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旋挖钻机偏桅影响因素及最优控制研究
| 论文题名： | 旋挖钻机偏桅影响因素及最优控制研究 |
| 关键词： | 旋挖钻机;偏桅;液压系统;油液压缩性;受力补偿 |
| 摘要： | 旋挖钻机是一种适合在桥梁、铁路、楼房等基础设施建设中负责钻孔作业的大型机械设备，工作效率高，环境污染小，得到广泛的应用。新一代的旋挖钻机正朝向智能化控制方向发展，对旋挖钻机各系统的稳定性提出更高的要求。其中桅杆系统的垂直度保持性能是旋挖钻机的重要指标，研究偏桅问题的影响因素，并提高垂直度保持能力有着重要的工程意义。 本文以仿真与实验相结合的方法，以某公司的旋挖钻机桅杆系统为研究对象，以元件优化和受力补偿的方法，实现桅杆垂直度保持能力的提升。从桅杆偏斜的直接原因入手，对影响因素进行分析，搭建桅杆系统液压和机械仿真模型。对旋挖钻机工作工况进行试验测试，并与仿真相结合，明确了各影响因素的影响占比。针对主要影响因素，提出平衡阀和自动调垂控制策略优化等多个优化方案，有效提高了桅杆垂直度保持性能。 在本课题的研究过程中，具体进行了以下工作。首先，通过对现有桅杆系统支撑结构进行分析，明确桅杆油缸位移变化是偏桅的直接原因，并对桅杆油缸位移的影响因素进行分类整理。其次，分析桅杆液压系统和机械系统，并分别搭建仿真模型，通过仿真与测试相结合的方法，明确平衡阀补油和油液压缩对偏桅问题的影响占比，并针对两个影响因素制定优化方案。最后，根据主机实际情况选择平衡阀优化和自动调垂控制策略优化两种优化方案进行实施，对包括不同机型的多台主机进行优化试验，验证了优化方案的有效性和通用性。优化方案对桅杆系统进行了受力补偿，优化了桅杆垂直度保持能力，减小了最大偏斜角度，并降低了调垂频率，得到了企业和机手的一致好评。 |
| 作者： | 程逾豪 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 孔祥东;张晋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 燕山大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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