海洋科考船万米绞车设计与研究

摘要

随着当今世界的快速发展和海洋资源需求的快速增长，各国都在关注海洋的开发和研究。但由于科考设备的技术限制，我国研究的深度一直没有深入。我国研究的普通千米绞车，多采用液压系统进行控制，但是液压系统在恶劣海况下并没有PLC控制系统稳定。并且我国科考设备大部分还是依赖于进口，所以研制具有自己知识产权的万米绞车具有战略意义。　　本文研究的海洋科考万米绞车主要是完成科考设备的收放，同时具备波浪补偿的功能。本文首先针对国内现有绞车设计中存在的问题，设计了一种海洋科考用万米绞车。分析了万米绞车工作环境和作业需求，在此基础上设计了万米绞车的机械结构。然后在Solidworks中建立了万米绞车关键部位的实体模型，使用有限元分析软件ANSYS Workbench中对绞车系统关键部位进行了刚度、强度和模态的分析，验证设计的万米绞车系统的刚度、强度和模态是否满足整个系统的要求。最后对波浪对缆绳所受张力的影响设计了波浪补偿系统和基于PLC控制的自动排缆系统。具有一定的现实意义和实用价值。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1课题研究的目的和意义

1．2课题来源

1．3本论文的主要研究内容

1．4本章小结

第二章国内外研究现状与技术分析

2．1国内外海洋绞车研究现状

2．1．1海洋科考绞车种类介绍

2．1．2海洋绞车技术现状

2．1．3科考绞车发展趋势

2．2 PLO在绞车控制方面的应用现状

2．2．1 PLC的特点

2．2．2 PLC的应用领域

2．2．3 PLC技术的研究现状

2．3本文主要解决的问题

2．4本章小结

第三章万米绞车系统方案设计

3．1设计参数

3．2．1科考船主要具备的设计要求

3．2．2海洋科考船的主要设计特点

3．2．3科考船在海浪作用下的运动分析

3．3波浪补偿系统

3．4万米绞车主要组成与配置

3．5万米绞车系统工作原理介绍

3．6本章小结

第四章万米绞车机械结构设计

4．1主传动系统结构设计

4．1．1电机的选型

4．1．2滚筒设计

4．1．3排缆器的设计

4．1．4线缆材质分析与选择

4．1．5牵引器设计

4．2本章小结

第五章机械结构性能分析

5．1绞车卷筒模态分析

5．1．1模态分析的过程介绍

5．1．2模态分析的过程

5．1．3结果分析

5．2卷筒的强度分析

5．3滑轮的有限元分析

5．4本章小结

第六章绞车控制系统设计

6．1绞车控制系统的整体组成

6．1．1收缆单元

6．1．2张力检测单元

6．1．3排缆单元

6．1．4控制单元

6．2波浪补偿系统设计

6．2．1数学模型建立

6．2．2 P l D控制

6．3 PLC控制系统分析与设计

6．3．1良好的工作环境

6．3．2正确的配线和接地

6．3．3保护措施

6．3．4排缆器的PLC控制

6．4本章小结

第七章总结与展望

7．1全文总结

7．2工作展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文及研究成果