CN203770544U - 自升式海洋平台升降齿轮箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自升式海洋平台升降齿轮箱，整体外形呈“L”型，包括四级平行轴系及两级行星轮系、爬升齿轮轴以及齿轮箱壳体，齿轮箱由电动机输入，经由四级平行轴系及两级行星机构进行减速，最终爬升齿轮轴输出，通过爬升齿轮轴与桩腿齿条的啮合，实现平台本体或者桩腿的升降。本实用新型结构紧凑、传动比大，承载能力高，输出扭矩大，减速比达7393:1，最大输出扭矩2362千牛米，最大有效提升370吨，最大承载能力710吨。

Description

自升式海洋平台升降齿轮箱

技术领域

本实用新型涉及一种减速机，尤其是一种自升式海洋平台中用于平台升降的超大模数，大速比的齿轮箱。 

背景技术

自升式海洋平台适合近海域的石油、天然气的勘探与开采，升降系统作为海洋石油钻井平台的关键部件装置，属于大型高技术海洋工程配套装备，在平台的设计制造中受到高度重视。其功能是：在平台钻井作业前，降下平台的桩腿，并将平台提升至海面上某一高度后压载，是平台的桩腿在海底牢固定位；平台完成钻井作业后，拔取桩腿，降下平台至海面，并在平台移位到另一作业地点的过程中，能在较浅的吃水位置随平台漂移；在许可的风暴载荷下，平台有足够的安全性。实现上述目标，需要一种大速比，大承载力的齿轮箱，而目前的大速比，大承载力的齿轮箱一般体积较大，多级减速导致结构复杂，如何在满足简化结构，减轻重量的前提下获得传动比大，输出扭矩大、承载能力强、可靠性高的自升式海洋平台升降齿轮箱，一直是业内密切关注的课题。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对目前的自升式海洋平台升降齿轮箱多级减速导致结构复杂，体积较大的实际问题，提供一种低重量、结构紧凑、传动比大，输出扭矩大、承载能力强、可靠性高的自升式海洋平台升降齿轮箱。 

本实用新型的技术解决方案是：一种自升式海洋平台升降齿轮箱，包括平行减速轴系、行星轮系、爬升齿轮轴以及齿轮箱壳体，其特征在于：整体外形呈“L”型，所述的平行减速轴系为四级平行减速轴系，所述的行星轮系为两级行星轮系，两级行星轮系的内齿圈均为箱体的一部分构成一个封闭的齿轮箱壳体，具体结构如下： 

a)四级平行减速轴系的输入齿轮轴的一端通过柔性或刚性联轴器与电动机输出轴进行连接；

b)经过四级平行减速轴系的四对齿轮副依次减速后，末级减速的输出端通过渐开线花键与第一级行星轮系的太阳轮轴连接；

c)第一级行星轮系的输出行星转架通过花键与第二级行星轮系的太阳轮轴连接；

d)第二级行星轮系的输出行星转架通过花键与爬升齿轮轴连接；

e)齿轮箱的制动装置安装于输入齿轮轴的另一端，或安装在电动机输出轴的反向延长轴上；

f)齿轮箱壳体上设有箱体底脚，齿轮箱壳体通过箱体底脚与平台支撑连接。

在本实用新型中：四级平行减速轴系的各平行齿轮轴都是通过圆锥滚子轴承承载，圆锥滚子轴承由各齿轮轴的轴肩、对应的定距环、箱体止口以及对应的端盖止口进行轴向定位； 

第一级太阳轮轴和第一级行星转架采用浮动结构，第一级行星转架采用双臂整体式，通过轴用挡圈进行轴向限位，第一级行星轮均通过调心滚子轴承支撑于对应的第一级行星销轴；

第二级太阳轮轴浮动，第二级输出行星转架为双臂整体式行星转架，第二级输出行星转架两端通过深沟球轴承支撑于箱体，第二级行星轮均通过一对双列满装圆柱滚子轴承支撑于对应的第二级行星销轴；

对第一级太阳轮轴和第二级太阳轮轴进行轴向限位的轴向球顶结构均集成在对应的太阳轮上；

爬升齿轮轴两端通过调心滚子轴承支撑于箱体，两端的调心滚子轴承通过的透盖、压板和止口进行轴向定位。

    在本实用新型中：所述的齿轮箱壳体通过箱体底脚与平台支撑连接是指：齿轮箱的安装底脚通过螺栓及止推块进行联接及定位，承受齿轮箱重力及爬升齿轮轴传递的扭矩。 

    在本实用新型中：第一级行星轮系含有四个均匀分布的第一级行星轮，第二级行星轮系含有五个均匀分布的第二级行星轮，输入齿轮轴和的第二级输出行星转架与齿轮箱壳体交汇处均采用唇口油封密封。 

本实用新型的优点在于：由于整体外形呈“L”型，齿轮箱的轴向尺寸相对较小；四级平行减速轴系使用圆锥滚子轴承进行承载，轴承安装精度高，圆锥轴承可以内外圈分力，安装简洁方便；平行减速轴系箱体部分采用了不对称轴向剖分，使得平行轴系箱体部分与行星轴系箱体部分可以采用一体化的设计，减少了箱体的加工和齿轮箱的装配难度；第二级行星机构行星轮内配对使用双列满装圆柱滚子轴承，相同的尺寸可以得到更高的承载能力；通常安装在浮动太阳轮的轴向球顶结构集成在太阳轮本身，可以缩短机构的轴向尺寸，减少零部件的加工和装配；齿轮箱的安装底脚通过螺栓及止推块进行联接及定位，承受爬升齿轮轴的压力与扭矩的部件分离，爬升齿轮轴上的轴承直接将工作产生的载荷传递到平台支撑上，爬升齿轮轴产生的扭矩由箱体的底脚部分承受，分散了压应力与扭应力，改善了结构件的受力情况。 

本实用新型的结构紧凑、传动比大，承载能力高，输出扭矩大，减速比达7393:1，最大输出扭矩2362千牛米，最大有效提升370吨，最大承载能力710吨。 

附图说明

图1是本实用新型的实施例结构示意图； 

    图中：1、输入齿轮轴，2、第一减速齿轮轴，3、第二减速齿轮轴，4、第四减速齿轮轴，5、末级减速齿轮轴，6、第一级太阳轮轴，7、第一级行星轮，8、第一级行星销轴，9、第一级行星转架，10、第二级太阳轮轴，11、第二级行星轮，12、第二级输出行星转架，13、第一级内齿圈，14、第二级内齿圈，15、深沟球轴承，16、爬升齿轮轴，17、平行轴系箱体，18、安装底脚，19、中间箱体，20、油封，21、端盖，22、耐磨顶板，23、透盖，24、压板，25、唇口油封，26、平台支撑，27、调心滚子轴承，28、轴用挡圈。

具体实施方式

附图非限制性的公开了本实用新型实施例的具体结构，下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。 

由图1可见，本实用新型的整体外形呈“L”型，它包括四级平行减速轴系和两级行星轮系，两级行星轮系的第一级内齿圈13、第二级内齿圈14、均为箱体的一部分，它们与平行轴系箱体17、中间箱体19和爬升齿轮轴箱体构成一个封闭的齿轮箱壳体，其中： 

四级平行减速轴系由输入齿轮轴1、第一减速齿轮轴2、第二减速齿轮轴3、第三减速齿轮轴4、末级减速齿轮轴5依次组成的平行减速轴系，输入齿轮轴1的一端通过柔性或刚性联轴器与电动机输出轴进行连接；经过四级平行减速轴系的四对齿轮副依次减速后，末级减速齿轮轴5的输出端通过渐开线花键与第一级太阳轮轴6连接。第一级行星转架9通过花键与第二级太阳轮轴10连接。第二级输出行星转架12通过花键与爬升齿轮轴16连接。

齿轮箱的制动装置安装于输入齿轮轴1的另一端，也可以安装在电动机输出轴的反向延长轴上。 

在本实施例中：四级平行减速轴系的各平行齿轮轴都是通过圆锥滚子轴承承载，圆锥滚子轴承由各齿轮轴的轴肩、对应的定距环、箱体止口以及对应的端盖21止口进行轴向定位，并设有油封20。 

第一级太阳轮轴6和第一级行星转架9采用浮动结构，第一级行星转架9采用双臂整体式，通过轴用挡圈28进行轴向限位，第一级行星轮7均通过调心滚子轴承27支撑于对应的第一级行星销轴8。 

第二级太阳轮轴10浮动，第二级输出行星转架12为双臂整体式行星转架，第二级输出行星转架12两端通过深沟球轴承15支撑于箱体，第二级行星轮11均通过一对双列满装圆柱滚子轴承支撑于对应的第二级行星销轴； 

对第一级太阳轮轴6和第二级太阳轮轴10进行轴向限位的轴向球顶结构均集成在对应的太阳轮上；

爬升齿轮轴16两端通过调心滚子轴承27支撑于箱体，两端的调心滚子轴承27通过的透盖23、压板24和止口进行轴向定位。

在本实施例中：第一级行星轮系含有四个均匀分布的第一级行星轮7，第二级行星轮系含有五个均匀分布的第二级行星轮11，输入齿轮轴1和的第二级输出行星转架12与齿轮箱壳体交汇处均采用唇口油封25密封。 

齿轮箱壳体上设有安装底脚18，齿轮箱壳体通过安装底脚18由螺栓及止推块进行联接及定位，爬升齿轮轴16直接将工作产生的载荷传递到平台支撑26上，由平台支撑26承受齿轮箱重力及爬升齿轮轴16传递的扭矩。 

具体实施时，第一级行星轮系采用四行星NGW型，第二级行星轮系采用五行星NGW型。其中：第一级内齿圈13与其前后的平行轴系箱体17和中间箱体19的联接使用高强度双头螺柱紧固把合，圆柱销定位并与螺栓预紧产生的摩擦力共同承担传递产生的扭矩。第二级内齿圈14与其前后的中间箱体19和爬升齿轮轴箱体的联接使用高强度螺钉紧固把合，圆柱销定位并与螺栓预紧产生的摩擦力共同承担传递产生的扭矩。 

具体实施时，所述电动机，转速为1800转每分钟；所述爬升齿轮轴16中齿轮的齿部模数为97mm，压力角为30°，正变位短齿，齿顶及齿根为圆角，自升式海洋平台升降齿轮箱的减速比为7393:1。 

具体实施时，齿轮箱内部使用含极压剂和增黏剂的润滑油进行浸油润滑，润滑油的液位高于齿轮箱轴心水平面，调心滚子轴承27使用含极压剂锂基润滑脂润滑。工作时爬升齿轮轴16与齿条啮合时，在齿面涂抹或者喷射润滑脂或高粘度润滑油，使齿轮与齿条之间形成有效润滑膜。 

Claims (3)

1.一种自升式海洋平台升降齿轮箱，包括平行减速轴系、行星轮系、爬升齿轮轴以及齿轮箱壳体，其特征在于：整体外形呈“L”型，所述的平行减速轴系为四级平行减速轴系，所述的行星轮系为两级行星轮系，两级行星轮系的内齿圈均为箱体的一部分构成一个封闭的齿轮箱壳体，具体结构如下：

a)四级平行减速轴系的输入齿轮轴的一端通过柔性或刚性联轴器与电动机输出轴进行连接；

b)经过四级平行减速轴系的四对齿轮副依次减速后，末级减速的输出端通过渐开线花键与第一级行星轮系的太阳轮轴连接；

c)第一级行星轮系的输出行星转架通过花键与第二级行星轮系的太阳轮轴连接；

d)第二级行星轮系的输出行星转架通过花键与爬升齿轮轴连接；

e)齿轮箱的制动装置安装于输入齿轮轴的另一端，或安装在电动机输出轴的反向延长轴上。

2.根据权利要求1所述的自升式海洋平台升降齿轮箱，其特征在于：四级平行减速轴系的各平行齿轮轴都是通过圆锥滚子轴承承载，圆锥滚子轴承由各齿轮轴的轴肩、对应的定距环、箱体止口以及对应的端盖止口进行轴向定位；

第一级太阳轮轴和第一级行星转架采用浮动结构，第一级行星转架采用双臂整体式，通过轴用挡圈进行轴向限位，第一级行星轮均通过调心滚子轴承支撑于对应的第一级行星销轴；

第二级太阳轮轴浮动，第二级输出行星转架为双臂整体式行星转架，第二级输出行星转架两端通过深沟球轴承支撑于箱体，第二级行星轮均通过一对双列满装圆柱滚子轴承支撑于对应的第二级行星销轴；

对第一级太阳轮轴和第二级太阳轮轴进行轴向限位的轴向球顶结构均集成在对应的太阳轮上；

爬升齿轮轴两端通过调心滚子轴承支撑于箱体，两端的调心滚子轴承通过的透盖、压板和止口进行轴向定位。

3.根据权利要求1或2所述的自升式海洋平台升降齿轮箱，其特征在于：第一级行星轮系含有四个均匀分布的第一级行星轮，第二级行星轮系含有五个均匀分布的第二级行星轮，输入齿轮轴和的第二级输出行星转架与齿轮箱壳体交汇处均采用唇口油封密封。