劉凌云

(山東百步亭船業(yè)有限公司，山東 榮成 264317)

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JY20/80型分列式液壓絞綱機(jī)的設(shè)計(jì)

劉凌云

(山東百步亭船業(yè)有限公司，山東 榮成 264317)

設(shè)計(jì)一種用于440 kW以下漁船上使用的JY20/80型分列式液壓絞綱機(jī)。在確定該絞綱機(jī)技術(shù)參數(shù)后，分析了工作原理，并特別說明了操作事項(xiàng)及維護(hù)保養(yǎng)等方面的內(nèi)容。該絞綱機(jī)在漁船上應(yīng)用后可靠性高，使用方便，取得了滿意的效果。

拖網(wǎng)；漁船；絞綱機(jī)；液壓傳動(dòng)

0 引言

JY20/80型分列式液壓絞綱機(jī)既可絞綱拖網(wǎng)，又可起吊漁貨及起錨，是440 kW以下漁船上先進(jìn)的甲板捕撈設(shè)備。本絞綱機(jī)采用中高壓液壓傳動(dòng)，由2臺(tái)液壓馬達(dá)傳動(dòng)，經(jīng)過齒輪減速，可使絞綱機(jī)實(shí)現(xiàn)并壓、換向、鎖緊、雙馬達(dá)2級(jí)調(diào)速等多種功能。另設(shè)有自動(dòng)排繩器，能將纜繩排列得均勻整齊，從而滿足作業(yè)要求。排繩傳動(dòng)可為雙速機(jī)構(gòu)，以適應(yīng)不同粗細(xì)的纜繩排繩要求；若無特殊要求排繩機(jī)構(gòu)則為單速。本機(jī)用DC24 V電磁閥控制液壓泵的啟動(dòng)，可布置在絞綱機(jī)旁。操作控制閥亦布置在絞綱機(jī)旁適合位置，操作安全、可靠、方便。

1 主要技術(shù)參數(shù)

1.1 基本參數(shù)確定

卷筒設(shè)計(jì)計(jì)算中徑：Ф860 mm(以下技術(shù)參數(shù)均為中徑處計(jì)算值)

額定工作壓力：16 MPa

卷筒額定拉力：2×20 kN(單馬達(dá))，2×40 kN(雙馬達(dá))

摩擦鼓輪額定拉力：2×40 kN(單馬達(dá))，2×50 kN(雙馬達(dá))

卷筒額定拉線速度：80 m/min(單馬達(dá))，140 m/min(雙馬達(dá))

理論容繩量：Ф20 mm×2 500 m

主機(jī)額定輸出轉(zhuǎn)速：600 r/min(主機(jī)額定轉(zhuǎn)速1 000 r/min)，700 r/min(主機(jī)額定轉(zhuǎn)速1 200 r/min)液壓泵站輸入功率：～115 kW

系統(tǒng)工作油液：YA-N46液壓油

1.2 起網(wǎng)速度的確定

起網(wǎng)速度受網(wǎng)機(jī)功率大小、拖網(wǎng)速度、捕撈種類、作業(yè)水深等因素影響。目前按照現(xiàn)有作業(yè)要求，拖綱鋼絲繩長(zhǎng)度約1 500 m，20 min內(nèi)上網(wǎng)，起網(wǎng)速度則為75 m/min。為滿足目前的使用要求并為遠(yuǎn)洋捕撈作業(yè)有所準(zhǔn)備，所以最終確定起網(wǎng)速度為80 m/min(單馬達(dá))和140 m/min(雙馬達(dá))。

1.3 絞綱機(jī)功率的確定

絞綱機(jī)功率P=TV/η

式中：T為拉力，T=40 kN；V為線速度，V=2.33 m/s；η為功率因數(shù)，η=0.81。

經(jīng)計(jì)算，P=115 kW

JY20/80分列式液壓絞綱機(jī)總裝圖見圖1。

1.摩擦鼓輪 2.減速機(jī) 3.主軸 4.卷筒 5.自動(dòng)排繩裝置

2 系統(tǒng)工作原理

本絞綱機(jī)分左機(jī)與右機(jī)，對(duì)稱布置于甲板上。整個(gè)系統(tǒng)主要由絞綱機(jī)、操縱閥、泵站、油箱、離合器及控制器、管路等6個(gè)部分組成。液壓系統(tǒng)工作原理圖如圖2所示。

1.截止閥 2.粗濾器 3.精濾器 4.離合器 5.油泵 6.壓力表開關(guān) 7.壓力表 8.溢流閥 9.單向閥 10.YKV組合閥 11.網(wǎng)機(jī)油馬達(dá) 12.錨機(jī)油馬達(dá) 13.手動(dòng)比例換向閥 14.油箱

絞綱機(jī)： 絞綱機(jī)由2臺(tái)低速大扭矩液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)一級(jí)漸開線齒輪減速后，將扭矩傳遞給主軸。當(dāng)主軸上的牙嵌離合器與系綱卷筒結(jié)合后，可進(jìn)行絞綱作業(yè)。當(dāng)離合器脫開時(shí)，可進(jìn)行起吊漁貨及帶纜、起錨等作業(yè)，從而達(dá)到一機(jī)多用的目的。在卷綱時(shí)，可將排繩離合器與排繩機(jī)構(gòu)結(jié)合進(jìn)行自動(dòng)排繩，也可根據(jù)具體情況進(jìn)行手動(dòng)排繩。

操縱裝置： 操縱裝置布置在絞綱機(jī)旁，是左右絞綱機(jī)的控制中心。通過控制各操縱器，可使左右機(jī)同時(shí)或分別實(shí)現(xiàn)單、雙馬達(dá)正、反轉(zhuǎn)，雙馬達(dá)2級(jí)調(diào)速以及主機(jī)離合、排繩、鎖緊等多種功能。

泵站： 主機(jī)將前端輸出的功率及轉(zhuǎn)速通過聯(lián)軸器傳遞給離合器組合變速箱，并通過升速軸傳遞給油泵， 為絞綱機(jī)提供液壓能源。

離合器及控制器： 離合器安裝在機(jī)艙組合變速箱內(nèi)，控制器安裝在機(jī)艙與絞綱機(jī)旁，全套裝置用來控制油泵的啟動(dòng)運(yùn)行和關(guān)停，其控制原理見圖3。

液壓系統(tǒng)壓力調(diào)定如下： 離合器變速箱上潤(rùn)滑油壓為0.3～0.4 MPa，工作油壓為1.0～1.2 MPa，最高工作油壓為1.5 MPa，如不符合上述規(guī)定，可調(diào)整系統(tǒng)壓力。閥站壓力調(diào)整示意圖如圖4所示。

3 使用事項(xiàng)

3.1 操作步驟

在了解隨機(jī)說明書并熟悉本機(jī)結(jié)構(gòu)后，其技術(shù)操作和保養(yǎng)規(guī)程是非常簡(jiǎn)單的，涉及安全技術(shù)的操作規(guī)程要格外重視。

圖3 機(jī)前離合器泵站液壓系統(tǒng)原理圖

圖4 閥站壓力調(diào)整示意圖

(1)使用前檢查油箱中液位達(dá)到規(guī)定的高度，打開油箱截止閥。

(2)開機(jī)油液循環(huán)后，停機(jī)再次檢查液位高度，不低于最低液位，如低于要求液位要求，應(yīng)予補(bǔ)充。

(3)接通離合器組合變速箱上的冷卻器進(jìn)出水管，確認(rèn)液壓電氣系統(tǒng)聯(lián)結(jié)正確無誤，液壓管路清潔無異物，聯(lián)結(jié)接頭牢固可靠后方可開機(jī)。

(4)系統(tǒng)開機(jī)運(yùn)行后，應(yīng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換開關(guān)、各離合器結(jié)合與脫開、停車與剎車、快速與慢速等功能的試操作，以確保各操作的有效及可靠性。

(5)操作閥上的壓力表開關(guān)應(yīng)略打開能顯示壓力即可，一般情況下不要打開，以免沖壞壓力表。

(6)當(dāng)液壓絞綱機(jī)工作時(shí)， 卷筒排繩直徑至Ф860 mm時(shí)，絞綱機(jī)負(fù)荷為20 kN/40 kN(單馬達(dá)/雙馬達(dá))，此時(shí)壓力表顯示壓力為16 MPa。

(7)當(dāng)起吊漁貨及帶纜時(shí)，應(yīng)先剎緊剎車帶，操作手柄脫開絞綱及排繩離合器，然后再操縱控制閥，使鼓輪旋轉(zhuǎn)即可滿足使用要求。

(8)使用結(jié)束后，應(yīng)先將操縱閥卸荷，然后剎緊剎車。

3.2 重要提示

(1)絞綱系統(tǒng)壓力調(diào)定為16 MPa。除非系統(tǒng)壓力不足而影響正常操作，一般情況下不要調(diào)整，以免發(fā)生危險(xiǎn)。注意不要過載操作，以免損壞系統(tǒng)構(gòu)件，造成系統(tǒng)癱瘓。

(2)由于精濾油器有回油阻力，可滿足系統(tǒng)背壓要求，所以禁止拆除精濾油器濾芯。

(3)正常情況下泵站裝置一般在低于主機(jī)額定轉(zhuǎn)速下使用，應(yīng)注意控制主機(jī)在網(wǎng)機(jī)工作時(shí)的輸出功率，避免因網(wǎng)機(jī)調(diào)定的溢流閥的溢流壓力使網(wǎng)機(jī)的輸入功率超過主機(jī)所能輸出的功率，損壞主機(jī)。

(4)網(wǎng)機(jī)工作時(shí)，如進(jìn)行主機(jī)倒順操作時(shí)，可能因?yàn)橹鳈C(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速下降和輸出功率不足使正在運(yùn)轉(zhuǎn)中的網(wǎng)機(jī)短時(shí)停轉(zhuǎn)，屬于正?，F(xiàn)象。

3.3 新機(jī)磨合

(1)由于動(dòng)力媒介是液壓油，所以必須保證液壓系統(tǒng)的清潔。在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的清洗后，方可裝入液壓油。裝入液壓油后，應(yīng)空負(fù)荷濾油5 min，并在濾油后清洗濾油器。

(2)新機(jī)帶負(fù)荷運(yùn)行前，應(yīng)保證不少于100 h的磨合時(shí)間，以延長(zhǎng)齒輪的使用壽命，且在首次運(yùn)行50 h后，清洗濾油器。

(3)新機(jī)使用2 000 h或結(jié)合柴油機(jī)檢修時(shí)應(yīng)對(duì)絞綱機(jī)作一次拆檢，并更換新機(jī)油。

(4)新機(jī)磨合期可在漁船航行不作業(yè)時(shí)開動(dòng)絞綱機(jī)進(jìn)行磨合，此時(shí)的輸入轉(zhuǎn)速可高于額定轉(zhuǎn)速。

3.4 維護(hù)保養(yǎng)

(1)各潤(rùn)滑部位及油杯要加足潤(rùn)滑油(脂)，如：離合器組合變速箱內(nèi)加N68機(jī)械油至油尺高位；絞綱機(jī)齒輪涂鋰基脂；各軸瓦處涂鈣基潤(rùn)滑脂；鏈輪及開式齒輪上加鈣基潤(rùn)滑脂等。

(2)大卷筒兩端采用Ⅰ型復(fù)合軸承，兩端在卷筒徑處分別裝有壓注油杯，在正常作業(yè)情況下每月要放下全部鋼絲繩，用油槍注足潤(rùn)滑脂，以延長(zhǎng)鋼絲繩使用壽命。

(3)對(duì)濾器必須定期清洗或更換(尤其是回油精濾油器)，一般1個(gè)月清洗或更換1次。系統(tǒng)清潔時(shí)，可適當(dāng)延長(zhǎng)清洗或更換時(shí)間。

(4)對(duì)離合器組合變速箱內(nèi)的機(jī)油要特別注意，發(fā)現(xiàn)油質(zhì)變黑要及時(shí)更換，油液少于規(guī)定值時(shí)要及時(shí)補(bǔ)充。

(5)對(duì)暴露在外的管路等元器件應(yīng)經(jīng)常性涂漆防護(hù)，防止海水腐蝕。

4 結(jié)語

對(duì)照設(shè)計(jì)初期的任務(wù)書中要求：在正常保養(yǎng)條件下，要確保絞綱機(jī)處于良好的工作狀態(tài)，可正常、長(zhǎng)期、可靠地工作，并最大限度地延長(zhǎng)使用壽命，降低使用成本，通過多年的裝船使用證明，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了預(yù)期要求，在極端情況下短時(shí)間超負(fù)荷使用也沒有導(dǎo)致設(shè)備的損壞，本產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)還是比較成功的。隨著漁船越造越大，航程也越來越遠(yuǎn)，對(duì)絞綱機(jī)的拉力要求也越來越高，因此本產(chǎn)品也在不斷地進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)和功能完善，以期滿足更大噸位遠(yuǎn)洋作業(yè)漁船的需要。

[1] 徐灝. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991.

[2] 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1997.

[3] 雷天覺. 液壓工程手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990.

[4] 中國(guó)船舶工業(yè)總公司. 船舶設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)[M]. 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2002.

[5] 農(nóng)業(yè)部漁船檢驗(yàn)局. 鋼質(zhì)海洋漁船建造規(guī)范[M]. 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1998.

2016-03-10

劉凌云(1975—)，男，工程師，從事計(jì)算機(jī)輔助船舶設(shè)計(jì)。

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