水下金刚石绳锯机是一种适应海底工作环境,一次操作中能够切割金属、非金属和复合材料的装置。与其他水下切割设备相比,具有成本低、效率高、可靠性好等优点,在实际工程中已经得到了广泛应用。本课题研究工作是结合国家“863”项目——“水下干式管道维修系统”中的子课题“HG-24J金刚石绳锯机产品设计”(项目编号:2002AA602012-1)展开的。该项目为计划重大专项“渤海大油田勘探开发关键技术”所属专题“海底管道修复技术”中的一项课题。本课题主要任务是针对一种可以工作在水下60米以浅的海域,并能够对直径6″—24″范围海底油气管道进行切割的水下金刚石绳锯机进行关键技术的研究并研制出工程样机。本文介绍了目前国内外绳锯机的发展现状。对绳锯机的总体方案进行了研究,进行了绳锯机进给机构、切削机构、夹紧机构、张紧机构、浮筒等部件的设计,利用有限元软件对关键零部件进行了强度校核与结构优化,确定了绳锯机水中重心和浮心位置。研究了绳锯机的液压传动控制系统,将电液比例技术引入了液压控制系统,建立了电液比例阀控马达速度控制系统的数学模型,将PID控制器引入到电液比例控制中,对其进行了动态特性分析。针对绳锯机的海底工作要求设计了张紧力传感器、防水编码器,确定了流量变送器。进行了绳锯机的监测控制系统设计,能够实现水下传感器数据的采集,设计了LCD人机交换界面,能够准确、可靠地显示绳锯机的工作状态及运行参数,采用自动或手动方式对绳锯机作业进行远程控制。