中交广州航道局有限公司 广州 510221
摘要：本文主要结合在中交广州航道局有限公司的疏浚挖泥船的修理实践过程中积累的经验，以及工艺创新，总结出利用液压千斤顶顶升绞吸式挖泥船的桥梁来实现快速更换桥梁耳轴关节轴承的方法，以代替传统的租用大型浮吊吊升桥梁更换桥梁耳轴关节轴承的方法，这样可有效地节省了修理时间和降低了修理费用。
关键词：7025绞吸挖泥船；桥梁耳轴；关节轴承；顶升更换方法
1、前言
中交广州航道局有限公司共有6艘“7025”绞吸式挖泥船和2艘“8527”绞吸式挖泥船，桥梁是绞吸式挖泥船的重要组件，重约180t，桥梁耳轴两边的关节轴承安装距离5.2m，单个轴承承受的动力载荷约100t左右。近年来，由于挖泥船施工工况的恶化，绞吸式挖泥船桥梁经常在重载荷、震动加剧和冲击载荷加大的情况下工作，导致桥梁耳轴关节轴承容易出现故障，轴承故障通常是从内外圈间耐磨层的移位脱落开始，严重时耐磨胶层完全破坏磨掉，导致内圈和外圈直接摩擦，外圈与轴承座耳孔会将产生相对运动，造成轴承座耳孔的磨损，因此如不及时更换关节轴承将造成设备的进一步损坏，同时在作业时震动加剧，严重影响到施工效率和施工安全。以往的修理方法是将船舶停靠在码头，利用大型起重设备把绞吸式挖泥船的桥梁吊升至合适高度，再进行桥梁耳轴关节轴承更换，但这种修理方法存在着租用费用高昂的大型起重设备，以及反复吊装导致修理时间较长，同时维修工期还受大型起重设备工作档期影响的缺点。针对上述情况，结合在修理实践过程中积累的经验和大胆探索，总结出使用液压千斤顶顶升桥梁实现快速更换桥梁耳轴关节轴承的方法。
2、“7025”绞吸式挖泥船桥梁耳轴关节轴承的结构和工况介绍
桥梁耳轴关节轴承型号为GE360（内径360mm，外径480mm），轴承由内外圈组成，内圈的内径与耳轴过盈配合，内圈的外表面呈球面；外圈由左右两半构成，中间由8个不锈钢内六角螺栓连接，外圈内表面粘附着一层耐磨胶层，外圈外径与轴承座耳孔配合，由轴承座上盖压紧轴承，如图1所示。单个轴承承受动载荷为100t左右，在低转速、重载荷的工况下作业，短时间偏载，绞刀头挖泥作业时有震动和冲击载荷。
图1
3、“7025”绞吸式挖泥船桥梁耳轴关节轴承的快速更换方法
3.1修理作业工况要求
船舶应停靠于干坞或风平浪静的内河、沿江、沿海、码头进行修理更换作业，尽量降低维修期间设备随船舶风浪影响所带来的摇晃和摆动，有利于设备零件的拆卸及安装，以及有利于降低维修期间的安全风险。
3.2选择合适的顶升位置，并放样确认阻碍桥梁顶升的障碍物
根据Auto CAD图纸，在桥梁绞刀头部水平方向低于桥梁耳轴位置时进行顶升放样，根据桥梁重量和顶升的运动轨迹，计算确定最合适的顶升位置及顶升角度，当桥梁顶升到合适的位置时，确保有足够空间将轴承顺利拆出和装复。同时在放样过程中，可以观察到桥梁耳轴两侧的楼梯、工具柜、保险杆上端与龙门架连接的部位等物件将会阻碍桥梁的顶升运动，因此在桥梁顶升前应对这些障碍物进行适当切割处理，确保桥梁顺利顶升，待修理完成后将切割物件重新复位、焊妥。
根据顶升放样和计算结果，在桥梁耳轴两边的基座和桥梁箱体上焊接液压千斤顶顶升座和辅助座，使用2个200t的液压千斤顶，将桥梁纵向顶升600mm，腾出足够的空间满足关节轴承的拆卸和装复。
3.3拆除船体与桥梁的相关连接件和切割影响桥梁顶升的障碍物
拆卸桥梁耳轴两侧的液压胶管及后侧胶管，各管口法兰用盲板法兰做好密封；拆卸水下泵马达上方的冷却腔，使用帆布包扎好马达上部；拆卸桥梁与船体过渡连接橡胶波纹管其中的一头；切割桥梁耳轴两侧阻碍顶升的楼梯、工具柜，使桥桥梁耳轴基座前面有足够的空间可以安装顶升座，待修理作业完成后，再将切割的物件安装回原来的位置并焊妥。
3.4拆开桥梁耳轴外侧盖板和上方压盖，进行顶升座和辅助座的焊接安装
插上桥梁前端的左右两条保险杆作为支撑，将桥梁起吊钢丝放松处于自由状态，拆开桥梁耳轴外侧盖板和上方压盖，为了使桥梁能够前后移动，保险杆上端与龙门架连接的部位应该做少量的切除。在桥梁耳轴两边的基座和桥梁箱体上焊接液压千斤顶顶升座和辅助座，借助2台200t千斤顶将约180t重的桥梁顶升600mm的距离，再进行桥梁耳轴的修理工作（如图2所示）。
图2
3.5 使用两个液压千斤顶同步顶升桥梁
顶升座和辅助座焊接好后，使用2个200t液压千斤顶在耳轴两边同步顶起，在顶升过程中，用200mm*200mm*25mm矩形钢块垫块适时插入辅助座，以防止千斤顶因故障泄压后桥梁坠落，同时当液压千斤顶顶升至最大行程时，可以收缩液压千斤顶至最短位置，在其下方加放钢板垫块后，继续顶升作业。
3.6拆出旧轴承
将桥梁顶升约600mm后，拧出轴承外圈8根内六角螺栓，取出外半边轴承外圈、内半边轴承外圈跟轴承内圈，在轴承内、外圈之间垫上隔热石棉布，防止内半边轴承温度超过70℃，快速加热内圈到150℃，内圈整体膨胀即可取出（如图3）。如果轴承没有维修价值可以直接用割炬烘烤加热，但应该注意的是不可使用三角卡码之类的强力工具进行拆卸，防止造成桥梁耳轴的拉伤。
图3
3.7安装新轴承
轴承装复前先把V-ring 更换（如已损坏）安装到位，轴承内圈和耳轴是过盈配合，因此装复时必须冷冻耳轴或者加热轴承。由于耳轴与桥梁装配成一体，用干冰或液氮对耳轴进行冷却的效果不理想（导热严重），因此应采用加热轴承的方法装复轴承。按照IHC提供的技术要求，轴承外圈的加热温度不能超过70℃，否则损坏耐磨胶层，因此必须分解安装。
先把分解好的轴承内半边外圈套在耳轴上；在现场用轴承加热器对轴承内圈进行加热，当温度达到120℃左右时，测量轴承内圈内径，当与耳轴外径的间隙达到0.45mm时，快速将内圈套进耳轴装好；轴承内半边外圈与内圈之间必须垫上隔热材料，确保外圈温度低于70℃；当轴承内圈温度降到70℃以下时，装复轴承外半边外圈；两半外圈之间的不锈钢螺丝，由于桥梁左右摆动的作用，存在震动和冲击，容易造成螺丝滑牙，轴承厂家提供的上紧力矩为61Nm，我们根据工程实践而建议加大为80Nm。
3.8桥梁耳轴复位轴承座
新轴承装好后，慢慢下放千斤顶，让耳轴逐步复位轴承座；然后装上轴承座盖，最后连接上桥梁橡胶管，将切割的物件复原并焊妥，最后将液压管、电缆等附件重新接上，完成修理工作。
4、应用实例
“7025”绞吸式挖泥船“远龙”的桥梁耳轴关节轴承耐磨胶磨损被挤压出，由于项目施工任务紧，同时没有合适的码头，必须在施工锚地进行换新轴承，如果租用大型浮吊，浮吊到达现场需要半个月天时间，在经过机务人员分析和探索后，制定液压千斤顶顶升桥梁进行修复的方案，顶升出足够空间进行换新耳轴关节轴承，2天的修理作业时间就完成轴承的换新工作，比靠码头租用大型吊机或租用浮吊进行修理节约近半月的时间，同时节省了十几万元的起重设备（如浮吊）租赁费。
5、结语
相对于租用浮吊进行更换耳轴轴承的方法，应用液压千斤顶顶升桥梁进行耳轴轴承更换的方法不但可以大大缩短修理时间而提高了船舶的时间利用率，而且还可以降低修理劳动强度，同时节省十几万元的浮吊租用费用。此方法已全面推广于中交广州航道局有限公司所属的绞吸船的桥梁耳轴轴承的更换和修理，目前已具体应用在“恒龙”、“剑龙”的桥梁耳轴轴承更换和修理上，取得了良好的效果，对船机保障工作起到降本增效的作用。
论文作者:周锦驹
论文发表刊物:《基层建设》2018年第7期
论文发表时间:2018/6/19
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