專利名稱：：新型自升式海洋鉆井平臺升降裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種升降裝置，特別是涉及一種新型自升式海洋鉆井平臺升降裝置。二.
背景技術(shù)：
：自升式鉆井、采油及生活平臺都有升降裝置，它的主要功能是，當(dāng)自升式平臺鉆井時，通過升降裝置把平臺升離水面，為海上作業(yè)做好準(zhǔn)備，作業(yè)結(jié)束后，再把平臺降入水面，升起樁腳，使平臺重新恢復(fù)成漂浮狀態(tài)，準(zhǔn)備拖航至下一個井位作業(yè)。自升式鉆井平臺升降系統(tǒng)是平臺的關(guān)鍵部件，對平臺安全起著至觀重要的作用。由于技術(shù)要求高，長期以來，升降系統(tǒng)的研發(fā)和制造一直為國外所壟斷，技術(shù)成果對外封鎖、保密；對其核心部分——升降傳動系統(tǒng)更是諱莫如深。因為升降系統(tǒng)具有較大的承受載荷，特別是七齒爬升齒輪，要求絕對安全可靠。目前的升降裝置無不例外為大減速比齒輪傳動減速裝置，一般傳動比可達(dá)到1500-6000，小齒輪爬升速度很慢。三.
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、成本低、傳動比大、承載能力高，安裝拆卸方便、安全可靠的新型自升式海洋鉆井平臺升降裝置。本發(fā)明為解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是—種新型自升式海洋鉆井平臺升降裝置，含有交錯軸及平行軸齒輪減速機構(gòu)、少齒差行星齒輪減速機構(gòu)、以及NGW行星齒輪減速機構(gòu)，所述交錯軸及平行軸齒輪減速機構(gòu)的箱體內(nèi)安裝有輸入軸系、減速軸系和輸出軸系，其中，所述輸入軸系與電機聯(lián)接，所述輸入軸系與所述減速軸系為交錯軸齒輪連接，所述減速軸系與所述輸出軸系為平行軸齒輪連接，所述輸出軸系為所述少齒差行星齒輪減速機構(gòu)的曲軸，所述少齒差行星齒輪減速機構(gòu)的內(nèi)齒圈和所述NGW行星齒輪減速機構(gòu)的內(nèi)齒圈分別設(shè)置在同一殼體的內(nèi)圓表面上，該殼體的一端與交錯軸及平行軸齒輪減速機構(gòu)的箱體聯(lián)接，其另一端與大法蘭聯(lián)接，所述大法蘭安裝在平臺主結(jié)構(gòu)架上，所述少齒差行星齒輪減速機構(gòu)的行星架與所述NGW行星齒輪減速機構(gòu)的太陽輪輪軸聯(lián)接；所述NGW行星齒輪減速機構(gòu)的行星架與七齒輸出軸聯(lián)接，所述七齒輸出軸上安裝有七齒齒輪。所述七齒輸出軸兩端通過軸承與安裝法蘭連接，所述安裝法蘭通過連接環(huán)固定在平臺主結(jié)構(gòu)架上。所述七齒輸出軸與所述NGW行星齒輪減速機構(gòu)的行星架之間通過花鍵和花鍵軸連接；所述少齒差行星齒輪減速機構(gòu)的行星架與所述NGW行星齒輪減速機構(gòu)的太陽輪軸之間通過花鍵和花鍵軸連接。本發(fā)明的積極有益效果1、本發(fā)明采用兩次減速箱，傳動比非常大，可以利用現(xiàn)有電機來升降單齒80噸-150噸(正常升降載荷)，力放大倍數(shù)可達(dá)1500-6000倍。2、本發(fā)明重載、輕載分別設(shè)置；行星箱內(nèi)齒圈與主結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)的安裝法蘭之間靠止口定位螺栓聯(lián)結(jié)；因此安裝、拆卸、維護非常方便。3、本發(fā)明采用交錯軸齒輪減速機構(gòu)輸入使安裝更靈活更方便，采用少齒差行星齒輪減速機構(gòu)使結(jié)構(gòu)更緊湊，重量更輕，效率高達(dá)80%。4、本發(fā)明輸出七齒軸與減速器采用兩體結(jié)構(gòu)，使爬升七齒齒輪能夠?qū)崿F(xiàn)對稱布置，軸承受力大幅減小，避免采用昂貴的大孔軸承。5、本發(fā)明適用范圍廣，有很廣泛的市場前景，特別是適用于海洋鉆井平臺升降，也可用于船閘及大壩等場合，因其成本低、安全性高、實用性強等優(yōu)點，具有良好的社會和經(jīng)濟效益。四.圖1為自升式海洋鉆井平臺升降裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示自升式海洋鉆井平臺升降裝置的右視圖；圖3為圖1所示自升式海洋鉆井平臺升降裝置的左視圖；圖4為圖1上半部分的放大圖。五.具體實施例方式實施例參見圖1-圖3，圖中，l-電機及制動器，2-輸入軸系，3-箱體大蓋，4-減速軸系，5-螺栓，6-墊圈，7-軸承，8-螺栓，9-端蓋，10-螺栓，11-墊圈，12-箱體，13-距離套，14-輸出軸系，15-鍵，16-距離套，17-螺栓，18-墊圈，19-銷，20-行星架，21-中間法蘭，22-螺釘，23-殼體，24-大端法蘭，25-螺栓，26-安裝法蘭，27-螺栓，28-墊圈，29-七齒輸出軸，30-端蓋，31-螺釘，32-端蓋，33-油封，34-端蓋，35-油封，36-銷，37-行星架，38-太陽輪軸。其中，動力由電機及制動器1通過交錯軸及平行軸箱內(nèi)兩級齒輪傳動減速，一級減速通過輸入軸系2的錐齒輪軸與減速軸系4的盤齒輪相嚙合，二級減速通過減速軸系4的軸齒輪與輸出軸系14的盤齒輪嚙合實現(xiàn)。以上是通過連續(xù)兩次減速實現(xiàn)第一次減速，通過第一次減速其減速比(傳動比)達(dá)10-25。交錯軸及平行軸的箱體12為鑄件箱體，與殼體23通過螺栓17、墊圈18及銷子19相連接，安裝拆卸簡單。電機及制動器1的固定是通過螺栓與箱體12相聯(lián)結(jié)，因為經(jīng)過兩級齒輪減速后，齒輪輸出軸的速度已經(jīng)較低，但離設(shè)計要求還有差距，這時候傳遞扭矩較大，如果繼續(xù)采用平行軸減速，那么減速機承載能力很難達(dá)到設(shè)計要求。行星齒輪傳動與平行軸齒輪傳動相比較具有承載能力高、體積小、效率高、重量輕、傳動比大、噪聲低、可靠性高、壽命長等優(yōu)點。因此二次減速采用行星齒輪減速傳動，根據(jù)設(shè)計采用兩級行星傳動，行星傳動的總傳動比為150-240。一、二次減速后的總傳動比為1500-6000，單齒提升力可達(dá)正常升降單齒提升力80-150噸，預(yù)壓載荷單齒力110-210噸，抗風(fēng)暴載荷單齒力130-240噸，升降速度0-0.457m/min(0-1.5ft/min)，設(shè)計壽命151小時一-正常升降載荷；26小時一-預(yù)壓載荷升降載荷。升降裝置總效率高達(dá)80%以上，這在大傳動比及高載荷傳動中是不多見的。一次減速與二次減速之間力的傳遞通過曲軸(即是輸出軸系)14及行星架20，它屬于少齒差行星齒輪減速機構(gòu)，包含外齒輪兩個，行星架一個，外齒輪通過銷軸與行星架20聯(lián)接在一起，通過曲軸14的雙偏心轉(zhuǎn)動，動力經(jīng)外齒輪及行星架20傳到二級行星傳動。二級行星傳動采用NGW行星齒輪減速機構(gòu)，NGW行星齒輪減速機構(gòu)的級太陽輪軸38與少齒差行星齒輪減4速機構(gòu)的行星架通過花鍵和花鍵軸聯(lián)接，NGW行星齒輪減速機構(gòu)的行星輪又與內(nèi)齒圈嚙合，NGW行星齒輪減速機構(gòu)的太陽輪和行星輪旋轉(zhuǎn)的中心線及內(nèi)齒圈的中心線同心——即公共軸線，這樣NGW行星齒輪減速機構(gòu)得行星輪有兩種運動自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)(繞自身軸線和公共軸線)，由于NGW行星齒輪減速機構(gòu)得行星輪為三個，所以增加了同時受力的齒輪對數(shù)，大幅度提高了承載力，結(jié)構(gòu)更為緊湊、體積明顯減少。NGW行星齒輪減速機構(gòu)的行星架37與七齒輸出軸29端部通過花鍵和花鍵軸聯(lián)結(jié)，七齒輸出軸29另一端是齒數(shù)為7的大模數(shù)、壓力角的齒輪，升降裝置與主結(jié)構(gòu)之間的靠法蘭、止口定位，法蘭四角平面來傳遞內(nèi)齒圈所承受的扭矩，用四個螺栓來固緊到主結(jié)構(gòu)上。升降裝置安裝在平臺主結(jié)構(gòu)后七齒齒輪與齒條相嚙合以實現(xiàn)升降平臺、放收樁腿等目的。殼體23與大端法蘭24用銷子和高強度螺栓25聯(lián)結(jié)，大端法蘭24有4個螺栓孔、4個角的平面，用其和平臺主結(jié)構(gòu)固聯(lián)，并把殼體23所傳遞之力傳遞給固定主結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)固定整個升降裝置之目的。本升降裝置內(nèi)所有齒輪材料均選用國內(nèi)頂級齒輪鋼材料20Cr2Ni4A，七齒輸出軸采用機械性能非常好的高強度調(diào)質(zhì)鋼40CrNiMoA，其機械性能指標(biāo)見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>其中，齒輪采用滲碳淬火處理，七齒輸出軸采用調(diào)質(zhì)處理。除輸出七齒齒輪外，所有傳動齒輪精度高于6級GB/T10095-2001，齒面粗糙度不高于0.8um;七齒齒輪模數(shù)達(dá)80mm-100mm，齒形角25°-30°，數(shù)控火焰切割(或電火花放電線切割)加工工藝，其精度可達(dá)10-11級。改變減速軸系的數(shù)量、改變行星齒輪減速機構(gòu)的級數(shù)、以及改變相鄰行星齒輪減速機構(gòu)之間的聯(lián)接方式能夠組成多個實施例，均為本發(fā)明的常見變化以及保護范圍，在此不--詳述。權(quán)利要求一種新型自升式海洋鉆井平臺升降裝置，含有交錯軸及平行軸齒輪減速機構(gòu)、少齒差行星齒輪減速機構(gòu)、以及NGW行星齒輪減速機構(gòu)，其特征是所述交錯軸及平行軸齒輪減速機構(gòu)的箱體內(nèi)安裝有輸入軸系、減速軸系和輸出軸系，其中，所述輸入軸系與電機聯(lián)接，所述輸入軸系與所述減速軸系為交錯軸齒輪連接，所述減速軸系與所述輸出軸系為平行軸齒輪連接，所述輸出軸系為所述少齒差行星齒輪減速機構(gòu)的曲軸，所述少齒差行星齒輪減速機構(gòu)的內(nèi)齒圈和所述NGW行星齒輪減速機構(gòu)的內(nèi)齒圈分別設(shè)置在同一殼體的內(nèi)圓表面上，該殼體的一端與交錯軸及平行軸齒輪減速機構(gòu)的箱體聯(lián)接，其另一端與大法蘭聯(lián)接，所述大法蘭安裝在平臺主結(jié)構(gòu)架上，所述少齒差行星齒輪減速機構(gòu)的行星架與所述NGW行星齒輪減速機構(gòu)的太陽輪輪軸聯(lián)接；所述NGW行星齒輪減速機構(gòu)的行星架與七齒輸出軸聯(lián)接，所述七齒輸出軸上安裝有七齒齒輪。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型自升式海洋鉆井平臺升降裝置，其特征是所述七齒輸出軸兩端通過軸承與安裝法蘭連接，所述安裝法蘭通過連接環(huán)固定在平臺主結(jié)構(gòu)架上。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型自升式海洋鉆井平臺升降裝置，其特征是所述七齒輸出軸與所述NGW行星齒輪減速機構(gòu)的行星架之間通過花鍵和花鍵軸連接；所述少齒差行星齒輪減速機構(gòu)的行星架與所述NGW行星齒輪減速機構(gòu)的太陽輪軸之間通過花鍵和花鍵軸連接。全文摘要本發(fā)明公開了一種新型自升式海洋鉆井平臺升降裝置，其交錯軸及平行軸齒輪減速機構(gòu)的箱體內(nèi)安裝有輸入軸系、減速軸系和輸出軸系，所述輸出軸系為少齒差行星齒輪減速機構(gòu)的曲軸，所述少齒差行星齒輪減速機構(gòu)和NGW行星齒輪減速機構(gòu)的內(nèi)齒圈分別設(shè)置在同一殼體的內(nèi)圓表面上，該殼體的一端與所述箱體聯(lián)接，其另一端與大法蘭聯(lián)接，所述大法蘭安裝在平臺主結(jié)構(gòu)架上，所述少齒差行星齒輪減速機構(gòu)的行星架與所述NGW行星齒輪減速機構(gòu)的太陽輪輪軸聯(lián)接；所述NGW行星齒輪減速機構(gòu)的行星架與七齒輸出軸聯(lián)接，所述七齒輸出軸上安裝有七齒齒輪。本發(fā)明采用兩次減速，可以利用現(xiàn)有電機來升降單齒80噸-150噸，力放大倍數(shù)可達(dá)1500-6000倍，社會和經(jīng)濟效益良好。文檔編號E02B17/00GK101736726SQ20091022746公開日2010年6月16日申請日期2009年12月14日優(yōu)先權(quán)日2009年12月14日發(fā)明者嚴(yán)作堂,付雪川,林青,翟紅升,高立君申請人:鄭州機械研究所