楊濤 伍東 黃海彬

摘? ? 要：本文對(duì)一種適用于高海況下的新型尾滑道直線傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究，并簡(jiǎn)要介紹其設(shè)計(jì)和安裝方法。

關(guān)鍵詞：尾滑道;高海況;長(zhǎng)距離直線傳動(dòng);研究;設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：U671.91 ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：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，在高海況下因船舶的搖晃幅度大、波浪對(duì)船舶外板的拍擊劇烈，容易引起船上設(shè)備運(yùn)行故障。為此，對(duì)超過(guò)4級(jí)海況要求的船舶及其設(shè)備的運(yùn)行安全性和可靠性需要特別考慮。本文對(duì)可在4級(jí)及以上高海況下安全可靠運(yùn)行的一種新型尾滑道直線傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究，并簡(jiǎn)要介紹其設(shè)計(jì)和安裝方法。

2? ?尾滑道主架基本情況

該型尾滑道可在4級(jí)及以上海況下將母船上的多艘小艇放至海面上，或從海面上回收至母船中。主架布置在固定架上，固定架與母船連接，主架通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)其在固定架上前后移動(dòng)，使小艇至達(dá)船尾并超出船體外，以保證有足夠的長(zhǎng)度、空間使小艇能安全下水或回收（如圖1所示）;主架最后端設(shè)有吊艇架，用于將小艇下放至水面，或?qū)⑿⊥乃婊厥铡?/p>

3? ?主架傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案分析

3.1? 技術(shù)要求

作業(yè)時(shí)，主架尾端必須移至母船以外，且其懸臂長(zhǎng)須超過(guò)小艇總長(zhǎng)度，如圖1所示。主架移動(dòng)距離由尾滑道在母型船甲板上的位置和小艇主尺度來(lái)決定，如果小艇主尺度較長(zhǎng)，則要求主架伸出母船的懸臂也相應(yīng)較長(zhǎng)。本文介紹的尾滑道主架移動(dòng)距離約12～15米。

由受力分析可知，主架強(qiáng)度將受懸臂自重、小艇重量、吊艇架重量直接影響，在高海況下工作時(shí)，還會(huì)受到因風(fēng)浪影響而產(chǎn)生的三維方向的彎曲及扭轉(zhuǎn)等附加力矩。上述復(fù)雜的受力因素，易導(dǎo)致布置在主架上的傳動(dòng)裝置發(fā)生變形、移位等問(wèn)題，從而難以確保其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安全和可靠地運(yùn)行。因此，需要遴選出一型合適的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或設(shè)計(jì)一種新型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以解決上述各種潛在的技術(shù)問(wèn)題，同時(shí)還要求其重量輕，以避免對(duì)母船空船重量、重心、甲板結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及其縱傾角等的影響。

3.2? 傳統(tǒng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的適用性分析

目前，實(shí)現(xiàn)往返直線傳動(dòng)的型式主要有：繩傳動(dòng)、活塞桿傳動(dòng)、齒輪/齒條傳動(dòng)及絲桿傳動(dòng)等。

3.2.1繩傳動(dòng)型式

繩傳動(dòng)由繩、絞車(chē)槽輪或滾筒、導(dǎo)向滑輪等組成，通過(guò)馬達(dá)正反向轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)絞車(chē)槽輪或滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)物體的往返直線運(yùn)動(dòng)，其原理如圖2所示。

該傳動(dòng)型式是依靠繩與槽輪或滾筒間的摩擦力來(lái)傳遞動(dòng)力，在繩與槽輪或滾筒材料確定的情況下，其摩擦力大小取決于繩的張力。為此，所需繩內(nèi)張緊力往往較大，且要求其內(nèi)張緊力需保持一定值，否則將會(huì)出現(xiàn)傳動(dòng)打滑現(xiàn)象，故僅適用于傳遞力或力矩較小的機(jī)構(gòu)，如其用于負(fù)荷多變所需傳動(dòng)力較大的機(jī)構(gòu)，其安全性和可靠性較差，因此該種傳動(dòng)型式不宜選用。

3.2.2? 活塞桿傳動(dòng)型式

活塞桿傳動(dòng)由活塞缸和活塞桿組成，依靠活塞伸、縮運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)往返直線運(yùn)動(dòng)，如圖3所示。

該種傳動(dòng)方式簡(jiǎn)單、可靠性高，但受加工及長(zhǎng)活塞桿易失穩(wěn)等因素影響，其傳動(dòng)距離有限、成本高，通常僅適用于短距離的往返直線傳動(dòng)，因此該傳動(dòng)型式不宜選用。

3.2.3齒輪/齒條傳動(dòng)型式

該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由齒條和齒輪組成，齒條和齒輪分別固定在兩個(gè)不同的主體機(jī)構(gòu)上，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)齒輪正反向運(yùn)轉(zhuǎn)，齒輪在齒條上行走，通過(guò)齒輪與齒條嚙合過(guò)程以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)主體機(jī)構(gòu)作相對(duì)往返直線運(yùn)動(dòng)，如圖4所示。

該型裝置傳動(dòng)可靠性高、穩(wěn)定性好、可實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)距離的直線傳動(dòng)。但采用該技術(shù)進(jìn)行超長(zhǎng)距離傳動(dòng)時(shí)，其齒條很長(zhǎng)，加工難度高且重量超大、成本很高。例如，本滑道裝置主架移動(dòng)距離12～15 m，其重量可達(dá)4～5 t，將對(duì)母型船的總體性能帶來(lái)較大負(fù)面影響。此外，長(zhǎng)齒條易發(fā)生彎曲變形，引起傳動(dòng)機(jī)構(gòu)卡滯或主體機(jī)構(gòu)變形等問(wèn)題，從而降低其傳動(dòng)可靠性。因此本傳動(dòng)型式不宜采用。

3.2.4 絲桿傳動(dòng)型式

絲桿傳動(dòng)通常由絲桿和絲桿螺母組成，絲桿螺母固定在移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，通過(guò)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)絲桿正反向旋轉(zhuǎn)，以驅(qū)動(dòng)絲桿螺母移動(dòng)，從而帶動(dòng)移動(dòng)機(jī)構(gòu)往返運(yùn)動(dòng)。

該種傳動(dòng)方式簡(jiǎn)單、可靠性高，但受絲桿加工等因素影響，其傳動(dòng)距離有限、成本高，且對(duì)其工作環(huán)境要求也較高，通常僅適用于工作環(huán)境好的短距離往返直線傳動(dòng)。因此本傳動(dòng)型式不宜采用。

基于上述分析，當(dāng)前幾種傳統(tǒng)的傳動(dòng)型式均不適用于本滑道裝置。為此，需要設(shè)計(jì)一種重重輕、成本低、適合高海況下可靠工作的新型直線傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。