一种用于内置刷带式溢油回收船的旋转臂旋转装置的制作方法

本发明属于溢油回收船附属设备相关领域，更具体地，涉及一种用于内置刷带式溢油回收船的旋转臂旋转装置。

背景技术：

随着海上石油运输的迅速发展，船舶溢油事故也明显增多。海上溢油事故的频发，不仅对污染海洋生态环境，更会对世界生态环境带来严重的危害，影响整个人类的可持续发展。因此，及时回收海面溢油关系到海洋环境乃至整个人类的发展。

目前，大型内置刷带式收油船的旋转臂旋转装置主要功能是完成围油栏在海面的布放，在旋转臂旋转过程中，牵引支撑臂拉出船舱内部的围油栏并使其在海面形成扇形的围油区，借助船的航行速度将油水混合物引至船舱内部进行溢油回收。然而进一步的研究表明，(1)目前所用的旋转装置多为齿轮传动或者摆动油缸，不仅需要很大的安装空间，而且摩擦面很难实现润滑；(2)尤其是，在收油船长时间不工作时，旋转磨合面极易受到海水海风的腐蚀，且控制操作较为困难，承载能力有限。相应地，本领域亟需寻找更为完善的解决方案，以满足日益增长的实际要求。

技术实现要素：

针对现有技术的以上不足或改进需求，本发明提供了一种用于内置刷带式溢油回收船的旋转臂旋转装置，其中通过对作为关键组件的推力圆锥滚子、深沟球轴承和双油缸等的结构及其设置方式进行研究和设计，同时对与其他元件之间的工作配合方式作出改进，相应能够显著改善控制操作的便利性和准确性，同时具备结构更为紧凑合理、运动平稳性好、承载能力强和防磨损性能好等优点，因而尤其适用于内置刷带式溢油回收船的应用场合。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种用于内置刷带式溢油回收船的旋转臂旋转装置，其特征在于，该旋转装置包括旋转基座、旋转中轴、旋转臂、深沟球轴承、推力圆锥轴承和旋转油缸，其中：

所述旋转基座作为整个旋转装置的支撑部件，其后端固定设置有油缸安装座，其前端的上、下部分别设有上盖板和下盖板，并在该上盖板和下盖板上分别固定安装有中轴上止动盖和中轴下止动盖；

所述旋转中轴沿着竖直方向以键槽形式安装在所述中轴上止动盖与中轴下止动盖之间，并且该旋转中轴的上轴套通过螺栓固定于所述旋转臂的上板，该旋转中轴的下轴套与轴承座固连在一起，然后通过螺栓固定于所述旋转臂的下板；

所述深沟球轴承被设置为其内圈与所述轴承座的外缘过盈配合安装，而所述推力圆锥轴承被设置为其轴圈与所述轴承座的内缘过盈配合安装；

所述旋转油缸的数量为两个并且采用并联方式实现驱动，这两个旋转油缸的缸尾分别与所述油缸安装座相连，并且其活塞杆各自与所述旋转臂铰接在一起。

作为进一步优选地，所述旋转中轴的轴心及两端部位均开设有油槽且注入有润滑油，所述中轴上止动盖上对应设置有与所述油槽下端相对齐的旋盖式油杯。

作为进一步优选地，所述旋转中轴为实心圆柱体的形式，并且在其上、下端面均开设有凹型方槽，这些凹槽方槽的宽度优选被设计为与所述中轴上止动盖、中轴下止动盖的凸出部位相吻合。

作为进一步优选地，所述深沟球轴承的规格尺寸优选设计如下：内径为φ360mm，外径为φ540mm，轴承厚度为57mm。

作为进一步优选地，所述推力圆锥轴承的规格尺寸优选设计如下：轴圈为φ200mm，座圈为φ340mm，轴承厚度为85mm。

作为进一步优选地，两个所述旋转油缸优选由单个液压阀来执行运动控制，并采用一推一拉的方式配合使用。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1、通过旋转臂下端采用推力圆锥滚子与深沟球轴承相互配合使用，在工作时推力圆锥滚子轴承可以承受旋转臂在旋转过程中的载荷，深沟球轴承用来抵消轴向间隙，保证旋转臂的垂直度，并防止旋转中轴卡死；以此方式，既满足了旋转臂基座的承载能力，又可以有效地消除配合间隙，保证了旋转臂运动时的低速平稳性；

2、本发明中还专门采用两个油缸以并联形式实现驱动，这样单个液压阀即可实现两个油缸的运动控制，同时两个油缸一推一拉，作用力矩更大，能够更好地配合上述旋转臂与旋转中轴等部件之间的传动过程；

3、按照本发明的旋转装置内部设计合理、结构紧凑、能够在有效减小转动过程中的摩擦的同时，还进一步保证轴心垂直度，并充分满足力学性能要求；此外，测试表明其磨合面润滑良好，同时具备旋转臂运动过程中可平稳运行、承载能力强、易于操控等优点，因而尤其适用于内置刷带式溢油回收船的应用场合。

附图说明

图1是按照本发明所构建的用于内置刷带式收油船的旋转臂旋转装置的主视图；

图2是按照本发明所构建的用于内置刷带式收油船的旋转臂旋转装置的俯视图；

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1旋转臂，2旋转中轴，3中轴上止动盖，4中轴下止动盖，5旋转基座，6中轴上轴套，7中轴下轴套，8轴承座，9深沟球轴承，10推力圆锥轴承，11旋盖式油杯，12第一水平旋转油缸，13第二水平旋转油缸，14油缸安装座

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1是按照本发明所构建的用于内置刷带式收油船的旋转臂旋转装置的主视图，图2是按照本发明所构建的用于内置刷带式收油船的旋转臂旋转装置的俯视图。如图1和图2中所示，该旋转装置主要包括旋转基座5、旋转中轴2、旋转臂1、深沟球轴承9、推力圆锥轴承10和旋转油缸12、13等组件，下面将对这些组件逐一给出具体解释说明。

旋转基座5作为整个旋转装置的支撑部件，其譬如可采用焊接件。它的后端譬如通过螺栓固定设置有油缸安装座14，它的前端的上、下部分别设有上盖板和下盖板，并在该上盖板和下盖板上譬如通过螺栓分别固定安装有中轴上止动盖3和中轴下止动盖4。

旋转中轴2优选为实心圆柱体的形式，并可在上下两端上均开设有凹型的方槽，并且这些方槽的宽度被设计为与中轴上止动盖3、中轴下止动盖4的凸起部位相吻合。更具体地，该旋转中轴2沿着竖直方向以键槽形式安装在中轴上止动盖3与中轴下止动盖4之间，并且该旋转中轴的上轴套6可通过螺栓固定于旋转臂1的上板，该旋转中轴的下轴套7则与轴承座8固连在一起，然后可通过螺栓固定于所述旋转臂1的下板。此外，该旋转中轴的轴心及两端部位优选开设有譬如为φ5mm、材料优选为45钢的油槽，并且该油槽的下端与设置在所述中轴上止动盖3的旋盖式油杯11保持相对齐。

旋转臂1作为重载工作台，其前端连接有支撑臂等部件，并通过上、下轴套与旋转中轴相互配合。换而言之，所述中轴上轴套和中轴下轴套可通过螺栓分别与旋转臂的上、下盖板连接在一起，并且整体结构优选为圆法兰形状。

作为本发明的关键改进之一，本申请综合考虑内置刷带式溢油回收船的实际运用需求和工作特点，专门设置了球轴承和推力轴承来改善前面分析指出的一系列技术问题。具体而言，球轴承优选可采用深沟球轴承9的形式，并且它被设置为其内圈与所述轴承座8的外缘过盈配合安装，由此用来抵消轴向间隙，保证旋转臂1的垂直度，同时防止旋转中轴2卡死；与此同时，推力轴承优选可采用推力圆锥轴承10的形式，并且它被设置为其轴圈与所述轴承座8的内缘过盈配合安装，由此以承受旋转臂1在旋转过程中的载荷。

按照本发明的一个优选实施例，对上述关键部件的工作参数也进一步作出了研究和设计。其中，所述球轴承优选可为6000型10系列的深沟球轴承，并且规格尺寸优选为内径为φ360mm，外径为φ540mm，轴承厚度为57mm。所述推力轴承优选可为圆锥滚子轴承，并且其规格尺寸优选为轴圈为φ200mm，座圈为φ340mm，轴承厚度为85mm。

作为配合，所述旋盖式油杯11置于中轴止动盖3上方，向旋转中轴2轴心油槽注入润滑油，从而进一步起到减摩润滑的作用。此外，上述所用部件的主要材料大多采用耐海水腐蚀的航海级材料制成，有的在表面做防锈处理，大大延长了零部件的使用寿命，如金属材料表面均进行镀铬处理。例如，所述旋转中轴上下轴套材料优选为天龙轴承材料，该材料为复合材料，承载能力强，同时防磨损性能好。

作为本发明的另一关键改进，所述旋转油缸的数量为两个并且采用并联方式实现驱动，这两个旋转油缸的缸尾分别与所述油缸安装座14相连，并且其活塞杆各自与所述旋转臂1铰接在一起。这样在工作时，可以通过一推一拉的配合作用，可实现重载旋转臂绕旋转中轴低速平稳转动，而且单个液压阀即可实现两油缸的运动控制，同时提高运动控制的稳定性和精度。

在工作时，收油船围油栏布放工作开始时，在水平旋转油缸12、13的驱动下带动旋转臂1在基座上转动，当旋转臂1转至工作角度时，旋转油缸12、13即停止供油；推力圆锥滚子轴承10可以承受旋转臂1在旋转过程中的载荷，深沟球轴承9用来抵消轴向间隙，保证旋转臂1的垂直度，防止旋转中轴2卡死；旋盖式油杯11置于中轴止动盖3上方，向旋转中轴2轴心油槽注入润滑油，起到减摩润滑的作用。

综上，按照本发明的旋转装置整体设计合理，结构紧凑，旋转基座加入了深沟球轴承和推力圆锥滚子轴承，减小了转动过程中的摩擦，同时保证轴心垂直度，满足力学性能要求。驱动系统采用两油缸配合使用，一推一拉，单个液压阀即可实现两油缸的运动控制。上述旋转装置的磨合面润滑良好，同时具备旋转臂运动过程中可平稳运行、承载能力强、易于操控等优点，因而尤其适用于内置刷带式溢油回收船的应用场合。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。