CN105220724B - 半潜式海床加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种半潜式海床加工设备，其结构简单，设计巧妙，布局合理，它利用稳定性好的海上平台作为基础，设计出一种能够在X轴、Y轴和Z轴方向上运动的结构，该结构能够实现对海底岩体或礁石的切削与加工，同时为了避免海上平台在风浪作用下的晃动而影响加工的问题，它还创造性地采用挠性主轴和浮动刀盘的结构，这种刀头结构能够补偿海上平台的晃动，主轴仍然可以为刀头提供稳定的正压力，从而抵消晃动对刀头切削工作的影响，保证刀头不会破坏。它的出现，填补了海底岩体或礁石加工的空白，对于修筑码头、填海造岛等施工来说有着极为重要的意义和作用，因此可以说它具备了多种优点，特备适合于在本领域中推广应用，其市场前景十分广阔。

Description

半潜式海床加工设备

技术领域

本发明涉及一种海上平台配套设备，特别是一种半潜式海床加工设备。

背景技术

目前所使用的自升式钻井平台和坐底式钻井平台，只能用于平缓的泥沙海床，当海床为高低不平的岩体或珊瑚礁时就无法作业。同样地，由于现今在岛屿上修码头和占岛都采用的是沉箱法，即将在陆地上造好的水泥沉箱拖至沉位，打开海底放水塞后灌水下沉至海床，再往沉箱中放泥石铸成一体，上放盖板制成码头或平地。而在海床高低不平时则需采用炸礁法，再用抓斗式清礁船将大块礁石清走，基本推平后再下沉箱。上述作法虽然理论上可行，但实践证明即使经过炸礁清礁处理后，海床仍不可能很平整，沉箱的底部与礁石之间仍然是若干个点接触，水泥沉箱的底部基本都要破坏，但只要其四壁不裂开，就可使用。而由于码头的载荷时不断变化的，因此经过一段时间后，沉箱侧壁会开裂，钢筋受海水腐蚀损坏，码头存在危险裂缝，而这时的修复则是极其困难的。

如果能够利用某种装置或设备将对礁石进行加工，使礁石与沉箱的接触面平整，则能够解决上述问题，但目前尚无一种船舶能对海床岩体进行切削加工。因为一般船舶在海面不可能不摇摆，无论是横摇或纵摇，对切削刀盘都可能产生数十吨或数百吨的作用力，刀盘和主轴是无法承受的。

发明创造名称：组合式海洋平台标准模块，专利号：201320691338.7的中国发明专利公开了一种模块，该模块通过拼接后能够形成一个稳定的海洋平台，该海洋平台的出现，为开发、设计出能够对海底岩石、礁石进行加工的设备提供了基础。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所存在的上述不足，提出一种结构简单，设计巧妙，能够在海洋环境中顺利地对岩体或礁石进行切削加工的半潜式海床加工设备。

本发明的技术解决方案是：一种半潜式海床加工设备，包括由组合式海洋平台标准模块组建的海上平台1，其特征在于：在海上平台1上固定设置有X轴平台2，在X轴平台2上对称地设置有两个X轴齿条3，与X轴齿条3通过齿轮活动连接有Y轴齿条框架4，在Y轴齿条框架4上对称地设置有两个Y轴齿条5，与Y轴齿条5通过齿轮活动连接有箱体6，箱体6内设置有主电机7，主电机7通过传动副与轴承支承在箱体6内的主轴8花键连接，主轴8外设置有套筒9，主轴8能够相对于套筒9转动，且主轴8会随同套筒9相对于箱体6纵向运动，在套筒9外沿其轴向设置有Z轴齿条10，与Z轴齿条10相配的设置有通过纵移电机驱动的驱动齿11，主轴8的底端设置有盘型固定部12，与盘型固定部12相配的设置有盘型挠性部13，盘型固定部12与盘型挠性部13之间通过多个在圆周上均匀分布的传动销轴14连接，并且在每个传动销轴14外都套接有碟形弹簧15，同时盘型固定部12与盘型挠性部13之间留有间隙，在盘型挠性部13的底端设置有刀头16。

与所述的刀头16还相配的设置有切屑回收头17，切屑回收头17通过管路与设置在海上平台1上的泵相连。

本发明同现有技术相比，具有如下优点：

本种结构形式的半潜式海床加工设备，其结构简单，设计巧妙，布局合理，它利用稳定性好的海上平台作为基础，设计出一种能够在X轴、Y轴和Z轴方向上运动的结构，该结构能够实现对海底岩体或礁石的切削与加工，同时为了避免海上平台在风浪作用下的晃动而影响加工的问题，它还创造性地采用挠性主轴和浮动刀盘的结构，这种刀头结构能够补偿海上平台的晃动，主轴仍然可以为刀头提供稳定的正压力，从而抵消晃动对刀头切削工作的影响，保证刀头不会破坏。它的出现，填补了海底岩体或礁石加工的空白，对于修筑码头、填海造岛等施工来说有着极为重要的意义和作用，因此可以说它具备了多种优点，特备适合于在本领域中推广应用，其市场前景十分广阔。

说明书附图

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为本发明实施例的俯视图。

具体实施方式

下面将结合附图说明本发明的具体实施方式。如图1、图2所示：一种半潜式海床加工设备，包括由组合式海洋平台标准模块组建的海上平台1，在海上平台1上设置有X轴平台2，在这个X轴平台2上对称地设置有两个X轴齿条3，在X轴平台2上活动连接有Y轴齿条框架4，这个Y轴齿条框架4上设置有通过电机驱动的齿轮，这些齿轮与X轴齿条3相啮合；在Y轴齿条框架4上对称地设置有两个Y轴齿条5，在Y轴齿条框架4上活动连接有箱体6，箱体6上也设置有通过电机驱动的齿轮，这些齿轮与Y轴齿条5相啮合；在箱体6内设置有主电机7，这个主电机7通过传动副与轴承支承在箱体6内的主轴8花键连接，在主轴8外设置有套筒9，这个套筒9与主轴8之间能够相对转动，且套筒9能够带动主轴8相对于箱体6做Z轴方向的运动；在套筒9外沿其轴向设置有Z轴齿条10，与这个Z轴齿条10相啮合的设置有驱动齿11，并且这个驱动齿11通过固定设置在箱体6中的纵移电机进行驱动；在主轴8的底端设置有盘型固定部12，与这个盘型固定部12相配的设置有盘型挠性部13，盘型固定部12与盘型挠性部13之间留有间隙，二者并不接触，而是通过多个在圆周上均匀分布的传动销轴14相互连接，并且在每个传动销轴14外都套接有碟形弹簧15，且每个碟形弹簧15的上、下两端都分别与盘型固定部12和盘型挠性部13相接触，在盘型挠性部13的底端则设置有用于对岩体或礁石进行切削加工的刀头16；为了顺利地回收切屑，与刀头16还相配的设置有切屑回收头17，这个切屑回收头17通过管路与设置在海上平台1上的泵相连。

本发明实施例的半潜式海床加工设备的工作过程如下：首先利用组合式海洋平台标准模块组建出海上平台1，然后驱动箱体6在平面上运动，让箱体6底端的刀头16运动至需要加工的岩体或礁石处，具体运动过程是：通过电机驱动Y轴齿条框架4沿着X轴齿条3的轴向运动，通过电机驱动箱体6沿着Y轴齿条5的轴向运动，上述两种运动的结合，即可实现箱体6在平面上的运动；

箱体6运动到位后，启动主电机7，主电机7通过传动副带动主轴8转动，由于主轴8底端的盘型固定部12与盘型挠性部13之间通过多个传动销轴14连接，因此主轴8会带动盘型挠性部13底部的刀头16高速转动，需要刀头16做进给动作时，启动纵移电机，驱动齿11转动带动与其啮合的Z轴齿条10动作，进而驱动套筒9相对于箱体6做Z轴方向上的运动，由于套筒9能够带动主轴8纵向运动，因此最终会实现主轴8底端的刀头16的沿着Z轴方向的进给动作；通过上述动作的结合，即可实现刀头16对岩体或礁石的切削加工；

由于主轴8与刀头16之间通过多个传动销轴14连接，且这些传动销轴14在圆周上均匀分布，同时在传动销轴14外还套接有两端分别与盘型固定部12和盘型挠性部13接触的碟形弹簧15，因此即使海上平台1在风浪的作用下出现微小的晃动，盘型固定部12和盘型挠性部13之间也会作出相应的位移来补偿这种晃动，主轴8仍然可以提供稳定的正压力，从而抵消晃动对刀头16切削工作的影响，保证刀头16不会破坏；

在刀头16切削的过程中，要启动设置在海上平台1上的泵，这样切屑过程中所产生的切屑便会通过切屑回收头17和管路输送到海上平台1上，经过分离、过滤后将切屑收集并回收，海水重新排入海中。

Claims (2)

1.一种半潜式海床加工设备，包括由组合式海洋平台标准模块组建的海上平台（1），其特征在于：在海上平台（1）上固定设置有X轴平台（2），在X轴平台（2）上对称地设置有两个X轴齿条（3），与X轴齿条（3）通过齿轮活动连接有Y轴齿条框架（4），在Y轴齿条框架（4）上对称地设置有两个Y轴齿条（5），与Y轴齿条（5）通过齿轮活动连接有箱体（6），箱体（6）内设置有主电机（7），主电机（7）通过传动副与轴承支承在箱体（6）内的主轴（8）花键连接，主轴（8）外设置有套筒（9），主轴（8）能够相对于套筒（9）转动，且主轴（8）会随同套筒（9）相对于箱体（6）纵向运动，在套筒（9）外沿其轴向设置有Z轴齿条（10），与Z轴齿条（10）相配的设置有通过纵移电机驱动的驱动齿（11），主轴（8）的底端设置有盘型固定部（12），与盘型固定部（12）相配的设置有盘型挠性部（13），盘型固定部（12）与盘型挠性部（13）之间通过多个在圆周上均匀分布的传动销轴（14）连接，并且在每个传动销轴（14）外都套接有碟形弹簧（15），同时盘型固定部（12）与盘型挠性部（13）之间留有间隙，在盘型挠性部（13）的底端设置有刀头（16）。

2.根据权利要求1所述的半潜式海床加工设备，其特征在于：与所述的刀头（16）还相配的设置有切屑回收头（17），切屑回收头（17）通过管路与设置在海上平台（1）上的泵相连。