潜水器母船升沉补偿系统通用要求

潜水器母船升沉补偿系统通用要求

国家标准 GB/T37472一2019 潜水器母船升沉补偿系统通用要求 Generalrequirementsforheaveeompensatiosystemofsubmersihlemothership 2019-05-10发布 2019-12-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/37472一2019 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本标准由全国船用机械标准化技术委员会(SAC/TcC137)提出并归口 本标准起草单位;船舶重工集团公司第七一九研究所 本标准主要起草人:刘晓辉、唐辉,邹军、刘忠铭、方聪
GB/37472一2019 潜水器母船升沉补偿系统通用要求 范围 本标准规定了潜水器(或潜水钟)母船升沉补偿系统的要求,试验方法、检验规则标志、包装,运输 和贮存 本标准适用于潜水器(或潜水钟)母船升沉补偿系统(以下简称系统)的设计、制造和试验验收 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T699一2015优质碳素结构钢 GB/T3766液压传动系统及其元件的通用规则和安全要求 4208外壳防护等级(IP代码 GB5226.1机械电气安全机械电气设备第1部分:通用技术条件 GB 6994船舶电气设备定义和一般规定 GB 7061 船用低压成套开关设备和控制设备 GB 0250-2007船舶电气与电子设备的电磁兼容性 GB/Tl13522009 -般工程用铸造碳钢件 GB/T12920船用气动系统通用技术条件 GB/T13384机电产品包装通用技术条件 GB/T27546起重机械滑轮 GJB5049潜艇用高压空气瓶通用规范 CB1l46.2舰船设备环境试验与工程导则低温 CB1l46.3舰船设备环境试验与工程导则高温 CB1l46.4舰船设备环境试验与工程导则湿热 CB1146.8舰船设备环境试验与工程导则倾斜和摇摆 CB1l146.9舰船设备环境试验与工程导则振动(正弦 CB1l46.11舰船设备环境试验与工程导则霉菌 CB1l46.12舰船设备环境试验与工程导则盐雾 JB/T10205液压缸 材料与焊接规范(船级社 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 3.1 潜水器母船 submersiblemothership 支持、运载各种潜水器(含潜水钟)的水面船舶、水面平台等的总称
GB/T37472一2019 3.2 升沉补偿系统 heavecompensationsystem -种通过对潜水器母船的升沉运动进行补偿,以降低潜水器在水中的升沉位移幅度,满足作业需要 的系统(装置) 3.3 被动式升沉补偿系统passiveheavecompensatiosystem -种被动地接受母船升沉运动的影响,并利用气体(或弹簧等)的可压缩原理,通过相应执行机构对 升沉运动进行补偿的升沉补偿系统 3.4 主动式升沉补偿系统 aetiveheavecompensationsystem 种采集潜水器母船升沉运动参数,驱动并控制执行机构进行主动补偿的升沉补偿系统 3.5 主被动复合式升沉补偿系统combinationaective/passiveheavecmpensationsystem 同时具有主动式升沉补偿和被动式升沉补偿功能的系统 3.6 load 设计载荷dlesien 系统的额定工作载荷 3.7 工作载荷workingload 系统在正常作业工作状态下缆绳所受的张力,其值在最大补偿载荷和最小补偿载荷范围内变化 3.8 最大补偿载荷 maximumcompensationload 潜水器正常工作条件下,在其最大工作深度时满载潜水器及其缆绳在水下的重力、浮力、运动阻力 的矢量和的最大值 3.9 最小补偿载荷 mminimumcompensationloadl 潜水器正常工作条件下,在其最大工作深度时空载潜水器及其缆绳在水下的重力,浮力,运动阻力 的矢量和的最小值 3.10 nsation 补偿幅值compent ampitudle 系统所能补偿的最大位移,根据潜水器母船大小,起吊点位置及作业海况来确定 3.11 补偿周期 compensationperiod 系统能够补偿母船升沉运动的周期范围 3.12 补偿精度 compensatiomaccuraey 系统在有效的补偿周期内的最大升沉幅值下,经补偿后潜水器(或潜水钟)偏离平衡点的最大位移 分类与组成 4.1分类 系统按工作原理分为: 被动式升沉补偿系统; a
GB/37472一2019 b 主动式升沉补偿系统; 主被动复合式升沉补偿系统 4.2组成 4.2.1被动式升沉补偿系统 被动式升沉补偿系统一般由能量转换模块、执行机构,管路系统等组成 其中 能量转换模块包括气瓶(组,蓄能器等; a b 执行机构包括滑架,滑轮(组),液压缸、缆绳等 4.2.2主动式升沉补偿系统 主动式升沉补偿系统一般由动力源,测控模块、执行机构、管路系统、供配电系统等组成 其中 动力源包括液压泵站等; aa b 测控模块包括运动检测单元和具备数据采集、处理,运算、传输、储存功能的控制器以及人机界 面等; 执行机构包括滑架、滑轮(组),液压缸、缆绳等 4.2.3主被动复合式升沉补偿系统 主被动复合式升沉补偿系统一般由动力源,能量转换模块、测控模块、执行机构、管路系统、供配电 系统等组成 其中: 动力源包括液压泵站等; aa 能量转换模块包括气瓶(组)、蓄能器等; b 测控模块包括运动检测单元和具备数据采集、处理,运算、传输、储存功能的控制器以及人机界 面等; d 执行机构包括滑架,滑轮(组,液压缸、缆绳等 5 要求 5.1设计 5.1.1设计条件 系统设计条件要求如下: 系统的布置型式应根据潜水器母船及吊放系统总体布置情况进行设计 a b 系统的结构强度设计载荷应与潜水器吊放系统的结构强度设计载荷保持一致; c 系统的设计海况应与潜水器吊放系统的设计海况相适应，一般应不低于四级海况 d 系统的补偿幅值一般应不低于相应海况下潜水器母船随波浪运动的升沉幅值 5.1.2能量转换模块 5.1.2.1气瓶(组 应根据系统设计所依据的设计载荷、补偿幅值,补偿周期、执行机构性能参数等核算所必需的气瓶 组)容积以及气体管路通径 在条件允许的情况下,气瓶(组)的容积应尽量大 若配置较大规模的气 瓶组,应考虑接人母船的高压空气系统或独立配置空气压缩机 气瓶(组)压力等级一般不小于 10MPa,气瓶(组)应满足G;JB5049的相关要求
GB/T37472一2019 5.1.2.2蓄能器 应根据系统设计所依据的设计载荷、补偿幅值、补偿周期、执行机构性能参数等核算蓄能器性能参 数 考虑到潜水器母船压缩空气气源获取的便利性，一般选用活塞式蓄能器,若配置有满足相关品质要 求的氮气等惰性气体,亦可使用囊式蓄能器 蓄能器压力等级一般不小于10MPa 活塞式蓄能器最低 启动压力一般应不大于0.2MPa 5.1.3液压泵站 采用液压驱动的主动式或主被动复合式升沉补偿系统,液压泵站的设计应能满足系统的设计载荷、 补偿幅值以及补偿周期等的要求，且满足GB/T3766的相关规定 5.1.4测控模块 5.1.4.1 运动检测单元 主要包括加速度传感器,张力传感器、速度传感器,位移传感器,波浪检测仪等,其测量精度、量程和 响应频率等应满足系统的补偿精度、补偿幅值和补偿周期的要求 5.1.4.2控制器 -般包括主控单元和数据采集模块,主控单元可采用工控机.嵌人式微机等构成,数据采集模块可 采用数据采集卡,可编程逻辑控制器或单片机搭建的信号处理电路等构成 控制器应具备数据采集、数 据处理、数据存储,控制算法运算、控制输出、故障报警等功能 5.1.4.3人机界面 -般由按钮/旋钮、键盘和/或鼠标、信号灯、数字显示器或图像显示器等构成,应具有可操控性并符 合人机工程的要求 5.1.5执行机构 5.1.5.1滑架 系统滑架应满足以下要求: 根据液压缸的运动方向.滑架可采用卧式或立式布置 a b) 滑架结构设计的安全系数应不小于1.5; 在结构强度符合要求的情况下,滑架运动部件的质量应尽量小,以减小系统运动惯性" c 滑架的运动部件与外壳隔板之间应保持较小的间隙,以免卡住缆绳 d 滑架应具有有效的润滑,并能在不拆卸情况下对滑轨或轴承加注润滑剂 e 5.1.5.2滑轮组 在补偿幅值一定的情况下,应设置合适数量的滑轮(组),用于改变缆绳方向,并减小液压缸的行程 滑轮直径与绳索直径的比值不小于18 滑轮(组)应满足GB/T27546的相关要求 5.1.5.3液压缸 系统液压缸应满足以下要求: 液压缸一般采用柱塞式、活塞式或组合式液压缸; a D液压缸的行程应根据滑轮组数量和系统的补偿幅值来确定,对于单一液压缸组成的系统,液压
GB/37472一2019 缸行程应不小于补偿幅值除以绕过动滑轮的次数所得值的2倍 液压缸的公称压力应不低于10MPa,最低启动压力一般应不高于0.03倍的公称压力; d 液压缸的设计、制造等应符合JB/T10205的相关要求 5.1.5.4缆绳 系统缆绳性能要求如下 缆绳为钢索时,用于载人潜水器时安全系数不小于8,用于无人潜水器时安全系数不小于7 a 缆绳为人造纤维索时,安全系数不小于10 b 缆绳长度(除船上布置部分)应不小于潜水器(潜水钟)最大工作深度的1.2倍 c 5.1.6管路系统 系统各管路系统性能要求如下 压缩空气系统管路设计应尽可能减少其沿程及局部阻力损失,管路内的空气介质流速应不大 a 于30m/ 压缩空气系统管路应满足GB/T12920的相关要求 b 液压系统管路设计应尽可能减少其沿程及局部阻力损失 液压系统的压力管路中油液的流速 应不大于5m/s;回油管路中油液的流速应不大于2.5m/s;吸油管的流速应不大于1.2m/s 5.1.7 供配电系统 供配电系统应符合GB/T6994及GB/T7061的规定 5.2外观质量 系统各构成部分的外观质量应满足以下要求: 系统中机械设备、管路、仪器仪表等表面不应有裂纹、凹坑、划痕等缺陷 a 焊缝表面应均匀、致密,不应有裂纹、焊瘤、咬边、气孔,夹渣以及未填满的凹陷 b 油漆等涂层表面应完整、均匀,不应有气泡、夹杂、龟裂、剥落、露底、严重皱皮或杂色等缺陷 c 电缆表面应无破损、,开裂和变形 d 铭牌及标识应完整清晰 5.3材料及零部件 5.3.1系统结构的材料应满足《材料与焊接规范》中关于一般强度船体结构用钢和高强度船体结构用 钢的要求 所选用的材料和元器件应当满足环境适应性的要求并具有良好的防腐蚀性 5.3.2 系统中滑轮(组)的力学性能应不低于GB/T11352-2009中的zG270-500,吊环,卸扣的力学性 5.3.3 能应不低于GB/T699一2015中的35号钢 5.3.4液压介质应具有良好的抗燃性,根据系统环境的温度范围情况选择合适的液压介质 液压介质 与设备及环境应具有相容性,应尽量选用无毒或低毒性的液压介质 5.3.5压缩气体可采用高压空气及氮气等惰性气体 5.3.6传感器、控制设备之间传输模拟和数字信号的电缆宜采用屏蔽电缆、扭绞线或同轴电缆 5.4性能 5.4.1结构强度 系统的结构件强度可按一般通用的结构设计方法进行设计,主要构件的材料需有良好的冲击韧性
GB/T37472一2019 系统应能承受2倍额定工作载荷的静载试验以及1.5倍额定工作载荷的动载试验,系统无结构变形和 其他缺陷 5.4.2工作载荷 系统的工作载荷应在系统最小补偿载荷和最大补偿载荷范围内 5.4.3补偿幅值 系统应能够在补偿幅值范围内正常工作 补偿幅值根据潜水器母船大小,起吊点位置和作业海况 确定，一般不小于潜水器母船随波浪运动的升沉幅值 5.4.4最小补偿周期 最小补偿周期不应大于潜水器母船在工作海况下随波浪运动的周期,一般不小于7、 5.4.5补偿精度 补偿梢度应能满足潜水器在吊放或作业过鞠中所允许的最小升沉幅值 对于载人潜水器的升江补 偿系统,补偿精度一般应不大于补偿幅值的10%;对于无人潜水器的升沉补偿系统,补偿精度一般应不 大于补偿幅值30% 5.5安全性 5.5.1系统运动部件应设置警示标识,并设置防护装置 5.5.2系统应设置运动部件极限位置保护装置 5.5.3系统应设置液压介质的压力,温度及压缩空气的压力超限报警装置 5.5.4系统电气设备应满足GB5226.1的相关要求,电气设备防护应符合GB/T4208要求,布置于舱 室外的电气设备防护等级不低于p5n.,布置于舱室内的电气设备防护等级不低于IpP4 5.6环境适应性 5.6.1大气环境 系统设备在下列大气环境条件下应能正常工作 温度 a 机械设备一25C一45c 1) 电气设备:室内:0C45C;室外;一25C45C 22) D)空气相对湿度不大于95%,有凝露; 有盐雾、油雾及霉菌 5.6.2倾斜和摇摆 系统及设备在下列倾斜和摇摆条件下应能正常工作 横倾士15"; a b) 纵倾士5?; 横摇士22.5",周期5s一10s; c 纵摇士7.5,周期4s一10s d 5.6.3振动 系统及设备在下列振动条件下应能正常工作
GB/37472一2019 频率范围2Hz~10Hz,位移幅值1.0mm,时间20min a b 频率范围10Hz100Hz,加速度幅值0.7g,时间201 min 5.7 电磁兼容性 系统电磁兼容性应满足GB/T102502007中E组设备的相关要求 试验方法 6.1试验条件 系统应在下列条件下开展试验 实验室或试验海区环境条件(海况、温度、湿度等)满足相应试验规定的指标要求; b)系统所属设备、装置连接完好; c 系统试验所需保障条件如压缩空气、液压油、供电等)准备到位; 系统试验所需试验设施,如船舶运动模拟平台(陆上联调试验用),模拟负载等配套设施配置 d 到位; 系统试验保障人员操作人员、检测人员,记录人员齐全 e 系统试验检测仪器、仪表齐全并在有效期内 6.2外观质量 采用目测法,检查系统中设备、管路、仪器仪表、焊缝、油漆,电缆、铭牌等的外观 6.3材料及零部件 检查主要设备、管路、,零部件及电气设备等的质量证明文件 6.4性能 6.4.1结构强度 结合潜水器吊放系统静载试验,对本系统进行2倍额定工作载荷的静载试验 结合潜水器吊放系 统功能试验,对本系统进行1.5倍额定工作载荷的动载试验 试验完成后,检查系统是否有结构变形和 其他缺陷 6.4.2工作载荷 在满足6.1规定的相关检验条件的情况下运行系统,对系统分别施加最大补偿载荷和最小补偿载 荷,采用力传感器或通过液压力等效计算实际工作载荷 6.4.3补偿幅值 在满足6.1规定的相关检验条件的情况下运行系统,通过测量吊放缆绳位移或通过液压缸伸缩位 移等效计算实际补偿幅值 6.4.4最小补偿周期 在满足6.1规定的相关检验条件的情况下运行系统,通过记录潜水器上加速度传感器的读数值,并 通过积分运算结果绘制出潜水器升沉位移变化曲线,通过读取位移变化曲线的最小周期
GB/T37472一2019 6.4.5补偿精度 在满足6.1规定的相关检验条件的情况下运行系统,读取潜水器升沉位移变化曲线的幅值 6.5安全性 检查系统各部分的警示标识,安全防护装置,报警装置等是否完整齐全,功能是否正常 电气设备 防护等级的检验按GB/T4208中规定的试验方法进行 6.6环境适应性 高温 6.6.1 按照CB1146.3中规定的相关测试方法进行高温试验 6.6.2低温 按照CB1146.2中规定的相关测试方法进行低温试验 6.6.3湿热 按照CB1146.4中规定的相关测试方法进行湿热试验 6.6.4盐雾 按照CB11l46.12中规定的相关测试方法进行盐雾试验 6.6.5霉菌 按照CB1146.11中规定的相关测试方法进行霉菌试验 6.6.6倾斜和摇摆 按照CB1l46.8中规定的倾斜和摇摆相关测试方法进行倾斜和摇摆试验 6.6.7振动 按照CB1146.9中规定的振动相关测试方法进行振动试验 6.7电磁兼容性 按照GB/T10250中规定的相关测试方法进行电磁兼容性试验 检验规则 7.1检验分类 系统的检验分为型式检验和出厂检验 7.2型式检验 7.2.1检验时机 有下列情况之一时,应进行型式检验 新产品试制或批量生产的鉴定; a
GB/37472一2019 b)产品的设计、工艺或使用材料有较大改变,可能影响产品性能 转厂生产或长期停产后再次生产 c 出厂检验与以前进行的型式检验结果发生不能允许的偏差 d 生产厂或主管部门进行定期质量检查或用户反映质量明显下降 e 7.2.2检验项目 型式检验项目按表1 表1型式检验项目 序" 号 检验项目 要求章条号 试验方法章条号 外观质量 5.2 6.2 5.3 6.3 材料及零部件 结构强度 5,.4.1 6,4.1 工作载荷 5,.4.2 6,4.2 补偿幅值 性能 5.4.3 6.4.3 最小补偿周期 5.4.4 6.4.4 补偿精度 5.4.5 6.4.5 5.5 安全性 6.5 5.6 6.6 环境适应性 l0 电磁兼容性 5.7" 6.7" 7.2.3受检样品数 型式检验的产品应从生产厂的首制产品中任选一套，经重大设计、工艺修改重新进行型式检验时， 应从修改后的首批产品中任选一套 7.2.4 合格判据 系统型式检验的检验项目全部符合要求时判为型式检验合格 若有不符合要求的项目,允许修复 后复验,复验符合要求,则判型式检验合格,若复验仍不符合要求,则判型式检验不合格 7.3出厂检验 7.3.1检验项目 出厂检验项目按表2 S 表2出厂检验项目 序号 检验项目 要求章条号 试验方法章条号 外观质量 5,2 6.2 材料及零部件 5.3 6.3 结构强度 5,4.1 6.4.1 性能 工作载荷 5.4.2 6.4.2
GB/T37472一2019 7.3.2受检样品数 系统应逐套进行出厂检验 7.3.3合格判据 系统出厂检验的检验项目全部符合要求时判为出厂检验合格 若有不符合要求的项目,允许修复 后复验,复验符合要求,则判出厂检验合格,若复验仍不符合要求,则判出厂检验不合格 标志 8.1标牌 应在系统的明显位置设置运动方向指示标志和产品铭牌等标牌 标牌可按照GB/T13306的要求 进行设计,制造,应采用耐腐蚀材料 8.2铭牌内容 铭牌至少应包括以下内容 名称及型号 a b) 系统参数: 1) 额定工作载荷,单位为千牛(kN); 最大补偿幅值,单位为米(m) 2) 3 公称压力,单位为兆帕(MPa); 气瓶(组)容积,单位为立方米(m'); ！ 总重量,单位为千克(kg). 5 出厂编号及出厂日期 c 制造厂名称 d 9 包装,运输和贮存 g.1包装 包装箱一般为木板箱,箱体的牢固程度应保证在运输过程中不发生破损 箱体内壁均应敷设防 9.1.1 水油毡 箱内产品应罩以塑料薄膜 装箱件的名称、,编号、数量应与装箱单的内容 9.1.2 一致 g.1.3设备的包装应符合GB/T13384的规定 9.2运输 9.2.1运输过程中应对产品包装箱采取固定措施和防淋雨,溅水措施 9.2.2液压泵站的运输要求应满足 a 整机运输,可用铁路、公路或海运 b 液压泵站的运输严格按包装箱上的贮运标志作业; 不得与易燃、易爆,易腐蚀的物品一起装运; c d 运输过程中应注意防雨、防潮、防日晒、防尘和防止撞击,泵组不得倒置和翻滚,不得摔跌、敲击 和碰撞 10
GB/37472一2019 9.3贮存 包装箱应存放在无腐蚀气体、空气流通、不受日晒雨淋、无积水的干燥仓库中,包装箱应垫平放稳， 不与地面直接接触