第7章舱口盖和滚装设备

第一节舱口盖的结构形式一、概述货舱舱口盖是船上货舱区域甲板开口的关闭装置，属于货物垂向卸用的通道设备。现在海船上多采用钢质舱口盖。舱口盖基本组成部分：盖板结构、密封装置、压紧装置、支撑装置、限位装置。钢制机械舱口盖形式有：吊离式、单拉式、铰翻式、折叠式、直拉式、滚移式、背载式、伸缩式、卷收式、滑移式等，以及多种形式组合舱口盖。近代钢质货船中常用的为吊离式、单拉式、折叠式、侧移式、背载式等5种，而单拉式的使用也日益减少。舱口盖操作方式主要有钢索操作和电动/液压操作两种，钢索操作主要借助于起货设备，而电动/液压操作则是通过油缸、液压马达或开舱机进行驱动。二、盖板结构1、结构形式顶部由顶尖、折角顶及平顶组成。结构有开式、闭式及局部闭式。2、组成开式结构盖板一般由梁及板组成。主要构件为顶板、端板、侧板、纵梁、横梁及扶强材等构件。闭式结构由顶板、端板、侧板、纵向和横向桁材及扶强材等组成板架。3、主梁腹板二、盖板结构4、变截面梁设计变截面梁可减轻盖板结构质量。5、侧部及端部减低侧部或端部高度，可减少质量和降低盖板上所载运的集装箱重心高度，甚至对于某些舱口盖的启闭运动有利，但也会导致梁部腹板有过大切应力，因此需增加端部腹板厚度。6、常用结构布置第二节舱口盖一、吊离式舱口盖1.简介吊离式舱口盖的各块盖板之间既无连接装置也无传动装置，盖板上装有起吊眼或集装箱起吊底座，由船上、岸上起货设备或集装箱吊架直接将盖板吊离。这种舱口盖既适用于露天甲板，也适用于中间甲板。2、操作（1）通过钢索、卸扣、眼板，用船上或岸上起货设备吊离盖板；（2）用码头上集装箱专用吊架系住盖板上集装箱起吊底座吊离盖板；（3）通过4只扭锁式集装箱起吊座、钢索及吊环组成集装箱吊具，系住盖板上集装箱起吊座，用船上或岸上起货设备吊离盖板。3、特点及应用其适用于各种长度的舱口，也适用于各层甲板舱口。较多应用在全集装箱露天甲板、多用途船中间甲板及长舱口舱口盖。不适用于无起货设备的散货船。二、单拉式舱口盖1、简介单拉式舱口盖由艏端盖板、艉端盖板及多块中间盖板组成。盖板两侧装有偏心轮（或滚轮）、平衡轮、衔接器及顶升眼板。各盖板之间的平衡轮有链条链接。2、操作（1）钢索操作（2）长链传动（3）固定链传动3、特点及应用普通型单拉式属于低收藏舱口盖，开启省力，布置上适应性较强，曾广泛应用于舱口宽度小、甲板货物载荷小的中小型干货船上。由于现代钢质货船的舱口、甲板货物越来越大，单拉式舱口盖使用日趋减少。三、折叠式舱口盖1、简介折叠式舱口盖，一般由两块盖板组成，称单对折叠式；由两对或以上的盖板组成的折叠式称为多对折叠式舱口盖。盖板之间用铰链连接，近舱口端部两侧设置滚轮。2、特点及应用（1）折叠式舱口盖由于强度好，不易损坏，启闭操作简单，收藏长度及高度适应性大等优点，广泛应用于普通干货船、多用途船、冷藏船、木材运输船及中小型货船。根据舱口长度和收藏地位进行盖板分块，确定盖板对数及收藏方向；（2）多对折叠式结构复杂，可靠性不如单对折叠式，加之维修保养不便，因此较少使用；（3）向两端开启的舱盖，如无局部开启的装载要求，分离缝一般设在舱口长度中间，盖板艏艉对称布置；（4）多用途船舱口上下均装载集装箱时，为满足局部开启要求，分离缝位置根据舱口盖上下集装箱位置来确定。四、侧移式舱口盖1、简介侧移式舱口盖通常由一块或两块盖板组成，舱口盖上设有滚行装置、顶升装置、密封装置、连接装置、限位装置及驱动装置。盖板水平滚移，收藏于舱口侧部外导架处。2、特点及应用侧移式舱口盖属于低收藏舱口盖，结构简单，开启省力，保养容易等特点，适合于较大、较重的盖板，广泛应用于舱口宽度50%以下的40000~150000t级大型散货船、矿谷两用船及矿谷油三用船。3、驱动方式（1）钢索传动（2）长链传动（3）齿轮、齿条驱动液压侧移式单块侧移式五、背载式舱口盖1、简介背载式舱口盖又称提升-滚移式舱口盖，是从滚移式舱口盖发展演变而成的一种形式。盖板成对滚移，其中一块为动力盖板，外侧装有滚轮，滚轮下均设低顶升油缸，滚轮顶起后，可在轨道上滚行；另一块为无动力盖板，外侧装有伸举臂，四只竖立的高顶升油缸装在外伸臂下方的舱口围旁。2、驱动方式（1）长链传动（2）固定链传动（3）内置驱动装置（4）齿轮、齿条驱动3、特点及应用（1）特点之一是盖板水平滚移，每次仅驱动一块或两块盖板，开启力小，因此盖板可设计很大，特点之二是盖板能在货船开口内外滚移；（2）适用于舱口宽度达船宽85%~90%的货船；（3）适用于特长舱口的多用途船；（4）适用于大型散货船；（5）适用于无收藏地位的中间甲板。第三节盖板结构强度一、CCS舱口盖要求舱口盖的盖板结构强度应按各国船级社及IACS的规定进行计算。CCS对于负荷、许用应力、许用挠度及支撑构件有效带板宽度也做出了相应的要求。二、密封装置1、一般要求（1）露天甲板和液舱上的钢质舱口盖应采用通用的密封装置，以满足船级社要求；（2）对微小渗漏造成的湿气特别敏感的货物，其舱口盖密封填料和排水设施可做特殊考虑，并须经船级社认可。舱口盖橡胶密封条舱口盖密封带2、设计要求（1）舱口盖本体及其承载负荷，均由钢结构承受，并传递到舱口围上，而不是由密封材料传递；（2）应采用受压后能满足风雨密封要求的质地较软的弹性材料制成的密封填料来密封，与密封填料相接触的压紧条应呈圆弧状，并用抗腐蚀材料制成；（3）由于船体变形使舱口盖和船体结构之间或相邻盖板之间有较大相对位移的船舶，密封填料及紧固装置应作特殊考虑；（4）密封填料的材质、形式及压缩量，应与舱口盖形式、紧固装置形式及舱口盖与船体结构之间预估算的相对挠度、位移一并考虑；（5）为了保证紧固装置之间整个距离范围内有足够的密封压力，舱口盖边缘构件的惯性矩距离应按船级社规定进行校核，并按规范要求在安装以后进行密封性试验。3、常用密封橡皮（以下列出一部分）4、无程序操作舱口盖的密封形式当吊离式舱口盖上载运集装箱时，如需实现局部开启舱口盖，必须采用适当的无程序操作的密封形式，通常有以下几种：（1）压入式密封装置；（2）抽气密封装置；（3）Ω形充气密封装置；（4）旋转密封装置；（5）双道平板橡皮。三、压紧装置压紧装置设置于舱口盖四周及相邻盖板之间接缝处。主要作用是将舱口盖与舱口周围锁紧或将相邻盖板相互锁紧，同时也能保证舱口盖密封装置有效。1、压紧装置形式（1）以压紧机构分类：螺杆式、连杆式、旋转式（2）以操作方式分类：手动快速压紧器、液压压紧器、自动压紧器（3）以受力大小分类：普通轻型压紧器、重型压紧器（4）以布置方式分类：上置式、下置式（又可分为上开式/下开式）、平置式2、基本要求LACS及各国船级社规范对于干货露天甲板风雨密封舱口盖的规定装置均有规定。3、液压装置布置要求4、承载集装箱的舱口盖压紧装置拉力计算对于船级社没有明确规定，可采用如下估算公式来求得压紧器的拉力：FLF=QLQ-WLW注意应用上述计算公式时，许用应力不得超过材料屈服强度的80%。为了防止盖板对舱口围面板作水平方向移动，舱口盖必须设置限制装置，以免压紧器承受水平力。四、支撑装置舱口盖本体及其盖板上载运的货物所产生的垂向力，由支撑块传递给舱口围。支撑块设置在横梁或纵梁等主要受力构件端部下方。支撑装置设计应考虑到舱口盖与舱口围之间的水平移动，为确保支撑装置使用寿命，应减小支撑表面压力。对于负荷大，且支撑表面有较大位移的支撑装置，建议采用防腐蚀、耐磨损或低摩擦系数的材料。如经船级社许可，也可采用非金属支撑材料。1、支撑装置型式支撑装置有以下型式：低碳钢/低碳钢；硬质材料/高强度钢；硬质材料/软质材料；弹性垫块/不锈钢板；含油衬垫/不锈钢板；聚四氟乙烯衬垫/不锈钢板。2、支撑衬垫表面许用应力支撑衬垫上下支撑接触表面许用应力按各国船级社规范要求，规范无明确要求情况下则按照公式计算出名义许用应力Pn和最大许用应力Pnmax。名义许用应力Pn：上下支撑面均为普通结构钢：Pn=25N/mm2上下支撑面均为不同硬度的淬硬钢：Pn=35N/mm2最大许用应力Pnmax：上下支撑表面无相对移动的支撑衬垫：Pnmax=3Pn上下支撑表面有相对移动的支撑衬垫：Pnmax=dPn式中d=3.75~0.015Lpp,且1≤d≤3，对部分装载，d不小于2。3、支撑衬垫的水平摩擦力支撑衬垫的水平摩擦力Ph按下式计算：Ph=μPvd½4、支撑衬垫的位移支撑衬垫的位移值，应根据限位装置的位置、船体翘曲变形及舱口围板弯曲挠度的预计值来确定。五、限位装置装载货物的舱口盖在航行中由于船舶横摇和纵摇所产生的横向力和纵向力由横向限位装置及纵向限位装置传递给舱口围板。限位装置应根据舱口盖型式及货物负荷大小合理布置以减小作用力，并且应尽可能减少限位装置数量。1、设计要点2、典型水平限位型式典型水平限位型式有纵向限位装置以及横向限位装置两种。3、舱口盖上的水平力装载在舱口盖上的货物因船舶运动加速度所产生的水平力，应按各国船级社规定要求计算，如无规范要求，则建议按照德国船级社（LG1997）要求计算。总的纵向力P=0.2gM总的横向力P=0.5gM式中g-重力加速度，取9.81m/s²，M-舱口盖上的货物质量（t）。4、水平力作用下接触面的许用压力水平力作用下限位装置接触面的许用压力应按各国船级社规定要求计算。5、水平限位装置典型布置（1）纵向各板块的限位装置典型布置（2）横向多板块的限位装置典型布置（3）相互连接的盖板六、滚轮装置1、概述除了吊离式舱口盖以外，几乎所有机械传动舱口盖上都安装滚轮装置。当采用非标准滚轮时，应采用以下设计要求，此方法也适用于滚柱及导向滚轮。2、设计要求设计中常用4种形式:（1）舱口盖一侧为带双凸缘的双凸缘在导轨上，另一侧为平滚轮在导轨上，这是最基本的形式；（2）舱口盖两侧均为平滚轮；（3）舱口盖一侧为双凸缘滚轮，凸缘边在舱口围板上滚行，导轨仅起到导向作用，上表面与轮子不接触，另一侧为平滚轮，直接在舱口围栏面板上滚行；（4）舱口盖两侧均为平滚轮在导轨上滚行，但其中一侧另设两只独立水平导向滚轮分别作用于导轨两侧，起导向作用，适用于机构会产生很大侧向的舱口盖。3、滚轮上径向力与轴向力计算4、接触应力计算5、滚轮及导轨常用材料选用材料时必须遵循滚轮比导轨硬这一原则。6、滚轮装置摩擦系数7、舱口盖滚轮摩擦系数推荐值8、滚轮装置形式及特点第四节滚装设备滚装设备是滚装船上的专用通道设备。滚装船的货物装卸是使用带轮的装载设备，通过设在船上的滚装通道开进开出或称滚进滚出来完成。因此它属于水平装卸方式。滚装设备按用途可分为以下四大类：（1）跳板（2）活动汽车甲板（3）升降平台（4）活动内坡道一、跳板跳板是滚装船上最主要的不可缺少的设备，是滚装船与码头连接设备。由于滚装船货物装卸需通过跳板进出船舱，它的选型和设计会直接影响到船舶的使用。1、跳板的类型按位置：艉跳板、舷侧跳板、艏跳板三类。按形式：直跳板、斜跳板、旋转跳板、半旋转跳板四类。不管何种跳板，外端常铰接一段翼板。当船横摇带动跳板扭转时，翼板都能服帖于码头平面。为了简化机构和降低成本，常将跳板兼用作水密门。（1）直跳板跳板的中心线与船体中心线平行重合或垂直的跳板。最为简单，经济，但对于码头有一定要求，只能停靠L型码头或浮码头。（2）斜跳板跳板的中心线与船体中心线成一定角度（30°~45°）的跳板。通常设于船尾，可向左舷布置，但通常向右舷居多。比直跳板灵活，但只能在一侧靠码头。（3）旋转跳板它是指能从船体中心线向两舷旋转的跳板。设置在船尾，使滚装船停靠码头有较大的灵活性。跳板的旋转由操纵收放的两台绞车来兼顾完成。（4）半旋转跳板它是指从平行于船体中心线位置只能向一侧旋转的跳板，其安装位置与斜跳板相似，向某一舷侧（一般为右