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海上KENZ起重机箱体式吊臂顶升装置设计和应用实例

来源:恺德尔起重机安全监控管理系统专家 发表日期: 2016-06-29 17:44:00

摘 要:针对 SZ36-1CEP 海上 KENZ 起重机吊臂根部销轴出现异常响声和旋转,存在安全隐患的问题,考虑针对起重机自身结构特点,设计一套箱体式吊臂顶升装置并成功应用,实现了替代浮吊进行销轴拆检的工作,可保证海洋平台起重机的安全使用,该装置结构简单,可重复使用,降低了维修费用。



海上平台起重机是平台上的一类关键性设备,其性能的好与坏直接影响到平台的生产生活。SZ36-1CEP 海上 KENZ 起重机为荷兰 KENZ 公司1999 年制造,为箱体式吊臂变幅液压缸结构,箱体式吊臂与基座连接处采用销轴连接,销轴及轴承的好坏将影响到起重机的安全使用,该类型起重机自2000 年服役至今一直未对主臂销轴及轴承进行过拆检。 自 2012 年以来陆续在主臂销轴部位已出现了异常响声,且部分销轴的制动板出现了断裂,销轴已出现了转动现象,见图1。



一旦主臂销轴窜出或轴承散架,后果不堪设想。 为了消除起重机设备的安全隐患,起重机安全监控系统迫切需要制定解决方案。 由于箱体式吊臂重量大,长度超过25 m,重量接近12.5 t,吊臂水平状态距离吊货甲板高度接近9 m,且平台甲板空间比较狭小,平台上也没有其他可用的大型起吊设备,要实施此项检修工作,通常情况下必须借助浮吊作业来配合进行主臂销轴的拆卸检查,但是浮吊成本太高。为克服上述困难,通过分析起重机自身结构特点,研制顶升装置,主要包括运动机构模块、液压系统模块,该装置能够方便进行主轴拆检工作,为起重机的关键性销轴的预防性拆检提供了技术保障。

吊臂销轴旋转故障




1顶升装置设计


1.1 运动机构模块设计

运动机构见图2,结合多年来形成的技术积累,计划依托起重机塔身上自有的液压缸下支撑点作为顶升装置基点,起重机安全监控系统采用两个小型油缸铰接顶升托盘,通过控制托盘下部油缸的升缩来实现顶升托盘的上下起升,由托盘将箱体式吊臂顶起设计[1-6] 。


利用吊车原液压缸2 个下支撑点和塔身上的吊耳安装顶升装置,形成一个稳定的三角支撑架,通过调整斜拉螺杆的长度,实现支撑架的前后姿态调整,见图3。

顶升装置装配示意

顶升装置示意示意




1.2 液压系统模块设计

顶升装置液压系统比较简单,顶升执行元件采用2 个小型液压油缸,采用换向阀及节流阀共同实现对升降的方向及速度的控制;同时,吊臂重量比较大,采用平衡阀防止顶升油缸意外下降,发生危险。 上述设计中液压系统原理见图4。 同时为防止油缸内泄等异常情况出现,消除吊臂更换作业的危险性,在顶升装置托盘4 个角上安装 4根强度满足要求的顶升螺纹丝杠进行安全保护。




2 应用实例

该装置在SZ36-1G 平台的吊臂销轴及轴承的拆检更换中进行了实际应用,达到了预期的设计效果。 起重机安全监控系统通过拆检发现轴承及销轴磨损严重,并成功实现了对故障销轴及轴承的更换工作。 及时消除了吊车由于吊臂销轴旋转而产生的安全隐患,保证了起重机在最短的时间恢复了正常使用。 顶升装置、施工图片及新旧轴承销轴对比见图 5、6及图7。


顶升装置安装现场




3结束语


本套装置在SZ36-1G 平台的吊臂销轴及轴承的拆检更换中进行了成功应用,装置达到了预期的设计效果,成功实现了对故障销轴及轴承的更换工作。在全程施工过程中,业主完全肯定了该套装置的安全可靠性,同时也及时为业主消除了吊车由于吊臂销轴旋转而产生的安全隐患,保证了吊机在最短的时间恢复了正常使用。 直接替代浮吊作业,单台车主臂销轴及轴承拆检更换可直接为作业公司节省浮吊费用近90 万元(按浮吊3天理想状下作业计算),目前KENZ 同类型吊机在渤海湾内还有6 台,其使用的吊臂轴承均为免维护轴承,经过近13年的使用,轴承的免维护涂层已出现大面积脱落,自润滑效果降低,需要陆续对轴承进行全部更换。 该装置的成功使用,为后续其余6 台KENZ 吊机的销轴预防性拆检提供了技术保障。


针对箱体式吊臂结构相似,只是吊臂重量,液压缸挡距,起升高度不同,通过对本套装置优化升级,可实现系列化产品, 继而推广应用到类似KENZ起重机的其他箱体式吊臂变幅液压缸结构的起重机上,从而实现对起重机关键销轴的预防性拆检维护保养工作,实现起重机完整性管理方面对关键销轴的定期拆检的技术要求,可保证起重机设备的安全。


吊臂新旧轴承图片

吊臂新旧销轴对比


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