盾构机回转支承测试系统设计毕业论文
2020-04-16 14:56:15
摘 要
盾构掘进机是盾构法工作中的主要施工对象。回转支承是一种内圈或者外圈带有传动齿轮、可以通过小齿轮啮合传动扭矩的巨型滚动轴承，结构依靠这个大型滚动轴承来传达载荷，并且依靠轴承上面的齿圈来完成机械旋转那部分和相对固定那个部分的回转运动。
本文以美国NI公司数据采集硬件平台和LabVIEW软件平台为开发工具建立测试系统，总体实现了盾构机回转支承测试系统的设计。本文的主要内容包含：
（1）制定测试系统开发方案。首先论以盾构机回转支承运行状态参数为被测对象，证测试系统的方案，分析测试系统的要求，完成测试系统原理设计图和论证。
（2）制定硬件系统设计方案。测试系统硬件设计要完成传感器以及其他硬件的选型，还要进行数据采集模块的确定，通过设计硬件电路和连接硬件设备来研究数据采集系统。
（3）制定软件系统设计方案。通过编写数据采集显示和存储程序以及报警程序，能够实现盾构机回转支承测试系统实时监测的性能。
最终，完成了盾构机回转支承测试系统的设计，实现了对盾构机回转支承的运行状态的检测。然而，这个测试系统设计还有进一步提升的空间，软件设计还可以更加简洁和完美。
关键词：回转支承 测试系统 状态监测 LabVIEW
The Design of The Monitoring Laboratory System of Slewing-Bearing of Shield Machine
Abstract
Shield shield tunneling machine is the work of the main construction objects. Slewing ring with an inner or outer ring gear, can be engaged by the transmission torque of giant Rolling pinion, rely on this structure to convey a large rolling bearing loads, and rely on the bearing ring above to complete that part of the mechanical rotation and relative the rotary motion of the fixed portion.
In this paper, US NI data acquisition hardware platform and LabVIEW software platform to create a test system development tools, to achieve the overall design of the shield machine slewing ring test systems. The main contents of this article contains:
(1)Development of test system development program. On the first machine to shield slewing ring operating state parameters measured object, the program permits the test system, analysis and testing requirements of the system, the principle of complete test system design and demonstration.
(2)The development of hardware system design. Test system hardware design to complete the selection of sensors and other hardware, but also for determining the data acquisition module, through the design of hardware circuit and connecting hardware devices to study the data acquisition system.
(3)The development of software systems design. By writing data collection and storage procedures and alarm display program, can achieve real-time monitoring of the performance of the shield machine slewing ring test systems.
Ultimately, we completed the design of the shield machine slewing ring test system to achieve the detection of the shield machine slewing ring operating state. However, this test system design there is further room for improvement, the software can also be more compact design and perfect.
Keywords: slewing; bearings; test system; condition monitoring; LabVIEW
目 录
摘要 I
ABSTRACT II
第一章 绪论 1
1.1课题意义 1
1.2盾构机的回转支承国内外研究现况 1
1.3 研究内容及技术路线 4
1.4 本章小结 4
第二章 设计方案论证 6
2.1 系统要求分析 6
2.2测试系统设计原理 6
2.2.1 传感器测试性能简析 7
2.2.2 被测量简析 7
2.2.3信号调理简析 8
2.2.4 CPU选择 8
2.2.5 总线方式 8
2.3采集方案的确定 9
2.4 软件平台的确定 10
2.4.1虚拟仪器介绍 10
2.4.2 LabVIEW概述 11
2.5本章小结 11
第三章 硬件设计 12
3.1传感器选型 12
3.1.1温度传感器的选型 12
3.1.2压力传感器的选型 12
3.1.3扭矩传感器的选型 13
3.1.4转速传感器的选型 13
3.1.5加速度传感器的选型 14
3.2数据采集设备选型 14
3.3 PC机选型 15
3.4 实验台结构简图 16
3.5传感器布置 16
3.6 数据采集接线图 17
3.7本章小结 18
第四章 软件设计 19
4.1 软件功能分析 19
4.2 软件界面设计 19
4.3 程序编制过程简介 22
4.3.1 建立VI程序 22
4.3.2 显示采集信号的波形 24
4.3.3 报警功能 30
4.4 软件使用说明 31
4.5 本章小结 36
结语 37
参考文献 38
致谢 39
第一章 绪论
1.1 课题意义
盾构掘进机是盾构法工作中的主要施工对象。盾构施工法是在地面以下挖隧洞的施工方式，它利用盾构掘进机在地面以下掘进工作，在防止开挖的地方崩塌和保持开挖面安稳的同时，使施工人员在机内安全地挖掘隧洞和衬砌作业。[1]回转支承是一种内圈或者外圈带有传动齿轮、可以通过小齿轮啮合传动扭矩的巨型滚动轴承，它的旋转座圈与机械的旋转部分相互连接起来，它的固定座圈与机器固定的地方相互连接，结构依靠大型滚动轴承来传达载荷，并且依靠轴承上面的齿圈来完成机械回旋那部分和相对固定那个部分的回转运动。[2]大直径盾构掘进机的驱动装置回转支承是盾构掘进机的关键部分之一, 既需要进行齿轮啮合传动, 又需要滚动轴承的承载要求, 并且在施工中的受力情况有些复杂, 要精确计算其寿命是比较困难的, 如今国内还没有拟定盾构机的回转支承明确的使用标准。如今, 差不多全部国内的盾构机的回转支承仍然需要依靠国外进口【3】。盾构主轴承是连接盾构机的刀盘系统和盾构机的动力系统的重要部分，它常常采用回转支承，它的寿命长短和可靠性能会直接影响盾构机的施工安全性能。盾构机回转支承的使用工况环境一般比较恶劣，所以它的使用寿命一般比较短，用于盾构机主轴承的三排滚柱式回转支承尺寸比较大，滚动体个数比较多，每列的滚动体个数一般在几十个到几百个不等，为了使这些大型机械设备可以稳定、可靠的工作，我们必须对它进行工作状态监测[4]。
1.2 盾构机的回转支承国内外研究现况
根据我查阅的文献，做出了下表1-1国内外研究情况。
表1-1国内外研究情况
时间 | 作者 | 发表刊物 | 研究内容 |
2002 | 候宁 | 建筑机械 | 影响回转支承承载能力的四个参数 |
2003 | 龚群协等 | 噪声与振动控制 | 大型回转支承振动诊断技术应用研究 |
2005 | 高立新等 | 北京工业大学学报 | 大型齿轮箱回转支承故障诊断 |
2006 | 王兴东等 | 轴承 | 回转支承运行状态的监测方法 |
2007 | 刘宏志 | 隧道建设 | BM及盾构机设备状态监测与故障诊断实用技术综述 |
2008 | 郜立焕等 | 流体机械 | 大型风机的状态检测及分析 |
2009 | 罗太景 | 煤矿机械 | 单排交叉滚柱式回转支承保养维护与故障诊断分析 |
2009 | 夏晓中 | 研究与设计 | 南京长江隧道泥水盾构机状态监测方案设计与实施 |
2009 | 张松杰 | 山西建筑 | 浅谈盾构的选型与关键参数的选择 |
2009 | Yang Huayong | tunneling machine Automation in Construction | Electro-hydraulic proportional control of thrust system for shield |
2010 | 陈闽杰等 | 润滑与密封 | 大型盾构机主轴承润滑故障诊断与对策 |
2010 | 陈佳璋 | 传动技术 | 大直径( 11 .58 m)盾构机刀盘驱动装置用回转支承国产化的探讨  |
2010 | 李秋秋等 | 机电工程技术 | 油液分析在大型盾构机状态监测中的应用 |
2010 | 朱飞等 | 轴承 | 基于LabVIEW的回转支承测控系统数据库的访问 |
2011 | 余海东等 | 中国机械工程 | 盾构机主轴回转支承轴承刚度及变形特性研究 |
2011 | 刘志军等 | 现代制造工程 | 回转支承的故障监测诊断技术研究 |
2012 | Haibo Xie | Tunnelling and Underground Space Technology | Automatic trajectory tracking control of shield tunneling machine under 以上是毕业论文大纲或资料介绍，该课题完整毕业论文、开题报告、任务书、程序设计、图纸设计等资料请添加微信获取，微信号：bysjorg。 相关图片展示：
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