【摘要】：聲波鉆進(jìn)具有鉆進(jìn)速度快、適應(yīng)地層廣、巖土樣保真度高和環(huán)境污染少等優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)在環(huán)境鉆探、礦物勘探、巖土工程勘察與施工等領(lǐng)域得到了快速發(fā)展與廣泛應(yīng)用。本文設(shè)計(jì)了一種聲波鉆振動(dòng)器仿真方案,并利用AMESim仿真軟件對(duì)該聲波鉆系統(tǒng)進(jìn)行了建模仿真研究,具體的研究?jī)?nèi)容為:一、對(duì)無(wú)閥自配流式液壓振動(dòng)器仿真方案進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并對(duì)振動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)與配油過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)分析;建立推導(dǎo)了振動(dòng)器活塞的動(dòng)力學(xué)模型、腔室液體流動(dòng)連續(xù)性方程以及腔室、油口的流量方程、蓄能器方程。二、制定了振動(dòng)器的技術(shù)參數(shù),確定了系統(tǒng)負(fù)載大小和工作壓力,并結(jié)合活塞結(jié)構(gòu)形式計(jì)算出了活塞、活塞桿直徑等主要結(jié)構(gòu)尺寸;計(jì)算出系統(tǒng)工作流量,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了四種變油口方案;對(duì)液壓泵、蓄能器、溢流閥等主要液壓元件進(jìn)行了參數(shù)計(jì)算。三、對(duì)AMESim仿真軟件建立聲波鉆系統(tǒng)仿真模型的方法與過(guò)程進(jìn)行了深入的研究分析,建立起了包括考慮節(jié)流問(wèn)題的變油口模型、液壓泵模型、鉆桿模型等在內(nèi)的聲波鉆系統(tǒng)仿真模型;利用系統(tǒng)仿真模型進(jìn)行仿真,探討了振動(dòng)器結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)、液壓元件參數(shù)、鉆桿參數(shù)等對(duì)振動(dòng)頻率、輸出力等系統(tǒng)性能的影響,并對(duì)兩變油口的瞬態(tài)節(jié)流情況進(jìn)行了分析。通過(guò)上述研究,為液壓直接激勵(lì)式聲波鉆振動(dòng)器的設(shè)計(jì)與仿真建模提供了理論基礎(chǔ),可以指導(dǎo)聲波鉆的設(shè)計(jì)與工程應(yīng)用,為包括聲波鉆振動(dòng)器在內(nèi)的液壓振動(dòng)沖擊設(shè)備的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。
【圖文】：

-下活塞臺(tái)階；3-上活塞臺(tái)階；4-活塞缸體；5-下進(jìn)油口；6-上8-下連接油口；9-上連接油口；10-上蓄能器連接油口；11-下上腔；15-上蓄能器，16-下蓄能器；17-油箱；18-過(guò)濾器；19壓力顯示計(jì)；21-溢流閥；22-鉆桿；23-上端蓋；24-下端蓋。圖 2-1 無(wú)閥自配流式聲波鉆系統(tǒng)示意圖有專門控制油路切換的換向閥，振動(dòng)器活塞與活塞缸控制裝置。在驅(qū)動(dòng)形式上該振動(dòng)器為液壓直接激勵(lì)式饋式控制。振動(dòng)器活塞通過(guò)自身與油口的位置關(guān)系，開(kāi)閉與液壓油的配流過(guò)程，從而驅(qū)動(dòng)活塞進(jìn)行往復(fù)振工作過(guò)程分析活塞缸、活塞整體為圓柱形，活塞為雙作用雙活塞結(jié)油口全部設(shè)計(jì)為圓形結(jié)構(gòu)。下進(jìn)油口 5、上下腔連接 10 設(shè)計(jì)在端蓋上，其目的是為了防止活塞在上、下

表 2-1 振動(dòng)器振動(dòng)周期階段劃分上行階段 下行階段1）出油口全開(kāi)、上進(jìn)油口全關(guān) （5）出油口全關(guān)、2）出油口漸關(guān)、上進(jìn)油口全關(guān) （6）出油口全關(guān)、3）出油口全關(guān)、上進(jìn)油口漸開(kāi) （7）出油口漸開(kāi)、4）出油口全關(guān)、上進(jìn)油口全開(kāi) （8）出油口全開(kāi)、示，，以振動(dòng)器垂直向上方向?yàn)檎较�、下極限運(yùn)初始位置建立坐標(biāo)軸 X 軸，令振動(dòng)器的出油口d/2]5+，上進(jìn)油口（直徑2d ）的位置坐標(biāo)為[x d/22 出油口之間的運(yùn)動(dòng)及位置關(guān)系，可以將上進(jìn)油]2+d。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：P634.4

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本文編號(hào)：2660702