设备管理_拖曳设备培训课程

第四章拖曳设备 内容 第一节拖带方式第二节拖船拖曳设备的组成 为什么要拖带 作用 协助大船提高舵效协作大船港内掉头吹开风较大时协助大船靠拢码头吹拢风较大时协助大船离泊协助大船过急弯拖无动力船 推拖设备是为了保证船舶推拖作业而设置的专用结构 部件和机械的总称 推拖设备依照作业方式的不同 可分为拖曳设备和顶推设备 拖曳设备是指设于拖船 被拖船或水上漂浮物上供拖带作业用的专门设备 但不包括一般船舶上兼做拖带用具的带缆桩 系缆绞盘 顶推设备是用于推船和驳船上供推作业用的专门设备 第一节拖带方式 按拖带方式可分为吊拖 首拖 绑拖和顶推等 一 吊拖吊拖是拖船用拖缆将被拖船舶或水上漂浮物系拖在船后一起行驶的一种拖带作业方式 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 特点 在拖缆长度大于7倍拖船长度的情况下 吊拖船组较绑拖船组具有更小的航行阻力 在海上拖带时 拖缆长度不小于200m 被拖船舶越大 拖船航速度越高 拖缆应越长 天气越坏 拖缆也应越长 应用范围 拖运量大 成本低 适宜于大宗货物运输 因而在内河货运中应用极为广泛 但吊拖时整个船队较长 不易操纵 故而不宜在狭窄 弯多和湍急航道中采用 在海上 吊拖主要用于失事遇难的救助拖带 辅助拖带等 二 首拖首拖乃是全回转导管螺旋桨港作拖轮的主要作业方式 用于协助大型船舶离开码头的作业 三 绑拖 绑拖 也称为并拖 旁拖 即拖船与被拖船或水上漂浮物舷靠舷地绑结在一起行驶的一种拖带作业方式 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 特点 可以使整个船队长度大大缩短 操纵灵活 但阻力大 托运量较小 风浪中两船容易发生碰撞 使用范围 适合于港内和江内狭窄航道中的拖带 和港内协助船舶离靠码头 转移泊位 四 顶推 顶推是推船或拖船以船首顶着被推船舶 驳船队或水上漂浮物一起航行的一种推带作业方式 特点 顶推时整个船队阻力比拖带小 推进效率高 易于操纵 特别是倒航操纵性和顺水离靠码头的操作均比拖带优越 应用范围 顶推在驳船货运中应用十分广泛 5000吨原油拖船队 德国顶推浮标船 密西西比河上顶推船队 当前 由于海洋工程的发展 海上拖带作业十分频繁 诸如各种非自航海洋工程作业船舶 挖泥船 浮船坞 及海洋平台的调遣 海洋工程装置的运送以及大型海洋有穿的应急拖曳等等 本章根据ZC1999年 海上拖航法定检验技术规则 以及CCS1997年 海上拖航指南 的规定 对于除大型油轮及液化气体船的应急拖曳装置以外的拖曳设备作出叙述 海上拖曳设备可分为固定拖曳设备和活动拖曳设备 固定拖曳设备包括拖缆机 拖钩 拖索拱架 拖缆滚筒 拖力眼板 拖柱 拖缆孔等 活动拖曳设备又称拖索具 包括主拖缆 设备拖缆 应急拖缆 短缆 过桥缆 龙须缆 三角板 卸扣 拖曳环及回收缆等 专业拖船的拖曳设备通常包括 拖缆 拖缆机 拖钩装置 拖索承梁 拖索限位装置和拖索倒缆孔 用于倒拖 绑拖和拖出搁浅船舶所需的首部拖桩 尾部拖桩和尾部拖索孔等 大型海洋拖船还配有龙须链 第一节拖曳设备的配置 一 非专业拖船拖曳设备的配置指除专业拖船以外的自航船舶 常在船舶艏艉各设备1 2对双柱拖缆桩 并在船舶艏柱正上方的舷墙上设置圆形拖索孔 非专业拖船的拖索 根据船级社规范按舾装数选取 锚链同拖索连接的拖带作业 二 专业拖船拖曳设备的配备 应能保证各种拖带方式 包括 采用短拖索或长拖索的拖带 傍拖 正拖和倒拖 专业拖船的拖曳设备包括 拖缆 拖缆机 拖钩装置 拖索承梁 拖索限位装置和拖索导缆孔拖船的拖曳设备应根据拖船和航区及其执行的拖带的方式确定 海上拖航时应使用拖缆机 一般不应使用拖钩装置 拖曳设备简介 1 拖缆是拖船挂拖被拖船或水上漂浮物的专用缆绳 材料 它是主要受力部件 通常采用柔韧的镀锌钢丝绳 植物纤维索或合成纤维索 分类 拖缆实际上由三部分组成 即主拖缆 短缆及龙须缆 拖曳设备的布置 主缆 用于拖带的主要缆索 短缆 连接主缆和龙须缆的一段缆索 龙须缆 为保持被拖物的航向稳定性 从布置与船首两侧的脱力点连接至三角板的拖索具 龙须缆 短缆 拖曳三角板 拖缆长度视水域 被拖船的排水量 拖速而定 在内河拖带时 往往受到弯曲航道队船队长度的限制 浅水拖带时 为了避免拖缆拖擦水底 拖缆应适当收短些 在深海拖带中 一般拖放较长的拖缆 这样 即能在风浪中起到良好的缓冲作用 又能减少拖船螺旋桨尾流对被拖物阻力的影响 使拖带稳定 在设计中 拖缆长度可参照航道相仿的母型船确定 2拖钩和拖曳弓架拖钩是拖船用于扣挂拖缆并能迅速解脱的带沟器具 拖曳弓架为一个弓形构件 它与拖钩或拖曳滚轮或拖曳滑车相连接 将拖力传递给船体 开式拖钩 通常用于内河小型拖船 带有缓冲装置的折叠型闭式拖钩 这种拖钩适用于港口和内河拖船 带有手动闭锁器和缓冲装置的折叠型开式拖钩 这种拖钩适用于拖缆很长且穿过尾部拖索孔的海洋拖船 带有液压闭锁器和缓冲装置的折叠型开式拖钩 这种拖钩的闭锁器可遥控 适用于港口拖船 拖钩 弹簧拖钩 拖钩弓架 拖曳弓架一般由横剖面为圆形或椭圆形的锻钢制成 拖力较小者 拖曳弓架直接焊接与船体 拖力较大者 需要附加拖掌 并用铆钉或螺栓固定于船体结构 拖钩位置的设置 为了减少横拖或横向急牵力对拖船重心的急牵力矩 应尽量放低拖钩 但也应顾及船尾舱面布置及船员工作情况 拖钩着力点的纵向位置在条件允许下 尽量靠近船舶回转时侧向阻力的合力中心 则对操纵性有利 建议拖钩着力点设于水下侧面积型心以后0 5 1 0米之间 或置于距尾端35 45 船长之间 3 拖钩托架拖钩平台亦称托架 位于拖钩下面 用以支持拖钩 滑轮及拖缆部分自重 并便于拖钩摆动 平台呈半圆型 通常由角钢等制成 4 拖缆承梁拖缆乘梁是横跨拖船尾部甲板 支立与两舷的拱形梁 用于支承拖缆 防止拖缆摆动时伤害人员和舱面设备 拖缆承梁与拖钩等高 其构造多为T型组合梁 上覆半圆钢管或硬木 一般均为固定式 但在小船上由于拖钩较低 可制成活动式 拖缆承梁通常由一到二根支承材 承梁的倒数一般为一到二道 而大型海洋拖船可以有两道以上 拖缆承梁 5拖桩和拖缆孔拖桩是设于拖船和被拖船上 供套扣货系挂拖缆用的立柱 拖桩的外形与带缆桩相似 分单柱式和双柱式 其上端设有横档以防止缆索滑出 拖桩 首部拖桩 舷侧拖桩 尾部拖桩 横档 横档 横档 6 拖力眼板在被拖船舶上广泛采用的快速解脱型拖力眼板 横轴的界面通常采用圆形或椭圆形 其大小应保证龙须链的末端链环或链接卸扣套入 拖力眼板 拖力眼板 被拖船上应有一对合适的拖力眼板 此拖力眼板应能承受至少1 3倍主拖缆的破断拉力 除此之外 应有备用拖力眼板或拖桩一对 链索 拖力眼板船上的布置 7拖缆机拖缆机是拖放 卷收拖缆或推拖船队系结用缆的专用绞车 分为普通拖缆机和自动拖缆机两大类 普通拖缆机与拖钩相比 具有承受的拉力大 结构坚固 且能迅速改变所需的拖缆长度等优点 自动拖缆机能按拖缆张力的变化自动调节拖缆长度 当张力过小时 能自动收紧拖缆 以免过分松弛 当张力过大时 能自动放出拖缆 以免过分绷紧 甚至拉断 自动拖缆机能实现恒张力拖带 大多数用于海洋拖船 打捞救护和其它专业拖带船 拖缆机 拖缆机 第二节拖船拖曳设备的组成 拖船的拖曳设备有哪些 专业拖船的拖曳设备通常包括 拖缆 拖缆机 拖钩装置 拖索承梁 拖索限位装置和拖索倒缆孔 用于倒拖 绑拖和拖出搁浅船舶所需的首部拖桩 尾部拖桩和尾部拖索孔等 大型海洋拖船还配有龙须链 拖船的拖曳设备应根据拖船和航区及其执行的拖带方式确定 海上拖航应使用拖缆机 一般不应使用脱钩装置 但在沿海和遮蔽航区内短距离航行时 允许使用拖钩装置 因此许多拖船既设有普通拖索车或自动拖缆作为主拖带装置 又设有拖钩 拖桩作为设备拖带装置 港内拖船则以拖钩为主拖带装置 拖桩作为备用拖带装置 拖曳设备布置 首尾软碰垫 拖曳导缆孔 拖索承梁 拖缆桩 挡缆柱 拖缆 拖钩 拖钩弓架 眼板 拖曳设备布置 拖钩或拖缆机通常应位于船长中点后方5 10 的船长范围内 但在各种装载状态下 其位置均不应再拖船重心纵向位置之前 并应置于尽可能低的位置 以使拖船在正常工作时的横倾力矩减少到最小 拖缆机在制动 拖曳与回收拖缆操作时 应在任何情况下能从驾驶室应急释放拖缆 拖钩释放装置的操纵位置应设置在拖钩旁 遥控释放装置应设置在驾驶室内 拖曳设备配备 一 拖缆在一套拖索具中 拖缆实际上由三部分组成 即主拖缆 短缆及龙须缆 在沿海航区和遮蔽航区拖航时 可以不配短缆 1 主拖缆及备用主拖缆主拖缆和备用主拖缆 通常采用镀锌钢丝绳 其缆芯为硬质钢芯或麻芯 表面涂黄油以保持良好的润滑和防锈 主拖缆和备用拖缆的最小破断负荷RT可取为 当拖船系柱拖力 当拖船系柱拖力 当拖船系柱拖力 在设计中 拖缆长度可按拖船功率确定 其主拖缆和备用主拖缆应尽可能卷绕在各自独立的滚筒上 如不能做到时 应将备用主拖缆存放在能确保安全 有效 快捷 容易地转移至主拖缆滚筒的位置 对于航程超过3周的拖航 建议额外配备1根备用拖缆 存放在绞车的第2个滚筒上或第1根备用拖缆的滚筒上 而不应该损伤拖缆 如有两个被拖物 拖缆应分别连接 建议再配备1根额外备用缆 存放要求同上 2 短缆短缆 是连接主拖缆和龙须缆之间的一段缆索 俗称过桥缆 要求 在无线航区或近海航区作业时 拖船与被拖船在接拖操作时 技术上需要使用短缆 其长度不小于30m 短缆可用锚链 钢丝绳或尼龙缆 通常采用钢丝绳 锚链或钢丝绳短缆的破断强度应与主拖缆的破断强度相当 用钢丝绳作短缆时 其缆芯及两端嵌入套环的琵琶头的制作方法与主拖缆相同 因此在实际使用时 短缆同主拖缆均采用同一规格的钢丝绳 如短缆采用合成纤维缆时 其破断强度应满足一下要求 拖船系柱拖力小于490 5kN时 应为拖缆破断负荷的两倍 拖船系柱拖力大于981kN时 应为拖缆破断负荷的1 5倍 拖船系柱拖力在490 5kN 981kN之间时 按内插法决定 3 龙须缆或龙须链作用 龙须缆或龙须链是为了保持被拖物的航向稳定性 从布置于船首两侧的拖力点连接至三角板的拖索具 连接 龙须链由两根有档锚链组成 每根锚链的两端均配末端链环 一端直接或加设一个连接卸扣同拖力眼板连接 另一端用卸扣同三角连接 强度 每根龙须链的破断强度应不小于主拖缆的破断强度 建议采用2级或3级锚链钢 卸扣 短缆 拖曳三角板 龙须缆 末端卸扣 带有防擦链的龙须缆是最常用的龙须缆 每根龙须缆由一段有档锚链同一段钢丝绳组成 两者的破断强度均应不小于主拖缆的破断强度 有档锚链的两端配置末端链环 其长度应从拖力眼板延伸至导缆孔之外至少3m 钢丝绳的缆芯及两端嵌入套环琵琶头的制作方法与主拖缆相同 钢丝绳与防擦链之间采用卸扣连接 每根龙须链或龙须缆的长度可取为两拖力点之间的距离 但至少应使得两龙须缆之间的夹角不大于90 4 回收缆回收缆用于被拖船舶解拖时回收龙须缆或全部拖索具 连接 回收缆一端应用卸扣连接至三角板的专用环上 另一端固定在回收机械上 回收缆通常采用钢丝绳 其破断负荷应不小于龙须链自重的3倍 但在任何情况下均不小于196kN 回收缆 龙须缆 短缆 拖曳三角板 5 拖缆的连接件常用的拖缆连接件主要有三角板和链接卸扣 但在使用单根龙须缆时 可采用连接环或卸扣同主拖缆连接 三角板的形状是角端为圆弧形的等腰三角形 其大小应足以安装三个连接卸扣 三角板用碳钢或合金钢制作 图4 6所示为安全工作负荷为714kN的三角板 其本体为锻钢件 材料为35调质钢 连接卸扣系指拖索具中用于主拖缆 短缆 三角板 龙须链及防擦链之间连接的卸扣 这些链接卸扣均应为螺栓式并带有螺母及开口销 卸扣采用碳钢或合金钢制作 所有的卸扣 连接环 三角板等连接设备的极限负荷能力 应不小于其使用的最大拖缆破断负荷的1 5倍 拖钩 卸扣 连接环 三角板等连接件应以两倍的计算工作负荷进行验证试验 且不应有永久变形 计算工作负荷 SWL 按下式规定确定 系柱拖力BP 392kN时 SWL 10BP kN 系柱拖力BP392kN时 SWL 0 5BP 196kN 二 拖钩装置拖钩用于系栓和解脱拖缆 拖钩装置主要是由拖钩 拖钩弓架及拖钩托架组成 拖钩装置的构造应使拖钩从一舷到另一舷的转动角尽可能地大 对于港口拖轮来说 这一角度不小于180 而且在这一转动范围内 拖钩不应承受弯曲的 且不得触及或紧靠任何其他结构 1 拖钩 1 开式和闭式拖钩前者钩子部分不设防止拖缆跳出的装置 后者则有防止拖缆跳出的装置 2 折叠式和不可折叠式前者钩子部分同钩板用水平轴连接并设有制动装置 解拖时操纵制动杆 打开制动装置 钩子绕水平轴向下旋转使拖缆解脱 后者则无此种功能 3 带缓冲装置和不带缓冲装置的拖钩缓冲装置通常为弹簧 因次带有缓冲装置的拖钩又称弹簧拖钩 4 带有液控或气控闭锁装置的拖钩折叠型拖钩中 钩子部分设有闭锁装置以控制钩子的打开和复位 5 滚子拖钩好无滚子拖钩前者在安装时应配拖钩弓架 拖钩随滚子沿弓架作水平移动 后者 安装在拖上坚固的结构上 同销轴固定 拖钩绕销轴作水平摆动 实际使用的拖钩往往是上述各种形式的组合 开式拖钩 通常用于内河小型拖船 带有缓冲装置的折叠型闭式拖钩 这种拖钩适用于港口和内河拖船 带有手动闭锁器和缓冲装置的折叠型开式拖钩 这种拖钩适用于拖缆很长且穿过尾部拖索孔的海洋拖船 带有液压闭锁器和缓冲装置的折叠型开式拖钩 这种拖钩的闭锁器可遥控 适用于港口拖船 按照CCS 海船规范 的规定 拖钩应设有可靠的释放装置 不论拖船的横请教和拖索方向如何 都能方便地随时解脱拖索 同时又能避免意外地解脱拖索 拖钩的破断迁都一般应为拖索破断强度的1 5倍 2 拖钩弓架拖钩弓架是钢质锻造的圆形或椭圆形截面的曲线梁 其轴线可以是半个圆弧 也可以是由一个大半径的圆弧同两个小半径的圆弧连接起来组成 弓架同船体的链接可采用焊接 螺栓连接或是销子连接 拖钩 拖钩弓架 3 拖钩托架 通常拖钩配有支撑滚轮 搁在水平托架上 拖钩工作时 滚轮沿托架移动 托架用钢板或型钢焊成 其形状如同滚轮的轨迹相符 托架下面设有支撑 托架承受的负荷一般为拖钩重力的一部分和拖缆重力的一部分 但是采用短拖索拖带时 被拖船舶上的拖索固定点低于拖钩时 托架就会受到拖索垂向分力的作用 此时拖钩轴线同拖索方向之间的夹角一般不超过10 因此托架承受的垂向分力约为拖索张力的10 托架的强度按照拖索断裂时托架构件的应力不超过0 9 s 材料屈服点 进行校核 三 拖缆承梁作用 拖缆承梁设于拖船尾部并高出船舶尾部的所有设备 使得拖缆紧张时能平稳不受阻碍地从一舷滑向另一舷 拖缆承梁可分为固定式和局部活动 普通的拖缆承梁外形近似于抛物线 但其中间部分约1 3船宽的范围内位水平的 其高度可以由船体中心线处 通过拖索固定点和船尾舷墙顶部的直线确定 又高又宽的拖索承梁应在船体中心线或其两侧设置支撑 拖缆承梁 固定式 局部活动式 马鞍式 拖缆承梁 拖缆承梁其支撑采用钢管制成 拖缆承梁的剖面模数 cm3 应不小于按下式计算所得的值 d 拖缆直径 mm l 支撑材之间或是支撑材同舷墙之间的距离 m S 拖缆长度 不小于300mm s 承梁材料的屈服点或抗拉强度的0 7 两者中取较小的值 MPa 每一根支撑材料的横截面积F cm2 应不小于按下式计算所得的值 局部活动承梁的可动部分可制成垂直方向或水平方向回转 对于连接部分应予特别的注意 使其保持光顺 不应有任何足以损坏拖缆的突出部分 马鞍形承梁的曲线应管顺 不应使拖缆在横向滑动时又任何阻碍 高度较小的承梁 在人员通过处 建议在承梁的下部设橡胶板 以减轻人员通过时可能发生的碰撞上海 橡胶板用埋头螺栓固定 二 拖桩 按其用途可分为 拖桩和兼作拖曳用的带缆桩 首部拖桩有单柱式和双柱式 所示为单柱式拖桩 它同首部的舷墙折角衬板刚性连接 离开首柱前缘约2 3倍桩柱直径 为防止拖缆的磨损 桩柱附近的舷墙折角用管子包边 首部拖桩还经常采用双柱式并没有水平横档 位于船体中心线处 根据使用要求按船舶的纵向或横向设置 舷侧拖桩通常为双柱式 安装在拖床两舷离开舷边约1 5 2倍的桩柱直径处 并同舷墙固定 为防止拖缆滑出 桩柱上设有凸缘或横档 尾部拖桩通常为双柱式 设有横档 在许多拖船上 尾部拖桩按船的横向设置 在非专业托船上 尾部拖桩设于船体中心线处 且沿船的纵向设置 拖桩 首部拖桩 舷侧拖桩 尾部拖桩 横档 横档 横档 拖桩配备 拖曳用带缆桩的桩柱直径应不小于所配用的拖缆直径的10倍 拖桩应能承受主拖缆破断负荷的1 3倍 因此在作拖桩强度校核时 在上述负荷的作用下 拖桩的应力应不超过材料的屈服点 通常取0 95 单柱拖桩可作为承受集中载荷的悬臂梁作计算 而双柱拖桩的计算同带缆桩的计算相似 五 拖力眼板在被拖船舶上广泛采用的快速解脱型拖力眼板 横轴的界面通常采用圆形或椭圆形 其大小应保证龙须链的末端链环或链接卸扣套入 拖力眼板应至少能承受主拖缆破断负荷的1 3倍 此时拖力眼板各零部件的应力应不大于材料的屈服点 通常0 95 拖力眼板座架材料应采用A级或B级船体结构钢 横轴为锻钢件 拖力眼板 拖力眼板 被拖船上应有一对合适的拖力眼板 此拖力眼板应能承受至少1 3倍主拖缆的破断拉力 除此之外 应有备用拖力眼板或拖桩一对 链索 拖力眼板船上的布置 拖力眼板 拖力眼板 六 拖索限位装置拖索限位装置是限定拖索在拖船上移动范围的设施 其形式有挡缆柱 限位器 拖索倒缆及尾部拖索孔等 1 拖索导缆孔龙须链的导缆孔为铸钢件 其形状类似巴拿马运河导缆孔 导缆开口的大小应足以使龙须链及其连接卸扣顺利通过 孔表面的曲率半径应避免龙须链或防擦链的产生不利的弯曲 安装于设有拖缆机拖船上的拖索导缆孔 拖索通过导缆孔引向