本文關(guān)鍵詞：電傳動鑿巖臺車優(yōu)化設(shè)計(jì)與匹配研究

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【摘要】：隧道挖掘,是現(xiàn)代基礎(chǔ)設(shè)施工程中耗時(shí)多、難度高、勞動條件惡劣的一環(huán)。我國一直是基建大國,尤其是自2008年,加快公路、機(jī)場及鐵路等各重特大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)這一加快經(jīng)濟(jì)增長、擴(kuò)大國內(nèi)需求的刺激政策實(shí)施以來,我國高速鐵路、地下鐵路工程的開建規(guī)模都是史無前例的。然而面對國內(nèi)相對落后的隧道挖掘技術(shù),尤其是隧道挖掘設(shè)備國產(chǎn)化的落后,使得國內(nèi)隧道挖掘工程難以取得較快的速度。論文分析了小松PC200-8型液壓挖掘機(jī)的整車結(jié)構(gòu)和液壓系統(tǒng),在此基礎(chǔ)之上,確立了鑿巖臺車的設(shè)計(jì)方向。建立鑿巖臺車坐標(biāo)系,使得鑿巖臺車各部件尺寸和運(yùn)動可以轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型進(jìn)行精確計(jì)算。對鉆孔過程進(jìn)行了受力分析,并得到鉆桿受力的解析公式。通過響應(yīng)面分析,確立了動臂結(jié)構(gòu)中特定尺寸與動臂最大應(yīng)力之間的擬合經(jīng)驗(yàn)公式,以此為基礎(chǔ)采用粒子群算法,對動臂的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),并對優(yōu)化設(shè)計(jì)后的結(jié)果進(jìn)行了仿真試驗(yàn)驗(yàn)證。將挖掘機(jī)原有液壓系統(tǒng)經(jīng)過改進(jìn)之后,使用AMESim軟件建立了電傳動鑿巖臺車的液壓系統(tǒng)并進(jìn)行了仿真試驗(yàn),在試驗(yàn)成功的基礎(chǔ)之上,通過響應(yīng)面優(yōu)化法對液壓系統(tǒng)中的蓄能器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),從而達(dá)到了鑿巖臺車動力系統(tǒng)匹配的要求,并對優(yōu)化后的結(jié)果進(jìn)行仿真驗(yàn)證,證明優(yōu)化之后效果突出,鑿巖臺車動力系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到了顯著提升。至此,電傳動鑿巖臺車的優(yōu)化設(shè)計(jì)和動力系統(tǒng)匹配得到解決。使用Arduino語言設(shè)計(jì)了電動機(jī)性能監(jiān)測系統(tǒng),鑿巖臺車使用者可以時(shí)時(shí)觀察臺車的工作狀況,并在出現(xiàn)危險(xiǎn)信號時(shí)提醒使用者,保證了鑿巖臺車的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和使用者的安全。
【關(guān)鍵詞】：電傳動鑿巖臺車 智能算法 優(yōu)化設(shè)計(jì) 液壓仿真 動力匹配
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U455.32
【目錄】：

• 摘要11-12
• ABSTRACT12-14
• 第一章 緒論14-22
• 1.1 前言14
• 1.2 鑿巖臺車研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 智能優(yōu)化算法研究現(xiàn)狀16
• 1.4 小松PC200-8履帶式液壓挖掘機(jī)概況16-19
• 1.4.1 液壓系統(tǒng)組成17-18
• 1.4.2 軸向柱塞泵工作原理18-19
• 1.5 本課題的意義、研究內(nèi)容19-22
• 第二章 鑿巖臺車動臂結(jié)構(gòu)分析22-36
• 2.1 臺車坐標(biāo)系的建立22-23
• 2.2 臺車動臂的運(yùn)動分析23-24
• 2.3 臺車斗桿(小臂)的運(yùn)動分析24-26
• 2.4 臺車鉆桿鑿巖運(yùn)動分析26-28
• 2.4.1 壓入過程解析模型26-27
• 2.4.2 切削過程解析模型27-28
• 2.5 動臂數(shù)字化建模28-29
• 2.6 動臂受力分析29-31
• 2.7 動臂有限元仿真分析31-34
• 2.7.1 有限元方法31
• 2.7.2 ABAQUS軟件31-32
• 2.7.3 有限元前處理32-33
• 2.7.4 有限元后處理33-34
• 2.8 本章小結(jié)34-36
• 第三章 鑿巖臺車動臂尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)36-48
• 3.1 響應(yīng)面優(yōu)化法36
• 3.2 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)36-38
• 3.3 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果分析38-42
• 3.4 響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計(jì)42-43
• 3.5 動臂優(yōu)化設(shè)計(jì)43-47
• 3.5.1 粒子群算法43-44
• 3.5.2 動臂質(zhì)量計(jì)算44-45
• 3.5.3 動臂質(zhì)量粒子群優(yōu)化45-46
• 3.5.4 試驗(yàn)驗(yàn)證及結(jié)論46-47
• 3.6 本章小結(jié)47-48
• 第四章 動力系統(tǒng)匹配48-68
• 4.1 AMESim軟件48-49
• 4.2 柱塞泵建模49-56
• 4.2.1 流量模型50-52
• 4.2.2 扭矩模型52
• 4.2.3 單個(gè)柱塞的運(yùn)動模型52-53
• 4.2.4 配油盤模型53-54
• 4.2.5 單個(gè)柱塞模型及柱塞泵模型54-56
• 4.3 液壓閥建模56-59
• 4.3.1 直動式溢流閥模型56-57
• 4.3.2 蓄能器模型57-59
• 4.4 執(zhí)行機(jī)構(gòu)模型59-61
• 4.5 電動機(jī)模型61
• 4.6 液壓系統(tǒng)仿真61-64
• 4.7 動力系統(tǒng)匹配64-67
• 4.8 本章小結(jié)67-68
• 第五章 鑿巖臺車電動機(jī)性能監(jiān)測系統(tǒng)68-78
• 5.1 Arduino平臺簡介68-70
• 5.2 Maple開發(fā)板介紹70-71
• 5.3 串口屏71
• 5.4 Fritzing電路圖制作軟件71-72
• 5.5 監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)72-77
• 5.5.1 中文字符串文件72-73
• 5.5.2 監(jiān)控系統(tǒng)主程序73-77
• 5.6 試驗(yàn)驗(yàn)證77-78
• 第六章 結(jié)論及展望78-80
• 6.1 論文總結(jié)78
• 6.2 工作展望78-80
• 致謝80-82
• 附錄182-84
• 附錄284-86
• 參考文獻(xiàn)86-92
• 學(xué)位論文評閱及答辯情況表92

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：1036275