工程船绞缆机被动式收放缆控制装置设计思考范文

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《海交史研究》2016年第5期

摘要：以被动式收放缆装置为研究对象，针对传统液压绞缆机是恒速（卷筒）控制和恒张力（缆绳）控制，无法实现对卷筒转速非线性变速和缆绳自动匀速收放的被动式收放缆要求，设计了被动式收放缆控制装置，通过控制箱体来控制转动轴使得万向轮一能够按照预设的速度进行匀速运动并带动缆绳收放，使得缆绳能够实现自动匀速收放的被动式收放缆要求。

关键词：液压绞缆机；被动式收放缆控制装置；万向轮

0引言

绞缆机又称系缆绞车（mooringwinch），在船上用于绞收缆绳。船用绞缆机使用范围最广泛的是液压绞缆机，其次是电机驱动绞缆机，机械式驱动绞缆机和汽动绞缆机由于受自身特点、条件和结构等限制，目前已很少使用。目前，液压绞缆机通过阀控式和泵控式的控制方式可以实现恒速（卷筒）控制、恒张力（缆绳）控制。随着卷筒对缆绳进行收放操作，卷筒的直径是时刻变化的，由于液压绞缆机是恒速（卷筒）控制和恒张力（缆绳）控制，因而无法实现对卷筒转速非线性变速和缆绳自动匀速收放的被动式收放缆要求。现有技术中的绞缆机设备通常是固定地设置在某一位置，每个缆桩需安装一套，这不仅造成设备资源的浪费还会加速设备的老化和损坏。如果船上某一位置绞缆机失灵，将会极大地影响工作效率。针对以上技术的缺陷，本文设计了一种工程船绞缆机被动式收放缆控制装置来进行改进。

1工程船绞缆机被动式收放缆控制装置设计

1.1主要组成部件及调控

工程船绞缆机被动式收放缆控制装置，包括船体2，船体2四周均匀分布有若干个绞缆机1，每个绞缆机1均设置有底座。如图2底座20上方设置有卷线筒托架和设置在卷线筒托架上的卷线筒3；所述卷线筒托架由可调节底座24以及连接杆一28和连接杆二29构成，卷线筒托架外侧设置有把手支杆8，把手支杆8通过支承座三26固定设置在底座20上，把手支杆8的底部通过弹簧27控制角度，而且顶端设置有弧状把手7，2个把手支杆8之间设置有连接杆三5，连接杆三5上设置有万向轮4；卷线筒3内设置有缆绳9，缆绳9每隔1m处都设置涂有荧光材料的标记10，缆绳9另一端连接导线套15，导线套15上通过转动轴23连接有一个万向轮一16，该万向轮一16底部垂直设置有2个万向轮二17，缆绳9通过万向轮一16后再经过2个万向轮二17之间穿出，转动轴23一端通过支承座二22支撑，另一端通过控制箱体12控制万向轮一16和万向轮二17的转速，使得缆绳9按照一定速度匀速运动；导线套15前端设置有支承座一19，支承座一19上设置有检测缆绳收放速度的扫描检测器18，扫描检测器18与转动轴23的高度一致，距离缆绳9的距离为3~8cm。

1.2工作原理

通过控制箱体12来控制转动轴23控制万向轮一16和万向轮二17的转速，能使得缆绳9按照预设的速度进行匀速运动并带动缆绳收放，使得缆绳能够实现自动匀速收放的被动式收放缆要求。经过设置扫描检测器18和在缆绳的每隔1m距离设置特殊材料的标记，可以检验缆绳是否匀速收放，并检测速度与预设速度是否一致。可调节底座24上设置的若干个调节孔并通过固定销25固定，来调节卷线筒托架的高度和角度，使其能够适应任何尺寸卷线筒3。在把手支杆8上设置有若干个调节孔6，来自动调节连接杆三的高度。控制箱体12上的控制面板14对缆绳的速度进行设定，使得传动轴运动并带动缆绳能够使得缆绳达到匀速运动的目的。

2工程船绞缆机被动式收放缆控制装置可行性分析

1）技术性分析。该装置通过控制箱体来控制转动轴使得万向轮一能够按照预设的速度进行匀速运动并带动缆绳收放，使得缆绳能够实现自动匀速收放的被动式收放缆要求。可调节底座24上设置的若干个调节孔并通过固定销25固定，来调节卷线筒托架的高度和角度，使其能够适应任何尺寸卷线筒3。在把手支杆8上设置有若干个调节孔6，来自动调节连接杆三的高度。控制箱体12上的控制面板14对缆绳的速度进行设定，使得传动轴运动并带动缆绳能够使得缆绳达到匀速运动的目的]。

2)精准性分析。如图2，经过设置扫描检测器18和在缆绳每隔1m距离设置特殊荧光材料的标记，可以检验缆绳是否匀速收放，并检测速度与预设速度是否一致，从而提高实际操作的精确程度。当扫描检测器18在进行检验过程中发现缆绳收放的速度与实际预设的速度有误差时，则通过控制箱体12顶部设置的报警指示灯11进行报警提醒，并经过控制面板14将误差进行显示，提高了数据的精确性，更方便后续的速度控制并进行及时调整，使得误差在一定的很小范围内。

3）安全性分析。如图3，该装置通过对底座20的底部设置有可以折叠取出的底部万向轮，可以实现移动方便的目的，对于船体某一处绞缆机失灵了，可以立即将新的绞缆机移动加入使用过程，提高效率并增强船体整体的安全性能。

4）操作性分析。该装置通过可调节底座可以调节卷线筒托架的高度和角度，使其能够符合不同卷线筒的使用，使用起来更方便。同时，把手支杆上也设置若干个调节孔可以对连接杆三5的高度进行调节，使用更轻松。

5)经济性分析。该装置实现了对卷筒转速非线性变速和缆绳自动匀速收放的被动式收放缆，在一定程度上节约了人力资源和时间分配。另外现有绞缆机在船上一般是固定在设置的某一位置，在船舶进入港口停靠时会造成设备的巨大浪费，而且设备长时间处于同一位置也会加快设备的老化和损坏。本文设计的装置底部装有可以折叠的万向轮，可以满足船上多个位置的使用，提高了装置的使用效率和使用价值，延长了使用寿命，降低了作业成本，符合经济性的要求。

3结论

从工程船绞缆机被动式收放缆控制装置设计规范出发，针对传统液压绞缆机存在的缺陷和不足设计出了工程船绞缆机被动式收放缆控制装置，并从技术性、精准性、操作性、安全性、经济性等方面论证了工程船绞缆机被动式收放缆控制装置的可行性。本文在绞缆机的结构方面以及在控制方式方面仍需要进一步完善。

［参考文献］

[1]周勇,向阳,康斌,等.绞缆机滚筒的有限元分析[J].船海工程,2007,36(5):32-34.

[2]陈清林,林少芬,张军.基于实例推理的船用绞缆机设计方法的研究[J].中国机械工程,2012,23(20):2459-2465.

[3]邱和平.船用绞缆机模块化设计的探索研究[D].大连:大连海事大学,2007.

[4]高峰.分隔式滚筒绞缆机的结构、作用与操作[J].航海技术,1994(2):20-21.

[5]陈鹏伟,王志明,沈爱臣,等.船用绞缆机动力学仿真及主轴强度分析[J].起重运输机械,2015(9):48-50.

[6]顾延玲.船用绞缆机离合器的研究与设计[D].大连:大连海事大学,2008.

[7]李希贺.绞缆机单齿离合器的设计[J].大连海事大学学报,2008,34(增刊1):71-72.

[11]陈新响.船舶锚机绞缆机液压驱动系统系列化设计研究[D].大连:大连海事大学,2008.

[12]马小剑,孙昭晨,张志明,等.风流作用下码头系泊船舶缆绳张力及运动量研究[J].水道港口,2010(3):164-169.

[13]郭秋欢.船舶绞缆机带式刹车"打滑"原因分析与预防[J].航海技术,2015(3):37-38.

[14]贾德君,李范春,赵天宇,等.高海况下船舶停靠过程安全研究[J].大连海事大学学报,2016(1):21-26,33.

[15]王洪波.一种液压绞缆机的设计[J].液压与气动,2011(10):71-72

作者：高聪；吴文锋；王帅军；袁强；朱发新 单位：浙江海洋大学