JY20/80型分列式液壓絞綱機的設計

劉凌云

(山東百步亭船業有限公司，山東 榮成 264317)

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JY20/80型分列式液壓絞綱機的設計

劉凌云

(山東百步亭船業有限公司，山東 榮成 264317)

設計一種用于440 kW以下漁船上使用的JY20/80型分列式液壓絞綱機。在確定該絞綱機技術參數后，分析了工作原理，并特別說明了操作事項及維護保養等方面的內容。該絞綱機在漁船上應用后可靠性高，使用方便，取得了滿意的效果。

拖網；漁船；絞綱機；液壓傳動

0 引言

JY20/80型分列式液壓絞綱機既可絞綱拖網，又可起吊漁貨及起錨，是440 kW以下漁船上先進的甲板捕撈設備。本絞綱機采用中高壓液壓傳動，由2臺液壓馬達傳動，經過齒輪減速，可使絞綱機實現并壓、換向、鎖緊、雙馬達2級調速等多種功能。另設有自動排繩器，能將纜繩排列得均勻整齊，從而滿足作業要求。排繩傳動可為雙速機構，以適應不同粗細的纜繩排繩要求；若無特殊要求排繩機構則為單速。本機用DC24 V電磁閥控制液壓泵的啟動，可布置在絞綱機旁。操作控制閥亦布置在絞綱機旁適合位置，操作安全、可靠、方便。

1 主要技術參數

1.1 基本參數確定

卷筒設計計算中徑：Ф860 mm(以下技術參數均為中徑處計算值)

額定工作壓力：16 MPa

卷筒額定拉力：2×20 kN(單馬達)，2×40 kN(雙馬達)

摩擦鼓輪額定拉力：2×40 kN(單馬達)，2×50 kN(雙馬達)

卷筒額定拉線速度：80 m/min(單馬達)，140 m/min(雙馬達)

理論容繩量：Ф20 mm×2 500 m

主機額定輸出轉速：600 r/min(主機額定轉速1 000 r/min)，700 r/min(主機額定轉速1 200 r/min)液壓泵站輸入功率：～115 kW

系統工作油液：YA-N46液壓油

1.2 起網速度的確定

起網速度受網機功率大小、拖網速度、捕撈種類、作業水深等因素影響。目前按照現有作業要求，拖綱鋼絲繩長度約1 500 m，20 min內上網，起網速度則為75 m/min。為滿足目前的使用要求并為遠洋捕撈作業有所準備，所以最終確定起網速度為80 m/min(單馬達)和140 m/min(雙馬達)。

1.3 絞綱機功率的確定

絞綱機功率P=TV/η

式中：T為拉力，T=40 kN；V為線速度，V=2.33 m/s；η為功率因數，η=0.81。

經計算，P=115 kW

JY20/80分列式液壓絞綱機總裝圖見圖1。

1.摩擦鼓輪 2.減速機 3.主軸 4.卷筒 5.自動排繩裝置

2 系統工作原理

本絞綱機分左機與右機，對稱布置于甲板上。整個系統主要由絞綱機、操縱閥、泵站、油箱、離合器及控制器、管路等6個部分組成。液壓系統工作原理圖如圖2所示。

1.截止閥 2.粗濾器 3.精濾器 4.離合器 5.油泵 6.壓力表開關 7.壓力表 8.溢流閥 9.單向閥 10.YKV組合閥 11.網機油馬達 12.錨機油馬達 13.手動比例換向閥 14.油箱

絞綱機： 絞綱機由2臺低速大扭矩液壓馬達驅動，經一級漸開線齒輪減速后，將扭矩傳遞給主軸。當主軸上的牙嵌離合器與系綱卷筒結合后，可進行絞綱作業。當離合器脫開時，可進行起吊漁貨及帶纜、起錨等作業，從而達到一機多用的目的。在卷綱時，可將排繩離合器與排繩機構結合進行自動排繩，也可根據具體情況進行手動排繩。

操縱裝置： 操縱裝置布置在絞綱機旁，是左右絞綱機的控制中心。通過控制各操縱器，可使左右機同時或分別實現單、雙馬達正、反轉，雙馬達2級調速以及主機離合、排繩、鎖緊等多種功能。

泵站： 主機將前端輸出的功率及轉速通過聯軸器傳遞給離合器組合變速箱，并通過升速軸傳遞給油泵， 為絞綱機提供液壓能源。

離合器及控制器： 離合器安裝在機艙組合變速箱內，控制器安裝在機艙與絞綱機旁，全套裝置用來控制油泵的啟動運行和關停，其控制原理見圖3。

液壓系統壓力調定如下： 離合器變速箱上潤滑油壓為0.3～0.4 MPa，工作油壓為1.0～1.2 MPa，最高工作油壓為1.5 MPa，如不符合上述規定，可調整系統壓力。閥站壓力調整示意圖如圖4所示。

3 使用事項

3.1 操作步驟

在了解隨機說明書并熟悉本機結構后，其技術操作和保養規程是非常簡單的，涉及安全技術的操作規程要格外重視。

圖3 機前離合器泵站液壓系統原理圖

圖4 閥站壓力調整示意圖

(1)使用前檢查油箱中液位達到規定的高度，打開油箱截止閥。

(2)開機油液循環后，停機再次檢查液位高度，不低于最低液位，如低于要求液位要求，應予補充。

(3)接通離合器組合變速箱上的冷卻器進出水管，確認液壓電氣系統聯結正確無誤，液壓管路清潔無異物，聯結接頭牢固可靠后方可開機。

(4)系統開機運行后，應進行轉換開關、各離合器結合與脫開、停車與剎車、快速與慢速等功能的試操作，以確保各操作的有效及可靠性。

(5)操作閥上的壓力表開關應略打開能顯示壓力即可，一般情況下不要打開，以免沖壞壓力表。

(6)當液壓絞綱機工作時， 卷筒排繩直徑至Ф860 mm時，絞綱機負荷為20 kN/40 kN(單馬達/雙馬達)，此時壓力表顯示壓力為16 MPa。

(7)當起吊漁貨及帶纜時，應先剎緊剎車帶，操作手柄脫開絞綱及排繩離合器，然后再操縱控制閥，使鼓輪旋轉即可滿足使用要求。

(8)使用結束后，應先將操縱閥卸荷，然后剎緊剎車。

3.2 重要提示

(1)絞綱系統壓力調定為16 MPa。除非系統壓力不足而影響正常操作，一般情況下不要調整，以免發生危險。注意不要過載操作，以免損壞系統構件，造成系統癱瘓。

(2)由于精濾油器有回油阻力，可滿足系統背壓要求，所以禁止拆除精濾油器濾芯。

(3)正常情況下泵站裝置一般在低于主機額定轉速下使用，應注意控制主機在網機工作時的輸出功率，避免因網機調定的溢流閥的溢流壓力使網機的輸入功率超過主機所能輸出的功率，損壞主機。

(4)網機工作時，如進行主機倒順操作時，可能因為主機瞬時轉速下降和輸出功率不足使正在運轉中的網機短時停轉，屬于正常現象。

3.3 新機磨合

(1)由于動力媒介是液壓油，所以必須保證液壓系統的清潔。在對系統進行嚴格的清洗后，方可裝入液壓油。裝入液壓油后，應空負荷濾油5 min，并在濾油后清洗濾油器。

(2)新機帶負荷運行前，應保證不少于100 h的磨合時間，以延長齒輪的使用壽命，且在首次運行50 h后，清洗濾油器。

(3)新機使用2 000 h或結合柴油機檢修時應對絞綱機作一次拆檢，并更換新機油。

(4)新機磨合期可在漁船航行不作業時開動絞綱機進行磨合，此時的輸入轉速可高于額定轉速。

3.4 維護保養

(1)各潤滑部位及油杯要加足潤滑油(脂)，如：離合器組合變速箱內加N68機械油至油尺高位；絞綱機齒輪涂鋰基脂；各軸瓦處涂鈣基潤滑脂；鏈輪及開式齒輪上加鈣基潤滑脂等。

(2)大卷筒兩端采用Ⅰ型復合軸承，兩端在卷筒徑處分別裝有壓注油杯，在正常作業情況下每月要放下全部鋼絲繩，用油槍注足潤滑脂，以延長鋼絲繩使用壽命。

(3)對濾器必須定期清洗或更換(尤其是回油精濾油器)，一般1個月清洗或更換1次。系統清潔時，可適當延長清洗或更換時間。

(4)對離合器組合變速箱內的機油要特別注意，發現油質變黑要及時更換，油液少于規定值時要及時補充。

(5)對暴露在外的管路等元器件應經常性涂漆防護，防止海水腐蝕。

4 結語

對照設計初期的任務書中要求：在正常保養條件下，要確保絞綱機處于良好的工作狀態，可正常、長期、可靠地工作，并最大限度地延長使用壽命，降低使用成本，通過多年的裝船使用證明，各項指標均達到了預期要求，在極端情況下短時間超負荷使用也沒有導致設備的損壞，本產品的開發設計還是比較成功的。隨著漁船越造越大，航程也越來越遠，對絞綱機的拉力要求也越來越高，因此本產品也在不斷地進行設計改進和功能完善，以期滿足更大噸位遠洋作業漁船的需要。

[1] 徐灝. 機械設計手冊[M]. 北京：機械工業出版社，1991.

[2] 成大先. 機械設計圖冊[M]. 北京：化學工業出版社，1997.

[3] 雷天覺. 液壓工程手冊[M]. 北京：機械工業出版社，1990.

[4] 中國船舶工業總公司. 船舶設計實用手冊[M]. 北京：國防工業出版社，2002.

[5] 農業部漁船檢驗局. 鋼質海洋漁船建造規范[M]. 北京：國防工業出版社，1998.

2016-03-10

劉凌云(1975—)，男，工程師，從事計算機輔助船舶設計。

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