用於航標船的移動配載安全保護裝置的製作方法
2023-06-04 11:41:41 1
本實用新型涉及一種航標船移動配載裝置配套裝置，更具體的說，本實用新型主要涉及一種用於航標船的移動配載安全保護裝置。
背景技術：
長江航標船是長江航道上航標維護、修理、移標、布標的主力船型，其上最重要的生產設備是旋臂式吊機，該吊機必備的輔助配套裝置就是移動配載裝置。移動配載裝置原理是當吊機起重作業時，在船寬方向上反向移動一定重量的物體，抵消吊機起重工作時的力矩，減小船舶橫傾角，保持船舶的平衡。但是該裝置在船上使用時是靠四隻滾輪在軌道上運行移動的，其制動裝置是靠運行機構的電動機的電磁抱剎自鎖裝置來完成制動力。在江上風浪條件惡劣時，船舶會產生劇烈的橫搖、縱搖、垂蕩等運動，產生的慣性力可能會使移動配載箱產生跳齒、滑移，甚至傾覆等可能，配載裝置重量達5t以上，如果出現上述問題後果是非常嚴重的。長期以來該問題一直存在，船員六級風以上就不敢出航，出航率低工作效率低；因而有必要針對航標船的移動配載裝置的安全防護裝置進行研究和改進。
技術實現要素：
本實用新型的目的之一在於針對上述不足，提供一種用於航標船的移動配載安全保護裝置，以期望解決現有技術中航標船上移動配載裝置運行時，在惡劣風浪條件下很大的慣性力僅靠運行電機的自鎖力作為整個裝置的制動力，力量不夠且不可靠，移動配載的慣性力將可能導致運行齒條跳齒、滑移、甚至配載箱傾覆等技術問題。
為解決上述的技術問題，本實用新型採用以下技術方案：
本實用新型所提供的一種用於航標船的移動配載安全保護裝置，所述的安全裝置包括剎車軌道與剎車模塊，所述剎車軌道位於移動配載運行軌道之間的船底結構上；所述剎車模塊包括墊板，所述墊板上安裝有支架，所述支架上安裝有兩個第一支座，所述兩個第一支座，且所述兩個第一支座上分別安裝有兩個相互對應的剎車油缸，兩個剎車油缸的輸出杆均上安裝有剎車塊，且兩個剎車塊位於剎車軌道的兩側；所述剎車油缸還通過管道與液壓泵站相連通；所述液壓泵站包括油箱、電動機與液壓泵，所述液壓泵安裝在油箱與剎車油缸之間的管道上，且油箱與剎車油缸之間的管道上還安裝有蓄能器、換向閥與單向閥；用於由電動機帶動液壓泵從油箱中吸取液壓油，並經單向閥與換向閥輸出至剎車油缸，從而驅動剎車油缸動作。
作為優選，進一步的技術方案是：所述剎車軌道為兩條，且均固定於船底結構上，每條剎車軌道上均安裝有兩個剎車模塊。
更進一步的技術方案是：所述小車上安裝有配載裝置，所述液壓泵站安裝於配載裝置的頂部。
更進一步的技術方案是：所述剎車油缸上均安裝有彈簧，用於在失壓狀態下帶動剎車油缸的輸出杆退回。
更進一步的技術方案是：所述剎車模塊的外側均設有水平滾輪，所述水平滾輪置於移動配載運行軌道的外側。
更進一步的技術方案是：所述剎車軌道插入安裝在船體底部的龍骨上，且剎車軌道的兩側還加密設置有肘板。
更進一步的技術方案是：所述第一支座的內部還設有第二支座，所述剎車油缸安裝在第二支座內。
更進一步的技術方案是：所述的安全裝置還包括控制系統，所述控制系統包括控制器、電機制動器接觸器、電磁閥接觸器、壓力表兩個壓力開關，所述電機制動器接觸器、電磁閥接觸器、壓力表與兩個壓力開關均接入控制器；所述壓力表與兩個壓力開關均安裝在油箱與剎車油缸的之間的管道上；用於由壓力表採集當前管道中壓力傳輸至控制器中，由控制器根據當前壓力控制電機制動器接觸器、電磁閥接觸器以及兩個壓力開關的閉合與斷開。
與現有技術相比，本實用新型的有益效果之一是：通過在航標船移動配載裝置結構的基礎上增加剎車軌道及剎車模塊，用於在移動配載裝置運行的過程中輔助剎車，有效提升整個裝置的制動力，改善在惡劣風浪條件下很大的慣性力僅靠運行電機的自鎖力導致制動力量不夠的問題，防止運行齒條跳齒、滑移、甚至配載箱傾覆等不利情況的發生，從而保證惡劣風浪條件下出航的安全性，同時本實用新型所提供的一種用於航標船的移動配載安全保護裝置結構簡單，可直接基於現有移動配載裝置改造，並且改造後的船舶可在大風浪的條件下應急移標、搶修、戰洪等，其耗時短，效率高，從而將可觀的間接經濟效益和社會效益。
附圖說明
圖1為用於說明本實用新型一個實施例的結構示意圖；
圖2為用於說明本實用新型一個實施例中的剎車模塊結構示意圖；
圖3為用於說明本實用新型一個實施例中的液壓系統結構示意圖；
圖4為用於說明本實用新型另一個實施例中的控制系統示意圖；
圖5為用於說明本實用新型另一個實施例的控制系統硬體結構示意框圖；
圖中，1為剎車軌道、2為剎車模塊、21為墊板、22為第一支座、23為剎車油缸、24為剎車塊、25為支架、26第二支座、3為小車、4為移動配載運行軌道、5為液壓泵站、51為電動機、52為液壓泵、53為蓄能器、54為換向閥、55為單向閥、56為壓力表、57為安全閥、6為配載裝置、7為水平滾輪、8為肘板、9為運行電機、10為減速器、11為齒條裝置、12為齒輪裝置、13為移動配載安全保護裝置。
具體實施方式
下面結合附圖對本實用新型作進一步闡述。
本實用新型針對背景技術中所描述的安全隱患，提高船舶的出航率。提供一套安全可靠的安全保護系統，對移動配載裝置進行動、靜態保護。在移動配載裝置運行前即先打開安全保護系統，在配載裝置停止工作後即跟隨剎車鎖定，該裝置與原船移動配載裝置相互配合，有序工作，互不幹擾。
參考圖1所示，本實用新型的一個實施例一種用於航標船的移動配載安全保護裝置，該安全裝置包括剎車軌道1與剎車模塊2，其中剎車軌道1位於移動配載運行軌道4之間的船底結構上；而剎車模塊2則需要安裝於移動配載運行軌道4上的小車3底部；
更為重要的是，結合圖2所示，前述的剎車模塊2應包括墊板21，墊板21上安裝有支架25，支架25上安裝有兩個第一支座22，兩個第一支座22上再分別安裝兩個相互對應的剎車油缸23，兩個剎車油缸23的輸出杆均上安裝剎車塊24，且兩個剎車塊24位於剎車軌道1的兩側；剎車油缸23還通過管道與液壓泵站5相連通；
結合圖3所示，上述的液壓泵站5包括油箱、電動機51與液壓泵52，其中液壓泵52安裝在油箱與剎車油缸23之間的管道上，且油箱與剎車油缸23之間的管道上還安裝有蓄能器53、換向閥54與單向閥55；用於由電動機51帶動液壓泵52從油箱中吸取液壓油，並經單向閥55與換向閥54輸出至剎車油缸23，從而驅動剎車油缸23動作，進而通過剎車塊24與剎車軌道1之間的摩擦力實現剎車；剎車產生的扭矩，由剎車裝置支架25和剎車軌道24共同承擔；
與此同時，液壓系統向蓄能器充能，當蓄能器充滿壓力後，將持續向系統衝壓，從而保證系統壓力維持在設定值範圍，使得剎車裝置能處於24h剎緊狀態。此外，蓄能器處設置一路安全閥57，當蓄能器完成充能，系統壓力達到設定值（4.0MPa）後，安全閥57打開，液壓油回流至液壓油箱。
正如上述實施例所提到的，上述的剎車模塊可設置為四隻，進而組成剎車制動裝置，具體可將剎車軌道1設置為兩條，且均固定於船底結構上，每條剎車軌道1上均安裝有兩個剎車模塊2；並且在液壓泵站5以及與之配套的液壓系統的輔助下，可實現四隻剎車模塊同步進行剎車及鬆開。
在本實施例中，通過在航標船移動配載裝置結構的基礎上增加剎車軌道1及剎車模塊2，用於在移動配載裝置運行的過程中輔助剎車，有效提升整個裝置的制動力，改善在惡劣風浪條件下很大的慣性力僅靠運行電機的自鎖力導致制動力量不夠的問題，防止運行齒條跳齒、滑移、甚至配載箱傾覆等不利情況的發生，從而保證惡劣風浪條件下出航的安全性。
根據本實用新型的另一實施例，為便於裝置的結構整合，發明人參考現有船舶移動配載裝置的結構，將上述的液壓泵站5安裝於配載裝置6的頂部，而正如圖1所示出的，配載裝置6置於小車3的上部；另一方面，為便於剎車油缸23的輸出杆加壓伸出，失壓退回的功能，還可在上述剎車油缸23上均安裝彈簧，通過該彈簧即可在失壓狀態下帶動剎車油缸23的輸出杆退回，剎車塊24鬆開。
進一步的，還可在剎車模塊2的外側均設有水平滾輪7，並使該水平滾輪7置於移動配載運行軌道4的外側；水平滾輪7可以起到分擔縱向力矩的作用，減輕配載裝置小車兩邊的水平導向滾輪與運行軌道4槽鋼之間的摩擦，從而起到保護運行軌道4槽鋼的作用。此處需要說明的是，水平滾輪與運行軌道4之間的安裝間隙小於移動配載裝置的摩擦片與運行軌道4之間的間隙，從而使在移動配載裝置工作及船舶產生縱傾的時候，防止其摩擦片與運行軌道4接觸，從而影響移動配載裝置的正常工作，以及起到保護作用。
並且，水平滾輪裝置主要由上下支座、支架、銷軸、壓蓋及擋圈等零部件組成。其中上下支座、壓蓋等零部件採用Q235-B鋼板製作，支架及銷軸均採用45#鍛鋼件製作。
同時為了增加上述剎車軌道1的穩定性，最好採用鋼板作為上述的剎車軌道1，並將其插入安裝在船體底部的龍骨上，且剎車軌道1的兩側還需加密設置有肘板8，前述的鋼板可選用40mm的厚度，以增加其使用的安全性，從而彌補運行軌道4剛性較弱的缺陷。
另外，為便於更換上述剎車模塊2中的剎車塊24，還可在第一支座22的內部增設第二支座26，將上述剎車油缸安裝23在第二支座26內。
參考圖4所示，在本實用新型用於解決技術問題更加優選的一個實施例中，發明人還上述實施例所述移動配載安全保護裝置的基礎上，增加了用於控制其液壓系統的控制系統，該控制系統包括控制器、電機制動器接觸器、電磁閥接觸器、壓力表56兩個壓力開關，電機制動器接觸器、電磁閥接觸器、壓力表56與兩個壓力開關均接入控制器；壓力表56與兩個壓力開關均安裝在油箱與剎車油缸23的之間的管道上；用於由壓力表56採集當前管道中壓力傳輸至控制器中，由控制器根據當前壓力控制電機制動器接觸器、電磁閥接觸器以及兩個壓力開關的閉合與斷開；
除上述以外，上述實際應用中亦可結合控制箱的原理，將控制器安裝於泵站控制箱中，參考圖5所示，本實用新型實際應用中控制系統的硬體組成如下：
⑴ 泵站控制箱1隻，包括手動/自動轉換開關、啟動停止按鈕、鬆開到位指示燈、剎車到位指示燈、斷路器、接觸器、變壓器、整流橋、熔斷器等。安裝在下去艙內的樓梯口。可以實現泵站電源控制，泵站啟動、停止，觀察是剎車還是鬆開的狀態。
⑵ 遠程信號指示箱1隻，包括電源、運行、剎車、鬆開信號指示燈。安裝在配載櫃附近，便於操作人員就近配載裝置附近觀察泵站和系統的狀態。
⑶ 泵站遙控按鈕盒1隻，包括泵站啟動、停止按鈕。安裝在配載櫃附近，便於操作人員離開配載裝置遠處控制泵站的啟動和停止。
⑷ 就地信號接線盒1隻，主要用於外接1隻油路總管壓力開關、1隻自動起停壓力開關、1隻電磁閥、1隻0.75kW泵站電機電源。安裝在移動配載小車上，主要用於將所有電源信號線和控制線集中於一體，美觀整齊，接線方便。
參考圖4所示，本實施例所述控制系統的一個優選控制方式的應用如下：
原有的移動配載小車電機功率為5.5kW，在原有的移動配載裝置變頻控制櫃中的配載電機制動器接觸器KM1接出一常開觸點，到本系統新增的泵站控制箱裡的1KA（電磁閥接觸器），本系統的剎車和鬆開信號取自於液壓系統油路上的2隻壓力開關：
總油路壓力開關：
① KM1斷開，電磁閥失電，總油路上壓力開關1PK閉合，產生壓差，剎車到位，信號指示箱和泵站控制箱上紅燈亮；
② KM1吸合，電磁閥通電，總油路上壓力開關1PK打開，進行卸油，鬆開到位，信號指示箱和泵站控制箱上綠燈亮；
泵站啟停壓力開關：
① 油箱低於2Mpa時，泵站啟停壓力開關的常開觸點1P閉合，液壓泵站電機自動啟動。
② 油箱達到4Mpa時，泵站啟停壓力開關的常開觸點2P斷開，液壓泵站電機自動停止。
配載電機斷電，停止運轉，原有的移動配載裝置變頻控制櫃中的配載電機制動器接觸器KM1斷開，新增的泵站控制箱裡的1KA斷開，此時電氣線路為斷開狀態，電磁閥失電，然後總油管上產生壓差，此時四隻腳上的剎車裝置就會剎住。這時候由於機械上的總油路所選的壓力開關固有的特性決定：電磁閥失電，總油路上壓力開關閉合（1PK），1PK閉合後，剎緊/鬆開接觸器（2KA）閉合，其輔助觸點（2KA1）閉合，而後遠程信號指示箱上的4HL1紅燈亮，泵站控制箱上的4HL紅燈亮，顯示剎車到位。
配載電機通電，開始運轉，原有的移動配載裝置變頻控制櫃中的配載電機制動器接觸器KM1吸合，新增的泵站控制箱裡的1KA也跟著吸合（我們選用1KA型號為JZX-22F/4Z，較先進，吸合速度比原有的KM1快），此時新增的控制系統電氣線路先於原有的控制系統線路閉合，電磁閥通電，打開油路，油路上的油壓卸載，四隻腳上的剎車裝置就會先鬆開，而後配載電機剎車接著鬆開。這時候由於機械上的總油路所選的壓力開關固有的特性決定：電磁閥通電，總油路上壓力開關打開（1PK），進行卸油，總油管壓力為零。1PK打開後，剎緊/鬆開接觸器（2KA）打開，其輔助觸點（2KA1）打開，而後遠程信號指示箱上的5HL1綠燈亮，泵站控制箱上的5HL綠燈亮，顯示鬆開到位。
除此之外，在本控制系統中亦可實現自動/手動遙控功能：即在泵站控制箱裡設有1隻自動/手動轉換開關（ZHKG2），一般情況下，打在自動狀態。
從新增的泵站控制箱裡的泵站電機制動接觸器（1KM）引出常開觸點與新增的泵站控制箱體上的啟動按鈕（1SQ）和停止按鈕（1ST）相互聯鎖，通過ZHKG2可以打到泵站手動狀態。
從新增的泵站控制箱裡的泵站電機制動接觸器（1KM）引出常開觸點與新增的遙控按鈕盒上的啟動按鈕（2SQ）和停止按鈕（2ST）相互聯鎖，通過ZHKG2可以打到泵站遙控狀態。
在液壓泵站油路總管上另設有泵站啟停壓力開關1隻，由於此壓力開關固有的特性：
在油壓為4Mpa時（通過計算確定的設定值），泵站油箱高限位壓力開關常閉觸點（2P）斷開 ，隨之中間繼電器的常閉觸點K2斷開，此時線路為開路，實現泵站自動停止。
在油壓低於2Mpa時（通過計算確定的設定值），泵站油箱低限位壓力開關常開觸點（1P）閉合 ，隨之中間繼電器的常閉觸點K1閉合，此時線路為閉路，實現泵站自動啟動。
正如上述實施例所描述的，本實用新型優選的一個實施例在實際使用中，當泵站控制箱接通電源後，電動機51啟動，通過聯軸器帶動齒輪泵（即液壓泵52）轉動向系統供油，此時系統也向蓄能器53充壓，系統油壓快速升高，當剎車油缸油壓達到設定最大值時，油泵停止運行；當剎車油缸油壓低於設定最低值時，電機油泵又一次開始啟動泵油；當移動配載行走時，剎車油缸油壓為零時，電動機51及液壓泵52應正常運行，當壓力超過設定壓力時，多餘油液經安全閥回油箱。當剎車電換向磁閥（即換向閥54）失電時，系統壓力油進入剎車油缸，剎車裝置剎緊；當剎車電磁換向閥得電時，油缸內壓力油經電磁閥回油箱，在油缸彈簧作用下剎車裝置鬆開。
通過上述液壓系統中的電磁換向閥，當船上吊機及移動配載裝置需要工作時，電磁換向閥得電並接通回油管路，系統壓力卸載，液壓油回流至液壓油箱，此時液壓油缸活塞杆在彈簧的作用下迅速彈回，實現剎車裝置鬆開動作；當吊機及移動配載裝置停止工作時，電磁換向閥失電，此時液壓管路中無壓力，電動機自動起動，驅動液壓泵工作，此時剎車油缸活塞杆在油壓作用下彈出，實現剎車工作。此時電動機及齒輪泵繼續工作，直到整個液壓系統的壓力達到設定值（優選4.0MPa），電動機自動停機，此時液壓油在單向閥及電磁換向閥關閉的作用下，無法回流，維持剎車油缸處的油壓，使得剎車裝置能持續處於剎緊狀態。
而整個剎車模塊2的所有零部件均採用螺栓連接的形式直接或間接的連接在墊板21上，墊板21焊接在配載小車3底部。剎車塊24以及與之配合的調整塊、安裝在第一支座22內的剎車油缸23通過第二支座26與支架25連接（每隻模塊共12隻螺栓），當需要更換剎車塊24時，切斷油路，擰開上述12隻螺栓，位於剎車軌道1兩側的第二支座26及剎車塊24會自動落於維修槽內（船體結構預留），此時即可更換剎車塊。
除上述以外，還需要說明的是在在本說明書中所談到的「一個實施例」、「另一個實施例」、「實施例」等，指的是結合該實施例描述的具體特徵、結構或者特點包括在本申請概括性描述的至少一個實施例中。在說明書中多個地方出現同種表述不是一定指的是同一個實施例。進一步來說，結合任一實施例描述一個具體特徵、結構或者特點時，所要主張的是結合其他實施例來實現這種特徵、結構或者特點也落在本實用新型的範圍內。
儘管這裡參照本實用新型的多個解釋性實施例對本實用新型進行了描述，但是，應該理解，本領域技術人員可以設計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則範圍和精神之內。更具體地說，在本申請公開、附圖和權利要求的範圍內，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進行多種變型和改進。除了對組成部件和/或布局進行的變型和改進外，對於本領域技術人員來說，其他的用途也將是明顯的。