CN104278663B - 一种齿轮齿条升降系统的锁紧装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种齿轮齿条升降系统的锁紧装置。所述锁紧装置包括两套驱动锁紧机构,每套驱动锁紧机构包括驱动装置和杠杆,驱动装置的固定端固定在安装架的顶梁上,杠杆的一端位于驱动装置的伸缩端的下方,杠杆的另一端跨过楔块齿条并铰接在安装架的顶梁上,楔块齿条上对应杠杆的位置设有用于作为杠杆支点的杠杆支撑件,驱动装置的伸缩端与杠杆的接触点为杠杆的动力作用点,杠杆与顶梁的铰接点为杠杆的阻力作用点,杠杆的阻力臂小于动力臂。本发明在驱动装置和杠杆作用下采用杠杆原理,利用较小的力获得较大的力矩,从而使得有较大的力矩作用在杠杆支撑件上,即减小了驱动装置提供的作用力,从而降低了驱动装置的成本,进而降低了锁紧装置的成本。

Description

一种齿轮齿条升降系统的锁紧装置
技术领域
本发明涉及自升式海洋平台技术领域,特别涉及一种齿轮齿条升降系统的锁紧装置。
背景技术
目前的齿轮齿条升降系统是未来深水自升式海洋平台升降系统的主流趋势。齿轮齿条升降系统上的锁紧装置作为支撑自升式海洋平台的主要承力部件,主要承受由固桩架和船体传递的力,且对整个自升式海洋平台的安全性起到重要作用。
现有的齿轮齿条升降系统的锁紧装置包括安装架、两个水平油缸、两个竖直油缸、四个竖直设置的千斤顶、两个楔块齿条和四个斜块,两个楔块齿条分别设置于齿条的左右两侧并分别能够与齿条相啮合,两个水平设置的水平油缸的伸缩端分别安装在两个楔块齿条上,该水平油缸能够推动楔块齿条向齿条方向靠近,两个竖直设置的竖直油缸的伸缩端分别安装在两个楔块齿条上,该竖直油缸能够使楔块齿条在竖直方向移动,调整楔块齿条的竖直位置,通过水平油缸和竖直油缸的配合,使楔块齿条锁住齿条,两个楔块齿条为梯形体结构,四个竖直千斤顶分别与四个斜块传动连接,四个斜块受竖直千斤顶的作用能够分别卡住锁紧状态的两个楔块齿条的斜面,这四个斜块实现了加固锁紧状态的两个楔块齿条的目的,防止楔块齿条移动。
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:
现有的齿轮齿条升降系统的齿条与桩腿固定连接,锁紧装置通过固桩架与海洋平台固定连接,该锁紧装置承受由固桩架和船体的自重产生的向下的力,且该力会通过楔块齿条上方的竖直千斤顶传递到楔块齿条上,使得该楔块齿条有向下运动的趋势,但是由于楔块齿条是与齿条啮合在一起的,齿条会对楔块齿条产生一个向上的反作用力来平衡固桩架与船体的自重,该反作用力最终需由楔块齿条上方的竖直千斤顶来承受,因此楔块齿条上方的竖直千斤顶将提供主要的锁紧力来承受固桩架与船体的自重,且竖直千斤顶提供的力与千斤顶的成本成正比,由于竖直千斤顶的成本增大了,所以锁紧装置的成本也增大了。
发明内容
为了解决现有技术中锁紧装置的成本高的问题,本发明实施例提供了一种齿轮齿条升降系统的锁紧装置。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系统的锁紧装置,所述锁紧装置包括安装架、两个楔块齿条、固定在所述安装架上的两个水平油缸和固定在所述安装架上的两个竖直油缸,两个所述水平油缸的伸缩端和两个所述竖直油缸的伸缩端分别安装在两个所述楔块齿条上,所述锁紧装置还包括:两套分别用于锁紧所述两个楔块齿条的驱动锁紧机构,每套所述驱动锁紧机构包括驱动装置和杠杆,所述驱动装置的固定端固定在所述安装架的顶梁上,所述杠杆的一端位于所述驱动装置的伸缩端的下方,所述杠杆的另一端跨过所述楔块齿条并铰接在所述安装架的顶梁上,所述楔块齿条上对应所述杠杆的位置设有用于作为杠杆支点的杠杆支撑件,所述驱动装置的伸缩端与所述杠杆的接触点为所述杠杆的动力作用点,所述杠杆与所述顶梁的铰接点为所述杠杆的阻力作用点,所述杠杆的阻力臂小于动力臂。
具体地,所述楔块齿条的顶部设置有凸起,所述杠杆跨过所述楔块齿条的一端设置有与所述凸起的尺寸相配合的开口,所述凸起伸入所述开口内。
具体地,所述杠杆通过支撑杆安装在所述顶梁上,所述支撑杆的一端固定安装在所述顶梁上,所述支撑杆的另一端与所述杠杆铰接,所述支撑杆与所述杠杆的铰接点即为所述阻力作用点。
具体地,每套所述驱动锁紧机构中的所述杠杆支撑件为2个,2个所述杠杆支撑件分别对称位于所述楔块齿条的两侧面上,所述杠杆支撑件为纵截面为D型结构的支撑块,所述支撑块可转动的安装在所述楔块齿条上,且所述支撑块的直边与所述杠杆接触。
具体地,所述楔块齿条上对应所述杠杆支撑件下方的位置设置有限位板。
具体地,所述驱动锁紧机构还包括弧形斜块,所述驱动装置的伸缩端与所述弧形斜块固定连接,所述弧形斜块的弧面朝向所述杠杆。
进一步地,所述安装架的侧壁上固定有弧形斜块导轨,所述弧形斜块滑动设置于所述弧形斜块导轨上。
进一步地,所述弧形斜块上对应所述杠杆的两侧分别设置有两个挡板,两个所述挡板之间的距离与所述弧形斜块的尺寸相配合。
进一步地,所述锁紧装置还包括:两个调节油缸和两个斜块,两个所述调节油缸分别固定在所述安装架的底梁上,两个所述调节油缸的伸缩端分别与两个所述斜块固定连接,两个所述楔块齿条的底面为斜面,两个所述斜块的斜面分别与两个所述楔块齿条的斜面相配合。
进一步地,所述安装架上固定有斜块导轨,所述斜块滑动设置于所述斜块导轨上。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:本发明实施例提供的锁紧装置,将驱动装置的伸缩端的伸出,使驱动装置的伸缩端与杠杆的一端接触,驱动装置的伸缩端进一步向下运动,使杠杆能够绕着支撑轴向下转动,在杠杆转动的过程中,保证杠杆与杠杆支撑件的接触面相互贴合压紧,即把驱动装置提供的力传递到杠杆支撑件的接触面上,通过接触面上力的传递,使楔块齿条和齿条能够完全啮合在一起并保持这种锁紧状态,本发明在驱动装置和杠杆共同作用下,采用杠杆原理,利用较小的力获得较大的力矩,从而使得有较大的力矩作用在杠杆支撑件上,即有较大的力将楔块齿条和齿条锁紧,这样就不需要驱动装置提供较大的作用力,从而降低了驱动装置的成本,进而降低了锁紧装置的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将结合附图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锁紧装置的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的杠杆的结构示意图;
图3是本发明图2提供的杠杆的A-A剖面结构示意图。
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。
实施例
本发明实施例提供了一种齿轮齿条升降系统的锁紧装置,如图1和图2所示,该锁紧装置包括安装架1、两个楔块齿条2、固定在安装架1上的两个水平油缸3、固定在安装架1上的两个竖直油缸4和两套分别用于锁紧两个楔块齿条2的驱动锁紧机构,两个水平油缸3的伸缩端和两个竖直油缸4的伸缩端分别安装在两个楔块齿条2上,每套驱动锁紧机构包括驱动装置6和杠杆8,驱动装置6的固定端固定在安装架1的顶梁上,杠杆8的一端位于驱动装置6的伸缩端的下方,杠杆8的另一端跨过楔块齿条2并铰接在安装架1的顶梁上。其中,驱动装置6是竖直倒装在顶梁的底面上,且位于楔块齿条2的外侧。
具体地,如图1和图3所示,楔块齿条2的顶部可以设置有凸起2a,杠杆8跨过楔块齿条2的一端设置有与凸起2a的尺寸相配合的开口8a,凸起2a伸入两个开口8a内。凸起2a可以在开口8a内移动,同时通过凸起2a能够限定杠杆8的位置。
具体地,杠杆8通过支撑杆9安装在顶梁上,支撑杆9的一端固定安装在顶梁的底面上,支撑杆9的另一端与杠杆8铰接,支撑杆9与杠杆8的铰接点即为阻力作用点。
具体地,支撑杆9的另一端与杠杆8通过支撑轴14铰接。
具体地,每套驱动锁紧机构中的杠杆支撑件10为2个,2个杠杆支撑件10分别对称位于楔块齿条2的两侧面上,杠杆支撑件10为纵截面为D型结构的支撑块,支撑块可转动的安装在楔块齿条2上,且支撑块的直边与杠杆8接触。这样能够使得支撑块与杠杆8为面面接触,面面接触能够保证支撑块承受较大的载荷。
具体地,支撑块可以安装在齿轮轴11上,支撑块通过齿轮轴11与楔块齿条2铰接。
进一步地,楔块齿条2上对应杠杆支撑件10下方的位置设有限位板2b。在锁紧装置处于非锁紧状态时,该限位板2b能够保证杠杆支撑件10在一定的角度内转动,使得在锁紧装置转为锁紧状态时,通过杠杆支撑件10的转动,能够保证杠杆支撑件10与杠杆8为面面接触。此外,该限位板2b可以为三角形。
具体地,该驱动锁紧机构还可以包括弧形斜块7,驱动装置6的伸缩端与弧形斜块7固定连接,弧形斜块7的弧面朝向杠杆8。设置弧形斜块7能够提供多个与杠杆8接触的角度。
具体地,安装架1的侧壁上可以固定有弧形斜块导轨7a,弧形斜块7滑动设置于弧形斜块导轨7a上。设置弧形斜块导轨7a可使弧形斜块7的运动更顺畅。
具体地,弧形斜块7上对应杠杆8的两侧可以分别设置有两个挡板7b,两个挡板7b之间的距离与弧形斜块7的尺寸相配合。在锁紧装置处于锁紧状态时,两个挡板7b能够限定杠杆8在两个挡板7b所提供的竖直平面内运动,防止杠杆8前后移动。
进一步地,该锁紧装置还可以包括:两个调节油缸12和两个斜块13,两个调节油缸12分别固定在安装架1的底梁的顶面上,两个调节油缸12的伸缩端分别与两个斜块13固定连接,两个楔块齿条2的底面为斜面,两个斜块13的斜面分别与两个楔块齿条2的斜面相配合。通过调节油缸12和斜块13能够配合杠杆8将楔块齿条2进一步锁紧。
进一步地,安装架1上可以固定有斜块导轨13a,斜块13滑动设置于斜块导轨13a上。设置斜块导轨13a可使斜块13的运动更顺畅。
具体地,两套驱动锁紧机构相对于齿轮齿条升降系统的齿条a对称布置。
具体地,驱动装置6可以为千斤顶。
具体地,驱动装置6的伸缩端可以通过螺栓与弧形斜块7固定连接。
具体地,楔块齿条2上可以固定有调节架15,竖直油缸4的伸缩端可以固定有油缸导轮16,油缸导轮16可沿着调节架15移动,用于保证楔块齿条2在竖直方向能够通过油缸导轮16和调节架15的微调,实现楔块齿条2与齿条a啮合。
具体地,固定连接可以为焊接。
下面简单介绍一下本发明实施例提供的锁紧装置的原理,具体如下:
当锁紧装置处于锁紧状态时,通过调节水平油缸3和竖直油缸4来调节楔块齿条2的水平位置以及竖直位置,使楔块齿条2能够与齿条a啮合,操作驱动装置6的伸缩端的伸出,从而带动弧形斜块7向下运动,弧形斜块7与杠杆8的一端接触,弧形斜块7进一步向下运动,使杠杆8能够绕着支撑轴14向下转动,在杠杆8转动的过程中,保证杠杆8与杠杆支撑件10的接触面相互贴合压紧,即把驱动装置6的伸缩端的力传递到杠杆支撑件10与杠杆8的接触面上,通过接触面上的力作用于楔块齿条2上,使楔块齿条2和齿条a能够完全啮合在一起,同时调整调节油缸12也会带动斜块13向上运动,使斜块13与楔块齿条2贴合在一起并带动楔块齿条2与齿条a完全啮合在一起,这样在斜块13和杠杆支撑件10的共同作用下将楔块齿条2与齿条a锁紧。
当锁紧装置处于非锁紧状态时,操作驱动装置6的伸缩端的缩回,从而带动弧形斜块7向上运动,弧形斜块7与杠杆8不接触,此时,使杠杆8与杠杆支撑件10之间没有相互的作用力,同时,通过水平油缸3和竖直油缸4来调整楔块齿条2的水平位置以及竖直位置,使楔块齿条2能够与齿条a处于非啮合的状态,从而进行齿轮齿条升降系统的升降动作。
本发明实施例提供的锁紧装置,通过将驱动装置的伸缩端的伸出,使驱动装置的伸缩端与杠杆的一端接触,驱动装置的伸缩端进一步向下运动,使杠杆能够绕着支撑轴向下转动,在杠杆转动的过程中,保证杠杆与杠杆支撑件的接触面相互贴合压紧,即把驱动装置提供的力传递到杠杆支撑件的接触面上,通过接触面上力的传递,使楔块齿条和齿条能够完全啮合在一起并保持这种锁紧状态,本发明提供驱动装置和杠杆共同作用下,采用杠杆原理,利用较小的力获得较大的力矩,从而使得有较大的力矩作用在杠杆支撑件上,即有较大的力将楔块齿条和齿条锁紧,这样就不需要驱动装置提供较大的作用力,从而降低了驱动装置的成本,进而降低了锁紧装置的成本。
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。

Claims (10)

1.一种齿轮齿条升降系统的锁紧装置,所述锁紧装置包括安装架(1)、两个楔块齿条(2)、固定在所述安装架(1)上的两个水平油缸(3)和固定在所述安装架(1)上的两个竖直油缸(4),两个所述水平油缸(3)的伸缩端和两个所述竖直油缸(4)的伸缩端分别安装在两个所述楔块齿条(2)上,其特征在于,
所述锁紧装置还包括:两套分别用于锁紧所述两个楔块齿条(2)的驱动锁紧机构,每套所述驱动锁紧机构包括驱动装置(6)和杠杆(8),所述驱动装置(6)的固定端固定在所述安装架(1)的顶梁上,所述杠杆(8)的一端位于所述驱动装置(6)的伸缩端的下方,所述杠杆(8)的另一端跨过所述楔块齿条(2)并铰接在所述安装架(1)的顶梁上,所述楔块齿条(2)上对应所述杠杆(8)的位置设有用于作为杠杆支点的杠杆支撑件(10),所述驱动装置(6)的伸缩端与所述杠杆(8)的接触点为所述杠杆(8)的动力作用点,所述杠杆(8)与所述顶梁的铰接点为所述杠杆(8)的阻力作用点,所述杠杆(8)的阻力臂小于动力臂。
2.根据权利要求1所述的锁紧装置,其特征在于,所述楔块齿条(2)的顶部设置有凸起(2a),所述杠杆(8)跨过所述楔块齿条(2)的一端设置有与所述凸起(2a)的尺寸相配合的开口(8a),所述凸起(2a)伸入所述开口(8a)内。
3.根据权利要求1所述的锁紧装置,其特征在于,所述杠杆(8)通过支撑杆(9)安装在所述顶梁上,所述支撑杆(9)的一端固定安装在所述顶梁上,所述支撑杆(9)的另一端与所述杠杆(8)铰接,所述支撑杆(9)与所述杠杆(8)的铰接点即为所述阻力作用点。
4.根据权利要求1所述的锁紧装置,其特征在于,每套所述驱动锁紧机构中的所述杠杆支撑件(10)为2个,2个所述杠杆支撑件(10)分别对称位于所述楔块齿条(2)的两侧面上,所述杠杆支撑件(10)为纵截面为D型结构的支撑块,所述支撑块可转动的安装在所述楔块齿条(2)上,且所述支撑块的直边与所述杠杆(8)接触。
5.根据权利要求4所述的锁紧装置,其特征在于,所述楔块齿条(2)上对应所述杠杆支撑件(10)下方的位置设有限位板(2b)。
6.根据权利要求1所述的锁紧装置,其特征在于,所述驱动锁紧机构还包括弧形斜块(7),所述驱动装置(6)的伸缩端与所述弧形斜块(7)固定连接,所述弧形斜块(7)的弧面朝向所述杠杆(8)。
7.根据权利要求6所述的锁紧装置,其特征在于,所述安装架(1)的侧壁上固定有弧形斜块导轨(7a),所述弧形斜块(7)滑动设置于所述弧形斜块导轨(7a)上。
8.根据权利要求6所述的锁紧装置,其特征在于,所述弧形斜块(7)上对应所述杠杆(8)的两侧分别设置有两个挡板(7b),两个所述挡板(7b)之间的距离与所述弧形斜块(7)的尺寸相配合。
9.根据权利要求1-8任一项所述的锁紧装置,其特征在于,所述锁紧装置还包括:两个调节油缸(12)和两个斜块(13),两个所述调节油缸(12)分别固定在所述安装架(1)的底梁上,两个所述调节油缸(12)的伸缩端分别与两个所述斜块(13)固定连接,两个所述楔块齿条(2)的底面为斜面,两个所述斜块(13)的斜面分别与两个所述楔块齿条(2)的斜面相配合。
10.根据权利要求9所述的锁紧装置,其特征在于,所述安装架(1)上固定有斜块导轨(13a),所述斜块(13)滑动设置于所述斜块导轨(13a)上。
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