第4章 系泊设备(船舶结构与设备课件)

第二节 系缆的名称、作用与配备
• 系缆的主要作用是：靠泊、拖带、协助操纵及移泊。
１、系泊码头时缆绳的名称与作用 按位置、出缆的方向和作用，分为：头缆、尾缆、前(首)横 缆、后(尾)横缆、前(首)倒缆、后(尾)倒缆等。 1)头缆(首缆) 2)尾缆 3)前倒缆(首倒缆) •离泊作业中，常用前倒缆带住船首，利用车舵或风流将船 尾甩出，再用倒车使船驶离泊位。
十字系缆桩、斜式
双柱系缆桩及羊角 桩等。大中型船舶
多采用双柱系缆桩。
一、系缆装置
二、导缆装置
1.作用与位置：①引导缆绳按一定方向从舷内通向舷外， 改变缆绳走向并限止其位置； ②减少缆绳与舷边的磨损，避免因急剧弯折而增大所受应 力。船首尾及两舷都设有导缆装置。
2.种类： ①导缆孔 ②导向滚柱：在甲板端 部及上下两层甲板间。
（2）试验强度：指绳索制造厂在CCS验船师监督下进行拉 力试验时的强度，一般其破断强度的3/4。 （3）安全强度：指缆绳所允许的最大安全负荷。安全强 度计算公式：
安全强度=破断强度/安全系数
一般情况下，安全系数取6，系船缆取6-8，拖缆取8-10.
尺寸比：根据实验测定，在负荷相同的条件下，它们之间的尺寸比为 （C1、C2、C3、d分别为设定为系缆的周径和链条的直径）： C1 ∶C2 ∶C3 ∶d＝3∶1.7∶1∶0.3 从上述关系可以看出，采用钢丝绳尺寸最小，操作比较方便。 质量比：这几种系缆每100m的质量P（kg）比为： P1∶P2∶P3∶P4＝2.2∶0.5∶1∶6.6 因此，从操作轻便方面来看，似乎尼龙绳最为合适。 拉断位能比：系缆受力时将发生弹性变形，因此，各种绳索都有其拉断 位能。当在同一工作载荷下，它们之间的拉断位能比约为： V1∶V2∶V3∶V4＝8∶27∶1∶25 因此，就拉断位能而言，尼龙绳最好，链条次之，白棕绳更次，钢丝绳 居最后。 通过以上的性能比较，不难看出，尼龙绳的重量轻，拉断位能好，虽然 它的尺寸比钢丝绳大些，但它比钢丝绳柔软。因此，目前在船舶上多采用 尼龙绳作系船缆。钢丝绳的强度大、耐磨、价廉，常用作辅助系船缆。由 于链条的拉断位能较好，又耐磨，因而可用于长时间停泊或大风中系泊。
复合绳每股均有金属丝核心，外覆纤维护套，有3、4或6 股，可用于系船缆或拖缆。缆绳强度较大，一根周长8.5in粗 的复合缆的强度相当于同样粗细的2.5根丙纶缆的强度。
二、缆绳的强度及规格
1）缆绳的规格（粗细） 除用股数和丝书表达外，还需用以绳索截面的外圆直径D （mm） 和周长C（in）来衡量，其换算关系近似为： C/D≈1/8 2）缆绳长度： 钢丝缆：一般为220m，也有50mm一捆。 纤维缆：一般为220m 一捆（拧绞）； 过去有100m一捆（编制）。 3)系缆重量 钢丝缆估算公式：W≈kd2 式中：W----每100m钢丝缆的重量（kg） d----钢丝缆直径（mm） k----系数 系数k硬钢丝绳、半硬钢丝绳取0.35；软钢丝绳取0.3。
锚链系浮作业：挂锚、拆链、系浮 将第一节锚链与第二节锚链间的连接环拆开，用挂缆将锚 挂在首舷外。锚链从第二节起松出，这个操作过程称为“挂
锚”。
1-力链； 2-惰链； 3-保险缆； 4-挂缆；
5-送出缆
3.拖缆的名称与作用
靠离码头、头或为确保安全，常用拖轮协助大船操作； 船舶失控时，也可用拖船进行吊拖和绑拖。拖带缆的名称 根据不同的拖带方式可分为： 1)傍拖的拖缆 船舶失控时，较多采用吊拖或尾 绑拖，也可两者兼顾。尾绑拖也 称掮（缆）拖，相当于船舷尾部 的一侧增加一台主机，能使船前 后，移动也易使船朝另一舷转向。 绑拖需 3根缆。传递推力的掮缆由 大船出， 头缆(领水缆)与尾缆(艄缆) 由拖船出。
导向滚柱
导缆孔
导向滚柱示意图
• ③导缆钳：有闭式、开式、无滚轮和带滚轮等种类。导缆 钳都是铸造的，有整体式和组合式两种。大中型船舶都采 用带滚轮的导缆钳(可减轻对系缆的磨损)。一般设置在首 尾的舷墙或甲板上。
导缆钳
• ④导向滚轮：有直立式和水平式两类，一般设置在大中型 船首尾部导缆钳或导缆孔与系缆机械之间的甲板上，用以 改变缆绳方向或避免缆绳与舷边直接磨擦。导向滚轮通常 作为配合锚机或绞缆机绞缆的导缆装置。
第四章 系泊设备
（二） 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 系船缆 系船缆的名称、作用与配备 系泊设备的组成 系泊设备的检查保养和使用注意事项 系离码头作业概述
第一节 系 船 缆
一、系船缆的种类和特点 系船缆(系船索)：用于船舶系固于码头、浮筒、他船 或拖带的绳索。 要求：具有强度大、耐腐蚀、耐磨、密度小、弹性
⑤转动导缆器：又称万向导缆器(孔)。特点是在孔的左右及 上下均装设滚轮或滚，工作 条件大为改善。
三、绞缆机 1、绞缆机（warping winch;mooring winch）用于 绞收缆绳.船首的绞缆机由锚机兼，尾部单独设 置。 1）按规范要求，船用绞缆机的绞缆速度应能达到 15m/min; 2）绞缆机的拉力应能达到所配置的系缆破断力的 75％； 2、种类： • 按动力形式分：电动式、液压式、蒸汽式 • 按转轴方向分：卧式绞缆机；立式绞缆机： (capstan)
率较大，弹性大，有一定吸水性，耐气候能力较差，曝晒
过久强度会下降。
白棕绳
棉麻绳
油麻绳
尼龙绳
涤纶绳
丙纶绳
（2)涤纶绳：强度仅次于尼龙绳，最耐高温和耐气候，适应 于高负荷连续磨擦，抗酸、碱和油类能力强，吸水率仅为
0.4%，价格最高。
（3)丙纶绳和乙纶绳：特性相似，即密度较小，能浮于水面， 吸水性不大，低温时仍具有足够强度，柔软便于操作。乙纶
绳对化学物品抗蚀性最强； 丙纶绳耐磨，其破断力为 尼龙缆
破断力的51%～66%，是目前船上配备较多的一 种缆绳。两种 缆绳都不耐热。
乙纶绳
（4)维尼龙绳：强度在化纤 绳中最小，外表很象棉 纱 绳，弹性差，吸水性最大， 耐油类和盐类物质，
耐气 候，价格便宜。
维尼龙绳
2.钢丝缆
1)特点：强度大、重量轻、使用寿命长。 2)种类：有硬、半硬和软钢丝缆三种。 ①硬钢丝绳：由6股钢丝股绕着一股钢丝股芯搓成。无油麻 芯，是最硬的钢丝绳，操作不便，但强度最大。除用于大桅 和烟囱等支
3、自动张力绞缆机 自动系缆绞车的目的： 可根据系缆的受力情况自动调整缆的长度； 可减轻船员的劳动强度； 使用时不易磨损缆绳，使其延长使用寿命；
索(静索)外，还可用作拖索和系船索。
②半硬钢丝绳：由6股钢丝股绕着一股油麻芯搓成。中间有 一股油麻芯。强度较大，比硬钢丝软，操作较方便。一般用 作拖缆、保
险缆和系船缆，也可用作重型吊杆的吊货索。
③软钢丝绳：与半硬钢丝绳基本相同，但在每一股钢丝股内 还有一股油麻芯，共有7股油麻芯。最柔软，便于操作， 强度最小，一般用于系船缆、吊货索、吊艇索及系固等。 3)油麻芯的作用：①起衬垫作用，减少内部磨擦；②增加柔 软度，便于操作；③防止内部锈蚀；④起润滑作用。 4)钢丝绳的软硬不仅与油麻芯有关，与钢丝的韧性及结构形 式也有关，同结构类型同直径的钢丝绳丝数越多越软。
适中、质地柔软、使用方便等特点。
(一)按结构方式分: 搓绞绳 、编绞绳 、编织绳
(二)按材料分: 1.纤维缆 有植物纤维缆和化纤缆两种。
应由CCS认可的工厂制造，并应符合CCS接受的有关标准。
1)植物纤维缆白棕绳、棉麻绳及油麻绳三种。 2) 化纤缆绳主要有以下几种： （1）尼龙绳(锦纶绳)：是化纤绳中强度最大的一种。 特点是耐磨，对酸碱和油类等有一定的抵抗能力，但伸长
1)单头缆：从首尾方向送至浮筒，至少各两根。钢丝缆用卸扣系在浮筒环上 ；纤维缆用司令扣系在浮筒环上。强风急流时须增加数量。
2)回头缆：回头缆主要是在离浮筒时利用其自行离浮，平时不受力，带好浮
筒后应比单头缆松弛些。首尾各带一根，方法是用一根较长的钢丝缆从首 尾的左舷或右舷送出穿过浮筒环后再从另一舷拉回船上挂在脱钩上。
6)钢丝缆的规格
• 钢丝缆的规格除用股数和 丝数表达外，还需用绳索
的截面外接圆直径(mm)来
表示。
7)钢丝绳的重量 钢丝绳的重量估算公式为： W≈kd2 式中： W——每米钢丝绳的重量(kg)； d —— 钢丝绳直径(cm)；
k —— 系数，硬钢丝绳、半硬钢丝绳取0.35，软钢丝绳
取0.30。
3.复合缆
防擦装置
4.系缆的配备
根据船舶舾装数N配备，在《钢规》中查得应配置的系缆 和拖缆的长度、规格、数量和破断力。 一般万吨级的沿海或远洋船舶的系船缆应至少配备：首缆 和尾缆各3～4根、前后倒缆左右舷各1根，前、后各配保 险缆1根(兼作拖缆用)，另配备用缆前后各1～2根。 如果A/N>0.9，系缆的数量应按下列要求增加： A/N： 0.9＜A/N≤1.1 1.1＜A/N≤1.2 ＞1.2 增加根数： 1 2 3 作带缆用的化纤缆绳其周长应不小于63mm(直径20mm)， 直 径大于65mm的可作保险缆。作系船缆或拖缆用的钢丝 缆一 般采用6×24+7的软钢丝缆绳，直径大于56mm时应 采用 6×37+1的钢丝绳。一般钢丝缆绳的直径在20～ 36mm的可用作带缆，直径在36mm以上的钢丝缆可用作 拖缆和保险缆。

第三节 系泊设备的组成
系泊设备除了船缆、系缆装置，还包括导缆装置、挽缆装 置、绞缆机械、缆绳卷车及附属用具等组成。
一、系缆装置
1.作用：用于在靠泊和拖带作业时固定缆绳的一端。 2.位置：首尾楼甲板和船中部甲板等部位设有挽缆用的缆桩。 3.种类：缆桩有铸 造也有用钢板围焊
而成的。有单柱系
缆桩、双柱系缆桩、 单十字系缆桩、双
卷入大船螺旋桨。
4）应急拖带装置 • 国际海事组织(IMO)要求停泊中的油船，在其外舷(档)的 首尾处各垂下一根应急拖缆，其琵琶头应垂于水面上方， 并在装卸与压载过程中保持此状。用于防止拖缆落入水中 的绑扎小绳应便于拖船上的船员判断、解掉或拉断。 • 《钢规》也对20000载重吨及以上的液货船，包括油船、 化学品液货船和液化气体船配备应急拖带装置作了明确的 规定。
5)钢丝缆的要求
• CCS《材料与焊接规范》规定，用作系船索、拖索和尾锚索的 钢丝绳应符合以下要求：
①应采用优质碳素结构钢，其硫、磷含量应≯0.035%。
②钢丝的抗拉强度一般应在1420～1570N/mm2、1570～1770N/mm2 或1770～1960N/mm2的范围内。
③应采用全镀锌的钢丝绞制成。
4)系缆强度 （1） 破断强度：指缆绳在拉力试验机上逐渐增大受力，直 至断裂时所承受的最大拉力。 注意：只是在钢丝绳的质量证书或国家标准中所查得的 破断负荷的单根钢丝破断负荷的总和，搓成绳后，它的破断 长度只有上述强度的87%。如果没有资料可查，可用公式： T=420d2 式中：T----钢丝缆的破断强度（N） d----钢丝缆直径（mm） T=98Kd2 式中：T----化纤缆的破断强度（N） d----化纤缆直径（mm） K----系数；丙纶绳0.74-0.85；尼龙绳1.19-1.33， 改良丙纶绳1.10-1.21；复合缆2.0.
4)后倒缆(尾倒缆)
5)横缆(首、尾横缆) 系泊时,以上各缆并不一定同时采用。系靠码头时，系缆的 使用将根据码头的情况、船舶的长度、缆绳强度、停泊时间的 长短、天气和潮汐及港口涌浪等因素的影响程度而定。
1-首缆；2-尾缆；3-前横缆；4-后横缆；5-前倒缆；6-后倒缆
2.浮筒系缆的名称与作用
有单头缆与回头缆两种。
卧式绞缆机
立式绞缆机
卧式绞缆机占用甲板面积较大。立式 绞缆机又称系缆绞盘，动力装置一 般设在甲板下面，占用甲板面积少 ，并有利于保护机器。
3、自动张力绞缆机 随着船舶的大型化和自动化，目前不少新船的船首、船 尾配备了自动张力绞缆机，其动力源有电动的，也有液 压的。它能根据系缆的受力情况自动调整系缆的长度， 减轻了船员的劳动强度。但它在使用时因频繁收放容易 磨损系缆。
2)横向顶推的拖缆 靠离泊时用。顶推时，此缆相当于拖船的头缆用来控制拖 船的船首，并在车舵的配合 下，使拖船与大船保持丁字 形状态。拖开时起拖缆作用。 3)吊拖的拖缆 分船首吊拖和船尾吊拖。有 流的港口吊拖大船掉头；过 桥洞船闸，采用首尾同时吊 拖。吊拖大船掉头时，一般 由大船出头缆，尾拖缆一般 由拖船出，以使解缆时不易