[发明专利]自升式海洋平台封闭行星结构升降齿轮箱

说明书

技术领域

本发明涉及一种减速机，尤其是一种自升式海洋平台中用于平台升降的超大模数、超大速比齿轮箱。

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。长期以来，美、日、欧垄断、封锁其技术及制造。

现有的自升式海洋平台升降齿轮箱一般都是通过单输出齿轮驱动桩脚上的单面齿条，带动桩脚运动，这种工作模式，驱动过程中啮合齿间必然存在相互排斥的推力，单边使用时会推动桩脚中心位移，导致桩脚触及自升式海洋平台上桩脚孔的孔壁，增加了桩脚的升降阻力。

CN101768947A号专利文献公开了一种“用于自升式平台的升降单元”，在这种升降单元中，电动机通过初级减速箱与衔接齿轮连接，衔接齿轮与差动轮系的太阳轮同轴，1#输出轴与行星架固联，2#输出轴与差动轮系外圈啮合传动，这种升降单元，1#输出轴和2#输出轴虽然可以通过差动轮系调整两者输出的驱动力平衡，但是在实际使用中，由于1#输出轴和2#输出轴输出齿轮均为同方向传递动力，因此，1#输出轴和2#输出轴只能置于单侧齿条的一侧，同时与单侧齿条的齿啮合，驱动过程中与传统的单输出齿轮驱动相比，仅仅增加了齿条与驱动齿的啮合面积，使齿条受力点上下分布相对合理，而啮合齿间同样存在相互排斥的推力，因此，为了克服这一缺陷，需要如该文件中图2公开的方式，在桩脚对面设置同样的单边齿条，并通过相同的升降单元，位于桩脚两侧的升降单元共同作用于桩脚两侧的单边齿条，这种工作方式最大的隐患在于，两侧升降单元工作状态的同步性会直接影响桩脚，如果工作状态失衡，或操作失误，两侧升降单元一旦出现反向工作，或会引发重大事故。如果能够通过一种新的升降单元自动协调平衡桩脚齿条驱动着力点，确保自升式海洋平台升降工作可靠的升降齿轮箱，是业内普遍关切的问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对自升式海洋平台升降的实际需求，以及CN101768947A号专利文献公开技术方案中存在的齿条单边驱动啮合齿间必然存在相互排斥的推力，采用桩脚两侧的升降单元共同作用于桩脚两侧的单边齿条，一旦工作状态失衡，易引发重大事故的实际问题，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、自平衡能力强，工作可靠的自升式海洋平台升降齿轮箱。

本发明的目的是这样实现的：一种自升式海洋平台封闭行星结构升降齿轮箱，包括箱体、初级减速机构、单级行星差动轮系、爬升驱动机构，其特征在于：爬升驱动机构为双输出的爬升驱动机构，初级减速机构的输出轴通过单级行星差动轮系驱动双输出的爬升驱动机构，具体结构如下：

a)箱体由减速机箱体和驱动箱体两部分组成；

b)双输出的爬升驱动机构包括长驱动齿轮轴、短驱动齿轮轴、惰轮轴和惰轮，长驱动齿轮轴上设有被动齿轮；单级行星差动轮系包括太阳轮轴、含有内外齿的齿圈和行星架；

c)长驱动齿轮轴、短驱动齿轮轴、惰轮轴以及单级行星差动轮系的太阳轮轴平行支撑于驱动箱体中，其中，短驱动齿轮轴与太阳轮轴位于同一轴线上；

d)初级减速机构置于减速机箱体中，初级减速机的输出端为单级行星差动轮系的太阳轮轴；单级行星差动轮系的行星架通过花键与短驱动齿轮轴对接；惰轮轴上的惰轮同时与长驱动齿轮轴上的被动齿轮以及单级行星差动轮系的齿圈外齿啮合；

e)所述的驱动箱体与自升式海洋平台固定连接，爬升驱动机构长驱动齿轮轴和短驱动齿轮轴上的驱动齿轮暴露于驱动箱体外，它们分别位与自升式海洋平台桩脚的双侧齿条两侧，分别与齿条的双侧齿啮合。

    在本发明中：单级行星差动轮系的行星架为双臂整体式行星架，行星架通过调心滚子轴承支撑于驱动箱体中，行星架上设有三个均匀分布的行星轮；齿圈通过轴承支撑于行星转架上。

    在本发明中：长驱动齿轮轴、短驱动齿轮轴以及单级行星差动轮系的太阳轮轴通过轴承平行支撑于驱动箱体中，惰轮轴固定安装在驱动箱体中，惰轮通过一组同等规格的调心滚子轴承支撑于惰轮轴上。

    在本发明中：长驱动齿轮轴通过调心滚子轴承支撑于驱动箱体中。

    在本发明中：齿轮箱通过含极压剂和增黏剂的润滑油进行浸油润滑，各轴承通过含极压剂锂基润滑脂润滑。