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长螺旋钻机提钻力学行为及提钻液压控制系统研究

作　者: 庞浩
导　师: 罗春雷
学　校: 中南大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 长螺旋钻机土力学负载敏感泵液压绞车电液比例控制
分类号: TU621
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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引　用: 1次
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内容摘要

近年来,长螺旋钻孔机凭借其适应性广,施工环保等优势在桩基础领域获得了广泛的应用,成为当前极具市场潜力的桩工机械。但是,由于是新兴的桩基础施工机械,对其提钻力认识不足,经常发生现场施工设备选型不当而造成所选设备难以适应施工作业的现象。同时还存在着向大功率发展困难以及自动化程度低、质量不可靠等问题,阻碍其进一步发展,影响其未来的市场竞争力。本文以土力学为基础,基于地质参数对长螺旋钻机提钻力学行为进行分析,推导得出两种提钻方式下的提钻力和能耗理论计算公式。并以现场实验数据对此提钻力理论计算公式进行了论证。此提钻过程力学行为研究是比较深入而全面的,为设计长螺旋钻机确定绞车主要参数以及桩基础施工设备选型提供了理论依据。针对具体工程条件,本文以提钻力学理论计算求出的结果为设定参数的依据,设计了适合工况要求的液压绞车控制系统。此提钻驱动控制系统具有自动卸荷功能;由于采用了压力流量复合控制的负载敏感泵,流量控制精度高,不受负荷压力变化的影响,并具有明显的节能特征;采用电液比例控制,调速范围广,并为自动化控制打下了基础。论文对此控制系统进行建模仿真分析。通过仿真曲线分析得知采用负载敏感泵和比例换向阀的绞车系统性能安全可靠,此设计方案能有效解决传统长螺旋钻机存在的问题。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-14
  1.1 长螺旋钻机基本原理及特点概述  7-8
  1.2 长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺概述  8-10
  1.3 长螺旋钻孔机械技术现状与发展  10-11
  1.4 长螺旋钻孔灌注施工提钻力研究应用现状  11-12
  1.5 课题的提出及主要研究内容  12-14
第二章基于地质参数的长螺旋钻机提钻力学行为研究  14-29
  2.1 基于地质参数的长螺旋钻提钻力研究  14-24
    2.1.1 叶片上土壤分布分析和土柱的静止土压力强度  14-17
    2.1.2 直接提钻提钻力的研究  17-20
    2.1.3 回转提钻提钻力的研究  20-22
    2.1.4 两种提钻方式下提钻力的比较分析  22-24
  2.2 基于地质参数的长螺旋钻提钻功率的研究  24-25
    2.2.1 液压绞车提升消耗功率  24
    2.2.2 回转提钻状况下动力头回转能耗  24-25
    2.2.3 长螺旋钻提钻总能耗  25
  2.3 实验研究  25-28
  2.4 本章小结  28-29
第三章基于地质参数的提钻驱动控制系统设计研究  29-39
  3.1 提钻驱动控制系统方案的选择  29-30
  3.2 基于地质参数的提钻负载分析  30-32
  3.3 液压系统控制方案设计与分析  32-38
  3.4 本章小节  38-39
第四章新型提钻液压系统建模仿真研究  39-62
  4.1 比例换向阀的建模仿真分析  39-49
    4.1.1 比例换向阀的结构组成和原理  39-40
    4.1.2 比例换向阀的动态分析  40-46
    4.1.3 比例换向阀的仿真分析  46-49
  4.2 泵-阀-绞车的建模仿真分析  49-61
    4.2.1 系统流量建模仿真分析  49-57
    4.2.2 系统压力建模仿真分析  57-61
  4.3 本章小节  61-62
第五章结论  62-63
参考文献  63-67
附录  67-76
致谢  76-77
攻读硕士期间参加的科研项目  77
攻读硕士期间发表的论文  77

长螺旋钻机提钻力学行为及提钻液压控制系统研究

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