Study on oil pilot circuit of adaptive hydraulic drive of tool advance in mobile drilling machine

Introduction. An adaptive hydraulic drive of the tool advance in a mobile drilling machine is studied on the example of the URB-2.5 installation. A typical technological cycle of the mobile drilling machine is considered; the performance criteria are defined. An original design of the adaptive hydraulic drive is proposed on the basis of the analysis. Adaptation of the hydraulic drive of the tool advance is carried out using an adjustable volumetric hydraulic motor with a hydraulic control circuit under discontinuous loads on the tool during the drilling process.

Materials and Methods. Through a preliminary computational experiment in the Matlab Simulink program, the following parameters of the control loop devices were determined: a hydromechanical sensor and a hydraulically controlled valve, on the basis of which the experimental setup was implemented. The performed multifactor experiment allowed identifying the processes in the original hydraulic control circuit of the hydraulic motor under various modes of tool loading.

Research Results. The kinematic and power characteristics of the hydromechanical system of a mobile drilling rig, the hydraulic control effect on the settings of the hydraulic control circuit devices were obtained and determined. The results enabled to specify the rational ranges of the hydromechanical system operation for a typical work cycle.

Discussion and Conclusions. The results obtained can be used to create hydraulic systems of new drilling machines with various characteristics. The application of the developed techniques of research and processing of their results will reduce the time and costs involved in designing adaptive hydraulic systems for mobile technological machines, creating prototypes and conducting commissioning procedures.

1. Озерский, А. И. Перспективные направления развития силового гидравлического привода / А. И. Озерский, Ю. И. Бабенков, М. Э. Шошиашвили // Известия высших учебных заведений. Сев-Кавк. регион. Техн. науки. — 2008. — №6. — С. 55–61.

2. Сысоев, Н. И. Обоснование структуры и рациональных режимных параметров мехатронной бурильной машины / Н. И. Сысоев, С. Г. Мирный, Д. А. Гринько // Горное оборудование и электромеханика. — 2011. — № 9. — С. 24–28.

3. Муравенко, В. А. Буровые машины и механизмы. Т.1 / В. А. Муравенко, А. Д. Муравенко. — Москва-Ижевск : Институт компьютерных исследований, 2002. — 520 с.

4. Мирный, С. Г. Обоснование и выбор рациональной частоты вращения штанги машин для сверления шпуров в породах повышенной крепости и абразивности : дис… канд. техн. наук / С. Г. Мирный. — Новочеркасск : НПИ, 2005. — 142 с.

5. Басарыгин, Ю. М., Технология бурение нефтяных и газовых скважин. Учеб. для вузов / Ю. М. Басарыгин. — Москва : Недра-Бизнесцентр, 2001 г. — 679 с.

6. Кудинов, В. А. Динамика станков / В. А. Кудинов. — Москва : Машиностроение, 1967. — 359 с.

7. Ящерицын, П. И. Теория резания / П. И. Ящерицын, Е. Э. Фельдштейн, М. А. Корниевич. — Москва : Новое знание, 2006. —512с.

8. Ле Чунг Киен. Повышение эффективности гидропривода подачи технологического оборудования : дис…канд. техн. наук / Ле Чунг Киен. — Ростов-на-Дону, 2013. — 165с.

9. Гринько, Д. А. Метод расчета и поддержания рациональных режимных параметров бурильной машины мехатронного класса : дис… канд. техн. наук / Д. А. Гринько. — Новочеркасск, 2015. — 158 с.

10. Установка разведывательного бурения УРБ-2,5С-КАМАЗ. Руководство по эксплуатации УРБ-2,5С.00.00.000 РЭ. Ростов-на-Дону, ООО «Завод СтройНефтеМаш», 2012 г.

11. Сидоренко, В. С. Адаптивный гидропривод с объемным регулированием подачи инструмента технологической машины / В. С. Сидоренко [и др.] // Вестник Донского гос. техн. ун-та. — 2017. — Т17, №2(89). — С. 88–99.

12. Ракуленко, С. В. Адаптивный гидравлический привод подачи инструмента буровой установки / С. В. Ракуленко // Юбилейная конф. студ. и молодых ученых, посв. 85-летию ДГТУ: сб. докл. науч.-техн. конф. — Ростов-на-Дону, 2015 г. — С. 306–318.

13. Сидоренко, В. С. Моделирование гидравлической системы с зависимой подачей инструмента мобильной буровой установки / В. С. Сидоренко [и др.] // Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика. Современное состояние и перспективы развития — 2016: сб. науч. тр. IХ междунар. науч.-техн. конф. — Санкт-Петербург : Издательство Политехнического университета, 2016. — С.365–375.

14. Гидравлический датчик : патент 2538071 Рос. Федерация, МПК G01P3/32 / В.С.Сидоренко, С.В. Ракуленко, Ле Чунг Киен. — № 2013126107/28; заявл. 07.06.2013; опубл. 10.01.2015, Бюл. № 1. — 8 с.

15. Сидоренко, В. С. Динамика гидромеханической системы технологической машины с адаптивным приводом подачи инструмента / В. С. Сидоренко, С. В. Ракуленко, М. С. Полешкин // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. — 2017. — Т.16, №1. — С. 162–175.

16. Попов, Д. Н. Динамика и регулирование гидро- и пневмосистем: учеб. для вузов. 2-е изд., перераб. и доп./ Д. Н. Попов. — Москва : Машиностроение, 1987. — 464 с.

17. Мостеллер Фредерик. Анализ данных и регрессия / Фредерик Мостеллер, Джон. У Тьюки; пер. с англ. Ю. Н. Благовещенского; под ред. Ю. П. Адлера. — Москва : Финансы и статистика, 1982. — 258с.

18. Степнов, М. Н. Статистические методы обработки результатов механических испытаний / М. Н. Степнов. — Москва : Машиностроение, 1985. — 220 с.

19. Иванов, Г. М. Проектирование гидравлических систем машин / Г. М. Иванов [и др.]. — Москва : Машиностроение, 1992. — 224 с.

20. Казмиренко, В. Ф. Электрогидравлические мехатронные модули движения. Основы теории и системное проектирование. Учебн. Пособие / В. Ф. Казмиренко. — Москва : Радио и связь, 2001. — 432 с.