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

1、80年代以后，國(guó)內(nèi)在自升式海洋鉆井平臺(tái)領(lǐng)域的研究基本處于停滯不前，平臺(tái)所需要的主要的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(如大型減速器、新型傳動(dòng)系統(tǒng)等)仍然需要從國(guó)外高價(jià)進(jìn)口，國(guó)內(nèi)擁有豐富的加工制造基礎(chǔ)和能力，但其設(shè)計(jì)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(tái)為研究對(duì)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(dòng)系統(tǒng)的離散優(yōu)化程序，實(shí)現(xiàn)了混合式L型多級(jí)串行行星齒輪減速器的離散優(yōu)化設(shè)計(jì)(實(shí)現(xiàn)齒輪

2、模數(shù)、齒數(shù)的離散取值)，以?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)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(tái)的大傳動(dòng)比大功率L型減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)及總體設(shè)計(jì)方案；利用機(jī)械動(dòng)力學(xué)分析軟件ADAMS對(duì)設(shè)計(jì)方案齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)從時(shí)域和頻域兩方面進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析，并就分析結(jié)果給出合理的解釋?zhuān)?br>　　 (2)研究了三樁腿自升式海洋鉆井平臺(tái)爬升系統(tǒng)的工作原理，并由此設(shè)計(jì)出低速重載齒輪齒條爬升系統(tǒng)；在多種工況下(平臺(tái)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(duì)樁腿進(jìn)行力學(xué)分析，并基于有限元法對(duì)齒輪齒條進(jìn)行了接觸分析，得到了合理的分析結(jié)果；
　　 (3)設(shè)計(jì)出應(yīng)用于三樁腿自升式海洋鉆井平臺(tái)的鎖緊系統(tǒng)，該裝置具有自動(dòng)調(diào)整和自動(dòng)復(fù)位的功能；在鎖緊狀態(tài)下對(duì)鎖緊齒條進(jìn)行了力學(xué)計(jì)算，得到了鎖緊齒條的軸向載荷分布、齒條變形分析、單個(gè)齒牙的應(yīng)力分析；
　　 (4)制作出1:5的自升式海洋鉆井平臺(tái)專(zhuān)用混合式減速器物理樣機(jī)及其相匹配的爬升系統(tǒng)與鎖緊系統(tǒng)，組合各機(jī)構(gòu)物理樣機(jī)