·1680· 北京科技大学学报 第36卷 70 1.50 60 0.05mm 125 50 1.00 40 &0.06mm 0.75 30 &-0.07m 0.50 20 0.08mm 0.25 000.050.i00.150.200.250.300.350.400.45 0.09mm8-=0.20mm -0.10mm80.40mm 环形间隙，8mm 3 45 67 时间ms 图7缓冲活塞最大行程一环形间隙曲线 Fig.7 Relationship between maximum damping piston stroke and an- 图9不同环形间隙下二级缓冲腔压强一时间曲线 nular clearance Fig.9 Pressure-ime curves with different annular clearances in the 2nd order damping chamber 14 70 3 60 10 50 8 20 45678 时间ms 0.050.100.150.200.250.300.350.400.45 环形间隙，mm 图8一级缓冲腔压力时间曲线 Fig.8 Pressure-time curve in the Ist order damping chamber 图10二级缓冲腔压力峰值一环形间隙曲线 Fig.10 Peak pressure-annular clearance curve in the 2nd order 由图9可以看出，单个周期内二级缓冲腔压力先随 damping chamber 着时间的增加迅速达到峰值，然后开始逐渐下降，最 终压力与一级缓冲腔压力接近.此外，环形间隙δ )为量纲一的量.将缓冲活塞的最大行程x。以及 对二级缓冲腔出现的压力瞬间峰值影响较大，由图 二级缓冲腔的峰值压力P2.m随δ的变化绘制在同 9可得到图10所示的环形间隙δ与二级缓冲腔压 一张图上，得到图11所示的结果.由图11可看出， 力峰值的关系曲线。 两个变量均在7=1附近变化剧烈，表明)=1时缓 由图10可看出，当0.05mm<δ<0.1mm时，二 冲系统具有较好的动态性能，因而系统具有优良的 级缓冲腔压力随着环形间隙增加而迅速下降.压力 缓冲效果 范围20~70MPa,是凿岩机机体可以承受的范围. 间隙行程系数的最佳范围是0.9<7<1.02，此 根据二级缓冲腔的压力峰值，结合加工制造的工艺 时对应8的取值范围为0.05mm<8<0.1mm. 水平，确定环形间隙的合理取值.当6>0.1mm时， 3实验 二级缓冲腔压力脉动较小，基本保持稳定，接近一级 缓冲腔压力，几乎丧失缓冲效果. 为了验证缓冲系统动力学模型的正确性，对液 2.4间隙行程系数 压凿岩机一级缓冲腔（缓冲进油）的压力和流量进 由图7和图10看出，环形间隙δ对缓冲活塞的 行了运行实验测试 最大行程以及二级缓冲腔的峰值压力均有较大影 实验中采用钻杆连接冲击接收油缸来模拟钻凿 响，为了选取合理的6，必须综合考虑两方面的因 岩石工况，而压力传感器和流量计接入缓冲系统的 素。为此提出了间隙行程系数7，令7=108/xm, 进油管路，用于检测一级缓冲腔的压力与流量.试北 京 科 技 大 学 学 报 第 36 卷 图 7 缓冲活塞最大行程--环形间隙曲线 Fig． 7 Ｒelationship between maximum damping piston stroke and an￾nular clearance 图 8 一级缓冲腔压力--时间曲线 Fig． 8 Pressure-time curve in the 1st order damping chamber 由图 9 可以看出，单个周期内二级缓冲腔压力先随 着时间的增加迅速达到峰值，然后开始逐渐下降，最 终压力与一级缓冲腔压力接近． 此外，环形间隙 δ 对二级缓冲腔出现的压力瞬间峰值影响较大，由图 9 可得到图 10 所示的环形间隙 δ 与二级缓冲腔压 力峰值的关系曲线． 由图 10 可看出，当 0. 05 mm ＜ δ ＜ 0. 1 mm 时，二 级缓冲腔压力随着环形间隙增加而迅速下降． 压力 范围 20 ～ 70 MPa，是凿岩机机体可以承受的范围． 根据二级缓冲腔的压力峰值，结合加工制造的工艺 水平，确定环形间隙的合理取值． 当 δ ＞ 0. 1 mm 时， 二级缓冲腔压力脉动较小，基本保持稳定，接近一级 缓冲腔压力，几乎丧失缓冲效果． 2. 4 间隙行程系数 由图 7 和图 10 看出，环形间隙 δ 对缓冲活塞的 最大行程以及二级缓冲腔的峰值压力均有较大影 响，为了选取合理的 δ，必须综合考虑两方面的因 素． 为此提出了间隙行程系数 η，令 η = 10δ /xp，max， 图 9 不同环形间隙下二级缓冲腔压强--时间曲线 Fig． 9 Pressure-time curves with different annular clearances in the 2nd order damping chamber 图 10 二级缓冲腔压力峰值--环形间隙曲线 Fig． 10 Peak pressure-annular clearance curve in the 2nd order damping chamber η 为量纲一的量． 将缓冲活塞的最大行程 xp，max以及 二级缓冲腔的峰值压力 P2，max随 δ 的变化绘制在同 一张图上，得到图 11 所示的结果． 由图 11 可看出， 两个变量均在 η = 1 附近变化剧烈，表明 η = 1 时缓 冲系统具有较好的动态性能，因而系统具有优良的 缓冲效果． 间隙行程系数的最佳范围是 0. 9 ＜ η ＜ 1. 02，此 时对应 δ 的取值范围为 0. 05 mm ＜ δ ＜ 0. 1 mm． 3 实验 为了验证缓冲系统动力学模型的正确性，对液 压凿岩机一级缓冲腔( 缓冲进油) 的压力和流量进 行了运行实验测试． 实验中采用钻杆连接冲击接收油缸来模拟钻凿 岩石工况，而压力传感器和流量计接入缓冲系统的 进油管路，用于检测一级缓冲腔的压力与流量． 试 · 0861 ·