一种可海上更换轴承的单点系泊轭架铰接头结构

摘要

本发明公开了一种可海上更换轴承的单点系泊轭架铰接头结构，包括鼻锥体，鼻锥体的下端设置有内圈，内圈的上表面、外侧面和下表面分别设置有上部外圈和中部外圈，上部外圈的下表面通过上环衬板与内圈接触，上部外圈通过螺栓与中部外圈固定连接，中部外圈的内表面为台阶型，内部台阶的垂直面通过侧衬板与内圈的外侧面接触，内部台阶的水平面通过下环衬板与内圈的下表面，中部外圈通过螺栓与下部外圈固定连接，下部外圈的中心开有环台槽，鼻锥体的下端中心设有辅助轴承座，辅助轴承座的外圈为凸台，辅助轴承座的凸台与下部外圈的环台槽抵接，并通过辅助衬板接触。本发明解决了轭架铰接头横摇轴承海上更换困难的问题。

权利要求

1.一种可海上更换轴承的单点系泊轭架铰接头结构，包括鼻锥体(1)，所述鼻锥体(1)的下端设置有内圈(2)，其特征在于：所述内圈(2)的上表面、外侧面和下表面分别设置有上部外圈(3)和中部外圈(4)，所述上部外圈(3)的下表面通过上环衬板(11)与内圈(2)接触，所述上部外圈(3)为两个半环形，分别设置于内圈(2)的两侧上方，所述上部外圈(3)的下表面内侧设有用于放置上环衬板(11)的上环衬板槽(3.1)；所述上部外圈(3)通过螺栓与中部外圈(4)固定连接，所述中部外圈(4)为若干个扇形结构，均匀分布于内圈(2)外周，所述中部外圈(4)的上表面外周设有第一减载槽(4.1)，下表面外周设有第二减载凸起(4.2)；所述中部外圈(4)的内表面为台阶型，内部台阶的垂直面通过侧衬板(12)与内圈(2)的外侧面接触，内部台阶的水平面通过下环衬板(13)与内圈(2)的下表面接触，所述中部外圈(4)通过螺栓与下部外圈(5)固定连接，所述下部外圈(5)的中心开有环台槽(5.1)，所述鼻锥体(1)的下端中心设有辅助轴承座(6)，所述辅助轴承座(6)的外圈为凸台(6.1)，所述辅助轴承座(6)的凸台(6.1)嵌入下部外圈(5)的环台槽(5.1)，并通过辅助衬板(14)接触；所述上环衬板(11)、下环衬板(13)和辅助衬板(14)均为扇形，由若干块组成，沿圆周方向均匀分布，所述侧衬板(12)为弧形，由 若干块组成，沿内圈(2)的轴向外圈均匀分布。

2.根据权利要求1所述的一种可海上更换轴承的单点系泊轭架铰接头结构，其特征在于：所述内圈(2)为圆环形，通过内圈螺栓(8)固定于鼻锥体(1)的下端外周。

3.根据权利要求1所述的一种可海上更换轴承的单点系泊轭架铰接头结构，其特征在于：所述上部外圈(3)下表面外周设有第一减载凸起(3.2)，所述第一减载凸起(3.2)与设置于中部外圈(4) 的第一减载槽(4.1)抵接配合。

4.根据权利要求1所述的一种可海上更换轴承的单点系泊轭架铰接头结构，其特征在于：所述下部外圈(5)为圆环形，中心环台槽(5.1)的形状为上小下大，中心环台槽(5.1)的边缘处形成台阶状。

5.根据权利要求1所述的一种可海上更换轴承的单点系泊轭架铰接头结构，其特征在于：所述下部外圈(5)的上表面边缘处设有第二减载槽(5.2)，所述第二减载槽(5.2)与中部外圈(4)的第二减载凸起(4.2)抵接配合。

6.根据权利要求1所述的一种可海上更换轴承的单点系泊轭架铰接头结构，其特征在于：所述辅助轴承座(6)为圆环形，外圈为上小下大的台阶，外圈边缘处开有供辅助衬板(14)放置的辅助衬板槽(6.2)。

7.根据权利要求1所述的一种可海上更换轴承的单点系泊轭架铰接头结构，其特征在于：所述上环衬板(11)、侧衬板(12)、下环衬板(13)和辅助衬板(14)均为自润滑轴承。

说明书

一种可海上更换轴承的单点系泊轭架铰接头结构

技术领域

[0001] 本发明涉及海上平台单点系泊技术领域，具体地指一种可海上更换轴承的单点系泊轭架铰接头结构。

背景技术

[0002] 单点系泊系统可将船舶系泊在作业的海域之内，并具有风向标效应，可使船舶围绕单点系泊做旋转与摆动。轭架铰接头是单点系泊系统中连接系泊刚臂与旋转塔的部件，在传递系泊力的同时，轭架铰接头拥有两个转动自由度，包含控制系泊刚臂横摇与纵摇的两个轴承，以适应船体在各种风、浪、流、冰等载荷下的横摇和纵摇运动。

[0003] 其中，轭架铰接头横摇轴承用来释放系泊刚臂的横摇自由度，随系泊刚臂的横摇而摆动。现有的单点系泊案例里轭架铰接头横摇轴承拥有转盘轴承和自润滑轴承两种形式，其中SBM公司设计的单点系泊此处均采用转盘轴承的形式，SOFEC公司设计的单点系泊此处均采用的自润滑轴承的形式。然而无论采用以上哪种方案，一旦轴承发生损坏，都必须先将系泊刚臂吊走，并拆下轭架铰接头才能对轴承进行更换。这种更换方式手段比较复杂，需要花费较高的成本，同时会减少系泊船的作业天数，造成一定的经济损失。

[0004] 考虑到单点系泊系统需在海上服役多年，轭架铰接头横摇轴承同样需要长时间在海上工作，一旦轴承发生损坏将难以更换。因此，设计出一种可海上更换轴承的单点系泊轭架铰接头结构，使横摇轴承可在系泊船正常工作期间做更换，是十分必要的。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种可海上更换轴承的单点系泊轭架铰接头结构，解决了轭架铰接头横摇轴承海上更换困难的问题。

[0006] 为实现上述目的，本发明所设计的一种可海上更换轴承的单点系泊轭架铰接头结构，包括鼻锥体，所述鼻锥体的下端设置有内圈，其特殊之处在于，所述内圈的上表面、外侧面和下表面分别设置有上部外圈和中部外圈，所述上部外圈的下表面通过上环衬板与内圈接触，所述上部外圈通过螺栓与中部外圈固定连接，所述中部外圈的内表面为台阶型，内部台阶的垂直面通过侧衬板与内圈的外侧面接触，内部台阶的水平面通过下环衬板与内圈的下表面，所述中部外圈通过螺栓与下部外圈固定连接，所述下部外圈的中心开有环台槽，所述鼻锥体的下端中心设有辅助轴承座，所述辅助轴承座的外圈为凸台，所述辅助轴承座的凸台嵌入下部外圈的环台槽，并通过辅助衬板接触。

[0007] 进一步地，所述内圈为圆环形，通过内圈螺栓固定于鼻锥体的下端外周。

[0008] 更进一步地，所述上部外圈为两个半环形，分别设置于内圈的两侧上方，所述上部外圈的下表面内侧设有用于放置上环衬板的上环衬板槽。

[0009] 更进一步地，所述中部外圈为若干个扇形结构，均匀分布于内圈外周，所述中部外圈的上表面外周设有第一减载槽，下表面外周设有第二减载凸起。

[0010] 更进一步地，所述上部外圈下表面外周设有第一减载凸起，所述第一减载凸起与设置于中部外圈的第一减载槽抵接配合。

[0011] 更进一步地，所述下部外圈为圆环形，中心环台槽的形状为上小下大，中心环台槽的边缘处形成台阶状。

[0012] 更进一步地，所述下部外圈的上表面边缘处设有第二减载槽，所述第二减载槽与中部外圈的第二减载凸起地接配合。

[0013] 更进一步地，所述辅助轴承座为圆环形，外圈为上小下大的凸台，外圈边缘处开有供辅助衬板放置的辅助衬板槽。

[0014] 更进一步地，所述上环衬板、下环衬板和辅助衬板均为扇形，由若干块组成，沿圆周方向均匀分布，所述侧衬板为弧形，有若干块组成，沿内圈的轴向外圈均匀分布。

[0015] 更进一步地，所述上环衬板、侧衬板、下环衬板和辅助衬板均为自润滑轴承。

[0016] 本发明提出了一种可海上更换轴承的单点系泊轭架铰接头结构，该结构的横摇轴承由三排自润滑材料的衬板构成，并配有辅助轴承。该结构横摇轴承所受的轴向力、径向力与倾覆力矩分别由不同的衬板承受，承载力强，保养维护方便。与现有技术相比，本发明将横摇轴承的轴承座结构外圈分为上、中、下三段式，将中部外圈分解为若干块扇形结构件，并增加了辅助轴承结构，使横摇轴承的自润滑衬板可在海上进行更换，解决了轭架铰接头横摇轴承海上更换困难、更换代价高的问题，更换期间不影响系泊船的正常作业。

附图说明

[0017] 图1为本发明提供的一种可海上更换轴承的单点系泊轭架铰接头结构的剖视图；

[0018] 图2为图1中横摇轴承的放大图；

[0019] 图3为图1中A-A截面的剖视图；

[0020] 图4为图3中拆掉一块中部外圈后的视图；

[0021] 图5为内圈2的零件图；

[0022] 图6为上部外圈3的零件图；

[0023] 图7为中部外圈4的零件图；

[0024] 图8为下部外圈5的零件图；

[0025] 图9为辅助轴承座6的零件图；

[0026] 图中：鼻锥体1；内圈2；上部外圈3；上环衬板槽3.1；第一减载凸起3.2；中部外圈4；第一减载槽4.1，第二减载凸起4.2；侧衬板槽4.3；下环衬板槽4.4；下部外圈5；中心开有环台槽5.1，第二减载槽5.2；辅助轴承座6；凸台6.1；辅助衬板槽6.2；辅助轴承座螺栓7；内圈螺栓8；上部外圈螺栓9；中部外圈螺栓10；上环衬板11；侧衬板12；下环衬板13；辅助衬板14；
上环衬板螺钉15；侧衬板螺钉16；下环衬板螺钉17；辅助衬板螺钉18。

具体实施方式

[0027] 以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

[0028] 如图1所示，本发明提出的一种可海上更换轴承的单点系泊轭架铰接头结构，包含鼻锥体1、内圈2、上部外圈3、中部外圈4、下部外圈5和辅助轴承座6。

[0029] 鼻锥体1的下端设置有内圈2，内圈2为圆环形，通过内圈螺栓8固定于鼻锥体1的下端外周。内圈2的上表面、外侧面和下表面分别设置有上部外圈3和中部外圈4。上部外圈3为两个半环形，分别设置于内圈2的两侧上方，上部外圈3的下表面内侧设有用于放置上环衬板11的上环衬板槽3.1。上部外圈3的下表面通过上环衬板11与内圈2接触，上环衬板11通过上环衬板螺钉15固定于上部外圈3，上部外圈3通过上部外圈螺栓9与中部外圈4固定连接。中部外圈4为若干个扇形结构，均匀分布于内圈2外周，中部外圈4的内表面为台阶型，内部台阶的垂直面通过设置于侧衬板槽4.3内的侧衬板12与内圈2的外侧面接触，内部台阶的水平面通过设置于下环衬板槽4.4内的下环衬板13与内圈2的下表面接触。侧衬板12与下环衬板13分别通过侧衬板螺钉16与下环衬板螺钉17固定于中部外圈4。中部外圈4通过中部外圈螺栓10与下部外圈5固定连接。中部外圈4的上表面外周设有第一减载槽4.1，下表面外周设有第二减载凸起4.2。第一减载槽4.1与设置于上部外圈3下表面外周的第一减载凸起3.2抵接配合，第二减载凸起4.2与设置于下部外圈5的上表面边缘处的第二减载槽5.2抵接配合，用于传递结构所受的径向力。

[0030] 下部外圈5为圆环形，中心开有环台槽5.1，中心环台槽5.1的形状为上小下大，中心环台槽5.1的边缘处形成台阶状。鼻锥体1的下端中心设有辅助轴承座6。辅助轴承座6为圆环形，外圈为上小下大的凸台6.1，外圈边缘处开有供辅助衬板14放置的辅助衬板槽6.2。辅助衬板14通过辅助衬板螺钉18固定于辅助轴承座6。辅助轴承座6的凸台6.1嵌入下部外圈5的环台槽5.1，并通过设置于辅助衬板槽6.2内的辅助衬板14接触。辅助轴承座6通过辅助轴承座螺栓7与鼻锥体1固定。

[0031] 如图2、图3所示，上环衬板11、侧衬板12、下环衬板13和辅助衬板14均为自润滑轴承。上环衬板11、下环衬板13和辅助衬板14均为扇形，侧衬板12为弧形，衬板均由若干块组成，并沿圆周方向均匀分布。

[0032] 上部外圈3由两个半环形构成，中部外圈4分为若干块扇形结构件，沿圆周方向均匀分布并构成环形，每一块中部外圈4结构件上都装有若干块侧衬板12与下环衬板13。下部外圈5与中部外圈4、中部外圈4与上部外圈3的接触环面外端开有减载槽，用于传递结构所受的径向力。

[0033] 如图5所示，内圈2其三个外表面分别为与上环衬板11、侧衬板12和下环衬板13相摩擦的面，需加工光滑。如图6所示，上部外圈3为半环形结构，其下端面设有上环衬板槽3.1和螺纹孔，用来安装上环衬板11。如图7所示，中部外圈4为扇形结构，设有侧衬板槽4.3、下环衬板槽4.4和螺纹孔，分别用来安装侧衬板12与下环衬板13，上端面设有第一减载槽4.1，用来传递侧向力给上部外圈3。如图8所示，下部外圈5上端面设有第二减载槽5.2，用来传递侧向力给中部外圈4，内部下端面为与辅助衬板14相摩擦的面，需加工光滑。如图9所示，辅助轴承座6外部上端面设有辅助衬板槽6.2和螺纹孔，用来安装辅助衬板14。

[0034] 自润滑衬板为横摇轴承最容易损坏的部位。当自润滑衬板发生磨损需要更换时，首先拆除上部外圈螺栓9，移除上部外圈3，此时即可对上环衬板11进行更换。上部外圈3设计为两个半环形，方便在拆除后从轭架铰接头上取下并更换结构件。上环衬板11被移除后，此时辅助衬板14配合下环衬板13承受轴向力及倾覆力矩。接着将中部外圈4其中的一块及其对应的中部外圈螺栓10拆除，并更换相应部分的侧衬板12与下环衬板13，如图4所示。衬板更换完毕后，重新安装好更换完毕的那块中部外圈4，并按上述步骤依次更换中部外圈4其他未更换的部分。待中部外圈4所有部分全部更换完毕后，重新装回更换后的上部外圈3，并用外圈螺栓9固定，由此完成了所有上环衬板11、侧衬板12与下环衬板13的更换。

[0035] 横摇轴承的更换需在海况良好的条件下进行，此时轭架铰接头整体受力较小且主要受拉，载荷主要集中在上环衬板11与辅助衬板14上，更有利于中部外圈4的拆除。横摇轴承的设计需在拆除一块中部外圈4后仍能满足当前工况的受力要求。

[0036] 辅助轴承座6安装于横摇轴承内侧，可从内部拆下辅助轴承座6并对辅助衬板14进行更换。在横摇轴承正常工作的状态下，也可不必安装辅助轴承座6与辅助衬板14。

[0037] 该结构的横摇轴承由三排自润滑材料的衬板构成，并配有辅助轴承。该结构横摇轴承所受的轴向力、径向力与倾覆力矩分别由不同的衬板承受，承载力强，保养维护方便。与现有技术相比，本发明将横摇轴承的轴承座结构外圈分为上、中、下三段式，将中部外圈分解为若干块扇形结构件，并增加了辅助轴承结构，使横摇轴承的自润滑衬板可在海上进行更换，解决了轭架铰接头横摇轴承海上更换困难、更换代价高的问题，更换期间不影响系泊船的正常作业。

[0038] 最后需要说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本专利技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本专利进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本专利的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本专利的权利要求范围当中。