自航絞吸挖泥船三纜定位系統原理及安裝技術

何銀棟 宋玉甫

【摘 ?要】三纜定位系統是一種有效的近海海上施工定位方式。“天鯤號”的三纜定位系統由三臺三纜定位絞車，三個定位錨以及一個帶六個導向滾輪的三纜定位導向筒體組成。由于其受載比較嚴重，其安裝及定位要求較高。文章通過對“天鯤號”三纜定位系統工作原理和安裝過程的簡要介紹，重點對導軌和撥板的設計進行詳細陳述，此安裝工藝對同類設備在船舶上安裝具有指導意義。

【關鍵詞】絞吸挖泥船;三纜定位;導軌;撥板

簡介

介紹三纜定位系統的工作原理;傳統的絞吸式挖泥船多采用鋼樁系統移船定位，在深水和大風浪環境下采用三纜定位模式進行移船定位。本文根據“天鯤號”的需要制定安裝要求及工藝流程。

第一部分 三纜定位系統概述

1.1功能及配置

本船三纜定位系統是為了應對海上工況復雜，鋼樁定位裝置無法使用的情況而設置一種輔助定位措施。它有三臺三纜定位絞車，三個定位錨以及一個帶六個導向滾輪的三纜定位導向筒體組成。另外為了方便三纜定位系統的維護，三纜定位筒體分為兩個部分，其中一臺三纜定位絞車上布置了副卷筒，副卷筒與固定在三纜定位筒體圍阱上兩個滑輪和一對導向軌道，以及固定在甲板上的一個導向滑輪一起工作，可以將三纜定位筒體抬升到一定高度，在此位置可以將法蘭連接的兩端筒體分開，然后再通過船廠的吊機吊出。

第二部分 三纜定位系統定位的安裝詳細過程

2.1系統中心定位

三纜定位原則是以三纜定位圍阱中心為基準（圍阱是固定結構，圍阱確定以后，三纜定位筒體的中心即確定）。

利用船體中心線來找到在三纜定位圍阱上理論的四分點，以此來確定圍阱的理論中心。

利用腳手架十字鉸制作一個十字架工裝，在定位圍阱的圓上測定至少12個點來確定圓的實際中心。做好地樣標記并記錄偏差數據作為參考。

在圍阱上頂部和底部分別做好首尾左右四分點標記。

2.2三纜定位圍阱

三纜定位圍阱的圓度要求極限為10mm（+/-5mm）。

否則上固定座可能無法安裝。

2.3三纜定位導軌與下固定座

三纜定位圍阱的中心確定以后，三纜定位下固定座，三纜筒體導軌的位置即可確定。

沿著測定出的四分點標記的首尾標記移動十字架工裝，使首尾方向上的移動距離為815mm，做好標記（滑軌的理論中心線）并檢查十字架左右寬度。記錄此數據（理論2637mm）。檢查左右的半寬偏差。要求此半寬偏差（尤其是下口）在+/-2.5mm以內。（在此范圍內，下固定座與筒體可以與筒體直接焊接，在2.5mm到5mm以內，需要定好下固定座中心位置，注意對稱施焊。超出5mm，需要修割或適量補償，需要將數據反饋技術部門討論修改方案）。

根據理論數據，修割三纜定位滑軌。修割的方法是：

將滑軌中心后移85mm，記下數據a（2524mm），然后前移170mm，記錄數據b（2735mm），則軌道短邊尺寸最短尺寸（a-2309）/2，長邊最長尺寸為（b-2309）/2，兩點連線然后修割余量。

檢查三纜定位上的相關尺寸c和d。見下圖：

筒體下固定座沿兩圓孔的連線找到中心線位置，并做好上口與下口的標記。

定位筒體下固定座，使其定位距基高度不低于甲板距基高度h+d-c+10，并使該固定座中心線的標記和筒體上標記的連線重合，且兩圓孔的連線距三纜定位圍阱中心線的距離為700mm。

定位好后用碼板固定，報焊前交驗。

修割后的軌道用碼板固定在理論位置，使用兩端帶扁鋼條的鋼管工裝，在繩索的幫助下，試驗一下滑軌的滑移功能，如無問題，報焊前。

報驗結束，焊接三纜定位下固定座及導軌。

三纜定位下固定座要先焊內部的筋板，然后再焊底部封板（撥板），底部封板（撥板）焊接后注意從外部打磨下固定座上的飛邊，使外表面平滑過渡，不得影響分撥滑輪提升三纜定位筒體的功能。

最后焊接下固定座頂部封板。

2.4安裝筒體提升耳板

按照圖紙的定位要求安裝筒體提升耳板。

2.5三纜定位筒體的安裝

將筒體分為兩部分。

將橡膠板固定在下固定座上。在吊機的幫助下吊入下半部分筒體，使筒體沿滑軌滑移到位。

下方時要特別注意整理好下導向滑輪的方位，勿使滑輪與下固定座接觸，造成損壞。

將筒體上固定座附連在三纜定位筒體上半部分上。用支撐座焊接并并插銷桿鎖好，整體緩慢吊入。吊入后下筒體與上筒體之間的連接，割除支撐然后使上筒體落在下筒體上，然后旋轉上筒體對準螺栓孔后把緊螺栓。

為方便調節法蘭孔的對中，可在在筒體法蘭的螺栓孔上插入螺柱，在筒體內部用手拉葫蘆或索具螺旋扣調節。調節到位后，連接法蘭螺栓并緊固。

松開吊具后，使整個三纜固定筒體的重量落在下固定座上。上固定座的重量落在三纜筒體圍阱上。

2.6導向滑輪組的安裝

三纜定位筒體頂部滑輪組的安裝位置（三纜定位筒體上），以及三纜定位筒體提升導向滑輪的位置（甲板上）需要現場拉線確定。

拉線的方法是：從三纜定位絞車的主卷筒中心線分別引出一根琴鋼絲，經過下導向滑輪后繞出，上導向滑輪的位置在鋼絲繩經過路徑上，且盡量使鋼絲繩方向保持垂直，另外還需要保證滑輪軸拆卸方便。

拉好線后焊接三個滑輪組。焊接的順序應該是先中間的滑輪，后兩邊的滑輪。

2.7三纜定位下固定座撥板的安裝

對于撥板結構的撥板線型設計上，首先通過了解三纜定位系統的工作原理，模擬三個定位出繩滑輪的旋轉軌跡和避開筒體下固定座所需的最小角度，根據旋轉軌跡模擬撥板線型。

對于撥板結構的角度設計，測算筒體提升導向滑輪與滑輪座之間的摩擦力，測算撥板結構對筒體提升導向滑輪產生的推力及壓力;其中撥板結構對筒體提升導向滑輪產生的推力促使筒體提升導向滑輪在被提升的過程中同時向船首方向旋轉;撥板結構對筒體提升導向滑輪產生的壓力會增大筒體提升導向滑輪與滑輪座之間的摩擦力，因此從力學原理分析撥板結構兩邊側面上所有點對筒體提升導向滑輪產生的推力必須大于筒體提升導向滑輪的摩擦力與水阻力之和。

對于撥板結構的線型光順，根據筒體提升導向滑輪提升并旋轉避開筒體下固定座的運動軌跡和所需角度，以及撥板結構兩側面邊的角度設計，在筒體提升導向滑輪7運動軌跡范圍內選取一些空間點并連成空間曲線，形成一個空間曲面，然后利用“船體三向光順”原理針對該撥板結構曲面進行曲面光順。

撥板結構能夠同時推動靠船尾方向的兩個定位出繩滑輪向船首方向旋轉到能夠安全避開筒體下固定座的角度，最終滿足三纜定位系統的使用功能。

三纜定位筒體安裝結束。

結論

涉及一種應用于絞吸式挖泥船的三纜定位系統。

1）三纜定位系統與鋼樁定位裝置結合使用，能使絞吸式挖泥船適應于不同工作海域的地理條件及氣候海況環境中;

2）三纜定位系統結構形式相對簡單，生產加工容易，成本較低;

3）三纜定位系統實現絞吸式挖泥船航行與施工狀態自由轉換便捷，也便于維修保養。

參考文獻：

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[2]中國船舶工業集團公司第七O八研究所.《5000kw自航絞吸船建造規格書》，

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