船用液压吊艇机的设计

　　1 问题的提出

　　船用吊艇机是吊艇架的动力操纵设备，完成吊放小艇的任务。要求收放钢缆的速度在36～58 m／min之间，当前船上都采用机械式吊艇机，一般由电机、减速装置、离心刹车装置、单向制动装置和人力刹车组成。它存在的不足：传动机械占用甲板空间较大；启动平稳性不够好；速度调节不方便；机件润滑条件不好，易出故障。

　　然而液压传动具有以下优点：一是液压传动装置体积小、重量轻，占用空间小；二是运动惯性小，起动、换向较迅速、平稳；二是速度调节方便，能实现无级调速，易于实现自动化和自动过载保护；三是采用油液作介质，零件润滑性好，使用寿命长；四是液压组件都是标准化、系列化产品，便于设计制造和推广应用。当然液压传动也存在传动效率较低、传动比不准确、成本较求准确的传动比和很高的效率等。

　　从以上的比较可以看出，在吊艇机械中，采用液压传动更为合适。以前采用机械传动主要是考虑建设成本。下面就介绍该液压吊艇机系统的设计。

　　2 系统设计方案

　　该系统由液压泵、液压阀、液压马达、离合器、滚筒、制动器和支架等部件组成。设计时，从结构简单考虑，选用低速大转矩的静力平衡式径向柱塞液压马达，其收放钢缆的速度在30～60 m／min之间，可以满足要求，同时省去了笨重的减速装置。该液压绞车的工作原理是用低速大转矩的静力平衡式径向柱塞液压马达，通过离合器的结合驱动绞车滚筒。在滚筒上设计有液压刹车装置，液压绞车的正、反转靠控制方向阀来实现，绞车转速用改变液压泵输入到液压马达的油量大小来调节，从而达到举升的目的。

　　2．1 液压绞车机械结构

　　液压绞车的机械部分与一般绞车相似，由主轴、带式制动器、滚筒和支架等部件组成等组成，其示意图如图1所示。滚筒浮套在主轴上，由牙嵌式离合器控制滚筒与主轴的结合与分离，在滚筒上设有液压刹车装置。

　　图1 机械传动示意图

　　液压刹车装置的结构示意图如图2所示。刹车带套在滚筒刹车轮盘的外周上。刹车液压缸内部装有活塞和弹簧。当刹车液压缸不通人压力油时，在弹簧力作用下，推动活塞向下，通过杠杆将刹车带刹紧。从刹车液压缸的下部油口进入压力油而使液压缸上部通回油时，油压推动活塞并克服弹簧力上移，活塞即带动杠杆绕支点逆时针方向转动，使刹车带松开。

　　图2 液压刹车装置示意图

　　2．2 液压绞车液压系统

　　液压绞车的液压系统由动力源部分、执行元件、控制元件和辅助元件组成。系统元件体积小、重量轻，可以依附在吊艇架上，占用甲板空间很小。其主回路液压系统原理如图3所示。吊放小艇由静力平衡式径向柱塞液压马达驱动。根据马达压力要求，液压泵选用轴向柱塞泵，系统最大工作压力为14 MPa，由溢流阀调定。调速阀与执行元件并联，组成旁路节流调速回路，溢流阀在系统中作安全阀用。换向阀采用“M”型滑阀机能，在中位时能够使液压泵卸载。