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本论文中讨论的管拧机应用于上海市宝山钢铁有限公司钢管分厂,其主要功能部件是一对由液压控制的夹爪,夹持五英寸或七英寸钢管的一端,在另一端要拧进去另一根钢管,完成螺纹联结。在拧动过程中,要保持夹爪的夹紧力,且有一定的浮动量,以避免夹爪断裂。
在对宝钢原有的机构以及控制系统进行分析的基础上,发现原来的机构存在夹持力不可调节、抱钳不能浮动等问题,这就容易造成夹爪断裂、偏心轴断裂而使设备损坏。另外,在加工尺寸方面也满足不了现在的加工要求。同时,原来的控制系统也存在同样的问题,不能保证工作的顺利进行。
本文主要在对管拧机机械结构设计及其动力学分析的基础上,进行提高管拧机动拧夹持能力的综合研究。为了提高生产效率,节约成本,本论文采用压力反馈设计,设计适用于上述要求的液压浮动装置以及闭环电液比例控制系统。用传递函数的方法建立整个动态系统的数学模型,并对建立的数学模型进行PID控制和神经网络的控制,最后再用系统仿真的方法,用MATLAB软件对结果加以仿真。最后仿真结果表明建立的数学模型和控制系统的设计是正确的,PID控制策略和神经网络控制策略都是很有效的控制方法。