卷扬式垂直升船机的总体设计.doc

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1、卷扬式垂直升船机的总体设计肖琼1，李虎2（1.武汉职业技术学院机电工程学院，湖北武汉430074；2.中国舰船研究设计中心湖北武汉430064）摘要：介绍大型船厂的卷扬式垂直升船机总体设计情况和特点,对升船机机型选择,升船机设备布置及设计作简要论述,提出安全措施的解决方案，为类似产品设计提供借鉴。关键词：卷扬式垂直升船机；总体设计；机型选择；设备布置；安全措施中图分类号：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.引言升船机作为一种提升高度大、过船时间短以及运行费用相对较低的船舶下水、上墩装置，在我国大型船厂正在得到越来越广泛的应用。本文针对船厂提升对象吨位大、提升高度相对不大的特点，采用了一种钢丝绳卷扬式垂直升船机的

4、设计方案。升船机是一个庞大的系统工程，涉及土建、金属结构、机械、液压、电气、消防、施工等众多专业[1]。其中，机械设备是升船机工程的核心部分，其总体设计内容包括升船机基本型式的选择、主要技术参数的确定、设备布置与合理选型、安全措施等。本文对钢丝绳卷扬式垂直升船机主体机械设备的总体设计进行简要论述。2.升船机基本型式选择船厂升船机的型式主要有两种，斜坡式和垂直式。斜坡式升船机是载运船舶的承船车沿斜坡轨道升降的升船机，由载运承船厢的承船车，供承船车行驶而铺设的斜坡道，驱动承船车的驱动机构，电气控制系统等组成。斜坡道的建设需要大量的挖方与填

5、方，土建投资大。垂直式升船机是载运船舶的承船平台垂直升降的升船机，由载运船舶的承船平台，驱动承船平台的驱动机构，电气控制系统等组成。由于垂直升降所需提升力大，对驱动机构的要求高，适于吨位不大的情况[2]。由于所建某船厂的地理位置原因，不适宜大面积的挖方，基于土建投资和运转费用的综合考虑，选择垂直式升船机。目前国内外有代表性的垂直升船机有两种型式，一种是带大螺杆螺母安全装置的齿轮齿梯爬升式(简称齿轮齿梯式)；另一种是钢丝绳卷扬提升式(简称卷扬式)。两种型式的比较主要有以下特点：(1)齿轮齿梯式。作为安全装置的4个大螺母随齿轮作同步空转，

6、与相应的4条大螺杆的螺纹保持均匀间隙，对设备的制造和安装的精度均有较高的要求，对塔柱的施工精度及其变形、位移的控制也有较高的要求。此型式较适合于中、低扬程的升船机。(2)卷扬式。利用卷扬机作为提升设备,卷扬机由电机、大扭矩减速箱及卷筒等组成。国内有类似的设备研制经验可借鉴，制造、安装、维护相对较简单。卷扬式对土建的施工精度及其变形、位移均无特殊要求。综合考虑，船厂升船机选择卷扬式垂直升船机。3.设备布置及设计参照CB/T8520-2005《船厂卷扬式垂直升船机设计规范》[3]的设计要求，整套升船机系统由升船驱动系统、承船平台、导向装置

7、、锁定装置、防撞装置、引船系统和电气控制系统等组成。其中，升船驱动系统用于对船舶进行垂直升降，承船平台承载船舶，引船系统用于将船舶牵引到承船平台适合升降的指定位置处，电气控制系统用于对升船和引船进行驱动、信号采集、发布指令、安全保护等控制。3.1升船驱动系统升船驱动系统安装在港池的两端，由24组卷扬机对称布置。每台卷扬机由1台30kw变频电机驱动，通过齿式联轴器、高速端工作制动器、3级行星减速器、低速端安全盘式制动器、棘轮棘爪装置、卷筒和机座等构成。行星减速器体积小，传动比大，置于卷筒中，能有效减小整个设备的体积和空间。卷筒一端安装减

8、速器，另一端设置制动盘和棘轮，制动盘上设1对液压盘式安全制动器，棘轮配上自动上闸的棘爪构成失电保护装置。3.1.1总体设计布局因系非平衡形式，提升力的计算载荷包括承船平台总重、提升船舶总重、起、制时机构惯性力、运动部件摩