蒋革 朱伟杭

摘 要：文章结合重大件物流搬运的特点，设计了一种面向中小修船领域的物流装备。该装备通过液压平板车潜入水下后将船舶夹紧托起，采用一体化控制技术，运用自动变量泵对平板的下潜、上移、升举、潜降、刹车进行控制，将船舶安全平稳地从水中移载到陆地进行维修改造或从陆地移运到水域，填补了国内10 000吨级以下船舶无需进船坞便可进行有效修理的市场空白。通过船厂应用，表明该物流装备能大大降低中小船厂承接修船业务的门槛，有效改善修船作业环境，缩短船舶维修和保养周期。

关键词：修船；物流装备；液压平板车；系统设计

中图分类号：F253.9 文献标识码：A

Abstract： This paper proposes a logistics equipment used in small and medium shipyards. The equipment is designed according to the characteristics of heavy-lifts material handling. In this system， a hydraulic pallet transporter can dive to be under a ship， clamp it and push it up. With integrated control technology， automatic variable pumps are used to control the diving， floating， lifting， depressing and braking of the transporter flatbeds. The ship can be moved from water to land safely and smoothly for repair or maintenance， or moved from land back to water. This system allows ships of under 10 000 tons to be repaired and maintained without docking. The system has been implemented in a shipyard. The case study demonstrates that the logistics equipment can help bring in new business opportunities in ship maintenance and repair for small and medium shipyards， effectively improve ship maintenance and repair environment， and reduce maintenance and repair cycle time.

Key words： ship maintenance and repair； logistics equipment； hydraulic pallet transporter； system design

随着我国装备制造、石化、冶金、能源等产业的快速发展，重大件物流需求日益增长[1]。目前，常用的重大件物流移运装备有辊轮小车、船台小车、气囊和自行式液压模块组合运输车（SPMT）等[2]。辊轮小车单车载重能力强，尺度小，在某些不宜布置过多移运设施的工程上是一种很好的选择；船台小车是一种传统的移运设施，功能相对完备，工厂对其操作熟悉，虽然受轨道限制，但在批量建造领域仍不失一种较好的选择；气囊虽然价格便宜，场地要求低，但由于其安全隐患以及不确定性多，一般仅限于在小型或临时性工程运用；SPMT功能完备，安全性、操作性均较好，且移动速度较快，组合灵活，载荷分配均匀，是较理想的移运设施，但价格高昂，限制了其大面积推广运用。

现有的重大件物流装备虽各具特色，并在一定范围和领域得到应用，然而在性价比方面都难以满足受当前激烈的市场竞争影响而急需转型的中小造船企业的需求。在船舶运营中，与船舶维修与保养相关的影响因素包括成本、周期、质量、安全、环境和市场等[3]。美国《船舶维修与保养手册》为此提供了全面而具体的船上维修解决方案以及指南[4]。国外学者如Dev and Saha[5-6]，

Apostolidis， Koakarakis and Merikas[7]等通过建模，对船舶维修与保养过程中的时间消耗、人工成本、船坞费用等开展了相关的分析和研究工作，研究表明，船坞费用是船舶总运营费用中重要的因素。因此，在缺乏船坞等大型修船设施的情况下，能否利用现有条件（地域、岸线和水域等条件），通过低成本流程优化或技术改造，提出一种经济高效的重大件物流装备或系统，既能满足修船行业规范要求，又能顺利完成产业转型升级，成为中小造船企业非常关注的话题。

1 系统总体结构

该装备主要包括控制系统、液压管路、平板车等系统，由泵房、集控室、液压管路、液压马达、液压千斤顶、平板车等设备组成。其结构示意图详见图1。

平板车系统通过对重大件的顶升和移动，实现不同位置的物流移运功能，由液压顶升平板车和平移平板车组成。液压顶升平板车包括艏板、舯板和艉板三部分，每一部分由一个中顶升平台和左右两侧两个可调式顶升平台组成，负责将维修船舶依次顶起从码头移运至陆地船台区，主要执行顶升功能（详见图2）。

横移平板车负责将维修船舶从船台区域移至修船区，主要执行移动功能（详见图3）。

2 系统关键技术

（1）液压驱动控制

驱动系统的关键技术包括液压系统与机械系统的参数匹配、差力控制及差速控制、全局功率匹配、功率极限载荷控制等。该装备主液压系统供油采用比例排量调节变量泵，其主要目的是使系统供油随工况不同而实时改变，降低液压系统的能力损失，减少液压系统的发热量。通过液压管路远距离输送控制，液压系统总油量达6 000升，油箱总容积达7 000升，采用风冷循环冷却，液压管路控制长度100米，最大控制长度可调节到130米，液压管路累计总长度1 000米。管路间采用硬管与软管相结合的方式实现快速联接，硬管最大口径3吋，最小口径1.5吋，系统最高工作压力32MPa，正常工作压力15MPa。每个系统设有断电、泄压、超压自动保护装置，确保液压系统各机构工作安全可靠。图4为该物流装备的液压驱动原理图。