一种新型船用液压遥控抓斗_露珠儿高的空间

一种新型船用液压遥控抓斗_露珠儿高的空间_百度空间

目前国内生产的各种型号抓斗多适用于港口岸上操作。这些抓斗大多具有机构复杂，容易出现故障等缺点，不适于随船使用，限制了船舶运输的范围，造成货物运输周期延长，增加了运输成本。

目前，国内只有少数散货船自带抓斗，普通船舶如果签定了由船舶自带起吊设备装卸货的合同而无自带抓斗，则必须租借港口抓斗，增加了运输成本。为此，我们根据船舶运输的特点，开发了一种适用于随船使用的抓斗——船用单索双瓣液压遥控抓斗。该抓斗具有结构和操作简单，工作性能可靠，不容易出现故障，易维护等特点，并适用于船上的起重设备。目前，首台该型抓斗已经生产出来，通过大量实验表明其各项性能指标均符合设计要求。且第l批产品正在随船使用，目前客户反应使用效果良好，具有很好的市场前景。

1 抓斗的基本结构

船用单索双瓣液压遥控抓斗的设计模型见图1，其主要组成部分为：

（1）上横梁上横梁是抓斗的主要承压件之一，主体上焊接有滑轮安装架、承压座等部件。主体与滑轮组之间通过轴联结。顶部安装2套耐磨套。

（2）上活动横梁上活动横梁与液压缸的活塞杆由大螺母固定，主体上焊接有滑轮安装架、钢丝绳补偿架安装架、上下定位销等结构。主体与滑轮组之间通过轴联结。钢丝绳穿过上横梁中的滑轮组后与上活动横梁上的补偿架固接。

（3）下活动横梁下活动横梁为箱形结构，与控制箱连为一体，内部装有油箱、液压及电器控制系统。下活动横梁与液压缸和斗体同步齿轮均通过轴连接。

（4）撑杆撑杆通过轴分别与上横梁和斗体联结，起承载和防止抓斗横摆的作用。

（5）斗体双瓣抓斗的斗体分为左、右斗2部分，左右斗的结构大体相似，包括同步齿轮、卸荷板等附件。

2 抓斗无动力开合原理

该抓斗的开、合、闭锁等动作采用无动力设计。抓斗的起、降由船舶自带的起重设备来完成，开合及锁紧由液压系统来完成，其主要由2个液压缸、2个活塞、控制阀、油箱和油管等组成。从原理上可将抓斗的工作过程分为以下几个阶段：

（1）空斗在空中移动

左右斗体各张开95°，活塞xx从液压缸抽出，活塞上部空间只有很小的缓冲间隙。下部空间充满液压油。此时，液压控制阀处于右位，下部空间的液压油被闭锁。

（2）抓斗下落至物料上

张开的抓斗在船舶起重设备的带动下置于货物上，放松吊索，活塞受上活动横梁的重力作斥而下落，活塞下移。此时，液压控制阀右位导通。在活塞下移与空心柱塞接触前，液压缸下部空间的油一部分通过内油孔和单向阀进入液压缸的上部空间，多余的部分油通过管路回油箱；当活塞下移与空心柱塞接触时，液压缸下部空间的液压油主要通过单向阀流入上部空间，通过出油孔和管路回油箱。当活塞下移至封住外油孔时，活塞停止下移。液压缸上部的液压油被封锁。

（3）提起吊绳索，抓起货物

提升力经钢索传递到上活动横梁和活塞，由于液压缸上部的液压油处于锁紧状态，油不能流出而产生油压，使液压缸和下活动横梁受到向上的力而随活塞一起向上运动，斗体收紧并抓起货物随绳索一起提升。然后由起吊设备将货物移动到指定的位置，准备卸货。

（4）抓斗张开、卸货

当货物被移到指定位置时，通过遥控系统使液压控制阀左位导通，上活动横梁在钢索的牵引下固定。抓斗在下活动横梁、斗体及货物的重力作用下，下活动横梁及液压缸下移，在空心柱塞与活塞脱离前，液压缸上部空间的液压油通过内油孔、空心柱塞、油管（另一个）以及控制阀流回油箱，同时油箱通过油管向液压缸下部空间补油。控制阀的开度很小，液压油的流速较小，抓斗初始张开速度缓慢。防止货物初始卸放过快而对货物接收设备产生较大的冲击；当液压缸下移与空心柱塞脱离时，液压缸上部空间液压油通过内油孔直接流人下部空间，抓斗快速张开。这样可使货物后期阶段的卸放速度较快，同时可使抓斗产生较大的惯性力，使粘附在斗体表面的货物脱落。

（5）应急操作

当遥控系统出现故障等应急状况时，可以拉动手动卸荷机构，强制使控制阀左位导通，进行卸货，防止发生事故。

3 抓斗的设计特色

3.1 变斗容结构的设计

由于散货船舶装载货物范围较广，当抓取密度较小的货物时，希望斗容较大，可提高装载效率；当抓取密度较大的货物时，希望斗容较小，以防止过载。因此，对于随船使用的抓斗，变斗容结构尤为重要。

卸荷板中部设计有定位勾，斗体中部2支撑筋板内侧各有3个定位销，定位销与定位勾的配合为卸荷板的安装捉供方便，还可承担一定的载荷。另外，卸荷板的两端与斗体之间由螺钉固定。当抓载密度较小的货物时，为提高货物装载速度，可将3块卸荷板全部装上，此时为{zd0}斗容，体积为11.49 m3。当拆下第1组卸荷板时，斗容约为7.29 m3，适用于中型密度货物；拆下1、2组卸荷板时，斗容约为5.14 m3，适用于重型密度货物；3组卸荷板全部拆下时，斗容约为3.94 m3，适用于重型密度货物。

3.2 复合材料轴套替代金属轴套

该抓斗的回转部件均采用轴与轴套结构，由于金属轴与轴套在使用过程中需要定期添加固体润滑油，增加了维护工作量。该抓斗轴套全部采用纤维复合材料，具有重量轻、成本低、耐磨、无需润滑、可换性好等优点，故其在使用过程中无需定期添加润滑油。当轴套磨损量超过规定值时，可直接以新轴套替换旧轴套。从其试用效果看，抓斗轴套的使用寿命为1万次左右的工作循。考虑抓斗的闲置时间，轴套的实际更换周期为1年左右。可见，复合材料轴套的使用有效地延长了抓斗维护保养周期。

3.3 撑杆同步机构设计

抓斗在工作过程中，要求4根撑杆两两配对，左右同步，以防止抓斗使用过程中发生横摆。部件结构见图1。传统类似的抓斗在设计过程中，主要采用图2a所示齿传动的结构，该结构虽然传动xx度较高，但加工比较困难，成本较高。因此，在抓斗对同步要求不是非常xx的情况下，在设计过程中采用图2b所示结构。该结构联动杆与轴套座焊接固定，联动杆的长度固定，撑杆只能绕上横梁的安装轴转动。2联动杆由连接板连接，实现同步。采用间隙补偿的办法来解决连接板长度变化的问题。补偿的方法有2种：1种是将联动杆与螺栓的适配孔直径扩大2 mm；另1种是将连接板与螺栓的适配孔直径扩大2 mm。考虑到安装的问题，在设计抓斗的过程中采用第l种方案。这样不仅能满足功能性要求，而且加工方便，成本较低，且对抓斗的总体影响可忽略不计。试验表明，该结构也可实现较好的同步效果。

4 结论

本文所述适用于随船使用的抓斗——船用单索双瓣液压遥控抓斗，因其可随船使用，扩大了船舶运输的地域范围，缩短了船舶货物载、卸周期，节省了船舶运输成本。

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