伞型外自平衡式综合拉力试验台结构设计

2007-01-28

船海工程 2007年3期

武汉船用机械有限责任公司武汉 430084

造船市场对船用配套产品,如锚机、绞车等的能力要求不断提高,100 t甚至200 t的各种用途绞车越来越多地投入使用,这样,对大能力锚机、绞车试验台的需求也日益迫切。能拥有以绞车试验为主，并能进行锚机试验,最好还能进行吊车试验的综合性试验台,是船舶综合产品生产企业的期待。

图1 伞型外自平衡式综合试验

伞型外自平衡式综合试验台结构见图1,主要进行绞车拉力试验兼锚机试验和吊车试验。该综合试验台最大额定拉力为 2 000 kN，主要由架体、导向滑轮和绞车试验台架组成。

1 工作原理

参见图1，绞车(或锚机)安装在绞车试验台架上,绞车的钢丝绳与导向滑轮上的钢丝绳通过卸扣相连。负载(重块)加在架体的另一侧，通过连接的钢丝绳绕过架体上的两个滑轮到达导向滑轮，绞车卷筒通过旋转达到收绳和防绳，并拉动重块上升和下降，绞车的试验拉力与重块的重量一致，以此达到拉力试验的目的。

2 结构能力

架体为自平衡式，地基要求满足4000 kN的正压力、风载和试验过程中重物晃动偏摆产生的少量弯矩。

导向滑轮的基础需能抵抗向上和侧向各2 000 kN的拉力及由此产生的附加倾覆弯矩。

绞车试验台架应能抵抗2 000 kN的侧向拉力和因此产生的倾覆弯矩。

3 结构设计特点

3.1 伞型结构，加载方便，占地少

绞车综合试验试验台结构新颖，线条简洁，结构占地面积小。架体为伞型结构，外形上大下小，在外部加载(参见图1)，不做试验时场地还可以利用。传统的高架试验台架体呈梯形塔式结构，上小下大，在内部加载，操作不便,下部与地面连接部分占地很大(如图2)，不做试验时场地不可以利用。相同试验能力的自平衡式试验台与塔式高架拉力试验台相比，至少节省占地3/4以上。

图2 塔式高架拉力试验

3.2 稳定性好

绞车综合试验台架体试验时呈外自平衡式受力状态，架体所受外力即试验配重拉力T1与绞车拉力F1相对架体中心对称分布，且F1=T1(如图3)，加载试验时外力互相平衡，不再对架体产生附加弯矩，受力合理，稳定性好；与传统的塔式高架拉力试验台试验时，呈内自平衡式受力状态，具有同样好的稳定性。

图3 综合试验台结构及外力平衡

3.3 制造简单，可靠性高

绞车综合试验台架体主要结构均由现有供应规格的H型钢和工字钢焊接而成，生产制作简单，焊接接头少，相应减少了大量焊接接头及焊接工作量，焊接成本低，焊接质量容易保证，可靠性高，且制造周期短。塔式高架拉力试验台均用钢管焊成珩架结构，接头相贯线连接处，装配及焊接复杂，焊接质量不易保证，制造周期起码长2倍，且成本要高。

3.4 架体结构按力流走向设计，传力合理

架体结构受力设计合理，见图4，内力N1和N2相互平衡抵消，所产生的合力最终对地基产生最大垂直正压力N=4 000 kN，不产生附加弯矩，对基础及构件要求不高，可以降低成本。

图4 架体受力分析

3.5 架体安装方便

绞车综合试验台安装方便，不需要起重机，只需要绞车；试验台结构架体部分自成拔杆，将试验台整机在地面装配好后，底部与地面安装板用销轴定位连接，并计算好放置的角度，起重工人只需用绞车将台架绕销轴拉起旋转直立即可(如图5)，不需像塔式高架拉力试验台的安装，要起用大的起重设备吊装，也不需分层安装，可以节省大量时间和费用。