22)3.4.3 管道尺寸的确定 (23)3.5液压系统的验算 (25)3.5.1系统温升的验算 (26)第四章液压集成油路的设计 (27)4.1液压油路板的结构设计 (27)4.2液压集成块结构与设计 (29)4.2.1液压集成回路设计 (29)4.2.2液压集成块及其设计 (30)第五章液压站结构设计 (33)5.1 液压站的结构型式 (33)5.2 液压泵的安装方式 (33)5.3液压油箱的设计 (34)5.3.1 液压油箱有效容积的确定 (34)5.3.2 液压油箱的外形尺寸设计 (35)5.3.3 液压油箱的结构设计 (35)5.4液压站的结构设计 (38)5.4.1 电动机与液压泵的联接方式 (38)5.4.2 液压泵结构设计的注意事项 (38)结论 (40)总结及体会 (41)致谢 (42)附录 (44)附录A 英文原文 (44)附录B 中文译文 (53)摘要作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段，液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。
多功能全液压钻机液压系统设计
多功能全液压钻机液压系统设计严国英The Design of a Multi2function Hydraulics Drill SystemY AN G uo2ying(陕西理工学院,陕西汉中 723003 电话:(0916)2291093,2291090)摘 要:介绍了一种自主设计的多功能全液压钻机的液压系统。
该机工作过程中钻杆的旋转、推进、起拔以及钻杆倾角的调整和固定等,全部采用液压实现;结构上采用了分体形式,控制台可灵活放置在最佳操作控制位置。
回转头采用双马达驱动,安装尺寸小,驱动转矩大。
经过1年多的工程实际应用,该机液压系统性能良好,工作稳定。
关键词:全液压钻机;回路;回转头;推进力;起拔力中图分类号:TH13713 文献标识码:B 文章编号:100024858(2005)08200382031 引言所谓全液压钻机,就是在钻机工作过程中钻杆的旋转、推进、起拔以及钻杆倾角的调整、固定等,都是由液压系统实现的。
近年来,许多类型的钻机都采用了全液压式驱动,如MK、MKG和MZ等系列全液压钻机,在工程上得到了广泛的应用。
在2003年初,某工程公司根据工作中的实际需要,提出自主设计一台结构简单、操作方便的全液压式多功能钻机,该钻机要求回转头转速在10-100r/min 范围内无级调速,输出最大转矩2000Nm;最大推进力35kN,最大起拔力70kN,一次推进行程800mm;钻杆倾角在0～90°(水平向下)内任意调节,并能可靠固定;所用电机功率不超过22kW。
2 整体设计思路考虑到多功能全液压式钻机一般是在矿洞或露天工作,主要是打孔作业,工作时噪声值很大,钻机附近粉尘较大,尤其在无除尘设备、工作场地相对封闭情况时,整个工作环境相当恶劣。
这些问题在整体机上都不好解决,所以,根据这一实际工作情况和对操作者要求不高这点出发,在本次设计中决定采用分体结构,将整个钻机分为油源部分、控制台部分和钻机主体3部分,各部分之间用橡胶软管相连接。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。