[01719189]自升式平台电动齿轮齿条升降系统关键技术

1、 任务来源 中国博士后科学基金面上资助项目（自升式平台升降机构齿轮齿条的损伤分析及有关对策研究,20090461264）,中国博士后科学基金特别资助项目（自升式平台齿轮齿条升降系统关键技术研究,201003650）、山东省博士后创新项目（自升式平台齿轮齿条升降系统结构设计与优化研究,201002011）和胜利石油管理局博士后课题（GKB0902）。 2、 应用领域及技术原理 本项目主要根据自升式海洋平台的工作特点,对齿轮齿条升降系统进行了结构设计,并对升降系统与平台主体的连接方式进行了研究;结合对升降系统不同工况下的受力分析,进行了齿轮齿条结构参数的优化设计;利用损伤检测技术对损伤齿轮进行了检测,分析了导致失效的原因;基于升降系统受力分析结果,运用力学、传热学和有限元方法等分析了损伤齿轮啮合过程中的应力和温度场分布,提出了基于啮合温度分析的大型形式齿轮在线损伤检测方法并通过试验进行了验证。 3、 性能指标 （1）单个升降单元正常升降负荷不小于450t; （2）升降速度不小于0.3m/min; （3）在平台倾斜0.3°范围内正常升降; （4）满足36m/s作业风速和51.5m/s自存风速的环境条件。 4、 与国内外同类技术比较 目前国内关于自升式平台齿轮齿条升降系统研究的文献较少,未见对升降单元进行结构设计的报道,具有显著的新颖性;对齿轮齿条参数进行优化的报道较少,具有较强的新颖性;未见对升降系统进行受力分析的报道,具有显著的新颖性;未见对升降系统失效齿轮进行损伤检测、啮合应力分析和失效分析的相关报道,具有显著的新颖性;未见关于升降系统齿轮齿条啮合温度场分析与试验研究的报道,也未见基于温度场分析的齿轮损伤检测方法研究的报道,具有显著的新颖性。 5、 存在的问题和改进意见 课题组所设计的齿轮齿条升降系统,虽然结构形式合理可行,但是受限于材料以及加工制造工艺水平,目前尚无法实现生产应用,尚需时日补齐这两项短板方能彻底解决制约我国自升式平台发展的这一瓶颈。 由于海洋平台结构庞大、工作环境复杂,目前的研究还停留在理论和室内模拟试验阶段,未能进行现场试验,这是本项目的不足之处。