自升式平台齿轮齿条升降系统结构设计
自升式海洋平台齿轮齿条升降装置有限元分析

附件接 触 ,此 区域 是最容 易发 生点蚀 。因此主要针 对 05 . s时刻 单 齿啮合 时齿轮 齿 条进 行强 度分 析 。图 8为齿轮 齿条接 触部位 应 力分布 云 图。如 图 8a和 图 8b所 示 ,小 齿轮 与 齿条接 触 区域呈 带状 分布 , () () 沿 小齿 轮 中截面应 力 分布前 后对称 ,最 大接触 应力 分布 于 小齿轮 上 ,小齿 轮与 齿 条接触 边缘 区域 应力 较 大 ,且应 变较大 。
沿 小齿轮 厚度 方 向的应 力变化 曲线 。小齿轮 沿厚度 方 向最大 应 力为 10MP 4O a左右 ,主 要集 中在 小齿 轮 与齿条 接触 的两边 边缘 部位 ,其 余接 触部位 应力 为 10MP 20 a左右 ,分布 比较 均匀 。齿条沿 齿 厚方
向最 大应 为为 1 5 MP 2 0 a左 右 ,主要 集 中与齿 条两 侧边 缘部 位 ;最 小应 力 为 9 0 a左右 ,最 大应 力 0 MP
。
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(u : 5 ) A g 7%
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广 T +10 e+03 .6 7
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t+ 80 21 .+ 3 e
()齿轮接触部位 a
.
,
7为齿轮 齿条接 触 区域 最 大接触 应 力随 时间变化 的历 程 曲线 。由图 7可 以看 出 , . s 右 由双齿 啮合 03 左 5 区逐渐过 渡 到单齿 啮合 区,双 齿 啮合 区最大接 触应 力变 化 范 围为 80 9 0 a 0 ~ 0MP ,单齿 啮合 区最 大接触
齿轮齿条式升降机结构原理

齿轮齿条式升降机结构原理一、引言齿轮齿条式升降机是一种广泛应用于工业和民用领域的升降设备,其结构原理非常重要。
本文将全面、详细、完整地探讨齿轮齿条式升降机的结构原理。
二、齿轮齿条式升降机的作用和应用齿轮齿条式升降机主要用于在垂直方向上进行物体的升降运输。
它通常应用于货物搬运、车辆停放、货物仓储等场合,具有占地面积小、运行平稳、安全可靠等优点。
三、齿轮齿条式升降机的主要组成部分齿轮齿条式升降机包含以下主要组成部分:1. 齿轮和齿条齿轮和齿条是齿轮齿条式升降机的核心组件。
齿轮通常由金属制成,具有一定的硬度和耐磨性。
齿条则是一根长条,上面有一系列的齿槽,与齿轮的齿相啮合,通过转动齿轮来实现升降运动。
2. 电动机和传动装置齿轮齿条式升降机需要电动机作为动力源。
电动机通过传动装置将动力传递给齿轮,驱动齿轮旋转,从而带动齿条进行升降运动。
3. 上下限位开关用于控制齿轮齿条式升降机的上下运行范围。
当升降台抵达上下限位时,上下限位开关将自动切断电源,停止电动机的工作,确保升降台不会继续运行。
四、齿轮齿条式升降机的工作原理齿轮齿条式升降机的工作过程如下:1.电动机通过传动装置将动力传递给齿轮,驱动齿轮旋转。
2.齿轮的旋转使其上的齿槽与齿条的齿相啮合。
3.齿轮的旋转方向决定了齿条的升降方向,当齿轮顺时针旋转,齿条向上升起;反之,则齿条向下降落。
4.当升降台抵达上下限位时,上下限位开关将自动切断电源,停止齿轮的旋转,从而停止升降台的运动。
五、齿轮齿条式升降机的优缺点齿轮齿条式升降机具有以下优点:•结构简单紧凑,占地面积小。
•运行平稳,噪音低,震动小。
•功能齐全,可以根据需求进行定制。
然而,齿轮齿条式升降机也存在一些缺点:•速度相对较慢,不适用于大量货物的快速运输。
•对于较高高度的升降要求,齿轮齿条式升降机不太适用。
六、齿轮齿条式升降机的维护与保养为了确保齿轮齿条式升降机的正常工作,需要进行定期的维护与保养。
以下是一些常见的维护与保养措施:1.检查齿轮和齿条的磨损情况,如有需要及时更换。
海洋平台结构作业——自升式海洋平台升降结构

常见自升式海洋平台升降结构对比分析班级:学号:姓名:目录一、自升式平台简介 (3)二、现有常见升降结构 (4)1、圆柱型桩腿一单环梁液压升降装置 (4)2、方壳型桩腿—双环梁液压升降装置 (6)3、桁架型桩腿一齿轮齿条升降装置 (7)三、升降系统的对比 (8)1、桩腿结构形式对比 (8)2、触底形式对比 (9)3、升降装置对比 (10)4、动力源对比 (11)一、自升式平台简介自升式平台是一种海上活动式钻井装备,目前是我国海洋石油勘探中使用最多的一种钻井平台,由于其作业稳定性好和定位能力强,在大陆架海域的油气勘探开发中居极其重要的地位。
自升式平台主要由平台主体、桩腿、升降锁紧装置、钻井装置(包括动力设备和起重设备)以及生活楼(包括直升飞机平台)等组成。
平台在工作时用升降装置将平台主体提升到海面以上,使之免受海浪冲击,依靠桩腿的支撑稳定的站立在海底进行钻井作业。
完成任务后,降下平台主体到海面,拔起桩腿并将其升至拖航位置,即可拖航到下一个井位作业。
因此,支撑升降系统的结构对自升式海洋工作平台的安全有着至关重要的作用。
自升式平台的工作状态如图一所示。
图一二、现有常见升降结构支撑升降系统作为自升式平台中的核心部分,在平台的设计建造中历来受到高度重视,其性能的优劣直接影响到平台的安全和使用效果。
最常用的升降装置是齿轮齿条式和顶升液压缸式。
具体可见下表壳体桩腿是封闭型桩腿,其桩腿截面有圆形和方形两种形式;桁架式桩腿截面有三角形和四方形两种形式。
不同截面形状的桁架式和壳体式桩腿与不同类型的升降驱动方案相互组合,衍生出多种能够实现升降平台功能的支撑升降系统类型。
1、圆柱型桩腿一单环梁液压升降装置销子、销孔和项升液压缸是一种升降装置。
系统原理图如图二。
图二每一桩腿有两组液压动作的插销和一组顶升液压缸。
当装在环梁上的一组环梁销插入到桩腿的销孔中时,一组顶升液压缸的同步动作即可使环梁及销子带动桩腿(或平台主体)升降一个节距,然后进行换手:将锁紧销推入到桩腿的销孔中,退出环梁销,液压缸和环梁复位,下一个工作循环开始。
自升式平台齿轮齿条升降系统受力分析

2010年第39卷第12期第27页石油矿场机械OIL FIELD EQUIPMENT2010,39(12):27~30文章编号:1001 3482(2010)12 0027 04自升式平台齿轮齿条升降系统受力分析樊敦秋1,崔希君1,曹宇光1,2(1.胜利石油管理局钻井工艺研究院,山东东营,257017;2.中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院,山东东营,257061)摘要:齿轮齿条升降机构是自升式平台的重要承载机构,在各种工作状态下起到支撑船体及相关设备的作用,并长时间承受重外载荷作用。
以三桩腿齿轮齿条升降式自升式平台为模型,从桩腿内力分析出发,研究齿轮齿条升降机构受力,从而为升降单元安全评价、寿命评估等提供支持。
关键词:自升式平台;升降单元;受力分析中图分类号:T E951 文献标识码:AForce Analysis of Pinion and Rack Jacking System of Three Legs Jack up PlatformFAN Dun qiu1,CU I Xi jun1,CAO Yu g uang2(1.D r illing T echnology I nstitute,S heng li Petr oleum Bureau,Dongy ing257017,China;2.College ofT rans p or t&Stor ag e and Civ il Engineering,China Univ er sity of Petr oleum,Do ngy ing257061,China)Abstract:The pinion and r ack jacking sy stem is the m ost im por tant bearing apparatus of the jack up platform.It has to suppor t the platfo rm itself,equipm ents o n it and external lo ads.T hus the jacking system bears heavy load for long time.In this paper,the m ost co mmo nly used three legs jack up platfo rm w as selected fo r analyzing the lo ad acted on the jacking system,by m eans of in ternal force of the leg s.Results o f the r esearch can be used fo r the safety evaluation and life pre diction of the jacking units.Key words:jack up platfo rm;jacking unit;fo rce analysis自升式钻井平台在经历半个多世纪的发展后,在工作水深、抗风暴能力、可变载荷、钻井能力和操作性能等方面取得了巨大进步[1 5]。
自升式钻井平台悬臂梁齿轮齿条驱动系统设计

s t r u c t u r e a n d t h e c e n t r e o f g r a v i t y o f t h e i n s t a l l a t i o n we i g h t o n t h e c a n t i l e v e r .T h e g e o me t r i c p a r a me t e r s o f t h e g e a r r a c k o f t h e c a n t i l e v e r b e a m s h o u l d b e c a l c u l a t e d wh e n d e s i g n i n g t h e l i n k a g e s t uc r t u r e b e t w e e n t h e c a n t i l e v e r b e a m a n d t h e g e a r r a c k a n d
Ke y Wo r d s :S e l f - e l e v a i t n g Dr i l l i n g P l a t f o r m Ca n il t e v e r Be a m Ge a r Ra c k S t r u c t u r a l De s i g n Dr i v e Co n t r o l
自升 式 钻 井 平 台 悬 臂 梁 齿 轮 齿 条 驱 动 系 统 设 计 术
口 王龙庭 口 徐兴平 口 徐长航 口 刘广斗
2 6 6 5 8 0
口
张
辛
中 国石 油 大 学 ( 华东 ) 机 电工 程 学 院 山东 青 岛
摘 要 : 以 某 自升 式 钻 井 平 台 为例 , 采用“ 电机+ 变速 箱+ 小传 动 轮 + 齿务” 方 式 驱 动 悬 臂 梁 移 动 。 通 过 悬 臂 梁 的 结 构 及 悬臂 梁上 的 设 备 质 心 确 定移 动 悬臂 梁所 需 的推 力 。 计 算 悬臂 梁齿 轮 齿 条 几 何 参 数 。 并设 计 悬臂 梁 与 齿 轮 齿 条 的 连 接 结 构
自升式海上钻井平台升降系统技术特点分析

压 马达, 可使 升降 系统 针对 不 同 的载荷 采用 不 同 的 速度 ,这 样 节 省 了平 台 升降 的时 间 ;③采 用 大 扭
矩 、低转 速 的液 压马达 可减小 减速箱 的传动 比,从
而减小其 尺寸和 造价 。 从 操 作方式及 故障 率来看 ,两种驱 动升降方 式
均 需设置集 中控 制 台和 桩边 控制 台,集 中控制 台 内
2 齿 轮齿 条 升 降系统 的设 备 组 成
自升式平 台的桩腿齿 条是 沿桩腿 圆筒 或玄杆铺升 降系统传
动装 置 的末端 ,整 个升 降系统 的动力 由电动机或液
压马 达输 出 ,通过联 轴器传 输到传 动装置 ,再 由传 动装置 传递给 小齿轮 ,最后通 过小齿 轮驱动齿 条作
翔
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一 条棠 茎
B 8 00 0N・ 以上 。 目前 国 内缺 乏这 种 大速 比减 速 0 0 m
机 构 的设 计制 造 经验 ,对 于其受 力 分析 、动 力学研 究 、振 动噪声 控 制 、弹性 啮合 原理 以及 载荷 分配 等
每座平 台典型 的 电动齿 轮齿条 式升 降系统 的主
齿 轮齿条 升降 的方 式 比较 多 。所 谓齿轮 齿条式 升降
系统就是 在平 台的每根齿 条上设 置几个小 齿轮 ,齿 条及 其对应 小齿轮 数量根 据平 台所 要求 的举升能 力
和平 台总体要 求加 以确定 。动力通 过桩边 马达驱动
直 线运 动 ,从 而带动桩 腿或平 台进行 升降作业 。对
l 圈 梁 ; 2 平 台 主 甲板 ; 3 顶 升 油 缸 ;4 升 降 室 顶 饭 ; 一 — 一 -
于一个 三根绗 架式桩腿 的 自升 式平 台来说 ,每一个 桩 腿 上都有 三 根玄杆 ,每根 玄杆 上 设有 两道 齿 条 , 每 道齿 条上有 上下 两个小 齿轮 与之 啮合 ( 图 3 , 见 ) 每一 对 啮合 齿轮及 其驱 动 、传 动装置构 成一个升 降 单元 ,一般 来讲 ,升降 系统 由数 个或数 十个升 降单
齿轮式升降机设计文档

齿轮式升降机设计说明书齿轮式升降机设计说明书1 目录设计任务书 (1)传动方案的拟定与分析 (2)传动方案简图 (2)电动机的选择与计算 (3)电动机类型与功率的选择 (3)电动机转速与型号的选择 (3)传动装置的运动以及动力参数的选择和计算 (4)传动比的分配 (5)传动装置的运动与动力参数计算 (6)传动零件的设计计算 (6)齿轮的设计 (7)齿轮的校核 (8)轴的设计计算 (9)轴的设计 (10)轴的校核 (10)键连接的选择以及计算 (11)键的设计 (12)键的校核 (16)滚动轴承的选择以及计算 (17)联轴器的选择 (18)润滑和密封方式的选择,润滑油和牌号的确定 (19)齿轮的润滑 (19)轴承的润滑 (23)箱体以及附件的结构设计和选择,以及装配,拆卸,安装时的注意事项 (25)设计小结 (30)小组分工 (31)参考资料 (32)2设计任务书通过电动机输出转矩,由中间环节的减速器来实现减速增力,最后通过链轮减速实现最终的转矩输出。
驱动负载上升与下降。
其中电动机输出咒语减速器采用联轴器相连,减速器输出轴与链轮,链轮与负载均采用联轴器相连。
3传动方案的拟定与分析动力由电动机提供,电动机选用Y 132M 2-6 型,额定功率5.5千瓦,同步转速1000 r/min ,满载转速960 r/min 。
系统的总传动比选定为36: 1 ,电动机轴外伸轴颈38mm ,轴外伸长度80 mm 。
高速及斜齿轮传动比为4:1,电动机输出轴通过联轴器与器相连。
低速级直齿轮传动比为 3 :1 ,通过联轴器与链轮相连。
链轮传动比为3:1,之后再通过联轴器与起重机滑轮相连。
最终升降机的速度为m/s ,升降机最大载荷为N 。
传动方案简图4 电动机的选择与计算电动机类型与功率的选择 根据升降机的最大载荷为 7000牛 , 平稳运行速度为 0.5 m/s ,载荷平稳,电源采用 三相交流电 380v 。
这里选用最常用的Y 系列 三相异步电动机 。
浅谈自升式海洋钻井平台齿轮条爬升与锁紧系统设计

浅谈自升式海洋钻井平台齿轮条爬升与锁紧系统设计摘要:自升式海洋钻井平台齿轮条爬升与锁紧系统是取得海洋中石油的设备装置中的关键组成部分,分析设计自升式海洋钻井平台齿轮齿条的升降装置与锁紧系统在海中作业的功能,在这个基础上根据现有情况对平台进行改善优化。
了解齿轮齿条爬升与紧锁系统的基本工作原理、自升式海洋钻井平台设计方向,为目前海中石油资源的拓展方向提供强大的基础机械能力。
关键词:自升式海洋钻井平台;齿轮条爬升;锁紧系统1.基本原理工作平台、桩腿、爬升系统与锁紧系统、控制装置、钻井装置(包括动力设备和起重设备)、以及生活区(包括直升飞机平台)这几个部分是自升式海洋钻井平台的主要组成部分。
目前,常用的平台为三桩腿自升式海洋钻井平台,其中的关键零件是位于三桩腿上的爬升系统和锁紧装置,这两者的设计性能优劣会对自升式海洋钻井平台的工作效率、开发石油成果等造成很大的影响,因而我们主要从这两个方面去考虑优化目前所使用的海洋作业机械。
电动机、齿轮齿条爬升结构、桩腿等几个部分构成自升式海洋钻井系统的爬升装置。
下面爬升系统的工作原理的解析:在电动机提供动力的情况下齿轮沿着齿条的运动,带动海洋钻井平台在桩腿上做缓慢爬升的运动,爬升到任何所需要到达的工作位置;然后锁紧系统通过锁紧齿条与桩腿齿条啮合进行锁紧,从而将甲板上重量和运行时的载荷转移到海底的平面,桩腿和平台的上升和下降都依赖于爬升系统而且在正常工作状态及遭遇天气严重巨变状态下支撑船体甲板及相关设备,它有很大的刚度和载重范围使得绝大部分的桩腿受压传至主弦管形成的各向轴向力达到最小程度,易于达到以降低水阻力来增加工作水深度,自升式钻井平台得以进入更深及海况更恶劣的海域工作。
当到达油井的规定位置以后我们可以利用爬升系统将船体升离水面从而为石油的提取做好准备,在提取石油结束后将船体缓慢降回海平面,再利用爬升系统将桩腿升起来使平台重新恢复成漂浮状态然后再拖拉到下一个油井位置开始作业。
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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
s t u d y i n gt h e w o r k i n g c o n d i t on i s o f j a c k - u p p l t a f o r m s .T h e j a c k i g n s y s t e m m in a l y c o n s s i s t fU o t Ol e c h a n g e g e r a c a s e nd a a d i f e r e n t i a l ea g r t r a i r  ̄T ey h w e r e c o n n e c t e d b y t e h es m h i n g b e t w e e n t e h o u t p u t ea g r o ft h e t Ol e c h ng a e ea g r c se a nd a a s p u r
摘
要: 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
一
台电机 驱 动 两输 出齿轮 的升 降 系统 。
关键词 : 自升式平台; 齿轮齿条升降系统 ; 差动轮系 中图分类号 : r Hl 6 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 1 — 3 9 9 7 ( 2 0 1 3 ) l 1 - 0 0 3 3 — 0 3
St r u c t u r a l De s i g n o f t h e Ra c k a n d Pi n i o n J a c k i n g Sy s t e m o f J a c k - Up PI a t f 0 r ms
第1 1 期 2 0 1 3年 1 1月
机 械 设 计 与 制 造
Ma c h i n e r y De s i g n & Ma n u f a c t u r e 3 3
自升式平 台齿轮 齿条升 降 系统结构设 计
蒙占彬 . 一 , 曹宇光 , 张士华 :
( 1 . 中国石油大学( 华东 ) , 山东 东营 2 6 6 5 8 0 0 1 7 )
A b s t r a c t : T h e r a c k a n dp i n i o n j a c k i n g s y s t e m i s w i d e t y u s e d f o r j a c k - u p p l a t f o r m s f o r i t s a d v a n t a g e s o fh i g h j ck a i n g s p e e d , g o o d s y n c h r o n i c i t y , a n d c o n v e n i e n t t o b e m a i ta n i n e d a n d r e p i a r e d a n d S O O 1 K B e c a u s e C h i n a d o e s n ’ t p o s s e s s t h e c a p c o a f
j ck a — u p p l t a f o r m s i n C h i n a . He r e .a s e t fj o a c k i n g s y s e t m es d i g n e d b y p u r s u i n g t h e n e w e s t t e c h n o l o g y a b o a r d a n d
MENG Zha n -b i n ,CAO Yu- g u a n g ,ZHANG S h i —h u a
( 1 . C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m,S h a n d o n g D o n g y i n g 2 5 7 0 6 1 , C h i n a ; 2 . D r i l l i n g T e c h n o l o g y R e s e a r c h I n s t i t u t e o f S h e n g l i O i l f i e l d , S h a n d o n g D o n yi g n g 2 5 7 0 1 7 , C h i n a )
es d i g n i n ga n d f a b r i c a t i n g r a c k a n d p i n i o n j a c k i n g s y s t e m, a l l j a c k i n g s y s t e m s ee n ed d h a v e t o b e i m p o a e  ̄T h e^ 劬 c o s t , l o n g