自升式海洋鉆井平臺齒輪齒條爬升與鎖緊系統(tǒng)設(shè)計與研究.pdf

1、80年代以后，國內(nèi)在自升式海洋鉆井平臺領(lǐng)域的研究基本處于停滯不前，平臺所需要的主要的傳動機構(gòu)(如大型減速器、新型傳動系統(tǒng)等)仍然需要從國外高價進口，國內(nèi)擁有豐富的加工制造基礎(chǔ)和能力，但其設(shè)計能力和創(chuàng)新能力還不夠。本文以三樁腿自升式海洋鉆井平臺為研究對象，圍繞其爬升系統(tǒng)和鎖緊系統(tǒng)主要做了以下研究工作：
　　 (1)基于分支界定算法編制了應(yīng)用于齒輪傳動系統(tǒng)的離散優(yōu)化程序，實現(xiàn)了混合式L型多級串行行星齒輪減速器的離散優(yōu)化設(shè)計(實現(xiàn)齒輪

2、模數(shù)、齒數(shù)的離散取值)，以優(yōu)化設(shè)計方案為基礎(chǔ)研制了應(yīng)用于三樁腿自升式海洋鉆井平臺的大傳動比大功率L型減速器優(yōu)化設(shè)計參數(shù)及總體設(shè)計方案；利用機械動力學(xué)分析軟件ADAMS對設(shè)計方案齒輪傳動系統(tǒng)從時域和頻域兩方面進行了動力學(xué)分析，并就分析結(jié)果給出合理的解釋；
　　 (2)研究了三樁腿自升式海洋鉆井平臺爬升系統(tǒng)的工作原理，并由此設(shè)計出低速重載齒輪齒條爬升系統(tǒng)；在多種工況下(平臺自重及可變載荷作用下、任意方向風(fēng)載荷作用下、自重可變載荷與任

3、意方向風(fēng)載荷共同作用)對樁腿進行力學(xué)分析，并基于有限元法對齒輪齒條進行了接觸分析，得到了合理的分析結(jié)果；
　　 (3)設(shè)計出應(yīng)用于三樁腿自升式海洋鉆井平臺的鎖緊系統(tǒng)，該裝置具有自動調(diào)整和自動復(fù)位的功能；在鎖緊狀態(tài)下對鎖緊齒條進行了力學(xué)計算，得到了鎖緊齒條的軸向載荷分布、齒條變形分析、單個齒牙的應(yīng)力分析；
　　 (4)制作出1:5的自升式海洋鉆井平臺專用混合式減速器物理樣機及其相匹配的爬升系統(tǒng)與鎖緊系統(tǒng)，組合各機構(gòu)物理樣機