多功能電液內(nèi)對口器技術(shù)研究.pdf

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

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

3、制策略對三個支撐缸進行位置同步控制，分析了其控制結(jié)構(gòu)的組成和控制過程。
　　再次，行走驅(qū)動采用液壓缸支撐液壓馬達組成驅(qū)動裝置，為降低系統(tǒng)功耗，采用模糊PID對液壓缸內(nèi)壓力進行控制，分析了控制過程和實現(xiàn)方法。保證一定驅(qū)動力的情況下，驅(qū)動力越小，系統(tǒng)的能耗也就越低。
　　最后，通過現(xiàn)場實驗，內(nèi)對口器可以在6D轉(zhuǎn)彎半徑下進行自由轉(zhuǎn)向，在0到90度斜坡管道內(nèi)可以實現(xiàn)行走和制動。通過三個油缸位置檢測，采用前饋-閉環(huán)控制策略顯著提高了設(shè)