典型海水液压水下作业工具的设计与试验研究

论文摘要

海水液压传动技术是流体传动技术的重要分支,在国际上海水液压传动技术被认为是液压传动技术的发展趋势,是非常前沿的研究方向。海水液压传动技术的应用不仅从根本上解决了传统矿物油液压传动技术存在的污染、易燃易爆等问题,而且能适应水下工作环境,在水下作业工具中应用更能体现海水液压传动技术的优势。随着航运事业的迅猛发展,为安全营运起到保驾护航作用的海上救捞也越来越受到人们的关注。传统的油液压、电动、气动水下作业工具已经越来越不能满足当今海上救捞及水下作业所提出的大范围、大深度作业要求,而海水液压水下作业工具则具有作业深度大、范围广,且不会因泄露而造成海洋污染等一系列优点,受到广泛关注。所以本文在大连海事大学开设救捞专业的背景下,设计两套典型的、应用范围广的海水液压水下作业工具：往复型海水液压扩张器和旋转型海水液压金刚石链锯,并搭建海水液压水下作业工具系统试验平台。海水液压扩张器采用四连杆传动的方案,根据扩张范围和扩张力的要求,对扩张器的海水液压缸内径和壁厚、扩张臂尺寸、活塞行程等参数进行了理论计算和设计。根据人机工程学的原理,对海水液压扩张器的把手结构进行了改进。通过有限元分析,确定扩张臂的优化结构。通过理论计算,确定海水液压金刚石链锯的马达参数,并根据史丹利DS06型号油液压链锯,选配链板和链条,利用海水液压工具与海洋环境兼容性好的特点,对传统矿物油金刚石链锯结构进行了改进,作业时不需要另接水源对链条进行冷却,使链锯结构得到了的简化,并减轻了设备重量,降低了使用成本。所搭建的海水液压水下作业工具系统试验平台利用潜水电机驱动,最大作业深度可达3000米,海水泵能输出10-14MPa的驱动压力,系统移动性能好,能很好的适应水下作业环境。利用海水液压水下作业工具系统试验平台完成相关试验,证明两套典型海水液压水下作业工具结构设计合理、操作性、可靠性好,通过试验,为实际海上救捞提供一组有效的参考数据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源与目的
• 1.2 课题背景及意义
• 1.2.1 海水液压传动技术的关键技术问题
• 1.2.2 海水液压传动技术兴起的原因
• 1.2.3 海水液压传动技术的优势
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 论文主要研究内容
• 第2章 海水液压扩张器结构设计与参数计算
• 2.1 海水液压扩张器的功能和工作原理
• 2.2 海水液压扩张器的结构设计
• 2.2.1 海水液压扩张器的技术指标
• 2.2.2 海水液压扩张器主要参数设计计算
• 2.2.3 海水液压扩张器控制阀结构设计
• 2.3 基于SolidWorks cosmos的海水液压扩张器有限元分析
• 2.3.1 海水液压扩张器三维模型的建立
• 2.3.2 海水液压扩张器有限元模型的建立
• 2.3.3 海水液压扩张器有限元静态分析
• 2.4 基于有限元静态分析的海水液压扩张器的优化设计
• 2.5 本章小结
• 第3章 海水液压金刚石链锯结构设计与参数计算
• 3.1 海水液压金刚石链锯的功能和工作原理
• 3.2 海水液压传动技术在金刚石链锯中应用的优势
• 3.3 海水液压金刚石链锯主要参数设计计算
• 3.3.1 海水液压金刚石链锯的技术指标
• 3.3.2 主要参数设计计算
• 3.4 海水液压金刚石链锯换向阀结构设计
• 3.5 金刚石链条形式的选择
• 3.6 本章小结
• 第4章 海水液压水下作业工具系统实验台
• 4.1 海水液压水下作业工具系统实验台总体方案
• 4.2 海水液压水下作业系统动力源组成及其工作原理
• 4.3 海水液压水下作业工具系统实验台主要参数的确定
• 4.3.1 系统主要技术指标
• 4.3.2 海水泵
• 4.3.3 主泵驱动潜水电机参数计算
• 4.3.4 卸荷阀、溢流阀以及流量阀技术指标的确定
• 4.3.5 涡轮流量计的选择
• 4.4 管道压力损失计算
• 4.5 本章小结
• 第5章 海水液压水下作业工具试验研究
• 5.1 试验方法
• 5.2 管道粘性阻力试验
• 5.3 海水液压扩张器实验及结果分析
• 5.4 海水液压链锯实验及结果分析
• 5.4.1 流量对链锯功率的影响
• 5.4.2 海水粘滞阻力对链锯功率的影响
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间公开发表论文
• 致谢
• 研究生履历