摘要：齒條是自升式平臺(tái)升降系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，承當(dāng)著平臺(tái)全部的升降動(dòng)力，工作載荷大，裝配精度要求高，施工難度很大。根據(jù)齒條裝配工作在不同階段的特點(diǎn)和施工要求將齒條裝配工作劃分為三個(gè)階段，介紹齒條裝配工作在不同階段的裝配方法以及注意事項(xiàng)。

Abstract： The rack is a key component of the self-elevating platform lifting system and it bears all the lifting power of the platform. It has a large working load， high assembly accuracy requirements and great difficulty in construction. According to the characteristics and construction requirements of the rack assembly work in different stages， the rack assembly work is divided into three stages， and the assembly methods and precautions of the rack assembly work in different stages are introduced.

關(guān)鍵詞：自升式平臺(tái);殼體式樁腿;齒條;裝配方法

Key words： self-elevating platform;shell-type pile legs;rack;assembly method

中圖分類號(hào)：TG481? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）22-0167-02

0? 引言

自升式平臺(tái)升降系統(tǒng)是平臺(tái)的關(guān)鍵系統(tǒng)，直接決定著平臺(tái)的使用性能[1]。自升式平臺(tái)升降系統(tǒng)有液壓油缸和齒輪齒條兩種升降方式，齒輪齒條式升降機(jī)構(gòu)升降速度快且便于操作、定位準(zhǔn)確，因此齒輪齒條升降方式在新建自升式平臺(tái)中得到廣泛應(yīng)用[2]。齒輪齒條式升降系統(tǒng)是齒輪箱產(chǎn)生動(dòng)力，通過齒條傳導(dǎo)到樁腿上與海基形成反作用力實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的升降。在平臺(tái)的升降過程中齒條承受著平臺(tái)的全部重量，并且與齒輪箱嚙合相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此，齒條需要承受強(qiáng)應(yīng)力的同時(shí)還要具備良好的精度。齒條的齒形是通過機(jī)加工或者數(shù)控切割形成的，精度完全可以滿足平臺(tái)的使用要求。但是，樁腿的長(zhǎng)度從數(shù)十米至數(shù)百米，需要多根齒條對(duì)接裝焊，然后與樁腿結(jié)構(gòu)裝焊，此過程為鉚焊手段，精度難于控制。本文以殼體式樁腿的齒條為例介紹齒條裝配的施工階段及各階段的裝配方法及注意事項(xiàng)。齒條一般由設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)，造船企業(yè)直接進(jìn)行采購(gòu)，在進(jìn)行采購(gòu)合同簽訂時(shí)對(duì)齒條的技術(shù)參數(shù)已經(jīng)有了明確的要求和規(guī)定。齒條到廠后造船企業(yè)需要對(duì)齒條進(jìn)行裝配施工，施工過程可以分為施工準(zhǔn)備階段、齒條對(duì)接階段、齒條與樁腿裝配階段三個(gè)施工階段，下面就施工階段進(jìn)行介紹。

1? 施工準(zhǔn)備階段

為了齒條裝配工作的順利進(jìn)行，在齒條到廠后施工前需要進(jìn)行準(zhǔn)備工作，主要內(nèi)容包括：

1.1 齒條入廠檢驗(yàn)? 齒條經(jīng)過出廠檢驗(yàn)合格后方可發(fā)貨。齒條入廠時(shí)需要核對(duì)齒條合格證書及船檢證書，檢查產(chǎn)品型號(hào)和數(shù)量是否符合合同要求，檢查產(chǎn)品外觀，觀察是否有運(yùn)輸擦傷或損壞，對(duì)照裝箱清單和備品備件清單，檢查是否有零部件丟。齒條到廠后，還要進(jìn)行尺寸精度檢驗(yàn)，主要是檢查齒條的主尺度、撓度、水平度及齒間距等是否滿足精度要求，對(duì)檢查結(jié)果記錄到檢查表格當(dāng)中，對(duì)超差部分，應(yīng)進(jìn)行處理并記錄，檢查表格應(yīng)由工藝質(zhì)量管理部門統(tǒng)一編制和管理。如果條件允許該工序可以提前至齒條出廠檢驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行，這樣能提高效率。

1.2 齒條的吊運(yùn)與保管? 齒條入廠后需要經(jīng)過多次的吊裝運(yùn)輸和轉(zhuǎn)序，在這些過程中一定要采取保護(hù)措施，避免對(duì)齒條造成損傷。具體包括：齒條吊裝要求采用纖維或尼龍繩;不得將齒條直接放置到地上，應(yīng)確保放在木塊上，且其上不得放置重物;采用多點(diǎn)調(diào)運(yùn)的方式進(jìn)行吊裝，必要時(shí)可以使用吊杠;盡量在室內(nèi)保管，注意別損傷齒條表面，在室外保管需要覆蓋保護(hù)材料;質(zhì)量管理部門要在材料進(jìn)廠入庫(kù)檢驗(yàn)后，將材質(zhì)證書（復(fù)印件）提供給驗(yàn)船師備查;轉(zhuǎn)序投料前對(duì)齒條逐根進(jìn)行外觀檢查，檢查內(nèi)容包括外觀質(zhì)量、齒條標(biāo)識(shí)、零件號(hào)、齒條型號(hào);禁止在齒條表面進(jìn)行任何臨時(shí)焊接。

1.3 車間檢查? 當(dāng)齒條放料到施工車間后，車間還要對(duì)齒條進(jìn)行一次檢查，車間檢查工作必須認(rèn)真執(zhí)行，一旦在施工過程中發(fā)現(xiàn)精度問題將嚴(yán)重影響工期，甚至造成返工，損失巨大。車間檢查主要是檢查齒條的精度。齒條高度配比，同規(guī)格齒條在拼接前需進(jìn)行齒條高度的比較，同時(shí)有針對(duì)性的將高度正公差的齒條與直徑負(fù)公差的樁腿進(jìn)行搭配，以減小齒條與樁腿的間隙。齒條尺寸公差確認(rèn)，入廠檢驗(yàn)合格的齒條安裝前對(duì)拱高和平面度指標(biāo)進(jìn)行復(fù)檢，滿足公差要求后才可進(jìn)入下一工序，確認(rèn)齒條沒有因運(yùn)輸?shù)跹b過程中產(chǎn)生損傷及明顯變形。

1.4 施工量具制作? 施工前需要制作齒距測(cè)量樣棒以及齒條齒形測(cè)量樣塊，其結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。樣棒的長(zhǎng)度約為1.5倍的齒厚，直徑取整數(shù)，并且保證樣棒卡在齒凹處不觸及齒根;樣塊按照齒條外形進(jìn)行制作，厚度與齒條一致，分凸樣塊和凹樣塊兩種。

2? 齒條對(duì)接

齒條以樁腿分段進(jìn)行對(duì)接，按照每個(gè)樁腿分段一側(cè)的齒條數(shù)量和順序，先進(jìn)行“1+1”對(duì)接，然后進(jìn)行“2+2”對(duì)接，最后組焊成一根齒條。這樣是為了先滿足局部的精度要求，進(jìn)而滿足整根齒條的精度要求。將齒條對(duì)接口處20mm范圍內(nèi)的油、水、漆等影響焊接的雜物清理干凈，達(dá)到對(duì)接焊要求。同時(shí)將對(duì)接口兩側(cè)三個(gè)齒范圍內(nèi)油漆等雜物處理干凈，以便于測(cè)量。齒條對(duì)接工作需要在專用胎架上進(jìn)行，其結(jié)構(gòu)形式如圖2所示，要求胎架水平度≤1mm，每隔5至10齒設(shè)置一個(gè)胎架。

在齒條對(duì)接裝配時(shí)需要預(yù)留焊接收縮量該數(shù)值按照焊接試驗(yàn)確定數(shù)值進(jìn)行設(shè)定。齒條裝配及檢查如圖3所示，使用游標(biāo)卡尺測(cè)量。在胎架上調(diào)整齒頂直線度、齒側(cè)平面度、垂直度、對(duì)接口錯(cuò)變量，使各項(xiàng)數(shù)值滿足公差要求。焊接和探傷完成之后對(duì)精度進(jìn)行復(fù)檢。焊接結(jié)束之后需要對(duì)焊接處齒形研磨，焊接面采用紅丹漆著色，而后對(duì)齒條焊接面進(jìn)行研磨。研磨時(shí)利用樣棒和樣塊進(jìn)行齒形監(jiān)控，焊接處齒表面應(yīng)光順，不得有明顯凸起。直至滿足齒形精度要求。

齒條對(duì)接時(shí)合攏口的齒間距控制不佳會(huì)導(dǎo)致齒條齒形超差，首次對(duì)接裝焊一定要單件施工，待裝配、焊接研磨工作結(jié)束后，對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行檢查，在完全滿足精度要求的前提下才能大范圍的展開施工，避免實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)與實(shí)際工況不符而造成返工。如果不能滿足精度要求，根據(jù)實(shí)際施工情況進(jìn)行間距設(shè)定。

3? 齒條與樁腿裝配

在齒條裝配前需要在樁腿分段清晰的做出上、下、左、右四條芯線，并且調(diào)整水平度，水平度小于1mm。在完成齒條與樁腿裝配時(shí)需要在樁腿分段上加焊齒條支撐裝置，對(duì)支撐裝置面進(jìn)行整體調(diào)平，要求平面度小于1mm。支撐裝置之間的間距需要考慮焊接預(yù)熱裝置的布置，支撐裝置距齒條端口300mm處開始布置。齒條表面嚴(yán)禁加焊，固定和調(diào)整依靠楔鐵。齒條支撐裝置形式如圖4所示。為保證齒條在預(yù)熱伸長(zhǎng)后仍然在裝配工裝限制范圍內(nèi)，支撐裝置的擋板應(yīng)具備足夠的厚度，所有擋板與齒條間不允許有間隙，出現(xiàn)間隙用楔鐵塞牢。

調(diào)整齒條位置，測(cè)量齒條的齒頂距樁腿中心的距離，齒條側(cè)面齒根和齒頂直線度，以及齒條厚度中心線與理論線之間的距離，并且使其滿足公差要求。齒條裝配找正后，在齒條兩個(gè)端部位置焊接定位擋板（焊在樁腿上），防止齒條串動(dòng)。齒條與樁腿間的裝配間隙在焊接前間隙需用楔鐵打死，防止裝配尺寸焊接變化，楔鐵的間距不得大于300mm，楔鐵打死后與樁腿點(diǎn)焊固定。焊接前在齒條與樁腿上做好對(duì)合檢查線，以便掌握焊接過程中齒條的變形情況。相鄰兩分段的齒條裝配尺寸一定要綜合考慮，保證齒條合攏口處的精度，尤其是直線度和錯(cuò)邊量，必要時(shí)進(jìn)行樁腿預(yù)合攏或者相鄰分段同時(shí)進(jìn)行齒條的裝配找正。焊后重新測(cè)量齒條精度?？傮w施工流程參見圖5。

齒條的裝配工作非常的重要，在整個(gè)施工過程中還要注意：①工藝質(zhì)量部門需要編制專門的測(cè)量表格，并且認(rèn)真填寫[3]。②建造過程當(dāng)中的監(jiān)測(cè)點(diǎn)和測(cè)量點(diǎn)應(yīng)該固定清晰，除此固定的測(cè)量點(diǎn)之外還應(yīng)該有隨機(jī)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充和監(jiān)測(cè)。③首次施工時(shí)一定要對(duì)單件產(chǎn)品施工，結(jié)果滿意后在進(jìn)行推廣，防止大范圍的返工。

4? 小結(jié)

齒條的裝配對(duì)于自升式平臺(tái)建造來(lái)說是一項(xiàng)非常重要的工作，工作量很大，施工難度很高。要想順利的完成這項(xiàng)工作，不僅需要先進(jìn)的工藝方法還需要科學(xué)的管理方法以及施工單位嚴(yán)格的工作紀(jì)律和工藝執(zhí)行能力，這不僅是完成工作的需要也是奉行工匠精神的需要。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭洪軍，吳建，劉陽(yáng).海上自升式平臺(tái)電動(dòng)升降裝置的研究[J].東北電力大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007，04：79-83.

[2]王慶國(guó).自升式海洋平臺(tái)升降傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].大連：大連理工大學(xué)，2015：1-2.

[3]陳宏宇.殼體式樁腿建造精度研究[C].2017年數(shù)字化造船學(xué)術(shù)交流會(huì)議論文集.廈門：中國(guó)造船工程學(xué)會(huì)，2017：352-355.

作者簡(jiǎn)介：陳宏宇（1985-），男，遼寧錦州人，講師，工程師，碩士，研究方向?yàn)榇芭c海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)制造。