提高旋挖钻机工作效率的控制策略

（1）提高钻进、提钻、高速、抛土过程的作业效率的控制策略

在功率模式确定的范围内，通过变量泵的恒功率控制适应，满足负载变化的需求，实现泵与负载的功率匹配。复合动作时，对于钻进阶段，当需要加压时，加压需要的功率要求优先，功率不足时通过极限负荷控制降低动力头的功率消耗，即控制A8VO双泵减小其排量，降低泵的吸收功率。不需要加压时采用A8VO的单泵驱动，则需要将另一台泵的排量减少到最小，此时，利用先导正流量控制实现。为了旋挖钻机工作效率，也可以采用双泵合流供油，增大钻进速度，但增大的幅度受实际负荷的限制。提钻时，A8VO双泵工作，主卷扬提钻的同时动力头回转，为防止产生负压吸空现象,将动力头回转控制阀关闭，而通过合流使双泵同时输出流量给主卷扬，从而增大提升速度，实现功率利用的交叉转移，进而提高旋挖钻机工作效率。高速抛土时A8VO双泵合流供油，此时，由于动力头回转的驱动扭矩要求较低，而需要增大转速，则通过负载压力控制以减小马达的排量，进而获得较高的输出速度，从而提高旋挖钻机工作效率。

（2）提高上车回转效率的控制策略

为了提高作业速度，当采用回转的同时使加压缸带动动力头下行，加快对旋挖钻机钻头的开门过程，则两运动都由A10VO泵驱动，为了不影响回转定位精度，两回路动作必须要独立可控。因此，回路中采用了次级压力补偿的方式进行流量分配控制，并且依照回转优先进行设定。

（3）执行机构与负载工况的高效匹配

为了使旋挖钻机工作效率节能高效，执行机构与工况必须很好的匹配，主要体现在钻具与工况的匹配上。根据旋挖钻机钻头的选用原则，不同的地层地质条件应采用不同的钻具，例如：

1）在地层极限承载力小于400kPa时，采用斗齿捞沙钻头：

2）在地层承载力超过400kh时，采用截齿捞沙钻头；

3）在钻进致密岩层时，采用取芯筒钻或牙轮钻；

4）在粘性土层钻进时，为了提高进土速度，采用单层底钻头；

5）在黏附性能好、容易产生吸钻的黏土层钻进时，可以采用自带排气孔的钻头；

6）在小于1米孔径粘土钻进时，为了提高卸土能力，减少机器损耗，采用半合斗和带推土门的特殊钻头；

7）在钻进卵石层时，根据卵石与填充物的百分比具体选择钻具，选卵石取芯钻、截齿捞沙斗等；

8）在钻进半边岩、孤石等地层时，可选冲抓锥、混合型钻斗等。

由于钻进速度代表旋挖钻机工作效率，切削阻力代表刀具作用的能耗，因此，确定刀具参数和合理的钻进速度，使得切削阻力尽可能的小，可提高旋挖钻机的能量利用率。此外，钻齿角度偏小，很难切入土层，发生空钻，不进尺；若加压过大，容易损害钻齿；若钻齿角度偏大，旋挖钻机功率达不到，而且对钻具的扭矩要求很大，易造成钻杆扭曲变形。对于相同的地层使用同一钻进扭矩，不同的斗齿刃前角（钻齿与水平面的夹角），钻进效率也不相同。因此，只有选择合适的斗齿刃前角，才能提高进尺速度。

综合分析钻具的合理布局是影响钻进效率的关键因素，主要从以下几个方面考虑：

1）钻齿角度越大，钻齿强度要求越高，钻齿角度越小，钻头钻进效率、钻进力量越小。斗齿钻头钻齿角度一般为45～50度，截齿钻齿角度可以达到50～55度；

2）齿尖最先接触地层钻进，齿尖宽度，高度及结构形式应随地质变化而调整，这样会降低钻进阻力，会减小钻进晃动；

3）边齿排列在最外侧，受力最大，磨损也最快，如果边齿磨损严重，会增大钻进阻力，如果两侧边齿全部磨掉，钻头将失去钻进能力，所以边齿强度应较高；

4）钻齿的排布除边齿保持位置不变外，其余钻齿位置都是互补的，这样才能发挥每个钻齿的作用；

5）钻齿应采用可更换形式，便于磨损后快速更换；

6）尽量大的进渣口可以降低斗内渣土对斗外渣土的阻力，提高单斗钻进深度。

提高旋挖钻机工作效率的方法还有很多种，要求操作人员在工作实践中不断的观察和总结，方能达到节能高效的目的。

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