【摘要】：在分析各種旋轉(zhuǎn)類型起重機性能的基礎(chǔ)上,結(jié)合工程需要,擬定初步設(shè)計方案。為了有效地對初步方案進行比較和選擇,分別從技術(shù)、經(jīng)濟和社會三方面進行了評價,對于評價因素中的定量因素,直接評判其大小;對于非定量因素,通過加權(quán)系數(shù)建立數(shù)學模型判斷其優(yōu)劣。最終選擇汽車起重機作為工程專用設(shè)備的研發(fā)載體。依據(jù)起重機結(jié)構(gòu)設(shè)計的國標和法規(guī),明確起重設(shè)備的工作級別,對各輔助設(shè)備進行選擇,確定副臂結(jié)構(gòu)形式;并通過靜力分析,確定構(gòu)件截面尺寸。 為了驗證結(jié)構(gòu)的強度和剛度能否滿足工作要求,本文選擇ANSYS軟件進行有限元分析。起重臂復雜結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)分析大都采用簡化或利用等效靜力原則進行轉(zhuǎn)化的方式建立細長梁模擬起重臂的受力,其結(jié)果只能反映整體結(jié)構(gòu)應力和應變分布,無法明確顯示臂節(jié)間搭接處的受力狀況。本文充分利用ANSYS軟件自身強大的建模功能,應用面—面接觸單元定義臂架間搭接處板間接觸問題,從而實現(xiàn)了副臂結(jié)構(gòu)的實體建模,為板間接觸問題的模型建立和分析提供了處理方法和參考依據(jù)。所建模型的分析結(jié)果表明改進后的副臂結(jié)構(gòu)強度和剛度能夠滿足工程需要。
【學位授予單位】：山東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：TH213
【圖文】：

所用鉆井井架高度比陸上井架略高，高度60m；且其承載能力要比陸上井架承載能力強，因此某些部件加強后重量增加，最重可達1.7噸多。本文中，將適用于淺海油田開發(fā)過程中鉆井所用井架稱之為大型井架，其結(jié)構(gòu)如圖1.1所示，高度為60m，底座為10m× 10m�？梢钥闯鲢@井井架體型大、重心高，不可能全部安裝后整體起吊；在拆裝過程中，必須有適合的起重設(shè)備起吊井架的部件。從經(jīng)濟性、可靠性角度出發(fā)，陸上鉆井井架的拆裝一般采用絞車、懸轉(zhuǎn)扒桿及小型汽車起重機等設(shè)備進行施工。圖1.1 海上鉆井平臺井架結(jié)構(gòu)簡圖井架拆裝過程中，起重設(shè)備至關(guān)重要。懸轉(zhuǎn)扒桿[2]是井架拆裝常備起吊設(shè)備，其結(jié)構(gòu)如圖1.2所示。其最大起吊重量不超過1噸，已無法完成淺海油田大型鉆井井架的拆裝作業(yè)。目前

目前國內(nèi)還沒有適用于大型鉆井井架拆裝作業(yè)的理想專用設(shè)備。因此，設(shè)計制造近海油田鉆井井架拆裝專用設(shè)備勢在必行。圖1.2 懸轉(zhuǎn)扒桿結(jié)構(gòu)簡圖1.2 課題的來源、目的、意義課題來源于生產(chǎn)實際。本文主要工作在于淺海油田大型鉆井井架拆裝專用設(shè)備設(shè)計方案的制定，結(jié)構(gòu)設(shè)計和結(jié)構(gòu)分析等內(nèi)容。本文通過對適用于井架拆裝的旋轉(zhuǎn)臂架類起重機工作性能和特點進行比較，選用合適的起重機結(jié)構(gòu)類型作為井架拆裝起重設(shè)備的設(shè)計載體。依據(jù)有關(guān)國標、法規(guī)和現(xiàn)有技術(shù)，改進適用于拆裝作業(yè)的起重機結(jié)構(gòu)，通過有限元法分析其強度和剛度，為起重設(shè)備的設(shè)計、制造和使用提供理論依據(jù)，并為以后的進一步研發(fā)和材料的選擇及結(jié)構(gòu)分析提供一些有價值的參考。1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀一直以來，人們利用現(xiàn)有起重設(shè)備制定井架拆裝方法，但是對井架拆裝專用設(shè)備的研制和分析并不多見。近年來，井架的拆裝越來越注重于汽車起重機的應用，如汽車起重機吊裝法或者起重機與桅桿配合吊裝法。國外起重機行業(yè)中的計算機數(shù)值模擬技術(shù)應用較早，自主開發(fā)的技術(shù)水平也很高。歐美有很多專業(yè)的設(shè)計開發(fā)機構(gòu)采用數(shù)值分析方法對金屬結(jié)構(gòu)進行分析

中可滿足設(shè)計對象要求的可直接引用，不滿足的部分則進行必要的修改要求的新設(shè)計。因此，對起重設(shè)備已有設(shè)計實例進行歸納和整理，是改有效途徑。井架拆裝過程中，起重設(shè)備起吊井架部件包括起降過程和回，本文所討論的起重設(shè)備為旋轉(zhuǎn)類型起重機。旋轉(zhuǎn)類型起重機包括門坐帶式起重機、塔式起重機和輪式起重機。下面簡單地介紹相關(guān)起重機的作性能以及其優(yōu)缺點。坐式起重機式起重機由下部門架和上部回轉(zhuǎn)部分組成，整機可沿地面軌道運行。門構(gòu)，內(nèi)部空間較大。上回轉(zhuǎn)部分由臂架系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)支承裝置、回轉(zhuǎn)平臺室組成。門坐式起重機的門架和臂架尺寸大，具有較大的剛度，起重能冶金、水電建設(shè)、港口等的安裝及裝卸工作。從上述可以看出，門坐式構(gòu)由多種結(jié)構(gòu)組成，外形尺寸較大；而且起重機臂架系統(tǒng)復雜，自重具備大型吊裝設(shè)備，拆裝轉(zhuǎn)移相當不便，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖 2.1。因此，承受載荷能力較強，但結(jié)構(gòu)復雜，占地面積大，轉(zhuǎn)移不便；不適宜用于的起重作業(yè)。

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本文編號：2792705