液压锚机设计规范

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1、Q/HX六二 0 一厂企业标准Q/HX.J-02-28-2009六二 0 一厂标准化委员会 发布液压锚机设计规范1Q/HX.J-02-28-200前前 言言本规范是根据本公司实际状况，为方便产品设计人员的设计工作而编制，起到种引索作用。本规范的制定参照了 GB/T4447-1992海船用起锚机和起锚绞盘、中国船级社钢质海船入级与建造规范等标准及规范。本规范由标准化委员会提出。本规范由技术部归口。本规范起草单位：技术部本规范主要起草人：黄勇金六二 0 一厂企业标准 Q/HX.J-02-28-2009 液压锚机设计规范21 主主要要内内容容与与适适用用范范围围a. 本规范规定了液压锚机的分类、技术

2、要求、试验方法及设计的一些有关规定。b. 本规范适用于液压锚机，可供设计参考使用。c对于起锚系泊组合机应符合本规范外，还应符合Q/HXJ-08-18-2007有关2 引引用用标标准准a. GB/T4447-1992海船用起锚机和起锚绞盘b. GB3893 船用甲板机械名词、术语c. GB7390 船用绞缆筒外形d. GB549 电焊锚链e. GB550 铸钢锚链f. CB3179 锚链轮3 术术语语本标准除采用GB3893规定的术语外，还采用如下术语：3.1 起锚机的工作负载工作负载在锚链轮处测量，并由锚链直径、锚链等级、抛锚深度等导出。3.2 过载拉力起锚机必需的短时过载能力。3.3 支持负

3、载锚链轮制动装置能承受的锚链上的最大静负载。3.4公称速度当有三节锚链浸没在水中而且自由悬挂的情况下，回收两节锚链的平均速度。3.5 对称双锚链轮起锚机由独立动力驱动对称配备两个锚链轮的起锚机。3.6 单锚链轮起锚机由独立动力驱动只配备一个锚链轮的起锚机。六二 0 一厂企业标准 Q/HX.J-02-28-2009 液压锚机设计规范33.7 单锚链轮起锚装置由一个外部动力源驱动只配备一个锚链轮的起锚装置。3.8 右式（左式）起锚机当观察者位于原动机、动力源或控制器一边时，如果锚链轮或锚链轮装置的驱动装置在锚链轮右侧，称为右式起锚机；如果驱动装置在锚链轮左侧，称为左式起锚机。3.9 抛锚深度从抛锚

4、点海面测得的水深4 锚锚机机分分类类4.1 型式A型对称双锚链轮起锚机，见图1。B型单锚链轮起锚机，见图2。C型、D型单锚链轮起锚装置，见图3、图4。E型起锚绞盘，见图5。六二 0 一厂企业标准 Q/HX.J-02-28-2009 液压锚机设计规范45 技技术术要要求求 5.1 性能 产品还应满足有关船级社要求。 5.1.1 起锚机必须具有在工作负载下连续工作30min的能力，并应具有在 本规范中规定的过载拉力下减速连续工作2min的能力。 5.1.2 起锚机的公称速度不得低于0.15m/min。 5.1.3 起锚机的负载的计算是以一次使用一个锚链轮，采用标准锚，并取 链筒效率为70%，海水浮

5、力系数为87%作为基础。 5.1.3.1 抛锚水深等于或小于82.5m的起锚机工作负载，按以下公式选定 计算。 1级锚链 F1=37.5d2 2级锚链 F1=42.5d2 1级锚链 F1=47.5d2 式中：F1工作负载，N； d 锚链直径，mm。 5.1.3.2 抛锚水深大于82.5m的起锚机工作负载，按以下公式选定计算。F2= F1+（D-82.5）0.27d2 式中：F2工作负载，N； D抛锚水深，m。 5.1.3.3 过载拉力过载拉力为1.5 F1 5.1.3.4 支持负载 有止链器：0.45锚链破断负载，N。六二 0 一厂企业标准 Q/HX.J-02-28-2009 液压锚机设计规范

6、5无止链器：按船级社要求。 5.2 设计和结构 出口产品还应满足有关国家对起锚机控制有影响的国家安全规则。 5.2.1 锚链 本标准以采用3个锚链等级为基础，参见GB549和GB550。 5.2.2 锚链轮 a锚链轮设计按本公司的锚链轮标准选用或按CB3179的规定。 b锚链轮必须能与驱动装置脱开，动力操纵的离合器也必须可用手脱开。 5.2.3 绞缆筒 起锚机可设计成带或不带绞缆筒，绞缆筒可以安装在中间轴或锚链轮轴上， 绞缆筒外形见GB7390。 5.2.4 强度要求 5.2.4.1 如装有止链器，当制动装置制动、锚链轮脱开时，起锚机应承受45%锚链 轮破断负载，其受力零件不应有永久变形，其制

7、动装置也不应有打滑现象。如不 装止链器，起锚机应符合有关船级社要求。 5.2.4.2 起锚机零件和起锚机支架有关零件的应力必须低于所用材料的弹性极限。设计时，还应注意： a键槽及其他高应力零件的应力集中； b由于原动机或锚链轮突然启动或停止而产生的动力效应； c计算设计应力时使用的计算方法； d有关船级社的要求。 5.2.5 制动装置 5.2.5.1 控制制动装置 液压驱动的起锚绞盘应采用相应的控制制动装置，当操纵手柄处于零位时， 控制制动装置应能支持1.3倍的工作负载。 不带液压制动器的起锚机，当支持1.3倍的工作负载时，允许锚链有一定的 滑移量，最大滑移量不超过0.5m/min。 5.2.

8、5.2 锚链轮制动装置 每个锚链轮均配备一个手动装置，此制动装置也可是遥控的，其制动力矩要 足以维持本规范中规定的支持负载。 5.2.6 应急停止机构 5.2.6.1 每台遥控操纵的起锚机必须有一个快速动作的应急停止机构，用来切断 起锚机的动力并使控制制动装置起作用。六二 0 一厂企业标准 Q/HX.J-02-28-2009 液压锚机设计规范65.2.6.2应急停止机构必须设置有明显标志，并位于靠近起锚机便于操作的地方。 5.2.7 速度控制 锚链轮转速应能在空载转速和停止之间进行调节，其起锚速度亦应能在起 锚过程中进行调节。 5.2.8 操纵装置 5.2.8.1 操纵装置的运动方向必须设有永

9、久性指示标志，手柄拉向操作者或手轮 顺时针转动为起锚，反之为抛锚。 5.2.8.2 除非订户和产品制造厂另有协议，起锚机不论采用何种动力驱动，当手 动控制时，操纵装置必须自动能恢复到制动或停止位置。6 液液压压锚锚机机的的设设计计6.1 设计输入液压锚机设计的依据是技术协议、规格书、供货合同或经营部门的设计委托书，设计输入应包含如下几方面内容和技术参数等：a. 锚机的用途及功能要求； b. 锚机使用的环境及温度；c. 锚链直径；d. 公称速度；e. 锚链等级；f. 抛锚深度；g. 过载拉力；g. 支持负载；h. 附加要求，如外形尺寸限制、主要外购件选用要求等。注：当以上某项用户未给定时可参考基

10、本参数表选定，并经用户认可。6.2 系统计算6.2.1 锚机额定扭矩的计算六二 0 一厂企业标准 Q/HX.J-02-28-2009 液压锚机设计规范7）单位：链轮节圆直径）单位：锚机工作负载）单位：锚锚 锚mDKNFKNmDFT( ( ( 26.2.2 总传动比的确定总传动比：i总=所有大齿轮的积/所有小齿轮的积总传动比应根据液压马达的选型、工作压力、输入转速及工作流量等共同确定，在液压马达允许的输入转速范围内，应使马达的工作压力不超过额定压力。液压锚机的传动齿轮副一般为一级或两级传动。6.2.3 要求液压马达输入扭矩:99. 096. 0,99. 096. 0,99. 096. 0,98.

11、 096. 0,95. 0,( 轴轴联离卷卷齿齿马轴联卷齿马总总总总锚 马墙架轴承效率主轴与链轮联接效率锚机工作效率取开式齿轮传动效率按厂商参数，马达效率总效率）单位：KNmiTT6.2.4 系统工作压力:）单位：马达理论扭矩常数）单位：电马 马barNmnbartTP/( ( 6.2.5 系统工作流量：链轮转速：）单位：min/( 0rDVn液压马达的转速为：n马=ni （单位：r/min）六二 0 一厂企业标准 Q/HX.J-02-28-2009 液压锚机设计规范8min/( min/( min/( 00容积效率）单位：液压马达每转排量）单位：液压马达工作转速）单位：马马mlqrnLqnQ

12、6.2.6 锚机工作时所需的功率：）（单位：KWQPN 6126.3 液压马达的选择由于液压锚机的传动齿轮副一般只有一级或两级传动，故液压锚机配套的液压马达一般选用低速大扭矩马达。低速大扭矩马达具有可靠性好、效率高、寿命长、噪音低、抗冲击等特点。液压马达的型号主要依据6.2系统计算有关马达的参数进行选取，液压马达选择的原则主要有如下两点：a. 应使液压马达的最大工作转速不超过其允许的最大转速。b. 在液压马达允许的转速范围内，应使马达的工作压力不超过其允许的额定压力。目前液压马达选用的品牌主要有国产宁波意宁和顺德中意，进口日本KYB和Staffa等。6.4 传动齿轮副的设计传动齿轮副是锚机的重

13、要传动部件，其和锚链轮大小一样决定到锚机总体尺寸的大小、紧凑性和合理性，只有完成了传动齿轮副的初步设计及外形设计才能进行锚机的总体布置设计。传动齿轮副的设计首先要进行传动比的分配和齿轮齿数模数的选择。6.4.1 传动比的分配主要按以下原则进行：a. 使各级传动的承载能力大致相等（齿面接触强度大致相等）；b. 在满足中心距要求下使减速箱获得最小外形尺寸和重量；6.4.2 齿轮齿数模数及厚度的计算和校核依据各级传动齿轮所承受的扭六二 0 一厂企业标准 Q/HX.J-02-28-2009 液压锚机设计规范9矩进行计算和选择，各齿轮要进行接触强度和弯曲强度的计算和校核，主要公式如下：接触强度的计算和校

14、核公式: SHlimZZZKKKKii bdFZZZZZSEHHHVAtVWRLNHlin H 1弯曲强度的计算和校核公式: SFlim YYYKKKKmbFYYYSFFVAtXSNlimF F接触强度的最小安全系数: SHlim=1弯曲强度的最小安全系数: SFlim=1.25工况系数 KA=1.25齿轮的计算和校核及各系数的选取，可参考化工出版社出版的机械设计手则中册第八篇第三章“渐开线圆柱齿轮传动”有关内容进行。6.4.3 传动齿轮副材料的选择：a. 主动小齿轮或齿轮轴材料一般选用 45#、40Cr、42CrMo 等牌号，小齿轮或齿轮轴齿面一般进行高频处理。b. 从动大齿轮材料一般选用为

15、铸钢件，可选 ZG 45#、ZG 40Cr 、ZG35SiMn、ZG42SiMn 等牌号。6.5 链轮轴组合部件的设计链轮轴组合部件主要零件有链轮、主轴、离合器等，锚链轮基本尺寸和减速箱外形尺寸确定后，下一步就是设计和确定主轴各级外圆的大小和长度，并设计主轴、离合器等。 6.6.1 主轴材料的选用和强度计算主轴材料一般选用45#、40Cr、42CrMo等，主轴各级外圆大小的确定、六二 0 一厂企业标准 Q/HX.J-02-28-2009 液压锚机设计规范10计算和校核可参考化工出版社出版的机械设计手则中册第八篇第十章“轴与软轴”有关内容。主轴强度的计算和校核主要是进行主轴疲劳强度的计算和校核，其主要步骤如下：第一步：作主轴的结构和载荷图；第二步：计算主轴各支承反力及弯矩；第三步：计算和确定主轴的扭矩；第四步：确定主轴的危险截面；第五步：确定主轴材料的弯曲疲劳极限；第六步：计算危险截面的抗弯截面模数、抗扭截面模数；第七步：确定换算系数 、，疲劳强度的许用安全系数S；锚机为短时工作制,所以S=1.3 (表8-358)第八步：进行主轴疲劳强度的计算和校核，计算和校核公式如下：S=S 2PCC2CC C1ZT3)ZM( 6.5.2 离合器材料的选用和强度计算离合器材料一般选用45#、40Cr、42SiMn等，计算和校核可参考化工出版社出版的机械