水下立式金刚石绳锯机设计及磨削性能研究
发布时间：2021-03-01 10:15
海洋油气资源具有深远的战略意义和重大的现实意义,是国家能源供应的重要组成部分。海上油气平台和海洋油气管道是海上油气勘探和海洋油气运输必不可少的手段,随着海洋油气资源开发的迅猛发展,废弃的海上油气平台和长时间服役的海洋油气管道逐年增多,废弃海上油气平台的拆除和失效油气管道的维修刻不容缓。摆脱国外技术限制,依靠国内技术和装备实现安全、经济的管道拆除和稳定、高效的管道维修是我国海洋石油事业发展的迫切需求。本课题的研究工作围绕国家自然科学基金项目《深水环境下金刚石串珠绳切割钢基材料切削及磨损特性研究》（项目编号:5167051260）进行,目的是研制出一种能够切割20″30″（φ508φ762mm）的以钢质材料为基底的海底复合材料立管的水下金刚石绳锯机,明确水下金刚石绳锯机的作业环境,规划水下金刚石绳锯机的作业流程,确定水下金刚石绳锯机的总体设计方案,并对关键技术进行研究。金刚石绳锯机切割海洋立管过程是众多金刚石串珠对钢基材料的磨削过程,金刚石串珠的磨削过程是大量离散分布在金刚石串珠表面的金刚石磨粒完成滑擦、耕犁和磨削作用的综合。通过建立单颗金刚石磨...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 课题来源、目的及意义
1.3 水下金刚石绳锯切割技术的国内外发展现状
1.3.1 国外水下金刚石绳锯切割技术的发展现状
1.3.2 国内水下金刚石绳锯切割技术的发展现状
1.4 金刚石串珠绳切割技术研究现状
1.4.1 金刚石串珠绳的制造工艺
1.4.2 金刚石串珠磨削研究现状
1.4.3 金刚石磨粒磨削仿真技术研究现状
1.5 论文的主要研究内容
第2章 水下立式金刚石绳锯机本体设计
2.1 水下金刚石绳锯机作业工况及设计要求
2.1.1 水下金刚石绳锯机作业工况
2.1.2 水下立管金刚石绳锯机的技术要求
2.2 水下立管金刚石绳锯机总体方案设计
2.2.1 水下立管金刚石绳锯机基本组成
2.2.2 金刚石绳锯机进给装置设计方案
2.2.3 金刚石绳锯机导向装置设计方案
2.2.4 金刚石绳锯机夹紧装置设计方案
2.2.5 金刚石绳锯机张紧装置设计方案
2.3 水下立管金刚石绳锯机本体设计与分析
2.3.1 进给装置结构设计与分析
2.3.2 主切割装置结构设计与分析
2.3.3 夹紧装置结构设计与分析
2.3.4 关键零部件校核
2.4 水下立管金刚石绳锯机作业流程
2.5 本章小结
第3章 单颗金刚石磨粒磨削工艺研究
3.1 工件表面性能和切屑
3.1.1 磨削表面残余应力
3.1.2 磨削表面冷作硬化
3.1.3 磨削表面材料去除
3.2 金刚石单颗磨粒磨削模型建立
3.2.1 管线钢磨削仿真中的损伤过程分析
3.2.2 磨削数学模型的建立
3.2.3 条件模型的建立
3.2.4 仿真模型的建立
3.3 单颗金刚石磨粒磨削仿真参数的设计
3.4 单颗金刚石磨粒磨削仿真结果及分析
3.4.1 磨削深度对工件表面性能和切屑的影响
3.4.2 磨削速度对工件表面性能和切屑的影响
3.4.3 前角对工件表面性能和切屑的影响
3.5 本章小结
第4章 磨削参数对金刚石磨粒磨削力的影响
4.1 磨削力的预测
4.2 仿真模型的建立
4.3 磨削深度对磨削力的影响
4.4 金刚石磨粒前角对磨削力的影响
4.5 磨削速度对磨削力的影响
4.6 本章小结
第5章 金刚石串珠切削钢质材料仿真与试验研究
5.1 试验条件
5.1.1 试验设备
5.1.2 数据采集设备
5.2 金刚石串珠切割仿真模型
5.2.1 金刚石串珠仿真模型的建立
5.2.2 金刚石串珠切削过程模型的建立
5.3 金刚石串珠切割仿真结果与试验结果对比分析
5.3.1 切削力的对比分析
5.3.2 切屑的对比分析
5.3.3 工件表面加工性能的对比分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]从专利技术角度分析金刚石串珠绳的发展[J]. 毛丹丹,华琪. 中国新技术新产品. 2018(03)
[2]中国石油安全的现状与对策研究[J]. 曹轶. 经济研究导刊. 2018(02)
[3]20CrMnTi钢齿面磨削力模型构建与分析[J]. 田欣利,王龙,刘谦,唐修检,杨理钧,杨绪啟. 机械工程学报. 2018(03)
[4]浅谈我国海洋石油勘探开发装备的现状及发展趋势[J]. 杨松. 中国资源综合利用. 2017(10)
[5]我国海洋油气平台弃置拆除技术发展现状[J]. 汪雷. 化学工程与装备. 2017(03)
[6]海洋能源勘探开发技术现状与展望[J]. 周守为,李清平,朱海山,张厚和,付强,张理. 中国工程科学. 2016(02)
[7]自由烧结金刚石串珠冷压工艺研究[J]. 卢安军,秦海青,林峰,雷晓旭,蒙光海,程煜. 超硬材料工程. 2016(01)
[8]合金钢20CrMo的单颗磨粒高速磨削仿真研究[J]. 余剑武,刘智康,吴耀,肖清,舒新. 制造技术与机床. 2015(12)
[9]电镀金刚石线锯的研究现状与发展[J]. 刘永奇. 超硬材料工程. 2015(01)
[10]金刚石串珠绳的研发与生产[J]. 徐凯,谢伟清. 金属制品. 2014(02)
博士论文
[1]单层钎焊立方氮化硼砂轮缓进深切磨削钛合金的基础研究[D]. 杨长勇.南京航空航天大学 2010
[2]基于单颗磨粒切削的淬硬模具钢磨削机理研究[D]. 言兰.湖南大学 2010
硕士论文
[1]纳米聚晶金刚石的高温高压制备[D]. 韦鑫.吉林大学 2017
[2]水下金刚石绳锯机机械本体设计及切削性能研究[D]. 刘磊.哈尔滨工程大学 2015
[3]我国海洋油气开发及国际合作研究[D]. 赵津.中国海洋大学 2012
[4]细粒度钎焊金刚石砂轮的制作及其磨削实验研究[D]. 刘文锋.华侨大学 2012
[5]金刚石线锯的复合电镀法制备及其性能研究[D]. 刘绪鹏.大连理工大学 2008
[6]水下金刚石绳锯磨削技术及机理研究[D]. 崔海.哈尔滨工程大学 2007
本文编号：3057338
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 课题来源、目的及意义
1.3 水下金刚石绳锯切割技术的国内外发展现状
1.3.1 国外水下金刚石绳锯切割技术的发展现状
1.3.2 国内水下金刚石绳锯切割技术的发展现状
1.4 金刚石串珠绳切割技术研究现状
1.4.1 金刚石串珠绳的制造工艺
1.4.2 金刚石串珠磨削研究现状
1.4.3 金刚石磨粒磨削仿真技术研究现状
1.5 论文的主要研究内容
第2章 水下立式金刚石绳锯机本体设计
2.1 水下金刚石绳锯机作业工况及设计要求
2.1.1 水下金刚石绳锯机作业工况
2.1.2 水下立管金刚石绳锯机的技术要求
2.2 水下立管金刚石绳锯机总体方案设计
2.2.1 水下立管金刚石绳锯机基本组成
2.2.2 金刚石绳锯机进给装置设计方案
2.2.3 金刚石绳锯机导向装置设计方案
2.2.4 金刚石绳锯机夹紧装置设计方案
2.2.5 金刚石绳锯机张紧装置设计方案
2.3 水下立管金刚石绳锯机本体设计与分析
2.3.1 进给装置结构设计与分析
2.3.2 主切割装置结构设计与分析
2.3.3 夹紧装置结构设计与分析
2.3.4 关键零部件校核
2.4 水下立管金刚石绳锯机作业流程
2.5 本章小结
第3章 单颗金刚石磨粒磨削工艺研究
3.1 工件表面性能和切屑
3.1.1 磨削表面残余应力
3.1.2 磨削表面冷作硬化
3.1.3 磨削表面材料去除
3.2 金刚石单颗磨粒磨削模型建立
3.2.1 管线钢磨削仿真中的损伤过程分析
3.2.2 磨削数学模型的建立
3.2.3 条件模型的建立
3.2.4 仿真模型的建立
3.3 单颗金刚石磨粒磨削仿真参数的设计
3.4 单颗金刚石磨粒磨削仿真结果及分析
3.4.1 磨削深度对工件表面性能和切屑的影响
3.4.2 磨削速度对工件表面性能和切屑的影响
3.4.3 前角对工件表面性能和切屑的影响
3.5 本章小结
第4章 磨削参数对金刚石磨粒磨削力的影响
4.1 磨削力的预测
4.2 仿真模型的建立
4.3 磨削深度对磨削力的影响
4.4 金刚石磨粒前角对磨削力的影响
4.5 磨削速度对磨削力的影响
4.6 本章小结
第5章 金刚石串珠切削钢质材料仿真与试验研究
5.1 试验条件
5.1.1 试验设备
5.1.2 数据采集设备
5.2 金刚石串珠切割仿真模型
5.2.1 金刚石串珠仿真模型的建立
5.2.2 金刚石串珠切削过程模型的建立
5.3 金刚石串珠切割仿真结果与试验结果对比分析
5.3.1 切削力的对比分析
5.3.2 切屑的对比分析
5.3.3 工件表面加工性能的对比分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]从专利技术角度分析金刚石串珠绳的发展[J]. 毛丹丹,华琪. 中国新技术新产品. 2018(03)
[2]中国石油安全的现状与对策研究[J]. 曹轶. 经济研究导刊. 2018(02)
[3]20CrMnTi钢齿面磨削力模型构建与分析[J]. 田欣利,王龙,刘谦,唐修检,杨理钧,杨绪啟. 机械工程学报. 2018(03)
[4]浅谈我国海洋石油勘探开发装备的现状及发展趋势[J]. 杨松. 中国资源综合利用. 2017(10)
[5]我国海洋油气平台弃置拆除技术发展现状[J]. 汪雷. 化学工程与装备. 2017(03)
[6]海洋能源勘探开发技术现状与展望[J]. 周守为,李清平,朱海山,张厚和,付强,张理. 中国工程科学. 2016(02)
[7]自由烧结金刚石串珠冷压工艺研究[J]. 卢安军,秦海青,林峰,雷晓旭,蒙光海,程煜. 超硬材料工程. 2016(01)
[8]合金钢20CrMo的单颗磨粒高速磨削仿真研究[J]. 余剑武,刘智康,吴耀,肖清,舒新. 制造技术与机床. 2015(12)
[9]电镀金刚石线锯的研究现状与发展[J]. 刘永奇. 超硬材料工程. 2015(01)
[10]金刚石串珠绳的研发与生产[J]. 徐凯,谢伟清. 金属制品. 2014(02)
博士论文
[1]单层钎焊立方氮化硼砂轮缓进深切磨削钛合金的基础研究[D]. 杨长勇.南京航空航天大学 2010
[2]基于单颗磨粒切削的淬硬模具钢磨削机理研究[D]. 言兰.湖南大学 2010
硕士论文
[1]纳米聚晶金刚石的高温高压制备[D]. 韦鑫.吉林大学 2017
[2]水下金刚石绳锯机机械本体设计及切削性能研究[D]. 刘磊.哈尔滨工程大学 2015
[3]我国海洋油气开发及国际合作研究[D]. 赵津.中国海洋大学 2012
[4]细粒度钎焊金刚石砂轮的制作及其磨削实验研究[D]. 刘文锋.华侨大学 2012
[5]金刚石线锯的复合电镀法制备及其性能研究[D]. 刘绪鹏.大连理工大学 2008
[6]水下金刚石绳锯磨削技术及机理研究[D]. 崔海.哈尔滨工程大学 2007
本文编号：3057338
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