一種順從式支撐架及其用于大型浮吊臂架的安裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種船上起重機(jī)的安裝用輔助裝置及其用于起重機(jī)的安裝方法，尤其涉及一種順從式支撐架及其用于大型浮吊臂架的安裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]大型海洋工程裝備，因其超大尺寸、超大重量和特殊的使用工況，使得其裝配和維修作業(yè)過程十分復(fù)雜，拆裝操作周期長、控制難度非常大。
[0003]特別是，大型浮吊的臂架安裝工作周期長、效率低、人財(cái)物力投入量大、成本高，且安全生產(chǎn)預(yù)防難度大。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，浮吊安裝和維修施工操作過程中，通常采用駁船進(jìn)行輔助安裝，以利用駁船在海水中與浮吊船同步搖擺和晃動(dòng)，盡可能減少或者降低浮吊船單獨(dú)晃動(dòng)所造成的對(duì)臂架的慣性沖擊，進(jìn)而造成臂架結(jié)構(gòu)，特別是傳動(dòng)位置的損壞。這種，海上安裝作業(yè)方式存在諸多的問題和不足。主要表現(xiàn)在:
[0005]浮吊船的噸位一般遠(yuǎn)高于駁船的噸位，周期性的潮起潮落所致二者之間的擺動(dòng)幅度和被動(dòng)的運(yùn)動(dòng)頻率、運(yùn)動(dòng)方式存在較大差別等因素，造成這種海上作業(yè)的控制難度高、完全受制于氣候條件，無法實(shí)現(xiàn)全天候作業(yè)；
[0006]而且，由于大型浮吊的臂架安裝工程量龐大、工作周期一般為2?3個(gè)月，輔助安裝用駁船隨浮吊船在風(fēng)浪和腐蝕環(huán)境中漂浮2-3個(gè)月，其費(fèi)用高；
[0007]更為重要的是，這種連自身都始終處于不穩(wěn)定或介穩(wěn)狀態(tài)下的輔助安裝裝備，無法根據(jù)安裝操作需要，進(jìn)行合理、靈活的調(diào)節(jié)；在某些情形下，甚至還可能加劇安裝操作難度，誘發(fā)安全生產(chǎn)事故；特別是，對(duì)于必須依靠人工手動(dòng)方式進(jìn)行、工程量巨大的，類似于鋼絲繩穿連串接始終處于上下起伏、搖擺不定以及大風(fēng)環(huán)境下的高空施工作業(yè)，安全風(fēng)險(xiǎn)因素很高。
[0008]如何開發(fā)出適于實(shí)用的大型浮吊的臂架安裝輔助用具，以改進(jìn)現(xiàn)有大型浮吊臂架安裝的作業(yè)方式，已經(jīng)成為本領(lǐng)域技術(shù)人員持續(xù)改進(jìn)和創(chuàng)新的目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的之一是，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、平衡穩(wěn)定性好、可追隨浮吊船搖擺或搖晃運(yùn)動(dòng)適時(shí)、同步自動(dòng)調(diào)節(jié)的順從式支撐架，以將大型浮吊臂架安裝的主要工程量由海上作業(yè)轉(zhuǎn)移至陸地上進(jìn)行，大幅降低安裝操作難度、減少安裝輔助用機(jī)械裝備投入、縮短安裝周期、降低安裝成本，并適于全天候作業(yè)。
[0010]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是，一種順從式支撐架，其特征在于，安裝在碼頭岸邊，按從上至下的順序，依次包括托梁、球形鉸裝置、支撐梁、支撐架本體和底座；其中，
[0011]所述支撐架本體為桁架結(jié)構(gòu)，數(shù)量為兩個(gè)，左右各一，其頂部通過連接梁固定連接成一體；
[0012]所述托梁的上表面用于支撐所述大型浮吊臂架的頭部，其下表面通過所述球形鉸裝置與所述支撐梁連接；
[0013]所述球形鉸裝置包括一半球體和一球狀槽座，所述半球體與所述托梁的下表面固定連接，所述半球體放置在球狀槽座中，所述球狀槽座的底部通過焊接固定在所述支撐梁上;
[0014]所述底座為分體式結(jié)構(gòu)，包括層疊放置的上底座和下底座，其中，下底座安裝在碼頭岸邊的地面基礎(chǔ)上，上底座放置在下底座上，在上底座與下底座之間還設(shè)置有平面滑移層。
[0015]上述技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，上述技術(shù)方案的順從式支撐架，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、平衡穩(wěn)定性好、可追隨浮吊船搖擺或搖晃運(yùn)動(dòng)適時(shí)、同步自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而有效地將臂架傳遞過來的搖擺作用力和前后推拉力，進(jìn)行了合理消化，較好地保護(hù)臂架結(jié)構(gòu)及其連接鉸點(diǎn)。
[0016]詳細(xì)解釋說明如下:
[0017]上述技術(shù)方案的順從式支撐架，其球形鉸裝置可以支撐的托梁傳遞的壓力，并可以確保托梁可以沿任意方向轉(zhuǎn)動(dòng)，以適應(yīng)臂架隨船體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的橫向搖擺和上下?lián)u擺；底座為分體式結(jié)構(gòu)，其上底座放置在下底座上，中間設(shè)置有平面滑移層。這種結(jié)構(gòu)形式使得其上底座與下底座之間可以進(jìn)行水平面上的相對(duì)滑移運(yùn)動(dòng)。即，底座可以讓整個(gè)順從式支撐架在外力作用下可以實(shí)現(xiàn)沿平面方向進(jìn)行X，Y軸方向上的適量滑動(dòng)；上底座和下底座負(fù)責(zé)將支撐架結(jié)構(gòu)傳遞下來集中力分化為平面力，上、下底座之間的平面滑移層可以一定程度上沿水平面方向上進(jìn)行自由滑動(dòng)。
[0018]上述技術(shù)方案的順從式支撐架，其支撐架結(jié)構(gòu)本體由鋼管制成，結(jié)構(gòu)形式為桁架結(jié)構(gòu)，頂部設(shè)置有連接梁。這樣，可以將支撐梁傳遞過來的壓力均勻分散到桁架支管上，再由桁架支管將壓力傳遞到底座的上底座上。
[0019]不難看出，上述技術(shù)方案的順從式支撐架，當(dāng)臂架隨浮吊船體運(yùn)動(dòng)時(shí)，將同時(shí)傳遞過來豎直向下的壓力、左右搖擺力和前后的推拉力，三種力通過托梁傳遞到球形鉸裝置，其中，搖擺力被球形鉸裝置的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)所消耗；前后推拉力和豎直壓力，由支撐梁傳遞至支撐架結(jié)構(gòu)，傳遞至底座；其中前后推拉力被底座的上下底座之間的相對(duì)滑移運(yùn)動(dòng)所消耗，最終只有豎直壓力通過下底座傳遞到碼頭岸邊。
[0020]優(yōu)選為，上述球狀槽座中添加有潤滑劑。
[0021]該優(yōu)選技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，球狀槽座與半球體之間添加適量的潤滑劑，有利于減小摩擦系數(shù)，并防止球狀槽座與半球體之間因過度摩擦而損壞。
[0022]進(jìn)一步優(yōu)選，上述平面滑移層為石墨粉體層或聚四氟乙烯板。
[0023]該優(yōu)選技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，聚四氟乙烯板與鋼板表面之間的摩擦系數(shù)極小(鋼板表面在一定的光潔度下，摩擦系數(shù)可以達(dá)到0.08以下，是重大結(jié)構(gòu)件滑移工程中常用的滑行介質(zhì)，與常用的油脂滑移和滾珠滑移相比聚四氟乙烯板具有抗磨損、可靠性高、造價(jià)低、制作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)；
[0024]而石墨粉體層的摩擦系數(shù)更小、成本低、鋪設(shè)方便，且潤滑保護(hù)效果更好；但是，采用石墨粉體層，相對(duì)而言，對(duì)于上下底座鄰接表面的光潔度的要求稍高一些，這將導(dǎo)致上下底座的加工成本的上升。
[0025]進(jìn)一步優(yōu)選，上述潤滑劑為二硫化鉬鋰基脂。
[0026]該優(yōu)選技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，潤滑劑選用二硫化鉬鋰基脂，一是其潤滑性能好、耐候性、抗凍性好、熔化點(diǎn)較高；二是，成本不高。
[0027]實(shí)際上，還可以選擇其他種類的潤滑劑，選擇原則除需要考慮潤滑劑具有良好的潤滑性、機(jī)械安全性、抗水性和氧化安定性之外，還需要注意的潤滑劑必須為膏體狀，且潤滑劑適用工作溫度較寬。這主要是因?yàn)?，具體的使用工況的溫差大、海風(fēng)大，例如融化點(diǎn)較高的膏體狀潤滑脂，就可以避免過早液化、被海風(fēng)刮走。
[0028]進(jìn)一步優(yōu)選，上述支撐梁上表面的左右兩側(cè)還分別設(shè)置有保護(hù)墊梁。
[0029]該優(yōu)選技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，保護(hù)墊梁作用是保護(hù)臂架搖擺運(yùn)動(dòng)在一定的安全范圍內(nèi)進(jìn)行，避免因過度搖擺導(dǎo)致危險(xiǎn)事故。
[0030]進(jìn)一步優(yōu)選，上述支撐梁數(shù)量為兩根，并排布置。
[0031]該優(yōu)選技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定、牢靠，平衡性更好。
[0032]進(jìn)一步優(yōu)選，上述半球體的材質(zhì)為42CrM，其球面硬度為HRC45?55。
[0033]該優(yōu)選技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，半球體使用42CrMo材質(zhì)經(jīng)過鍛造、機(jī)加工、表面熱處理制作，球面硬度達(dá)到HRC45?55，具有承載能力強(qiáng)、耐磨損的特點(diǎn)，可充分滿足使用需求(球槽座由鍛造加工制作，能夠承受半球體傳遞來的壓力。經(jīng)過有限元建模分析，上述球形鉸裝置可以承受750t以上的各個(gè)方向載荷)，并具有良好的使用壽命。
[0034]本發(fā)明的目的之二是，提供一種采用上述順從式支撐架進(jìn)行大型浮吊臂架安裝的方法。
[0035]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是，一種采用如權(quán)利要求1所述的順從式支撐架進(jìn)行大型浮吊臂架安裝的方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0036]第一步，大型浮吊臂架抬高步驟:
[0037]將浮吊船停泊、定位在碼頭，此時(shí)，浮吊船的船艏與碼頭的前沿之間保持8?1m的安全距離；
[0038]將龍門吊吊排組上的三組吊鉤，分別通過吊索具與大型浮吊臂架連接到位；
[0039]啟動(dòng)龍門吊將大型浮吊臂架整體提升，并吊移至與浮吊船對(duì)應(yīng)的穿軸位置，并將大型浮吊臂架的頭部放置在順從式支撐胎架的托梁上；同時(shí)，使用若干輔助支撐胎架，均勻支撐在大型浮吊臂架的中部和尾部之間；
[0040]然后，拆除三組吊鉤上的吊索具，并將大型浮吊臂架頭部的鷹嘴部安裝到位；
[0041]第二步，大型浮吊臂架穿軸步驟:
[0042]選擇平潮階段，將龍門吊吊排組上的三組吊鉤，分別通過吊索具與大型浮吊臂架的尾部連接到位；
[0043]啟動(dòng)龍門吊，將大型浮吊臂架尾部抬升300mm后，移除輔助支撐胎架；
[0044]操控龍門吊緩慢落鉤，并用浮吊船上的錨絞機(jī)通過纜繩調(diào)整船體姿態(tài)，以將大型浮吊臂架的尾部上的鉸點(diǎn)孔與船體鉸點(diǎn)支座進(jìn)行位置對(duì)準(zhǔn)；
[0045]位置對(duì)準(zhǔn)后，通過穿軸工裝進(jìn)行穿軸；
[0046]穿軸完畢后，龍門吊松鉤，然后，拆除三組吊鉤上的吊索具；
[0047]第三步，大型浮吊臂架頭部拉升步驟:
[0048]先進(jìn)行浮吊船的鋼絲繩纏繞系統(tǒng)穿繩；
[0049]穿繩完畢后，將龍門吊吊排組上的三組吊鉤，分別通過吊索具與大型浮吊臂架的頭部連接到位；
[0050]啟動(dòng)龍門吊、并配合使用浮吊的變幅系統(tǒng)纏繞收緊變幅鋼絲繩，將大型浮吊臂架頭部緩慢提升至設(shè)計(jì)變幅角度范圍之內(nèi)，即可。
[0051]上述技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，采用順從式胎架支撐在臂架頭部下方，以輔助進(jìn)行大型浮吊臂架的安裝，可以保證穿軸過程中，臂架的傾斜角度始終如一；而且，由于臂架的頭部放置在位于碼頭地基上的順從式胎架之上，使得臂架的頭部相對(duì)較穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)大的搖擺和晃動(dòng)，大幅降低了吊裝過程中找點(diǎn)對(duì)位的難度。
[0052]S卩，采用順從式胎架進(jìn)行大型浮吊臂架的安裝，這種將安裝操作的主要工程量由傳統(tǒng)的海上駁船吊裝轉(zhuǎn)移至陸地上的龍門吊吊裝的安裝方式，大幅降低了安裝操作難度、提高了安裝效率、縮短了安裝周期，并大幅提高了安裝操作過程中的安全性。
[0053]為更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)簡(jiǎn)要介紹其使用工況和技術(shù)特點(diǎn):
[0054]浮吊安裝過程為:臂架鉸點(diǎn)軸安裝完成后，臂架需要以平躺支撐狀態(tài)進(jìn)行鋼絲繩穿繩纏繞工作和滑輪安裝工作，該過程為一般為2?3個(gè)月時(shí)間，浮吊船體長期漂浮在海上受海洋潮汐和海洋暗涌的影響而進(jìn)行不間斷的橫向左右晃動(dòng)和前后移動(dòng)，將導(dǎo)致臂架結(jié)構(gòu)跟隨船體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。浮吊維修過程中，浮吊起升和變幅系統(tǒng)鋼絲繩和滑輪的更換，與安裝狀態(tài)類似。
[0055]在大型浮吊臂架安