JY20/80型分列式液压绞纲机的设计

刘凌云

(山东百步亭船业有限公司，山东 荣成 264317)



JY20/80型分列式液压绞纲机的设计

刘凌云

(山东百步亭船业有限公司，山东 荣成 264317)

设计一种用于440 kW以下渔船上使用的JY20/80型分列式液压绞纲机。在确定该绞纲机技术参数后，分析了工作原理，并特别说明了操作事项及维护保养等方面的内容。该绞纲机在渔船上应用后可靠性高，使用方便，取得了满意的效果。

拖网；渔船；绞纲机；液压传动

0 引言

JY20/80型分列式液压绞纲机既可绞纲拖网，又可起吊渔货及起锚，是440 kW以下渔船上先进的甲板捕捞设备。本绞纲机采用中高压液压传动，由2台液压马达传动，经过齿轮减速，可使绞纲机实现并压、换向、锁紧、双马达2级调速等多种功能。另设有自动排绳器，能将缆绳排列得均匀整齐，从而满足作业要求。排绳传动可为双速机构，以适应不同粗细的缆绳排绳要求；若无特殊要求排绳机构则为单速。本机用DC24 V电磁阀控制液压泵的启动，可布置在绞纲机旁。操作控制阀亦布置在绞纲机旁适合位置，操作安全、可靠、方便。

1 主要技术参数

1.1 基本参数确定

卷筒设计计算中径：Ф860 mm(以下技术参数均为中径处计算值)

额定工作压力：16 MPa

卷筒额定拉力：2×20 kN(单马达)，2×40 kN(双马达)

摩擦鼓轮额定拉力：2×40 kN(单马达)，2×50 kN(双马达)

卷筒额定拉线速度：80 m/min(单马达)，140 m/min(双马达)

理论容绳量：Ф20 mm×2 500 m

主机额定输出转速：600 r/min(主机额定转速1 000 r/min)，700 r/min(主机额定转速1 200 r/min)液压泵站输入功率：～115 kW

系统工作油液：YA-N46液压油

1.2 起网速度的确定

起网速度受网机功率大小、拖网速度、捕捞种类、作业水深等因素影响。目前按照现有作业要求，拖纲钢丝绳长度约1 500 m，20 min内上网，起网速度则为75 m/min。为满足目前的使用要求并为远洋捕捞作业有所准备，所以最终确定起网速度为80 m/min(单马达)和140 m/min(双马达)。

1.3 绞纲机功率的确定

绞纲机功率P=TV/η

式中：T为拉力，T=40 kN；V为线速度，V=2.33 m/s；η为功率因数，η=0.81。

经计算，P=115 kW

JY20/80分列式液压绞纲机总装图见图1。

1.摩擦鼓轮 2.减速机 3.主轴 4.卷筒 5.自动排绳装置

2 系统工作原理

本绞纲机分左机与右机，对称布置于甲板上。整个系统主要由绞纲机、操纵阀、泵站、油箱、离合器及控制器、管路等6个部分组成。液压系统工作原理图如图2所示。

1.截止阀 2.粗滤器 3.精滤器 4.离合器 5.油泵 6.压力表开关 7.压力表 8.溢流阀 9.单向阀 10.YKV组合阀 11.网机油马达 12.锚机油马达 13.手动比例换向阀 14.油箱

绞纲机： 绞纲机由2台低速大扭矩液压马达驱动，经一级渐开线齿轮减速后，将扭矩传递给主轴。当主轴上的牙嵌离合器与系纲卷筒结合后，可进行绞纲作业。当离合器脱开时，可进行起吊渔货及带缆、起锚等作业，从而达到一机多用的目的。在卷纲时，可将排绳离合器与排绳机构结合进行自动排绳，也可根据具体情况进行手动排绳。

操纵装置： 操纵装置布置在绞纲机旁，是左右绞纲机的控制中心。通过控制各操纵器，可使左右机同时或分别实现单、双马达正、反转，双马达2级调速以及主机离合、排绳、锁紧等多种功能。

泵站： 主机将前端输出的功率及转速通过联轴器传递给离合器组合变速箱，并通过升速轴传递给油泵， 为绞纲机提供液压能源。

离合器及控制器： 离合器安装在机舱组合变速箱内，控制器安装在机舱与绞纲机旁，全套装置用来控制油泵的启动运行和关停，其控制原理见图3。

液压系统压力调定如下： 离合器变速箱上润滑油压为0.3～0.4 MPa，工作油压为1.0～1.2 MPa，最高工作油压为1.5 MPa，如不符合上述规定，可调整系统压力。阀站压力调整示意图如图4所示。

3 使用事项

3.1 操作步骤

在了解随机说明书并熟悉本机结构后，其技术操作和保养规程是非常简单的，涉及安全技术的操作规程要格外重视。

图3 机前离合器泵站液压系统原理图

图4 阀站压力调整示意图

(1)使用前检查油箱中液位达到规定的高度，打开油箱截止阀。

(2)开机油液循环后，停机再次检查液位高度，不低于最低液位，如低于要求液位要求，应予补充。

(3)接通离合器组合变速箱上的冷却器进出水管，确认液压电气系统联结正确无误，液压管路清洁无异物，联结接头牢固可靠后方可开机。

(4)系统开机运行后，应进行转换开关、各离合器结合与脱开、停车与刹车、快速与慢速等功能的试操作，以确保各操作的有效及可靠性。

(5)操作阀上的压力表开关应略打开能显示压力即可，一般情况下不要打开，以免冲坏压力表。

(6)当液压绞纲机工作时， 卷筒排绳直径至Ф860 mm时，绞纲机负荷为20 kN/40 kN(单马达/双马达)，此时压力表显示压力为16 MPa。

(7)当起吊渔货及带缆时，应先刹紧刹车带，操作手柄脱开绞纲及排绳离合器，然后再操纵控制阀，使鼓轮旋转即可满足使用要求。

(8)使用结束后，应先将操纵阀卸荷，然后刹紧刹车。

3.2 重要提示

(1)绞纲系统压力调定为16 MPa。除非系统压力不足而影响正常操作，一般情况下不要调整，以免发生危险。注意不要过载操作，以免损坏系统构件，造成系统瘫痪。

(2)由于精滤油器有回油阻力，可满足系统背压要求，所以禁止拆除精滤油器滤芯。

(3)正常情况下泵站装置一般在低于主机额定转速下使用，应注意控制主机在网机工作时的输出功率，避免因网机调定的溢流阀的溢流压力使网机的输入功率超过主机所能输出的功率，损坏主机。

(4)网机工作时，如进行主机倒顺操作时，可能因为主机瞬时转速下降和输出功率不足使正在运转中的网机短时停转，属于正常现象。

3.3 新机磨合

(1)由于动力媒介是液压油，所以必须保证液压系统的清洁。在对系统进行严格的清洗后，方可装入液压油。装入液压油后，应空负荷滤油5 min，并在滤油后清洗滤油器。

(2)新机带负荷运行前，应保证不少于100 h的磨合时间，以延长齿轮的使用寿命，且在首次运行50 h后，清洗滤油器。

(3)新机使用2 000 h或结合柴油机检修时应对绞纲机作一次拆检，并更换新机油。

(4)新机磨合期可在渔船航行不作业时开动绞纲机进行磨合，此时的输入转速可高于额定转速。

3.4 维护保养

(1)各润滑部位及油杯要加足润滑油(脂)，如：离合器组合变速箱内加N68机械油至油尺高位；绞纲机齿轮涂锂基脂；各轴瓦处涂钙基润滑脂；链轮及开式齿轮上加钙基润滑脂等。

(2)大卷筒两端采用Ⅰ型复合轴承，两端在卷筒径处分别装有压注油杯，在正常作业情况下每月要放下全部钢丝绳，用油枪注足润滑脂，以延长钢丝绳使用寿命。

(3)对滤器必须定期清洗或更换(尤其是回油精滤油器)，一般1个月清洗或更换1次。系统清洁时，可适当延长清洗或更换时间。

(4)对离合器组合变速箱内的机油要特别注意，发现油质变黑要及时更换，油液少于规定值时要及时补充。

(5)对暴露在外的管路等元器件应经常性涂漆防护，防止海水腐蚀。

4 结语

对照设计初期的任务书中要求：在正常保养条件下，要确保绞纲机处于良好的工作状态，可正常、长期、可靠地工作，并最大限度地延长使用寿命，降低使用成本，通过多年的装船使用证明，各项指标均达到了预期要求，在极端情况下短时间超负荷使用也没有导致设备的损坏，本产品的开发设计还是比较成功的。随着渔船越造越大，航程也越来越远，对绞纲机的拉力要求也越来越高，因此本产品也在不断地进行设计改进和功能完善，以期满足更大吨位远洋作业渔船的需要。

[1] 徐灏. 机械设计手册[M]. 北京：机械工业出版社，1991.

[2] 成大先. 机械设计图册[M]. 北京：化学工业出版社，1997.

[3] 雷天觉. 液压工程手册[M]. 北京：机械工业出版社，1990.

[4] 中国船舶工业总公司. 船舶设计实用手册[M]. 北京：国防工业出版社，2002.

[5] 农业部渔船检验局. 钢质海洋渔船建造规范[M]. 北京：国防工业出版社，1998.

2016-03-10

刘凌云(1975—)，男，工程师，从事计算机辅助船舶设计。

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