CN107089623B - 一种齿轮齿条升降系统的锁紧机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种齿轮齿条升降系统的锁紧机构，属于海洋平台配件领域。所述锁紧机构还包括：第一锁紧组件和第二锁紧组件，第一锁紧组件和第二锁紧组件均位于安装架内并对称布置在桩腿齿条的两侧；第一锁紧组件包括：齿条架、导轨组件、锁紧齿条、水平锁紧斜块、竖直锁紧斜块、锁紧斜块油缸、水平锁紧齿条油缸和竖直锁紧齿条油缸；齿条架包括：上连接板、下连接板和侧板，上连接板和所述下连接板相对平行布置并分别垂直固定在侧板上，导轨组件固定在安装架上，侧板沿所述桩腿齿条的长度方向可滑动地安装在导轨组件上。本发明实施例只需要普通的锁紧斜块油缸便可实现锁紧功能，而普通油缸的成本远低于千斤顶的成本，这大大降低了锁紧结构的成本。

Description

一种齿轮齿条升降系统的锁紧机构

技术领域

本发明涉及海洋平台配件领域，特别涉及一种齿轮齿条升降系统的锁紧机构。

背景技术

目前的海洋平台升降系统，特别是钻井平台等作业支撑载荷较大的齿轮齿条升降系统，通常都会配置单独的锁紧装置。锁紧装置能够将桩腿与平台锁紧，用于承受平台在海上作业、风暴工况以及拖航工况下的载荷。

现有一种齿轮齿条升降系统上设置两个锁紧装置，两个锁紧装置对称布置在自升式海洋平台的桩腿齿条的两侧，每个锁紧装置包括锁紧斜块、两个锁紧齿块、固定在安装架上的水平千斤顶、连接板、伸缩装置，锁紧斜块的上下两端分别可滑动地安装在安装架上，锁紧斜块的一个侧面上沿竖直方向设有一个V型槽，V形槽包括两个对称的支撑面，两个锁紧齿块分别安装在两个支撑面上，水平千斤顶的伸缩端连接在锁紧斜块的与V型槽相反的侧面上，每个锁紧齿块包括啮合面和与支撑面配合的斜面，且斜面和啮合面是锁紧齿块相反的两个侧面，啮合面上设有与桩腿齿条啮合的齿，支撑面上设有沿支撑面延伸方向设置的滑轨，斜面上设有与滑轨相配合的滑块，连接板的上下两端也滑动安装在安装架上，且连接板位于锁紧斜块一侧，连接板设有两个腰形槽且两个腰形槽沿同一直线延伸，两个腰形槽内分别设有螺栓，两个螺栓分别连接在两个锁紧齿块上，伸缩装置的伸缩端安装在连接板上，伸缩装置的固定端安装在锁紧斜块上，且伸缩装置的伸缩方向与水平千斤顶的伸缩方向相同。

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：

锁紧装置在水平方向上所承受的载荷较大，这使得水平布置的千斤顶需要承担上百吨甚至上千吨以上的载荷，然而能够承受上百吨甚至上千吨以上载荷的千斤顶加工昂贵，这增大了整个锁紧机构的加工成本。

发明内容

为了解决现有技术中锁紧机构加工成本高的问题，本发明实施例提供了一种齿轮齿条升降系统的锁紧机构。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机构，适用于锁紧所述齿轮齿条升降系统的桩腿齿条，所述锁紧机构包括固定在平台上的安装架、第一锁紧组件和第二锁紧组件，所述第一锁紧组件和所述第二锁紧组件对称布置于所述安装架。

其中，所述第一锁紧组件包括：齿条架、导轨组件、锁紧齿条、水平锁紧斜块、竖直锁紧斜块、锁紧斜块油缸、水平锁紧齿条油缸和竖直锁紧齿条油缸。

所述齿条架包括：上连接板、下连接板和侧板，所述上连接板和所述下连接板相对平行布置并分别垂直固定在所述侧板上，所述导轨组件固定在所述安装架上，所述侧板沿所述桩腿齿条的长度方向可滑动地安装在所述导轨组件上，所述上连接板和所述下连接板与所述长度方向垂直。

所述锁紧齿条夹设于所述上连接板和所述下连接板之间，所述锁紧齿条包括齿合面、与所述齿合面相对的第一侧面以及与所述齿合面相邻的第二侧面，所述齿合面上设置有与所述桩腿齿条相啮合的齿，当所述齿合面与所述桩腿齿条啮合时，所述第一侧面贴合在所述安装架上，所述第二侧面上设置有齿条导向架，所述齿条导向架上设有长条形的导向孔，所述导向孔的长度方向与所述桩腿齿条的长度方向相同，所述水平锁紧齿条油缸的固定端安装在所述侧板上，所述水平锁紧齿条油缸的活动端穿过所述导向孔并滑动设置于所述齿条导向架内；所述竖直锁紧齿条油缸的一端安装在所述齿条架上，所述竖直锁紧齿条油缸的另一端安装在所述安装架上。

所述水平锁紧斜块布置在所述上连接板的顶部，所述锁紧斜块油缸的固定端固定在所述侧板上，所述锁紧斜块油缸的活动端安装在所述水平锁紧斜块上，所述水平锁紧斜块上设置有水平锁紧斜块斜面，所述竖直锁紧斜块固定在所述安装架上，所述竖直锁紧斜块上设置有竖直锁紧斜块斜面，所述水平锁紧斜块斜面和所述竖直锁紧斜块斜面上分别设置有相互配合的多个台阶结构。

所述第二锁紧组件的结构与所述第一锁紧组件的结构相同。

具体地，所述齿条架还包括两个平行布置的支撑定位板，两个所述支撑定位板的顶部均固定在所述上连接板上，两个所述支撑定位板的底部均固定所述下连接板上，两个所述支撑定位板的侧边均固定在所述侧板上，所述齿条导向架卡装在两个所述支撑定位板之间。

进一步地，所述齿条架的两个支撑定位板的另一侧边均设置有第一减重凹口。

具体地，所述齿条架还包括两个挡板，两个所述挡板平行安装在所述上连接板的顶部，所述水平锁紧斜块布置在两个所述挡板之间，使所述水平锁紧斜块沿所述挡板的长度方向滑动。

具体地，所述安装架包括：框架主体和固定在所述框架主体上的齿条限位架，当所述齿合面与所述桩腿齿条啮合时，所述第一侧面贴合在所述齿条限位架上。

具体地，所述导轨组件包括：第一导轨和第二导轨，所述第一导轨和所述第二导轨均包括安装板和导向板，所述安装板与所述导向板垂直连接，所述安装板通过螺栓固定在所述安装架上，所述导向板上开设有导向槽，所述侧板可滑动地安装在所述第一导轨和所述第二导轨的导向槽内。

具体地，所述第一锁紧组件还包括：齿条支撑板和滑动块，所述齿条支撑板沿着所述桩腿齿条的长度方向固定在所述齿条导向架内，所述滑动块安装在所述水平锁紧齿条油缸的活动端，所述滑动块布置在所述齿条导向架与所述齿条支撑板形成的活动空间内。

进一步地，所述齿条支撑板上开设有滑动块安装孔，所述滑动块安装孔与所述导向孔连通，且所述导向孔的宽度小于所述滑动块的宽度，所述滑动块安装孔的宽度大于所述滑动块的宽度。

具体地，所述竖直锁紧齿条油缸为两个，两个所述竖直锁紧齿条油缸的一端分别安装在所述齿条架上。

具体地，所述锁紧齿条的齿合面上的齿为4～8个。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：在作业或风暴工况下齿轮齿条升降系统需要锁紧时，通过第一竖直锁紧齿条油缸，使第一竖直锁紧齿条油缸做伸长运动，此时第一竖直锁紧齿条油缸带动第一齿条架作上升运动，进而带动第一锁紧齿条作上升运动，使第一锁紧齿条与桩腿齿条的齿和齿槽对齐，控制第一水平锁紧齿条油缸做伸出运动，则第一锁紧齿条在第一水平锁紧齿条油缸的带动下与桩腿齿条啮合，然后第一锁紧斜块油缸作伸长运动，带动第一锁紧斜块移动并与第二锁紧斜块逐渐接触，当第一锁紧斜块和第二锁紧斜块的竖直面已经完全接触时，若台阶结构的水平面可能存在一定的间隙，则利用齿轮齿条升降系统将平台向下移动，由于平台与安装架固定连接，使得安装架带动与其固定的第二斜块向下移动，使两个台阶结构的水平面接触，若干的台阶结构可以将第一锁紧齿条和桩腿齿条啮合锁紧后，在作业或风暴工况下，平台的重量由第二锁紧斜块传递到第一锁紧斜块上。若第二锁紧斜块和第一锁紧斜块的接触面是斜面，则因为第一锁紧斜块可以移动，这样平台的重量就会分散一部分到水平方向，这水平方向还需要较大的力才能防止第一锁紧斜块和第二锁紧斜块之间的相对滑动。而设置台阶结构则平台水平方向的受力减小，并转为垂直方向的力，这大大减小了第一锁紧斜块油缸的受载压力，这样平台的重量就可完全传递到第一锁紧齿条上，这样第一竖直锁紧齿条油缸不会承受平台的载荷，从而实现锁紧功能。与传统配置锁紧千斤顶的锁紧装置相比，本发明实施例只需要普通的第一锁紧斜块油缸和第二锁紧斜块油缸便可实现锁紧功能，而普通油缸的成本远低于千斤顶的成本，这大大降低了锁紧结构的成本。

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机构的主视结构示意图；

图2是本发明实施例提供的锁紧机构的后视结构示意图；

图3是本发明实施例提供的图1的A-A向结构示意图；

图4是本发明实施例提供的图1的B-B向结构示意图；

图5是本发明实施例提供的第一齿条架的主视结构示意图；

图6是本发明实施例提供的第一齿条架的右视结构示意图；

图7是本发明实施例提供的第一齿条架的俯视结构示意图；

图8是本发明实施例提供的图5的C-C向结构示意图；

图9是本发明实施例提供的第一锁紧齿条的结构示意图；

图10是本发明实施例提供的图9的D-D向结构示意图；

图11是本发明实施例提供的第二齿条架的结构示意图；

图12是本发明实施例提供的第一导轨组件的结构示意图。

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机构，适用于锁紧齿轮齿条升降系统的桩腿齿条a，如图1所示，该锁紧机构包括固定在平台上的安装架1、第一锁紧组件2和第二锁紧组件12，第一锁紧组件2和第二锁紧组件12对称布置于安装架1内。

第二锁紧组件12的结构与第一锁紧组件2的结构相同。为了便于描述，在本实施例中，采用“第一”表示的部件或结构属于第一锁紧组件2，采用“第二”表示的部件或结构属于第二锁紧组件，仅用于区分。

图2为锁紧机构的后视结构示意图。图3为锁紧机构的俯视结构示意图。图4为去掉桩腿齿条a后的锁紧机构的侧视结构示意图。如图2至图4所示，第一锁紧组件2包括：第一齿条架3、第一导轨组件4、第一锁紧齿条5、第一水平锁紧斜块6、第一竖直锁紧斜块7、第一锁紧斜块油缸8、第一水平锁紧齿条油缸9和第一竖直锁紧齿条油缸10。

图5-图8为第一齿条架的多个角度的结构示意图。如图5-图8所示，第一齿条架3包括：第一上连接板3a、第一下连接板3b和第一侧板3c，第一上连接板3a和第一下连接板3b相对平行布置并分别垂直固定在第一侧板3c上，第一导轨组件4固定在安装架1上，第一侧板3c沿桩腿齿条a的长度方向可滑动地安装在第一导轨组件4上，第一上连接板3a和第一下连接板3b与长度方向垂直。

再次参见图1，第一锁紧齿条5夹设于第一上连接板3a和第一下连接板3b之间，第一锁紧齿条5包括齿合面5a和第一侧面5b，齿合面5a和第一侧面5b为第一锁紧齿条5上相反的两个侧面，齿合面5a上设置有与桩腿齿条a相啮合的齿，当齿合面5a与桩腿齿条a啮合时，第一侧面5b贴合在安装架1上，第一锁紧齿条5还包括第二侧面5c，第二侧面5c与齿合面5a为第一锁紧齿条5上相邻布置的两个侧面，且第二侧面5c与第一侧面5b为第一锁紧齿条5上相邻布置的两个侧面，第二侧面5c上设置有第一齿条导向架11。图9和图10为第一锁紧齿条的结构示意图。如图9和图10所示，第一齿条导向架11上设有长条形的第一导向孔11a，第一导向孔11a的长度方向与桩腿齿条a的长度方向相同，第一水平锁紧齿条油缸9的固定端安装在第一侧板3c上，第一水平锁紧齿条油缸9的活动端穿过第一导向孔11a并滑动设置于第一齿条导向架11内；第一竖直锁紧齿条油缸10的一端安装在第一齿条架5上，第一竖直锁紧齿条油缸10的另一端安装在安装架1上。

在本实施例中，第一水平锁紧齿条油缸9的固定端为第一水平锁紧齿条油缸9的缸体的一端，第一水平锁紧齿条油缸9的活动端为第一水平锁紧齿条油缸9的活塞杆的一端。第一齿条导向架11和第一齿条导向架11均可以为钢材质，第一齿条导向架11可以采用焊接的方式固定在第二侧面5c上。第一上连接板3a、第一下连接板3b和第一侧板3c均可以为钢板，第一上连接板3a、第一下连接板3b和第一侧板3c可以采用焊接的方式组成结构件。

第一水平锁紧斜块6布置在第一上连接板3a的顶部，第一锁紧斜块油缸8的固定端固定在第一齿条架3上，第一锁紧斜块油缸8的活动端安装在第一水平锁紧斜块6上，第一水平锁紧斜块6上设置有第一水平锁紧斜块斜面6a，第二竖直锁紧斜块7固定在安装架1上，第二竖直锁紧斜块7上设置有第二竖直锁紧斜块斜面7a，第一水平锁紧斜块斜面6a和第二竖直锁紧斜块斜面7a上分别设置有相互配合的多个台阶结构。在本实施例中，第一水平锁紧斜块斜面6a与第一水平锁紧斜块6的侧壁之间的夹角可以为45°，第二竖直锁紧斜块斜面7a与第二竖直锁紧斜块7的侧壁之间的夹角可以为45°，设置45°使得第一水平锁紧斜块斜面6a和第二竖直锁紧斜块斜面7a的配合更稳固，同时，第二竖直锁紧斜块斜面7a的长度大于第一水平锁紧斜块斜面6a的长度，其中，第二竖直锁紧斜块斜面7a的长度方向为第二竖直锁紧斜块斜面7a的倾斜方向，第一水平锁紧斜块斜面6a的长度方向为第一水平锁紧斜块斜面6a的倾斜方向，这样使第二竖直锁紧斜块斜面7a能够不同高度的第一水平锁紧斜块斜面6a并与其配合。

第一水平锁紧斜块斜面6a和第二竖直锁紧斜块斜面7a上的相互配合的台阶结构可以设置10～15个。在实现时，第二竖直锁紧斜块7可以通过焊接或螺栓的形式固定在安装架1上，当采用螺栓的形式固定第二竖直锁紧斜块7时，第二竖直锁紧斜块7可以可拆卸地安装在安装架1上，由于第二竖直锁紧斜块7为易磨损件，可拆卸的第二竖直锁紧斜块7能够提高锁紧机构的使用寿命。

具体地，该第二锁紧组件12包括：第二齿条架13、第二导轨组件14、第二锁紧齿条15、第二水平锁紧组件斜块16、第二竖直锁紧组件斜块27、第二锁紧斜块油缸(图中未示)、第二水平锁紧齿条油缸19和第二竖直锁紧齿条油缸20。图11为本发明实施例提供的第二齿条架的结构示意图。如图11所示，第二齿条架13包括：第二上连接板13a、第二下连接板13b和第二侧板13c，第二上连接板13a和第二下连接板13b相对平行布置并分别垂直固定在第二侧板13c上，第二导轨组件14固定在安装架1上，第二侧板13c沿桩腿齿条a的长度方向可滑动地安装在第二导轨组件14上，第二上连接板13a和第二下连接板13b与长度方向垂直。

第二锁紧齿条15夹设于第二上连接板13a和第二下连接板13b之间，第二锁紧齿条15包括齿合面15a和第一侧面15b，齿合面15a和第一侧面15b为第二锁紧齿条15上相反的两个侧面，齿合面15a上设置有与桩腿齿条a相啮合的齿，当齿合面15a与桩腿齿条a啮合时，第一侧面15b贴合在安装架1上，第一锁紧齿条15还包括第二侧面15c，第二侧面15c与齿合面15a为第一锁紧齿条15上相邻布置的两个侧面，第二侧面15c上设置有第二齿条导向架21，第二齿条导向架21上沿桩腿齿条a的长度方向开设有长条形的第二导向孔21a，第二水平锁紧齿条油缸19的固定端安装在第二侧板13c上，第二水平锁紧齿条油缸19的活动端穿过第二导向孔21a并滑动设置于第二齿条导向架21内；第二竖直锁紧齿条油缸20的一端安装在第二齿条架13上，第二竖直锁紧齿条油缸20的另一端安装在安装架1上。

第二水平锁紧组件斜块16布置在第二上连接板13a的顶部，第二锁紧斜块油缸的固定端固定在侧板13d上，第二锁紧斜块油缸的活动端安装在第二水平锁紧组件斜块16上，第二水平锁紧组件斜块16上设置有第三锁紧组件斜块斜面，第二竖直锁紧组件斜块27固定在安装架1上，第二竖直锁紧组件斜块27上设置有第二竖直锁紧组件斜块斜面，第三锁紧组件斜块斜面和第二竖直锁紧组件斜块斜面上分别设置有相互配合的多个台阶结构。

具体地，第一齿条架3还可以包括两个平行布置的第一支撑定位板3d。两个第一支撑定位板3d的顶部均固定在第一上连接板3a上，两个第一支撑定位板3d的底部均固定第一下连接板3b上，两个支撑定位板3c的侧边均固定在第一侧板3c上，第一齿条导向架11卡装在两个第一支撑定位板3d之间。两个第一支撑定位板3d能够限定第一齿条导向架11的位置，从而避免第一锁紧齿条5的运动发生偏移。相应地，第二齿条架13也还包括两个平行布置的第二支撑定位板13d。第一竖直锁紧齿条油缸10的一端可以安装在第一支撑定位板3d上，第二齿条架13的两个第二支撑定位板13d的结构与第一齿条架3的两个第一支撑定位板3d的结构相同，第二齿条导向架21卡装在两个第二支撑定位板13d之间。其中，第二竖直锁紧齿条油缸20的一端可以安装在第二支撑定位板13d上。

进一步地，第一齿条架3的两个第一支撑定位板3d的另一侧边上均设置有第一减重凹口31d。设置第一减重凹口31d能够在满足两个第一支撑定位板3d受力强度的前提下，减轻两个第一支撑定位板3d的重量。相应地，第二齿条架13的两个第二支撑定位板13d的另一侧边上均设置有第二减重凹口131d。在实现时，第一减重凹口31d和第二减重凹口131d均可以为半圆形或半椭圆形。

具体地，该第一齿条架3还可以包括用于为第一水平锁紧斜块6提供导向功能的导向装置。

进一步地，导向装置可以为两个第一挡板3e。两个第一挡板3e平行安装在第一上连接板3a的顶部，第一水平锁紧斜块6布置在两个第一挡板3e之间，使第一水平锁紧斜块6沿第一挡板3e的长度方向滑动。两个第一挡板3e均可以为长条形的板状结构的钢板，且两个第一挡板3e可以通过焊接的方式安装在第一上连接板3a的顶部，设置两个第一挡板3e能够限定第一水平锁紧斜块6的移动方向，避免第一水平锁紧斜块6的运动发生偏移。相应地，第二齿条架13还包括：两个第二挡板13e，两个第二挡板13e平行安装在第二上连接板13a的顶部，第二水平锁紧组件斜块16布置在两个第二挡板13e之间，使第二水平锁紧组件斜块16沿第二挡板13e的长度方向滑动。两个第二挡板13e可以通过焊接的方式安装在第二上连接板13a的顶部，设置两个第二挡板13e能够限定第二水平锁紧组件斜块16的移动方向，避免第二水平锁紧组件斜块16的运动发生偏移。

具体地，再次参见图3，安装架1包括：框架主体和固定在框架主体上的第一齿条限位架22a。在本实施例中，安装架1的框架主体可以为矩形的框架结构用于给锁紧机构提供安装位，第一齿条限位架22可以固定在框架主体的侧壁上，当第一锁紧齿条5的齿合面5a与桩腿齿条a啮合时，第一锁紧齿条5的第一侧面5b贴合在第一齿条限位架22a上。安装架1还包括：固定在框架主体上的第二齿条限位架22b，第二齿条限位架22b可以固定在框架主体的侧壁上，当第二锁紧齿条15的齿合面15a与桩腿齿条a啮合时，第二锁紧齿条15的齿合面15a贴合在第二齿条限位架22b上。第一齿条限位架22a和第二齿条限位架22b能够防止第一锁紧齿条5和第二锁紧齿条15向桩腿齿条a的两侧移动，从而保证第一锁紧齿条5和第二锁紧齿条15的运动不发生偏移。在实现时，第一齿条限位架22a和第二齿条限位架22b的横截面均可以为T型的长条结构，且第一齿条限位架22a和第二齿条限位架22b的长度方向均与桩腿齿条a的长度方向一致。第一齿条限位架22a和第二齿条限位架22b均可以为由钢板焊接而成的结构件，且第一齿条限位架22a和第二齿条限位架22b均可以通过焊接的方式固定在安装架1上。

具体地，第一导轨组件4包括：第一导轨4a和第二导轨4b。图12是本发明实施例提供的第一导轨组件的结构示意图。如图12所示，第一导轨4a和第二导轨4b均包括安装板401和导向板402，安装板401与导向板402垂直连接，安装板401上开设有螺栓孔并通过螺栓固定在安装架1上，导向板402上开设有导向槽403，第一侧板3c可滑动地安装在第一导轨4a和第二导轨4b的导向槽403内，第一导轨4a和第二导轨4b能够保证第一齿条架3的运动沿着第一导轨4a和第二导轨4b提供的方向运行，避免第一齿条架3的运动发生偏移，同时，由于第一导轨4a和第二导轨4b均为易损件，第一导轨4a和第二导轨4b通过螺栓与安装架1实现可拆卸连接，使得第一导轨4a和第二导轨4b的更换更方便。

相应地，第二导轨组件14包括：第一导轨14a和第二导轨14b，第一导轨14a和第二导轨14b均包括安装板1401和导向板1402，安装板1401与导向板1402垂直连接，安装板1401上开设有螺栓孔并通过螺栓固定在安装架1上，导向板1402上开设有导向槽1403，第二侧板13c可滑动地安装在第一导轨14a和第二导轨14b的导向槽1403内。在其它实施例中，第一侧板3c上可以两个设置滑块，两个滑块分别滑动设置于第一导轨4a和第二导轨4b内，这样能够避免第一侧板3c发生磨损。

具体地，第一锁紧组件2还包括：第一齿条支撑板23和第一滑动块24。第一齿条支撑板23沿着桩腿齿条a的长度方向固定在第一齿条导向架11内，第一滑动块24安装在第一水平锁紧齿条油缸9的活动端，滑动块24布置在第一齿条导向架11与第一齿条支撑板23形成的活动空间内，实现时，第一滑动块24可以抵在第一齿条支撑板23上沿着桩腿齿条a的长度进行滑动，第一齿条支撑板23能够避免第一滑动块24磨损第一锁紧齿条5，从而影响第一锁紧齿条5的正常工作。

相应地，第二锁紧组件12还包括：第二齿条支撑板25和第二滑动块26，第二齿条支撑板25沿着桩腿齿条a的长度方向固定在第二齿条导向架22内，第二滑动块24安装在第一水平锁紧齿条油缸9的活动端，第二滑动块26布置在第二齿条导向架22与第二齿条支撑板25形成的活动空间内。

进一步地，再次参见图1，第一齿条支撑板23上可以开设有第一滑动块安装孔11b，且第一滑动块安装孔11b与第一导向孔11a连通，第一导向孔11a的宽度小于第一滑动块安装孔11b的宽度，第一滑动块安装孔11b的宽度大于第一滑动块24的宽度。通过设置第一滑动块安装孔11b能够便于第一滑动块24进出第一齿条导向架11。

进一步地，再次参见图1，第二齿条支撑板25上可以开设有滑动块安装孔(图中未示)，且第二滑动块安装孔与第二导向孔21a连通，第二导向孔的宽度小于第二滑动块安装孔的宽度，第二滑动块安装孔的宽度大于第二滑动块26的宽度。通过设置第二滑动块安装孔能够便于第二滑动块26进出第二齿条导向架21。

在本实施例中，第一滑动块安装孔11b可以为与第一滑动块24形状相配合的长方形孔，第一滑动块24通过第一滑动块安装孔11b可以伸入第一齿条导向架11内，第一导向孔11a可以腰圆型孔，且第一导向孔11a的宽度与第一水平锁紧齿条油缸9的活塞杆的直径相配合，这使得第一滑动块24由第一滑动块安装孔11b伸入第一齿条导向架11后，第一水平锁紧齿条油缸9的活塞杆能够在第一导向孔11a内滑动，且第一导向孔11a能够防止第一滑动块24滑出第一齿条导向架11。实现时，第一滑动块安装孔11b的中心线可以和第一导向孔11a的沿第一导向孔11a长度方向的中心线重合。第一滑动块安装孔11b可以设置在第一导向孔11a的中部或者端部。

具体地，在本实施例中，第一竖直锁紧齿条油缸10可以为两个，两个第一竖直锁紧齿条油缸10的一端分别安装在第一齿条架3的两个第一支撑定位板3d上。若锁紧机构的受力较大，可以增加第一竖直锁紧齿条油缸10的数量。相应地，第二锁紧组件12包括两个第二竖直锁紧齿条油缸20，两个第二竖直锁紧齿条油缸20的一端分别安装在第二齿条架13的两个第二支撑定位板13d上。再次参见图1，在实现时，两个第一竖直锁紧齿条油缸10的缸体可以通过焊接或螺栓的方式分别固定在两个第一支撑定位板3d上，两个第一竖直锁紧齿条油缸10的活塞杆可以通过焊接或螺栓的方式固定在安装架1上。

具体地，如图11所示，第一锁紧齿条5的齿合面5a上的齿可以为4～8个。优选地，第一锁紧齿条5的齿合面5a上的齿为6个。6个齿能够满足锁紧装置的锁紧需求。相应地，第二锁紧齿条15齿合面15a上的齿可以为4～8个。优选地，第二锁紧齿条15齿合面15a上的齿为6个。

第一水平锁紧齿条油缸9可以为两个，两个第一水平锁紧齿条油缸9可以布置在同一平面内，在实现时，安装架1上可以开设油缸孔，第一水平锁紧齿条油缸9可以由安装架1上的油缸孔伸出安装架1，这样能够减小安装架1的体积和重量。相应地，第二水平锁紧齿条油缸19可以为两个，两个第二水平锁紧齿条油缸19可以布置在同一平面内。当第一水平锁紧齿条油缸9为两个时，如图8所示，第一滑动块安装孔11b和第一导向孔11a均相应地设置两个，用于配合第一水平锁紧齿条油缸9的活塞杆的移动。实现时，如图9所示，两个第一导向孔11a可以不连通，从而避免两个第一水平锁紧齿条油缸9的活塞杆在运动时相互干扰。

具体地，第一锁紧斜块油缸8的固定端固定在第一齿条架3上，第一锁紧斜块油缸8的固定端可以固定在第一上连接板3a上也可以固定在第一侧板3c，且两个第一水平锁紧齿条油缸9和第一锁紧斜块油缸8可以布置在同一平面内，使得两个第一水平锁紧齿条油缸9和第一锁紧斜块油缸8的布置紧凑，能够减小整个锁紧机构的体积。需要说明的事，在其它实施例中，第一锁紧斜块油缸8也可以与两个第一水平锁紧齿条油缸9所在的平面呈夹角布置，以适应不同齿轮齿条升降系统的需求。相应地，第二锁紧斜块油缸18参照第一锁紧斜块油缸8布置。

下面简单介绍一下本发明实施例提供的锁紧机构的工作原理，具体如下：

当平台升起后，在作业或风暴工况下齿轮齿条升降系统需要锁紧时，通过人工观察第一锁紧齿条5和第二锁紧齿条15分别与桩腿齿条a的位置关系，首先，分别启动第一竖直锁紧齿条油缸10和第二竖直锁紧齿条油缸20，使第一竖直锁紧齿条油缸10和第二竖直锁紧齿条油缸20做伸长运动，由于第一竖直锁紧齿条油缸10的两端分别安装在第一齿条架5和安装架1上，第二竖直锁紧齿条油缸20的两端分别安装在第二齿条架13和安装架1上，此时第一竖直锁紧齿条油缸10和第二竖直锁紧齿条油缸20的伸长运动会分别带动第一齿条架3和第二齿条架13相对安装架1作上升运动，进而带动分别卡装在第一齿条架3和第二齿条架13内的第一锁紧齿条5和第二锁紧齿条15作上升运动，当第一锁紧齿条5和第二锁紧齿条15分别与桩腿齿条a的齿和齿槽对齐时，停止上升，并控制第一水平锁紧齿条油缸9和第二水平锁紧齿条油缸19做伸出运动，则第一锁紧齿条5在第一水平锁紧齿条油缸9的带动下与桩腿齿条a啮合，第二锁紧齿条15在第二水平锁紧齿条油缸19的带动下与桩腿齿条a啮合，当完全啮合后，停止。然后第一锁紧斜块油缸8和第二锁紧斜块油缸作伸长运动，带动第一水平锁紧斜块6和第二水平锁紧组件斜块16移动，并分别与第二竖直锁紧斜块7和第二竖直锁紧组件斜块27逐渐接触，当第一水平锁紧斜块6和第二水平锁紧组件斜块16不能机械移动时，推断第一水平锁紧斜块6和第二竖直锁紧斜块7、第二水平锁紧组件斜块16和第二竖直锁紧组件斜块27的台阶结构的竖直面已经完全接触了，此时台阶结构的水平面可能存在一定的间隙，但因为该台阶结构本身尺寸较小，因此该间隙很小，只需要驱动齿轮齿条升降系统的齿轮(图中未示)转动带动平台向下微动一下便可减小该间隙，这样平台的重量由第二竖直锁紧斜块7传递到第一水平锁紧斜块6上，第二竖直锁紧组件斜块27传递到第二水平锁紧组件斜块16上，由于第二竖直锁紧斜块7布置在第一齿条架3上，第二竖直锁紧组件斜块27布置在第二齿条架13上，而第一锁紧齿条5和第二锁紧齿条15又分别卡装在第一齿条架3和第二齿条架13上，这使得第二竖直锁紧斜块7和第二竖直锁紧组件斜块27受到的载荷就可完全传递到第一锁紧齿条5和第二锁紧齿条15上，这样第一锁紧斜块油缸8和第二锁紧斜块油缸均不会承受平台的载荷，从而实现锁紧功能。

而在海洋平台处于拖航工况时，若锁紧机构处于锁紧状态，则第一锁紧齿条5和第二锁紧齿条15的下部均会受到较大的力，第一竖直锁紧齿条油缸10和第二竖直锁紧齿条油缸20所受的载荷也较大，若要增大第一竖直锁紧齿条油缸10和第二竖直锁紧齿条油缸20的受力能力则不利于降低锁紧机构的成本，但是由于拖航工况时的锁紧载荷远小于平台升起时的作业和风暴工况下所受的载荷，因此，在拖航工况只需要由齿轮齿条升降系统中的齿轮与桩腿齿条a保持啮合以实现锁紧功能即可，而本发明实施例提供的锁紧机构处于非锁紧工况，这样整个系统可以有效利用。

本发明实施例提供了一种锁紧机构，在作业或风暴工况下齿轮齿条升降系统需要锁紧时，通过第一竖直锁紧齿条油缸，使第一竖直锁紧齿条油缸做伸长运动，此时第一竖直锁紧齿条油缸带动第一齿条架作上升运动，进而带动第一锁紧齿条作上升运动，使第一锁紧齿条与桩腿齿条的齿和齿槽对齐，控制第一水平锁紧齿条油缸做伸出运动，则第一锁紧齿条在第一水平锁紧齿条油缸的带动下与桩腿齿条啮合，然后第一锁紧斜块油缸作伸长运动，带动第一锁紧斜块移动并与第二锁紧斜块逐渐接触，当第一锁紧斜块和第二锁紧斜块的竖直面已经完全接触时，若台阶结构的水平面可能存在一定的间隙，则利用齿轮齿条升降系统将平台向下移动，使两个台阶结构的水平面接触，若干的台阶结构可以将第一锁紧齿条和桩腿齿条啮合锁紧后，在作业或风暴工况下，平台的重量由第二锁紧斜块传递到第一锁紧斜块上。若第二锁紧斜块和第一锁紧斜块的接触面是斜面，则因为第一锁紧斜块可以移动，这样平台的重量就会分散一部分到水平方向，这水平方向还需要较大的力才能防止第一锁紧斜块和第二锁紧斜块之间的相对滑动。而设置台阶结构则平台水平方向的受力减小，并转为垂直方向的力，这大大减小了第一锁紧斜块油缸的受载压力，这样平台的重量就可完全传递到第一锁紧齿条上，这样第一锁紧斜块油缸不会承受平台的载荷。与传统配置锁紧千斤顶的锁紧装置相比，本发明实施例只需要普通的第一锁紧斜块油缸和第二锁紧斜块油缸便可实现锁紧功能，而普通油缸的成本远低于千斤顶的成本，这大大降低了锁紧结构的成本。

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机构，适用于锁紧所述齿轮齿条升降系统的桩腿齿条，所述锁紧机构包括固定在平台上的安装架、第一锁紧组件和第二锁紧组件，所述第一锁紧组件和所述第二锁紧组件对称布置于所述安装架内，其特征在于，

所述第一锁紧组件包括：齿条架、导轨组件、锁紧齿条、水平锁紧斜块、竖直锁紧斜块、锁紧斜块油缸、水平锁紧齿条油缸和竖直锁紧齿条油缸；

所述齿条架包括：上连接板、下连接板和侧板，所述上连接板和所述下连接板相对平行布置并分别垂直固定在所述侧板上，所述导轨组件固定在所述安装架上，所述侧板沿所述桩腿齿条的长度方向可滑动地安装在所述导轨组件上，所述上连接板和所述下连接板与所述长度方向垂直；

所述锁紧齿条夹设于所述上连接板和所述下连接板之间，所述锁紧齿条包括齿合面、与所述齿合面相对的第一侧面以及与所述齿合面相邻的第二侧面，所述齿合面上设置有与所述桩腿齿条相啮合的齿，当所述齿合面与所述桩腿齿条啮合时，所述第一侧面贴合在所述安装架上，所述第二侧面上设置有齿条导向架，所述齿条导向架上设有长条形的导向孔，所述导向孔的长度方向与所述桩腿齿条的长度方向相同，所述水平锁紧齿条油缸的固定端安装在所述侧板上，所述水平锁紧齿条油缸的活动端穿过所述导向孔并滑动设置于所述齿条导向架内；所述竖直锁紧齿条油缸的一端安装在所述齿条架上，所述竖直锁紧齿条油缸的另一端安装在所述安装架上；

所述水平锁紧斜块布置在所述上连接板的顶部，所述锁紧斜块油缸的固定端固定在所述侧板上，所述锁紧斜块油缸的活动端安装在所述水平锁紧斜块上，所述水平锁紧斜块上设置有水平锁紧斜块斜面，所述竖直锁紧斜块固定在所述安装架上，所述竖直锁紧斜块上设置有竖直锁紧斜块斜面，所述水平锁紧斜块斜面和所述竖直锁紧斜块斜面上分别设置有相互配合的多个台阶结构；

所述第二锁紧组件的结构与所述第一锁紧组件的结构相同。

2.根据权利要求1所述的锁紧机构，其特征在于，所述齿条架还包括两个平行布置的支撑定位板，两个所述支撑定位板的顶部均固定在所述上连接板上，两个所述支撑定位板的底部均固定所述下连接板上，两个所述支撑定位板的侧边均固定在所述侧板上，所述齿条导向架卡装在两个所述支撑定位板之间。

3.根据权利要求2所述的锁紧机构，其特征在于，所述齿条架的两个支撑定位板的另一侧边均设置有第一减重凹口。

4.根据权利要求1所述的锁紧机构，其特征在于，所述齿条架还包括两个挡板，两个所述挡板平行安装在所述上连接板的顶部，所述水平锁紧斜块布置在两个所述挡板之间，使所述水平锁紧斜块沿所述挡板的长度方向滑动。

5.根据权利要求1所述的锁紧机构，其特征在于，所述安装架包括：框架主体和固定在所述框架主体上的齿条限位架，当所述齿合面与所述桩腿齿条啮合时，所述第一侧面贴合在所述齿条限位架上。

6.根据权利要求1所述的锁紧机构，其特征在于，所述导轨组件包括：第一导轨和第二导轨，所述第一导轨和所述第二导轨均包括安装板和导向板，所述安装板与所述导向板垂直连接，所述安装板通过螺栓固定在所述安装架上，所述导向板上开设有导向槽，所述侧板可滑动地安装在所述第一导轨和所述第二导轨的导向槽内。

7.根据权利要求1所述的锁紧机构，其特征在于，所述第一锁紧组件还包括：齿条支撑板和滑动块，所述齿条支撑板沿着所述桩腿齿条的长度方向固定在所述齿条导向架内，所述滑动块安装在所述水平锁紧齿条油缸的活动端，所述滑动块布置在所述齿条导向架与所述齿条支撑板形成的活动空间内。

8.根据权利要求7所述的锁紧机构，其特征在于，所述齿条支撑板上开设有滑动块安装孔，所述滑动块安装孔与所述导向孔连通，且所述导向孔的宽度小于所述滑动块的宽度，所述滑动块安装孔的宽度大于所述滑动块的宽度。

9.根据权利要求1所述的锁紧机构，其特征在于，所述竖直锁紧齿条油缸为两个，两个所述竖直锁紧齿条油缸的一端分别安装在所述齿条架上。

10.根据权利要求1所述的锁紧机构，其特征在于，所述锁紧齿条的齿合面上的齿为4～8个。