萬噸級可移動式門式起重機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種萬噸級可移動式門式起重機，用于超重型海工裝備的起重吊裝。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋鉆井平臺有上萬噸，目前是在船塢里建造。限于船廠船塢所用的龍門起重機起吊能力的限制，船廠通常將海洋鉆井平臺或其大型構(gòu)件分解成一個個小的模塊先在車間進行建造，建好后的模塊再運到船塢里進行組裝，即其采用搭積木的方式一部分一部分堆積而成。該建造方式的缺點為:1)船塢對船廠來說是最重要的生產(chǎn)資源，長時間占用船塢，影響船廠對造船合同的承接；2)海洋鉆井平臺建造周期長，施工效率低。
[0003]為解決上述問題，行業(yè)內(nèi)曾有人大膽提出“海洋平臺地面建造”的新模式，這種模式完全不占用船塢資源，整個建造過程全部在地面完成，且建造周期明顯縮短，成本大幅降低，為船廠和船東帶來可觀的效益。
[0004]船廠現(xiàn)使用的龍門起重機雖然有近千噸的起重能力，但還不足以吊起重量達數(shù)萬噸的海洋平臺。即使其他領(lǐng)域有固定式起重機具有萬噸的起重能力，可以完成萬噸重構(gòu)件的提升作業(yè)，但是該起重機沒有配備移動系統(tǒng)，只能是在一個固定的位置上起吊重物，不能夠吊起重物進行空間位置移動，也就是它說需要借助其它裝備(如半潛駁船和拖船)，才能完成海洋平臺的下水作業(yè)。為了實現(xiàn)對重物的移動，這種起重機需要配套其它的設(shè)備來彌補其不能移動的不足，因此增加了作業(yè)的成本。因此，如何實施“海洋平臺地面建造”，仍然是較大技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明在破解上述“海洋平臺地面建造”的實施難題，克服現(xiàn)有龍門起重機起升能力不足，以及固定式起重機起吊能力足夠但不能移動的缺陷。
[0006]為此，本發(fā)明提供了一種萬噸級可移動式門式起重機，主要由提升系統(tǒng)、移動系統(tǒng)、前后對稱的一對主梁以及兩對支撐腿組成，其特征在于:上述主梁為拱式外形，包括拱梁、下弦梁、上弦梁、吊桿、連桿；拱梁和下弦梁、上弦梁采用箱梁結(jié)構(gòu)，內(nèi)部配置縱向筋肋和橫向隔板；上述連桿將上弦梁、下弦梁、拱梁連接成整體桁架結(jié)構(gòu)；吊桿豎直繃勁連接在上弦梁、下弦梁之間；
上述支撐腿由一對剛性支撐腿和一對柔性支撐腿組成，均采用上小、下大、左右對稱的梯形桁架結(jié)構(gòu)；前述剛性支撐腿剛性連接在前述主梁下方一端，柔性支撐腿柔性連接在前述主梁下方另一端；剛性支撐腿和柔性支撐腿關(guān)于所連接的主梁中心線對稱布置，主梁與剛性支撐腿和柔性支撐腿組成前后、左右總體對稱結(jié)構(gòu)；
上述移動系統(tǒng)控制上述支撐腿的位置變化，并視被吊重物的尺寸調(diào)節(jié)上述兩主梁之間的距離。
[0007]在本發(fā)明中，承重主體采用桁架鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，由拱式主梁、剛性支撐腿、柔性支撐腿等部份組成。主梁采用拱式外形的“剛性梁柔性拱”結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)多用于橋梁結(jié)構(gòu)中；支撐腿采用上小下大左右對稱的梯形桁架結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)具有較好承載穩(wěn)定性，并且空間利用率較高，便于內(nèi)部設(shè)備安裝。
[0008]桁架結(jié)構(gòu)拱式外形多用于橋梁結(jié)構(gòu)中，在起重機領(lǐng)域很少用到，尤其在大型起重機上更是少見。桁架結(jié)構(gòu)拱式外形的主梁與傳統(tǒng)的箱體結(jié)構(gòu)主梁比較，最明顯的優(yōu)點是在承載截面面積相同的情況下承載能力大很多，因此可大幅度減少起重機鋼結(jié)構(gòu)重量，降低制造成本。
[0009]桁架結(jié)構(gòu)的另一個優(yōu)點是結(jié)構(gòu)風(fēng)阻較小，也就是說與箱體結(jié)構(gòu)比較桁架結(jié)構(gòu)承受的風(fēng)負荷較小，風(fēng)載荷小可保證起重機具有較強的抗風(fēng)能力，因此也降低了起重機防風(fēng)裝置的配置成本。
[0010]優(yōu)選的本發(fā)明中移動系統(tǒng)包括支撐單元、驅(qū)動單元和液壓均衡單元，其特征在于:
所述支撐單元由M個支撐裝置組成，M為自然數(shù)，所述支撐裝置包括滾輪車組和支撐機構(gòu)，所述支撐機構(gòu)安裝在所述滾輪車組上方，所述支撐機構(gòu)承受起重機的載荷，所述滾輪車組帶動所述支撐機構(gòu)移動；
所述驅(qū)動單元由N個驅(qū)動裝置組成，N為自然數(shù)，所述驅(qū)動裝置包括與支撐腿的下橫梁固定連接機架機構(gòu)、與所述機架機構(gòu)活動連接的驅(qū)動機構(gòu)、與支撐腿的下橫梁固定連接的懸掛液缸和與所述機架機構(gòu)固定連接的支撐輪，所述驅(qū)動單元驅(qū)動所述支撐單元移動，所述支撐輪數(shù)量為4個，分別安裝在每個所述驅(qū)動裝置的四個角上與軌道接觸；
所述液壓均衡單元包括支撐單元控制油路和驅(qū)動單元控制油路，所述液壓均衡單元通過油路控制所述支撐單元和所述驅(qū)動單元保持整個起重器移動過程中的穩(wěn)定。
[0011]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述支撐機構(gòu)包括與支撐腿的下橫梁固定連接的油缸支座、與所述油缸支座固定連接的支撐油缸、與所述支撐油缸固定連接的支頂座、與所述支頂座鉸接的球形絞座、與球形絞座固定連接的支撐箱體、減磨板及定位銷，所述定位銷穿過所述減磨板的中心對所述支撐箱體和所述滑輪車組進行定位并將所述減磨板固定在所述支撐箱體和所述滑輪車組之間，起重機的載荷通過所述油缸支座作用在所述支撐油缸頂部，再通過所述支撐油缸內(nèi)部的液壓油將載荷傳遞到連接所述支撐油缸底部的所述支頂座上，通過所述支頂座再傳遞到所述球形絞座上，最后作用在所述滾輪車組上，所述球形絞座與所述支頂座組成球形絞支撐，當(dāng)軌道基礎(chǔ)不平整或者起重機支腿結(jié)構(gòu)受載變形時，球形絞支撐能及時調(diào)整支撐油缸與所述滾輪車組的受力角度，確保所述滾輪車組與軌道間的接觸力為垂直正壓力且均勻分布，為了避免所述支撐油缸受到橫向力，本發(fā)明技術(shù)方案將所述支撐油缸設(shè)置在所述支頂座和所述油缸支座形成的空腔內(nèi)部，當(dāng)起重機移動時，所述滾輪車組與軌道間產(chǎn)生的橫向阻力可加注在所述支撐油缸上，而是通過所述支頂座和所述油缸支座直接傳遞到下橫梁上，所述減磨板安裝在所述支撐箱體與所述滾輪車組的滾輪架之間，所述定位銷穿過減磨板分別伸入所述支撐箱體和所述滾輪架內(nèi)進行定位，所述減磨板的摩擦系數(shù)比較小，當(dāng)所述滾輪車組受橫向力作用時可繞定位銷轉(zhuǎn)動，當(dāng)所述滾輪車組不沿著軌道方向移動時，軌道會對滾輪車組產(chǎn)生糾偏作用力，因為滾輪車組可以繞定位銷轉(zhuǎn)動，故軌道側(cè)面對所述滾輪車的糾偏作用力大幅減小。
[0012]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述滾輪車組的數(shù)量為2個，所述滾輪車組包括滾輪、滾輪架和側(cè)輪，所述滾輪安裝在所述滾輪架內(nèi)，所述側(cè)輪固定在所述滾輪架外側(cè)，所述側(cè)輪中心軸線與所述滾輪中心軸線垂直，所述側(cè)輪與軌道側(cè)面產(chǎn)生滾動摩擦，由于用滾動摩擦代替了滑動摩擦，因而減小了軌道側(cè)面的摩擦阻力。
[0013]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述機架機構(gòu)包括與支撐腿的下橫梁固定連接的傳力支架、與所述傳力支架滑動連接的機架、穿過所述機架并與所述機架活動連接的傳力軸、套裝在所述傳力軸兩端與所述傳力軸活動連接的滑塊，所述傳力支架下端開設(shè)有滑道，所述滑塊可以在所述滑道內(nèi)上下滑動，所述傳力軸與所述滑塊中心軸同軸，所述傳力軸可進行轉(zhuǎn)動，所述機架通過所述傳力支架、傳力軸和滑塊與下橫梁連接，實現(xiàn)力的傳遞。
[0014]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述每個驅(qū)動裝置包含兩個所述懸掛液缸，兩個所述懸掛液缸的上端與起重機的下橫梁連接，兩個所述懸掛液缸的下端與所述機架連接，兩個所述懸掛液缸的中心線垂直于地面并與所述傳力軸的中心線等距。
[0015]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述驅(qū)動機構(gòu)包括與動力端連接的輸入齒輪軸、與所述輸入齒輪軸進行固定連接的輸入齒輪、與所述輸入齒輪進行嚙合的過渡齒輪、與所述過渡齒輪進行固定連接的過渡齒輪軸及與所述過渡齒輪進行嚙合的齒條，所述輸入齒輪軸和過渡齒輪軸均與所述機架進行連接，所述懸掛液缸向下的力通過所述機架和所述過渡齒輪軸傳遞給所述過渡齒輪，以平衡所述齒條對所述過渡齒輪產(chǎn)生的垂直向上的反作用力，確保所述過渡齒輪與所述齒條的嚙合不發(fā)生分離，保證所述過渡齒輪和所述齒條的中心距在要求的范圍內(nèi)。
[0016]所述驅(qū)動裝置通過動力端傳輸動力至所述輸入齒輪軸，所述輸入齒輪軸帶動所述輸入齒輪轉(zhuǎn)動，所述輸入齒輪與所述過渡齒輪進行嚙合，所述過渡齒輪又與所述齒條進行嚙合，故所述輸入齒輪通過所述過渡齒輪將動力傳遞給了所述齒條，所述齒條固定在地基軌道上，所述驅(qū)動裝置為整個起重機的移動提供驅(qū)動力，由于所述機架與下橫梁不是直接進行連接，而是通過所述滑塊、傳力軸與所述傳力支架進行滑動連接，而所述傳