胜利作业五号平台齿轮齿条式升降系统焊接顺序优化

胜利作业五号平台是胜利油田第一座自主建造的齿轮齿条升降的修井作业平台。升降系统是实现平台升降的重要组成部分,结构复杂,板材较厚,焊缝密集,组对和焊接变形对系统总装精度影响较大。通过改变齿轮齿条式升降系统的焊接顺序,有效提高了升降系统的安装精度,填补了公司在齿轮齿条式升降平台建造领域的空白,为公司开拓市场奠定了坚实的基础。     

自升式平台齿轮齿条升降系统结构设计

齿轮齿条式升降系统由于具有升降速度快、同步性好、便于维修保养等优点而广泛应用于自升式平台。由于国内目前尚不具备齿轮齿条升降系统的研制能力,因此自升式平台齿轮齿条升降系统均需要进口,但进口升降系统价格昂贵,供货周期长,修理维护困难等成为制约我国自升式平台发展的一个瓶颈。追踪国外最新技术,结合自升式平台使用工况设计了一套齿轮齿条升降系统,该系统主体由一个三级直齿圆柱齿轮减速箱和一套差动轮系组成,减速箱的输出齿轮通过与差动轮系太阳轮轴上一直齿圆柱齿轮啮合建立起二者之间联系。该升降系统具有两个输出轴,其一为差动轮系系杆,另一输出轴则通过齿轮与差动轮系外齿圈啮合。通过合理配齿实现两输出轴具有相同的转向和转速,最终形成一套一台电机驱动两输出齿轮的升降系统。     

自升式平台齿轮齿条升降机构错齿优化动力学分析

齿轮齿条升降机构是自升式平台的重要传动和承载装置,啮合产生的接触应力和由于刚度激励引发的振动是影响升降系统传动性能与使用寿命的重要因素,因此通过进行结构的优化设计和仿真分析提高传动机构动力学性能具有重要的工程意义。提出通过优化设置自升式海洋平台齿轮齿条升降机构小齿轮之间相位差的方式实现错齿啮合,从而实现有效提高机构承载能力和动力性能的目的。结合提出的错齿优化方案,对错齿前后齿轮齿条啮合过程进行动态接触有限元分析,并验证错齿优化对传动机构强度和时变刚度的改善效果,并对比分析齿轮齿条传动机构模态特性、运动平稳性和同步性以及小齿轮载荷分配均匀性等动力学行为。结果表明,错齿优化后齿轮齿条升降机构在动态啮合时能够产生更小的接触应力和弯曲应力,而且齿轮综合刚度的阶跃值有明显减少,与此同时在传动平稳性、同步性和载荷分配均匀性方面也具有良好表现。因此错齿优化可有效地提高齿轮齿条传动过程中的承载能力和运动性能,对改进齿轮齿条升降机构的设计具有参考价值。     

海工升降单元齿轮箱多物理量综合监测系统开发

大载荷齿轮、齿条传动系统是自升式海洋平台装备举升系统的关键功能模块,其摩擦、磨损特性及润滑状态对平台安全可靠运行有重要影响。以润滑油在线监技术为核心,对海工升降单元齿轮箱测试平台、测试手段、测试方法进行技术改造,开发了一种齿轮箱多物理量综合测试系统,实现齿轮箱原型机运行多个参数的直接测量,可为现有海工升降单元的结构优化、状态监测、安全评估提供技术指导。     

海洋平台升降装置的齿轮齿条均载特性研究

针对自升式海洋平台齿轮齿条升降系统齿条两侧受力存在偏差的问题,建立其动力学模型并进行分析,研究了在载荷、压力角和模数变化的情况下,小齿轮均载的变化趋势。研究结果表明,小齿轮的均载系数随着升降载荷、压力角的增大而减小,均载系数在1.067~1.082之间变化;小齿轮的均载系数随着模数的增加呈现先增大后减小的趋势,当模数为100 mm时小齿轮的均载系数最大。     

自升式平台支撑升降系统结构设计与分析

在借鉴国内外自升式平台各型支撑升降系统的基础上,设计了一套支撑升降方案:齿轮齿条升降机构升降船式桩,齿形楔块锁紧机构对桩腿进行固桩锁紧,三角形桁架桩腿负载平台质量,独立式桩靴触底.对支撑升降系统的各部分进行结构设计,分析升降装置电机功率的计算方法,计算平台站立状态下锁紧装置所需的夹紧力,并对防腐技术进行了阐述.为自升式平台支撑升降系统的设计提供了新思路.     

液压驱动双杆同步升降平台的运动特性研究

对液压升降平台的液压系统运动特性、液压系统刚度、液压驱动部件刚度进行研究;利用有限元模型,得出液压驱动双杆同步升降平台在额定载荷下的运动特性参数。对于液压升降平台而言,液压等效刚度随活塞位移的增加而减小;下降速度随位移增加而降低。在液压升降平台的整个运营过程中,液压系统的等效刚度呈现出明显的非线性特点。     

海洋平台齿轮裂纹的应力研究

海洋平台的升降装置采用的是齿轮齿条传动方式,齿轮齿条的强度决定着海洋平台的安全性,由于齿轮长期承受周期性变化载荷,其根部易产生裂纹,故有必要对其在形成裂纹情况下应力及强度进行研究。基于Pro/E软件建立关于齿轮齿条的模型,然后导入Abaqus软件中进行接触强度研究,以探讨在裂纹宽度、深度、长度变化情况下齿轮的最大集中应力、齿轮与齿条的接触应力以及弯曲应力的变化情况。本研究结果可以为齿轮裂纹检测、齿轮裂纹故障诊断提供参考价值。     

自升式海洋平台齿轮齿条升降机构强度分析

采用Pro/Engineer软件建立海洋平台升降系统齿轮齿条啮合的三维几何模型,并将模型导入Abaqus软件,对齿轮齿条的动态啮合过程进行有限元分析,得到齿轮齿条动态啮合过程中接触应力以及齿根应力的变化规律。     

海洋钻井平台齿轮齿条升降装置的动态响应分析

自升式海洋钻井平台齿轮齿条升降装置的动力学特性对平台结构安全性能有极其重要的影响。在动力学分析的基础上,建立了多对齿轮齿条啮合下的升降装置动力学模型,研究了齿轮时变啮合刚度对系统动态响应的影响规律,同时利用Solid Works与ADAMS软件联合建模,进一步分析了升降装置最大负载工况下齿轮齿条之间的接触力及齿轮转速随时间的变化规律。研究结果表明:齿轮齿条升降装置齿轮的输出转速受内部激励的影响随时间发生变化,且与啮合力之间存在冲击峰值的同步性;在同一工况条件下,相对于齿条对称分布的两个齿轮,同一时间所受到的径向力大小相等、方向相反,且切线方向的接触力大小之和与负载基本相等。研究结果可为自升式海洋钻井平台齿轮齿条升降装置的优化设计提供参考。     

考虑运动副间隙的齿轮传动效率试验研究

针对齿轮传动系统在空间与地面不同运行环境下的运动试验要求,设计了一种考虑运动副间隙的齿轮运动行为模拟试验平台,并采用工控机开发了一种齿轮行为模拟试验平台测控系统。该试验机的驱动力由伺服电动机提供;齿轮间隙调节系统由伺服电动机配合直线滑台完成;力矩加载方式采用磁粉制动器变载荷加载;重力模拟采用气动变载荷加载;制动器加载和气动加载部分均采用经典PID闭环控制,保证试验要求的加载性能。对系统齿轮副进行多次传动性能试验,证明该试验平台性能稳定,测控系统工作可靠。并且通过在不同加载及转速条件下对齿轮传动系统进行多次重复试验和数据分析来研究齿轮转速、齿轮间隙、负载转矩、模拟重力等因素对齿轮传动系统工作效率的影响。     

基于键合图理论的轨道钳升降系统建模与仿真

斜直井齿轮齿条钻机作业时,管柱接箍需要以一定倾斜角度和不同位置进行精确对中,又能相对井架上下运动,传统的液压大钳和铁钻工等管柱上/卸扣装置都不适合于斜直井齿轮齿条钻机。针对这一技术难题,提出了可以沿着钻机井架轨道自由升降的轨道钳系统,设计了该轨道钳系统的升降装置及其液压控制系统。基于键合图理论建立了轨道钳升降系统的数学模型,推导出轨道钳升降系统的动态方程。基于20-sim仿真平台,对轨道钳升降系统进行了动态仿真,验证了所建立的键合图模型的合理性,并分析了系统动态特性产生的原因和影响,可为升降系统的研制和控制提供技术指导。     

自升式钻井平台升降系统齿轮转矩监测装置研究

自升式钻井平台升降系统在进行升降作业时,需对升降装置的核心部件——提升齿轮箱的末级齿轮承载转矩进行监测。利用该齿轮轴本体作为转矩测量的敏感元件,在其内部安装扭变传递组件及传感器,配置相应的测量电路,组成了对齿轮承载转矩进行测量的监测装置,并通过专用的加载设备对其进行加载标定试验,获得了较为理想的试验数据。     

基于齿轮齿条传动的爬升机构设计与研究

提出了基于齿轮齿条传动的爬升机构,从系统的实际运动规律以及装置翻转爬升运动情况出发,建立了系统运动数学模型,在保障稳定裕度的前提下确定了初始爬升角,得到最优爬升姿态;采用有限元分析的方法对关键零件进行分析。同时,从提高装置自动化程度方面出发,建立了翻转爬升过程的控制流程图,为控制系统设计奠定了基础。     

平衡吊升降系统的改进

PJ-40型平衡吊,在使用过程中,升降系统(图1)存在如下问题。平衡吊吊臂的升降传动是:启动电动机7经过齿轮10、齿轮11、蜗杆13、蜗轮12及螺母9,使升降螺杆4作上下运动,从而带动吊臂总成1作上下运动实现起吊工件。当行程开关2等电器系统失灵时,升降螺杆4上升失控,与升降螺杆4联接的导向滑块6,在压下行程开关后仍继续上行,特导     

国产X8126型万能工具铣床漏油治理

我厂使用的国产X8126型万能工具铣床,其润滑部位主要有齿轮变速箱、走刀箱、工作台的升降机构。其润滑方式:齿轮变速箱、走刀箱齿轮为强制性压力润滑;工作台升降走刀机构为油线滴油润滑;升降机构的丝杆副及伞形齿轮副的润滑为油池润滑。该型机床经长期使用,     

升降舞台中齿条与链条驱动方式的仿真分析比较

舞台升降机系统中影响其工作性能的重要因素是其动力学特性,齿轮齿条传动系统和链轮传动系统为最常用的升降系统,齿轮齿条升降系统与链轮升降系统在升降过程中都会出现振动,振动剧烈程度不同,通过利用SolidWorks软件对两种系统进行仿真,并且用Adams软件对其进行动力学分析,研究两种模型在同一种工况中的接触应力、转速等随时间的变化规律。研究结果可为齿轮齿条以及链条升降系统的优化设计提供参考。     

偏航传动齿轮研究及自适应系统结构设计

针对风力发电机偏航传动系统中传动小齿轮的失效问题,从传动齿轮的失效形式以及齿轮制造和安装的误差分析着手,指出瞬间累计误差过大所产生的冲击载荷是传动齿轮失效的主要原因。结合1.5 MW风力机,首次提出了小齿轮与固定平台间采用柔性连接的偏航自适应系统,该系统通过弹性调节齿轮中心距的方法来调节齿轮的啮合状态,旨在解决偏航小齿轮和偏航中心轮间瞬间严重过载问题,降低启动动载荷,得到延长偏航系统使用寿命的目的。     

负载对星型齿轮传动动态特性的影响分析

建立了受传递误差和时变啮合刚度激励的星型齿轮传动的间隙型多自由度非线性动力学模型 ,并用自适应变步长 Gill数值方法进行了求解。结合 Poincaré映射和相平面研究了系统在不同外载荷情况下的各类稳态响应及其动力学分岔特性。通过分析各齿轮副的动载荷系数变化规律讨论了各齿轮副啮合状态在非冲击、单边冲击以及双边冲击状态之间的转化过程和外载荷的关系。发现系统的非谐响应在很大程度上依赖外载荷的大小 ,轻载下星型齿轮传动系统易于出现脱啮、齿背冲击和载荷不均匀现象 ,从而会导致较大的动载荷和混沌噪声。     

大螺杆式升船机爬升机构的强度计算

某水电站升船机拟采用大螺杆式升船机齿轮齿条爬升机构的方案，其爬升机构由调整架、调整板、齿轮、齿条、同步传动系统组成，2齿条段与对应的调整架通过铰孔螺栓联接，2调整架由1块短调整板通过高强螺柱联接。齿轮运行到在上段齿条的最下1颗齿时为最极端工况。在升船机爬升时，由电机将力传递到齿轮上，然后通过齿轮、齿条啮合实现爬升。