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游動滑車，是鉆機起升系統(tǒng)的重要組成部分。它與天車、大鉤、水龍頭等配套使用。在鉆井過程中，主要用于懸吊和起下鉆柱桿、更換鉆頭、下套管等作業(yè)。目前廣泛使用的YC450游車基本上都是PSL1級，且結(jié)構形式基本相同，大多采用在受力側(cè)板上焊接耳板的結(jié)構，焊縫多采用角焊縫。這種結(jié)構易于滿足API 8C PSL1級對焊縫的磁粉探傷要求，且不需進行超聲波探傷。而API 8C PSL2級要求所有的焊縫需進行磁粉及超聲波探傷，受探傷條件要求，焊縫盡可能采用全熔透焊縫，而對于游車側(cè)板而言，鋼板厚度較大，實現(xiàn)全熔透焊縫比較困難，焊接費時費力，焊縫質(zhì)量很難保證，焊縫的超聲波探傷不易實現(xiàn)，也不能滿足API 8C PSL2級質(zhì)量要求。
基于此，對常規(guī)游車的結(jié)構進行了改進，設計完成了符合API 8C PSL2級質(zhì)量要求的新型游車結(jié)構，建模有限元分析計算結(jié)果表明，強度滿足ASME規(guī)范要求。
YC450游車結(jié)構主要山吊梁、滑輪、滑輪軸、左側(cè)板組、右側(cè)板組、提環(huán)座、連接銷、提環(huán)、提環(huán)銷等組成。
最大鉤載：4500kN；滑輪數(shù)：6；滑輪外徑；鋼絲繩直徑：38 mm；外形尺寸(長x寬x高：3110 mmx1600 mmx920 mm；理論重量：8709 kg。
新型YC450游車摒棄了側(cè)板焊接耳板來連接主要受力零件的結(jié)構，采用高強度材料的整體鑄造的提環(huán)座結(jié)構，提環(huán)座安裝在左右側(cè)板組之間下部，用2個連接銷貫穿側(cè)板組牢固地連接，提環(huán)銷的一端用開槽螺母及開口銷固定，方便拆卸。提環(huán)上2個提環(huán)銷牢固地連接在提環(huán)座上。提環(huán)與大鉤連接部分的接觸表面半徑符合API規(guī)范。提環(huán)銷的一端用開槽螺母及開口銷固定，當摘掛大鉤時，可以拆掉游動滑車的任何1個或2個提環(huán)銷。這種結(jié)構不但保證了游車整體結(jié)構的穩(wěn)定性，而且更易于進行磁粉和超聲波探傷，滿足API 8CPSL2級要求。
該YC450 游車滑輪軸采用空心光軸結(jié)構，兩端用壓板壓緊，螺栓緊固。結(jié)構簡單，加工方便、經(jīng)濟。而在軸縱向中心部位鉆有6個潤滑通道，與6個軸承的單獨潤滑油道相對應連通。這種潤滑方式結(jié)構簡單，實現(xiàn)了軸承的獨立潤滑，保證了游車在使用過程中良好的潤滑效果，大大減少了游車的檢修維護周期。
為防比泥漿等污物進入游車內(nèi)部，在游車兩側(cè)裝有護罩。護罩通過護罩銷及絲堵與左右側(cè)板連接起來。為防鋼絲繩跳繩，在左右側(cè)板組上還焊有下護板，保證鋼絲繩安全工作。
根據(jù)API 8C規(guī)范的相關規(guī)定，該游車的主要承載件有：左右側(cè)板組，滑輪軸，提環(huán)座，提環(huán)，提環(huán)銷，滑輪。山于吊梁等其他附件在游車分析中不承受主要載荷，故在此將其做一些簡化處理。UG NX軟件在建模過程中有其特殊的靈活性和便利性，故通過該軟件對YC450游車建立三維模型。而后將此三維模型導入ANSYS分析軟件進行整體受力分析，再采用ASMEV10標準對分析結(jié)果進行判定。根據(jù)ASME規(guī)范中的應力分類理論，應力云圖中最大應力點的等效應力是山一次薄膜應力、一次彎曲應力、二次應力和應力集中引起的峰值應力肴加而成。危險截面為過最大應力點、沿破壞趨勢最明顯的截面，此截面的薄膜應力、彎曲應力、薄膜應力+彎曲應力和總應力應分別滿足公式要求。
將YC450游車主要承載件在裝配模式下進行有限元分析，該游車為左右對稱結(jié)構，為了減少計算單元，減少解方程的個數(shù)，節(jié)省計算時間，取1/4模型進行分析計算。其中，實體網(wǎng)格劃分選用三維實體單元SOLID186，SOLID187，在互相接觸的部位采用接觸單元CONTA174，TARGE170。網(wǎng)格劃分后共劃分單元數(shù)為41886，節(jié)點數(shù)為158949。對有限元模型進行檢查，顯不無失敗單元，所以網(wǎng)格劃分成功。
專業(yè)從事機械產(chǎn)品設計│有限元分析│強度分析│結(jié)構優(yōu)化│技術服務與解決方案
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