6.4　主提升機和牽引絞車

6.4.1　鋼絲繩卷揚式垂直升船機的主提升機和鋼絲繩卷揚式斜面升船機的牽引絞車應包括驅動卷筒組、減速器、電動機、安全制動系統、機械同步系統、滑輪組以及潤滑系統等設備。斜面升船機牽引絞車還應包括鋼絲繩組件。鋼絲繩卷揚式全平衡垂直升船機主提升機可根據需要設置可控卷筒組和相應的安全制動器。

6.4.2　設計工況、荷載組合與額定提升力計算應符合下列規定：

1　主提升機和牽引絞車的設計工況和荷載組合應符合本規范附錄D的規定。

2　全平衡垂直升船機主提升機額定提升力應包括本規范表D.0.2-1中正常升降運行工況的第5項～第11項。

3　承船廂下水式垂直升船機在空氣中的提升力F1應包括本規范表D.0.2-2中正常升降運行工況的承船廂在空氣中運行第5項～第11項，在水中的提升力F2應包括本規范表D.0.2-2中正常升降運行工況的承船廂在水中運行第5項～第12項，主提升機額定提升力應采用承船廂在空氣中運行和入水運行兩種工況的等效荷載F，并應按下式計算：

式中：p——主提升機減速器低速級驅動齒輪材料彎曲疲勞特性的參數，取值見現行國家標準《漸開線圓柱齒輪承載能力計算方法》GB/T 3480的相關規定。對于滲碳淬火的滲碳鋼，p=8.74；

n——主提升機卷筒對應于承船廂在空氣中提升高度的轉動圈數；

i——減速器低速級傳動比。當未知時可取i=4～5。

4　牽引絞車的額定提升力計算應包括本規范表D.0.2-4中正常升降運行工況第3項～第10項，并乘以1.2倍的荷載系數。

6.4.3　主提升機和牽引絞車宜采用交流變頻電動機拖動。主提升機電動機功率應按一臺電動機失效時，其余電動機在額定提升力和機構慣性力作用下繼續完成本次承船廂的運行而不過載的原則計算；牽引絞車電動機功率應按在額定提升力和機構慣性力作用下電動機不過載的原則計算。主提升機和牽引絞車電動機功率計算應符合本規范附錄E的規定。

6.4.4　主提升機高速軸零部件及減速器高速級齒輪副宜按傳遞1.2倍電動機額定功率所對應的荷載進行疲勞強度驗算；牽引絞車高速軸零件宜按1.4倍電動機額定功率所對應的荷載進行疲勞強度驗算；減速器其他軸系零部件、開式齒輪以及主提升機與牽引絞車低速軸傳動部件宜按1.2倍主提升機額定提升力或1.2倍牽引絞車額定牽引力換算到相應零部件上的荷載進行疲勞強度校核。主提升機和牽引絞車傳動部件靜強度可按電動機最大力矩換算到相應零部件上的荷載進行校核。

6.4.5　主提升機和牽引絞車所有齒輪的彎曲疲勞強度和彎曲靜強度安全系數不應小于1.6；閉式齒輪的接觸疲勞強度和接觸靜強度安全系數不應小于1.25；開式齒輪的接觸疲勞強度和接觸靜強度安全系數不應小于1.1。齒輪的抗膠合安全系數不應小于1.6。齒輪傳動軸的疲勞安全系數不應小于2.0。

6.4.6　主提升機和牽引絞車宜采用閉式傳動。其減速器宜采用硬齒面齒輪，其精度不應低于6級，開式齒輪的精度不應低于8級。

6.4.7　主提升機和牽引絞車的多臺卷揚機構之間應設置機械同步系統。同步軸疲勞強度計算荷載可按傳遞單臺電動機1/2功率確定，疲勞強度安全系數不應小于2.0。靜強度計算荷載可按傳遞1/4電動機總功率確定。在靜強度計算荷載作用下，同步軸的扭轉角不宜大于0.2°/m。機械同步軸系統轉速不宜大于250r/min。主提升機機械同步系統的設備配置應能適應塔柱結構的變形。

6.4.8　同步軸系統宜設置扭矩傳感器，并應設置檢修通道。

6.4.9　鋼絲繩在卷筒上應單層纏繞。主提升機提升繩和轉矩平衡繩應交錯布置在卷筒組上，且共用繩槽工作圈。主提升機提升繩的安全圈不得少于2.5圈，轉矩平衡重和可控平衡重鋼絲繩安全圈不得少于2圈；牽引絞車的鋼絲繩安全圈不得少于2.5圈。

6.4.10　主提升機和牽引絞車卷筒組的荷載應包含各種工況下鋼絲繩拉力、制動器荷載、軸支承反力、驅動扭矩和設備自重等。鋼絲繩拉力應符合下列規定：

1　正常運行工況下主提升機驅動卷筒組單根提升繩的最大拉力應按下式計算：

2　非正常工況和特殊工況下單根提升繩的最大拉力應按下式計算：

式中：T1——正常運行工況下主提升機驅動卷筒組單根提升繩的最大拉力（kN）；

T2——非正常工況和特殊工況下單根提升繩的最大拉力（kN）；

T0——不考慮提升力時單根提升繩的張力（kN）；

Fh——主提升機額定提升力（kN）；

W1——非正常工況和特殊工況下承船廂底鋪板受到的水體壓力和船舶接觸壓力（kN）；

W0——對應于設計水深的承船廂水體重量（kN）；

n1——提升繩數量；

n2——提升繩和可控平衡繩數量之和。

3　正常工況和非正常工況下牽引絞車單根鋼絲繩的最大拉力應按下式計算：

式中：T3——牽引絞車單根鋼絲繩的最大拉力（kN）；

T——牽引絞車鋼絲繩的總張力（kN）；

n3——牽引絞車鋼絲繩數量之和。

6.4.11　卷筒應進行靜強度計算和疲勞強度計算。靜強度計算應按許用應力法，正常工況下筒體結構許用應力不應大于40%材料屈服極限，非正常工況或特殊工況下筒體結構許用應力不應大于70%材料屈服極限。筒體受壓穩定性安全系數不應小于2.5。卷筒結構疲勞計算應符合現行國家標準《起重機設計規范》GB/T 3811的有關規定。卷筒軸的疲勞安全系數不應小于2，軸撓度不應大于其支承長度的1/3500。

6.4.12　固定鋼絲繩壓板的螺栓或螺柱的安全系數不應小于2.5。鋼絲繩與繩槽和壓板槽的摩擦系數取值不宜大于0.08。

6.4.13　主提升機和牽引絞車應設置工作制動器和安全制動器。制動器應為常閉式，宜采用液壓盤式制動器。工作制動器宜采用調壓上閘，其制動荷載應按電動機額定輸出力矩計算。不下水式鋼絲繩卷揚垂直升船機驅動卷筒上的安全制動器制動荷載應按轉矩平衡重重力計算，可控卷筒上的安全制動器的制動荷載應按可控平衡重重力計算；下水式鋼絲繩卷揚垂直升船機安全制動器的制動荷載應按承船廂下水過程和承船廂水滿廂兩種工況中的最大不平衡荷載計算。牽引絞車安全制動器的制動荷載應按非正常工況和特殊工況下的鋼絲繩牽引力計算。工作制動器、安全制動器的制動安全系數均不應小于1.5。

6.4.14　工作制動器和安全制動器宜采用液壓泵站集中控制。工作制動器和安全制動器應設置上閘和松閘到位檢測裝置。

6.4.15　垂直升船機主提升機安全制動系統產生的承船廂制動加速度取值應同時滿足制動距離小于沖程條件以及對應沖擊力下的設備強度安全條件，全平衡主提升機電動機處于發電狀態時加速度絕對值不宜大于0.08m/s2，處于電動狀態時加速度絕對值不宜大于0.30m/s2；下水式升船機主提升機安全制動系統制動時在主提升機電動機處于發電狀態時加速度絕對值不宜大于0.08m/s2。牽引絞車安全制動系統制動加速度絕對值不宜大于0.02m/s2，同時應對牽引絞車對應沖擊力下的設備強度和船舶系纜力進行驗算。

6.4.16　對于安全等級為特殊級的不下水式鋼絲繩卷揚垂直升船機，應使安全制動器的有效制動力以及沿程鎖定裝置和事故鎖定裝置的鎖定力之和大于船廂設計水重。

6.4.17　主提升機和牽引絞車滑輪結構應進行靜強度和疲勞強度計算，按非正常工況和特殊工況荷載校核靜強度和穩定性。正常工況滑輪結構計算應力不應大于40%材料屈服極限，非正常工況和特殊工況計算應力不應大于70%材料屈服極限。滑輪結構疲勞強度應符合現行國家標準《起重機設計規范》GB/T 3811的有關規定，滑輪軸的疲勞安全系數不應小于2.0。