CN101629617B - 自升式海洋平台454吨提升齿轮箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自升式海洋平台454吨提升齿轮箱，由电机、制动器、四级平行轴齿轮机构、三级行星齿轮机构、七齿输出齿轮五个模块组成，整体外形呈“U”型。本产品结构紧凑、传动比大，承载能力高，输出扭矩巨大，可靠性高，减速比达5398∶1，最大输出扭矩达3.29兆牛米，最大承载能力969吨(2132kips)。

Description

自升式海洋平台454吨提升齿轮箱

技术领域：

本发明涉及一种超大模数齿轮箱。

背景技术：

自升式海洋钻井平台适合近海域的石油、天然气的勘探与开采，提升齿轮箱是自升式海洋钻井平台上核心的装置，代表整个平台的技术水平。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，使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整个过程中，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。提升齿轮箱是平台的提升锁紧系统和钻井悬臂系统中的关键机械设备。长期以来，美、日、欧垄断、封锁其技术及制造。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种结构紧凑、传动比大，输出扭矩巨大、承载能力强、可靠性好的自升式海洋平台454吨提升齿轮箱。

本发明的技术解决方案是：

一种自升式海洋平台454吨提升齿轮箱，其特征是：整体外形呈“U”型，电机与四级平行轴齿轮机构的第一级轴通过梅花联轴器连接；制动器与四级平行轴齿轮机构的第一级轴直接联结；四级平行齿轮机构的末级轴与三级行星齿轮机构的第一级行星太阳轮通过齿形花键直接传动联结，四级平行齿轮机构的箱体(5)与三级行星齿轮机构的1、2级内齿圈直接固定连接，采用圆柱销和螺钉固定联结；七齿输出齿轮轴与三级行星齿轮机构的第三级行星架通过花键联结传递扭矩、通过定位止口与三级行星架的连接、通过轴承与三级行星输出轴壳体相连实现轴向和径向定位、通过伸出轴颈与平台支承连接；定位止口、轴承、平台支承三点承载，形成静不定支承结构。

柱销数量是螺钉数量的50％以上。

四级平行轴齿轮机构的五个轴平行排列，第一轴的转速最高，与制动器和专用电机连接，通过四级斜齿轮啮合传动，逐级减速，轴两点支撑、滚动轴承承载、轴套定位，浸油润滑，上、下箱体为对称剖分结构。

三级行星齿轮机构呈逐级减速形式，一、二、三级行星机构的太阳轮、行星架、内齿圈同轴；第一级行星机构采用两级浮动，即行星架、太阳轮浮动，行星架为整体悬臂式，三行星轮结构，一、二级行星机构的内齿圈集成一体，不同转速的一、二级太阳轮之间采用浮顶结构；第二级行星机构采用两级浮动，即行星架、太阳轮浮动，行星架为整体悬臂式，四行星轮结构，内齿圈与2、3级行星架壳体采用圆柱销和螺钉联结，圆柱销数量是螺钉数量的50％以上，不同转速的太阳轮与行星架之间采用浮顶结构；第三级行星机构采用一级浮动，即太阳轮浮动，行星架为整体座销式、四行星轮结构，内齿圈两端分别与2、3级行星架壳体和3级行星架壳体采用圆柱销和螺钉联结，圆柱销数量是螺钉数量的50％以上，不同转速的三级太阳轮与三级行星架之间采用耐磨板隔离。

七齿输出齿轮的模数为97mm、压力角30°、变位、非标准渐开线齿形。

齿轮箱的输入转速约1164r/min、输出转速小于0.2156r/min，输入、输出端均采用油封密封。

本发明变频电机高转速输入小扭矩，通过四级平行轴齿轮机构与三级行星齿轮机构的传动，七齿齿轮低转速输出巨大扭矩。制动器与电机同步操作，停电制动，通电开启，能承受专用变频电机输入扭矩2倍以上的制动载荷。

本产品结构紧凑、传动比大，承载能力高，输出扭矩巨大，可靠性高，减速比达5398∶1，最大输出扭矩达3.29兆牛米，最大承载能力969吨(2132kips)。

附图说明：

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明一个实施例的结构示图。

具体实施方式：

一种自升式海洋平台454吨提升齿轮箱，由电机(33)、制动器(34)、四级平行轴齿轮机构(35)、三级行星齿轮机构(36)、七齿输出齿轮(37)五个模块组成，整体外形呈“U”型，电机与四级平行轴齿轮机构的第一级轴(2)通过梅花联轴器(1)连接；制动器与四级平行轴齿轮机构的第一级轴(2)直接联结；四级平行齿轮机构的末级轴(7)与三级行星齿轮机构的第一级行星太阳轮(9)通过齿形花键(8)直接传动联结，四级平行齿轮机构的箱体(5)与三级行星齿轮机构的1、2级内齿圈(12)直接固定连接，采用圆柱销和螺钉(11)固定联结；七齿输出齿轮轴与三级行星齿轮机构的第三级行星架(29)通过花键(28)联结传递扭矩、通过定位止口(31)与三级行星架(29)的连接、通过轴承(26)与三级行星输出轴壳体(27)相连实现轴向和径向定位、通过伸出轴颈(25)与平台支承(24)连接；定位止口(31)、轴承(26)、平台支承(24)三点承载，形成静不定支承结构。柱销数量是螺钉数量的50％以上。

四级平行轴齿轮机构的五个轴平行排列，第一轴(2)的转速最高，与制动器和专用电机连接，通过四级斜齿轮啮合传动，逐级减速，轴两点支撑、滚动轴承(4)承载、轴套定位(3)，浸油润滑，上、下箱体为对称剖分结构。

三级行星齿轮机构呈逐级减速形式，一、二、三级行星机构的太阳轮、行星架、内齿圈同轴；第一级行星机构采用两级浮动，即行星架(10)、太阳轮浮动(9)，行星架为整体悬臂式，三行星轮(6)结构，一、二级行星机构的内齿圈集成一体(12)，不同转速的一、二级太阳轮(9、10)之间采用浮顶结构(15)；第二级行星机构采用两级浮动，即行星架(16)、太阳轮(17)浮动，行星架为整体悬臂式，四行星轮(13)结构，内齿圈(12)与2、3级行星架壳体(32)采用圆柱销和螺钉(14)联结，圆柱销数量是螺钉数量的50％以上，不同转速的太阳轮(17)与行星架(16)之间采用浮顶结构(18)；第三级行星机构采用一级浮动，即太阳轮(22)浮动，行星架(29)为整体座销式、四行星轮(19)结构，内齿圈两端分别与2、3级行星架壳体(32)和3级行星架壳体(21)采用圆柱销和螺钉(30)联结，圆柱销数量是螺钉数量的50％以上，不同转速的三级太阳轮(22)与三级行星架(29)之间采用耐磨板(23)隔离。图中还有螺钉20。

七齿输出齿轮的模数为97mm、压力角30°、变位、非标准渐开线齿形。齿轮箱的输入转速约1164r/min、输出转速小于0.2156r/min，输入、输出端均采用油封密封。

Claims (6)

1.一种自升式海洋平台454吨提升齿轮箱，其特征是：整体外形呈“U”型，电机与四级平行轴齿轮机构的第一级轴(2)通过梅花联轴器(1)连接；制动器与四级平行轴齿轮机构的第一级轴(2)直接联结；四级平行齿轮机构的末级轴(7)与三级行星齿轮机构的第一级行星太阳轮(9)通过齿形花键(8)直接传动联结，四级平行齿轮机构的箱体(5)与三级行星齿轮机构的一、二级内齿圈(12)直接固定连接，采用圆柱销和螺钉(11)固定联结；七齿输出齿轮轴与三级行星齿轮机构的第三级行星架(29)通过花键(28)联结传递扭矩、通过定位止口(31)与三级行星架(29)的连接、通过轴承(26)与三级行星输出轴壳体(27)相连实现轴向和径向定位、通过伸出轴颈(25)与平台支承(24)连接；定位止口(31)、轴承(26)、平台支承(24)三点承载，形成静不定支承结构。

2.根据权利要求1所述的自升式海洋平台454吨提升齿轮箱，其特征是：圆柱销数量是螺钉数量的50％以上。

3.根据权利要求1或2所述的自升式海洋平台454吨提升齿轮箱，其特征是：四级平行轴齿轮机构的五个轴平行排列，第一级轴(2)的转速最高，与制动器和所述电机连接，通过四级斜齿轮啮合传动，逐级减速，轴两点支撑、滚动轴承(4)承载、轴套定位(3)，浸油润滑，上、下箱体为对称剖分结构。

4.根据权利要求1或2所述的自升式海洋平台454吨提升齿轮箱，其特征是：三级行星齿轮机构呈逐级减速形式，一、二、三级行星机构的太阳轮、行星架、内齿圈同轴；第一级行星机构采用两级浮动，即行星架(10)、太阳轮浮动(9)，行星架为整体悬臂式，三行星轮(6)结构，一、二级行星机构的内齿圈集成一体(12)，不同转速的一、二级太阳轮(9、10)之间采用浮顶结构(15)；第二级行星机构采用两级浮动，即行星架(16)、太阳轮(17)浮动，行星架为整体悬臂式，四行星轮(13)结构，内齿圈(12)与二、三级行星架壳体(32)采用圆柱销和螺钉(14)联结，圆柱销数量是螺钉数量的50％以上，不同转速的太阳轮(17)与行星架(16)之间采用浮顶结构(18)；第三级行星机构采用一级浮动，即太阳轮(22)浮动，行星架(29)为整体座销式、四行星轮(19)结构，内齿圈两端分别与二、三级行星架壳体(32)和三级行星架壳体(21)采用圆柱销和螺钉(30)联结，圆柱销数量是螺钉数量的50％以上，不同转速的三级太阳轮(22)与三级行星架(29)之间采用耐磨板(23)隔离。

5.根据权利要求1或2所述的自升式海洋平台454吨提升齿轮箱，其特征是：七齿输出齿轮为模数97mm、压力角30°、变位、非标准渐开线齿形。

6.根据权利要求1或2所述的自升式海洋平台454吨提升齿轮箱，其特征是：齿轮箱的输入、输出端均采用油封密封。