沥青混凝土路面铣削转子动力学研究
发布时间：2021-01-26 04:18
铣削转子是沥青混凝土路面冷铣刨机核心部件,目前国内主要依据经验和类比进行铣削转子结构设计、铣削作业参数选取及铣削功率配置,铣削转子作业性能、功率利用率、铣削转子及部件寿命亟待提高。为此开展沥青混凝土路面铣削转子动力学研究,采用理论模型和室内足尺试验相结合的方法,深入研究单把刀具铣削转子与沥青混凝土路面相互作用的力学规律和铣削能耗规律,并实现单刀和旋转多刀铣削阻力计算、铣削能耗预测,为铣削转子设计、铣削参数选取、铣刨机功率控制等提供理论基础。主要研究内容如下;依据沥青混凝土铣削受力模式及平移切削阻力特性,以剪切破坏建立了包含沥青混凝土材料特性参数、铣削作业参数、铣削转子及铣削刀具结构参数的铣削刀具三维空间铣削阻力计算模型;将任一时刻同时参与铣削的各刀具铣削阻力的向量叠加作为旋转多刀铣削阻力,得到了旋转多刀铣削阻力和铣削功率的理论计算方法。为验证理论模型并进行铣削刀具与沥青混凝土相互作用动力学研究,研制了沥青混凝土路面铣削转子动力学试验台。并设计了沥青路面冷铣刨机用角度调节式刀库组件及单刀铣削切向力、径向力和侧向力三分力传感器。以单刀铣削阻力、铣削转子转速、转角、驱动扭矩、铣削作业速度、铣...
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 沥青混凝土路面铣刨机铣削转子
1.2.2 沥青混凝土铣削理论研究现状
1.2.3 典型岩土切削力学模型及切削试验台
1.3 研究内容
1.4 研究方法
第二章 沥青混凝土路面铣削转子动力学模型
2.1 铣削转子运动学分析
2.1.1 铣削刀具刀尖点运动轨迹
2.1.2 铣削进距与铣削不平度
2.1.3 单把刀具铣削厚度
2.1.4 单把刀具铣削横截面和纵断面
2.2 沥青混凝土铣削破坏过程
2.3 单把刀具铣削动力学模型
2.3.1 铣削过程中单把刀具任一时刻受力分析
2.3.2 铣削刀具单位宽度铣削力学模型
2.3.3 单把刀具三维空间铣削力学模型
2.4 旋转多刀铣削动力学模型
2.4.1 铣削刀具的铣削模式
2.4.2 旋转多刀铣削力学模型
2.5 本章小结
第三章 沥青混凝土路面铣削转子动力学试验台
3.1 沥青混凝土路面铣削转子动力学试验台结构方案
3.1.1 沥青混凝土路面铣削转子动力学试验台基本要求
3.1.2 现有沥青路面摊铺试验台基本概况
3.1.3 单刀铣削试验台方案
3.2 沥青混凝土路面铣削转子动力学试验台结构
3.3 单刀铣削试验数据采集系统
3.3.1 单刀铣削试验数据采集系统组成
3.3.2 单刀铣削三向力传感器设计
3.3.3 单刀铣削三向力传感器标定
3.3.4 单刀铣削三向力数据无线采集
3.3.5 铣削作业速度的标定
3.4 沥青混凝土路面板制作与强度试验
3.5 本章小结
第四章 沥青混凝土单刀铣削试验分析
4.1 沥青混凝土单刀铣削试验方案
4.1.1 试验目的
4.1.2 试验设备和仪器
4.1.3 试验内容与步骤
4.2 单刀铣削过程分析
4.2.1 单把刀具铣削阻力时间历程
4.2.2 单把刀具铣削转子驱动系统特性
4.3 铣削参数对单刀铣削阻力的影响规律
4.3.1 铣削线速度对单刀铣削切向力的影响规律
4.3.2 铣削进距和铣削深度对单刀铣削切向力的影响规律
4.3.3 铣削模式对单刀铣削切向力的影响规律
4.3.4 不同强度沥青混凝土单刀铣削阻力对比
4.3.5 不同安装角铣削转子单刀铣削阻力对比
4.3.6 单刀铣削切向力和径向力的关系
4.4 铣削转子铣削阻力的理论计算
4.4.1 单刀铣削阻力的计算分析
4.4.2 单刀铣削阻力的变化规律
4.4.3 旋转多刀铣削阻力和铣削功率的理论计算
4.5 本章小结
第五章 沥青混凝土单刀铣削能耗分析
5.1 单刀铣削能耗参数
5.2 单刀铣削能耗参数分析
5.2.1 铣削线速度对单刀能耗参数的影响规律
5.2.2 铣削进距对单刀铣削能耗参数的影响规律
5.2.3 铣削深度对单刀铣削能耗参数的影响规律
5.2.4 铣削转子半径对单刀铣削能耗参数的影响规律
5.2.5 不同铣削模式铣削能耗参数试验分析
5.2.6 单刀铣削能耗规律分析
5.3 旋转多刀铣削功率控制方案的探讨
5.4 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]镐型截齿截槽非对称的峰值截割力计算[J]. 王立平,蒋斌松,张强. 煤炭学报. 2016(11)
[2]不同截割状态下镐型截齿侧向力的实验与理论模型[J]. 刘春生,李德根. 煤炭学报. 2016(09)
[3]基于Evans截割模型的镐型截齿峰值截割力的计算[J]. 王立平,蒋斌松,张翼,张强. 煤炭学报. 2016(09)
[4]聚酯纤维对透水沥青混凝土冲击压缩性能的影响[J]. 吴金荣,马芹永. 爆炸与冲击. 2016(02)
[5]前驱轮式沥青路面冷铣刨机牵引性能试验[J]. 汪学斌,胡永彪,赵飞. 江苏大学学报(自然科学版). 2016(02)
[6]镐型截齿截割阻力谱的分形特征与比能耗模型[J]. 刘春生,王庆华,李德根. 煤炭学报. 2015(11)
[7]冲击荷载对透水沥青混凝土劈裂强度的影响[J]. 吴金荣,马芹永. 应用力学学报. 2015(05)
[8]截齿破碎煤岩侧向载荷分布特性研究[J]. 刘春生,任春平,王庆华. 煤矿机电. 2014(05)
[9]沥青与石料之间粘结强度的试验研究[J]. 张祥,徐鸣遥,王珏,李晓林,郑广宇,张立群. 中外公路. 2013(06)
[10]内摩擦角对细集料特性的影响研究[J]. 杜艳廷,董进秋,刘淑艳,周卫峰. 公路. 2013(05)
博士论文
[1]滚筒采煤机开采含煤岩界面煤层截割特性研究[D]. 罗晨旭.中国矿业大学 2015
[2]采煤机滚筒截割性能及截割系统动力学研究[D]. 刘送永.中国矿业大学 2009
[3]冷铣刨机功率自适应控制系统研究[D]. 马鹏宇.长安大学 2008
[4]动静载荷耦合作用下岩石破碎理论及试验研究[D]. 赵伏军.中南大学 2004
硕士论文
[1]基于离散元法的路面铣刨机铣刨装置仿真研究[D]. 李永朋.吉林大学 2015
[2]沥青与集料界面粘附性研究[D]. 张越.长安大学 2014
[3]路面铣刨机铣刨系统分析与优化设计[D]. 吕聪正.长安大学 2014
[4]铣刨机铣削过程动力学仿真及实验研究[D]. 王震.湘潭大学 2013
[5]镐型截齿截割煤岩力学特性的数值模拟[D]. 宋杨.黑龙江科技大学 2013
[6]路面铣刨机铣刨系统的设计分析[D]. 薛芸.长安大学 2013
[7]岩石疏浚用刀齿的切削机理研究[D]. 欧阳义平.上海交通大学 2013
[8]路面铣刨机刀具的力学分析和优化设计[D]. 戴玲.中南林业科技大学 2012
[9]采煤机螺旋滚筒煤岩石截割的数值模拟技术研究[D]. 董瑞春.辽宁工程技术大学 2012
[10]沥青路面铣刨机行走系统研究[D]. 胡燕磊.长安大学 2011
本文编号：3000459
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 沥青混凝土路面铣刨机铣削转子
1.2.2 沥青混凝土铣削理论研究现状
1.2.3 典型岩土切削力学模型及切削试验台
1.3 研究内容
1.4 研究方法
第二章 沥青混凝土路面铣削转子动力学模型
2.1 铣削转子运动学分析
2.1.1 铣削刀具刀尖点运动轨迹
2.1.2 铣削进距与铣削不平度
2.1.3 单把刀具铣削厚度
2.1.4 单把刀具铣削横截面和纵断面
2.2 沥青混凝土铣削破坏过程
2.3 单把刀具铣削动力学模型
2.3.1 铣削过程中单把刀具任一时刻受力分析
2.3.2 铣削刀具单位宽度铣削力学模型
2.3.3 单把刀具三维空间铣削力学模型
2.4 旋转多刀铣削动力学模型
2.4.1 铣削刀具的铣削模式
2.4.2 旋转多刀铣削力学模型
2.5 本章小结
第三章 沥青混凝土路面铣削转子动力学试验台
3.1 沥青混凝土路面铣削转子动力学试验台结构方案
3.1.1 沥青混凝土路面铣削转子动力学试验台基本要求
3.1.2 现有沥青路面摊铺试验台基本概况
3.1.3 单刀铣削试验台方案
3.2 沥青混凝土路面铣削转子动力学试验台结构
3.3 单刀铣削试验数据采集系统
3.3.1 单刀铣削试验数据采集系统组成
3.3.2 单刀铣削三向力传感器设计
3.3.3 单刀铣削三向力传感器标定
3.3.4 单刀铣削三向力数据无线采集
3.3.5 铣削作业速度的标定
3.4 沥青混凝土路面板制作与强度试验
3.5 本章小结
第四章 沥青混凝土单刀铣削试验分析
4.1 沥青混凝土单刀铣削试验方案
4.1.1 试验目的
4.1.2 试验设备和仪器
4.1.3 试验内容与步骤
4.2 单刀铣削过程分析
4.2.1 单把刀具铣削阻力时间历程
4.2.2 单把刀具铣削转子驱动系统特性
4.3 铣削参数对单刀铣削阻力的影响规律
4.3.1 铣削线速度对单刀铣削切向力的影响规律
4.3.2 铣削进距和铣削深度对单刀铣削切向力的影响规律
4.3.3 铣削模式对单刀铣削切向力的影响规律
4.3.4 不同强度沥青混凝土单刀铣削阻力对比
4.3.5 不同安装角铣削转子单刀铣削阻力对比
4.3.6 单刀铣削切向力和径向力的关系
4.4 铣削转子铣削阻力的理论计算
4.4.1 单刀铣削阻力的计算分析
4.4.2 单刀铣削阻力的变化规律
4.4.3 旋转多刀铣削阻力和铣削功率的理论计算
4.5 本章小结
第五章 沥青混凝土单刀铣削能耗分析
5.1 单刀铣削能耗参数
5.2 单刀铣削能耗参数分析
5.2.1 铣削线速度对单刀能耗参数的影响规律
5.2.2 铣削进距对单刀铣削能耗参数的影响规律
5.2.3 铣削深度对单刀铣削能耗参数的影响规律
5.2.4 铣削转子半径对单刀铣削能耗参数的影响规律
5.2.5 不同铣削模式铣削能耗参数试验分析
5.2.6 单刀铣削能耗规律分析
5.3 旋转多刀铣削功率控制方案的探讨
5.4 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]镐型截齿截槽非对称的峰值截割力计算[J]. 王立平,蒋斌松,张强. 煤炭学报. 2016(11)
[2]不同截割状态下镐型截齿侧向力的实验与理论模型[J]. 刘春生,李德根. 煤炭学报. 2016(09)
[3]基于Evans截割模型的镐型截齿峰值截割力的计算[J]. 王立平,蒋斌松,张翼,张强. 煤炭学报. 2016(09)
[4]聚酯纤维对透水沥青混凝土冲击压缩性能的影响[J]. 吴金荣,马芹永. 爆炸与冲击. 2016(02)
[5]前驱轮式沥青路面冷铣刨机牵引性能试验[J]. 汪学斌,胡永彪,赵飞. 江苏大学学报(自然科学版). 2016(02)
[6]镐型截齿截割阻力谱的分形特征与比能耗模型[J]. 刘春生,王庆华,李德根. 煤炭学报. 2015(11)
[7]冲击荷载对透水沥青混凝土劈裂强度的影响[J]. 吴金荣,马芹永. 应用力学学报. 2015(05)
[8]截齿破碎煤岩侧向载荷分布特性研究[J]. 刘春生,任春平,王庆华. 煤矿机电. 2014(05)
[9]沥青与石料之间粘结强度的试验研究[J]. 张祥,徐鸣遥,王珏,李晓林,郑广宇,张立群. 中外公路. 2013(06)
[10]内摩擦角对细集料特性的影响研究[J]. 杜艳廷,董进秋,刘淑艳,周卫峰. 公路. 2013(05)
博士论文
[1]滚筒采煤机开采含煤岩界面煤层截割特性研究[D]. 罗晨旭.中国矿业大学 2015
[2]采煤机滚筒截割性能及截割系统动力学研究[D]. 刘送永.中国矿业大学 2009
[3]冷铣刨机功率自适应控制系统研究[D]. 马鹏宇.长安大学 2008
[4]动静载荷耦合作用下岩石破碎理论及试验研究[D]. 赵伏军.中南大学 2004
硕士论文
[1]基于离散元法的路面铣刨机铣刨装置仿真研究[D]. 李永朋.吉林大学 2015
[2]沥青与集料界面粘附性研究[D]. 张越.长安大学 2014
[3]路面铣刨机铣刨系统分析与优化设计[D]. 吕聪正.长安大学 2014
[4]铣刨机铣削过程动力学仿真及实验研究[D]. 王震.湘潭大学 2013
[5]镐型截齿截割煤岩力学特性的数值模拟[D]. 宋杨.黑龙江科技大学 2013
[6]路面铣刨机铣刨系统的设计分析[D]. 薛芸.长安大学 2013
[7]岩石疏浚用刀齿的切削机理研究[D]. 欧阳义平.上海交通大学 2013
[8]路面铣刨机刀具的力学分析和优化设计[D]. 戴玲.中南林业科技大学 2012
[9]采煤机螺旋滚筒煤岩石截割的数值模拟技术研究[D]. 董瑞春.辽宁工程技术大学 2012
[10]沥青路面铣刨机行走系统研究[D]. 胡燕磊.长安大学 2011
本文编号：3000459
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