CN110216434A - 一种用于更换大型升船机安全卷筒轴的导向小车装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于更换大型升船机安全卷筒轴的导向小车装置及方法，导向小车装置包括两台导向小车和一套小车轨道；两台导向小车布置在卷筒轴下方，用于承托卷筒轴；小车轨道搭设在导向小车的下方，用于承托导向小车；更换大型升船机安全卷筒轴的方法步骤依次为：准备工作、钢丝绳卸载、卷筒轴承座卸载、轴承拆除、卷筒轴拆除、新轴安装、轴承安装、卷筒复位和锁定解除，其中利用导向小车装置进行卷筒轴拆除以及新轴安装，保证卷筒轴前后两段在水平拆装过程中平稳移动，减小对整个结构的影响，更换方法不需要锁定承船厢及全部平衡重进行钢丝绳载荷卸载，只需锁定换轴的卷筒装置对应的平衡重组即可，工程量小，操作简单，节省人力物力。

Description

一种用于更换大型升船机安全卷筒轴的导向小车装置及方法

技术领域

本发明涉及升船机工程技术领域，具体地讲，涉及一种用于更换大型升船机安全卷筒轴的导向小车装置及方法。

背景技术

升船机是利用机械装置升降船舶以克服航道上集中水位落差的通航建筑物。卷筒装置是钢丝绳卷扬提升式升船机的主提升机构的关键执行部件。目前，卷筒装置分为提升卷筒和安全卷筒两种类型，其中安全卷筒不直接连接驱动机构，它的主要作用是通过钢丝绳平衡承船厢以及平衡重的重量，同时增设制动系统，提高主提升机的制动能力。

目前大型升船机上应用的安全卷筒装置均为两端支撑的通轴形式，卷筒轴为整根锻造的大尺寸的轴。若卷筒轴在升船机运行过程中出现质量问题（如断裂等），则需要更换新轴，传统的更换方法是采用先拆除钢丝绳后更换卷筒轴，此方法工程量巨大，操作困难。目前，为方便主提升等设备的检修，已建成的大型升船机均设置了承船厢上、下锁定检修位。检修时，需将承船厢运行至检修位，按照平衡重组的重量分配依次锁定，同时过程中需配合船厢泄水，保证承船厢与平衡重两侧的总量差在主提升制动范围内，该种方法不需将钢丝绳拆除，但承船厢的锁定及后续的锁定解除需要消耗大量的人力物力，工序繁琐。另外，在不拆除钢丝绳的情况下，须将卷筒轴从卷筒结构中水平拆出更换，目前拆装卷筒轴主要依靠主机房设置的检修桥机，但是仅依靠主机房设置的检修桥机很难保证卷筒轴从卷筒结构中平稳拆装。

因此，有必要设计一种安全可靠、能保证拆装过程中整根卷筒轴平稳移动的导向小车装置，以及设计一种工程量小、操作简单、安全有效的安全卷筒轴的更换方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理、安装方便、性能安全可靠、能保证大型升船机安全卷筒轴在拆装过程中平稳移动的导向小车装置，并提供一种工程量小、操作简单、安全有效的安全卷筒轴的更换方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种用于更换大型升船机安全卷筒轴的导向小车装置，所述卷筒轴安装在卷筒结构内；其特征在于：导向小车装置包括两台导向小车和一套小车轨道；所述两台导向小车沿卷筒轴的轴向前后布置在卷筒轴下方，用于承托卷筒轴；所述小车轨道沿卷筒轴的轴向搭设在导向小车的下方，用于承托导向小车，小车轨道的两端均连接有轨道支座，所述轨道支座与卷筒结构固定连接；所述卷筒轴在外力牵引下，带动导向小车托载卷筒轴沿着小车轨道移动；所述导向小车包括车轮、车架横梁、车架纵梁以及支撑平台；所述车架横梁和车架纵梁均设置两根，固定在一起组成一个呈矩形的车架，在车架的四角处均安装竖向的长螺柱，所述支撑平台通过调节螺母安装在四个长螺柱上，通过旋拧调节螺母进而调整支撑平台的高度或水平度；每根车架横梁的两端均安装一个车轮；所述支撑平台上焊接两根定位圆钢，两根定位圆钢沿卷筒轴轴向布置，并且关于卷筒轴的轴线对称；所述小车轨道由两条工字钢组成，工字钢的顶部焊接方钢，方钢和车轮上的车轮槽匹配；两条工字钢之间通过筋板加强连接。

优选的，所述每根车架横梁的两端均安装一根车轮轴，所述车轮轴上安装有轴承，所述车轮安装在轴承上。

优选的，所述车架纵梁是由两段梁组成，两段梁之间通过法兰盘连接，方便左侧和右侧小车横向轨距的调整。

优选的，所述工字钢通过螺栓连接安装在轨道支座上。

为解决上述问题，本发明还提供另一种技术方案：一种用于更换大型升船机安全卷筒轴的方法，步骤如下：

第一步：准备工作；具体步骤为：

1）准备拆装工具及工装：主要包括断轴固定工装、卷筒支撑工装、轴承拆除工装、卷筒轴拆除工装以及手拉葫芦、千斤顶以及扳手等工器具；

2）进行现场设备防护：主要包括钢丝绳、轴承、地脚螺栓以及管路管线等防护，防止拆装过程中对其相应的损坏；

3）断轴固定连接：将卷筒轴断开的两段轴进行固定连接。

第二步：钢丝绳卸载；具体步骤为：

1）将承船厢运行至下锁定位，平衡重至上锁定位；

2）将主提升机所有卷筒装置制动器全部上闸；

3）将需更换轴的卷筒装置对应的平衡重组锁定，平衡重侧钢丝绳卸载；

4）将需更换轴的卷筒装置制动器保持上闸，其余主提升卷筒装置制动器全部松闸；

5）点动提升承船厢，使需更换轴的卷筒装置船厢侧钢丝绳卸载；

6）将主提升其余卷筒装置制动器全部上闸，需更换轴的卷筒装置制动器松闸。

第三步：卷筒轴承座卸载；具体步骤为：

1）拆除需换轴卷筒装置两端轴承座与机架的螺栓连接；

2）利用千斤顶将卷筒装置抬高，使卷筒装置两端轴承座卸载；

3）将卷筒支撑工装安装就位。

第四步：轴承拆除；具体步骤为：

1）将轴承座端盖、轴端挡板、上座、下座拆下；

2）利用轴承拆除工装将轴承从卷筒轴上拆下。

第五步：卷筒轴拆除；具体步骤为：

1）安装卷筒轴拆除工装；

2）利用手拉葫芦在卷筒轴与卷筒结构之间产生的内部推力使卷筒轴与卷筒结构脱离，将导向小车装置安装在卷筒轴下面，两台导向小车分别承托住断开的两段轴，在卷筒轴往外移出的过程中，导向小车托载卷筒轴沿着小车轨道移动，保证卷筒轴沿小车轨道水平移动拆出，直至卷筒轴移出卷筒结构；

3）利用现场主机房检修桥机将卷筒轴移动至其它区域。

第六步：新轴安装；具体步骤为：

1）利用现场主机房检修桥机将新轴移动至卷筒结构，并初步推进定位；

2）利用卷筒轴拆除工装设置的手拉葫芦及导向小车将新轴装入卷筒结构；

3）卷筒轴到位后拆除卷筒轴拆除工装。

第七步：轴承安装；具体步骤为：

1）采用热套工艺安装轴承；

2）安装轴承座下座、轴套、轴端挡板、上座以及轴承座端盖。

第八步：卷筒复位；具体步骤为：

1）利用主机房检修桥机调整卷筒装置水平及高程位置；

2）定位后，将卷筒支撑工装拆除；

3）将卷筒两端轴承座与机架螺栓连接并固定。

第九步：锁定解除；具体步骤为：

1）将换轴卷筒装置制动器上闸，主提升机其余卷筒制动器全部松闸；

2）点动下降承船厢至原位；

3）将主提升机卷筒全部制动器上闸；

4）解除平衡重组的锁定；

5）升船机恢复正常工作状态。

与现有技术相比，本发明中导向小车装置的具有以下优点：1、在卷筒轴下布置两台导向小车及对应的小车轨道，可以保证卷筒轴前后两段在水平拆装过程中的轴线重合，保证卷筒轴拆除过程的平稳移动，减小对整个结构的影响；2、每台导向小车均能够按照卷筒轴的实际情况进行上下以及左右距离的调整，安装操作方便。

与现有技术相比，本发明中更换卷筒轴的方法具有以下优点：1、该方法不需要锁定承船厢及全部平衡重进行钢丝绳载荷卸载，只需锁定换轴的卷筒装置对应的平衡重组即可，工程量小，操作简单，节省人力物力；2、该方法解决了单纯依靠主机房检修桥机拆装轴困难的问题，利用布置在卷筒轴与卷筒结构之间的手拉葫芦产生的内部推力能够使卷筒轴与卷筒结构脱离，同时布置的导向小车装置能够保证卷筒轴沿着轨道水平移动拆装。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中更换卷筒轴所采用的工装结构示意图。

图2是本发明实施例中导向小车装置安装在卷筒结构内的主视结构示意图。

图3是本发明实施例导向小车装置安装在卷筒结构内的侧视结构示意图。

图4是本发明实施例中导向小车的主视结构示意图。

图5是本发明实施例中导向小车的侧视结构示意图。

图6是本发明实施例中导向小车的俯视结构示意图。

图7是本发明实施例中小车轨道和轨道支座的主视结构示意图。

附图标记说明：卷筒轴1、卷筒结构2、导向小车3、车轮3-1、轴承3-2、车轮轴3-3、支撑平台3-4、调节螺母3-5、长螺柱3-6、车架横梁3-7、车架纵梁3-8、法兰盘3-9、小车轨道4、工字钢4-1、方钢4-2、筋板4-3、轨道支座5、定位圆钢6、断轴固定工装7、卷筒支撑工装8、轴承拆除工装9、主机房检修矫机10、手拉葫芦11、卷筒轴拆除工装12。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1至图7。

本实施例中一种用于更换大型升船机安全卷筒轴的导向小车装置，卷筒轴1安装在卷筒结构2内，导向小车装置包括两台导向小车3和一套小车轨道4。两台导向小车3沿卷筒轴1的轴向前后布置在卷筒轴1下方，用于承托卷筒轴1；小车轨道4沿卷筒轴1的轴向搭设在导向小车3的下方，用于承托导向小车3，小车轨道4的两端均连接有轨道支座5，轨道支座5与卷筒结构2固定连接。

本实施例中，导向小车3包括车轮3-1、车架横梁3-7、车架纵梁3-8以及支撑平台3-4。车架横梁3-7和车架纵梁3-8采用足够强度的型材，均设置两根，固定在一起组成一个呈矩形的车架。每根车架横梁3-7的两端均安装一根车轮轴3-3，车轮轴3-3上安装有轴承3-2，车轮3-1安装在轴承3-2上。

本实施例中，支撑平台3-4高度可调地安装在由两根车架横梁3-7和两根车架纵梁3-8组成的车架上。在车架的四角处均安装竖向的长螺柱3-6，支撑平台3-4通过调节螺母3-5安装在四个长螺柱3-6上，按照卷筒轴1的实际情况，通过旋拧调节螺母3-5进而调整支撑平台3-4的高度或水平度。支撑平台3-4上焊接两根用于对卷筒轴1进行限位的定位圆钢6，两根定位圆钢6沿卷筒轴1轴向布置，并且关于卷筒轴1的轴线对称。

本实施例中，车架纵梁3-8是由两段梁组成，两段梁之间通过法兰盘3-9连接，方便左侧和右侧小车横向轨距的调整。小车轨道4由两条工字钢4-1组成，工字钢4-1的顶部焊接方钢4-2，方钢4-2和车轮3-1上的车轮槽匹配。考虑到轨道刚度及稳定性，两条工字钢4-1之间通过筋板4-3加强连接。工字钢4-1通过螺栓连接安装在轨道支座5上。

本实施例的具体应用为：对卷筒轴1进行拆出时，卷筒轴1在外力牵引下从卷筒结构2中脱出，托载在卷筒轴1下面的两个导向小车3跟随卷筒轴1沿着小车轨道4移动，移动过程中根据卷筒轴1相对于卷筒结构2的相对距离调整两个导向小车3的前后距离，全程保持卷筒轴1前后两轴段的轴线重合，直至卷筒轴1完全脱出卷筒结构2，对于新轴的装入，移动方向反之，操作方式相同。

本实施例中，用于更换大型升船机安全卷筒轴的方法，步骤如下：

第一步：准备工作；具体步骤为：

1）准备拆装工具及工装：主要包括断轴固定工装7、卷筒支撑工装8、轴承拆除工装9、卷筒轴拆除工装12以及手拉葫芦11、千斤顶以及扳手等工器具；

2）进行现场设备防护：主要包括钢丝绳、轴承、地脚螺栓以及管路管线等防护，防止拆装过程中对其相应的损坏；

3）断轴固定连接：将卷筒轴1断开的两段轴进行用断轴固定工装7进行固定连接。

第二步：钢丝绳卸载；具体步骤为：

1）将承船厢运行至下锁定位，平衡重至上锁定位；

2）将主提升机所有卷筒装置制动器全部上闸；

3）将需更换轴的卷筒装置对应的平衡重组锁定，平衡重侧钢丝绳卸载；

4）将需更换轴的卷筒装置制动器保持上闸，其余主提升卷筒装置制动器全部松闸；

5）点动提升承船厢，使需更换轴的卷筒装置船厢侧钢丝绳卸载；

6）将主提升其余卷筒装置制动器全部上闸，需更换轴的卷筒装置制动器松闸。

第三步：卷筒轴承座卸载；具体步骤为：

1）拆除需换轴卷筒装置两端轴承座与机架的螺栓连接；

2）利用千斤顶将卷筒装置抬高，使卷筒装置两端轴承座卸载；

3）将卷筒支撑工装8安装就位。

第四步：轴承拆除；具体步骤为：

1）将轴承座端盖、轴端挡板、上座、下座拆下；

2）利用轴承拆除工装9将轴承从卷筒轴1上拆下。

第五步：卷筒轴拆除；具体步骤为：

1）安装卷筒轴拆除工装12；

2）利用手拉葫芦11在卷筒轴1与卷筒结构2之间产生的内部推力使卷筒轴1与卷筒结构2脱离，将导向小车装置安装在卷筒轴1下面，两台导向小车3分别承托住断开的两段轴，在卷筒轴1往外移出的过程中，导向小车3托载卷筒轴1沿着小车轨道4移动，保证卷筒轴1沿小车轨道4水平移动拆出，直至卷筒轴1移出卷筒结构2；

3）利用现场主机房检修桥机10将卷筒轴1移动至其它区域。

第六步：新轴安装；具体步骤为：

1）利用现场主机房检修矫机10将新轴移动至卷筒结构2，并初步推进定位；

2）利用卷筒轴拆除工装12设置的手拉葫芦11及导向小车3将新轴装入卷筒结构2；

3）卷筒轴1到位后拆除卷筒轴拆除工装12。

第七步：轴承安装；具体步骤为：

1）采用热套工艺安装轴承；

2）安装轴承座下座、轴套、轴端挡板、上座以及轴承座端盖。

第八步：卷筒复位；具体步骤为：

1）利用主机房检修矫机10调整卷筒装置水平及高程位置；

2）定位后，将卷筒支撑工装8拆除；

3）将卷筒两端轴承座与机架螺栓连接并固定。

第九步：锁定解除；具体步骤为：

1）将换轴卷筒装置制动器上闸，主提升机其余卷筒制动器全部松闸；

2）点动下降承船厢至原位；

3）将主提升机卷筒全部制动器上闸；

4）解除平衡重组的锁定；

5）升船机恢复正常工作状态。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于更换大型升船机安全卷筒轴的导向小车装置，所述卷筒轴安装在卷筒结构内；其特征在于：导向小车装置包括两台导向小车和一套小车轨道；所述两台导向小车沿卷筒轴的轴向前后布置在卷筒轴下方，用于承托卷筒轴；所述小车轨道沿卷筒轴的轴向搭设在导向小车的下方，用于承托导向小车，小车轨道的两端均连接有轨道支座，所述轨道支座与卷筒结构固定连接；所述卷筒轴在外力牵引下，带动导向小车托载卷筒轴沿着小车轨道移动；所述导向小车包括车轮、车架横梁、车架纵梁以及支撑平台；所述车架横梁和车架纵梁均设置两根，固定在一起组成一个呈矩形的车架，在车架的四角处均安装竖向的长螺柱，所述支撑平台通过调节螺母安装在四个长螺柱上，通过旋拧调节螺母进而调整支撑平台的高度或水平度；每根车架横梁的两端均安装一个车轮；所述支撑平台上焊接两根定位圆钢，两根定位圆钢沿卷筒轴轴向布置，并且关于卷筒轴的轴线对称；所述小车轨道由两条工字钢组成，工字钢的顶部焊接方钢，方钢和车轮上的车轮槽匹配；两条工字钢之间通过筋板加强连接。

2.一种用于更换大型升船机安全卷筒轴的方法，其特征在于：步骤如下：

第一步：准备工作：将卷筒轴断开的两段轴进行固定连接；

第二步：钢丝绳卸载；

第三步：卷筒轴承座卸载；

第四步：轴承拆除；

第五步：卷筒轴拆除：将权利要求1所述的导向小车装置安装在卷筒轴下面，两台导向小车分别承托住断开的两段轴，在卷筒轴往外移出的过程中，导向小车托载卷筒轴沿着小车轨道移动；

第六步：新轴安装，此步骤中利用导向小车装置对新轴进行承托导向；

第七步：轴承安装；

第八步：卷筒复位；

第九步：锁定解除。

3.根据权利要求2所述的用于更换大型升船机安全卷筒轴的方法，其特征在于：

所述第一步：准备工作具体包括以下步骤：

1）准备拆装工具及工装；

2）进行现场设备防护；

3）断轴固定连接：将卷筒轴断开的两段轴进行固定连接；

所述第二步：钢丝绳卸载具体包括以下步骤：

1）将承船厢运行至下锁定位，平衡重至上锁定位；

2）将主提升机所有卷筒装置制动器全部上闸；

3）将需更换轴的卷筒装置对应的平衡重组锁定，平衡重侧钢丝绳卸载；

4）将需更换轴的卷筒装置制动器保持上闸，其余主提升卷筒装置制动器全部松闸；

5）点动提升承船厢，使需更换轴的卷筒装置船厢侧钢丝绳卸载；

6）将主提升其余卷筒装置制动器全部上闸，需更换轴的卷筒装置制动器松闸。

4.根据权利要求2所述的用于更换大型升船机安全卷筒轴的方法，其特征在于：

所述第三步：卷筒轴承座卸载具体包括以下步骤：

1）拆除需换轴卷筒装置两端轴承座与机架的螺栓连接；

2）利用千斤顶将卷筒装置抬高，使卷筒装置两端轴承座卸载；

3）将卷筒支撑工装安装就位。

5.根据权利要求2所述的用于更换大型升船机安全卷筒轴的方法，其特征在于：

所述第四步：轴承拆除具体包括以下步骤：

1）将轴承座端盖、轴端挡板、上座、下座拆下；

2）利用轴承拆除工装将轴承从卷筒轴上拆下。

6.根据权利要求2所述的用于更换大型升船机安全卷筒轴的方法，其特征在于：

所述第五步：卷筒轴拆除具体包括以下步骤：

1）安装卷筒轴拆除工装；

2）利用手拉葫芦在卷筒轴与卷筒结构之间产生的内部推力使卷筒轴与卷筒结构脱离，将导向小车装置安装在卷筒轴下面，两台导向小车分别承托住断开的两段轴，在卷筒轴往外移出的过程中，导向小车托载卷筒轴沿着小车轨道移动，保证卷筒轴沿小车轨道水平移动拆出，直至卷筒轴移出卷筒结构；

3）利用现场主机房检修桥机将卷筒轴移动至其它区域。

7.根据权利要求2所述的用于更换大型升船机安全卷筒轴的方法，其特征在于：

所述第六步：新轴安装具体包括以下步骤：

1）利用现场主机房检修桥机将新轴移动至卷筒结构，并初步推进定位；

2）利用卷筒轴拆除工装设置的手拉葫芦及导向小车将新轴装入卷筒结构；

3）卷筒轴到位后拆除卷筒轴拆除工装。

8.根据权利要求2所述的用于更换大型升船机安全卷筒轴的方法，其特征在于：

所述第七步：轴承安装具体包括以下步骤：

1）采用热套工艺安装轴承；

2）安装轴承座下座、轴套、轴端挡板、上座以及轴承座端盖。

9.根据权利要求2所述的用于更换大型升船机安全卷筒轴的方法，其特征在于：

所述第八步：卷筒复位具体包括以下步骤：

1）利用主机房检修桥机调整卷筒装置水平及高程位置；

2）定位后，将卷筒支撑工装拆除；

3）将卷筒两端轴承座与机架螺栓连接并固定。

10.根据权利要求2所述的用于更换大型升船机安全卷筒轴的方法，其特征在于：

所述第九步：锁定解除具体包括以下步骤：

1）将换轴卷筒装置制动器上闸，主提升机其余卷筒制动器全部松闸；

2）点动下降承船厢至原位；

3）将主提升机卷筒全部制动器上闸；

4）解除平衡重组的锁定；

5）升船机恢复正常工作状态。