液压凿岩机的钻孔纠偏控制系统分析及仿真研究

在液压凿岩机凿岩掘进过程中，钻孔深度及岩石负载等因素的变化会导致钻孔偏斜。针对此问题，提出一种液压凿岩机的钻孔纠偏控制系统，并详细分析该控制系统纠偏的工作原理，建立其控制系统的数学模型，揭示凿岩机推进系统的推进力与凿岩所需的轴压力之间的关系。在此基础上，构建液压凿岩机的钻孔纠偏控制系统仿真模型；对水平钻凿和垂直钻凿不同的岩石硬度工况进行仿真研究，得到液压凿岩机推进系统的轴推压力变化曲线。结果表明：在凿岩机钻凿过程中，钻凿岩石硬度的不同导致凿岩机推进油缸的回油压力产生较大变化，分析得出凿岩机推进系统的推进力与实际钻进过程所需的推进力不匹配是钻孔偏斜的主要原因，验证了液压凿岩纠偏控制系统的可行性和可靠性；为液压凿岩装备钻凿防偏斜技术提供了理论与技术支持。     

溶洞（Ⅰ类）防卡钎液压系统设计与仿真研究

针对凿岩机执行钻凿工作时的第Ⅰ类“卡钎”溶洞卡钎工况时钎杆突然凿入溶洞使钎杆卡死的问题，提出一种防卡钎阀和防溶洞（Ⅰ类）卡钎液压控制系统。基于溶洞（I类）卡钎工况产生时凿岩机系统的变化情况，设计卡钎液压控制系统，详细描述该系统及防卡钎阀的工作机理；设计了防卡钎换向阀，控制两个液控口给凿岩机输送液压能，以实现凿岩机轻冲击和重冲击两种状态的施工需求，可快速有效预防卡钎事故、稳定可靠，并对该系统进行了详细地仿真分析。结果表明：系统回转液压马达的流量受系统节流阀孔通径的影响较大，受回转压力的影响较小；根据轻冲击时冲击能应尽量减小且重冲击时的冲击能应尽量取大值的原则，选择轻冲击控制节流阀和重冲击控制节流阀的通流孔径分别为2.3、7.5 mm时，系统有良好的凿岩效果，验证了防卡阀在预防防溶洞（第Ⅰ类）卡钎有较好的效果。该设计方案和所设计的液压控制系统为液压凿岩装备防溶洞卡钎技术提供参考。