翻轉(zhuǎn)式爐膛清灰機(jī)器人的設(shè)計(jì).pdf

1、我國生產(chǎn)的原油絕大部分為“三高”油(即高凝固點(diǎn)、高含水與高粘度)，不宜或不可能等溫輸送。因此，加熱爐廣泛應(yīng)用于原油的遠(yuǎn)距離傳輸過程中，是油田勘探開發(fā)、油氣輸送中的重要設(shè)備之一。目前加熱爐多以管式加熱爐為主，原油在爐管內(nèi)部流動(dòng)，油(氣)燃料通過在爐膛內(nèi)燃燒產(chǎn)生熱量。然而，不可避免的問題是，加熱爐在運(yùn)行一段時(shí)間后導(dǎo)熱管壁表面會(huì)出現(xiàn)結(jié)灰現(xiàn)象。由于所積灰塵中含有酸性物質(zhì)，這會(huì)導(dǎo)致加熱爐熱效率大大降低，大幅度提高燃油消耗和運(yùn)行成本，同時(shí)也會(huì)腐蝕導(dǎo)

2、熱管壁，這是極其不安全的。因此，清灰工作是提高加熱爐熱效率和保證安全性的關(guān)鍵途徑。
　　 針對加熱爐爐膛的人工清灰工作較為困難而且危害工作人員健康這一現(xiàn)狀，并結(jié)合加熱爐自身特點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)了一種在加熱爐爐膛內(nèi)平行直管間可翻轉(zhuǎn)的機(jī)器人，來實(shí)現(xiàn)清灰除塵工作，并創(chuàng)新性地提出了自動(dòng)轉(zhuǎn)換軌道這一思想。
　　 本文首先闡述了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)原理，基于第二類Lagrange方程和虛功原理對機(jī)器人進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析，建立并求解了相關(guān)動(dòng)力學(xué)方程；

3、通過牛頓力學(xué)采用整體法對機(jī)器人進(jìn)行了靜力學(xué)分析，求解了不同工作狀態(tài)下各部分的力學(xué)特性，為機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
　　 基于模塊化設(shè)計(jì)理念，將機(jī)器人結(jié)構(gòu)按功能劃分成不同單元模塊，即翻轉(zhuǎn)、行走、清灰三大單元模塊，再根據(jù)劃分情況設(shè)計(jì)出機(jī)器人各個(gè)模塊的具體機(jī)械結(jié)構(gòu)；然后重點(diǎn)分析了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中電機(jī)的選擇，并完成了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中參數(shù)選擇下的校驗(yàn)工作。
　　 基于機(jī)器人的工作原理和工作過程，設(shè)計(jì)了機(jī)器人的控制系統(tǒng)，闡述了控制