一种艉滚筒装置及设有艉滚筒装置的三用工作船的制作方法

本发明涉及船舶工程技术领域，特别涉及一种艉滚筒装置及设有艉滚筒装置的三用工作船。

背景技术：

三用工作船是为海上石油工程提供多种特点作业服务的深水作业三用型守护船。船舶能低速巡航于海上石油平台附近，随时随地听候海上石油平台的召唤，为海上石油平台提供多种物资和材料，同时，三用工作船上还设置有拖缆系统，使得三用工作船还能进行起抛锚作业及进行平台和大型船驳的拖运工作。

三用工作船的拖缆系统包括设置在甲板上拖缆机和一个设置在船尾的艉滚筒，将缆绳的一端固定连接在拖缆机的卷筒上，缆绳的另一端绕过艉滚筒后与被拖物连接，以实现三用工作船的起抛锚作业和拖运作业。

随着三用工作船的拖带能力越来越大，艉滚筒所需要承受的载荷也越来越大，相应的艉滚筒的外形尺寸也需要随之增加，安全工作负载为500吨的艉滚筒的直径需达到4米以上，导致艉滚筒的重量达到上百吨，这使得艉滚筒的制造和安装的成本高、难度大，而且当三用工作船执行起抛锚作业和拖运作业时，由于缆绳需要带动艉滚筒转动，艉滚筒自重在艉滚筒的转动轴承上产生的摩擦力过大，导致拖缆系统的能耗过高。

技术实现要素：

为了解决现有的艉滚筒外形尺寸及重量较大制造和安装的成本高、难度大，且在三用工作船起抛锚作业和拖运作业时，缆绳需要带动艉滚筒转动，由于艉滚筒自重在转动轴承上产生的摩擦力较大，导致拖缆系统的能耗过高的问题，本发明实施例提供了一种艉滚筒装置及设有艉滚筒装置的三用工作船。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种艉滚筒装置，适用于三用工作船，所述艉滚筒装置位于所述三用工作船的船尾，所述艉滚筒装置包括：固定设置在所述三用工作船上的两个第一轴承座和两个第二轴承座以及转动连接在两个所述第一轴承座上的第一艉滚筒和转动连接在所述两个第二轴承座上的第二艉滚筒，所述第一艉滚筒的轴线与所述第二艉滚筒的轴线平行，且所述第一艉滚筒的轴线所在的水平面位于所述第二艉滚筒的轴线所在的水平面的下方，所述第一艉滚筒的轴线所在的竖直平面到所述船尾的距离小于所述第二艉滚筒的轴线所在的竖直平面到所述船尾的距离。

进一步地，所述第一艉滚筒的内壁上沿所述第一艉滚筒的周向均匀间隔设置有若干第一筋条，所述第二艉滚筒的内壁上沿所述第二艉滚筒的周向均匀间隔设置有若干第二筋条。

更进一步地，所述第一筋条的长度方向与所述第一艉滚筒的轴线方向平行，所述第二筋条的长度方向与所述第二艉滚筒的轴线方向平行。

具体地，所述第一筋条焊接固定在所述第一艉滚筒的内壁上，所述第二筋条焊接固定在所述第二艉滚筒的内壁上。

进一步地，所述第一艉滚筒内平行间隔设有若干第一环形隔板，且所述第一环形隔板垂直于所述第一艉滚筒的轴线方向，所述第二艉滚筒内平行间隔设有若干第二环形隔板，且所述第二环形隔板垂直于所述第二艉滚筒的轴线方向。

具体地，所述第一环形隔板的外缘焊接在若干所述第一筋条和位于若干所述第一筋条之间的所述第一艉滚筒的内壁上，所述第二环形隔板的外缘焊接在若干所述第二筋条和位于若干所述第二筋条之间的所述第二艉滚筒的内壁上。

优选地，所述艉滚筒装置还包括用于防止被拖物掉入所述第一艉滚筒和所述第二艉滚筒之间的挡板。

具体地，两个所述第一轴承座和两个所述第二轴承座分别通过螺栓固定连接在所述三用工作船上。

本发明实施例还提供了一种设有艉滚筒装置的三用工作船，所述三用工作船的尾部设有如权利要求1所述的艉滚筒装置，所述三用工作船上还设有拖缆装置，所述拖缆装置包括缆绳和拖缆机，所述缆绳的固定端连接在所述拖缆机上，所述缆绳的活动端绕过所述艉滚筒装置后，用于与被拖物相连。

进一步地，所述缆绳的活动端绕过所述第二艉滚筒或依次绕过所述第二艉滚筒和所述第一艉滚筒后用于与所述被拖物相连。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过在三用工作船的船尾设置两个艉滚筒构成的艉滚筒装置，两个艉滚筒分担了在现有技术中由一个艉滚筒来承受的载荷，从而使每个艉滚筒上的载荷均小于现有技术中一个艉滚筒上的载荷，在设计艉滚筒时，可以使得艉滚筒的尺寸更小，制造和安装的成本更低，难度也比较小，同时，当三用工作船拖物时，若被拖物端的缆绳与水平面的夹角小于两个艉滚筒轴线所在的平面与水平面的夹角，则缆绳只用带动其中一个艉滚筒转动，由于单个艉滚筒的重量小于现有技术中只设置一个艉滚筒时艉滚筒的重量，由艉滚筒自重在艉滚筒的轴承座上产生的摩擦力也会更小，减小了拖缆系统的能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的艉滚筒装置的整体结构示意图；

图2是本发明实施例提供的艉滚筒装置的主视结构示意图；

图3是本发明实施例提供的艉滚筒装置的竖直方向的截面示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的艉滚筒装置的整体结构示意图，参见图1，该艉滚筒装置适用于三用工作船，艉滚筒装置2位于三用工作船的船体1的尾部，在船体1的甲板上还设有拖缆机3，缆绳4的一端固定在拖缆机3上，缆绳4的另一端绕过艉滚筒装置2后用于与被拖物相连。

图2是本发明实施例提供的艉滚筒装置的主视结构示意图，艉滚筒装置2包括：固定设置在三用工作船的船体1上的两个第一轴承座5和两个第二轴承座6以及转动连接在两个第一轴承座5上的第一艉滚筒7和转动连接在两个第二轴承座6上的第二艉滚筒8，第一艉滚筒的7轴线与第二艉滚筒8的轴线平行，且第一艉滚筒7的轴线所在的水平面位于第二艉滚筒8的轴线所在的水平面的下方，第一艉滚筒7的轴线所在的竖直平面到船尾的距离小于第二艉滚筒8的轴线所在的竖直平面到船尾的距离。

具体地，如图2所示，以缆绳4绕在艉滚筒装置2上的夹角为90°为例进行说明，缆绳上的拉力设为F，当只使用一个艉滚筒时，缆绳对艉滚筒的作用力为2sin45°×F，而当使用两个艉滚筒时，缆绳绕在艉滚筒装置上的夹角仍为90°，缆绳上拉力仍未F时，第一艉滚筒的轴线和第二艉滚筒的轴线所在的平面与水平面的夹角为α，且0°<α<90°，第一艉滚筒上受到的缆绳的力为2sin(45°-α/2)×F，第一艉滚筒上受到的缆绳的力为2sin(α/2)×F，由于45°-α/2<45°，且α/2<45°，因此第一艉滚筒和第二艉滚筒上受到的缆绳的力均小于现有技术中使用一个艉滚筒时受到的缆绳的力，从而在设计艉滚筒的尺寸时，本发明中的艉滚筒的尺寸可以更小。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过在三用工作船的船尾设置两个艉滚筒构成的艉滚筒装置，两个艉滚筒分担了在现有技术中由一个艉滚筒来承受的载荷，从而使每个艉滚筒上的载荷均小于现有技术中一个艉滚筒上的载荷，在设计艉滚筒时，可以使得艉滚筒的尺寸更小，制造和安装的成本更低，操作起来难度也比较小，同时，当三用工作船拖物时，若被拖物端的缆绳与水平面的夹角小于两个艉滚筒轴线所在的平面与水平面的夹角，则缆绳只用带动其中一个艉滚筒转动，由于单个艉滚筒的重量小于现有技术中只设置一个艉滚筒时艉滚筒的重量，由艉滚筒自重在艉滚筒的轴承座上产生的摩擦力也会更小，减小了拖缆系统的能耗。

图3是本发明实施例提供的艉滚筒装置的竖直方向的截面示意图，第一艉滚筒7的内壁上沿第一艉滚筒7的周向均匀间隔设置有若干第一筋条10，第二艉滚筒8的内壁上沿第二艉滚筒8的周向均匀间隔设置有若干第二筋条11。通过第一筋条10和第二筋条11对第一艉滚筒7和第二艉滚筒8进行加固，可以增加第一艉滚筒7和第二艉滚筒8的承重能力。

更进一步地，第一筋条10和第二筋条11为半圆柱状，且第一筋条10的长度方向与第一艉滚筒7的轴线方向平行，第二筋条11的长度方向与第二艉滚筒8的轴线方向平行。这样的结构相比于传统的在滚筒内设置纵向的筋板的形式，滚筒内的空间更大，筒体内可以设置更密集的筋条，改善筒体局部应力和变形的情况，稳定性更好。

具体地，第一筋条10通过焊接的方式固定在第一艉滚筒7的内壁上，第二筋条11也通过焊接的方式固定在第二艉滚筒8的内壁上。

进一步地，第一艉滚筒7内平行间隔设有若干第一环形隔板12，且第一环形隔板12垂直于第一艉滚筒7的轴线方向设置，第二艉滚筒8内平行间隔设有若干第二环形隔板13，且第二环形隔板13垂直于第二艉滚筒8的轴线方向设置。通过环形隔板对筒体进一步的加固，增加筒体的稳定性。

具体地，第一环形隔板12的外缘焊接在若干第一筋条10和位于若干第一筋条10之间的第一艉滚筒7的内壁上，第二环形隔板13的外缘焊接在若干第二筋条11和位于若干第二筋条11之间的第二艉滚筒8的内壁上。

如图2所示，艉滚筒装置2还包括用于防止被拖物掉入第一艉滚筒7和第二艉滚筒8之间的挡板9。通过挡板9可以防止被拖物拖起后落入第一艉滚筒和第二艉滚筒之间的区域。

具体地，两个第一轴承座5和两个第二轴承座6分别通过螺栓固定连接在三用工作船上。

本发明实施例还提供了一种设有艉滚筒装置的三用工作船，该三用工作船的尾部设有如上所述的艉滚筒装置，三用工作船上还设有拖缆装置，拖缆装置包括缆绳和拖缆机，缆绳的固定端连接在拖缆机上，缆绳的活动端绕过艉滚筒装置后，用于与被拖物相连。

通过在三用工作船的船尾设置两个艉滚筒构成的艉滚筒装置，两个艉滚筒分担了在现有技术中由一个艉滚筒来承受的载荷，从而使每个艉滚筒上的载荷均小于现有技术中一个艉滚筒上的载荷，在设计艉滚筒时，可以使得艉滚筒的尺寸更小，制造和安装的成本更低，操作起来难度也比较小，同时，当三用工作船拖物时，若被拖物端的缆绳与水平面的夹角小于两个艉滚筒轴线所在的平面与水平面的夹角，则缆绳只用带动其中一个艉滚筒转动，由于单个艉滚筒的重量小于现有技术中只设置一个艉滚筒时艉滚筒的重量，由艉滚筒自重在艉滚筒的轴承座上产生的摩擦力也会更小，减小了拖缆系统的能耗。

具体地，在本实施例中，缆绳的活动端可以绕过第二艉滚筒后用于与被拖物相连，也可以依次绕过第二艉滚筒和第一艉滚筒后。具体地，当缆绳的活动端与水平面的夹角大于两个艉滚筒轴线所在的平面与水平面的夹角时，缆绳的活动端依次绕过第二艉滚筒和第一艉滚筒，当缆绳的活动端与水平面的夹角小于两个艉滚筒轴线所在的平面与水平面的夹角时，缆绳的活动端绕过第二艉滚筒后与被拖物相连。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。