水下連接器試驗(yàn)臺總體方案設(shè)計(jì)及加載性能研究.pdf

1、水下連接器試驗(yàn)臺是國家科技重大專項(xiàng)“海洋深水工程重大裝備及配套工程技術(shù)”的子課題“深水水下生產(chǎn)設(shè)備制造、測試裝備及技術(shù)研究”的研究內(nèi)容之一。主要研究內(nèi)容是研制出能夠模擬水下連接器實(shí)際承受外載荷情況的試驗(yàn)臺，提高我國在深海石油裝備上的技術(shù)水平。
　　通過對國外水下連接器的實(shí)際承受外載荷情況、承載能力、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及國外外載荷試驗(yàn)臺的測試方法和工作原理的調(diào)研，設(shè)計(jì)一種新的測試方法和工作原理使試驗(yàn)臺能夠?qū)B接器做四種不同類型外載荷測試，

2、同時還能夠適合不同尺寸的連接器，以及垂直式和水平式連接器，試驗(yàn)臺還能夠根據(jù)測試要求調(diào)節(jié)外載荷的加載速度。根據(jù)水下連接器試驗(yàn)臺的性能要求和工作原理，對試驗(yàn)臺進(jìn)行了總體方案設(shè)計(jì)，包括機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。試驗(yàn)臺作為重型載荷測試裝置，其加載性能十分重要，液壓缸作為加載部件，是試驗(yàn)臺中最重要的部分，保證液壓缸加載時的穩(wěn)定性至關(guān)重要。影響液壓缸穩(wěn)定性有兩個主要因素：
　　第一是試驗(yàn)臺的機(jī)械結(jié)構(gòu)變形。拉壓測試時，四只液壓缸相當(dāng)于單自由

3、度四桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)，加載結(jié)構(gòu)變形會導(dǎo)致液壓缸活塞桿傾斜，使活塞桿承受偏心載荷，液壓缸承載能力會降低，并且結(jié)構(gòu)變形會導(dǎo)致液壓缸球鉸耳環(huán)內(nèi)球鉸發(fā)生轉(zhuǎn)動，通過分析試驗(yàn)臺的結(jié)構(gòu)變形，計(jì)算液壓缸活塞桿最大傾斜角以及球鉸最大轉(zhuǎn)角，驗(yàn)證活塞桿在最大偏心載荷作用下的強(qiáng)度，以及球鉸最大轉(zhuǎn)角是否滿足使用要求。
　　第二是液壓缸加載時，能否保持多只液壓缸活塞桿運(yùn)動位移和作用力相等。對試驗(yàn)臺液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，由比例調(diào)速閥調(diào)節(jié)活塞桿運(yùn)動速度，用位移傳感器

4、實(shí)時檢測活塞桿位移，將數(shù)據(jù)反饋回控制系統(tǒng)，調(diào)速閥和位移傳感器通過控制系統(tǒng)形成閉環(huán)反饋，保證多只液壓缸的運(yùn)動同步。活塞桿作用力通過力傳感器測量，當(dāng)活塞桿作用力達(dá)到設(shè)定要求時，控制系統(tǒng)通過力傳感器反饋信號控制換向閥開啟和關(guān)閉。
　　根據(jù)液壓系統(tǒng)原理圖和控制系統(tǒng)方框圖，運(yùn)用AMEsim軟件對試驗(yàn)臺液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行了建模，對液壓缸活塞桿運(yùn)動過程和加載過程進(jìn)行了仿真分析，通過仿真結(jié)果分析液壓控制系統(tǒng)能否保證液壓活塞桿運(yùn)動的同步和作用力的相等