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海上起重机是什么_有哪些优点及改进

时间:2021-01-11 14:37:28 类别:农林机械 浏览:64次

  海上起重机是什么

  大家知道什么是船用起重机吗?有些人也许知道,但是还有一部分人也许只能回答它是应用于船上的,或者是海上搬运之类。那么简单的说,是船舶自备的用于装卸货物的装置和机械,主要有吊杆装置、甲板起重机及其他装卸机械。


  船用起重机是在海上环境中执行运输作业的一 种特殊起重机,主要用于舰船间货物的运输转移、 海上补给、水下作业设备的投放与回收等重要任务。那么船用起重机其实比陆地上的一些起重机更加要求严格,它不仅是搬运货物的设备,而且还要根据海上的一些特性来控制船用起重机的摆动等,以及在海上应对各种突发的事件及各类情况所带来的影响。例如在进行舰船间***补给时,这种耦合运动可能造成非常严重的后果。

  由于船用起重机具有很特别的性能和用途,所以目前较为关注的就是各国军用、民用海洋工程等。可见它的作用非同一般。

  新型双起重机安装船问世

  近日,总部位于西班牙巴塞罗纳的海洋工程公司OffshoreTronic新推出了一款双起重机海上风电安装船,并配备了名为“ADD-ON”的附加安装支撑塔设计。双起重机海上风电安装船配上“ADD-ON”设计,一次出海便可完成两台容量不超过11MW的海上风机的安装,与目前采用的大型自升式安装船相比,可以节省40%的安装时间以及15%的油耗,从而显著降低成本。对于更大型的海上风机,OffshoreTronic可先将风机塔筒与机舱作为一个整体进行安装,而风机叶片可以在辅助模式下使用较小尺寸的自升式安装船进行安装,从而节约时间和费用。

  OffshoreTronic表示,“ADD-ON”安装支撑塔是完全的模块化设计,可以由船只自备的重型桅杆式起重机进行安装和拆卸。同时,为了使支撑塔结构更小、更轻,风机的所有重量都由下部支撑梁和吊车吊臂钢丝稳定支撑,从而为支撑塔提供了额外的负载稳定性。


  据介绍,海上风机的升降是通过桅杆起重机的主绞车完成的,该绞车的升降补偿能力为1200吨。在运输过程中,风机塔筒将被固定在支撑梁上,并且顶部和底部抓爪在风机塔筒周围都将设置两个额外的辅助固定装置,以提供额外的支撑,并保证风机在运输和安装过程中的安全。

  虽然该设计受到风机容量的限制,但是OffshoreTronic的项目总监对未来仍然充满信心,他表示:“行业研究人员和分析师预测,在未来十年内9~11MW的海上风机仍有不小的生产和安装需求,特别是在一些受设备运输影响的偏远地区,以及因面临飓风而需要安装较小尺寸增强型耐飓风型风机的地区。因此,我们预计我们独有的双起重机安装船以及支撑塔设计会有很好的市场。”

  海上起重机优点及改进

  近年来,船用起重机的 控制得到各国军用、民用海洋工程的普遍关注,而研究此类非线性、强耦合的欠驱动系统在特殊扰动下的控制亦有重要的理论价值与普遍意义。

  船用起重机的控制主要分为降低船体运动影响的垂向控制与抑制负载摆动的横向防摆两个方面。 对垂向控制而言,常用的方法是通过吊车船上的机 械结构连接接收船,并感知其相对运动,使吊绳长 度变化与接收船升沉运动同步,从而对两船的相对运动进行补偿,在此基础上完成负载的起降运输。 这种方法对起重机的机械结构有特殊要求,对起吊 质量也有较大限制。Kuchler等学者对水下设 备升降过程进行了动力学建模,他们考虑了吊绳弹 性与水动力等因素,并基于反馈线性化方法分别设计了轨迹跟踪与扰动抑制控制器。Johansen等人 采用基于前馈的波浪同步技术来补偿升沉运动的影响,最终对负载的入水过程实现精确控制。近年来,横向防摆控制也得到了很多关注。为了加强对 吊绳和负载的摆动控制,部分起重机上加装了马里 兰索具机构( Maryland Rigging System),即在吊绳中段加入绳索进行牵引,以减小负载的摆动。


  针对 这种带有特殊机构的船用起重机,近年来连续提出 了多种建模与控制方法。但是,此类机构对起重机系统的工作空间限制较大,降低了原系统的灵 活性。基于这个原因,很多研究在不改变起重机机 械结构的基础上,利用各种传感器获得船体、起重 机、负载的运动信息,然后通过设计合理的旋臂运动控制器来抑制运输过程中负载的摆动。其中, Parker等人采用指令整形技术,对吊车旋臂的俯仰回转进行控制,并在小规模实验平台上进行了验证。McKenna等人对旋臂的俯仰与船身运动进行 建模,并通过将前馈补偿环节与反馈控制策略相结 合来抑制单方向上的负载摆动。Masoud 等人采 用时间滞后位置反馈控制方法,通过操纵旋臂的俯 仰与回转来减小负载的两维摆角。Sandia 国家 实验室设计了一种基于多传感器信息融合的控制方 案,它通过控制吊车的运动来补偿船体运动,较好地抑制了负载的摆动。这种方法在美国海军 T­ACS系统上进行了实验,得到了较好的控制效果。随后, Schaub 等人对这种控制方案做了进一步改进。



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