李曉光 張敬 徐曉波 陸洋

摘要：本文主要闡述了50T柱式海洋平臺起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式，以及MGB材料軸承的應(yīng)用，為海洋平臺起重機(jī)的設(shè)計(jì)提供幫助。

關(guān)鍵詞：平臺起重機(jī);MGB;回轉(zhuǎn)支承;徑向軸承;推力軸承

1.概述

海洋平臺起重機(jī)是廣泛應(yīng)用于海上各種鉆井平臺、采油平臺、生活平臺、起重船以及其它工程船舶上的起重機(jī)，是平臺與外界及平臺內(nèi)部貨物搬運(yùn)的主要工具，是海洋工程中必不可少的設(shè)備之一。平臺起重機(jī)的可抗風(fēng)性、耐防腐性、可維修性及安全可靠性等要求都很高。目前柱式海洋平臺起重機(jī)是各海洋平臺制造廠家所最為青睞的結(jié)構(gòu)形式。本文以50T柱式海洋平臺起重機(jī)為例，對平臺起重機(jī)的回轉(zhuǎn)支承機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究。

2.50T柱式海洋平臺起重機(jī)結(jié)構(gòu)

50T柱式海洋平臺起重機(jī)的主體框架由一個固定中柱與可旋轉(zhuǎn)的上門架機(jī)構(gòu)和下轉(zhuǎn)臺機(jī)構(gòu)組成，還包括臂架、機(jī)械房、操作室、主鉤、副鉤、主起升機(jī)構(gòu)、副起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)等。臂架通過鉸點(diǎn)與下轉(zhuǎn)臺機(jī)構(gòu)連接，吊桿、機(jī)械房、操作間等安裝在可旋轉(zhuǎn)的上門架結(jié)構(gòu)上。在中間基柱上部和下部各有軸承抱在柱子上，上部軸承主要承受通過變幅鋼絲繩傳遞過來的拉力以及起重機(jī)旋轉(zhuǎn)部分的重力，下部的軸承主要承受通過吊臂傳過來的推力和轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的摩擦力。兩個軸承本身不承受傾覆力矩，傾覆力矩基本上由中間基柱承擔(dān)。所以，只要立柱不倒起重機(jī)就不會傾覆。

起重機(jī)主要技術(shù)參數(shù)：

主鉤和副鉤最大起升高度均為90米;

主鉤起升速度為：0—21m/min;

副鉤起升速度為：0—21m/min;

主鉤在平臺內(nèi)起升時，13.7米半徑范圍內(nèi)，起升能力為50T，在13.7米至38.1米范圍內(nèi)起升能力逐步下降，在38.1米處起升能力為17噸;

主鉤在平臺外起升時，10.7米半徑范圍內(nèi)，起升能力為40T，在10.7米至38.1米范圍內(nèi)起升能力逐步下降，在38.1米處起升能力為6噸。

3.回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要技術(shù)參數(shù)及組成

在功能和結(jié)構(gòu)上講，回轉(zhuǎn)部位是平臺起重機(jī)最為關(guān)鍵的部位之一，它既承擔(dān)上門架機(jī)構(gòu)和下轉(zhuǎn)臺機(jī)構(gòu)的自重，又承擔(dān)起吊時各種組合載荷，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理與否直接關(guān)系到起重機(jī)能否安全可靠地運(yùn)行。

回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的主要技術(shù)參數(shù)如下：

額定起重量50T（全回轉(zhuǎn)）

起重機(jī)回轉(zhuǎn)范圍360°

馬達(dá)輸出扭矩2×418N.m

回轉(zhuǎn)速度0～1RPM

制動器制動力矩2×734N.m

減速機(jī)速比243

起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承機(jī)構(gòu)分為頂部機(jī)構(gòu)和底部機(jī)構(gòu)兩部分，頂部機(jī)構(gòu)與上門架連接，底部機(jī)構(gòu)與下轉(zhuǎn)臺連接，門架與轉(zhuǎn)臺通過銷軸把合在一起?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動裝置位于底部，主要由回轉(zhuǎn)馬達(dá)、回轉(zhuǎn)制動器、回轉(zhuǎn)減速機(jī)三部分組成，均固定在下轉(zhuǎn)臺之上?；剞D(zhuǎn)馬達(dá)通過花鍵連接回轉(zhuǎn)制動器，回轉(zhuǎn)制動器通過花鍵把動力傳遞給回轉(zhuǎn)減速器，回轉(zhuǎn)減速器通過小齒輪與固定在中間基柱上的大齒輪配合完成回轉(zhuǎn)動作。

3.1底部回轉(zhuǎn)支承機(jī)構(gòu)

3.1.1底部回轉(zhuǎn)支承機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式

底部回轉(zhuǎn)支承機(jī)構(gòu)主要由直通式壓注油杯、下軸承、軸承蓋板、軸承限位塊等組成。

下軸承由四塊完全一樣的MGB材料的1/4圓環(huán)對接而成，位于中間基柱與下轉(zhuǎn)臺之間，主要承擔(dān)下轉(zhuǎn)臺與中間基柱間的摩擦力。四件軸承限位塊分別焊接在轉(zhuǎn)臺內(nèi)圈的四個象限位置，一方面為了方便軸承的安裝，另一方面帶動軸承與下轉(zhuǎn)臺一同旋轉(zhuǎn)。四件直通式壓注油杯分別安裝在下軸承的上方，為保證良好的潤滑效果，下軸承內(nèi)圈開有橫縱互通的溝槽。

MGB材料基本參數(shù)：拉伸強(qiáng)度（MPa）≥70;沖擊強(qiáng)度（MPa）≥100;壓縮強(qiáng)度（MPa）≥120;使用溫度（℃）=-40～+100;極限值（MPa×m/s）=12;摩擦系數(shù)（油潤滑）=0.02～0.04。

3.1.2底部回轉(zhuǎn)支承機(jī)構(gòu)的安裝

在平臺起重機(jī)整體裝配時，用吊車將下轉(zhuǎn)臺套入中間基柱，放置平穩(wěn)后用相應(yīng)工裝固定，保證下轉(zhuǎn)臺與中間基柱間的空隙均勻，將下軸承的四個分體分別沿軸承限位塊裝入此空隙。檢查無誤后，用螺栓將軸承蓋板與下轉(zhuǎn)臺把緊，將下軸承固定，最后將四件直通式壓注油杯分別與下軸承的四個分體安裝好。由于各軸承內(nèi)圈外圈均為間隙配合，所以全程不需要加熱，安裝非常方便。

3.2頂部回轉(zhuǎn)支承機(jī)構(gòu)

3.2.1頂部回轉(zhuǎn)支承機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式

頂部回轉(zhuǎn)支承機(jī)構(gòu)主要由直通式壓注油杯、上層徑向軸承、下層徑向軸承、推力軸承固定圈、推力軸承、徑向軸承限位塊等組成。推力軸承由四塊完全一樣的MGB材料直角形狀的滑動軸承對接而成，位于中間基柱支承座板與上門架底板之間。推力軸承固定圈焊接在上門架之上，用于固定推力軸承，并且在旋轉(zhuǎn)時帶動其與上門架一同旋轉(zhuǎn)。上層徑向軸承與下層徑向軸承均由四塊完全一樣的MGB材料的1/4圓環(huán)對接而成，徑向軸承限位塊同樣焊接在上門架內(nèi)圈的四個象限位置。四件直通式壓注油杯分別安裝在上層徑向軸承之上，上層徑向軸承與下層徑向軸承內(nèi)圈均開有互通的溝槽，在潤滑徑向軸承的同時，也能保證推力軸承有足夠的潤滑。

3.2.2頂部回轉(zhuǎn)支承機(jī)構(gòu)的安裝

在平臺起重機(jī)整體裝配時，于中間基柱支承座板上劃出推力軸承的位置線，然后按樣線將推力軸承對接好，并用相應(yīng)工裝固定。將上門架整體吊裝，放置于推力軸承之上，保證推力軸承固定圈完全套入推力軸承;用吊車扶正上門架，將下層徑向軸承的四個分體分別沿徑向軸承限位塊裝入上門架與中間基柱間的空隙;將四件直通式壓注油杯分別與上層徑向軸承的四個分體組裝好，將組裝好的上件用同樣辦法裝入上門架與中間基柱間的空隙。最后將下轉(zhuǎn)臺與上門架用銷軸把合好，安裝完畢。

4.結(jié)束語

目前國內(nèi)普遍采用滾子軸承的形式，在同等的承載能力下，滾子軸承形式滾道直徑通常較大，需占用大面積空間，且在海上高鹽霧的環(huán)境下極易腐蝕，假若軸承損壞，需要將門架及下轉(zhuǎn)臺整體起吊拆卸。而該種機(jī)構(gòu)形式承載力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)性好、故障率低、維修方便、成本低廉，很好的解決了平臺起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承機(jī)構(gòu)占用空間大、維修不便等問題，而且MGB材料的耐腐蝕能力極強(qiáng)，大大的增加了起重機(jī)的安全可靠性，提高了起重機(jī)的工作效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝惠強(qiáng).1100t海洋平臺起重機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu).大連華銳重工集團(tuán)股份有限公司港口機(jī)械制造事業(yè)部