艉滑道式小艇收放装置液压系统的设计与分析

水线
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3 12 6滑道基准线8 7源自14 13 12 11 10
母船
9 船基线
1—艉门 4—强光方位灯 7—艉门铰链 10—收放系统操纵台 13—固定绳
2—收放滑道 5—艉门锁液压缸 8—艉门液压缸 11—液压马达 14—艏部托座
3—标志杆 6—艉门开关 9—液压系统 12—脱钩装置
图 1 船载小艇收放装置的结构 Fig.1 Architecture of launch and retrieval
第7卷 第3期 2012 年 6 月
中国舰船研究 Chi中nese国Journ舰al of船Ship研Res究earch
doi：10 . 3969 / j . issn . 1673－3185 . 2012 . 03 . 013
Vol.7 No.3 Jun第. 270卷12
艉滑道式小艇收放装置液压系统的设计与分析
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1—电动机 4，6—压力表开关 9—节流阀 12—蓄能器 16—进油盖 20 压盖 24—缓冲阀 27—吸入阀 32—抗衡阀
2—液压泵
3，13，28—单向阀
5，7—压力表
8，21，31—高压球阀
10—安全阀组
11—油箱
14—电磁溢流阀
15—回油过滤器
17，18，19—手动比例换向阀
进 行 手 动 释 放 时 ，先 打 开 高 压 球 阀 8，21 和 31，蓄能器排出的压力油经节流阀 9 进入手动比 例换向阀的进油口。操作手动比例换向阀 19，使 其处于上位工况，艉门锁打开。艉门锁打开后，再 使手动比例换向阀 19 处于中位，艉门锁液压缸在 液压锁 34 的作用下，锁定在打开位置。
Abstract：In order to launch and recover boat safely and quickly for mission such as surface operations， rescuing marine life and vessels in distress，designing the hydraulic system of stern-slipway launch and re⁃ trieval device，and the load characteristics of stern gate and the performance of manual release hydraulic circuit were analyzed. The proposed system has two functions，namely normal retractable driven by elec⁃ tricity and manual release when mother ship loses its power. And the system can meet the requirements of the September 2009 edition of“The Rules of Statutory Inspection for Ships and Marine Facilities”，and has several features，such as multiple functions，quick operation，safety and reliability. Key words：boat；launch and retrieval device；hydraulic system；manual release
22—梭阀
23—平衡阀
25—液压马达
26—制动器
29—调速阀
30—艉门液压缸
33—艉门锁液压缸 34—液压锁
图 2 船载小艇收放装置液压系统原理图 Fig.2 The hydraulic system principle of launch
and retrieval device for the ship's boat
第3期
刘 辉等：艉滑道式小艇收放装置液压系统的设计与分析
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母 船 失 去 电 力 供 应 ，小 艇 收 放 装 置 将 无 法 工 作 。 为 了 保 证 在 母 船 因 故 障 或 遇 险 等 极 端 情 况 下 ，还 能对小艇实施手动降放，以使船员紧急撤离，2009 年 9 月新版的《船舶与海上设施法定检验规则》［3］ 规定，当小艇（或救助艇）准备齐全，且处于满载或 轻 载 状 态 时 ，释 放 该 小 艇 的 收 放 装 置 不 得 依 靠 除 重力或不依赖船舶动力的任何储存机械动力以外 的 任 何 方 式 。 此 外 ，还 要 求 小 艇 释 放 装 置 持 续 处 于准备使用状态，在不超过 5 min 的时间范围内即 可 降 落 。 由 此 可 见 ，原 先 设 计 的 依 靠 母 船 电 力 供 应的小艇收放装置已不能满足上述规定。因此， 当务之急是要研制出一种既能依靠船电供应来实 施 小 艇 的 正 常 收 放 ，又 能 在 母 船 失 电 时 以 储 存 的 液压能为动力来实现小艇手动释放的收放装置液 压系统。
目 前 ，艉 滑 道 式 小 艇 收 放 装 置 均 采 用 液 压 驱 动，并以船电为动力来实现小艇的正常收放，但若
收稿日期：2010－07－14 作者简介：刘 辉（1971－），男，硕士，高级工程师。研究方向：船舶系统。E⁃mail：l10925＠163. com
赵远征（1978－），男，硕士，工程师。研究方向：舰船机械。E⁃mail：13401066475＠139. com 通信作者：刘 辉。
当 收 回 小 艇 时 ，艉 门 处 于 下 放 位 置 。 在 小 艇 冲进艉滑道后，将小艇系上钢缆，使手动比例换向 阀 17 处于下位工况，液压马达 25 通过绞车将小艇 收回。小艇收回到位后，使手动比例换向阀 17 处 于中位，制动器 26 对液压马达制动。然后，再使 手动比例换向阀 18 处于下位工况，艉门液压缸 30 有杆腔进油，使艉门收回。艉门收回到位后，再使 手动比例换向阀 18 处于中位、手动比例换向阀 19 处于下位工况，压力油进入艉门锁液压缸 33 的无 杆腔，从而锁紧艉门。
2.2 母船失电后的手动释放
如果母船因故障或遇险等原因失去了动力， 小艇可依靠蓄能器中储存的液压来实现手动释 放。由于单向阀 13 为锥面密封，几乎无内泄，因 此当小艇正常释放时，液压泵 2 充入蓄能器 12 中 的 压 力 油 能 够 保 持 相 当 长 的 时 间 。 并 且 ，液 压 泵 每 次 启 动 都 能 向 蓄 能 器 自 动 充 油 ，以 补 偿 单 向 阀 13 等元件的内泄漏。
刘 辉1
赵远征 2
严 军1
1 中国舰船研究设计中心，湖北 武汉 430064
2 海军装备部 舰船办，北京 100071
摘 要：为实现小艇安全快捷地收放，以执行水面作业、海上人命救生和遇难船舶施救等任务，设计了一种艉
滑道式小艇收放装置液压系统，并对艉门负载特性以及手动释放液压回路的性能进行了分析。所设计的系统
device for the ship's boat
回收小艇时，先通过艉门液压缸 8 使艉门 1 下 放，小艇以高于母船的航速冲进艉滑道，由滑道前 方的液压马达 11 通过绞车用钢缆将小艇拉离水 面 ，在 收 至 要 求 的 位 置 后 ，快 速 脱 钩 挂 住 小 艇 ，然 后再由艉门锁液压缸 5 可靠固定，最后通过艉门 液压缸 8 使艉门 1 回收。
2 收放装置液压系统设计
收放装置液压系统是实施小艇快速收放的关 键设备。根据 2009 年 9 月新版《船舶与海上设施 法定检验规则》的规定，所设计的小艇收放装置液 压系统具有以船电为动力的正常收放和母船失电 后的手动释放两种功能，其液压原理如图 2 所示。
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1 收放装置的结构原理
如图 1 所示，小艇收放装置由艉门 1、收放滑 道 2、艉门锁液压缸 5、艉门开关 6、艉门液压缸 8、 液 压 系 统 9、液 压 马 达 11、脱 钩 装 置 12 等 部 件 组 成［4］。 该 小 艇 收 放 装 置 可 在 母 船 中 速 航 行 时 对 小 艇 进 行 释 放 和 回 收 。 释 放 小 艇 时 ，当 小 艇 乘 员 在 艇内就位后，去掉固定艇的钢缆，通过液压系统使 艉门锁液压缸 5 开启，艉门液压缸 8 通过艉门开关 6 使艉门 1 下放，然后使脱钩装置 12 快速脱开，小 艇 靠 重 力 快 速 自 动 下 滑 到 水 面 上 。 必 要 时 ，也 可 用液压马达 11 通过绞车使小艇缓慢降放。
具有以船电为动力的正常收放和母船失电后的手动释放两种功能，能够满足 2009 年 9 月新版《船舶与海上设施
法定检验规则》的规定，具有功能齐全、放艇快捷及安全可靠等特点。
关键词：小艇；收放装置；液压系统；手动释放
中图分类号：U664.8
文献标志码：A
文章编号：1673－3185（ 2012 ）03－68－06
2.1 以船电为动力的正常收放
当 母 船 处 于 完 备 状 态 ，液 压 系 统 以 船 电 为 动 力实施小艇的正常收放时，应关断高压球阀 8，21 和 31（图 2），然 后 启 动 电 动 机 1，将 液 压 泵 2 的 设 定压力调定为 18 MPa，电磁溢流阀 14 的设定压力 调定为 21 MPa。而液压泵在向手动比例换向阀 17，18 和 19 的进油口供油的同时，也通过单向阀 13 向蓄能器 12 供油，使蓄能器储存一定的液压能 源，以便母船失电后可实现小艇的手动释放。
操 作 手 动 比 例 换 向 阀 19，使 其 处 于 上 位 工 况，液压油进入 2 台艉门锁液压缸 33 的有杆腔，艉