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1、卷揚式垂直升船機的總體設(shè)計肖瓊1，李虎2（1.武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程學(xué)院，湖北武漢430074；2.中國艦船研究設(shè)計中心湖北武漢430064）摘要：介紹大型船廠的卷揚式垂直升船機總體設(shè)計情況和特點,對升船機機型選擇,升船機設(shè)備布置及設(shè)計作簡要論述,提出安全措施的解決方案，為類似產(chǎn)品設(shè)計提供借鑒。關(guān)鍵詞：卷揚式垂直升船機；總體設(shè)計；機型選擇；設(shè)備布置；安全措施中圖分類號：TH122TheOverallDesignofHoist-TypeVerticalShipLiftXiaoQiong1,LiHu2(1WuhanInstituteof
2、Technology,Wuhan430074,China;2ChinaShipDevelopmentandDesignCenter,Wuhan430064,China)Abstract:TheoveralldesignandcharacteristicsofHoist-TypeVerticalShipLiftinalargeshipyardareintroduced.Themodelselection,thelayoutanddesignofshipliftequipmentarebrieflydiscussed.Thesafetym
3、easuresareproposed.Itprovidesareferenceforthedesignofsimilarproducts.Keywords:Hoist-TypeVerticalShipLift;overalldesign;modelselection;equipmentlayout;safetymeasures1.引言升船機作為一種提升高度大、過船時間短以及運行費用相對較低的船舶下水、上墩裝置，在我國大型船廠正在得到越來越廣泛的應(yīng)用。本文針對船廠提升對象噸位大、提升高度相對不大的特點，采用了一種鋼絲繩卷揚式垂直升船機的
4、設(shè)計方案。升船機是一個龐大的系統(tǒng)工程，涉及土建、金屬結(jié)構(gòu)、機械、液壓、電氣、消防、施工等眾多專業(yè)[1]。其中，機械設(shè)備是升船機工程的核心部分，其總體設(shè)計內(nèi)容包括升船機基本型式的選擇、主要技術(shù)參數(shù)的確定、設(shè)備布置與合理選型、安全措施等。本文對鋼絲繩卷揚式垂直升船機主體機械設(shè)備的總體設(shè)計進行簡要論述。2.升船機基本型式選擇船廠升船機的型式主要有兩種，斜坡式和垂直式。斜坡式升船機是載運船舶的承船車沿斜坡軌道升降的升船機，由載運承船廂的承船車，供承船車行駛而鋪設(shè)的斜坡道，驅(qū)動承船車的驅(qū)動機構(gòu)，電氣控制系統(tǒng)等組成。斜坡道的建設(shè)需要大量的挖方與填
5、方，土建投資大。垂直式升船機是載運船舶的承船平臺垂直升降的升船機，由載運船舶的承船平臺，驅(qū)動承船平臺的驅(qū)動機構(gòu)，電氣控制系統(tǒng)等組成。由于垂直升降所需提升力大，對驅(qū)動機構(gòu)的要求高，適于噸位不大的情況[2]。由于所建某船廠的地理位置原因，不適宜大面積的挖方，基于土建投資和運轉(zhuǎn)費用的綜合考慮，選擇垂直式升船機。目前國內(nèi)外有代表性的垂直升船機有兩種型式，一種是帶大螺桿螺母安全裝置的齒輪齒梯爬升式(簡稱齒輪齒梯式)；另一種是鋼絲繩卷揚提升式(簡稱卷揚式)。兩種型式的比較主要有以下特點：(1)齒輪齒梯式。作為安全裝置的4個大螺母隨齒輪作同步空轉(zhuǎn)，
6、與相應(yīng)的4條大螺桿的螺紋保持均勻間隙，對設(shè)備的制造和安裝的精度均有較高的要求，對塔柱的施工精度及其變形、位移的控制也有較高的要求。此型式較適合于中、低揚程的升船機。(2)卷揚式。利用卷揚機作為提升設(shè)備,卷揚機由電機、大扭矩減速箱及卷筒等組成。國內(nèi)有類似的設(shè)備研制經(jīng)驗可借鑒，制造、安裝、維護相對較簡單。卷揚式對土建的施工精度及其變形、位移均無特殊要求。綜合考慮，船廠升船機選擇卷揚式垂直升船機。3.設(shè)備布置及設(shè)計參照CB/T8520-2005《船廠卷揚式垂直升船機設(shè)計規(guī)范》[3]的設(shè)計要求，整套升船機系統(tǒng)由升船驅(qū)動系統(tǒng)、承船平臺、導(dǎo)向裝置
7、、鎖定裝置、防撞裝置、引船系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)等組成。其中，升船驅(qū)動系統(tǒng)用于對船舶進行垂直升降，承船平臺承載船舶，引船系統(tǒng)用于將船舶牽引到承船平臺適合升降的指定位置處，電氣控制系統(tǒng)用于對升船和引船進行驅(qū)動、信號采集、發(fā)布指令、安全保護等控制。3.1升船驅(qū)動系統(tǒng)升船驅(qū)動系統(tǒng)安裝在港池的兩端，由24組卷揚機對稱布置。每臺卷揚機由1臺30kw變頻電機驅(qū)動，通過齒式聯(lián)軸器、高速端工作制動器、3級行星減速器、低速端安全盤式制動器、棘輪棘爪裝置、卷筒和機座等構(gòu)成。行星減速器體積小，傳動比大，置于卷筒中，能有效減小整個設(shè)備的體積和空間。卷筒一端安裝減
8、速器，另一端設(shè)置制動盤和棘輪，制動盤上設(shè)1對液壓盤式安全制動器，棘輪配上自動上閘的棘爪構(gòu)成失電保護裝置。3.1.1總體設(shè)計布局因系非平衡形式，提升力的計算載荷包括承船平臺總重、提升船舶總重、起、制時機構(gòu)慣性力、運動部件摩
