盾構(gòu)滾刀磨損狀態(tài)在線檢測系統(tǒng)研究
發(fā)布時(shí)間:2022-10-17 17:06
近年我國城市軌道交通和鐵路建設(shè)日益增長,盾構(gòu)機(jī)已經(jīng)成為道路交通建設(shè)和資源開發(fā)不可缺少的重要裝備。而盾構(gòu)機(jī)的工作環(huán)境惡劣,導(dǎo)致其破巖的主要工具滾刀磨損快,滾刀造價(jià)昂貴,一旦其刀圈磨損失效就需要及時(shí)更換,否則就可能造成刀轂和軸承的損壞,影響施工效率給工程帶來更大損失。目前對(duì)于滾刀磨損檢測的主要方法是靠施工人員的經(jīng)驗(yàn),停機(jī)檢查,這樣既存在安全隱患還影響施工效率。所以設(shè)計(jì)盾構(gòu)機(jī)滾刀磨損狀態(tài)檢測系統(tǒng)尤為重要,本文提出利用渦流傳感器檢測盾構(gòu)機(jī)滾刀刀圈磨損狀態(tài)。渦流檢測技術(shù)作為現(xiàn)代無損檢測技術(shù)的重要方法,在磨損測量中,其具有靈敏度高,響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn),且盾構(gòu)機(jī)施工環(huán)境中的巖土對(duì)檢測效果不會(huì)產(chǎn)生影響。針對(duì)盾構(gòu)機(jī)滾刀刀圈的磨損檢測問題,論文對(duì)渦流傳感器在滾刀磨損檢測中的應(yīng)用進(jìn)行理論分析,對(duì)滾刀磨損檢測系統(tǒng)進(jìn)行有限元仿真,并搭建滾刀磨損檢測系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),完成19英寸滾刀刀圈磨損檢測實(shí)驗(yàn)。論文綜述了盾構(gòu)機(jī)滾刀磨損的失效形態(tài),根據(jù)渦流檢測原理,分析了渦流在滾刀刀圈表面的分布范圍,為盾構(gòu)機(jī)滾刀磨損檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ);課題利用COMSOL仿真軟件建立了滾刀刀圈模型和渦流線圈模型,仿真分析激勵(lì)頻率、渦流線圈內(nèi)...
【文章頁數(shù)】:58 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題的研究背景
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 課題的研究意義
1.4 論文工作的主要內(nèi)容
1.4.1 本文主要研究內(nèi)容
1.4.2 本文結(jié)構(gòu)
第2章 盾構(gòu)機(jī)滾刀磨損檢測原理
2.1 盾構(gòu)機(jī)滾刀結(jié)構(gòu)與切削原理
2.2 盾構(gòu)機(jī)滾刀刀圈失效特征
2.3 滾刀磨損檢測方案對(duì)比
2.4 渦流傳感器檢測原理
2.5 刀圈渦流分布分析
2.5.1 刀圈磨損量與電渦流大小的關(guān)系
2.5.2 刀圈表面電渦流的徑向形成范圍
2.6 本章小結(jié)
第3章 盾構(gòu)機(jī)滾刀磨損檢測系統(tǒng)仿真
3.1 COMSOL有限元仿真過程
3.2 有限元法的分析過程
3.3 有限元法的優(yōu)缺點(diǎn)
3.4 滾刀磨損檢測系統(tǒng)三維模型建立
3.5 檢測系統(tǒng)模型網(wǎng)格劃分與求解
3.6 線圈參數(shù)對(duì)刀圈磁場的影響
3.6.1 激勵(lì)頻率對(duì)磁場的影響
3.6.2 線圈內(nèi)徑對(duì)磁場分布的影響
3.6.3 線圈外徑對(duì)磁場分布的影響
3.6.4 線圈匝數(shù)對(duì)磁場的影響
3.7 刀圈磨損檢測仿真實(shí)驗(yàn)分析
3.7.1 激勵(lì)頻率對(duì)刀圈磨損檢測的影響
3.7.2 線圈內(nèi)徑對(duì)刀圈磨損檢測的影響
3.7.3 線圈外徑對(duì)刀圈磨損檢測的影響
3.7.4 線圈形狀對(duì)刀圈磨損檢測的影響
3.8 本章小結(jié)
第4章 盾構(gòu)機(jī)滾刀磨損檢測系統(tǒng)搭建
4.1 滾刀磨損檢測系統(tǒng)傳感器制作
4.2 滾刀磨損檢測系統(tǒng)前置器
4.3 滾刀磨損檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊
4.4 滾刀磨損檢測上位機(jī)系統(tǒng)
4.5 本章小結(jié)
第5章 盾構(gòu)機(jī)滾刀磨損檢測實(shí)驗(yàn)
5.1 滾刀磨損檢測實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
5.2 不同形狀線圈檢測系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
5.3 盾構(gòu)滾刀磨損檢測系統(tǒng)的標(biāo)定
5.4 滾刀磨損檢測實(shí)驗(yàn)
5.5 滾刀磨損檢測實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
5.6 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
在學(xué)研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]TBM滾刀刀圈磨損量在線監(jiān)測系統(tǒng)[J]. 鄭偉,趙海鳴,蘭浩,譚青,舒標(biāo),夏毅敏. 儀表技術(shù)與傳感器. 2015(02)
[2]基于陣列傳感器的管道彎頭沖蝕檢測研究[J]. 陳酉江,杜堅(jiān),任雙雙,謝晨,張超. 信息通信. 2014(01)
[3]中國隧道及地下工程修建技術(shù)[J]. 王夢恕,譚忠盛. 中國工程科學(xué). 2010(12)
[4]電渦流傳感器輸出特性自動(dòng)檢測系統(tǒng)[J]. 張勇,梁平. 上海計(jì)量測試. 2010(02)
[5]基于COMSOL Multiphysic電渦流傳感器的仿真和設(shè)計(jì)[J]. 孫凱,盧榮勝,張勇. 中國儀器儀表. 2010(04)
[6]渦流檢測探頭的設(shè)計(jì)應(yīng)用研究[J]. 張科紅,孫堅(jiān),徐紅偉. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2008(26)
[7]巖石掘進(jìn)機(jī)(TBM)刀具消耗預(yù)測研究[J]. 黃平華. 隧道建設(shè). 2008(03)
[8]高精度電渦流測微系統(tǒng)的研究[J]. 顧金鳳,唐煒. 江蘇科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2006(01)
[9]TB880E型掘進(jìn)機(jī)刀具失效分析[J]. 王鎮(zhèn)春. 建筑機(jī)械. 2000(07)
博士論文
[1]基于數(shù)字樣機(jī)的全斷面掘進(jìn)機(jī)功能仿真與優(yōu)化設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李剛.東北大學(xué) 2013
[2]土壓平衡盾構(gòu)推進(jìn)系統(tǒng)特性及布局優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 鄧孔書.清華大學(xué) 2010
碩士論文
[1]基于渦流技術(shù)的鋼板表面缺陷檢測系統(tǒng)研究[D]. 趙亞飛.沈陽工業(yè)大學(xué) 2017
[2]基于超聲波測距的TBM盤形滾刀磨損在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究[D]. 江瀚翔.華北電力大學(xué)(北京) 2016
[3]盾構(gòu)法施工煤礦斜井圍巖變形規(guī)律及管片安全性評(píng)價(jià)[D]. 崔增輝.北京交通大學(xué) 2015
[4]盾構(gòu)滾刀磨損遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 孫曉平.河南科技大學(xué) 2015
[5]盾構(gòu)機(jī)刀盤平面度檢測方法的研究[D]. 王博.大連理工大學(xué) 2014
[6]盾構(gòu)刀盤設(shè)計(jì)分析與高效掘進(jìn)技術(shù)研究[D]. 俱攀武.蘭州理工大學(xué) 2014
[7]TBM滾刀磨損和轉(zhuǎn)速在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究[D]. 鄭偉.中南大學(xué) 2014
[8]強(qiáng)沖擊載荷下TBM盤形滾刀動(dòng)態(tài)特性及新結(jié)構(gòu)研究[D]. 李濤.大連理工大學(xué) 2014
[9]全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)刀具磨損研究及刀具布局優(yōu)化[D]. 張斌.天津大學(xué) 2014
[10]基于渦流傳感器的便攜式無損檢測器裝置設(shè)計(jì)及算法研究[D]. 于翔.東北大學(xué) 2013
本文編號(hào):3692456
【文章頁數(shù)】:58 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題的研究背景
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 課題的研究意義
1.4 論文工作的主要內(nèi)容
1.4.1 本文主要研究內(nèi)容
1.4.2 本文結(jié)構(gòu)
第2章 盾構(gòu)機(jī)滾刀磨損檢測原理
2.1 盾構(gòu)機(jī)滾刀結(jié)構(gòu)與切削原理
2.2 盾構(gòu)機(jī)滾刀刀圈失效特征
2.3 滾刀磨損檢測方案對(duì)比
2.4 渦流傳感器檢測原理
2.5 刀圈渦流分布分析
2.5.1 刀圈磨損量與電渦流大小的關(guān)系
2.5.2 刀圈表面電渦流的徑向形成范圍
2.6 本章小結(jié)
第3章 盾構(gòu)機(jī)滾刀磨損檢測系統(tǒng)仿真
3.1 COMSOL有限元仿真過程
3.2 有限元法的分析過程
3.3 有限元法的優(yōu)缺點(diǎn)
3.4 滾刀磨損檢測系統(tǒng)三維模型建立
3.5 檢測系統(tǒng)模型網(wǎng)格劃分與求解
3.6 線圈參數(shù)對(duì)刀圈磁場的影響
3.6.1 激勵(lì)頻率對(duì)磁場的影響
3.6.2 線圈內(nèi)徑對(duì)磁場分布的影響
3.6.3 線圈外徑對(duì)磁場分布的影響
3.6.4 線圈匝數(shù)對(duì)磁場的影響
3.7 刀圈磨損檢測仿真實(shí)驗(yàn)分析
3.7.1 激勵(lì)頻率對(duì)刀圈磨損檢測的影響
3.7.2 線圈內(nèi)徑對(duì)刀圈磨損檢測的影響
3.7.3 線圈外徑對(duì)刀圈磨損檢測的影響
3.7.4 線圈形狀對(duì)刀圈磨損檢測的影響
3.8 本章小結(jié)
第4章 盾構(gòu)機(jī)滾刀磨損檢測系統(tǒng)搭建
4.1 滾刀磨損檢測系統(tǒng)傳感器制作
4.2 滾刀磨損檢測系統(tǒng)前置器
4.3 滾刀磨損檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊
4.4 滾刀磨損檢測上位機(jī)系統(tǒng)
4.5 本章小結(jié)
第5章 盾構(gòu)機(jī)滾刀磨損檢測實(shí)驗(yàn)
5.1 滾刀磨損檢測實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
5.2 不同形狀線圈檢測系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
5.3 盾構(gòu)滾刀磨損檢測系統(tǒng)的標(biāo)定
5.4 滾刀磨損檢測實(shí)驗(yàn)
5.5 滾刀磨損檢測實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
5.6 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
在學(xué)研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]TBM滾刀刀圈磨損量在線監(jiān)測系統(tǒng)[J]. 鄭偉,趙海鳴,蘭浩,譚青,舒標(biāo),夏毅敏. 儀表技術(shù)與傳感器. 2015(02)
[2]基于陣列傳感器的管道彎頭沖蝕檢測研究[J]. 陳酉江,杜堅(jiān),任雙雙,謝晨,張超. 信息通信. 2014(01)
[3]中國隧道及地下工程修建技術(shù)[J]. 王夢恕,譚忠盛. 中國工程科學(xué). 2010(12)
[4]電渦流傳感器輸出特性自動(dòng)檢測系統(tǒng)[J]. 張勇,梁平. 上海計(jì)量測試. 2010(02)
[5]基于COMSOL Multiphysic電渦流傳感器的仿真和設(shè)計(jì)[J]. 孫凱,盧榮勝,張勇. 中國儀器儀表. 2010(04)
[6]渦流檢測探頭的設(shè)計(jì)應(yīng)用研究[J]. 張科紅,孫堅(jiān),徐紅偉. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2008(26)
[7]巖石掘進(jìn)機(jī)(TBM)刀具消耗預(yù)測研究[J]. 黃平華. 隧道建設(shè). 2008(03)
[8]高精度電渦流測微系統(tǒng)的研究[J]. 顧金鳳,唐煒. 江蘇科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2006(01)
[9]TB880E型掘進(jìn)機(jī)刀具失效分析[J]. 王鎮(zhèn)春. 建筑機(jī)械. 2000(07)
博士論文
[1]基于數(shù)字樣機(jī)的全斷面掘進(jìn)機(jī)功能仿真與優(yōu)化設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李剛.東北大學(xué) 2013
[2]土壓平衡盾構(gòu)推進(jìn)系統(tǒng)特性及布局優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 鄧孔書.清華大學(xué) 2010
碩士論文
[1]基于渦流技術(shù)的鋼板表面缺陷檢測系統(tǒng)研究[D]. 趙亞飛.沈陽工業(yè)大學(xué) 2017
[2]基于超聲波測距的TBM盤形滾刀磨損在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究[D]. 江瀚翔.華北電力大學(xué)(北京) 2016
[3]盾構(gòu)法施工煤礦斜井圍巖變形規(guī)律及管片安全性評(píng)價(jià)[D]. 崔增輝.北京交通大學(xué) 2015
[4]盾構(gòu)滾刀磨損遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 孫曉平.河南科技大學(xué) 2015
[5]盾構(gòu)機(jī)刀盤平面度檢測方法的研究[D]. 王博.大連理工大學(xué) 2014
[6]盾構(gòu)刀盤設(shè)計(jì)分析與高效掘進(jìn)技術(shù)研究[D]. 俱攀武.蘭州理工大學(xué) 2014
[7]TBM滾刀磨損和轉(zhuǎn)速在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究[D]. 鄭偉.中南大學(xué) 2014
[8]強(qiáng)沖擊載荷下TBM盤形滾刀動(dòng)態(tài)特性及新結(jié)構(gòu)研究[D]. 李濤.大連理工大學(xué) 2014
[9]全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)刀具磨損研究及刀具布局優(yōu)化[D]. 張斌.天津大學(xué) 2014
[10]基于渦流傳感器的便攜式無損檢測器裝置設(shè)計(jì)及算法研究[D]. 于翔.東北大學(xué) 2013
本文編號(hào):3692456
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