滾筒驅(qū)動裝置是海底管道鋪設系統(tǒng)中不可缺少的裝備，尤其是在柔性管道鋪設作業(yè)中起著至關重要的作用。論文以科研項目深水柔性管滾筒驅(qū)動裝置研制為依托，在調(diào)研國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎上，針對海底柔性管道鋪設系統(tǒng)滾筒驅(qū)動裝置進行分析和研究，完成試驗樣機的研制和試驗。 依據(jù)管道鋪設的功能要求及性能參數(shù)，提出了試驗樣機的整體方案設計，闡述了機械系統(tǒng)結(jié)構設計方案。在機械本體結(jié)構設計中，主要對負載模擬系統(tǒng)和試驗樣機傳動系統(tǒng)進行了詳細設計，重點論述了其功能特點。運用SIEMENSNX6.0軟件高級仿真模塊對機架的模態(tài)進行了分析，得到前6階固有頻率及對應的振型。模態(tài)分析結(jié)果表明機架能滿足強度要求，在樣機現(xiàn)場試驗中得到了驗證， 設計了試驗樣機的驅(qū)動系統(tǒng)和負載模擬的液壓系統(tǒng)，分別對它們的液壓原理和三種不同的作業(yè)工況進行論述。通過對管道作業(yè)進行分析和計算，確定了液壓系統(tǒng)主要參數(shù)。選擇了雙向比例變量柱塞馬達、單向比例變量柱塞泵、定量柱塞泵和絞車等主要液壓元件。建立了驅(qū)動系統(tǒng)的數(shù)學模型，針對速度增益、液壓系統(tǒng)固有頻率和液壓阻尼比等三個主要影響系統(tǒng)動態(tài)特性的因素進行了分析。 闡述了試驗樣機驅(qū)動裝置的速度及張力控制系統(tǒng)，設計了控制系統(tǒng)的總體方案，完成了硬件平臺的搭建。確定了程序流程，采用LabVIEW軟件工具設計了手動和自動測控程序，其中包括速度及張力調(diào)節(jié)、存儲顯示和數(shù)據(jù)采集等模塊。 通過對驅(qū)動系統(tǒng)的速度及張力調(diào)節(jié)功能進行現(xiàn)場試驗，得到了驅(qū)動裝置作業(yè)速度與柔性管道的張力變化曲線，對試驗結(jié)果進行了研究和分析，結(jié)果表明該驅(qū)動裝置滿足柔性管道鋪設的作業(yè)要求。
【學位單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2012
【中圖分類】：P756.2
【部分圖文】：

海 底 柔 性 管 是 一 種 復 合 管 線 ， 由 各 種 功 能 層 組 成[8 - 1 2] 。 具 有 良 好 的 力 學 性 能 和 抗 腐性 ，并 且 安裝 方 便 ，可 以 重復 利用 。傳 統(tǒng) 上采 用 的鋼 管加 配 重 如 混凝 土 作 為 海底 輸 油 線 ，它 的 耐腐 蝕 性 和抗 疲 勞破 壞性 較 差 ， 并且 還 不 能 回收 利 用 ，造 成 資 源 的浪 費 。 因， 柔 性管 正 在慢 慢 地取 代傳 統(tǒng) 鋼質(zhì) 海 底輸 油 管道 。 柔 性 管 的 鋪 設 可 以 分 為 許 多 種 。 柔 性 管 的 鋪 設 技 術 主 要 采 用 Fl e x- La y 鋪 管 方 式 、e e l -L a y 鋪管 方 式 和 M ul ti - La y 鋪管 方 式等 三 種 鋪設 方 式 [1 3] 。1、 F l e x- L a y 鋪 管方 式 這種 鋪 管 方式 主 要 用 于柔 性 管 道 的鋪 設 ， 其特 點 是 管 道的 安 裝 和直 線 恢 復 結(jié)構 較 為 單 ， 并 且 柔性 管 不易 發(fā) 生疲 勞 損傷 。如 圖 1. 1 所示 ，F(xiàn) l e x- La y 鋪管 系統(tǒng) 除 了柔 性 管 儲 裝 置之 外 ，還 有 一 個垂 直 的斜 坡結(jié) 構 。 這 個斜 坡 結(jié)構 上至 少 有 一 個張 緊 器， 用 于 對 管 進 行拉 緊 。一 般 情 況下 ， 斜 坡 結(jié)構 被 垂 直 固定 在 甲板 上 ，但 是 也 可以 根 據(jù) 需 要安 裝 一 角 度調(diào) 節(jié) 機構 來 對 其 鋪設 角 度 進 行調(diào) 整 。 柔 性 管 可以 被放 置 在 水 平卷 筒 、 垂 直圓 盤 或 筐 里。 鋪 設時 通 過 斜坡 機 構機 構的 彎 曲 作 和張 緊 器的 引導 作 用 ，進 入 到 海 底 。該 鋪 設 式 的 缺 點是 不 能進 行 剛 性管 鋪 設 [1 4, 1 5 ]。

海 底 柔 性 管 是 一 種 復 合 管 線 ， 由 各 種 功 能 層 組 成[8 - 1 2] 。 具 有 良 好 的 力 學 性 能 和 抗 腐性 ，并 且 安裝 方 便 ，可 以 重復 利用 。傳 統(tǒng) 上采 用 的鋼 管加 配 重 如 混凝 土 作 為 海底 輸 油 線 ，它 的 耐腐 蝕 性 和抗 疲 勞破 壞性 較 差 ， 并且 還 不 能 回收 利 用 ，造 成 資 源 的浪 費 。 因， 柔 性管 正 在慢 慢 地取 代傳 統(tǒng) 鋼質(zhì) 海 底輸 油 管道 。 柔 性 管 的 鋪 設 可 以 分 為 許 多 種 。 柔 性 管 的 鋪 設 技 術 主 要 采 用 Fl e x- La y 鋪 管 方 式 、e e l -L a y 鋪管 方 式 和 M ul ti - La y 鋪管 方 式等 三 種 鋪設 方 式 [1 3] 。1、 F l e x- L a y 鋪 管方 式 這種 鋪 管 方式 主 要 用 于柔 性 管 道 的鋪 設 ， 其特 點 是 管 道的 安 裝 和直 線 恢 復 結(jié)構 較 為 單 ， 并 且 柔性 管 不易 發(fā) 生疲 勞 損傷 。如 圖 1. 1 所示 ，F(xiàn) l e x- La y 鋪管 系統(tǒng) 除 了柔 性 管 儲 裝 置之 外 ，還 有 一 個垂 直 的斜 坡結(jié) 構 。 這 個斜 坡 結(jié)構 上至 少 有 一 個張 緊 器， 用 于 對 管 進 行拉 緊 。一 般 情 況下 ， 斜 坡 結(jié)構 被 垂 直 固定 在 甲板 上 ，但 是 也 可以 根 據(jù) 需 要安 裝 一 角 度調(diào) 節(jié) 機構 來 對 其 鋪設 角 度 進 行調(diào) 整 。 柔 性 管 可以 被放 置 在 水 平卷 筒 、 垂 直圓 盤 或 筐 里。 鋪 設時 通 過 斜坡 機 構機 構的 彎 曲 作 和張 緊 器的 引導 作 用 ，進 入 到 海 底 。該 鋪 設 式 的 缺 點是 不 能進 行 剛 性管 鋪 設 [1 4, 1 5 ]。

第 1 章 緒論 方 式 以 用于 柔性 管 的鋪 設 和硬 管 的鋪 設 [1 8 ]。如 圖 1進 行 Fl e x- La y 鋪 管、 Re e l - La y 鋪管 同時 還 可以 之 處 在 于 它 的 設 計 包 括 可 以 伸 縮 自 如 的 緊以 較 為 靈活 地 進行 鋪 管 作業(yè) 。
【引證文獻】

相關博士學位論文 前1條

1 谷凡;海底輸油軟管力學響應研究[D];大連理工大學;2009年

本文編號：2890962