地下连续墙液压抓斗及其控制系统的研究

论文摘要

随着经济的发展,城市地下空间的利用和水利设施的需求推动了地下连续墙建设的发展,地下连续墙建设的常用设备为地下连续墙液压抓斗。目前,地下连续墙液压抓斗技术几乎为欧美日等发达国家垄断,设备进口价格高,设备维护周期长等特点严重制约我国的经济建设。鉴于目前国家经济建设及社会的需求,对地下连续墙液压抓斗的设计与分析具有很重要的现实意义。本文首先阐述了地下连续墙的应用背景,在国家发展的大环境下,地下连续墙的建设得到了越来越多的应用,其范围已超出原有只作为防渗墙的用途。并介绍了作为地下连续墙建设的主要设备连续墙液压抓斗的国内厂家生产制造状况。介绍了地下连续墙液压抓斗的组成、工作原理和施工工艺,主要组成:底盘、臂架、卷盘装置、卷扬、电缆卷筒、抓斗等专用部件,并对连续墙抓斗的控制系统进行了进行了一定的介绍,包括触地保护功能、自动怠速控制、抓斗的纠偏控制等。本文详细的对连续墙液压抓斗的核心控制-双卷扬同步控制、自动卷管进行分析。双卷扬同步控制对整机的性能起着决定性影响,也成了双卷扬连续墙液压抓斗的核心控制。在卷管方面,采用卷管自动控制系统,解决了卷管速度与泵的流量相匹配的问题。从理论到实际应用对连续墙液压抓斗的核心控制系统进行分析,为提高整机的稳定可靠性和可行性提供了理论基础。根据查证,目前对连续墙液压抓斗的控制系统分析国内文献还不够全面,因此本课题对连续墙液压抓斗的控制系统分析有重要意义,希望能给连续墙液压抓斗的产品开发带来一定的借鉴作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 地下连续墙液压抓斗的发展概况
• 1.1.1 地下连续墙的简介
• 1.1.2 地下连续墙的国内外发展概况
• 1.2 课题的研究内容和意义
• 1.2.1 课题的意义
• 1.2.2 课题的研究内容
• 第2章 地下连续墙液压抓斗的工作原理及施工工艺
• 2.1 地下连续墙液压抓斗的工作原理
• 2.2 地下连续墙液压抓斗的施工工艺
• 2.3 地下连续墙液压抓斗施工成槽精度的主要控制措施
• 2.4 本章小结
• 第3章 地下连续墙液压抓斗的总体设计和参数计算
• 3.1 设计要求
• 3.1.1 几何尺寸要求
• 3.1.2 结构强度要求
• 3.1.3 经济性要求
• 3.1.4 其它性能要求
• 3.2 地下连续墙液压抓斗的设计参数
• 3.3 地下连续墙液压抓斗的结构组成
• 3.4 主要性能参数计算及结构强度的效核计算
• 3.4.1 主要性能参数的校核计算
• 3.4.2 整机质量及质心位置计算
• 3.4.3 整机稳定性计算
• 3.4.4 校核臂架销轴的强度
• 3.5 本章小结
• 第4章 地下连续墙液压抓斗主要控制系统的分析
• 4.1 地下连续墙液压抓斗自动保护控制系统的分析
• 4.1.1 触地保护功能的设计
• 4.1.2 液位保护系统的设计
• 4.2 控制发动机自动怠速功能的分析
• 4.3 抓斗垂直度检测与纠偏控制
• 4.4 胶管卷盘自动跟进控制系统分析
• 4.4.1 胶管卷盘液压控制组成及原理
• 4.4.2 自动跟进控制系统
• 4.5 双卷扬同步控制系统分析
• 4.6 本章小结
• 第5章 地下连续墙液压抓斗双卷扬同步控制系统的研究
• 5.1 地下连续墙液压抓斗卷扬液压系统组成与原理
• 5.1.1 液压系统的组成
• 5.1.2 液压系统的原理
• 5.2 地下连续墙液压抓斗成槽深度的检测
• 5.3 双卷扬同步控制系统的分析与研究
• 5.3.1 同步控制的原理
• 5.3.2 双卷扬同步控制的数学建模
• 5.3.3 PID 控制算法分析
• 5.3.4 仿真分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及攻读学位期间主要研究成果