前收前卸式全自动清漂船设计与研究

2014-09-23张义军郑学贵

船舶职业教育 2014年3期

张义军，郑学贵

（1.苏州海事局，江苏苏州 215000；2.渤海船舶职业学院，辽宁葫芦岛 125105）

1 前收前卸式全自动清漂船概述

前收前卸式全自动清漂船主要用来收集打捞树枝、树木及各类水面漂浮垃圾，同时要将收集的垃圾自动卸载到指定的装载船、岸上码头、垃圾运输车等相应设备上，且连续性好。根据漂浮物的情况、水深和漂浮垃圾调节收集深度，对该类清漂船进行设计与研究，采用了前收集舱安装在船艏，可自由调节收集舱的入水深度，顺利地对漂浮物进行打捞。输送带采用高强度带齿钩的尼龙连接片；前收集舱经液压缸顶升，可自由上下动作；中储存舱也采用高强度尼龙输送带，结实耐用。

2 前收前卸式清漂船主要配置和技术指标

2.1 主要设备配置

本船为钢质双头单体、座舱单机单螺旋桨推进、液压舵操纵。收集系统全部采用液压驱动，电气化远程操作。

本船采用精密液压技术对整个打捞过程进行集中控制。通过齿轮分配器控制多路液压油。所有动作均能单独作业或同时协调运作。前收集舱输送带由带齿钩高强度尼龙连接片、不锈钢链轴、不锈钢连接片组成，具有垃圾钩挂能力强、承重力大、结实耐用、输送流畅的特点。中存储舱同样采用高强度尼龙输送带，具有高强、耐磨的性能，不仅使用寿命长，还能对打捞的漂浮垃圾进行充分滤水，增加收集物的装载量。

2.2 主要技术参数

船总长22.9 m、船宽4.6 m、船总高5.0 m、船体长16 m、型深1.6 m、型宽4.5 m、空载吃水0.85 m、满载吃水1.20 m、空载排水量48.28 t、满载排水量68.28 t、空载航速10～15 km/h、工作航速5～8 km/h、收集最大深度1.5 m、最大收集宽度4.2 m。整船设计示意图如图1所示。

图1 整船设计示意图

3 前收前卸式清漂船结构设计

全自动水面清漂船由船体、驾驶室、动力系统、操纵系统、收集装置、中部存储装置和独立垃圾输送装置等几部分组成。

3.1 船体

本船船体为全焊接钢质单体结构，使用的船板、肋骨、强横梁、纵梁、隔舱壁等材料均采用CCSB船用钢板，甲板使用焊接凸点并涂上防滑油漆。驾驶室后设机舱出入室2个，材质为船用CCSB。安装有玻璃窗和排风口，有利于机舱的通风、透光及自动降温。机舱入口设置斜梯出入机舱，机舱内设备的布置，充分考虑了操作、维修、安全与重量平衡等要求，设备的选择也考虑了船用的要求，可靠合理。

3.2 驾驶室

本船采用门窗式驾驶室，设计在船艏中间。驾驶室四周采用3C认证的安全玻璃和移门结构，前玻璃窗安装有雨刮器，达到明亮及视线清晰，充分保证航运安全，室内安装格力挂式空调。同时驾驶室内部安装液压舵机操纵系统、收集输送系统的电气开关、声号信号灯开关及电控箱、工具箱、驾驶椅等。操纵系统采用电控液压，推进系统采用手动操纵杆操纵。驾驶室面板右上角安装了燃油表、工作压力表和舵机压力表，船行驶时均显示了其各自的燃油与压力情况。驾驶室的合理化结构保障了所有控制设备、液压管线阀体和仪表不受雨水侵蚀，保证其性能的安全性。驾驶室顶部设置航行灯、信号灯、探照灯、警示灯各一只，分别用于驾驶照明、机舱照明和前后舱内照明。驾驶室外观如图2所示。

图2 驾驶室外观

3.3 动力系统设计

本船主机采用潍柴道依茨船舶专用柴油发动机，型号WP6C250-25、功率68 kw，采用单螺旋桨（采用锰青铜材质）驱动，船舶操纵采用液压舵机转向器，通过齿轮箱联接机构带动螺旋桨，从而给船以前进或后退的动力。

齿轮箱使用的是杭州齿轮箱厂生产的HC138型倒顺减速齿轮箱，与主机相配套；柴油机的快慢速控制离合器齿轮箱的倒顺车控制手柄，均安装在驾驶室操作面板上，使船舶的前进、后退、转向、快慢速操纵轻便灵活、达到集中控制的目的。

发电机采用潍柴道依茨发电机组，型号CCFJ16J-WJ，功率16 kw；本船泵站专用发动机采用潍柴道依茨，型号WP4C102-21，功率75 kw，额定转速2 100 r/min。

本系统使用了消音装置以降低噪音，排放标准符合环境保护欧II级标准。同时柴油机具有水温、油温自动报警装置及自动停车装置，能确保运行安全。柴油箱上标明柴油标号，装有加油通气口，本船续航能力达到40小时。

柴油机排气管上设不锈钢膨胀带一只，以补偿管路的伸缩变形。并设排气消声器一只，以降低噪音，排气管上置外套式通进冷却水冷却，降低机舱温度，引到船舷内侧后排出。本船配置12 V蓄电池4只，能满足发动机和发电机组启动的需要，发电机可通过充电装置对蓄电池充电。

3.4 收集、存储、输送系统

3.4.1 前收集舱

前收集舱利用液压油缸可自动调节入水深度，在航行时可伸出水面以减少阻力增加航行速度，在打捞作业时也可根据垃圾厚度自由调节收集深度。

前收集舱输送带由带齿钩高强度尼龙链片、不锈钢链轴、不锈钢连接片组成，每个齿钩的平均承重能力达到1吨。前收集舱输送带如图3所示。

图3 前收集舱输送带

3.4.2 中存储舱

船舶中部为存储输送舱。当收集的垃圾达到一定量时，启动输送带向后移动一段距离，使垃圾继续向中舱后部移动，继续存放垃圾。本舱输送带由高强度尼龙连接片、不锈钢轴及不锈钢连接片组成，能对打捞的垃圾进行二次滤水，减少船体载重，增加舱体垃圾容量。中舱是由2个液压马达驱动，在驾驶室控制面板上操作即可，简单便利。驾驶室安装在中舱上部，两侧设立梯子。可直接从驾驶室左侧通行到驾驶室右侧，通行方便。

3.4.3 机械抓手

在清漂船的两侧前端安装了机械抓手，能有效地分解和收集大型垃圾，提高了清漂船的收集效率，增加了清漂船的收集范围。机械手如图4所示。

图4 双机械抓手示意图

3.5 其他

3.5.1 系泊设备

系船索为Φ24长50 m丙纶系船索，共2根。带缆桩4付，艏艉处各2个，竹蒿2根。

3.5.2 消防救生设备、信号及通讯设备

救生圈2只（中存储舱侧壁左右分设），救生衣5件（3件随身、驾驶室放置2件）；泡沫灭火器2只（机舱出入口附近），干粉灭火器3只（主机舱1只、辅机舱1只、驾驶室1只），消防桶2只，太平斧1把；航行灯、信号灯、探照灯、警示灯各一只。甚高频电话一部，配置测深仪（测量深度不低于80米）1台。

3.5.3 涂装

喷涂符合国际标准、环保高品质油漆，喷涂实施严格按照油漆厂商制定的工艺。按照国家相关部门的规定，在船的艏、舯和艉部能明显看到水深刻度和载重标志。涂装前对钢材表面应采取有效的表面处理。清除铁锈、氧化皮和油污等一切杂物，除锈等级达到GB8923-88船体除锈标准，Sa2-Sa2.5级要求。管系涂装按GB3033-82船舶管路油漆颜色和级别符号要求。