工程船絞纜機被動式收放纜控制裝置設計思考范文

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《海交史研究》2016年第5期

摘要：以被動式收放纜裝置為研究對象，針對傳統液壓絞纜機是恒速（卷筒）控制和恒張力（纜繩）控制，無法實現對卷筒轉速非線性變速和纜繩自動勻速收放的被動式收放纜要求，設計了被動式收放纜控制裝置，通過控制箱體來控制轉動軸使得萬向輪一能夠按照預設的速度進行勻速運動并帶動纜繩收放，使得纜繩能夠實現自動勻速收放的被動式收放纜要求。

關鍵詞：液壓絞纜機；被動式收放纜控制裝置；萬向輪

0引言

絞纜機又稱系纜絞車（mooringwinch），在船上用于絞收纜繩。船用絞纜機使用范圍最廣泛的是液壓絞纜機，其次是電機驅動絞纜機，機械式驅動絞纜機和汽動絞纜機由于受自身特點、條件和結構等限制，目前已很少使用。目前，液壓絞纜機通過閥控式和泵控式的控制方式可以實現恒速（卷筒）控制、恒張力（纜繩）控制。隨著卷筒對纜繩進行收放操作，卷筒的直徑是時刻變化的，由于液壓絞纜機是恒速（卷筒）控制和恒張力（纜繩）控制，因而無法實現對卷筒轉速非線性變速和纜繩自動勻速收放的被動式收放纜要求。現有技術中的絞纜機設備通常是固定地設置在某一位置，每個纜樁需安裝一套，這不僅造成設備資源的浪費還會加速設備的老化和損壞。如果船上某一位置絞纜機失靈，將會極大地影響工作效率。針對以上技術的缺陷，本文設計了一種工程船絞纜機被動式收放纜控制裝置來進行改進。

1工程船絞纜機被動式收放纜控制裝置設計

1.1主要組成部件及調控

工程船絞纜機被動式收放纜控制裝置，包括船體2，船體2四周均勻分布有若干個絞纜機1，每個絞纜機1均設置有底座。如圖2底座20上方設置有卷線筒托架和設置在卷線筒托架上的卷線筒3；所述卷線筒托架由可調節底座24以及連接桿一28和連接桿二29構成，卷線筒托架外側設置有把手支桿8，把手支桿8通過支承座三26固定設置在底座20上，把手支桿8的底部通過彈簧27控制角度，而且頂端設置有弧狀把手7，2個把手支桿8之間設置有連接桿三5，連接桿三5上設置有萬向輪4；卷線筒3內設置有纜繩9，纜繩9每隔1m處都設置涂有熒光材料的標記10，纜繩9另一端連接導線套15，導線套15上通過轉動軸23連接有一個萬向輪一16，該萬向輪一16底部垂直設置有2個萬向輪二17，纜繩9通過萬向輪一16后再經過2個萬向輪二17之間穿出，轉動軸23一端通過支承座二22支撐，另一端通過控制箱體12控制萬向輪一16和萬向輪二17的轉速，使得纜繩9按照一定速度勻速運動；導線套15前端設置有支承座一19，支承座一19上設置有檢測纜繩收放速度的掃描檢測器18，掃描檢測器18與轉動軸23的高度一致，距離纜繩9的距離為3~8cm。

1.2工作原理

通過控制箱體12來控制轉動軸23控制萬向輪一16和萬向輪二17的轉速，能使得纜繩9按照預設的速度進行勻速運動并帶動纜繩收放，使得纜繩能夠實現自動勻速收放的被動式收放纜要求。經過設置掃描檢測器18和在纜繩的每隔1m距離設置特殊材料的標記，可以檢驗纜繩是否勻速收放，并檢測速度與預設速度是否一致。可調節底座24上設置的若干個調節孔并通過固定銷25固定，來調節卷線筒托架的高度和角度，使其能夠適應任何尺寸卷線筒3。在把手支桿8上設置有若干個調節孔6，來自動調節連接桿三的高度。控制箱體12上的控制面板14對纜繩的速度進行設定，使得傳動軸運動并帶動纜繩能夠使得纜繩達到勻速運動的目的。

2工程船絞纜機被動式收放纜控制裝置可行性分析

1）技術性分析。該裝置通過控制箱體來控制轉動軸使得萬向輪一能夠按照預設的速度進行勻速運動并帶動纜繩收放，使得纜繩能夠實現自動勻速收放的被動式收放纜要求。可調節底座24上設置的若干個調節孔并通過固定銷25固定，來調節卷線筒托架的高度和角度，使其能夠適應任何尺寸卷線筒3。在把手支桿8上設置有若干個調節孔6，來自動調節連接桿三的高度。控制箱體12上的控制面板14對纜繩的速度進行設定，使得傳動軸運動并帶動纜繩能夠使得纜繩達到勻速運動的目的]。

2)精準性分析。如圖2，經過設置掃描檢測器18和在纜繩每隔1m距離設置特殊熒光材料的標記，可以檢驗纜繩是否勻速收放，并檢測速度與預設速度是否一致，從而提高實際操作的精確程度。當掃描檢測器18在進行檢驗過程中發現纜繩收放的速度與實際預設的速度有誤差時，則通過控制箱體12頂部設置的報警指示燈11進行報警提醒，并經過控制面板14將誤差進行顯示，提高了數據的精確性，更方便后續的速度控制并進行及時調整，使得誤差在一定的很小范圍內。

3）安全性分析。如圖3，該裝置通過對底座20的底部設置有可以折疊取出的底部萬向輪，可以實現移動方便的目的，對于船體某一處絞纜機失靈了，可以立即將新的絞纜機移動加入使用過程，提高效率并增強船體整體的安全性能。

4）操作性分析。該裝置通過可調節底座可以調節卷線筒托架的高度和角度，使其能夠符合不同卷線筒的使用，使用起來更方便。同時，把手支桿上也設置若干個調節孔可以對連接桿三5的高度進行調節，使用更輕松。

5)經濟性分析。該裝置實現了對卷筒轉速非線性變速和纜繩自動勻速收放的被動式收放纜，在一定程度上節約了人力資源和時間分配。另外現有絞纜機在船上一般是固定在設置的某一位置，在船舶進入港口停靠時會造成設備的巨大浪費，而且設備長時間處于同一位置也會加快設備的老化和損壞。本文設計的裝置底部裝有可以折疊的萬向輪，可以滿足船上多個位置的使用，提高了裝置的使用效率和使用價值，延長了使用壽命，降低了作業成本，符合經濟性的要求。

3結論

從工程船絞纜機被動式收放纜控制裝置設計規范出發，針對傳統液壓絞纜機存在的缺陷和不足設計出了工程船絞纜機被動式收放纜控制裝置，并從技術性、精準性、操作性、安全性、經濟性等方面論證了工程船絞纜機被動式收放纜控制裝置的可行性。本文在絞纜機的結構方面以及在控制方式方面仍需要進一步完善。

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作者：高聰；吳文鋒；王帥軍；袁強；朱發新 單位：浙江海洋大學