钻井平台滑动模块说明书毕业论文.doc

毕业设计（论文）中文摘要钻井平台滑动模块设计摘要：本次设计题目为钻井平台滑动模块设计，钻井平台是高出海面的一种可移动的海上结构物，滑动模块则是推动钻井平台向前或者是向后运动的动力机构，通过滑动模块推动支腿运动来实现钻井平台的移动以完成快速换位打井的需要。本次设计的主要零部件包括：1.导轨的设计2.滑鞋的设计3.限位钩的设计4.支脚的设计5.液压缸的选择和校核6.固定锁紧块的设计。本次设计通过大量参阅国内外的资料，在吸收原有产品优点的同时做出了大量的改进，因此本次设计出的产品，可以满足钻井平台的大范围快速移动，同时可以实现正向和反向运动，且擦汗尿频体积小，推动力大，可以适应恶劣的海上作业环境。关键词： 钻井平台 滑动模块 导轨 滑鞋 限位钩 支脚 液压缸 固定锁紧块毕业设计（论文）外文摘要Title Drilling platform slide module designAbstractThis design topic is slide module designed for the drilling platform, drilling platform is higher than the sea of a movable drilling platform of offshore structures, slide module is promoting drilling platform power forward or backward movement, by sliding the module to promote drilling platform leg movement to achieve rapid transposition of moves to complete drilling needs. Main parts of this design include: 1. design of the Rails 2. design of sliding shoe 3. limit design of hook 4. design of foot 5. selection and check of hydraulic cylinder 6. fixed locking block design. This design by large see information at home and abroad, absorbing the original product advantages at the same time makes a lot of improvement, this time to design the product to meet the large scope of fast-moving drilling platform, at the same time allow for forward and inverse kinematics, and wipe perspiration frequency of small volume, drive, can adapt to a harsh marine work environment.Keywords：Drilling platform slide module guide sliding shoe limit hooked feet hydraulic actuating cylinder fixed locking block目 次1 引言（或绪论） 11.1 海上移动钻井平台的特点 11.2 海上移动式平台在海洋开发1.3 海上移动式钻井平台的现状和发展趋势 2 方案概述 Y2.1 动力选择 Y2.2 滑动模块导轨选择 2.3 滑动模块传动方式选择2.4 滑动模块导向和限位选择2.5 滑动模块锁紧装置选择3 详细设计过程 Y3.1 导轨的选择 Y3.2 液压缸的选择和校核 3.3 固定锁紧块的选择3.4 滑鞋的选择3.5支脚的选择 3.6 限位钩的选择3.7 销轴的校核 结论 Y参考文献 Y致谢Y1 引言（或绪论）近年来，出现可困扰世界大多数国建的能源危机，同时，陆上油气的可持续开采量也缩减到了一个无法满足人们需求的量，于是世界各国纷纷把注意力转移到了广阔的海洋，海上钻井平台应用而生。海上移动式平台是高出海面的一种可移动的海上结构物, 它为海洋资源勘探开发和海上施工等提供海上作业和生活条件, 它可根据需要从一个作业地点转移到另一个工作业地点。可移动性是它的最大特点而对浮动型平台, 例如浮船式和半潜式平台, 它们在正常作业状态, 其有升沉、摇摆、漂移运动, 运动性是这一类平台的另一特点, 所以也称海上活动式平台, 它是相对于固定式平台而言的, 不仅平台位置可以转移, 而且平台本身在工作中也在运动。1.1 海上移动钻井平台的特点1.1.1 作业位置可移动性工作水深和平台方位可变性它可工作在不同海域、不同作业地点、不同工作水深, 而且平台的方向也是不确定的。这些因素给这类平台载荷计算工作量增大,而且设计状态和载荷组合的工作量也增大。根据这一特点, 设计中应考虑平台移动方便、安全,合理选取海洋环境参数。1.1.2 平台作业时的运动特性由于浮动型平台作业中运动，设计中英考虑平台运动加速度，计入惯性力。1.1.3平台作业状态多, 一般有四种状态1) 迁航状态平台从一个地区迂航拖航或自航到另一地区, 或从一个作业点迁航到另一作业点, 迁航状态分一般迁航和风暴迂航两种工况。2) 就位和离位状态。平台迂航到作业点后, 平台就位。例如自升式平台要进行降桩, 插桩、预压和升船等操作, 使平台在预定井位就位。作业完成后, 要进行降船、拔桩、升桩等操, 使平台安全离开井位。对上述不同工况均应满足稳性和结构强度等要求。3) 正常作业状态。在作业点上进行正常作业或进行其他操作, 此状态下平台承受设计限度内组合环境载荷和作业载荷。4) 风暴自存状态。此状态下平台承受最恶劣的设计环境载荷, 停止作业, 处于自存状态。综合性强。海上移动式平台是一项综合工程, 它涉多门专业知识, 如船舶工程、海洋环境、结构力学、流体力学、土力学钢结构、计算技术、机械、电气和特种工艺设备等方面知识。1.1.4事故发生率高由于它的可移动性和运动性, 在迁航、就位或离位、作业和自存等状态中均可能发生事故, 因此, 在设计、建造和使用中均应将平台的安全性放在首位移动式平台应经船检部门严格检验, 取得海上移动式平台入级证书和海上移动式平台法定检验证书。1.2 海上移动式平台在海洋开发中的作用1) 海上移动式平台是海洋石油勘探的先行手段。2) 海上移动式平台在海上石油早期开发中发挥了重要作用。3) 海上移动式平台广泛用于海上施工作业和生活供应等。4) 海上移动平台是向深海进军的先导。1.3海上移动式钻井平台的现状和发展趋势1.3.1 现状1) 建造技术日趋成熟2) 部分配套设备性能相对稳定3) 深海油气开发装备研制进入新阶段4) 海洋石油钻井平台需求强劲1.3.2 发展趋势1) 海洋钻井平台被少数国家长期垄断的局面将逐渐被打破2) 海洋钻井平台将向高可靠性、自动化方向发展3) 海洋钻井平台向多功能化方向发展趋势明显4) 海洋钻井平台向深水领域发展必将成为新的发展方向。2 方案概述本次设计题目为钻井平台滑动模块设计，要求设计出滑动模块的驱动系统传动方式，锁定与限位系统等，通过查阅国内外的研究资料，在老师的指导下，确定出总体方案如下：2.1 动力选择由于钻井平台滑动模块是用来推动钻井平台的动力装置，考虑到钻井平台的大型结构以及重量，动力装置必须选取输出功率大且产生推力符合要求的机械产品，而且鉴于钻井平台是露天作业，因此，该动力装置在露天以及海水、大风等自然环境下具有良好的性能以及较长的寿命，综合考虑以上方面，选定液压缸作为钻井平台滑动模块的动力装置。且相比于其他动力装置，液压传动具有以下优势：在传递同等功率的情况下，液压传动装置的体积小，质量轻，惯性小，结构紧凑。液压传动装置工作比较平稳，反应快，冲击小，能高速启动、制动和换向。液压传动装置能在运动过程中进行无极调速，调速方便，调速范围大，而且调速性能好。液压传动装置的控制调节简单，操纵方便，易于实现自动化。液压传动装置易于实现过载保护。液压元件已标准化、系列化和通用化，便于设计和选用。2.2 滑动模块导轨选择材料选择船用钢，结构为典型的工字结构，并加肋板，以加强导轨的承重力和稳定性，导轨面上开定位孔，用来固定液压缸以产生反向的推力。2.3 滑动模块传动方式选择由于要实现精确的定位，而且钻井平台在前行过程中必须有良好的限位，因此采用滑鞋滑道传动，同时前端做出弧度，以减少和轨道之间的摩擦，同时易于实现定位及锁紧。2.4 滑动模块导向与限位选择由于支腿的宽度和轨道大致相同，为了在钻井平台前进过程中不至于出现滑鞋滑偏甚至出现脱离轨道的现象，因此需要采取导向与限位结构，现采用在支腿液压缸尾部加限位钩的结构来实现限位和导向的双重作用。2.5 滑动模块锁紧装置选择由于在液压缸推动钻井平台前行是分步进行的，因此在前行过程中须有锁紧装置，现采用类似扭头刨床刀架的铰接结构，可以实现固定锁紧，同时定位块做成对称结构，以实现钻井平台的双向移动。3 详细设计过程3.1导轨的设计导轨的主要功能是导向和承载。导轨使运动部件沿一定的轨迹运动，从而保证各部件之间的相对位置精度。导轨主要由机床上两个相对运动部件的配合而组成一对导轨副，其中，不动的配合面称为支承导轨，运动的配合面称为运动导轨。3.1.1 导轨基本类型导轨按运动轨迹可以分为直线运动导轨和圆周运动导轨；按摩擦性质可以分为滑动导轨和滚动导轨。其中滚动导轨又有普通滑动导轨、液体动压导轨、液体静压导轨之分。滚动导轨按滚动体的形状又可以分为滚珠导轨和滚柱导轨。滚动导轨在进给运动导轨中使用较多。3.1.2 导轨的基本要求（1）导向精度。导向精度主要是指运动部件沿导轨运动轨迹的直线度（对直线运动导轨）或圆度（对圆周运动导轨）导轨的几何精度直接影响导向精度，因此在导轨检验标准中对纵向直线度及两导轨面平行度都有规定。影响导向精度的主要因素除制造误差外，还与导轨的结构形式、装配质量、导轨及其支承件的刚度和热变形等有关。（2）耐磨性。耐磨性直接影响机床的精度寿命，是导轨设计、制造的关键，也是衡量机床质量好坏的重要标志。提高导轨的耐磨性是提高导轨使用寿命的重要途径。影响导轨耐磨性的主要因素有导轨的摩擦性质、材料、热处理及其加工方法、受力情况、润滑和保护等。（3）刚度。导轨受力后变形会影响部件之间的相对位置和导向精度，因此要求导轨有足够高的刚度。导轨变形包括导轨受力后的接触变形、扭转变形、弯曲变形，以及由于导轨支承件的变形而引起的导轨变形。导轨变形主要取决于导轨的形式、尺寸及与支承件的连接方式与受力情况等。（4）低速运动平稳性。运动部件低速移动时易产生爬行现象。进给运动时出现爬行，会使工艺系统产生振动，增大被加工表面的粗糙度；定位运动时出现爬行，会降低定位精度，故要求导轨低速运动平稳。影响导轨低速运动平稳性的因素有：静、动摩擦系数的差值，传动系统的刚度，运动部件的质量及导轨的结构和润滑情况。3.1.3 常用导轨及其特点1滑动导轨（1)滑动导轨的结构滑动导轨常见的截面形状如图11所示。其各个平面所起的作用各不相同。在矩形和三角形导轨中，M面主要起支撑作用，N面是保证直线移动精度的导向面，J面是防止运动部件抬起的压板面；而在燕尾形导轨中，M面起导向和压板作用，J面起支撑作用。 图11滑动导轨常见的截面形状(a)矩形导轨； (b)三角形导轨； (c)燕尾槽导轨； (d)圆柱形导轨 矩形导轨。图11所示的矩形导轨制造简单，刚度和承载力大，水平方向和竖直方向上的位移互不影响，因此安装、调整都较方便。M面既是保证垂直面内直线移动精度的导向面，又是承受载荷的主要支承面；N面是保证水平面内直线移动精度的导向面。因N面磨损后不能自动补偿间隙，所以需要有间隙调整装置。 三角形导轨。图11所示的山形导轨及V形导轨均称为三角形导轨，当其水平布置时，在竖直载荷的作用下，导轨磨损后能自动补偿，不会产生间隙，因此导向性好。但压板面仍需要有间隙调整装置。导向性能与顶角有关，顶角越小，导向性越好；顶角加大，承载能力增加。支承导轨为凸三角形时，不易积存较大切削，也不易积存润滑油。 燕尾槽导轨。图11所示的燕尾导轨可视为三角形导轨的变形，磨损后不能自动补偿间隙，需用镶条调整。两燕尾面起压板面作用，用一根镶条就可以调整水平、竖直方向的间隙。这种导轨制造、检验和修理均较复杂，摩擦阻力大。当承受竖直作用力时，它以支承面为主要工作面，其刚度与矩形导轨的相近；当承受颠覆力矩时，其斜面为主要工作面，其刚度较低。燕尾形导轨一般用于高度小的多层移动部件。两个导轨面间的夹角为55。 圆柱形导轨。图11所示的圆柱形导轨制造简单，内孔可珩磨，外圆经过磨削可达到精密配合，但磨损后调整间隙困难。为防止转动，可在圆柱表面上开键槽或加工出平面，但不能承受大的转矩。圆柱形导轨主要用于承受轴向载荷的场合，适用于同时作直线运动和转动的场合，如拉床、珩磨机及机械手等。（2）滑动导轨的组合形式与应用滑动导轨一般由两条导轨组成，不同的组合形式是为了满足不同机床的工作要求。在数控机床上，滑动导轨的组合形式主要是三角形配矩形式和矩形配矩形式。只有少部分结构采用燕尾式。 双三角形组合。这种导轨同时起支承、导向作用，磨损后相对位置不变，能自行补偿竖直方向及其水平方向的磨损，导向精度高，但要求四个表面刮削或磨削后接触，工艺性较差。床身与运动部件热变形不一样时，不易保证四个表面同时接触。这种导轨常用于龙门刨床与高精度车床。 V形-平导轨组合。V形-平导轨组合，不需要用镶条调整间隙，导向精度高，加工装配也较方便，温度变化不会改变导轨面的接触情况，但热变形会使移动部件水平偏移，常用于磨床、精密镗床上。 双矩形导轨是用侧边导向，当采用一条导轨的两侧边导向时称为窄式导向（图12（a），若分别采用两条导轨的两个侧面边导向则称为宽式导向（图12（b）。窄式导向制造容易，受热变形影响小。 图12窄式导向与宽式导向(a)窄式导向； (b)宽式导向 三角形-矩形组合。三角形-矩形组合导轨兼有导向性好、制造方便等优点，应用最为广泛，常用于车床、磨床、精密镗床、滚齿机等机床上。三角形导轨作主要导向面，其导向性比双矩形组合导轨要好。三角形导轨磨损后不能调整，对位置精度有影响。 平-平-三角形组合。当龙门铣床工作台宽度大于3000mm、龙门刨床工作台宽度大于5000mm时，为了不使工作台中间挠度过大，可用三根导轨的组合导轨。该导轨是重型龙门刨床工作台导轨的一种形式，三角形导轨主要起导向作用，平导轨主要起承载作用，不需要镶条调整间隙。（3）圆周运动导轨。这种导轨主要用于圆形工作台、转台和转塔等旋转运动部件，常用的圆周运动导轨有平面圆环导轨、锥形圆环导轨、V形圆环导轨。 平面圆环导轨。这种导轨容易制造，热变形后仍能接触，适用于大直径的工作台和转盘，便于镶装耐磨材料及采用动压、静压导轨，减少摩擦。当它只能承受轴向力，不能单独承受径向力，需与带径向滚动轴承的主轴相配合来承受径向力。此种导轨摩擦损失小，精度高，目前使用较多，如用于滚齿机、立式车床等。 锥形圆环导轨。这种导轨能承受轴向力与较大的径向力，但不能承受较大的颠覆力，热变形也不影响导轨接触，其导向性比平面圆环导轨的好，但要保持锥面和主轴的同轴度较困难，母线倾斜角一般为30，常用于径向力较大的机床。 V形圆环导轨。这种导轨能承受较大的轴向力、径向力和颠覆力矩，能保持很好的润滑，当制造较复杂，需保证两个V形锥面和主轴同心。V形一般用非对称形状。当床身热变形量和工作台的热变形量不同时，两导轨面将不同时接触。（4）塑料滑动导轨。传统的铸铁铸铁和铸铁淬火钢的导轨副，静摩擦系数大，且动摩擦系数随速度变化而变化，摩擦损失大，低速时易出现“爬行”现象，影响运动平稳性和定位精度，因此在数控机床上已很少采用，取而代之的是铸铁塑料滑动导轨或镶钢塑料滑动导轨。目前，塑料导轨的材料可分为两种：贴塑材料和涂塑材料。目前在国内生产使用的贴塑材料主要有塑料导轨板和塑料导轨软带两种，它们是由聚四氟乙烯和多种金属材料制成的复合材料。例如，塑料导轨板采用的是在渡铜钢板上烧结一层多孔青铜，在青铜层间隙中扎入聚四氟乙烯及其他填料，再经适当处理形成金属-氟塑料的复合体导轨板。这种材料的导轨板的摩擦系数小（约为0.040.08），并具有良好的自润滑作用，特别适用于垂直导轨。塑料导轨软带是以聚四氟乙烯PTFE为基体，添加青铜粉二硫化钼和石墨等多种填料所构成的复合材料。在油润滑状态下，其摩擦系数约为0.06，使用寿命为普通铸铁导轨的810倍。塑料导轨软带有各种厚度规格，长与宽由用户自行裁剪，采用粘贴的方法固定。由于塑料导轨软带较软，容易被硬物刮伤，因此要有良好的密封防护措施。概括起来，塑料导轨软带与其他导轨相比，有以下特点：（1）摩擦系数低而稳定，比铸铁导轨副低一个数量级。（2）动、静摩擦系数相近，运动平稳性和爬行性能较铸铁导轨副好。（3）吸收振动，具有良好的阻尼特性，优于接触刚度较低的滚动导轨和易漂浮的静压导轨。（4）耐磨性好，有自身润滑作用，无润滑剂也能工作，灰尘磨粒的嵌入性好。（5）化学稳定性好，耐低温，耐强酸、强碱、强氧化剂及各种有机溶剂。（6）维护修理方便，软带耐磨，损坏后更换容易。（7）经济性好，结构简单，成本低，约为滚动导轨成本的120。 图13镶粘塑料金属导轨结构塑料滑动导轨可分为两种： 注塑导轨。导轨注塑的材料或耐磨涂料的材料是以环氧树脂和二硫化钼为基体，加入增塑剂，混合成膏状为一组分，固化剂为另一组分的双组分塑料。这种塑料附着力强，具有良好的可加工性，可经车削、铣削、刨削、钻削、磨削和刮削加工，也有良好的摩擦特性和耐磨性，而且其抗压强度比聚四氟乙烯导轨软带的要高，固化时体积不收缩，尺寸稳定。这种导轨的另一特性是可在调整好固定导轨和运动导轨间的相关位置精度后注入涂料，因此可节省许多加工工时，特别适用于重型机床和不能用导轨软带的复杂配合型面。 贴塑导轨。这种导轨是在导轨滑动面上贴一层耐磨的塑料导轨软带，对与之相配的导轨滑动面进行淬火和磨削加工。塑料导轨软带以聚四氟乙烯为基材，添加合金粉和氧化物制成。塑料导轨软带可切成任意大小和形状，用胶黏剂黏接在导轨基面上。由于这类导轨软带用黏接方法加工，故称为贴塑导轨。 软带的粘贴工艺工程是：先将导轨粘贴面加工至表面粗糙度Ra 为3.21.6m(为了对软带起定位作用，导轨粘贴面应加工成0.51.0mm深的凹槽)，再以丙酮清洗粘贴面，用胶黏剂把软带粘贴在凹槽上，加压初固化12小时后，合拢到配对的固定导轨（或专用夹具）上，施加一定的压力，并在室温下固化24h，然后取下配对的导轨，清除余胶，在软带上面开出油槽，进行精加工。2滚动导轨1）滚动导轨的结构形式（1）滚动导轨块。这是一种以滚动体作循环的滚动体。移动部件移动时，滚动体沿封闭轨道作循环运动。滚动体为滚珠或滚柱。数控机床上采用的滚柱式滚动导轨块如图14所示，它多用于中等负荷导轨。滚动导轨块由专业厂家生产，有多种规格、形式供用户选用。使用时，导轨块装在运动部件上，每一导轨应至少用两块或更多块，导轨块的数目取决于导轨的长度和负载的大小。与之相对的导轨多用镶钢淬火导轨。 图14滚柱式滚动导轨块(a)单元滚动块; (b)在加工中心上的应用(2)直线滚动导轨。直线滚动导轨又称单元直线滚动导轨。它除导向外还能承受颠覆力矩，其制造精度高，可高速运行，并能长时间保持精度，通过预加负载可提高刚性，具有自调的能力，安装基面允许误差大。直线滚动导轨的外形和结构如图15所示。导轨体固定在不动部件上，滑块固定在运动部件上。当滑块沿导轨体移动时，滚珠在导轨体和滑块之间的圆弧直槽内滚动，并通过端盖内的滚道，从工作负荷到非工作负荷区，然后再滚动回到工作负载区，不断循环，从而把滚动体和滑块之间的移动变成了滚珠的滚动。为防止灰尘和脏物进入导轨滚道，滑块两端及下部均有塑料密封垫。滑块上还有润滑油注油杯，只要定期将锂基润滑脂放入润滑油注油杯即可实现润滑。图15直线滚动导轨的外形和结构2）滚动导轨的类型滚动导轨根据滚动体的形式不同，可以分为滚珠导轨、滚柱（或滚针）导轨等。（1）滚珠导轨。这种导轨的结构特点为滚珠与导轨之间点接触，摩擦阻力小，承载能力较差，刚度低，其结构紧凑、制造容易、成本较低。通过合理设计滚道圆弧可大幅度降低接触应力，提高承载能力。滚珠导轨一般适用于运动部件质量小于200kg，切削力矩和颠覆力矩都较小的机床。（2）滚柱导轨。这种导轨的结构特点为滚动体与导轨之间是线接触，承载能力较同规格滚珠导轨高一个数量级，刚度高。滚柱导轨对导轨面的平面度敏感，制造精度要求比滚珠导轨高，适用于载荷较大的机床。3)滚动导轨的预紧为了提高滚动导轨的刚度，应对滚动导轨进行预紧。预紧可提高接触刚度，消除间隙；在立式滚动导轨上，预紧可防止滚动体脱落和歪斜。常见的预紧方法有以下两种：（1）采用过盈配合。预加载荷大于外载荷，预紧力产生过盈量23m，过大会使牵引力增加。若运动部件较重，其重力可起预加载荷作用，若刚度满足要求，可不施预加载荷。（2）调整法。调整螺钉、斜块或偏心轮来进行预紧。图16为滚动导轨的预紧方法。 图16滚动导轨的预紧方法(a)滚柱或滚针导轨自由支撑;(b)滚柱或滚针导轨预加载荷；(c)交叉式滚柱导轨; (d)循环式滚动导轨块3.液压导轨液压导轨在机床上的使用主要是静压导轨。在静压导轨两个相对运动的导轨面间通入压力油，可使运动件浮起。在工作过程中，导轨面上油腔中的油压能随外加负载的变化自动调节，以平衡外加负载，保证导轨面间始终处于纯液体摩擦状态。所以静压导轨的摩擦系数极小（约0.0005）、功率消耗小、导轨不会磨损，因而导轨的精度保持性好，寿命长。油膜厚度几乎不受速度的影响，油膜承载能力大、刚性高、吸振性良好，导轨运行平稳，既无爬行，也不会产生振动。但静压导轨结构复杂，并需要一套有良好过滤效果的液压装置，因此制造成本较高。目前，静压导轨较多应用在大型、重型数控机床上。静压导轨按导轨形式可分为开式和闭式两种，数控机床用闭式的静压导轨。闭式静压导轨按供油方式可分为恒压（即定压）供油和恒流（即定量）供油两种。恒压供油方式中以毛细管节流和单面薄膜反馈节流用得较多，其原理如图17所示。 图17闭式静压导轨恒压供油原理3.1.4 导轨间隙的调整、润滑与防护1导轨的润滑1)润滑方法导轨最简单的润滑方式是人工定期加油或用油杯供油。这种方法简单、成本低，但不可靠，一般用于调节辅助导轨及运动速度低、工作不频繁的滚动导轨。对运动速度较高的导轨大都采用润滑泵，以压力油强制润滑。这样不但可连续或间歇供油给导轨进行润滑，而且可利用油的流动冲洗和冷却导轨表面。为实现强制润滑，机床必须备有专门的供油系统。图18为某加工中心导轨的润滑系统。图18加工中心导轨的润滑系统2)对润滑油的要求在工作温度变化时，润滑油粘度变化要小，要有良好的润滑性能和足够的油膜刚度，油中杂质尽量少且不浸蚀机件。常用的全损耗系统用油有LAN10、15、32、42、68，精密机床导轨油LHG68，汽轮机油LTSA32、46等。2导轨的防护为了防止切屑、磨粒或冷却液散落在导轨面上而引起磨损、擦伤和锈蚀，导轨面上应有可靠的防护装置。常用的刮板式、卷帘式和叠层式防护罩，大多用于长导轨机床上，如龙门刨床、导轨磨床等。另外，还有手风琴式的伸缩式防护罩等。在机床使用过程中应防止损坏防护罩，对叠层式防护罩应经常用刷子蘸机油清理移动接缝，以避免发生碰壳现象。3. 间隙调整方法：（1）采用压板来调整间隙并承受颠覆力矩。 （2）采用镶条来调整矩形和燕尾形导轨的间隙 （3）采用压条镶条来调整间隙。（这种方法已标准化） 3.1.5 导轨的选择考虑到钻井平台工作环境位于恶劣的海上，因此材料选用耐腐蚀的船用钢，具体型号如下：表3.1.5-1型号弹性模量E/GPa泊松比u静摩擦系数（无润滑）静摩擦系数（有润滑）密度/(g/cm)D36196-2060.30.150.1-0.127.853.1.6 导轨的校核由于本次设计导轨采用工字钢加肋板的形式，因此应进行工字钢强度校核，其具体校核如下: 图3.1.6-1D36参数：=460-469Mpa =190-220MpaN总2191.5 q2191.5KN（60.15m）2435KNm 在工字钢上所受的最大剪力QN总62191.5KN6365.25KN 最大弯矩M365.25KNm（0.15m）22 16.44KN.m1 正应力强度验算 maxM max YI x 9.75KN.m0.04847m246.92108m4 325.36Mpa460Mpa 45#钢210Mpa 故正应力符合要求 2 剪应强力强度验算 max Q max S zmax (I z d ) 365.25KN62.27106 m3（246.92108m40.032m） 174.165MPa190MPa 45钢抗剪=125Mpa 故剪应力强度符合要求3 主应力强度校核在最危险截面处存在较大的正应力及剪力 在A点所受的正应力AM max YI z 16.44KN.m0.02747246.92cm4 184.314Mpa A Q max S A(I z d ) 365.25KN(203538.24(12+35)/225.317) 109m3(246.92108 m432103 m) 87.63MPa SQR(A23A2 ) SQR（184.3142387.63 2 ） 203.53Mpa460MPa 在B点所受的正应力 bM max YI z 16.44KN.m0.02276m226.04108 m4 166.855Mpa bQ max S A(I z d ) 365.25KN(48037376+(12+80)/21330.86) 109m3(246.92108 m40.032m) 87.63MPa SQR(A23A2 ) SQR（166.8552387.632 ） 188.30Mpa460MPa故此构件强度符合施工受力要求。3.2 液压缸的选择与校核3.2.1液压缸的选取查阅相关资料知：单个滑鞋的最大设计承载力：2191.5KN 静摩擦系数f：钢-钢，无润滑0.15；钢-钢，有润滑0.1-0.12 ，一个液压缸需推动三个支腿运动，顾单个液压缸的推动力为： F=3*2191500*（0.1-0.12）=657450-788940KN查阅液压缸手册,大致应选用型号为CDE280的船用液压缸，但是由于本设计使用的液压缸需要加一个辅助支撑，因此，不能应用标准液压缸，自己设计的液压缸具体技术规格如下：表3.2.1-1缸径D/ mm杆径d/mm压力/MPa推力/N拉力/N最大行程/mm最大流量/(L/min)2801601696500664983828004203.2.2 液压缸的校核液压缸的缸筒壁厚、活塞杆直径d和缸盖处固定螺栓的直径，在高压系统中必须进行强度校核。 （1）缸筒壁厚校核 液压缸缸筒壁厚校核时分薄壁和厚壁两种情况。当时为薄壁，壁厚按下式进行校核 （323）式中D为缸筒内径；为缸筒试验压力，当缸的额定压力时取当时取 ； ， 为材料抗拉强度，为安全系统，一般取 。 当时，壁厚按下式进行校核 （324）在使用式（3-23）、式（3-24）进行校核时，若液压缸缸筒与缸盖采用半环连接，应取缸筒壁厚最小处的值。(2)活塞杆直径校核 活塞植直径的校核按下式进行 （325）式中 F 为淤塞杆上的作用力；为活塞杆材料的许用应力， 。（3）液压缸盖固定螺栓直径校核 液压缸缸盖固定螺栓在工作过程中同时承受拉应力和扭应力，其螺栓直径可按下式校核 （326）式中为液压缸负载，固定螺栓个数； 为螺纹拧紧， ； ， 为材料的屈服点。 4. 缓冲计算 液压缸的缓冲计算主要是估计缓冲时液压缸内出现在最大冲击压力，以便用来校核缸筒强度、制动距离是还条例要求。缓冲计算中如发现工作腔中的液压能和工作部件的支能不能全部被缓冲腔所吸收时，制动中就可能产生活塞和缸盖相碰现象。液压缸在缓冲时，缓冲腔内产生的液压能和工作部件产生的机械能分别为（327）（328）式中 为缓冲长度；为缓冲腔中的平均缓冲压力；为高压腔中油液压力；、为缓冲腔、高压腔的有效工作面积；为工作部件总质量；为工作部件运动速度；为摩擦力 。式(3-28)中右边第一项为高压腔中的液压能 , 第二项为工作部件的动能 , 第三项为摩擦能。当时 , 工作部件的机械能全部被缓冲液体所吸收 , 由上两式得 (329)若缓冲装置为节流口可调式缓冲装置,在缓冲过程中的缓冲压力逐渐降低, 假定缓冲压力线性地降低, 则最大的缓冲压力即冲击压力 。 (330)若缓冲装置为节流口变化式缓冲装置，则由于缓冲压力Pc始终不变，最大缓冲力的值即如式（3-29）所示。 带入数值计算，所选液压缸符合要求。3.3 固定锁紧块的选择我个人认为，固定装置的选择是我这次遇到的最大阻力，很大一部分时间花在了这个结构的选择上，因为以往的固定装置很难使固定和双向运动同时实现，并且在前进的过程中不影响液压缸的移动，但在反向时须起到固定同时锁紧的作用。通过查阅资料、请教老师以及和同学的交流，选择了一种类似于牛头刨床刀架的铰接结构，利用自身产生的机械力实现液压缸的固定和锁紧，其外形结构如下图所示： 图3.3-13.4滑鞋的选择3.4.1 材料的选择由于钻井平台属于大型空间结构，其重量太大，且滑鞋需要在导轨上化形以实现钻井平台的移动，同时考虑到期工作环境，因此，对其承载力、耐磨性以及耐腐蚀性的要求非常高，综合考虑各种因素，其材料选取为船用钢，具体型号见表3.1.5-1。3.4.2 形式的选择如图3.2.2-1所示，为了减小磨损，滑鞋前段采用圆弧连接，同时通过销轴和连接槽与支脚连接起来，以此带动钻井平台的移动。图3.4.2-13.5 支脚的选择支脚作为连接滑鞋和支腿的部件，其使用寿命将直接影响整个组件的使用寿命，同时因为和其连接的滑鞋和支腿材料均为船用钢，为了减小磨损，延长使用寿命，同时为了适应恶劣的工作环境，因此其材料亦采用船用钢，具体型号见表3.1.5-1.其形式如下图：图3.5-13.6 限位钩的选择本设计中限位钩除了起到限位的作用外，同时起到导向的作用，防止滑鞋在滑动过程中滑出轨道，损坏设备，甚至造成人身伤害。考虑到其工作的环境以及需要承受较大的力，因此选择材料为船用钢。其形式如下图所示：图3.5-13.7 销轴的校核由于销轴仅在平台前行过程中承受反向推力，因此校核中仅需校核其剪切应力。销轴直径=110mm，承受的反向推力为F=2191.5KN，因此，由材料力学知识可知，其产生的剪切应力为： =F/S S=d/4带入数值得：=230.72Mpa350Mpa故该销轴符合要求结 论本次设计的钻井平台滑动模块，是我第一次接触，以前别说是设计了，甚至听说的次数也是微乎其微。由于是第一次钻井平台滑动模块，在平时的生活中根本接触不到它，因此我遇到了很大的麻烦和阻力，几乎无从下手，而且也没有多少具体实用的资料可供参照。后来经过老师的讲解，同学的交流再结合自己的思考，终于克服了一个个难关，设计慢慢有了头绪。在设计过程中，还遇到了很多困难，克服它花费了我大量时间，渐渐的完成雏形设计。从无到有，终于完成方案的确定，感觉很开心，很有成就感，毕竟是花费了我大量心血做出来的。在设计过程中，和同学们的交流和探讨是不可缺少的一部分。通过大家的交流，利用各自的常识和经验，同时查阅相关书籍和资料，运用以前学过的知识，充分锻炼了我的理论运用能力及实际动手能力。这让我深刻地体会到理论与实践相结合的重要性和必要性。面对挑战勇往直前，极大地提高了我们的自信心，为我们走向社会打下坚实的基础。通过这几个月的设计，我对钻井平台滑动模块有了更多的了解，对自己所学的知识有了更深刻的体会。在指导老师和其他同学的帮助下，在自己的努力下，通过收集各种有关资料解决毕业设计遇到的问题，为我们走上工作岗位，面对各种挑战，出色地完成工作任务打下了坚实的基础。参 考 文 献1 张用德 袁学强 我国海洋钻井平台发展现状与趋势 文章编号: 100123482( 2008) 09200142042 刘放 海洋平台技术的现状及发展趋势 3 迟愚 刘照伟 史海东 全球海洋钻井平台市场现状及发展趋势 4 王定亚 丁莉萍 海洋钻井平台技术现状与发展趋势 2010年第38卷第4期5 司英晖 孙艳军 温林荣 国外钻机及钻井平台发展的新动态 石 油 机 械 CH INA PETROLEUM MACH INERY 2008年 第36卷 第7期6 张连山 2010 年世界石油钻机技术发展水平预测 兰州石油化工机器总厂开发处,730050 甘肃兰州 钻采工艺 1998 年 第21卷 第3期7 任贵永 孟昭瑛 海上移动式平台特点及其在海洋开发中的应用 天津大学海洋与船加工程系 1994年4月8 徐优富 海上移动式钻井装置状况分析 上海海洋石油局规划设计研究院 海洋石油 1999年第一期9 车畅 陈定 梅杰 刘哲 自升式海洋钻井平台锁紧装置液压系统 武汉理工大学智能制造与控制研究所, 湖北武汉430068 湖北工业大学学报 2010年8月10 杨立军, 肖龙飞, 杨建民1半潜式平台水动力性能研究 J 1中国海洋平台, 2009, 24 (1) : 1 - 9111 王定亚, 王进全1浅谈我国海洋石油装备技术现状及发展前景 J 1石油机械, 2009, 37 ( 9) : 136- 1391石油与装备编辑部12008年石油装备行业十大新闻 J 1石油与装备, 2008 (23) : 44 - 45112 廖谟圣 国内外海洋石油钻采设备现状、机遇与发展展望 C 1海洋石油和石化工程专业委员会,2008113 江怀友, 潘继平, 邵奎龙,海洋油气勘探开发纵览 J 1石油与装备, 200814 王传荣. 世界海洋油气资源钻采设备发展现状与趋势 J . 船舶物资与市场, 2006( 6) : 13215.15 Huang Yuehua Ren Keren Current Situation and Developmentof Chinas Drilling Platform Baoji Oilfield Machinery Co.,Ltd.(BOMCO) CHINA OIL & GAS / No.4 200716 MEI Hong*, and YIN Yanjie Studies on Marine Oil Spills and Their Ecological Damage 17 Ron Lord, Contributing. A flurr y of new r ig order sworldwide shows faith in a strong market for severalyears to come J . World Oil, 2006( 12) : 75279.致谢经过几个月的努力终于将钻井平台滑动模块设计完成。这不是我一个人就能完成的，还要靠很多在我们背后为我们指导的老师和同学。由于他们的指导和帮助，我们才能克服重重难关，最终完成钻井平台滑动模块的设计工作。这次毕业设计由魏智教授知道完成，感谢老师能在繁忙的工作中，抽出时间来指导我的设计。他严谨的治学态度、精益求精的工作作风、诲人不倦的高尚师德、严以律己宽以待人的崇高风范深深影响了我，感动了我。在此，我要表示由衷的感谢。在大学学习期间得到许多同学和老师的帮助，后来大家成为了好朋友，对他们也十分感谢，感谢大家的无私帮助，谢谢！现在，我们面临毕业，将要离开这个令人怀念的校园，大家都要参加工作，以后见面的机会也不多，但是我们的友谊长在。再次感谢我的毕业设计指导老师和我的好同学好朋友们。同时也感谢我最亲爱的爸爸妈妈，养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿。在论文即将完成之际，我的心情难以平复。从开始选题到论文结束，老师、同学、朋友给了我无数的帮助和鼓励，在这里请接受我诚挚谢意！对在设计中引用或参考的论著的作者也一并表示感谢。最后，我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅、评议和参与本人论文答辩的各位老师表示感谢。袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆