發(fā)布時間：2018-03-13 18:26

  本文選題：深部大陸科學鉆探　切入點：地殼一號　出處：《吉林大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：2008年,國土資源部組織實施了國家深部探測技術與實驗研究專項SinoProbe。鉆探是獲取地下信息的最直觀手段,因此專項中設置了由吉林大學建設工程學院負責的“SinoProbe-09-05---深部大陸科學鉆探裝備研制”專題,該課題旨在為深部探測研制所需的關鍵技術裝備,主要包括“地殼一號”萬米鉆機主機及其配套的由全液壓頂驅、全液壓排管機、全液壓貓道和一鍵式智能鐵鉆工組成的管具自動化處理系統(tǒng)。其中全液壓排管機可滿足科學鉆探對連續(xù)取芯的需求以及施工周期長等特點,可節(jié)省輔助時間、提高安全系數�！暗貧ひ惶枴比簤号殴軝C懸掛于二層臺下方,通過導軌卡塊和二層臺舌臺連接,整機重2.2噸,由導軌總成、滑車總成、回轉機構、伸展機構、升降機構和上下機械手所組成,排管機可在指梁架抓取立根、排放立根,并實現(xiàn)立根運移,配合頂驅及液壓吊卡使用,可實現(xiàn)二層臺無人操作,減少大量輔助時間,可大幅提升工作效率。本文對國內外目前排管機結構形式的現(xiàn)狀進行了研究和分析,分析了目前工程機械領域常用的幾種調速回路節(jié)流調速系統(tǒng)、負流量系統(tǒng)、正流量系統(tǒng)、負載敏感系統(tǒng)和負載不相關流量獨立分配系統(tǒng)的優(yōu)缺點,最終選定負載敏感系統(tǒng)作為排管機的液壓系統(tǒng),并制定了排管機的各機構運行順序及自動控制策略。二層臺舌臺為懸臂式結構,研究了排管機工作狀態(tài)下運移立根時二層臺舌臺的受力情況。通過仿真結果表明,懸掛于二層臺下方的排管機在抓取指梁架中最遠端的Φ168mm立根時,二層臺強度滿足要求,但是剛度不足產生了一定了撓度,因此需要加強二層臺剛度或使用糾偏機構進行糾偏。通過MSC.Adams軟件模擬了排管機進行手動糾偏工況時的過程,仿真表明,在2-5°范圍內,空載時排管機糾偏功能僅需1秒左右即可將排管機桅桿偏斜角度糾正至目標值范圍內�！暗貧ひ惶枴迸殴軝C在夾持立根運移過程中,立根的下端存在一定的擺動,而引起末端擺動最大的機構是伸展機構和變幅機構。采用第二類拉格朗日方程建立了伸展機構和變幅機構的剛性多體動力學方程,采用拉格朗日方程、虛功原理和模態(tài)假設法來建立伸展機構和變幅機構的柔性多體動力學方程。對比二者方程發(fā)現(xiàn)柔性多體動力學方程比剛性多體動力學方程中多了非線性項。在MSC.Adams軟件中建立了伸展機構和變幅機構的多剛體動力學仿真模型和剛柔耦合動力學仿真模型,通過仿真結果對比表明伸展機構的伸展拉桿這一長細比較大的零件呈現(xiàn)出了較多的柔性特性,應加強該結構。伸展油缸驅動的由平行四邊形機構組成的伸展機構運動時,下機械手隨之產生了豎直方向的位移。為了保持立根在運移過程中重心的豎直位移保持不變,以確保立根運移的穩(wěn)定性和系統(tǒng)能耗的降低,升降機構應和伸展機構耦合運動,以補償伸展機構動作時下機械手產生的位移。計算了升降機構為補償伸展機構運動所產生的豎直位移的驅動速度關系。采用AMESim和Virtual lab motion進行了接近真實情況的1D、3D聯(lián)合仿真,在開環(huán)和閉環(huán)控制下,實現(xiàn)了排管機運移立根過程中,立根高度的自動控制,結果表明控制方式有效。在吉林大學朝陽校區(qū)鉆探樓內搭建了排管機試驗平臺,對排管機升降桅桿和三角架機構進行了整改設計,取消了原糾偏機構改為變幅機構。在AMESIM環(huán)境下,建立了負載敏感泵和負載敏感閥的的模型并模擬變化的負載對于重新整改后的排管機進行了液壓系統(tǒng)的仿真,仿真驗證了負載敏感系統(tǒng)的快速響應和降低能耗。計算了排管機負載敏感系統(tǒng)的效率為76.2%,滿足設計要求。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P634.3

【參考文獻】

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8 沙永柏;朱吉良;王清巖;趙曉影;;鉆桿自動傳送系統(tǒng)運動學分析及仿真研究[J];機械工程學報;2012年17期

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本文編號：1607636