淺析遠洋船用拖曳絞車

張曉峰

(無錫市地方海事局,江蘇無錫 214043)

0 引言

隨著我國海上運輸事業的蓬勃發展以及海上設施的大規模建設,海上拖船業遇到了前所未有的發展機遇,拖曳絞車作為拖船的主要設備,也同樣得以廣泛運用。先前的拖曳絞車主要被歐美市場所壟斷,隨著我國造船行業的迅猛發展,船用設備廠得到了空前的發展,規模不斷擴大,技術不斷提高,原先價格高昂的國外船用設備也逐步被國內產品所替代。現在國內已有很多廠家生產拖曳絞車,生產的拖曳絞車的卷筒負載有的已經達到 2 500 kN,基本能夠滿足國內市場的需要。拖曳絞車與系泊絞車相比,其設計上有很大的區別,有些廠家在設計過程中仍然沿用系泊絞車的設計思路及設計依據,因而出現了許多的問題。本文將以標準《遠洋船用拖曳絞車》(GB/T 11869-2007)為基礎對拖曳絞車的一些概念、形式和主要性能參數進行闡述,并介紹其與系泊絞車在設計中的一些區別。

1 概念及形式

拖曳絞車又稱拖纜絞車,由卷筒、制動器、離合器、墻架、底座、排繩裝置、驅動裝置和相應的控制裝置等組成。其最主要的作用是連接拖船與被拖物,并承受相應的負載載荷,同時也起到收繩、放繩和儲存鋼絲繩的作用。絞車按卷筒數量分為單卷筒、雙卷同和三卷同3種型式,按動力源分電動、液壓、柴油機和蒸汽動力,國內大型的拖曳絞車一般都采用液壓驅動。

2 性能參數間相互關系

最大系柱拖力是指拖船主機最大持續輸出功率時產生的拖力。它是拖曳絞車設計的最主要依據,絞車的其他主要性能參數如卷筒負載、鋼絲繩直徑、卷筒直徑及支持負載都直接或間接由最大系柱拖力所確定。

(1)卷筒負載與拖船最大系柱拖力之間的對應關系見表1。

表1 絞車卷筒負載與最大系柱拖力 kN

(2)鋼絲繩的最小破斷負荷與最大系柱拖力之間的關系見表 2。

表2 鋼絲繩的最小破斷負荷與最大系柱拖力 kN

(3)絞車的支持負載應不小于鋼絲繩破斷負荷的 110%。由表 2確定鋼絲繩參數后即可確定絞車的最小支持負載。

(4)卷筒直徑不應小于設計鋼絲繩直徑的 16倍。由表 2確定鋼絲繩直徑后確定卷筒直徑。選擇鋼絲繩直徑時,有些生產廠家考慮到鋼絲繩磨損,人為選大一檔直徑以增加強度裕度,但加大鋼絲繩直徑會使支持負載增加。卷筒直徑加大,從而使絞車尺寸變大,重量增加,造價提高,因而是不可取的。

3 設計實例

某沿海拖船最大系柱拖力P=320 kN,要求配置一單卷筒拖曳絞車。

(1)卷筒負載

按表1選取絞車卷筒負載為 400 kN。

(2)鋼絲繩選取

按表2,鋼絲繩最小破斷負載=3.0P=940 kN。

查GB8918-2006重要用途鋼絲繩,選 6×19類鋼芯鋼絲繩Φ40mm。

鋼絲繩公稱抗拉強度為1 770 MPa時,鋼絲繩破斷拉力為1 010 kN。

(3)支持負載

支持負載PH≥1.1倍鋼絲繩破斷負荷

PH=1 111 kN,取PH=1 200 kN。

(4)卷筒直徑

卷筒直徑D≥16倍鋼絲繩直徑,D=640mm。

4 拖曳絞車與系泊絞車的設計區別

(1)拖曳絞車設計所依據標準為《遠洋船用拖曳絞車》(GB/T 11869-2007),系泊絞車設計所依據標準為《系泊絞車》(GB/T 4446-1995)。

(2)系泊絞車的卷筒負載應不大于設計繩索破斷負載的33%,而拖曳絞車的卷筒負載最大可為所用鋼絲繩破斷負載的50%。

(3)拖曳絞車的支持負載應不小于鋼絲繩破斷負載的 110%,而系泊絞車的的支持負載應不小于設計繩索破斷負載的80%。

(4)為保護拖船在被拖物發生緊急情況下免受危險,拖曳絞車必須設置應急釋放裝置,使絞車卷筒剎車裝置打開以釋放纜繩。而系泊絞車不用設置應急釋放裝置。