CN105936486A - 一种海洋平台升降机构及海洋平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海洋平台升降机构及海洋平台，属于海洋工程技术领域。该升降机构包括：齿条、安装架和多个爬升齿轮，齿条固定安装在海洋平台的桩腿上，齿条沿桩腿的长度方向布置，安装架固定安装在海洋平台的平台主体上对应桩腿的位置，多个爬升齿轮分别可转动地安装在安装架内，多个爬升齿轮分别与齿条啮合，多个爬升齿轮以齿条的中心线为轴对称布置，齿条两侧边分别布置有齿列，各齿列均沿齿条的长度方向布置，各齿列的齿形参数相同，位于齿条一侧边上的齿列和位于齿条另一侧边上的齿列之间存在相位差。本发明解决了安装架的结构稳定性会因爬升齿轮之间的高度差而降低的问题。

Description

一种海洋平台升降机构及海洋平台

技术领域

本发明属于海洋工程技术领域，特别涉及一种海洋平台升降机构及海洋平台。

背景技术

海洋平台是一种常见的海洋工程设备，其根据升降机构的不同可以分为齿轮齿条升降机构和插销升降机构两类。

齿轮齿条升降机构包括齿条、多个爬升齿轮和安装架，齿条安装在海洋平台的桩腿上，安装架安装在海洋平台的平台主体上，多个爬升齿轮可转动地安装在安装架内，多个爬升齿轮与齿条啮合，多个爬升齿轮以齿条的中心线为轴对称布置。

在升降机构工作的过程中，如果各个爬升齿轮和齿条之间的布置方式完全相同，那么会造成某个时刻所有爬升齿轮和齿条的瞬时重合度(啮合程度)都达到最小，此时升降机构的承载能力将会非常差。通常通过将位于齿条两侧的爬升齿轮之间设置一定的高度差来解决这一问题，但是，该高度差将会造成各爬升齿轮无法在安装架内对称安装，进而导致安装架内的用于支撑爬升齿轮的支撑筋板无法对齐焊接，降低了安装架的结构稳定性。

发明内容

为了解决安装架的结构稳定性会因爬升齿轮之间的高度差而降低的问题，本发明实施例提供了一种海洋平台升降机构及海洋平台。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种海洋平台升降机构，所述升降机构包括：齿条、安装架和多个爬升齿轮，所述齿条固定安装在海洋平台的桩腿上，所述齿条沿所述桩腿的长度方向布置，所述安装架固定安装在所述海洋平台的平台主体上对应所述桩腿的位置，所述多个爬升齿轮分别可转动地安装在所述安装架内，所述多个爬升齿轮分别与所述齿条啮合，所述多个爬升齿轮以所述齿条的中心线为轴对称布置，所述齿条两侧边分别布置有齿列，各所述齿列均沿所述齿条的长度方向布置，各所述齿列的齿形参数相同，位于所述齿条一侧边上的所述齿列和位于所述齿条另一侧边上的所述齿列之间存在相位差。

在本发明的一种实现方式中，每个所述齿条上啮合有i个爬升齿轮，i为大于或等于2的偶数，所述相位差满足如下公式：

$H=\frac{1}{i}m\mathrm{\π};$

其中，H为相位差，m为所述齿列的模数。

在本发明的另一种实现方式中，每两个对称布置的所述爬升齿轮之间存在相位角差值，所述相位角差值满足如下公式：

$a=\frac{2\mathrm{\π}}{z\·i};$

其中，a为所述相位角差值，z为所述爬升齿轮的齿数，z为正整数。

在本发明的又一种实现方式中，所述齿条包括至少两段子齿条，各所述子齿条由上至下沿所述齿条的长度方向依次相连，任意两段相邻的所述子齿条之间通过分段接口连接在一起。

在本发明的又一种实现方式中，所述分段接口布置在各所述子齿条的端部，所述分段接口包括两个对接面和用于连接所述两个对接面的连接面，所述两个对接面沿所述齿条的长度方向上下错开布置，所述连接面分别与所述两个对接面相垂直。

在本发明的又一种实现方式中，所述两个对接面的对应所述齿列的外边分别与所述齿列的齿槽底部对齐。

在本发明的又一种实现方式中，位于最下方的所述子齿条的底端设有用于与所述海洋平台的桩靴配合安装的安装端。

另一方面，提供了一种海洋平台，所述海洋平台包括：桩腿、平台主体和升降机构，所述升降机构包括：齿条、安装架和多个爬升齿轮，所述齿条固定安装在所述桩腿上，所述齿条沿所述桩腿的长度方向布置，所述安装架固定安装在所述平台主体上对应所述桩腿的位置，所述多个爬升齿轮分别可转动地安装在所述安装架内，所述多个爬升齿轮分别与所述齿条啮合，所述多个爬升齿轮以所述齿条的中心线为轴对称布置，所述齿条两侧边分别布置有齿列，各所述齿列均沿所述齿条的长度方向布置，各所述齿列的齿形参数相同，位于所述齿条一侧边上的所述齿列和位于所述齿条另一侧边上的所述齿列之间存在相位差。

在本发明的一种实现方式中，每个所述齿条上啮合有i个爬升齿轮，i为大于或等于2的偶数，所述相位差满足如下公式：

$H=\frac{1}{i}m\mathrm{\π};$

其中，H为相位差，m为所述齿列的模数。

在本发明的另一种实现方式中，每两个对称布置的所述爬升齿轮之间存在相位角差值，所述相位角差值满足如下公式：

$a=\frac{2\mathrm{\π}}{z\·i};$

其中，a为相位角差值，z为所述爬升齿轮的齿数，z为正整数。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过在本发明实施例所提供的升降机构的齿条两侧分别布置齿列，在升降机构工作时，由于两侧齿列的齿形参数相同，且两侧齿列之间存在相位差，所以即使是两侧的爬升齿轮对称布置，也可以避免各个爬升齿轮和齿条之间的布置方式完全相同，从而不必为了避免上述问题而在两侧的爬升齿轮之间设置高度差，进而解决了安装架的结构稳定性会因爬升齿轮之间的高度差而降低的问题。

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是本发明实施例一提供的齿条和爬升齿轮的啮合示意图；

图2是本发明实施例一提供的子齿条的连接示意图；

图中各符号表示含义如下：

1-齿条，11-齿列，111-齿槽，1a-子齿条，1b-分段接口，1c-安装端，2-爬升齿轮，2a-第一爬升齿轮，2b-第二爬升齿轮，相位差H，相位角差值a。

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。

实施例一

本发明实施例提供了一种海洋平台升降机构，如图1所示，该升降机构包括：齿条1、安装架(图未示)和多个爬升齿轮2，齿条1固定安装在海洋平台的桩腿上，齿条1沿桩腿(图未示)的长度方向布置，安装架固定安装在海洋平台的平台主体(图未示)上对应桩腿的位置，多个爬升齿轮2分别可转动地安装在安装架内，多个爬升齿轮2分别与齿条1啮合，多个爬升齿轮2以齿条1的中心线为轴对称布置，齿条1两侧边分别布置有齿列11，各齿列11均沿齿条1的长度方向布置，各齿列11的齿形参数相同，位于齿条1一侧边上的齿列11和位于齿条1另一侧边上的齿列11之间存在相位差H。

其中，齿列的齿形参数即指齿列的齿廓参数，例如齿列的齿厚、齿宽和齿距等，容易理解的，如果两个齿列齿形参数相同，那么可以视作这两个齿列的外轮廓相同。

通过在本发明实施例所提供的升降机构的齿条1两侧分别布置齿列11，在升降机构工作时，由于两侧齿列11的齿形参数相同，且两侧齿列11之间存在相位差H，所以即使是两侧的爬升齿轮2对称布置，也可以避免各个爬升齿轮2和齿条1之间的布置方式完全相同，从而不必为了避免上述问题而在两侧的爬升齿轮2之间设置高度差，进而解决了安装架的结构稳定性会因爬升齿轮2之间的高度差而降低的问题。

需要说明的是，在本实施例中，齿条1安装在桩腿的弦管(图未示)上，齿条1与弦管一一对应，齿条1沿弦管的长度方向布置，例如，如果桩腿为三角形桩腿，那么桩腿上通常设有三条弦管，对应的，桩腿上也设有三个齿条1，在其他实施例中，如果桩腿为其他的类型，弦管的数量发生了改变，那么齿条1的数量也会相应的发生改变，本发明对齿条1的数量不作限制。

图2为齿条1的结构示意图，参见图2，在本实施例中，齿条1包括至少两段子齿条1a，各子齿条1a由上至下沿齿条1的长度方向依次相连，任意两段相邻的子齿条1a之间通过分段接口1b连接在一起。在上述实现方式中，将齿条1分为多个子齿条1a，在装配升降机构时，根据需求的齿条1长度将多个子齿条1a通过分段接口1b组装在一起，从而降低了齿条1的制造难度和装配难度。

具体地，分段接口1b布置在各子齿条1a的端部，分段接口1b包括两个对接面和用于连接两个对接面的连接面，两个对接面沿齿条1的长度方向上下错开布置，连接面分别与两个对接面相垂直，从而达到便于焊接两段相邻子齿条1a的目的。

优选地，两段相邻子齿条1a通过焊接的方式相连，从而提高了两段相邻子齿条1a之间的接合牢固度。

更具体地，两个对接面的对应齿列11的外边分别与齿列11的齿槽111底部对齐，从而避免了分段接口1b对齿列11的齿形造成影响。

在本实施例中，位于最下方的子齿条1a的底端设有用于与海洋平台的桩靴(图未示)配合安装的安装端1c，从而便于齿条1的安装。在上述实现方式中，安装端1c即为未加工有齿列11的部分，安装端1c的长度可以根据实际的需求进行相应的改变，本发明对此不作限制。

在本实施例中，每个齿条1上啮合有i个爬升齿轮2，i为大于或等于2的偶数，相位差H满足如下公式：

$H=\frac{1}{i}m\mathrm{\π};---\left(1\right)$

其中，H为相位差，m为齿列11的模数。

在上述实现方式中，爬升齿轮2的数量i和齿列11的模数m均为已知数值，如此一来，可以将上述数值带入公式(1)，以计算得到两侧齿列11之间的相位差H。

具体地，在实际应用中，爬升齿轮2的数量通常为6-8个，在本实施例中，m＝50mm，i＝6，将m和i的具体数值带入公式(1)计算得出H＝26.18mm，也就是说，两侧齿列11之间的相位差H为26.18mm。

在本实施例中，每两个对称布置的爬升齿轮2之间存在相位角差值，相位角差值满足如下公式：

$a=\frac{2\mathrm{\π}}{z\·i};---\left(2\right)$

其中，a为相位角差值，z为爬升齿轮2的齿数，z为正整数。

如图1所示，将两个对称布置的爬升齿轮2分别设为第一爬升齿轮2a和第二爬升齿轮2b，第一爬升齿轮2a的与齿列啮合的齿尖、齿根的连线和第二爬升齿轮2b的与齿列啮合的齿尖、齿根的连线之间的夹角，即为第一爬升齿轮2a和第二爬升齿轮2b的相位角差值。

在上述实现方式中，爬升齿轮2的齿数z和爬升齿轮2的数量i均为已知数值，如此一来，可以将上述数值带入公式(2)，以计算得到两个对称布置的爬升齿轮2之间的相位角差值a。

具体地，在本实施例中，z＝8，i＝6，将z和i的具体数值带入公式(2)计算得出

在本实施例中，爬升齿轮2的啮合周期T可以通过如下公式求得：

$T=\frac{2\mathrm{\π}}{z};---\left(3\right)$

将z＝8带入公式(3)可以计算得出爬升齿轮2的啮合周期

实施例二

本发明实施例提供了一种海洋平台，该海洋平台包括：桩腿、平台主体和升降机构。

在本实施例中，该升降机构可以与实施例一提供的升降机构相同，在此不再详述。

通过在本发明实施例所提供的升降机构的齿条两侧分别布置齿列，在升降机构工作时，由于两侧齿列的齿形参数相同，且两侧齿列之间存在相位差，所以即使是两侧的爬升齿轮对称布置，也可以避免各个爬升齿轮和齿条之间的布置方式完全相同，从而不必为两侧的爬升齿轮之间设置高度差，进而解决了安装架的结构稳定性会因爬升齿轮之间的高度差而降低的问题。

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)

1.一种海洋平台升降机构，所述升降机构包括：齿条、安装架和多个爬升齿轮，所述齿条固定安装在海洋平台的桩腿上，所述齿条沿所述桩腿的长度方向布置，所述安装架固定安装在所述海洋平台的平台主体上对应所述桩腿的位置，所述多个爬升齿轮分别可转动地安装在所述安装架内，所述多个爬升齿轮分别与所述齿条啮合，其特征在于，

所述多个爬升齿轮以所述齿条的中心线为轴对称布置，所述齿条两侧边分别布置有齿列，各所述齿列均沿所述齿条的长度方向布置，各所述齿列的齿形参数相同，位于所述齿条一侧边上的所述齿列和位于所述齿条另一侧边上的所述齿列之间存在相位差。

2.根据权利要求1所述的升降机构，其特征在于，每个所述齿条上啮合有i个爬升齿轮，i为大于或等于2的偶数，所述相位差满足如下公式：

$H=\frac{1}{i}m\mathrm{\π};$

其中，H为相位差，m为所述齿列的模数。

3.根据权利要求1所述的升降机构，其特征在于，每两个对称布置的所述爬升齿轮之间存在相位角差值，所述相位角差值满足如下公式：

$a=\frac{2\mathrm{\π}}{z\·i};$

其中，a为所述相位角差值，z为所述爬升齿轮的齿数，z为正整数。

4.根据权利要求1所述的升降机构，其特征在于，所述齿条包括至少两段子齿条，各所述子齿条由上至下沿所述齿条的长度方向依次相连，任意两段相邻的所述子齿条之间通过分段接口连接在一起。

5.根据权利要求4所述的升降机构，其特征在于，所述分段接口布置在各所述子齿条的端部，所述分段接口包括两个对接面和用于连接所述两个对接面的连接面，所述两个对接面沿所述齿条的长度方向上下错开布置，所述连接面分别与所述两个对接面相垂直。

6.根据权利要求5所述的升降机构，其特征在于，所述两个对接面的对应所述齿列的外边分别与所述齿列的齿槽底部对齐。

7.根据权利要求4所述的升降机构，其特征在于，位于最下方的所述子齿条的底端设有用于与所述海洋平台的桩靴配合安装的安装端。

8.一种海洋平台，所述海洋平台包括：桩腿、平台主体和升降机构，所述升降机构包括：齿条、安装架和多个爬升齿轮，所述齿条固定安装在所述桩腿上，所述齿条沿所述桩腿的长度方向布置，所述安装架固定安装在所述平台主体上对应所述桩腿的位置，所述多个爬升齿轮分别可转动地安装在所述安装架内，所述多个爬升齿轮分别与所述齿条啮合，所述多个爬升齿轮以所述齿条的中心线为轴对称布置，其特征在于，所述齿条两侧边分别布置有齿列，各所述齿列均沿所述齿条的长度方向布置，各所述齿列的齿形参数相同，位于所述齿条一侧边上的所述齿列和位于所述齿条另一侧边上的所述齿列之间存在相位差。

9.根据权利要求8所述的海洋平台，其特征在于，每个所述齿条上啮合有i个爬升齿轮，i为大于或等于2的偶数，所述相位差满足如下公式：

$H=\frac{1}{i}m\mathrm{\π};$

其中，H为相位差，m为所述齿列的模数。

10.根据权利要求10所述的海洋平台，其特征在于，每两个对称布置的所述爬升齿轮之间存在相位角差值，所述相位角差值满足如下公式：

$a=\frac{2\mathrm{\π}}{z\·i};$

其中，a为相位角差值，z为所述爬升齿轮的齿数，z为正整数。