海上風電安裝船軸套式全連續樁腿升降裝置及方法
【專利說明】海上風電安裝船軸套式全連續樁腿升降裝置及方法
[0001]所屬領域
[0002]本發明涉及海洋工程裝備的安裝技術領域，特指一種近海大型風電自升式安裝船粧腿升降裝置及方法。
技術背景
[0003]近海大型風電自升式安裝船既能自主航行，實現運輸功能，又能像自升式平臺一樣升降，為海上作業提供穩定工作平臺，完成多種作業任務，因此自升式安裝船在海上風電安裝中占有很大比例。自升式安裝船工作原理是通過升降系統將粧腿伸入海底，當粧腿到達海底時，能將船體升離水面一定距離以承載船體重量，為海洋作業提供一個穩定的工作平臺。工作完畢后，安裝船將粧腿完全升起，實現航行。
[0004]現在廣泛應用的粧腿升降系統主要有液壓銷孔式和齒輪齒條式。液壓銷孔式升降系統運動不連續，拔銷困難，對船體有沖擊，因而工作效率不高；實現定比傳動困難；經常需要維護。齒輪齒條式升降系統傳動機構體積龐大，結構復雜，粧腿齒條長期浸泡在海水中極易腐蝕；為緩沖粧腿站立時齒條受的沖擊力，需在粧腿上下加上緩沖裝置或采取其他措施補償沖擊力；平臺升起后采用剎車進行固定，升降機構一直處于受力狀態。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是為了克服以上不足，提供一種全連續，沖擊小，效率高，運動平穩，結構緊湊，無需緩沖裝置，可操作性強，應用范圍廣的海上風電安裝船軸套式全連續粧腿升降裝置及方法。
[0006]一種海上風電安裝船軸套式全連續粧腿升降裝置，包括環梁、粧腿、短軸和四個軸套單元，每個軸套單元由一個左軸套、右軸套、升降滑塊和兩個油缸及活塞桿組成，四個軸套單元對稱分布在環梁四周的限位槽中，且每個軸套單元由各自的升降滑塊提供動力在規定區域上下升降，油缸通過螺釘連接固定在升降滑塊上，且油缸借助活塞桿向左、右軸套提供動力，左、右軸套在升降滑塊的滑動槽中同步水平滑動以實現對短軸的分離和合攏，短軸與粧腿通過焊接進行固定，粧腿在左、右軸套合攏時隨升降滑塊上下升降。
[0007]短軸等距均勻分布在粧腿的四周，且通過焊接進行固定，粧腿的升降是通過左、右軸套合攏抱緊短軸由升降滑塊提供動力來實現。
[0008]一種海上風電安裝船軸套式全連續粧腿升降方法，包括以下步驟:
[0009](I)由控制系統發出粧腿提升命令，系統鎖緊裝置釋放粧腿；
[0010](2)軸套單元(A、B、C、D)進入①?②行程階段:軸套單元(A、C)處于工作行程的初期階段，升降滑塊提供動力把由左、右軸套合攏抱緊的短軸及通過焊接固定的粧腿一起提升；軸套單元(B、D)處于分離階段，升降滑塊與粧腿同步提升，油缸通過活塞桿提供拉力使左、右軸套逐步分離；
[0011](3)軸套單元(A、B、C、D)進入②?③行程階段:軸套單元(A、C)處于工作行程的中期階段，升降滑塊繼續提供動力提升粧腿；軸套單元(B、D)處于空回行程階段，升降滑塊迅速下降到下一個目標短軸的水平線上；
[0012](4)軸套單元(A、B、C、D)進入③?④行程階段:軸套單元(A、C)處于工作行程的后期階段，升降滑塊繼續提供動力提升粧腿；軸套單元(B、D)處于合攏階段，升降滑塊改變運動速度與方向，與目標短軸在同一水平線上同步上升，且油缸通過活塞桿提供推力使左、右軸套逐步向目標短軸合攏；
[0013](5)軸套單元(A、B、C、D)進入④?⑤行程階段:軸套單元(A、C)處于分離階段，升降滑塊與粧腿同步提升，油缸通過活塞桿提供拉力使左、右軸套逐步分離；軸套單元(B、D)處于工作行程的初期階段，升降滑塊提供動力把由左、右軸套合攏抱緊的短軸及通過焊接固定的粧腿一起提升；
[0014](6)軸套單元(A、B、C、D)進入⑤?⑥行程階段:軸套單元(A、C)處于空回行程階段，升降滑塊迅速下降到下一個目標短軸的水平線上；軸套單元(B、D)處于工作行程的中期階段，升降滑塊繼續提供動力提升粧腿；
[0015](7)軸套單元(A、B、C、D)進入⑥?①行程階段:軸套單元(A、C)處于合攏階段，升降滑塊改變運動速度與方向，與目標短軸在同一水平線上同步上升，且油缸通過活塞桿提供推力使左、右軸套逐步向目標短軸合攏；軸套單元(B、D)處于工作行程的后期階段，升降滑塊繼續提供動力提升粧腿；
[0016](8)重復以上6個行程階段，直至控制系統發出粧腿停止提升命令，在工作行程階段的一組軸套單元停止提升，另一組軸套單元繼續運行至①節點處停止，系統鎖緊裝置啟動。粧腿的下降方法與提升方法原理相同，只是在升降滑塊的運動方向上相反。
[0017]各軸套單元交替工作，交替環節有同步隨動和行程重疊，實現了粧腿連續平穩無停頓可靠升降，減少了停頓帶來的對船體的沖擊，提高了傳動效率。
[0018]兩對稱軸套單元為一組，共分兩組交替工作，也可同時由3個軸套單元進行工作，剩余的軸套單元依次替換一個工作的軸套單元。
[0019]本發明通過四個軸套單元的交替動作，交替環節有同步隨動和行程重疊，實現了粧腿全連續平穩可靠升降，減少了因停頓對船體的沖擊，提高了粧腿升降的工作效率。
【附圖說明】
[0020]圖1海上風電安裝船軸套式全連續粧腿升降裝置的總體布局圖；
[0021]圖2軸套單元三視圖；
[0022]圖3升降滑塊與左、右軸套的行程動作示意圖；
[0023]附圖中標號說明:
[0024]1、環梁；2、升降滑塊；3、軸套；4、粧腿；5、短軸；A、軸套單元；B、軸套單元；C、軸套單元；D、軸套單元；a、左軸套；b、右軸套；c、升降滑塊；d、油缸；e、活塞桿。
【具體實施方式】
[0025]結合圖1、圖2和圖3示出本發明的一種海上風電安裝船軸套式全連續粧腿升降裝置的【具體實施方式】，包括環梁1、粧腿4、短軸5和四個軸套單元A、B、C、D，每個軸套單元A、
B、C、D由一個左軸套a、右軸套b、升降滑塊c和油缸d及活塞桿e組成，四個軸套單元A、
B、C、D對稱分布在環梁I四周的限位槽中，且每個軸套單元A、B、C、D由各自的升降滑塊c提供動力在規定區域上下升降，油缸d通過螺釘連接固定在升降滑塊C上，且油缸d借助活塞桿e向左、右軸套a、b提供動力，左、右軸套a、b在升降滑塊c的滑動槽中同步水平滑動以實現對短軸5的分離和合攏，短軸5與粧腿4通過焊接進行固定，粧腿4在左、右軸套a、b合攏時隨升降滑塊c上下升降；短軸5等距均勻分布在粧腿4的四周，且通過焊接進行固定，粧腿4的升降是通過左、右軸套a、b合攏抱緊短軸5由升降滑塊c提供動力來實現。
[0026]一種海上風電安裝船軸套式全連續粧腿升降方法，包括以下步驟:
[0027](I)由控制系統發出粧腿4提升命令，系統鎖緊裝置釋放粧腿4 ;
[0028](2)軸套單元A、B、C、D進入①?②行程階段:軸套單元A、C處于工作行程的初期階段，升降滑塊c提供動力把由左、右軸套a、b合攏抱緊的短軸5及通過焊接固定的粧腿4一起提升；軸套單元B、D處于分離階段，升降滑塊c與粧腿4同步提升，油缸d通過活塞桿e提供拉力使左、右軸套a、b逐步分離；
[0029](3)軸套單元A、B、C、D進入②?③行程階段:軸套單元A、C處于工作行程的中期階段，升降滑塊c繼續提供動力提升粧腿4 ;軸套單元B、D處于空回行程階段，升降滑塊c迅速下降到下一個目標短軸5的水平線上；
[0030](4)軸套單元A、B、C、D進入③?④行程階段:軸套單元A、C處于工作行程的后期階段，