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应用于修井机的盘式制动器的研究

作　者: 安兆敏
导　师: 陶柯
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 修井机盘式制动器碟簧模态分析脉宽调制
分类号: TE935
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

绞车是修井机的主要组成部分,其用滚筒缠绕钢丝绳以对重物进行提升或下放的起重设备,在修井作业中承担着载荷的起升和下放工作。修井机的安全性能直接影响石油开采的进度,对绞车的安全制动变得尤为突出,由于传统修井机绞车制动普遍用带式制动,其占用空间大,操作复杂,更换频繁,增加了修井作业过程中司机的负担,降低了生产效率。针对此问题,我们研究了修井机绞车的盘式制动器论文围绕绞车盘式制动器的研制,主要展开了以下几个方面的研究:首先,本文对国内外修井机绞车制动装置的情况进行了的介绍,对比盘式制动器与带式制动器的优缺点,提出了应用盘式制动器作为修井机绞车的制动。阐述了盘式制动器的制动原理,并且结合绞车的基本数据,对盘式制动器的制动方案进行了研究。同时建立盘式制动器的各参数间的关系,为后面的分析提供依据。其次,论文介绍了所应用的三维建模软件PRO/E和分析软件ANSYS。在PRO/E中建立了盘式制动器的三维模型,并且通过软件接口导入ANSYS。通过对修井机制动器制动盘进行的有限模型的建立,进行模态分析。经过分析研究,对制动盘可能存在的振动进行模型的改进根据盘式制动器制动原理,在PRO/E中建立了实体模型,同时将关键零件的实体模型导入到ANSYS有限元软件中进行模态分析,观察其固有频率和振型,并对零件的相关参数进行修改,避免机构在实际过程中发生共振。最后,通过前面的盘式制动器的工作原理和数学模型的分析,对盘式制动器的液压制动过程进行研究,提出了针对整体的制动过程的柔性控制,并对高速开关阀进行了PLC程序设计。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-18
  1.1 修井机制动器的国内外研究现状  10-13
  1.2 修井机制动的制动条件与制动方式  13-16
  1.3 本文研究内容  16
  1.4 本章小结  16-18
第二章修井机盘式制动器的方案研究  18-32
  2.1 盘式制动器的工作原理  18-19
  2.2 盘式制动器的部件研究  19-24
    2.2.1 碟簧  20-23
    2.2.2 摩擦片  23-24
    2.2.3 制动盘  24
  2.3 盘式制动器的数学建模  24-31
  2.4 本章小结  31-32
第三章修井机盘式制动器的模态分析  32-43
  3.1 盘式制动器模型的建立  32-34
    3.1.1 三维软件PRO/ENGINEER 的介绍  32-33
    3.1.2 液压盘式制动器实体模型建立  33-34
  3.2 有限元模型的建立  34-38
    3.2.1 有限元法概述  34-37
    3.2.2 制动盘有限元模型  37-38
  3.3 制动盘振动特性分析  38-41
    3.3.1 制动盘振动特性分析  38-39
    3.3.2 制动盘模型改进  39-41
  3.4 本章小结  41-43
第四章修井机盘式制动器控制系统的研究  43-59
  4.1 盘式制动器制动控制系统概述  43-45
  4.2 盘式制动器液压系统的研究  45-48
  4.3 PWM 高速开关阀的制动系统控制分析  48-50
    4.3.1 高速开关阀阶跃响应特性分析  49-50
    4.3.2 高速开关阀负载流量特性（流量压力特性）  50
  4.4 PWM 控制载波频率确定方法研究  50-53
  4.5 控制系统的研究  53-54
  4.6 PWM 高速开关阀控制  54-58
  4.7 本章小结  58-59
第五章结论  59-60
参考文献  60-62
在学研究成果  62-63
致谢  63

应用于修井机的盘式制动器的研究

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