[go: up one dir, main page]

RU2052096C1 - Hydraulic drive of drilling rig - Google Patents

Hydraulic drive of drilling rig Download PDF

Info

Publication number
RU2052096C1
RU2052096C1 RU93035773A RU93035773A RU2052096C1 RU 2052096 C1 RU2052096 C1 RU 2052096C1 RU 93035773 A RU93035773 A RU 93035773A RU 93035773 A RU93035773 A RU 93035773A RU 2052096 C1 RU2052096 C1 RU 2052096C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydraulic
hydraulic machine
additional
machine
shaft
Prior art date
Application number
RU93035773A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93035773A (en
Inventor
Р.Ю. Подэрни
М.Р. Хромой
И.А. Сайдаминов
Ш.З. Нажмудинов
Original Assignee
Московский государственный горный университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский государственный горный университет filed Critical Московский государственный горный университет
Priority to RU93035773A priority Critical patent/RU2052096C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2052096C1 publication Critical patent/RU2052096C1/en
Publication of RU93035773A publication Critical patent/RU93035773A/en

Links

Images

Landscapes

  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: enhanced functional efficiency over the whole range of rotation frequencies of working tool is achieved by hydraulic and kinematic coupling of two additional hydraulic machines to high and low pressure line and of their shafts to shaft of second hydraulic machine which provides for similar value of ratio of flow of working fluid in main circuit and in replenishment circuit. EFFECT: enhanced functional efficiency. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к горному машиностроению, в частности к гидроприводам бурильных установок. The invention relates to mining, in particular to hydraulic drives of drilling rigs.

Известен гидропривод бурильной установки, содержащий основной насос, гидромотор, кинематически связанный через зубчатую передачу с исполнительным органом установки, насос компенсации утечек и гидроаппаратуру управления [1]
Известен гидропривод бурильной установки, содержащий приводной двигатель, первую гидравлическую машину регулируемой производительности, соединенную с приводным двигателем, вторую гидравлическую машину, кинематически связанную через планетарный редуктор с исполнительным органом установки, насос компенсации утечек.
A well-known hydraulic drive of the drilling rig, containing the main pump, a hydraulic motor kinematically connected through a gear with the actuator of the installation, a compensation pump for leaks and hydraulic control [1]
A hydraulic drive of a drilling installation is known, comprising a drive motor, a first hydraulic machine of variable output connected to a drive motor, a second hydraulic machine kinematically connected via a planetary gearbox to the actuator of the installation, a leakage compensation pump.

Недостатком указанных изобретений является низкий КПД во всем диапазоне (кроме максимального значения) частот вращения исполнительного органа, так как при уменьшении частоты вращения исполнительного органа расход рабочей жидкости в основном контуре уменьшается, а расход рабочей жидкости в контуре подпитки остается постоянным. The disadvantage of these inventions is the low efficiency over the entire range (except the maximum value) of the rotational speed of the actuator, since when the rotational speed of the actuator decreases, the flow rate of the working fluid in the main circuit decreases, and the flow rate of the working fluid in the make-up circuit remains constant.

Задачей изобретения является увеличение КПД гидропривода во всем диапазоне частот вращения исполнительного органа бурильной установки. The objective of the invention is to increase the efficiency of the hydraulic drive in the entire range of frequencies of rotation of the Executive body of the drilling rig.

Для решения поставленной задачи известный гидропривод, содержащий приводной двигатель, первую гидромашину регулируемой производительности, соединенную с приводным двигателем, вторую гидромашину, кинематически связанную через планетарный редуктор с исполнительным органом буровой установки, насос компенсации утечек и гидроаппаратуру управления, снабжен двумя дополнительными гидромашинами, каждая из которых гидравлически соединена с линиями высокого и низкого давления, а их валы кинематически связаны с валом второй гидромашины, причем величина объемной постоянной каждой из дополнительных гидромашин определяется следующим cоотношением
q1,2= q

Figure 00000001
м3/рад где q объемная постоянная второй гидромашины, м3/рад;
k коэффициент обмена рабочей жидкости, 0 < k ≅ 1;
q1,2 объемная постоянная каждой из дополнительных гидромашин, м3/рад;
i
Figure 00000002
Figure 00000003
передаточное отношение кинематической связи от вала одной дополнительной гидромашины ко второй гидромашине;
i1=
Figure 00000004
передаточное отношение кинематической связи от вала другой дополнительной гидромашины ко второй гидромашине; здесь: ω1 частота вращения одной дополнительной гидромашины, с-1;
ω2 частота вращения другой дополнительной гидромашины, с-1;
ω частота вращения второй гидромашины, с-1.To solve this problem, the known hydraulic actuator containing a driving motor, a first variable-speed hydraulic machine connected to a driving motor, a second hydraulic machine kinematically connected through a planetary gearbox to the drilling rig executive unit, a leak compensation pump and control hydraulic equipment, are equipped with two additional hydraulic machines, each of which hydraulically connected to the lines of high and low pressure, and their shafts are kinematically connected to the shaft of the second hydraulic machine, with I eat a constant volume of each quantity of additional hydraulic defined as the ratios
q 1,2 = q
Figure 00000001
m 3 / rad where q is the volumetric constant of the second hydraulic machine, m 3 / rad;
k is the fluid exchange coefficient, 0 <k ≅ 1;
q 1.2 volumetric constant of each of the additional hydraulic machines, m 3 / rad;
i
Figure 00000002
Figure 00000003
gear ratio of the kinematic connection from the shaft of one additional hydraulic machine to the second hydraulic machine;
i 1 =
Figure 00000004
gear ratio of the kinematic connection from the shaft of another additional hydraulic machine to the second hydraulic machine; here: ω 1 frequency of rotation of one additional hydraulic machine, s -1 ;
ω 2 frequency of rotation of another additional hydraulic machines, s -1 ;
ω rotation frequency of the second hydraulic machine, s -1 .

Наличие двух дополнительных гидромашин и их соответствующие гидравлические и кинематические связи с линиями высокого и низкого давления жидкости, а также с валом второй гидромашины обеспечивает одинаковую величину отношения расходов рабочей жидкости в основном контуре (гидролиниях первой и второй гидромашин) и в контуре подпитки (линиях низкого давления и слива дополнительных гидромашин), что позволяет получить высокий КПД привода во всем диапазоне частот вращения вала второй гидромашины. The presence of two additional hydraulic machines and their corresponding hydraulic and kinematic connections with the high and low pressure lines of the liquid, as well as with the shaft of the second hydraulic machine, provide the same ratio of the flow rate of the working fluid in the main circuit (hydraulic lines of the first and second hydraulic machines) and in the make-up circuit (low pressure lines and drainage of additional hydraulic machines), which allows to obtain a high drive efficiency in the entire range of rotational speeds of the shaft of the second hydraulic machine.

Таким образом, все отличительные признаки предлагаемого изобретения взаимосвязаны между собой, и только их совокупность обеспечивает решение поставленной задачи. При проведении патентного поиска не выявлено известных технических решений, имеющих указанные по сравнению с прототипом отличия. Thus, all the distinguishing features of the invention are interconnected, and only their combination provides a solution to the problem. When conducting a patent search, no known technical solutions having the differences indicated in comparison with the prototype were found.

На чертеже изображена принципиальная схема гидропривода бурильной установки. The drawing shows a schematic diagram of the hydraulic drive of the drilling rig.

Гидропривод бурильной установки содержит приводной двигатель 1, первую гидромашину 2 регулируемой произво- дительности, соединенную с приводным двигателем, вторую гидромашину 3, вал 4 которой связан через входное звено 5 планетарного редуктора 6 с исполнительным органом 7 буровой установки, дополнительные гидромашины 8, 9. Рабочие полости гидромашин 2 и 3 гидравлически связаны между собой гидролиниями 10 и 11. Дополнительные гидромашины 8 и 9 своими нагнетательными линиями 12 и 13 через соответственно клапаны "И" 14 и 15 гидравлически связаны с гидролиниями 10 и 11, а своими линиями 16 и 17 через охладители 18 и 19 со сливом 20. Валы каждой дополнительной гидромашины 8 и 9 кинематически связаны с валом 4 второй гидромашины 3, посредством, например, зубчатой передачи 21. Насос компенсации утечек 22 через гидролинии низкого давления 23 связан через обратные клапаны 24 и 25, установленные по направлению потока рабочей жидкости, с гидролиниями 10 и 11, а через напорный золотник 26 со сливом 20. Предохранительные клапаны 27 и 23 установлены между гидролиниями 10 и 11. The hydraulic drive of the drilling rig contains a drive motor 1, a first hydraulic machine 2 of adjustable capacity connected to the drive motor, a second hydraulic machine 3, a shaft 4 of which is connected through an input link 5 of the planetary gearbox 6 with the actuator 7 of the drilling rig, additional hydraulic machines 8, 9. Workers the cavities of the hydraulic machines 2 and 3 are hydraulically connected to each other by the hydraulic lines 10 and 11. The additional hydraulic machines 8 and 9, by their injection lines 12 and 13, are respectively hydraulically connected to the hydraulic valves “And” 14 and 15 by lines 10 and 11, and by their lines 16 and 17 through coolers 18 and 19 with a drain 20. The shafts of each additional hydraulic machine 8 and 9 are kinematically connected with the shaft 4 of the second hydraulic machine 3, for example, by means of a gear transmission 21. A leak compensation pump 22 through hydraulic lines low pressure 23 is connected through check valves 24 and 25, installed in the direction of flow of the working fluid, with hydraulic lines 10 and 11, and through pressure valve 26 with drain 20. Safety valves 27 and 23 are installed between hydraulic lines 10 and 11.

Гидропривод бурильной установки работает следующим образом. Вторая гидромашина 3 и связанные кинематически с ней дополнительные гидромашины 8 и 9 получают вращение в зависимости от величины производительности и направления потока рабочей жидкости первой гидромашины 2. При направлении вращения вала 4 гидромашины 3, соответствующем высокому давлению в гидролинии 11, первая гидромашина 2 работает в режиме насоса, а вторая гидромашина 3 в режиме мотора, при этом клапан "И" 15 соединяет гидролинию 10 со стороны гидромашины 3 через гидролинии 13, дополнительную гидромашину 9, гидролинии 17, охладитель рабочей жидкости 19 со сливом 20, причем дополнительная гидромашина 9 работает в режиме мотора. Одновременно клапан "И" 14 соединяет гидролинии 10 со стороны гидромашины 2 через гидролинии 12, дополнительную гидромашину 8, гидролинии 16, охладитель рабочей жидкости 18 со сливом 20, причем дополнительная гидромашина 8 работает в режиме насоса. При направлении вращения вала 4, соответствующем высокому давлению в гидролинии 10, дополнительная гидромашина 9 работает в режиме насоса, а гидромашина 8 соответственно в режиме мотора. Для обеспечения одинакового по величине отношения расходов рабочей жидкости в основном контуре и в контуре подпитки при заданных величинах коэффициента обмена рабочей жидкости k, объемной постоянной второй гидромашины 3 q, а также передаточных отношений зубчатой передачи 21 i величина объемной постоянной каждой из дополнительных машин составляет
q1,2= q

Figure 00000005
, м3/рад; в результате чего КПД привода равен
η
Figure 00000006
где Рн величина номинального давления жидкости в основном контуре, Па;
Рпод величина давления жидкости в контуре подпитки, Па.The hydraulic drive of the drilling rig operates as follows. The second hydraulic machine 3 and kinematically associated additional hydraulic machines 8 and 9 receive rotation depending on the productivity and the flow direction of the working fluid of the first hydraulic machine 2. When the direction of rotation of the shaft 4 of the hydraulic machine 3, corresponding to the high pressure in the hydraulic line 11, the first hydraulic machine 2 operates in pump, and the second hydraulic machine 3 in the motor mode, while the And 15 valve connects the hydraulic line 10 from the side of the hydraulic machine 3 through the hydraulic lines 13, the additional hydraulic machine 9, the hydraulic line 17, the cooler working bone 19 with drain 20, wherein the additional hydraulic machine motor 9 is in operation. At the same time, the And valve 14 connects the hydraulic lines 10 from the side of the hydraulic machine 2 through the hydraulic lines 12, an additional hydraulic machine 8, a hydraulic line 16, a fluid cooler 18 with a drain 20, and the additional hydraulic machine 8 operates in pump mode. When the direction of rotation of the shaft 4, corresponding to the high pressure in the hydraulic line 10, the additional hydraulic machine 9 operates in pump mode, and the hydraulic machine 8, respectively, in motor mode. To ensure the same ratio of the flow rate of the working fluid in the main circuit and in the make-up circuit at given values of the working fluid exchange coefficient k, the volumetric constant of the second hydraulic machine 3 q, and also the gear ratios of the gear train 21 i, the volumetric constant of each of the additional machines is
q 1,2 = q
Figure 00000005
, m 3 / rad; whereby the drive efficiency is
η
Figure 00000006
where P n the value of the nominal fluid pressure in the main circuit, Pa;
P under the magnitude of the fluid pressure in the make-up circuit, Pa.

После преобразований вышеуказанного равенства получим
η

Figure 00000007

Таким образом, гидропривод имеет одинаково высокий КПД во всем диапазоне частот вращения исполнительного органа независимо от направления вращения вала 4 гидромашины 3.After transformations of the above equality, we obtain
η
Figure 00000007

Thus, the hydraulic drive has an equally high efficiency in the entire range of frequencies of rotation of the executive body, regardless of the direction of rotation of the shaft 4 of the hydraulic machine 3.

Claims (2)

1. ГИДРОПРИВОД БУРИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ, содержащий приводной двигатель, первую гидромашину регулируемой производительности, соединенную с приводным двигателем, вторую гидромашину, кинематически связанную через планетарный редуктор с исполнительным органом бурильной установки, насос компенсации утечек, отличающийся тем, что гидропривод снабжен двумя дополнительными гидромашинами, каждая из которых гидравлически соединена с линиями высокого и низкого давления, а их валы кинематически связаны с валом второй гидромашины. 1. HYDRAULIC DRILLING RIG, comprising a driving motor, a first variable-speed hydraulic machine connected to a driving motor, a second hydraulic machine kinematically connected through a planetary gearbox to the actuator of the drilling installation, a leakage compensation pump, characterized in that the hydraulic drive is equipped with two additional hydraulic machines, each of which are hydraulically connected to the lines of high and low pressure, and their shafts are kinematically connected with the shaft of the second hydraulic machine. 2. Гидропривод по п.1, отличающийся тем, что величина объемной постоянной каждой из дополнительных гидромашин определяется следующим соотношением:
Figure 00000008

где q - объемная постоянная второй гидромашины, м3/рад;
K - коэффициент обмена рабочей жидкости, 0 < K ≅ 1;
Q1,2 - объемная постоянная каждой из дополнительных гидромаши, м3/рад;
Figure 00000009
- передаточное отношение кинематической связи от вала одной дополнительной гидромашины к второй гидромашине;
Figure 00000010
- передаточное отношение кинематической связи от вала другой дополнительной гидромашины к второй гидромашине, где w1 - частота вращения одной дополнительной гидромашины, с-1; ω2 - частота вращения другой дополнительной гидромашины, с-1, ω - частота вращения второй гидромашины, с-1.
2. The hydraulic actuator according to claim 1, characterized in that the volume constant of each of the additional hydraulic machines is determined by the following ratio:
Figure 00000008

where q is the volume constant of the second hydraulic machine, m 3 / rad;
K is the exchange coefficient of the working fluid, 0 <K ≅ 1;
Q 1 , 2 is the volume constant of each of the additional hydromash, m 3 / rad;
Figure 00000009
- gear ratio of the kinematic connection from the shaft of one additional hydraulic machine to the second hydraulic machine;
Figure 00000010
- the gear ratio of the kinematic connection from the shaft of another additional hydraulic machine to the second hydraulic machine, where w 1 is the rotation frequency of one additional hydraulic machine, s - 1 ; ω 2 is the rotational speed of another additional hydraulic machine, s - 1 , ω is the rotational speed of the second hydraulic machine, s - 1 .
RU93035773A 1993-07-09 1993-07-09 Hydraulic drive of drilling rig RU2052096C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93035773A RU2052096C1 (en) 1993-07-09 1993-07-09 Hydraulic drive of drilling rig

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93035773A RU2052096C1 (en) 1993-07-09 1993-07-09 Hydraulic drive of drilling rig

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2052096C1 true RU2052096C1 (en) 1996-01-10
RU93035773A RU93035773A (en) 1996-05-27

Family

ID=20144875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93035773A RU2052096C1 (en) 1993-07-09 1993-07-09 Hydraulic drive of drilling rig

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2052096C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Гавриленко Б.А., Минин В.А., Рождественский С.Н. Гидравлический привод., м.; Машиностроение, 1968, 503 с. с илл. стр.478, рис.298 а. Авторское свидетельство СССР N 1657581, кл. E 21B 3/02, E 21C 1/00, 1991. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1597496A1 (en) Four mode hydro-mechanical transmission
DE69507595D1 (en) CONTINUOUSLY ADJUSTABLE, HYDROSTATIC GEARBOX
DE69604551D1 (en) HYDROSTATIC, CONTINUOUSLY GEARBOX
US2541292A (en) Hydraulic power transmission system
CN102695895B (en) With the transmission device of power dividing
CN102762895B (en) With the transmission device of power dividing
RU2052096C1 (en) Hydraulic drive of drilling rig
GB1593750A (en) Power coupling transmission
CN207111873U (en) Hydraulic machinery stepless speed change device mechanical gear box
US2405546A (en) Well drilling plant
CN206297406U (en) A kind of land leveller traveling fluid pressure drive device of low-speed big output
US7299891B2 (en) Hydraulic drive mechanism for mobile vehicles
US2541291A (en) Rotary pump and motor hydraulic transmission
JP4782108B2 (en) Hydraulic drive system for self-propelled vehicles
CN107131277A (en) Machine liquid composite transmission based on Stress control
US2286485A (en) Hydraulic gear transmission
US4191018A (en) Fluid transmission
CN2142895Y (en) Mechanical speed-changing drive device for slurry pump of drilling machine
CN106740082B (en) A low-speed high-torque output motor grader driving hydraulic drive device
SU1289705A1 (en) Vehicle hydrostatic transmission
DK9700074U3 (en) Hydraulic infinitely variable gear with minimal power loss
SU903227A1 (en) Hydromechanical transmission of vehicle
RU2049010C1 (en) Crawler vehicle transmission
SU819285A1 (en) Hydromechanical stroke reducer for earth-moving machine
SU691318A1 (en) Hydromechanical stepless transmission