船用锚机绞缆机课件

第十章锚机和铰缆机第一节锚机10-1锚机船舶驶达港口，常因等候泊位和引水以及接受检疫、避风或过驳等而需在港外停泊，为能克服停泊时作用在船体上的水流力、风力和船舶纵倾、横倾时所产生的惯性力，以保持船位不变，就需在船上设置锚设备锚设备还可帮助安全离靠码头，或使船舶紧急制动锚设备及其在船艏的布置如图，10—1所示。锚设备主要由锚1、锚链5、止链器3和锚机6所组成，利用锚机收放锚和锚链，即可起锚或抛锚锚设备在船舶布置锚机如图10—2所示由原动机、传动机构和锚链轮等组成锚机带有绞缆卷筒5绞缆时藉手柄7使锚链轮牙嵌式离合器6脱开浅水抛锚可脱开离合器靠锚链自重进行用调节刹车带松紧控制抛锚速度深水抛锚将离合器合上齿轮箱中的蜗轮蜗杆机构有自锁作用由原动机控制抛锚速度图10-210-1锚机根据锚机所用动力的不同，目前所用的锚机主要是电动锚机和液压锚机。按链轮轴轴线布置的不同可分为卧式锚机和立式锚机。本节主要介绍液压锚机。10-1锚机船舶驶达港口，常因等候泊位和引水以及接受检疫、避风或过驳等而需在港外停泊，为能克服停泊时作用在船体上的水流力、风力和船舶纵倾、横倾时所产生的惯性力，以保持船位不变，就需在船上设置锚设备锚设备还可帮助安全离靠码头，或使船舶紧急制动锚设备及其在船艏的布置如图，10—1所示。锚设备主要由锚1、锚链5、止链器3和锚机6所组成，利用锚机收放锚和锚链，即可起锚或抛锚锚设备在船舶布置锚机如图10—2所示由原动机、传动机构和锚链轮等所组成锚机带有绞缆卷筒5绞缆时藉手柄7使锚链轮牙嵌式离合器6脱开浅水抛锚可脱开离合器靠锚链自重进行用调节刹车带松紧控制抛锚速度深水抛锚将离合器合上齿轮箱中的蜗轮蜗杆机构有自锁作用由原动机控制抛锚速度图10-210-1锚机应满足以下基本要求(1)必须由独立的原动机或电动机驱动(2)在船上试验时锚机应能以平均速度不小于9m／min将1只锚从水深82.5m处(三节锚链人水)拉起至27.5m(一节锚链入水处)(3)在满足以上规定的平均速度和工作负载时能连续工作30min能在过载拉力(不小于工作负载的1.5倍)作用下连续工作2min，此时不要求速度(4)链轮与驱动轴之间应装有离合器离合器应有可靠的锁紧装置链轮或卷筒应装有可靠的制动器制动器刹紧后应能承受锚链断裂负荷45％的静拉力锚链必须装设有效的止链器止链器应能承受相当于锚链的试验负荷10-1-1主要元件的构造由油泵、控制阀V、油马达M、高置油箱T和磁性滤器F组成1．油泵双作用叶片式油泵，恒速回转，Pmax为6.86MPa，有安全阀f2．油马达双作用叶片式油马达结构与双作用叶片泵类似由定子、转子和叶片等组成，转子上均布8个叶片槽为使叶片3能紧贴定子内面，每两个叶片之间有矩形截面弧形推杆4工作时，叶片在压力油的作用下，带动转子2在定子中转动由于转子与轴5相连，直接带动锚链轮回转10-1-1主要元件的构造3．控制阀Y有两个阀腔换向阀腔内装换向阀10和单向阀12用以控制油马达的正转、反转或停转是一个开式过渡滑阀，可通过并联节流，对油马达进行无级调速换挡阀腔内装换挡阀11，通过换挡阀11即可控制油马达的低速或高速工况图　　片10-1-2-1工作原理-停止换向手柄8置于中位换向阀10处于中位并打开旁通孔13自油泵而来的压力油经换向阀10的下部直接返回油泵，系统不能建立起足够的油压，单向阀12处在关闭状态压力油不能进入油马达，因此油马达停止不动10-1-2-2起锚图10—3(b)将换向手柄8向后扳(起锚)换向阀10上移逐渐将旁通孔13遮闭油泵排抽压力升高，顶开单向阀12经换向阀腔和换挡阀腔进入油马达，起锚油马达两个腔室同时工作，为重载低速工况改变换向手柄8的操纵角度控制进入油马达的流量，可对油马达进行无级调速10-1-2-2起锚图10—3(b)扳动换挡阀手柄9换挡阀11关闭油道B压力油从油道A进入油马达，油道B则与回油口相通油马达只有一个腔室工作，为轻载高速工况最大输出拉力仅为重载工况的1／2速度却较前者增加一倍10-1-2-2抛锚图10—3(c)换向手柄8向前扳(抛锚)通过手柄9使换挡阀上移则油道B与C相通，油马达就会获得轻载高速工况可控制换向手柄8的操纵角度实现无级调速高置油箱除控制换向手柄8作能耗限速和液压制动外还设手动刹车手柄，以控制带式机械制动器油马达的安全阀6即相当于制动溢流阀10-1-2-2抛锚图10—3(c)高置油箱靠重力保持油泵吸入压力，对系统进行补油除控制换向手柄8作能耗限速和液压制动外还设手动刹车手柄，以控制带式机械制动器油马达的安全阀6即相当于制动溢流阀第二节绞缆机10-2-1绞缆机作用及基本要求系缆设备主要由系缆索、带缆桩、导缆孔(或导缆钳)、绞缆机以及绳车、碰垫等所组成利用绞缆机收绞缆索，可使船舶系靠在船首，系缆卷筒和锚机用同一动力，用离合器啮合或脱开在船尾则大多设置独立的绞缆机对绞缆机的基本要求是：能保证船舶在受到6级风以下作用时仍能系住船舶其拉力大小应该根据船舶的尺寸，按《钢质海船人级与建造规范》所推荐数字选取绞缆速度为15～30m／min，最大可达50m／min按所用动力的不同而分为：电动绞缆机液压绞缆机10-2-2自动绞缆机普通绞缆机在停泊期间需视潮汐的涨落和船舶吃水的变化，相应调整缆绳的松紧操作时也很难保证各根缆绳受力均匀尚使一根缆绳因过载而拉断，则其它几根也将受到影响特别是在巨型油轮和散装船上，由于缆绳的直径很大，更增加了操作上的困难和不安全性为克服上述缺点许多船舶上采用自动调整张力的绞缆机下面主要介绍液压的自动绞缆机。10-2-2-1．自动绞缆机的工作原理自动绞缆机型式很多，工作原理相同油马达的输出扭矩由马达的每转排量和工作油压决定对定量油马达而言只要能自动控制马达输人油液的工作压力就能控制油马达的扭矩即自动地调整系缆张力根据具体实现的不同可分为两大类：10-2-2-1阀控型系统采用定量油泵用溢流阀控制油马达收缆供油侧工作油压系泊期间油泵排油仅补充系统漏泄多余油经溢流阀回油箱为减轻功率消耗和油液发热在停泊时改用小流量辅泵供油或藉蓄压器和压力继电器使主泵间断工作10-2-2-2泵控型系统主泵用限压式变量泵，或采用压力继电器对普通变量泵进行二级变量控制主泵达到要求工作压力后就改为小流量工作可省去辅泵但主泵价格较高和系泊期间工作时间长，因而磨损较大的缺点图示即为由压力继电器控制变量泵的系统原理图10-2-2液压自动绞缆实例主油泵1限压式大流量轴向柱塞泵自动调节张力油泵2高压小流量内齿轮泵油马达3连杆式油马达自动调节张力转换阀4与换向阀5铸成一体10-2-2液压自动绞缆实例操纵阀4的手柄可将其转至“自动”位置或“人工”位置自动调节张力阀块6由低压溢流阀7调至收缆张力的最大值高压溢流阀8调至放缆张力的起始值单向阀9用以防止放缆时从油马达回流的压力油倒流至低压溢流阀以及压力表10所组成10-2-2液压自动绞缆实例自动系缆工况停止主泵1换向阀5手柄置于中位自动系缆转换阀4手柄置于自动位置(图示)起动自动系缆油泵2即可进行自动系缆(1)收缆工况当缆绳张力较小时压力油(油泵2)—阀块6—单向阀9—油马达3使油马达转动收缆从油马达排出的油液—换向阀5—冷却器14—油泵2吸人口一直进行到与缆绳张力相对应的工作油压达到低压溢流阀7的调定值为止10-2-2液压自动绞缆实例(2)停止工况若缆绳张力大于低压溢流阀7的调定压力并进一步增加时溢流阀7保持开启除少量补充油马达的漏泄外其余油则完全从溢流阀7经冷却器12、14和滤器18等返回油泵而来自油马达的压力油，则因被单向阀9锁闭，不能进入低压溢流阀，油马达和卷筒乃一直保持停转，直至缆绳张力上升到开始放缆时为止10-2-2液压自动绞缆实例(3)放缆工况若缆绳张力进一步上升，以致使油压超过高压溢流阀8的调定值时，则高压溢流阀8开启，来自油马达的压力油，即会经高压溢流阀8、冷却器12和换向阀5又返回油马达。因此油马达倒转，并放出缆绳。·放缆时，油马达按油泵工况工作，高压溢流阀的开度与缆绳张力和系统油压相对应。若缆绳张力增大，则高压溢流阀的开度也随之增大，使放缆速度加快，缆绳张力也就．因而得以维持在规定的范围之内。上述绞缆机的工作特性可用图10—7说明如下：泰尔－三菱重工自动绞揽机的特性曲线10-2-2液压自动绞缆实例第一阶段(收缆工况)系缆张力从5.5t增至9.5t泵的工作油压从图中口点处的6.7MPa增至凸点处的10.5MPa系缆卷筒则以近似不变的转速2.5m／min进行收缆第二阶段(停止工况)当缆绳张力增加至g；5t时，油泵的工作油压达到10.5MPa，低压溢流阀开启，油泵自行循环，油马达停转，收缆速度为0油马达停转后，由于摩擦力的存在，缆绳张力虽继续增加，但从凸点开始，直至b’点为止，系统中的油压却一直保持10.5MPa不变自扩点以后，即缆绳张力达到14t以后，油压开始上升，直至张力上升至18t时，系统对应的油压上升到‘点处的13.4MPa高压溢流阀开启，第二阶段结束10-2-2液压自动绞缆实例第三阶段(放缆工况)当缆绳张力超过18t时，高压溢流阀开启，其开度随张力的增加而增大，于是油马达反转，开始放缆。此时系统中的油压变化可如图中的c、d所示当张力下降时，油压随之降低。当油压下降到低于高压溢流阀的调定值13．4MPa时，高压溢流阀关闭，油马达停止转动，放缆速度也降低为零。若缆绳张力进一步下降，井使油压低于10.5MPa，则又会进行收缆在整个过程中，油压的变化将如图中的折线abb‘cd所示通过调节溢流阀弹簧张力的方法，改变低、高压溢流阀的调定值，即改变特性曲线中b、c两点瞬对应的油压值，可改变收放缆绳的起始张力10-2-2液压自动绞缆实例如将绞缆机改用于一般人工系缆，必须停止自动系缆油泵2，并将自动调节张力转换阀4的手柄置于“人工”位置，然后起动油泵1，这时因换向阀5处于中央位置，故油马达不转，缆绳也就不会收、放。收缆时将换向阀5推向左端从主泵1排出的高压油，经换向阀5、自动张力转换阀4和平衡阀11的单向阀，进入油马达3，而油马达的回油，则经换向阀5被泵1吸回放缆时将换向阀5拉向右端从主泵1排出的高压油，经换向阀5反向进入油马达3，而油马达的回油，则经平衡阀11、自动张力转换阀4和换向阀5被泵1吸回。