张晓峰

(无锡市地方海事局,江苏无锡 214043)

0 引言

随着我国海上运输事业的蓬勃发展以及海上设施的大规模建设,海上拖船业遇到了前所未有的发展机遇,拖曳绞车作为拖船的主要设备,也同样得以广泛运用。先前的拖曳绞车主要被欧美市场所垄断,随着我国造船行业的迅猛发展,船用设备厂得到了空前的发展,规模不断扩大,技术不断提高,原先价格高昂的国外船用设备也逐步被国内产品所替代。现在国内已有很多厂家生产拖曳绞车,生产的拖曳绞车的卷筒负载有的已经达到 2 500 kN,基本能够满足国内市场的需要。拖曳绞车与系泊绞车相比,其设计上有很大的区别,有些厂家在设计过程中仍然沿用系泊绞车的设计思路及设计依据,因而出现了许多的问题。本文将以标准《远洋船用拖曳绞车》(GB/T 11869-2007)为基础对拖曳绞车的一些概念、形式和主要性能参数进行阐述,并介绍其与系泊绞车在设计中的一些区别。

1 概念及形式

拖曳绞车又称拖缆绞车,由卷筒、制动器、离合器、墙架、底座、排绳装置、驱动装置和相应的控制装置等组成。其最主要的作用是连接拖船与被拖物,并承受相应的负载载荷,同时也起到收绳、放绳和储存钢丝绳的作用。绞车按卷筒数量分为单卷筒、双卷同和三卷同3种型式,按动力源分电动、液压、柴油机和蒸汽动力,国内大型的拖曳绞车一般都采用液压驱动。

2 性能参数间相互关系

最大系柱拖力是指拖船主机最大持续输出功率时产生的拖力。它是拖曳绞车设计的最主要依据,绞车的其他主要性能参数如卷筒负载、钢丝绳直径、卷筒直径及支持负载都直接或间接由最大系柱拖力所确定。

(1)卷筒负载与拖船最大系柱拖力之间的对应关系见表1。

表1 绞车卷筒负载与最大系柱拖力 kN

(2)钢丝绳的最小破断负荷与最大系柱拖力之间的关系见表 2。

表2 钢丝绳的最小破断负荷与最大系柱拖力 kN

(3)绞车的支持负载应不小于钢丝绳破断负荷的 110%。由表 2确定钢丝绳参数后即可确定绞车的最小支持负载。

(4)卷筒直径不应小于设计钢丝绳直径的 16倍。由表 2确定钢丝绳直径后确定卷筒直径。选择钢丝绳直径时,有些生产厂家考虑到钢丝绳磨损,人为选大一档直径以增加强度裕度,但加大钢丝绳直径会使支持负载增加。卷筒直径加大,从而使绞车尺寸变大,重量增加,造价提高,因而是不可取的。

3 设计实例

某沿海拖船最大系柱拖力P=320 kN,要求配置一单卷筒拖曳绞车。

(1)卷筒负载

按表1选取绞车卷筒负载为 400 kN。

(2)钢丝绳选取

按表2,钢丝绳最小破断负载=3.0P=940 kN。

查GB8918-2006重要用途钢丝绳,选 6×19类钢芯钢丝绳Φ40mm。

钢丝绳公称抗拉强度为1 770 MPa时,钢丝绳破断拉力为1 010 kN。

(3)支持负载

支持负载PH≥1.1倍钢丝绳破断负荷

PH=1 111 kN,取PH=1 200 kN。

(4)卷筒直径

卷筒直径D≥16倍钢丝绳直径,D=640mm。

4 拖曳绞车与系泊绞车的设计区别

(1)拖曳绞车设计所依据标准为《远洋船用拖曳绞车》(GB/T 11869-2007),系泊绞车设计所依据标准为《系泊绞车》(GB/T 4446-1995)。

(2)系泊绞车的卷筒负载应不大于设计绳索破断负载的33%,而拖曳绞车的卷筒负载最大可为所用钢丝绳破断负载的50%。

(3)拖曳绞车的支持负载应不小于钢丝绳破断负载的 110%,而系泊绞车的的支持负载应不小于设计绳索破断负载的80%。

(4)为保护拖船在被拖物发生紧急情况下免受危险,拖曳绞车必须设置应急释放装置,使绞车卷筒刹车装置打开以释放缆绳。而系泊绞车不用设置应急释放装置。