海洋自升式平台软管绞车式潜水泵计算

李强

天津德赛国际海洋工程有限公司天津300450

摘要：利用机械和材料力学的知识，对海洋自升式平台的软管绞车式潜水泵的轴承、轴向载荷、绞车基座锁紧力、绞车基座螺栓等进行了计算和强度校核。

关键词：软管绞车式潜水泵计算

1前言

海洋自升式平台是海洋油气钻探开发、修井作业、海上风能开发、港工建设和生活支持的重要设备。平台在站立作业状态，发动机冷却、空调、制冷、消防和生活等都离不开海水，目前自升式平台提供海水的方式主要有2种：海水泵塔式潜水泵和软管绞车式潜水泵。软管绞车式潜水泵具有操作方便、效率高的优点，近几年来得到广泛应用。

90mSelf-ElevatingUnit是我公司开发的4桩腿海洋自升式平台，按照《海水系统计算书》，本平台需3台400m3/h的潜水泵，但是当时国内买不到如此大流量的软管绞车式潜水泵，因此我们决定自已设计。

2软管绞车式潜水泵计算

2.1轴承计算

软管绞车传动轴设计2个滑动轴承来支撑，见图1；

2.4.2横向载荷计算

减速齿轮箱下方的螺栓B15、B16主要承受绞车变形的内力。

自升式平台本身的最大摇摆角为15°，所以软管绞车的最大摇摆角也是15°.

传动轴最大受力：P=F1y+F2=72620.7+110000=182620.7N

承受的轴向力:Py=P×tan15°=48933N

M24螺栓的预紧力：F′=0.6ƃsAs=0.6×640×353=135552N

式中,ƃs------8.8级螺栓的屈服强度,640MPa；

As------M24螺栓公称应力截面积,353mm2.

螺栓B5~B14、B17、B18由预紧力产生的摩擦力：

F〞=F′×n×μ=135552×12×0.1=162662.4N>Py=48933N,满足要求。

式中,n------连接螺栓的数量；μ-----摩擦因数。

3结束语

我公司第一次开发设计、制造软管绞车式潜水泵，机械部分的计算运用的都是基础知识。此型软管潜绞车式潜水泵共生产了6套，成功打破了国外设备厂家的垄断、并且为公司节省了几百万的采购费用。从近2年的使用效果来看，操作方便、可靠，零部件方面没有出现故障，说明所有的计算都是正确的。

参考文献：

【1】成大先，机械设计手册［M］，北京:化学工业出版社，2008

李强，男，助理工程师，天津德赛国际海洋工程有限公司，主要从事船舶、海洋平台的设计工作。电话[phone]。