齿轮齿条升降装置的制作方法

本发明涉及升降平台领域，特别涉及一种齿轮齿条升降装置。

背景技术：

齿轮齿条升降系统是自升式海洋平台中的关键部分，该系统通常包括驱动变频电机以及齿轮系等组件，其中驱动变频电机驱动齿轮系转动使得与齿轮系相啮合的桩腿齿条在齿轮系的作用下带动桩腿实现海洋平台的起升或降落的动作，齿轮齿条升降系统的性能直接影响海洋平台工作效率，因此对于该装置的优化设计极为重要。

现有的齿轮齿条升降系统为一个变频电机驱动一个齿轮箱的驱动模式，海洋平台工作时通常会采用多个齿轮箱一起运行带动海洋平台完成起升或降落的动作。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

通常在齿轮箱中有一个爬升齿轮与桩腿齿条啮合，当多个齿轮箱采用多个变频电机同时驱动爬升齿轮与桩腿齿条啮合时，由于变频电机特性不同会出现各个爬升齿轮与同一桩腿齿条啮合不同步的情况(即不均载的现象)，降低了齿轮齿条升降系统的承载能力且影响齿轮齿条升降系统的安全性，同时，一个变频电机驱动一个齿轮箱的驱动模式增加了齿轮齿条升降装系统的制造成本，此外，安装多个变频电机也使升降系统的故障点增多，不利于升降系统的维护检修。

技术实现要素：

为了解决现有齿轮齿条升降系统承载能力较差、成本高的问题，本发明实施例提供了一种齿轮齿条升降装置。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种齿轮齿条升降装置，所述齿轮齿条升降装置包括：驱动齿轮箱、主动齿轮组件、从动齿轮组件和安装架，所述驱动齿轮箱、所述主动齿轮组件和所述从动齿轮组件均安装在所述安装架上，所述驱动齿轮箱包括驱动齿轮，所述主动齿轮组件包括：第一外齿轮、第二外齿轮和第一爬升齿轮，所述第一外齿轮、所述第二外齿轮和所述第一爬升齿轮依次同轴连接在一起，所述第一外齿轮与所述驱动齿轮相啮合，所述从动齿轮组件包括：从动外齿轮和第二爬升齿轮，所述从动外齿轮和所述第二爬升齿轮同轴连接在一起，所述从动外齿轮与所述第二外齿轮相啮合，所述第一爬升齿轮和所述第二爬升齿轮并排布置，且所述第一爬升齿轮和所述第二爬升齿轮均用于啮合桩腿齿条。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述驱动齿轮箱包括安装法兰板，所述安装法兰板四个角位置设有凹口，所述齿轮齿条升降装置还包括：四个扭矩挡块和扭矩挡块安装板，所述四个扭矩挡块布置在所述扭矩安装板上，所述安装法兰板与所述扭矩挡块安装板通过螺栓连接，所述安装法兰板与所述扭矩挡块安装板连接时，所述四个扭矩挡块与所述凹口配合。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述齿轮齿条升降装置还包括四个楔块，所述四个楔块布置于所述扭矩挡块与所述安装法兰板配合的间隙。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述安装架包括：前面板、中面板、后面板和若干横隔板，所述前面板、所述中面板和所述后面板平行布置，所述前面板、所述中面板、所述后面板与所述若干横隔板垂直连接。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述前面板上开有安装孔，所述安装孔用于将所述主动齿轮组件和所述从动齿轮组件置入所述安装架。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述中面板上设有两个前轴承座，所述前轴承座安装在所述中面板上的前轴承座孔内，所述后面板上设有两个后轴承座，所述后轴承座安装在所述后面板上的后轴承座孔内。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述主动齿轮组件还包括第一前轴承和第一后轴承，所述第一前轴承、所述第一后轴承与所述第一爬升齿轮同轴连接在一起，所述第一前轴承和所述第一后轴承布置在所述第一爬升齿轮的两侧，所述第一前轴承安装在所述前轴承座内，所述第一后轴承安装在所述后轴承座内。

在本发明实施例的另一种实现方式中所述从动齿轮组件还包括第二前轴承和第二后轴承，所述第二前轴承、所述第二后轴承与所述第二爬升齿轮同轴连接在一起，所述第二前轴承和所述第二后轴承布置在所述第二爬升齿轮的两侧，所述第二前轴承安装在所述前轴承座内，所述第二后轴承安装在所述后轴承座内。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述后轴承座前后设有卡板，所述后轴承座通过螺栓和所述卡板将所述第一、二后轴承固定其中。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述齿轮齿条升降装置包括防松瓦板，所述防松瓦板与所述安装架固定连接，所述防松瓦板两侧面为圆弧面，且所述圆弧面与桩腿外壁面同心布置。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例通过在齿轮齿条升降装置中设置主动齿轮组件和从动齿轮组件，由一个变频电机驱动主动齿轮组件带动从动齿轮组件转动使得第一爬升齿轮和第二爬升齿轮转速达到一致，可有效避免由多个变频电机驱动多个爬升齿轮造成的不均载现象，提高了齿轮齿条升降装置承载能力，增强了该装置的稳定性，同时，使用一个变频电机驱动两个爬升齿轮降低了齿轮齿条升降装置的制造成本，由于减少了驱动变频电机的安装数量，所以使得故障点减少，便于后期维护检修。

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齿轮齿条升降装置结构图；

图2是本发明实施例提供的一种齿轮齿条升降装置俯视图；

图3是本发明实施例提供的一种齿轮系啮合关系图；

图4是本发明实施例提供的一种齿轮齿条升降装置的正视图；

图5是本发明实施例提供的一种驱动齿轮箱结构图；

图中各符号表示含义如下：

1-驱动齿轮箱，11-驱动齿轮，12-变频电机，13-安装法兰板，14-凹口，2-主动齿轮组件，21-第一外齿轮，22-第二外齿轮，23第一爬升齿轮，24-第一前轴承，25-第一后轴承，3-从动齿轮组件，31-从动外齿轮，32第二爬升齿轮，33-第二前轴承，34-第二后轴承，4-安装架，41-前面板，410-安装孔，42-中面板，420-前轴承座，43-后面板，430-后轴承座，50-扭矩挡块安装板，51-扭矩挡块，52-楔块，6-桩腿齿条，7-防松瓦板，8-卡板。

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齿轮齿条升降装置结构图，如图1所示，该齿轮齿条升降装置包括：驱动齿轮箱1、主动齿轮组件2、从动齿轮组件3和安装架4，驱动齿轮箱1、主动齿轮组件3和从动齿轮组件4均安装在安装架4上，驱动齿轮箱1包括驱动齿轮11(参见图2)，驱动齿轮11与主动齿轮组件2啮合连接，主动齿轮组件2包括：第一外齿轮21、第二外齿轮22和第一爬升齿轮23(参见图3)，第一外齿轮21、第二外齿轮22和第一爬升齿轮23依次同轴连接在一起，第一外齿轮21与驱动齿轮11相啮合，从动齿轮组件3包括：从动外齿轮31和第二爬升齿轮32(参见图3)，从动外齿轮31和第二爬升齿轮32同轴连接在一起，从动外齿轮31与第二外齿轮22相啮合，第一爬升齿轮23和第二爬升齿轮32并排布置，且第一爬升齿轮23和第二爬升齿轮32均用于啮合桩腿齿条6。

需要说明的是，在本发明实施例中，从动齿轮组件3可布置有多个，布置的第一个从动齿轮组件3与主动齿轮组件2的第二外齿轮22啮合，剩余的从动齿轮组件3可依次布置在前一个从动齿轮组件3的外齿轮上，实现多个爬升齿轮共同与桩腿齿条6啮合，为船体提供稳定地升降动力。

本发明实施例通过在齿轮齿条升降装置中设置主动齿轮组件2和从动齿轮组件3，由一个变频电机12驱动主动齿轮组件2带动从动齿轮组件3转动使得第一爬升齿轮23和第二爬升齿轮32转速达到一致，可有效避免由多个变频电机12驱动多个爬升齿轮造成的不均载现象，提高了齿轮齿条升降装置承载能力，增强了该装置的稳定性，同时，使用一个变频电机12驱动两个爬升齿轮降低了齿轮齿条升降装置的制造成本，由于减少了驱动变频电机12的安装数量，所以使得故障点减少，便于后期维护检修。

图4是本发明实施例提供的一种齿轮齿条升降装置的正视图，参见图4，驱动齿轮箱1包括安装法兰板13，安装法兰板13四个角位置设有凹口14(参见图5)，齿轮齿条升降装置还包括：四个扭矩挡块51和扭矩挡块安装板50，四个扭矩挡块51布置在扭矩挡块安装板50上，安装法兰板13与扭矩挡块安装板50通过螺栓连接，安装法兰板13与扭矩挡块安装板50连接时，四个扭矩挡块51与凹口14配合。在本发明实施例中，扭矩挡块安装板50上固定有四个扭矩挡块51，扭矩挡块安装板50设置在安装架4与驱动齿轮箱1之间，由于爬升齿轮与桩腿齿条6啮合过程中会产生扭矩，且齿轮系安装在安装架4上，因此扭矩会传递至安装架4，为避免该扭矩对装置造成不良影响，可在安装架4上设置扭矩挡块安装板50，其中扭矩挡块51固定在扭矩挡块安装板50上，在扭矩挡块安装板50和安装法兰板13连接时，四个扭矩挡块51与凹口14配合，凹口14限制扭矩挡块51因爬升齿轮与桩腿齿条6啮合对扭矩挡块51产生的转动趋势，因此设置扭矩挡块安装板50并在其上布置四个扭矩挡块51可承担爬升齿轮与桩腿齿条啮合产生的扭矩作用，提高了装置的稳定性，同时，也可使得连接固定安装法兰板13与扭矩挡块安装板5的螺栓不承担扭矩的作用，防止螺栓因扭矩作用发生变形，提高了装置的安全性。

具体地，扭矩挡块安装板50上设有轴承孔，在扭矩挡块安装板50上设置轴承孔用于固定安装在驱动齿轮11上的轴承，使驱动齿轮11可以稳定输出，提高了稳定性。

具体地，齿轮齿条升降装置还包括四个楔块52(参见图4)，四个楔块52布置于扭矩挡块51与安装法兰板13配合的间隙。将四个楔块52布置于扭矩挡块51与安装法兰板13配合的间隙里可使齿轮齿条啮合时产生的扭矩充分传递到扭矩挡块51上，增强了扭矩挡块51承担扭矩的能力。其中四个楔块52上设有凸台，并且与其相连的安装法兰板13上开设有凸台槽用于与楔块52上的凸台配合，起到连接楔块52的作用，防止楔块52在传递扭矩时楔块52产生松动，提高了楔块52的稳定性。

如图2所示，安装架4包括：前面板41、中面板42、后面板43和若干横隔板，前面板41、中面板42和后面板43平行布置，前面板41、中面板42、后面板43与若干横隔板垂直连接。通过三个面板和若干个横隔板连接形成一个起保护作用的支架，可保护设置在安装架4里的齿轮系，并且齿轮系中主动齿轮组件2和从动齿轮组件3啮合后需要安装架4的限位固定，因此设置安装架4提高了装置的稳定性。

在上述实现方式中，前面板41上开有安装孔410，安装孔410用于将主动齿轮组件2和从动齿轮组件3置入安装架4。在前面板41上开设安装孔410可使主动齿轮组件2和从动齿轮组件3通过该安装孔410安装至安装架4内，使安装更便捷，在安装结束后，可用螺栓将扭矩挡块安装板5安装在前面板41上，堵住前面板41上的安装孔410，防止其他部件对齿轮系的干扰，提高了安全性，使用可拆卸的安装方式，便于装置的安装与维修检测。

具体地，中面板42上设有两个前轴承座420，前轴承座安装在中面板上的前轴承座孔内，后面板43上设有两个后轴承座430，后轴承座安装在后面板上的后轴承座孔内。中面板42以及后面板43上设置有轴承座可用于套装主动齿轮组件2与从动齿轮组件3上的前、后轴承，对齿轮系起支撑作用并承担载荷，提高了装置的稳定性。

更具体地，主动齿轮组件2还包括第一前轴承24和第一后轴承25，第一前轴承24、第一后轴承25与第一爬升齿轮23同轴连接在一起，第一前轴承24和第一后轴承25布置在第一爬升齿轮23的两侧，第一前轴承24安装在前轴承座420内，第一后轴承25安装在后轴承座430内，从动齿轮组件3还包括第二前轴承33和第二后轴承34，第二前轴承33、第二后轴承34与第二爬升齿轮32同轴连接在一起，第二前轴承33和第二后轴承34布置在第二爬升齿轮32的两侧，第二前轴承33安装在前轴承座420内，第二后轴承34安装在后轴承座430内。在爬升齿轮两侧设置前轴承和后轴承可起到支撑齿轮系和保护爬升齿轮的作用，防止爬升齿轮与同轴的其他齿轮发生碰撞而磨损，提高了齿轮系的稳定性。

如图2所示，后轴承座430前后设有卡板8，后轴承座430通过螺栓和卡板8将第一、二后轴承固定其中。通过螺栓和布置在后轴承座430前后的卡板8将第一、二后轴承固定在后轴承座430上，限制从动齿轮组件3沿轴向的移动，提高了齿轮齿条升降装置的稳定性。

具体地，齿轮齿条升降装置包括防松瓦板7，防松瓦板7一侧面与安装架4固定连接，防松瓦板7两侧面为圆弧面，且圆弧面与桩腿外壁面同心布置。在齿轮齿条升降装置的安装架4上设置防松瓦板7且防松瓦板7与桩腿同心布置，若桩腿齿条6与爬升齿轮间产生垂直于桩腿轴向方向的位置偏移，则防松瓦板7的圆弧面会与桩腿外壁相抵，阻止桩腿齿条6与爬升齿轮间继续产生位置偏移，增强了齿轮齿条升降装置的稳定性。

图5是本发明实施例提供的一种驱动齿轮箱结构图，参见图5，驱动齿轮箱1还包括：变频电机12，变频电机12安装于驱动齿轮箱1输入端用于驱动驱动齿轮11转动，为齿轮齿条升降装置提供原动力。

如图1所示，在实现齿轮齿条升降装置驱动海洋平台起升或降落时，首先，需将前面板41、中面板42、后面板43与若干个横隔板焊接形成安装架4，接着将主动齿轮组件2与从动齿轮组件3通过前面板41上的安装孔410送入安装架4内固定，完成齿轮系的固定后安装扭矩挡块安装板5封堵安装孔410，然后将驱动齿轮箱1上的安装法兰板13与扭矩挡块安装板5相连，并将楔块52插入安装法兰板13与扭矩挡块51间的间隙，将齿轮齿条啮合产生的扭矩充分传递至扭矩挡块51上，然后将齿轮系上的两个爬升齿轮与桩腿齿条6对接好，接着将安装架4焊接固定在船体上，完成齿轮齿条升降装置的安装。使用时，开启变频电机12，驱动齿轮系转动进而使得桩腿齿条6在与爬升齿轮啮合的作用下产生向上或向下的位移，实现该装置的起升功能。

以上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。