專利名稱：自升式平臺鎖緊裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于石油機械設備技術領域，涉及一種自升式平臺鎖緊裝置。
背景技術：
自升式海洋平臺通常是由平臺、樁腿及升降鎖緊裝置組成，平臺的作業(yè)狀態(tài)有拖航、就位及正常作業(yè)。自升式海洋平臺通常有三個三角形樁腿，每個樁腿有三個弦，每個弦上有一套鎖緊裝置。拖航時船體處于漂浮狀態(tài)，樁腿已從海底拔起，樁腿的重力及環(huán)境載荷通過鎖緊裝置傳遞給船體。平臺正常作業(yè)時，樁腿插于海底并經(jīng)過壓載，船體升高到作業(yè)高度，船體的重力及環(huán)境載荷通過鎖緊裝置傳遞給樁腿?，F(xiàn)有的自升式海洋平臺鎖緊裝置，主要有以下不足1)解鎖困難。解鎖時，由于結構件長期承受較大的應力而產(chǎn)生變形，蝸輪蝸桿的轉矩不足以驅動絲杠的轉動，難以解鎖。 無可奈何時，利用一些預設部件的破損失效來達到解鎖目的。2)負荷轉移出現(xiàn)震動沖擊現(xiàn)象。樁腿鎖定后，通常是通過釋放升降裝置的電動剎車將平臺的重量負荷釋放到鎖緊裝置上，該過程會出現(xiàn)較大震動沖擊現(xiàn)象。3)蝸輪蝸桿的支撐軸承壽命短，蝸輪蝸桿的驅動轉矩大，因此支撐蝸輪蝸桿的軸承壽命短，可靠性變差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種自升式平臺鎖緊裝置，解決了現(xiàn)有技術中存在解鎖困難、容易受到震動沖擊、可靠性變差的問題。本發(fā)明所采用的技術方案是，一種自升式平臺鎖緊裝置，在作為承載平臺重量的基座中，沿基座的縱向軸心穿有樁腿齒條，在基座的箱形體內(nèi)總共設置有四個油缸，即在樁腿齒條的軸線兩側分別設置有兩個油缸，每側兩個油缸又沿水平對稱線上下相對對稱設置，每個油缸的缸體中安裝有一活塞桿，每個活塞桿的端頭與所在缸體底端之間的空間構成高壓腔，每個高壓腔通過管道與外部油路相通；每個活塞桿端頭沿軸心開有盲孔，該盲孔的開口端安裝有端蓋，沿每個端蓋的軸心穿入一芯軸桿，每個芯軸桿伸入盲孔的一端頭安裝有芯軸桿活塞頭，每個芯軸桿活塞頭與端蓋之間的空間構成低壓腔，每個芯軸桿為空心孔的圓柱桿，每個芯軸桿的空心孔壁開有徑向孔，每個芯軸桿的空心孔一端通過徑向孔與低壓腔相通，每個芯軸桿的空心孔另一端依次通出端蓋及所在缸體的底端與外部管道相通；每個活塞桿的外露圓柱面上設置有外螺紋，每個活塞桿與一個螺母通過螺紋旋合，構成螺紋副；每個螺母的外圓通過花鍵副與一個蝸輪的內(nèi)孔套接，每個蝸輪與一個蝸桿傳動連接；每個螺母上還套接有螺母驅動裝置殼體，每個螺母驅動裝置殼體與缸體端部的法蘭面通過螺栓連接；每個活塞桿的外露圓柱面端頭與一個楔形塊之間采用球面接觸；每個楔形塊與固定在基座內(nèi)壁上的豎直滑道通過豎直T形槽滑動連接，每側上、下兩個楔形塊各自同時通過一個斜面T形槽與中間的同一個鎖緊塊滑動連接，每個鎖緊塊的向心一側設置有齒牙，該齒牙與樁腿齒條嚙合配合。
本發(fā)明的自升式平臺鎖緊裝置，其特點還在于所述的活塞桿通過連接塊與楔形塊連接。本發(fā)明的自升式平臺鎖緊裝置，能夠順利實現(xiàn)各種情況下負荷平穩(wěn)轉移、鎖緊對齒過程及承載等目的，與現(xiàn)有技術相比具有的優(yōu)點和效果是1)平穩(wěn)實現(xiàn)動態(tài)負荷轉移，避免震動和沖擊。下部的油缸平穩(wěn)實現(xiàn)樁腿的負荷轉移，上部的油缸平穩(wěn)實現(xiàn)船體的負荷轉移。2)解鎖和鎖緊過程簡單方便，不管是解鎖還是鎖緊，鎖緊塊和樁腿齒條的對齒和脫齒過程僅僅依靠油缸的上下運動來實現(xiàn)，操作簡單方便。3)螺母驅動裝置載荷小，支撐軸承壽命大大提高。螺母驅動裝置的作用只是在載荷轉移后，實現(xiàn)螺母的驅動，此時螺母處于非承載狀態(tài)，驅動螺母轉動的力矩很小，驅動螺母轉動的蝸輪蝸桿的支撐軸承壽命大大提高。


圖1為本發(fā)明自升式平臺鎖緊裝置的結構示意圖；圖2為本發(fā)明裝置中缸體結構的局部放大示意圖。圖中，1.基座，2.缸體，3.活塞桿，4.螺母，5.螺母驅動裝置殼體，6.蝸桿，7.蝸輪，8.楔形塊，9.豎直滑道，10.鎖緊塊，11.樁腿齒條，12.連接塊，13.高壓腔，14.低壓腔， 15.螺紋副，16.花鍵副，17.斜面T形槽，18.豎直T形槽，19.芯軸桿，20.徑向孔，21.端蓋，22.芯軸桿活塞頭。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明進行詳細說明。參照圖1、圖2，本發(fā)明自升式平臺鎖緊裝置的結構是，在作為承載平臺重量的基座1中，沿基座1的縱向軸心穿有樁腿齒條11，在基座1的箱形體內(nèi)總共設置有四個油缸， 即在樁腿齒條11的軸線兩側分別設置有兩個油缸的缸體2，每側兩個油缸的缸體2又沿水平對稱線上下相對對稱設置，(或者說四個缸體2分別以基座1的水平和豎直中心線對稱排列)，每個缸體2中安裝有一活塞桿3，每個活塞桿3的端頭與所在缸體2底端之間的空間構成高壓腔13，每個高壓腔13通過管道與外部油路相通；每個活塞桿3端頭沿軸心開有盲孔，該盲孔的開口端安裝有端蓋21，沿端蓋21的軸心穿入一芯軸桿19，每個芯軸桿19伸入盲孔的一端頭安裝有芯軸桿活塞頭22，每個芯軸桿活塞頭22與端蓋21之間的空間構成低壓腔14，每個芯軸桿19為空心孔的圓柱桿，每個芯軸桿19的空心孔壁開有一徑向孔20， 每個芯軸桿19的空心孔一端通過徑向孔20與低壓腔14相通，每個芯軸桿19的空心孔另一端依次通出端蓋21及缸體2的底端與外部管道相通；每個活塞桿3的外露圓柱面上設置有外螺紋，每個活塞桿3的外螺紋與一個螺母4的內(nèi)螺紋旋合，構成螺紋副15 ；每個螺母4 的外圓通過花鍵副16與一個蝸輪7的內(nèi)孔套接，每個蝸輪7與一個蝸桿6傳動連接；每個螺母4上還套接有螺母驅動裝置殼體5，每個螺母驅動裝置殼體5與缸體2端部的法蘭面通過螺栓連接；每個活塞桿3的外露圓柱面端頭與一個楔形塊8之間采用球面接觸；每個楔形塊8與固定在基座1內(nèi)壁上的豎直滑道9通過豎直T形槽18滑動連接，每側上、下兩個楔形塊8各自同時通過一個斜面T形槽17與中間的一個鎖緊塊10滑動連接，每個鎖緊塊10的向心一側設置有齒牙，該齒牙能夠與樁腿齒條11保持嚙合配合或脫開。根據(jù)前述的實施例結構，本發(fā)明的自升式平臺鎖緊裝置，包括作為承載平臺重量的基座1、四套油缸、四個螺母4、四個螺母驅動裝置殼體5、四個蝸桿6、四個蝸輪7、四個楔形塊8、四個豎直滑道9、兩個鎖緊塊10、樁腿齒條11及四個連接塊12。其中油缸的缸體2、 活塞桿3、螺母4、螺母驅動裝置殼體5、蝸桿6、蝸輪7、楔形塊8、豎直滑道9在豎直和水平 方向分別對稱布置各1件。油缸的缸體2內(nèi)部各處的密封在圖中未顯示。缸體2用螺栓安裝在基座1的箱形體內(nèi)，活塞桿3與螺母4通過螺紋副15連接；活塞桿3的端部與楔形塊8之間采用球面方式接觸，以避免樁腿齒條11與船體之間有微小的傾斜造成構件的損壞。在活塞桿3與楔形塊8之間設置的連接塊12，其作用是防止活塞桿3轉動，同時保證了活塞桿3帶動楔形塊8 同步運動。蝸輪7和蝸桿6所連接的支撐軸承、液壓馬達或減速電機等在圖中未顯示，均安裝在螺母驅動裝置殼體5內(nèi)。蝸輪7的內(nèi)孔有內(nèi)花鍵槽，蝸輪7在工作過程中只轉動而不軸向移動。螺母4的外圓柱面上有外花鍵，與蝸輪7的內(nèi)花鍵槽相嚙合，因此當蝸桿6轉動時帶動蝸輪7轉動，再通過花鍵帶動螺母4轉動，而活塞桿3不轉動，故螺母4在轉動的同時使得活塞桿3實現(xiàn)軸向移動。當高壓腔13來油，低壓腔14回油，在油壓作用下活塞桿3向鎖緊塊10方向移動。當?shù)蛪呵?4來油，高壓腔13回油，芯軸桿19的芯軸桿活塞頭22固定不動，在油壓作用下，端蓋21帶動活塞桿3遠離鎖緊塊10方向移動。豎直滑道9與基座1焊接為一體，豎直滑道9與楔形塊8之間在豎直方向通過豎直T形槽18滑動連接，楔形塊8只能沿豎直T形槽18沿豎直方向運動。楔形塊8與鎖緊塊10之間的斜面T形槽17與水平方向有一個夾角，鎖緊塊10只能沿著該斜面T形槽17 的斜面滑動，從而產(chǎn)生水平與豎直方向的合成運動，且保證鎖緊塊10與楔形塊8上下同步移動。本發(fā)明裝置的工作原理是首先依靠上部兩個油缸、下部兩個油缸的高壓腔13打壓分別實現(xiàn)船體、樁腿的負荷從鎖緊狀態(tài)轉移至升降狀態(tài)，然后依靠油缸低壓腔14打壓實現(xiàn)鎖緊塊10齒牙與樁腿齒條11齒牙的嚙合或脫離，接著啟動螺母驅動裝置，使螺母4轉動實現(xiàn)活塞桿3上行或下行，使螺母4與缸體2并緊，最后對上部、下部的油缸高壓腔逐步卸壓分別將船體、樁腿的負荷從升降狀態(tài)轉移至鎖緊狀態(tài)。
權利要求
1.一種自升式平臺鎖緊裝置，其特點在于在作為承載平臺重量的基座(1)中，沿基座 (1)的縱向軸心穿有樁腿齒條(11)，在基座(1)的箱形體內(nèi)總共設置有四個油缸，即在樁腿齒條(11)的軸線兩側分別設置有兩個油缸，每側兩個油缸又沿水平對稱線上下相對對稱設置，每個油缸的缸體(2)中安裝有一活塞桿(3)，每個活塞桿(3)的端頭與所在缸體(2) 底端之間的空間構成高壓腔(13)，每個高壓腔(13)通過管道與外部油路相通；每個活塞桿 (3)端頭沿軸心開有盲孔，該盲孔的開口端安裝有端蓋(21)，沿每個端蓋(21)的軸心穿入一芯軸桿(19)，每個芯軸桿(19)伸入盲孔的一端頭安裝有芯軸桿活塞頭(22)，每個芯軸桿活塞頭(22)與端蓋(21)之間的空間構成低壓腔(14)，每個芯軸桿(19)為空心孔的圓柱桿，每個芯軸桿(19)的空心孔壁開有徑向孔(20)，每個芯軸桿(19)的空心孔一端通過徑向孔(20)與低壓腔(14)相通，每個芯軸桿(19)的空心孔另一端依次通出端蓋(21)及所在缸體(2)的底端與外部管道相通；每個活塞桿(3)的外露圓柱面上設置有外螺紋，每個活塞桿(3)與一個螺母(4)通過螺紋旋合，構成螺紋副(15)；每個螺母(4)的外圓通過花鍵副(16)與一個蝸輪(7)的內(nèi)孔套接，每個蝸輪(7)與一個蝸桿(6)傳動連接；每個螺母(4)上還套接有螺母驅動裝置殼體(5)，每個螺母驅動裝置殼體(5)與缸體(2)端部的法蘭面通過螺栓連接；每個活塞桿 (3)的外露圓柱面端頭與一個楔形塊(8)之間采用球面接觸；每個楔形塊(8)與固定在基座(1)內(nèi)壁上的豎直滑道(9)通過豎直T形槽(18)滑動連接，每側上、下兩個楔形塊(8)各自同時通過一個斜面T形槽(17)與中間的同一個鎖緊塊(10)滑動連接，每個鎖緊塊(10) 的向心一側設置有齒牙，該齒牙與樁腿齒條(11)嚙合配合。
2.根據(jù)權利要求1所述的自升式平臺鎖緊裝置，其特點在于所述的活塞桿(3)通過連接塊(12)與楔形塊(8)連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自升式平臺鎖緊裝置，在基座中，沿基座的縱向軸心穿有樁腿齒條，基座中設置有四個缸體，四個缸體分別以基座的水平和豎直中心線對稱排列，每個缸體中設有一活塞桿；活塞桿的芯軸孔中套裝有空心的芯軸桿，活塞桿與螺母螺紋旋合；螺母與蝸輪的內(nèi)孔套接，蝸輪與蝸桿傳動連接；螺母上套接的螺母驅動裝置殼體與缸體端部連接；活塞桿端頭與楔形塊之間采用球面接觸；楔形塊與豎直滑道滑動連接，上、下兩個楔形塊同時與中間的鎖緊塊滑動連接，鎖緊塊設置有齒牙與樁腿齒條相嚙合。本發(fā)明的自升式平臺鎖緊裝置，能順利實現(xiàn)各種情況下負荷平穩(wěn)轉移、鎖緊對齒過程及承載等目的，鎖緊可靠、安全性高、結構簡單、操作方便。
文檔編號B63B35/44GK102180238SQ20111009571
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月15日 優(yōu)先權日2011年4月15日
發(fā)明者曾興昌, 楊海學, 欒蘇, 郝建旭, 駱宏騫 申請人:寶雞石油機械有限責任公司