一种双耳轴绞吸船快速更换耳轴的方法
技术领域
本发明属于疏浚工程技术领域，特别是涉及一种双耳轴绞吸船快速更换耳轴的方法。
背景技术
绞吸船桥架与船体通过耳轴连接，多数绞吸船为单耳轴配置，桥架上的耳轴插入船体内的耳轴座内，桥架可绕耳轴旋转实现绞刀下放深度变化，当桥架达到最大倾角时挖深也达到最大。目前，越来越多的深水疏浚工程为绞吸船挖深提出更高要求，为扩展绞吸船的挖深范围，世界范围内很多重型绞吸船设计为上、下双耳轴，双耳轴绞吸船在桥架两侧船体上有上、下两对耳轴孔座，与之对应的，在船体上有上、下两个吸口，桥架上的耳轴可以选择插入不同耳轴孔座中，并通过虾节软管连接水下泵排出管线和对应船体吸口，实现挖深范围的调节，绞吸船使用上耳轴浅水开挖、下耳轴深水开挖，使用下耳轴时最大挖深普遍达到35m左右，而使用上耳轴的最大挖深普遍不足30m。当绞吸船挖深横跨浅水区和深水区时，则需要更换耳轴来实现挖深变化。绞吸船更换耳轴一般需要进坞或靠码头，需要吊机等岸基支持，一般需要2-3天时间完成，增加了大量船舶调遣和停工时间，且操作流程复杂。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种双耳轴绞吸船快速更换耳轴的方法。该方法采用过渡耳轴实现上、下耳轴的快速切换，无需岸基支持、安全性高、可操作性强、设备改造简单、更换效率高，大大减少绞吸船进坞更换耳轴导致的停工时间，满足工程需要。
本发明是这样实现的，一种双耳轴绞吸船快速更换耳轴的方法，该方法通过设计绞吸船过渡耳轴及专用的楔形下吸口、楔形接口管、丝杠压紧装置，实现耳轴快速切换；
所述绞吸船的桥架上设置有施工耳轴和过渡耳轴，所述绞吸船的船体上设置上、下两对施工耳轴座以及一对过渡耳轴座，所述过渡耳轴和过渡耳轴座的位置通过计算确定；当绞吸船桥架上的施工耳轴插入船体上施工耳轴座时，使桥架绕上施工耳轴座旋转，至过渡耳轴与过渡耳轴座对齐时，此时在桥架和船体合适位置分别设置上耳轴标记，然后使桥架绕过渡耳轴旋转，至桥架上的施工耳轴与船体下施工耳轴座对齐时，此时在桥架和船体合适位置分别设置下耳轴标记；
当绞吸船桥架上的施工耳轴插入船体上施工耳轴座时，下放桥架至桥架上耳轴标记与船体上耳轴标记对齐，此时桥架过渡耳轴可以插入船体过渡耳轴座中，通过液压将桥架上的施工耳轴收起，将虾节软管、水下泵封水管及绞刀轴轴承冲洗管拆下，再提升桥架至桥架下耳轴标记与船体下耳轴标记对齐，此时桥架施工耳轴可以插入船体下施工耳轴座中，将过渡耳轴收起；
使用下耳轴时，所述桥架排泥管线与船体下吸口管线通过虾节软管和楔形接口管连接，所述楔形接口管通过丝杠压紧装置与船体下吸口采用非螺栓连接压紧密封。
在上述技术方案中，优选的，所述过渡耳轴和过渡耳轴座的位置计算方法如下：
当绞吸船桥架上的施工耳轴插入船体上施工耳轴座时，使用桥架起升钢丝缆绳将桥架提升至最高位置，计算桥架重心以及上施工耳轴座至桥架重心的水平距离，在桥架侧视平面内，以0.8倍水平距离为半径、以上施工耳轴座为圆心画圆，记为过渡耳轴座辅助圆a，以下施工耳轴座为圆心画相同半径的圆，记为过渡耳轴座辅助圆b，在过渡耳轴座辅助圆a和过渡耳轴座辅助圆b交点位置的船体上布置一对所述过渡耳轴座，沿过渡耳轴座辅助圆a的弧线位置在桥架底部布置一对所述过渡耳轴。
在上述技术方案中，优选的，使用下耳轴时，所述桥架排泥管线与船体下吸口管线的具体连接方式如下：
所述船体下吸口为楔形下吸口，所述下吸口底部设置底板、两侧设置阻挡块，所述楔形接口管一端与虾节软管通过法兰盘螺栓连接，所述楔形接口管另一端的两侧设置有导向块，所述楔形接口管上端连接丝杠压紧装置的丝杠，丝杠上端连接在船体上，所述导向块嵌合在阻挡块与下吸口盘面之间的卡槽内，并通过旋转丝杠将楔形接口管压紧，使楔形接口管盘面的密封胶圈与下吸口盘面密封胶圈完全贴合、密闭。
与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：
本发明的双耳轴绞吸船快速更换耳轴的方法，由于采用了全新的技术方案，与现有技术相比，无需岸基或辅助船舶支持，无需复杂的潜水作业，实现绞吸船上、下耳轴的快速切换和绞吸船挖深范围的快速调节，安全性高、可操作性强、设备改造简单，耳轴更换效率提高4倍以上，大大减少绞吸船进坞更换耳轴导致的停工时间，大幅增强绞吸船对挖深工况的适应能力，满足工程需要；使用下耳轴时桥架管线与船体管线的连接方式，快速、高效，连接处密封效果好；本发明将其应用到施工生产中，会带来巨大的经济效益。
附图说明
图1是本发明实施例提供的绞吸船桥架及吸口管线示意图；
图2是本发明实施例提供的绞吸船船体及耳轴座示意图；
图3是本发明实施例提供的过渡耳轴及过渡耳轴座位置计算原理示意图；
图4是本发明实施例提供的上耳轴标记对齐示意图；
图5是本发明实施例提供的上耳轴标记对齐三维示意图；
图6是本发明实施例提供的下耳轴标记对齐示意图；
图7是本发明实施例提供的下耳轴标记对齐三维示意图；
图8是本发明实施例提供的楔形接口管及丝杠压紧装置示意图；
图9是本发明实施例提供的楔形接口管示意图；
图10是本发明实施例提供的船体下吸口结构示意图；
图11是本发明实施例提供的船体下吸口与楔形接口管对齐密封示意图；
图12是本发明实施例提供的船体下吸口与楔形接口管对齐密封局部示意图；
图13是本发明实施例提供的丝杠压紧装置与丝杠固定装置连接示意图。
图中，1-施工耳轴；2-过渡耳轴；3-上施工耳轴座；4-下施工耳轴座；5-过渡耳轴座；6-上吸口；7-下吸口；8-楔形接口管；9-虾节软管；10-封水管及绞刀轴轴承冲洗管；11-上吸口闸板阀；12-下吸口闸板阀；13-桥架起升钢丝缆绳；14-桥架；15-绞刀；16-船体；17-丝杠固定装置；18-导向块；19-丝杠压紧装置；20-桥架上耳轴标记；21-船体上耳轴标记；22-桥架下耳轴标记；23-船体下耳轴标记；24-过渡耳轴座辅助圆a；25-过渡耳轴座辅助圆b；26-桥架重心；27-桥架排泥管线；28-下吸口盘面；29-阻挡块。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
本发明的实施例提供一种双耳轴绞吸船快速更换耳轴的方法，该方法通过设计绞吸船过渡耳轴及专用的楔形下吸口、楔形接口管、丝杠压紧装置，实现耳轴快速切换。
如图1和图2所示，所述绞吸船的桥架14上设置有施工耳轴1和过渡耳轴2，所述绞吸船的船体16上设置上、下两对施工耳轴座以及一对过渡耳轴座5，所述过渡耳轴2和过渡耳轴座5的位置通过计算确定。
所述过渡耳轴2和过渡耳轴座5的位置计算方法如下：如图3所示，当绞吸船桥架14上的施工耳轴1插入船体16上施工耳轴座3时，使用桥架起升钢丝缆绳13将桥架14提升至最高位置，计算桥架重心26以及上施工耳轴座3至桥架重心26的水平距离(在桥架14不同旋转角度时，桥架重心26的竖直投影始终在过渡耳轴座5与绞刀15之间)，在桥架侧视平面内，以0.8倍水平距离为半径、以上施工耳轴座3为圆心画圆，记为过渡耳轴座辅助圆a24，以下施工耳轴座4为圆心画相同半径的圆，记为过渡耳轴座辅助圆b25，在过渡耳轴座辅助圆a24和过渡耳轴座辅助圆b25交点位置的船体16上布置一对所述过渡耳轴座5，沿过渡耳轴座辅助圆a24的弧线位置在桥架14底部布置一对所述过渡耳轴2。
如图4～7所示，当绞吸船桥架14上的施工耳轴1插入船体16上施工耳轴座3时，使桥架14绕上施工耳轴座3旋转，至过渡耳轴2与过渡耳轴座5对齐时，此时在桥架14和船体16合适位置分别设置上耳轴标记(包括桥架上耳轴标记20和船体上耳轴标记21)，然后使桥架14绕过渡耳轴2旋转，至桥架14上的施工耳轴1与船体下施工耳轴座4对齐时，此时在桥架14和船体16合适位置分别设置下耳轴标记(包括桥架下耳轴标记22和船体下耳轴标记23)。
当绞吸船桥架上的施工耳轴1插入船体上施工耳轴座3时，下放桥架14至桥架上耳轴标记20与船体上耳轴标记21对齐，此时桥架过渡耳轴2可以插入船体过渡耳轴座5中，通过液压将桥架上的施工耳轴1收起，将虾节软管9、水下泵封水管及绞刀轴轴承冲洗管10等软管拆下，再提升桥架14至桥架下耳轴标记22与船体下耳轴标记23对齐，此时桥架施工耳轴1可以插入船体下施工耳轴座4中，将过渡耳轴2收起。
使用下耳轴时，所述桥架排泥管线27与船体下吸口管线通过虾节软管9和楔形接口管8连接，所述楔形接口管8通过丝杠压紧装置19与船体下吸口7采用非螺栓连接压紧密封。
所述桥架排泥管线27与船体下吸口管线的具体连接方式如下：如图8～13所示，所述船体下吸口7为楔形下吸口，所述下吸口7底部设置底板、两侧设置阻挡块29，所述楔形接口管8一端与虾节软管9通过法兰盘螺栓连接，所述楔形接口管8另一端的两侧设置有导向块18，所述楔形接口管8上端连接丝杠压紧装置19的丝杠，丝杠上端连接在船体的丝杠固定装置17上，所述导向块18嵌合在阻挡块29与下吸口7盘面之间的卡槽内，并通过旋转丝杠压紧装置19的丝杠将楔形接口管8压紧，使楔形接口管8盘面的密封胶圈与下吸口盘面28密封胶圈完全贴合、密闭。这种连接方式避免了难度较高的螺栓连接潜水作业，快速、高效，连接处密封效果好。
本实施例的具体结构及实施过程：
某重型绞吸船为上、下双耳轴设计，某项工程的挖深从8m至32m不等，前期使用上耳轴施工浅水区域，后期施工深水区域，深水区水深超过28m，无法使用上耳轴施工，需要更换为下耳轴，附近海域无适宜船坞和码头，无法提供岸基支持。
本实施例双耳轴绞吸船快速更换耳轴的方法，通过过渡耳轴2及专用的楔形下吸口7、楔形接口管8、丝杠压紧装置19，实现耳轴快速更换。操作过程如下：
(1)软管和吸管拆解
将水下泵封水管及绞刀轴轴承冲洗管10法兰拆下，并将其固定在桥架14上。将虾节软管9用手拉葫芦固定在桥架14上，然后将其与舱内泵吸入管线连接的法兰拆下，将船体上吸口6法兰用盲板盲上。将下吸口7专用楔形接口管8用丝杠压紧装置19吊到位，楔形接口管8一端法兰用螺栓与虾节软管9法兰紧固，丝杠压紧装置19的丝杠上端用轴销固定在桥架专用的轴销座上，然后将固定虾节软管9的手拉葫芦拆掉，检查楔形接口管8盘面的密封胶圈，连同导向块18一同涂上牛油。
(2)潜水探摸
下潜水对船体下吸口7盘面、左右下耳轴座和下吸口7管线内壁进行探摸，清除盘面、耳轴座孔和管线内壁的浮生物及其他杂物，保证盘面、耳轴座孔和管线内壁光滑。
(3)调整桥架耳轴位置
将起桥绞车转至现场控制，左右起桥绞车改为单控，启动起桥绞车、调整桥架14高度，使桥架上耳轴标记20与船体上耳轴标记21上下对齐，并左右间隙一致，然后将桥架过渡耳轴2插入过渡耳轴座5中，如图4、5所示。
在桥架两侧施工耳轴1液压柱塞位置，使用手拉葫芦将施工耳轴1液压柱塞的安全销拔掉，然后将施工耳轴1收起，启动起桥绞车，慢慢提升桥架14至桥架下耳轴标记22与船体下耳轴标记23对齐并左右距离一致，此时桥架上的施工耳轴1恰好插入船体下施工耳轴座4中，将施工耳轴1液压柱塞的安全销插上，然后将桥架过渡耳轴2从过渡耳轴座5中收回，如图6、7所示。
(4)泥管对接
此时，楔形接口管8的导向块18正好插入船体下吸口7盘面与阻挡块29之间的卡槽中，将丝杠压紧装置19的丝杠上端轴销从桥架轴销座上拆下，并固定在船体丝杠固定装置17(也即丝杠轴销座)上，转动丝杠将楔形接口管8盘面的密封胶圈与船体下吸口盘面28的密封胶圈压死密封，如图11、12。
(5)软管对接
由于桥架下移后，水下泵封水管及绞刀轴轴承冲洗管10等软管长度不足，需要加装加长管后与船体上对应管线连接。
(6)舱内泵管路改线
使用下耳轴时，需要将虾节软管9移至下吸口7，上吸口6内、外侧封死，关闭上吸口闸板阀11，下吸口7连接舱内泵管线。因此在泵舱内，需要拆卸舱内泵至上吸口6的管线，将舱内泵下吸口盲板插下，将泥泵连接下吸口7的管线安装好，打开泵前的下吸口闸板阀12。
本实施采用双耳轴绞吸船快速更换耳轴的方法，快速实现了上耳轴至下耳轴的切换，安全性高，并可以与加油、加水等其他停歇时间合并进行，大大提高绞吸船的时间利用率。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
