前收前卸式全自動清漂船設計與研究

張義軍，鄭學貴

（1.蘇州海事局，江蘇蘇州 215000；2.渤海船舶職業學院，遼寧葫蘆島 125105）

1 前收前卸式全自動清漂船概述

前收前卸式全自動清漂船主要用來收集打撈樹枝、樹木及各類水面漂浮垃圾，同時要將收集的垃圾自動卸載到指定的裝載船、岸上碼頭、垃圾運輸車等相應設備上，且連續性好。根據漂浮物的情況、水深和漂浮垃圾調節收集深度，對該類清漂船進行設計與研究，采用了前收集艙安裝在船艏，可自由調節收集艙的入水深度，順利地對漂浮物進行打撈。輸送帶采用高強度帶齒鉤的尼龍連接片；前收集艙經液壓缸頂升，可自由上下動作；中儲存艙也采用高強度尼龍輸送帶，結實耐用。

2 前收前卸式清漂船主要配置和技術指標

2.1 主要設備配置

本船為鋼質雙頭單體、座艙單機單螺旋槳推進、液壓舵操縱。收集系統全部采用液壓驅動，電氣化遠程操作。

本船采用精密液壓技術對整個打撈過程進行集中控制。通過齒輪分配器控制多路液壓油。所有動作均能單獨作業或同時協調運作。前收集艙輸送帶由帶齒鉤高強度尼龍連接片、不銹鋼鏈軸、不銹鋼連接片組成，具有垃圾鉤掛能力強、承重力大、結實耐用、輸送流暢的特點。中存儲艙同樣采用高強度尼龍輸送帶，具有高強、耐磨的性能，不僅使用壽命長，還能對打撈的漂浮垃圾進行充分濾水，增加收集物的裝載量。

2.2 主要技術參數

船總長22.9 m、船寬4.6 m、船總高5.0 m、船體長16 m、型深1.6 m、 型寬4.5 m、空載吃水0.85 m、滿載吃水1.20 m、空載排水量48.28 t、滿載排水量68.28 t、空載航速10～15 km/h、工作航速5～8 km/h、 收集最大深度1.5 m、最大收集寬度4.2 m。整船設計示意圖如圖1所示。

圖1 整船設計示意圖

3 前收前卸式清漂船結構設計

全自動水面清漂船由船體、駕駛室、動力系統、操縱系統、收集裝置、中部存儲裝置和獨立垃圾輸送裝置等幾部分組成。

3.1 船體

本船船體為全焊接鋼質單體結構，使用的船板、肋骨、強橫梁、縱梁、隔艙壁等材料均采用CCSB船用鋼板，甲板使用焊接凸點并涂上防滑油漆。駕駛室后設機艙出入室2個，材質為船用CCSB。安裝有玻璃窗和排風口，有利于機艙的通風、透光及自動降溫。機艙入口設置斜梯出入機艙，機艙內設備的布置，充分考慮了操作、維修、安全與重量平衡等要求，設備的選擇也考慮了船用的要求，可靠合理。

3.2 駕駛室

本船采用門窗式駕駛室，設計在船艏中間。駕駛室四周采用3C認證的安全玻璃和移門結構，前玻璃窗安裝有雨刮器，達到明亮及視線清晰，充分保證航運安全，室內安裝格力掛式空調。同時駕駛室內部安裝液壓舵機操縱系統、收集輸送系統的電氣開關、聲號信號燈開關及電控箱、工具箱、駕駛椅等。操縱系統采用電控液壓，推進系統采用手動操縱桿操縱。駕駛室面板右上角安裝了燃油表、工作壓力表和舵機壓力表，船行駛時均顯示了其各自的燃油與壓力情況。駕駛室的合理化結構保障了所有控制設備、液壓管線閥體和儀表不受雨水侵蝕，保證其性能的安全性。駕駛室頂部設置航行燈、信號燈、探照燈、警示燈各一只，分別用于駕駛照明、機艙照明和前后艙內照明。駕駛室外觀如圖2所示。

圖2 駕駛室外觀

3.3 動力系統設計

本船主機采用濰柴道依茨船舶專用柴油發動機，型號WP6C250-25、功率68 kw，采用單螺旋槳（采用錳青銅材質）驅動，船舶操縱采用液壓舵機轉向器，通過齒輪箱聯接機構帶動螺旋槳，從而給船以前進或后退的動力。

齒輪箱使用的是杭州齒輪箱廠生產的HC138型倒順減速齒輪箱，與主機相配套；柴油機的快慢速控制離合器齒輪箱的倒順車控制手柄，均安裝在駕駛室操作面板上，使船舶的前進、后退、轉向、快慢速操縱輕便靈活、達到集中控制的目的。

發電機采用濰柴道依茨發電機組，型號CCFJ16J-WJ，功率16 kw；本船泵站專用發動機采用濰柴道依茨，型號WP4C102-21，功率75 kw，額定轉速2 100 r/min。

本系統使用了消音裝置以降低噪音，排放標準符合環境保護歐II級標準。同時柴油機具有水溫、油溫自動報警裝置及自動停車裝置，能確保運行安全。柴油箱上標明柴油標號，裝有加油通氣口，本船續航能力達到40小時。

柴油機排氣管上設不銹鋼膨脹帶一只，以補償管路的伸縮變形。并設排氣消聲器一只，以降低噪音，排氣管上置外套式通進冷卻水冷卻，降低機艙溫度，引到船舷內側后排出。本船配置12 V蓄電池4只，能滿足發動機和發電機組啟動的需要，發電機可通過充電裝置對蓄電池充電。

3.4 收集、存儲、輸送系統

3.4.1 前收集艙

前收集艙利用液壓油缸可自動調節入水深度，在航行時可伸出水面以減少阻力增加航行速度，在打撈作業時也可根據垃圾厚度自由調節收集深度。

前收集艙輸送帶由帶齒鉤高強度尼龍鏈片、不銹鋼鏈軸、不銹鋼連接片組成，每個齒鉤的平均承重能力達到1噸。前收集艙輸送帶如圖3所示。

圖3 前收集艙輸送帶

3.4.2 中存儲艙

船舶中部為存儲輸送艙。當收集的垃圾達到一定量時，啟動輸送帶向后移動一段距離，使垃圾繼續向中艙后部移動，繼續存放垃圾。本艙輸送帶由高強度尼龍連接片、不銹鋼軸及不銹鋼連接片組成，能對打撈的垃圾進行二次濾水，減少船體載重，增加艙體垃圾容量。中艙是由2個液壓馬達驅動，在駕駛室控制面板上操作即可，簡單便利。駕駛室安裝在中艙上部，兩側設立梯子?？芍苯訌鸟{駛室左側通行到駕駛室右側，通行方便。

3.4.3 機械抓手

在清漂船的兩側前端安裝了機械抓手，能有效地分解和收集大型垃圾，提高了清漂船的收集效率，增加了清漂船的收集范圍。機械手如圖4所示。

圖4 雙機械抓手示意圖

3.5 其他

3.5.1 系泊設備

系船索為Φ24長50 m丙綸系船索，共2根。帶纜樁4付，艏艉處各2個，竹蒿2根。

3.5.2 消防救生設備、信號及通訊設備

救生圈2只（中存儲艙側壁左右分設），救生衣5件（3件隨身、駕駛室放置2件）；泡沫滅火器2只（機艙出入口附近），干粉滅火器3只（主機艙1只、輔機艙1只、駕駛室1只），消防桶2只，太平斧1把；航行燈、信號燈、探照燈、警示燈各一只。甚高頻電話一部，配置測深儀（測量深度不低于80米）1臺。

3.5.3 涂裝

噴涂符合國際標準、環保高品質油漆，噴涂實施嚴格按照油漆廠商制定的工藝。按照國家相關部門的規定，在船的艏、舯和艉部能明顯看到水深刻度和載重標志。涂裝前對鋼材表面應采取有效的表面處理。清除鐵銹、氧化皮和油污等一切雜物，除銹等級達到GB8923-88船體除銹標準，Sa2-Sa2.5級要求。管系涂裝按GB3033-82船舶管路油漆顏色和級別符號要求。

4 總結

本船設計執行了《內河高速船入級與建造規范》 （2012）、《內河船舶法定檢驗技術規則》 （2011）、《鋼質內河船舶的入級與建造規范》 （2012）等規范和規則，做到了整體外觀和諧、美觀大方，收集范圍廣、靈活、抗風能力強，能收集復雜、大型垃圾，振動小、噪音低、油耗小，操作安全簡便，自動化程度高、效率高。

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