大型浮式起重机旋转平台安装导向装置研制

张国中 张喜强 叶忠志
海洋石油工程股份有限公司 天津 300452

摘 要：为满足浮式起重机旋转平台的安装需求，设计一套导向装置，该装置通过逐级导向的方法，实现了浮式起重机旋转平台平稳、高效的安装。该导向装置经实际工程项目使用，达到了预期效果，为浮式起重机旋转平台及相类似的大型结构物的安装提供了新的思路。

关键词：浮式起重机；对中； 导向 ；安装

中图分类号: U653.921 文献标识码:A 文章编号:1001-0785(2018)10-0112-02

0 概述
海洋工程机械产品正在向大型、专业化方向发展，这也对产品的制造、总装技术提出了更高的要求。图1为4 000 t 全回转浮式起重机船体回转底座和旋转平台系统模型，回转底座位于船体上，旋转平台系统制造后整体安装。安装时旋转平台安装于前平衡小车和后平衡小车之上，中心位置通过中心轴与旋转底座连接。平台回转时，旋转平台由旋转平衡小车支持绕中心轴旋转。

图2 为中心轴与旋转平台中心孔装配图。中心轴提前安装至旋转底座，轴承提前安装至旋转平台，同旋转平台一起安装。旋转平台安装应实现中心孔（轴承内径）与中心轴配合。

1 安装难度和解决方法
1.1 安装难度
旋转平台安装成败的关键是能否实现旋转平台中心孔和中心销轴的孔轴配合。根据实际情况，采用中心孔找轴安装方法，安装过程存在以下难度：
1）旋转平台质量大 整个旋转平台系统重达1 400 t。旋转平台起吊后，不便于调整，中心孔、中心轴对中困难。
2）安装工况条件差 旋转平台采用浮式起重机吊装，

1. 旋转底座 2. 防倾覆平衡小车 3. 前平衡小车4. 后平衡小车 5. 防倾覆平衡小车支撑 6. 旋转平台
7. 安全支撑 8. 安装挡结构
图1 海洋石油201 船浮式起重机构造图

1. 旋转底座 2. 中心轴 3. 轴承 4. 配合面 5. 旋转平台
图2 中心轴装配图

同时旋转底座位于船体之上，船体已经出坞下水，两者都处于不断晃动状态，安装时不能发生结构（如后小车支撑、安全支撑与旋转底座）碰撞，为安装增加困难。3）安装要求高 轴孔尺大（1 470 mm）、轴孔装配时间隙小（0.5 mm）。中心轴端面平整，非传统阶梯状，安装困难。此外，还要保证4 个车体全部螺栓孔（共28 个）与旋转平台孔配合，这也给安装带来难度。

1.2 解决方法
安装时，关键是实现旋转平台中心孔与中心轴的精确对中。根据上述安装中存在的安装难度，直接对中安装实现困难，可以采用多级导向对中的方法，通过逐级限制中心孔方法实现中心孔与中心轴的对中。
1）利用旋转平台和旋转底座的结构特点，限定旋转平台和旋转底座相对位置，以便实现逐级对中。
2）通过设计安装工艺性强的工艺轴、工艺孔。通过工艺孔、工艺轴的配合，提供导向作用实现中心轴和中心孔的配合。

1.3 导向设计
1）初导向结构，考虑到平台安装时，首先是支撑结构与旋转底座接触，可利用该结构特点，设计图3 所示导向结构和硬木滑枕，旋转平台在安装时通过结构与安装支撑沿硬木滑枕下滑将旋转平台限定在较小的范围内，此步骤属于初步导向，导向结构间隙可设计较大，便于旋转平台及旋转底座对中。

1. 硬木滑枕 2. 导向支撑 3. 工艺孔结构 4. 工艺轴结构5. 安全支撑
图3 中心轴装配图

1.4 安装过程模拟
图4 所示整个安装过程分3 个阶段：1）在初导向结构作用下，旋转平台被限制在相对于旋转底座较小的活动范围内，此时旋转平台中心部位进入工艺轴孔及工艺轴作用区域，工艺孔能沿工艺轴倒角下滑，导正；2）在工艺轴和工艺孔的作用下，进一步限定旋转平台的中心孔位置，中心孔与中心轴接触，中心孔沿中心轴倒角下滑，使中心孔与中心轴对中；3）实现中心孔与中心
轴对中，在重力作用下旋转平台安装到位。

(a) 初导向结构设计 (b) 工艺孔、工艺轴导向作用 (c) 中心孔、中心轴导向作用
图4 安装过程模拟

2 结论
4 000 t 浮式起重机项目应用了导向装置。通过使用该装置，使旋转平台安装得以顺利进行，从开始旋转平台接近安装位置到安装的顺利完成用时仅90 分钟，大大超出了预期效果。节省了大量的船舶待机及吊装费用，为类似结构物的安装提供新的思路和借鉴作用。

参考文献
[1] 张国中，刘家员，吴志星，等. 台车式浮式起重机旋转平衡系统的预装配及安装工艺[J]. 起重运输机械,2012(10):111-113.

来源：起重运输机械