四履带式海洋船用脐带缆张紧器设计

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脐带缆是深水油气田开发的关键部分，为水下生产系统阀门执行器提供液压动力源和电力电源。脐带缆在受到自重、浪、流的影响下能够顺利稳定的铺设尤为重要，而张紧器则是脐带缆成功铺设的必要的设备且为之提供有力保证，所以张紧器研制的重要性不言而 ”。

四履带式张紧器在脐带缆铺设过程中为其提供恒定张力 ，在铺设过程中脐带缆承受较大的弯曲应力，且弯曲应力不断变化。为了使脐带缆弯曲应力小于材料的屈服极限，确保管道不被破坏，用张紧器进行送缆，并实时调整脐带缆的张紧力 ，使其张力基本恒定不变，始终保持在允许的范围内。

目前 ，国外具有代表性的铺管船用张紧器研发机构有意大利某公司、美国某公司、荷兰某公司等日。海洋铺管船张紧器在很大程度由国外的企业垄断，张紧器技术的国产化已然排到日程之上。为了提高我国深海管道铺设能力，我国目前已开展了深海管道铺设相关技术和设备等多方面研究，启动了海洋深水油气田开发工程技术”等项目。

2脐带缆张紧器总体方案2.1结构设计脐带缆张紧器总体结构采用四履带夹紧方式，此夹紧方案能够在提供最大夹紧面积的基础上，最大程度的保护铺设管线，且缩小张紧器的纵向尺寸。轨道形式采用四轨道两侧调整形式 ，前后双轨道结构使履带工作时框架受力更加合理，不易被卡死，有利于履带工作时的同步性。两侧调整结构，更利于履带总成的安装 ，同时能够提供侧向预紧力 ，能有效地防止履带在结构上的变形。链轨的张紧方式采用液压式弹簧预紧结构，此结构既能提供链条所需的张紧力，又能够省时省力地调节履带松紧度，并能够有效地保护履带在受到突变载荷时履带的自身张力。同时，由于所夹持管径的不同，为保证最大夹持面积，设计出不同规格的履带靴，以适应管径的变化。在水平履带工作端，为防止链轨在重力作用下发生变形 ，在结构上设计安装了托链机构，以保证能够将脐带缆夹持在管径的轴线上，使履带运转更加顺利。

上框架翻转机构采用了四杆机构，在保证张开、闭合到位的同时，使框架的结构尺寸更加紧凑，张开到位采用定位块的方式来稿日期：2012-10-06作者简介：郭志平，(1957-)，男，内蒙古卓资县人，教授，博士生导师，主要研究方向：微机械272 机械设计与制造No.8Aug.201 3值大小有些差别，因研究所用的 TRT叶片是同种类型的不同尺寸而已。因此，所研究的圆柱拉金结构的静态特性与无阻尼结构的 TRT叶片的应力、位移等参数以及分布规律相同，拉金孔附近的应力远比材料的许用应力小的多，所以设计的拉金结构在静态方面满足透平叶片的强度要求。

4结论根据相关参考，设计出圆柱拉金结构的几何模型，在从整体到局部分析了拉金结构的相关静态特性。通过分析得出以下几种结论：(1)由于 TRT叶片在使用中，常常发生振动疲劳损坏现象，参阅相关研究文献设计出了圆柱拉金结构的几何模型。(2)借助软件模拟分析出整个拉金结构的静态特性，找出了拉金叶片在气流力、离心力等载荷作用下，圆柱拉金结构的应力、位移分布规律。(3)对应力敏感的区域进行切片分析，得出这些敏感区域的应力波动规律。并且对应力集中严重的部位进行局部分析，得出应力集中区域的波动范围。(4)榫齿槽处应力值，无论是槽面外部应力，还是内部应力，-级榫齿槽面应力都高于二级榫齿槽面。(5)通过与无阻尼结构 TRT叶片的静态特性对比，圆柱拉金结构的相应静态特性与无阻尼 TRT叶片之间变化较小，满足设计要求。