液压动力钳结构优化设计与控制系统研究

发布时间：2017-09-03 19:17

  本文关键词：液压动力钳结构优化设计与控制系统研究

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【摘要】：本文概述了传统液压动力钳的国内外现状，对比国内外动力钳的特点，并针对传统动力钳的缺点设计了一种新型的液压动力钳。首先，一般的动力钳采用的是坡板式卡紧或行星爪式卡紧机构，这样的机构在工作时容易划伤油管造成腐蚀问题，从而影响了油管的使用寿命，造成油田的不必要的损失。其次，现有的动力钳作业效率低，自动化程度也不高，容易造成工人劳动力的浪费，同时存在一定的安全隐患。因此，设计一种新型的液压动力钳意义重大。 此次设计的新型液压动力钳的钳头夹紧机构采用的是绕绳式结构，即利用钢丝绳与油管之间的摩擦力实现油管的上卸扣过程，这样就有效的避免了油管被咬伤的问题，从而节约了公司的成本。在新的动力钳中使用双马达（绕绳马达和主马达）控制钢丝绳的运动，并通过行程开关、挡铁等结构实现各个运动过程的启停操作，从而实现了工作过程的自动化，提高了工作效率。同时根据动力钳的结构特点研制了一套新的液压控制系统。 通过对动力钳的整体结构、运动过程和控制系统的详细分析，并为了检验机构运行的安全性，本文运用SolidWorks软件对动力钳的主要结构创建了三维模型。并利用ANSYS软件进行了有限元分析，利用UG软件作了运动仿真，获得了相应的结果，证明了机构运行的可行性，，为动力钳以后的进一步研究奠定了基础。 新的动力钳结构新颖，防划性能好，操作简单方便，安全系数高，不仅可以提高公司的效益，还可以提高工人的工作效率，节约劳动力，因此此次的设计具有很高的现实意义。
【关键词】：液压动力钳 夹紧机构 液压系统 有限元分析 运动仿真
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH137;TS914.51
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 课题的来源、背景及意义8-10
• 1.1.1 课题来源8
• 1.1.2 课题研究的背景及意义8-10
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势10-11
• 1.3 本文研究的主要内容11-13
• 第二章 液压动力钳设计方案13-22
• 2.1 液压动力钳整体方案研究及设计要点分析13-15
• 2.1.1 动力钳设计整体方案13-14
• 2.1.2 动力钳设计要点分析14-15
• 2.2 液压动力钳的工作过程分析15-17
• 2.3 液压动力钳的主要结构研究分析17-21
• 2.3.1 主钳结构分析17-21
• 2.3.2 背钳结构分析21
• 2.4 本章小结21-22
• 第三章 液压动力钳的主体结构设计22-31
• 3.1 主钳结构设计22-28
• 3.1.1 钢丝绳设计22
• 3.1.2 滚筒设计22-25
• 3.1.3 动力传动部分设计25-28
• 3.1.4 制动机构设计28
• 3.2 背钳结构设计28-30
• 3.3 本章小结30-31
• 第四章 液压动力钳控制系统设计31-40
• 4.1 引言31
• 4.2 液压控制系统的研究设计31-35
• 4.3 主要液压控制元件的选择35-37
• 4.4 液压马达的选择37-39
• 4.5 液压缸的设计39
• 4.6 本章小结39-40
• 第五章 液压动力钳有限元分析及运动仿真40-57
• 5.1 引言40
• 5.2 有限元法简介40-42
• 5.2.1 有限元法的基本思想40-41
• 5.2.2 有限元法的特点41-42
• 5.2.3 有限元法的分析步骤42
• 5.3 ANSYS 简介42-44
• 5.4 有限元模型的建立44-45
• 5.5 齿轮有限元分析45-48
• 5.6 卷筒有限元分析48-51
• 5.7 钳牙有限元分析51-53
• 5.8 运动仿真53-56
• 5.8.1 绕绳过程运动仿真53-55
• 5.8.2 拉绳过程运动仿真55-56
• 5.9 本章小结56-57
• 第六章 总结与展望57-59
• 6.1 总结57
• 6.2 展望57-59
• 参考文献59-62
• 攻读硕士期间的科研工作及成绩62-63
• 致谢63

【参考文献】

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本文编号：786857