廖乐康

摘要：全平衡齿轮齿条爬升式垂直升船机具有在承船厢失衡事故工况下将承船厢锁定的安全功能。液气弹簧装置是船厢在升降工况中将支承由驱动机构开式齿轮-齿条传动副向安全机构旋转螺杆-螺母柱螺纹接触副转换，从而实现船厢超载锁定的关键设备。详细阐述了全平衡齿轮齿条爬升式升船机液气弹簧装置的功能特点、结构组成和工作原理，介绍了液气弹簧极限载荷、液气弹簧油缸最大行程和蓄能器初始容积等设计参数的计算方法，并推导出了液气弹簧载荷位移非线性特性函数的精确表达式和以幂多项式表示的近似表达式。

研究表明：在相同的位移下，液气弹簧的作用载荷不大于按线性弹簧计算得出的载荷值，且当蓄能器的气体初始容积取值大于按照等温过程波义耳定律计算的初始容积值时，液气弹簧以及齿轮的极限载荷值略小于对应的按线性刚度计算的液气弹簧以及齿轮的极限载荷设计值。

研究成果可供齿轮齿条爬升式升船机设计人员和升船机动力学研究人员参考。

关 键 词：齿轮齿条爬升式升船机; 液气弹簧装置; 齿轮托架; 机械特性曲线

中图法分类号： U642

文献标志码： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2021.12.020

0 引 言

全平衡齿轮齿条爬升式垂直升船机，由于其高安全性而成为特大型升船机和以客船为服务对象的升船机的优选型式，如三峡3 000 t级垂直升船机[1-3]和向家坝1 000 t级垂直升船机[4-5]。该升船机的特点在于驱动设备采……