江苏师范大学本科生毕业设计 旋挖钻机钻杆牙嵌啮合状态检测系统设计
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江 苏 师 范 大 学 本科生毕业论文（设计）
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江苏师范大学本科生毕业设计 旋挖钻机钻杆牙嵌啮合状态检测系统设计
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摘要
旋挖钻机目前被广泛的应用在建筑施工中，其主要的作用是进行成孔左右，施工效率较高。旋挖钻机一般适合在砂土、粉质土等土层中进行施工作业。基础施工中的基础加固以及灌注桩施工都广泛的采用此种机械。
目前，国外的旋挖钻机还是比国内的先进，效率比国内的高，同时旋挖转机的牙嵌啮合检测系统方面就存在很大的差别。对于这一问题，目前还没有很好的方案来对此作出解决。所以对其检测系统进行设计具有很重要的意义，对我国旋挖钻机的发展也有着积极意义。 本设计用振动测量以及噪声测量来进行机器的状态的检测。文中主要是分析旋挖钻机钻杆在工作状态下，通过传感器测量振动和噪声信号，利用PLC控制来实现旋挖钻机钻杆牙嵌啮合状态的检测。
本文的主要研究成果如下：
1. 系统整体方案设计，确定一种能够满足课题要求的设计方案。
2. 测量元件进行选择，选择测量质量好，价格便宜、能够实用的测量元件。
3. 控制系统进行设计，采用PLC控制，用传感器接受信号输入，控制系统的运行状况。
关键词：旋挖钻机 钻杆 传感器 PLC 检测
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江苏师范大学本科生毕业设计 旋挖钻机钻杆牙嵌啮合状态检测系统设计
Abastract
Rotating drill is a kind of suitable for building foundation engineering into a hole of construction machinery. Mainly suitable for sandy soil and cohesive soil, powder soil, soil layer construction, such as in piles, continuous wall, and so on the many kinds of foundation of foundation reinforcement is widely used in construction.
Internal and overseas of the rotating drill there is still a big gap between the rotating drill, including domestic rotating drill rod tooth meshing state detection system and abroad there is a gap of the problem. For this problem, there is no good solution to solve. So design a rotating drill pipe embedded teeth meshing state detection system has great practical significance.
Decided to adopt the design of vibration and noise measurement for rotating drill pipe embedded teeth meshing state detection. In this paper, we mainly analyze rotating drill pipe under the working condition, through the sensor measurement of vibration and noise signal, using PLC control to realize the rotating drill pipe embedded teeth meshing state detection. In this paper, the main research results are as follows:
1. The overall system design, to determine a kind of design scheme can meet the requirements of the subject.
2. The measuring element selection, select the measure of good quality and cheap, practical measuring element.
3. The control system design, PLC control, with sensors to accept input signal, the operation condition of the control system.
keywords: Rotating drill Drill pipe The sensor PLC Detection
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江苏师范大学本科生毕业设计 旋挖钻机钻杆牙嵌啮合状态检测系统设计
目录
第一章 前言 5
1.1课题背景 5 1.1.1旋挖钻机简介 5 1.2国内外现状 5 1.2.1国内概况 5 1.2.2主要差距 5 1.3本文的研究思路和研究内容 6 1.3.1研究思路 6 1.3.2研究内容 6 1.4本章小结 6 第二章 整体方案设计研究 7
2.1方案的提出 7 2.2方案的内容 7 2.3本章小结 7 第三章 测量系统设计 8
3.1测试技术状况 8 3.1.1测试与测量系统 8 3.1.2测试技术的发展概况 9 3.2测量理论和方法 9 3.2.1振动噪声测量理论和方法 9 3.2.2传感器的选择 12 3.3振动噪声测量系统设计 13 3.3.1振动传感器的选型 13 3.3.2IEPE压电式加速度计 14 3.3.3声级计的选型 16 3.4测点的选择及测试结果误差分析3.4.1测点的选择 18 3.4.2测试结果误差分析 18 3.5本章小结 19 第四章 控制系统设计 20
4.1控制系统的类型的选择 20 4.1.1控制系统的要求 20 4.1.2控制系统的类型及选择 20 4.1.3PLC的选择 20 4.2控制系统方案设计 21 4.2.1显示器 21 4.2.2控制流程图 22 4.3编程系统设计 22 4.3.1系统梯形图 22 4.3.2梯形图对应的语句表 24 4.4本章小结 25
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18 江苏师范大学本科生毕业设计 旋挖钻机钻杆牙嵌啮合状态检测系统设计
结论 26 致谢 27 参考文献 28
第一章 前言
1.1课题背景
1.1.1旋挖钻机简介
1） 旋挖钻机其主要是依靠钻杆的带动来进行切割土，转斗的动力支持来自钻杆，其切土工作完成以后就进行孔外卸土的工作，以此来进行循环工作。 2）旋挖钻机的工作原理
回转斗、短螺旋钻头是旋挖钻机的重要组成部分，其配合其他装置进行干湿土的钻进。在工作的过程中，旋挖依次进行取土，以形成钻孔的工作。旋挖钻机一般配置的有套管、钻具以及附属装置、驱动装置等。
图1-1为旋挖钻机机械结构图，旋挖钻机主要由地盘以及工作装置组成，其工作装置又包含：动力头、变幅机构、主卷扬等组成。在机器进行工作的过程中，可以通过调节桅杆来促使钻头能够垂直的进行钻进，以保证施工的顺利进行。提供扭矩的主要装置是动力头，扭矩的提供能够保证切削土工作的顺利进行。在削土的同时为了保证旋挖钻机的不断掘进需要有向下的压力供应，压力主要由加压油缸来提供。钻头内充满渣土之后，主卷扬会将钻头提起然后倒出杂土并进行下次旋钻工作，以促进工作的持续进行。 1.2国内外现状 1.2.1国内概况
目前旋挖钻机正进入我国的房建市场，但是还是主要是进口产品，我国产品的种类数量还相对匮乏，在我国建筑市场不断发展壮大的过程中，我国对旋挖钻机的需求 越来越大，旋挖钻机的市场巨大。进口旋挖钻机具有较多优点，但是其价格较高，首次投入较多，同时维修保养比国内设备的价格高，所以目前二手旋挖钻机市场较好。旋挖钻机是机电一体化设备，其技术含量较高。目前我国有企业单位进行了旋挖钻机的开发研究工作，但是一直没有形成成熟的性能优良的产品。 1.2.2主要差距
(1)国外旋挖钻机具有较多的优点，其钻杆状态以及动力头的啮合都较好，在实际应用的过程中，这些功能上的优势能够保证施工的质量，同时能够提升施工效率。但是旋
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