基于功率回收的矿用全尺寸钻杆动态加载系统研制

【目的】为了模拟钻杆在煤矿井下瓦斯抽采钻孔过程中的真实受力情况,满足实物钻杆的疲劳试验需求。【方法】设计了一种矿用全尺寸钻杆动态加载系统,整个系统由钻杆加载平台、功率回收型液压泵站和测控系统3大部分组成,能够对不同规格的钻杆进行动态扭矩、轴向力和径向位移的复合加载。扭矩加载采用液压功率回收方式,由两个完全相同的液压马达和钻杆进行机械连接,主动马达带动钻杆和加载马达旋转,两者互为负载,加载马达将输出的流量反馈给主动马达,从而实现扭矩加载和功率回收,该闭环系统的能量损失由两个液压补偿泵进行弥补;轴向力和径向位移加载采用电液比例控制方式,由传感器采集各变量参数,可编辑逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)对加载油缸的力和位移进行闭环调节,从而实现精确控制;试验过程中的各项运行参数和功率回收效率由测控系统进行数据采集并实时显示在上位机中。最后,采用φ127 mm×3 000 mm型外圆钻杆对系统的加载能力进行了试验验证。【结果和结论】结果表明:(1)加载系统的扭矩和转速可通过改变液压补偿泵的流量或压力,主动马达与加载马达的排量关系,变速箱档位等多种方式进行调节,能满足各种不同的试验工况。(2)当主动马达和加载马达的排量一致时,功率回收效率取得理论最大值77%。(3)在低速大扭矩工况下,实测的钻杆扭矩加载最大值为35 080 N·m,对应的转速为28 r/min,电机功率为50.7 kW,功率回收效率为66.2%,有效降低了加载系统的装机功率。研制的钻杆动态加载系统成功解决了现有矿用钻杆疲劳试验装置加载能力不足及耗能大的问题,为钻杆的测试研究工作提供了有力的设备支撑,具有显著的应用价值。

水稻精量旱穴播机穴距电液比例控制系统的设计与试验

针对目前国内水稻精量旱穴播机普遍采用多组链轮或多组齿轮改变传动比，实现株（穴）距调节，但株距调节范围有限的问题，为了增加穴距调节范围，实现穴距的无级调节，研制了一种基于可编程逻辑控制器（programmable logic controller，PLC）与触摸屏的电液比例控制系统，实时调整液压马达转速，实现播种作业的实时调节。液压系统主要由液泵、液压马达和比例流量阀等组成；控制系统通过Delt WPLSoft V2.37编程软件，编制PLC梯形图程序，采用监视与控制通用系统（monitor and control generated system，MCGS）组态软件开发出人机交互界面，可在交互界面上输入地轮直径大小和穴距，以及设定比例流量阀初始值和阈值，调整比例积分微分（proportion integration differentiation，PID）参数，并通过人机交互界面实现播种作业时的穴距调节和作业速度监测。通过台架试验和田间试验表明，在作业速度2.8～3.2和〉3.2～3.6 km/h时，台架试验穴距合格率和田间试验播种穴距合格率均为100%，满足播种要求；在作业速度〉3.6～4 km/h范围内，台架试验穴距合格率达到89%，田间试验穴距合格率为70%，根据NY/T987－2006《铺膜穴播机作业质量》农业行业标准，田间试验穴距合格率＜80%，不能满足穴播机作业质量标准。研究结果表明，水稻精量旱穴播机选用型孔轮式排种器，但田间播种作业成穴性效果受风阻、机架振动和种子下落速度等影响较大，作业速度应控制在2.8～3.6 km/h为宜，当作业速度增大对成穴性影响尤为显著。台架试验和田间试验结果都表明电液比例控制穴距系统的可行性，为播种机株（穴）距调节技术提供了科学依据，为播种机的相关设计研究提供技术参考。

全液压钻机负载敏感控制系统研究

针对目前钻机钻进效率低、自动化水平不足等问题,以ZDY540全液压钻机为被控对象,将负载敏感控制技术和PLC自动控制技术应用于钻机操作系统中,设计出一种基于PLC的钻机负载敏感控制系统。具体介绍了全液压钻机负载敏感技术的工作原理,负载敏感控制系统中硬件组成和各功能的自动化实现过程及其控制原理。试验测试表明,该控制系统实现了钻机操作的自动化,提高了钻机工作效率,验证了控制系统的可行性。

可编程控制的电动全液压凿岩钻车

介绍了一种可编程控制的电动全液压凿岩钻车的特点及使用范围、主要技术参数、工作原理及结构,并分析了该钻车主要的特点和控制方式,说明其具有广阔的市场前景和良好的经济效益。