海底管道制造设备设计

发布时间：2017-07-29 07:40

  本文关键词：海底管道制造设备设计

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【摘要】：海底管道在石油、天然气、电气领域广泛应用。目前,国外已有数家企业拥有成熟的制造装备技术,他们广泛采用柔性管道技术,该技术制造出的产品可靠性高、适用范围广。但由于管道结构复杂,因而对制造工艺和制造设备的要求较高。国外企业在制造设备的自动控制、重心平衡、结构设计等方面的技术很成熟,其产品已经多次换代升级,广泛用于海底管道生产过程中。但目前国内在海底管道制造设备方面技术不够成熟,主要是参考国际专利仿制国外机床,设备存在多种问题,如管道柔性不足、连续生产长度较短、形状一致性差等问题,且机床无法实现自动调节,调试不方便。论文对制造海底管道最内层CARCASS骨架层的制造设备进行了分析,对轧辊模块进行了详细设计,对床身部件、动力部件、轧辊部件、锁扣部件、储料部件、平衡部件和停车部件等其他部件进行了概念设计。设计的装备采用旋转缠绕方式进行加工。设备采取反馈控制,对产品形状参数进行检测,然后通过调整动力部件的运动速度和管道牵引速度控制制造过程。为了阻止加工过程中储料盘上工件材料不断减少导致的机床重心变化对机床稳定性影响,在前盘上加入偏心感应传感器及控制重心的平衡部件,保证设备工作平稳。论文对宽度72mm、厚度2mm的304L不锈钢钢带加工成外径400mm的CARCASS管道的制造装备进行了设计,开展了轧辊模块重要零件的强度建模计算,并进行了有限元分析,重点分析了机架在工作情况下的变形和受力情况,以确保设计满足要求。为了验证重要部件的设计参数,开展了模拟实验研究,拟通过改装市面上现有机床的方式进行实验,重点分析轧辊形状参数、运动参数和载荷参数以及锁扣辊的形状参数对管道骨架层加工质量的影响。
【关键词】：柔性管道 CARCASS 轧辊
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG502;P756.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-18
• 1.1 选题背景和研究意义8-9
• 1.2 海洋柔性管道9-11
• 1.3 海洋柔性管道生产过程11-16
• 1.3.1 CARCASS骨架层12-13
• 1.3.2 内压保护层13-14
• 1.3.3 Z形抗压铠装层14
• 1.3.4 抗拉铠装层14-15
• 1.3.5 抗腐蚀保护层15-16
• 1.4 海洋柔性管道制造设备16-17
• 1.5 研究目标和主要内容17-18
• 2 CARCASS制造设备总体设计18-36
• 2.1 设备运动分析18-21
• 2.2 设备机构原理分析21-32
• 2.2.1 轧辊模块机构21-27
• 2.2.2 前面盘旋转机构27
• 2.2.3 锁扣机构27-29
• 2.2.4 平衡机构29-30
• 2.2.5 芯轴旋转机构30-31
• 2.2.6 其他机构31-32
• 2.3 控制分析32-35
• 2.3.1 探测装置33
• 2.3.2 控制流程33-35
• 2.4 本章小结35-36
• 3 CARCASS制造设备局部详细设计36-55
• 3.1 设备要求参数36-39
• 3.2 轧辊轴设计计算39-44
• 3.2.1 材料选择39
• 3.2.2 最小轴径39-40
• 3.2.3 结构设计40-42
• 3.2.4 轴上载荷42-43
• 3.2.5 轴强度校核43-44
• 3.3 机架结构设计计算44-48
• 3.3.1 几点假设44
• 3.3.2 设计计算44-48
• 3.4 机架受力分析48-52
• 3.4.1 材料属性48
• 3.4.2 单元选择48-49
• 3.4.3 约束条件49-51
• 3.4.4 分析与讨论51-52
• 3.5 传动齿轮设计计算52-54
• 3.5.1 基本参数52
• 3.5.2 按齿面接触强度设计52-53
• 3.5.3 按齿根弯曲强度设计53-54
• 3.5.4 齿轮尺寸54
• 3.6 本章小结54-55
• 4 试验机方案设计55-60
• 4.1 设计思想55-56
• 4.2 试验机机构分析56-58
• 4.3 试验机采购58-59
• 4.4 本章小结59-60
• 结论60-61
• 参考文献61-63
• 致谢63-64

【参考文献】

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1 荀常柱,伦昕义;国内外大型石油公司竞争力比较[J];化工技术经济;2004年04期

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本文编号：588069