码头泊船辅助系缆装置设计

1、    码头泊船辅助系缆装置设计    徐艳山摘 要：针对船舶大型化发展趋势，大型船舶的系缆困难问题也日益突出，结合码头实际情况，设计了一种全新的系缆辅助装置。关键词：港口;船舶;系缆;拉缆装置近年来，船舶大型化发展已成趋势，30万吨以上散货船、38万吨级矿砂船、1.8万标准集装箱船越来越多投入使用。随之而来的大型船舶的系缆困难问题也日益突出，亟待解决。我国船舶停泊的方式通常有两种：除了抛锚停泊以外，系缆停泊是船舶另一种主要停泊方式。系缆停泊就是利用系缆设备将船舶安全、牢同地系结于码头、浮筒、船坞或其他船上，保证船舶安全可靠地进行系缆作业的装置和机械就是

2、系泊设备。系泊设备主要由系缆，系缆工具和系缆设备构成。系缆工具是指固定在甲板或舷墙上用以系缚缆绳的器具。当其配置在甲板或舷墙上，指用以在系泊操作时系带和引导缆索的各种器具的统称，主要包括系缆索、带缆桩、导缆器、缆索卷车、带缆羊角等;当其配置在船舶甲板上，指用以在带缆操作时系缚和引导缆索的各种器具的统称，主要有带缆桩、拖缆桩、带缆羊角、导缆器、导向滚轮等。系缆装备包括船舶系缆装备和岸边系缆装备。我国港口码头主要采用的系缆方式有人工方式系缆和辅助设备系缆。采用传统的人工方式系缆时，船舶靠泊码头，船员将一根系在粗缆绳上的末端有个较重头子的牵引绳甩到岸上，然后由人力通过牵引绳把粗重的缆绳拉到码头的缆桩

3、附近，把绳结套上，由船舶将后面的缆绳慢慢绷紧，从而使得船舶平稳不会漂走。这种方式完全依靠人力，不仅费时费力，而且随着缆绳越来越粗重，人力难以实现大型船舶的系缆，并且在拉缆过程中还存在很大的安全隐患。采用电动拉缆桩系缆时，此装置为一种安装固定在码头面的电动拉缆桩，但仍需通过人力将缆绳按特定方式套入缆桩后进行电动拉缆，并且还需要安装电机、液压泵等一套电气液压系统，结构复杂，故障率高，码头的改造成本也非常高昂，应用得不到广泛推广。本文设计一种全新的系缆辅助装置，在无须增设电气液压系统设施的前提下，对人工系缆作业工艺进行改进，以在实际应用中以达到节省人力、减轻工人劳动强度、提高企业安全生产系数和生产效

4、率的目的。一、系缆方案设计（一）总体设计思想采用一套安装在托运车上的辅助拉缆装置代替人工拉缆，同时无须增设专门的电动拉缆桩，托运车机动灵活，可在整个码头岸线按需辅助拉缆。（二）具体方案码头调度负责指挥系缆作业的全过程，并负责组织协调各方面的工作，作业前告知船方，系缆工作听从码头人员指挥。船方、带缆工负责系缆的具体操作：（1）码头调度根据具体情况，确定船舶首尾带缆位置及带缆及人员数量。要求带缆人员尽量分散把缆绳带到不同的缆桩。（2）码头负责船舶系缆的具体操作，对系缆的全过程进行现场监控。（3）带缆工与托运车司机负责船舶系缆的具体操作，对系缆的全过程进行现场监控。（4）船方、带缆工在确保缆绳已经带

5、好或者已经解掉，人员远离缆绳后，方可绞紧或收起缆绳。（5）码头调度、带缆工应与船员做好沟通和协调，确保船舶搬运过程的顺利、安全实施。（6）船员把缆绳的引绳抛向岸边，由系缆工将引绳套入托运车后座，指挥驾驶员移动托运车，向陆侧方向牵引引绳，直至将缆绳拖上岸边。（7）系缆工将缆绳套入系缆桩，与船方沟通，收紧缆绳。（8）人工系缆时，必须有专人监护，熟练工带着新手干活，并且熟练工要占多数。（9）同一个缆桩带缆一根一根带（如可能尽量分散带在不同的缆桩）。（10）7级以下风力，普通船舶应有首尾各4+2的数量;巴拿马型应有首尾各5+2的数量;如系浮筒则应有相应的首缆和尾缆数量，巴拿马型应为7根，并且可能的情况

6、下首部要抛锚。（调整船位用海吊挂带。）靠浮船坞的船，由于受船舶尺度的限制可能无法带倒缆，因此如可能的话基本要求首尾各带6根。7级以上风力，由船方决定加缆的数量和种类，并决定是否通知拖轮备车待命。二、系缆操作工艺设计系缆工艺流程如下：辅助人员现场环境确认托运车入场系纜人员将缆绳头套入拉缆装置托运车拉缆驾驶人员脱缆系缆人员系缆注意事项：（1）当缆绳收紧时，带缆人员应远离正在绞紧的缆绳，防止断缆。（2）所有系缆人员在作业过程中禁止站在琵笆头及引缆缠绕的范围内。（3）码头调度、带缆工、船方要随时监督带缆工带缆位置是否正确，站位是否得当。（4）码头调度、带缆工应与船员做好沟通和协调，确保船舶搬运过程的顺

7、利、安全实施。发现有不安全行为应立即制止。三、辅助拉缆装置设计为达成自动拖缆作业的目的，我们设计出了一种可固定于托运车尾部的拉缆装置，该工具将基座固定于托运车车厢上，在基座上设有钩架组件，钩架组件通过固定件固定于基座上，钩架组件由钩子和钩柄组成，钩柄底部设有连接杆，连接杆底部设有操控杆，操控杆末端延伸设有手柄，手柄控制钩架组件开合;通过设置钩子、钩柄、连接杆、操控杆，通过手柄带动连接杆，连接杆带动钩柄，通过钩子、钩柄互相咬合的阴角和阳角，实现钩子的开合，从而完成缆绳的固定和脱离，完成缆绳的自动托运，提高了作业效率，同时设计有缆绳受力后紧急释放的功能，保证了作业时人员和设备的安全，不需要人工拖拽

8、和转移，降低人工成本的投入，提高了经济效益。该港口船舶拉缆装置包括：托运车以及固定于托运车车厢后的基座1，基座1上设有钩架组件装置（3、4），钩架组件装置通过固定件2固定于基座1上，钩架组件由钩子3和钩柄4组成，钩柄4底部设有连接杆5，连接杆5底部设有操控杆6，操控杆6末端延伸设有手柄7，手柄7控制钩架组件开合。钩子3与基座1呈30°设置，钩子3为曲面结构的三角体，钩子3头部设有第一固定孔8，钩子3头部内侧向外延伸设有阳角31。钩架组件装置采用类似棘轮装置的设计，只能朝一个方向转动，另一个方向受力会卡紧。钩柄4为四棱柱结构，钩柄4头部上表面为曲面41，该曲面41和钩子3头部内侧曲面互

9、补设置，钩柄4头部外侧设有阴角42，阴角42和阳角31互相咬合设置。当套于钩头3的缆绳受力时，因结构特点所致，钩头3无法向上外翻，故缆绳可牢牢固定于钩头3上，通过托运车可将缆绳拉上岸边。使用时，将基座1通过螺栓固定于托运车车厢尾部的表面，手柄7延伸至驾驶员操控区一侧，拖缆时，将托运车开至岸边处，将缆绳琵琶头套于钩子3头部底端，由于钩子3倾斜30°设置于基座1上，同时由于其阴阳咬合的棘轮机构特点，因此缆绳被牢固固定，启动托运车，在托运车的托运下，缆绳被拉出至岸边安全距离，完成拖缆工作，随即停下托运车，驾驶员在操作区将手柄7向上操作，此时操控杆6向上顶起，设置于操控杆6顶部的连接杆5被顶

10、起，由于连接杆5左端为自由端，右端固定于底座10上，因此连接杆5左端被向上掀起，同时设置在连接杆5上的钩柄4向上，钩柄头部的阴角42和钩子3头部的阳角31互相咬合，钩子3被带动向外侧翻动，固定于钩子3上的缆绳滑落，实现自动拖缆的作业，此时将手柄7向下搬动至起始位置，钩子3回至固定位置，为下一次缆绳托运做准备。同时在拉缆过程中，如遇缆绳突然收紧等紧急情况，驾驶员可通过直接掀起操纵杆6释放缆绳，保证人员和设备安全。四、经济效益分析在人工系缆时，必须有专人监护，熟练工带着新手干活，并且熟练工要占多数。作业时至少两人一组。具体系缆人员数量规定如下：应用辅助拉缆装置后，所需的系缆人员减少到传统拉缆工艺的1/3，具体人员配置见下表：与传统的港口船舶缆绳的系缆作业比较，人工将缆绳拖拽至岸边，成本高，危险性大，而使用本装置后，可节约人力2/3，同时采用托运车進行拉缆，人工只需辅助作业即可，极大地提高了系缆效率和保证了人员的安全。五、实践验证该辅助拉缆装置一种用于缆绳托运工具，已获得实用新型专利。此种半自动拉缆装置在实际使用中，不仅能到到节约人力，提高经济效益，同时还规避了人工拉缆可能出