钻杆动力钳性能分析与扭矩监控系统的研究

摘要

本文针对钻杆动力钳设计中存在的问题并根据实际工程需要，在多体动力学理论基础上，利用CAD/CAE软件PROE，ADAMS以及ANSYS构建了集成的系统平台，并在此基础上，对ZQ100型钻杆动力钳进行了性能分析。主要内容包括：1、利用机械系统仿真软件ADAMS建立了钻杆动力钳的虚拟样机模型，通过对其进行运动学及动力学仿真，分析了模型的传动比、传动误差及干涉情况。2、利用有限元分析软件ANSYS建立了整机、关键部件-开口齿轮和坡板的的FEA模型，并进行了应力应变分析。3、实现了建立在PROE-ANSYS-ADAMS-MATLAB软件环境下具有一定意义的计算机辅助工程设计(CAE)。4、开发了防爆型ZQ型动力钳扭矩监控系统，与现有的ZQ100型钻杆动力钳配套使用，以满足测量、监视、控制、记录动力大钳扭矩值范围及操作要求。

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声明

1绪论

1.1修井动力钳的结构与工作原理

1.1.1动力钳的主体结构及特点

1.1.2动力钳工作原理

1.2动力钳的现状及发展趋势

1.2.1国外状况

1.2.2国内发展状况及前景

1.3我国修井动力钳总体水平与国外的差距

1.4选题的意义及国内外研究现状

1.4.1选题的意义

1.4.2国内外研究现状

1.5本文主要研究内容

2钻杆动力钳的现代设计方法

2.1现代机械产品的发展方向

2.2虚拟产品开发技术

2.2.1石油机械产品特点

2.2.2虚拟产品开发技术

2.3虚拟产品开发(VPD)技术在石油机械中的应用展望

2.4基于VPD技术的钻杆动力钳的现代设计方法

2.4.1钻杆动力钳虚拟产品开发技术

2.4.2钻杆动力钳虚拟产品开发技术的软件环境

2.5本章小节

3钻杆动力钳的设计及性能分析

3.1整机方案设计与论证

3.1.1主钳传动方案的确定

3.1.2背钳传动方案的确定

3.2关键零部件设计

3.2.1开口齿轮及传动齿轮系的设计

3.3整机与主要零件的性能分析

3.3.1整机特性分析

3.3.2钻杆动力钳关键部件性能分析

3.4本章小节

4钻杆动力钳扭矩监控系统设计

4.1系统方案与结构设计

4.1.1系统基本原理

4.1.2系统结构设计

4.2从机电路原理图设计

4.3从机硬件设计

4.3.1装置硬件系统

4.3.2系统工作过程

4.3.3采样输入通道设计

4.3.4数显及打印电路设计

4.4系统软件设计

4.5本章小节

5结论与建议

5.1结论

5.2建议

攻读学位期间发表的学术论文及科研成果

致谢

参考文献

附录