蓄能器對鑿巖機回油壓力波動影響的試驗研究

高清東，甘海仁，滑坤，彭建平，李池佳

（1.五礦礦業控股有限公司，北京100010；2.長沙礦冶研究院有限責任公司，湖南長沙410012；3.魯中礦業有限公司，山東 萊蕪 271113）

在鑿巖鉆車應用范圍的不斷擴大過程中，一個關鍵的問題就是鑿巖機回油管路壓力波動導致系統可靠性下降，目前已出版文獻資料中尚未見對該問題研究，絕大多數都是研究鑿巖機結構技術參數。文獻[1]采用仿真方法研究了鑿巖機不同技術參數對其性能的影響。某鐵礦新研制的采礦鉆車進行工業性實驗時，發現柱塞泵使用壽命大大低于廠家預期壽命。通過分析發現導致這一現象出現的原因是鑿巖機回油管路壓力波動幅度太大。如何有效降低鑿巖機回油壓力波動值及沖擊進油壓力與回油管路壓力波動之間的關系，是本文研究的主要目的。

1 試驗系統

圖1 測試系統圖

測試系統的液壓動力由專用液壓泵站 （圖1）提供，泵站由三個獨立的液壓系統構成。 沖擊采用軸向柱塞泵， 經由比例壓力溢流閥調壓，對液壓鑿巖機的沖擊機構供油，旋轉采用齒輪泵對液壓鑿巖機的液壓馬達供油。

2 試驗過程及試驗結果

2.1 測試過程

圖2 試驗現場照片

在鑿巖機回油管路（見圖2）中安裝壓力傳感器，壓力傳感器測試到回油壓力值后輸入到放大器， 壓力信號放大器放大后輸入到示波器中，示波器顯示壓力波動曲線。 沖擊壓力設定為：18 MPa，和10 MPa。在不同沖擊壓力下，安裝與不安裝蓄能器情況下，分別測試液壓鑿巖機回油壓力波動情況。

2.2 試驗結果

10 MPa 和18 MPa 在有、無蓄能器情況下的回油壓力曲線如圖3 和圖4 所示。

讀取圖3、圖4 不同沖擊壓力情況下壓力曲線波峰和波谷的值，結果見表1。

2.3 壓力傳感器標定

壓力傳感器標定如表2 所示。

圖3 10 MPa 時有、無蓄能器回油壓力曲線對比圖

圖4 18 MPa 有、無蓄能器回油壓力曲線對比圖

表1 回油壓力波動波峰及波谷測試值

標定的線性回歸方程可用下式表示

式中 P——壓力值，MPa

d——讀數值

A，B——回歸系數

A 為讀數為0 時的壓力值，B 為單位讀數的壓力，MPa/d，采用線性回歸分析方法，計算繪出回歸曲線，見圖5。

3 測試結果分析

表2 壓力傳感器標定值

表3 不同沖擊壓力條件下的回油管路壓力波動

圖5 回歸曲線

利用標定結果分別計算出不同沖擊壓力參數條件下回油管路壓力波動情況，計算結果見表3 所示。

4 結論

通過測試不同進油壓力情況下安裝與不安裝蓄能器時鑿巖機回油管路壓力值情況，對試驗結果進行回歸分析比較，可以得出以下結論：

（1）在不同進油壓力情況下蓄能器均能有效降低回油管路平均壓力、壓力波動；（2）當進油壓力增加時回油管路平均壓力、壓力波動降低幅度也相應增大，進油壓力為18 MPa 時，平均壓力、壓力波動降低幅度分別為40%、55%。

[1]舒敏飛，何清華等.液壓鑿巖機沖擊壓力及沖擊性能仿真研究[J].武漢理工大學學報， 2011（8）： 134～137.