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游動(dòng)滑車，是鉆機(jī)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(jí)，且結(jié)構(gòu)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(gòu)，焊縫多采用角焊縫。這種結(jié)構(gòu)易于滿足API 8C PSL1級(jí)對(duì)焊縫的磁粉探傷要求，且不需進(jìn)行超聲波探傷。而API 8C PSL2級(jí)要求所有的焊縫需進(jìn)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(duì)于游車側(cè)板而言，鋼板厚度較大，實(shí)現(xiàn)全熔透焊縫比較困難，焊接費(fèi)時(shí)費(fèi)力，焊縫質(zhì)量很難保證，焊縫的超聲波探傷不易實(shí)現(xiàn)，也不能滿足API 8C PSL2級(jí)質(zhì)量要求。
基于此，對(duì)常規(guī)游車的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，設(shè)計(jì)完成了符合API 8C PSL2級(jí)質(zhì)量要求的新型游車結(jié)構(gòu)，建模有限元分析計(jì)算結(jié)果表明，強(qiáng)度滿足ASME規(guī)范要求。
YC450游車結(jié)構(gòu)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(zhǎng)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(gòu)，采用高強(qiáng)度材料的整體鑄造的提環(huán)座結(jié)構(gòu)，提環(huán)座安裝在左右側(cè)板組之間下部，用2個(gè)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(gè)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(dāng)摘掛大鉤時(shí)，可以拆掉游動(dòng)滑車的任何1個(gè)或2個(gè)提環(huán)銷。這種結(jié)構(gòu)不但保證了游車整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，而且更易于進(jìn)行磁粉和超聲波探傷，滿足API 8CPSL2級(jí)要求。
該YC450 游車滑輪軸采用空心光軸結(jié)構(gòu)，兩端用壓板壓緊，螺栓緊固。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便、經(jīng)濟(jì)。而在軸縱向中心部位鉆有6個(gè)潤(rùn)滑通道，與6個(gè)軸承的單獨(dú)潤(rùn)滑油道相對(duì)應(yīng)連通。這種潤(rùn)滑方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)了軸承的獨(dú)立潤(rùn)滑，保證了游車在使用過程中良好的潤(rùn)滑效果，大大減少了游車的檢修維護(hù)周期。
為防比泥漿等污物進(jìn)入游車內(nèi)部，在游車兩側(cè)裝有護(hù)罩。護(hù)罩通過護(hù)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(hù)板，保證鋼絲繩安全工作。
根據(jù)API 8C規(guī)范的相關(guān)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(jiǎn)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(duì)YC450游車建立三維模型。而后將此三維模型導(dǎo)入ANSYS分析軟件進(jìn)行整體受力分析，再采用ASMEV10標(biāo)準(zhǔn)對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行判定。根據(jù)ASME規(guī)范中的應(yīng)力分類理論，應(yīng)力云圖中最大應(yīng)力點(diǎn)的等效應(yīng)力是山一次薄膜應(yīng)力、一次彎曲應(yīng)力、二次應(yīng)力和應(yīng)力集中引起的峰值應(yīng)力肴加而成。危險(xiǎn)截面為過最大應(yīng)力點(diǎn)、沿破壞趨勢(shì)最明顯的截面，此截面的薄膜應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、薄膜應(yīng)力+彎曲應(yīng)力和總應(yīng)力應(yīng)分別滿足公式要求。
將YC450游車主要承載件在裝配模式下進(jìn)行有限元分析，該游車為左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)，為了減少計(jì)算單元，減少解方程的個(gè)數(shù)，節(jié)省計(jì)算時(shí)間，取1/4模型進(jìn)行分析計(jì)算。其中，實(shí)體網(wǎng)格劃分選用三維實(shí)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(diǎn)數(shù)為158949。對(duì)有限元模型進(jìn)行檢查，顯不無失敗單元，所以網(wǎng)格劃分成功。
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