海上漂浮输油软管收放绞车的液压系统设计

　　1 引言

　　油船海上多点系泊装置用于在无卸油码头的地方给油船装卸油，由于油船多点系泊装置离海岸有一定的距离，需要在油船多点系泊装置和海岸间铺设一条海上漂浮软管用于油船装卸油，为铺设和撤收这条海上漂浮软管，我们专门研制了软管收放绞车，结构见图1所示。其中软管卷盘是收放海上漂浮软管的主要装置，可盘卷直径150 mm、长1500 m的软管，由软管液压马达通过链轮装置驱动；钢丝绳卷盘是铺设海上软管的辅助装置，可盘卷直径10 mm、长500 m的钢丝绳，由钢丝绳卷盘液压马达直接驱动；软管排管器是一个双螺旋线往复机构，在撤收软管时可把软管整齐地排绕在软管卷盘上。装置工作原理如下：需要铺设海上漂浮输油软管时，首先把软管收放装置安装在工作船的尾甲板上。工作船行驶至岸边，在尽可能靠近岸边处调向，使工作船尾部朝向岸滩，起动装置的钢丝绳卷盘，放出钢丝绳至岸上，钢丝绳通过岸上转向滑轮装置后，返回至船上，挂在盘绕在软管卷盘上的软管开始端，松开软管卷盘的离合器，反向起动钢丝绳卷盘，回绕钢丝绳，把软管牵至岸上固定，然后工作船缓慢前进，同时放出软管，放完软管后，把软管固定在海上油船系泊处，软管就铺设完毕。撤收软管时，先捞上软管在海上的一端，软管通过软管排管器后连在软管卷盘上，松开软管岸上固定处，起动软管卷盘，回绕软管，就可完成软管的撤收工作。

　　1．软管卷盘2．软管排管器3．钢丝绳卷盘4．液压泵

　　5．发动机6．钢丝绳卷盘马达7．液压油箱8．操作控制台9．软管卷盘马

　　图1 海上漂浮软管收放绞车示意图

　　2 软管收放绞车的功能需求及工况分析

　　1)软管收放绞车的功能要求

　　根据工作需要，软管收放绞车的软管卷盘和钢丝绳卷盘都应能正反两方向旋转，两卷盘的旋转速度能无级调节，其中软管卷盘的旋转速度在0—20 r／min间连续可调；钢丝绳卷盘的旋转速度在0—30 r／min间连续可调。

　　2)软管收放绞车所需的最大功率

　　软管收放绞车的主要工作任务有二个：一是在铺设软管时用钢丝绳卷盘把软管牵引至岸上固定；二是用软管卷盘撤收软管。

　　在撤收软管时，作用在软管绞车上的软管拉力随撤收软管的长度而变化，刚开始撤收软管时卷盘所受的拉力最大，为11．206 kN，然后逐渐减小，快全部撤收完后为零。由于软管撤收后，盘绕在软管卷盘上，使软管卷盘的直径越来越大，因此，作用在软管卷盘上的转矩是随撤收软管的长度而不断变化，经计算，软管卷盘所需转矩同撤收软管长度之间的关系见图2。转矩先是增大，到撤收软管400 m时达到最大值，为6．750km，随后逐渐减小至零。软管卷盘所需的最大功率为22．5 kW，最小为零，是一个典型的变功率系统。