图 1-1 固定式起重船 图 1-2 旋转式起重船

1。2 起重船平衡原理

船在水面上时，船舶的重心是要比浮心低的，当船舶在稳定的水域上时，船 舶倾斜角度不是很大，船舶可以自动调整恢复平衡。还有就是船舶上边舱的设计， 即船舶的左右有装有水的空舱，船舶在不稳定时舱水能够帮助船舶保持相应的平 衡。在船舶的水线以下部分装有平衡翼装置，装置是一块比较长的钢板横向放置 在船舶，船舶在不稳定的时候，水的浮动力作用在平衡翼上，产生一定的阻力， 船舶就不会轻易的晃动，用来减缓船的浮动。

对于起重船专门设有平衡压载仓，利用进出压载水来控制船体平衡，如图

1-3。对于本次方案设计在移动配载平衡仓中采用平衡块进行自动平衡。船舶在 水上姿态专业上称为浮态，取决于船舶自身的重心和浮心的相对位置关系。船体 正浮状态时浮力和重力在一条作用线上，大小是相等的方向正好相反，因此船体 达到平衡状态。当船体在外力作用下发生纵向或横向倾斜时，在一定的倾角范围 内浮力和重力共同对船体产生一个恢复力矩，使船体趋向于正浮。当船体超过一

定的倾角之后，外力和船体的重力将同时对船体产生倾覆力矩将使船舶翻沉。小 型工作船由于其作业特性的要求，很多情况下需要有水上吊装功能。常规情况下， 较大的吊装能力必然对船体产生较大的倾覆力矩。为了保证船舶的安全，相对于 主尺度和排水量来说，小型船舶横向吊装即侧吊 能力受到很大的限制，往往不 能满足作业要求。如何提高侧吊能力，使小型工作船发挥出中型甚至大型工作船 的作用，是船舶行业的一个技术难题，采用可移动配载是解决这一技术难题的有 效方式之一，并寻求的技术方案。论文网

图 1-3 船舱俯视图

1。3 国内外研究现状及存在的问题

1。3。1 国内研究现状及问题

1。3。2  国外发展情况

1。4 本文研究的内容和方法

1。4。1  研究内容

本文旨在设计中小型船舶起吊装置的自动平衡系统。具体的研究内容包括： 总体方案设计、设计液压系统包括液压原理图及各液压元器件的选型、整个平衡 系统的三维建模。

1。4。2  研究方法

通过整个船舱二维图及相关原始数据计算出平衡系统的所需最大的驱动力，

根据计算数据选着合适型号的液压缸及各个元器件，再用 Inventor 软件进行三 维建模，完成自动平衡系统的设计。

第二章 平衡系统总体方案设计

2。1 机械部分总体方案

4、动滑轮组 4、动滑轮组

图 2-1 总体方案

图 2-1 所示是总体布局方案的组成：用钢丝绳、转向滑轮组、2 套动滑轮组、 驱动液压缸形成一套闭环驱动系统。

平衡块部分：平衡块作为平衡系统的的主要组成部分，正是根据船舶起吊重 物时利用平衡块平衡块的左右移动来进行平衡，驱动采用钢丝绳拖曳的方式进行 驱动，钢丝绳可以根据实际驱动力的大小进行选取和更换，该方案可以降低机械 制造和现场组装调试难度，且设备现场安装布局非常灵活，在配载中安装这个平 衡系统是比较容易实现的，钢丝绳拖曳兼具有缓冲吸振的作用，能够在平衡响应 的时间内进行实现自动的平衡。此外平衡块的材料尽量采用铸铁，铸铁的密度是 比其他材料如混凝土大很多，能够节省配载仓的空间体积，对于整体平衡系统的 布置有很大的益处，这样平衡块还能够采用积木式的拼装方式，在每个平衡块设 置螺栓孔，可以根据实际情况中起重吊机最大额定负荷进行调整，加载还是卸载 平衡块都是十分的方便。平衡块连接部分利用的是移动地盘，移动底盘的设计是 有 3 排行走轮，两侧的滑轮安装有滚动轴承，两侧设计成具有双向约束，沿着直 线导轨进行前后的移动，中间的滑轮采用单向约束，一侧不受限制，这样做的目 的是兼顾保证整个平衡块结构运动时的刚性和运动的灵活性。导轨的平行度控制 也是一个关键的部分，由于平衡系统长时间的进行平衡工作，平衡块在导轨上的文献综述