3000米深海吊放系統(tǒng)A架結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析.pdf

1、隨著對海洋的探索，我們的水下作業(yè)、探測和記錄儀器下潛深度越來越大。同時吊放目標(biāo)也越來越多樣，包括海洋巖心鉆機(jī)、沉積物取心器、海底觀測站、ROV/AUV、生物取樣器等。為了配合水下作業(yè)裝置的穩(wěn)定入水和順利回收，需要通過一整套布放回收系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。國內(nèi)起吊裝置多依賴于海外租賃，且國產(chǎn)起吊裝置一般以固定于船艉的大型門架為主，小型A型門架功能單一，在海況復(fù)雜或負(fù)載較大情況下不具備作業(yè)能力。為了改變這種狀況，本論文設(shè)計了一種便于運(yùn)輸?shù)木o湊型A型門架

2、布放回收系統(tǒng)。
　　該系統(tǒng)由鋼架結(jié)構(gòu)、伸縮液壓缸和液壓絞車組成，用于實(shí)現(xiàn)A型門架的擺動和纜繩的收放。鋼架結(jié)構(gòu)分為A型門架和基架，A型門架上安裝定滑輪，纜繩穿過定滑輪，分別連接負(fù)載和絞車?；苤饕鸬焦潭ūＷo(hù)作用，液壓缸、絞車、排纜器、防滑板、液壓元器件、操作面板、工具箱等均安裝在基架上。
　　由于本文的布放回收系統(tǒng)應(yīng)用于3000米深海環(huán)境，波浪升沉起伏會影響纜繩的收放，通過比較常用的五種補(bǔ)償方式，本文選用可控絞車的方案。同時

3、對纜繩受力進(jìn)行分析，計算出絞車排纜速度上限，結(jié)合額定負(fù)載和鋼纜直徑進(jìn)行絞車選型。本文對門架收放過程建立了運(yùn)動方程，推算出液壓缸理想的安裝位置，并結(jié)合工況對液壓缸進(jìn)行選型。同時本文給出了滑輪、鋼架結(jié)構(gòu)和銷軸的詳細(xì)設(shè)計方案，以及設(shè)計中涉及的配合制和焊接問題。并對設(shè)計方案進(jìn)行可行性評估，通過ForceEffect對門架橫梁進(jìn)行剪切力和彎矩分析，對危險截面進(jìn)行校核并對失效結(jié)構(gòu)更換許用應(yīng)力更大的材料。通過HyperMesh和Ansys對整體鋼架和

4、銷軸進(jìn)行有限元分析，確保設(shè)計具有足夠剛度、強(qiáng)度及穩(wěn)定性。
　　最后進(jìn)行了液壓系統(tǒng)設(shè)計，包括補(bǔ)償回路、絞車回路以及同步雙缸系統(tǒng)回路。其中補(bǔ)償回路集成在可控絞車內(nèi)部，起到減小波浪升沉起伏引起的負(fù)面作用。絞車回路主要具有兩個功能，包括絞車的收放和制動。同步雙缸系統(tǒng)回路起到對門架調(diào)整角度的作用，使A型門架能穩(wěn)定在船舷內(nèi)外運(yùn)動。本文對所有回路進(jìn)行詳細(xì)的可行性分析，并通過AMESim建立液壓系統(tǒng)回路，驗(yàn)證雙缸同步性。本文闡述了液壓控制原理和電