多功能小型船用電動錨機的設(shè)計和實現(xiàn)

孫婷婷 燕居懷 孫寧寧

（1.威海海洋職業(yè)學(xué)院，山東 威海264300；2.榮成泓遠化工有限公司，山東 威海264300）

0 引言

目前船舶拋錨、起錨仍以人工操作為主，依賴船員的工作經(jīng)驗而且需要有人在現(xiàn)場監(jiān)視全過程。操作方式比較原始，走錨預(yù)警能力差，存在很多安全隱患。尤其在臺風(fēng)等惡劣天氣，容易發(fā)生人身安全事故、船舶走錨以及船舶走錨引起的撞船、撞橋、擱淺等事故。若實現(xiàn)錨泊操作的遠程控制及長度測量，使操作員不必登船或不必現(xiàn)場監(jiān)視全過程就能完成拋錨、起錨等操作，上述安全問題將得到明顯改善。

1 多功能小型船用電動錨機的設(shè)計方案

針對現(xiàn)有小漁船上錨機結(jié)構(gòu)簡單、功能單一、操作不方便以及各部分結(jié)構(gòu)過于簡化，該多功能小型船用電動錨機根據(jù)《電焊錨鏈》、《海船用起錨機和起錨絞盤》、《起錨機和起錨絞盤性能參數(shù)》和《電動起錨機和起錨絞盤試驗方法》等規(guī)范設(shè)計機械傳動、電氣控制部分等，使得電動錨機的多功能主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）將錨機模型控制方式由單一的本地控制改為本地與遠程相互切換的控制。

（2）運用按鈕式遙控控制。

（3）完善與優(yōu)化電氣線路；增加機械減速部分，模擬齒輪傳動。

（4）增加電磁離合，模擬實際使用的手動離合部分。

（5）增加錨鏈長度檢測模塊等；優(yōu)化整體結(jié)構(gòu)，完善與實際使用相匹配的各個部分，縮小占用空間。

該錨機采用三速電動機直接驅(qū)動減速機，通過開式齒輪傳動系統(tǒng)帶動設(shè)備運行，設(shè)備中含有錨鏈錨機部分、卷筒部分，可用于收放錨、系泊、系纜、卷纜等，該設(shè)備符合鋼質(zhì)漁船建造規(guī)范，適合教學(xué)和休閑漁船使用。

2 多功能電動錨機機械設(shè)計

機械部分由電動機、減速機、齒輪傳動、電磁離合器、鏈輪模型、電動／手動剎車制動器、卷纜筒、錨和錨鏈模型、摯鏈器等組成，其具體裝置如圖1所示。

圖1 電動錨機機械部分

2.1 減速機的配置

該系統(tǒng)采用電機驅(qū)動S系列減速機，減速機輸出軸帶動開式傳動中的小齒輪，然后驅(qū)動大齒輪。大小齒輪速比可根據(jù)實際需要，在保證符合教學(xué)實際要求的≥9m／min的前提下，進行部分修改，以改變相應(yīng)的使用速度和拉力載荷，而不是僅限于簡單轉(zhuǎn)動。動力通過齒輪傳遞到錨鏈輪處，拉力載荷與速度設(shè)計符合鋼質(zhì)漁船建造規(guī)范要求，可供教學(xué)使用的同時，也可用于小型船舶。

2.2 錨鏈輪的配置

該系統(tǒng)也可設(shè)置為兩個錨鏈輪或單個錨鏈輪，同時增加卷纜筒。若設(shè)置為兩個錨鏈輪，則兩輪之間間距暫定為500mm，中心高暫定為150mm，減速機R27（100L），速比50，錨機總長不超過1 200mm；設(shè)置為單個錨鏈輪的話，長度不超過700mm。

2.3 剎車與離合的選配

錨機可設(shè)置手動離合和手動剎車，也可使用原有的電動離合和電動剎車，并且卷筒和錨鏈輪可單獨設(shè)置各自的剎車和離合，二者可同時和單獨運行。

3 電動錨機電氣設(shè)計部分

電動錨機電氣控制部分如圖2所示。

圖2 電動錨機電氣控制部分

3.1 電動機選擇

為實現(xiàn)與實際使用相同的三擋速度和三擋載荷，該多功能電動錨機采用4／6／12三速電動機直接驅(qū)動。

3.2 電氣控制部分電控箱的功能

按照船舶建造規(guī)范和船舶電氣行業(yè)標準，電氣控制部分設(shè)定電控箱等級IP56。為方便顯示錨機運行狀態(tài)，箱體設(shè)置有指示燈，可顯示當前的電氣狀態(tài)。

3.3 本地—遠程操作的配置

可通過手持遙控進行本地—遠程操作轉(zhuǎn)換，主令控制器采用船舶實際使用主令控制器，當操作轉(zhuǎn)換為本地按鍵時，主令控制器可操作錨機，控制卷筒進行收放、換速和開停機；當操作轉(zhuǎn)換為遠程開按鍵時，可實現(xiàn)與主令控制器相同的動作，能在船舶過度顛簸或傾斜等特殊情況下實現(xiàn)遠距離遙控操作。

3.4 人身安全保護體系

電氣部分符合相關(guān)規(guī)范和等級要求，有相應(yīng)的接地系統(tǒng)，漏電保護動作電流≤30mA，漏電保護動作時間≤0.1s，此外電氣部分可增加溫控和電流檢測部分，以期有可靠的人身安全保護性，電控箱、用于操作的主令控制器和遠程遙控器均設(shè)置有急停開關(guān)，增加保護性。

4 結(jié)語

該多功能小型船用電動錨機，可同時使用錨鏈輪或纜繩進行系泊和起放錨，在做教學(xué)模型的同時，可供一定情況下的小型漁船使用，在符合實際操作的前提下，增加遠程遙控裝置、錨鏈長度測量部分，增加電磁離合，裝置的電氣自動化程度高、體積緊湊、使用效率高。

［1］富貴根.船舶配套設(shè)備國產(chǎn)化及標準化發(fā)展研究［J］.船舶標準化工程師，2008（6）：5－9.

［2］楊慶堂.PLC在船用三速錨機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.中國科技信息，2008（24）：112，114.

［3］趙貝爾，施云飛，徐振華，等.淺析船舶電動錨絞機驅(qū)動方法與特性［J］.機電設(shè)備，2011（6）：54－56.

［4］GB／T549—2008 電焊錨鏈［S］.

［5］GB／T4447—2008 海船用起錨機和起錨絞盤［S］.

［6］CB／T3858—1999 起錨機和起錨絞盤性能參數(shù)［S］.

［7］CB／T3242—1995 電動起錨機和起錨絞盤試驗方法［S］.