1、浅析库区航标船液压绞盘技术改造摘要：航标工作船艇移设标作业频繁，绞盘是其最主要甲板机械，绞盘运转是否正常对于航标维护作业至关重要。三峡库区航标船所装备的 15KN 液压绞盘在移设标起绞锚石作业过程中，经常出现“反转、滑关”现象，给生产作业带来极大的安全隐患，本文以渝道标 305 艇液压绞盘改造为例，分析故障原因，介绍了改造原理及步骤，以提高作业安全系数。 关键词：库区航标船；液压绞盘；技术改造 中图分类号：TG355.2 文献标识码：A 库区航标船液压绞盘的系统结构及工作原理： （一）绞盘基本技术参数： 名称 贝德 15KN 绞盘 电动机 型号 Y132H-4 数量 1 台 数量 1 生产厂家
2、 南京贝德船用（液压）设备有限公司 生产厂家 无锡慧海电 机有限公司 卷筒负载 15KN 额定功率 7.5KW 公称速度 012m/min 额定转速 1450r/min 缆绳直径 钢丝绳 20.5mm 电压 380/440V 绞盘直径 400mm 电流 15.4A 1.1 油马达型号：BJM1-300，公称排量：314ml/rev，额定压力：16mpa，最高压力：25mpa，额定扭矩：960 N.m，连续转速：1-450r/min。 1.2 轴向柱塞泵型号 ：25SCY14-1B，公称排量：25ml/r，额定压力：31.5mpa。 1.3 系统流量：25l/min。 （二）绞盘的组成及结构：
3、该型绞盘主要由绞盘装置、液压传动装置、手动比例换向阀、电动油泵机组、油箱等组成。 1、绞盘头装置 绞盘头装置主要由绞盘体、主轴、支座、衬套组成，支座中心置有一空心轴套，轴套上端孔内放置一平面推力轴承，承受绞盘体自身的重量以及工作时的轴向力，主轴上端的键槽通过双键与绞盘体联接，主轴的上、下两处分别固紧轴端螺母和轴向挡圈，它们起到轴向定位和固定作用；主轴顶端有加油孔，润滑油可通过主轴中心的轴向与径向油路润滑装在空心轴套两端的滑动轴承；支座有两处联接法兰，一处与船舶的甲板相联接，一处与液压马达相联接。 2、液压传动装置： 液压传动装置由液压马达、行星减速器和双向平衡阀等组成，双向平衡阀起到控制钢索下
4、放速度的作用，液压马达的内花键与主轴铣有外花键的下端相联，将所需的工作扭矩传递给绞盘体。 3、手动比例换向阀 操纵手动比例换向阀可控制绞盘的系缆和放缆与停止，操作手柄的角度的大小，可控制系、放缆的速度，使用手动比例换向阀可以使绞盘无级变速。 4、电动油泵机组 电动油泵机组由单速电动机、手动变量柱塞泵、溢流阀、联轴器等组成。可以手动调节柱塞泵排量，从而调节绞盘工作速度；调节溢流阀可控制液压系统的压力，起到安全阀的作用。 5、油箱装置 在油箱上装有空气滤清器、 （回油）滤清器、以及液位油温计；油箱通过管接头和油管与油泵机组和液压马达相联。 液压绞盘原理图 如图所示： 1滤油器，2浮球液位控制器，3
5、空气滤清器，4液位液温计，5可变量柱塞泵，6电动机，7单向阀，8板式球阀，9测压软管总成，10压力表开关，11压力表，12手比例阀，13液压驱动装置，14溢流阀 （三）绞盘工作原理： 1、绞盘未绞缆时的工况： 压力油从油泵出来，通过单向阀和球阀，到手比例阀，此时由于绞盘未工作，手比例阀（手动的三位四通阀）处于中位， “P”和“O”腔（进油、回油）连通，油液直接经回油管回到油箱。 2、绞盘工作时工况： 向左扳动手动比例阀操纵杆， “P”和“A”连通（进油和工作油口） ，再经左边的单向阀，进到油压马达，驱动马达旋转，油压马达再带动绞盘头旋转（绞盘头与油压马达有法兰联接） ，向右扳动比例阀操纵杆，则
6、油压马达和绞盘头就向右旋转。 二、液压绞盘反转故障原因的排查与分析： （一）故障现象： 2012 年以来，库区航标船渝道标 305 艇在浮标施绞作业中，经常出现此种现象：当锚石出水吊起后，手比例阀停在中位，绞盘停止运转，但稍后就突然快速反转，甲板操作人员手持钢缆，往往猝不及防，给作业人员带来极大的危险，近两年中，该船绞盘油马达油缸还破裂了三个，造成停航修理。 （二）原因分析： 绞盘的锁紧主要是靠油马达的自锁和平衡阀的锁紧来实现的，为此我们对该船油马达进行了拆检，情况如下： 1、对两个平衡阀进行了拆解清洗，阀芯工作表面正常，无明显划痕和过度磨损。 2、油马达 5 个油缸柱塞均有明显擦痕。 3、油
7、缸尼龙阻油密封环磨损严重。 由此可见，油马达内部元件磨损，造成马达内泄，导致绞盘反转，联系到该船近期先后更换了三个油缸，我们认为主要原因是： 1、航标工作船移设锚工作频繁，经常超负荷工作（锚石重量在800KG 左右，其上通常有 20-30cm 厚的泥沙） ，且起吊锚石后一般要带锚航行 10-30 分钟再抛设，超过该绞盘的额定负载，马达油缸承受的工作压力过高，造成油缸体破裂、柱塞和密封环的磨损。 2、库区船绞盘在设计选型时，未充分考虑到航标船的工作特殊性，所装备的 BJM1-300 型油马达额定负载过小，且除了平衡阀外并无其它锁紧装置。 三、改造方案： 1、将原 BJM1-300 型油马达更换为
8、 BJM1-350 型油马达，额定负载由15KN 增至 20KN，额定扭矩加大 124N.M，马达的转速和工作压力范围不变。2、改装平衡阀座，将平衡阀座锁油钢球更换为通油锁阀，加装液压油管连接至油马达。 3、在减速机构内装刹车装置（铜质、钢质摩擦片各 3 张，15 个高压弹簧） ，在油马达停止工作时，强制将输出轴抱死。 4、减速机构与油马达连接法兰加工配合。 四、结构和制动原理是： 刹车的铜质制动片内齿环套装在马达的传动轴上，钢质制动片外齿环套装于制动器外壳的内齿上，当手比例阀开启，马达进压力油时，压力油先推动油缸，油缸的端盖压下弹簧，这时的铜质制动片与钢质制动片分离，此时的刹车松开，绞盘向顺
9、/反时针旋转；当手比例阀回到中位，马达无压力油进入时，受弹簧张力的作用，铜质制动片与钢质制动片结合，将传动轴抱死，起到制动的作用 五、改造过程： 1、2013 年 9 月 3 日，将渝道标 305 艇绞盘解体，将行星减速机构拆除送协作厂家加装制动装置，并将行星减速机构与新换油马达外圆法兰配合。 2、2013 年 9 月 21 日，清洗油压管路、阀件、接头。对油马达、减速机构进行安装，因油马达体积增大，原回油管不够长，改为液压软管。进行试运转，系统空载压力 5.0mpa,空载转速 15m/min,电机、液压泵、马达工作平稳正常，管路无泄漏。 六、实船负载试验： 9 月 23 日，渝道标 305 航行至老鸦石水域（长江上游里程 494km） ，绞起总重量为 1600KG 的两个砼锚石，启动压力为 5.0 mpa，负载压力为11 mpa，绞盘负载转速为 16m/min(后调整为 12 m/min)，锚石出水吊起后，航行约 20 分钟抵达土地盘水域（长江上游里程 486km） ，绞盘无反转打滑现象，液压系统无泄漏，各部件工作正常。 七、运行情况： 渝道标 305 艇液压绞盘自 9 月下旬改造完毕至今，共起绞锚石 82 个（每个均为 800KG 以上） ，绞盘系统工作压力正常，无反转打滑现象。通过对液压绞盘的技术改造，提高了设备正常率，为航道安全生产提供了可靠有力的设备保障。
