毕业设计（论文）-船用吊艇机设计.doc

毕业设计（论文）吊艇机设计目录摘 要IAbstractII第一章 绪论11.1设计目的和意义11.2 国内外研究现状11.3研究的内容及方法1第二章 吊艇架的种类及基本要求22.1吊艇架的种类22.2吊艇机设计的基本要求3第三章 计算吊艇架的载荷及许用应力53.1 载荷的计算53.2载荷的组合53.3许用应力的计算6第四章 钢丝绳与卷筒的选用104.1钢丝绳104.2钢丝绳直径的计算与选择104.3卷筒12第五章 吊钩与滑轮145.1吊钩145.2 滑轮15第六章 吊艇机、吊艇索及其索具176.1吊艇机176.2吊艇机的选配186.3吊艇索及索具18第七章 吊艇架的试验207.1吊艇架的强度试验207.2吊艇架的降落试验20第八章 总 结21致谢22参考文献23附 录 124一.艇架的分类与型式24二.艇架型号的规定24附 录 22525 摘 要吊艇机是船舶救生设备的重要组成部分。本文研究的是以铰链支撑重力倾倒式吊艇机。它是吊艇机的一种重要类型。吊艇机主要是由起艇机、吊艇架、滑轮、钢丝绳组成。起艇机是吊艇机的主要动力来源，主要由电机和卷筒组成。钢丝绳是吊艇机的牵引绳索，按其股绳截面形状可分为：圆股钢丝 ，异形股钢丝绳，多股不扭转钢丝绳。滑轮是用来改变钢丝绳的方向的，它是起重机械升降机构的重要组成部分。作用在重力式吊艇机上的外载荷有：起重量载荷和自重量载荷。关键词：吊艇机，钢丝绳，起艇机，吊艇架，滑轮 AbstractDavit machine is the important equipment of life primary object of this article is studying the hinge support-inverted davit machine,（we can call it gravity davit machine .）It is typical type of davit machine 4.The hinge Support-inverted davit machine is mainly made up of boat-lifted drive ,davit bracket,pulley and tight-wire. The boat-lifted drive is the power and motivity of the davit machine which is constitute of engine and scroll5 .tight-wire is the dragline of the davit machine， sorted by section shape it contains roundish sectionalprofiled sectional and untorsion mutisectional tight wire. Pulley is used to change the direction of the tight-wire is the key part of the elevator institution .The external force acting on the davit machine is lifting force and self-gravity.6Key words：davit machine boat-lifted drivedavit bracket pulley tight-wire. 大连水产学院本科毕业设计 绪论第一章 绪论1.1设计目的和意义本毕业设计是为了轮机专业、热能与动力工程专业能够进行实际的操作而筹建的教学机舱。机舱的筹建已经开始了计划与设计阶段。针对教学机舱而设计的吊艇机作为救生设备也是船舶设备的重要部分，有利于学生更好地掌握船舶知识。1.2 国内外研究现状当今世界，随着经济的发展，各国之间经济贸易不断扩大，而这些贸易主要是靠海上运输来沟通的，因此，从事海上运输的人员也不断增多。因为海上运输有很大的风险，所以，为保证海上运输人员的生命安全，要求船舶必须配备足够的、有效的救生设备，以保证人员生命财产的安全。可以说吊艇救生设备是船上人员生命安全的重要保证1。吊艇救生设备包括：救生艇、救生筏、救生浮、救生圈、救生衣等。而救生艇是船上的大型救生设备，它必须由吊艇机、吊艇架联合完成吊放功能。在船舶救生过程中，为了保护生命财产的安全，救生艇、救生筏必须快捷安全的降落到水中。因此，吊艇机在救生设备中起着重要的作用2。目前国内已能生产完整系列的固定悬臂式吊艇架，该产品主要用于海上石油平台，但与其配套的防爆船用起重电机和防爆限位开关还需从国外进口。目前国内已生产有双吊点重力倒臂式及单吊点回转式两种救助艇吊艇架。但因一般船上都不配置专用的救助艇，而是以一条救生艇兼作救助艇用，故均将两舷式吊艇架中的一副配置救生兼救助艇绞车以与之相适应。以往国内生产的几种降放装置，都存在着船舶倾斜时难以转出或倒出艇筏的情况。1991年，镇江船舶辅机厂研制成电动手动及手动两种单臂回转式艇筏吊架3。该吊架采用大速比内传动的回转机构，结构紧凑，转动灵活，较好地解决了船舶倾斜时难以将艇、筏转出至舷外的问题，同时又可兼作救助艇及可吊式救生筏的降放装置。其后又在这种吊架上增加了吊放供给品的功能，使其成为具有供应吊(食品吊)功能的多用途艇筏吊架。国产起艇绞车都已具备有高速放艇时的良好制动性能 1990年，船舶总公司704研究所和镇江船舶辅机厂合作研制成100kN起艇绞车，较好地解决了大负载下起艇绞车限速及制动的技术难题。目前我国生产的常用吊艇架，门类和规格基本上已与国外相当，产品取得了CCS、LR、DNV、ABS、GL、NK、BV及CR等国际上主要船级社的认可，并已远销日本、新加坡等欧亚十几个国家和地区。可以认为，我国吊艇架的设计与制造水平已接近国外同类产品，并得到国际造船市场的认可4。1.3研究的内容及方法因为吊艇机毕业设计的主要目的在于通过学习整台设备的设计方法与步骤，提高分析问题和解决问题的能力，所以本设计主要内容在于吊艇机的技术设计，即绘制吊艇机装配图和编写设计说明书。在设计时，应该多注意结构构造的设计工作，即根据其计算得出的主要尺寸和选好的标准件，确定出吊艇机的整体结构和各部件的构造。根据计算选配适当的起艇机。大连水产学院本科毕业设计 吊艇架的种类及基本要求第二章 吊艇架的种类及基本要求2.1吊艇架的种类吊艇架常见有下列两种类型。2.1.1重力式吊艇架重力式吊艇架主要是依靠艇本身重量对支点形成的倾斜力矩而使吊艇架倒向舷外，它无须借助任何动力。其结构形式很多，按其艇架构造可分为：1）滑轨重力式 吊艇架先按固定的轨道滑行，使吊艇架滑至舷外如图所示。2-1滑轨型重力式吊艇机2）铰链重力式 吊艇架的支点固定不动，而整个艇架绕支点转动将艇送出舷外，这是目前普遍采用的一种形式。3）叉型支撑重力式 既有滑架与滑道又具有能倒下的艇架，放艇时滑架由于救生艇及其本身的重量沿着滑道下滑，待滑到某一既定位置时既行停止，而艇架开始倒下，将艇送出舷外。 重力式吊艇架主要的优点是放艇时利用艇体本身的重力而自行滑出或倒向舷外，放艇速度快又无须动力，此外吊艇架之间的长度小于艇长并能将艇支撑系缚于吊艇架上，占用整个甲板长度小，固为现代多数船舶所采用。但重力式吊艇架重心较高，滑轨式在不利的倾斜下有时会遇到滑轮卡住的困难，这在使用中应该特别注意5。2.1.2摇出式吊艇架 摇出式吊艇架是通过手摇曲柄转动螺杆，将吊柱由舷内推出舷外，常见的 结构形式有：1)弧齿式 吊柱下端为扇形弧齿，扇形中心用一个螺母套在固定铁架的螺杆上，扇形弧齿嵌在吊艇架底部的齿槽里转动螺杆带动螺母使吊柱倒向舷外。2)推杆式 吊柱下端用铰链固定在甲板上，借螺杆的伸出而将吊柱推向舷外。吊艇架一般采用重力式，若救生艇在转出状态时的重量小于2300kg，才允许采用摇出式。2.2吊艇机设计的基本要求（1）当船纵倾5且船向任一舷横倾不小于15时，艇上属具配齐，且不论满载乘客或不载乘客，在自重作用下能将艇架倒下（起艇机的电动机短路时），能将艇放入水中。当船纵倾5，并处于静水中，船向一舷倾倒8，在相反一舷吊艇架起吊满负载的救生艇时，其跨距应满足艇不碰及船舷为止（但应满足我国救生艇规范关于跨距的要求）。同时船在这一位置时，能顺利的将装满属具且装载25人的救生艇收进到固定位置。2-2滑轨型重力式吊艇机（2）为了避免吊臂在放出时会随意自发往回收，其动滑车的眼环应在这一过程中不如图应脱出吊臂首端的钩角上，这时吊杆座间的支索总张力P应小于作用于吊艇架的负荷Q，3所示。为了保证吊艇系统稳定性的储备，规定当处在吊艇臂转角和船的横倾角总值下，滑车眼环从钩角脱出时的稳定系数应等于拉力P和工作负荷Q之比，其值应在1.151.25之间，这样就无必要设置艇在下放和起吊时防止吊杆位移的制动器。（3）当船向放艇相反的一舷倾斜25时，吊臂与艇的合力对吊臂的转动中心的总力矩应等于零。且船于正浮，当放开艇架刹车和吊艇绞车的电路时规定通向起艇机鼓筒的钢索对吊臂应具有为额定拉力5%的总张力。（4）吊艇架主要零件的强度储备应大于材料屈服极限的3倍。而吊艇索的强度储备应大于材料断裂负荷的6倍。 （5）艇架的设计应保持即可使用状态，艇存放的保险系统、绑扎系统必须能迅速解脱，要求在2名艇员操作下，从弃船命令发出5min内完成登乘和降落的准备工作（即可放艇状态）。吊艇架装置的设计应使钢索尽量不在甲板上导向。系艇装置的设计应与艇的固定槽配合妥当。（6）与艇架配合的起艇机必须具备以下基本要求：、工作负荷必须大于艇架将空载救生艇重加人（如救助艇为加人重）从舷外回收到存放位置所需要的负荷，并大于满载救生艇在倒出舷外至下降过程中作用与绞车的最大负荷。、卷筒的容绳量在不超过三层情况下，必须满足在船舶最轻载航海吃水时并向内横倾20及首纵倾10的恶劣工况下，顺利地将艇放至水面所需足够长度的吊艇索的存放；、吊艇索采用防旋转及耐腐蚀柔韧的钢丝绳，抗拉强度为15501770 N/ mm，绞车用钢索直径必须与吊艇架滑轮所需吊艇索直径相配合6。通过本章对吊艇机种类的了解以及吊艇机的设计要求和所吊艇大小重量我们选用铰链支撑重力倾倒式吊艇机。 大连水产学院本科毕业设计 计算吊艇架的载荷及许用应力第三章 计算吊艇架的载荷及许用应力为了吊艇机能可靠的工作，必须对吊艇机及其零部件进行必要的计算。例如，那些由脆性材料制成的零件，当其危险点的应力达到强度极限时就会产生脆性断裂；那些由韧性较好的材料制成的零件，当应力超过屈服极限时将产生塑性变形，过大的塑性变形将会影响吊艇机的正常工作7。3.1 载荷的计算作用在重力式吊艇机上的外载荷有：起重量载荷和自重载荷。此外，在某些特殊场合下还要考虑吊艇机参加某种工艺性操作引起的载荷和温度变化载荷。下面对上述两种主要外载荷确定方法加以说明：一、 起重量载荷起重量载荷就是指吊艇机工作的额定起重量，即吊艇机能够起升的最大重量，包括艇员及艇自重，当起升高度大于30m时，钢丝索重量也应包括在内。二、 吊艇机自重载荷吊艇机的自重及其在各部分的分配，在设计前是个未知数，因此开始设计时先参照实验室的吊艇机，估计出吊艇机的自重，经过初步设计计算后再加以修正8。3.2载荷的组合上面介绍了吊艇机两个主要的外载荷。这两种载荷是长期作用的。对吊艇机来说，不仅要准确地计算出这些外载荷的数值，而且还必须根据这些载荷的作用状态作出正确的综合归类，以适应吊艇机的机构零件和结构设计计算的不同需要，这种按照不同计算方法把有关的外载荷综合归类的工作叫做载荷的组合9。吊艇机的计算载荷也有下面三类载荷组合情况：第一类载荷组合或称寿命计算载荷。这类载荷组合情况是一些正常工作状态下的组合，是指吊艇机在额定的起重量、平稳的启动和制动过程中所有外载荷的组合。根据这类载荷组合情况可以进行吊艇机某些传动零件的疲劳、寿命、磨损和发热计算，以及起艇机功率的计算；第二类载荷组合或称强度计算载荷，这类载荷组合情况是工作状态下的最大载荷。这种载荷组合包括最大的静阻力，急剧启动或制动时的惯性动载荷。这类载荷组合用于进行吊艇机机构零件和结构构件的静强度计算，也用于对吊艇机整体或部分的倾覆稳定性计算。第三类载荷组合或称强度验算载荷。这类载荷组合情况是非工作状态下的最大载荷10。3.3许用应力的计算所选用的救生艇主要尺寸：L=9.5m，B=2.6m，H=1.2m，艇及属具的重量大约为2000Kg，乘客22人。故艇总重应如下式所示：=200010=20000 N （3-1）每个艇架所受的力为：/2 1.1=20001.1/2=11000 N （3-2）式中1.1是考虑受力不均匀的系数，在计算中还应考虑到船舶在横倾15时，艇能安全放入水中。吊艇臂材料选用Q235钢，强度极限为240Mpa，安全系数为1.21.5，强度级别为4.6图3-1级，故其许用应力=200160Mpa。（查附录2，表1）（1）、吊艇架在各种不同情况下的受力，见图1图3。图1是在船无倾斜的正常情况下卸艇受力情况，图2是艇向舷内倾斜15时的受力情况，图3是艇向舷外倾斜15时的受力情况。图3-2（2）、吊臂各截面的强度校核。按参考图估计出一吊臂轮廓图，并大致的将各截面决定如图4所示，按此轮廓尺寸加以核算。按图上四个位置核算其强度如下：在位置处： 弯矩：M=17336340=5894240Nmm， （3-3）抗弯截面系数： W=（14221219.6）/（622）=58800/132=445cm， （3-4）截面面积： （221121.2）=72.8 cm （3-5）截面受力： F=Rcos38=173360.788=13660N （3-6）=M/WN/S=5894240/44500013660/7280=13.251.88=15.13 Mpa （3-7）所求出的应力小于许用应力 图3-3图3-4在位置处： 弯矩 ：M=17336810=14042160 Nmm （3-8）抗弯截面系数： W=（1428-1225.6）/（628）=106001/168=631cm （3-9）截面面积： S=2（281121.2）=5628.8=84.8 cm （3-10）截面受力： F=Rcos20=173360.9396=16289 N （3-11） =14042160/63100016289/8480=22.251.92=24.17 Mpa （3-12）所求出的应力小于许用应力在位置处： 弯矩：M=173361040=18029440 Nmm （3-13）抗弯截面系数： W=（14301227.6）/（630）=125705/180=700 cm （3-14）截面面积： S=2（301121.2）=6028.8=88.8 cm （3-15）截面受力： F=Rcos7=173360.9925=17205N （3-16） =18029440/70000017205/8880=25.751.94=27.69 Mpa （3-17）所求出的应力小于许用应力。在位置处： 弯矩：M=17336900=15602400Nmm （3-18）抗弯截面系数： W=（14321229.6）/（632）=（458752311212）/192=767 cm （3-19）截面面积： S=2（321121.2）=6428.8=92.8 cm （3-20）截面受力： F=Rcos25=173360.906=15706N （3-21） =15602400/76700015706/9280=20.341.69=22.03Mpa （3-22）所求出的应力小于许用应力11。大连水产学院本科毕业设计 钢丝绳与卷筒的选用第四章 钢丝绳与卷筒的选用4.1钢丝绳钢丝绳是起重机的重要零件之一。钢丝绳又称“钢索”，广泛应用于起重和吊装作业中。它是由高强度碳素钢丝捻制而成的。钢丝绳具有挠度好、强度高、耐磨、弹性大、能承受冲击载荷、高速运行中没有噪声、破断前由断丝预兆、整个钢丝绳在使用中不会立即折断等优点。用于起重的钢丝绳是由很多根钢丝围绕着中心钢丝拧成股，再把若干个股围绕着芯子拧成绳，如619、637和661钢丝绳，其数字含义为：6表示有6股，19表示每股有19丝（若是37丝或61丝，第二组数字就是37或61）。或在两组数字后面加1，就表示有一根油浸剑麻或棉纱芯。钢丝绳的钢丝强度，按国家标准（GB1102-74）规定分为五级，即1400、1550、1700、1850和2000N/mm2。按构成钢丝绳的绳股数量可分为单股和多股两种。单股钢丝绳钢性较大，不易饶曲；多股钢丝绳饶性较好，股数越多，股内钢丝越多越细（钢丝绳用钢丝直径为0.43mm），饶性也越好，可以通过直径较小的滑轮或卷筒进行工作12。4.2钢丝绳直径的计算与选择4.2.1选用钢丝绳可以分两个步骤进行： （1）确定形式 根据钢丝绳的构造特点，再结合起重机的使用田间和要求（如挠性、耐磨性、抗高温辐射、抗横向压力和防腐蚀性等）。从起重机械中常用的钢丝绳的结构及型号表中选择适合该起重机工作条件的钢丝绳。 （2）确定尺寸 钢丝绳的钢丝在工作的受力情况是很复杂的。它在工作时承受拉伸、弯曲、挤压和扭转等作用。由此产生应力的大小，除与钢丝绳张力大小有关外，还与钢丝和股的数目、绕捻方法、螺旋角大小、钢丝间的接触情况以及绳芯的材料有关，迄今还没有一种精确的计算方法。因此，为了简化计算，只根据静载荷按实用计算法选择丝绳。在根据要求选定了钢丝绳形式后，应按钢丝绳所受的最大张力和钢丝绳的抗拉破坏强度来确定钢丝绳直径d,即 SmaxSb/n （4-1）式中 Smax钢丝绳工作时所受的最大张力（N）；Sb 钢丝绳规范中钢丝破断拉力的总和（N）； 钢丝绳破断拉力换算系数； n安全系数。4.2.2钢丝绳所受拉力的计算：A、吊臂倒向舷外，救生艇装载全部属具和乘客重量，从水面上吊起至吊艇滑车碰到吊臂端部滑轮为止。 艇重=20000 N（满载重量） （4-2）4-1吊艇索受力图则如图1所示13，在吊艇滑车处的吊索受力为： =（/2）/（1） （4-3）式中动滑车的摩擦损耗，一般取为1.05，则 =1.0510000/（11.05）=10500/2.05=5122N （4-4）吊艇索离开动滑车需经5只滑轮到达起艇机鼓筒，导向滑轮的摩擦损耗取为=1.06起艇机端的吊艇索拉力： =5122=6853 （4-5）在这种情况下起艇机所受拉力为：R=26853=13706 NB、当吊臂倒向舷外后，乘客全部登艇，钢丝绳受力：每个吊臂所受负荷为： =（20000/2）1.1=11000 N （4-6）在滑车放索端受拉力为： = /（1）=11000/2.05=5366 N （4-7）在起艇机处吊艇索拉力 =5366=7180 N （4-8）吊艇索在滑车另一端所受最大负荷为： =110005366=5634N （4-9）卸艇时起艇机所受最大拉力为： =27180=14360 N （4-10）按上面A、B两种情况计算结果取定：钢丝绳最大强度应不小于 s=71802=14360 N （4-11）(根据第二章中2.2节吊艇架主要零件的强度储备应大于材料屈服极限的3倍，钢丝绳的强度储备应大于材料断裂负荷的2倍)。4.2.3钢丝绳直径的确定钢丝绳直径可由钢丝绳最大工作静拉力按下式确定： （4-12）式中d钢丝绳最小直径，C选择系数，s钢丝绳最大工作静拉力。选择系数C的取值与机构工作级别有关，按下表选取。表中值是在钢丝充满系数为0.46，折减系数为0.82时的选择系数C 值。 表 4-1机构工作级别选择系数C值钢丝公称抗拉强度/MPa155017001850M1M30.0930.0890.085M40.0990.0950.091M50.1040.1000.096M60.1140.1090.106M70.1230.1180.113M80.1400.1340.128根据上表取C=0.099mm/，s=14360，d=12mm现选用直径12.5mm，67类的钢丝，钢丝拉力强度极限为1470Mpa，钢丝最小破断拉力大于上面求得的钢丝绳最大强度13。4.3卷筒4.3.1卷筒的构造吊艇机中主要采用圆柱形卷筒。在大多数情况下，绳索在卷筒上只饶一层，只有在起升高度很大，而卷筒长度又受到很大限制时才采用多层卷筒。多层卷筒的主要缺点是内层钢丝绳受到外层钢丝绳的挤压，将会降低绳索的使用寿命。此外，当绳索张力不变时，卷筒的载荷力矩将随着卷筒上绳索层数的不同而变化，因而使载荷力矩不稳定。绳索卷筒的表面有光面和螺旋曹两种。光面的多用作多层卷饶钢丝绳的卷筒，其构造比较简单，绳索按螺旋形紧密的排列在卷筒表面上，绳圈的节距等于绳索的直径。由于绳索和卷筒之间单位压力较大，且相邻绳圈在工作时有摩擦，使绳索表面的钢丝磨损加快，降低钢丝绳的使用寿命。单层卷筒钢丝绳卷筒上车有螺旋槽，绳圈依次卷饶在槽内，使绳索与卷筒接触面积增大，从而降低单位压力；此外，绳槽的节距大于绳索的直径，绳索之间有一定的间隙，工作时不会彼此摩擦，可以延长钢丝绳的使用寿命14。4.3.2卷筒的计算（1）卷筒材料 一般用不低于HT20-40的铸铁，特殊需要的可用ZG25、 ZG35铸钢。铸钢卷筒由于成本高，并且限于铸造工艺，壁后厚并不能减少很多，因而很少采用。 （2）卷筒直径 卷筒的名义直径D和滑轮一样，也是从绳槽底部度量的。(3) 卷筒的长度 决定于绕在上面的绳索工作圈数Z或绳索工作长度L.而L则由起升高度H与滑轮组形式和倍率来决定： Z=L/D0=Hih/D0 （4-13）式中 D0卷筒的计算直径（从绳索截面中心算起，且 D0=D+d）。（4）卷筒的壁厚 卷筒的壁厚在初步计算时，可先由下面经验公式决定，然后验算强度。对于钢卷筒 =d mm对于铸造卷筒 =0.02D+(610)mm 应考虑工艺性问题，使12mm。卷筒直径： Dd（e1）=20（251）=480 mm （4-14）选用D500 mm。上式中d表示钢丝绳直径，系数e查下表得到15。根据直径查国标得螺距t=18 mm。表 4-2钢 丝 绳 的 用 途Ke固定式流动式钢丝绳手板葫芦4.516手动绞车4.01816各类起重机械工作类型轻级5.02016中级5.52518重级、特重级6.030352025卷筒壁厚： =0.02D（610）=0.02500（610）=1620 mm （4-15）取=18 mm。卷筒壁的压应力验算： max=Smax/t=21543/（1.81.6）=74.8 Mpa （4-16）卷筒选用HT15-33铸铁材料，抗压强度极限=650 Mpa，抗拉强度极限为=150Mpa，故许用压应力： =/4.25=650/4.25=153 Mpa （4-17）故强度足够。由于卷筒长度小于3倍的卷筒直径，所以不需要计算弯矩产生的应力。大连水产学院本科毕业设计 吊钩与滑轮第五章 吊钩与滑轮5.1吊钩5.1.1吊钩装置的构造吊钩装置是吊艇机最重要的一个承载部件。它要求强度足够，工作安全可靠，转动灵活，不会发生突然破坏和钢丝绳脱槽或楔在罩壳中等现象。吊钩装置有长型和短型两种。长型吊钩装置的构造特点是：吊钩装在横轴上，滑轮装在单独的心轴上；而短型吊钩装置的特点是：吊钩横轴与滑轮心轴合而为一。长型吊钩装置的吊钩较短；而短型装置的吊钩较长16。5.1.2吊钩装置的主要零件的计算（1）吊钩横轴的计算 吊钩横轴尺寸的初步确定： 通孔直径： d1=d0+(25)mm （5-1） 式中 d0 吊钩颈部上端直径。 座坑直径:D1=D+1mm （5-2）式中D止推轴承外径。 最大宽度：B=D+(1020)mm （5-3）强度校核：横轴受力按简支梁及均布载荷考虑，并只进行强度校核。横轴中部最大计算弯矩为： M1= Q1(L-D1/2)/4 （5-4）横轴轴颈处的计算弯矩： M2=Q1/2(S1+S)/2 （5-5）式中Q1=Q计算载荷动力系数。横轴中部危险截面的弯曲应力为： 1=M1/W11 （5-6）横轴轴颈处截面的弯曲应力为 2=M2/W22 （5-7）5.2 滑轮5.2.1滑轮的构造钢丝绳滑轮是用来改变钢丝绳方向的，可以做为导向滑轮；更多的用来做滑轮组，它是吊艇机起升机构的重要组成部分。滑轮也常用做均衡滑轮以均衡两支钢丝绳的张力。1.滑轮的槽型滑轮的槽型由一个圆弧形的槽底与两个倾斜的侧壁组成。对于槽形的要求是：1）应保证钢丝绳与绳槽有足够的接触面积，为此槽绳应有适当的半径，通常R=(0.530.6)d。2）容许钢丝绳有一定量的偏斜（通常为1/10）而不致使钢丝绳与绳槽边缘摩擦为此绳槽侧面应有适当的夹角，通常a=350-400 a角过小，容许偏角减小；a角过大，钢丝绳的接触角（1800- a）减小，并使滑轮宽度增大。绳槽应具有一定的深度以防止钢丝绳脱槽，同时增大深度也可使容许角增大。2.滑轮的材料最常用的滑轮材料是灰铸铁，如HT15-32，它价廉，易于切削加工，并且由于它的弹性模数较低，使挤压应力减小，因而对钢丝绳有利。3.滑轮的轮辐小滑轮的轮辐可以制成整的辐板，较大的滑轮一般加4至6个加强筋，在各筋之间有适当尺寸的圆孔。更大的滑轮也可以制成若干个椭圆断面或工字断面的轮辐。4.滑轮的支承滑轮通常支承在固定的心轴上。近代吊艇机的滑轮绝大多数都是采用滚动轴承。简单的滑轮也可以用滑动轴承，例如均衡滑轮。轴承的尺寸根据钢丝绳张力N计算: N=2Ssin(a/2) （5-8）滚动轴承根据N及所要求的寿命选定，滑动轴承的尺寸根据比压力决定 P=N/dlp （5-9）p=4-6(N/mm2) （钢对铸铁）； p=10-15 (N/mm2)（钢对青铜）； d-滑轮轴直径（）；l-滑轮轴承宽度（）；滑轮的支承座应当有适当的润滑防尘装置。若钢丝绳有脱槽可能时，应当装设防护挡罩17。5.2.2滑轮的直径滑轮直径的大小对于钢丝绳有重大影响。增大滑轮直径可以大大延长钢丝绳的使用寿命，这不仅由于减少了钢丝的弯曲应力更重要的是减小了钢丝与滑轮之间的挤压应力，试验证明，这种挤压疲劳对钢丝的断折起了决定作用。为保证钢丝绳有足够的寿命，滑轮直径不应小于DD(e-1)de的数值见表5-2.均衡滑轮的直径允许小到上述规定值得60，但根据实际使用经验，当使用这种小尺寸均衡滑轮时，钢丝绳常有在均衡滑轮处损坏的情况，因此建议选用稍大一些的均衡滑轮直径，如果地位许可，采用统一的直径也是许可的。某些类型的起重机，钢丝绳也是绕过许多滑轮，并且工作频繁，换绳不易为了延长钢丝绳使用寿命常取e35。5.2.3滑轮的效率1.钢丝绳绕过滑轮的阻力由两部分组成，一部分是由钢丝绳内部摩擦产生的僵性阻力，一部分是滑轮轴承的摩擦阻力。1）僵性阻力 僵性阻力来源于钢丝之间的摩擦力，它随钢丝间的压力而定，这种压力一方面由钢丝绳捻制工艺过程产生，一方面由绳张力S产生。旧钢丝绳与预变形的钢丝绳僵性阻力较小。滑轮直径愈小，钢丝绳弯曲与伸直时的摩擦位移愈大，因之僵性阻力也愈大，所以增大滑轮直径除了对钢丝绳寿命有利外，对于减少滑轮阻力也是有利的。僵性阻力的计算公式通常用如下简单公式计算18W1=S （5-10）称为僵性系数在一般条件下0.01.2）轴承阻力轴承阻力可按下式计算W2=udN/D=2ud Ssin(a/2)/D （5-11）式中d-轴承的名义直径;D-滑轮直径;u-轴承的摩擦系数.3）滑轮阻力系数滑轮的总阻力为W=W1+W2=(+2ud Ssin(a/2)/D) S=eS （5-12）式中e-滑轮阻力系数e0.02（滚动轴承）e0.05（滑动轴承）2.滑轮的效率=Q/P=S/(s+W)=1/(1+e) 1-e （5-13）=0.98（滚动轴承）=0.95（滑动轴承）.大连水产学院本科毕业设计 吊艇机、吊艇索及其索具第六章 吊艇机、吊艇索及其索具6.1吊艇机重力式及摇出式吊艇架每副吊艇架均应装设起艇机，以保证吊放艇工作能迅速而安全地进行。起艇机均采用齿轮传动式，设有两个卷筒，以使两根钢丝绳能够同时以等速卷收或松放。钢丝绳于卷筒上应排列整齐且不多于两层，卷筒的直径至少为钢丝绳直径的16倍，导向滑车距卷筒至少为2m，以保证钢丝绳能正确地缠绕。每一个起艇机有两套制动器，一套为手动制动器，另一套为自动调节救生艇降落的调速制动器，以保证艇的安全降落速度为0.40.6m/s（米/秒）。起艇机通常用电或压缩空气作动力，同时设有手动装置，以备缺乏动力时仍可用人力来绞收。电动起艇机当使用手动装置时应有能自动切断电源的装置。重力式吊艇架的复原是通过起艇机的拉力作用的，因此，当吊艇架恢复原位时应有限制器能自动切断电源，以防止钢丝绳或吊艇架受力过度。起艇机有直立式及背包式两种，前者装在甲板上，后者直接装于吊艇架上且多为重力式所采用。起艇机结构图如下所示。1-手柄装置；2-制动调速器；3-手动齿轮离合器；4-电动机；5-减速器；6-钢丝绳卷筒；7-制动重锤1.吊艇机如图所示吊艇机卷筒应能使两个吊艇索分别卷绕，且同时放出两根吊艇索的长度相等。卷筒上的吊艇索，不得多于两层。卷筒直径至少应为吊艇索直径的16倍。2.每一吊艇机应有两套制动器，一套为手动制动器；另一套为自动调节救生艇下降速度的调速制动器。调速制动器应保证救生艇的下降速度在18-36m/min的安全降落速度范围内。3.除设有机动装置用以收回救生艇外，仍应备有有效的手动装置。若吊艇架的复原是通过吊艇索的动力作用的，则需装设安全设置，使吊艇架在恢复原位置停止前能自动切断电源，以防止吊艇索或吊艇架承受过度的应力。4.吊艇机应装有连锁装置，从而当使用手动装置时即能自动切断电源。6.2吊艇机的选配根据4.2求得的钢丝绳在起艇机处的最大拉力为： =21543 N （6-1）由此选择名义拉力为25000N的起艇机（参考上表,摘自船舶设备），起艇机的名义拉力就是卷筒上的拉力19。表6-1参 数名义拉力 (N)1000016000220004000063000100000放缆速度，m/s4045606045最大放艇速度，m/s303030252530卷绳速度，m/s9101010平均起艇速度，m/s554.5555缆索长度，m404040506060起艇机重量，N40070011001470电动机功率，KW1.62.02.83.5814166.3吊艇索及索具1.吊艇钢索须柔软并具有足够韧性，钢索宜用抗拉强度为1373-1667Mpa的钢丝绳制成。钢索须镀锌，且不少于六股并含有纤维芯。2.吊艇索的长度须满足当船舶轻载，向任一舷横倾10度时，能将艇安全放落水面。3.放艇速度应不少于下列式得出的速度：S=0.4+0.02H式中:S表示下降速度（m/s）;H表示从吊艇架至最轻载重水线的距离。但最大速度不宜大于0.8（m/s）。4.适用于一切吊艇机构件的最小安全系数为4.5，适用于吊艇索、链环和滑车的最小安全系数应为6。5.吊艇锁应是防扭结的耐腐蚀的钢丝索。每 30个月内必须双头对换，5年内必须更新。6.每具救助艇吊艇架应能一不少于0.3m/s的速度吊起载足全部乘员及属具的救助艇。7.吊艇架设有横张索并至少装设两条救生索，其长度应在最小航行吃水并不利纵倾和向任何一舷横倾20时，能足以到达水面。8.救助艇吊艇架应能在静水中大船以5kn速度前进时降落下水，凡有必要时可利用首缆。9.自由降落下水的吊艇架应具有足够斜角和长度的刚性结构，保证救生艇有效地离开船舶20。大连水产学院本科毕业设计 吊艇架的试验第七章 吊艇架的试验7.1吊艇架的强度试验吊艇架及其属件有足够的强度。为保证升降艇的安全，均应进行强度试验，其安全负荷安全系数应符合下表的规定表7-1名称工作负荷试验负荷安全系数s b/每根吊艇架P=w/22p 2.5吊艇勾、滑车等P=w/2 2p 5钢质吊艇索吊艇索张力 57.2吊艇架的降落试验每副吊艇架装船后应作艇的降落试验。试验后吊艇装置及其属件不应有任何缺陷。1.试验吊艇架在载有放艇人员重量时，应能转出舷外，并作艇的降落及收起若干次，以检查艇的装置安全可靠性。2.试验吊艇架、吊艇索、吊艇机及一切有关装置。当救生艇收起时应能将附有救生艇的吊艇架复原。3.在救生艇的安全降落速度范围内（0.4-0.6m/s）做紧急制动，以检查装置的强度及吊艇机的制动性能。4.吊艇机的制动器若无遮蔽，则在进行上述试验时须在制动器上撒水，以实验其是否安全可靠2。大连水产学院本科毕业设计 总结第八章 总 结吊放装置是保障救生艇能应急使用的一项关键装置，历史上许多海难事故中造成人员死亡，就是因为吊放装置不良或安装位置不当放不下救生艇而造成的。因此规定每艘救生艇须附连在一副独立的吊艇架上，其存放位置应能安全而迅速地降落水面，并须 ：距船首至少1/3船长；不受推进器及船尾悬空部分的影响；不妨碍其他救生设备的迅速操作或人员的集合登艇；吊艇滑车钩附于吊艇钩上，吊艇索饶在吊艇机上，随时处于可以立即降落状态。重力式吊艇机是所有吊艇机中最常用的吊放艇装置。一般，