專(zhuān)利名稱(chēng)：三鏈輪臥式電動(dòng)錨機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種深水半潛式鉆井平臺(tái)的深水錨泊定位系統(tǒng)，尤其是一種臥式電動(dòng)錨機(jī)。
背景技術(shù)：
深水錨泊定位系統(tǒng)作為深水半潛式鉆井平臺(tái)的關(guān)鍵設(shè)備之一，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于深水平臺(tái)的作業(yè)中，進(jìn)行海上油氣資源的勘探與開(kāi)發(fā)。目前世界上在役的半潛式平臺(tái)，包括最先進(jìn)的第六代半潛式鉆井平臺(tái)，多數(shù)配備了多點(diǎn)錨
泊定位系統(tǒng)。每套錨泊設(shè)備主要由錨、錨索、錨絞機(jī)、錨索導(dǎo)向裝置等組成。(注錨絞機(jī)分為錨機(jī)和絞車(chē)兩種型式，本文所講內(nèi)容都是錨機(jī))深水錨泊定位用錨機(jī)與船用航行起錨機(jī)一樣，都采用臥式結(jié)構(gòu)。船用航行錨機(jī)用來(lái)拋錨系泊用，一般都為單鏈輪(可以是帶卷筒和絞纜筒的組合錨機(jī))或雙鏈輪的結(jié)構(gòu)，沒(méi)有三鏈輪結(jié)構(gòu)。同時(shí)船用航行起錨機(jī)一般采用液壓或電動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式；液壓驅(qū)動(dòng)一般采用低速大扭矩液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)開(kāi)式齒輪，從而帶動(dòng)錨鏈輪運(yùn)轉(zhuǎn)；電動(dòng)驅(qū)動(dòng)一般采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)一套齒輪箱和開(kāi)式齒輪，再驅(qū)動(dòng)錨鏈輪運(yùn)轉(zhuǎn)。錨機(jī)結(jié)構(gòu)上，可以在水平的驅(qū)動(dòng)軸上安裝一套或兩套錨鏈輪；一套驅(qū)動(dòng)裝置同時(shí)只能驅(qū)動(dòng)一套錨鏈輪，因此安裝兩套錨鏈輪的，錨鏈輪之間安裝有動(dòng)力切換裝置(一般都為離合器)。同時(shí)錨鏈輪與驅(qū)動(dòng)裝置(動(dòng)力源)之間設(shè)有離合器能將動(dòng)力斷開(kāi)，而且錨鏈輪上都安裝有制動(dòng)器，一般采用帶式剎車(chē)。一般負(fù)載較小的錨機(jī)，離合器和帶式剎車(chē)都通過(guò)手操來(lái)實(shí)現(xiàn)的，負(fù)載比較大由液壓來(lái)控制。船用航行錨機(jī)水深不大(一般都為82. 5m)，拋錨時(shí)用帶式剎車(chē)控制拋錨速度，不會(huì)配置專(zhuān)門(mén)的拋錨限速裝置，因此拋錨過(guò)程帶剎車(chē)發(fā)熱嚴(yán)重，產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng)比較大。船用航行錨機(jī)工作負(fù)載和支持負(fù)載都不大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能相對(duì)簡(jiǎn)單、錨索不長(zhǎng)(一般為300nT500m)，控制要求不高，設(shè)備配置也相對(duì)簡(jiǎn)單(電機(jī)功率小)，而且使用的錨鏈都是普通船用錨鏈(錨鏈等級(jí)不超過(guò)AM3)。因此，船用航行錨機(jī)雖然結(jié)構(gòu)上與定位錨機(jī)相似，但無(wú)法勝任定位系泊錨機(jī)。錨泊定位用錨機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，根據(jù)平臺(tái)定位要求一般采用雙鏈輪或三鏈輪結(jié)構(gòu)，甚至四鏈輪結(jié)構(gòu)因此其要求更高、更嚴(yán)格，一般有如下特點(diǎn)a.錨鏈等級(jí)高，采用海洋系泊鏈(R3以上，一般采用R4或R4S，甚至R5)，而非船用錨鏈；b.工作負(fù)載大，通常達(dá)到錨索破斷負(fù)荷的1/3，剎車(chē)支持負(fù)載一般與錨索破斷負(fù)荷相當(dāng)，本錨機(jī)是目前國(guó)內(nèi)自行研制的負(fù)載最大的定位錨機(jī)，額定工作負(fù)載為2694kN，支持負(fù)載達(dá)到8418kN ；c.錨索很長(zhǎng)，所以其收錨索速度快；一般采用變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)功率大；d.在深水中使用的錨機(jī)，設(shè)置自動(dòng)限制錨索拋出速度的機(jī)構(gòu)(一般采用水動(dòng)力剎車(chē))，能控制拋錨時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)負(fù)載，保證錨索連續(xù)放出；e.錨機(jī)采用機(jī)旁控制，同時(shí)平臺(tái)所有錨機(jī)的信息能遠(yuǎn)距離集中顯示，并且在集中顯示臺(tái)上能進(jìn)行應(yīng)急釋放等操作；f.其它功能錨索張力測(cè)量及指示、錨索拋出長(zhǎng)度指示、起拋錨索速度指示儀等。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型是要提供一種三鏈輪臥式電動(dòng)錨機(jī)，用于解決深水半潛式鉆井平臺(tái)的深水錨泊定位裝置的錨機(jī)布錨及拋錨速度控制、錨機(jī)結(jié)構(gòu)、錨機(jī)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、錨機(jī)大功率變頻驅(qū)動(dòng)裝置選型、錨機(jī)剎車(chē)和離合器控制及錨機(jī)電氣控制的技術(shù)問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種三鏈輪臥式電動(dòng)錨機(jī)，包括錨機(jī)本體裝置、錨鏈導(dǎo)向裝置、傳動(dòng)裝置、掣鏈器、液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)，其特點(diǎn)是三個(gè)錨機(jī) 本體裝置分左、中、右布置，并分別通過(guò)離合器與傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)軸連接，錨機(jī)本體裝置下面裝有掣鏈器和錨鏈導(dǎo)向裝置，電氣控制系統(tǒng)由電控箱、啟動(dòng)箱、變頻驅(qū)動(dòng)箱、電阻箱、現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)組成，現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)分別與啟動(dòng)箱和電控箱連接，啟動(dòng)箱分別與變頻驅(qū)動(dòng)箱和液壓系統(tǒng)中的電控系統(tǒng)連接，變頻驅(qū)動(dòng)箱與傳動(dòng)裝置中的變頻電機(jī)連接，水冷剎車(chē)與傳動(dòng)裝置中的變速齒輪箱連接；液壓系統(tǒng)中的電控系統(tǒng)通過(guò)液壓泵站分別連接錨機(jī)本體裝置中的帶式剎車(chē)裝置、離合器控制裝置、掣鏈器、傳動(dòng)裝置中的盤(pán)式制動(dòng)器、齒輪箱換擋裝置，并將帶式剎車(chē)裝置、離合器控制裝置、盤(pán)式制動(dòng)器、齒輪箱換擋裝置的位置信號(hào)以及錨機(jī)本體裝置的錨鏈張力、長(zhǎng)度及速度信號(hào)分別反饋給電控箱，用于實(shí)現(xiàn)錨機(jī)的動(dòng)力起/拋錨、拋錨和布錨、應(yīng)急釋放、速度限制；液壓系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)之間通訊連接，電氣控制系統(tǒng)中的PLC控制系統(tǒng)安裝在電控箱內(nèi)，用于數(shù)據(jù)處理及所有錨機(jī)集成同步控制、數(shù)據(jù)采集、信息檢測(cè)及反饋、應(yīng)急自動(dòng)釋放。錨機(jī)本體裝置包括基座支架、制動(dòng)輪、錨鏈輪、傳動(dòng)銷(xiāo)、主軸、大齒輪、編碼器、測(cè)力裝置、齒輪防護(hù)罩、帶式剎車(chē)裝置、離合器控制裝置，錨鏈輪通過(guò)主軸安裝在基座支架上，錨鏈輪一端面上裝有大齒輪，另一端面上裝有制動(dòng)輪，制動(dòng)輪外面裝有固定在基座支架上的帶式剎車(chē)裝置，主軸的一側(cè)軸承端蓋上安裝有編碼器，用來(lái)檢測(cè)錨鏈放出長(zhǎng)度和移動(dòng)速度，在錨鏈出鏈方向，基座支架支撐處安裝有兩個(gè)銷(xiāo)軸式測(cè)力裝置，用于定時(shí)檢測(cè)錨鏈張力；用作左、右錨機(jī)本體裝置，大齒輪與輸入小齒輪嚙合連接，小齒輪通過(guò)離合器與傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)軸連接；用作中間錨機(jī)本體裝置，大齒輪與小齒輪套嚙合連接，小齒輪套通過(guò)牙嵌離合器與傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)軸連接；離合器或牙嵌離合器與離合器控制裝置連接。傳動(dòng)裝置包括變速齒輪箱、齒輪箱傳動(dòng)軸、電機(jī)聯(lián)軸器防護(hù)罩、盤(pán)式制動(dòng)器、中間聯(lián)軸器、變頻電機(jī)、水冷剎車(chē)，變速齒輪箱為平行軸箱體式結(jié)構(gòu)，四軸三級(jí)傳動(dòng)，其中，輸入軸通過(guò)盤(pán)式制動(dòng)器與變頻電機(jī)連接，中間軸通過(guò)中間聯(lián)軸器與水冷剎車(chē)連接。錨鏈導(dǎo)向裝置包括上基座、下基座、上轉(zhuǎn)軸、下轉(zhuǎn)軸、支架、鏈輪軸、鏈輪，上基座下面和下基座上面分別設(shè)有上轉(zhuǎn)軸和下轉(zhuǎn)軸，上轉(zhuǎn)軸和下轉(zhuǎn)軸之間轉(zhuǎn)動(dòng)連接支架，支架前端通過(guò)鏈輪軸活動(dòng)連接鏈輪。帶式剎車(chē)裝置和離合器控制裝置中的油缸進(jìn)、出油口裝有單向節(jié)流閥，用于控制帶式剎車(chē)裝置、離合器控制裝置的開(kāi)、關(guān)速度。電控箱內(nèi)安裝有電氣控制系統(tǒng)中的PLC系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)量模塊、模擬量模塊和FM350編碼器計(jì)數(shù)模塊，并通過(guò)通訊模塊與液壓控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)和變頻器驅(qū)動(dòng)箱連接，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成控制，同時(shí)與中央控制臺(tái)連接接受中央控制臺(tái)的指令信號(hào)，完成集控和聯(lián)控功能；其中，PLC控制系統(tǒng)包括下列控制模塊I)液壓機(jī)組控制模塊用于接收響應(yīng)液壓控制系統(tǒng)的檢測(cè)信號(hào)，并向其發(fā)出動(dòng)作執(zhí)行信號(hào)；2)變頻器控制模塊用于接收變頻器的控制信號(hào)，并向其發(fā)出響應(yīng)的執(zhí)行信號(hào)，控制調(diào)整變頻器實(shí)現(xiàn)變頻電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止，顯示變頻器的工作狀態(tài)以及對(duì)變頻器報(bào)警響應(yīng)和復(fù)位；3)錨鏈張力采集模塊用于實(shí)時(shí)采集三個(gè)錨鏈輪上錨機(jī)張力信號(hào)，并記錄在數(shù)據(jù)塊中；4)編碼器采集模塊用于采集三個(gè)錨鏈輪上的編碼器信號(hào)，并記錄長(zhǎng)的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)
計(jì)算錨鏈速度；5)通訊模塊用于實(shí)現(xiàn)主站與從站以及中央控制中心之間的通訊和數(shù)據(jù)交換；6)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制模塊用于當(dāng)操作人員通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)上的按鈕、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、操縱手柄進(jìn)行操作時(shí)，依照控制邏輯關(guān)系，發(fā)出組合控制盤(pán)指令信號(hào)，實(shí)現(xiàn)裝置的功能性操作；7)顯示處理模塊用于PLC控制系統(tǒng)對(duì)錨機(jī)工作狀態(tài)、張力數(shù)值、錨鏈長(zhǎng)度、運(yùn)行速度、液壓機(jī)組工作狀態(tài)、變速箱的工作狀態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將數(shù)據(jù)處理后，傳遞到液晶屏實(shí)時(shí)顯示；8)液晶觸摸屏模塊用于液晶屏通過(guò)MPI接口與PLC控制系統(tǒng)連接，實(shí)時(shí)接受PLC控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信號(hào)，在液晶屏上編寫(xiě)人機(jī)界面。錨鏈輪為五齒結(jié)構(gòu)，錨鏈輪主體材料采用ZG20Mn低合金鑄鋼，鏈輪與錨鏈嚙合處補(bǔ)焊一塊20SiMn2MoV或20CrMnMoB高硬度合金鋼，調(diào)質(zhì)后表面硬度達(dá)到HB270，用于長(zhǎng)期使用磨損后，補(bǔ)焊修復(fù)。帶式剎車(chē)裝置采用雙帶結(jié)構(gòu)，包括鋼帶組件、拉桿組件、力臂板組件、帶式剎車(chē)油缸組件、推板、帶式剎車(chē)放油閥、銷(xiāo)軸，鋼帶組件一端通過(guò)拉桿組件和力臂板組件與油缸組件連接，鋼帶組件另一端通過(guò)銷(xiāo)軸與力臂板組件連接，力臂板組件通過(guò)銷(xiāo)軸與推板連接，帶式剎車(chē)油缸組件連接帶式剎車(chē)放油閥。離合器控制裝置包括油缸組件、撥桿支架、半撥桿、撥軸、隔板、撥桿組件、墊片、銷(xiāo)軸、限位板、接頭、放油閥，半撥桿與撥桿組件固定連接，半撥桿和撥桿組件頂部分別裝有撥軸，撥桿組件中間連接撥桿支架，下面通過(guò)銷(xiāo)軸與油缸組件連接，下端裝有限位板和接頭，油缸組件與放油閥連接。變速齒輪箱的四軸三級(jí)傳動(dòng)，分為低速檔、高速檔和空擋，高速檔傳動(dòng)比為27. 9，低速檔傳動(dòng)比為77. 4，額定扭矩為400kNm，過(guò)載扭矩為620kNm。變頻電機(jī)為六極電機(jī)，三相電壓為690V，基準(zhǔn)頻率為50Hz，功率為585kW，額定扭矩為5701Nm，最大扭矩為12150Nm。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)錨機(jī)布錨/拋錨速度控制、錨機(jī)本體裝置結(jié)構(gòu)、錨機(jī)傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)、錨機(jī)大功率變頻驅(qū)動(dòng)裝置選型、錨機(jī)剎車(chē)和離合器控制技術(shù)、錨機(jī)電氣控制技術(shù)等六方面的研究，經(jīng)過(guò)制造和試驗(yàn)驗(yàn)證，掌握了深水定位錨機(jī)一系列關(guān)鍵技術(shù)，為定位系泊系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化積累了一些經(jīng)驗(yàn)，能為我國(guó)的海洋工程設(shè)備提供配套，改變目前深水系泊系統(tǒng)均需進(jìn)口的狀態(tài)，有利于降低我國(guó)的海洋平臺(tái)建設(shè)成本，增加我國(guó)海工設(shè)備建造的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力。( I )布錨/拋錨速度控制布錨/拋錨時(shí)變速齒輪箱處于空擋位置，帶式剎車(chē)松開(kāi)，水冷剎車(chē)通入冷卻水，然后拋出錨鏈，隨著錨鏈移動(dòng)速度增加，水冷剎車(chē)慢慢起作用。整個(gè)拋錨過(guò)程中，速度變化可以穩(wěn)定控制，變化比較平穩(wěn)，速度上限一般控制在8(Tl00m，最大 150m/min，整個(gè)過(guò)程對(duì)錨鏈的長(zhǎng)度、速度和張力時(shí)時(shí)檢測(cè)；發(fā)現(xiàn)有異?！?，帶式剎車(chē)可以立即制動(dòng)。( 2 )錨機(jī)本體裝置結(jié)構(gòu)錨鏈輪采用五齒結(jié)構(gòu)，主體材料采用低合金鑄鋼，整體正火處理；鏈輪與錨鏈嚙合處焊接有一塊耐磨材料；齒形適當(dāng)加厚了齒面厚度，保證在起/拋錨時(shí)不能發(fā)生跳鏈、滑鏈等現(xiàn)象，錨鏈輪到達(dá)使用要求。錨鏈輪裝置結(jié)構(gòu)大齒輪和制動(dòng)輪與錨鏈輪通過(guò)傳動(dòng)銷(xiāo)傳遞扭矩，能降低主軸的尺寸，降低軸的彎矩，提高軸的抗彎性能，同樣使錨機(jī)承受負(fù)載時(shí)主軸不承受扭矩。把制動(dòng)輪和錨鏈輪分開(kāi)鑄造，能降到模具制造難度，降低制造成本和加工難度，提高鑄件質(zhì)量。基座支架材料采用Q690高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，強(qiáng)度和剛度都有很大的安全裕度。結(jié)構(gòu)采用鋼板焊接成箱體的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、強(qiáng)度和剛度比較好，重量相對(duì)較輕，同時(shí)采用對(duì)半式法蘭結(jié)構(gòu)有利于錨鏈輪裝置的拆裝。( 3 )錨機(jī)傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)和匹配變速齒輪箱作為傳動(dòng)裝置中最主要的部件，分高速/低速/空三檔，滿(mǎn)足不同工況和最大負(fù)載的要求。齒輪箱輸出軸是鎖緊盤(pán)的方式來(lái)傳遞扭矩，這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化了加工工藝、方便了安裝和拆卸，而且提高了軸的連接的剛性和機(jī)械軸的抗彎、抗扭能力，減少了輸出軸端的變形，而且使得齒輪箱裝配具有一定的可調(diào)范圍。齒輪箱的空擋設(shè)在中間軸低速軸上，軸直接與水冷剎車(chē)相連接；高/低速檔設(shè)在中間軸高速軸上，軸與變頻電機(jī)相連接。為了便于加工和安裝以及簡(jiǎn)化軸的受力狀態(tài)，將傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)成分段結(jié)構(gòu)——傳動(dòng)軸和齒輪箱軸，兩軸通過(guò)花鍵連接套連接。( 4 )錨機(jī)大功率變頻驅(qū)動(dòng)裝置選型錨機(jī)采用變頻驅(qū)動(dòng)方式具有無(wú)級(jí)調(diào)速、調(diào)速范圍寬、調(diào)速精度高以及調(diào)速過(guò)程平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)錨機(jī)對(duì)錨鏈張力和收放速度的精確控制，顯著改善錨泊系統(tǒng)的運(yùn)行性能。變頻電機(jī)能與變速齒輪箱等設(shè)備協(xié)調(diào)運(yùn)行以完成各種復(fù)雜工況；同時(shí)，滿(mǎn)足海洋平臺(tái)上搖擺、沖擊、振動(dòng)、潮濕、鹽霧和霉菌等惡劣環(huán)境條件；變頻驅(qū)動(dòng)裝置也兼顧了電網(wǎng)、變頻器與電機(jī)之間的電壓匹配。( 5 )錨機(jī)剎車(chē)和離合器控制剎車(chē)和離合器控制裝置都實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作和控制，采用液控方式使得剎車(chē)和離合器控制具備遠(yuǎn)距離遙控的功能。帶式制動(dòng)器能承受100%的錨鏈破斷負(fù)荷(8418kN)，盤(pán)式傳動(dòng)制動(dòng)器承受飛0%的錨鏈破斷負(fù)荷(4200kN);所有的剎車(chē)都設(shè)計(jì)為F-Safe型形式，確保在失電情況或者故障情況下都能立即自動(dòng)制動(dòng)。(6)錨機(jī)電氣控制電氣控制系統(tǒng)的核心內(nèi)容是錨機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制、數(shù)據(jù)處理及實(shí)現(xiàn)與集控系統(tǒng)通訊。錨機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制錨機(jī)系統(tǒng)的控制對(duì)象涉及到大型變頻器控制器，PLC與變頻器之間采用模擬量控制、總線(xiàn)控制和信號(hào)給定控制三種方式，分析三種方式的適用環(huán)境，保證控制手段有效，提高系統(tǒng)相應(yīng)的可靠性。對(duì)液壓閥件控制信號(hào)給定量進(jìn)行算法優(yōu)化分析，提高模擬量控制精度和穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)處理對(duì)多路采集信號(hào)進(jìn)行分析比較，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行策略的優(yōu)化。集控系統(tǒng)通訊通過(guò)RS485、RS422和工業(yè)以太網(wǎng)與集控中心進(jìn)行多總線(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，實(shí)現(xiàn)可靠傳輸，實(shí)現(xiàn)了較好的通訊效果。

圖I是本實(shí)用新型的系統(tǒng)組成框圖 ；圖2是本實(shí)用新型的總體布置圖；圖3是圖2的左視圖；圖4是圖2的俯視圖；圖5是本發(fā)明的安裝示意圖；圖6是錨機(jī)本體裝置用作左、右布置時(shí)的結(jié)構(gòu)主視圖；圖7是圖6的左視圖；圖8是圖6中沿A —A的剖視圖；圖9是錨機(jī)本體裝置用作中間布置時(shí)的結(jié)構(gòu)主視圖；圖I O是圖9的左視圖；圖I I是圖9中沿A —A的剖視圖；圖I 2是錨鏈輪結(jié)構(gòu)剖視圖；圖I 3是圖I 2的左剖視圖；圖I 4是基座支架結(jié)構(gòu)王視圖；圖I 5是圖I 4的左視圖；圖I 6是圖I 4的俯視圖；圖I 7是傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖I 8是帶式剎車(chē)裝置結(jié)構(gòu)立體示意圖；圖I 9是離合器控制裝置結(jié)構(gòu)立體示意圖；圖2 O是錨鏈導(dǎo)向裝置結(jié)構(gòu)主視圖；圖2 I是圖2 O的左視圖；圖2 2是液壓系統(tǒng)原理圖；圖2 3是液壓系統(tǒng)泵站立體示意圖；圖2 4是電控系統(tǒng)控制示意圖；圖2 5是電控系統(tǒng)控制框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖I至圖2 5所示，本實(shí)用新型的三鏈輪臥式電動(dòng)錨機(jī)，主要包括機(jī)械部分三套錨機(jī)本體裝置、一套傳動(dòng)裝置、一套錨鏈導(dǎo)向裝置、掣鏈器等；電氣控制系統(tǒng)包括一套電控箱、一套啟動(dòng)箱、一套變頻驅(qū)動(dòng)箱、一套現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)以及四套電阻箱等；液壓系統(tǒng)主要為一套液壓泵站和一套液壓電控系統(tǒng)。三個(gè)錨機(jī)本體裝置分左、中、右布置，并分別通過(guò)離合器與傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)軸連接，錨機(jī)本體裝置下面裝有掣鏈器和錨鏈導(dǎo)向裝置，電氣控制系統(tǒng)由電控箱、啟動(dòng)箱、變頻驅(qū)動(dòng)箱、電阻箱、現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)組成，現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)分別與啟動(dòng)箱和電控箱連接，啟動(dòng)箱分別與變頻驅(qū)動(dòng)箱和液壓系統(tǒng)中的電控系統(tǒng)連接，變頻驅(qū)動(dòng)箱連接傳動(dòng)裝置中的變頻電機(jī)，水冷剎車(chē)與傳動(dòng)裝置中的變速齒輪箱連接；液壓系統(tǒng)中的液壓電控系統(tǒng)通過(guò)液壓泵站分別控制錨機(jī)本體裝置中的帶式剎車(chē)裝置、離合器控制裝置、掣鏈器、傳動(dòng)裝置中的盤(pán)式制動(dòng)器、齒輪箱換擋裝置，并將帶式剎車(chē)裝置、離合器控制裝置、盤(pán)式制動(dòng)器、齒輪箱換擋裝置的位置信號(hào)以及錨機(jī)本體裝置的錨鏈張力、長(zhǎng)度及速度信號(hào)分別反饋給電控箱，用于實(shí)現(xiàn)錨機(jī)的動(dòng)力起/拋錨、拋錨(布錨)、應(yīng)急釋放、速度限制；液壓控制系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)之間通訊連接，PLC控制系統(tǒng)安裝在電控箱內(nèi)，用于數(shù)據(jù)處理及所有錨機(jī)集成同步控制、數(shù)據(jù)采集、信息檢測(cè)及反饋、應(yīng)急自動(dòng)釋放。本實(shí)用新型的主要技術(shù)指標(biāo)a.錨鏈直徑Φ 84 (R5)，有檔焊接錨鏈 b.工作負(fù)載與速度(i)齒輪箱低速檔2694kN-9m/min，1200kN-18m/min(ii)齒輪箱高速檔980kN-25m/min，430kN-50m/minc.電機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)(過(guò)載)錨機(jī)負(fù)載3367kN Γ40%的錨鏈破斷負(fù)荷)d.盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)錨機(jī)負(fù)載4200kN Γ50%的錨鏈破斷負(fù)荷)e.錨機(jī)支持負(fù)載8418kN (錨鏈破斷負(fù)載)f.拋錨最大負(fù)載與速度1350kN_160m/min物理接口I)機(jī)械接口a.錨機(jī)機(jī)械各部件與液壓泵站與安裝基座用螺栓剛性聯(lián)接，錨機(jī)本體裝置、變速齒輪箱等用環(huán)氧樹(shù)脂與安裝臺(tái)面澆注。b.電控箱、啟動(dòng)箱，電阻箱通過(guò)減振墊與安裝基座用螺栓彈性連接；變頻驅(qū)動(dòng)箱、現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)與安裝基座用螺栓剛性聯(lián)接。2)電源接口三相交流690V 50Hz 功率 700kW3)水接口a.介質(zhì)淡水b.流量85m3/hc.壓力0· I O. 3MPad.進(jìn)口水溫<40°C注液壓泵站用水6m3/h,水冷剎車(chē)用水79m3/h。4)油源a.液壓泵站用油HM46液壓油1000Lb.減速器潤(rùn)滑油N320齒輪潤(rùn)滑油430Lc.潤(rùn)滑脂鋰基潤(rùn)滑脂。如圖2，3，4所示，三個(gè)錨機(jī)本體裝置分左、中、右布置，錨機(jī)本體裝置通過(guò)離合器與傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)軸連接，錨機(jī)本體裝置下面裝有掣鏈器84和錨鏈導(dǎo)向裝置86 (圖5 )。[0103]如圖5所示，安裝平臺(tái)上面分別裝有左、中、右錨機(jī)本體裝置8 O，8 I，8 2和傳動(dòng)裝置83，以及現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)85，左、中、右錨機(jī)本體裝置8 0,8 1,8 2下面分別裝有掣鏈器84和錨鏈導(dǎo)向裝置86，安裝平臺(tái)內(nèi)還裝有電控箱87、啟動(dòng)箱88、變頻驅(qū)動(dòng)箱89、電阻箱90、液壓泵站電控柜91、液壓泵站92。如圖6至圖I I所示,錨機(jī)本體裝置包括基座支架I、制動(dòng)輪2、錨鏈輪3、傳動(dòng)銷(xiāo)
4、主軸7、大齒輪8、編碼器9、測(cè)力裝置10、齒輪防護(hù)罩11、帶式剎車(chē)裝置12、離合器控制裝
置13等。錨鏈輪3通過(guò)主軸7安裝在基座支架I上，錨鏈輪3 —端面上裝有大齒輪8，另一端面上裝有制動(dòng)輪2，制動(dòng)輪2外面裝有固定在基座支架I上的帶式剎車(chē)裝置12，主軸7的一側(cè)軸承端蓋上安裝有編碼器9，用來(lái)檢測(cè)錨鏈放出長(zhǎng)度和移動(dòng)速度，在錨鏈出鏈方向，基·座支架I支撐處安裝有兩個(gè)銷(xiāo)軸式測(cè)力裝置10，用于定時(shí)檢測(cè)錨鏈張力。其中錨鏈輪3、制動(dòng)輪2和大齒輪8通過(guò)傳動(dòng)銷(xiāo)4聯(lián)接成一整體，通過(guò)大齒輪8和制動(dòng)輪2擱在錨鏈輪3主軸7上，主軸7采用兩點(diǎn)支撐，大齒輪8和制動(dòng)輪2支撐點(diǎn)靠近主軸7支撐點(diǎn)靠，同樣的負(fù)載條件下，能降低主軸彎矩，從而減小主軸的直徑，降低主軸重量。傳動(dòng)裝置的輸出扭矩通過(guò)開(kāi)式齒輪，直接傳遞給錨鏈輪，同樣帶式制動(dòng)器的制動(dòng)扭矩由制動(dòng)輪傳遞給錨鏈輪。為了進(jìn)一步減低主軸重量，主軸7采用心軸結(jié)構(gòu)(只承受彎矩，不承受扭矩)；主軸7與錨鏈輪3為剛性連接，錨鏈輪3旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)主軸7旋轉(zhuǎn)，測(cè)速裝置通過(guò)測(cè)出主軸7的轉(zhuǎn)速即可獲得錨鏈的長(zhǎng)度和速度。用作左、右錨機(jī)本體裝置(圖6，7，8)，大齒輪8與輸入小齒輪6嚙合連接，小齒輪6通過(guò)離合器5與傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)軸17連接。離合器5與離合器控制裝置13。用作中間錨機(jī)本體裝置(圖9，10，I I )，大齒輪8與小齒輪套14嚙合連接，小齒輪套14通過(guò)牙嵌離合器15與傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)軸17連接。牙嵌離合器15與離合器控制裝置13連接。如圖I 2，I 3所示，錨鏈輪3為五齒結(jié)構(gòu)，錨鏈輪3主體材料采用ZG20Mn低合金鑄鋼。錨鏈正常工作包角 165°，齒形設(shè)計(jì)也跟CB/T3179有不同的特點(diǎn)。首先滿(mǎn)足錨鏈輪3與錨鏈能正常嚙合(錨鏈輪節(jié)圓與五齒多邊形相外接)，保證在起/拋錨時(shí)不會(huì)發(fā)生跳鏈、歪鏈等現(xiàn)象，其次需要對(duì)齒形厚度等局部修正使其滿(mǎn)足強(qiáng)度要求，最后制造工藝等方面來(lái)保證齒面硬度，使得鏈輪不會(huì)很快被磨損。錨鏈輪主體材料采用低合金鑄鋼(ZG20Mn)，具有良好的鑄造性和焊接性，擁有良好的綜合力學(xué)性能，強(qiáng)度介于ZG270-500和ZG310-570之間，錨鏈輪整體正火處理。錨鏈在起/拋錨時(shí)，鏈輪與錨鏈嚙合處通常都是帶滑動(dòng)的，若鏈輪嚙合處齒面硬度不高，很容易被錨鏈擠壓變形甚至很快被磨損掉，通過(guò)調(diào)研，R5系泊錨鏈表面硬度達(dá)到HB345以上，錨鏈輪的齒廓表面硬度在必須達(dá)到ΗΒ28(Γ310左右，因此在嚙合處補(bǔ)焊一塊硬度較高、焊接性能較好的材料(20SiMn2MoV或20CrMnMoB)，調(diào)質(zhì)后表面硬度能達(dá)到HB270左右；即使長(zhǎng)期使用后被磨損后，也可以補(bǔ)焊進(jìn)行修復(fù)。如圖I 4，I 5，I 6所示，基座支架I采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、強(qiáng)度和剛度比較好，重量相對(duì)較輕。安裝小齒輪和帶式剎車(chē)為箱體結(jié)構(gòu)，安裝錨鏈輪主軸支撐支架采用對(duì)半式法蘭安裝，有利于錨鏈輪裝置的整體拆卸?；Ъ懿牧喜捎肣690高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼(GB/T16270)，支持負(fù)載下支架總體受力比較好，強(qiáng)度和剛度都有很大的安全裕度，安裝帶式剎車(chē)的支架處也采取了降低應(yīng)力集中的措施(增加鋼板厚度和添加鋼套)。[0110]如圖I 7所示，傳動(dòng)裝置83包括變速齒輪箱20、齒輪箱的傳動(dòng)軸17、電機(jī)聯(lián)軸器防護(hù)罩22、盤(pán)式制動(dòng)器23及電機(jī)聯(lián)軸器、中間聯(lián)軸器防護(hù)罩24、中間聯(lián)軸器25、變頻電機(jī)26、水冷剎車(chē)27及支架等。變速齒輪箱20為平行軸箱體式結(jié)構(gòu)，四軸三級(jí)傳動(dòng)，其中，輸入軸通過(guò)盤(pán)式制動(dòng)器23及電機(jī)聯(lián)軸器與變頻電機(jī)26連接，中間軸通過(guò)中間聯(lián)軸器25與水冷剎車(chē)27及支架連接。電機(jī)采用變頻方式驅(qū)動(dòng)，具有無(wú)級(jí)調(diào)速、調(diào)速范圍寬、調(diào)速精度高以及調(diào)速過(guò)程平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)。較液壓驅(qū)動(dòng)相比，能避免漏油污染，配置大型液壓泵站等問(wèn)題，具有體積小，單位能效高，造價(jià)相對(duì)較低等特點(diǎn)。目前大多數(shù)海洋平臺(tái)錨泊系統(tǒng)均采用變頻驅(qū)動(dòng)方式。經(jīng)選型，電機(jī)選用法國(guó)EMERSON產(chǎn)品，變頻電機(jī)26采用六極電機(jī)，690V的三相電壓，基準(zhǔn)頻率為50Hz，功率為585kW，額定扭矩為570 INm，最大扭矩為12150Nm，是額定扭矩的2. 13倍。首先，變頻電機(jī)26要與變速齒輪箱20 —體協(xié)調(diào)地工作，能保證整套錨機(jī)正常運(yùn)行，根據(jù)不同工況下錨機(jī)和變速齒輪箱20的運(yùn)行與傳動(dòng)特性，對(duì)變頻電動(dòng)機(jī)26的機(jī)械特性以及大容量變頻器的輸出特性進(jìn)行詳細(xì)研究，實(shí)現(xiàn)變頻驅(qū)動(dòng)裝置與變速齒輪箱和錨機(jī)的最佳匹配。其次，錨泊定位系統(tǒng)包括多種復(fù)雜的運(yùn)行工況，每種工況對(duì)電機(jī)的要求不盡相同，在拋錨階段，拋錨 結(jié)束后，需要確認(rèn)拋錨是否成功；在錨泊階段，海洋工程平臺(tái)受風(fēng)、浪、流、潮的影響會(huì)發(fā)生移動(dòng)，此時(shí)，需要根據(jù)平臺(tái)的移動(dòng)情況頻繁地調(diào)整相應(yīng)錨鏈的張力；在起錨階段，根據(jù)錨鏈回收的情況，對(duì)錨鏈張力和速度進(jìn)行精確控制和調(diào)整。第三，錨泊定位系統(tǒng)中的電機(jī)需要適應(yīng)十分惡劣的運(yùn)行環(huán)境，除搖擺、沖擊、振動(dòng)、潮濕、鹽霧和霉菌等因素外，還要特別做到海浪對(duì)裝置產(chǎn)生直接影響，使其可以長(zhǎng)期適應(yīng)惡劣的環(huán)境條件。最后，由于電機(jī)的工作條件比較惡劣，傳統(tǒng)電機(jī)會(huì)帶來(lái)效率降低、發(fā)熱嚴(yán)重、振動(dòng)和噪聲增加等一系列的問(wèn)題，從而導(dǎo)致電機(jī)的可靠性和使用壽命大大降低；另外，除了滿(mǎn)足功率、轉(zhuǎn)速范圍和電壓等級(jí)時(shí)，還必須全面考慮電機(jī)的冷卻方式、防護(hù)等級(jí)、轉(zhuǎn)速范圍、絕緣水平、共振問(wèn)題和軸電流問(wèn)題，以便電機(jī)能夠安全可靠的長(zhǎng)期運(yùn)行，因此選用變頻電機(jī)。兩側(cè)左、右錨機(jī)本體裝置的小齒輪6采用齒輪軸形式，通過(guò)離合器5實(shí)現(xiàn)與齒輪箱軸及傳動(dòng)軸17連接，離合器5與小齒輪6及傳動(dòng)軸17采用矩形花鍵連接。中間錨機(jī)本體裝置設(shè)有牙嵌離合器15，傳動(dòng)軸17穿過(guò)牙嵌離合器15傳遞扭矩。由于每套錨機(jī)由一臺(tái)齒輪箱傳遞動(dòng)力，錨機(jī)之間距離較大，因此左、右錨機(jī)本體裝置的開(kāi)式小齒輪6與傳動(dòng)軸17之間的同軸度要求很高，否則離合器5無(wú)法對(duì)上，甚至?xí)绊扆X輪傳動(dòng)，同時(shí)引起很大的附加彎矩等，影響傳動(dòng)軸的剛度和齒輪箱的性能。該結(jié)構(gòu)便于錨機(jī)的整體安裝，小齒輪6與傳動(dòng)軸17之間的同軸度要求也容易調(diào)整得到保證。為了便于安裝和制造，傳動(dòng)軸17設(shè)計(jì)成分段式結(jié)構(gòu)，中間用花鍵聯(lián)軸器相連，傳動(dòng)軸17只傳遞扭矩，不承受彎矩。較短的齒輪箱傳動(dòng)軸17穿過(guò)齒輪箱，并和齒輪箱右錨機(jī)本體裝置齒輪相配；較長(zhǎng)的傳動(dòng)軸17和變速齒輪箱20右邊右錨機(jī)本體裝置與中間錨機(jī)機(jī)本體裝置相配。三臺(tái)錨機(jī)通過(guò)離合器實(shí)現(xiàn)動(dòng)力與小齒輪的通斷，當(dāng)其中一臺(tái)錨機(jī)工作時(shí)離合器閉合，其它兩臺(tái)都脫開(kāi)。離合器是由離合器控制裝置控制，該裝置液壓控制，在液壓動(dòng)力控制的作用下，離合器油缸推動(dòng)或拉動(dòng)撥叉，使離合器處于脫開(kāi)或閉合狀態(tài)，離合器所處狀態(tài)有相應(yīng)的行程開(kāi)關(guān)檢測(cè)。變速齒輪箱20作為傳動(dòng)裝置最為關(guān)鍵的部件，采用為平行軸箱體式結(jié)構(gòu)，四軸三級(jí)傳動(dòng)，分低速檔、高速檔和空擋，高速檔傳動(dòng)比為27. 9，低速檔傳動(dòng)比為77. 4，在負(fù)載比較大時(shí)采用低速檔；在負(fù)載比較輕時(shí)采用高速檔；當(dāng)拋錨水冷剎車(chē)作用時(shí)采用空擋。齒輪箱的額定扭矩為400kNm，過(guò)載扭矩為620kNm。高/低速檔設(shè)在低速中間軸上，空檔設(shè)在高速中間軸上，高/低速檔與空擋分開(kāi)，有利于保證齒輪箱換擋過(guò)程可靠、準(zhǔn)確，不會(huì)出現(xiàn)滑檔、停檔現(xiàn)象。齒輪箱換擋撥叉也是通過(guò)齒輪箱變擋調(diào)速油缸28控制，位置也有相應(yīng)的行程開(kāi)關(guān)檢測(cè)，與離合器控制裝置一樣，都由液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。齒輪箱輸出軸是以空心低速軸帶鎖緊盤(pán)的方式來(lái)傳遞扭矩，取代普通的鍵連接，這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化了加工工藝、方便了安裝和拆卸，而且提高了軸的連接的剛性和機(jī)械軸的抗彎、抗扭能力，減少了輸出軸端的變形，同時(shí)正由于輸出軸與減速箱的分體，使得傳動(dòng)裝置與兩側(cè)錨機(jī)本體裝置的裝配有一定的可調(diào)范圍。平臺(tái)定位錨機(jī)一般配置水冷剎車(chē)作為布錨/拋錨制動(dòng)器，提供足夠的制動(dòng)能力控制拋錨時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)負(fù)載，保證能夠連續(xù)放出錨鏈，限制錨鏈速度，避免錨鏈速度過(guò)快發(fā)生事故。水冷剎車(chē)把機(jī)械能轉(zhuǎn)換熱量，通過(guò)冷卻系統(tǒng)冷卻，達(dá)到制動(dòng)和持續(xù)散熱的要求。剎車(chē)工作時(shí)內(nèi)部轉(zhuǎn)子和殼體之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生阻力，將錨鏈移動(dòng)的動(dòng)能迅速轉(zhuǎn)化為熱能，冷卻水將吸熱量，并將熱量帶走。該型剎車(chē)能將下降負(fù)載控制在某一速度范圍內(nèi)，阻礙其速度加快但不能完全將負(fù)載剎??；通過(guò)流入水冷剎車(chē)的冷卻水流量來(lái)控制制動(dòng)力矩，當(dāng)沒(méi)有冷卻··水通入時(shí)，就不產(chǎn)生制動(dòng)力矩；當(dāng)冷卻水通入并逐漸加大，產(chǎn)生制動(dòng)力矩也逐漸加大，直至最大極限。盤(pán)式制動(dòng)器23安裝在齒輪箱的輸入軸上，產(chǎn)生的額定制動(dòng)扭矩能使錨機(jī)以承受50%的錨鏈破斷負(fù)載。該制動(dòng)器為集成件，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，彈簧制動(dòng)，液壓松開(kāi)，選用瑞典丹納SKP95-27型產(chǎn)品，最大額定制動(dòng)扭矩為8040Nm，并帶剎車(chē)指示開(kāi)關(guān)。如圖I 8所示，帶式剎車(chē)裝置12包括鋼帶組件4 I、拉桿組件4 2、力臂板組件4
3、帶式剎車(chē)油缸組件4 4、推板4 5、帶式剎車(chē)放油閥46、銷(xiāo)軸4 7,鋼帶組件4 I 一端通過(guò)拉桿組件4 2和力臂板組件4 3與帶式剎車(chē)油缸組件4 4連接，鋼帶組件4 I另一端通過(guò)銷(xiāo)軸4 7與力臂板組件4 3連接，力臂板組件4 3通過(guò)銷(xiāo)軸4 7與推板4 5連接，帶式剎車(chē)油缸組件4 4連接帶式剎車(chē)放油閥46。帶式剎車(chē)承受錨鏈破斷負(fù)載，采用雙帶結(jié)構(gòu)，單根剎車(chē)帶制動(dòng)扭矩為2410kNm，剎車(chē)帶采用緊邊和松邊組成的Half結(jié)構(gòu)，液壓松開(kāi)，彈簧制動(dòng)，即F-safe型。帶式制動(dòng)器能承受2 X 4209kN的拉力(每根剎車(chē)帶相當(dāng)于承受50%的錨鏈破斷負(fù)荷，雙帶必須能承受錨鏈破斷負(fù)荷)，帶式剎車(chē)的制動(dòng)力矩很大，用普通的圓柱彈簧制動(dòng)器結(jié)構(gòu)必然尺寸很大，無(wú)法安裝，因此采用碟片式彈簧(彈力大，行程短)。制動(dòng)器油缸雙腔進(jìn)油，具有支持剎車(chē)和打開(kāi)剎車(chē)功能，在應(yīng)急情況下若碟簧產(chǎn)生的制動(dòng)力不夠的情況下，安裝碟簧的一腔進(jìn)油可以加大剎車(chē)制動(dòng)力矩。在剎車(chē)鋼帶采用D36材料，考慮到緊邊受力比較大，松邊受力相對(duì)小的情況，為了達(dá)到等強(qiáng)度的目的，緊邊鋼帶厚度適當(dāng)加厚。剎車(chē)襯墊采用耐磨、耐熱、比壓強(qiáng)度高、摩擦系數(shù)相對(duì)高和穩(wěn)定的材料。由于制動(dòng)輪尺寸較大，并且受較大的彎曲作用力，制動(dòng)帶比壓和磨損不均勻，可以通過(guò)調(diào)整裝置拉緊緊邊，保證制動(dòng)鋼帶內(nèi)弧形摩擦片的貼合均勻性。錨機(jī)在承受支持負(fù)載時(shí)，帶式剎車(chē)所有的受力零部件應(yīng)力都不超過(guò)材料屈服極限的85%。剎車(chē)位置帶有位置指示功能。如圖I 9所示，離合器控制裝置13包括油缸組件5 I、撥桿支架5 2、半撥桿5 3、撥軸5 4、隔板5 5、撥桿組件5 6、墊片5 7、銷(xiāo)軸5 9、限位板6 O、接頭6 I、放油閥6 2等。半撥桿5 3與撥桿組件5 6固定連接，半撥桿5 3和撥桿組件5 6頂部分別裝有撥軸5 4，撥桿組件5 6中間連接撥桿支架5 2，下面通過(guò)銷(xiāo)軸5 9與油缸組件5 I連接，下端裝有限位板6 O和接頭6 1，油缸組件5 I與放油閥6 2連接。在沒(méi)有液壓動(dòng)力控制的作用下，可通過(guò)手動(dòng)推動(dòng)撥叉使離合器保持脫開(kāi)或閉合狀態(tài)；在液壓動(dòng)力控制的作用下，離合器油缸推動(dòng)或拉動(dòng)撥叉，使離合器處于脫開(kāi)或閉合狀態(tài)，離合器所處狀態(tài)有相應(yīng)的行程開(kāi)關(guān)檢測(cè)。如圖20，2 I所示，錨鏈導(dǎo)向裝置86包括上基座3 I、下基座3 2、上轉(zhuǎn)軸3 3、下轉(zhuǎn)軸3 4、支架3 5、鏈輪軸3 6、鏈輪3 7等。上基座3 I下面和下基座3 2上面分別設(shè)有上轉(zhuǎn)軸3 3和下轉(zhuǎn)軸3 4，上轉(zhuǎn)軸3 3和下轉(zhuǎn)軸3 4之間轉(zhuǎn)動(dòng)連接支架3 5，支架3 5前端通過(guò)鏈輪軸3 6活動(dòng)連接鏈輪3 7。 錨鏈導(dǎo)向裝置86安裝在平臺(tái)立柱側(cè)面，平時(shí)都浸在海水之中，因此必須具有很高的耐腐蝕性等要求，同時(shí)作為錨鏈導(dǎo)向之用，包角一般比較小，錨鏈包角在20°、0°之間，在包角范圍內(nèi)必須能夠承受錨鏈破斷負(fù)載。鏈輪37作為錨鏈導(dǎo)向裝置86的關(guān)鍵零件，其結(jié)構(gòu)直接影響了導(dǎo)向裝置運(yùn)行的平穩(wěn)性，導(dǎo)向鏈輪37采用七齒結(jié)構(gòu)，由于錨鏈導(dǎo)向裝置是安裝在平臺(tái)的張力腿上，而且工作時(shí)主要在海平面以下工作的，故對(duì)于錨鏈導(dǎo)向裝置86的抗海水腐蝕性能的要求就特別高。為此，為了進(jìn)一步提高整體結(jié)構(gòu)的防腐性能，除了在各關(guān)節(jié)處軸及導(dǎo)鏈輪軸采用噴焊不銹鋼涂層的方法來(lái)進(jìn)行防腐處理之外，還將通過(guò)特殊的油漆及加陰極防腐的方法進(jìn)行防腐處理。如圖2 2，2 3所示，液壓系統(tǒng)由兩套分液壓系統(tǒng)和一套電控系統(tǒng)組成。通過(guò)對(duì)PLC可編程控制器的控制，液壓控制系統(tǒng)合理、有序的為錨機(jī)帶式剎車(chē)裝置12、離合器控制裝置13、盤(pán)式制動(dòng)器23、水冷剎車(chē)27和掣鏈器84提供液壓動(dòng)力，以實(shí)現(xiàn)錨機(jī)的動(dòng)力起/拋錨、拋錨(布錨)、應(yīng)急釋放、速度限制。分液壓系統(tǒng)主要由油箱、加熱器、液位液溫傳感器、濾油器、液壓泵、電動(dòng)機(jī)、壓力傳感器、蓄能器、壓力繼電器、電磁溢流閥、電磁控制閥組、冷卻器等組成。其中一套分液壓系統(tǒng)與錨機(jī)帶式剎車(chē)裝置12和離合器控制裝置13連接，為錨機(jī)帶式剎車(chē)和離合器控制裝置提供液壓動(dòng)力，另一套分液壓系統(tǒng)與盤(pán)式制動(dòng)器23、齒輪箱換擋裝置和掣鏈器84連接，為盤(pán)式制動(dòng)器23、齒輪箱換擋裝置和掣鏈器84提供液壓動(dòng)力。根據(jù)使用要求，采用液壓泵和蓄能器組成液壓動(dòng)力源，設(shè)計(jì)成以蓄能器供能為主，以液壓泵供能為輔的方式，短時(shí)間Imin)向液壓執(zhí)行裝置提供液壓能。蓄能器帶有壓力檢測(cè)，一旦壓力低于設(shè)定值時(shí)，泵站會(huì)產(chǎn)生信號(hào)給總體，提示要開(kāi)啟泵站，給蓄能器充壓。主要控制回路調(diào)壓回路、卸荷回路、調(diào)速回路、減壓回路和保護(hù)裝置。I)調(diào)壓回路主要是負(fù)責(zé)液壓系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)。系統(tǒng)中采用電磁溢流閥進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)，兼安全閥使用。2)卸荷回路是當(dāng)液壓泵向蓄能器充油時(shí)，所有蓄能器全部充滿(mǎn)、系統(tǒng)壓力達(dá)到壓力繼電器設(shè)定的壓力24MPa時(shí)，通過(guò)電磁溢流閥使液壓泵卸荷，液壓泵輸出的油液經(jīng)電磁溢流閥、過(guò)濾器濾器、冷卻器流回油箱。此時(shí)，液壓系統(tǒng)用油則由蓄能器供油；當(dāng)蓄能器放油使系統(tǒng)壓力降至壓力繼電器設(shè)定的壓力15MPa時(shí)，電磁溢流閥恢復(fù)原狀，使液壓泵停止卸荷。電磁溢流閥不僅能實(shí)現(xiàn)泵的卸荷，而且當(dāng)系統(tǒng)或泵出口壓力過(guò)高時(shí)可高壓溢流兼作泵的安全閥使用。[0128]3)調(diào)速回路進(jìn)/出口節(jié)流調(diào)速回路，主要采用單向節(jié)流閥來(lái)控制錨機(jī)帶式剎車(chē)裝置、離合器控制裝置的開(kāi)/關(guān)速度。4)減壓回路是通過(guò)減壓閥將泵出口壓力或蓄能器壓力油減壓為合適壓力后，送往盤(pán)式制動(dòng)器、齒輪箱換擋裝置油缸、離合器控制裝置以及掣鏈器等使用。(帶式剎車(chē)裝置和離合器控制裝置中的油缸進(jìn)、出油口裝有單向節(jié)流閥，用于控制帶式剎車(chē)裝置、離合器控制裝置的開(kāi)、關(guān)速度)。5)保護(hù)裝置在回油濾器上，有壓差傳感繼電器，當(dāng)濾器兩端的壓力差達(dá)到其調(diào)定值時(shí)，壓差繼電器發(fā)訊使指示燈發(fā)亮，從而提示操作人員停機(jī)，檢修清洗或更換濾芯。液壓泵站的電控系統(tǒng)主要組成元件有控制箱、S7-300 CPU314C-2DP可編程控制器(PR0FIBUS-DP接口，同時(shí)提供以太網(wǎng)接口，RS485/422接口，MPI接口)、接線(xiàn)盒、線(xiàn)纜等。電控系統(tǒng)主要用于液壓控制系統(tǒng)中控制閥組、壓力傳感器、壓力繼電器、電磁溢流閥、加熱器、液位液溫傳感器等的信號(hào)傳輸和邏輯控制，以及錨機(jī)帶式剎車(chē)裝置、離合器控制裝置等行程開(kāi)關(guān)的信號(hào)傳輸。它與錨機(jī)主體電控系統(tǒng)之間的通訊方式采用PR0FIBUS通訊方式，在錨機(jī)整套控制系統(tǒng)中，處在從屬位置。如圖2 4，2 5所示，錨機(jī)的電氣控制系統(tǒng)由一套電控箱87、一套啟動(dòng)箱88、一套變頻驅(qū)動(dòng)箱89、一組電阻箱90、一套現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)85等組成。液壓系統(tǒng)與主控系統(tǒng)之間通過(guò)PR0FIBUS通訊網(wǎng)線(xiàn)連接。I)電控箱 87電控箱外形尺寸 1750X1200X500，防護(hù)等級(jí)為IP23，主要由如下部分組成主斷路器、中間繼電器、控制開(kāi)關(guān)、PLC控制器、輸入、輸出模塊、指示燈。在電控箱87內(nèi)安裝一組西門(mén)子S7系列PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)對(duì)錨機(jī)系統(tǒng)、變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、液壓機(jī)組系統(tǒng)等進(jìn)行檢測(cè)和控制。系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，PLC首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行自檢，發(fā)現(xiàn)故障發(fā)出報(bào)警型號(hào)。在電控箱87的面板上，有工作狀態(tài)指示燈，PLC控制系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)對(duì)系統(tǒng)工作狀態(tài)進(jìn)行逐個(gè)監(jiān)測(cè)。PLC—旦檢測(cè)到系統(tǒng)的異常狀態(tài)，立即發(fā)出報(bào)警信號(hào)。低油位報(bào)警，電機(jī)過(guò)載報(bào)警，油高溫報(bào)警，濾器堵塞報(bào)警等報(bào)警會(huì)實(shí)時(shí)顯示在現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)和遠(yuǎn)程控制盤(pán)上，指示出故障狀態(tài)，提示用戶(hù)進(jìn)行故障處理。PLC控制系統(tǒng)還將各種報(bào)警信號(hào)、重要的工作狀態(tài)實(shí)時(shí)傳送到專(zhuān)題四中的集控中心上。2)啟動(dòng)箱 88啟動(dòng)箱88外形尺寸 2080 X 1000 X 600，防護(hù)等級(jí)為IP23，由如下部分組成主斷路器、繼電器、中間繼電器、控制開(kāi)關(guān)、控制變壓器、按鈕、指示燈等。在進(jìn)行起拋錨作業(yè)操作時(shí)，首先接通啟動(dòng)箱上的主電源開(kāi)關(guān)，為液壓系統(tǒng)供電，待油泵電機(jī)，液壓系統(tǒng)運(yùn)行正常，操作人方可在控制盤(pán)上進(jìn)行起錨和拋錨的上操作。在裝置操作使用過(guò)程中，對(duì)應(yīng)不同的工作位置，電控箱上的工作狀態(tài)指示燈，會(huì)相應(yīng)亮起。啟動(dòng)箱為液壓機(jī)組系統(tǒng)提供電源。安裝有液壓機(jī)組油泵啟動(dòng)/停止控制按鈕，控制油泵的啟動(dòng)和停止；在啟動(dòng)箱面板上有運(yùn)行時(shí)間顯示、電源開(kāi)關(guān)、電源指示燈、電壓顯示、電流顯示、指示燈。3)變頻驅(qū)動(dòng)箱89變頻驅(qū)動(dòng)箱89選用芬蘭VACON公司NXC柜機(jī)產(chǎn)品，外形尺寸 2200 X 1600 X 600，該變頻器諧波抑制能力能夠滿(mǎn)足定位平臺(tái)電網(wǎng)電能質(zhì)量要求，柜機(jī)功率重載630kW，額定輸入電壓690V，防護(hù)等級(jí)IP44。變頻驅(qū)動(dòng)箱89需要通過(guò)變壓器或直接與平臺(tái)電網(wǎng)相連，此時(shí)需要兼顧電網(wǎng)、變頻器與變頻電機(jī)之間的電壓匹配問(wèn)題，達(dá)到合理選擇變壓器、變頻器和變頻電機(jī)，從而優(yōu)化整個(gè)錨機(jī)裝置的體積、重量和設(shè)備費(fèi)用。此外變頻驅(qū)動(dòng)裝置可能會(huì)對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量產(chǎn)生諧波污染，從而影響其他平臺(tái)裝置的正常工作，因此需要優(yōu)化變頻器控制策略必要情況下考慮添加相應(yīng)的濾波裝置或措施。綜合考慮，變頻驅(qū)動(dòng)箱89采用十二脈沖型式，把二套整流橋以移相變壓器供電，在電源中通過(guò)消除最低次的諧波來(lái)減少諧波畸變總量，滿(mǎn)足錨機(jī)起錨、拋錨、剎車(chē)、變速等工作條件。4)電阻箱 90電阻箱90共四套，每套電阻箱外形尺寸 2080X820X700，每套電阻箱制動(dòng)單元88kff,阻值50 Ω，4臺(tái)電阻箱并聯(lián)后，總功率約為350kW，是變頻器額定功率的60%，符合變頻 器制動(dòng)的配比要求。在錨機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，通常情況下不進(jìn)行急速剎車(chē)操作。當(dāng)進(jìn)行錨機(jī)剎車(chē)時(shí)，機(jī)械剎車(chē)裝置配合進(jìn)行制動(dòng)，可有效減少制動(dòng)電阻發(fā)熱功率。5)現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)85現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)85外形尺寸 1150X900X650，防護(hù)等級(jí)為IP56，作為簡(jiǎn)潔的現(xiàn)場(chǎng)控制裝置，通過(guò)功能選擇，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)錨機(jī)的全功能控制，并具有狀態(tài)檢測(cè)功能，實(shí)時(shí)發(fā)出報(bào)警信息。通過(guò)面板上的液晶屏幕實(shí)時(shí)顯示錨機(jī)的工作狀態(tài)，顯示電壓、電流、功率等電氣參數(shù)；顯示液壓系統(tǒng)的壓力、溫度、液位等液控參數(shù)；顯示水溫、水壓等水系統(tǒng)參數(shù)。6)錨機(jī)電控系統(tǒng)操作介紹正常情況下對(duì)錨機(jī)的操作在現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)上完成。當(dāng)將控制權(quán)限切換到中央控制方式時(shí)，可以通過(guò)中央集控操作臺(tái)，對(duì)錨機(jī)進(jìn)行操作控制。液壓泵站和啟動(dòng)箱、電控箱也可以對(duì)錨機(jī)進(jìn)行操作和控制，這種操作和控制一般用于系統(tǒng)調(diào)試和調(diào)整以及維修和檢測(cè)，操作人員正常狀態(tài)下，不進(jìn)行這類(lèi)操作控制。a.上電前檢查設(shè)備在較長(zhǎng)時(shí)間(一般為30天)沒(méi)有通電運(yùn)行時(shí)，在上電前應(yīng)進(jìn)行檢查。檢查內(nèi)容包括主電路電纜連接是否牢固，測(cè)試主電路的絕緣電阻，絕緣電阻應(yīng)大于10ΜΩ，元器件上無(wú)明顯的灰塵和凝露；確認(rèn)無(wú)滴水、噴水及水珠凝結(jié)。即使切斷了交流電后，變頻器內(nèi)的電容器仍保持充電狀態(tài)且電壓很高。若變頻器此前已經(jīng)上電，則須將交流電源切斷十分鐘以上方可開(kāi)始維護(hù)工作。通常，內(nèi)置電阻器會(huì)使電容器放電。但在某些異常情況下，電容器可能并未放電，或因輸出端子帶有電壓而無(wú)法放電。b.系統(tǒng)上電和自檢在對(duì)錨機(jī)進(jìn)行操作，首先為控制裝置接通電源。(I)接通變頻器的總電源，變頻器的工作電源是三相交流690V，變頻器電源指示燈亮，系統(tǒng)自檢完成后，顯示狀態(tài)正常，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。在初次使用時(shí)，應(yīng)依照變頻器控制器使用手冊(cè)，認(rèn)真核實(shí)變頻器控制參數(shù)，確認(rèn)輸入的參數(shù)與控制要求一致。某些參數(shù)對(duì)變頻器運(yùn)行有很大影響，更改此類(lèi)參數(shù)之前，須仔細(xì)考慮后果，不建議使用人員修改變頻器參數(shù)。(2)在接通啟動(dòng)箱電源前，確認(rèn)箱體內(nèi)的開(kāi)關(guān)處于接通狀態(tài)，電控箱和液壓機(jī)組、現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)等處于上電狀態(tài)。在初次調(diào)試時(shí)，應(yīng)先接通啟動(dòng)箱總電源，再逐個(gè)接通每部分的電源。(3)通過(guò)啟動(dòng)箱和液壓機(jī)組上的控制按鈕啟動(dòng)液壓泵組，檢查液壓泵組的運(yùn)行情況。確認(rèn)液壓泵運(yùn)行平穩(wěn)，管路壓力正常，沒(méi)有滴漏現(xiàn)象發(fā)生。(4)觀(guān)察現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)上的工作指示燈和液晶屏顯示的狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生報(bào)警時(shí)，應(yīng)及時(shí)處理。(5) PLC控制系統(tǒng)安裝在電控箱內(nèi)的PLC系統(tǒng)由一臺(tái)S7300 CPU314C-2DP和開(kāi)關(guān)量模塊、模擬量模塊FM350編碼器計(jì)數(shù)模塊組成。這組PLC是錨機(jī)控制系統(tǒng)的主站，通過(guò)PR0FIBUS-DP連接 液壓機(jī)組、現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)和變頻器驅(qū)動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成控制。同時(shí)與中央集中控制臺(tái)連接接受中央集中控制臺(tái)的指令，完成集控和聯(lián)控功能。在PLC上電后首先通過(guò)PR0FIBUS-DB連接線(xiàn)檢測(cè)連接主站和從站的工作狀態(tài)，在連接正常進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，連接異常時(shí)，PLC系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，應(yīng)依照提示故障信息及時(shí)處理。系統(tǒng)診斷模塊對(duì)通訊狀態(tài)進(jìn)行檢驗(yàn)，當(dāng)檢測(cè)狀態(tài)正確時(shí)，進(jìn)入系統(tǒng)工作準(zhǔn)備狀態(tài)；當(dāng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，檢測(cè)程序發(fā)出通訊報(bào)警信號(hào)，等待對(duì)報(bào)警狀態(tài)進(jìn)行處理，系統(tǒng)運(yùn)行后，實(shí)時(shí)進(jìn)行FR0FIBUS數(shù)據(jù)交換和共享。PLC功能檢測(cè)模塊對(duì)系統(tǒng)的初始狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)狀態(tài)正確時(shí)，進(jìn)入系統(tǒng)工作準(zhǔn)備狀態(tài)；當(dāng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，檢測(cè)程序發(fā)出報(bào)警信號(hào)，等待對(duì)報(bào)警狀態(tài)進(jìn)行處理。PLC控制系統(tǒng)中主要包括下列控制模塊I)液壓機(jī)組控制模塊用于接收響應(yīng)液壓控制系統(tǒng)的檢測(cè)信號(hào)，并向其發(fā)出動(dòng)作執(zhí)行信號(hào)；2)變頻器控制模塊用于接收變頻器的控制信號(hào)，并向其發(fā)出響應(yīng)的執(zhí)行信號(hào)，控制調(diào)整變頻器實(shí)現(xiàn)變頻電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止，顯示變頻器的工作狀態(tài)以及對(duì)變頻器報(bào)警響應(yīng)和復(fù)位；3)錨鏈張力采集模塊用于實(shí)時(shí)采集三個(gè)錨鏈輪上錨機(jī)張力信號(hào)，并記錄在數(shù)據(jù)塊中；4)編碼器采集模塊用于采集三個(gè)錨鏈輪上的編碼器信號(hào)，并記錄放出錨鏈長(zhǎng)度，實(shí)時(shí)計(jì)算錨鏈速度；5)通訊模塊用于實(shí)現(xiàn)主站與從站以及中央控制中心之間的通訊和數(shù)據(jù)交換；6)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制模塊用于當(dāng)操作人員通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)上的按鈕、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、操縱手柄進(jìn)行操作時(shí)，依照控制邏輯關(guān)系，發(fā)出組合控制盤(pán)指令信號(hào)，實(shí)現(xiàn)裝置的功能性操作；7)顯示處理模塊用于PLC控制系統(tǒng)對(duì)錨機(jī)工作狀態(tài)、張力數(shù)值、錨鏈長(zhǎng)度、運(yùn)行速度、液壓機(jī)組工作狀態(tài)、變速箱的工作狀態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將數(shù)據(jù)處理后，傳遞到液晶屏實(shí)時(shí)顯示；8)液晶觸摸屏模塊液晶屏通過(guò)MPI接口與PLC控制系統(tǒng)連接，實(shí)時(shí)接受PLC控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，在液晶屏上由WINCC編寫(xiě)設(shè)計(jì)良好的人機(jī)界面，人機(jī)界面包括狀態(tài)顯示、系統(tǒng)設(shè)置、基本功能控制、報(bào)警顯示和記錄等。同時(shí)WINCC組態(tài)軟件中包括比較豐富的幫助文檔，使用者可以方便地獲得幫助信息，更好地完成錨機(jī)的操作和控制。c.基本控制功能[0174]電源總開(kāi)關(guān)在啟動(dòng)箱上，使用設(shè)備時(shí)，首先合上電源總開(kāi)關(guān)。在電控箱有一組變頻器控制按鈕和指示燈。操作這些按鈕可以對(duì)變頻器進(jìn)行控制，電控箱上的按鈕用于變頻器動(dòng)作控制，僅在系統(tǒng)調(diào)試時(shí)使用。按下正轉(zhuǎn)按鈕，變頻器輸出正轉(zhuǎn)控制指令，變頻電動(dòng)正轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)指示燈亮；按下反轉(zhuǎn)按鈕，變頻器輸出反轉(zhuǎn)控制指令，變頻電動(dòng)反轉(zhuǎn)， 反轉(zhuǎn)指示燈亮；當(dāng)變頻器發(fā)生故障時(shí)，變頻器故障報(bào)警指示燈量，按下故障復(fù)位按鈕，可進(jìn)行故障復(fù)位。電控箱上的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)按鈕，與所有的剎車(chē)制動(dòng)、離合狀態(tài)沒(méi)關(guān)聯(lián)和連鎖，在操作時(shí)，應(yīng)將剎車(chē)制動(dòng)器、離合器調(diào)整到 相應(yīng)的狀態(tài)。在電控箱上，有液壓泵站機(jī)組啟動(dòng)和停止開(kāi)關(guān)，在電控箱上可以操作液壓泵站。液壓機(jī)組有獨(dú)立的電氣控制系統(tǒng)和操作面板，在分系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，使用操作面板上可對(duì)所有的液壓執(zhí)行部件進(jìn)行控制。當(dāng)液壓泵站的PLC控制系統(tǒng)與電控箱中的PLC控制系統(tǒng)通過(guò)PR0FIBUS-DP連接后，液壓泵站的PLC作為一個(gè)從站，接受主站的控制指令，向主站發(fā)送檢測(cè)和報(bào)警信號(hào)。此時(shí)操作面板上除液壓泵站的啟動(dòng)、停止和急停外其他操作功能將被屏蔽。d.錨機(jī)操作控制正常情況下，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)對(duì)錨機(jī)進(jìn)行操作?，F(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)的操作面板上包括以下內(nèi)容(I)數(shù)字顯示儀表數(shù)字儀表選用OMRON K3HB-S系列產(chǎn)品，采用易于識(shí)別判斷的彩色顯示屏，彩色顯示屏根據(jù)數(shù)值的區(qū)間可以在紅綠之間轉(zhuǎn)換。采樣周期O. 5ms，最大輸出相應(yīng)時(shí)間1ms，滿(mǎn)足實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示的要求。數(shù)字顯示儀表接受PLC的數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)運(yùn)行是可以顯示拉力/速度/長(zhǎng)度。(2)控制全轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)選擇控制權(quán)限。當(dāng)選擇現(xiàn)場(chǎng)控制方式時(shí)，使用現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)操作錨機(jī)；當(dāng)選擇集中控制方式時(shí)，使用集控中心控制方式操作錨機(jī)；當(dāng)選擇調(diào)試方式時(shí)，用于調(diào)試和維修調(diào)整。(3)離合器控制轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)選擇離合器控制方法。選擇聯(lián)動(dòng)方式時(shí)，離合器隨操作手柄和控制指令自動(dòng)分開(kāi)和嚙合；選擇離合器分開(kāi)方式，離合器始終在分開(kāi)狀態(tài)；選擇離合器嚙合方式，離合器始終在嚙合狀態(tài)。離合器轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)上有操作鑰匙，使用人員不可隨意操作，正常情況下，設(shè)置在聯(lián)動(dòng)方式。(4)操作狀態(tài)設(shè)置按鈕分別設(shè)置⑶R，⑶L-I、⑶L三組錨機(jī)的操作方式，三組按鈕分別設(shè)置三個(gè)錨機(jī)的操作，對(duì)于電機(jī)操作方式每次只有一個(gè)控制功能有效，三組停車(chē)控制同時(shí)有效。(5)指示燈&按鈕設(shè)置和顯示減速箱的檔位狀態(tài)(6)電源開(kāi)關(guān)接通或斷開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)的電源。(7)緊急停止按鈕在出現(xiàn)非正常危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)，按下緊急停止按鈕，設(shè)備停止運(yùn)行，所有裝置處于安全停止?fàn)顟B(tài)。(8)緊急釋放按鈕在裝置處于停車(chē)狀態(tài)時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)極度危險(xiǎn)情況，將會(huì)導(dǎo)致錨鏈斷裂、平臺(tái)被撞擊、傾覆事態(tài)時(shí)，按下緊急釋放按鈕，快速放出錨鏈。(9)液晶屏由WINCC組態(tài)，通過(guò)MPI接口與PLC連接，實(shí)時(shí)接受PLC的數(shù)據(jù)，在液晶屏上由WINCC編寫(xiě)設(shè)計(jì)良好的人機(jī)界面，人機(jī)界面包括狀態(tài)顯示、系統(tǒng)設(shè)置、基本功能控制、報(bào)警顯示和記錄等。同時(shí)WINCC組態(tài)軟件中包括比較豐富的幫助文檔，使用者可以方便地獲得幫助信息，更好地完成錨機(jī)的操作和控制。(10)操縱手柄控制錨鏈的收放。當(dāng)手柄向前推時(shí)，錨鏈放出；當(dāng)手并向后拉時(shí)，錨鏈?zhǔn)栈?。手柄的推拉角度，決定收放速度。在完成自由拋錨設(shè)置后，推出手柄，實(shí)現(xiàn)自由拋錨，手柄回到中位，拋錨停止。本發(fā)明的主要功能I)動(dòng)力起/拋錨平臺(tái)復(fù)位調(diào)整位置或平臺(tái)需要撤離起錨時(shí)，錨機(jī)進(jìn)行起拋錨作業(yè)。起拋錨過(guò)程中，等所有程序和檢測(cè)到位后，讓需要?jiǎng)幼鞯腻^機(jī)離合器合上之后，便可扳動(dòng)操作手柄進(jìn)行作業(yè)。起拋錨過(guò)程中，錨鏈的張力、長(zhǎng)度、速度等信息實(shí)時(shí)顯示。起錨工況若錨鏈張力比較大，變速齒輪箱必須掛在低速檔；當(dāng)錨鏈張力比較小時(shí)，變速齒輪箱可以?huà)旄咚贆n。起錨過(guò)程·中不允許離合器脫開(kāi)，或者變速齒輪箱換擋，必須在電機(jī)停止以后進(jìn)行操作，若發(fā)生應(yīng)急情況，電機(jī)必須停止，帶式制動(dòng)器閉合將錨鏈輪剎住。2 )布錨/拋錨平臺(tái)布錨/拋錨時(shí)，錨鏈由承擔(dān)拋錨任務(wù)的工作船拖出，在拋出過(guò)程中水冷剎車(chē)控制錨鏈拋放速度；根據(jù)實(shí)際工況需要，帶式剎車(chē)可以配合水冷剎車(chē)一同作用。布錨/拋錨過(guò)程中，錨鏈的張力、長(zhǎng)度、速度等信息實(shí)時(shí)顯示。3 )應(yīng)急釋放當(dāng)平臺(tái)遭遇最大風(fēng)暴、惡劣環(huán)境條件，錨鏈張力超過(guò)設(shè)定值時(shí)；或者有緊急異常情況時(shí)(有失常船舶撞向平臺(tái))，此時(shí)錨鏈應(yīng)急釋放功能開(kāi)啟，離合器脫開(kāi)，帶式剎車(chē)松開(kāi)，放出錨鏈。應(yīng)急釋放的最終目的一般都是快速棄鏈。
權(quán)利要求1.一種三鏈輪臥式電動(dòng)錨機(jī)，包括錨機(jī)本體裝置、錨鏈導(dǎo)向裝置(86)、傳動(dòng)裝置(83)、掣鏈器(84)、液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)，其特征在于三個(gè)錨機(jī)本體裝置分左、中、右布置，并分別通過(guò)離合器與傳動(dòng)裝置(83)的傳動(dòng)軸(17)連接，錨機(jī)本體裝置下面裝有掣鏈器(84)和錨鏈導(dǎo)向裝置(86)，電氣控制系統(tǒng)由電控箱(87)、啟動(dòng)箱(88)、變頻驅(qū)動(dòng)箱(89)、電阻箱(90 )、現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)(85 )組成，現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)(85 )分別與啟動(dòng)箱(88 )和電控箱(87 )連接，啟動(dòng)箱(88)分別與變頻驅(qū)動(dòng)箱(89)和液壓系統(tǒng)中的電控系統(tǒng)連接，變頻驅(qū)動(dòng)箱(89)與傳動(dòng)裝置中的變頻電機(jī)(26 )連接，水冷剎車(chē)(27 )與傳動(dòng)裝置中的變速齒輪箱(20 )連接；液壓系統(tǒng)中的電控系統(tǒng)通過(guò)液壓泵站分別連接錨機(jī)本體裝置中的帶式剎車(chē)裝置(12)、離合器控制裝置(13)、掣鏈器(84)、傳動(dòng)裝置(83)中的盤(pán)式制動(dòng)器、齒輪箱換擋裝置，并將帶式剎車(chē)裝置(12)、離合器控制裝置(13)、盤(pán)式制動(dòng)器、齒輪箱換擋裝置的位置信號(hào)以及錨機(jī)本體裝置的錨鏈張力、長(zhǎng)度及速度信號(hào)分別反饋給電控箱(87)，用于實(shí)現(xiàn)錨機(jī)的動(dòng)力起/拋錨、拋錨和布錨、應(yīng)急釋放、速度限制；液壓系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)之間通訊連接，電氣控制系統(tǒng)中的PLC控制系統(tǒng)安裝在電控箱(87)內(nèi)，用于數(shù)據(jù)處理及所有錨機(jī)集成同步控制、數(shù)據(jù)采集、信息檢測(cè)及反饋、應(yīng)急自動(dòng)釋放。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三鏈輪臥式電動(dòng)錨機(jī)，其特征在于所述錨機(jī)本體裝置包括基座支架(I)、制動(dòng)輪(2)、錨鏈輪(3)、傳動(dòng)銷(xiāo)(4)、主軸(7)、大齒輪(8)、編碼器(9)、測(cè)力裝置(10)、齒輪防護(hù)罩(11)、帶式剎車(chē)裝置(12)、離合器控制裝置(13)，錨鏈輪(3)通過(guò)主軸(7 )安裝在基座支架(I)上，錨鏈輪(3 ) 一端面上裝有大齒輪(8 )，另一端面上裝有制動(dòng)輪(2 )，制動(dòng)輪(2 )外面裝有固定在基座支架(I)上的帶式剎車(chē)裝置(12 )，主軸(7 )的一側(cè)軸承端蓋上安裝有編碼器(9)，用來(lái)檢測(cè)錨鏈放出長(zhǎng)度和移動(dòng)速度，在錨鏈出鏈方向，基座支架(I)支撐處安裝有兩個(gè)銷(xiāo)軸式測(cè)力裝置(10)，用于定時(shí)檢測(cè)錨鏈張力；用作左、右錨機(jī)本體裝置，大齒輪(8)與輸入小齒輪(6)嚙合連接，小齒輪(6)通過(guò)離合器(5)與傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)軸(17)連接；用作中間錨機(jī)本體裝置，大齒輪(8)與小齒輪套(14)嚙合連接，小齒輪套(14)通過(guò)牙嵌離合器(15)與傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)軸(17)連接；離合器(5)或牙嵌離合器(15)與離合器控制裝置(13)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三鏈輪臥式電動(dòng)錨機(jī)，其特征在于所述傳動(dòng)裝置(83)包括變速齒輪箱(20)、齒輪箱傳動(dòng)軸(17)、電機(jī)聯(lián)軸器防護(hù)罩(22)、盤(pán)式制動(dòng)器(23)、中間聯(lián)軸器(25)、變頻電機(jī)(26)、水冷剎車(chē)(27)，變速齒輪箱(20)為平行軸箱體式結(jié)構(gòu)，四軸三級(jí)傳動(dòng)，其中，輸入軸通過(guò)盤(pán)式制動(dòng)器(23)與變頻電機(jī)(26)連接，中間軸通過(guò)中間聯(lián)軸器(25)與水冷剎車(chē)(27)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三鏈輪臥式電動(dòng)錨機(jī)，其特征在于所述錨鏈導(dǎo)向裝置(86)包括上基座(3 I)、下基座(3 2)、上轉(zhuǎn)軸(3 3)、下轉(zhuǎn)軸(3 4)、支架(3 5)、鏈輪軸(3 6)、鏈輪(3 7)，上基座(3 I)下面和下基座(3 2)上面分別設(shè)有上轉(zhuǎn)軸(3 3)和下轉(zhuǎn)軸(3 4)，上轉(zhuǎn)軸(3 3)和下轉(zhuǎn)軸(3 4)之間轉(zhuǎn)動(dòng)連接支架(3 5)，支架(3 5)前端通過(guò)鏈輪軸(36)活動(dòng)連接鏈輪(3 7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三鏈輪臥式電動(dòng)錨機(jī)，其特征在于所述帶式剎車(chē)裝置(12)和離合器控制裝置(13)中的油缸進(jìn)、出油口裝有單向節(jié)流閥，用于控制帶式剎車(chē)裝置、離合器控制裝置的開(kāi)、關(guān)速度。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三鏈輪臥式電動(dòng)錨機(jī)，其特征在于所述電控箱(87)內(nèi)安裝有PLC控制系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)量模塊、模擬量模塊和FM350編碼器計(jì)數(shù)模塊，并通過(guò)通訊模塊與液壓系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)(85)和變頻驅(qū)動(dòng)箱(89)連接，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成控制，同時(shí)與中央控制臺(tái)連接接受中央控制臺(tái)的指令信號(hào)，完成集控和聯(lián)控功能；其中，PLC控制系統(tǒng)包括下列控制模塊 O液壓機(jī)組控制模塊用于接收響應(yīng)液壓控制系統(tǒng)的檢測(cè)信號(hào)，并向其發(fā)出動(dòng)作執(zhí)行信號(hào); 2)變頻器控制模塊用于接收變頻器的控制信號(hào)，并向其發(fā)出響應(yīng)的執(zhí)行信號(hào)，控制調(diào)整變頻器實(shí)現(xiàn)變頻電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止，顯示變頻器的工作狀態(tài)以及對(duì)變頻器報(bào)警響應(yīng)和復(fù)位； 3)錨鏈張力采集模塊用于實(shí)時(shí)采集三個(gè)錨鏈輪上錨機(jī)張力信號(hào)，并記錄在數(shù)據(jù)塊中； 4)編碼器采集模塊用于采集三個(gè)錨鏈輪上的編碼器信號(hào)，并記錄放出錨鏈長(zhǎng)度，實(shí)時(shí)計(jì)算錨鏈速度； 5)通訊模塊用于實(shí)現(xiàn)主站與從站以及中央控制中心之間的通訊和數(shù)據(jù)交換； 6)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制模塊用于當(dāng)操作人員通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)上的按鈕、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、操縱手柄進(jìn)行操作時(shí)，依照控制邏輯關(guān)系，發(fā)出組合控制盤(pán)指令信號(hào)，實(shí)現(xiàn)裝置的功能性操作； 7)顯示處理模塊用于PLC控制系統(tǒng)對(duì)錨機(jī)工作狀態(tài)、張力數(shù)值、錨鏈長(zhǎng)度、運(yùn)行速度、液壓機(jī)組工作狀態(tài)、變速箱的工作狀態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將數(shù)據(jù)處理后，傳遞到液晶屏實(shí)時(shí)顯示； 8)液晶觸摸屏模塊用于液晶屏通過(guò)MPI接口與PLC控制系統(tǒng)連接，實(shí)時(shí)接受PLC控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信號(hào)，在液晶屏上編寫(xiě)人機(jī)界面。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三鏈輪臥式電動(dòng)錨機(jī)，其特征在于所述錨鏈輪(3)為五齒結(jié)構(gòu)，錨鏈輪(3)主體材料為ZG20Mn低合金鑄鋼，錨鏈輪(3)與錨鏈嚙合處補(bǔ)焊一塊20SiMn2MoV或20CrMnMoB高硬度合金鋼，調(diào)質(zhì)后表面硬度達(dá)到HB270，用于長(zhǎng)期使用磨損后，補(bǔ)焊修復(fù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三鏈輪臥式電動(dòng)錨機(jī)，其特征在于所述帶式剎車(chē)裝置(12)采用雙帶結(jié)構(gòu)，包括鋼帶組件(4 I )、拉桿組件(4 2)、力臂板組件(4 3)、帶式剎車(chē)油缸組件(4 4)、推板(4 5 )、帶式剎車(chē)放油閥(46 )、銷(xiāo)軸(4 7 )，鋼帶組件(41) 一端通過(guò)拉桿組件(4 2)和力臂板組件(4 3)與帶式剎車(chē)油缸組件(4 4)連接，鋼帶組件(4 I )另一端通過(guò)銷(xiāo)軸(4 7)與力臂板組件(4 3)連接，力臂板組件(43)通過(guò)銷(xiāo)軸(47)與推板(4 5)連接，帶式剎車(chē)油缸組件(44)連接帶式剎車(chē)放油閥(46 )。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三鏈輪臥式電動(dòng)錨機(jī)，其特征在于所述離合器控制裝置(13)包括油缸組件(5 I)、撥桿支架(5 2)、半撥桿(5 3)、撥軸9 5 4)、隔板(5 5)、撥桿組件(5 6)、墊片(5 7)、銷(xiāo)軸(5 9)、限位板(6 O )、接頭(6 I)、放油閥(6 2)，半撥桿(5 3)與撥桿組件(5 6)固定連接，半撥桿(5 3)和撥桿組件(5 6)頂部分別裝有撥軸(5 4)，撥桿組件(5 6)中間連接撥桿支架(5 2)，下面通過(guò)銷(xiāo)軸(5 9)與油缸組件(5 I)連接，下端裝有限位板(6 O)和接頭(6 1)，油缸組件(5 I)與放油閥9 6 2)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三鏈輪臥式電動(dòng)錨機(jī)，其特征在于所述變速齒輪箱的四軸三級(jí)傳動(dòng)，分為低速檔、高速檔和空擋，高速檔傳動(dòng)比為27. 9，低速檔傳動(dòng)比為77. 4，額定扭矩為400kNm，過(guò)載扭矩為620kNm ;所述變頻電機(jī)(26)為六極電機(jī)，三相電壓為690V，基準(zhǔn)頻率為50Hz，功率為585kW，額定扭矩為5701Nm，最大扭矩為12150 Nm。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種三鏈輪臥式電動(dòng)錨機(jī)，三個(gè)錨機(jī)本體裝置分左、中、右布置，并通過(guò)離合器與傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)軸連接，錨機(jī)本體裝置下面裝有掣鏈器和錨鏈導(dǎo)向裝置，錨機(jī)本體裝置中的帶式剎車(chē)裝置、離合器控制裝置、傳動(dòng)裝置中盤(pán)式制動(dòng)器、水冷制動(dòng)器和齒輪箱換擋裝置以及掣鏈器分別與液壓控制系統(tǒng)連接，電氣控制系統(tǒng)中的啟動(dòng)箱分別與變頻驅(qū)動(dòng)箱和電控箱連接，電控箱與傳動(dòng)裝置中的變頻驅(qū)動(dòng)箱連接，變頻驅(qū)動(dòng)箱與傳動(dòng)裝置中的變頻電機(jī)連接，液壓控制系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)之間通訊連接，現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)和中央控制器與電控箱連接，用于數(shù)據(jù)處理及所有錨機(jī)集成同步控制、數(shù)據(jù)采集、信息檢測(cè)及反饋、應(yīng)急自動(dòng)釋放。
文檔編號(hào)B63B21/50GK202783706SQ20122034975
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月19日
發(fā)明者顧炳, 胡曉東, 王煒, 余德泉, 卓濤, 董俊 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七0四研究所