浮式起重機(jī)是一種專(zhuān)門(mén)在水上從事起重作業(yè)的工程船舶。其應(yīng)用廣泛,如在港口用它來(lái)完成貨物的裝卸工作;在各類(lèi)港灣和近海水域工程中完成筑港、造橋、設(shè)備的安裝;在船廠完成設(shè)備舾裝和修理;近年來(lái)隨著海上石油開(kāi)發(fā),依靠特大型浮式起重機(jī),完成鉆井平臺(tái)的建設(shè)與安裝。凡在水上有起重作業(yè)需要的場(chǎng)合,都離不開(kāi)浮式起重機(jī)。
浮式起重機(jī)一般由下部浮船和裝在浮船甲板上的上部建筑兩大部分組成。其中浮船用來(lái)支持起重機(jī)的自重和起吊的重量,再通過(guò)自身的船殼把它們傳遞給水面,使得浮式起重機(jī)能夠獨(dú)立地浮在水面上工作。此外,浮船還可以使起重機(jī)沿著水道從一個(gè)工作地點(diǎn)航行到另外一個(gè)工作地點(diǎn),或者在同一個(gè)工作地點(diǎn)內(nèi)做水平移動(dòng),以滿足起重機(jī)對(duì)準(zhǔn)裝卸點(diǎn)或完成貨物水平移動(dòng)的要求等。上部建筑是浮式起重機(jī)的起重裝置部分,用來(lái)裝卸或吊裝貨物。
一、浮式起重機(jī)的分類(lèi)由于使用場(chǎng)合的條件不同,工作任務(wù)的差異,浮式起重機(jī)的形式、種類(lèi)、參數(shù)和構(gòu)造形式各異,歸納如下:1、按用途分類(lèi)可分為裝卸型和吊裝型。裝卸型浮吊主要用于內(nèi)河港口,完成散貨如件貨、煤、砂等貨物的裝卸。這類(lèi)起重船的起重量不大,為滿足生產(chǎn)率要求,各機(jī)構(gòu)的工作速度較髙,臂架系統(tǒng)構(gòu)造復(fù)雜,可360°回轉(zhuǎn),放置起重機(jī)的躉船一般采用無(wú)動(dòng)力長(zhǎng)方形平底船。吊裝型浮吊主要用于完成重件、大件、起升髙度大或起吊物件水下深度大等特殊工況下的起吊工作。這類(lèi)浮吊的生產(chǎn)率要求是次要的,因此主要機(jī)構(gòu)的速度參數(shù)很低,但其他非速度參數(shù)值變得很高,下圖為這一類(lèi)浮吊的例子。2、按工作航區(qū)分類(lèi)可分為內(nèi)河、沿海、近海和遠(yuǎn)洋4類(lèi)。一般浮式起重機(jī)的工作水域在內(nèi)河、港區(qū)和沿海遮蔽水域,平時(shí)風(fēng)浪較小,不會(huì)長(zhǎng)距離航行。隨著建設(shè)發(fā)展,在海上無(wú)遮蔽近海作業(yè)的浮式起重機(jī)數(shù)量逐漸增加,其作業(yè)工況比港內(nèi)作業(yè)時(shí)要惡劣得多,所以在設(shè)計(jì)浮式起重機(jī)時(shí)必須規(guī)定其工作的海域、工作風(fēng)浪大小、穩(wěn)定性要求及長(zhǎng)距離移泊航行時(shí)的海況,從而選擇相應(yīng)的船舶設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)載荷。3、按船舶有無(wú)航行能力分類(lèi)可分為自航式和非自航式兩類(lèi)。自航式依靠船舶自身配備的推進(jìn)裝置,具備前進(jìn)和轉(zhuǎn)彎的技術(shù)性能。非自航式浮吊在裝卸工作時(shí)仍需船能做短距離的移位,實(shí)現(xiàn)吊具作業(yè)位置的改變,完成幅度調(diào)整。實(shí)際移位時(shí)須預(yù)先下錨,用移位絞車(chē)和錨的相互配合收放鋼索,實(shí)現(xiàn)船舶的多方位移動(dòng)。對(duì)于狹窄的航道,錨索會(huì)妨礙其他船舶的航行,造成航道堵塞。對(duì)于長(zhǎng)距離的移位,還必須配備其他拖船,所以工作機(jī)動(dòng)性差。非自航式浮吊移位
4、按起重機(jī)與船體間能否相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)分類(lèi)分為回轉(zhuǎn)式和固定式兩種。回轉(zhuǎn)式浮吊上的起重機(jī)能夠繞垂直于船的縱橫平面的回轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動(dòng),且這條軸線離船舷距離常取為船寬的一半,使吊鉤的有效幅度處處保持為定值。因此,回轉(zhuǎn)型浮式起重機(jī)臂架能相對(duì)船體做360°轉(zhuǎn)動(dòng)。固定式浮吊上的起重機(jī)相對(duì)船體不能回轉(zhuǎn),臂架平面(臂架可擺動(dòng)或不擺動(dòng))總是與船舶縱向中心平面重合。其船和機(jī)的結(jié)構(gòu)均簡(jiǎn)單、造價(jià)低、故障少、維修費(fèi)用低,臂架人字架和所吊重物的重心常落在船體縱向中心線附近,只產(chǎn)生縱向傾斜及少許橫向傾斜,故船寬可設(shè)計(jì)得窄一些,因而船體尺度亦小,船體重量較輕,這是這類(lèi)船型的優(yōu)點(diǎn)。5、按配置的動(dòng)力分類(lèi)可分為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)、柴油機(jī)-電力驅(qū)動(dòng)和柴油機(jī)-液壓驅(qū)動(dòng)4種。目前,大型浮吊大多采用柴油機(jī)-電力驅(qū)動(dòng)或柴油機(jī)-液壓驅(qū)動(dòng)方式,電站和泵站都設(shè)在船體上,由柴油機(jī)驅(qū)動(dòng),再通過(guò)電路或管路給起重機(jī)各部分供電或供油,實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)機(jī)構(gòu)分別驅(qū)動(dòng)和調(diào)速。隨著交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展,尤其是變頻調(diào)速技術(shù)和其他調(diào)速技術(shù)的成熟,采用柴油-交流供電方式已成為首選方案。當(dāng)柴油機(jī)-電力驅(qū)動(dòng)方式達(dá)不到諸如界限尺寸、調(diào)速性能、自重和船機(jī)液壓一體化等技術(shù)要求時(shí),應(yīng)優(yōu)先考慮柴油機(jī)-液壓驅(qū)動(dòng)方式,依靠液壓定量馬達(dá)和變量泵的組合,通過(guò)改變泵的流量來(lái)調(diào)速,達(dá)到無(wú)級(jí)變速特性。相對(duì)柴油機(jī)-電力驅(qū)動(dòng)方式,柴油機(jī)-液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)價(jià)格昂貴,設(shè)備在各類(lèi)自然氣候環(huán)境下工作的自適應(yīng)性差,因此在日常使用中須精心保養(yǎng)。6、按主鉤額定起重量分類(lèi)(1) 小型浮式起重機(jī),起重量小于16t。(2) 中型浮式起重機(jī),起重量在16?63t之間。(3) 大型浮式起重機(jī),起重量在63t以上。目前我國(guó)已經(jīng)制造出8000t級(jí)巨型浮式起重機(jī)。國(guó)際上正在進(jìn)行萬(wàn)噸級(jí)浮式起重機(jī)的設(shè)計(jì)和制造,并且完成了用于海況十分惡劣的北海油田開(kāi)發(fā)使用的半潛式和其他各類(lèi)特種大噸位自航船型的浮式起重機(jī)的設(shè)計(jì)制造。二、船體主要技術(shù)參數(shù)浮式起重機(jī)是由起重機(jī)和船(包括船、船舶動(dòng)力裝置、船舶輔機(jī)、船電與舾裝等)兩大部分組成。主要技術(shù)參數(shù)包括:船型參數(shù)、船體主尺度參數(shù)。船體的主要尺度(簡(jiǎn)稱(chēng)主尺度)有:船體主尺寸船長(zhǎng)(L):船首尾垂線之間的水平長(zhǎng)度。型寬(B):船體垂直于中縱剖面方向的最大水平距離。型深(D):在船中橫剖面處,沿船舷自龍骨線至上甲板邊線(即下表面)的垂直距離。吃水(T):船體在水面以下的深度,通常指在中橫剖面上自龍骨線至設(shè)計(jì)水線的垂直高度。干舷(F):自設(shè)計(jì)水線至上甲板邊板上表面最低點(diǎn)的垂直距離。各主尺度之間還存在著聯(lián)系,相互間比值還影響著船的各種性能,所以在決定主尺度時(shí),還要考慮主尺度比:長(zhǎng)寬比(L/B)—與航速有關(guān),比值愈大,船愈瘦長(zhǎng),船的阻力愈小。對(duì)于浮式起重機(jī),航速不高,為獲得良好的穩(wěn)性和起吊能力,所以采用長(zhǎng)寬比比較大。寬度吃水比(B/T)—比值影響船的穩(wěn)性、快速性、耐波性。一般情況下,該值大,穩(wěn)性較好,但阻力大,耐波性能變差,設(shè)計(jì)中要根據(jù)具體要求而定。型深吃水比(D/T)—對(duì)船的抗沉性影響較大,比值大,則干舷高,儲(chǔ)備浮力大,抗沉性好,約取為2。長(zhǎng)度吃水比(L/T)—影響船的操縱性,比值愈小,船愈短小,回轉(zhuǎn)愈靈活。