海底管道在石油、天然气、电气领域广泛应用。目前,国外已有数家企业拥有成熟的制造装备技术,他们广泛采用柔性管道技术,该技术制造出的产品可靠性高、适用范围广。但由于管道结构复杂,因而对制造工艺和制造设备的要求较高。国外企业在制造设备的自动控制、重心平衡、结构设计等方面的技术很成熟,其产品已经多次换代升级,广泛用于海底管道生产过程中。但目前国内在海底管道制造设备方面技术不够成熟,主要是参考国际专利仿制国外机床,设备存在多种问题,如管道柔性不足、连续生产长度较短、形状一致性差等问题,且机床无法实现自动调节,调试不方便。论文对制造海底管道最内层CARCASS骨架层的制造设备进行了分析,对轧辊模块进行了详细设计,对床身部件、动力部件、轧辊部件、锁扣部件、储料部件、平衡部件和停车部件等其他部件进行了概念设计。设计的装备采用旋转缠绕方式进行加工。设备采取反馈控制,对产品形状参数进行检测,然后通过调整动力部件的运动速度和管道牵引速度控制制造过程。为了阻止加工过程中储料盘上工件材料不断减少导致的机床重心变化对机床稳定性影响,在前盘上加入偏心感应传感器及控制重心的平衡部件,保证设备工作平稳。论文对宽度72mm、厚度2mm的304L不锈钢钢带加工成外径400mm的CARCASS管道的制造装备进行了设计,开展了轧辊模块重要零件的强度建模计算,并进行了有限元分析,重点分析了机架在工作情况下的变形和受力情况,以确保设计满足要求。为了验证重要部件的设计参数,开展了模拟实验研究,拟通过改装市面上现有机床的方式进行实验,重点分析轧辊形状参数、运动参数和载荷参数以及锁扣辊的形状参数对管道骨架层加工质量的影响。