针对当前双缓冲系统特性研究不足,严重制约凿岩机冲击功率提高的现状,考虑岩石动力学特性和应力波的透射与反射,建立以冲击为输入的应力波传递模型,获取了钎头凿入位移和缓冲活塞回弹速度。考虑油液压缩、油液泄漏、阀口压降等因素,建立了包含缓冲活塞、缓冲阀、缓冲蓄能器以及连接管路的双缓冲系统耦合模型。设计现场凿岩实验,同步测试了冲击系统和双缓冲系统腔内压力,验证了数值仿真模型的正确性。在此基础上,分析了双缓冲间隙对缓冲活塞运动规律和一、二级缓冲腔压力变化规律的影响。仿真结果表明,双缓冲间隙存在最优范围,如若设计不当,会影响系统的响应速度,引起极高的压力峰值,甚至造成系统空蚀的发生。

针对提升机过卷液压缸存在憋压冲击的问题,提出了一种提升机过卷液压双缓冲系统。对提升机过卷上行和下行缓冲过程工作原理进行了分析,利用AMESIM搭建了提升机过卷液压双缓冲系统仿真模型,并对提升机过卷液压双缓冲系统动态性能进行了仿真,获得了提升机过卷双缓冲过程系统特性曲线;研究了活塞直径、活塞杆直径、液压缸两腔面积比对提升机缓冲运动特性的影响,并分析了其影响规律。研究结果表明活塞直径增大、活塞杆直径减小,提升机上行峰值位移降低;增大过卷液压缸活塞直径,可降低提升机过卷下行回落加速度波动程度;面积比为1.49和1.25时,过卷双缓冲效果较好。

针对某重型双缓冲凿岩机样机存在的冲击无力、机体发热等问题,首先,采用应力波法对样机冲击能进行了测试'然后,对样机进行了综合性能试验,测试了冲击活塞前腔和后腔,换向阀左腔和右腔,以及双缓冲系统一级和二级缓冲腔的压力变化;最后,得到了冲击活塞运动规律,获取了缓冲活塞的平衡位置及缓冲系统的工作状态。试验结果认为,换向阀工作正常、缓冲活塞平衡位置合理,而冲击活塞的打击点滞后于换向完成点,进而导致了样机的冲击无力及机体发热。基于此提出了缩短隔套长度的解决方案,并对改进后的样机进行了试验验证。验证结果表明,冲击无力问题得到基本解决,机体发热问题得到缓解。综合性能试验方法为凿岩机故障排查提供了一种有效手段。

液压凿岩机功率的不断提高对缓冲系统提出了更高的要求,之前的单缓冲系统已不能满足需要.首先对凿岩机双缓冲系统的结构和工作原理进行了介绍;然后应用AMESim软件搭建了双缓冲系统模型,并对照凿岩机的结构参数和工作参数对各模型进行了设置;再对双缓冲系统整个周期内的工作状态进行仿真,得到不同初速度下隔套和缓冲活塞的速度曲线、位移曲线以及一级缓冲腔和二级缓冲腔的压力曲线.发现双缓冲系统能够在2 ms时间内将缓冲活塞制动,制动距离最大2 mm,缓冲周期远远小于冲击周期,并且有利于凿岩机空间上的布置.最后又对环形缓冲间隙进行分析,通过赋予不同的间隙值,对比得出满足要求的最优值。

对液压凿岩机双缓冲系统的结构和原理进行了分析。根据实际工作情况，分3个过程进行了研究，首先是系统工作前的平衡状态，由受力平衡方程求得缓冲活塞的位置和缓冲腔压力；进而分析了缓冲活塞制动减速过程，并建立数学模型；最后是缓冲活塞的加速复位过程。借助MATLAB软件，调用ode45函数对各阶段的数学模型进行求解，得到缓冲活塞的位移一时间曲线、速度一时问曲线和