文档介绍
| 以ZP495转盘驱动系统为研究对象，总结国内外对ZP495转盘驱动系统的研究状况，深入研究了石油钻机转盘的工作原理和状况。通过对石油钻机转盘驱动系统的的动力配置进行设计，利用AutoCAD和三维软件Pro/E对转盘驱动系统中的变速箱、转盘输入轴、锥齿轮等关键部件进行设计，并应用有限元分析软件分别对变速箱、转盘输入轴、锥齿轮等所建立的模型进行了接触应力分析、静态分析和模态分析，模拟出转盘驱动装置实际工况下变速箱齿轮啮合的运动状态、转盘输入轴和转盘锥齿轮的运动过程。本研究对目前国内最深井钻机所配置的ZP495转盘的设计理论和方法有一定的理论参考价值。本论文主要工作内容及取得的研究成果如下：(1)阐述了ZP495转盘的基本结构和主要技术参数。对转盘驱动装置的方案选定，做出了详细的比较，从钻井的实际需要出发，综合考虑其工艺性、可靠性等，选用合理驱动方案，根据ZP495转盘需求和所需功率选取交流变频异步电动机，根据电动机性能选取变频器，并且为ZP495转盘的驱动系统的设备进行选型，最终确定转盘驱动系统的总体方案。(2)根据转盘驱动系统的传动原理和各零部件的结构特点，忽略倒角、键槽等小尺寸特征并经过其他合理简化，在Pro/E中建立了转盘驱动系统变速箱齿轮的三维几何模型，为后续的有限元分析及动力学仿真分析提供了几何模型；采用有限元分析方法，利用I-DEAS软件，辨识了转盘驱动系统变速箱高低挡齿轮的扭转刚度。通过线性静力学分析计算了齿轮变速箱内的两挡齿轮传动的扭转刚度，在此基础上，建立了转盘驱动系统参数化的动力学模型，对高低速挡齿轮传动进行了扭转振动模态分析，研究高低速齿轮传动的振动特性。(3)利用ANSYS分析软件对转盘输入轴进行静态及模态分析，分析转盘输入轴所产生的振动及对齿轮啮合所产生的影响。通过对转盘锥齿轮进行仿真建模，分别采用静态和动态分析计算锥齿轮齿根应力，比较静态分析、动态分析和常规计算方法及轴向力对齿根应力的影响。本研究工作对今后超深井石油钻机转盘驱动系统的研制有一定的理论指导意义。 |
文档标签:
机械设计
