深水多功能管道作业机具切削系统设计与试验研究

针对深水X70钢级管道维修时磨削防腐层时易过切、切断困难及多种机具配合作业效率低的问题，提出了“一次”装夹，多工序加工的新型多功能维修机具方案。机具通过铣削方法切断管道、去除焊冠、内外倒角，基于波形刃铣刀机床铣削实验，获得了铣削力经验公式；采用研磨盘去除防腐涂层，并设计了一种自适应管椭圆度变化的旋转柔顺机构，进行了磨削工具的水下作业力学分析；完成了机具的设计、制造及陆上作业试验。结果表明：磨削阻力矩随磨削压力和作业工具半径的增大显著增大；大直径波形刃铣刀切割X70钢级大壁厚管道时不夹刀、切管时间短；铣削力随刀具转速及进给速度的增大而增大，当铣削力达到5 000 N时，机具颤振明显；陆上试验与预期相符，验证了该方案的合理性，为工程样机的研制奠定了技术基础。