升船机钢丝绳-缓冲油缸防撞装置设计计算方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种升船机钢丝绳

【技术实现步骤摘要】
升船机钢丝绳
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缓冲油缸防撞装置设计计算方法


[0001]本专利技术涉及到水利水电工程领域升船机工程，更加具体来说是一种适合升船机钢丝绳
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缓冲油缸防撞装置的设计计算方法。

技术介绍

[0002]防撞装置是设置在升船机船厢门内侧，用于防止进入船厢船舶失控后撞击船厢门，进而造成船厢大量漏水发生灾难事故的安全设备。防撞装置需在船舶撞击到船厢门前吸收耗散船舶动能，达到对失速船舶有效拦防的目的，其合理设计对于保证升船机的运行和设备安全是非常重要的。
[0003]在过船规模较大的升船机工程中，防撞装置以钢丝绳
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缓冲油缸型式为主。该型式防撞装置采用钢丝绳拦阻船舶，钢丝绳两端连接缓冲油缸，在船舶失速撞击钢丝绳时，船舶的动能主要通过钢丝绳的弹性变形和缓冲油缸做功来吸收，是一个较为复杂的能量转换过程。在设计时防撞装置应满足两个条件，一是防撞装置能够吸收失速船舶动能；二是船舶在撞击过程结束时不能碰撞船厢门，且保持一定的距离裕度。目前相关参考文献对钢丝绳
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缓冲油缸防撞装置的研究不多，且存在一定的局限性，主要体现在以下几个方面：（1）未考虑附连水质量的影响，船舶动能计算值较实际值偏低，计算结果偏于不安全；（2）船舶行进距离的计算未考虑船艏角，致使计算值较实际值小，计算结果偏于不安全；（3）油缸缓冲距离的计算未考虑钢丝绳的弹性变性能，与实际物理过程存在差异；且升船机相关规范对于钢丝绳
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缓冲油缸防撞装置，亦无统一的设计计算方法。
专利
技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提出一种适合升船机钢丝绳
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缓冲油缸防撞装置的设计计算方法，提出了不同额定排水量拦阻船舶对应的防撞装置缓冲油缸选型推荐参数表、钢丝绳选型、考虑附连水质量的失速船舶动能、缓冲油缸缓冲距离和船舶行进距离的计算方法，以及判断钢丝绳
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缓冲油缸防撞装置的设计是否满足布置要求的方法。
[0005]一种适合升船机钢丝绳
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缓冲油缸防撞装置的设计计算方法，包括如下步骤：根据已建升船机工程经验，提供不同额定排水量拦阻船舶对应的防撞装置缓冲油缸选型推荐参数表，所述防撞装置缓冲油缸选型推荐参数表包括缓冲油缸预紧油压、缓冲油缸溢流压力、缓冲油缸缸体内径和缓冲油缸活塞杆直径；根据防撞装置缓冲油缸选型推荐参数表中的缓冲油缸溢流压力、缓冲油缸缸体内径和缓冲油缸活塞杆直径和钢丝绳强度要求，对钢丝绳进行选型设计计算，选出钢丝绳型号，所述选出钢丝绳型号包括钢丝绳直径、钢丝绳有效截面面积和钢丝绳强度等级；计算船舶失速撞击钢丝绳时的动能；在已知缓冲油缸预紧油压、缓冲油缸溢流压力、缓冲油缸缸体内径、缓冲油缸活塞杆直径和钢丝绳有效截面面积的条件下，根据计算所得船舶失速撞击钢丝绳时的动能转换为钢丝绳变形能和缓冲油缸热能的能量转换原理，计算缓冲油缸的缓冲距离；
根据缓冲距离和几何关系，计算船舶水平行进距离，根据船舶水平行进距离和船舶不撞击船厢门条件下船舶最大行进距离限值判断钢丝绳
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缓冲油缸防撞装置的设计是否满足布置要求。
[0006]进一步的，根据防撞装置缓冲油缸选型推荐参数表中的缓冲油缸溢流压力、缓冲油缸缸体内径和缓冲油缸活塞杆直径和钢丝绳强度要求，对钢丝绳进行选型设计计算，具体为：；式中，S
b
为钢丝绳的最小破断拉力，p
e
为缓冲油缸溢流压力；D
ci
为缓冲油缸缸体内径；d
p
为缓冲油缸活塞杆直径，结合钢丝绳产品样本选出钢丝绳型号。
[0007]进一步的，计算船舶失速撞击钢丝绳时的动能时考虑附连水质量影响：；式中，E
s
为船舶失速撞击钢丝绳时的动能；M
c
为船舶总质量，在数值上等于船舶的额定排水量；v为船舶进厢最大允许速度；λ为附连水质量系数。
[0008]进一步的，计算缓冲油缸的缓冲距离，具体公式为：；式中，d
cp
为缓冲油缸的缓冲距离，E
s
为船舶失速撞击钢丝绳时的动能， D
ci
为缓冲油缸缸体内径；d
p
为缓冲油缸活塞杆直径；p
e
为缓冲油缸溢流压力；p0为缓冲油缸预紧油压；A为钢丝绳有效截面面积； L为钢丝绳支点间间距；E为钢丝绳弹性模量。
[0009]进一步的，根据缓冲距离和几何关系，计算船舶水平行进距离，具体公式如下：；式中， l
sh
为船舶水平行进距离；d
cp
为缓冲油缸的缓冲距离；δ为发生船舶撞击后钢丝绳弹性伸长量，根据式（5）确定；β为船舶船艏倾角；L为钢丝绳支点间间距。
[0010]。
[0011]进一步的，根据船舶水平行进距离和船舶不撞击船厢门条件下船舶最大行进距离限值判断钢丝绳
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缓冲油缸防撞装置的设计是否满足布置要求，具体为：
[0012]式中，l
sh
为船舶水平行进距离； d
gc
为船厢门至拦防钢丝绳的距离；δ
h
为船厢门顶与拦防钢丝绳的垂直距离；若式（6）成立，说明钢丝绳
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缓冲油缸防撞装置的设计满足布置要求；若式（6）不成立，则需调整缓冲油缸参数，重新进行复核。
[0013]本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术提出了升船机钢丝绳
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缓冲油缸防撞装置的设计计算方法，包括不同额
定排水量拦阻船舶对应的防撞装置缓冲油缸选型推荐参数表、钢丝绳选型、考虑附连水质量的失速船舶动能、缓冲油缸缓冲距离和船舶行进距离的计算方法，以及判断钢丝绳
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缓冲油缸防撞装置的设计是否满足布置要求的方法；2、升船机钢丝绳
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缓冲油缸防撞装置的设计计算考虑了附连水质量、船舶船艏角及钢丝绳的弹性变性能，使计算结果与实际受力和物理过程更加契合，从而保证了防撞装置设计的合理性。
附图说明
[0014]图1是钢丝绳
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缓冲油缸受力与计算简图
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平面图；图2是钢丝绳
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缓冲油缸受力与计算简图
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立面图；图3是向家坝升船机防撞装置实船试验活塞杆行程与防撞绳受力变化图。
具体实施方式
[0015]下面结合附图和具体实施方式，进一步阐述本专利技术。应理解下述具体实施方式仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。
[0016]请参阅图1
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3，本专利技术实施例提供一种升船机钢丝绳
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缓冲油缸防撞装置设计计算方法，包括如下步骤：步骤一、防撞装置缓冲油缸选型推荐参数表如下：。
[0017]步骤二、根据防撞装置缓冲油缸选型推荐参数表中的缓冲油缸溢流压力、缓冲油缸缸体内径和缓冲油缸活塞杆直径和钢丝绳强度要求，对钢丝绳进行选型设计计算，具体为：；式中，S
b
为钢丝绳的最小破断拉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种升船机钢丝绳
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缓冲油缸防撞装置设计计算方法，其特征在于：包括如下步骤：根据已建升船机工程经验，提供不同额定排水量拦阻船舶对应的防撞装置缓冲油缸选型推荐参数表，所述防撞装置缓冲油缸选型推荐参数表包括缓冲油缸预紧油压、缓冲油缸溢流压力、缓冲油缸缸体内径和缓冲油缸活塞杆直径；根据防撞装置缓冲油缸选型推荐参数表中的缓冲油缸溢流压力、缓冲油缸缸体内径和缓冲油缸活塞杆直径和钢丝绳强度要求，对钢丝绳进行选型设计计算，选出钢丝绳型号，所述选出钢丝绳型号包括钢丝绳直径、钢丝绳有效截面面积和钢丝绳强度等级；计算船舶失速撞击钢丝绳时的动能；在已知缓冲油缸预紧油压、缓冲油缸溢流压力、缓冲油缸缸体内径、缓冲油缸活塞杆直径和钢丝绳有效截面面积的条件下，根据计算所得船舶失速撞击钢丝绳时的动能转换为钢丝绳变形能和缓冲油缸热能的能量转换原理，计算缓冲油缸的缓冲距离；根据缓冲距离和几何关系，计算船舶水平行进距离，根据船舶水平行进距离和船舶不撞击船厢门条件下船舶最大行进距离限值判断钢丝绳
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缓冲油缸防撞装置的设计是否满足布置要求。2.根据权利要求1所述的升船机钢丝绳
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缓冲油缸防撞装置设计计算方法，其特征在于：所述根据防撞装置缓冲油缸选型推荐参数表中的缓冲油缸溢流压力、缓冲油缸缸体内径和缓冲油缸活塞杆直径和钢丝绳强度要求，对钢丝绳进行选型设计计算，具体为：；式中，S
b
为钢丝绳的最小破断拉力，p
e
为缓冲油缸溢流压力；D
ci
为缓冲油缸缸体内径；d
p
为缓冲油缸活塞杆直径，结合钢丝绳产品样本选出钢丝绳型号。3.根据权利要求1所述的升船机钢丝绳
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缓冲油缸防撞装置设计计算方法，其特征在于：所述计算船舶失速撞击钢丝绳时的动能时考虑附连水质量影响：；式中，E
s
为船舶失...

【专利技术属性】
技术研发人员：王蒂，王可，吴俊东，单毅，金辽，吴迪，方杨，刘嫦娥，董安雨，廖乐康，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：