液压动力钳结构优化设计与控制系统研究

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。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 课题的来源、背景及意义

1.2 国内外研究现状及发展趋势

1.3 本文研究的主要内容

第二章 液压动力钳设计方案

2.1 液压动力钳整体方案研究及设计要点分析

2.2 液压动力钳的工作过程分析

2.3 液压动力钳的主要结构研究分析

2.4 本章小结

第三章 液压动力钳的主体结构设计

3.1 主钳结构设计

3.2 背钳结构设计

3.3 本章小结

第四章 液压动力钳控制系统设计

4.1 引言

4.2 液压控制系统的研究设计

4.3 主要液压控制元件的选择

4.4 液压马达的选择

4.5 液压缸的设计

4.6 本章小结

第五章 液压动力钳有限元分析及运动仿真

5.1 引言

5.2 有限元法简介

5.3 ANSYS简介

5.4 有限元模型的建立

5.5 齿轮有限元分析

5.6 卷筒有限元分析

5.7 钳牙有限元分析

5.8 运动仿真

5.9 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

攻读硕士期间的科研工作及成绩

致谢