【摘要】：海洋絞車廣泛應用于水下拖曳系統(tǒng)、水下機器人、海洋鉆探、海洋管道鋪設、深海石油和天然氣等資源勘探和開發(fā)過程等海洋作業(yè)環(huán)境之中。隨著對海洋資源的開發(fā),擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的海洋絞車顯得越來越重要。本文通過對海洋絞車不同機械結(jié)構(gòu)方案優(yōu)缺點的分析,設計了海洋絞車機械系統(tǒng)的總體方案。根據(jù)海洋絞車總體方案詳細設計絞車所有零部件結(jié)構(gòu)。針對本文設計具有主動升沉補償功能的海洋絞車,滾筒轉(zhuǎn)動慣量是影響海洋絞車主動升沉補償功能實現(xiàn)的關(guān)鍵因素,本文開展了以減小海洋絞車滾筒轉(zhuǎn)動慣量為目標的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計研究。論文的主要研究內(nèi)容如下:(1)對不同類型海洋絞車的整體結(jié)構(gòu)形式、主傳動系統(tǒng)、排纜系統(tǒng)的優(yōu)缺點通過分析比較,基于本次設計海洋絞車的具體工況要求和制造成本考慮,設計了本次海洋絞車機械系統(tǒng)總體方案。(2)根據(jù)海洋絞車機械系統(tǒng)總體方案,本文詳細設計了海洋絞車所有零部件的結(jié)構(gòu),包括滾筒選材、結(jié)構(gòu)尺寸計算、強度校核;主傳動系統(tǒng)傳動比計算、固定輪系齒輪設計,扭矩校核、電機與減速器的選型;海洋絞車排纜系統(tǒng)中導纜器、絲杠、導軌的設計。針對不方便用常規(guī)方法進行強度剛度設計的滾筒、排纜系統(tǒng)零部件運用有限元軟件Ansys進行了靜強度和剛度的數(shù)值模擬計算與分析。結(jié)果表明所設計的零部件均能滿足強度和剛度要求。(3)本文設計的帶有主動升沉補償功能的海洋絞車,滾筒轉(zhuǎn)動慣量是影響絞車主動升沉補償功能實現(xiàn)的關(guān)鍵因素,根據(jù)本文設計的海洋絞車滾筒結(jié)構(gòu),在滿足滾筒結(jié)構(gòu)尺寸、強度和穩(wěn)定性的前提下,建立了海洋絞車滾筒轉(zhuǎn)動慣量最小的優(yōu)化模型,運用Matlab軟件進行優(yōu)化求解,得到了最優(yōu)的滾筒結(jié)構(gòu)尺寸。
【學位授予單位】：湖南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TH766

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本文編號：2604951