一種電動引航員軟梯絞車的設(shè)計

魏才

摘 要：本文介紹15 000 m3挖泥船“Bonny River”的電動引航員軟梯絞車設(shè)計、布置及其使用。此絞車設(shè)計比較新穎，通過電動引航員軟梯絞車釋放和回收引航員軟梯，供人員登離船，在常規(guī)運輸船舶上鮮有應用。其操作自動化程度高，安全方便，在當今越來越關(guān)注海員身心健康，努力改善船員工作環(huán)境的背景下，此設(shè)計值得推廣應用。

關(guān)鍵詞：引航員軟梯絞車;自動化;電動;挖泥船

中圖分類號：U667.9

文獻標識碼：A

1 前言

引航員軟梯作為一種供引航員登、離船用的裝置，由于設(shè)置簡單、價格便宜，在船舶上得到廣泛應用。引航員軟梯一般長9m以上，重量超100 kg，至少要2個成年人才能搬動。

一般船舶出于成本考慮，引航員軟梯通常放置在靠舷側(cè)的基座上。使用時，將繩梯兩頭的繩結(jié)掛在舷側(cè)眼環(huán)上，然后人力將繩梯拋出舷外，供引航員登、離船用。

雖然引航員軟梯是作為引航員登、離船用的專業(yè)登船裝置，但很多情況下船員、非船員工作人員、設(shè)備服務(wù)工程師登、離船也需用到，尤其是像挖泥船這樣的工程船舶，更要頻繁應對人員登、離船的情況，這時電動引航員軟梯絞車的使用就起到了很大的作用，可以非常輕松的應對這樣的局面。

2 電動引航員軟梯絞車的優(yōu)點

電動引航員軟梯絞車的優(yōu)點，如表1所示。

從表1可以看出：電動引航員軟梯絞車的使用優(yōu)勢明顯，可以大大的提高工作效率，降低船員工作負擔，減低船員勞動強度，雖然花費稍高的成本，但是非常值得。

3 電動引航員軟梯絞車的設(shè)計

3.1 船型簡介

15 000 m3挖泥船“BONNY RIVER”總長158 m、型寬30 m，型深13.7 m、挖泥吃水8.9 m、航速16.3kn;采用雙機雙槳推進;安裝了輕重型雙耙頭，挖泥過程全自動化，擁有強大的疏浚、吹填造地能力。

該船在DP2/DT動態(tài)定位巡航功能的輔助下，挖泥精準定位和白動控制可靠性大幅提高，可輕松實現(xiàn)單人駕駛和單人挖泥作業(yè)，在設(shè)定路線后即可白動進行挖泥，大大提高了作業(yè)效率。該船不僅能在內(nèi)河、近海區(qū)域精準作業(yè)，而且可在遠海深水區(qū)域取礦、取沙、挖泥。

3.2 絞車設(shè)計要求

3.2.1 設(shè)計條件

（1）最大環(huán)境溫度（60%空氣濕度）45℃

（90%空氣濕度） ? ?35℃

（2）最小環(huán)境溫度 ? ?-20℃

（3）最大海水溫度 ? ?32℃

（4）最小海水溫度 ? ?一2℃

（5）左右舷各一套;

（6）滿足軟梯長10.2 m的使用要求;

（7）電源：AC 390-440 V，50-60 Hz，3相;或AC 230V，60 Hz，1或3相;

（8）電機防護等級TP67，絕緣等級F，電機帶空間加熱器;

（9）不銹鋼按鈕存放箱帶按鈕盒插座2套，IP67：

（10）遙控按鈕盒（帶15 m長電纜）帶應急停2套，IP67：

（11）限位開關(guān)等電氣元件，為IP67;

（12）絞車可手動操作，有聯(lián)鎖開關(guān)。

3.2.2 其他主要參數(shù)

見表2。

3.3 結(jié)構(gòu)

本電動引航員軟梯絞車，由電動馬達通過蝸輪減速齒輪箱減速，出聯(lián)軸器帶動軟梯絞車卷筒低速轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)收放操作;由于該傳動中沒有制動裝置，因此蝸輪副被設(shè)計為白鎖的;根據(jù)軟梯特點，卷筒設(shè)計成直徑較細、二端擋板較高的結(jié)構(gòu)形式。

本裝置所有轉(zhuǎn)動、移動部位靈活，使用安全可靠;加油部位的油嘴型號為IS07824-19861型M10 x 1。

3.4 使用規(guī)定

3.4.1 使用規(guī)定

（1）絞車卷繞時應盡量使軟梯居中纏繞;當梯子不能靠白重下滑時，應人工拉開至舷邊并放置舷外;

（2）軟梯上最多允許二人同時攀登，有人攀登時應切斷電源，禁止開車;

3.4.2 操作前準備工作

（1）絞車操作人員必須熟悉絞車結(jié)構(gòu);

（2）檢查絞車周圍是否有雜物纏住軟梯，以防有礙絞車工作;

（3）檢查絞車各緊固聯(lián)接處有無松動;

（4）檢查軟梯是否有裂紋、磨損、斷裂等危險因素，如有必須換新的才能使用;

（5）檢查蝸輪減速器的油位、轉(zhuǎn)動部件潤滑情況。

3.4.3 收放操作

（1）首先脫開絞車止動板上的定位插銷及絞車與軌道的綁扎螺旋扣;

（2）確認軟梯絞車在正常工作狀態(tài)接通電源，啟動絞車，釋放軟梯到正常工作位置后停車，然后固定好絞車兩側(cè)與軌道的綁扎螺旋扣;

（3）上述逆行操作，完成收梯操作;

（4）當沒有電源供應時，關(guān)好開關(guān);先脫開鎖緊固定螺栓，再取下電動馬達;然后將應急手搖柄插入絞車方軸內(nèi)，手搖手柄，實現(xiàn)絞車的手動收放動作。

3.4.4 日常保養(yǎng)

（1）減速器內(nèi)注入N68（ GB443-98）號機械油，油面應達到油標中心，每年更換一次;

（2）卷筒兩端軸承座內(nèi)，每六個月加注潤滑脂ZG-3（ GB491-87） 一次;

（3）每年對各電動元件（包括電動馬達）作一次清洗;

（4）經(jīng)常檢查各部件有無松動、軟梯及扶手索有無損壞、接頭是否牢靠，如有損壞應及時修復，以防事故發(fā)生。

3.5 軟梯絞車布置

3.5.1 絞車布置

見圖1、圖2。

根據(jù)IMO對引航員軟梯布置的相關(guān)要求布置軟梯絞車，保證登乘和操作區(qū)域暢通無障礙;繩梯在下放過程中，繩梯需要克服與導梯架的摩擦阻力，同時要克服卷筒與導梯架之間這段繩梯下垂的重力，因此軟梯絞車的卷筒需要設(shè)置在一個合理的高度，才能保證引航員軟梯在釋放過程中順利下放。

3.5.2導梯架布置

電動引航員軟梯絞車需緊密配合導梯架，才能完整實現(xiàn)軟梯的自動收放功能。所以設(shè)計合理的導梯架，對繩梯的良好運行起著至關(guān)重要的作用，見圖3。

導梯架由鋼管和鋼板組成上下兩層，軟梯踏步寬530 mm，每隔3m有長1.8m的止扭踏步，普通踏步從鋼板上滑動，止扭踏步從鋼管上滑動，同時鋼管兼具普通踏步擋板的作用，限制普通踏步沿船長方向縱向滑動，鋼板與船殼外板齊平，保證繩梯上下平穩(wěn)滑動無阻礙。

另外，為了安全考慮，增設(shè)了繩梯安全勾，在繩梯釋放到工作位置后，用安全鉤把繩梯踏步勾住。

3.5.3 登船平臺布置

見圖4。

由于電動引航員軟梯的登船處被導梯架擋住，因此人員需要從導梯架的側(cè)面登船。為此設(shè)置一個可倒的登船平臺，不用時豎起來用安全插銷鎖在舷側(cè)欄桿上，使用時通過安全繩將平臺緩緩倒下去供登乘使用。

3.5.4 絞車調(diào)試

絞車在調(diào)試過程中遇到了諸多問題，經(jīng)過不斷的修改完善，最終達到了比較理想的軟梯自動釋放和回收狀態(tài)。

在不斷的調(diào)試過程中，總結(jié)出的布置要點如下：

（1）絞車的卷簡要足夠高。這樣繩梯在釋放過程中，才能依靠已下放部分的繩梯重力和牽引力克服繩梯與導梯架的摩擦力而順利下滑;

（2）絞車的卷筒直徑要足夠大。繩梯運行過程中，受力變化是很復雜的，我們簡化成角速度w不變，可以得出以下結(jié)論：

①在釋放的過程中，卷筒上的繩梯圈數(shù)會越來越少，最外層的繩梯運動半徑會越來越小，繩梯運行速度會越來越慢;

②繩梯在回收過程中，卷筒上的繩梯圈數(shù)會越來越多，最外層的繩梯運動半徑會越來越大，速度會越來越快;

③實際調(diào)試中，繩梯的運行速度和假設(shè)相符，因此增加卷簡直徑可以有效減小繩梯運動的加速度，保證繩梯平緩運行，避免因速度變化過快而發(fā)生意外事故;

（3）繩梯運行速度要安全。繩梯運行速度不能過快，需要選擇合適的傳動比減速器，本項目的減速器原來是30，后來因為速度過快改為了45。

3.6 實船海上應用

在本船的海試中，電動引航員軟梯絞車使用的非常頻繁，服務(wù)工程師登離船和調(diào)試救助艇都要使用到，而且每天上下10多人次，但只要兩個人就可以輕松完成軟梯的釋放和回收操作。具體操作步驟如下：

（1）檢查絞車和登乘區(qū)域是否暢通無阻礙;

（2）啟動前檢查絞車是否正常;

（3）第一次使用，將引航員軟梯絞車上的引航員軟梯從眼環(huán)上解開，然后用遙控按鈕點啟動絞車，緩慢釋放出一小截約2m左右的繩梯，然后人工將這段繩梯架在導梯架上;

（4）繼續(xù)操作遙控按鈕，啟動絞車正常速度釋放繩梯;

（5）繩梯釋放到工作位置后，用安全鉤將繩梯固定住;

（6）將登船平臺放置到位，檢查平臺是否牢固、欄桿是否固定好;

（7）登船人員穿好救生衣，上下船;

（8）人員上下船完畢后，啟動絞車回收軟梯，可根據(jù)實際情況保留部分繩梯在導梯架上并固定好，備下次使用;

（9）回收登乘平臺，用安全插銷將平臺固定在舷側(cè)欄桿上;

（10）第二次使用，重復（4）到（9）。

絞車在整個試航過程中，各項功能運行正常，使用效果良好，得到了船員和其他試航人員的一致好評。

圖5為引航員軟梯絞車在海試中的應用，圖6為引航員軟梯絞車存放狀態(tài)圖。

4 結(jié)語

本文介紹了15 000 m3挖泥船“BoruUr River”的電動引航員軟梯絞車設(shè)計、布置及使用。此設(shè)計比較新穎，通過電動引航員軟梯絞車白動釋放和回收軟梯，在常規(guī)運輸船舶上鮮有應用。其操作自動化程度高，安全方便，在當今越來越關(guān)注海員身心健康、努力改善船員工作環(huán)境的背景下，此設(shè)計值得推廣應用。

需要說明的是，本船的電動引航員軟梯絞車設(shè)計方案是初次嘗試，雖然滿足了基本功能要求，但在機械設(shè)計、自動化程度、美觀上還有不小的改進空間。我們將在今后的設(shè)計中持續(xù)優(yōu)化，打造出一個好看又好用的電動引航員軟梯絞車，為改善船員.T作環(huán)境做出一份貢獻。

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