水下金刚石绳锯机切割技术的研究

海底石油管道出现损坏时,在维修过程中需要将管道切断,采用常用的水下切割方法很难完成切割工作,文中提出了水下金刚石绳锯机切割技术.介绍了水下金刚石绳锯机的组成和工作原理;分析了绳锯机的主要部件的工作过程;计算和确定了绳锯机的液压系统的动力参数.对海底石油管道进行了切割试验,得到了绳锯机的切削工艺参数之间的关系.通过测试和监控系统可以测量出绳锯机串珠绳的张力和径向切割位移,根据测量的数据调整切割参数和控制整个切割过程.     

金刚石绳锯机切削海底管道切削效率试验

针对绳锯机维修海底油气管道修复效率的问题,采用单一因素试验法进行了绳锯机切削海底管道过程中切削参数对切削效率影响的试验研究。搭建了金刚石绳锯机切削海底管道试验样机,分析了切削线速度、进给速度、切削压力对切削效率的影响,测量了串珠绳张紧力和压力的关系曲线。结果表明:切削线速度、进给速度、切削压力对绳锯机切削海底管道的切削效率有显著的影响,切削线速度和进给速度存在最佳值使得绳锯机的切削效率最高。本研究结果为金刚石绳锯机切削海底管道提供合理可靠的技术参数。     

海洋废弃平台桩基拆除绳锯机控制系统研发

海洋废弃平台拆除过程中需要切断桩基,水下绳锯机是一种安全环保的桩基切割工具．介绍了绳锯机的工作原理,提出了控制系统的总体结构,设计了控制系统的硬件和软件,实验表明此控制系统能够使绳锯机安全、稳定的工作．     

金刚石串珠失效形式的实验研究

由于金刚石绳锯机能同时切削多种材料、切割形式灵活,近年来随着对其切削机理的深入研究而得到了越来越广泛的应用．文中介绍了金刚石绳锯机实验样机的基本组成、工作原理及切割单层海底油气管道的实验,分析了切割试验的过程、打滑现象及串珠的磨损过程,为串珠绳切削管道不同层时径向进给速度的正确选择提供了依据．利用电子扫描显微镜对参与切削的串珠进行了观察,发现串珠的微观失效主要有4种形式,并初步研究了失效产生的原因,为串珠绳的合理使用和制作适合切削钢质材料的国产串珠绳提供了依据。     

绳锯机液压控制系统研究

研制了绳锯机手动液压控制系统,并在工程实践中得到了检验.将液压伺服阀引入液压控制系统,建立金刚石绳锯机径向进给速度液压闭环控制系统,建立了液压伺服阀控速度控制系统模型,在模型基础上进行频率特性仿真分析.     

绳罐道多绳摩擦提升系统横向振动特性的数值分析

对塔式绳罐道多绳摩擦提升系统进行了简化，采用了集中质量法建立了其横向振动的数字模型，编制了计算程序，分析了绳罐道锤及提升高度等变变化时其固有频率的变化。     

水下绳锯机张力检测装置的设计

介绍了水下绳锯机张力检测装置的组成及工作原理,并且采用ANSYS软件对关键部件导向轴进行了优化设计,最后对检测装置进行了标定,试验表明此装置满足设计要求.     

柔性绳系辅助离轨系统展开动力学研究

以绳系辅助离轨系统为背景,考虑系绳质量和柔性因素,利用微元法建立柔性绳系辅助离轨系统的展开动力学模型;针对动力学方程的复杂的非线性和强耦合问题,采用伽辽金法进行离散化处理、求解及分析;并通过数学仿真来验证和分析柔性绳系辅助离轨系统的展开动力学特性.仿真结果表明,在绳系辅助离轨系统的展开过程中,系统的横向和纵向运动的位移...     

基于均匀设计的水下金刚石绳锯磨削力研究

为了实现海底石油管道维修,采用均匀设计方法对水下金刚石绳锯柔性、断续磨削的磨削力进行了试验研究.使用MINITAB软件,建立了主要工艺参数对磨削力的多元线性回归方程,进行了回归分析,求得了绳锯磨削力较为精确的经验公式.进一步探讨了水下金刚石绳锯磨削力工艺规律,为保证绳锯良好的磨削性能和绳锯机参数设计提供了理论依据.     

绳系子卫星的展开

建立了绳系卫星在有偏置情况下动力学方程,并通过简化方程组深入讨论了绳系子卫星的展开策略及相应的运动特征,数值仿真结果证明这种展开策略是可行的。     

金刚石线锯切割晶体硅模式研究

通过单颗金刚石刻划晶体硅实验和金刚石线锯切割晶体硅片表面形貌观察,分析研究了金刚石线锯切割晶体硅的模式。结果表明：在较大正压力下刻划时,金刚石主要以脆性模式切割晶体硅,划痕呈破碎崩坑状,在单颗金刚石刻划实验条件下可看到脆性解理条纹;而在较小的压力下,金刚石主要以塑性模式切割晶体硅,划痕相对平直光滑;金刚石线锯切割晶体硅片时,硅片表面呈现大量由脆性断裂留下的不规则凹坑和较长的光滑划痕,显示出以脆性模式与塑性模式混合切割模式。分析其原因可能是由于切割过程中线锯正下方对晶体硅的压力较大,以脆性模式进行多颗粒反复刻划;而与此同时,线锯侧面金刚石颗粒以小得多侧向压力对切割暴露出的硅表面进行蹭磨刻划,因此产生塑性模式刻划。     

金刚石线锯上砂工艺对微粉密度的影响

以直径0.25 mm的琴钢丝为基体,粒径22～38μm的金刚石微粉(表面镀膜)为磨料,瓦特镀液为基础镀液,用微型气泵对上砂镀液进行搅拌,用落砂法上砂工艺制造金刚石线锯.结果表明:当气泵电机转速在100～120 r/min之间,线锯走动速度为100 mm/min,阴极电流密度调节至2～3 A/dm2时,可以制得微粉密度稳定的线锯,其微粉密度为1.35 Ct/dm2左右.     

大功率超声振动拉拔钛合金丝材的实验研究

为促进超声振动拉丝技术的实际应用,解决难拉拔材料的丝材加工问题,建立1套大功率超声振动拉丝实验系统,系统由超声波电源、换能器、变幅杆、传振杆、拉丝模、拉丝机等组成。通过对钛合金丝材未经预处理的直接拉拔实验,考察在实际拉丝加工过程中,超声振动对拉拔力和丝表面质量的影响。实验结果表明：当振幅达到一定值后,能使拉丝机的张力调节周期延长3倍以上,有效减少丝材的不均匀变形,使拉丝过程趋于稳定;当拉拔速度为670mm／s时,可使拉拔力减小近15％,改善丝材的表面质量。     

超声振动拉丝的有限元模拟研究

超声振动拉丝可以解决难拉拔材料和细微丝的拉拔问题.然而,由于超声振动拉丝的高速度,按照传统的实验方法,很难解决超声振动拉丝机理的进一步分析和理解.因此,尝试采用有限元方法对超声振动拉丝过程进行仿真.从机理上研究超声振动对拉丝过程的作用效果及影响,分析有关超声拉丝的规律及结论.仿真过程采用ANSYS有限元分析软件.结果表明,超声拉丝使变形更加均匀,更有利于发挥材料的塑性;在相同拉丝速度下,应力和拉拔力都有很大程度减小.可见,超声波拉丝可以提高生产效率、并降低成本.研究成果及结论可使超声拉丝理论更加完善.