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船舶靠泊防撞装置及液压缓冲系统
船舶靠泊防撞装置及液压缓冲系统
 

在高速大型船舶靠泊过程中,船舶对码头的撞击力较大,极易对码头和靠泊装置造成破坏,因此对船舶防撞装置的研究至关重要。护舷作为主要的船舶防撞装置,有木材护舷和橡胶护舷,橡胶比木材耐久性强,不易腐烂,使用周期长,普遍应用于码头。

近几年,被动防撞设施同样取得了较大发展,应用较多的有附着式防护系统、薄壳筑沙围堰防护系统和漂浮网状防护系统,而前景较好的是柔性吸能防撞设施,柔性吸能防撞依靠船舶撞击力的作用使桩头水平变位从而消耗靠泊动能,要求高等级钢材和高质量焊接。

针对传统船舶靠泊防撞设施的不足,液压缓冲式防撞装置得到应用,国内涌现出多种液压缓冲减震护舷装置,主要使用液压缸和缓冲阀作为缓冲元件对船舶靠泊前的能量进行吸收。现有的技术方案中,考虑了船舶靠泊时的撞击力和风浪对护舷的作用力,设计研究了一种借液压阻尼使船舶靠泊时缓慢减速的液压缓冲护舷装置。还有利用液压卸荷耗能理论设计了船舶靠泊液压防撞装置,基于ANSYS对液压缸进行了强度校核;以及通过配置液压防撞系统,有效解决了多用途船在大风浪海况下难以与钻井平台对接的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种船舶靠泊防撞装置及液压缓冲系统,主要进行了撞击力的计算和液压缓冲系统元件的选型,建立了缓冲系统数学模型,基于Simulink求解了系统方程并进行仿真研究,分析了防撞液压缓冲系统动态性能,研究了不同溢流阀参数下和不同船舶等效质量下的系统动态特性,为完善船舶靠泊减震吸能技术提供一定的理论指导,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种船舶靠泊防撞装置,包括滚筒、缓冲垫、导向装置和缓冲液压缸;所述滚筒并排设置在钢结构框架内,钢结构框架的下方设置有缓冲垫,缓冲垫的下方安装缓冲液压缸,在所述的钢结构框架的四个端角处还对称设置有导向装置。

本发明提供另一种技术方案:一种船舶靠泊防撞的液压缓冲系统,包括与钢结构框架连接的缓冲液压缸,缓冲液压缸的管路上安装有溢流阀、三位四通换向阀和补油单向阀;所述溢流阀的另一端口还与三位四通换向阀接通,三位四通换向阀的管路上还连接有油泵,油泵上安装有电机,且油泵的进油端口处连接有油箱,油箱的供油管路上连通有补油单向阀。

优选的,所述缓冲液压缸设置有四个,行程选用l=1000mm,缸筒内径D=220mm,活塞杆直径d=160mm。

优选的,所述溢流阀的通径选择根据缓冲液压缸瞬时流量确定,其通径选用60mm。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

本发明提供的一种船舶靠泊防撞装置及液压缓冲系统,通过详细阐述其工作原理,对系统元件进行了选型,建立了船舶撞击防撞装置的数学模型,基于Simulink进行了系统仿真研究,得到了船舶位移速度变化曲线和缓冲油缸工作腔压力-流量变化曲线,最后得出了溢流阀预压缩量和船舶等效质量对系统缓冲性能的影响,仿真结果表明:溢流阀弹簧预压缩量增大,船舶位移和缓冲时间均减小,缓冲油缸工作腔压力增大,弹簧预压缩量对工作腔流量没有影响;船舶等效质量增大,船舶位移和缓冲时间均增大,船舶等效质量对缓冲油缸工作腔最大压力和最大流量也没有影响,从而为完善船舶靠泊减震吸能技术提供一定的理论指导。

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