全液压钻机由于具有结构紧凑、传动平稳、操纵简单以及容易实现无级变速等优点,在工程施工、地质勘探、瓦斯抽采等领域得到了广泛应用。国内钻机目前大多采用传统的定量泵+溢流阀的阀控液压系统,系统油液温度容易升高,能量损失较为严重,因而有逐渐被具有节能性的新型液压控制系统取代的趋势。目前全液压钻机中采用的节能控制系统一般为负载敏感液压系统。因此,非常有必要对负载敏感液压系统的动态特性展开研究。论文以负载敏感液压系统的动态特性为着眼点,结合ZDY6000L型履带式瓦斯抽采钻机的液压系统,从理论建模和数字仿真两个方面展开研究,主要工作如下:1.对履带钻机的液压系统进行理论分析和数学建模。履带钻机的液压系统主要有5个重要回路,结合钻机的不同工况,分析了各个回路的执行机构、工况特点和负载特性。在分析负载敏感液压系统工作原理的基础上,运用功率键合图的建模方法,对负载敏感液压系统的回转系统进行了建模,分别绘出了系统在恒流和恒压两个工作状态的功率键合图模型。并整理出了负载敏感液压系统的数学模型。2.对系统中关键液压元件负载敏感阀和限压阀进行建模,并建立负载敏感回转液压回路的简化模型。在对两个液压元件工作原理分析的基础上,使用仿真软件AMESim分别对这两个液压元件进行建模,并经过仿真表明所建立的液压元件的AMESim模型模拟工作特性与实际的液压元件工作特性相一致。利用AMESim软件建立了钻机负载敏感回转回路液压系统的模型(负载敏感阀的压差设定为2MPa),并对负载敏感液压系统的工作特性进行了仿真。仿真结果显示,钻机在待机状态时系统输出为低压小流量,正常工况时系统输出恒定流量且系统压力随负载压力的变化而变化并始终比负载压力高出某一固定值,超载工况时系统输出为高压小流量。仿真结果验证了钻机回转回路在应用负载敏感液压系统后稳定、节能的特点。3.系统研究了负载反馈油管对液压系统动态特性的影响。结合所建的回转系统AEMSim模型进行仿真,当油管直径为6mm时,负载反馈油管长度在0.5m到10m范围内负载反馈油管越长,系统响应速度越慢,但是稳定性越好;当油管长度超过10m时,系统失去负载敏感特性,响应速度变慢,稳定性变差。4.对ZDY6000L型履带钻机进行了实验研究。重点测试了钻机回转回路的工作特性以及应用负载敏感液压控制系统后的能量利用率,实验结果表明钻机在应用了负载敏感液压系统后回转系统稳定性好、回转效率较高。且系统在高压力工作区的效率要高于低压力工作区,特别是在大扭矩低速钻进工况效率较高,达到50%以上。本文以履带钻机负载敏感液压系统为研究对象,对其动态特性进行了仿真研究,该研究为负载敏感液压系统的设计提供了一定的依据,为进一步利用数字仿真法对负载敏感液压系统的动态特性研究奠定了基础。