船用锚机绞缆机课件.ppt

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1、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

2、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 10-2 10-1 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

3、， 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 10-2 10-1 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

4、(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 f

5、 2 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能紧贴定子内表面，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

6、 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

7、 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

8、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

9、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

10、具体实现的不同方法 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

11、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

12、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

13、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

14、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

15、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 abbcd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。