本文選題：滾刀 + 試驗(yàn)臺　； 參考：《石家莊鐵道大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：隨著我國地下工程建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大和深入,隧道掘進(jìn)機(jī)施工已成為發(fā)展趨勢。隧道掘進(jìn)機(jī)主要利用盤形滾刀進(jìn)行切削破巖,其破巖性能直接決定隧道建設(shè)的成功與否,因此亟需研制滾刀綜合性能檢測試驗(yàn)臺以提高滾刀破巖性能,保證隧道建設(shè)的順利進(jìn)行。分析了現(xiàn)有滾刀性能檢測試驗(yàn)臺的結(jié)構(gòu)及功能,提出了滾刀綜合性能檢測試驗(yàn)臺由機(jī)械結(jié)構(gòu)、液壓加載系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)三部分組成,并根據(jù)試驗(yàn)臺功能需求設(shè)計(jì)了3個(gè)方案,通過方案對比分析確定了最優(yōu)設(shè)計(jì)方案,即通過對滾刀注油孔向刀體內(nèi)加壓,異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)刀軸轉(zhuǎn)動(dòng),液壓缸對盤形滾刀施加徑向載荷。設(shè)計(jì)了滾刀綜合性能檢測試驗(yàn)臺的機(jī)械結(jié)構(gòu)并利用WorkbenchAnsys軟件進(jìn)行有限元分析。機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要包括傳動(dòng)軸、滾刀支架、滑動(dòng)軸承支座、驅(qū)動(dòng)裝置支架的設(shè)計(jì),通過WorkbenchAnsys有限元分析之后,結(jié)果顯示機(jī)械結(jié)構(gòu)能夠滿足試驗(yàn)臺的要求,保證了試驗(yàn)臺對滾刀測試的穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)了滾刀綜合性能檢測試驗(yàn)臺液壓加載系統(tǒng),完成了液壓系統(tǒng)各組成元件的計(jì)算與選型。根據(jù)滾刀綜合性能檢測試驗(yàn)臺功能需求,對液壓加載系統(tǒng)的能源裝置、執(zhí)行元件、控制元件和輔助元件進(jìn)行了計(jì)算與選型,實(shí)現(xiàn)了液壓缸對滾刀施加徑向加載的功能。設(shè)計(jì)了滾刀綜合性能檢測試驗(yàn)臺電氣控制系統(tǒng),對試驗(yàn)臺控制系統(tǒng)的變頻器、PLC和觸摸屏進(jìn)行了選型與設(shè)計(jì)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用變頻器和PLC組合控制,以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)軸的多段速運(yùn)行,并通過觸摸屏作為人機(jī)交互方式,使工作人員輕松實(shí)現(xiàn)對試驗(yàn)臺電氣控制系統(tǒng)的操作。對滾刀綜合性能檢測試驗(yàn)臺的功能進(jìn)行了研究分析,敘述了試驗(yàn)臺測試滾刀跑和性、推力-扭矩相關(guān)性、動(dòng)態(tài)密封性的具體操作步驟及性能檢測合格準(zhǔn)則,并對盤形滾刀浮動(dòng)密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有限元分析,為滾刀密封可靠性設(shè)計(jì)提供理論參考。
[Abstract]:With the expansion and deepening of underground engineering construction in China, tunneling machine construction has become a trend of development. The tunnel tunneling machine mainly uses the disc hob to cut the broken rock, and its rock breaking property can directly determine the success of the tunnel construction. Therefore, it is urgent to develop a testing rig for the comprehensive performance of the hob in order to improve the rock breaking performance of the hob. To ensure the smooth construction of the tunnel. This paper analyzes the structure and function of the existing hob performance test rig, and puts forward that the test rig is composed of mechanical structure, hydraulic loading system and electrical control system. Three schemes are designed according to the functional requirements of the test bed. The optimal design scheme is determined by comparing and analyzing the schemes, that is, by pressing the oil hole of the hob into the body of the cutter, the induction motor drives the turning of the cutter shaft. The hydraulic cylinder exerts radial load on the disc hob. The mechanical structure of hob comprehensive performance test rig is designed and finite element analysis is carried out with WorkbenchAnsys software. The design of mechanical structure mainly includes the design of transmission shaft, hob support, sliding bearing support and drive device support. After WorkbenchAnsys finite element analysis, the results show that the mechanical structure can meet the requirements of the test bed. The stability of hob testing is ensured. The hydraulic loading system of the test rig for testing the comprehensive performance of hobs is designed, and the calculation and selection of the components of the hydraulic system are completed. According to the functional requirements of the test rig for the comprehensive performance testing of hobs, the energy devices, executive components, control elements and auxiliary components of the hydraulic loading system are calculated and selected, and the function of the hydraulic cylinder applying radial loading to the hob is realized. The electric control system of hob comprehensive performance test bench is designed. The inverter PLC and touch screen of the test bed control system are selected and designed. The drive motor adopts the combination control of frequency converter and PLC to realize the multi-section speed operation of the drive shaft, and through the touch screen as the man-machine interactive mode, the staff can easily realize the operation of the electric control system of the test bed. In this paper, the function of hob comprehensive performance test bench is studied and analyzed, and the concrete operation steps of testing hob running performance, the correlation between thrust and torque, dynamic sealing performance and performance test criterion are described. Finite element analysis is carried out on the floating seal structure of disc hob, which provides a theoretical reference for the reliability design of hob seal.
【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U455.39

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本文編號：1896521