可更换元件的滚子轴承组件制造技术

一种用于轴承组件的原位修复的结构，轴承组件使船舶能围绕转台的纵轴线旋转地联接到转台。内圈组件联接到转台，而外圈组件联接到船舶。连接在内圈组件与外圈组件之间的支撑排组件允许外圈组件相对于内圈组件旋转，并将转台的重量沿轴向传递到船舶。径向排组件和定中心器布置在内圈组件与外圈组件之间。径向排组件正常情况下将径向载荷从船舶传递到转台，并且定中心器与外圈组件具有径向间隙。在径向排组件或支撑排组件的原位修复期间，定中心器将径向载荷从船舶传递到转台并保持外圈组件与内圈组件基本同心。

Roller Bearing Assembly with Replaceable Elements

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可更换元件的滚子轴承组件相关申请的交叉引用不适用
本专利技术涉及一种用于例如海上钻井或采油船舶等船舶的转台轴承结构和组件，更具体地涉及一种包括可以原位执行的轴承修复方法的转台轴承结构和组件。
技术介绍
船舶系泊系统在本领域中是已知的，其中，船舶可围绕系泊在海床上的转台随风向改变方位。利用放置在转台与船舶之间的转台轴承结构和组件支撑船舶相对于转台旋转。水平和竖直轴承在转台与船舶之间传递水平和竖直载荷。转台可以是内部转台或外部转台。内部转台延伸穿过月池或圆柱形开口，月池或圆柱形开口延伸穿过船舶的船体。外部转台设置在船舶的船体外部，并被合适的连接构件固定到船首或船尾。受让给Lindblade等人的美国专利No.8,671,864公开了一种内部转台系统。美国专利No.8,671,864的图1公开了一种船舶的船首，该船首具有延伸穿过船舶船体的月池。转台安装在月池中，船舶围绕转台随风向改变方位。月池通常具有圆形横截面，并且转台通常具有圆柱形状以配合到月池中。锚腿连接到转台，并被合适的锚固定到海床，以限制转台的旋转。立管从海底井口或海底上的配送设施延伸出来，并连接到转台。歧管台被支撑在转台的上端，并包括与立管连接的阀门。旋转堆叠部从转台和歧管台向上延伸，并允许流体从转台被输送到船舶。转台被转台轴承组件支撑在船舶上。通常使用的一种类型的转台轴承组件是如Boatman拥有的美国专利No.5,893,784中所示和所述的一体式三排滚子轴承组件。三排滚子轴承组件包括围绕转台径向对准且用于支撑转台重量的圆形阵列的支撑滚子(在本文中被称为轴承的支撑排)。任意提升转台的力都受到第二组径向对准的滚子(在本文中被称为轴承的提升排)抵抗。围绕转台同轴对准的第三组滚子(在本文中被称为轴承的径向排)用于在船舶与转台之间传递径向载荷。三排滚子轴承组件的三个轴承排优选地被润滑且被密封件密封在共用容积部内，以提供对元件的保护并防止腐蚀。一体式三排滚子轴承组件是一种精确组件，该精确组件为了适当的载荷分布而需要高度的平整度，并且在一定程度上不能容忍扭曲和偏转(这会在选定的滚子上产生高的点负载应力)。转台系统中的三排滚子轴承的可靠性非常好；然而，当这些轴承存在问题时，缓解措施可能非常昂贵并且会中断生产。在转台应用中三排滚子轴承的预先使用通常不能提供更换轴承中的滚动元件的能力，除非进行非常昂贵的过程，即将单元从停泊站送到造船厂并通过反转安装来移除轴承组件。滚动元件限定为滚子、滚子保持架或间隔件以及座圈(race)的供滚子在上面滚动的耐摩擦表面。轴承问题很可能是在这些滚动元件部件的界面处引发的，这是因为会在该界面处发生大的应力和磨损。在现有技术中，用于转台系统的三排滚子轴承不能被原位更换，并且如果发生轴承问题则会对系统造成重大风险。当存在对可更换轴承的需求时，通常使用例如车轮轴承和轨道轴承或负重轮(bogeywheel)轴承等其他技术。这些车轮轴承、轨道轴承和负重轮轴承存在一些限制，这些限制可能使它们比用于某些转台系统的三排滚子轴承更不令人满意。更优选的技术方案是原位(即，在被系泊的转台的位置处)更换损坏的三排滚子轴承。原位更换滚动元件的一个重要问题是：在轴承的拆卸和重新组装期间保持径向轴承内座圈在外座圈内居中，并且在径向滚子被移除时对径向载荷作出反应。先前在原位可更换元件的三排滚子轴承的设计中尝试将多排滚子分成可以一次更换一个的离散轴承。离散轴承被设计成允许具有更换空间的结构。这种离散轴承设计尚未经过现场验证。美国专利No.8,950,349公开了一种原位可更换元件的三排滚子轴承，该三排滚子轴承将多排滚子分成可以一次更换一个的离散轴承。美国专利No.8,950,349中的轴承设计是三排滚子轴承组件的更大实施方式，占用更多空间并且更昂贵。受让给BluewaterEnergyServicesB.V.的美国专利No.8,197,293公开了：首先将副轴承组件安装在适当的位置，并且在主轴承组件不再起作用时加载副轴承组件。包括两个完整的轴承组件(其中一个轴承组件作为备用组件)占用更多空间，成本过高—不利地影响资本支出—并且还不能在原位进一步更换。期望能够原位更换或修复受损的转台三排滚子轴承组件。还期望能够在船舶停留在停泊站时更换或修复损坏的转台三排滚子轴承组件。期望能够从现有的轴承支撑排中移除较大的竖直载荷并允许船舶停留在停泊站。还期望能够将内座圈保持为大致居中定位在外座圈内并且在径向滚子被移除时对径向载荷作出反应。
技术实现思路
本专利技术的优选实施例提供了原位更换耐磨损滚动元件(例如滚子和座圈)的能力。这大大降低了潜在的轴承组件问题中的操作风险。由于现在可以原位更换滚动元件，因此这降低了与轴承组件的潜在问题相关的成本和风险。本专利技术使用可更换的硬化钢座圈插入件，并且轴承组件以如下方式组装：可以在原位移除和更换滚动元件。另外，轴承组件被设计成使得轴承组件可以在原位被拆卸和重新组装，以便于可以更换滚动元件。此外，围绕轴承组件外径的空间被内置在结构中，使得可以触及滚动元件。本专利技术还包括转台的提升方法，以便可以卸下主支撑滚子以进行移除。本专利技术的另一方面包括内置的副径向轴承或定中心器，以在拆卸期间保持径向轴承环同心。本专利技术允许在原位更换轴承滚动元件，从而减少轴承问题或失效的风险，并且在主轴承组件中使用一体的副径向轴承，以允许在更换过程期间同心。附图说明通过阅读以下实施例的详细描述并通过研究附图可以更好地理解本专利技术，在附图中：图1是用于与船舶的月池中的转台旋转地联接的一体式三排滚子轴承组件的截面的局部正视图，示出了用于传递轴向力的径向对准的滚子的上下构造以及用于传递径向载荷的滚子的中间同轴构造，这些滚子全部排列在单个密封的润滑容积部内；图2是图1的一部分的放大图；图3是类似于图2的视图，但是位置颠倒；图4是类似于图3的视图，但还示出了转台升降系统；以及图5是处于分解状态的一体式三排滚子轴承组件的局部透视图，分解状态允许原位更换主支撑滚子和座圈。具体实施方式本专利技术包括位于转台(外部或内部)中的三排滚子轴承组件10，三排滚子轴承组件10包含可原位更换的滚动元件。滚动元件限定为滚子、滚子保持架或间隔件以及座圈的供滚子在上面滚动的耐磨损表面。轴承座圈提供滚子滚动的路径。为了实现最长的使用寿命，轴承座圈的滚子路径需要尽可能平坦和圆滑，以便在滚子自己身上实现平稳的载荷分布。轴承问题很可能是在这些部件的界面处引发，这是因为该界面是发生大的应力、接触载荷和磨损的位置。图1描绘了根据本专利技术的实施例的三排滚子轴承组件10的截面视图，三排滚子轴承组件10适用于许多转台系统。在该系统中，转台具有三排滚子轴承组件10，三排滚子轴承组件10被安装为对作用在由转台结构12表示的转台与浮动船舶的转台支撑结构14之间的载荷作出反应。应理解的是，转台支撑结构14是浮动船舶的一部分，并且相对于浮动船舶不移动。转台12是对地球静止的，并具有沿大致竖直方向的纵向轴线。允许浮动船舶(包括转台支撑结构14)围绕相对于地球静止的转台12随风向改变方位。三排滚子轴承组件10可以是仅有的跨越该旋转界面传递载荷的装置。参见图1和图2，三排滚子轴承组件10包括圆形阵列的支撑滚子24、支撑座圈22和滚子保持架26(图3)，所有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于轴承组件的原位修复的结构，所述轴承组件使船舶能围绕转台的纵轴线旋转地联接到所述转台，所述结构包括：内圈组件，其在结构上联接到所述转台，所述内圈组件限定了围绕所述纵轴线的圆形路径；外圈组件，其以与所述圆形路径同心对准的方式在结构上联接到所述船舶；支撑排组件，其连接在所述内圈组件与所述外圈组件之间，以允许所述外圈组件相对于所述内圈组件旋转，并将所述转台的重量沿轴向传递到所述船舶；提升排组件，其用于对向上载荷作出反应，并布置在所述内圈组件与所述外圈组件之间；径向排组件，其围绕所述纵轴线同轴地布置在所述内圈组件与所述外圈组件之间，以将径向载荷从所述船舶传递到所述转台；以及副径向定中心器，其布置在所述内圈组件与所述外圈组件之间，所述副径向定中心器与所述外圈组件具有径向间隙，使得在所述径向排组件的正常操作期间，所述副径向定中心器不被径向加载，其中，所述支撑排组件包括上座圈、下座圈和多个支撑滚子，在所述多个支撑滚子的各轴线在相对于所述纵轴线的半径上对准的情况下，所述多个支撑滚子布置在所述上座圈与所述下座圈之间并与所述上座圈和所述下座圈接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.08.16 US 15/678,9051.一种用于轴承组件的原位修复的结构，所述轴承组件使船舶能围绕转台的纵轴线旋转地联接到所述转台，所述结构包括：内圈组件，其在结构上联接到所述转台，所述内圈组件限定了围绕所述纵轴线的圆形路径；外圈组件，其以与所述圆形路径同心对准的方式在结构上联接到所述船舶；支撑排组件，其连接在所述内圈组件与所述外圈组件之间，以允许所述外圈组件相对于所述内圈组件旋转，并将所述转台的重量沿轴向传递到所述船舶；提升排组件，其用于对向上载荷作出反应，并布置在所述内圈组件与所述外圈组件之间；径向排组件，其围绕所述纵轴线同轴地布置在所述内圈组件与所述外圈组件之间，以将径向载荷从所述船舶传递到所述转台；以及副径向定中心器，其布置在所述内圈组件与所述外圈组件之间，所述副径向定中心器与所述外圈组件具有径向间隙，使得在所述径向排组件的正常操作期间，所述副径向定中心器不被径向加载，其中，所述支撑排组件包括上座圈、下座圈和多个支撑滚子，在所述多个支撑滚子的各轴线在相对于所述纵轴线的半径上对准的情况下，所述多个支撑滚子布置在所述上座圈与所述下座圈之间并与所述上座圈和所述下座圈接触。2.根据权利要求1所述的结构，其中，所述径向排组件包括内座圈、外座圈和多个径向滚子，所述多个径向滚子布置在所述内座圈与所述外座圈之间并与所述内座圈和所述外座圈接触，并且能从所述径向排组件原位移除所述多个径向滚子，并且所述副径向定中心器于是对径向载荷作出反应并保持所述径向排组件的所述内座圈与所述径向排组件的所述外座圈基本同心。3.根据权利要求1所述的结构，其中：所述支撑排组件布置在第一高度处；以及所述径向排组件布置在第二高度处，所述第二高度高于所述第一高度，并高于所述副径向定中心器所在的高度。4.根据权利要求3所述的结构，其中，所述外圈组件包括上外圈、中间外圈和下外圈，并且所述径向排组件布置在所述内圈组件与所述中间外圈之间。5.根据权利要求4所述的结构，其中，所述副径向定中心器布置在所述内圈组件与所述下外圈之间。6.根据权利要求5所述的结构，其中，所述径向排组件包括内座圈、外座圈和多个径向滚子，所述多个径向滚子布置在所述内座圈与所述外座圈之间并与所述内座圈和所述外座圈接触，能从所述径向排组件原位移除所述多个径向滚子，并且所述副径向定中心器于是对径向载荷作出反应，并保持所述径向排组件的所述内座圈与所述径向排组件的所述外座圈基本同心。7.根据权利要求4所述的结构，其中，所述支撑排组件布置在所述内圈组件与所述下外圈之间。8.根据权利要求7所述的结构，其中，布置在所述第一高度处的所述支撑排组件高于所述副径向定中心器所在的高度。9.根据权利要求7所述的结构，还包括：升降系统，其布置和设计成相对于所述船舶升高所述转台，所述升降系统包括多个千斤顶，所述多个千斤顶竖直定位在被固定到所述船舶的负载支撑构件与转台构件之间。10.根据权利要求9所述的结构，其中，当所述升降系统相对于所述船舶原位升高所述转台时，所述多个支撑滚子能被移除和更换。11.根据权利要求9所述的结构，其中，当所述升降系统相对于所述船舶原位升高所述转台时，所述副径向定中心器对径向载荷作出反应并保持所述下外圈与所述内圈组件基本同心。12.根据权利要求1所述的结构，其中，所述支撑排组件...

【专利技术属性】
技术研发人员：史帝芬·P·林德布拉德，威廉·路易斯·丰特诺特，
申请(专利权)人：索菲克股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US