CN104863107A - 圆柱式桩腿类平台升降装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种圆柱式桩腿类平台升降装置，所述升降装置包括多组齿轮系统、多组齿条及升降框架，所述齿条焊接在圆柱式桩腿上，所述齿轮系统通过所述升降框架与对应的齿条连接，并布置至所述圆柱式桩腿上，使得所述齿轮系统在圆柱式桩腿类平台升降、工作或拖航时，能够与对应的所述齿条啮合。本发明减小了升降装置的高度，保证了齿轮载荷的尽可能均匀性。当齿轮承载力必须增大时，不会因为齿轮个数的增加而大量增加齿轮排数，从而改善了齿轮承载力的不均性。

Description

圆柱式桩腿类平台升降装置
技术领域
本发明涉及自升式海洋平台领域，特别涉及一种圆柱式桩腿类平台升降装置。
背景技术
在自升式海洋平台领域，圆柱式桩腿自升式平台的升降装置主要用于升降船体或桩腿、预压载桩腿，以及在工作或风暴等站立状态的工况下支撑船体的作用。
图1为传统圆柱式桩腿升降装置的结构示意图。图2为图1中沿A-A线剖开的剖视图。
如图1和图2所示，圆柱式桩腿传统的升降装置多布置在圆柱桩腿10的两侧，并且随着船体重量和环境载荷的增加，升降装置的能力也需要增大。升降装置包括齿轮系统20和齿条30，通过齿条30安装在圆柱桩腿10上。同时，升降框架40与齿轮系统20连接，起到支撑作用。传统的圆柱桩腿齿轮齿条升降装置仅有两套齿轮系统20和两组齿条30。齿条30与圆柱式桩腿10相连，但齿轮系统20与齿条30的啮合方向与坐标X方向一致。假设一根桩腿10需要12套齿轮系统来承载，则传统的布置方式需要6排齿轮系统。但是，此时由于排数较多，会导致升降框架40过高，由于结构刚度的原因，齿轮系统20和齿条30会产生受载极不均匀的现象。显然，对于传统的升降系统装置而言，如果齿轮系统排数过多会导致承载的不均匀性，这种不均匀性会随着齿轮系统排数的增多而增加，这就导致了齿轮承载力利用率降低。
通常，传统圆柱式桩腿升降装置采用两种途径来解决。其一是增加升降装置的数量，这就意味着齿轮系统数量和排数会增多，传统的布置方式会使升降装置高度增加，从而导致齿轮受力不均匀性加剧，即便增加齿轮数量也不会起到应有的作用。其二是增加单套升降装置的能力，势必会引起造价的大大提高和使用寿命的下降。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中传统升降装置造价高、使用寿命短且对使用空间有较大影响的缺陷，提供一种圆柱式桩腿类平台升降装置。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种圆柱式桩腿类平台升降装置，其特点在于，所述升降装置包括多组齿轮系统、多组齿条及升降框架，所述齿条焊接在圆柱式桩腿上，所述齿轮系统通过所述升降框架与对应的齿条连接，并布置至所述圆柱式桩腿上，使得所述齿轮系统在圆柱式桩腿类平台升降、工作或拖航时，能够与对应的所述齿条啮合。
较佳地，所述齿轮系统呈三角式布置在所述圆柱式桩腿上。
较佳地，所述齿轮系统呈三角放射状布置在所述圆柱式桩腿上。
较佳地，所述齿轮系统呈双对称方式布置在所述圆柱式桩腿上。
较佳地，每组所述齿轮系统包括多排齿轮系统。
较佳地，所述多组齿轮系统包括第一组齿轮系统、第二组齿轮系统和第三组齿轮系统，所述第一组齿轮系统、所述第二组齿轮系统和所述第三组齿轮系统两两间隔布置。
较佳地，所述第一组齿轮系统、所述第二组齿轮系统和所述第三组齿轮系统之间间隔120°。
较佳地，所述第一组齿轮系统与水平方向呈0°，所述第二组齿轮系统与水平方向呈120°，所述第三组齿轮系统与水平方向呈240°。
较佳地，所述多组齿轮系统包括第四组齿轮系统和第五组齿轮系统，所述第四组齿轮系统和所述第五组齿轮系统相互间隔布置。
较佳地，所述第四组齿轮系统和所述第五组齿轮系统之间间隔180°。
本发明的积极进步效果在于：
本发明圆柱式桩腿类平台升降装置具有诸多优点：第一、减小了升降装置的高度，保证了齿轮载荷的尽可能均匀性。当齿轮承载力必须增大时，不会因为齿轮个数的增加而大量增加齿轮排数，从而改善了齿轮承载力的不均性。第二、在环境载荷作用下，所述升降装置在各方向上的载荷都能承载，结构形式更加稳定可靠。
附图说明
本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
图1为传统圆柱式桩腿升降装置的结构示意图。
图2为图1中沿A-A线剖开的剖视图。
图3为本发明圆柱式桩腿类平台升降装置的实施例一的结构示意图。
图4为图3中沿B-B线剖开的剖视图。
图5为本发明圆柱式桩腿类平台升降装置的实施例二的结构示意图。
图6为图5中沿C-C线剖开的剖视图。
图7为本发明圆柱式桩腿类平台升降装置的实施例三的结构示意图。
图8为图7中沿D-D线剖开的剖视图。
具体实施方式
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例一：
图3为本发明圆柱式桩腿类平台升降装置的实施例一的结构示意图。图4为图3中沿B-B线剖开的剖视图。
如图3和图4所示，本发明的实施例一中公开了一种圆柱式桩腿类平台升降装置，其包括多组齿轮系统、多组齿条及升降框架40。本实施例中所述多组齿轮系统包括第一组齿轮系统50、第二组齿轮系统60和第三组齿轮系统70。所述多个齿条包括第一齿条51、第二齿条61和第三齿条71。第一齿条51、第二齿条61和第三齿条71分别焊接在圆柱式桩腿10上，同时第一组齿轮系统50、第二组齿轮系统61和第三组齿轮系统70分别通过升降框架40与对应的齿条连接，从而使得所述多组齿轮系统在圆柱式桩腿类平台升降、工作或拖航时，能够与对应的所述齿条啮合。
特别地，第一组齿轮系统50、第二组齿轮系统60和第三组齿轮系统70呈三角式布置，例如优选为三角对称式。每组所述齿轮系统包括两套齿轮系统，即第一组齿轮系统50、第二组齿轮系统60和第三组齿轮系统70分别具有两套齿轮系统，且两套齿轮系统分布在对应的所述齿条的两侧。更进一步地，第一组齿轮系统50、第二组齿轮系统60和第三组齿轮系统70之间间隔120°。优选地，第一组齿轮系统50与水平方向呈0°，第二组齿轮系统60与水平方向呈120°，第三组齿轮系统70与水平方向呈240°。
基于上述结构的描述，本实施例中圆柱式桩腿类平台升降装置为三角对称齿轮齿条式结构，其工作原理为：将第一齿条51、第二齿条61及第三齿条71焊接在圆柱式桩腿10上，升降框架40与对应的所述齿轮系统连接，并起到支撑相应所述齿轮系统的作用。当平台在升降、工作或拖航状态时，所述齿条和相应的所述齿轮系统耦合作用并达到相互传递载荷的目的。
本实施例中圆柱桩腿类平台升降装置的承载特点和布置方式具体为：所述圆柱桩腿齿轮齿条升降装置在一个平面上有六套齿轮系统(即每排有一套齿轮系统)，所述齿轮系统与对应齿条的啮合方向与X向分别呈0°，120°和240°。同样当需要十二套齿轮系统承载时，本发明圆柱桩腿类平台升降装置的布置方式仅需要两排齿轮系统，则大大缩减了升降框架40的高度，也很大限度地削弱了所述齿轮系统和所述齿条承载的不均匀性。
综上所述，采用三角对称齿轮齿条式结构的圆柱桩腿类平台升降装置与传统的升降装置相比的优势在于：一、其减小了升降装置的高度，保证齿轮载荷的尽可能均匀性。当齿轮承载力必须增大时不会因为齿轮个数的增加而大量增加齿轮排数，从而改善了齿轮承载力的不均性。二、从受力角度考虑，在环境载荷作用下这种三角形对称升降装置的布置更加稳定。同时避免了单侧布置导致对桩腿结构的局部集中载荷。三、相对于桁架式桩腿自升式平台也有很大的优点，桁架式桩腿平台尽管在一个平面上也是呈三角布置，且有六套齿轮系统，但是桁架式桩腿结构要庞大很多，可能会成倍增加，大量占用了主甲板面积和舱室容积等平台空间。
实施例二：
图5为本发明圆柱式桩腿类平台升降装置的实施例二的结构示意图。图6为图5中沿C-C线剖开的剖视图。
如图5和图6所示，本发明的实施例二中公开了另一种圆柱式桩腿类平台升降装置，其包括多组齿轮系统、多组齿条及升降框架40。本实施例中所述多个齿轮系统包括第一组齿轮系统50、第二组齿轮系统60和第三组齿轮系统70，且每一组所述齿轮系统包括一套齿轮系统。所述多个齿条包括第一齿条51、第二齿条61和第三齿条71。第一齿条51、第二齿条61和第三齿条71分别焊接在圆柱式桩腿10上，同时第一组齿轮系统50、第二组齿轮系统60和第三组齿轮系统70分别通过升降框架40与对应的齿条连接，从而使得所述多个齿轮系统在圆柱式桩腿类平台升降、工作或拖航时，能够与对应的所述齿条啮合。
特别之处在于，每组所述齿轮系统包括多排齿轮系统(如图4所示)，同时所述每排齿轮系统包括一套齿轮系统。本实施例中第一组齿轮系统50、第二组齿轮系统60和第三组齿轮系统70呈三角放射状布置在所述圆柱式桩腿上。
更进一步地，第一组齿轮系统50、第二组齿轮系统60和第三组齿轮系统70两两间隔布置，优选地，第一组齿轮系统50、第二组齿轮系统60和第三组齿轮系统70之间间隔120°。例如，第一组齿轮系统50与水平方向呈0°，第二组齿轮系统60与水平方向呈120°，第三组齿轮系统70与水平方向呈240°。
基于上述结构的描述，本实施例中圆柱式桩腿类平台升降装置为三角放射齿轮齿条式结构，其工作原理为：将第一齿条51、第二齿条61及第三齿条71焊接在圆柱式桩腿10上，升降框架40与对应的所述齿轮系统连接，并起到支撑相应所述齿轮系统的作用。当平台在升降、工作或拖航状态时，所述齿条和相应的所述齿轮系统耦合作用并达到相互传递载荷的目的。
本实施例中圆柱桩腿类平台升降装置的承载特点和布置方式具体为：所述圆柱桩腿齿轮齿条升降装置在一个平面上有三套齿轮系统(即每排有一套齿轮系统)，所述齿轮系统与对应齿条啮合方向与X向分别呈0°，120°和240°。同样当需要十二套齿轮系统承载时，本发明圆柱桩腿类平台升降装置的布置方式仅需要四排齿轮系统，则大大缩减了升降框架40的高度，也很大限度地削弱了所述齿轮系统和所述齿条承载的不均匀性。
综上所述，采用三角放射齿轮齿条式结构的圆柱桩腿类平台升降装置与传统的升降装置相比的优势在于：第一、减小了升降装置的高度，保证了齿轮载荷的尽可能均匀性。当齿轮承载力必须增大时，不会因为齿轮个数的增加而大量增加齿轮排数，从而改善了齿轮承载力的不均性。第二、在环境载荷作用下，所述升降装置在各方向上的载荷都能承载，结构形式更加稳定可靠。第三、传统圆柱桩腿齿轮齿条升降装置在一个平面上仅有两套齿轮系统，本发明圆柱桩腿齿轮齿条升降装置在一个平面上有三套齿轮系统。
实施例三：
图7为本发明圆柱式桩腿类平台升降装置的实施例三的结构示意图。图8为图7中沿D-D线剖开的剖视图。
如图7和图8所示，本发明的实施例三种公开了又一种圆柱式桩腿类平台升降装置，其包括多组齿轮系统、多组齿条及升降框架40。本实施例中所述多组齿轮系统包括第四组齿轮系统80和第五组齿轮系统90。所述多个齿条包括第四齿条81和第五齿条91。第四齿条81和第五齿条91分别焊接在圆柱式桩腿10上。
特别之处在于，所述齿轮系统(包括第四组齿轮系统80和第五组齿轮系统90)呈双对称方式布置在圆柱式桩腿10上。同时第四组齿轮系统80和第五组齿轮系统90分别通过升降框架40与对应的齿条连接，从而使得所述多组齿轮系统在圆柱式桩腿类平台升降、工作或拖航时，能够与对应的所述齿条啮合。
特别地，每组所述齿轮系统包括两套齿轮系统，即第四组齿轮系统80和第五组齿轮系统90分别具有两套齿轮系统，且两套齿轮系统分布在对应的所述齿条的两侧。更进一步地，第四组齿轮系统80和第五组齿轮系统90相互间隔布置。例如，第四组齿轮系统80和第五组齿轮系统90之间优选为间隔180°。
基于上述结构的描述，本实施例中圆柱式桩腿类平台升降装置为双对称齿轮齿条式的结构，其工作原理为：将第四齿条81和第五齿条91焊接在圆柱式桩腿10上，升降框架40与对应的所述齿轮系统连接，并起到支撑相应所述齿轮系统的作用。当平台在升降、工作或拖航状态时，所述齿条和相应的所述齿轮系统耦合作用并达到相互传递载荷的目的。
本实施例中圆柱桩腿类平台升降装置的承载特点和布置方式具体为：所述圆柱桩腿齿轮齿条升降装置在一个平面上有四套齿轮系统(即每排有两套齿轮系统)，所述齿轮系统与对应齿条的啮合方向与坐标Y方向一致，与X向垂直。同样当需要十二套齿轮系统承载时，本发明圆柱桩腿类平台升降装置的布置方式仅需要三排齿轮系统，则大大缩减了升降框架40的高度，也很大限度地削弱了所述齿轮系统和所述齿条承载的不均匀性。
综上所述，采用双对称齿轮齿条式结构的圆柱桩腿类平台升降装置与传统的升降装置相比的优势在于：第一、减小升降装置高度，保证齿轮载荷的尽可能均匀性。当齿轮承载力必须增大时不会因为齿轮个数的增加而大量增加齿轮排数，从而改善了齿轮承载力的不均性。第二、齿轮对称布置在齿条两侧有利于载荷的对称性，避免了单侧布置导致对桩腿结构的局部集中载荷。第三、针对抬升一次的情况，同一齿条接触齿轮的次数会减半，大大减少了齿条的磨损几率，提高了齿条的寿命。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种圆柱式桩腿类平台升降装置，其特征在于，所述升降装置包括多组齿轮系统、多组齿条及升降框架，所述齿条焊接在圆柱式桩腿上，所述齿轮系统通过所述升降框架与对应的齿条连接，并布置至所述圆柱式桩腿上，使得所述齿轮系统在圆柱式桩腿类平台升降、工作或拖航时，能够与对应的所述齿条啮合。
2.如权利要求1所述的圆柱式桩腿平台升降装置，其特征在于，所述齿轮系统呈三角式布置在所述圆柱式桩腿上。
3.如权利要求1所述的圆柱式桩腿平台升降装置，其特征在于，所述齿轮系统呈三角放射状布置在所述圆柱式桩腿上。
4.如权利要求1所述的圆柱式桩腿平台升降装置，其特征在于，所述齿轮系统呈双对称方式布置在所述圆柱式桩腿上。
5.如权利要求2-4任意一项所述的圆柱式桩腿平台升降装置，其特征在于，每组所述齿轮系统包括多排齿轮系统。
6.如权利要求2或3所述的圆柱式桩腿平台升降装置，其特征在于，所述多组齿轮系统包括第一组齿轮系统、第二组齿轮系统和第三组齿轮系统，所述第一组齿轮系统、所述第二组齿轮系统和所述第三组齿轮系统两两间隔布置。
7.如权利要求6所述的圆柱式桩腿平台升降装置，其特征在于，所述第一组齿轮系统、所述第二组齿轮系统和所述第三组齿轮系统之间间隔120°。
8.如权利要求7所述的圆柱式桩腿平台升降装置，其特征在于，所述第一组齿轮系统与水平方向呈0°，所述第二组齿轮系统与水平方向呈120°，所述第三组齿轮系统与水平方向呈240°。
9.如权利要求4所述的圆柱式桩腿平台升降装置，其特征在于，所述多组齿轮系统包括第四组齿轮系统和第五组齿轮系统，所述第四组齿轮系统和所述第五组齿轮系统相互间隔布置。
10.如权利要求9所述的圆柱式桩腿平台升降装置，其特征在于，所述第四组齿轮系统和所述第五组齿轮系统之间间隔180°。
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