罗廷文

(中海油能源发展装备技术机械设备技术服务中心，天津 300452)



SZ36-1CEP海上KENZ起重机箱体式吊臂顶升装置设计

罗廷文

(中海油能源发展装备技术机械设备技术服务中心，天津 300452)

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。

箱体式吊臂；顶升装置；吊臂销轴

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。

图1　销轴旋转故障位置示意

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，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。

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，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]。

图2　顶升装置装配示意

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。

图3　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。

图4　液压原理示意

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。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。

图5　顶升装置及施工现场

图6　吊臂新旧轴承对比

图7　吊臂新旧销轴对比

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天理想状态下作业计算)，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。

[1] 桂学.桥梁顶升技术研究[D].西安:长安大学,2005.

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SZ36-1 CEP Kenz Crane Box Boom Lifting Device Design

LUO Ting-wen

(Mechanical Equipment Service Center, COOEC, Tianjin 300452, China)

For SZ36-1CEP KENZ crane lifting arm root pin shaft appear abnormal noise and rotation, pose a safety hazard, considering of the crane's own structural characteristics, a box type hanging arm lifting device is designed and applied successfully in the sea. The lifting device realizes the pin shaft overhaul job instead of floating crane, which can guarantee the safe use of offshore cranes. The device has the advantages of simple structure, repeated use, greatly reduces the maintenance cost.

box boom; lifting device; boom pin

10.3963/j.issn.1671-7953.2016.01.032

2015-09-30

2015-10-09

罗廷文(1980-)，男，大学，工程师

U664.4

A

1671-7953(2016)01-0155-03

研究方向:海上起重机的检验及维修

E-mail:ltw_cnooc@163.com