水下泥泵推力軸承底座設(shè)計(jì)

(天津中交博邁科海洋船舶重工有限公司閆金忠，商立忠，劉秀麗 供稿)

水下泥泵推力軸承底座設(shè)計(jì)

2011年7月，我公司完成了天航局“天獅”號(hào)3 000 m3絞吸式挖泥船水下泵推力軸承底座的換新工作，經(jīng)過近一年的使用，反映良好。換新前，由于水下泥泵在工作狀態(tài)下產(chǎn)生的震動(dòng)未能被底座有效的控制，震動(dòng)劇烈，對(duì)船體結(jié)構(gòu)、船上設(shè)備以及人員均有較大影響。換新后，有效控制了底墊震動(dòng)過大的問題。

1 絞吸式挖泥船工作原理及存在的問題

絞吸式挖泥船在開挖過程中，利用位于吸泥管入口后端的離心式水下泥泵的作用，在吸入口產(chǎn)生一定的真空將絞刀旋轉(zhuǎn)攪松的泥沙隨水吸入泥管中，再通過泥泵后的排泥管將泥沙漿輸送到規(guī)定的拋泥區(qū)內(nèi)。水下泥泵泥水流量近10 000 m3/h，因而水下泥泵推力軸承底座受力很大。

在現(xiàn)場實(shí)測中發(fā)現(xiàn)以下問題:①原底座板厚較薄，結(jié)構(gòu)形式不合理且結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較小。②推力軸承底座上的卡帶與推力軸承的卡槽間隙過大。水下泵在長期工作狀態(tài)下產(chǎn)生大量的磨擦，導(dǎo)致間隙變大，卡帶不能完整卡住水下泵軸套，使水下泵工作時(shí)振動(dòng)加大。③推力軸承底座與泵殼鏈接處法蘭密封不好，法蘭腐蝕嚴(yán)重。在多重因素下使挖泥船在工作狀態(tài)時(shí)振動(dòng)幅度過大。

2 底座設(shè)計(jì)

在沒有圖紙的情況下，我們采取了增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的方案，在保證卡帶距離及軸線距底座底板高度的基礎(chǔ)上，重新進(jìn)行了底座的設(shè)計(jì)，如圖1。

1)筒體采用25 mm船板，底座首部進(jìn)行加長，探出卡帶1 200 mm，并在底座首部對(duì)應(yīng)前結(jié)構(gòu)位置新加4塊肘板，使卡帶1受力增大。底座外板按圓筒下料，保證整體性。在減輕孔上增加扁鐵圈以補(bǔ)強(qiáng)。

2)底座底板增厚為40 mm，底板與推力軸承基座的固定螺栓孔進(jìn)行現(xiàn)場配開，以保證螺栓孔的位置精確。

3)卡帶1厚度加厚為120 mm，卡帶兩側(cè)的螺栓孔增加至左右各2個(gè)，螺栓直徑為30 mm。作用是加強(qiáng)卡帶1的強(qiáng)度。

4)在底座外板、法蘭1、法蘭2之間增加7塊板厚為50 mm肘板，肘板連接這3個(gè)構(gòu)件，縱向貫通。

5)在卡帶2與法蘭1之間增加4塊板厚為40 mm肘板，肘板連接法蘭1與卡帶2的腹板，使卡帶前后受力分布均勻。

圖1 水下泵推力軸承底座部件示意圖

3 設(shè)計(jì)后加工

1)底座成形以后，對(duì)卡帶1、卡帶2、法蘭2整體進(jìn)行機(jī)加工，在加工時(shí)需要提前把卡帶的上下半圓用螺栓擰緊，以保證同軸度。由于卡帶2需要卡在軸套上的卡槽里，卡槽的截面是梯型，所以卡帶2的兩側(cè)加工角度以卡槽為準(zhǔn)?？ú鄣淖饔檬菫榱朔乐馆S套的前后移動(dòng)。在卡帶2上半塊內(nèi)徑中心處有一個(gè)定位銷孔，與軸套相應(yīng)位置處定位銷孔相同直徑31 mm，深35 mm。此孔是用定位銷鏈接，防止軸套轉(zhuǎn)動(dòng)。

2)在法蘭1的尾向加了一道內(nèi)徑1 991 mm、寬15 mm、深3 mm的密封槽，加上密封圈后起到第一道密封作用， 防止海水進(jìn)入泵殼內(nèi)部，在法蘭1最大外徑與內(nèi)徑1 975 mm之間需要進(jìn)行機(jī)加工抄平，平面高度與焊接在法蘭1尾側(cè)的圓環(huán)高度差為50 mm。

3)在底座法蘭1的尾側(cè)有道寬45 mm外徑為1 975 mm圓環(huán)。圓環(huán)外側(cè)有道15 mm×15 mm的密封槽，加上密封圈后起到第二道密封作用，防止海水進(jìn)入泵殼內(nèi)部。

4 注意事項(xiàng)

1)底座結(jié)構(gòu)焊接時(shí)需要保證垂直構(gòu)件的垂直度和同軸構(gòu)件的同軸度。垂直公差為0.05 mm，同軸度為0.10 mm。在不同構(gòu)件垂直同一構(gòu)件時(shí)還要保證不同構(gòu)件的平行度，平行公差為0.05 mm。

2)為保證水下泵推力軸承底座的同軸度以及軸線的準(zhǔn)確。構(gòu)件焊接時(shí)需要考慮到加工余量問題。底座所有構(gòu)件焊接完畢后進(jìn)行退火，消除焊接應(yīng)力防止加工后變形，然后整體進(jìn)行機(jī)加工，所有需要機(jī)加的構(gòu)件在下料時(shí)都要提前加上加工量。

3)底座整體機(jī)加工以圓環(huán)尾向與法蘭2的尾向?yàn)橥换鶞?zhǔn)面。所有橫向構(gòu)件位置都以此基準(zhǔn)面為基礎(chǔ)測量得出。主要包括法蘭2的基準(zhǔn)面首向105 mm起臺(tái)處及起臺(tái)寬度，卡帶1和卡帶2的位置。

4)所有機(jī)加工件，加工面的光潔度均為3.2，密封槽夾角需開倒角。

U672

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1001－8328(2012)05－0057－01

(天津中交博邁科海洋船舶重工有限公司閆金忠，商立忠，劉秀麗 供稿)