6.4　主提升机和牵引绞车

6.4.1　钢丝绳卷扬式垂直升船机的主提升机和钢丝绳卷扬式斜面升船机的牵引绞车应包括驱动卷筒组、减速器、电动机、安全制动系统、机械同步系统、滑轮组以及润滑系统等设备。斜面升船机牵引绞车还应包括钢丝绳组件。钢丝绳卷扬式全平衡垂直升船机主提升机可根据需要设置可控卷筒组和相应的安全制动器。

6.4.2　设计工况、荷载组合与额定提升力计算应符合下列规定：

1　主提升机和牵引绞车的设计工况和荷载组合应符合本规范附录D的规定。

2　全平衡垂直升船机主提升机额定提升力应包括本规范表D.0.2-1中正常升降运行工况的第5项～第11项。

3　承船厢下水式垂直升船机在空气中的提升力F1应包括本规范表D.0.2-2中正常升降运行工况的承船厢在空气中运行第5项～第11项，在水中的提升力F2应包括本规范表D.0.2-2中正常升降运行工况的承船厢在水中运行第5项～第12项，主提升机额定提升力应采用承船厢在空气中运行和入水运行两种工况的等效荷载F，并应按下式计算：

式中：p——主提升机减速器低速级驱动齿轮材料弯曲疲劳特性的参数，取值见现行国家标准《渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法》GB/T 3480的相关规定。对于渗碳淬火的渗碳钢，p=8.74；

n——主提升机卷筒对应于承船厢在空气中提升高度的转动圈数；

i——减速器低速级传动比。当未知时可取i=4～5。

4　牵引绞车的额定提升力计算应包括本规范表D.0.2-4中正常升降运行工况第3项～第10项，并乘以1.2倍的荷载系数。

6.4.3　主提升机和牵引绞车宜采用交流变频电动机拖动。主提升机电动机功率应按一台电动机失效时，其余电动机在额定提升力和机构惯性力作用下继续完成本次承船厢的运行而不过载的原则计算；牵引绞车电动机功率应按在额定提升力和机构惯性力作用下电动机不过载的原则计算。主提升机和牵引绞车电动机功率计算应符合本规范附录E的规定。

6.4.4　主提升机高速轴零部件及减速器高速级齿轮副宜按传递1.2倍电动机额定功率所对应的荷载进行疲劳强度验算；牵引绞车高速轴零件宜按1.4倍电动机额定功率所对应的荷载进行疲劳强度验算；减速器其他轴系零部件、开式齿轮以及主提升机与牵引绞车低速轴传动部件宜按1.2倍主提升机额定提升力或1.2倍牵引绞车额定牵引力换算到相应零部件上的荷载进行疲劳强度校核。主提升机和牵引绞车传动部件静强度可按电动机最大力矩换算到相应零部件上的荷载进行校核。

6.4.5　主提升机和牵引绞车所有齿轮的弯曲疲劳强度和弯曲静强度安全系数不应小于1.6；闭式齿轮的接触疲劳强度和接触静强度安全系数不应小于1.25；开式齿轮的接触疲劳强度和接触静强度安全系数不应小于1.1。齿轮的抗胶合安全系数不应小于1.6。齿轮传动轴的疲劳安全系数不应小于2.0。

6.4.6　主提升机和牵引绞车宜采用闭式传动。其减速器宜采用硬齿面齿轮，其精度不应低于6级，开式齿轮的精度不应低于8级。

6.4.7　主提升机和牵引绞车的多台卷扬机构之间应设置机械同步系统。同步轴疲劳强度计算荷载可按传递单台电动机1/2功率确定，疲劳强度安全系数不应小于2.0。静强度计算荷载可按传递1/4电动机总功率确定。在静强度计算荷载作用下，同步轴的扭转角不宜大于0.2°/m。机械同步轴系统转速不宜大于250r/min。主提升机机械同步系统的设备配置应能适应塔柱结构的变形。

6.4.8　同步轴系统宜设置扭矩传感器，并应设置检修通道。

6.4.9　钢丝绳在卷筒上应单层缠绕。主提升机提升绳和转矩平衡绳应交错布置在卷筒组上，且共用绳槽工作圈。主提升机提升绳的安全圈不得少于2.5圈，转矩平衡重和可控平衡重钢丝绳安全圈不得少于2圈；牵引绞车的钢丝绳安全圈不得少于2.5圈。

6.4.10　主提升机和牵引绞车卷筒组的荷载应包含各种工况下钢丝绳拉力、制动器荷载、轴支承反力、驱动扭矩和设备自重等。钢丝绳拉力应符合下列规定：

1　正常运行工况下主提升机驱动卷筒组单根提升绳的最大拉力应按下式计算：

2　非正常工况和特殊工况下单根提升绳的最大拉力应按下式计算：

式中：T1——正常运行工况下主提升机驱动卷筒组单根提升绳的最大拉力（kN）；

T2——非正常工况和特殊工况下单根提升绳的最大拉力（kN）；

T0——不考虑提升力时单根提升绳的张力（kN）；

Fh——主提升机额定提升力（kN）；

W1——非正常工况和特殊工况下承船厢底铺板受到的水体压力和船舶接触压力（kN）；

W0——对应于设计水深的承船厢水体重量（kN）；

n1——提升绳数量；

n2——提升绳和可控平衡绳数量之和。

3　正常工况和非正常工况下牵引绞车单根钢丝绳的最大拉力应按下式计算：

式中：T3——牵引绞车单根钢丝绳的最大拉力（kN）；

T——牵引绞车钢丝绳的总张力（kN）；

n3——牵引绞车钢丝绳数量之和。

6.4.11　卷筒应进行静强度计算和疲劳强度计算。静强度计算应按许用应力法，正常工况下筒体结构许用应力不应大于40%材料屈服极限，非正常工况或特殊工况下筒体结构许用应力不应大于70%材料屈服极限。筒体受压稳定性安全系数不应小于2.5。卷筒结构疲劳计算应符合现行国家标准《起重机设计规范》GB/T 3811的有关规定。卷筒轴的疲劳安全系数不应小于2，轴挠度不应大于其支承长度的1/3500。

6.4.12　固定钢丝绳压板的螺栓或螺柱的安全系数不应小于2.5。钢丝绳与绳槽和压板槽的摩擦系数取值不宜大于0.08。

6.4.13　主提升机和牵引绞车应设置工作制动器和安全制动器。制动器应为常闭式，宜采用液压盘式制动器。工作制动器宜采用调压上闸，其制动荷载应按电动机额定输出力矩计算。不下水式钢丝绳卷扬垂直升船机驱动卷筒上的安全制动器制动荷载应按转矩平衡重重力计算，可控卷筒上的安全制动器的制动荷载应按可控平衡重重力计算；下水式钢丝绳卷扬垂直升船机安全制动器的制动荷载应按承船厢下水过程和承船厢水满厢两种工况中的最大不平衡荷载计算。牵引绞车安全制动器的制动荷载应按非正常工况和特殊工况下的钢丝绳牵引力计算。工作制动器、安全制动器的制动安全系数均不应小于1.5。

6.4.14　工作制动器和安全制动器宜采用液压泵站集中控制。工作制动器和安全制动器应设置上闸和松闸到位检测装置。

6.4.15　垂直升船机主提升机安全制动系统产生的承船厢制动加速度取值应同时满足制动距离小于冲程条件以及对应冲击力下的设备强度安全条件，全平衡主提升机电动机处于发电状态时加速度绝对值不宜大于0.08m/s2，处于电动状态时加速度绝对值不宜大于0.30m/s2；下水式升船机主提升机安全制动系统制动时在主提升机电动机处于发电状态时加速度绝对值不宜大于0.08m/s2。牵引绞车安全制动系统制动加速度绝对值不宜大于0.02m/s2，同时应对牵引绞车对应冲击力下的设备强度和船舶系缆力进行验算。

6.4.16　对于安全等级为特殊级的不下水式钢丝绳卷扬垂直升船机，应使安全制动器的有效制动力以及沿程锁定装置和事故锁定装置的锁定力之和大于船厢设计水重。

6.4.17　主提升机和牵引绞车滑轮结构应进行静强度和疲劳强度计算，按非正常工况和特殊工况荷载校核静强度和稳定性。正常工况滑轮结构计算应力不应大于40%材料屈服极限，非正常工况和特殊工况计算应力不应大于70%材料屈服极限。滑轮结构疲劳强度应符合现行国家标准《起重机设计规范》GB/T 3811的有关规定，滑轮轴的疲劳安全系数不应小于2.0。