轻型吊杆装置

第六章起货设备船舶装卸作业方式船舶自备起货设备港口起货设备两者联合6.1概述船舶自备起货设备岸上起货设备随船舶的用途及货物种类而定：6.1概述起货设备的形式和装卸方式吊杆起货设备回转式起重机6.1概述起货设备的种类船舶起货设备周期性作业连续作业吊货杆起重机升降机、输送带、提升机轻型吊重型吊单顶牵索+稳索双顶牵索无稳索单顶牵索+稳索双顶牵索无稳索固定式移动式固定于中线固定于船侧纵向移动(包括桥式)横向移动水上过载起货设备的分类与构成6.1概述安装在船舶或海洋结构物上吊杆、吊杆式起重机、升降机、吊动或转运货物的设备。6.1概述船舶起重设备的定义6.2吊杆起重设备的形式不超过10t的吊杆.起重柱(桅)—支承吊杆索具—顶牵索（千斤）、稳索（牵）、起货索（吊）眼板—固定索具滑轮—变向、省力绞车—起供索具动力吊货杆—支承索具提升、转移货物起重柱(桅)（一）轻型吊杆装置典型的轻型吊杆起重装置1、起重量较小时千斤索为单根钢索：图6一1(a)起重量较大时(单杆5t以上)，千斤索设置滑车组：图6一1（b）2、在吊货时为保持吊杆的吊举角不变，千斤索同吊杆定位链连接，或设置千斤索绞车。该绞车利用起货绞车的系缆卷筒带动。3、吊货索采用单根钢索或设置起货滑车组，由配置的起货绞车拉力决定。小结：1）带有单根吊货索和单根千斤索的吊货杆；2）带有起货滑车组和千斤索滑车组的吊货杆；3）带有千斤索绞车的吊货杆。单杆操作：吊杆的回转可由人工操作吊杆牵索实现，也可采用吊杆牵索绞车来实现。双杆操作：一根吊杆位于货舱口上部，另一根吊杆位于舷外，两根吊杆除了各自配有舷边固定的吊杆牵索外，在两根吊杆之间还设有吊杆间牵索。通常货物质量超过3t时，一般不采用双杆操作。（二）典型的重型吊杆装置1）吊杆下部的支撑端大多固定安装于甲板或平台上的带有转轴的基座上2）吊货索从吊杆端部的导索滑轮处引出后通过装于起重柱上方的导向滑车，再引导至绞车上，这样可减小吊杆的轴向压力。重型吊杆头部装置(a)为嵌入滑轮，是常用的形式。(b)和(c)用于当吊杆端部安装嵌入滑轮有困难时，采用的悬挂导索滑车和外侧导索滑车，这两种形式的缺点是会使吊杆受到偏心载荷。三、自回转变幅吊杆装置1、双顶牵索(千斤索)吊杆装置用于单杆操作的吊杆装置。单根吊杆配置了两根顶牵索。顶索与吊杆端部连接，经过设置在桅肩上的导向滑车，通向两台顶牵导索车，其装置如图6一6所示。为了使吊杆能最大限度地转向舷外，顶牵索导向滑车应当尽可能安装在远离船体中心线处。现有的该形式吊杆装置，已能实现吊杆从任一舷转向另一舷的回转角度超过160°。在桅杆上设置的支架的作用是当吊杆完全转出舷外时，能够保证顶牵索与吊杆之间有足够的角度，以便吊杆能反向转回到船舶的货舱口位置。在这一对顶牵索绞车同时而又均衡地旋转的情况下，吊杆将会升高或降低，当绞车的滚筒不是均衡地旋转或是按不同的方向旋转时，吊杆在升高或降低的同时就向着需要的方向间转。为了货物的起吊和下放，配置了第三台绞车起货绞车。所有3台绞车都可采用一般的起货绞车。但是为了使顶牵绞索车同步工作，必须设置双联控制器。2.两套双顶牵索吊杆装置采用两套双顶牵系，顶牵系通过横担同吊杆端部连接。吊杆的动作由3台绞车操纵，一台：起货绞车;两台顶牵索绞车是双滚筒绞车，顶牵索的动端正是绕在这一对滚筒上，每一根顶牵索有两个动端。其中一台顶牵索绞车用于吊杆升起和下降，把右面的和左面的顶牵索动端之一按相同的方向绕到这台绞车的一对滚筒上。另一台牵顶索绞车用于吊杆在水平面上的回转，为此，右面的和左面的顶牵索另一动端按相反的方向绕到绞车的一对滚筒上。横担在顶牵系的牵制下可以在吊杆的整个回转范围内，甚至当船舶倾斜时都可保持平衡状态。电动顶牵系绞车同步工作是由专用的双联控制器保证的，这种控制器由个人就可以操作吊杆的全部动作。2.吊货杆（单杆）布置要素吊货杆长度L影响因素:仰角、船宽、舱口长度、起重柱位置、舷外跨距。吊杆支座距甲板的高度H1：保证吊索绕至绞车卷筒、回转时，不妨碍人员操作。合理定取，减小受力。顶牵眼板高度H：6.3吊杆装置几何参数的确定包括吊杆长度；吊杆支撑固定处离开船舶甲板的高度；千斤索眼板悬挂点高度；L影响因素:仰角、船宽、舱口长度、起重柱位置、舷外跨距。H1保证吊索绕至绞车卷筒、回转时，不妨碍人员操作。合理定取，减小受力。HLHH1b3.5~4m2/3b15°一、单杆操作吊货杆长度的确定吊货杆的长度应保证能通过相应的舱口对货舱内的货物进行装卸以及向港口码头或船只进行货物装卸。轻型吊杆在吊举角不变的情况下进行单杆操作时，吊杆在转动时，其在平面上的投影长度保持不变。因而吊杆长度的确定主要取决于:吊举角、船宽、货舱口长度、起重柱到舱口围板的距离、吊杆必须的舷外跨距、吊杆自船体中心线量起的回转角以及吊杆支撑点离开舷墙顶部的高度等。船宽舱宽起重柱吊杆吊举角可按下述方法确定:(1)端部在货舱口平面的投影位置，离开最近起重柱的货舱口围板的距离不小于2/3舱口长度;(2)吊杆端部的高度，如果运送货物的尺寸没有特殊的要求，则从舱口围板(或舷墙)上缘量起不小于5—6m。起重柱到货舱口围板的距离取决于起货绞车的大小以及工作走道的尺寸，通常为3.5一4m。吊杆的舷外跨距：吊杆的舷外跨距应从最大船宽处的舷边量起，而且应保证能伸到码头上的装卸货物(为了货物的安全，离开码头边缘应有足够的趾离)。通常对于轻型吊杆(吊举角为45°时)最小跨距为2.0一2.5m;一般情况下为3—5m。对于重型吊杆(吊举角为30一50°时)，最小跨距为4一5m;一般情况下为5.5一6m。吊杆舷外极限回转角当吊杆安装在无支索的起重柱上时，其回转角为45°一60°，此时吊杆牵索(或千斤索)的极限位置应能保证吊杆从舷侧转到货舱口上部位置。当吊杆安装在有支索的起重柱上时，支索的分布限制了吊杆的回转角。吊杆支撑固定点离开船舷的距离取决于起货设备配置的结构特点。单柱桅的桅肩长度和安装吊杆座的横挡长度不超过4.5一5m。门型桅杆两起重柱之间的距离可达6一8m。二、双杆操作吊货杆长度的确定按ZC1999年《起重设定法定检验技术规则》的规定，双杆操作时，舷内、外吊货杆处于同一实际工作中的最小仰角下，吊货杆的工作范围和长度满足以下要求，如图6一8所示:（1)舷外吊货杆的舷外跨距C应不小于中部船宽以外3.5m，或船舶所有人要求的舷外跨距。(2)舷内吊杆头部在货舱口内的投影位置应位于:①货舱口配有一对吊杆时，离货舱口对边距离L不大于L/5.(L为货舱口长度);②货舱口配有两对吊杆时，离货舱口对边距离L不大于L/3;③离货舱口边的距离为1.5m。（3）在起货索夹角为120°时，起货索连接点(三角眼板)距舷墙或货舱口围板上缘的高度h应不小于:当SWL≤19.6KN，h=5m;当SWL≥19.6KN，h=6mSWL为双杆操作安全工作负荷。在某种情况下，如上述高度h尚不能适应使用情况时应适当的增加。轻型吊杆的吊杆支座一般直接装在桅杆、起重柱或桅杆横挡上。吊杆支座离开设置起货绞车的甲板安装高度应当保证吊杆索能正确的缠绕到绞车滚筒上去，而且在吊杆回转时不至妨碍操作人员的工作。轻型吊杆支座安装高度，对杂货船上通常为2.25一2.5m;运木船上通常为3.0-3.5m重型吊杆的支座在大多数情况下设置于桅杆根部处，离开甲板只有很小的高度，约0.7一1.0m。三、吊杆支座离开甲板的高度千斤索眼板的高度(h)同吊杆长度（l）的比值h/l，是起货设备零件受力分配的基本参数。数值h根据桅杆或起重柱的高度子以确定或选择。比值h/l的范围很大:当轻型吊杆安装在桅杆上时，h/l=0.8一1.2;当轻型吊杆安装在起重机上时，h/l=0.4-0.8;当设置币型吊杆时，h/l=0.9一1.2。四、千斤索眼板的高度减小比值h/l，从缩减桅杆和起重柱结构尺寸的观点来看是合理的。因为弯矩同高度无关，但是当比值h/l减小时，吊杆的压力和千斤索张力都会增加。(前提条件：吊杆位置不变；论证：当h/l减小时吊杆上的力和千金索的受力变化情况）Ghl6.3吊货杆（单杆）受力分析1、图解法起货索拉力S=QkK=1+μ取一定比例长度代表受力大小。按平面汇交力系和作角力的方向，作图求解各力的大小（吊杆和索具）。——μ摩擦和僵性损失系数SST1TTQRQRTS1ST1S2、解析法起货索拉力S=Qk吊杆压力顶牵索拉力分析：R与θ无关，与桅和吊杆的几何尺度比l/H和滑轮有关；T与滑轮无关，与l/H和θ有关。结论：要使R小，l/H要小，即桅要高大（l/H=0.4～1.5）)(sin2)(1)(2HlHlpQTSpQRHl)(分析吊杆为长细杆件,在压力R的作用下,主要考虑其刚度影响及自重和偏心作用引起的弯矩。欧拉荷重：l—吊杆长度故吊杆受力：R—轴向力等截面吊杆轴向力：n、n′—安全系数变截面吊杆轴向力：E—材料弹性模数J—截面惯性矩k—修正系数22lEJcrPcrPRn22nlEJR2lnkEJR6.4吊货杆强度与稳定性弯矩偏心弯矩：自重弯矩：(等截面c=8,变截面c=7.5)应力:安全系数:n=2～2.5规范要求:吊杆壁厚≮4mm；中部外径≮30倍壁厚,亦≯50倍；中部截面长度≮1/3总长；两端直径可减至中部的65%；核准后标上安全许用标记。eRmcqlM2nRPRWMWmARscr][)1(max桅（起重柱）强度与稳定性作用支帆、悬吊信号、支承吊杆和索具。类型单桅、门桅、V形桅、支张桅、三角桅（桁架桅）布置要求根深两层甲板，直径保持不变；最小壁厚≮6mm，兼作通风孔≮7mm，桅（起重柱）强度受力分析顶牵索悬挂点索拉力T垂直和水平分量T⊥、TH支承点吊杆压力R垂直和水平分量R⊥、RH起货索张力S垂直和水平分量S⊥、SHSSST1TTQRRSTTTSSRRH⊥⊥⊥HHT⊥THHRR⊥SS⊥HHL刚度三个力的作用，使桅顶变形。可视为各个力分别作用变形之和。即：SHRHTHfff+=fTHTHSRHHRH-SHfRH-SHfTHf刚度（1）等截面桅顶牵索水平力引起的顶端挠度：承座处起货索、吊杆水平力引起的挠度：则综合顶端挠度：规范规定：f≯L/170033EJLTTHHf)(:2123330HLEJSRSHRHHfHH333003HfffEJSREJLTSHRHTHHHH刚度（2）变截面桅变截面系数：规范规定：f≯L/170033EJLTTHHf)294(1614/302/04/0LLLJJJJJJ333003HfffEJSREJLTSHRHTHHHH强度（1）吊杆承座处受力（2）甲板处受力)()(efTHLTMHfLHSSRS⊥HRHRTTTH⊥ee1GTN))(()()(11feSRefTHSRLTMHHHGSRTN6.5船用起重机6.5船用起重机选择原理：（1）驱动动力形式，往往取决船东的选择。（2）起吊能力的大小，(集装箱36-40T)主要取决装卸货物的种类，同时也应考虑造价的因素。（3）跨度的大小，通常舷外跨距应不小于6m左右，同时也要满足舱内装卸的要求。（4）起重机的回转，变幅和起货速度等这些参数在各厂商的产品样本上均已标明。布置：船用起重机通常布置在两货舱间的船体中心线上，对集装箱船，应选择细长型的起重机。货物通道设备定义货物通过的开口的盖合部件及其控制、传动机构和附件。（1）垂直通道—舱口盖（2）横向通道—滚装设备舱口盖的作用及设计要求（1）作用—对通道实现闭合，风雨密、提供货场。（2）要求—开闭迅速、可靠，操作、维修简单，密性良好，保证船舶在开口部分的强度。舱口盖类型与特征（1）类型按材料分：木质、金属按启闭方式分：折叠式、滚动式、移动式、提升式（2）要求—开闭迅速、可靠，操作、维修简单，密性良好，保证船舶在开口部分的强度。货物通道设备集装箱系固与绑扎设备集装箱系固与绑扎设备集装箱系固与绑扎设备集装箱系固与绑扎设备1.集