自升式平台的升降装置及其滚轮机构

摘要

本发明公开了一种自升式平台的升降装置及其滚轮机构，属于海洋工程装备领域。该升降装置包括升降单元、安装架、以及桩腿齿条。升降单元包括驱动件、传动件、以及滚轮机构。滚轮机构包括与传动件的输出轴连接的滚筒、同轴固定连接在滚筒两端的第一环形安装板和第二环形安装板，第一环形安装板上设有多个第一滚柱孔，多个第一滚柱孔围绕滚筒设置且沿滚筒的周向均匀分布，第二环形安装板上设有与第一滚柱孔一一对应且同轴设置的第二滚柱孔，同轴设置的第一滚柱孔和第二滚柱孔内可拆卸安装有一滚柱，通过滚柱与齿条啮合使得该升降装置实现升降功能。另外，滚柱与该滚柱所在的第一滚柱孔和第二滚柱孔可拆卸连接，便于拆卸维修，降低维修成本。

权利要求

1.一种自升式平台的升降装置，所述升降装置包括升降单元、用于安装所述升降单元的安装架、以及设置于桩腿的齿条弦管两侧并沿所述齿条弦管轴向延伸的齿条，其中，所述升降单元包括驱动件、与所述驱动件传动连接的传动件，其特征在于，所述升降单元还包括与所述传动件的输出轴传动连接的滚轮机构；

所述滚轮机构包括与所述输出轴连接的滚筒、同轴固定连接在所述滚筒两端的第一环形安装板和第二环形安装板，所述第一环形安装板上设有多个第一滚柱孔，所述多个第一滚柱孔围绕所述滚筒设置且沿所述滚筒的周向均匀分布，所述第二环形安装板上设有与所述第一滚柱孔一一对应且同轴设置的第二滚柱孔，同轴设置的所述第一滚柱孔和所述第二滚柱孔内可拆卸安装有一滚柱，所述滚柱与所述齿条啮合。

2.根据权利要求1所述的升降装置，其特征在于，所述滚柱的两端分别设有螺纹部，所述螺纹部上螺纹连接有螺母，所述滚柱通过所述螺母安装在所述第一环形安装板和第二环形安装板上。

3.根据权利要求2所述的升降装置，其特征在于，所述滚柱与所述滚柱所在的所述第一滚柱孔和所述第二滚柱孔间隙配合。

4.根据权利要求3所述的升降装置，其特征在于，同轴设置的所述第一滚柱孔和所述第二滚柱孔中的至少一个的内壁与对应的所述滚柱的外壁对应设有键槽，所述键槽内设有键。

5.根据权利要求1所述的升降装置，其特征在于，所述滚柱为圆柱形滚柱。

6.根据权利要求1所述的升降装置，其特征在于，所述滚筒与所述输出轴间隙配合。

7.根据权利要求6所述的升降装置，其特征在于，所述滚筒内壁与所述输出轴的表面对应设有键槽，所述键槽内设有键，从而使得所述滚筒与所述输出轴周向固定连接。

8.根据权利要求6或7所述的升降装置，其特征在于，所述输出轴的一端设有用于对所述滚轮机构进行轴向限位的端盖。

9.根据权利要求1所述的升降装置，其特征在于，所述第一环形安装板和第二环形安装板分别焊接在所述滚筒的两端。

10.一种自升式平台的升降装置的滚轮机构，其特征在于，适用于与所述升降装置的桩腿上的齿条配合，所述滚轮机构包括与传动件的输出轴连接的滚筒、同轴固定连接在所述滚筒两端的第一环形安装板和第二环形安装板，所述第一环形安装板上设有多个第一滚柱孔，所述多个第一滚柱孔围绕所述滚筒设置且沿所述滚筒的周向均匀分布，所述第二环形安装板上设有与所述第一滚柱孔一一对应且同轴设置的第二滚柱孔，同轴设置的所述第一滚柱孔和所述第二滚柱孔内可拆卸安装有一滚柱，所述滚柱与所述齿条啮合。

说明书

自升式平台的升降装置及其滚轮机构

技术领域

[0001] 本发明涉及海洋工程装备领域，特别涉及一种自升式平台的升降装置及其滚轮机构。

背景技术

[0002] 自升式平台作为一种重要的移动式平台，通常由桩腿、平台主体、以及升降装置等组成，广泛应用于海洋油气勘探和开发中，其中，升降装置是自升式平台实现升降的关键设备。

[0003] 齿轮齿条式升降装置因其升降速度快、操作灵活和控制方便被广泛应用于自升式平台。常用的齿轮齿条式升降装置通常由电机或马达驱动，经传动机构带动安装在平台主体上的齿轮转动，齿轮与桩腿齿条弦管上的齿条啮合，实现桩腿升降和平台升降的功能。

[0004] 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：

[0005] 现有技术中通过齿轮齿条啮合实现桩腿与平台主体的相对运动，齿轮与齿条啮合时易造成齿轮的齿面较快磨损，易损坏，齿轮修复较为困难，且齿轮加工工艺复杂，增加了维修成本。

发明内容

[0006] 为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种自升式平台的升降装置及其滚轮机构。所述技术方案如下：

[0007] 一方面，本发明实施例提供了一种自升式平台的升降装置，所述升降装置包括升降单元、用于安装所述升降单元的安装架、以及设置于桩腿的齿条弦管两侧并沿所述齿条弦管轴向延伸的齿条，其中，所述升降单元包括驱动件、与所述驱动件传动连接的传动件、以及与所述传动件的输出轴传动连接的滚轮机构；

[0008] 所述滚轮机构包括与所述输出轴连接的滚筒、同轴固定连接在所述滚筒两端的第一环形安装板和第二环形安装板，所述第一环形安装板上设有多个第一滚柱孔，所述多个第一滚柱孔围绕所述滚筒设置且沿所述滚筒的周向均匀分布，所述第二环形安装板上设有与所述第一滚柱孔一一对应且同轴设置的第二滚柱孔，同轴设置的所述第一滚柱孔和所述第二滚柱孔内可拆卸安装有一滚柱，所述滚柱与所述齿条啮合。

[0009] 可选地，所述滚柱的两端分别设有螺纹部，所述螺纹部上螺纹连接有螺母，所述滚柱通过所述螺母安装在所述第一环形安装板和第二环形安装板上。

[0010] 优选地，所述滚柱与所述滚柱所在的所述第一滚柱孔和所述第二滚柱孔间隙配合。

[0011] 可选地，同轴设置的所述第一滚柱孔和所述第二滚柱孔中的至少一个的内壁与对应的所述滚柱的外壁对应设有键槽，所述键槽内设有键。

[0012] 可选地，所述滚柱为圆柱形滚柱。

[0013] 可选地，所述滚筒与所述输出轴间隙配合。

[0014] 可选地，所述滚筒内壁与所述输出轴的表面对应设有键槽，所述键槽内设有键，从而使得所述滚筒与所述输出轴周向固定连接。

[0015] 可选地，所述输出轴的一端设有用于对所述滚轮机构进行轴向限位的端盖。

[0016] 可选地，所述第一环形安装板和第二环形安装板分别焊接在所述滚筒的两端。

[0017] 另一方面，本发明实施例提供了一种自升式平台的升降装置的滚轮机构，适用于与所述升降装置的桩腿上的齿条配合，所述滚轮机构包括与传动件的输出轴连接的滚筒、同轴固定连接在所述滚筒两端的第一环形安装板和第二环形安装板，所述第一环形安装板上设有多个第一滚柱孔，所述多个第一滚柱孔围绕所述滚筒设置且沿所述滚筒的周向均匀分布，所述第二环形安装板上设有与所述第一滚柱孔一一对应且同轴设置的第二滚柱孔，同轴设置的所述第一滚柱孔和所述第二滚柱孔内可拆卸安装有一滚柱，所述滚柱与所述齿条啮合。

[0018] 本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

[0019] 本发明实施例提供了一种自升式平台的升降装置及其滚轮机构，其中，滚轮机构包括滚筒、设有多个第一滚柱孔的第一环形安装板、设有多个第二滚柱孔的第二环形安装板，同轴设置的第一滚柱孔和第二滚柱孔内可拆卸的安装有滚柱，该滚柱与升降装置的桩腿上的齿条啮合使得升降装置实现升降功能；另外，滚柱与该滚柱所在的第一滚柱孔和第二滚柱孔之间可拆卸连接，便于拆卸维修，降低维修成本。

[0020] 应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

附图说明

[0021] 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。

[0022] 图1是本发明实施例提供的一种自升式平台的升降装置的主视结构示意图；

[0023] 图2是本发明实施例提供的一种自升式平台的升降装置的俯视结构示意图；

[0024] 图3是本发明实施例提供的图2所示B部分的放大图；

[0025] 图4是本发明实施例提供的图3所示H部分的放大图。

具体实施方式

[0026] 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。

[0027] 本发明实施例提供了一种自升式平台的升降装置及其滚轮机构，参见图1和图2，该升降装置包括升降单元10、用于安装升降单元10的安装架20、以及设置于桩腿30的齿条弦管31两侧并沿齿条弦管31轴向延伸的齿条31a，其中，桩腿30包括至少三根齿条弦管31、以及连接在齿条弦管31之间的连接杆32，齿条弦管31包括齿条31a、以及对称焊接在齿条31a两侧的半圆板31b，每根齿条弦管31与一个安装架20对应布置，每个安装架20上设有至少一对升降单元10，每对升降单元10中的两个升降单元10分别设于对应齿条弦管31的齿条
31a的两侧，在本发明实施例中，每个安装架20上设有3对升降单元10，其中升降单元10的数量可以根据实际情况具体设置。每个升降单元10包括驱动件、与驱动件传动连接的传动件、以及与传动件的输出轴11传动连接的滚轮机构40，在本发明实施例中，驱动件可以为带有制动器的马达，从动件可以为齿轮箱。

[0028] 图3为本发明实施例提供的图2所示B部分的放大图，如图3所示，每个滚轮机构40包括与输出轴11连接的滚筒41、同轴固定连接在滚筒41两端的第一环形安装板42和第二环形安装板43，其中，第一环形安装板42上设有多个第一滚柱孔42a，多个第一滚柱孔42a围绕滚筒41设置且沿滚筒41的周向均匀分布，第二环形安装板43上设有与第一滚柱孔42a一一对应且同轴设置的第二滚柱孔43a，同轴设置的第一滚柱孔42a和第二滚柱孔43a内可拆卸安装有一滚柱44，滚柱44与齿条31a啮合。

[0029] 为了便于理解本发明，下面简单介绍一下本发明实施例中升降单元10的工作过程。该升降单元10通过驱动件驱动，经传动件传动带动传动件的输出轴11转动，进一步的带动与输出轴11传动连接的滚轮机构40转动，在滚轮机构40转动过程中，滚轮机构40中的滚柱44与升降装置的桩腿30上的齿条31a啮合，进而使得升降装置实现升降功能；另外，滚柱44与该滚柱44所在的第一滚柱孔42a和第二滚柱孔43a之间可拆卸连接，当滚柱44因损坏需要更换时，可以很容易的将该滚柱44拆卸下来从而更换新的滚柱44，从而可以避免拆除更换整个滚轮机构40，便于维修，降低维修成本。在本发明实施例中，当滚轮机构40以图1所示的方向转动带动滚柱44与齿条31a啮合且桩腿30固定时，可以为与升降单元10固定连接的平台主体提供向上的作用力，从而实现升平台主体的功能；当滚轮机构40以图1所示的方向转动带动滚柱44与齿条31a啮合且平台主体固定时，可以实现下桩的功能。

[0030] 需要说明的是，在图2所示实施例中，齿条弦管31设有3根。齿条弦管31的数量可以根据实际情况设计，本发明实施例对此不做限制。

[0031] 可选地，滚柱44的两端分别设有螺纹部，该螺纹部上螺纹连接有螺母46，滚柱44通过螺母46安装在第一环形安装板42和第二环形安装板43上，进而可以避免在升降装置工作过程中因滚柱44轴向移动而影响滚轮机构40的稳定运行。

[0032] 在本发明实施例中，滚柱44与该滚柱44所在的第一滚柱孔42a和第二滚柱孔43a间隙配合。采用间隙配合的配合方式，便于滚柱44的拆卸。

[0033] 图4为本发明实施例提供的图3所示H部分的放大图，如图4所示，第一滚柱孔42a的内壁与对应的滚柱44的外壁分别对应设有键槽，键槽内设有键45，从而使得滚柱44和该滚柱44所在的第一滚柱孔42a周向固定连接，进而使得滚柱44与第一环形安装板42周向固定。键45可以避免在滚柱44与齿条31a啮合过程中因滚柱44自转影响滚柱44与齿条31a之间的啮合，进而影响升降装置的升降功能；键45还可以用于传递动力，使得滚柱44随着第一环形安装板42一起转动。当然地，第二滚柱孔43a的内壁与对应的滚柱44的外壁也可以对应设有键槽，在键槽内设置键，从而使得滚柱44和该滚柱44所在的第二滚柱孔43a周向固定连接，进而使得滚柱44与第二环形安装板43周向固定连接。键可以避免在滚柱44与齿条31a啮合过程中因滚柱44自转影响滚柱44与齿条31a之间的啮合，进而影响升降装置的升降功能；键还可以用于传递动力，使得滚柱44随着第二环形安装板43一起转动。

[0034] 在本发明实施例中，可以仅在滚柱44的外壁和该滚柱44所在的第一滚柱孔42a和第二滚柱孔43a中的一个的内壁设置键，也可以在滚柱44的外壁与该滚柱44所在的第一滚柱孔42a和第二滚柱孔43a的内壁均设置键，本发明实施例对此不做限制。当滚柱44的外壁与该滚柱44所在的第一滚柱孔42a和第二滚柱孔43a的内壁均设有键时，可以更好的用于滚柱44与第一环形安装板42和第二环形安装板43之间的周向固定，进而保证滚柱44与齿条31a啮合的稳定。

[0035] 可选地，滚柱44为圆柱形滚柱。将滚柱44设计成圆柱形可以增加滚柱44与齿条31a啮合时的接触面积，从而降低接触应力，缓解滚柱44磨损，进而延长滚柱44的使用寿命；另外，圆柱形滚柱加工工艺简单，生产成本较低，可以降低维修成本。在其他实施例中，该滚柱44也可以设计成其他形状，例如截面为三角形的滚柱44等，本发明实施例对此不做限制。

[0036] 优选地，滚柱44可以采用ASTM A514即ASTM标准下的经淬火与回火的高强度可焊接钢板材料制成。由于ASTM A514材料具有较高的抗拉强度和屈服强度，适用于需要在滚柱44与齿条31a啮合时具有高屈服强度、以及高抗拉强度的场所。

[0037] 可选地，滚筒41与输出轴11间隙配合。采用间隙配合的配合方式便于滚筒41的安装和拆卸。

[0038] 可选地，滚筒41的内壁与输出轴11的表面对应设有键槽，该键槽内设有键，从而使得滚筒41与输出轴11周向固定连接。该键可以防止滚筒41与输出轴11周向产生相对位移，确保滚筒41随着输出轴11一起转动。

[0039] 可选地，输出轴11的一端设有用于对滚轮机构40进行轴向限位的端盖50，避免滚轮机构40与输出轴11之间产生轴向相对位移，确保滚轮机构40稳定工作。

[0040] 可选地，第一环形安装板42和第二环形安装板43分别焊接在滚筒41的两端。通过焊接可以实现第一环形安装板42与滚筒41、第二环形安装板43和滚筒41之间的固定，进而使得第一环形安装板42和第二环形安装板43随着滚筒41一起转动。

[0041] 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。