近几年，　中国海洋石油、天然气开发不断取得新进展，　油气产量逐年增加。海上开采出的石油天然气主要靠管道进行输送，　海洋管道铺设技术在油气集输中的作用越来越重要。张紧器是海洋管道铺设中的重要设备之一，　其主要作用是夹持管道，并能在管道铺设过程中以一定的速度均匀收、放管道。
　　海洋铺管船用张紧器如图1示。履带系统悬架设计成主框架加两翼框架的组合结构，在两翼框架下方均匀布置液压弹簧或油气弹簧，在弹簧装置下安装履带支重轮组。在压力作用下，弹簧沿导向机构上下运动，弹簧带限位冲击装置，防止瞬间压力过大损坏弹簧。两翼框架上方布置带有弹性吸震装置的支重轮组。因其主框架、弹簧、支重轮、托带轮的合理设计和布置，具有框架受力变形小；悬架系统压力均匀分布；异物通过时，悬架有良好的通过性；履带工作过程中，悬架有良好的减震降噪作用。模块化设计，结构安全可靠，安装过程简单，保养维护方便等特点。
　　图1　内悬架及履带系统简图
　　履带是用来将履带式机械的重量和作用力传给管子表面，并保证履带式机械能发出足够的驱动力。履带板上有橡胶块，橡胶块板的功用是将履带上的压紧力均匀作用在管子上，产生较大摩擦阻力，以夹持住管线或拖动管子，并避免管子表面机械损伤。张紧器结构分析软件采用ANSYS有限元分析软件。由于ANSYS软件中的建模功能较Pro/E软件逊色不少，而且一般都是先用Pro/E进行三维建模然后再进行有限元分析。将Pro/E中已建好的模型导入ANSYS进行分析，可避免了对现有三维模型再次建模的工作，大大提高了研究与分析的效率。　张紧器履带是将履带系统的质量和夹紧作用力传给管子表面，并保证履带式机械能发出足够的驱动力。履带的工作条件恶劣，受力情况不良，易磨损。因此，除了要求履带有良好的结构外，　还要求它有足够的强度、刚度和耐磨性，但质量还应尽可能轻。
　　履带板的结构设计
　　根据铺管船的功能可知，铺管对象为最小管外径尺寸：6英寸，最大管外径尺寸：60英寸。所以选用V字型履带板。其结构如图2所示。每条履带总成由履带板、链轨节（左、右）、密封圈、履带销轴和轴套等组成。
　　图2　履带板三维结构图
　　履带板的有限元分析
　　根据单个履带板在工作中所承的最大静压力估算为2.57Mpa，施工加在履带板两边。材料的模量为2.06X1011，泊松比为0.3。
　　图3　履带板有限元分析结果
　　从图3有限元分析结果看，沿受力主方向变形大小最大为6.57mm，对于履带板全长为1540mm来说，变形量很小，可以满足工作条件需要。
　　结论
　　从履带板的有限元分析结果来看，整个链履带板在受到最大压力作用后，最大最形不超过6.57mm，从整体是可以满足使用要求的。但从右边变形最大处看，结构设计有些不合理，需做一些改动，让零件受力变形更均匀。
　　通过对张紧器各零件的有限元分析，不但形象直观地看到零件在受力后的应力和变形情况，而且还能发现零件结构设计中的问题，以便及时更正。根据结构力学和材料力学等相关知识，对零件结构进行验算，也能发现有限元结构分析是否合理和正确。同时我们也可以利用有限元分析软件优化零件的结构设计，从而达到优化张紧器整机结构的目的。
　　（作者单位：神华准格尔能源有限责任公司设备维修中心）