蓄能器对凿岩机回油压力波动影响的试验研究

高清东，甘海仁，滑坤，彭建平，李池佳

（1.五矿矿业控股有限公司，北京100010；2.长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南长沙410012；3.鲁中矿业有限公司，山东 莱芜 271113）

在凿岩钻车应用范围的不断扩大过程中，一个关键的问题就是凿岩机回油管路压力波动导致系统可靠性下降，目前已出版文献资料中尚未见对该问题研究，绝大多数都是研究凿岩机结构技术参数。文献[1]采用仿真方法研究了凿岩机不同技术参数对其性能的影响。某铁矿新研制的采矿钻车进行工业性实验时，发现柱塞泵使用寿命大大低于厂家预期寿命。通过分析发现导致这一现象出现的原因是凿岩机回油管路压力波动幅度太大。如何有效降低凿岩机回油压力波动值及冲击进油压力与回油管路压力波动之间的关系，是本文研究的主要目的。

1 试验系统

图1 测试系统图

测试系统的液压动力由专用液压泵站 （图1）提供，泵站由三个独立的液压系统构成。 冲击采用轴向柱塞泵， 经由比例压力溢流阀调压，对液压凿岩机的冲击机构供油，旋转采用齿轮泵对液压凿岩机的液压马达供油。

2 试验过程及试验结果

2.1 测试过程

图2 试验现场照片

在凿岩机回油管路（见图2）中安装压力传感器，压力传感器测试到回油压力值后输入到放大器， 压力信号放大器放大后输入到示波器中，示波器显示压力波动曲线。 冲击压力设定为：18 MPa，和10 MPa。在不同冲击压力下，安装与不安装蓄能器情况下，分别测试液压凿岩机回油压力波动情况。

2.2 试验结果

10 MPa 和18 MPa 在有、无蓄能器情况下的回油压力曲线如图3 和图4 所示。

读取图3、图4 不同冲击压力情况下压力曲线波峰和波谷的值，结果见表1。

2.3 压力传感器标定

压力传感器标定如表2 所示。

图3 10 MPa 时有、无蓄能器回油压力曲线对比图

图4 18 MPa 有、无蓄能器回油压力曲线对比图

表1 回油压力波动波峰及波谷测试值

标定的线性回归方程可用下式表示

式中 P——压力值，MPa

d——读数值

A，B——回归系数

A 为读数为0 时的压力值，B 为单位读数的压力，MPa/d，采用线性回归分析方法，计算绘出回归曲线，见图5。

3 测试结果分析

表2 压力传感器标定值

表3 不同冲击压力条件下的回油管路压力波动

图5 回归曲线

利用标定结果分别计算出不同冲击压力参数条件下回油管路压力波动情况，计算结果见表3 所示。

4 结论

通过测试不同进油压力情况下安装与不安装蓄能器时凿岩机回油管路压力值情况，对试验结果进行回归分析比较，可以得出以下结论：

（1）在不同进油压力情况下蓄能器均能有效降低回油管路平均压力、压力波动；（2）当进油压力增加时回油管路平均压力、压力波动降低幅度也相应增大，进油压力为18 MPa 时，平均压力、压力波动降低幅度分别为40%、55%。

[1]舒敏飞，何清华等.液压凿岩机冲击压力及冲击性能仿真研究[J].武汉理工大学学报， 2011（8）： 134～137.