深海勘探吊放绞车试验台设计与强度分析.pdf

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1、AcademicResearch技术交流深海勘探吊放绞车试验台设计与强度分析胡燕平，吴佳，郭勇（湖南科技大学机电工程学院，湖南湘潭411201）摘要：为了实现深海勘探用吊放绞车承载能力、主动升沉补偿能力、制动能力以及关键部件滑轮和缆索的承载能力测试，设计了一种基于塔式配重和液压驱动的组合型绞车试验台。针对试验台塔架的几何结构，分析了其在试验过程中绞车突然制动所承受的冲击载荷，以及塔架的约束情况。基于ANSYS有限元软件，利用梁、壳单元建立塔架有限元模型，对该塔架进行了静态分析，得到了各关键部位的应力、应变分布规律，提出了主要结构设计改进方案。建立的塔架有限元模型以及

2、计算结果能为同类塔架的设计和优化提供理论依据。关键词：绞车；塔架；主动升沉补偿；ANSYS+中图分类号：U664.44文献标志码：ADOI：10.16443/j.cnki.31-1420.2015.04.004DesignandStrengthAnalysisofTest-bedforDeep-seaExplorationDippingWinchHUYan-ping,WUJia,GUOYong(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering,HunanUniversityofScienceandTechnology,Xiang

3、tan411201,China)Abstract:Inordertorealizecarryingcapacity,activeheavingandsinkingcompensationandstoppingpowerofthedippingwinchfordeep-seaexplorationandbearingcapacitytestofthekeypartsofthepulleyandthecable,acombinedwinchtest-bedbasedonthecounterweighttowerandhydraulicallydrivenisdesign

4、ed.Aimingatthegeometricstructureoftest-bedtower,thetowersubjectedtoimpactloadbywinchbrakeanditsconstraintconditionduringthetestprocessareanalyzed.BasedonANSYSfiniteelementsoftware,thefiniteelementmodelofthetowerisestablished.Thestaticanalysisofthetoweriscarriedout.Thestressandstraindis

5、tributionofthekeypartsisgotten.Mainstructuraldesignimprovementprojectisproposed.Thefiniteelementmodelofthetowerandcalculationresultscanprovideatheoreticalbasisforthedesignandoptimizationofthesametower.Keywords:winch;tower;activeheavecompensation;ANSYS0引言击载荷，绞车需要自动调整收放速度以补偿船的升沉在深海勘探作业中，

6、需要用绞车吊放重达20t的深运动，我国目前还没有生产能适应上述工况的吊放绞海勘探装备，绞车安装在考察船的甲板上，绞车在吊车。湖南科技大学正在研制适应深海勘探装备吊放用放过程中随波振荡。为了使绞车挤带绳不产生大的冲绞车，为此需开发深海勘探用绞车试验装置。基金项目：湖南省重大专项(2014FJ1004)资助；湖南省教育厅产学研基金资助项目(11CY020)作者简介：胡燕平（1957-），教授，博士，研究方向：矿山机械、流体传动与控制等。15机电设备2015/4现有的绞车试验台，根据其结构的不同分为塔式1.5倍卷筒最大力矩，停留2min。考虑到今后发展需要，试验台和液压试

7、验台。塔式配重试验台工作原理为：试验台按额定载荷300kN计算，实验负载载荷375kN，绞车的钢丝绳穿过钢架底座上定滑轮和塔架上端定滑卷筒制动载荷取450kN。根据试验要求，设计塔架总轮，起吊标称配重进行测量；绞车的拉力通过改变配高为19.5m钢结构塔架，钢结构主要有钢梁和钢板两重的质量来测定；绞车的提升速度是由测量缆索某点类构件，钢梁包括主梁、斜梁和横梁,钢板主要是滑轮通过设定距离的时间间接获得。采用这种测试方式，安装座。根据材料力学理论计算，确定钢梁为角钢和H为测得绞车的制动能力需要大量配重，测量的绞车提型钢，角钢材料为Q345，(GB/T9787-1988