气动冲击电锤的性能仿真和控制

发布时间：2020-05-16 18:26

【摘要】：气动冲击电锤是目前使用较广泛的一种电动工具,属于机械冲击范畴。国内企业对电锤的研发主要通过引进和仿效国外技术,或者仅仅依靠经验,导致产品质量低、研发周期长、成本高。本课题以企业一款电锤产品为研究对象,系统地对其进行了性能仿真分析、优化设计,并应用了 PID控制系统,这对电锤的研发具有一定的理论和实际指导意义。本文共分为六章:第一章对电锤产品、电锤气压传动和冲击凿岩三个方面展开了国内外现状研究。归纳总结并借鉴前人研究成果基础上,提出了具有可行性和创新性的研究方案,从而确定论文的研究内容。第二章系统全面地建立了电锤驱动、传动、气动冲击和凿岩部分的数学模型。模型包括曲柄连杆运动、撞锤运动、空气块运动、O形圈摩擦和泄漏、钻头与工作介质相互作用,为后续电锤的计算机数值模拟仿真提供了理论基础。第三章建立了电锤气动冲击系统的仿真模型。运用仿真对电锤性能进行了分析,重点研究分析系统内各个状态参量在稳定运行状态下的变化规律和各个结构参数对电锤输出性能的影响特性,验证了仿真模型的有效性和准确性,最终实现结构参数的优化设计。第四章建立了电锤冲击凿岩系统的有限元模型。通过有限元分析,研究分析冲击凿岩过程中的混凝土破坏变形、系统动态响应等基本动态特性。并模拟了若干组不同结构参数下的电锤冲击凿岩过程,并与试验结果进行了对比分析,证明了模型的有效性和合理性。第五章通过拉丁方试验验证了气室空气块气压设计为被控量的合理性和有效性,分别从软、硬件两个方面设计并实现了将PID控制应用于电锤中。硬件方面重点对原先活塞结构进行了改进,设计了气压传感器安装结构。第六章对本文作了工作总结和研究展望。
【图文】：

零件图,电锤,实物,气动冲击

浙江大学硕士学位论文逦气动冲击电锤建模逡逑２气动冲击电锤建模逡逑２．１气动冲击系统工作原理逡逑图２．１和图２．２所示分别为电锤的物理图和气动冲击系统的零件图。电锤的逡逑冲击系统由驱动部分、传动部分、气动冲击部分和冲击凿岩部分组成，如图２．３逡逑所示为其内部结构示意筒图。电锤由电机驱动，传动部分由齿轮、偏心轴、连杆逡逑和活塞组成，偏心轴和连杆构成了对心曲柄连杆机构，冲击凿岩部分由撞锤、副逡逑锤、钻头和工作介质组成。在冲击过程中，撞锤和活塞之间会形成可变容积气腔，逡逑这部分气体称为空气块。撞锤和活塞都带有０形圈，可以避免在往复过程中由逡逑于气体泄漏造成的作业失常。副锤左侧由挡肩轴向定位，另一侧由垫片和缓冲圈逡逑轴向定位，可以保证冲击正常进行。逡逑

零件图,电锤,物理图,零件图

２气动冲击电锤建模逡逑２．１气动冲击系统工作原理逡逑图２．１和图２．２所示分别为电锤的物理图和气动冲击系统的零件图。电锤的逡逑冲击系统由驱动部分、传动部分、气动冲击部分和冲击凿岩部分组成，如图２．３逡逑所示为其内部结构示意筒图。电锤由电机驱动，，传动部分由齿轮、偏心轴、连杆逡逑和活塞组成，偏心轴和连杆构成了对心曲柄连杆机构，冲击凿岩部分由撞锤、副逡逑锤、钻头和工作介质组成。在冲击过程中，撞锤和活塞之间会形成可变容积气腔，逡逑这部分气体称为空气块。撞锤和活塞都带有０形圈，可以避免在往复过程中由逡逑于气体泄漏造成的作业失常。副锤左侧由挡肩轴向定位，另一侧由垫片和缓冲圈逡逑轴向定位，可以保证冲击正常进行。逡逑＿逡逑图２．１电缍实物图逡逑＿１邋搶邋Ｖ邋Ｊ邋匕－土：：」
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS914.53

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