SZ36-1CEP海上KENZ起重機(jī)箱體式吊臂頂升裝置設(shè)計(jì)

羅廷文

(中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)機(jī)械設(shè)備技術(shù)服務(wù)中心，天津 300452)

?

SZ36-1CEP海上KENZ起重機(jī)箱體式吊臂頂升裝置設(shè)計(jì)

羅廷文

(中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)機(jī)械設(shè)備技術(shù)服務(wù)中心，天津 300452)

針對(duì)SZ36-1CEP海上KENZ起重機(jī)吊臂根部銷軸出現(xiàn)異常響聲和旋轉(zhuǎn)，存在安全隱患的問(wèn)題，考慮針對(duì)起重機(jī)自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一套箱體式吊臂頂升裝置并成功應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了替代浮吊進(jìn)行銷軸拆檢的工作，可保證海洋平臺(tái)起重機(jī)的安全使用，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可重復(fù)使用，降低了維修費(fèi)用。

箱體式吊臂；頂升裝置；吊臂銷軸

海上平臺(tái)起重機(jī)是平臺(tái)上的一類關(guān)鍵性設(shè)備，其性能的好與壞直接影響到平臺(tái)的生產(chǎn)生活。SZ36-1CEP海上KENZ起重機(jī)為荷蘭KENZ公司1999年制造，為箱體式吊臂變幅液壓缸結(jié)構(gòu)，箱體式吊臂與基座連接處采用銷軸連接，銷軸及軸承的好壞將影響到起重機(jī)的安全使用，該類型起重機(jī)自2000年服役至今一直未對(duì)主臂銷軸及軸承進(jìn)行過(guò)拆檢。自2012年以來(lái)陸續(xù)在主臂銷軸部位已出現(xiàn)了異常響聲，且部分銷軸的制動(dòng)板出現(xiàn)了斷裂，銷軸已出現(xiàn)了轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)象，見(jiàn)圖1。

圖1　銷軸旋轉(zhuǎn)故障位置示意

一旦主臂銷軸竄出或軸承散架，后果不堪設(shè)想。為了消除起重機(jī)設(shè)備的安全隱患，迫切需要制定解決方案。由于箱體式吊臂重量大，長(zhǎng)度超過(guò)25 m，重量接近12.5 t，吊臂水平狀態(tài)距離吊貨甲板高度接近9 m，且平臺(tái)甲板空間比較狹小，平臺(tái)上也沒(méi)有其他可用的大型起吊設(shè)備，要實(shí)施此項(xiàng)檢修工作，通常情況下必須借助浮吊作業(yè)來(lái)配合進(jìn)行主臂銷軸的拆卸檢查，但是浮吊成本太高。為克服上述困難，通過(guò)分析起重機(jī)自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，研制頂升裝置，主要包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)模塊、液壓系統(tǒng)模塊，該裝置能夠方便進(jìn)行主軸拆檢工作，為起重機(jī)的關(guān)鍵性銷軸的預(yù)防性拆檢提供了技術(shù)保障。

1　頂升裝置設(shè)計(jì)

1.1運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)模塊設(shè)計(jì)

運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)見(jiàn)圖2，結(jié)合多年來(lái)形成的技術(shù)積累，計(jì)劃依托起重機(jī)塔身上自有的液壓缸下支撐點(diǎn)作為頂升裝置基點(diǎn)，采用兩個(gè)小型油缸鉸接頂升托盤，通過(guò)控制托盤下部油缸的升縮來(lái)實(shí)現(xiàn)頂升托盤的上下起升，由托盤將箱體式吊臂頂起設(shè)計(jì)[1-6]。

圖2　頂升裝置裝配示意

利用吊車原液壓缸2個(gè)下支撐點(diǎn)和塔身上的吊耳安裝頂升裝置，形成一個(gè)穩(wěn)定的三角支撐架，通過(guò)調(diào)整斜拉螺桿的長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)支撐架的前后姿態(tài)調(diào)整，見(jiàn)圖3。

圖3　頂升裝置示意示意

1.2液壓系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

頂升裝置液壓系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，頂升執(zhí)行元件采用2個(gè)小型液壓油缸，采用換向閥及節(jié)流閥共同實(shí)現(xiàn)對(duì)升降的方向及速度的控制；同時(shí)，吊臂重量比較大，采用平衡閥防止頂升油缸意外下降，發(fā)生危險(xiǎn)。上述設(shè)計(jì)中液壓系統(tǒng)原理見(jiàn)圖4。同時(shí)為防止油缸內(nèi)泄等異常情況出現(xiàn)，消除吊臂更換作業(yè)的危險(xiǎn)性，在頂升裝置托盤4個(gè)角上安裝4根強(qiáng)度滿足要求的頂升螺紋絲杠進(jìn)行安全保護(hù)。

圖4　液壓原理示意

2　應(yīng)用實(shí)例

該裝置在SZ36-1G平臺(tái)的吊臂銷軸及軸承的拆檢更換中進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)效果。通過(guò)拆檢發(fā)現(xiàn)軸承及銷軸磨損嚴(yán)重，并成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)故障銷軸及軸承的更換工作。及時(shí)消除了吊車由于吊臂銷軸旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的安全隱患，保證了起重機(jī)在最短的時(shí)間恢復(fù)了正常使用。頂升裝置、施工圖片及新舊軸承銷軸對(duì)比見(jiàn)圖5、6及圖7。

圖5　頂升裝置及施工現(xiàn)場(chǎng)

圖6　吊臂新舊軸承對(duì)比

圖7　吊臂新舊銷軸對(duì)比

3　結(jié)束語(yǔ)

本套裝置在SZ36-1G平臺(tái)的吊臂銷軸及軸承的拆檢更換中進(jìn)行了成功應(yīng)用，裝置達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)效果，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)故障銷軸及軸承的更換工作。在全程施工過(guò)程中，業(yè)主完全肯定了該套裝置的安全可靠性，同時(shí)也及時(shí)為業(yè)主消除了吊車由于吊臂銷軸旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的安全隱患，保證了吊機(jī)在最短的時(shí)間恢復(fù)了正常使用。直接替代浮吊作業(yè)，單臺(tái)車主臂銷軸及軸承拆檢更換可直接為作業(yè)公司節(jié)省浮吊費(fèi)用近90萬(wàn)元(按浮吊3天理想狀態(tài)下作業(yè)計(jì)算)，目前KENZ同類型吊機(jī)在渤海灣內(nèi)還有6臺(tái)，其使用的吊臂軸承均為免維護(hù)軸承，經(jīng)過(guò)近13年的使用，軸承的免維護(hù)涂層已出現(xiàn)大面積脫落，自潤(rùn)滑效果降低，需要陸續(xù)對(duì)軸承進(jìn)行全部更換。該裝置的成功使用，為后續(xù)其余6臺(tái)KENZ吊機(jī)的銷軸預(yù)防性拆檢提供了技術(shù)保障。

針對(duì)箱體式吊臂結(jié)構(gòu)相似，只是吊臂重量，液壓缸擋距，起升高度不同，通過(guò)對(duì)本套裝置優(yōu)化升級(jí)，可實(shí)現(xiàn)系列化產(chǎn)品，繼而推廣應(yīng)用到類似KENZ起重機(jī)的其他箱體式吊臂變幅液壓缸結(jié)構(gòu)的起重機(jī)上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)起重機(jī)關(guān)鍵銷軸的預(yù)防性拆檢維護(hù)保養(yǎng)工作，實(shí)現(xiàn)起重機(jī)完整性管理方面對(duì)關(guān)鍵銷軸的定期拆檢的技術(shù)要求，可保證起重機(jī)設(shè)備的安全。

[1] 桂學(xué).橋梁頂升技術(shù)研究[D].西安:長(zhǎng)安大學(xué),2005.

[2] 呂濤,劉永福,劉俊峰.同步頂升支座更換技術(shù)[J].山西建筑,2010(12):319-320.

[3] 韓振勇.同步頂升技術(shù)在舊橋改造工程中的應(yīng)用[J].城市道橋與防洪,2006(9):164-167.

[4] 張朝亮，張河新，董偉亮，等.液壓同步頂推頂升技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用[J].液壓與氣動(dòng),2008(8):65-68.

[5] 張子哲,馬天平.廠房起重機(jī)支承梁及起重機(jī)整體升高技術(shù)的研究與實(shí)施[J].機(jī)械管理開(kāi)發(fā),2009(4):56-58.

[6] 彭宏彬,康漢杰.起重機(jī)伸臂支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2012(22):17-18.

SZ36-1 CEP Kenz Crane Box Boom Lifting Device Design

LUO Ting-wen

(Mechanical Equipment Service Center, COOEC, Tianjin 300452, China)

For SZ36-1CEP KENZ crane lifting arm root pin shaft appear abnormal noise and rotation, pose a safety hazard, considering of the crane's own structural characteristics, a box type hanging arm lifting device is designed and applied successfully in the sea. The lifting device realizes the pin shaft overhaul job instead of floating crane, which can guarantee the safe use of offshore cranes. The device has the advantages of simple structure, repeated use, greatly reduces the maintenance cost.

box boom; lifting device; boom pin

10.3963/j.issn.1671-7953.2016.01.032

2015-09-30

2015-10-09

羅廷文(1980-)，男，大學(xué)，工程師

U664.4

A

1671-7953(2016)01-0155-03

研究方向:海上起重機(jī)的檢驗(yàn)及維修

E-mail:ltw_cnooc@163.com