旋挖钻机起升系统混合动力技术研究

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1、—————————————————————旋挖钻机起升系统混合动力技术研究—————————————————————ResearchofHybridTechnologyAboutHoistingSystemInRotaryDrilling作者姓名：隋航领域(方向)：工程机械安全与节能控制技术指导教师：尚涛教授类别：工程硕士答辩日期：2015年5月31日摘要旋挖钻机是一种具有多功能及高效率特征的工程施工机械，被广泛应用于建筑基础施工中成孔灌桩等作业。然而，在旋挖钻机的使用过程中，钻杆和钻具需要反复升降运动，下降作业时钻杆和钻具的重力

2、势能大量转变为热能，致使液压油温度升高，同时不能得到很好的吸收和储存，这给系统带来了极大的能量浪费。针对这种情况，本论文主要以理论的形式对旋挖钻机主卷扬系统下放过程中能量回收问题进行分析研究。本文的主要研究内容如下：（1）分析卷扬系统下降过程中的势能消耗，通过分析可发现势能回收空间很大，非常具有研究潜力。根据势能回收的原理进行势能回收方案设计，同时进行势能回收系统的元件参数设及选择。（2）建立原系统中恒功率变量泵、平衡阀、卷扬马达、负载、及混合动力系统中电动/发电机和超级电容的数学模型以及AMESim仿真模型，阐述了主要模型组成单

3、元用法及功能。（3）控制策略提出后对混合动力系统建立AMESim模型，通过AMESim和Simlink的联合仿真探讨能量回收的可行性。仿真结果表明，主卷扬下放过程70s时回收势能占可回收势能的78.2%，回收势能占释放势能的79.4%。由此可见，主卷扬势能回收效果显著，并且回收系统运行良好。关键词：旋挖钻机，主卷扬，势能回收IABSTRACTRotatingdrillisakindofmultifunctionalandhighefficientcharacteristicsofengineeringconstructionmac

4、hinery,iswidelyusedinbuildingcomeholefillingpilefoundationconstructionwork.However,duringtheworkingprocessofrotatingdrill,thegravitationalpotentialenergyofDrillpipeanddrillchangeintothermalenergyinsteadofbeingwellabsorbedandstored,whichleadstoheavyenergywasting.Accord

5、ingtotheabovesituation,thispapermainlystudiedtheenergyrecyclingduringthedelegateprocessofmainwinchsystemofrotarydrillingrig.Inthispaper,themainresearchcontentincludes:(1)Throughtheanalysisofenergyconsumptionintheprocessofwindingsystem,wefoundthatenergyrecyclinghasgood

6、researchpotentialandhugeresearchspace.Recyclingprojectaredesignedaccordingtoenergyrecyclingmethod.Thewaytoconfirmcomponentsparameteraregiven.(2)Inthispaper，weestablishtheconstantpowervariablepumpandbalancingvalves,windingmotor,load,motor/generatorandthemathematicalmod

7、elofultracapacitorsandAMESimmodel.Thispaperexpoundsthemainusageandfunctionmodelofunit.(3)AMESimmodelofhybridsystemisbuiltafterproposingcontrolstrategy.ThepaperdiscussesthepossibilityofenergyrecyclingthoughunitedsimulationofAMESimandSimulink.Theresultindicatesthatenerg

8、y-savingsystemofmainwindingworkswellandhasgoodenergyconservationeffect.Keywords:rotarydrillingrig,mainwinch,energyrecoveryⅢ目