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时变负载下旋挖钻机行走系统抗干扰控制研究 被引量：1
1
作者 贾存德 赵喆伟 +3 位作者 孔祥东 张珍年 许宏宇 艾超 《机械工程学报》 北大核心 2025年第8期413-422,共10页
针对旋挖钻机在非平整路面行驶阶段,左右履带负载时变引起的行驶稳定性与倾覆风险问题,提出一种基于负载扰动观测和线性二次型最优(Linerar quadratic regulator,LQR)的抗干扰复合控制策略。以某型旋挖钻机行走系统为研究对象,分析坑洼... 针对旋挖钻机在非平整路面行驶阶段,左右履带负载时变引起的行驶稳定性与倾覆风险问题,提出一种基于负载扰动观测和线性二次型最优(Linerar quadratic regulator,LQR)的抗干扰复合控制策略。以某型旋挖钻机行走系统为研究对象,分析坑洼路况下行走马达的负载变化情况。建立液压系统数学模型,通过负载扰动观测器在线估计负载力矩,并设计基于LQR的行走加速度控制器,将负载估计量与系统状态变量前馈到系统输入,形成对阀芯位移进行前馈补偿的旋挖钻机行走系统抗干扰复合控制策略。仿真与试验结果表明,所设计的控制器能有效抑制负载扰动对行驶稳定性的影响,在相同路况下,与原主机相比,采用抗干扰控制后的主机速度波动峰值降低了84.7%,加速度波动峰值降低了81.3%,桅杆最大晃动量降低了52.5%。 展开更多
关键词 行走液压系统 稳定性 负载扰动观测器 抗干扰复合控制
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高频时变负载下大规模离散系统的双层滑模控制研究
2
作者 贾存德 孔祥东 +5 位作者 李韶光 李俊飞 张钧勇 冯俊学 艾超 姜文光 《中国机械工程》 北大核心 2025年第5期911-922,共12页
针对负载高频突变下旋挖钻机钻进过程中大规模离散高阶系统控制的鲁棒性不足,采用分布控制思想提出了一种双层滑模耦合控制(DLSMC)策略。对于加压力的控制,与传统PID、自适应控制相比,所提滑模控制方案响应速度更快,误差更小。在整机试... 针对负载高频突变下旋挖钻机钻进过程中大规模离散高阶系统控制的鲁棒性不足,采用分布控制思想提出了一种双层滑模耦合控制(DLSMC)策略。对于加压力的控制,与传统PID、自适应控制相比,所提滑模控制方案响应速度更快,误差更小。在整机试验中选取地质条件类似的相邻两桩孔,对比研究主机在有无控制器时的钻进情况,结果表明,无控制器介入的主机在钻进期间出现约15次动力头转速降为0的情况,扭矩出现10次幅度约为100 kN·m的波动,出现3次卡钻现象,而有控制器介入的主机动力头转速、扭矩相对平稳,无卡钻现象出现,验证了防卡钻控制策略的有效性,为整机智能化奠定了基础。 展开更多
关键词 旋挖钻机 钻进稳定控制 自适应滑模 输入输出反馈线性化
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基于PLC的CGJ系列搓管机电控系统研发与应用
3
作者 刘晓林 高洁云 +4 位作者 杜一锦 王飞虎 申茂 宋志彬 姜宇昊 《钻探工程》 2025年第4期96-102,共7页
CGJ系列搓管机是用于城市建设领域的系列化大口径套管驱动岩土钻掘设备,作为机电液一体化设备,其采用了基于PLC的电控系统。本文主要介绍基于PLC的电控系统的研发和应用情况,首先对电控系统进行功能需求分析,在此基础上进行电控系统硬... CGJ系列搓管机是用于城市建设领域的系列化大口径套管驱动岩土钻掘设备,作为机电液一体化设备,其采用了基于PLC的电控系统。本文主要介绍基于PLC的电控系统的研发和应用情况,首先对电控系统进行功能需求分析,在此基础上进行电控系统硬件设计和程序设计,以专用PLC作为主控元件,文本显示器作为人机交互设备,线控操作盒作为系统输入,集成市场成熟的无线遥控技术和模拟量/CAN模块,实现了具有人机交互功能的,集无线遥控、远程线控和应急手动多种操作模式于一体的电控系统。对搓管机及同类设备的电控系统研发设计具有一定参考价值。 展开更多
关键词 PLC 搓管机 电控系统 CAN 文本显示器
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液压桩锤推力轴承的疲劳寿命分析计算
4
作者 吴明哲 郭文军 崔建伟 《船舶工程》 北大核心 2025年第S1期433-436,492,共5页
[目的]针对某引进液压桩锤中的重要承力构件——推力轴承的疲劳寿命预测问题,[方法]利用经验数据,采用Basquin公式推导出材料的S-N曲线,用试验数据核验推导曲线的安全裕度。通过实际记录的桩锤能量谱计算出打击载荷谱,采用有限元法计算... [目的]针对某引进液压桩锤中的重要承力构件——推力轴承的疲劳寿命预测问题,[方法]利用经验数据,采用Basquin公式推导出材料的S-N曲线,用试验数据核验推导曲线的安全裕度。通过实际记录的桩锤能量谱计算出打击载荷谱,采用有限元法计算出推力轴承的等效应力。利用推导曲线和基于应力的疲劳寿命的线性累计损伤准则,分析计算了推力轴承的预测疲劳寿命。[结果]将预测结果与该类打桩锤的推力轴承在工程实际中的数起断裂事故比对,发现计算结果定性准确,数据偏向于安全保守,从而证明了这种预测计算结果的有效性。[结论]研究成果可为类似的工程应用提供了一种有益的解决思路。 展开更多
关键词 液压桩锤 推力轴承 疲劳寿命 S-N曲线 Basquin公式 线性累计损伤理论
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旋挖钻机截齿布置形式的截割性能研究
5
作者 何涛 裴超 +2 位作者 邝贤鹏 薛有为 谢元 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第3期394-399,共6页
截齿作为旋挖钻机的破岩刀具,为了提升其截割性能,需对截齿布置形式进行性能分析与结构参数优化。基于离散元法和响应面试验设计原理研究岩石单轴压缩强度与其材料的本构模型参数关系,确定4种典型岩层的离散元参数标定结果。基于截齿截... 截齿作为旋挖钻机的破岩刀具,为了提升其截割性能,需对截齿布置形式进行性能分析与结构参数优化。基于离散元法和响应面试验设计原理研究岩石单轴压缩强度与其材料的本构模型参数关系,确定4种典型岩层的离散元参数标定结果。基于截齿截割性能的多目标评价模型探究2种截齿布置形式与岩石强度的匹配关系,揭示截齿的截割性能,并对截齿布置形式的倾角、偏斜角和齿间距3个关键结构参数进行优化。研究结果表明:软岩地层中径向布置截齿的截割性能较好,硬岩地层中周向布置截齿形式的截割性能较好;径向截齿布置形式截齿倾角取45°,齿间距取56mm时截割性能最好,周向截齿布置形式的截齿倾角取30°,截齿偏斜角取18°时截割性能最好。本研究可为不同岩层下旋挖钻机截齿布置形式的设计提供参考。 展开更多
关键词 截齿 离散元 截割性能 结构优化
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数字化微扰动搅拌桩在敏感环境深基坑中的应用研究
6
作者 杜策 李青 张振 《工程勘察》 2025年第4期30-35,共6页
基于常规水泥土搅拌桩施工扰动大、数字化程度低等问题,本文介绍了数字化微扰动搅拌桩(DMP工法)装备和工艺的技术创新。并通过深厚粉土中的现场成桩试验检验了施工影响以及成桩质量,主要结论如下:通过采用上下转换喷浆、多层可变角度叶... 基于常规水泥土搅拌桩施工扰动大、数字化程度低等问题,本文介绍了数字化微扰动搅拌桩(DMP工法)装备和工艺的技术创新。并通过深厚粉土中的现场成桩试验检验了施工影响以及成桩质量,主要结论如下:通过采用上下转换喷浆、多层可变角度叶片以及搅拌次数的数字化控制,显著提升了DMP工法搅拌桩成桩的均匀性,15%的水泥掺量桩体强度可以达到0.8MPa,并且取芯检测显示芯样完整度高、均匀连续、胶结度好;数字化控制系统通过调整施工中的地内压力,降低了对周边地层的扰动,实测距离桩中心2 m处最大水平位移为3.89 mm。 展开更多
关键词 微扰动 DMP工法 数字化施工控制 地内压力 上下转换喷浆
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一种笼式搅拌钻机的研制及施工关键技术 被引量：1
7
作者 盛晓幸 《山西建筑》 2025年第6期78-81,共4页
文章介绍了一种笼式搅拌钻机的构成及研制。论述了笼式搅拌桩的施工工艺。笼式搅拌钻机由单轴动力头、笼式钻具和自动化控制系统构成,尤其是笼式钻具的结构设计,通过外框和内轴上的叶片相互切割、搅拌,克服了传统单轴搅拌钻机易抱钻、... 文章介绍了一种笼式搅拌钻机的构成及研制。论述了笼式搅拌桩的施工工艺。笼式搅拌钻机由单轴动力头、笼式钻具和自动化控制系统构成,尤其是笼式钻具的结构设计,通过外框和内轴上的叶片相互切割、搅拌,克服了传统单轴搅拌钻机易抱钻、无法切割破碎土体等问题。自动化控制系统则通过变频器、传感器、可编程控制器等硬件,实现了对动力头、泥浆泵等设备的精确控制。采用“一喷一搅”施工工艺,边提升,边搅拌成桩,通过提高转速和增加叶片数来提升BRN,确保成桩质量。试验证明,笼式搅拌钻机在相同条件下,搅拌均匀性更好,芯样无侧限抗压强度更高。 展开更多
关键词 笼式搅拌钻机 笼式钻具 自动化控制系统 搅拌均匀性 取芯
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模板台车混凝土浇筑填充性能数值模拟研究 被引量：1
8
作者 刘颂 王斌 +1 位作者 黄永亮 汲晓锋 《建筑机械化》 2025年第3期113-118,共6页
针对地铁车站使用模板台车进行二次衬砌施工时某些区段混凝土浇筑填充不均导致成形效果不好的问题,运用CFD方法研究现浇混凝土在模板台车与既有隧道壁间的扩散填充行为,将现浇混凝土视为不可压缩的非牛顿流体,采用VOF技术追踪混凝土在... 针对地铁车站使用模板台车进行二次衬砌施工时某些区段混凝土浇筑填充不均导致成形效果不好的问题,运用CFD方法研究现浇混凝土在模板台车与既有隧道壁间的扩散填充行为,将现浇混凝土视为不可压缩的非牛顿流体,采用VOF技术追踪混凝土在空气中的流动行为,以不同高度水平线上混凝土相的体积分数分布的波动程度为评价指标研究了混凝土黏度、进浆口布置数量、布置角度对填充性能的影响,提出合理建议,为类似工程提供参考。 展开更多
关键词 模板台车 浇筑性能 流场模拟 填充性能
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光伏支架打桩机螺旋钻头多目标优化结构设计
9
作者 贤阳 王全景 +2 位作者 张立磊 刘志东 任峰 《中国新技术新产品》 2025年第20期50-52,共3页
在太阳能光伏支架打桩机工作的过程中,钻头的结构直接影响桩基的质量和施工效率。本文基于多目标优化方法,设计了一种太阳能光伏支架打桩机螺旋钻头新型结构。通过建立钻头运动模型并定义截齿空间位置,构建了包括目标函数和多重约束的... 在太阳能光伏支架打桩机工作的过程中,钻头的结构直接影响桩基的质量和施工效率。本文基于多目标优化方法,设计了一种太阳能光伏支架打桩机螺旋钻头新型结构。通过建立钻头运动模型并定义截齿空间位置,构建了包括目标函数和多重约束的优化模型。经MATLAB求解,获得8组截齿最优布局参数。优化结构采用“前导破岩+侧向修整”复合布局及缓冲式齿座,有效降低了硬质岩层中的冲击载荷和能量损耗,延长了钻头使用寿命。 展开更多
关键词 多目标优化 太阳能光伏支架打桩机 螺旋钻头 结构设计
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预应力钢筒混凝土管(PCCP)耐久性影响因素分析 被引量：2
10
作者 宋长松 杨仕奇 +1 位作者 许东波 李渊 《中国市政工程》 2025年第1期113-118,150,共7页
预应力钢筒混凝土管(PCCP)是一种复合型管材,由砂浆保护层、预应力钢丝、防渗钢筒和管芯混凝土组成,广泛应用在引水调水和供水工程。因此,对PCCP的耐久性影响因素进行总结分析具有重要意义。文章通过对大量相关文献的收集与总结归纳,总... 预应力钢筒混凝土管(PCCP)是一种复合型管材,由砂浆保护层、预应力钢丝、防渗钢筒和管芯混凝土组成,广泛应用在引水调水和供水工程。因此,对PCCP的耐久性影响因素进行总结分析具有重要意义。文章通过对大量相关文献的收集与总结归纳,总结了影响PCCP耐久性的4个主要因素及其机理,分别是化学侵蚀、制造缺陷、安装不当和运行状况不佳,其中化学侵蚀是影响PCCP耐久性的最主要因素。根据4个主要的影响因素,提出了提高PCCP耐久性的建议与展望,选择更合适的外加剂加入到混凝土中,阻挡或延缓酸性物质渗入的时间,研究寻找优化预应力钢丝结构的方法,使得其抗腐蚀和抗氢脆化的能力得到提高。同时,根据管道运行环境,对管道内外喷涂的表面涂层成分进行改进,从而提高耐久性。通过对影响PCCP耐久性因素的深入研究,能够为PCCP耐久性的研究提供理论基础和改进方向,具有现实意义。 展开更多
关键词 预应力钢筒混凝土管 化学侵蚀 制造缺陷 安装不当 运行状况不佳 预应力钢丝
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浅议旋挖钻机的选型及应用
11
作者 杨长虹 李俊勇 秦小锋 《建筑机械》 2025年第6期96-99,共4页
文章在调研分析现有研究和工程实践的基础上,从旋挖钻机的转矩、钻杆、钻头等3方面系统分析了旋挖钻机的选型原则,并对旋挖钻机转矩的选择进行量化计算。针对旋挖钻机在大直径深长硬岩桩基中的施工难题,提出了分级钻进方案及分级钻进方... 文章在调研分析现有研究和工程实践的基础上,从旋挖钻机的转矩、钻杆、钻头等3方面系统分析了旋挖钻机的选型原则,并对旋挖钻机转矩的选择进行量化计算。针对旋挖钻机在大直径深长硬岩桩基中的施工难题,提出了分级钻进方案及分级钻进方案确定的原则,降低了大直径深长硬岩桩基施工对旋挖钻机性能的要求,现场施工效果良好,可作为类似工程施工的参考。 展开更多
关键词 旋挖钻机 转矩 钻杆 钻头 硬岩
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超近地铁结构全套筒全回转钻孔灌注桩施工技术
12
作者 袁昶 刘俊杰 吴云鹏 《建筑机械》 2025年第6期100-105,共6页
为解决深圳某地区城市内涝问题,拟新建的分洪箱涵须上跨已运营深圳地铁11号线碧海湾站站厅结构,其抗拔控沉灌注桩与地铁结构间最小净距仅为1m。为减少灌注桩施工对地铁结构影响,文章提出并采用全套筒全回转钻孔灌注桩施工技术,同时结合... 为解决深圳某地区城市内涝问题,拟新建的分洪箱涵须上跨已运营深圳地铁11号线碧海湾站站厅结构,其抗拔控沉灌注桩与地铁结构间最小净距仅为1m。为减少灌注桩施工对地铁结构影响,文章提出并采用全套筒全回转钻孔灌注桩施工技术,同时结合自平衡静载桩基检测,施工过程中对地铁站厅结构净空收敛、拱顶沉降、道床沉降等进行严密监控。经工程实践,该工艺可满足施工中对运营地铁站厅的保护要求,为同类工程提供了可参考案例和指导。 展开更多
关键词 超近地铁结构 全套筒全回转钻孔 灌注桩 自平衡静载检测
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浅谈全回转钻机施工能力计算及分析
13
作者 董文侯 《建设机械技术与管理》 2025年第3期31-33,共3页
结合抚挖重工和日本三和机材合作生产全回转钻机FRB-200HD的设计和施工经验,以特殊工程为例,对全回转钻机施工过程套管所需驱动转矩和引拔力等性能参数进行较详细的分析和计算,研究成果首先对全回转钻机施工能力判定具有指导意义,可避... 结合抚挖重工和日本三和机材合作生产全回转钻机FRB-200HD的设计和施工经验,以特殊工程为例,对全回转钻机施工过程套管所需驱动转矩和引拔力等性能参数进行较详细的分析和计算,研究成果首先对全回转钻机施工能力判定具有指导意义,可避免一些复杂、极限工程因设备能力不足进场后不能施工的现象发生,确保施工安全,又避免选用大设备的浪费,降低运营成本;其次也为全回转钻机设计过程主参数和结构形式设定提供理论依据,保证产品性能先进。 展开更多
关键词 全回转钻机 套管驱动转矩 套管引拔力 施工能力计算
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长螺旋钻孔桩机施工中智能接杆器的应用
14
作者 梁奇伟 杨文海 +1 位作者 曾浩浩 黄传胜 《建筑机械化》 2025年第9期68-71,共4页
针对长螺旋钻孔桩机在高空接杆作业中的安全与效率问题,提出应用智能接杆器实现钻杆自动连接与拆卸的技术方法。研究了该装置的构造、工作原理及关键工艺要点,介绍了其在静钻根植桩施工中的实际应用效果,克服了桩架限高条件下的成孔难题... 针对长螺旋钻孔桩机在高空接杆作业中的安全与效率问题,提出应用智能接杆器实现钻杆自动连接与拆卸的技术方法。研究了该装置的构造、工作原理及关键工艺要点,介绍了其在静钻根植桩施工中的实际应用效果,克服了桩架限高条件下的成孔难题,降低了高空人工作业风险,提升了施工安全性与效率。 展开更多
关键词 智能接杆器 长螺旋钻孔桩机 钻杆接头 施工技术
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陕甘宁盐环定扬黄梯级泵站优化研究
15
作者 孙天野 王忠静 祝宝山 《武汉大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第1期142-149,共8页
为合理选择泵站机组在不同工况下的组合方式,实现单级泵站的运行优化,通过分析水泵运行特性以及管路损失特性,建立泵站能耗优化数学模型。采用动态规划法,以泵站运行总能耗最低为目标函数,确定约束条件和递推方程,运用MATLAB动态规划程... 为合理选择泵站机组在不同工况下的组合方式,实现单级泵站的运行优化,通过分析水泵运行特性以及管路损失特性,建立泵站能耗优化数学模型。采用动态规划法,以泵站运行总能耗最低为目标函数,确定约束条件和递推方程,运用MATLAB动态规划程序对模型求解,从而计算出最优的开机组合。以陕甘宁盐环定扬黄梯级泵站为研究对象,计算结果表明:采用动态规划法,利用计算机语言可以快速并准确地在满足条件的所有水泵开机组合型式中寻找出最优的开机组合,使泵站能耗减少、运行效率提高。建立的模型具有较强的实用性和通用性,可以为泵站的运行提供最优决策,对提高泵站的经济效益具有一定的指导意义和应用价值。 展开更多
关键词 盐环定 梯级泵站 动态规划 能耗最优
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逆作法钢管柱智能平台研制及性能测试
16
作者 刘阔 刘勇 +7 位作者 贾明浩 邵玉涛 韦海瑞 王秀丽 刘广 朱芝同 贾炜 董巍 《钻探工程》 2025年第S1期238-243,共6页
逆作法施工技术在城市地下空间开发、深基坑工程等领域中具有广阔的应用前景。然而,钢管柱作为逆作法施工中的主要竖向受力部件,其垂直度偏差和人为定位产生的误差对施工质量影响极大。为提高逆作法施工中钢管柱的定位准确性和垂直精度... 逆作法施工技术在城市地下空间开发、深基坑工程等领域中具有广阔的应用前景。然而,钢管柱作为逆作法施工中的主要竖向受力部件,其垂直度偏差和人为定位产生的误差对施工质量影响极大。为提高逆作法施工中钢管柱的定位准确性和垂直精度,本文基于逆作法施工工艺流程和智能控制技术,设计并研制一种能够自动调垂及定位的逆作法钢管柱智能平台。主要阐述该设备的总体结构、工作原理和性能参数,并对其进行性能测试。测试结果表明,经逆作法钢管柱智能平台放置的钢管柱垂直精度控制在1/800以内,定位精度控制在±5 mm以内,有效增强钢管柱受力稳定性,提高工程质量。该平台对推动逆作法施工技术向智能化方向发展具有一定的现实意义。 展开更多
关键词 逆作法 钢管柱 液控系统 电控系统 智能调垂 智能定位
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基于惯性测量单元的旋挖钻机钻具姿态测量方法 被引量：1
17
作者 王辉 朱国鹏 郭剑东 《机械与电子》 2024年第5期69-75,共7页
为实时获取钻孔过程中钻具的姿态信息,提高机手掌握成孔垂直度,设计了一种基于惯性测量单元的钻具姿态测量方法。该方法采用三轴加速度计、磁力计和陀螺仪构成惯性测量单元,建立基于四元数的姿态测量非线性模型,并采用基于四元数的扩展... 为实时获取钻孔过程中钻具的姿态信息,提高机手掌握成孔垂直度,设计了一种基于惯性测量单元的钻具姿态测量方法。该方法采用三轴加速度计、磁力计和陀螺仪构成惯性测量单元,建立基于四元数的姿态测量非线性模型,并采用基于四元数的扩展卡尔曼滤波算法,有效降低振动等干扰信号的影响,提高钻具姿态解算的准确性。实验结果表明,该方法能够有效避免振动对动态测量的干扰,实现旋挖钻机姿态的准确测量,为旋挖钻机施工提供实时、准确的姿态监测手段,为桩基施工质量提供重要保障。 展开更多
关键词 旋挖钻机 成孔垂直度 惯性测量单元 四元数 扩展卡尔曼滤波
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