高速艇尾滑道主架直线传动机构研究

杨涛 伍东 黄海彬

摘    要：本文对一种适用于高海况下的新型尾滑道直线传动机构进行研究，并简要介绍其设计和安装方法。

关键词：尾滑道;高海况;长距离直线传动;研究;设计

中图分类号：U671.91                              文献标识码：A

Transmission Mechanism of Stern Ramp for Craft

YANG Tao， WU Dong， HUANG Haibin

（ Guangzhou Marine Engineering Corporation， Guangzhou 510250 ）

Abstract： The paper introduces the design and installation of a new type long straight line transmission mechanism for the stern ramp of the craft suitable for rough sea state.

Key words： Stern ramp; Rough sea state; Long straight line transmission; Research; Design

1    引言

通常，在高海况下因船舶的摇晃幅度大、波浪对船舶外板的拍击剧烈，容易引起船上设备运行故障。为此，对超过4级海况要求的船舶及其设备的运行安全性和可靠性需要特别考虑。本文对可在4级及以上高海况下安全可靠运行的一种新型尾滑道直线传动机构进行研究，并简要介绍其设计和安装方法。

2   尾滑道主架基本情况

该型尾滑道可在4级及以上海況下将母船上的多艘小艇放至海面上，或从海面上回收至母船中。主架布置在固定架上，固定架与母船连接，主架通过传动机构实现其在固定架上前后移动，使小艇至达船尾并超出船体外，以保证有足够的长度、空间使小艇能安全下水或回收（如图1所示）;主架最后端设有吊艇架，用于将小艇下放至水面，或将小艇从水面回收。

3   主架传动机构方案分析

3.1  技术要求

作业时，主架尾端必须移至母船以外，且其悬臂长须超过小艇总长度，如图1所示。主架移动距离由尾滑道在母型船甲板上的位置和小艇主尺度来决定，如果小艇主尺度较长，则要求主架伸出母船的悬臂也相应较长。本文介绍的尾滑道主架移动距离约12～15米。

由受力分析可知，主架强度将受悬臂自重、小艇重量、吊艇架重量直接影响，在高海况下工作时，还会受到因风浪影响而产生的三维方向的弯曲及扭转等附加力矩。上述复杂的受力因素，易导致布置在主架上的传动装置发生变形、移位等问题，从而难以确保其传动机构安全和可靠地运行。因此，需要遴选出一型合适的传动机构或设计一种新型传动机构，以解决上述各种潜在的技术问题，同时还要求其重量轻，以避免对母船空船重量、重心、甲板结构强度及其纵倾角等的影响。

3.2  传统传动机构的适用性分析

目前，实现往返直线传动的型式主要有：绳传动、活塞杆传动、齿轮/齿条传动及丝杆传动等。

3.2.1绳传动型式

绳传动由绳、绞车槽轮或滚筒、导向滑轮等组成，通过马达正反向转动，驱动绞车槽轮或滚筒转动，实现物体的往返直线运动，其原理如图2所示。

该传动型式是依靠绳与槽轮或滚筒间的摩擦力来传递动力，在绳与槽轮或滚筒材料确定的情况下，其摩擦力大小取决于绳的张力。为此，所需绳内张紧力往往较大，且要求其内张紧力需保持一定值，否则将会出现传动打滑现象，故仅适用于传递力或力矩较小的机构，如其用于负荷多变所需传动力较大的机构，其安全性和可靠性较差，因此该种传动型式不宜选用。

3.2.2  活塞杆传动型式

活塞杆传动由活塞缸和活塞杆组成，依靠活塞伸、缩运动驱动机构实现往返直线运动，如图3所示。

该种传动方式简单、可靠性高，但受加工及长活塞杆易失稳等因素影响，其传动距离有限、成本高，通常仅适用于短距离的往返直线传动，因此该传动型式不宜选用。

3.2.3齿轮/齿条传动型式

该传动机构由齿条和齿轮组成，齿条和齿轮分别固定在两个不同的主体机构上，马达驱动齿轮正反向运转，齿轮在齿条上行走，通过齿轮与齿条啮合过程以驱动两个主体机构作相对往返直线运动，如图4所示。

该型装置传动可靠性高、稳定性好、可实现较长距离的直线传动。但采用该技术进行超长距离传动时，其齿条很长，加工难度高且重量超大、成本很高。例如，本滑道装置主架移动距离12～15 m，其重量可达4～5 t，将对母型船的总体性能带来较大负面影响。此外，长齿条易发生弯曲变形，引起传动机构卡滞或主体机构变形等问题，从而降低其传动可靠性。因此本传动型式不宜采用。

3.2.4 丝杆传动型式

丝杆传动通常由丝杆和丝杆螺母组成，丝杆螺母固定在移动机构上，通过马达驱动丝杆正反向旋转，以驱动丝杆螺母移动，从而带动移动机构往返运动。

该种传动方式简单、可靠性高，但受丝杆加工等因素影响，其传动距离有限、成本高，且对其工作环境要求也较高，通常仅适用于工作环境好的短距离往返直线传动。因此本传动型式不宜采用。

基于上述分析，当前几种传统的传动型式均不适用于本滑道装置。为此，需要设计一种重重轻、成本低、适合高海况下可靠工作的新型直线传动机构。