升降起重机、回转轴承、回转轴承组装方法、回转轴承维护方法和船与流程

本发明涉及一种回转轴承、一种升降起重机、一种回转轴承组装方法、一种回转轴承维护方法和一种船。

背景技术：

升降起重机为大型起重机，例如在海上工业中使用。所述起重机具有起重结构，起重结构包括起重机壳体和悬臂，该悬臂通常被构造成围绕大致水平的轴线枢转。此外，为了正确定位起重机并使起重机能够将载荷从一个地方传递到另一个地方，这些起重机设置有回转轴承。回转轴承设置在起重机壳体与支撑起重结构的基座之间，并从而在起重结构与基座之间传递重量载荷、倾斜载荷和径向载荷。回转轴承具有沿大致竖直方向延伸的旋转轴线，以使起重结构以及因此使悬臂能够相对于基座围绕旋转轴线旋转。

回转轴承通常包括固定至基座的固定轴承环和固定至起重机壳体并与固定轴承环同心的移动环。为了能够容易地组装回转轴承，移动轴承环包括多个环形构件，这些环形构件必须连接在一起以形成移动轴承环。

随着目前进一步增加起重机尺寸以便能够提升更大载荷的发展，对回转轴承的技术要求也增加。需要注意的一个特殊问题是，尽管施加载荷至回转轴承，但回转轴承仍需保持其大致圆形的形状。一种解决方案是将回转轴承的环或环形构件制造成一个部件，但这对于回转轴承的尺寸增加是不可行的，回转轴承能够容易地达到几十米，从而环或环形构件由多个环形部段形成。

在其他应用中使用的回转轴承可能会出现同样的问题，例如在船的船体与延伸穿过船体的转台之间设置的回转轴承。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是将回转轴承的环形构件的所有环形部段连接在一起以形成刚性移动轴承环。

该目的通过一种回转轴承来实现，该回转轴承包括固定至基座的固定轴承环和固定至可移动物体的移动轴承环，所述移动轴承环与所述固定轴承环同心，所述固定轴承环和移动轴承环被构造成使所述移动轴承环相对于所述固定轴承环能够旋转，

其中所述移动轴承环包括顶部环形构件、底部环形构件和位于所述顶部环形构件与所述底部环形构件之间的中间环形构件，所述顶部环形构件、所述中间环形构件和所述底部环形构件各自由多个环形部段形成，

其中相邻的环形构件的环形部段之间的竖直结合部彼此不对齐，

其中所述顶部环形构件、所述中间环形构件和所述底部环形构件分别包括围绕移动环的圆周分布的多个孔，

其中所述顶部环形构件、所述中间环形构件和所述底部环形构件通过容纳在移动环形构件的对应孔中的多个螺栓彼此连接，

其中所述中间环形构件中的至少一个孔以及所述顶部环形构件中的对应孔和/或所述底部环形构件中的对应孔设置有管状对齐构件，所述管状对齐构件的外径等于对应孔，其内径允许容纳螺栓，其长度足够长以从所述中间环形构件分别延伸到所述顶部环形构件和/或所述底部环形构件。

根据本发明的回转轴承的优点在于，通过结合回转轴承如下的三个主要特征的效果来获得刚性移动轴承环，即：

1)相邻环形构件的竖直结合部不对齐，使得环形构件的每个环形部段与相邻环形构件的两个环形部段重叠；

2)提供对齐构件以使相邻的环形构件相对于彼此对齐，并且为环形构件的相互运动提供阻碍；以及

3)使用螺栓将环形构件夹紧在一起，其中对齐构件是中空的，使得也可以在对齐构件的位置处使用螺栓，从而提供环形构件的均匀分布的夹紧。

在优选实施方案中，管状对齐构件设置在环形部段之间的竖直结合部处或附近，优选地，管状对齐构件设置在环形部段之间的每个竖直结合部处或附近。

表述“竖直结合部处”意味着管状对齐构件布置在竖直结合部的旁边，并且管状对齐构件与竖直结合部之间没有其他螺栓。竖直结合部附近的表达意味着可以在管状对齐构件与竖直结合部之间设置一个或多个螺栓。优选地，在管状对齐构件与竖直结合部之间仅存在一个或两个螺栓。

在实施方案中，顶部环形构件的环形部段之间的竖直结合部与底部环形构件的环形部段之间的竖直结合部对齐。其结果是，顶部环形构件中的竖直结合部和底部环形构件中的竖直结合部可以共用相同的管状对齐构件，而不会降低回转轴承的结构完整性。在这种情况下，优选的是，在顶部环形构件和底部环形构件中的竖直结合部的每个对齐联接处，相应的管状对齐构件从顶部环形构件经由中间环形构件延伸到底部环形构件。

在实施方案中，在中间环形构件的环形部段之间的每个竖直结合部处，相应的管状对齐构件从中间环形构件延伸到顶部环形构件。这可以允许经由顶部环形构件从上方引入并接近管状对齐构件。

在实施方案中，管状对齐构件设置在环形部段之间的每个竖直结合部的任一侧，从而在竖直结合部的任一侧上形成刚性结构，并进一步降低环形部段变形或移动的风险。

在实施方案中，管状对齐构件包括内螺纹，所述内螺纹允许工具联接至所述管状对齐构件以用于移除所述管状对齐构件。这在管状对齐构件不容易从相应的孔移除的情况下是有益的。然后，该工具允许容易地与管状对齐构件接合并且施加例如用于移除或更换管状对齐构件的拉力。

在实施方案中，延伸穿过管状对齐构件的相应螺栓和至少一个对应的螺母将夹紧力施加到环形构件，而不会对管状对齐构件施加显著的夹紧力。其结果是，管状对齐构件通过提供最大刚性结构的螺栓而将移动环形构件夹紧在一起的方式而将受到的影响最小。换句话说，管状对齐构件仅在回转轴承的平面中而不是在与其垂直的方向上与环形构件对齐。

本发明还涉及一种升降起重机，包括：

-起重结构，其具有起重机壳体；

-基座；以及

-回转轴承，其设置在所述起重机壳体与所述基座之间，以允许所述起重机壳体相对于所述基座围绕大致竖直的旋转轴线旋转，

其中所述回转轴承包括固定至所述基座的固定轴承环和固定至所述起重机壳体的移动轴承环，所述移动轴承环与所述固定轴承环同心，所述固定轴承环和移动轴承环被构造成使所述移动轴承环相对于所述固定轴承环能够旋转，

其中所述移动轴承环包括顶部环形构件、底部环形构件和位于所述顶部环形构件与所述底部环形构件之间的中间环形构件，所述顶部环形构件、所述中间环形构件和所述底部环形构件各自由多个环形部段形成，

其中相邻的环形构件的环形部段之间的竖直结合部彼此不对齐，

其中所述顶部环形构件、所述中间环形构件和所述底部环形构件分别包括围绕移动环的圆周分布的多个孔，

其中所述顶部环形构件、所述中间环形构件和所述底部环形构件通过容纳在移动环形构件的对应孔中的多个螺栓彼此连接，

其中所述中间环形构件中的至少一个孔以及所述顶部环形构件中的对应孔和/或所述底部环形构件中的对应孔设置有管状对齐构件，所述管状对齐构件外径等于对应孔，其内径允许容纳螺栓，其长度足够长以从所述中间环形构件分别延伸到所述顶部环形构件和/或所述底部环形构件。

在实施方案中，所述起重机壳体包括位于其底侧的凸缘，所述凸缘邻近所述顶部环形构件，并且其中所述多个螺栓延伸穿过所述顶部环形构件、所述中间环形构件、所述底部环形构件和所述凸缘以将所述起重机壳体连接至所述移动轴承环，同时将所述顶部环形构件、所述中间环形构件和所述底部环形构件连接在一起。

在适用的情况下，关于根据本发明的回转轴承所述描述的特征也可以应用于根据本发明的升降起重机的回转轴承。

本发明还涉及一种用于组装根据本发明的回转轴承的方法，包括以下步骤：

a)将所述中间环形构件以及所述顶部环形构件和/或所述底部环形构件的环形部段布置成所需的构造；

b)通过降低管状对齐构件的温度，暂时缩小其尺寸；

c)将收缩的管状对齐构件插入到相应环形部段的对应孔中；

d)使用所述多个螺栓将所述顶部环形构件、所述中间环形构件和所述底部环形构件连接在一起。

在适用的情况下，关于根据本发明的回转轴承所描述的特征也可以应用于根据本发明的用于组装回转轴承的方法。

本发明还涉及一种用于对根据本发明的回转轴承进行维护的方法，其中管状对齐构件包括内螺纹，所述内螺纹允许工具联接至所述管状对齐构件以用于移除所述管状对齐构件，所述方法包括以下步骤：

a)将所述工具联接至管状对齐构件；以及

b)通过向工具施加载荷来移除管状对齐构件。

在实施方案中，在将工具联接至管状对齐构件之前，移除延伸穿过管状对齐构件的螺栓。

在适用的情况下，关于根据本发明的回转轴承所描述的特征也可以应用于根据本发明的回转轴承的维护方法。

本发明还涉及一种船，包括：

-船体，其设置有竖直地延伸穿过所述船体的开口；

-转台，其在所述船体的开口中延伸；以及

-回转轴承，其布置在所述船体与所述转台之间，从而允许所述转台相对于船体围绕竖直旋转轴线旋转，

其中所述回转轴承包括固定至所述船体的固定轴承环和固定至所述转台的移动轴承环，所述移动轴承环与所述固定轴承环同心，所述固定轴承环和移动轴承环被构造成使所述移动轴承环相对于所述固定轴承环能够旋转，

其中所述移动轴承环包括顶部环形构件、底部环形构件和位于所述顶部环形构件与所述底部环形构件之间的中间环形构件，所述顶部环形构件、所述中间环形构件和所述底部环形构件各自由多个环形部段形成，

其中相邻的环形构件的环形部段之间的竖直结合部彼此不对齐，

其中所述顶部环形构件、所述中间环形构件和所述底部环形构件分别包括围绕移动环的圆周分布的多个孔，

其中所述顶部环形构件、所述中间环形构件和所述底部环形构件通过容纳在移动环形构件的对应孔中的多个螺栓彼此连接，

其中所述中间环形构件中的至少一个孔以及所述顶部环形构件中的对应孔和/或所述底部环形构件中的对应孔设置有管状对齐构件，所述管状对齐构件的外径等于对应孔，其内径允许容纳螺栓，其长度足够长以从所述中间环形构件分别延伸到所述顶部环形构件和/或所述底部环形构件。

在实施方案中，所述船为浮式生产、储存和卸载船。

在适用的情况下，关于根据本发明的回转轴承所描述的特征也可以应用于根据本发明的船的回转轴承。

附图说明

现在将参考附图以非限制性方式描述本发明，其中相同的部件用相同的附图标记表示，并且其中：

图1描绘了设置有两个根据本发明的升降起重机的船的立体图；

图2描绘了图1的升降起重机的侧视图；

图3描绘了根据本发明的升降起重机的回转轴承的截面图；

图4描绘了图1至图3中所示的回转轴承的移动轴承环的局部侧视图；

图5描绘了图4的移动轴承环在移动轴承环的中间环形构件中的环形部段之间的竖直结合部处的截面图；

图6描绘了图4的移动轴承环在移动轴承环的顶部与底部环形构件中的环形部段之间的竖直结合部处的截面图。

具体实施方式

图1示出了设置有两个根据本发明的升降起重机1的船41的立体图。图2示出了图1中所示的两个升降起重机之一的侧视图。升降起重机1包括起重结构2，该起重结构2包括悬臂3。在所示的实施方案中，悬臂3可以围绕大致水平的枢转轴线4枢转。

起重结构2进一步包括起重机壳体5。为了支撑包括起重机壳体5在内的起重结构2，设置基座6，基座6固定至船41。为了使起重结构2围绕竖直轴线旋转，升降起重机1设置有回转轴承7。所述回转轴承7具有沿大致竖直方向延伸的旋转轴线8，并且允许起重机壳体5以及因此允许包括悬臂3的起重结构2相对于基座6围绕所述旋转轴线8旋转。

图3示出了升降起重机2的回转轴承7的截面图。回转轴承7设置在基座6与起重机壳体5之间，并且包括固定至起重机壳体5的移动轴承环9以及固定至基座6并与移动轴承环9同心的固定轴承环10。传递重量载荷、倾斜载荷和径向载荷，即在起重结构2与船41之间传递，尤其是经由回转轴承7在起重机壳体5与基座6之间传递。

为了使移动轴承环9相对于固定轴承环10旋转，在移动轴承环9与固定轴承环10之间设置第一排轴向载荷辊子11和第二排轴向载荷辊子12。这些排轴向载荷辊子中的每一个均设置在顶部辊子滚道13、14与相应的底部辊子滚道15、16之间，其中顶部辊子滚道和底部辊子滚道分别连接至轴承环中的一个。

在所示的特定实施方案中，移动轴承环9具有c形截面，包括顶部环形构件21、中间环形构件22和底部环形构件23，并且固定轴承环10包括凸缘部分20，该凸缘部分20在径向方向上延伸，在此，在所示的实施方案中，凸缘部分20为径向向外的方向上延伸。

移动轴承环9接合固定轴承环10的凸缘部分20，使得其顶部环形构件21在固定轴承环10的凸缘部分20上方延伸，底部环形构件23在固定轴承环10的凸缘部分20下方延伸。

第一排轴向载荷辊子11设置在移动轴承环9的顶部环形构件21与固定轴承环10的凸缘部分20之间，顶部辊子滚道13和底部辊子滚道15分别附接至移动轴承环9和固定轴承环10。

第二排轴向载荷辊子12设置在移动轴承环9的底部环形构件23与固定轴承环10的凸缘部分20之间，顶部辊子滚道14和底部辊子滚道16分别附接至固定轴承环10和移动轴承环9。

图4示出了连接至起重机壳体5的图1至图3的回转轴承7的移动轴承环9的局部侧视图，在图3和图4中示出了起重机壳体5的凸缘5a。在图4中可以清楚地看到，移动轴承9的顶部环形构件21包括多个半圆形顶部环形部段21a、21b、21c，移动轴承9的中间环形构件22包括多个半圆形中间环形部段22a、22b，移动轴承9的底部环形构件23包括多个半圆形底部环形部段23a、23b、23c。

上述环形部段的每个沿着移动轴承环9的圆周的一部分延伸。半圆形环形部段通过多个螺栓39保持在一起，所述多个螺栓39延伸穿过设置在半圆形部段中的开口。在图3中用附图标记50来表示一个这样的开口。螺栓39和相应的开口沿移动环形构件9的圆周分布，优选地均匀分布。

如在图4中可以清楚地看到的，相邻环形构件的环形部段之间的竖直结合部彼此不对齐，使得环形部段与至少两个相邻环形部段重叠。其优点在于可以获得刚性更大的环。在该具体实施方案中，顶部环形构件21中的竖直结合部60与相邻的中间环形构件22中的竖直结合部61不对齐，中间环形构件22中的竖直结合部61与相邻的底部环形构件23中的竖直结合部62不对齐。然而，在该实施方案中，不相邻的顶部和底部环形构件21、23的竖直结合部60和62是对齐的。

图5描绘了图4的移动轴承环在移动轴承环的中间环形构件22中的环形部段22a、22b之间的竖直结合部61的位置处的截面图。

图5中示出了凸缘5a、顶部环形构件21、中间环形构件22和底部环形构件23，它们通过容纳在移动轴承环和凸缘5a上的对应孔50中的多个螺栓39彼此连接。在该实施方案中，螺栓39的两端设置有螺纹以与相应的螺母70配合，并且可以拧紧螺母70以提供夹紧作用。为了将夹紧力分配到凸缘5a和移动轴承环，环72分别设置在螺母70与凸缘5a或底部环形构件23之间。

由于制造公差，螺栓39与相应的环形部段之间可能存在间隙，使环形部段相对于彼此移动。由于向移动环形构件施加载荷，因此螺栓的夹紧作用可能不足以防止这种移动，从而导致移动环形构件的不期望的变形。这会导致磨损增加并且会损坏回转轴承。

因此，移动轴承环设置有两个管状对齐构件75，其设置在位于竖直结合部61处或竖直结合部61附近的竖直结合部61的任一侧上。对齐构件75设置在顶部环形构件21和中间环形构件22的孔中，这些构件21和22中的孔的直径大于没有设置管状对齐构件的其他孔的直径，其中较大的直径等于管状对齐构件75的外径。管状对齐构件75的内径允许容纳相应的螺栓39，并且在该实施方案中所述管状对齐构件75的内径等于没有设置管状对齐构件75的其他孔的内径。

管状对齐构件75的长度足够长以从中间环形构件22延伸到顶部环形构件21，其与中间和顶部环形构件中的孔的直径相结合等于管状对齐构件的外径，使得中间环形构件22与顶部环形构件21之间紧密对齐。管状对齐构件75的长度优选地小于相应孔的对应长度，使得通过螺栓和螺母施加到移动轴承环的夹紧力不会导致施加到管状对齐构件的显著夹紧力。因此，管状对齐构件75大致仅在回转轴承的平面中对齐。

当管状对齐构件设置在相应的孔中时，应当评估中间和顶部环形构件中的孔的直径等于管状对齐构件的外径。因此，可以在将管状对齐构件引入孔中之前比较管状对齐构件的外径与孔的直径，使外径大于孔的直径。通过使管状对齐构件收缩，例如，通过降低温度，所述管状对齐构件可以装配到孔中。在恢复室温之后，管状对齐构件将与孔的壁接合，并且可能发生管状对齐构件和/或孔的一些变形。

特别是，当管状对齐构件和相应的孔之间的接合包括其中的任一个部件的变形时，管状对齐构件可能不容易从相应的孔中移除，例如，在维护或修理期间。为了便于移除管状对齐构件，管状对齐构件75可以在管状对齐构件的一个端部或(在这里的情况下为)两个端部处设置有内螺纹75a。然后可以将具有相应配合的外螺纹的工具连接到管状对齐构件，并将拉力施加到管状对齐构件。

图6描绘了图4的移动轴承环在移动轴承环的顶部环形构件21中的环形部段21a、21b之间的竖直结合部60的位置处以及移动轴承环的底部环形构件23中的环形部段23a、23b之间的竖直结合部62的位置处的截面图。

图6中示出了凸缘5a、顶部环形构件21、中间环形构件22和底部环形构件23，它们通过容纳在移动轴承环和凸缘5a上的对应孔50中的多个螺栓39彼此连接。正如图5中已经示出的，螺栓39的两端设置有螺纹以与相应的螺母70配合，可以拧紧螺母70以向移动轴承环和凸缘5a提供夹紧作用。为了将夹紧力分配到凸缘5a和移动轴承环，环72、72a分别设置在螺母70与凸缘5a或底部环形构件23之间。

由于制造公差，螺栓39与相应的环形部段之间可能存在间隙，使环形部段相对于彼此移动。由于向移动环形构件施加载荷，螺栓的夹紧作用可能不足以防止这种移动，从而导致移动环形构件的不期望的变形。这会导致磨损增加并且会损坏回转轴承。

因此，移动轴承环设置有两个管状对齐构件76，其设置在位于竖直结合部60、62处或竖直结合部60、62附近的竖直结合部60、62中的任一侧上。对齐构件76设置在顶部、中间和底部环形构件21、22、23中的孔中，这些孔的直径大于没有设置管状对齐构件的其他孔的直径，其中较大的直径等于管状对齐构件76的外径。管状对齐构件76的内径允许容纳相应的螺栓39，并且在该实施方案中所述管状对齐构件76的内径等于没有设置管状对齐构件76的其他孔的内径。

管状对齐构件76的长度足够长以从底部环形构件23延伸到顶部环形构件21，其与底部和顶部环形构件中的孔的直径相结合等于管状对齐构件的外径，使得底部环形构件23与顶部环形构件21之间紧密对齐。管状对齐构件76的长度优选地小于相应孔的对应长度，使得通过螺栓和螺母施加到移动轴承环的夹紧力不会导致施加到管状对齐构件的显著夹紧力。因此，管状对齐构件76大致仅在回转轴承的平面中对齐。

在该实施方案中，容纳管状对齐构件76的孔是通孔，这意味着较大的直径通过移动轴承环应用到孔的整个长度。当孔的较大直径近似(即接近于)环72的直径时，对于穿过管状对齐构件76的螺栓，环72的功能可能会丧失。为了解决这个问题，解决方案可以是在底部环形构件23的底表面处扩大相应的孔，并设置中间构件72a，其允许将夹紧载荷从环72施加到底部环形构件23而不是管状对齐构件76。环72和中间构件72a也可以整体形成以形成为提供与其他环72相同功能的单个部件。

当管状对齐构件设置在相应的孔中时，应当评估中间和顶部环形构件中的孔的直径等于管状对齐构件的外径。因此，可以在将管状对齐构件引入孔中之前比较管状对齐构件的外径与孔的直径，使外径大于孔的直径。通过使管状对齐构件收缩，例如，通过降低温度，它可以装配到孔中。在恢复室温之后，管状对齐构件将与孔的壁接合，并且可能发生管状对齐构件和/或孔的一些变形。

特别是，当管状对齐构件和相应的孔之间的接合包括其中的任一个部件的变形时，管状对齐构件可能不容易从相应的孔中移除，例如，在维护或修理期间。为了便于移除管状对齐构件，管状对齐构件76可以在管状对齐构件的一个端部或(在这里的情况下为)两个端部处设置有内螺纹76a。然后可以将具有相应配合的外螺纹的工具连接到管状对齐构件，并将拉力施加到管状对齐构件。

尽管已经参考附图描述了与升降起重机相关的回转轴承，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，根据本发明的回转轴承还可以用于包括具有较大旋转结构(例如转台)的船的其他应用中，该旋转结构相对于船的船体可围绕大致竖直轴线旋转。