自升式海洋平台封闭行星结构升降齿轮箱的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种自升式海洋平台封闭行星结构升降齿轮箱，包括箱体、初级减速机构、单级行星差动轮系、爬升驱动机构，其中：箱体由减速机箱体和驱动箱体两部分组成，驱动箱体与自升式海洋平台固定连接；爬升驱动机构包括长、短驱动齿轮轴、惰轮轴和惰轮，长驱动齿轮轴上设有被动齿轮；单级行星差动轮系包括太阳轮轴、齿圈和行星架；长、短驱动齿轮轴、惰轮轴以及太阳轮轴平行支撑于驱动箱体中；初级减速机的输出端为单级行星差动轮系的太阳轮轴，所述的行星架通过花键与短驱动齿轮轴对接，所述的惰轮同时与所述的被动齿轮以及所述的齿圈外齿啮合，长、短驱动齿轮轴上的驱动齿轮暴露于驱动箱体外与桩脚的双侧齿条啮合。
【专利说明】自升式海洋平台封闭行星结构升降齿轮箱
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种减速机，尤其是一种自升式海洋平台中用于平台升降的超大模数、超大速比齿轮箱。
【背景技术】
[0002]自升式海洋平台适合近海域的石油、天然气的勘探与开采，升降系统作为海洋石油钻井平台的关键部件装置，属于大型高技术海洋工程配套装备，在平台的设计制造中受到高度重视。其功能是:在平台钻井作业前，降下平台的桩腿，并将平台提升至海面上某一高度后压载，是平台的桩腿在海底牢固定位；平台完成钻井作业后，拔取桩腿，降下平台至海面，并在平台移位到另一作业地点的过程中，能在较浅的吃水位置随平台漂移；在许可的风暴载荷下，平台有足够的安全性。长期以来，美、日、欧垄断、封锁其技术及制造。
[0003]现有的自升式海洋平台升降齿轮箱一般都是通过单输出齿轮驱动桩脚上的单面齿条，带动桩脚运动，这种工作模式，驱动过程中啮合齿间必然存在相互排斥的推力，单边使用时会推动桩脚中心位移，导致桩脚触及自升式海洋平台上桩脚孔的孔壁，增加了桩脚的升降阻力。
[0004]CN101768947A号专利文献公开了一种“用于自升式平台的升降单元”，在这种升降单元中，电动机通过初级减速箱与衔接齿轮连接，衔接齿轮与差动轮系的太阳轮同轴，1#输出轴与行星架固联，2#输出轴与差动轮系外圈啮合传动，这种升降单元，1#输出轴和2#输出轴虽然可以通过差动轮系调整两者输出的驱动力平衡，但是在实际使用中，由于1#输出轴和2#输出轴输出齿轮均为同方向传递动力，因此，I#输出轴和2#输出轴只能置于单侧齿条的一侧，同时与单侧齿条的齿啮合，驱动过程中与传统的单输出齿轮驱动相比，仅仅增加了齿条与驱动齿的啮合面积，使齿条受力点上下分布相对合理，而啮合齿间同样存在相互排斥的推力，因此，为了克服这一缺陷，需要如该文件中图2公开的方式，在桩脚对面设置同样的单边齿条，并通过相同的升降单元，位于桩脚两侧的升降单元共同作用于桩脚两侧的单边齿条，这种工作方式最大的隐患在于，两侧升降单元工作状态的同步性会直接影响桩脚，如果工作状态失衡，或操作失误，两侧升降单元一旦出现反向工作，或会引发重大事故。如果能够通过一种新的升降单元自动协调平衡桩脚齿条驱动着力点，确保自升式海洋平台升降工作可靠的升降齿轮箱，是业内普遍关切的问题。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于:针对自升式海洋平台升降的实际需求，以及CN101768947A号专利文献公开技术方案中存在的齿条单边驱动啮合齿间必然存在相互排斥的推力，采用桩脚两侧的升降单元共同作用于桩脚两侧的单边齿条，一旦工作状态失衡，易引发重大事故的实际问题，提供一种低重量、结构紧凑、传动比大，输出扭矩大、承载能力强、自平衡能力强，工作可靠的自升式海洋平台升降齿轮箱。
[0006]本实用新型的目的是这样实现的:一种自升式海洋平台封闭行星结构升降齿轮箱，包括箱体、初级减速机构、单级行星差动轮系、爬升驱动机构，其特征在于:爬升驱动机构为双输出的爬升驱动机构，初级减速机构的输出轴通过单级行星差动轮系驱动双输出的爬升驱动机构，具体结构如下:
[0007]a)箱体由减速机箱体和驱动箱体两部分组成；
[0008]b)双输出的爬升驱动机构包括长驱动齿轮轴、短驱动齿轮轴、惰轮轴和惰轮，长驱动齿轮轴上设有被动齿轮；单级行星差动轮系包括太阳轮轴、含有内外齿的齿圈和行星架；
[0009]c)长驱动齿轮轴、短驱动齿轮轴、惰轮轴以及单级行星差动轮系的太阳轮轴平行支撑于驱动箱体中，其中，短驱动齿轮轴与太阳轮轴位于同一轴线上；
[0010]d)初级减速机构置于减速机箱体中，初级减速机的输出端为单级行星差动轮系的太阳轮轴；单级行星差动轮系的行星架通过花键与短驱动齿轮轴对接；惰轮轴上的惰轮同时与长驱动齿轮轴上的被动齿轮以及单级行星差动轮系的齿圈外齿啮合；
[0011]e)所述的驱动箱体与自升式海洋平台固定连接，爬升驱动机构长驱动齿轮轴和短驱动齿轮轴上的驱动齿轮暴露于驱动箱体外，它们分别位与自升式海洋平台桩脚的双侧齿条两侧，分别与齿条的双侧齿啮合。
[0012]在本实用新型中:单级行星差动轮系的行星架为双臂整体式行星架，行星架通过调心滚子轴承支撑于驱动箱体中，行星架上设有三个均匀分布的行星轮；齿圈通过轴承支撑于行星转架上。
[0013]在本实用新型中:长驱动齿轮轴、短驱动齿轮轴以及单级行星差动轮系的太阳轮轴通过轴承平行支撑于驱动箱体中，惰轮轴固定安装在驱动箱体中，惰轮通过一组同等规格的调心滚子轴承支撑于惰轮轴上。
[0014]在本实用新型中:长驱动齿轮轴通过调心滚子轴承支撑于驱动箱体中。
[0015]在本实用新型中:齿轮箱通过含极压剂和增黏剂的润滑油进行浸油润滑，各轴承通过含极压剂锂基润滑脂润滑。
[0016]在本实用新型中:初级减速机构至少包括三级减速，所述长驱动齿轮轴和短驱动齿轮轴上驱动齿轮的齿部采用七齿非标设计，模数在100±5mm，压力角为30°，齿轮箱的减速比至少在6000:1。
[0017]在本实用新型中:所述的初级减速机构的输入端通过联轴器与电动机联接，电动机轴伸的反向延长轴上安装有失电刹车装置。
[0018]在本实用新型中:爬升驱动机构的长驱动齿轮轴和短驱动齿轮轴穿越驱动箱体的结合部均设有密封组件。
[0019]本实用新型的优点在于:与传统的单入单出齿轮箱相比，两个输出端共用同一个较大速比平行轴齿轮箱，减小了后端传动的复杂性，同时也减小了整个系统的整体尺寸和总重量；行星机构做差动机构使用，通过齿圈接受来自另一端输出的反馈，从而调整行星机构转架的输出扭矩，通过机械结构实现了两侧爬升齿轮的同步、同功率输出；通过一级惰轮使两端输出方向相反，两侧的输出扭矩作用于双侧齿条两侧后相互抵消，整个系统对外只有力的输出，安装支架避免了承受扭矩。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型的实施例结构示意图。
[0021]图中:1、输入齿轮轴，2、第二级减速齿轮轴，3、第三级减速齿轮轴，4、第四级减速齿轮轴，5、太阳轮轴，6、减速机箱体，7、连接端盖，8、行星轮，9、销轴，10、齿圈，11、行星架，12、短驱动齿轮轴，13、惰轮轴，14、惰轮，15、齿条，16、长驱动齿轮轴，17、被动齿轮。
【具体实施方式】
[0022]附图非限制性的公开了本实用新型实施例的具体结构，下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
[0023]由图1可见，本实用新型包括箱体、初级减速机构、单级行星差动轮系、爬升驱动机构，其中:爬升驱动机构为双输出的爬升驱动机构，初级减速机构的输出轴通过单级行星差动轮系驱动双输出的爬升驱动机构，具体结构如下:
[0024]所述的箱体由减速机箱体6与驱动箱体7两部分组成。
[0025]双输出的爬升驱动机构包括长驱动齿轮轴16、短驱动齿轮轴12、惰轮轴13和惰轮14，长驱动齿轮轴16上设有被动齿轮17。单级行星差动轮系包括太阳轮轴5、含有内外齿的齿圈10和行星架11。长驱动齿轮轴16、短驱动齿轮轴12、惰轮轴以及单级行星差动轮系的太阳轮轴平行支撑于驱动箱体7中，其中，短驱动齿轮轴12与太阳轮轴5位于同一轴线上。初级减速机构的输出端为单级行星差动轮系的太阳轮轴5 ;单级行星差动轮系的行星架11通过花键与短驱动齿轮轴12对接；惰轮轴13上的惰轮14同时与长驱动齿轮轴16上的被动齿轮17以及齿圈10外齿啮合。所述的驱动箱体7与自升式海洋平台固定连接，爬升驱动机构长驱动齿轮轴16和短驱动齿轮轴12上的驱动齿轮暴露于驱动箱体7外，它们分别位于自升式海洋平台桩脚的双侧齿条15两侧，分别与齿条15的双侧齿啮合。
[0026]在本实施例中，单级行星差动轮系的行星架11为双臂整体式行星架，行星架11通过调心滚子轴承支撑于驱动箱体7中，行星架11上设有三个均匀分布的行星轮8 ;齿圈10通过轴承支撑于行星转架11上。长驱动齿轮轴16、短驱动齿轮轴12以及单级行星差动轮系的太阳轮轴5通过轴承平行支撑于驱动箱体7中，惰轮轴13固定安装在驱动箱体7中，惰轮14通过一组同等规格的调心滚子轴承支撑于惰轮轴13上。
[0027]具体实施时，长驱动齿轮轴16通过调心滚子轴承支撑于驱动箱体7中。
[0028]具体实施时，齿轮箱通过含极压剂和增黏剂的润滑油进行浸油润滑，各轴承通过含极压剂锂基润滑脂润滑。同时，在爬升驱动机构的长驱动齿轮轴16和短驱动齿轮轴12穿越驱动箱体7的结合部均需要设有密封组件。
[0029]具体实施时，初级减速机构至少包括三级减速，满足齿轮箱的减速比至少在6000:1的要求，初级减速机构的输入端通过联轴器与电动机联接，电动机轴伸的反向延长轴上应该安装有失电刹车装置。在本实施例中，初级减速机构为四级减速，减速比为6855:1。此外，长驱动齿轮轴和短驱动齿轮轴上驱动齿轮的齿部采用七齿非标设计，模数在100±5謹，压力角为30°。
【权利要求】
1.一种自升式海洋平台封闭行星结构升降齿轮箱，包括箱体、初级减速机构、单级行星差动轮系、爬升驱动机构，其特征在于:爬升驱动机构为双输出的爬升驱动机构，初级减速机构的输出轴通过单级行星差动轮系驱动双输出的爬升驱动机构，具体结构如下: a)箱体由减速机箱体和驱动箱体两部分组成； b)双输出的爬升驱动机构包括长驱动齿轮轴、短驱动齿轮轴、惰轮轴和惰轮，长驱动齿轮轴上设有被动齿轮；单级行星差动轮系包括太阳轮轴、含有内外齿的齿圈和行星架； c)长驱动齿轮轴、短驱动齿轮轴、惰轮轴以及单级行星差动轮系的太阳轮轴平行支撑于驱动箱体中，其中，短驱动齿轮轴与太阳轮轴位于同一轴线上； d)初级减速机构置于减速机箱体中，初级减速机的输出端为单级行星差动轮系的太阳轮轴；单级行星差动轮系的行星架通过花键与短驱动齿轮轴对接；惰轮轴上的惰轮同时与长驱动齿轮轴上的被动齿轮以及单级行星差动轮系的齿圈外齿啮合； e)所述的驱动箱体与自升式海洋平台固定连接，爬升驱动机构长驱动齿轮轴和短驱动齿轮轴上的驱动齿轮暴露于驱动箱体外，它们分别位与自升式海洋平台桩脚的双侧齿条两侦牝分别与齿条的双侧齿啮合。
2.根据权利要求1所述的自升式海洋平台封闭行星结构升降齿轮箱，其特征在于:单级行星差动轮系的行星架为双臂整体式行星架，行星架通过调心滚子轴承支撑于驱动箱体中，行星架上设有三个均匀分布的行星轮；齿圈通过轴承支撑于行星转架上。
3.根据权利要求2所述的自升式海洋平台封闭行星结构升降齿轮箱，其特征在于:长驱动齿轮轴、短驱动齿轮轴以及单级行星差动轮系的太阳轮轴通过轴承平行支撑于驱动箱体中，惰轮轴固定安装在驱动箱体中，惰轮通过一组同等规格的调心滚子轴承支撑于惰轮轴上。
4.根据权利要求3所述的自升式海洋平台封闭行星结构升降齿轮箱，其特征在于:长驱动齿轮轴通过调心滚子轴承支撑于驱动箱体中。
5.根据权利要求4所述的自升式海洋平台封闭行星结构升降齿轮箱，其特征在于:齿轮箱通过含极压剂和增黏剂的润滑油进行浸油润滑，各轴承通过含极压剂锂基润滑脂润滑。
6.根据权利要求1-5之一所述的自升式海洋平台封闭行星结构升降齿轮箱，其特征在于:初级减速机构至少包括三级减速，所述长驱动齿轮轴和短驱动齿轮轴上驱动齿轮的齿部采用七齿非标设计，模数在100±5mm，压力角为30°，齿轮箱的减速比至少在6000:1。
7.根据权利要求6所述的自升式海洋平台封闭行星结构升降齿轮箱，其特征在于:所述的初级减速机构的输入端通过联轴器与电动机联接，电动机轴伸的反向延长轴上安装有失电刹车装置。
8.根据权利要求6所述的自升式海洋平台封闭行星结构升降齿轮箱，其特征在于:爬升驱动机构的长驱动齿轮轴和短驱动齿轮轴穿越驱动箱体的结合部均设有密封组件。
【文档编号】F16H48/06GK204004276SQ201420378746
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月10日 优先权日:2014年7月10日
【发明者】侯玉江, 葛永昌, 段振中, 毛方元, 雷海宁 申请人:南京高精船用设备有限公司