一种简易带锁定功能的单点系泊主轴承

技术领域

本发明涉及海洋油气开发领域，具体而言，特别涉及一种简易带锁定功能的单点系泊主轴承。

背景技术

单点系泊是指海洋工程船舶通过单点形式系泊在另一个固定式或浮式结构物上，船舶围绕该结构物可以随风、浪、流等做360°回转，由于风标效应，被系泊船舶将会停泊在环境力最小的方位上。单点系泊系统通常应用于近海油田开发作业和替代固定码头的原油接卸终端，而主轴承是该单点系泊系统中最核心、最关键的部件，其作用释放转塔与FPSO之间的定轴转动自由度，而限制其他5个自由度的相对运动。

FPSO转塔的主轴承一般为辊子转盘轴承（slewing roller bearing）。主轴承的支撑由铸件构成，分为转动铸件和固定铸件，其中固定铸件与连接有系泊缆的转台焊接在一起，转动铸件与FPSO通过专门的连接保持相对固定。另外主轴承内含有润滑系统与漏油回收系统。

FPSO的转塔在安装时，需要将转塔的转动自由度锁住，不让其自由旋转，否则无法实现转塔与FPSO的精确对接；另外FPSO在拖航时，也需要将转塔的转动自由度锁住，以防止拖航中水流和波浪对转塔的破坏。目前世界上现有的FPSO转塔中，想要锁住转塔的旋转必须要使用缆绳将转塔的旋转部分和静止部分进行绑扎固定，这个操作十分麻烦，尤其是需要进行水下作业，有一定的风险。如果转塔的主轴承能自带锁定功能，会给作业提供很大的便利。

目前FPSO转塔的主轴承与用于其他机械设备的轴承类似，只是尺度较大。这种轴承都不带有锁定功能，也不需要有锁定功能，在其他机械设备中旋转锁定功能一般由变速箱、离合器、刹车等其他部分实现，但在FPSO转塔中没有这些配套设备。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。有鉴于此，本发明需要提供一种可快速完成主轴承的锁定和解锁过程，方便FPSO转塔的运输和安装操作，结构紧凑易于布置，维护成本低，有利于单点系泊主轴承锁定系统的应用与普及的简易带锁定功能的单点系泊主轴承。

本发明提供一种简易带锁定功能的单点系泊主轴承，用于与转塔连接使用，包括：内环和外环，所述内环与转塔的转动支撑件连连接，所述外环与转塔的固定支撑件连接，所述外环套设于所述内环的外侧壁上，且所述外环与所述内环两者之间设有滚动组件，还包括锁紧组件，所述锁紧组件包括设在所述外环上的多个沿圆周阵列排布的外锁体、设在所述内环上的多个沿圆周阵列排布的内锁体以及锁固件，所述外锁体和所述内锁体相对设置的侧面上分别设有结构一致的外锁槽和内锁槽，所述锁固件在所述内锁体转动预定角度后嵌设于所述外锁槽和所述内锁槽内。

根据本发明的一个实施例，所述内环包括与所述转动支撑件连接的内下环以及设在所述内下环上的内上环，所述滚动组件设在所述外环与所述内下环、以及所述外环与所述内上环之间的间隙内。

根据本发明的一个实施例，所述滚动组件包括第一滚动环、第二滚动环和第三滚动环，所述第一滚动环、所述第二滚动环自下而上依次设在所述外环和所述内下环之间，所述第三滚动环设在所述外环和所述内上环之间。

根据本发明的一个实施例，所述内锁体的个数为N，其中N≥1，所述外锁体的个数大于所述内锁体的个数。

根据本发明的一个实施例，所述外锁体和所述内锁体结构一致，且均为凸台型结构。

根据本发明的一个实施例，所述外锁槽和所述内锁槽为半圆形、四分之一圆形或半椭圆形。

根据本发明的一个实施例，所述外环和所述内上环之间还设有第一动密封圈，所述第一动密封圈位于所述第三滚动环的上方。

根据本发明的一个实施例，所述外环和所述内下环之间还设有第二动密封圈，所述第二动密封圈位于所述第一滚动环的下方。

根据本发明的一个实施例，所述内上环与所述内下环之间设有密封环。

根据本发明的一个实施例，所述内锁体、所述内上环、所述内下环和所述转动支撑件通过第一螺栓连接，所述外锁体、所述外环和所述固定支撑件通过第二螺栓连接。

本发明的简易带锁定功能的单点系泊主轴承，在外环上设有多个均匀间隔开设置的外锁体，内上环上设有多个均匀间隔开设置的内锁体，其中内锁体在随着转塔的转动支撑件转动预定角度后，外锁体上的外锁槽和内锁体上的内锁槽对准后，再通过锁固件插入外锁槽和内锁槽中，将内环的转动锁紧，使其不再转动，待安装完系泊系统后，利用吊机拔出锁固件，解除转塔轴承的锁定，使转塔进入正常工作状态，通过在主轴承上增加锁紧组件，解决了传统单点系泊主轴承锁定系统借工复杂、布置困难不易实现等问题，降低了单点系泊主轴承锁紧系统的成本，结构设计紧凑易于布置，维护成本低，有利于单点系泊主轴承锁定系统的应用与普及。

附图说明

图1是根据本发明的一种简易带锁定功能的单点系泊主轴承的一种结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是图2中的A-A的剖视图。

图4是图2中的B-B的剖视图。

图5是图2中的C-C的剖视图。

图6是图2中的D-D的剖视图。

图7是根据本发明的一种简易带锁定功能的单点系泊主轴承的另一种结构示意图。

图8是图7的俯视图。

附图标记：1-内环；2-外环；3-转动支撑件；4-固定支撑件；5-滚动组件；6-锁紧组件；7-第一动密封圈；8-第二动密封圈；9-密封环；11-内下环；12-内上环；13-第一螺栓；14-第二螺栓；51-第一滚动环；52-第二滚动环；53-第三滚动环；61-外锁体；62-内锁体；63-锁固件；611-外锁槽；621-内锁槽。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1至图8所示，一种简易带锁定功能的单点系泊主轴承，用于与转塔连接使用，包括：内环1和外环2，内环1与转塔的转动支撑件3连连接，外环2与转塔的固定支撑件4连接，外环2套设于内环1的外侧壁上，且外环2与内环1两者之间设有滚动组件5，还包括锁紧组件6，锁紧组件6包括设在外环2上的多个沿圆周阵列排布的外锁体61、设在内环1上的多个沿圆周阵列排布的内锁体62以及锁固件63，外锁体61和内锁体62相对设置的侧面上分别设有结构一致的外锁槽611和内锁槽621，锁固件63在内锁体62转动预定角度后嵌设于外锁槽611和内锁槽621内。

本发明的简易带锁定功能的单点系泊主轴承，在外环2上设有多个均匀间隔开设置的外锁体61，内上环12上设有多个均匀间隔开设置的内锁体62，其中内锁体62在随着转塔的转动支撑件3转动预定角度后，外锁体61上的外锁槽611和内锁体62上的内锁槽621对准后，再通过锁固件63插入外锁槽611和内锁槽621中，将内环1的转动锁紧，使其不再转动，待安装完系泊系统后，利用吊机拔出锁固件63，解除转塔轴承的锁定，使转塔进入正常工作状态，通过在主轴承上增加锁紧组件6，解决了传统单点系泊主轴承锁定系统借工复杂、布置困难不易实现等问题，降低了单点系泊主轴承锁紧系统的成本，结构设计紧凑易于布置，维护成本低，有利于单点系泊主轴承锁定系统的应用与普及。

如图1至图6所示，内环1包括与转动支撑件3连接的内下环11以及设在内下环11上的内上环12，滚动组件5设在外环2与内下环11、以及外环2与内上环12之间的间隙内，其中滚动组件5包括第一滚动环51、第二滚动环52和第三滚动环53，第一滚动环51、第二滚动环52自下而上依次设在外环2和内下环11之间，第三滚动环53设在外环2和内上环12之间，需要理解的是，通过第一滚动环51、第二滚动环52和第三滚动环53三者的设置，降低外环2与内上环12、内下环11之间相对转动的摩擦力，便于主轴承转动预定角度后的锁定或解除锁定过程的操作，外环2沿垂直方向的内侧壁中段区域设有环形凸起，内上环12和内下环11上分别设有与环形凸起相匹配的环形缺口，其中第一滚动件51设在环形凸起的下底面，第二滚动件52设在环形凸起的侧壁，第三滚动件53设在环形凸起的上顶面，通过上述卡接结构和滚动组件5的布置方式，提高内环1转动过程中的转动精度，便于转塔的转动以及锁固件63的操作。

如图1至图6所示，内锁体62的个数为N，其中N≥1，外锁体61的个数大于内锁体62的个数，外锁体61和内锁体62结构一致，且均为凸台型结构，外锁槽611和内锁槽621为半圆形、四分之一圆形或半椭圆形，其中在本发明的一个具体实施例中，内锁体62的个数为6个，外锁体61的个数为18个，即内环1在转动20度时，内锁体62就能与一个外锁体61相互对齐，此时外锁槽611和内锁槽621也对齐设置，两者之间正好形成一个圆柱孔或椭圆孔，以容纳锁固件63插入其中将内环1与外环2进行锁定，在另一个具体实施例中，外锁槽611和内锁槽621均为四分之一圆形时，相邻的两个外锁体61配合使用，相邻的两个内锁体62也配合使用，当内环1转动预定角度后，两个外锁体61与两个内锁体62对齐，此时四个锁体之间形成的为半椭圆形的锁槽，再利用半椭圆形的锁固件63插入即可完成锁定。

如图3至图6所示，外环2和内上环12之间还设有第一动密封圈7，第一动密封圈7位于第三滚动环53的上方，外环2和内下环11之间还设有第二动密封圈8，第二动密封圈8位于第一滚动环51的下方，以在内环1相对于外环2转动时，防止滚动组件5中的润滑油溢出。

如图3至图6所示，内上环12与内下环11之间设有密封环9，防止润滑油从内上环12和内下环11之间的接触面的缝隙中溢出。

如图1至图8所示，内锁体62、内上环12、内下环11和转动支撑件3通过第一螺栓13连接，外锁体61、外环2和固定支撑件4通过第二螺栓14连接，需要理解的是，通过第一螺栓13和第二螺栓14，将内环1和内锁体62固定在转塔的转动支撑件3上，将外环2和外锁体61固定在转塔的固定支撑件4上，当FPSO的转塔在进行安装时，只需要将转塔旋转到指定角度，插入锁固件63，主轴承就被锁住了，待安装完系泊系统，利用吊机拔出锁固件63，即可解除转塔轴承的锁定，使转塔进入正常工作状态。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。