两种深海往复型水下作业工具的研制

摘要

我国海岸线绵长，海域广阔。深海救助打捞是国家应急保障体系的重要组成部分，研制具有强打捞作业能力的专用工具和相应的作业技术是深海遇险目标应急处置技术中需重点完成的任务。本文面向6000级深海打捞往复型专用作业工具，重点突破了作业工具的深海超高压设计和轻量小型化设计，研制了两套典型的ROV用水下作业工具样机——钢缆切割器和液压扩张器。
　　本文在对比了不同水下钢缆切割器优缺点的基础上，根据技术指标，提出了钢缆切割器的总体技术方案，并通过试验确定了不同直径钢缆所需的切断力，对关键部件进行了合理的结构与参数设计。针对钢缆切割器在深海超高压环境下的不同工况，利用有限元工具ANSYS Workbench对其关键部位进行了静力学仿真分析，并依据轻量小型化设计原则，完成了钢缆切割器的优化设计。
　　根据技术指标要求，通过几何计算、运动学分析及力学分析，确定了液压扩张器整体结构，并对关键部件进行了合理参数设计，推算出了扩张器在不同扩张角时所能获得的最大扩张力；利用ADAMS动力学分析软件，仿真得到了扩张器在不同扩张位置时各销轴处的受力情况，完成了销轴、连杆及扩展臂的轻量小型化设计。
　　完成了钢缆切割器和液压扩张器样机的试制，搭建试验系统对样机进行了70MPa超高压陆地试验性能测试。试验结果表明两套深海往复型水下作业工具——钢缆切割器和液压扩张器达到了技术指标要求，为后续正机的研制工作及其它深海打捞设备的研制提供有效的参考依据。

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1 绪论

1.1 课题来源、目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 关键技术问题及研究内容

2 钢缆切割器的结构参数设计

2.1 技术要求

2.2 结构方案确定

2.3 主要结构参数确定

2.4 本章小结

3 钢缆切割器静力学仿真及结构优化

3.1 缸筒静力学仿真分析

3.2 缸筒优化设计

3.3 刀座静力学仿真分析及优化

3.4 本章小结

4 液压扩张器的设计与仿真

4.1 技术要求

4.2 液压扩张器整体结构设计

4.3 液压扩张器动力学仿真分析

4.4 本章小结

5 试验研究

5.1 试验原理与设备

5.2 试验结果分析

5.3 本章小结

6 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 不足与展望

致谢

参考文献