新型铺缆船牵引机构设计应用

GXF360 2019-09-13

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0 引言

近年来，随着船舶建造水平的不断提高和新技术的广泛应用，海缆船的发展取得很大进步，已由采用锚泊定位、仅适用于浅水作业的铺缆船发展为采用动力定位技术、能满足深海作业需求的铺缆船。

为提高市场竞争力，铺缆船在浅水作业区、深水作业区应采用不同的动力来完成铺缆作业。浅水作业区铺缆船上的牵引系统应能有效解决传统锚泊定位铺缆作业存在的辅助时间长、效率低和劳动强度大等问题，同时能减少辅助船使用量，提高铺缆作业效率。

1 牵引机构作业流程

牵引机构[1]主要作用是使铺缆船在作业时沿着既定的铺缆路线完成牵引船、移船等操作，主要由牵引绞车、换缆装置[2]、甲板储缆绞车、舱内储缆绞车和导向滚轮组、抛锚艇绞车及控制系统等组成。

为保证连续铺缆作业，牵引机构采用2条线路切换的设计（见图1），其工作流程为：当线路A的牵引绞车运转时，甲板储缆绞车辅助张力并将缆索缠绕到卷筒上；当缠绕一段钢缆接近末端后，通过换缆装置将前后钢缆接头连接件卡住，解开卸扣，前段钢缆末端继续缠绕到线路A的甲板储缆绞车卷筒上；随后将卡在换缆装置上的后段钢缆切换到线路B的甲板储缆绞车上，继续进行牵引收缆工作。在线路B的牵引绞车与储缆绞车工作的同时，线路A的甲板储缆绞车钢缆通过滑轮组转移到舱内的储缆绞车上。反之，在线路A的牵引绞车与储缆绞车工作的同时，线路B的甲板储缆绞车钢缆通过滑轮组转移到舱内的储缆绞车上。舱内的储缆绞车钢缆释放是通过抛锚艇绞车回收并转到下一个抛锚点实现的。重复上述工作，从而实现牵引船舶铺缆连续作业。

图1 牵引机构作业示意

2 牵引机构组成设计

该牵引机构的设计重点包括以下几个方面：

1) 牵引绞车卷筒结构型式[3]及多圈缠绕通过快速连接卸扣时无卡阻、蹦缆、压缆现象或钢缆损伤；

2) 甲板储缆绞车卷筒能容纳钢缆快速连接卸扣结构；

式（1）中，被解释变量inboundit表示i地区t时期入境旅游人次的对数；policyit是政策虚拟变量，如果样本属于处理组（实施过境免签政策地区）取值为1，相反，如果样本属于对照组（未实施过境免签政策地区）取值为0；timeit为时间虚拟变量，政策实施前取值为0，政策实施后取值为1；Xit为控制变量；αi和γt分别表示个体效应和时间效应；Vit为随机干扰项。PSM-DID方法重点关注估计系数β3，衡量的是过境免签政策的净效应，即过境免签政策对入境旅游的促进作用。

3) 舱内储缆绞车卷筒能容纳多根大容缆量钢缆结构，钢缆之间的切换及排缆机构的要求；

4) 抛锚艇绞车钢缆释放控制的稳定性设计；

报道称，这种趋势何时会逆转现在还无法预见。电子商务的规模还在扩大，即便增长速度已经放缓。根据德国贸易协会公布的数据，去年德国网购营业额达到近490亿欧元。预计今年将再增长10%。

5) 导向滑轮组通过钢缆连接卸扣滑轮槽型设计；

1970年大古力水电站所处的美国以水电为主的西北太平洋电网和以火电为主的西南太平洋电网实现联网，形成西北大电网。原两电网冬、夏高峰负荷时间错开，两网所处地区水文也不同步，联网后负荷调节互补性很强。

6) 快速连接卸扣结构型式和强度要求。

通过对以上几个方面的重点研制和使用验证，排除牵引机构性能方面的隐患，保证整个牵引机构工作的连续性、稳定性、可靠性和安全性。

2.1 牵引绞车设计

牵引绞车（见图 2）是整个牵引系统的主要设备。绞车设计的重点是保证卷筒多圈缠绕有足够的摩擦力[4]，同时保证两段钢缆之间的快速连接卸扣通过卷筒时无卡阻、蹦缆、压缆现象或钢缆损伤。因此，连接卸扣的结构形式、尺寸、活动范围和运转形态直接关系到绞车牵引过程的可靠性、稳定性和安全性。对此，在与索具制作厂家共同研究讨论的基础上，通过理论分析和三维建模模拟分析，确定卷筒的节径，并利用与卷筒等径的试验装置验证卸扣在卷筒上运转状态。试验结果表明，由于卸扣外形较大，影响牵引效果并易损伤钢缆。经过仔细分析、论证，设置防压缆专用装置（见图3）。该装置的基本工作原理是在钢缆快速连接卸扣进入卷筒之前用油缸顶起，即使快速连接卸扣与卷筒表面分离，消除快速连接卸扣对缠绕钢缆的影响。通过改进试验验证，取得理想的效果，满足不同工况的使用要求。

图 2 牵引绞车

图 3 防压缆装置

2.2 甲板储缆绞车设计

甲板储缆绞车（见图4）是配合牵引工作的绞车，其拉力需足以满足牵引绞车在负载工况下产生的摩擦力。根据理论计算式[5]，有

式(1)中：ψZ为起升载荷的动载系数，查表取1.5；Smax为钢缆最大工作负载，以500000N为例；μ为钢缆与卷筒和压板间的摩擦因数，按摩擦面有无油脂，取0.12～0.16；a为安全圈在卷筒上的包角，rad；e为自然对数的底数，取2.71828。从卷绕3圈开始计算，代入数值得：第3圈 S1 = 7 8111N；第4圈 S2=36750 N；第5圈 S3 = 1 7 291N 。

我校是城乡结合部学校，学校现有12个教学班，教师31人，学生520人。其中，体育教师3人，兼职体育教师3人。学校运动设施完善，有标准篮球场2个、田径运动场及健身区约1200平方米、室内羽毛球场1个、室外羽毛球场7个，这些场地能够充分保证学生在校开展羽毛球运动。但我校启动羽毛球普及较迟，学生的技术基础有待提高，这要求我们开发出适合我校推广的器材设施。

以理论计算为基础，结合多年的设计制作经验，在确保安全因素和考虑摩擦效率等因素的前提下，设定甲板储缆绞车的工作负载为50kN，并进行工厂试验验证。

甲板储缆绞车结构设计重点是考虑钢缆快速连接卸扣对绞车卷筒缠绕且有序排列钢缆的影响。对此，卷筒采用分隔式结构，即快速连接卸扣与钢缆分开储存。工作时将辅助引缆挂在钢缆快速连接卸扣卷筒储存区，同时将快速连接卸扣卷入储存区，当钢缆从卷筒隔板缺口导入到钢缆储存区卷筒侧时，靠排缆器缠绕并有序排列钢缆。

为保证甲板储缆绞车与舱内储缆绞车动作的协调性，舱内储缆绞车收缆时甲板储缆绞车需有恒定的张力，绞车设置有动态阻尼制动器，保证在舱内储缆绞车预张力下钢缆排列整齐有序。

将海参苗撒入青岛琅琊周边海域的海底，用4至6年的时间培育它们，让它们在自然环境中长大，培育过程中不喂任何饲料，这是青岛琅琊龙湾海参股份有限公司坚持多年的“底播散养法”。由于被进行底播散养的海参在生长环境方面与海洋中自然生长的野生海参十分接近，因此受到不少海参食客的认可。青岛琅琊龙湾海参股份有限公司创始人高玉志将自家的海参称为“绿海参”，“绿”代表着绿色与健康，深耕海参养殖领域多年，他认为纯天然是高品质海参的要素。

2.3 舱内储缆绞车设计

舱内储缆绞车（见图 5）主要用来导入甲板储缆绞车的钢缆，其设计重点是考虑容纳多根大容缆量的卷筒结构受舱室空间的限制、钢缆之间的切换连接及排缆机构的要求。对此，经过反复论证和模拟分析，卷筒采用分隔式结构，根据钢缆数量设置相应的主储缆部分和存储快速卸扣部分。

图 4 甲板储缆绞车

图 5 舱内储缆绞车

舱内储缆绞车卷筒采用分隔式结构，排缆装置（见图6）结构的可靠性和稳定性尤为重要。为保证各卷筒有序排缆，采用电动伺服排缆机构，不仅可根据作业情况任意选择钢缆主储缆区对应位置的排缆，而且可根据现场的使用情况对伺服排缆进行实时调整。同时，考虑钢缆主储缆区的快速切换要求，排缆器导轮设置采用翻转的形式。

由于建筑工程自身的社会影响力较大，其施工技术的选择与应用已经突破了建筑物本身的实用价值等领域，同时也是社会发展进步的支撑点，相关工作人员需要具备深层次的技术处理能力，确保整个建筑工程的安全性和科学性。与此同时，在施工管理上，也要与新型技术相结合，做好施工现场的实时监督以及检验工作，避免出现规模较大的施工问题。

图6 排缆装置

2.4 抛锚艇绞车设计

抛锚艇绞车（见图7）主要用来与舱内储缆绞车配套使用，导入钢缆为下一个工作循环做准备，设计的重点是保证钢缆释放控制的稳定性。对此，设计采用空冷的阻尼制动器，满足抛锚艇绞车的使用工况要求。

2.5 导向滑轮组设计

导向滑轮组（见图8）主要用来改变钢缆的走向，设计重点是考虑钢缆连接接头如何顺利通过滑轮，通过滑轮槽型的优化设计、模拟分析和样品试验，有效保证快速连接卸扣满足使用要求。

图 7 抛锚艇绞车

2.6 快速连接卸扣

快速连接卸扣（见图9）用来连接钢缆，主要满足结构强度和快速拆装要求。通过分析论证和模拟试验，确定具体结构。

图 8 导向滑轮组

图9 快速连接卸扣

3 牵引机构试验验证

3.1 工厂试验

1) 分别对牵引绞车、甲板储缆绞车、舱内储缆绞车和抛锚艇绞车进行负载和速度测试，检查其性能参数、结构强度和刚性、传动件的温升、润滑和密封情况、噪声和振动及单机控制功能；

2) 通过快速连接卸扣形态试验，检查牵引绞车卷筒多圈缠绕时连接件运行的稳定性、可靠性和安全性。

融媒体是全球媒体信息多元化发展的必经之路，通俗地讲就是把传统的媒体形式（比如电视、广播、报刊杂志等）和新形式媒体（比如电子计算机、移动网络终端、平板电脑等）通过科学、合理、高效的方式进行融合，实现资源共享并把数据集中化处理后，再把加工出来的多元形式的信息资讯利用这些平台进行传播。也就是说融媒体是当前信息时代中媒体的自我发展趋势，并且是以互联网发展作为前提将各种媒体进行融合的方式。

通过牵引系统各组成件试验，验证设计的合理性和可靠性。

3.2 海上试验

进行牵引机构集成系统功能检测，包括：

1) 牵引机构系统组成件动作的协调性；

2) 牵引机构工作时，防压缆装置和掣缆换缆装置动作的可靠性、安全性；

110-A2-3方案配电装置楼除主变压器室外墙外，其他外墙在满足规范要求的耐火极限前提下，主要考虑外围护和节能要求。根据前面墙体节能计算，综合考虑外墙的耐火时间要求，一般外墙的构造层次设计为金属岩棉夹芯板(双面单层彩钢板，中间填充70 mm厚容重100 kg/m3的岩棉)+轻钢龙骨单面钉耐火纸面石膏板(20 mm厚)。

3) 铺缆船作业工况下，牵引绞车、甲板储缆绞车、舱内储缆绞车和抛锚艇绞车的性能参数；

4) 控制系统性能。

通过海上试航，解决存在的问题，满足客户的使用要求，达到设计的预期效果。

随着我国经济企稳和转型升级，跨境资本流动基本稳定，人民币汇率自2017年12月中旬以来处于升值阶段。2017年12月15日到2018年1月9日，人民币中间价上升了1145个基点。这已基本反映基本面变化。2018年1月央行宣布暂停逆周期调节。暂停当日下午，离岸价与在岸价双跌，创下近两个半月的最大日间跌幅。