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大型中心回转装置和回转支承装置设计研究
发布时间:2023-03-10      点击次数:439
大型全回转浮式起重机(以下简称浮吊)可在无需船体位移的情况下完成吊重物横向位移,尤其适于在船两舷的转移吊重,可大大提高浮吊海上作业的安全性。近些年来,随着海洋石油开发、大型海上工程建设、海洋平台的拆卸与安装、沿海风电设备安装和海难救助事业的发展,大型全回转浮吊的需求迅猛增加。

中心回转装置和回转支承装置(主要是滚轮和反滚轮)是大型浮吊实现全回转的关键技术,承载整台浮吊的自重载荷、其他载荷以及因此产生的倾覆力矩。全回转支撑装置的研究有:文献[1] 研究了滚轮轮压的形成及优化对回转浮吊设计的重要意义;文献[2] 通过分析台车式回转支承装置和多排密布滚轮式回转支撑装置的结构特点,提出了新型的链式滚轮回转支撑装置;文献[3] 假设浮吊回转底盘和下支撑为极大钢体,提出一种快速且较准确设计浮吊回转支撑的方案,但关于另一项大型浮吊全回转关键技术——中心回转装置的研究相对较少,设计方案也很单一。文中提出一种新型易拆卸回转轴承设计安装方法,并对外圈座两种形式进行比较计算。

1 回转轴承易拆卸型设计方法
中心回转轴承是大型全回转浮吊的重要构件,目前市场存在的浮吊大多在中心回转轴承损坏后,更换代价非常巨大,需要将中心回转装置以上结构(包括回转底盘、桁框架、人字架、臂架等)都拆卸

中心回转装置主要由轴承外圈座、轴承内圈座和中心回转轴承三部分组成,见图2。回转轴承外圈座与底盘用高强度螺栓连接,回转轴承内圈座为下支撑筒体的一部分,轴承内、外圈座之间由分段轴承相互润滑连接,轴承外圈座与筒体之间高度空间较大,轻松实现轴承外圈座的脱离,便于回转轴承损坏后更换,解决了回转轴承制造、安装和更换维护技术难题。图2a 为中心回转装置在正常工作时回转轴承内外圈的装配位置,图2b为中心回转装置在维修时回转轴承内外圈的装配位置。拆除回转轴承外圈座和上部回转结构之间的固定螺栓,回转轴承外圈座自动脱落在下部固定结构上,露出回转轴承,以便于对回转轴承的更换、维护。为了保证充分润滑,在外圈座的外侧面上加工有润滑油孔,用来给轴承加注润滑油。

图2a.jpg

(b)维修状态
图2 回转轴承易拆卸设计方法
2 轴承外圈座方案比较
作为连接起重机底座与内筒体之间的核心部件,回转轴承外圈座和内圈座在拖航时会受到较大的横向力,合理的设计方案对其受力有较大影响。图3 为轴承外圈座的两个初步设计方案,其中图3a 为L 形结构,即轴承外圈座与起重机底部的连接部结构位于圈座壁的上侧,壁端下侧分布多个梯形肋板;图3b 为T 形结构,即连接部结构位于圈座壁的中间位置。为了分析比较这两个设计方案的受力情况,分别对其进行了有限元计算。

图2a-1.jpg

(b)T 形结构- 方案2

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