用於自升式平臺的升降單元的製作方法

2023-09-19 19:17:30

專利名稱：用於自升式平臺的升降單元的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種升降單元，用於自升式海上平臺。
背景技術：
自升式平臺由平臺主體、樁腿和升降單元組成，平臺依靠升降單元沿樁腿升降。自 升式平臺在工作時樁腿下放插入海底，平臺被抬起到離開海面的安全工作高度，以保證平 臺遇到風暴時樁腿不致下陷。完井後平臺降到海面，拔出樁腿並全部提起，整個平臺浮於海 面，由拖輪拖到新的井位。升降單元是自升式平臺的升降系統中關鍵部位，常見的升降單元 有齒輪齒條式和液壓油缸頂升式，其中齒輪齒條式由於升降速度快、操作簡單而被廣泛應 用。齒輪齒條式升降單元作為重要的承載部件，在多種工況下都必須支撐平臺體及相 關設備並承擔外載荷，長時間處於承受重載的狀態，因此其安全性能是關係整個平臺安全 性能的一個重要因素。目前廣泛採用的齒輪齒條升降單元均為一臺電動機通過減速機構驅 動一個輸出齒輪(形成一個「一拖一」升降單元)與安裝固定於樁腿上的齒條嚙合實現平 臺升降，由於單個輸出齒輪需要承受較大的載荷，因而必須具有較大的尺寸，佔據較大的平 臺空間，平臺載荷也容易對齒輪造成衝擊，一旦某個輪齒失效可能造成整個平臺發生嚴重 事故。
發明內容本實用新型的目的是要提供一種用於自升式平臺的升降單元，克服「一拖一」升降 單元的不足，而具有較小結構尺寸、節省空間，安裝簡單，運行平穩可靠，耐負荷衝擊的升降 單元。本實用新型的目的是這樣實現的主要包括電動機、初級減速箱、銜接齒輪、銜接 齒輪箱、1#輸出軸、銜接齒輪箱、差動輪系、1#輸出齒輪、聯動箱、2#輸出軸、聯動齒輪、2#輸 出齒輪和輸出軸支架，1#輸出軸和2#輸出軸通過差動輪系嚙合聯動，初級減速箱輸出軸上 裝有小齒輪，電動機通過初級減速箱輸出小齒輪與銜接齒輪連接，銜接齒輪與差動輪系太 陽輪同軸，銜接齒輪箱、聯動箱和輸出軸支架是一個整體。1#輸出軸和2#輸出軸通過軸承 固定於銜接齒輪箱、聯動箱和輸出軸支架，1#輸出軸與差動輪系行星架固聯，2#輸出軸上 聯動齒輪與差動輪系齒圈外圈嚙合。1#輸出齒輪和2#輸出齒輪具有相同的尺寸規格，輸出 齒輪與固定於樁腿上的齒條嚙合。1#輸出軸和2#輸出軸一起縱向布置於樁腿同一側或分 別水平布置於樁腿兩側。本實用新型的有益效果是由於採用一個電動機驅動兩個輸出齒輪與齒條嚙合傳 動，兩個輸出齒輪具有相同的轉速與轉向即良好的同步性，載荷由兩個齒輪同時承擔，單個 齒輪所需承受的載荷減半，能有效避免突發性載荷對齒輪的造成衝擊，同時嚙合過程中由 於約束增多，能有效避免平臺傾斜、晃動，使傳動更加平穩順暢，有效提高升降系統壽命。由 於單個齒輪所需承受載荷減半，故可以大大減小齒輪及整個升降系統的結構尺寸，便於加工製造、安裝、維護以及失效時的更換，因此大大降低了製造安裝與維修費用，結構尺寸減 小也節省了寶貴的平臺空間。


圖1是本實用新型所述升降單元縱向布置整體結構示意圖。圖2是本實用新型所述升降單元安裝示意圖。圖中，1-電動機，2-初級減速箱，3-銜接齒輪，4-1#輸出軸，5-銜接齒輪箱，6-差 動輪系，7-1#輸出齒輪，8-聯動箱，9-2#輸出軸，10-聯動齒輪，11-2#輸出齒輪，12-輸出軸 支架，13-齒條，14-樁腿，15-導向架。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型做進一步描述。如圖1所示，本實用新型由電動機1、初級減速箱2、銜接齒輪3、1#輸出軸4、銜接 齒輪箱5、差動輪系6、1#輸出齒輪7、聯動箱8、2#輸出軸9、聯動齒輪10、2#輸出齒輪11、 輸出軸支架12組成。電動機1與初級減速箱2連接，實現減速，初級減速箱2是一級或多 級齒輪減速機構。初級減速箱2通過其輸出軸上的小齒輪與銜接齒輪3嚙合傳動，進一步 減速。銜接齒輪3安裝在差動輪系6太陽輪中心軸上，1#輸出軸4和2#輸出軸9通過差動 輪系6和聯動齒輪10嚙合連接，通過選擇合適的齒輪齒數實現相同的轉向和轉速，進而使 1#輸出軸4和2#輸出軸9實現同步輸出。銜接齒輪3安裝在銜接齒輪箱5內，差動輪系6 和聯動齒輪10安裝在聯動箱8內，1#輸出軸4和2#輸出軸9安裝在輸出軸支架12上。銜 接齒輪箱5、聯動箱8和齒輪輸出軸支架12焊接成一個整體的箱體。如圖2所示，升降單元的齒輪輸出軸支架12安裝在樁腿14的單側或者兩側，1#輸 出軸4、2#輸出軸9通過其上的1#輸出齒輪7、2#輸出齒輪11與樁腿14上的齒條13嚙合 實現平臺上下升降。本實用新型的優點體現在下列三個方面(1)整體結構緊湊，尺寸較小，便於加工製造、安裝與維護。相對於齒輪齒條「一拖 一」升降系統，本發明所提及的「一拖二」升降單元整體結構緊湊，且由於單個齒輪所需承受 載荷減半，故可以大大減小齒輪及整個升降系統的結構尺寸，便於加工製造、安裝、維護以 及失效時的更換，因此大大降低了製造安裝與維修費用，結構尺寸減小也節省了寶貴的平 臺空間。(2)傳動平穩，安全可靠。本發明所提及的升降單元採用一個電動機驅動兩個輸 出齒輪與齒條嚙合傳動，兩個輸出齒輪具有相同的轉速與轉向即良好的同步性。相對於「一 拖一」，「一拖二」形式下載荷由兩個齒輪同時承擔，能有效避免突發性載荷對齒輪的造成衝 擊；同時嚙合過程中由於約束增多，能有效避免平臺傾斜、晃動，使傳動更加平穩順暢，有效 提高升降系統壽命。(3)價格低廉，造價相對於同類產品可降低三分之一，便於在海洋平臺上大規模的 推廣應用。
權利要求一種用於自升式平臺的升降單元，包括電動機〔1〕、初級減速箱〔2〕、銜接齒輪〔3〕、1#輸出軸〔4〕、銜接齒輪箱〔5〕、差動輪系〔6〕、1#輸出齒輪〔7〕、聯動箱〔8〕、2#輸出軸〔9〕、聯動齒輪〔10〕、2#輸出齒輪〔11〕和輸出軸支架〔12〕，其特徵是電動機〔1〕通過初級減速箱〔2〕與銜接齒輪〔3〕連接，銜接齒輪〔3〕與差動輪系〔6〕太陽輪同軸，1#輸出軸〔4〕和2#輸出軸〔9〕通過差動輪系〔6〕和聯動齒輪〔10〕嚙合聯動，並通過軸承固定於銜接齒輪箱〔5〕、聯動箱〔8〕和輸出軸支架〔12〕上，銜接齒輪箱〔5〕和聯動箱〔8〕和齒輪輸出軸支架〔12〕是一個整體。
2.根據權利要求1所述的用於自升式平臺的升降單元，其特徵是初級減速箱〔2〕輸 出軸上裝有小齒輪，通過輸出軸上的小齒輪與銜接齒輪〔3〕嚙合。
3.根據權利要求1所述的用於自升式平臺的升降單元，其特徵是1#輸出軸〔4〕和差 動輪系〔6〕行星輪架固聯，2#輸出軸〔9〕上有聯動齒輪〔10〕和差動輪系〔6〕齒圈外圈嚙合 傳動。
4.根據權利要求1所述的用於自升式平臺的升降單元，其特徵是1#輸出齒輪〔7〕和 2#輸出齒輪〔11〕具有相同的尺寸規格，與固定於樁腿〔14〕上的齒條〔13〕嚙合。
5.根據權利要求1所述的用於自升式平臺的升降單元，其特徵是1#輸出輪軸〔4〕和 2#輸出軸〔9〕一起縱向布置於樁腿〔14〕同一側或分別水平布置於樁腿〔14〕的兩側。
專利摘要本實用新型公布了一種自升式平臺用雙輸出軸式升降單元，由電動機、初級減速箱、銜接齒輪、差動輪系、聯動齒輪、1#輸出軸、1#輸出齒輪、2#輸出軸、2#輸出齒輪、銜接齒輪箱、聯動箱、輸出軸支架等構成。電動機通過初級減速箱進行減速，初級減速箱輸出小齒輪與銜接齒輪嚙合進一步減速，該銜接齒輪安裝於差動輪系太陽輪中心軸上。差動輪系外齒圈與2#輸出軸上的聯動齒輪嚙合，行星輪架與1#輸出軸固聯，1#輸出軸與2#輸出軸同步轉動。1#輸出軸與2#輸出軸上相同位置處分別安裝有同等規格尺寸的1#輸出齒輪和2#輸出齒輪，兩個輸出齒輪完全同步，與安裝於樁腿上的齒條相嚙合，實現平臺升降。
文檔編號E02B17/08GK201627190SQ20102011119
公開日2010年11月10日 申請日期2010年2月4日 優先權日2010年2月4日
發明者史永晉, 張士華, 曹宇光, 李森, 樊敦秋, 祖波 申請人:中國石油大學(華東)