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隧道掘进机刀具破岩试验台电液控制系统
| 论文题名： | 隧道掘进机刀具破岩试验台电液控制系统 |
| 关键词： | 隧道掘进机;刀具;破岩试验台;电液控制系统;仿真分析 |
| 摘要： | 隧道掘进机是一种应用于铁路、公路、市政、水利水电等隧道施工中的大型工程机械。刀具作为掘进中的关键部件，主要用来对工作岩面的切压破碎。在隧道掘进机掘进过程中，复杂的地质条件使刀具切削工况和受力状态极为复杂，刀具破岩状态的好坏直接影响掘进效率。因此，研究刀具和岩石的破碎机理对优化刀具设计和提高生产率有重大意义。 本文以隧道掘进机刀具破岩试验台为载体进行研究，该试验台由下压加载系统、回转切割系统和线性切割系统组成，其中，下压加载系统用于实现刀盘刀具的推进功能，回转切割系统用于实现岩样箱的回转运动，线性切割系统用于实现岩样箱的水平直线运动。根据试验台设计参数及功能要求，设计了隧道掘进机刀具破岩试验台电液控制系统，建立了一个具有状态监测、数据采集和自动控制功能的控制系统，实现了试验台控制性能的要求。本文主要完成了如下工作: 1.根据隧道掘进机刀具破岩试验台设计参数，完成了试验台电液控制系统的设计，并分析了试验台动力单元的功率匹配，该试验台能够实现在不同刀具安装半径，不同刀具间距和不同岩样抗压强度等条件下的刀具破岩实验。 2.设计了隧道掘进机刀具破岩试验台的上下位机控制系统，其中，带嵌入式组态软件的触摸屏作为上位机，可编程控制器作为下位机，编制了控制系统程序，利用组态软件开发了人机界面，实现了试验台运行过程中的状态监测、数据采集及相应执行器的协调控制。 3.针对试验台下压加载系统的两种工作模式，通过进口节流调速及液压锁实现了恒定切削深度工作模式，通过基于PID控制算法的闭环控制系统对比例溢流阀进行实时控制实现了恒定下压加载力工作模式，建立了恒定下压加载力工作模式下电液控制系统的数学模型，运用MATLAB软件在岩样箱匀速运动及速度不稳定等不同工况下对控制系统进行了仿真分析，验证了有效性。 |
| 作者： | 田志杰 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 王海波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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