潜孔钻机变幅机构液控系统在主控阀换向过程中会产生较大的冲击与振动。为降低潜孔钻机变幅机构液控系统换向时的冲击,采用旋转比例阀对其进行控制。分析旋转比例阀与普通比例阀的区别,建立旋转比例阀的控制模型;分别采用普通比例阀和旋转比例阀对潜孔钻机的变幅系统进行控制,对比普通比例阀和旋转比例阀的控制特性。结果表明:采用旋转比例阀可有效抑制动臂举升油缸在换向时进油腔的压力冲击,使潜孔钻机变幅系统工作时更加平稳。

针对现有集束式潜孔锤钻孔凿岩作业时集中气流无法调节的问题,设计一种气流调节机构。集束式潜孔锤气流调节机构采用多油缸驱动。为保证气流能够均匀调节及分配,要求驱动油缸运动时保持同步。采用双同步阀控制三缸同步;分析同步阀的机械结构及工作原理,建立同步阀的数学模型;通过试验验证不同负载下双同步阀控制调节机构的同步特性。结果表明:在均匀负载状态下,三缸同步特性较好,随着负载偏载载荷加大,三缸同步特性变差。

大惯性负载液压系统在启动过程中往往产生较大的冲击与振动。分析大惯性负载启动冲击的成因通过把进油路容腔分为前、后两容腔分别进行数学建模推导出启动冲击压力的估算公式。根据启动冲击成因提出控制方法即溢流阀的开启压力前期按照线性规律增加中后期按照对数函数规律增加主阀芯按照线性规律开启。把该控制方法运用在大惯性负载系统中进行仿真研究以执行器进油腔压力升高特性作为主要研究指标。仿真表明采用该控制方法可以减小执行器进油腔的最高冲击压力和压力波动幅值使启动过程更平稳。