基于进给速度及力耦合控制的绳锯机设计及切削性能研究
发布时间：2021-08-02 06:39
自上世纪60年代渤海探井“海一井”以来,我国海洋油气开采技术从一无所有到现在不断成熟进步。考虑海洋油气开采设备的工作使用年限,目前面临的问题是海底油气管道的维修作业以及破损管道的切除更换。本课题来源于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及磨损特性研究”,以海底破损油气管道的切割拆除作业作为应用背景,研制适用于16″到24″不同尺寸海底管道切割的、作业深度在500m以浅,可自动调节进给速度的水下金刚石绳锯机。论文在分析金刚石绳锯机国内外发展应用现状以及相应关键技术研究现状,包括串珠绳张紧力控制和进给速度调节的基础上,根据绳锯机的工作原理及作业工况,考虑金刚石串珠绳的磨损情况,提出一种水下金刚石绳锯机的总体设计方案,并进行了绳锯机本体结构的详细设计。分析水下金刚石绳锯机切削过程,对串珠绳的受力进行分析,建立串珠绳力学模型;针对张紧力与进给速度之间的耦合关系,通过切削实验确定最佳切削参数,完成耦合控制节流阀的设计及三维建模。建立控制节流阀的流体仿真模型,通过流体仿真,得到节流阀流量特性曲线,确定串珠绳张紧力对节流阀流量的影响规律并建立数学模型;通过对串珠绳轴向振动的分析,...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CANDIANI公司的VINCA-6型绳锯机VINCA-6型绳锯机主要组成与普通绳锯机基本相同，不同点在于绳锯机两侧的大飞
第1章绪论3[6]。水下金刚石绳锯机应用案例中最具有代表性的是关于2000年对俄罗斯Kursk号核潜艇的打捞工作中对潜艇的首舱切除作业，以及2003年在英吉利海峡沉没的TRICOLOR号满载货船的打捞工程[7]。在对Kursk号打捞的工作中，为了保证核潜艇的安全，不发生二次失事，需要对长达20m的首舱进行切除，传统的切割方式针对这种大体积整体结构切割存在局限性，金刚石绳锯切割机设备简单、结构紧凑，切削效率高，在此次切割工作中发挥不可或缺的作用，如图1.2所示[8]。图1.2Kursk号首舱切除这些工程实例也让人们意识到了金刚石绳锯机在水下切割领域的可行性以及优越性。随着人类对于海洋资源的深入开发，金刚石绳锯机逐步替代传统切割方式应用在海洋设备的维修作业之中，主要表现在海底管道的维修切割、海上平台立柱的切割、钢制绳索的切割等一系列拆除维修作业之中[9]。如图1.3所示是美国瓦奇公司设计制造的深水金刚石绳锯，如SubseaDWS金刚石绳锯系列，具有自调节自动进给系统，通过控制串珠绳的锯弓角来自动匹配进给速度与切削速度，为金刚石绳锯机提供更加合理的切削参数，不仅提高操作员的安全性，还大大延长了串珠绳使用寿命。图1.3.Wachs深水金刚石绳锯机
第1章绪论3[6]。水下金刚石绳锯机应用案例中最具有代表性的是关于2000年对俄罗斯Kursk号核潜艇的打捞工作中对潜艇的首舱切除作业，以及2003年在英吉利海峡沉没的TRICOLOR号满载货船的打捞工程[7]。在对Kursk号打捞的工作中，为了保证核潜艇的安全，不发生二次失事，需要对长达20m的首舱进行切除，传统的切割方式针对这种大体积整体结构切割存在局限性，金刚石绳锯切割机设备简单、结构紧凑，切削效率高，在此次切割工作中发挥不可或缺的作用，如图1.2所示[8]。图1.2Kursk号首舱切除这些工程实例也让人们意识到了金刚石绳锯机在水下切割领域的可行性以及优越性。随着人类对于海洋资源的深入开发，金刚石绳锯机逐步替代传统切割方式应用在海洋设备的维修作业之中，主要表现在海底管道的维修切割、海上平台立柱的切割、钢制绳索的切割等一系列拆除维修作业之中[9]。如图1.3所示是美国瓦奇公司设计制造的深水金刚石绳锯，如SubseaDWS金刚石绳锯系列，具有自调节自动进给系统，通过控制串珠绳的锯弓角来自动匹配进给速度与切削速度，为金刚石绳锯机提供更加合理的切削参数，不仅提高操作员的安全性，还大大延长了串珠绳使用寿命。图1.3.Wachs深水金刚石绳锯机
【参考文献】：
期刊论文
[1]金刚石串珠绳锯橡胶保护套工作寿命的内因分析[J]. 彭锦雯,彭啸,邓卫星. 超硬材料工程. 2016(04)
[2]金刚石工具在钢筋混凝土结构修复改造中的应用与研究现状[J]. 段隆臣,谭松成. 探矿工程(岩土钻掘工程). 2016(06)
[3]调节阀门阀芯结构对流量特性影响分析[J]. 刘洁. 科技传播. 2016(09)
[4]新兴工业材料加工用金刚石工具[J]. 刘一波,徐良. 超硬材料工程. 2016(02)
[5]组合绳锯机的张紧方式[J]. 闫先华. 石材. 2016(03)
[6]水下金刚石绳锯机张紧装置的研究[J]. 张惠. 机械工程师. 2015(11)
[7]调节阀开度验算计算方法的确定[J]. 孙德利,尚学辉,王长河. 工业仪表与自动化装置. 2015(04)
[8]液压切割机进给速度控制的电液比例液压系统设计[J]. 尹继英,王皓,王毅坚. 吉林化工学院学报. 2014(11)
[9]金刚石绳锯机切削海底管道切削效率试验[J]. 张永锐,王立权,杨洋,张岚. 哈尔滨工程大学学报. 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]金刚石锯绳切削钢基材料特性分析及实验研究[D]. 张永锐.哈尔滨工程大学 2014
[2]结构流固耦合振动与流动控制的数值模拟[D]. 徐枫.哈尔滨工业大学 2009
[3]海洋废弃平台桩基拆除绳锯机研制及其动力学研究[D]. 王海波.哈尔滨工程大学 2008
[4]水下金刚石绳锯机切割技术的研究与工程样机的研制[D]. 曹立文.哈尔滨工程大学 2006
硕士论文
[1]新型金刚石多层有序排布方法及其应用研究[D]. 牛亮.广东工业大学 2016
[2]绳锯加工过程中线弓弯曲程度测量系统的设计和实验研究[D]. 邹航.华侨大学 2016
[3]我国陆海油气资源开发成本效益比较研究[D]. 王作修.大连海事大学 2015
[4]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
[5]新型金刚石工具铜基结合剂及其性能的研究[D]. 吴颖.重庆大学 2014
[6]磨粒预钎焊金刚石磨轮的研制及其性能研究[D]. 夏斯伟.南京航空航天大学 2014
[7]水下金刚石锯绳实验方法研究与实验台设计[D]. 刘丁元.哈尔滨工程大学 2013
[8]基于国际竞争的我国海洋文化发展战略研究[D]. 张敏.哈尔滨工程大学 2012
[9]水下卧式金刚石绳锯机实验样机的研制[D]. 吕成.哈尔滨工程大学 2008
[10]水下金刚石绳锯机液压控制及监测系统研究[D]. 罗萌.哈尔滨工程大学 2007
本文编号：3317093
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CANDIANI公司的VINCA-6型绳锯机VINCA-6型绳锯机主要组成与普通绳锯机基本相同，不同点在于绳锯机两侧的大飞
第1章绪论3[6]。水下金刚石绳锯机应用案例中最具有代表性的是关于2000年对俄罗斯Kursk号核潜艇的打捞工作中对潜艇的首舱切除作业，以及2003年在英吉利海峡沉没的TRICOLOR号满载货船的打捞工程[7]。在对Kursk号打捞的工作中，为了保证核潜艇的安全，不发生二次失事，需要对长达20m的首舱进行切除，传统的切割方式针对这种大体积整体结构切割存在局限性，金刚石绳锯切割机设备简单、结构紧凑，切削效率高，在此次切割工作中发挥不可或缺的作用，如图1.2所示[8]。图1.2Kursk号首舱切除这些工程实例也让人们意识到了金刚石绳锯机在水下切割领域的可行性以及优越性。随着人类对于海洋资源的深入开发，金刚石绳锯机逐步替代传统切割方式应用在海洋设备的维修作业之中，主要表现在海底管道的维修切割、海上平台立柱的切割、钢制绳索的切割等一系列拆除维修作业之中[9]。如图1.3所示是美国瓦奇公司设计制造的深水金刚石绳锯，如SubseaDWS金刚石绳锯系列，具有自调节自动进给系统，通过控制串珠绳的锯弓角来自动匹配进给速度与切削速度，为金刚石绳锯机提供更加合理的切削参数，不仅提高操作员的安全性，还大大延长了串珠绳使用寿命。图1.3.Wachs深水金刚石绳锯机
第1章绪论3[6]。水下金刚石绳锯机应用案例中最具有代表性的是关于2000年对俄罗斯Kursk号核潜艇的打捞工作中对潜艇的首舱切除作业，以及2003年在英吉利海峡沉没的TRICOLOR号满载货船的打捞工程[7]。在对Kursk号打捞的工作中，为了保证核潜艇的安全，不发生二次失事，需要对长达20m的首舱进行切除，传统的切割方式针对这种大体积整体结构切割存在局限性，金刚石绳锯切割机设备简单、结构紧凑，切削效率高，在此次切割工作中发挥不可或缺的作用，如图1.2所示[8]。图1.2Kursk号首舱切除这些工程实例也让人们意识到了金刚石绳锯机在水下切割领域的可行性以及优越性。随着人类对于海洋资源的深入开发，金刚石绳锯机逐步替代传统切割方式应用在海洋设备的维修作业之中，主要表现在海底管道的维修切割、海上平台立柱的切割、钢制绳索的切割等一系列拆除维修作业之中[9]。如图1.3所示是美国瓦奇公司设计制造的深水金刚石绳锯，如SubseaDWS金刚石绳锯系列，具有自调节自动进给系统，通过控制串珠绳的锯弓角来自动匹配进给速度与切削速度，为金刚石绳锯机提供更加合理的切削参数，不仅提高操作员的安全性，还大大延长了串珠绳使用寿命。图1.3.Wachs深水金刚石绳锯机
【参考文献】：
期刊论文
[1]金刚石串珠绳锯橡胶保护套工作寿命的内因分析[J]. 彭锦雯,彭啸,邓卫星. 超硬材料工程. 2016(04)
[2]金刚石工具在钢筋混凝土结构修复改造中的应用与研究现状[J]. 段隆臣,谭松成. 探矿工程(岩土钻掘工程). 2016(06)
[3]调节阀门阀芯结构对流量特性影响分析[J]. 刘洁. 科技传播. 2016(09)
[4]新兴工业材料加工用金刚石工具[J]. 刘一波,徐良. 超硬材料工程. 2016(02)
[5]组合绳锯机的张紧方式[J]. 闫先华. 石材. 2016(03)
[6]水下金刚石绳锯机张紧装置的研究[J]. 张惠. 机械工程师. 2015(11)
[7]调节阀开度验算计算方法的确定[J]. 孙德利,尚学辉,王长河. 工业仪表与自动化装置. 2015(04)
[8]液压切割机进给速度控制的电液比例液压系统设计[J]. 尹继英,王皓,王毅坚. 吉林化工学院学报. 2014(11)
[9]金刚石绳锯机切削海底管道切削效率试验[J]. 张永锐,王立权,杨洋,张岚. 哈尔滨工程大学学报. 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]金刚石锯绳切削钢基材料特性分析及实验研究[D]. 张永锐.哈尔滨工程大学 2014
[2]结构流固耦合振动与流动控制的数值模拟[D]. 徐枫.哈尔滨工业大学 2009
[3]海洋废弃平台桩基拆除绳锯机研制及其动力学研究[D]. 王海波.哈尔滨工程大学 2008
[4]水下金刚石绳锯机切割技术的研究与工程样机的研制[D]. 曹立文.哈尔滨工程大学 2006
硕士论文
[1]新型金刚石多层有序排布方法及其应用研究[D]. 牛亮.广东工业大学 2016
[2]绳锯加工过程中线弓弯曲程度测量系统的设计和实验研究[D]. 邹航.华侨大学 2016
[3]我国陆海油气资源开发成本效益比较研究[D]. 王作修.大连海事大学 2015
[4]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
[5]新型金刚石工具铜基结合剂及其性能的研究[D]. 吴颖.重庆大学 2014
[6]磨粒预钎焊金刚石磨轮的研制及其性能研究[D]. 夏斯伟.南京航空航天大学 2014
[7]水下金刚石锯绳实验方法研究与实验台设计[D]. 刘丁元.哈尔滨工程大学 2013
[8]基于国际竞争的我国海洋文化发展战略研究[D]. 张敏.哈尔滨工程大学 2012
[9]水下卧式金刚石绳锯机实验样机的研制[D]. 吕成.哈尔滨工程大学 2008
[10]水下金刚石绳锯机液压控制及监测系统研究[D]. 罗萌.哈尔滨工程大学 2007
本文编号：3317093
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