某水下打樁錘主控閥緩沖裝置建模與仿真

王樂振, 王鴻雁*, 張范文, 于文太, 劉順慶, 張西偉, 張長龍

(1. 青島科技大學 機電工程學院, 山東 青島 266061;2. 海洋石油工程股份有限公司 安裝事業部, 天津 300450;3. 中機鍛壓江蘇股份有限公司, 江蘇 南通 226600)

0 引 言

隨著油氣開發深度的增加和樁基礎規模的增大，水下打樁作業離不開具有巨大打擊能量的打樁錘[1-2]。這些打樁錘對液壓系統的控制元件提出了更高的要求。打樁錘的主要控制元件主控閥因其優異的性能被廣泛應用[3]。主控閥閥芯由于頻繁換向，在主控閥閥腔行程末端產生巨大沖擊力，會對主控閥閥芯造成破壞，并造成液壓油泄漏。由液壓油泄漏而損失的功率大部分轉化為熱能，被油液和液壓元件吸收，從而導致系統溫度升高，這會導致液壓油黏度、運動特性等性能發生變化，使整個設備性能降低、故障率增加，還會引起密封件老化等問題，影響液壓系統工作的穩定性[4-5]。液壓油泄漏量與主控閥閥芯的運動密不可分，因此有必要對主控閥進行緩沖。高壓大流量緩沖裝置在延長打樁錘的使用壽命和保護環境等方面有顯著的作用[6]。

國內外學者對緩沖裝置進行廣泛研究。鄧經緯等[7]以注射成型機移模油缸緩沖裝置為研究對象，討論油缸工作壓力、運動速度、緩沖套與緩沖腔單邊間隙以及緩沖套圓錐段長度對緩沖壓力和緩沖速度的影響。袁媛[8]在液壓缸行程末端設置緩沖裝置使舉升系統平穩卸貨。李壯壯等[9]基于某電磁彈射式火箭炮設計一種液壓緩沖裝置，采用黏性較大的液體通過阻尼孔產生阻尼力以達到緩沖效果，防止發射時巨大的后坐力造成結構的破壞。……