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自升式齒輪箱用NSK軸承簡(jiǎn)介
2023-03-01 11:36:08
沿著地球大陸架運(yùn)行的數(shù)百個(gè)海上鉆井平臺(tái)是最昂貴的建筑之一，也是最偏遠(yuǎn)和最脆弱的建筑。海上鉆井作業(yè)的主要危險(xiǎn)是颶風(fēng)和其他風(fēng)暴造成的大浪，這就是為什么自升式石油鉆機(jī)是最受歡迎的移動(dòng)式鉆井平臺(tái)，其用于相對(duì)較淺的水域，深度可達(dá)120米，海浪的威脅可以通過用三到四條腿支撐在海底的平臺(tái)而抵消，通常，每個(gè)支腿都配有三個(gè)齒條和小齒輪系統(tǒng)，每個(gè)齒條和小系統(tǒng)都有六個(gè)強(qiáng)大的齒輪箱。
總部位于韓國(guó)的曉星公司是自升式石油鉆機(jī)行業(yè)的關(guān)鍵參與者，它于20世紀(jì)60年代作為一家家族企業(yè)成立，現(xiàn)在是一家工業(yè)集團(tuán)，擁有2400多名工程師，涉及紡織、工業(yè)材料、化學(xué)品、電力和工業(yè)系統(tǒng)、建筑、貿(mào)易、信息和通信等多個(gè)領(lǐng)域，作為世界第一的輪胎簾線制造商，曉松還生產(chǎn)尼龍、聚酯、地毯、電機(jī)、泵、PET瓶和ATM產(chǎn)品，盡管如此，該公司的家族根源仍然在韓國(guó)小工業(yè)城市昌原的曉星工廠中得以體現(xiàn)，那里生產(chǎn)變速箱。
小松于2006年進(jìn)入自升式齒輪箱市場(chǎng)，其第一臺(tái)石油鉆機(jī)變速箱的正常頂升能力接近2000 kN，能夠以每分鐘0.46米的速度提升石油鉆機(jī)平臺(tái)，此后，該公司不斷增加其變速箱型號(hào)的負(fù)載能力，同時(shí)減小其尺寸。2011年11月，該公司推出了下一代變速箱，鞏固了其作為該領(lǐng)域全球領(lǐng)導(dǎo)者的地位，新的750變速箱比早期的440變速箱小20%，提供高達(dá)3300 kN的正常頂升和5100 kN的預(yù)載頂升，還提供5300 kN的正常保持力，當(dāng)暴風(fēng)雨天氣威脅鉆機(jī)時(shí)，可將保持力延長(zhǎng)至6300 kN。
鑒于高投資和安全要求，性能和可靠性是提升石油鉆井平臺(tái)的齒輪箱的設(shè)計(jì)者和最終用戶的關(guān)鍵因素，許多鉆機(jī)運(yùn)行長(zhǎng)達(dá)20年，在此期間，齒輪箱預(yù)計(jì)將花費(fèi)2000小時(shí)提升和降低船舶平臺(tái)。
陳工是齒輪解決方案技術(shù)開發(fā)團(tuán)隊(duì)的六名工程師之一，該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)更小、更強(qiáng)大的自升式變速箱，每個(gè)平臺(tái)需要54個(gè)齒輪箱以及備件，他說，“最大的挑戰(zhàn)是減少新變速箱中行星齒輪負(fù)載分配之間的差距，NSK的圓錐滾子軸承、調(diào)心滾子軸承和圓環(huán)滾子軸承是最佳的選擇”。
每個(gè)鉆井平臺(tái)需要750個(gè)自升式齒輪箱，而每一個(gè)齒輪箱中都有31個(gè)NSK軸承，其可靠性使工程師能夠重新設(shè)計(jì)齒輪箱行星齒輪，以優(yōu)化負(fù)載分配，除了圓錐滾子軸承和調(diào)心滾子軸承，齒輪箱中還包括圓環(huán)滾子軸承。
圓環(huán)滾子軸承是最佳的選擇，在這種應(yīng)用中，必須在軸承內(nèi)調(diào)節(jié)錯(cuò)位和軸向位移（實(shí)際上沒有摩擦），更重要的是，由于其獨(dú)特的設(shè)計(jì)，圓環(huán)滾子軸承也可以承受非常重的負(fù)載，這使得曉星的工程師能夠在不犧牲齒輪嚙合或效率的情況下，在較小尺寸的齒輪箱中最大化扭矩容量。
