JY20/80型分列式液壓絞綱機的設(shè)計

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的設(shè)計

劉凌云

(山東百步亭船業(yè)有限公司，山東 榮成 264317)

設(shè)計一種用于440 kW以下漁船上使用的JY20/80型分列式液壓絞綱機。在確定該絞綱機技術(shù)參數(shù)后，分析了工作原理，并特別說明了操作事項及維護保養(yǎng)等方面的內(nèi)容。該絞綱機在漁船上應(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；液壓傳動

0 引言

JY20/80型分列式液壓絞綱機既可絞綱拖網(wǎng)，又可起吊漁貨及起錨，是440 kW以下漁船上先進的甲板捕撈設(shè)備。本絞綱機采用中高壓液壓傳動，由2臺液壓馬達傳動，經(jīng)過齒輪減速，可使絞綱機實現(xiàn)并壓、換向、鎖緊、雙馬達2級調(diào)速等多種功能。另設(shè)有自動排繩器，能將纜繩排列得均勻整齊，從而滿足作業(yè)要求。排繩傳動可為雙速機構(gòu)，以適應(yīng)不同粗細的纜繩排繩要求；若無特殊要求排繩機構(gòu)則為單速。本機用DC24 V電磁閥控制液壓泵的啟動，可布置在絞綱機旁。操作控制閥亦布置在絞綱機旁適合位置，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)計計算中徑：Ф860 mm(以下技術(shù)參數(shù)均為中徑處計算值)

額定工作壓力：16 MPa

卷筒額定拉力：2×20 kN(單馬達)，2×40 kN(雙馬達)

摩擦鼓輪額定拉力：2×40 kN(單馬達)，2×50 kN(雙馬達)

卷筒額定拉線速度：80 m/min(單馬達)，140 m/min(雙馬達)

理論容繩量：Ф20 mm×2 500 m

主機額定輸出轉(zhuǎn)速：600 r/min(主機額定轉(zhuǎn)速1 000 r/min)，700 r/min(主機額定轉(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洋捕撈作業(yè)有所準備，所以最終確定起網(wǎng)速度為80 m/min(單馬達)和140 m/min(雙馬達)。

1.3 絞綱機功率的確定

絞綱機功率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)計算，P=115 kW

JY20/80分列式液壓絞綱機總裝圖見圖1。

1.摩擦鼓輪 2.減速機 3.主軸 4.卷筒 5.自動排繩裝置

2 系統(tǒng)工作原理

本絞綱機分左機與右機，對稱布置于甲板上。整個系統(tǒng)主要由絞綱機、操縱閥、泵站、油箱、離合器及控制器、管路等6個部分組成。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)機油馬達 12.錨機油馬達 13.手動比例換向閥 14.油箱

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

操縱裝置： 操縱裝置布置在絞綱機旁，是左右絞綱機的控制中心。通過控制各操縱器，可使左右機同時或分別實現(xiàn)單、雙馬達正、反轉(zhuǎn)，雙馬達2級調(diào)速以及主機離合、排繩、鎖緊等多種功能。

泵站： 主機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， 為絞綱機提供液壓能源。

離合器及控制器： 離合器安裝在機艙組合變速箱內(nèi)，控制器安裝在機艙與絞綱機旁，全套裝置用來控制油泵的啟動運行和關(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

3.1 操作步驟

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

圖3 機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到規(guī)定的高度，打開油箱截止閥。

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

(3)接通離合器組合變速箱上的冷卻器進出水管，確認液壓電氣系統(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。

(4)系統(tǒng)開機運行后，應(yīng)進行轉(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)當液壓絞綱機工作時， 卷筒排繩直徑至Ф860 mm時，絞綱機負荷為20 kN/40 kN(單馬達/雙馬達)，此時壓力表顯示壓力為16 MPa。

(7)當起吊漁貨及帶纜時，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。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額定轉(zhuǎn)速下使用，應(yīng)注意控制主機在網(wǎng)機工作時的輸出功率，避免因網(wǎng)機調(diào)定的溢流閥的溢流壓力使網(wǎng)機的輸入功率超過主機所能輸出的功率，損壞主機。

(4)網(wǎng)機工作時，如進行主機倒順操作時，可能因為主機瞬時轉(zhuǎn)速下降和輸出功率不足使正在運轉(zhuǎn)中的網(wǎng)機短時停轉(zhuǎn)，屬于正?，F(xiàn)象。

3.3 新機磨合

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

(2)新機帶負荷運行前，應(yīng)保證不少于100 h的磨合時間，以延長齒輪的使用壽命，且在首次運行50 h后，清洗濾油器。

(3)新機使用2 000 h或結(jié)合柴油機檢修時應(yīng)對絞綱機作一次拆檢，并更換新機油。

(4)新機磨合期可在漁船航行不作業(yè)時開動絞綱機進行磨合，此時的輸入轉(zhuǎn)速可高于額定轉(zhuǎn)速。

3.4 維護保養(yǎng)

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

(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，用油槍注足潤滑脂，以延長鋼絲繩使用壽命。

(3)對濾器必須定期清洗或更換(尤其是回油精濾油器)，一般1個月清洗或更換1次。系統(tǒng)清潔時，可適當延長清洗或更換時間。

(4)對離合器組合變速箱內(nèi)的機油要特別注意，發(fā)現(xiàn)油質(zhì)變黑要及時更換，油液少于規(guī)定值時要及時補充。

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

4 結(jié)語

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

[1] 徐灝. 機械設(shè)計手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1991.

[2] 成大先. 機械設(shè)計圖冊[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1997.

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

[4] 中國船舶工業(yè)總公司. 船舶設(shè)計實用手冊[M]. 北京：國防工業(yè)出版社，2002.

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

2016-03-10

劉凌云(1975—)，男，工程師，從事計算機輔助船舶設(shè)計。

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