岩石振动激励模拟测试系统.pdfVIP

学兔兔 学兔兔 · 148 · 机 械 工 程 与 自动 化 2015年第 1期 图 2为岩石振动激励模拟测试系统机械结构 。其 3 系统的数据采集 由机架 、静压力加载装置 、冲击加载装置、刀具及夹具 本设计中数据采集系统以计算机 、台湾研华公司 装置 、传动装置 、水平切削装置 、控制系统等部分组成 。 的PCI一1716数据采集卡和桂林星辰伺服 电机等为主 其工作原理为 ：静载时钻头压入岩石内部，当启动控制 要硬件 ，以美 国NI公司的 LabVIEW2011为软件开发 激振台振动的伺服电机后 ，激振1 台开2始振3动 ，4通5过6 冲7击 8 平台，采用虚拟仪器技术及信号处理技术构建 了能够 杆经横梁与加静载板击打钻头，使钻头上下振动 ；另一 实现信号采集与信号处理的多功能虚拟仪器系统 。硬 方面电机通过传动带动钻头转动 ，小车内的岩石在钻 件主要是为系统提供测量 的平台，它将被测量数据通 头的切削力及冲击力的作用下而破碎 。 过 电压 、变形量等载体形式输出，由计算机进行接收， 最后交 由软件处理控制 ；软件主要实现数据的采集 、 标定、计算 、实时显示 、存储等功能，以形象直观的界面 方式与用户交互 ，以便用户完成被测量的测量，并能实 时了解系统 的工作状态和整体运行情况[3]。软 、硬件 1l 的综合运用形成功能强大 的数据采集系统、通信控制 系统和运动控制系统 。 1O 图 3为数据采集 系统框图。位移传感器与数据采 9 集卡连接后 ，采集卡采集其模拟电压 ，经 LabVIEw 软 件得到钻深与时间的关系。称重传感器经信号放大器 连接 到 数 据 采 集 卡 ，采 集 卡 采 集 模拟 电压，经 LabVIEW 软件得出钻压与时间的关系。在此称重传 1一机架 ；2一激振 台及其 固定装置 ；3一主轴旋转 电机 ； 感器 的信号相 当于静压电机的力反馈信号 。旋转 电机 4一静载荷加载板 ；5一升降横梁 ；6一丝杠 ；7一小车 ； 的转速 、扭矩直接 由PC机通过 RS232—485转换器读 8一传动装置 ；9一钻头及其夹持器 ；10一配重块 ；11一稳定板 图 2 岩石振动激励模 拟测试 系统机械结构 取 ，从而得出钻头扭矩 、转速与时间的关系。静压电机 系统工作时，静压力加载装置通过传动装置带动 经伺服驱动器也与采集卡模拟量通道连接 ，从而使 PC 丝杠转动从而使静压加载板 向下压缩碟簧，随着碟簧 机控制静压电机的压力大小 。 的压紧，静载荷便逐渐加大，最后 当碟簧压缩到最小 位移传感器 时，钻压最大。静压加载的作用一是维持刀具与岩石 数