隧道掘進(jìn)機(jī)刀具破巖試驗(yàn)臺(tái)電液控制系統(tǒng).pdf

1、隧道掘進(jìn)機(jī)是一種應(yīng)用于鐵路、公路、市政、水利水電等隧道施工中的大型工程機(jī)械。刀具作為掘進(jìn)中的關(guān)鍵部件，主要用來對工作巖面的切壓破碎。在隧道掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)過程中，復(fù)雜的地質(zhì)條件使刀具切削工況和受力狀態(tài)極為復(fù)雜，刀具破巖狀態(tài)的好壞直接影響掘進(jìn)效率。因此，研究刀具和巖石的破碎機(jī)理對優(yōu)化刀具設(shè)計(jì)和提高生產(chǎn)率有重大意義。
　　本文以隧道掘進(jìn)機(jī)刀具破巖試驗(yàn)臺(tái)為載體進(jìn)行研究，該試驗(yàn)臺(tái)由下壓加載系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)切割系統(tǒng)和線性切割系統(tǒng)組成，其中，下壓加載系統(tǒng)

2、用于實(shí)現(xiàn)刀盤刀具的推進(jìn)功能，回轉(zhuǎn)切割系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)巖樣箱的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，線性切割系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)巖樣箱的水平直線運(yùn)動(dòng)。根據(jù)試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)參數(shù)及功能要求，設(shè)計(jì)了隧道掘進(jìn)機(jī)刀具破巖試驗(yàn)臺(tái)電液控制系統(tǒng)，建立了一個(gè)具有狀態(tài)監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集和自動(dòng)控制功能的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)臺(tái)控制性能的要求。本文主要完成了如下工作:
　　1.根據(jù)隧道掘進(jìn)機(jī)刀具破巖試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)參數(shù)，完成了試驗(yàn)臺(tái)電液控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并分析了試驗(yàn)臺(tái)動(dòng)力單元的功率匹配，該試驗(yàn)臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)在不同刀具安

3、裝半徑，不同刀具間距和不同巖樣抗壓強(qiáng)度等條件下的刀具破巖實(shí)驗(yàn)。
　　2.設(shè)計(jì)了隧道掘進(jìn)機(jī)刀具破巖試驗(yàn)臺(tái)的上下位機(jī)控制系統(tǒng)，其中，帶嵌入式組態(tài)軟件的觸摸屏作為上位機(jī)，可編程控制器作為下位機(jī)，編制了控制系統(tǒng)程序，利用組態(tài)軟件開發(fā)了人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)行過程中的狀態(tài)監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集及相應(yīng)執(zhí)行器的協(xié)調(diào)控制。
　　3.針對試驗(yàn)臺(tái)下壓加載系統(tǒng)的兩種工作模式，通過進(jìn)口節(jié)流調(diào)速及液壓鎖實(shí)現(xiàn)了恒定切削深度工作模式，通過基于PID控制算法的閉