海洋重型起重機結構件加工策略

摘 要：

本文以一條海洋工程船的上部重型起重機為例，對重型起重機現場機加工過程中所遇到的難點和重點問題進行研究，對起重機整體和局部機加工策略進行分析，制定一套合理的機加工方案，具有典型的工程實際參考價值。

關鍵詞：重型起重機；現場機加工；測量

前言

隨著世界海洋能源工程在深度和廣度上的發(fā)展，對海洋特種工程船舶的數量需求和技術要求迅速增長，已經成為海洋鋼結構制造業(yè)中又一個重要的發(fā)展方向。海洋石油工程股份有限公司作為以設計和建造海洋平臺為主的專業(yè)化能源工程公司，近幾年業(yè)務不斷擴展。出于發(fā)展戰(zhàn)略的需要，公司建造重型起重機。

底座環(huán)與船體相連接，對整個起重機起支撐作用；旋轉平臺位于底座環(huán)之上，中間用軸進行連接，可以完成起重機360度旋轉；扒桿與旋轉平臺之間采用銷軸連接，在一定角度內可以自由做俯仰運動；A字架與旋轉平臺之間采用銷軸進行連接，但A字架固定于旋轉平臺之上，不發(fā)生相對運動。

1.整體機加工策略

重型起重機從整體角度來看，屬于大型機械結構體，相對于各部件建造，裝配顯得極為重要，它是整個起重機能否正常工作的一個階段性標志。本文所描述的起重機總重量約2400t，對于如此龐大的機械結構體，裝配精度又相對較高的情況下，關鍵部位必須采用現場機加工的方法，來保證起重機裝配精度的實現。

在制定合理的機加工整體實施策略時，需要考慮以下幾個方面：

1.1.各部件的使用功能

底座環(huán)是整個起重機的基礎，旋轉平臺就是通過平衡小車與其連接來實現旋轉的功能，所以底座環(huán)中心孔定位的準確與否，直接影響到整個起重機的工作性能，所以制定加工策略時需要重點考慮。A字架與旋轉平臺之間的連接屬于剛性連接，它們之間沒有相對的運動，而且A字架與扒桿，A字架與底座環(huán)之間沒有相對的連接及定位要求，所以A字架鉸點孔的機加工可以放在最后。扒桿雖然與底座環(huán)和A字架沒有直接的裝配和定位關系，扒桿的偏心和角度誤差會直接影響到起重機最終的吊裝能力，所以在制定加工策略時同樣需要重點考慮。其他部件雖然也有加工精度的要求，但是在整體上對起重機影響不大，可以對其進行局部考慮。

1.2.施工進度

在實際項目運行過程中，各部件的施工進度也是影響現場機加工策略的一個關鍵因素。例如：A字架的4個鉸點孔和與之相連接的旋轉平臺上下4個鉸點孔，兩個部件的施工進度受到多種因素的干擾，假設A字架首先完成預制，我們就可以先對其4個鉸點孔進行現場機加工，將機加工的測量結果進行備份，待旋轉平臺建造完成后，利用上述測量結果來指導旋轉平臺上與之相連接的4個鉸點現場機加工。同樣，如果旋轉平臺首先完成預制，我們就可以先考慮對其進行現場機加工，然后再對A字架進行現場機加工。

其它次要部件的加工可以采用上述原則，按照施工進度的先后來確定現場機加工的順序。

1.3.現場機加工難易程度

在整個起重機的建造過程中，不同的部件結構復雜性各不相同，對現場機加工工裝的要求也就各不相同。對于相對要求較高，現場加工難度較大的部件，我們應當首先對其進行加工，以此為基準，對后續(xù)與之相配的部件進行機加工。例如平衡小車頂部與旋轉平臺底部之間的連接板機加工。相對于旋轉平臺，平衡小車結構尺寸小，重量輕，可調整的范圍大，所以在對這兩個連接部件進行現場機加工時，可以考慮先加工旋轉平臺底板，然后以此為基準來調整平衡小車頂板的尺寸。

2.單個部件機加工策略

對于每個部件，同樣需要制定合理的機加工策略，鑒于篇幅所限，本節(jié)只對旋轉平臺的機加工策略進行分析。

旋轉平臺上主要的現場機加工零件，主要有：起重機中心軸孔，扒桿連接孔，A字架連接孔，上下平衡小車連接孔，絞車支撐孔等。按照旋轉平臺尺寸控制要求來分析，A字架連接孔和扒桿連接孔的定位主要參考起重機的中心軸和水平面A基準，所以在進行現場機加工之前，必須先對A基準面進行確定，之后所有標高方向的尺寸控制都要以此為定位基準。水平方向的尺寸都要以起重機中心為基準。

基準的確定是至關重要的，所以我們首先對旋轉平臺中心軸孔進行現場機加工，然后以此為基準對其余零件進行加工，當然只有自身機加工要求而沒有相關聯尺寸約束的零件，我們可以根據現場實際情況選擇最佳時間。例如絞車支撐孔的機加工，我們只需要考慮各個絞車鉸點孔之間的尺寸要求，而不需要考慮其與整個旋轉平臺的尺寸。對于上下平衡小車連接孔的加工，我們在考慮其與旋轉平臺中心尺寸要求的同時，還需要考慮其與底座環(huán)上下軌道基面之間的尺寸精度要求。所以必要在上下軌道基面劑加工完畢后，方可對其進行機加工。

3.結論

綜上所述，重型起重機現場機加工策略制定的合理與否，對整個起重機能否最終實現其既定功能有著至關重要的作用。我們在策略制定時，一定要充分考慮其中各個因素對整體精度的影響，制定出合理的總體實施策略，然后再對各個部件進行分解，制定單個部件的機加工方案，最終保證其能夠滿足起重機整體裝配的要求。

參考文獻：

[1] 王金諾. 起重運輸機械金屬結構. 北京：中國鐵道出版社. 1984

作者簡介：

蘇 健 （1983-）男，工程師，海洋石油工程股份有限公司，從事海洋工程設計和管理工作。