深水起重铺管船吊机A字架铰接轴安装工艺研究

摘要：主要介绍了深水起重铺管船吊机A字架的结构及安装方法，通过分析产生安装误差的原因，制作一个新的安装辅助设备，来寻找一种合理的安装工艺，从而达到减少装配误差，提高安装精度的目的。

关键词：吊机A字架铰接轴安装工艺

中图分类号：TE9文献标识码：A文章编号：1007-3973（2012）004-047-02

我国海洋石油工业从“十一五”以来大力推动深水发展战略，深水海底管线的铺设、海上平台的吊装及拆卸等工作，对包括深水铺管船、起重作业船、半潜式钻井平台在内的大型深水开发装备存在巨大的需求。我司深水起重铺管船是世界上第一艘同时具备3000米级深水铺管能力、4000吨级重型起重能力和DP-3级动力定位能力的船型深水铺管起重船，能在除北极外的全球无限航区作业，集成创新了多项世界顶级装备技术，它的建造，填补了中国在深水装备领域的空白，代表了国际海洋工程装备制造的最高水平，使中国跻身世界3000米深水开发俱乐部，为我国向南海深水海域开采石油提前打下了一个基础。

深水起重铺管船吊机部分主要由旋转平台、扒杆、A字架及背拉绳等组成，各部件之间采用销轴连接。由于各个销轴自身重量较重，悬空吊装安装难度较大，极易因为安装过程中两部件中心孔偏斜，而使销轴不能顺利的安装到中心孔内，为降低A字架销轴安装难度，提高安装效率特制作一个专门的工装来进行销轴的安装。本文以我司深水起重铺管船吊机部分A字架为例，对A字架前后腿铰接轴安装工艺进行深入的探讨，以期获得一种优质高效的工艺，为以后类似工作提供一个有利的参考。

2A字架结构组成

起重铺管船吊机A字架由前腿和后腿组成，其中前腿重约291T，后腿（含背拉绳抱架）重约162T，前后腿之间通过销轴连接在一起。A字架与旋转平台之间也是通过销轴连接。A字架前后腿之间的连接如图1所示。A字架装配完成之后，将整体吊装至旋转平台上部，进行铰接点连接就位工作。A字架前后腿之间铰接轴安装的顺利与否直接影响接下来与旋转平台铰接位置的装配工作，因此选择合适的装配工艺，精确高效的完成A字架前后腿之间铰接轴的安装，对接下来的工作有极大的借鉴意义。

A字架前后腿之间铰接孔的加工孔径为%O475 D10（+0.48，+0.23，），铰接轴的直径为%O475h9（0，-0.155，），长度为1542mm，单重约2129kg。为了保证铰接轴准确安装到A字架前后腿孔内不出现偏差，需要采取合理的装配工艺及配合工装。

3A字架铰接轴安装工艺

3.1A字架铰接轴安装误差分析

一般情况下，传统的安装方法是将A字架前腿固定在胎架上，用吊机将A字架后腿吊装至A字架前腿处，在此过程中将后腿铰接孔嵌入到前腿铰接孔内，将铰接轴吊装至安装位置，再由多人配合完成安装工作。由于销轴较重，吊装过程中不易保证铰接孔的同轴度，由此可能产生误差的因素有：

(1)A 字架铰接孔加工过程中产生的误差

A字架铰接孔是由镗床镗制而成，镗制过程中定位不准不可避免的会产生加工误差，且加工过程中镗孔设备的轴产生自垂力，可能导致孔产生误差。

(2)A 字架前后腿吊装不均造成的误差

传统安装方法需要将A字架后腿吊装至合适位置，然后再安装销轴。后腿自重158T，吊装时需要做详细的吊装方案，吊装作业过程中极易因为操作不当造成吊装不均，从而加大销轴安装过程中的误差。

(3)A 字架铰接轴安装中产生的误差

传统的安装方法销轴需要吊装至水平，然后再由操作人员进行安装。由于销轴自重约2吨，长约1.5米，空中安装过程中极易发生位置偏移，造成误差。

综上所述，传统安装过程吊装交叉作业较多，安全风险高，对工作人员的熟练程度要求高，且不宜保证装配精度。由于起重铺管船吊机整体精度要求非常高，A字架的装配一定程度上决定着整体的安装质量，因此寻找一种好的销轴装配工艺是本文论述的重点。

3.2A字架铰接轴导向装置介绍

通过深入研究吊机A字架的精度要求，结合传统安装方法的优势，制作了一个铰接轴安装导向装置，该装置的使用极大的提高了安装效率，降低了安装误差。该装置是由H型钢焊接而成的挂钩式结构，在其上部焊接有吊耳，便于装配销轴时吊装使用，在其一侧焊接有比轴外圆稍大的板，并钻有与轴配对的螺栓孔，除此之外，还制作一个工艺轴，安装到A字架铰接孔另一侧内，保证销轴安装到铰接孔时前后腿处于同一直线。

3.3 铰接轴装配准备工作

(1)确保A字架前腿、后腿、铰接轴检验合格符合装配要求；

(2)清理A字架前腿、后腿、铰接轴，确保没有毛刺、飞边、氧化皮、油污、着色剂等；

(3)复查A字架前腿、后腿、铰接轴的主要配合尺寸及相关精度（包括形位公差）；

(4)除特殊要求外将零件所有的尖角和锐边倒钝；

(5)校正水平度、同轴度；

(6)进行装配作业安全风险分析，确保万无一失；

(7)提前通知相关人员，在得到许可后进行装配工作。

3.4铰接销轴导向装置安装工艺介绍

(1)根据吊装方案吊装A字架后腿至前腿上方，利用前后A字架挡板外凸缘倒角进行前后A字架的铰接点结构的相互嵌入，注意两配合面之间的间隙为2mm；并在铰接孔内喷涂油；

(2)利用倒链、液压千斤顶及装配用工艺假轴等工具进行前后A字架铰接孔的对心，使左右旋两侧铰接孔共轴线，并在其中一侧安装装配用工艺假轴；

(3)将销轴固定在装配工装上（如图2所示），吊装销轴至装配位置调平，调平完成后在销轴周围喷涂油，并利用安装在销轴前的导向套将销轴利用液压千斤顶顶入孔内；

(4)继续用液压千斤顶将销轴完全顶入铰接孔内，此时工艺轴在另一侧被顶出顶出（如图3所示）；

(5)调节销轴位置，确保销轴两端离端板外侧尺寸一样后，拆除装配工装，安装轴端盖等其他部件，其中轴端盖与轴端之间的间隙为1mm。

3.5A字架铰接轴安装导向装置的优势

该装置的使用，简化了销轴安装过程，降低了多工种协同作业带来的风险，提高了销轴安装的精度，为接下来A字架与旋转平台的销轴安装提供了宝贵的经验。

4总结

上述铰接轴导向装置及安装工艺的采用，解决了现场大型设备铰接轴安装的困难，提高了安装精度。该铰接轴安装导向装置的设计及应用，贴近现场实际需求，提高了铰接轴安装的效率及精度，降低了施工过程中的安全风险，在后续A字架与旋转平台铰接轴的安装中取得了令人满意的效果，给同类产品的安装提供了一定的借鉴意义。

参考文献：

[1]陈道南.起重运输机械[M].北京:冶金工业出版社,2008.

[2]晏初宏.机械设备修理工艺学[M].北京:机械工业出版社,2009.

[3]谷士强.冶金机械安装与维修[M].北京:冶金工业出版社,1995.