高速艇尾滑道主架直線傳動機構研究

楊濤 伍東 黃海彬

摘? ? 要：本文對一種適用于高海況下的新型尾滑道直線傳動機構進行研究，并簡要介紹其設計和安裝方法。

關鍵詞：尾滑道;高海況;長距離直線傳動;研究;設計

中圖分類號：U671.91 ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A

Transmission Mechanism of Stern Ramp for Craft

YANG Tao， WU Dong， HUANG Haibin

（ Guangzhou Marine Engineering Corporation， Guangzhou 510250 ）

Abstract： The paper introduces the design and installation of a new type long straight line transmission mechanism for the stern ramp of the craft suitable for rough sea state.

Key words： Stern ramp; Rough sea state; Long straight line transmission; Research; Design

1? ? 引言

通常，在高海況下因船舶的搖晃幅度大、波浪對船舶外板的拍擊劇烈，容易引起船上設備運行故障。為此，對超過4級海況要求的船舶及其設備的運行安全性和可靠性需要特別考慮。本文對可在4級及以上高海況下安全可靠運行的一種新型尾滑道直線傳動機構進行研究，并簡要介紹其設計和安裝方法。

2? ?尾滑道主架基本情況

該型尾滑道可在4級及以上海況下將母船上的多艘小艇放至海面上，或從海面上回收至母船中。主架布置在固定架上，固定架與母船連接，主架通過傳動機構實現(xiàn)其在固定架上前后移動，使小艇至達船尾并超出船體外，以保證有足夠的長度、空間使小艇能安全下水或回收（如圖1所示）;主架最后端設有吊艇架，用于將小艇下放至水面，或?qū)⑿⊥乃婊厥铡?/p>

3? ?主架傳動機構方案分析

3.1? 技術要求

作業(yè)時，主架尾端必須移至母船以外，且其懸臂長須超過小艇總長度，如圖1所示。主架移動距離由尾滑道在母型船甲板上的位置和小艇主尺度來決定，如果小艇主尺度較長，則要求主架伸出母船的懸臂也相應較長。本文介紹的尾滑道主架移動距離約12～15米。

由受力分析可知，主架強度將受懸臂自重、小艇重量、吊艇架重量直接影響，在高海況下工作時，還會受到因風浪影響而產(chǎn)生的三維方向的彎曲及扭轉(zhuǎn)等附加力矩。上述復雜的受力因素，易導致布置在主架上的傳動裝置發(fā)生變形、移位等問題，從而難以確保其傳動機構安全和可靠地運行。因此，需要遴選出一型合適的傳動機構或設計一種新型傳動機構，以解決上述各種潛在的技術問題，同時還要求其重量輕，以避免對母船空船重量、重心、甲板結(jié)構強度及其縱傾角等的影響。

3.2? 傳統(tǒng)傳動機構的適用性分析

目前，實現(xiàn)往返直線傳動的型式主要有：繩傳動、活塞桿傳動、齒輪/齒條傳動及絲桿傳動等。

3.2.1繩傳動型式

繩傳動由繩、絞車槽輪或滾筒、導向滑輪等組成，通過馬達正反向轉(zhuǎn)動，驅(qū)動絞車槽輪或滾筒轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)物體的往返直線運動，其原理如圖2所示。

該傳動型式是依靠繩與槽輪或滾筒間的摩擦力來傳遞動力，在繩與槽輪或滾筒材料確定的情況下，其摩擦力大小取決于繩的張力。為此，所需繩內(nèi)張緊力往往較大，且要求其內(nèi)張緊力需保持一定值，否則將會出現(xiàn)傳動打滑現(xiàn)象，故僅適用于傳遞力或力矩較小的機構，如其用于負荷多變所需傳動力較大的機構，其安全性和可靠性較差，因此該種傳動型式不宜選用。

3.2.2? 活塞桿傳動型式

活塞桿傳動由活塞缸和活塞桿組成，依靠活塞伸、縮運動驅(qū)動機構實現(xiàn)往返直線運動，如圖3所示。

該種傳動方式簡單、可靠性高，但受加工及長活塞桿易失穩(wěn)等因素影響，其傳動距離有限、成本高，通常僅適用于短距離的往返直線傳動，因此該傳動型式不宜選用。

3.2.3齒輪/齒條傳動型式

該傳動機構由齒條和齒輪組成，齒條和齒輪分別固定在兩個不同的主體機構上，馬達驅(qū)動齒輪正反向運轉(zhuǎn)，齒輪在齒條上行走，通過齒輪與齒條嚙合過程以驅(qū)動兩個主體機構作相對往返直線運動，如圖4所示。

該型裝置傳動可靠性高、穩(wěn)定性好、可實現(xiàn)較長距離的直線傳動。但采用該技術進行超長距離傳動時，其齒條很長，加工難度高且重量超大、成本很高。例如，本滑道裝置主架移動距離12～15 m，其重量可達4～5 t，將對母型船的總體性能帶來較大負面影響。此外，長齒條易發(fā)生彎曲變形，引起傳動機構卡滯或主體機構變形等問題，從而降低其傳動可靠性。因此本傳動型式不宜采用。

3.2.4 絲桿傳動型式

絲桿傳動通常由絲桿和絲桿螺母組成，絲桿螺母固定在移動機構上，通過馬達驅(qū)動絲桿正反向旋轉(zhuǎn)，以驅(qū)動絲桿螺母移動，從而帶動移動機構往返運動。

該種傳動方式簡單、可靠性高，但受絲桿加工等因素影響，其傳動距離有限、成本高，且對其工作環(huán)境要求也較高，通常僅適用于工作環(huán)境好的短距離往返直線傳動。因此本傳動型式不宜采用。

基于上述分析，當前幾種傳統(tǒng)的傳動型式均不適用于本滑道裝置。為此，需要設計一種重重輕、成本低、適合高海況下可靠工作的新型直線傳動機構。