錨裝置收放錨鏈故障分析

魯 剛

(四八○四工廠，廣東 湛江 524005)

某船錨裝置主要由錨、錨鏈、轉(zhuǎn)環(huán)組、錨鏈筒、導(dǎo)鏈輪與導(dǎo)輪架、掣鏈器、錨鏈盤、固定裝置、油馬達(dá)和液壓系統(tǒng)等組成，如圖1所示，其結(jié)構(gòu)對稱布置。該船在進(jìn)廠修理前，錨裝置的左側(cè)錨鏈經(jīng)常出現(xiàn)滑鏈故障，且導(dǎo)輪架側(cè)板磨損嚴(yán)重。在修理后系泊試驗(yàn)階段，左側(cè)錨鏈出現(xiàn)了跳鏈、扭轉(zhuǎn)、側(cè)翻等現(xiàn)象。經(jīng)與船方和軍代表溝通后，對導(dǎo)輪架進(jìn)行了換新，對錨鏈盤、掣鏈器局部位置進(jìn)行修復(fù)，經(jīng)過反復(fù)調(diào)整和試驗(yàn)，最終使得收放鏈過程變得順暢，故障現(xiàn)象得以減輕和消除。修理質(zhì)量得到了船方和軍代表的認(rèn)可，確保了交船進(jìn)度。

圖1 錨裝置示意圖

1 故障現(xiàn)象

錨裝置系泊試驗(yàn)時(shí)，故障現(xiàn)象主要表現(xiàn)為以下6點(diǎn)。

1)錨鏈嚙合進(jìn)入錨鏈盤時(shí)，無法順暢滑進(jìn)鏈槽。

2)錨鏈有輕微跳鏈、扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

3)錨鏈在錨鏈筒中偏向左側(cè)(舷外側(cè))，且離筒壁距離較近。

4)錨鏈與導(dǎo)鏈輪只有左側(cè)接觸(舷外側(cè))并受力。

5)錨鏈與導(dǎo)輪架側(cè)板(舷外側(cè))距離太近，經(jīng)常出現(xiàn)刮蹭現(xiàn)象。

6)錨桿進(jìn)錨鏈筒過程中，轉(zhuǎn)環(huán)組工作不順暢，錨爪不能正常緊貼錨穴。

2 原因分析

2.1 錨鏈與錨鏈盤嚙合情況分析

錨鏈隨著錨鏈盤轉(zhuǎn)動(dòng)嚙合進(jìn)入鏈槽時(shí)，總是先與錨鏈盤的右側(cè)接觸，再順著曲面，滑落進(jìn)入鏈槽。當(dāng)曲面不順滑時(shí)，錨鏈就會(huì)無法落入鏈槽，受力較大時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)滑鏈現(xiàn)象。在錨鏈處于繃緊狀態(tài)時(shí)，對錨鏈和錨鏈盤的空間位置進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)錨鏈與錨鏈盤的旋轉(zhuǎn)軸線不是垂直的，如圖2所示，φ略大于90°。分析認(rèn)為，這應(yīng)是導(dǎo)致錨鏈與錨鏈盤嚙合不順，錨鏈總是偏向錨鏈盤右側(cè)的主要原因 。

2.2 錨鏈與掣鏈器接觸情況

錨鏈進(jìn)入掣鏈器凹槽后，總是與凹槽右側(cè)接觸，且在該位置磨損明顯。

圖2 錨鏈盤、掣鏈器、導(dǎo)鏈輪示意圖

2.3 錨鏈與導(dǎo)鏈輪接觸情況分析

在收鏈時(shí)，錨鏈完全偏向?qū)ф溳喿髠?cè)，且有向左側(cè)翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象。分析認(rèn)為，錨鏈的受力不平衡是導(dǎo)致出現(xiàn)翻鏈現(xiàn)象主要原因。在垂直方向，導(dǎo)輪架與錨鏈的傾斜程度不一致就形成了錨鏈與導(dǎo)鏈輪水平投影的夾角α。在甲板面投影上，導(dǎo)鏈輪鏈槽的方向和錨鏈方向不一致就形成了錨鏈與導(dǎo)鏈輪水平投影上的夾角α。如圖3所示，陰影部分錨鏈節(jié)受到拉力F和導(dǎo)鏈輪支撐力N(被動(dòng)力)的作用，拉力F在導(dǎo)鏈輪上的分力F1和F2將會(huì)使得錨鏈向左偏移和翻轉(zhuǎn)。錨鏈與導(dǎo)輪架左側(cè)板距離太近，經(jīng)常刮蹭左側(cè)板也是由于導(dǎo)輪架的傾斜程度與錨鏈不一致所致。

在重力拋錨時(shí)，錨鏈在導(dǎo)鏈輪上有跳鏈現(xiàn)象。分析認(rèn)為，這也是由拉力F的分力F1和F2以及導(dǎo)鏈輪支撐力N共同作用引起的。此外由于導(dǎo)輪架的高度偏低，影響到錨鏈與導(dǎo)鏈輪的包角過小，相互之間的摩擦力也偏?。辉谥亓佸^時(shí)錨鏈下放速度過快，沖擊過大，進(jìn)而出現(xiàn)了跳鏈現(xiàn)象。

圖3 錨鏈在導(dǎo)鏈輪上受力分析

2.4 錨鏈在錨鏈筒內(nèi)情況分析

錨鏈在錨鏈筒中偏向左側(cè)(舷外側(cè))，離筒壁距離約為20 mm，偶爾會(huì)刮蹭到筒壁。分析認(rèn)為：這是由于導(dǎo)輪架在甲板上的水平位置偏左造成的。轉(zhuǎn)環(huán)組工作不順暢也是由上述原因所致，錨桿進(jìn)錨鏈筒過程中，由于位置不正出現(xiàn)卡滯，導(dǎo)致了轉(zhuǎn)環(huán)組不能轉(zhuǎn)到正確位置，進(jìn)而出現(xiàn)了錨爪不能正常緊貼錨穴等問題。

2.5 綜合情況分析

對錨鏈盤、掣鏈器、導(dǎo)鏈輪的空間位置進(jìn)行了分析。上述三個(gè)部件的凹槽在甲板上的投影應(yīng)是一條直線，錨鏈貫串其間。要使得φ=90°(如圖2所示)，若調(diào)整導(dǎo)輪架向左舷移動(dòng)，但這樣會(huì)導(dǎo)致錨鏈與錨鏈筒壁距離進(jìn)一步縮小，甚至接觸筒壁，這顯然是不可行；若調(diào)整錨鏈盤沿其旋轉(zhuǎn)軸線向右移動(dòng)，但這需要改變軸上諸多零部件的位置和支撐軸承位置，顯然不可行；若整個(gè)錨機(jī)基座右移，又會(huì)影響到右側(cè)錨鏈、錨鏈盤、掣鏈器、導(dǎo)鏈輪的狀態(tài)；調(diào)整陷入僵局。

3 解決措施

此次修理若要改變錨鏈筒的位置，這需要該船重新進(jìn)塢或上排，工程量巨大，且嚴(yán)重耽誤交船進(jìn)度。因此，采取了以下措施，進(jìn)行修理和調(diào)整。

1)檢查錨鏈盤的齒形，對受損部位進(jìn)行填焊和打磨。

2)對掣鏈器磨損部位進(jìn)行填焊和打磨處理，使其盡可能恢復(fù)原尺寸，使得φ≈90°。

3)將導(dǎo)輪架往右移動(dòng)，使得錨鏈盡可能往錨鏈筒中部靠攏。

4)提升導(dǎo)輪架的高度到合理位置，增加導(dǎo)鏈輪與錨鏈的包角。

5)在垂直方向，調(diào)整導(dǎo)輪架的傾斜程度與錨鏈一致；在甲板面投影上，導(dǎo)鏈輪鏈槽的方向和錨鏈方向一致。

6)反復(fù)調(diào)整和試驗(yàn)，以達(dá)到最佳效果。

4 修理與調(diào)整

1)在錨鏈盤位置，按照齒模檢查了齒形，對局部凹陷和磨損的部位進(jìn)行填焊修補(bǔ)，對凸出的部位進(jìn)行了打磨，修后曲線順滑合理。

2)在掣鏈器磨損部位，填焊的厚度約有10 mm，調(diào)整后錨鏈基本上能與錨鏈盤的旋轉(zhuǎn)軸線垂直。

3)在甲板平面上，導(dǎo)輪架整體往右移動(dòng)約30 mm，且調(diào)整后導(dǎo)鏈輪鏈槽的方向和錨鏈方向一致。

4)提升了導(dǎo)輪架的高度約50 mm，適當(dāng)增加導(dǎo)鏈輪與錨鏈的包角，調(diào)整后錨鏈在導(dǎo)鏈輪上工作平穩(wěn)性顯著增強(qiáng)。

5)在垂直方向，調(diào)整導(dǎo)輪架的傾斜程度與錨鏈一致，調(diào)整前后對比如圖4所示。

圖4 導(dǎo)輪架傾斜程度示意圖

左導(dǎo)輪架調(diào)整前：La=350 mm,Lb=36 mm；調(diào)整后，La=400 mm,Lb=70 mm。

5 效用試驗(yàn)

經(jīng)過上述修理和調(diào)整后，從整體上看，錨鏈盤、掣鏈器、導(dǎo)鏈輪的凹槽在甲板上投影不是一條直線，錨鏈貫串其間顯得有些扭曲，特別是在掣鏈器部位。但是試驗(yàn)實(shí)際效果來看，整個(gè)錨裝置收放錨鏈情況比之前明顯順暢，主要表現(xiàn)在以下4點(diǎn)。

1)錨鏈嚙合進(jìn)入錨鏈盤時(shí)，沒有偏向一側(cè)的現(xiàn)象，且能順暢滑進(jìn)鏈槽。

2)錨鏈在導(dǎo)鏈輪處的跳鏈、扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象已消除，且與導(dǎo)鏈輪兩側(cè)均有接觸。

3)左側(cè)錨鏈與導(dǎo)輪架側(cè)板(舷外側(cè))基本平行，沒有出現(xiàn)刮蹭現(xiàn)象。

4)錨桿進(jìn)入錨鏈筒過程中，轉(zhuǎn)環(huán)組工作順暢。錨桿收緊后，錨爪能夠貼緊錨唇，且掣鏈器部位鍘刀能正常鎖住錨鏈。

6 結(jié)束語

該船錨裝置修理，對錨鏈盤和掣鏈器部位進(jìn)行了打磨和焊補(bǔ)修復(fù)，對導(dǎo)輪架的高度、水平位置、傾斜角度進(jìn)行了反復(fù)的調(diào)整和試驗(yàn)，最終找到一個(gè)相對合適的點(diǎn)，錨裝置收放錨鏈的故障才得以徹底解決。工廠在后續(xù)一艘同型船修前勘驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)錨裝置存在類似故障現(xiàn)象，該分析和調(diào)整辦法可以得到推廣和應(yīng)用。