CN114031008B - 一种浮式起重机模块化总装工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种浮式起重机模块化总装工艺，浮式起重机包括回转底盘组件、绞车机构、电气设备、臂架组件、人字架组件，在人字架组件与臂架组件之间设置有变幅缠绕钢丝绳、主副钩起升钢丝绳、索具钩钢丝绳、稳货钢丝绳；总装工艺包括总装场地布置、总装胎架布置、绞车机构排装、回转机构排装、人字架安装、臂架组件安装、缠绕穿绳、进行机构、电气设备调试、浮式起重机整体吊装。本发明的优点在于：针对起重机模块化安装各工序，制定专门的工艺流程以及安装工艺方案，按照模块化安装要求进行场地、设备、物资、人员、方案等方面的预测和研判，完成机、电、液一体化装配后，进行绞车机构、回转机构部分调试试车工作，节约后续调试周期。
Description
技术领域
本发明涉及海上风电领域，特别涉及一种浮式起重机模块化总装工艺。
背景技术
随着各国扩大绿色能源的宏伟目标，全球海上风电市场未来20年预计年增长率13%-15%。在市场巨大需求预期和当前供应能力的失衡下，风电安装船的需求将激增。而风电安装船上的起重机作为风电安装船上主要吊装设备，更是不可或缺的，市场需求量巨大。
目前国内建造的风电安装船起重机安装工艺方案采用回转底盘组件、臂架组件两大部件使用浮吊设备单独吊装上船安装，然后在船上需用驳船及拖轮进行辅助穿绳，穿绳完成后再进行设备调试工作，风电船船体若达不到安装条件起重机就无法安装。
上述的这种工艺方案对起重机总装周期相对比较长，穿绳、调试工作只能在部件吊装上船安装后才能进行，而且在船上进行穿绳、调试增加了设备租赁、人工费用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种建造周期短的浮式起重机模块化总装工艺。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种浮式起重机模块化总装工艺，其创新点在于：浮式起重机包括回转底盘组件、绞车机构、电气设备、臂架组件、人字架组件，回转底盘组件包括回转底盘以及安装在回转底盘上的回转机构，人字架组件、绞车机构、电气设备均安装在回转底盘组件上，臂架组件的一侧铰接在回转底盘组件上，另一侧设置有主钩、副钩，在人字架组件与臂架组件之间设置有变幅缠绕钢丝绳、主副钩起升钢丝绳、索具钩钢丝绳、稳货钢丝绳，总装工艺包括下述步骤：
S1 总装场地布置：根据浮式起重机的结构特点以及现有的设备使用参数要求，进行浮式起重机模块化整体组装场地规划布置，并划出起重机回转十字中心线作为布胎定位依据，确保现有的设备既满足安装要求又能配合浮吊整体吊装要求；
S2 总装胎架布置：臂架组件采用现有的风电发电底座作支撑胎架，回转底盘利用现有的圆筒胎架改制，所有定位依据参考十字中心线；
S3 绞车机构排装：利用500T门机将回转底盘吊装上胎，在回转底盘上划出各个绞车机构安装所需的定位安装线，然后根据定位安装线进行各个绞车机构的底座安装，并在绞车机构的底座焊接在回转底盘组件后进行绞车机构排装；
S4 回转机构排装：通过吊装的方式将回转机构吊至回转底盘上进行定位安装，安装包括粗排、精排两步，其中，粗排：进行回转机构的定位板的加工安装，精排：按照图纸技术要求进行回转机构中回转齿轮啮合度及齿侧间隙排装；
S5 人字架安装：利用总装场地上的2台500T门机对人字架组件进行翻身竖立，然后将人字架组件吊装至回转底盘上的安装位置，测量调整后，划线，修割合拢口位置余量，对人字架组件与回转底盘之间的连接处进行装配焊接；
S6 臂架组件安装：将臂架组件转运至总装场地，利用场内的500T门机吊装臂架组件与回转底盘组件位置进行铰点装配，穿好铰点轴后将臂架放置在预先布置好的搁置胎架上；
S7 缠绕穿绳：进行变幅缠绕钢丝绳、主副钩起升钢丝绳、索具钩钢丝绳、稳货钢丝绳的穿绳工作；
S8 进行机构、电气设备调试：在整机组装后，接通临时电源，进行绞车组件、回转机构的试车调试工作，进行电气设备调试工作；
S9 浮式起重机整体吊装：将浮式起重机整机组装成一个模块，采用一台1600T浮吊和码头500T门机进行抬吊安装，1600T浮吊吊装浮式起重机的回转底盘组件，500T门机抬吊浮式起重机的臂架组件，两台设备吊起起重机从总装场地吊至船体安装位置进行整机安装。
进一步的，所述步骤S1中，总装场地需设置在外场加强区域，下方布置有预埋铁，所述步骤S2中，胎架底座与地面充分接触，间隙借助垫片调整，并要求胎架底座与总装场地下方设置的预埋铁焊接牢固。
进一步的，所述步骤S3中，以回转机构的回转轴承中心为基准，调整保证回转底盘水平度≤1mm，排装以此基准进行数据测量划线排装。
进一步的，所述步骤S4中，回转机构定位调整后保证与回转轴承啮合度符合图纸要求，齿侧间隙用压铅丝方法进行测量。
进一步的，所述步骤S5中，人字架组件定位安装要求与回转底盘主结构对筋装配焊接，焊接后进行臂架铰点孔划线加工。
进一步的，所述步骤S6中，臂架组件组装利用吊装钢丝绳将臂架组件头部抬起一定角度，保证臂架组件的铰点穿轴安装，顺利落胎至臂架搁架上。
进一步的，所述步骤S7中，缠绕穿绳使用高效快捷的穿绳方案进行正穿，减少预紧力对臂架及搁架的作用力，降低安全风险。
进一步的，所述步骤S8中，进行机构、电气设备调试，将起重机后期船上总装后才能进行的试车、超速等试验调试工作提前进行预调试操作。
进一步的，所述步骤S9中，起重机整体重量为850T，1600T浮吊吊装回转部分重量550T,岸上500T门机吊装臂架部分重量为300T，联合抬吊后移并进行转向横移动作，操作时500T门机跟随浮吊缓慢移动。
本发明的优点在于：本发明的总装工艺，针对起重机模块化安装各工序，制定专门的工艺流程以及安装工艺方案，按照模块化安装要求进行场地、设备、物资、人员、方案等方面的预测和研判，完成机、电、液一体化装配后，进行绞车机构、回转机构部分调试试车工作，节约后续调试周期。
回转底盘组件与臂架组件采用铰点连接形式，且两部件重心开档距离很大，研究出采用一台浮吊和码头门机配合吊装技术，双机联合抬吊技术减少设备作业次数，节约一半以上总装周期。
研发起重机缠绕***整体总装技术，实现滑轮组高效安装，研究设计穿绳工装，优化缠绕***陆地总装穿绳环节导引绳设置，高效快捷完成缠绕***总装。可减少船上穿绳周期，降低设备租赁及人工成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明中浮式起重机的示意图。
图2为本发明中浮式起重机整体总装布置图。
图3为本发明中回转底盘组件组装图。
图4为本发明中整体组装成型图。
图5为本发明中整机吊装示意图。
图6为本发明中整机安装落位图。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
如图1-图6所示，本发明的浮式起重机包括回转底盘组件1、绞车机构2、电气设备、臂架组件6、人字架组件3，回转底盘组件1包括回转底盘以及安装在回转底盘上的回转机构，人字架组件3、绞车机构2、电气设备均安装在回转底盘组件1上，臂架组件6的一侧铰接在人字架组件3的底端，臂架组件6的另一侧设置有主钩7、副钩8，在人字架组件3与臂架组件6之间设置有变幅缠绕钢丝绳4、主副钩起升钢丝绳5、索具钩钢丝绳9、稳货钢丝绳10。
本发明的浮式起重机模块化总装工艺通过下述步骤得以实现：
S1 总装场地布置：选取码头500T门机拼装场地，用作起重机整机总装场地，场地需平整，并清理干净，配置适当能力的吊装设备，根据浮式起重机的结构特点以及现有的设备使用参数要求，进行浮式起重机模块化整体组装场地规划布置，如图2所示，并划出起重机回转十字中心线作为布胎定位依据，确保现有的设备既满足安装要求又能配合浮吊整体吊装要求。
步骤S1中，总装场地需设置在外场加强区域，下方布置有预埋铁。
S2 总装胎架布置：臂架组件6采用现有的风电发电底座作支撑胎架，回转底盘利用现有的圆筒胎架改制，所有定位依据参考十字中心线。
步骤S2中，胎架底座与地面充分接触，间隙借助垫片调整，并要求胎架底座与总装场地下方设置的预埋铁焊接牢固。
S3 绞车机构排装：利用500T门机将回转底盘吊装上胎，在回转底盘上划出各个绞车机构2安装所需的定位安装线，然后根据定位安装线进行各个绞车机构2的底座安装，并在绞车机构2的底座焊接在回转底盘组件后进行绞车机构排装，如图3所示。
步骤S3中，以回转机构的回转轴承中心为基准，调整保证回转底盘水平度≤1mm，排装以此基准进行数据测量划线排装。
S4 回转机构排装：通过吊装的方式将回转机构吊至回转底盘上进行定位安装，安装包括粗排、精排两步，其中，粗排：进行回转机构的定位板的加工安装，精排：按照图纸技术要求进行回转机构中回转齿轮啮合度及齿侧间隙排装。
步骤S4中，回转机构定位调整后保证与回转轴承啮合度符合图纸要求，齿侧间隙用压铅丝方法进行测量。
S5 人字架安装：利用总装场地上的2台500T门机对人字架组件3进行翻身竖立，然后将人字架组件3吊装至回转底盘上的安装位置，测量调整后，划线，修割合拢口位置余量，对人字架组件3与回转底盘之间的连接处进行装配焊接。
步骤 S5中，人字架组件3定位安装要求与回转底盘主结构对筋装配焊接，焊接后进行臂架铰点孔划线加工。
S6 臂架组件安装：将臂架组件6转运至总装场地，利用场内的500T门机吊装臂架组件6与回转底盘组件1位置进行铰点装配，穿好铰点轴后将臂架组件放置在预先布置好的搁置胎架11上。
回转底盘组件1与臂架组件6采用铰点连接形式，重量约850T。且两部件重心开档距离很大，使用1台浮吊无法吊装，若使用2台浮吊成本费用太高，通过对浮式起重机整体模块的结构分析及研究，结合厂内设备载荷及工况要求，拟采用一台1600T浮吊和码头500T门机双机联合抬吊的方式进行，为确保整机吊装平稳，需精确计算回转组件及臂架重量重心，经过反复验算，回转部分吊重约550T，臂架部分吊重约300T，同时研究浮吊及门机联合吊装的可操作性，如图5所示。
步骤S6中，臂架组件6组装利用吊装钢丝绳将臂架组件头部抬起一定角度，保证臂架组件6的铰点穿轴安装，顺利落胎至臂架搁架11上。
S7 缠绕穿绳：进行变幅缠绕钢丝绳4、主副钩起升钢丝绳5、索具钩钢丝绳9、稳货钢丝绳10的穿绳工作，如图4所示。
步骤S7中，缠绕穿绳使用高效快捷的穿绳方案进行正穿，减少预紧力对臂架及搁架的作用力，降低安全风险。
S8 进行机构、电气设备调试：在整机组装后，接通临时电源，进行绞车组件、回转机构的试车调试工作，进行电气设备调试工作。
步骤S8中，进行机构、电气设备调试，将起重机后期船上总装后才能进行的试车、超速等试验调试工作提前进行预调试操作。
S9 浮式起重机整体吊装：将浮式起重机整机组装成一个模块，采用一台1600T浮吊和码头500T门机进行抬吊安装，1600T浮吊吊装浮式起重机的回转底盘组件1，500T门机抬吊浮式起重机的臂架组件，两台设备吊起起重机从总装场地吊至船体安装位置进行整机安装。
步骤S9中，起重机整体重量为850T，1600T浮吊吊装回转部分重量550T,岸上500T门机吊装臂架部分重量为300T，联合抬吊后移并进行转向横移动作，操作时500T门机跟随浮吊缓慢移动。
本发明的总装工艺，针对起重机模块化安装各工序，制定专门的工艺流程以及安装工艺方案，按照模块化安装要求进行场地、设备、物资、人员、方案等方面的预测和研判，完成机、电、液一体化装配后，进行绞车机构、回转机构部分调试试车工作，节约后续调试周期。
回转底盘组件与臂架组件采用铰点连接形式，且两部件重心开档距离很大，研究出采用一台浮吊和码头门机配合吊装技术，双机联合抬吊技术减少设备作业次数，节约一半以上总装周期。
研发起重机缠绕***整体总装技术，实现滑轮组高效安装，研究设计穿绳工装，优化缠绕***陆地总装穿绳环节导引绳设置，高效快捷完成缠绕***总装。可减少船上穿绳周期，降低设备租赁及人工成本。
起重机整体模块化总装技术实现了整体在工厂内模块化建造，解决了起重机分组件在现场总装时施工成本高、周期长、施工效率低、施工危险系数大、现场环境难以保护等缺点，该技术的实施将填补行业内此领域的空白。
与传统的施工方案相比，起重机整体模块化总装技术的顺利实施，保证了项目在短时间内保质保量总装交付，新技术在岸上完成制造、总装、调试、吊装等工序，节省了现场安装人工及设备租赁费用，可大量使用自动化设备、共享工厂的吊装设备及资源，随着国内用工成本逐步提高，新技术的应用优势也越来越大，因此，起重机整体总装技术，可有效推动其应用实施，充分运用到公司承接的后续项目中,使公司在激烈的市场竞争中取得胜利。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种浮式起重机模块化总装工艺，其特征在于：浮式起重机包括回转底盘组件、绞车机构、电气设备、臂架组件、人字架组件，回转底盘组件包括回转底盘以及安装在回转底盘上的回转机构，人字架组件、绞车机构、电气设备均安装在回转底盘组件上，臂架组件的一侧铰接在回转底盘组件上，另一侧设置有主钩、副钩，在人字架组件与臂架组件之间设置有变幅缠绕钢丝绳、主副钩起升钢丝绳、索具钩钢丝绳、稳货钢丝绳，总装工艺包括下述步骤：
S1 总装场地布置：根据浮式起重机的结构特点以及现有的设备使用参数要求，进行浮式起重机模块化整体组装场地规划布置，并划出起重机回转十字中心线作为布胎定位依据，确保现有的设备既满足安装要求又能配合浮吊整体吊装要求；
S2 总装胎架布置：臂架组件采用现有的风电发电底座作支撑胎架，回转底盘利用现有的圆筒胎架改制，所有定位依据参考十字中心线；
S3 绞车机构排装：利用500T门机将回转底盘吊装上胎，在回转底盘上划出各个绞车机构安装所需的定位安装线，然后根据定位安装线进行各个绞车机构的底座安装，并在绞车机构的底座焊接在回转底盘组件后进行绞车机构排装；
S4 回转机构排装：通过吊装的方式将回转机构吊至回转底盘上进行定位安装，安装包括粗排、精排两步，其中，粗排：进行回转机构的定位板的加工安装，精排：按照图纸技术要求进行回转机构中回转齿轮啮合度及齿侧间隙排装；
S5 人字架安装：利用总装场地上的2台500T门机对人字架组件进行翻身竖立，然后将人字架组件吊装至回转底盘上的安装位置，测量调整后，划线，修割合拢口位置余量，对人字架组件与回转底盘之间的连接处进行装配焊接；
S6 臂架组件安装：将臂架组件转运至总装场地，利用场内的500T门机吊装臂架组件与回转底盘组件位置进行铰点装配，穿好铰点轴后将臂架放置在预先布置好的搁置胎架上；
S7 缠绕穿绳：进行变幅缠绕钢丝绳、主副钩起升钢丝绳、索具钩钢丝绳、稳货钢丝绳的穿绳工作；
S8 进行机构、电气设备调试：在整机组装后，接通临时电源，进行绞车组件、回转机构的试车调试工作，进行电气设备调试工作；
S9 浮式起重机整体吊装：将浮式起重机整机组装成一个模块，采用一台1600T浮吊和码头500T门机进行抬吊安装，1600T浮吊吊装浮式起重机的回转底盘组件，500T门机抬吊浮式起重机的臂架组件，两台设备吊起起重机从总装场地吊至船体安装位置进行整机安装。
2.根据权利要求1所述的浮式起重机模块化总装工艺，其特征在于：所述步骤S1中，总装场地需设置在外场加强区域，下方布置有预埋铁，所述步骤S2中，胎架底座与地面充分接触，间隙借助垫片调整，并要求胎架底座与总装场地下方设置的预埋铁焊接牢固。
3.根据权利要求1所述的浮式起重机模块化总装工艺，其特征在于：所述步骤S3中，以回转机构的回转轴承中心为基准，调整保证回转底盘水平度≤1mm，排装以此基准进行数据测量划线排装。
4.根据权利要求1所述的浮式起重机模块化总装工艺，其特征在于：所述步骤S4中，回转机构定位调整后保证与回转轴承啮合度符合图纸要求，齿侧间隙用压铅丝方法进行测量。
5.根据权利要求1所述的浮式起重机模块化总装工艺，其特征在于：所述步骤 S5中，人字架组件定位安装要求与回转底盘主结构对筋装配焊接，焊接后进行臂架铰点孔划线加工。
6.根据权利要求1所述的浮式起重机模块化总装工艺，其特征在于：所述步骤S6中，臂架组件组装利用吊装钢丝绳将臂架组件头部抬起一定角度，保证臂架组件的铰点穿轴安装，顺利落胎至臂架搁架上。
7.根据权利要求1所述的浮式起重机模块化总装工艺，其特征在于：所述步骤S8中，进行机构、电气设备调试，将起重机后期船上总装后才能进行的试车、超速试验调试工作提前进行预调试操作。
8.根据权利要求1所述的浮式起重机模块化总装工艺，其特征在于：所述步骤S9中，起重机整体重量为850T，1600T浮吊吊装回转部分重量550T ,岸上500T门机吊装臂架部分重量为300T，联合抬吊后移并进行转向横移动作，操作时500T门机跟随浮吊缓慢移动。
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