海上大型絞吸疏浚裝備的自主研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化
2019年05月24日15:49
海上大型絞吸疏浚裝備的自主研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化
項目簡介
海上大型絞吸疏浚裝備是遠海島礁大規(guī)模高效吹填造陸的國之重器，是南海資源開發(fā)、一帶一路港口建設等國家戰(zhàn)略任務和重大工程的緊迫需求。絞吸疏浚裝備具有同步完成海底巖土快速挖掘和長距離管道連續(xù)輸送的可靠作業(yè)能力，需要作業(yè)定位、巖土挖掘、物料輸送和疏浚監(jiān)控四大系統(tǒng)的高度集成，其核心技術長期被歐洲壟斷并嚴格封鎖。項目組圍繞海上大型絞吸疏浚裝備的自主研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，歷經(jīng)15年產(chǎn)學研用攻關取得如下創(chuàng)新成果：
一、多自由度順應式重載精確定位技術：針對漂浮作業(yè)裝備高效穩(wěn)定定位的挑戰(zhàn)，提出主體、挖掘、定位等系統(tǒng)的多體耦合動力學分析方法，揭示了海洋環(huán)境與疏浚作業(yè)載荷的復合作用機理，發(fā)明了多自由度順應式重載鋼樁臺車定位系統(tǒng)，保障了惡劣海洋環(huán)境中“定得穩(wěn)”的疏浚作業(yè)要求，使得作業(yè)抗風等級從6級提高到9級，南海作業(yè)窗口期從約120天增加到約180天。
二、多參數(shù)自適應重型大挖深挖掘技術：針對海底堅硬巖石快速挖掘的挑戰(zhàn)，提出大挖深傾斜彈性結(jié)構超長軸系設計方法，解決了機構運動和巖石挖掘的強沖擊載荷導致系統(tǒng)失效的難題，研制出特種重型挖巖絞刀、超長軸驅(qū)動裝置及多參數(shù)自適應控制技術，實現(xiàn)了36米水深下快速挖掘單軸抗壓強度超過60MPa的堅硬巖石，滿足了國家重大工程“挖得快”的需求。
三、多介質(zhì)高濃度長距離連續(xù)輸送技術：針對大顆粒物料高濃度長距離連續(xù)輸送的挑戰(zhàn)，提出多級顆?；旌狭鲬B(tài)分析技術，攻克了扭曲葉片型葉輪和對數(shù)螺旋線泵殼內(nèi)流道設計難題，研制出高效輸送大顆粒物料的系列疏浚泵和驅(qū)動裝置，實現(xiàn)“排得遠”的強大能力，將高濃度管道連續(xù)輸送距離由6公里提高至15公里。
四、多系統(tǒng)集成優(yōu)化總體設計技術和裝備研制：針對各類型疏浚工程的不同需求，攻克了多系統(tǒng)集成總體設計、多工況功率平衡動力配置、裝備綜合控制與信息化管理等關鍵技術，構建了大型絞吸疏浚裝備數(shù)字化集成設計平臺，研制出電軸、變頻等五大類56座絞吸疏浚裝備，形成“系列化”產(chǎn)品自主設計和制造能力。
本項目授權發(fā)明專利34項、實用新型專利21項、軟件著作權33項，制修訂國家標準5項，發(fā)表論文112篇，構建了我國大型絞吸疏浚裝備自主研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應用的完整體系，研制的“新海旭”、“天鯨號”、“天麒號”等裝備打破國外技術壟斷、不斷創(chuàng)造中國記錄，中國機械工程學會和機械工業(yè)聯(lián)合會組織的成果鑒定會認為：“海上大型絞吸疏浚裝備在總體上達到了國際領先水平。”
獲獎等級：特等獎
完成單位：上海交通大學、中交上海航道局有限公司、長江航道局、中交疏浚技術裝備國家工程研究中心有限公司、中國船舶重工集團公司第七一一研究所、江蘇科技大學、江蘇海新船務重工有限公司
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