多功能電液內(nèi)對(duì)口器技術(shù)研究.pdf

1、油氣資源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的命脈，我國(guó)是石油生產(chǎn)大國(guó)同時(shí)也是石油消費(fèi)大國(guó)，隨著石油、天然氣生產(chǎn)和需求的增長(zhǎng)，管道運(yùn)輸行業(yè)也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。在管道組對(duì)焊接施工中，如何實(shí)現(xiàn)山區(qū)組對(duì)焊接流水施工，保證管道鋪設(shè)質(zhì)量、提高管道鋪設(shè)效率已成為當(dāng)前管道建設(shè)的重要課題。
　　當(dāng)前，在鋼管對(duì)口及焊接工程上主要應(yīng)用氣動(dòng)內(nèi)對(duì)口器，可以實(shí)現(xiàn)兩根鋼管對(duì)接過程中的相對(duì)位置固定，便于焊接，施工效率較高。但氣動(dòng)內(nèi)對(duì)口器體積大，管道內(nèi)小角度轉(zhuǎn)向困難，最小轉(zhuǎn)彎半徑為30D

2、；同時(shí)，氣動(dòng)壓力低，大角度爬坡困難，對(duì)于坡度較大的管道不適用。本文根據(jù)氣動(dòng)內(nèi)對(duì)口器的工作原理結(jié)合液壓系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)出液壓內(nèi)對(duì)口器。
　　本文首先從結(jié)構(gòu)上對(duì)內(nèi)對(duì)口器進(jìn)行改進(jìn)，將對(duì)口器分成漲緊部分、驅(qū)動(dòng)部分和動(dòng)力艙三部分，各部分間采用鉸接，可實(shí)現(xiàn)最小6D轉(zhuǎn)彎半徑；行走驅(qū)動(dòng)采用液壓驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)力大，可實(shí)現(xiàn)90度直管爬行和安全制動(dòng)。
　　其次，針對(duì)內(nèi)對(duì)口器管道內(nèi)行走對(duì)中問題，對(duì)液壓閥控支撐缸進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模和仿真分析，采用前饋-反饋控

3、制策略對(duì)三個(gè)支撐缸進(jìn)行位置同步控制，分析了其控制結(jié)構(gòu)的組成和控制過程。
　　再次，行走驅(qū)動(dòng)采用液壓缸支撐液壓馬達(dá)組成驅(qū)動(dòng)裝置，為降低系統(tǒng)功耗，采用模糊PID對(duì)液壓缸內(nèi)壓力進(jìn)行控制，分析了控制過程和實(shí)現(xiàn)方法。保證一定驅(qū)動(dòng)力的情況下，驅(qū)動(dòng)力越小，系統(tǒng)的能耗也就越低。
　　最后，通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，內(nèi)對(duì)口器可以在6D轉(zhuǎn)彎半徑下進(jìn)行自由轉(zhuǎn)向，在0到90度斜坡管道內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)行走和制動(dòng)。通過三個(gè)油缸位置檢測(cè)，采用前饋-閉環(huán)控制策略顯著提高了設(shè)