張慶舉,張保中,吳建民(大連船舶重工集團(tuán)船務(wù)工程有限公司，遼寧 大連 116318)

絞吸式挖泥船臺(tái)車滾輪的檢查及修理工藝

張慶舉,張保中,吳建民
(大連船舶重工集團(tuán)船務(wù)工程有限公司，遼寧 大連 116318)

文章分析了絞吸式挖泥船臺(tái)車滾輪注油管爆裂的原因，介紹了臺(tái)車滾輪結(jié)構(gòu)，根據(jù)工作特點(diǎn)和公差配合要求，進(jìn)行了修理和改進(jìn)，可供同行借鑒。

臺(tái)車；立式滾輪；公差配合

某絞吸式挖泥船，其臺(tái)車發(fā)生故障進(jìn)廠修理。臺(tái)車上有立式滾輪、主樁孔、頂升液壓缸、移位液壓缸和液壓泵站。臺(tái)車通過(guò)鋼樁的起降和移位液壓缸的動(dòng)作，來(lái)保證挖泥船準(zhǔn)確進(jìn)行移位。該船在施工中，發(fā)現(xiàn)立式滾輪加注牛油管爆裂、油道堵塞，立式滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)異常。為不導(dǎo)致嚴(yán)重后果，挖泥船停工進(jìn)廠檢修臺(tái)車，現(xiàn)將修理過(guò)程及工藝簡(jiǎn)述如下。

1 臺(tái)車位置和作用

1.1臺(tái)車位置

該臺(tái)車位于船體尾部，通過(guò)頂升液壓缸，使主樁不斷起樁下樁。臺(tái)車上有4個(gè)水平滾輪和6個(gè)立式滾輪，支撐臺(tái)車在軌道中間前后正常行走。船體左舷尾部有1個(gè)輔樁孔和2個(gè)頂升液壓缸；船體右舷尾部有1臺(tái)錨機(jī)，通過(guò)和臺(tái)車主樁配合來(lái)推船移位。臺(tái)車及船尾示意圖如圖1所示。

1-副樁孔；2-起樁液壓缸;3-主樁孔;4-臺(tái)車;5-水平滾輪;6-移位液壓缸;7-船體;8-錨機(jī)。圖1 船尾及臺(tái)車布置示意圖

1.2臺(tái)車的作用

絞吸式挖泥船作業(yè)時(shí)，臺(tái)車主樁插在水底，通過(guò)船頭兩側(cè)橫移絞車收放鋼索，使鉸刀頭左右擺動(dòng)挖泥。一個(gè)扇形工作面作業(yè)完畢，通過(guò)主、輔鋼樁的交替升降和臺(tái)車在軌道上的移動(dòng)，在錨機(jī)配合下，使船準(zhǔn)確移位開(kāi)始下一個(gè)扇形面的作業(yè)。

船體移位的順序是：放下船體輔樁→升起臺(tái)車主樁→拉動(dòng)臺(tái)車前移→放下臺(tái)車主樁→頂起船體輔樁→移船挪位。經(jīng)過(guò)這樣反復(fù)循環(huán)作業(yè)，就可疏浚航道或挖泥吹填陸地。

2 滾輪分布和結(jié)構(gòu)

2.1滾輪分布

水平滾輪主要定位臺(tái)車行走方向，立式滾輪主要支撐臺(tái)車、鋼樁重量。按工程船前后方向?qū)⒘⑹綕L輪分為左舷前、中、后和右舷前、中、后共計(jì)6個(gè)滾輪。前輪裝在臺(tái)車前軸上；中輪、后輪裝在車架上，通過(guò)車架軸與臺(tái)車本體相連。臺(tái)車前輪與中輪軸距約5 100 mm,中輪與后輪軸距約1 800 mm。

臺(tái)車立式滾輪分布如圖2所示。

圖2 立式滾輪的分布示意圖

2.2立式滾輪油道結(jié)構(gòu)

立式滾輪外形尺寸D1 200 mm×D300 mm×250 mm，質(zhì)量約2.07 t。

前輪內(nèi)鑲銅套，軸與臺(tái)車固定為一體，軸頭外側(cè)有端蓋，端蓋通過(guò)螺栓與軸連為一體，前輪在軸上可以轉(zhuǎn)動(dòng)。牛油管從臺(tái)車本體、輪軸內(nèi)側(cè)中心油孔、輪軸徑向油孔通至軸與銅套縫隙。

后輪孔也鑲銅套，后輪軸裝在車架耳板孔內(nèi)。軸頭兩端有端蓋，端蓋通過(guò)螺栓與車架耳板孔連為一體，滾輪裝在軸上可以轉(zhuǎn)動(dòng)。牛油管道從臺(tái)車本體、車架外側(cè)端蓋孔、輪軸端面中心油孔、輪軸徑向油孔通至軸與銅套縫隙。

3 油管爆裂危害、爆裂原因和修理方案

3.1油管爆裂的嚴(yán)重危害

滾輪正常潤(rùn)滑是臺(tái)車正常行走的關(guān)鍵。潤(rùn)滑不良或油道堵塞，會(huì)加劇軸與套的非正常磨損，嚴(yán)重地造成軸、套抱死，輪軸在耳孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。這些都將影響臺(tái)車正常行走，使挖泥船不能正常施工。

3.2油管爆裂原因分析

油管爆裂溢油，可能的原因有：①外力導(dǎo)致油管某處損壞，牛油從損壞處溢出；②油道某處堵塞，將油管撐爆；③中、后輪軸與套抱死，油道堵塞，將油管撐爆。

3.3修理方案

修理方案有：①檢查外露油管有無(wú)損壞情況,如有，則更換油管；②斷開(kāi)油管接頭，注油檢查油管堵塞情況及堵塞位置,如有堵塞則進(jìn)行疏通；③打開(kāi)滾輪端蓋，檢查軸與套的實(shí)際配合情況，如有異常情況則進(jìn)行修理。

4 油管修理

4.1油管外觀檢查

臺(tái)車牛油注油機(jī)出油總管分出10根支管，每根支管通向1個(gè)滾輪。檢查發(fā)現(xiàn)有2根支管因外力損壞漏油，更換新管恢復(fù)導(dǎo)油功能。

4.2油道堵塞檢查

斷開(kāi)油管與輪軸接頭，注油后新油從接頭溢出，斷定油管沒(méi)有堵塞。連上接頭，打開(kāi)軸側(cè)端蓋，加注牛油。從軸與套的縫隙，可以看到4個(gè)水平滾輪、2個(gè)前輪、2個(gè)中輪都有新油溢出；2個(gè)后輪有較少新油溢出,說(shuō)明4個(gè)水平滾輪、2個(gè)前輪、2個(gè)中輪油道沒(méi)有問(wèn)題；2個(gè)后輪存在問(wèn)題，需要分解檢查修理。

5 后輪的修理

5.1后輪存在問(wèn)題

在塢內(nèi)，臺(tái)車停在軌道末端，被頂升和固定，后輪內(nèi)側(cè)端蓋位于臺(tái)車后面，拆下內(nèi)端蓋抽出滾輪軸，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)以下問(wèn)題：①軸與套間隙稍小，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有阻礙；②軸與耳孔配合處出現(xiàn)磨損，軸在耳孔內(nèi)已發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)；③軸在耳孔內(nèi)無(wú)固定裝置，軸處于自由狀態(tài)。

5.2后輪拆卸

后輪在軌道末端，移除軌道末端檔塊，抽出后輪軸，滾輪可從軌道移出吊離。

5.3軸、套修理

5.3.1 軸、套受力分析

臺(tái)車質(zhì)量約360 t，鋼樁質(zhì)量約96 t。挖泥時(shí)，臺(tái)車6個(gè)立式滾輪共承載質(zhì)量約456 t。其中，車架與前輪各負(fù)載質(zhì)量228 t。車架每個(gè)立式滾輪負(fù)載質(zhì)量57 t。各輪受力情況如圖3所示。

圖3 各輪受力圖

5.3.2 軸、耳板的強(qiáng)度校核

后輪軸選用中碳鋼鍛料[1]，外形尺寸約D300 mm×350 mm；車架耳板選用低碳合金鋼板[1]，厚度約50 mm。

后輪軸承重，受剪切，剪切應(yīng)力τ=8.068 MPa ≤[τ][2]=127 MPa，結(jié)論：滿足需要。

車架耳板孔，受擠壓，擠壓應(yīng)力σjy=19 MPa≤[σjy][2]=211 MPa，結(jié)論：滿足需要。

5.3.3 軸、套、耳板的公差配合

臺(tái)車滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)非常緩慢，軸頸受到較大壓力，且都外露，需要加注牛油潤(rùn)滑。

5.3.4 軸、套、耳孔的修理

1)軸、套、耳孔實(shí)測(cè)尺寸。經(jīng)測(cè)量，與銅套配合處的軸徑為D300-0.19，銅套內(nèi)孔直徑D300+0.12，實(shí)際間隙0.31 mm，有點(diǎn)偏小。軸與耳孔配合處拉傷，直徑為D300-0.46，套孔直徑D300+0.15，實(shí)際間隙0.61 mm，有點(diǎn)偏大。

2)修理原則和加工尺寸。將耳孔人工修圓，以耳孔尺寸為基準(zhǔn)，配軸尺寸。以軸尺寸為基準(zhǔn)，光車滾輪銅套內(nèi)孔。保證各部公差配合要求的間隙。

耳孔人工修圓后，尺寸為D300+0.20；軸堆焊光車后，尺寸為D300+0.12；滾輪上車床光車銅套內(nèi)孔，尺寸為D300+0.72。

5.3.5 軸與耳板的固定

滾輪結(jié)構(gòu)中，軸串在耳孔、銅套內(nèi)，兩端用端蓋遮擋，軸是浮動(dòng)的，自由度沒(méi)限制，可軸向竄動(dòng)和周向轉(zhuǎn)動(dòng)，很容易造成軸、耳孔的磨損。

為消除這種現(xiàn)象，修理軸時(shí)，在軸端面和端蓋的D200位置，均勻鉆孔攻絲4-M20×35螺紋孔。在端蓋同樣位置，均勻鉆4-D21孔，且該孔與原孔要均勻錯(cuò)開(kāi)。裝配時(shí)，用不銹鋼螺栓把緊。這樣，輪軸就固定在車架耳板上，在臺(tái)車行走時(shí)，輪轉(zhuǎn)、套均勻磨損。

6 修理過(guò)程中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

1)立式滾輪拆裝前，必須將臺(tái)車頂升、固定。立輪與軌道垂直間隙較小，約5 mm左右，頂升量不大。頂升時(shí)，要保證上下都有間隙，目的是抽軸時(shí)，保證軸與輪處于自由狀態(tài)，沒(méi)有附加外力作用。頂升位置在車架中點(diǎn)與軌道之間的空檔。

2)軌道腹板每邊各有2個(gè)觀察人孔，尺寸約600 mm×400 mm，供日常觀察、修理滾輪用。能完全滿足修理需要，無(wú)需在軌道腹板上再開(kāi)人孔或其他工藝孔，以免破壞結(jié)構(gòu)、影響強(qiáng)度。

3)后輪軸抽出后，后輪可沿軌道滾出吊走，方便人工修研耳孔和上車床加工滾輪銅套內(nèi)孔。

4)前輪及軸，因其結(jié)構(gòu)及潤(rùn)滑特點(diǎn)，一般不發(fā)生問(wèn)題，在人孔處打開(kāi)端蓋檢查及修理已完全可行。如需拆裝前滾輪，則臺(tái)車整體下地。

7 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)更換部分損壞油管，修理軸、套和耳孔，固定輪軸后，組裝。進(jìn)行注油試驗(yàn)和臺(tái)車行走試驗(yàn)，結(jié)果無(wú)漏油、滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)情況正常，臺(tái)車行走狀況良好。說(shuō)明修理方案是可行的，達(dá)到了預(yù)期目的，為挖泥船的正常作業(yè)提供了堅(jiān)實(shí)保障，為船方和船廠創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

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This paper analyzed the reason of cracking of cutter suction dredger trolley roller oil injection pipe, introduces the roller wheel structure.According to the working characteristics and tolerance matching requirements, repairs and improvements, can be used for reference.

trolley; vertical roller; tolerance matching

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2015.06.006

張慶舉(1970-)，男，河南溫縣人，工程師，在讀博士研究生，主要從事船舶技術(shù)研究及管理工作。

2015-08-28