深海调查绞车可靠性与摩擦性分析论文.doc

深海调查绞车可靠性与摩擦性分析毕业论文 目录 摘要 I Abstract II 目录 III 第1章 绪论 1 1.1深海调查绞车概述 1 1.1.1绞车带缆收放系统 3 1.1.2 各绞车系统的结构和功能 4 1.2 研究深海调查绞车的意义及目的、 5 1.3 国内外深海调查绞车的现状和常用绞车 5 1.3.1 背包式舷梯绞车 6 1.3.2 气动平移舷梯绞车 7 1.3.3 平行式分体绞车 9 1.3.4 转角式分体绞车 10 1.3.5 电动软梯绞车 11 1.4 本课题研究的主要内容 11 1.5 小结 12 第2章 绞车可靠性分析 13 2.1 故障树分析法 13 2.1.1建立系统故障树的基本步骤 13 2.1.2故障树中使用的符号 14 2.1.3故障树的定性分析 14 2.1.4故障树的定量分析 15 2.2 绞车组成和工作状态分析 16 2.3卷筒材料的选择和技术要求 17 2.3.1卷筒外壳材料的选择和技术要求 17 2.3.2轴承座的选用和技术要求 17 2.3.3轴承的选用及润滑 17 2.3.4密封圈的设计和选择 18 2.4卷筒轴承的失效 19 2.4.1卷筒轴承失效机理 19 2.4.2 卷筒轴承失效的故障树分析 20 2.5密封件的失效 22 2.5.1密封件失效的形式 22 2.5.2密封件失效的故障树分析 23 2.5.3预防密封件失效的措施 25 2.6润滑脂的失效 26 2.6.1物理力学因素引起失效 26 2.6.2化学因素引起的失效 26 2.6.3杂质引起的失效 27 2.7 卷筒故障树分析及改进 28 2.7.1 卷筒故障树示意图 28 2.7.2卷筒轮毂失效分析 30 2.7.3 牵引卷筒上钢缆张力分析 31 2.7.4 储缆卷筒钢缆分析 34 2.8 本章小结 35 第3章 绞车卷筒建模与有限元分析 37 3.1绞车卷筒建模 37 3.1.1 UG NX软件介绍 37 3.1.2建立卷筒几何模型 38 3.2 ANSYS简介 42 3.2.1 软件功能简介 42 3.2.2 前处理模块PREP7 43 3.2.3 求解模块SOLUTION 43 3.2.4 后处理模块POST1和POST26 45 3.3 卷筒壳体的有限元分析 46 3.4 轴承座的结果分析 51 3.5卷筒轴的结果分析 53 3.6 本章小结 56 第4章 卷筒轴承的弹流润滑分析 57 4.1几何关系 57 4.2无量纲参数 58 4.2.1计算载荷参数 58 4.2.2 计算速度参数 60 4.3 载荷参数对润滑性能参数的影响 61 4.3.1 载荷参数对压力分布和油膜厚度的影响 61 4.3.2载荷参数对二次压力峰的影响 63 4.3.3 载荷参数对最小油膜厚度的影响 64 4.4 速度参数对润滑性能参数的影响 65 4.4.1速度参数对压力分布和油膜厚度的影响 65 4.4.2速度参数对二次压力峰的影响 68 4.4.3速度参数对最小油膜厚度的影响 69 4.5 本章小结 70 参考文献 71 致谢 73 附件1 74 附件2 84 第1章 绪论 随着世界海洋探索的不断深入，深海钻探、调查取样等各种新设备、新技术也随之应运而生，尤其是随着海洋开发领域的逐渐扩大以及海洋调查深度的不断加深，使得对深海调查绞车的可靠性与工作效率越来越高。所以分析和研究海洋深海调查设备就成了深海钻探开发工作中的重要组成部分。 深海调查绞车是深海调查仪器投放和回收的特种甲板设备。它在深海取样、CTD调查等工作中起到了很重要的作用。传统的调查绞车通常采用单卷筒和导缆辊子的方式，在浅海调查中具有负载小、系统简单等特点，能很好的完成投放和回收工作，但随着调查深度和范围的不断扩大，钢缆的长度也越来越大，目前最大要求长度超过10 000m，下放仪器后钢缆和仪器的重量会使钢缆的张力很大，导致钢缆不能在卷筒上均匀整齐的排缆，经常停止工作来调整钢缆位置不仅降低了工作效率，而且钢缆之间摩擦和挤压，会加剧钢缆磨损，缩短使用寿命，所以传统的绞车不能够满足深海调查工作的需要。目前国际上以美国的DYNACON为代表的公司针对传统绞车在深海调查中的这些缺点作了很多的研究工作，取得了大量的成果，并有了较成熟的产品。他们采用了牵引机构和储缆机构分离的技术，来解决钢缆张力大和排缆之间的矛盾，工作时钢缆在牵引卷筒上缠绕几圈，释放掉大部分的张力后可以整齐地缠绕在储缆卷筒上传统的单卷筒绞车通常采用电动或者液压的驱动方式，系统只驱动一个卷筒，不需要复杂的控制，而深海调查绞车在结构上分成了牵引机构和储缆机构等几部分，系统需要一个控制及时和传动精度高的系统来控制这几部分协调工作，使牵引卷筒和储缆卷筒速度保持一致，以免二