自升式海洋平臺封閉行星結(jié)構(gòu)升降齒輪箱的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種自升式海洋平臺封閉行星結(jié)構(gòu)升降齒輪箱，包括箱體、初級減速機(jī)構(gòu)、單級行星差動輪系、爬升驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其中：箱體由減速機(jī)箱體和驅(qū)動箱體兩部分組成，驅(qū)動箱體與自升式海洋平臺固定連接；爬升驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括長、短驅(qū)動齒輪軸、惰輪軸和惰輪，長驅(qū)動齒輪軸上設(shè)有被動齒輪；單級行星差動輪系包括太陽輪軸、齒圈和行星架；長、短驅(qū)動齒輪軸、惰輪軸以及太陽輪軸平行支撐于驅(qū)動箱體中；初級減速機(jī)的輸出端為單級行星差動輪系的太陽輪軸，所述的行星架通過花鍵與短驅(qū)動齒輪軸對接，所述的惰輪同時與所述的被動齒輪以及所述的齒圈外齒嚙合，長、短驅(qū)動齒輪軸上的驅(qū)動齒輪暴露于驅(qū)動箱體外與樁腳的雙側(cè)齒條嚙合。
【專利說明】自升式海洋平臺封閉行星結(jié)構(gòu)升降齒輪箱

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種減速機(jī)，尤其是一種自升式海洋平臺中用于平臺升降的超大模數(shù)、超大速比齒輪箱。

【背景技術(shù)】
[0002]自升式海洋平臺適合近海域的石油、天然氣的勘探與開采，升降系統(tǒng)作為海洋石油鉆井平臺的關(guān)鍵部件裝置，屬于大型高技術(shù)海洋工程配套裝備，在平臺的設(shè)計制造中受到高度重視。其功能是:在平臺鉆井作業(yè)前，降下平臺的樁腿，并將平臺提升至海面上某一高度后壓載，是平臺的樁腿在海底牢固定位；平臺完成鉆井作業(yè)后，拔取樁腿，降下平臺至海面，并在平臺移位到另一作業(yè)地點的過程中，能在較淺的吃水位置隨平臺漂移；在許可的風(fēng)暴載荷下，平臺有足夠的安全性。長期以來，美、日、歐壟斷、封鎖其技術(shù)及制造。
[0003]現(xiàn)有的自升式海洋平臺升降齒輪箱一般都是通過單輸出齒輪驅(qū)動樁腳上的單面齒條，帶動樁腳運動，這種工作模式，驅(qū)動過程中嚙合齒間必然存在相互排斥的推力，單邊使用時會推動樁腳中心位移，導(dǎo)致樁腳觸及自升式海洋平臺上樁腳孔的孔壁，增加了樁腳的升降阻力。
[0004]CN101768947A號專利文獻(xiàn)公開了一種“用于自升式平臺的升降單元”，在這種升降單元中，電動機(jī)通過初級減速箱與銜接齒輪連接，銜接齒輪與差動輪系的太陽輪同軸，1#輸出軸與行星架固聯(lián)，2#輸出軸與差動輪系外圈嚙合傳動，這種升降單元，1#輸出軸和2#輸出軸雖然可以通過差動輪系調(diào)整兩者輸出的驅(qū)動力平衡，但是在實際使用中，由于1#輸出軸和2#輸出軸輸出齒輪均為同方向傳遞動力，因此，I#輸出軸和2#輸出軸只能置于單側(cè)齒條的一側(cè)，同時與單側(cè)齒條的齒嚙合，驅(qū)動過程中與傳統(tǒng)的單輸出齒輪驅(qū)動相比，僅僅增加了齒條與驅(qū)動齒的嚙合面積，使齒條受力點上下分布相對合理，而嚙合齒間同樣存在相互排斥的推力，因此，為了克服這一缺陷，需要如該文件中圖2公開的方式，在樁腳對面設(shè)置同樣的單邊齒條，并通過相同的升降單元，位于樁腳兩側(cè)的升降單元共同作用于樁腳兩側(cè)的單邊齒條，這種工作方式最大的隱患在于，兩側(cè)升降單元工作狀態(tài)的同步性會直接影響樁腳，如果工作狀態(tài)失衡，或操作失誤，兩側(cè)升降單元一旦出現(xiàn)反向工作，或會引發(fā)重大事故。如果能夠通過一種新的升降單元自動協(xié)調(diào)平衡樁腳齒條驅(qū)動著力點，確保自升式海洋平臺升降工作可靠的升降齒輪箱，是業(yè)內(nèi)普遍關(guān)切的問題。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的在于:針對自升式海洋平臺升降的實際需求，以及CN101768947A號專利文獻(xiàn)公開技術(shù)方案中存在的齒條單邊驅(qū)動嚙合齒間必然存在相互排斥的推力，采用樁腳兩側(cè)的升降單元共同作用于樁腳兩側(cè)的單邊齒條，一旦工作狀態(tài)失衡，易引發(fā)重大事故的實際問題，提供一種低重量、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比大，輸出扭矩大、承載能力強、自平衡能力強，工作可靠的自升式海洋平臺升降齒輪箱。
[0006]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:一種自升式海洋平臺封閉行星結(jié)構(gòu)升降齒輪箱，包括箱體、初級減速機(jī)構(gòu)、單級行星差動輪系、爬升驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其特征在于:爬升驅(qū)動機(jī)構(gòu)為雙輸出的爬升驅(qū)動機(jī)構(gòu)，初級減速機(jī)構(gòu)的輸出軸通過單級行星差動輪系驅(qū)動雙輸出的爬升驅(qū)動機(jī)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)如下:
[0007]a)箱體由減速機(jī)箱體和驅(qū)動箱體兩部分組成；
[0008]b)雙輸出的爬升驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括長驅(qū)動齒輪軸、短驅(qū)動齒輪軸、惰輪軸和惰輪，長驅(qū)動齒輪軸上設(shè)有被動齒輪；單級行星差動輪系包括太陽輪軸、含有內(nèi)外齒的齒圈和行星架；
[0009]c)長驅(qū)動齒輪軸、短驅(qū)動齒輪軸、惰輪軸以及單級行星差動輪系的太陽輪軸平行支撐于驅(qū)動箱體中，其中，短驅(qū)動齒輪軸與太陽輪軸位于同一軸線上；
[0010]d)初級減速機(jī)構(gòu)置于減速機(jī)箱體中，初級減速機(jī)的輸出端為單級行星差動輪系的太陽輪軸；單級行星差動輪系的行星架通過花鍵與短驅(qū)動齒輪軸對接；惰輪軸上的惰輪同時與長驅(qū)動齒輪軸上的被動齒輪以及單級行星差動輪系的齒圈外齒嚙合；
[0011]e)所述的驅(qū)動箱體與自升式海洋平臺固定連接，爬升驅(qū)動機(jī)構(gòu)長驅(qū)動齒輪軸和短驅(qū)動齒輪軸上的驅(qū)動齒輪暴露于驅(qū)動箱體外，它們分別位與自升式海洋平臺樁腳的雙側(cè)齒條兩側(cè)，分別與齒條的雙側(cè)齒嚙合。
[0012]在本實用新型中:單級行星差動輪系的行星架為雙臂整體式行星架，行星架通過調(diào)心滾子軸承支撐于驅(qū)動箱體中，行星架上設(shè)有三個均勻分布的行星輪；齒圈通過軸承支撐于行星轉(zhuǎn)架上。
[0013]在本實用新型中:長驅(qū)動齒輪軸、短驅(qū)動齒輪軸以及單級行星差動輪系的太陽輪軸通過軸承平行支撐于驅(qū)動箱體中，惰輪軸固定安裝在驅(qū)動箱體中，惰輪通過一組同等規(guī)格的調(diào)心滾子軸承支撐于惰輪軸上。
[0014]在本實用新型中:長驅(qū)動齒輪軸通過調(diào)心滾子軸承支撐于驅(qū)動箱體中。
[0015]在本實用新型中:齒輪箱通過含極壓劑和增黏劑的潤滑油進(jìn)行浸油潤滑，各軸承通過含極壓劑鋰基潤滑脂潤滑。
[0016]在本實用新型中:初級減速機(jī)構(gòu)至少包括三級減速，所述長驅(qū)動齒輪軸和短驅(qū)動齒輪軸上驅(qū)動齒輪的齒部采用七齒非標(biāo)設(shè)計，模數(shù)在100±5mm，壓力角為30°，齒輪箱的減速比至少在6000:1。
[0017]在本實用新型中:所述的初級減速機(jī)構(gòu)的輸入端通過聯(lián)軸器與電動機(jī)聯(lián)接，電動機(jī)軸伸的反向延長軸上安裝有失電剎車裝置。
[0018]在本實用新型中:爬升驅(qū)動機(jī)構(gòu)的長驅(qū)動齒輪軸和短驅(qū)動齒輪軸穿越驅(qū)動箱體的結(jié)合部均設(shè)有密封組件。
[0019]本實用新型的優(yōu)點在于:與傳統(tǒng)的單入單出齒輪箱相比，兩個輸出端共用同一個較大速比平行軸齒輪箱，減小了后端傳動的復(fù)雜性，同時也減小了整個系統(tǒng)的整體尺寸和總重量；行星機(jī)構(gòu)做差動機(jī)構(gòu)使用，通過齒圈接受來自另一端輸出的反饋，從而調(diào)整行星機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)架的輸出扭矩，通過機(jī)械結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了兩側(cè)爬升齒輪的同步、同功率輸出；通過一級惰輪使兩端輸出方向相反，兩側(cè)的輸出扭矩作用于雙側(cè)齒條兩側(cè)后相互抵消，整個系統(tǒng)對外只有力的輸出，安裝支架避免了承受扭矩。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型的實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中:1、輸入齒輪軸，2、第二級減速齒輪軸，3、第三級減速齒輪軸，4、第四級減速齒輪軸，5、太陽輪軸，6、減速機(jī)箱體，7、連接端蓋，8、行星輪，9、銷軸，10、齒圈，11、行星架，12、短驅(qū)動齒輪軸，13、惰輪軸，14、惰輪，15、齒條，16、長驅(qū)動齒輪軸，17、被動齒輪。

【具體實施方式】
[0022]附圖非限制性的公開了本實用新型實施例的具體結(jié)構(gòu)，下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的描述。
[0023]由圖1可見，本實用新型包括箱體、初級減速機(jī)構(gòu)、單級行星差動輪系、爬升驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其中:爬升驅(qū)動機(jī)構(gòu)為雙輸出的爬升驅(qū)動機(jī)構(gòu)，初級減速機(jī)構(gòu)的輸出軸通過單級行星差動輪系驅(qū)動雙輸出的爬升驅(qū)動機(jī)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)如下:
[0024]所述的箱體由減速機(jī)箱體6與驅(qū)動箱體7兩部分組成。
[0025]雙輸出的爬升驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括長驅(qū)動齒輪軸16、短驅(qū)動齒輪軸12、惰輪軸13和惰輪14，長驅(qū)動齒輪軸16上設(shè)有被動齒輪17。單級行星差動輪系包括太陽輪軸5、含有內(nèi)外齒的齒圈10和行星架11。長驅(qū)動齒輪軸16、短驅(qū)動齒輪軸12、惰輪軸以及單級行星差動輪系的太陽輪軸平行支撐于驅(qū)動箱體7中，其中，短驅(qū)動齒輪軸12與太陽輪軸5位于同一軸線上。初級減速機(jī)構(gòu)的輸出端為單級行星差動輪系的太陽輪軸5 ;單級行星差動輪系的行星架11通過花鍵與短驅(qū)動齒輪軸12對接；惰輪軸13上的惰輪14同時與長驅(qū)動齒輪軸16上的被動齒輪17以及齒圈10外齒嚙合。所述的驅(qū)動箱體7與自升式海洋平臺固定連接，爬升驅(qū)動機(jī)構(gòu)長驅(qū)動齒輪軸16和短驅(qū)動齒輪軸12上的驅(qū)動齒輪暴露于驅(qū)動箱體7外，它們分別位于自升式海洋平臺樁腳的雙側(cè)齒條15兩側(cè)，分別與齒條15的雙側(cè)齒嚙合。
[0026]在本實施例中，單級行星差動輪系的行星架11為雙臂整體式行星架，行星架11通過調(diào)心滾子軸承支撐于驅(qū)動箱體7中，行星架11上設(shè)有三個均勻分布的行星輪8 ;齒圈10通過軸承支撐于行星轉(zhuǎn)架11上。長驅(qū)動齒輪軸16、短驅(qū)動齒輪軸12以及單級行星差動輪系的太陽輪軸5通過軸承平行支撐于驅(qū)動箱體7中，惰輪軸13固定安裝在驅(qū)動箱體7中，惰輪14通過一組同等規(guī)格的調(diào)心滾子軸承支撐于惰輪軸13上。
[0027]具體實施時，長驅(qū)動齒輪軸16通過調(diào)心滾子軸承支撐于驅(qū)動箱體7中。
[0028]具體實施時，齒輪箱通過含極壓劑和增黏劑的潤滑油進(jìn)行浸油潤滑，各軸承通過含極壓劑鋰基潤滑脂潤滑。同時，在爬升驅(qū)動機(jī)構(gòu)的長驅(qū)動齒輪軸16和短驅(qū)動齒輪軸12穿越驅(qū)動箱體7的結(jié)合部均需要設(shè)有密封組件。
[0029]具體實施時，初級減速機(jī)構(gòu)至少包括三級減速，滿足齒輪箱的減速比至少在6000:1的要求，初級減速機(jī)構(gòu)的輸入端通過聯(lián)軸器與電動機(jī)聯(lián)接，電動機(jī)軸伸的反向延長軸上應(yīng)該安裝有失電剎車裝置。在本實施例中，初級減速機(jī)構(gòu)為四級減速，減速比為6855:1。此外，長驅(qū)動齒輪軸和短驅(qū)動齒輪軸上驅(qū)動齒輪的齒部采用七齒非標(biāo)設(shè)計，模數(shù)在100±5謹(jǐn)，壓力角為30°。
【權(quán)利要求】
1.一種自升式海洋平臺封閉行星結(jié)構(gòu)升降齒輪箱，包括箱體、初級減速機(jī)構(gòu)、單級行星差動輪系、爬升驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其特征在于:爬升驅(qū)動機(jī)構(gòu)為雙輸出的爬升驅(qū)動機(jī)構(gòu)，初級減速機(jī)構(gòu)的輸出軸通過單級行星差動輪系驅(qū)動雙輸出的爬升驅(qū)動機(jī)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)如下: a)箱體由減速機(jī)箱體和驅(qū)動箱體兩部分組成； b)雙輸出的爬升驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括長驅(qū)動齒輪軸、短驅(qū)動齒輪軸、惰輪軸和惰輪，長驅(qū)動齒輪軸上設(shè)有被動齒輪；單級行星差動輪系包括太陽輪軸、含有內(nèi)外齒的齒圈和行星架； c)長驅(qū)動齒輪軸、短驅(qū)動齒輪軸、惰輪軸以及單級行星差動輪系的太陽輪軸平行支撐于驅(qū)動箱體中，其中，短驅(qū)動齒輪軸與太陽輪軸位于同一軸線上； d)初級減速機(jī)構(gòu)置于減速機(jī)箱體中，初級減速機(jī)的輸出端為單級行星差動輪系的太陽輪軸；單級行星差動輪系的行星架通過花鍵與短驅(qū)動齒輪軸對接；惰輪軸上的惰輪同時與長驅(qū)動齒輪軸上的被動齒輪以及單級行星差動輪系的齒圈外齒嚙合； e)所述的驅(qū)動箱體與自升式海洋平臺固定連接，爬升驅(qū)動機(jī)構(gòu)長驅(qū)動齒輪軸和短驅(qū)動齒輪軸上的驅(qū)動齒輪暴露于驅(qū)動箱體外，它們分別位與自升式海洋平臺樁腳的雙側(cè)齒條兩偵牝分別與齒條的雙側(cè)齒嚙合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自升式海洋平臺封閉行星結(jié)構(gòu)升降齒輪箱，其特征在于:單級行星差動輪系的行星架為雙臂整體式行星架，行星架通過調(diào)心滾子軸承支撐于驅(qū)動箱體中，行星架上設(shè)有三個均勻分布的行星輪；齒圈通過軸承支撐于行星轉(zhuǎn)架上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自升式海洋平臺封閉行星結(jié)構(gòu)升降齒輪箱，其特征在于:長驅(qū)動齒輪軸、短驅(qū)動齒輪軸以及單級行星差動輪系的太陽輪軸通過軸承平行支撐于驅(qū)動箱體中，惰輪軸固定安裝在驅(qū)動箱體中，惰輪通過一組同等規(guī)格的調(diào)心滾子軸承支撐于惰輪軸上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自升式海洋平臺封閉行星結(jié)構(gòu)升降齒輪箱，其特征在于:長驅(qū)動齒輪軸通過調(diào)心滾子軸承支撐于驅(qū)動箱體中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自升式海洋平臺封閉行星結(jié)構(gòu)升降齒輪箱，其特征在于:齒輪箱通過含極壓劑和增黏劑的潤滑油進(jìn)行浸油潤滑，各軸承通過含極壓劑鋰基潤滑脂潤滑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的自升式海洋平臺封閉行星結(jié)構(gòu)升降齒輪箱，其特征在于:初級減速機(jī)構(gòu)至少包括三級減速，所述長驅(qū)動齒輪軸和短驅(qū)動齒輪軸上驅(qū)動齒輪的齒部采用七齒非標(biāo)設(shè)計，模數(shù)在100±5mm，壓力角為30°，齒輪箱的減速比至少在6000:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自升式海洋平臺封閉行星結(jié)構(gòu)升降齒輪箱，其特征在于:所述的初級減速機(jī)構(gòu)的輸入端通過聯(lián)軸器與電動機(jī)聯(lián)接，電動機(jī)軸伸的反向延長軸上安裝有失電剎車裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自升式海洋平臺封閉行星結(jié)構(gòu)升降齒輪箱，其特征在于:爬升驅(qū)動機(jī)構(gòu)的長驅(qū)動齒輪軸和短驅(qū)動齒輪軸穿越驅(qū)動箱體的結(jié)合部均設(shè)有密封組件。
【文檔編號】F16H48/06GK204004276SQ201420378746
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月10日
【發(fā)明者】侯玉江, 葛永昌, 段振中, 毛方元, 雷海寧 申請人:南京高精船用設(shè)備有限公司