一种锁紧机构的制作方法

本发明涉及海洋平台领域，特别涉及一种锁紧机构。

背景技术：

海洋平台是一种为在海上进行钻井、采油、集运、观测、导航、施工等活动提供生产和生活设施的构筑物。

齿轮齿条式的海洋平台由于升降速度快而得到广泛的应用，通过设置在海洋平台上的升降齿轮与设置在桩腿上的齿条啮合，控制升降齿轮转动，从而可以实现海洋平台的升降。在齿轮齿条式的海洋平台中还设有一个十分重要的机构——锁紧机构，海洋平台在停止升降时需要将齿条锁死，以使得海洋平台可以支撑在某一高度。通常的锁紧机构是在齿条两侧配置锁紧齿条，利用千斤顶将锁紧齿条压紧在海洋平台桩腿上的齿条上，使得两者啮合，从而达到锁紧齿条的目的，但是由于海洋平台载荷大，液压缸通常需要产生上百吨甚至上千吨的压力才能实现齿条的锁紧，而且这样的液压缸价格极其昂贵。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的问题，本发明实施例提供了一种锁紧机构。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种锁紧机构，适用于锁紧桩腿上的齿条，所述锁紧机构包括安装架，所述锁紧机构还包括齿轮齿条锁紧单元，所述齿轮齿条锁紧单元包括：

转轴，可转动设置在所述安装架中；

锁紧小齿轮，同轴固定在所述转轴上；

锁紧大齿轮，同轴固定在所述转轴上，所述锁紧大齿轮的分度圆直径大于所述锁紧小齿轮的分度圆直径；

油缸组件，设置在所述安装架上；

锁紧齿条，与所述油缸组件连接，所述锁紧齿条的齿朝向所述锁紧大齿轮的齿，所述锁紧齿条用于在所述油缸组件的作用下与所述锁紧大齿轮啮合或分离。

优选地，所述齿轮齿条锁紧单元还包括两个支撑齿轮，所述两个支撑齿轮设置在所述锁紧小齿轮与所述齿条之间，所述两个支撑齿轮分别与所述锁紧小齿轮啮合，且所述两个支撑齿轮还分别与所述齿条啮合。

进一步地，所述油缸组件包括第一推拉油缸，所述第一推拉油缸固定安装在所述安装架上，所述第一推拉油缸与所述锁紧齿条固定连接。

更进一步地，所述油缸组件包括第一推拉油缸和提升油缸，所述提升油缸与所述安装架铰接，所述提升油缸与所述锁紧齿条的一端铰接，所述第一推拉油缸与所述安装架铰接，所述第一推拉油缸与所述提升油缸呈夹角设置。

优选地，所述油缸组件还包括第二推拉油缸，所述第二推拉油缸与所述安装架铰接，所述第一推拉油缸和所述第二推拉油缸均与所述锁紧齿条的另一端铰接，所述第二推拉油缸与所述第一推拉油缸呈夹角设置。

优选地，所述锁紧齿条包括锁紧部、设置在所述锁紧部的一端的两个第一连接环和设置在所述锁紧部的另一端的三个第二连接环，所述锁紧部上设置有齿，所述第一连接部包括同轴线设置的两个第一连接环，所述第一连接部通过所述两个第一连接环和插设在所述两个第一连接环中的圆柱销与所述提升油缸铰接，所述第二连接部包括同轴设置的三个第二连接环，所述第二连接部通过所述三个第二连接环和插设在所述三个第二连接环中的圆柱销与所述第一推拉油缸和所述第二推拉油缸铰接，且所述第一连接环的轴线与所述第二连接环的轴线平行。

进一步地，所述锁紧机构包括两个所述齿轮齿条锁紧单元，两个所述齿轮齿条锁紧单元关于所述齿条对称设置。

更进一步地，所述安装架包括平行间隔设置的第一安装板、第二安装板和第三安装板，所述第二安装板设置在所述第一安装板和所述第三安装板之间，所述第一安装板、所述第二安装板和所述第三安装板的两端分别通过一块侧板连接，所述转轴的一端通过第一轴承插装在所述第一安装板和所述第二安装板上，所述转轴的另一端通过第二轴承插座在所述第三安装板上，且所述锁紧小齿轮设置在所述锁紧大齿轮和所述第三安装板之间。

优选地，所述第一安装板、所述第二安装板和所述第三安装板与所述侧板焊接连接。

进一步地，所述第一轴承和所述第二轴承为圆柱滚子轴承。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过在安装架中设置转轴，并在转轴上同轴固定锁紧小齿轮和锁紧大齿轮，将锁紧小齿轮与桩腿上的齿条啮合，在需要将齿条锁紧时，通过油缸组件控制锁紧齿条的移动，使得锁紧齿条与锁紧大齿轮啮合，并将锁紧齿条压紧在锁紧大齿轮上，使得桩腿上的齿条锁死，由于在桩腿上的齿条锁死时，锁紧大齿轮和锁紧小齿轮对转轴的力矩之和为零(矢量和)，但锁紧大齿轮的分度圆直径大于锁紧小齿轮的分度圆直径，因此锁紧齿条对锁紧大齿轮产生的力小于齿条对锁紧小齿轮产生的力，从而使得油缸组件可以通过较小的力将锁紧齿条压紧在锁紧大齿轮上来实现齿条的锁紧。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种锁紧机构的结构图；

图2是本发明实施例提供的另一种锁紧机构的结构图；

图3是图2中的锁紧齿条的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种锁紧机构的俯视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的一种锁紧机构的结构图，如图1所示，该锁紧机构适用于锁紧桩腿上的齿条1a，该锁紧机构包括安装架110和齿轮齿条锁紧单元，齿轮齿条锁紧单元包括转轴120、锁紧小齿轮122、锁紧大齿轮121、油缸组件和锁紧齿条131，转轴120可转动设置在安装架110中，锁紧小齿轮122同轴固定在转轴120上，锁紧大齿轮121同轴固定在转轴120上，锁紧大齿轮121的分度圆直径大于锁紧小齿轮122的分度圆直径，油缸组件设置在安装架110中，锁紧齿条131与油缸组件连接，锁紧齿条131的齿朝向锁紧大齿轮121的齿，锁紧齿条131用于在油缸组件的作用下与锁紧大齿轮121啮合或分离。

本发明实施例通过在安装架中设置转轴，并在转轴上同轴固定锁紧小齿轮和锁紧大齿轮，将锁紧小齿轮与桩腿上的齿条啮合，在需要将齿条锁紧时，通过油缸组件控制锁紧齿条的移动，使得锁紧齿条与锁紧大齿轮啮合，并将锁紧齿条压紧在锁紧大齿轮上，使得桩腿上的齿条锁死，由于在桩腿上的齿条锁死时，锁紧大齿轮和锁紧小齿轮对转轴的力矩之和为零(矢量和)，但锁紧大齿轮的分度圆直径大于锁紧小齿轮的分度圆直径，因此锁紧齿条对锁紧大齿轮产生的力小于齿条对锁紧小齿轮产生的力，从而使得油缸组件可以通过较小的力将锁紧齿条压紧在锁紧大齿轮上来实现齿条的锁紧。

具体地，如图1所示，油缸组件可以包括第一推拉油缸130a，第一推拉油缸130a固定安装在安装架110上，第一推拉油缸130a与锁紧齿条131固定连接，通过控制第一推拉油缸130a的伸缩，从而控制锁紧齿条131与锁紧大齿轮121的啮合和分开。

图2是本发明实施例提供的另一种锁紧机构的结构图，如图2所示，该锁紧机构适用于锁紧桩腿上的齿条2a，该锁紧机构包括安装架210和齿轮齿条锁紧单元，齿轮齿条锁紧单元包括转轴220、锁紧小齿轮222、锁紧大齿轮221、油缸组件230和锁紧齿条231，转轴220可转动设置在安装架210中，锁紧小齿轮222同轴固定在转轴220上，锁紧大齿轮221同轴固定在转轴220上，锁紧大齿轮221的分度圆直径大于锁紧小齿轮222的分度圆直径，油缸组件230设置在安装架210中，锁紧齿条231与油缸组件230连接，锁紧齿条231的齿朝向锁紧大齿轮221的齿，锁紧齿条231用于在油缸组件230的作用下与锁紧大齿轮221啮合或分离

在该锁紧机构中，齿轮齿条锁紧单元还包括两个支撑齿轮241，两个支撑齿轮241设置在锁紧小齿轮222与齿条2a之间，两个支撑齿轮241分别与锁紧小齿轮222啮合，且两个支撑齿轮241还分别与齿条2a啮合，通过两个支撑齿轮241将齿条2a上的力传递到锁紧小齿轮222上的两个啮合处，相比图1所示的锁紧机构，图2中锁紧小齿轮222中处于啮合的齿上所承受的力更小，从而可以降低对锁紧小齿轮222结构强度的要求，降低了生产成本，同时可以增大转轴220与齿条2a之间的间距，从而方便设置更大的锁紧大齿轮221，以进一步降低油缸组件所需要的力。

具体地，安装架210上对应两个支撑齿轮241的位置分别设置有一个支撑齿轮座242，可以方便支撑齿轮241的安装，为锁紧大齿轮221留出更大的空间，从而可以将锁紧大齿轮221的直径设计的更大，以进一步增长锁紧齿条231对锁紧大齿轮221产生的力对转轴220的力臂，使得油缸组件可以通过更小的力将齿条锁紧。

优选地，油缸组件230包括第一推拉油缸230a和提升油缸230b，提升油缸230b与安装架210铰接，提升油缸230b与锁紧齿条231的一端铰接，第一推拉油缸230a与安装架210铰接，第一推拉油缸230a与提升油缸230b呈夹角设置，由于海洋平台在停止时，锁紧大齿轮221的齿顶可能刚好与锁紧齿条231的齿顶正对，从而使得锁紧齿条231无法与锁紧大齿轮221啮合，因此通过第一推拉油缸230a和提升油缸230b同时控制锁紧齿条231，提升油缸230b与安装架210、锁紧齿条231分别铰接，使得在控制锁紧齿条231与锁紧大齿轮221啮合时，可以调整锁紧齿条231的位置和角度，使得锁紧齿条231可以与锁紧大齿轮221正常啮合，实现齿条2a的锁紧。

进一步地，油缸组件230还可以包括第二推拉油缸230c，第二推拉油缸230c与安装架210铰接，第一推拉油缸230a和第二推拉油缸230c均与锁紧齿条231的另一端铰接，第二推拉油缸230c与第一推拉油缸230a呈夹角设置，通过第一推拉油缸230a和第二推拉油缸230c来控制锁紧齿条231的另一端，当第一推拉油缸230a和第二推拉油缸230c都停止伸缩时，可以使锁紧齿条231的另一端无法移动，提升油缸230b则控制锁紧齿条231的一端移动，从而使锁紧齿条231与锁紧大齿轮221正常啮合。

图3是图2中的锁紧齿条的结构示意图，如图3所示，锁紧齿条231包括锁紧部231a、设置在锁紧部231a的一端的两个第一连接环和设置在锁紧部231a的另一端的三个第二连接环，锁紧部231a上设置有齿，第一连接部包括同轴线设置的两个第一连接环231b，第一连接部通过两个第一连接环231b和插设在两个第一连接环231b中的圆柱销与提升油缸230b铰接，第二连接部包括同轴设置的三个第二连接环231c，第二连接部通过三个第二连接环231c和插设在三个第二连接环231c中的圆柱销与第一推拉油缸230a和第二推拉油缸230c铰接，且第一连接环231b的轴线与第二连接环231c的轴线平行，通过第一连接环231b和第二连接环231c可以方便锁紧齿条231与提升油缸230b和第一推拉油缸230a、第二推拉油缸230c的铰接。

实现时，第一连接部和第二连接部可以与锁紧部焊接连接。

优选地，锁紧机构包括两个齿轮齿条锁紧单元，两个齿轮齿条锁紧单元关于齿条2a对称设置，通过在齿条2a两侧对称设置齿轮齿条锁紧单元，从而可以使得在将齿条2a锁紧后，齿条2a两侧的受力平衡，避免齿条2a由于受力不对称而出现歪曲变形。

容易理解的是，齿条2a为双面齿条，且齿条2a两侧的齿关于齿条2a的轴线对称。

图4是本发明实施例提供的一种锁紧机构的俯视图，如图3所示，安装架210包括平行间隔设置的第一安装板211、第二安装板212和第三安装板213，第二安装板212设置在第一安装板211和第三安装板213之间，第一安装板211、第二安装板212和第三安装板213的两端分别通过一块侧板214连接，转轴220的一端通过第一轴承215插装在第一安装板211和第二安装板212上，转轴220的另一端通过第二轴承216插座在第三安装板213上，且锁紧小齿轮222设置在锁紧大齿轮221和第三安装板213之间，由于锁紧大齿轮221上要承受锁紧齿条231较大的作用力，因此转轴220靠近锁紧大齿轮221的一端会对安装架210产生较大径向力，通过设置平行的第一安装板211和第二安装板212可以增强安装架210的结构强度，避免在齿条2a锁紧过程中安装架210出现变形。

具体地，第一安装板211、第二安装板212和第三安装板213与侧板214可以焊接连接，方便安装架210的制作，同时在制作安装架210时还可以焊接一定数量的肋板，以进一步增强安装架210的结构强度。

此外，第一轴承215和第二轴承216可以为圆柱滚子轴承，转轴220在齿条2a锁紧的过程中主要受到径向力，而圆柱滚子轴承可以承受较大的径向力，能为转轴220提供较好的支撑。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。