系泊设备(船舶结构与设备课件).ppt

第四章 系泊设备,（二） 第一节 系船缆 第二节 系船缆的名称、作用与配备 第三节 系泊设备的组成 第四节 系泊设备的检查保养和使用注意事项 第五节 系离码头作业概述,第一节 系 船 缆,一、系船缆的种类和特点 系船缆(系船索)：用于船舶系固于码头、浮筒、他船或拖带的绳索。 要求：具有强度大、耐腐蚀、耐磨、密度小、弹性适中、质地柔软、使用方便等特点。,(一)按结构方式分: 搓绞绳 、编绞绳 、编织绳,(二)按材料分: 1.纤维缆 有植物纤维缆和化纤缆两种。 应由CCS认可的工厂制造，并应符合CCS接受的有关标准。 1)植物纤维缆白棕绳、棉麻绳及油麻绳三种。 2) 化纤缆绳主要有以下几种： （1）尼龙绳(锦纶绳)：是化纤绳中强度最大的一种。特点是耐磨，对酸碱和油类等有一定的抵抗能力，但伸长率较大，弹性大，有一定吸水性，耐气候能力较差，曝晒过久强度会下降。,棉麻绳,涤纶绳,尼龙绳,白棕绳,油麻绳,丙纶绳,（2)涤纶绳：强度仅次于尼龙绳，最耐高温和耐气候，适应 于高负荷连续磨擦，抗酸、碱和油类能力强，吸水率仅为 0.4%，价格最高。 （3)丙纶绳和乙纶绳：特性相似，即密度较小，能浮于水面， 吸水性不大，低温时仍具有足够强度，柔软便于操作。乙纶 绳对化学物品抗蚀性最强； 丙纶绳耐磨，其破断力为 尼龙缆破断力的51%66%，是目前船上配备较多的一 种缆绳。两种缆绳都不耐热。,乙纶绳,（4)维尼龙绳：强度在化纤 绳中最小，外表很象棉纱 绳，弹性差，吸水性最大， 耐油类和盐类物质，耐气 候，价格便宜。,维尼龙绳,2.钢丝缆,1)特点：强度大、重量轻、使用寿命长。 2)种类：有硬、半硬和软钢丝缆三种。 硬钢丝绳：由6股钢丝股绕着一股钢丝股芯搓成。无油麻 芯，是最硬的钢丝绳，操作不便，但强度最大。除用于大桅 和烟囱等支索(静索)外，还可用作拖索和系船索。 半硬钢丝绳：由6股钢丝股绕着一股油麻芯搓成。中间有 一股油麻芯。强度较大，比硬钢丝软，操作较方便。一般用 作拖缆、保险缆和系船缆，也可用作重型吊杆的吊货索。,软钢丝绳：与半硬钢丝绳基本相同，但在每一股钢丝股内还有一股油麻芯，共有7股油麻芯。最柔软，便于操作，强度最小，一般用于系船缆、吊货索、吊艇索及系固等。 3)油麻芯的作用：起衬垫作用，减少内部磨擦；增加柔软度，便于操作；防止内部锈蚀；起润滑作用。 4)钢丝绳的软硬不仅与油麻芯有关，与钢丝的韧性及结构形式也有关，同结构类型同直径的钢丝绳丝数越多越软。,5)钢丝缆的要求 CCS材料与焊接规范规定，用作系船索、拖索和尾锚索的钢丝绳应符合以下要求： 应采用优质碳素结构钢，其硫、磷含量应0.035%。 钢丝的抗拉强度一般应在14201570N/mm2、15701770N/mm2或17701960N/mm2的范围内。 应采用全镀锌的钢丝绞制成。 6)钢丝缆的规格 钢丝缆的规格除用股数和 丝数表达外，还需用绳索 的截面外接圆直径(mm)来 表示。,7)钢丝绳的重量 钢丝绳的重量估算公式为： Wkd2 式中： W每米钢丝绳的重量(kg)； d 钢丝绳直径(cm)； k 系数，硬钢丝绳、半硬钢丝绳取0.35，软钢丝绳 取0.30。,3.复合缆 复合绳每股均有金属丝核心，外覆纤维护套，有3、4或6股，可用于系船缆或拖缆。缆绳强度较大，一根周长8.5in粗的复合缆的强度相当于同样粗细的2.5根丙纶缆的强度。,二、缆绳的强度及规格,1）缆绳的规格（粗细） 除用股数和丝书表达外，还需用以绳索截面的外圆直径D（mm） 和周长C（in）来衡量，其换算关系近似为： C/D1/8 2）缆绳长度： 钢丝缆：一般为220m，也有50mm一捆。 纤维缆：一般为220m 一捆（拧绞）； 过去有100m一捆（编制）。 3)系缆重量 钢丝缆估算公式：Wkd2 式中：W-每100m钢丝缆的重量（kg） d-钢丝缆直径（mm） k-系数 系数k硬钢丝绳、半硬钢丝绳取0.35；软钢丝绳取0.3。,4)系缆强度 （1） 破断强度：指缆绳在拉力试验机上逐渐增大受力，直至断裂时所承受的最大拉力。 注意：只是在钢丝绳的质量证书或国家标准中所查得的破断负荷的单根钢丝破断负荷的总和，搓成绳后，它的破断长度只有上述强度的87%。如果没有资料可查，可用公式： T=420d2 式中：T-钢丝缆的破断强度（N） d-钢丝缆直径（mm） T=98Kd2 式中：T-化纤缆的破断强度（N） d-化纤缆直径（mm） K-系数；丙纶绳0.74-0.85；尼龙绳1.19-1.33，改良丙纶绳1.10-1.21；复合缆2.0.,（2）试验强度：指绳索制造厂在CCS验船师监督下进行拉力试验时的强度，一般其破断强度的3/4。 （3）安全强度：指缆绳所允许的最大安全负荷。安全强度计算公式： 安全强度=破断强度/安全系数 一般情况下，安全系数取6，系船缆取6-8，拖缆取8-10.,尺寸比：根据实验测定，在负荷相同的条件下，它们之间的尺寸比为（C1、C2、C3、d分别为设定为系缆的周径和链条的直径）： C1 C2 C3 d31.710.3 从上述关系可以看出，采用钢丝绳尺寸最小，操作比较方便。 质量比：这几种系缆每100m的质量P（kg）比为： P1P2P3P42.20.516.6 因此，从操作轻便方面来看，似乎尼龙绳最为合适。 拉断位能比：系缆受力时将发生弹性变形，因此，各种绳索都有其拉断位能。当在同一工作载荷下，它们之间的拉断位能比约为： V1V2V3V4827125 因此，就拉断位能而言，尼龙绳最好，链条次之，白棕绳更次，钢丝绳居最后。 通过以上的性能比较，不难看出，尼龙绳的重量轻，拉断位能好，虽然它的尺寸比钢丝绳大些，但它比钢丝绳柔软。因此，目前在船舶上多采用尼龙绳作系船缆。钢丝绳的强度大、耐磨、价廉，常用作辅助系船缆。由于链条的拉断位能较好，又耐磨，因而可用于长时间停泊或大风中系泊。,第二节 系缆的名称、作用与配备,系缆的主要作用是：靠泊、拖带、协助操纵及移泊。,、系泊码头时缆绳的名称与作用 按位置、出缆的方向和作用，分为：头缆、尾缆、前(首)横缆、后(尾)横缆、前(首)倒缆、后(尾)倒缆等。 1)头缆(首缆) 2)尾缆 3)前倒缆(首倒缆) 离泊作业中，常用前倒缆带住船首，利用车舵或风流将船尾甩出，再用倒车使船驶离泊位。,4)后倒缆(尾倒缆) 5)横缆(首、尾横缆) 系泊时,以上各缆并不一定同时采用。系靠码头时，系缆的使用将根据码头的情况、船舶的长度、缆绳强度、停泊时间的长短、天气和潮汐及港口涌浪等因素的影响程度而定。,1-首缆；2-尾缆；3-前横缆；4-后横缆；5-前倒缆；6-后倒缆,2.浮筒系缆的名称与作用,有单头缆与回头缆两种。 1)单头缆：从首尾方向送至浮筒，至少各两根。钢丝缆用卸扣系在浮筒环上；纤维缆用司令扣系在浮筒环上。强风急流时须增加数量。 2)回头缆：回头缆主要是在离浮筒时利用其自行离浮，平时不受力，带好浮筒后应比单头缆松弛些。首尾各带一根，方法是用一根较长的钢丝缆从首尾的左舷或右舷送出穿过浮筒环后再从另一舷拉回船上挂在脱钩上。,锚链系浮作业：挂锚、拆链、系浮,将第一节锚链与第二节锚链间的连接环拆开，用挂缆将锚挂在首舷外。锚链从第二节起松出，这个操作过程称为“挂锚”。,1-力链； 2-惰链； 3-保险缆； 4-挂缆； 5-送出缆,3.拖缆的名称与作用,靠离码头、掉头或为确保安全，常用拖轮协助大船操作；船舶失控时，也可用拖船进行吊拖和绑拖。拖带缆的名称根据不同的拖带方式可分为： 1)傍拖的拖缆 船舶失控时，较多采用吊拖或尾 绑拖，也可两者兼顾。尾绑拖也 称掮（缆）拖，相当于船舷尾部 的一侧增加一台主机，能使船前 后，移动也易使船朝另一舷转向。 绑拖需 3根缆。传递推力的掮缆由 大船出， 头缆(领水缆)与尾缆(艄缆) 由拖船出。,2)横向顶推的拖缆 靠离泊时用。顶推时，此缆相当于拖船的头缆用来控制拖 船的船首，并在车舵的配合 下，使拖船与大船保持丁字 形状态。拖开时起拖缆作用。 3)吊拖的拖缆 分船首吊拖和船尾吊拖。有 流的港口吊拖大船掉头；过 桥洞船闸，采用首尾同时吊 拖。吊拖大船掉头时，一般 由大船出头缆，尾拖缆一般 由拖船出，以使解缆时不易 卷入大船螺旋桨。,4）应急拖带装置 国际海事组织(IMO)要求停泊中的油船，在其外舷(档)的首尾处各垂下一根应急拖缆，其琵琶头应垂于水面上方，并在装卸与压载过程中保持此状。用于防止拖缆落入水中的绑扎小绳应便于拖船上的船员判断、解掉或拉断。 钢规也对20000载重吨及以上的液货船，包括油船、化学品液货船和液化气体船配备应急拖带装置作了明确的规定。,防擦装置,根据船舶舾装数N配备，在钢规中查得应配置的系缆 和拖缆的长度、规格、数量和破断力。 一般万吨级的沿海或远洋船舶的系船缆应至少配备：首缆 和尾缆各34根、前后倒缆左右舷各1根，前、后各配保 险缆1根(兼作拖缆用)，另配备用缆前后各12根。 如果A/N0.9，系缆的数量应按下列要求增加： A/N： 0.9A/N1.1 1.1A/N1.2 1.2 增加根数： 1 2 3 作带缆用的化纤缆绳其周长应不小于63mm(直径20mm)，直 径大于65mm的可作保险缆。作系船缆或拖缆用的钢丝缆一 般采用624+7的软钢丝缆绳，直径大于56mm时应采用 637+1的钢丝绳。一般钢丝缆绳的直径在2036mm的可用作带缆，直径在36mm以上的钢丝缆可用作拖缆和保险缆。,4.系缆的配备,系泊设备除了船缆、系缆装置，还包括导缆装置、挽缆装置、绞缆机械、缆绳卷车及附属用具等组成。,第三节 系泊设备的组成,1.作用：用于在靠泊和拖带作业时固定缆绳的一端。 2.位置：首尾楼甲板和船中部甲板等部位设有挽缆用的缆桩。 3.种类：缆桩有铸 造也有用钢板围焊 而成的。有单柱系 缆桩、双柱系缆桩、 单十字系缆桩、双 十字系缆桩、斜式 双柱系缆桩及羊角 桩等。大中型船舶 多采用双柱系缆桩。,一、系缆装置,一、系缆装置,二、导缆装置,1.作用与位置：引导缆绳按一定方向从舷内通向舷外，改变缆绳走向并限止其位置； 减少缆绳与舷边的磨损，避免因急剧弯折而增大所受应力。船首尾及两舷都设有导缆装置。,2.种类： 导缆孔 导向滚柱：在甲板端 部及上下两层甲板间。,导缆孔,导向滚柱,导向滚柱示意图,导缆钳：有闭式、开式、无滚轮和带滚轮等种类。导缆钳都是铸造的，有整体式和组合式两种。大中型船舶都采用带滚轮的导缆钳(可减轻对系缆的磨损)。一般设置在首尾的舷墙或甲板上。,导缆钳,导向滚轮：有直立式和水平式两类，一般设置在大中型船首尾部导缆钳或导缆孔与系缆机械之间的甲板上，用以改变缆绳方向或避免缆绳与舷边直接磨擦。导向滚轮通常作为配合锚机或绞缆机绞缆的导缆装置。,转动导缆器：又称万向导缆器(孔)。特点是在孔的左右及上下均装设滚轮或滚，工作 条件大为改善。,三、绞缆机,1、绞缆机（warping winch;mooring winch）用于绞收缆绳.船首的绞缆机由锚机兼，尾部单独设置。 1）按规范要求，船用绞缆机的绞缆速度应能达到15m/min; 2）绞缆机的拉力应能达到所配置的系缆破断力的75； 2、种类： 按动力形式分：电动式、液压式、蒸汽式 按转轴方向分：卧式绞缆机；立式绞缆机：(capstan),卧式绞缆机,卧式绞缆机占用甲板面积较大。立式绞缆机又称系缆绞盘，动力装置一般设在甲板下面，占用甲板面积少，并有利于保护机器。,立式绞缆机,3、自动张力绞缆机 随着船舶的大型化和自动化，目前不少新船的船首、船尾配备了自动张力绞缆机，其动力源有电动的，也有液压的。它能根据系缆的受力情况自动调整系缆的长度，减轻了船员的劳动强度。但它在使用时因频繁收放容易磨损系缆。,3、自动张力绞缆机 自动系缆绞车的目的： 可根据系缆的受力情况自动调整缆的长度； 可减轻船员的劳动强度； 使用时不易磨损缆绳，使其延长使用寿命；,自动绞缆机必须与转动导缆装置(万向导缆器)配套使用。 由于自动绞缆机的缆绳必须卷在卷筒上，数量有限。一般万吨级货船通常只有头缆两根和尾缆两根可以自动收放。当吃水变化很大或因潮汐、风力使缆绳张力变化很大时，仍需人工及时调整。据IMO要求，停泊中的油船，其自动张力绞缆机应置于“不自动”的工作状态。,使用注意事项,四、系缆卷车,系缆卷车：卷存缆绳的装置称为系缆卷车，简称缆车。钢丝绳需用专用的缆车。化纤绳用前都有序地平铺在甲板上，用毕收藏在舱内或专用箱子内或盘好在木格板上并绑扎好。,五、附属用具,1.制缆索：制缆索有制索绳和制索链二种。用于系泊时临时在系船缆上打结，以承受缆绳拉力。制索链用于钢丝缆，制索绳用于纤维缆。,2.撇缆绳：长度约40m，直径为6mm。 3.碰垫：碰垫俗称靠把，用于船舶靠离码头或靠离他船时缓冲船体与码头间的撞击和磨擦，保护船舷 4.防鼠板 5.撇缆器：能将 撇缆绳抛出有效距 离230m以上的装置 称撇缆器。用于紧 急情况下进行远距离撇缆，从而引出 缆绳。,第四节 系泊设备的检查保养和使用注意事项,一、检查保养 修理后的绞缆机应进行12h的运转试验，并测定转速、拉力负荷。绞缆速度应能达到15m/min，绞缆拉力应能达到所配置系船缆破断力的75%，应进行制动和过载保护装置的试验。,二、使用注意事项 1.化纤绳使用注意事项 1)化纤缆弹性较大，上滚筒受力时易突然跳动，操作时应离滚筒远一些(站在卷筒后方1m以上距离处手持缆绳活端)，以防弹出伤人。 2)收绞缆绳时，尽量避免绞车空转或打滑(钢丝缆5圈、化纤缆通常4圈)，以免摩擦产生高温使化纤绳变质或粘合；存放时应避开高温处；化纤绳头部等易磨擦处用帆布包好。 3)不可与钢丝绳使用同一导缆孔或缆桩。 4)避免接触酸、碱等化学品，以免变质，经常用淡水冲洗，存放时保持干燥。,2.钢丝缆绳使用注意事项 1)在钢丝绳10倍直径长度内发现断丝超过5%或有显著变形、磨损和锈蚀时应换新。 2)钢丝绳不应有扭结、急折；系缆时弯曲处应至少有6倍钢丝绳直径以上的弯曲半径。 3)发现钢丝绳锈蚀，其使用强度应降低30%。 4)一根钢丝绳不能同时出两个头使用。 5)用完后，钢丝绳应整理卷好在缆车上，罩好帆布罩。平时应对转动部分定期检查和涂油防锈。使用系缆卷车时，应特别注意卷车的转速。松缆时应使用缆车的脚踏刹来控制速度，不能用手来制止缆车的转动，以免发生危险。,3.其他应注意事项 1)绞缆时不要硬绞或突然加大系缆绞车的功率。 2)应使用与缆绳同质的制缆索。 3)严禁站在缆绳圈中或两脚跨住缆绳。操作时注意力要集中，不要靠近张紧的缆绳。 4)缆绳和属具要预先准备好。 5)操作人员应穿戴好防护用品。 6)溜缆时应在距缆桩1m以上处手持缆绳活端。,7)注意两根或两根以上缆绳同时上同一船上缆桩或岸上缆桩的正确套桩方法。,第五节 系离码头作业概述,驾驶室：船长、三副及舵工。 船首：大副、木匠和水手。 船尾：二副、水手长和水手。 船长是全船的指挥者。大副和二副分别是船首和船尾的现场负