CN103979416A - 起重船a支架波浪补偿执行装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供起重船A支架波浪补偿执行装置，主要由主吊系统、升沉波浪补偿系统和横摇波浪补偿系统三部分组成。主吊系统的主要作用是起到承载吊重，完成吊重向船舷内外摆动，支撑升沉波浪补偿系统和横摇波浪补偿系统的作用。升沉波浪补偿系统的主要作用是，当船舶不需要补偿动作时升沉补偿系统随主吊系统同步运动；当需要升沉补偿作业时完成升沉波浪补偿工作。横摇波浪补偿系统主要起到补偿船舶横摇位移的作用。本发明能消除波浪所引起的升沉及横摇对A支架工作所带来的影响，为A支架起吊系统正常工作提供有力保证。本发明具有成本低、效率高、可靠性好的特点。

Description

起重船A支架波浪补偿执行装置

技术领域

本发明涉及的是一种起重船，具体地说是起重船的补给机构。

背景技术

海洋补给指的是对远航船舶进行生活或工作物资补充及工作人员交换的海上后勤作业。而随着海洋科学的逐步发展及远离大陆架的深海能源勘探技术的深入研究，船舶、海上平台等远洋设备的后勤补给工作已经变成衡量一个国家海上作业能力及海军长途奔袭综合战斗能力的关键指标。对于海上后勤补给作业，补给装置无疑是其最为关键的构成部分，因此随着船舶技术的深入研究，各种补给方式及其设备的研制也层出不穷，极大的丰富和提高了我国远洋作业及海军国防保障能力。

海上补给有多种方式，大致可分为四大类：锚泊并靠补给、纵向补给、横向补给和垂直补给，这里应用最为广泛的补给方式是通过船用起重机进行物资补给的锚泊并靠补给方式。并靠补给通常补给过程为船舶处于锚泊状态，具有补给装置简单、补给过程快速、补给量大的优点。但是由于补给船和目标船的外形、排水吨位等存在差异，这就造成了两船在海面上的姿态存在差异。在补给过程中两船由于受到海浪的影响，会在纵摇、横摇、升沉等响应运动，同时补偿设备也随之运动。而随着海况的升级，这些响应运动会加剧，因此为了保证补偿作业的安全，通常并靠补给方式要求在5级别海况以下进行。

随着两船在波浪中的相对运动，补给装置吊装补给物资、设备等也随之相对运动，这使得操作人员不能准确控制补给物资的下放速度和放置位置，还有可能造成物资、设备等与甲板发生硬性接触，或者已经放置好的设备没来的及拆卸又再次被吊起，危及货物及工作人员的安全，造成不必要的经济损失。例如功勋之船向阳红9号起重船，上面配备A支架，但是由于设备不具备波浪补偿功能，在执行科考任务时只能在3级海况下工作，这使得科考任务不能在较为恶劣条件下进行。由此看来，若要A支架补给设备安全工作，使得补给工作顺利进行，波浪补偿装置对整个系统是必不可少的。

发明内容

本发明的目的在于提供提高A支架执行起吊、施工等工作时的稳定性的起重船A支架波浪补偿执行装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明起重船A支架波浪补偿执行装置，其特征是：包括主吊系统、升沉波浪补偿系统；主吊系统包括A支架、主吊钩、主吊缆绳、主吊导向滑轮、主吊卷扬机、第一-第二摆幅液压缸、主吊杆，A支架包括第一-第二立柱、横梁、支撑平台，横梁固定在第一-第二立柱的上端部，支撑平台固定在第一-第二立柱之间，主吊杆上安装有主吊杆吊耳，主吊导向滑轮通过轴销与主吊杆吊耳相连，主吊杆与横梁相连，主吊卷扬机固定在起重船甲板上，第一-第二立柱、第一-第二摆幅液压缸分别与起重船甲板铰接，第一摆幅液压缸与第一立柱铰接，第二摆幅液压缸与第二立柱铰接，主吊缆绳缠绕在主吊卷扬机和主吊导向滑轮上，主吊缆绳的端部安装主吊钩；

升沉波浪补偿系统包括升沉补偿支撑架、第一-第二升沉补偿液压缸、升沉补偿滑轮、升沉补偿吊钩、升沉补偿卷扬机、第一-第二导向三角架、升沉缆绳，升沉补偿支撑架固定在支撑平台上，升沉补偿支撑架前侧开有第一-第二前侧导向槽，升沉补偿支撑架左右两侧分别开有左侧导向槽、右侧导向槽，第一-第二导向三角架的上端均安装有导向轮，两个导向轮分别安装在第一-第二前侧导向槽里，第一-第二导向三角架的下端安装导向轴销，导向轴销穿过左侧导向槽和右侧导向槽，第一-第二升沉补偿液压缸的第一端安装在升沉补偿支撑架上，第一-第二升沉补偿液压缸的第二端分别与第一-第二导向三角架相连，升沉补偿滑轮通过升沉轴销安装在第一-第二导向三角架之间，升沉补偿卷扬机固定在起重船甲板上，升沉缆绳缠绕在升沉补偿卷扬机和升沉补偿滑轮上，升沉缆绳的端部安装升沉补偿吊钩。

本发明还可以包括：

1、还包括横摇波浪补偿系统，横摇波浪补偿系统包括第一-第二横摇补偿液压缸、第一-第二横摇补偿液压缸上挡板，横梁下平面设置横摇导向槽，第一-第二横摇补偿液压缸分别通过第一-第二横摇补偿液压缸上挡板安装在横摇导向槽的两端，主吊杆通过主吊杆上挡板安装在横摇导向槽的中部，第一-第二横摇补偿液压缸分别与主吊杆的两端相连。

2、第一-第二横摇补偿液压缸推动主吊杆在横摇导向槽内做横向移动来执行横摇波浪补偿工作，第一-第二横摇波浪补偿液压缸伸缩量满足一端伸长量等于另一端缩短量。

本发明的优势在于：本发明工作时船舶检测系统检测到船舶在升沉及横摇方向上的运动参数，控制系统计算出补偿量并输出控制信号给执行系统即A支架补偿装置，补偿装置进行补偿工作，消除波浪所引起的升沉及横摇对A支架工作所带来的影响，为A支架起吊系统正常工作提供有力保证。本发明具有成本低、效率高、可靠性好的特点。

附图说明

图1为本发明的总体结构图；

图2为主吊系统结构图；

图3为A支架结构图；

图4为主吊钩缆绳卷扬机连接结构图；

图5为升沉波浪补偿执行装置结构图；

图6为升沉补偿支撑架与升沉补偿三角架连接结构图；

图7为升沉补偿三角与卷扬机连接结构图；

图8为横摇波浪补偿系统结构图；

图9为横摇波浪补偿液压缸与主吊杆连接结构图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1-9，起重船A支架波浪补偿装置是一种对A支架在海面工作时随波浪响应引起的摆动进行抵消的补偿装置。主要应用在起重船A支架进行装备转运或海洋施工时产生波浪响应的情况下。起重船A支架波浪补偿执行装置主要由主吊系统、升沉波浪补偿系统和横摇波浪补偿系统三部分组成。主吊系统的主要作用是起到承载吊重；完成吊重向船舷内外摆动；支撑升沉波浪补偿系统和横摇波浪补偿系统的作用。升沉波浪补偿系统的主要作用是，当船舶不需要补偿动作时升沉补偿系统随主吊系统同步运动；当需要升沉补偿作业时完成升沉波浪补偿工作。横摇波浪补偿系统主要起到补偿船舶横摇位移的作用。

主吊系统由A支架1、主吊钩3、缆绳8、主吊导向滑轮2、主吊卷扬机9、摆幅液压缸7、主吊杆6和主吊杆上挡板5、甲板4所组成。A支架1是作为主要承重及支撑升沉补偿系统和横摇补偿系统的装置，它通过A支架支腿底端铰支座与起重船甲板4通过销轴13连接，A支架1围绕轴销13在夹板上摆动。A支架1的下部有为支撑升沉补偿系统而设计的支撑平台14，其上开有螺栓孔为配合连接升沉补偿支撑架。在A支架1横梁上方开有为阶梯导向槽，阶梯槽为横摇补偿液压缸和主吊杆6提供安装位置并起到横摇滑动补偿导向作用。在A支架1的背侧设有与摆幅液压缸7连接的铰支座。主吊杆6的主要作用是承担两侧主吊钩3载荷作用，安装于阶梯导向槽内，可在阶梯槽内横向移动，由主吊杆上挡板5提供限位作用。主吊杆6两侧吊耳与主吊导向滑轮2通过轴销10连接，轴销10外侧套有滚动轴承来起到减小阻力作用。在主吊杆6两侧开有螺纹孔与横摇波浪补偿液压缸相配合。主吊卷扬机9起到起吊或拖拽载荷和的作用。通过主吊卷扬机9卷扬缆绳8通过主吊滑轮2和主吊钩3完成起吊拖拽任务。摆幅液压缸7主要起到支撑A支架并向船舷内外摆动的作用。摆幅液压缸7缸筒与夹板4通过铰支座轴销12连接。摆幅液压缸7液压杆通过轴销11与A支架1背侧铰支座连接。在日常工作中应当注意A支架横梁15导向槽的润滑工作为横摇作业减小工作阻力。

升沉波浪补偿系统由升沉补偿支撑架16、升沉补偿液压缸17、升沉补偿滑轮18、升沉补偿吊钩19、升沉补偿卷扬机20、升沉补偿导向三角架21、缆绳22组成。升沉补偿支撑架16主要起到支撑升沉载荷，连接各升沉部件的作用。升沉补偿支撑架16顶部两个吊耳24通过轴销23与升沉补偿液压缸17连接。升沉补偿支撑架16前部与侧面开有与升沉补偿导向三角架配合的导向槽25、26，为升沉补偿导向三角架21提供升沉导向及限位作用。升沉补偿支撑架16底板开有与A支架支撑平台14链接的螺纹孔，通过螺栓27与A支架支撑平台14连接。升沉补偿导向三角架21主要起到连接升沉补偿滑轮18及升沉补偿液压缸17并提供导向作用。升沉补偿导向三角架21按照两侧对称布置在升沉补偿滑轮18两侧。升沉补偿导向三角架21的上端安装有导向轮28，导向轮28通过销轴29装在三角架21上，导向轮28置于在升沉补偿支架16前端导向槽25内并在升沉方向移动。升沉补偿导向三角架21下端卡在升沉补偿支撑架两侧，通过轴销30链接在升沉补偿支撑架16两侧的导向槽26内，轴销30外侧套有导向套筒31起到导向减阻。因三角架的下端支撑滚筒的支腿为薄壁结构，为提高其连接强度，在设计时在两侧设计出加强筋，以提高支架的稳定性。两侧三角支架通过轴销32连接，轴销32中间安置圆柱滚子轴承33来带动升沉补偿滑轮的转动。升沉补偿三角架21前端有与升沉补偿液压缸17链接设置的铰支座，通过轴销34将二者链接。升沉补偿液压缸17主要起到升沉速度、位移补偿的作用。升沉补偿液压缸17筒通过轴销23与升沉补偿支撑架16吊耳连接，升沉补偿液压缸17杆与升沉补偿三角架21通过轴销34连接。升沉卷扬机20起到提供升沉补偿位移和起吊载荷和的作用。通过升沉卷扬机20，拖动缆绳22通过升沉滑轮18和升沉补偿吊钩19完成补偿和起吊任务。

横摇波浪补偿系统由横摇补偿液压缸35、横摇补偿液压缸上挡板36、A支架横梁15、主吊杆6组成。横摇波浪补偿液压缸35缸筒安置于A支架上横梁15上方的导向槽的两侧。横摇波浪补偿液压缸35杆前端有螺纹与主吊杆6两侧螺纹孔配合安装。横摇波浪补偿液压缸35推动主吊杆6在A支架上横梁导向槽内做横向移动来执行横摇波浪补偿工作。应当注意的是，横摇波浪补偿液压缸35左右伸缩量应当满足左侧伸长量等于右侧缩短量，这样保证整体结构的稳定性，不发生结构脱离变形的情况。

起重船A支架波浪补偿执行装置是通过在普通A支架基础上增加升沉波浪补偿装置，以提高船舶在升沉方向上的稳定性；在A支架上梁加设横摇波浪补偿装置，以提高船舶在横摇方向上的稳定性；利用液压缸系统与卷扬机系统共同执行补偿工作，增加工作的稳定性及响应的快速性。

A支架1具有结构简单、操控方便、承载能力大等特点，在此基础上增加升沉及横摇波浪补偿系统可以补偿传播在升沉及横摇方向上对波浪的响应。

当船舶检测系统检测到船舶只需要进行起吊不需要进行补偿动作，此时只有主吊系统运转，升沉补偿液压缸17无动做，只有升沉补偿卷扬机20与主吊卷扬机9以相同转速释放缆绳，使横摇波浪补偿系统随着主吊系统运转，不起到升沉波浪补偿的作用。横摇补偿液压缸35无动作，横摇波浪补偿系统不进行工作。此时控制系统控制摆幅液压缸7伸缩响应长度，驱动A支架1向甲板4内外摆动来完成载荷向船舷外摆或内摆动作。主吊卷扬机9卷扬缆绳8通过主吊滑轮2和主吊钩3完成起吊拖拽任务。当船舶检测系统检测到船舶需要进行升沉波浪补偿运动时，此时主吊系统正常工作，检测系统将检测到的波动量传给控制系统，控制系统运算船需要进行的波浪补偿量，将控制信号传送给升沉波浪补偿系统进行升沉波浪补偿。控制系统发出控制信号，驱动升沉补偿液压缸17进行伸缩补偿一部分升沉位移。升沉补偿卷扬机20根据控制量进行卷扬，拖动缆绳22通过升沉滑轮18和升沉补偿吊钩19依据控制系统完成升沉波浪补偿的速度补偿和张力补偿。当船舶检测系统检测到船舶需要进行横摇波浪补偿运动时，控制系统控制横摇补偿液压缸35推动主吊杆6在A支架上横梁导向槽内做横向移动来执行横摇波浪补偿工作。

Claims (3)

1.起重船A支架波浪补偿执行装置，其特征是：包括主吊系统、升沉波浪补偿系统；主吊系统包括A支架、主吊钩、主吊缆绳、主吊导向滑轮、主吊卷扬机、第一-第二摆幅液压缸、主吊杆，A支架包括第一-第二立柱、横梁、支撑平台，横梁固定在第一-第二立柱的上端部，支撑平台固定在第一-第二立柱之间，主吊杆上安装有主吊杆吊耳，主吊导向滑轮通过轴销与主吊杆吊耳相连，主吊杆与横梁相连，主吊卷扬机固定在起重船甲板上，第一-第二立柱、第一-第二摆幅液压缸分别与起重船甲板铰接，第一摆幅液压缸与第一立柱铰接，第二摆幅液压缸与第二立柱铰接，主吊缆绳缠绕在主吊卷扬机和主吊导向滑轮上，主吊缆绳的端部安装主吊钩；

升沉波浪补偿系统包括升沉补偿支撑架、第一-第二升沉补偿液压缸、升沉补偿滑轮、升沉补偿吊钩、升沉补偿卷扬机、第一-第二导向三角架、升沉缆绳，升沉补偿支撑架固定在支撑平台上，升沉补偿支撑架前侧开有第一-第二前侧导向槽，升沉补偿支撑架左右两侧分别开有左侧导向槽、右侧导向槽，第一-第二导向三角架的上端均安装有导向轮，两个导向轮分别安装在第一-第二前侧导向槽里，第一-第二导向三角架的下端安装导向轴销，导向轴销穿过左侧导向槽和右侧导向槽，第一-第二升沉补偿液压缸的第一端安装在升沉补偿支撑架上，第一-第二升沉补偿液压缸的第二端分别与第一-第二导向三角架相连，升沉补偿滑轮通过升沉轴销安装在第一-第二导向三角架之间，升沉补偿卷扬机固定在起重船甲板上，升沉缆绳缠绕在升沉补偿卷扬机和升沉补偿滑轮上，升沉缆绳的端部安装升沉补偿吊钩。

2.根据权利要求1所述的起重船A支架波浪补偿执行装置，其特征是：还包括横摇波浪补偿系统，横摇波浪补偿系统包括第一-第二横摇补偿液压缸、第一-第二横摇补偿液压缸上挡板，横梁下平面设置横摇导向槽，第一-第二横摇补偿液压缸分别通过第一-第二横摇补偿液压缸上挡板安装在横摇导向槽的两端，主吊杆通过主吊杆上挡板安装在横摇导向槽的中部，第一-第二横摇补偿液压缸分别与主吊杆的两端相连。

3.根据权利要求2所述的起重船A支架波浪补偿执行装置，其特征是：第一-第二横摇补偿液压缸推动主吊杆在横摇导向槽内做横向移动来执行横摇波浪补偿工作，第一-第二横摇波浪补偿液压缸伸缩量满足一端伸长量等于另一端缩短量。