学文网摘 要：随着经济的发展，国内外的油轮的吨位是越来越大，这对码头设备的要求也越来越高，其中登船梯的出现，在很大程度上解决了船员上下船的方便。由于登船梯是连接码头与轮船的通道，其安全性十分的重要，本文主要以ZGW/T型（本公司登船梯型号）井架式登船梯为例，对登船梯的主要特点、组成及适用范围进行介绍，并对结构设计及安全进行计算分析。
关键词：登船梯 ZGW/T 井架式 特点 分析
中***分类号：U651+.4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（a）-0064-02
近几年来，随之运输成本的不断增加，海洋运输成了降低成本最重要的一种方式，国际上的油轮和货轮越来越大，这就对港口的码头设备提出了更加严格的要求，解决船员上下船成为了一个很现实的问题，事实证明，原有的简易跳板已远远不能满足实际的使用要求，随之登船梯应运而生，并得到广泛应用。根据船舶的大小，主要通过两种形式的登船梯来解决问题。一种是回转式；一种式井架式。同时，登船梯的安全性能也成为了一个重要的、必须清醒认识的问题。本文主要对公司合同中ZGW/T型的登船梯的主要特点、组成及适用范围进行介绍，通过对结构设计进行计算来分析登船梯的安全性。
1 ZGW/T型登船梯的主要特点
ZGW/T型登船梯作为一种码头船用设备，是经过设计人员采用国外先进技术并结合国内码头实际情况而设计制造的，经众多石化码头使用一致反映良好，安全可靠，操作轻便灵活，安装维修方便，在国内同行业中具有极大的优势。它主要有以下特点：（1）覆盖所有船型，规格品种齐全。 （2）它能满足舷梯耐腐蚀、重量轻、强度高、美观耐用的功能。（3）采用目前应用广泛、技术成熟、发展前景广阔的可编程控制器（PLC）运用到该控制系统中，从而使该系统具有技术先进、使用方便、安全可靠等特点。（4）主梯与旋转平台间采用铰接，采用液压缸控制悬臂的俯仰，主梯就位后，液压缸具有自由浮动功能。主梯油缸配有防冲击断流阀，当液压管线突然爆裂时起到油缸保压的作用。（5）回转机构由双作用油缸驱动回转支承，实现±90°回转功能。达到±90°时声光报警.就位后手工操作实现自锁。（6）塔架采用矩形钢管焊接而成，采用框加结构设计提高整体的抗风能力。（7）梯子采用变踏步结构，即无论梯子处于何种角度，踏步踏面始终保持水平。
尽管如此，和传统的简易跳板相比，其也有投资大、码头基础条件要求高、建设周期长等不足，但作为技术进步的表现，登船梯的广泛应用已成为必然趋势。
2 ZGW/T型登船梯的主要组成介绍
2.1 舷梯（三角梯、前梯、主梯）
舷梯包括三角梯、主梯、前梯，各梯之间采用铰联接。它是回转平台和油轮之间的安全通道。能够承受1000 kg的均布载荷。梯子美观轻巧，并采用变踏步机构，无论梯子处在何种角度，踏步踏面始终保持与地面平行，其俯仰幅度满足设计船型在极端高、低水位时甲板高度的要求。三角梯由支承架和滚轮组成。鉴于舷梯自重、行人载荷以及防止三角梯起落、船舶颠簸及甲板不平等因素，三角梯采用加弹簧的万向尼龙滚轮支承轮支承。主梯、前梯及三角梯：它们由铰连接，铰轴采用不锈钢，梯子的俯仰角度由双侧油缸牵引实现，主梯俯仰角度-45°～+45°，主梯具有浮动的功能，在一定范围内能补偿潮位变化和油轮由于载重量变化引起的油轮吃水变化。前梯俯仰角度为0～60°，由两油缸承担，就位后油缸自锁。三角梯由一油缸承担，下部通过弹簧设有尼龙轮，有缓冲作用。同时与船舶起到绝缘作用，隔绝登船梯和船舶杂散电流。
2.2 转柱、升降架
转柱由上转台、中转台、下转台组成，上转台设有旋转支撑轮，下转台设有回转支座，可在升降架内转动，中转台是人员上下船的通道。
升降架是带动舷梯升降的主要部件，它是由框架、上平台、下平台、滚轮装置等组成，框架上下安装滚轮装置，滚轮装置与轨道配合，在轨道中上下升降。
2.3 塔架
塔架是登船梯的主要支撑件，采用无缝方型钢管焊接。用来为升降回转平台提供升降轨道，同时要满足整体稳定性要求。载荷分如下两种工况：（1）非工作状态（即收拢状态）设计风速55 m/s。（2）工作状态设计风速≤25 m/s。工作级别为M4。顶部也可以安装航空灯、摄像头、照明灯、消防炮等设施。
2.4 平台、梯子、栏杆
平台、梯子、栏杆。是上下油轮的塔架内的安全通道。踏步板采用热镀锌钢格板，具有防滑、防雨雪性能，栏杆按标准高度不低于1050 mm，扶手用φ33.5无缝钢管，栏杆满足100 kg的冲击力，踏步及栏杆都按照人机工程宜人性的设计，使登船者方便、舒适。
2.5 升降机构
升降机构由防爆电机、斜齿轮减速箱、卷筒、防爆制动器、滑轮组组成。因升降行程不大，故采用双联卷筒卷绕钢丝绳，加平衡重，优点安全可靠。
采取制动器制动，钢丝绳安全系数大于5倍。
楼层的到位由高精度编码器通过***的PLC计算，并可在人机界面上进行层高设定和缓冲停车点设定。
2.6 回转机构
回转机构由双作用油缸驱动回转支承达到回转目的，机构为常开式，以便舷梯与平台随船一起转动。回转速度可由液压系统调整。转动角度为±90°，由限位开关来限位，回转±90°时声光报警。收起放置时能使舷梯投影在码头边线0.8 m以内，并用锁定机构锁定，防止舷梯因大风等环境因素造成登船梯的损坏。搭接油船后置于浮动状态，满足油船漂移而舷梯不会损坏。
2.7 液压系统及电气系统
2.7.1 液压系统
登船梯配套使用的液压系统，它主要由电机、泵、油缸、阀件、液压管线等组成，其主要功能和特点描述如下：（1）可满足装在设计范围的运动。（2）可实现手动和无线遥控等各种操作方式（具体操作方式类型可选）。（3）配备机泵和手动泵。手动泵便于停电或故障时操作。
液压系统装置描述：电机：5.5 KW防爆电机，设计防爆等级为dⅡBT4，防护等级为IP55。液压站：系统中的电磁阀为进口产品，外罩为不锈钢。液压管线：采用不锈钢管，接头型式采用焊接式，连接可靠，也便于装卸。油缸：为避免海洋环境对材料的腐蚀，油缸缸杆带防尘套。
2.7.2 电气系统
电气系统主要由以下几部分组成：电控制柜、PLC系统、无线遥控系统、接近开关、声光报警器等；电控制柜：设计防爆等级为dⅡBT4，防护等级为IP55，在dⅡB类爆炸性气体环境中该电气控制系统具有良好的防爆性能。PLC系统：电气控制系统核心元件为德国西门子公司S7系列可编程控制器，信息显示屏采用德国西门子TD200型文本显示器，能以汉字形式显示系统报警和监测信息。无线遥控系统：配置无线遥控器防爆等级dⅡBT4，防护等级IP67，通过随身携带的遥控器可在码头上或甲板任何地方实现对登船梯的操作。接近开关：接近开关为全封闭防水结构，本安型，防护等级IP67，具有使用寿命长、安全可靠的特点。
声光报警器：声光报警对超限进行报警。
2.7.3 声光报警系统
本系统由PLC及防爆声光报警器组成，声光报警对超限进行报警，并具有报警试验和报警取消功能。舷梯设置回转限位，对超限进行声光报警。舷梯设置俯仰限位，对超限进行声光报警。楼层设置升降平台限位，对超限进行声光报警。设置起升高度限位，对超限进行声光报警。为保证在梯边进行有线升降操作时人机分离，在塔架登梯平台处设置推拉活动门，待升降平台停稳后，打开推拉门登上舷梯，保证了人不随机升降。
选用GCWU250-200-Ⅱ齿轮-蜗轮蜗杆减速器，额定输出扭矩为12500N.m，自锁性能好，负载转矩为（45000/2）×0.25=5625 N.m，额定输入功率为11KW，故满足设计要求。
4 结论与展望
登船梯作为现代码头的主要设备，给码头作业带来了极大的便利，得到广泛的应用和推广。他的使用不仅方便了码头与船舶上操作人员的顺利对接，也极大提高了码头作业人员的安全性。通过以上的计算很好的分析了登船梯在设计过程中需要对那些方面进行安全计算，从而在登船梯设计时，能够更好的进行登船梯的结构进行优化。同时，通过计算也给同型号的登船梯或同行业在设计时提供更好的参考。
参考资料
[1] 岑***健.非标准机械设计手册[M].国防工业出版社.
[2] 徐灏.机械设计手册[M].机械工业出版社.
[3] 李谷音.港口起重机械[M].人民交通出版社.
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