一种增强型双挡檐系船柱制造技术

本发明专利技术涉及码头、船闸用的一种增强型双挡檐系船柱，它具有底盘、柱身及双挡檐，在底盘上开有若干个锚栓沉孔，双挡檐顶部开有顶孔，所述柱身及双挡檐部份为空腔结构，柱身设计标准壁厚为t,则挡檐部份壁厚为0.75t，其特征是：所述柱身空腔为锥形腔，柱身空腔下端口内径D1=柱身外径D-2t，柱身空腔上端口内径D2=柱身外径D-1.5t；在底盘上开设有空腔，保持底盘空腔的顶面壁厚=t,侧壁厚≥t；且在底盘空腔中位于每个锚栓沉孔处设有加强台；本发明专利技术克服了现有双挡檐系船柱结构设计不合理、容易产生缩松、缩孔、裂纹等铸造缺陷，材料浪费大等问题，主要用于码头、船闸等地对船只系缆。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及码头、船闸用的一种增强型双挡檐系船柱，它具有底盘、柱身及双挡檐，在底盘上开有若干个锚栓沉孔，双挡檐顶部开有顶孔，所述柱身及双挡檐部份为空腔结构，柱身设计标准壁厚为t，则挡檐部份壁厚为0.75t,其特征是：所述柱身空腔为锥形腔，柱身空腔下端口内径Dl=柱身外径D-2t，柱身空腔上端口内径D2=柱身外径D-l.5t;在底盘上开设有空腔，保持底盘空腔的顶面壁厚=t，侧壁厚;且在底盘空腔中位于每个锚栓沉孔处设有加强台；本专利技术克服了现有双挡檐系船柱结构设计不合理、容易产生缩松、缩孔、裂纹等铸造缺陷，材料浪费大等问题，主要用于码头、船闸等地对船只系缆。【专利说明】一种增强型双挡檐系船柱
本专利技术涉及码头、船闸用的一种增强型双挡檐系船柱。
技术介绍
双挡檐系船柱主要用于码头、船闸等地船只系缆，其强度直接涉及到船只的安全性。现有的双挡檐系船柱参见图1，它具有底盘、柱身及顶部的双挡檐构成，双挡檐顶部开有顶孔，底盘上开有6个锚栓沉孔，所述柱身及双挡檐部份为空腔结构，在现有标准设计中，柱身为等壁厚的筒体结构，其壁厚为标准值t (根据标准GJ-33系船柱通用圆集选定，一般有20、30、35、45、55、60、70、100、125mm等规格)，底盘厚度大于柱身壁厚t，而双挡檐部份的壁厚为0.75t，现有双档系船柱存在的问题是:1.柱身壁厚与底盘厚度相差太大，比值在1: 1.3至1:2.8之间，铸造凝固时，易在柱身与底盘结合部的热结产生裂纹，不符合铸造件“应尽量设计成等壁厚件、以减少热结、降低产生裂纹可能性”的铸造原理；2.底厚上薄结构形式的铸件在结晶凝固时，会在铸件中上部位产生缩松、缩孔等铸造缺陷；3.柱身与底盘结合部是系船柱的最大受力部位，此处的铸造热结裂纹是产品的严重隐患，会使系船柱的设计系缆力大打折扣；4.底盘设计较厚，无谓地增大了产品重量，实属浪费；5.柱身与双挡檐同样存在厚度差，设计不合理。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要解决现有双挡檐系船柱结构设计不合理、容易产生缩松、缩孔、裂纹等铸造缺陷，材料浪费大等问题，提供一种增强型双挡檐系船柱。 本专利技术的具体方案是:针对现有的双挡檐系船柱进行改进，它具有底盘、柱身及双挡檐，在底盘上开有若干个锚栓沉孔，双挡檐顶部中心处开有顶孔，所述柱身及双挡檐为空腔结构，柱身设计标准壁厚为t，则双挡檐壁厚为0.75t，其特征是:所述柱身空腔为锥形腔，柱身空腔下端口内径DI =柱身外径D-2t，柱身空腔上端口内径D2=柱身外径D-1.51 ;在底盘上开设有空腔，保持底盘空腔的顶面壁厚=t，侧壁厚> t ;底盘空腔与柱身空腔的结合处采用大圆弧角过渡，底盘空腔的顶面与侧面采用小圆弧角过渡；且在底盘空腔中位于每个锚栓沉孔处设有加强台。 本专利技术中所述底盘空腔的侧壁厚为t一t+5mm,当然适当增厚也是可行的。 本专利技术中所述底盘与柱身结合处的圆弧段壁厚为t。 本专利技术中系船柱是采用HT250或ZG270— 500铸造而成。 本专利技术中所述底盘是圆形或方形结构。 本专利技术的强度分析如下:1.原水运规划设计院技术研究室于1978年编制有《系船柱构件通用设计编制说明》，其中有对系船柱壳体的强度验算；对柱身的强度验算如下:柱身强度按普通材料力学公式计算。 一般港口水流速度不大(3-4海里/小时)，浪高有限(< I米)，故系缆力可视为静力。 系缆角取最不利角，即在此情况下，柱头产生最在拉应力，柱底产生最大弯曲应力，弯曲点为M。最不利角Θ值的推算(计算图式如图6): M=PcosΘH Pv=PcosΘ σ = Pv/F + M/ff = PsinΘ/F + PcosΘH/W 将上式对Θ进行一次微分: /，( Θ) = PcosΘ/F - PsinΘH/W 令广(Θ) = 0，即得: Θ= arc tg(W/FH)上式中:Θ—最不利角；W—柱身截面系数；F—柱身下部截面积；H—柱身闻度。 由上式计算可知，Θ角仅与结构尺寸(W柱身截面系数、F柱身下部截面积、H柱身高度)有关而与系缆力大小无关。据计算，各种系船柱壳体的Θ值均小于载荷规范规定的垂直角β=15° (见表一)。实测数据表明，艏艉缆及倒缆的垂直角β在0°?10°范围内出现的概率最多。因此，柱身强度按Θ角计算是合理的。 表一: 1............-.....................................1.....................................................................τ...................................1.......................................................................................................................................................................................................1........................................................................1 W SvT ?I I 5)if.::c-?UOO巧 C.1C-CC' ；| 0 ^ in ii ft 最不躬f I ir:先;:； i*r ? | *v i1: r:-? r.!.? ；rr::片 vti；；- s | u' w::;? j tt H\w 1.-1 I f—.*?*I! 特T 1- T-tf* 1:1「一一:: ———\；1-::.2.:, - y-r ? ^ I 1:1V I ' iff ajf I丨丨1.L,,_,...1._J_JLi_4?_JJ_.^L._- -L-_L_J2.新型系船柱壳体相对于老式系船柱壳体，未改变柱身高度H，壳体最大弯曲应力点M处的有效壁厚t亦未改变，即柱身下部截面积F也未改变；因此，新型系船柱壳体的系缆力不小于老式壳体的系缆力。 本专利技术的优点是:1.几何结构更合理如图6所示，整个柱体基本是一个近似等壁厚结构，稍有差别处采用逐变过渡连接，符合铸造件“应尽量设计成等壁厚件、以减少热结、降低产生裂纹可能性”的原理。 虽然底盘安装锚栓的螺孔处和靠近底盘最外径处的厚度比基本壁厚t多了 5mm，但仅多5mm由此引起产生铸造热结的可能性较小。 柱身底部厚度按还原老式柱身基本厚度t生产，从底部开始，柱身内径逐步增大，壁厚由t逐渐减小到柱头处为0.75t，与柱顶挡檐壁厚0.75t 一致；这样的结构，在柱身与柱顶的直角结合处亦可避免热结裂纹的产生。 类似系船柱壳体形状的这类铸件，一般都采用的是底铸工艺。新型系船柱壳体底部略厚一点、上部稍稍变薄，总体接近于等壁厚结构，在结晶凝固时，基本可以达到由上而下顺序凝固，将会使铸件上下部分的晶相品质基本一致，较为理想。 2.强度得到提高由上述可知:铸造热结裂纹产生的可能性降低了，结晶凝固顺序优化了，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增强型双挡檐系船柱，具有底盘、柱身及双挡檐，在底盘上开有若干个锚栓沉孔，双挡檐顶部开有顶孔，所述柱身及双挡檐为空腔结构，柱身设计标准壁厚为t,则挡檐部份壁厚为0.75t，其特征是：所述柱身空腔为锥形腔，柱身空腔下端口内径D1=柱身外径D‑2t，柱身空腔上端口内径D2=柱身外径D‑1.5t；在底盘上开设有空腔，保持底盘空腔的顶面壁厚=t,侧壁厚≥t；底盘空腔与柱身空腔的结合处采用大圆弧角过渡，底盘空腔的顶面与侧面采用小圆弧角过渡；且在底盘空腔中位于每个锚栓沉孔处设有加强台。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方向明，陈绪宇，
申请(专利权)人：黄石昂泰机电有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42