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软管滚筒驱动装置液压系统研究

许达  
【摘要】: 随着陆地石油储量的减少和对其需求量的增大,海洋石油开发越来越成为未来石油开发的战略重点。软管滚筒铺设装置作为海洋输油软管铺设大型设备之一,它的研制对我国海洋石油开采来说显得十分重要。本文针对海上作业环境恶劣、可靠性要求高等特点,对软管滚筒驱动装置的相关技术进行研究。 本文通过分析国外滚筒驱动装置的特点并考虑了实际铺管作业情况和工作要求,提出一种具有可自行更换滚筒功能、既可独立进行浅水铺管又可与张紧器配合深水铺管的滚筒驱动装置设计方案。根据工作要求设计了本体结构方案、液压系统方案、电气控制系统方案。 考虑到铺管船受到波浪扰动的影响,对管道铺设时软管动力学进行模型建立与仿真分析,在其仿真的基础上对波浪扰动下的滚筒驱动装置负载进行计算。根据滚筒驱动装置负载条件对其关键部件进行了设计并采用有限元分析法对其校核。 根据滚筒驱动装置设计要求和负载情况,对驱动部分进行设计和选型并提出几种滚筒核心驱动部分液压方案。对滚筒驱动装置其他部分液压回路方案进行拟定。根据工作要求并考虑可靠性,设计了液压系统总体回路并对其液压元件进行了设计选型。 最后对变负载下的液压系统进行建模与仿真分析。为了保证滚筒恒转速特性,在滚筒核心驱动部分液压系统仿真的基础上设计了滚筒速度反馈控制系统。


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