CN104929096A - 一种自升式平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自升式平台，包括平台，桁架式桩腿，其中所述桁架式桩腿的三根弦杆两侧沿轴向分别对称设有齿条，沿齿条自下而上依次设有与所述平台相连接的锁紧机构和升降机构；其中，所述升降机构由水平夹紧机构和垂直输送机构组成。本发明的自升式平台中的升降机构与锁紧机构结构新颖，科学合理，工作可靠，故障率低。

Description

一种自升式平台
技术领域
本发明涉及一种自升式平台，更具体地说是涉及一种包括新型升降装置的自升式平台，属于海洋工程领域。
背景技术
海上自升式平台的工作，通常依靠自身携带的升降装置实现桩腿垂直插到海底预定位置，再提升平台主体，使之沿桩腿上升到离开海平面一定的高度，以避免波浪对平台主体的冲击；完成任务后，同样可以依靠其升降装置降下平台，再升起桩腿，拖航至下一个作业位置作业。
自升式平台通常是由桁架式桩腿支撑，每根桩腿由三根弦杆以及若干斜撑杆和水平撑杆构成，每根弦杆上对称装有二根齿条，平台上的升降装置通过弦杆上齿条实现海上平台自由升降。目前，公知的自升式平台升降系统多采用齿轮齿条系统传动进行升降，即由电机驱动减速器输出端的小齿轮，通过小齿轮带动弦杆上的齿条上升下降。因此，每根弦杆需有二只齿轮，由于弦杆数量过多，难以控制各弦杆上齿轮的同步传动，进而造成齿轮受力不均，导致部分齿轮过载；同时，由于齿轮齿条之间啮合的重叠系数小，在齿轮齿条受力不均的状况下，甚至还会使单齿产生变形、撕裂等故障；此外，由于每只齿轮的电动机是在带负载状态下起动，起动电流大，且容易使电机产生堵转。
综上所述，目前自升式平台升降系统主要存在以下缺陷：各弦杆上齿轮、齿条运动同步控制难，且受力不均易过载，电机起动电流大，易发生堵转现象。
发明内容
本发明的目的是为了克服目前现有自升式平台升降系统主要存在齿轮、齿条运动同步控制难，导致其受力不均易过载，起动电机易堵转等缺陷。提高平台升降系统和桁架式桩腿的使用安全性和寿命。提供一种包括新型升降装置的自升式平台。
为达到上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现。
一种自升式平台，包括平台1，桁架式桩腿2，其中所述桁架式桩腿2的三根弦杆3两侧沿轴向分别对称设有齿条31，沿齿条31自下而上依次设有与所述平台1相连接的锁紧机构4和升降机构7；其中，所述升降机构7由水平夹紧机构5和垂直输送机构6组成；
所述水平夹紧机构5对称设置在所述弦杆3两侧齿条31的对应位置，每只水平夹紧机构5包括断截面类似“F”形的支架51，在所述支架51构成凹槽的两平行竖直板上分别对应开设有四个通孔，四个通孔中依顺序安置有第二导向柱Ⅰ54、夹紧液压缸Ⅰ55、夹紧液压缸Ⅱ55和第二导向柱Ⅱ54，在夹紧液压缸Ⅰ、Ⅱ55的活塞杆端头和第二导向柱Ⅰ、Ⅱ54的端头，固定连接有一块推力板53，所述推力板53的另一端固定连接有一块设有若干个齿的齿形板52；
所述垂直输送机构6包括一个固定在所述平台1上端，垂直端面为无盖盒形的框架71，所述框架71上下对应两平面上分别开设有两个隔离的通孔，通孔中穿装有第一导向柱8，下平面的两个通孔之间通过孔固定安装有伸入在所述平台1设有的凹槽中的升降油缸10，所述升降油缸10的升降活塞9的端头在所述框架71内固定连接有与所述支架51相连接的升降板61，所述升降板61通过设有的孔套装在所述第一导向柱8上。
上述所述锁紧机构4安装在所述水平夹紧机构5的下方，其结构构造和安置方式均与所述水平夹紧机构5相同。
上述所述支架51的凹槽内外的底板上还分别设有若干用于连接的孔。
上述所述夹紧液压缸Ⅰ、Ⅱ55为单作用油缸。
上述所述第一导向柱8和第二导向柱Ⅰ、Ⅱ54还分别设有导向套。
上述所述齿形板52上的齿数为3-5个，且前后两个齿的齿厚比中间的齿的齿厚减薄0.2-0.3毫米。
上述所述第一导向柱8为2根。
上述所述升降板61的纵剖面形状为“┓”形，上横平面上设有两个套装所述第一导向柱8的孔，竖直平面上设有与所述支架51相连接的相同个数的孔。
本发明的自升式平台的优点和有益效果主要体现在：
1、本发明通过升降机构与锁紧机构之间互相配合实现平台的上升和下降，如实现平台上升，先松开所有水平夹紧机构，将垂直输送机构上的升降油缸活塞上升到最高位后，再夹紧水平夹紧机构，打开锁紧机构，使升降油缸活塞下降到最低，合上锁紧机构，完成一个平台的上升过程，同理可以实现平台的下降。
2、本发明的升降机构由于采用液压系统控制，既可以让平台上所有弦杆上的油缸执行相同命令，也可以部分或单个弦杆上的油缸执行命令，从而既可实现对所有桩腿的同步运动，又可以对桩腿进行单独调整；此外，利用齿形板与齿条啮合，实现平台的上升和下降，因为同时参与与齿条啮合的齿数较多，所以可以大大降低单个齿的受力，提高设备使用的安全性，通过变化齿形板上的齿厚，使齿形板上的齿受力更加均匀；本发明升降机构包含着水平夹紧机构，在平台不进行升降调整时，同时参与平台的锁紧工作，使平台更加稳固。平台上液压泵站电机的起动是在空载状态下起动的，因此不会发生电机产生堵转的现象。
3、本发明中的升降机构与锁紧机构结构新颖，科学合理，工作可靠，故障率低。
附图说明
图1是本发明专利的自升式平台结构示意图。
图2是图1单个桩腿俯视图。
图3是图2的A-A纵向剖视图。
图4是图3的部件5视图。
图5是图4的部件51视图。
图6是图3的B-B纵向剖视图。
图7是图6的C-C纵向剖视图。
图中，1-平台、2-桁架式桩腿、3-弦杆、31-齿条、4-锁紧机构、5-水平夹紧机构、51-支架、52-齿形板、53-推力板、54-第二导向柱、55-夹紧液压缸、6-垂直输送机构、61-升降板、7-升降机构、71-框架、8-第一导向柱、9-升降活塞、10-升降油缸。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1、2、3所示，为本发明一种自升式平台，包括平台1，桁架式桩腿2，其中所述桁架式桩腿2的三根弦杆3两侧沿轴向分别对称对称设有齿条31，沿齿条31自下而上依次设有与平台1相连接的锁紧机构4和升降机构7。其中，所述升降机构7由水平夹紧机构5和垂直输送机构6组成。
见图4、5所示，所述水平夹紧机构5对称设置在所述弦杆3两侧齿条31的对应位置，每只水平夹紧机构5包括一断截面类似“F”形的支架51，在支架51构成凹槽的两平行竖直板上分别开设有四个同轴线通孔，通孔中依顺序安置有第二导向柱54、两只夹紧液压缸55和第二导向柱54，在两只夹紧液压缸55的活塞杆端头和第二导向柱54的端头，固定连接有一块推力板53，推力板53的另一端固定连接有一块设有若干个齿的齿形板52。所述凹槽内外的底板上还没有若干用于连接的通孔。
见图6、7所示，所述垂直输送机构6包括一个固定在所述平台1上端，垂直端面为无盖盒形的框架71，所述框架71上下对应两平面上分别开设有两个隔离的通孔，通孔中穿装有第一导向柱8，下平面的两个通孔之间通过孔固定安装有伸入在所述平台1设有的凹槽中的升降油缸10，所述升降油缸10的升降活塞9的端头在框架71内固定连接有与所述支架51相连接的升降板61，所述升降板61通过设有的孔套装在第一导向柱8上。
所述锁紧机构4安装在所述水平夹紧机构5的下方，其结构构造和安置方式均与所述水平夹紧机构5相同，通过液力控制锁紧或松开齿条31；所述升降机构7安装在平台1上方，利用弦杆3上的齿条31并与锁紧机构4配合实现平台1的升降、锁紧及松开。
所述支架51的凹槽内外的底板上还分别开设有6个用于连接的孔。所述夹紧液压缸Ⅰ、Ⅱ55为单作用油缸。所述第一导向柱8和第二导向柱Ⅰ、Ⅱ54还分别设有导向套。所述齿形板52上的齿数为3-5个，且前后两个齿的齿厚比中间的齿的齿厚减薄0.2-0.3毫米。所述第一导向柱8为2根。所述升降板61的纵剖面形状为“┓”形，上横平面上设有两个套装所述第一导向柱8的孔，竖直平面上设有与所述支架51相连接的相同个数的孔。
本发明的自升式平台中的升降机构与锁紧机构的工作过程：
1、液压中心向水平夹紧液压缸55提供液压力，通过水平夹紧液压缸55及水平夹紧液压缸活塞杆推动水平夹紧推力板53水平运动，从而带动水平夹紧齿形板52水平运动，进行夹紧操作；
2、液压中心去除锁紧机构4液压力，锁紧机构4松开；
3、液压中心向升降油缸10提供动力，驱动升降活塞9上升，推动垂直输送机构6，从而带动水平夹紧机构5上升，从来带动弦杆3的齿条31上升；
4、当升降油缸10上升到达极限位置时，液压中心向锁紧机构4提供液压力，进行锁紧操作；
5、液压中心去除水平夹紧液压缸55液压力，水平夹紧机构5松开；
5、液压中心去除升降油缸10液压力，升降活塞9带动垂直输送机构6移至底端极限位置；
重复执行步骤1～6，直至弦杆3上升至预定高度。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果：由于升降齿条和锁紧齿条的纵向间距为齿条齿距的整数倍，当升降机构和锁紧机构工作时，液压缸直接驱动齿条水平运动进行锁紧操作，而无需对齿条进行水平及垂直定位。且在升降齿条和弦杆齿条保持相对静止，其接触载荷为静载荷，不易造成齿条发生屈服、疲劳等失效现象。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，任何熟悉本技术领域的技术人员，当可根据本发明作出各种相应的等效改变和变形，都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种自升式平台，包括平台(1)，桁架式桩腿(2)，其特征在于：所述桁架式桩腿(2)的三根弦杆(3)两侧沿轴向分别对称设有齿条(31)，沿齿条(31)自下而上依次设有与所述平台(1)相连接的锁紧机构(4)和升降机构(7)；其中，所述升降机构(7)由水平夹紧机构(5)和垂直输送机构(6)组成；
所述水平夹紧机构(5)对称设置在所述弦杆(3)两侧齿条(31)的对应位置，每只水平夹紧机构(5)包括断截面类似“F”形的支架(51)，在所述支架(51)构成凹槽的两平行竖直板上分别对应开设有四个通孔，四个通孔中依顺序安置有第二导向柱Ⅰ(54)、夹紧液压缸Ⅰ(55)、夹紧液压缸Ⅱ(55)和第二导向柱Ⅱ(54)，在夹紧液压缸Ⅰ、Ⅱ(55)的活塞杆端头和第二导向柱Ⅰ、Ⅱ(54)的端头，固定连接有一块推力板(53)，所述推力板(53)的另一端固定连接有一块设有若干个齿的齿形板(52)；
所述垂直输送机构(6)包括一个固定在所述平台(1)上端，垂直端面为无盖盒形的框架(71)，所述框架(71)上下对应两平面上分别开设有两个隔离的通孔，通孔中穿装有第一导向柱(8)，下平面的两个通孔之间通过孔固定安装有伸入在所述平台(1)设有的凹槽中的升降油缸(10)，所述升降油缸(10)的升降活塞(9)的端头在所述框架(71)内固定连接有与所述支架(51)相连接的升降板(61)，所述升降板(61)通过设有的孔套装在所述第一导向柱(8)上。
2.根据权要求1所述的自升式平台，其特征在于：所述锁紧机构(4)安装在所述水平夹紧机构(5)的下方，其结构构造和安置方式均与所述水平夹紧机构(5)相同。
3.根据权要求1所述的自升式平台，其特征在于：所述支架(51)的凹槽内外的底板上还分别设有若干用于连接的孔。
4.根据权要求1所述的自升式平台，其特征在于：所述夹紧液压缸Ⅰ、Ⅱ(55)为单作用油缸。
5.根据权要求1所述的自升式平台，其特征在于：所述第一导向柱(8)和第二导向柱Ⅰ、Ⅱ(54)还分别设有导向套。
6.根据权要求1所述的自升式平台，其特征在于：所述齿形板(52)上的齿数为3-5个，且前后两个齿的齿厚比中间的齿的齿厚减薄0.2-0.3毫米。
7.根据权要求1所述的自升式平台，其特征在于：所述第一导向柱(8)为2根。
8.根据权要求1所述的自升式平台，其特征在于：所述升降板(61)的纵剖面形状为“┓”形，上横平面上设有两个套装所述第一导向柱(8)的孔，竖直平面上设有与所述支架(51)相连接的相同个数的孔。
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