本文關(guān)鍵詞：自動(dòng)擺排管機(jī)夾持機(jī)構(gòu)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：自動(dòng)擺排管機(jī)在石油機(jī)械及深井鉆探行業(yè)中是一種自動(dòng)化水平很高的管子處理系統(tǒng),主要實(shí)現(xiàn)起下鉆過(guò)程中的夾持、提放、運(yùn)移鉆桿等工作。夾持機(jī)構(gòu)是自動(dòng)擺排管機(jī)的關(guān)鍵部件,由于自動(dòng)擺排管機(jī)懸掛在距離鉆臺(tái)面較高的二層臺(tái)上,作業(yè)環(huán)境惡劣,夾持機(jī)構(gòu)一旦出現(xiàn)問(wèn)題會(huì)直接影響到整個(gè)鉆井系統(tǒng)的安全。因此,自動(dòng)擺排管機(jī)夾持機(jī)構(gòu)的研究對(duì)于實(shí)際工程應(yīng)用和鉆井現(xiàn)場(chǎng)的安全保障具有非常重要的意義。本文依托國(guó)土資源國(guó)家深部探測(cè)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究專項(xiàng)項(xiàng)目“深部探測(cè)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究專項(xiàng)”開(kāi)展研究工作,以自動(dòng)擺排管機(jī)夾持機(jī)構(gòu)為主要研究對(duì)象,結(jié)合設(shè)計(jì)-建模-仿真-模擬優(yōu)選-試驗(yàn)等方式展開(kāi),具體內(nèi)容如下:首先,結(jié)合選題背景和意義,以?shī)A持機(jī)構(gòu)為主要研究對(duì)象,對(duì)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況進(jìn)行分析,論述了本文的主要研究?jī)?nèi)容;其次,根據(jù)夾持機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程以及設(shè)計(jì)要求,提出夾持機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,確定本文研究的方案,并對(duì)其液壓系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì),使用Inventor完成夾持機(jī)構(gòu)的建模。再次,通過(guò)對(duì)夾持機(jī)構(gòu)手爪運(yùn)動(dòng)學(xué)和液壓操縱關(guān)系進(jìn)行分析,建立了完整的夾持機(jī)構(gòu)操縱模型;以鉗牙咬入鉆桿深度s和當(dāng)量摩擦系數(shù)fv作為目標(biāo)函數(shù)對(duì)鉗牙參數(shù)進(jìn)行正交優(yōu)化,得到了一組初步理論優(yōu)選方案。然后,通過(guò)ADAMS建立了夾持機(jī)構(gòu)的仿真模型,仿真分析油缸、鉗牙等零部件在手爪開(kāi)合時(shí)的位移、速度、加速度、受力等參數(shù),通過(guò)將仿真結(jié)果與理論分析結(jié)果對(duì)比,從而驗(yàn)證了夾持機(jī)構(gòu)手爪運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的正確性以及夾持機(jī)構(gòu)方案的可行性;通過(guò)Workbench有限元分析法、控制變量法和正交試驗(yàn)方法,確定不同參數(shù)狀態(tài)對(duì)鉗牙接觸點(diǎn)應(yīng)力?和咬入深度s的影響,并進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,驗(yàn)證理論優(yōu)化方案的有效性,以此達(dá)到最優(yōu)設(shè)計(jì)的目的。此外,對(duì)滾輪銷軸進(jìn)行仿真模擬,補(bǔ)充驗(yàn)證夾持機(jī)構(gòu)的可靠性。最后,對(duì)加工完成的夾持機(jī)構(gòu)進(jìn)行了試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了研制的夾持機(jī)構(gòu)具有抓取、運(yùn)移鉆桿立根的能力,能夠正�？煽康毓ぷ�;對(duì)采集的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,驗(yàn)證了前面章節(jié)的夾持機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和仿真結(jié)果的正確性。
【關(guān)鍵詞】：自動(dòng)擺排管機(jī) 夾持機(jī)構(gòu) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 仿真優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE92
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 課題來(lái)源12
• 1.2 選題背景及意義12-13
• 1.3 自動(dòng)擺排管機(jī)及其夾持機(jī)構(gòu)國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況13-19
• 1.3.1 國(guó)外發(fā)展概況13-16
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展概況16-19
• 1.4 論文的主要研究?jī)?nèi)容19-22
• 第2章 自動(dòng)擺排管機(jī)夾持機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)22-30
• 2.1 引言22
• 2.2 夾持機(jī)構(gòu)在擺排管機(jī)上的布置方式22-24
• 2.3 夾持機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)24-27
• 2.3.1 夾持機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程24-25
• 2.3.2 夾持機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求25
• 2.3.3 夾持機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方案25-27
• 2.4 夾持機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)27-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 夾持機(jī)構(gòu)的操縱模型及參數(shù)分析30-46
• 3.1 引言30
• 3.2 夾持機(jī)構(gòu)工作機(jī)理分析30-31
• 3.3 夾持機(jī)構(gòu)手爪運(yùn)動(dòng)學(xué)分析31-35
• 3.4 夾持機(jī)構(gòu)液壓缸操縱關(guān)系分析35-39
• 3.5 夾持機(jī)構(gòu)操縱模型39
• 3.6 夾持機(jī)構(gòu)的鉗牙參數(shù)計(jì)算與初步理論優(yōu)選39-44
• 3.6.1 鉗牙咬入深度計(jì)算39-40
• 3.6.2 當(dāng)量摩擦系數(shù)計(jì)算40-42
• 3.6.3 鉗牙參數(shù)的理論正交優(yōu)選42-44
• 3.7 本章小結(jié)44-46
• 第4章 夾持機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)及受力仿真分析46-60
• 4.1 引言46
• 4.2 ADAMS的分析和計(jì)算方法46-47
• 4.3 夾持機(jī)構(gòu)仿真模型的建立47-52
• 4.3.1 仿真模型導(dǎo)入48-49
• 4.3.2 添加約束和載荷49-52
• 4.4 擺排管機(jī)夾持機(jī)構(gòu)仿真結(jié)果與分析52-58
• 4.4.1 鉗牙運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析52-55
• 4.4.2 鉗牙接觸力仿真55-57
• 4.4.3 滾輪軸承受力仿真57-58
• 4.5 本章小結(jié)58-60
• 第5章 夾持機(jī)構(gòu)零部件仿真模擬60-76
• 5.1 引言60
• 5.2 基于鉗牙與鉆桿相互作用的有限元仿真60-65
• 5.2.1 仿真計(jì)算具體過(guò)程60-62
• 5.2.2 基本假設(shè)與計(jì)算理論62-63
• 5.2.3 初設(shè)方案仿真模型63
• 5.2.4 定義材料屬性63-64
• 5.2.5 定義接觸對(duì)和網(wǎng)格劃分64-65
• 5.3 仿真結(jié)果及其分析65-68
• 5.3.1 初設(shè)方案仿真結(jié)果與分析65-67
• 5.3.2 參數(shù)變量影響分析67-68
• 5.4 優(yōu)選試驗(yàn)與結(jié)果68-72
• 5.4.1 試驗(yàn)選取與結(jié)果68-72
• 5.4.2 試驗(yàn)結(jié)果分析72
• 5.5 滾輪銷軸有限元仿真72-74
• 5.6 本章小結(jié)74-76
• 第6章 自動(dòng)擺排管機(jī)夾持機(jī)構(gòu)試驗(yàn)76-80
• 6.1 引言76
• 6.2 試驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果分析76-79
• 6.3 本章小結(jié)79-80
• 第7章 結(jié)論與展望80-82
• 7.1 全文總結(jié)80-81
• 7.2 展望81-82
• 參考文獻(xiàn)82-88
• 作者簡(jiǎn)介88-89
• 致謝89

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  本文關(guān)鍵詞：自動(dòng)擺排管機(jī)夾持機(jī)構(gòu)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：276487