海洋灌浆机系统设计与研究

论文摘要

21世纪是海洋的世纪,海洋以其丰富的资源吸引着人类征服的脚步,成为人类征服自然又一领域,科技创新成果的应用是人类征服其恶劣环境的有厉匕器,以至实现科技治海与科技兴海。灌浆机是海洋施工的机电一体化设备,高可靠性、方便地操作性以及构造的优化性是海洋施工设备的重要要求。目前国内该设备仍没有一套完整的系统技术,主要方案大部分是陆地用的混凝土搅拌站的移植。 本文针对海洋施工特点,对灌浆机的机械系统和控制系统进行系统设计,形成一套完整的设计方案。本文的主要工作包括: 1.研究灌浆机的整体构造设计,设计层次分明的三层构造(缓冲,计量和搅拌),详细地介绍了物料传输、进料、计量、搅拌和输出泥浆的整个工艺流程。 2.分析螺旋输送机的力学特性和运动特性,确定其输送能力和所需的功率。 3.设计搅拌器的结构,分析搅拌系统的力学特性,用图算法确定搅拌的速度,并计算所需电机的功率。 4.设计计量系统,主要侧重水泥计量系统的设计,以伺服电机带动小型螺旋进料器作为水泥计量斗的进料计量机构,以称重传感器的测量信号作为计量反馈,提高计量精度。 5.搅拌后的泥浆采用变频输出,不仅提高了调节排量的灵活性和系统的可靠性,同时还节约能源。 6.以输出泥浆控制计量配比的大反馈闭环控制系统,使整个系统的工艺流程更加趋于合理。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 海洋施工自动化现状及展望
• 1.2 灌浆机国内外发展状况
• 1.3 灌浆机发展趋势
• 1.4 本文的研究内容
• 第二章 灌浆机构造设计
• 2.1 总体构造设计
• 2.1.1 概述
• 2.1.2 三层构造设计
• 2.2 螺旋输送器设计
• 2.2.1 螺旋输送器结构
• 2.2.2 水平螺旋输送器设计
• 2.2.3 立式螺旋输送器设计
• 2.3 搅拌器设计
• 2.3.1 搅拌理论
• 2.3.2 搅拌容器设计
• 2.3.3 搅拌功率计算
• 2.3.4 折叶桨式强度计算
• 2.3.5 搅拌轴强度计算
• 第三章 灌浆机控制系统设计
• 3.1 概述
• 3.2 控制系统设计
• 3.2.1 PLC系统设计
• 3.2.2 物料传输控制系统设计
• 3.2.3 计量配料控制系统设计
• 3.2.4 搅拌控制系统设计
• 3.2.5 电气系统抗干扰设计
• 3.3 气动系统设计
• 3.3.1 概述
• 3.3.2 气动回路设计
• 3.4 伺服电机控制设计
• 3.4.1 概述
• 3.4.2 控制原理
• 3.4.3 程序流程
• 第四章 泥浆输出设计
• 4.1 概述
• 4.2 控制系统设计
• 4.2.1 系统组成
• 4.2.2 控制原理
• 4.2.3 通信网络设计
• 4.2.4 电气设计
• 4.2.5 PLC程序设计
• 第五章 监控程序开发
• 5.1 软件平台概述
• 5.2 工艺流程
• 5.2.1 时序
• 5.2.2 PLC程序流程
• 5.3 监控程序设计
• 5.3.1 灌浆机图形模块设计
• 5.3.2 变量模块设计
• 5.3.3 报警模块设计
• 5.3.4 通信模块设计
• 第六章 试制与试验
• 6.1 试制现场概述
• 6.2 现场试验
• 6.2.1 物料传输试验
• 6.2.2 计量配料试验
• 6.2.3 泥浆输出试验
• 6.2.4 整机运行试验
• 第七章 全文总结
• 参考文献
• 硕士期间发表论文
• 致谢