核电大型回转体工件90/180度翻转机构型综合与关键技术研究
发布时间：2023-04-05 05:43
核电大型回转体工件包括直筒节、锥形筒节、管板和封头等,是组成反应堆压力容器、蒸汽发生器和稳压器等核岛设备的重要零部件。在核电大型件的切削加工、部件装配和探伤过程中经常需要90或180度翻转变位。但是,针对核电零部件翻转设备构型的研究鲜见报道,而其他大型工件翻转设备在构型层面存在功能单一、适应不同工件类型、尺寸和规格的能力较差的问题。针对该问题开展核电大型回转体工件90/180度翻转机的构型综合理论研究,得到了一系列90/180度翻转机创新构型。利用空间向量描述回转体工件的位置与姿态,即向量起点表示工件位置,向量方向表示工件姿态。基于旋转矩阵对空间向量的变换,求得以90度翻转为步长的60种实现回转体工件180度翻转的旋转矩阵排列,提出剔除多余排列及合并同类排列的3个原则,得到了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等3类翻转运动模型。通过推导翻转运动模型中每一步刚体运动齐次变换矩阵的李代数,并表示为运动旋量,得到了与之对应的运动副。提出运动副顺序变换原则,综合出了3类共19种90/180度翻转机初始构型。在此基础上重构,针对3种基本初始构型,添加移动副zP,综合得到了15种90/180度翻转机...
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 核电大型回转体工件简介
1.2 大型翻转机的研究状况、构型及关键问题
1.2.1 大型翻转机的研究现状
1.2.2 现有大型翻转机的构型
1.2.3 大型翻转机研究中的关键问题
1.3 机构型综合研究现状
1.4 拮抗驱动原理在绳驱动机构中的应用现状
1.5 课题研究意义与主要内容
第2章 核电回转体工件翻转运动模型
2.1 引言
2.2 数学基础
2.2.1 回转体工件的刚体运动描述
2.2.2 特殊欧氏群SE(3)
2.2.3 特殊欧氏群与刚体运动
2.2.4 特殊欧氏群的李代数
2.3 核电大型锻件规格与特征
2.4 回转体工件翻转运动模型
2.4.1 回转体工件位姿、运动的表示
2.4.2 翻转运动模型
2.5 本章小结
第3章 90/180 度翻转机构型综合
3.1 引言
3.2 90 /180 度翻转机初始构型
3.2.1 Ⅰ类初始构型
3.2.2 Ⅱ类初始构型
3.2.3 Ⅲ类初始构型
3.3 90 /180 度翻转机整体构型
3.3.1 以x R1
xR2 机构为基础的整体构型
3.3.2 以x R1+xR2 机构为基础的整体构型
3.3.3 以x R(1(4))yR(2(3))机构为基础的整体构型
3.4 本章小结
第4章 多模式90/180 度翻转机构型综合
4.1 引言
4.2 多模式90/180 度翻转机初始构型
4.3 多模式90/180 度翻转机整体构型
4.3.1 以xR1
xR2
yR3 机构为基础的整体构型
4.3.2 以x R1
yR3
xR2 机构为基础的整体构型
4.3.3 以x R1(xR2+yR3)机构为基础的整体构型
4.3.4 以-yR3
xR1
xR2 机构为基础的整体构型
4.3.5 以x R1+xR2
yR3 机构为基础的整体构型
4.3.6 以x R2+xR1
-yR3 机构为基础的整体构型
4.4 本章小结
第5章 核电大型工件90/180 度重载翻转机运动学分析
5.1 引言
5.2 翻转机的位置分析
5.2.1 翻转机结构及主要工作过程
5.2.2 位置分析正解
5.2.3 位置分析反解
5.3 翻转机的雅可比矩阵
5.3.1 滑轮中心相对速度求解
5.3.2 卷扬系统绳端速度求解
5.4 数值计算及运动仿真
5.5 本章小结
第6章 核电大型工件90/180 度重载翻转机控制策略
6.1 引言
6.2 拮抗驱动原理及在重载翻转机中应用的关键问题
6.3 重载翻转机动力学分析
6.4 拮抗力求解的优化函数
6.5 影响拮抗力大小的因素
6.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
本文编号：3782844
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 核电大型回转体工件简介
1.2 大型翻转机的研究状况、构型及关键问题
1.2.1 大型翻转机的研究现状
1.2.2 现有大型翻转机的构型
1.2.3 大型翻转机研究中的关键问题
1.3 机构型综合研究现状
1.4 拮抗驱动原理在绳驱动机构中的应用现状
1.5 课题研究意义与主要内容
第2章 核电回转体工件翻转运动模型
2.1 引言
2.2 数学基础
2.2.1 回转体工件的刚体运动描述
2.2.2 特殊欧氏群SE(3)
2.2.3 特殊欧氏群与刚体运动
2.2.4 特殊欧氏群的李代数
2.3 核电大型锻件规格与特征
2.4 回转体工件翻转运动模型
2.4.1 回转体工件位姿、运动的表示
2.4.2 翻转运动模型
2.5 本章小结
第3章 90/180 度翻转机构型综合
3.1 引言
3.2 90 /180 度翻转机初始构型
3.2.1 Ⅰ类初始构型
3.2.2 Ⅱ类初始构型
3.2.3 Ⅲ类初始构型
3.3 90 /180 度翻转机整体构型
3.3.1 以x R1
xR2 机构为基础的整体构型
3.3.2 以x R1+xR2 机构为基础的整体构型
3.3.3 以x R(1(4))yR(2(3))机构为基础的整体构型
3.4 本章小结
第4章 多模式90/180 度翻转机构型综合
4.1 引言
4.2 多模式90/180 度翻转机初始构型
4.3 多模式90/180 度翻转机整体构型
4.3.1 以xR1
xR2
yR3 机构为基础的整体构型
4.3.2 以x R1
yR3
xR2 机构为基础的整体构型
4.3.3 以x R1(xR2+yR3)机构为基础的整体构型
4.3.4 以-yR3
xR1
xR2 机构为基础的整体构型
4.3.5 以x R1+xR2
yR3 机构为基础的整体构型
4.3.6 以x R2+xR1
-yR3 机构为基础的整体构型
4.4 本章小结
第5章 核电大型工件90/180 度重载翻转机运动学分析
5.1 引言
5.2 翻转机的位置分析
5.2.1 翻转机结构及主要工作过程
5.2.2 位置分析正解
5.2.3 位置分析反解
5.3 翻转机的雅可比矩阵
5.3.1 滑轮中心相对速度求解
5.3.2 卷扬系统绳端速度求解
5.4 数值计算及运动仿真
5.5 本章小结
第6章 核电大型工件90/180 度重载翻转机控制策略
6.1 引言
6.2 拮抗驱动原理及在重载翻转机中应用的关键问题
6.3 重载翻转机动力学分析
6.4 拮抗力求解的优化函数
6.5 影响拮抗力大小的因素
6.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
本文编号：3782844
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