隧道掘进机刀具破岩试验台电液控制系统

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1、士学位论＿ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ：：＾ｐ论文题目：隧道掘进机刀具破岩试验台电液控制系统１丨；；学位类别工程颂士，觀：学科专业：机械工程年级：２０１级，一＋＾指导老师：王海波副教授藝．：、，．：：＾晨养．国内图书分类号：ＴＨ６２１密级：公开国际图书分类号：６２１西南交通大学研究生学位论文隧道掘进机刀具破岩试验台电液控制系统年级二〇一二级姓名田志杰申请学位级别工程硕士专业机械工程指导老师王海波副

2、教授二零一五年五月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：ＴＨ６２１Ｕ．Ｄ．Ｃ：６２１．ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａｓｔｅｒＤｅｇｒｅｅＴｈｅｓｉｓＴＨＥＲＯＣＫＢＲＥＡＫＩＮＧＴＥＳＴＢＥＮＣＨＥＬＥＣＴＲＯ－ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＣＯＮＴＲＯＬＳＹＳＴＥＭＯＦＴＵＮＮＥＬＢＯＲＩＮＧＭＡＣＨＩＮＥＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＴｉａｎＺｈｉｉｅｊＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅＡｌｉｅｄｆｏｒ：Ｍａｓｔｅ

3、ｒｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｐｐｇｇＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒ；Ｐｒｏｆ．ＷａｎＨａｉｂｏｐｇＭａ２０１５ｙ，西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本

4、学位论文属于１．保密口，在年解密后适用本授权书；２．不保密Ｓ／，使用本授权书。＂＂（请在以上方框内打ａ／）学位论文作者签名：指导老师签名：．曰期：曰期：Ｉ．ｊｒ丨Ａｆ西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：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，试验台能够进行相关刀具破岩实验。２．设计了以ＰＬＣ为主控制器的刀具破岩试验台控制系统，利用组态软件开发了人机界面、

5、数据采集和各执行器的协调控制。，实现了试验台的状态检测３．针对试验台下压加载系统具有恒定切削深度和恒定下压加载力两种工作模式，分析了它们的特点，分别设计了各自的控制策略，其中，恒定下压加载力工作模式采用基于ＰＩＤ控制算法的闭环控制系统实现；建立了恒定下压加载力工作模式下试验台电液控制系统的数学模型，运用ＭＡＴＬＡＢ软件对控制系统进行了仿真，验证了其有效性。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经

6、发表或撰。写过的研宄成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明一本人完全了解违反上述声明所引起的切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：、曰期：西南交通大学硕士研究生学位论文第丨页摘要一險道掘进机是种应用于铁路、公路、市政、７ｊＣ利水电等險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隨道掘进机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

7、碎机理对优化刀具设计和提高生产率有重大意义。本文以險道掘进机刀具破岩试验台为载体进行研宄，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，设计了隨道掘进机刀具破岩试验台电液控制系统一，建立了个具有状态监测、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．根据險道掘进机刀具破岩试验台设

8、计参数，完成了试验台电液控制系统的设计，该试验台能够实现在不同刀具安装半径，，并分析了试验台动力单元的功率匹配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．设计了隨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