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探讨船舶锚机制动器故障及处理
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锚机操作规程
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起锚机& & & 1、锚机作为抛锚、起锚的机械，其上的滚筒可作绞缆用。& & & 2、船上用于收放锚及锚链的机械。& & & 3、简称锚机。用以抛锚、起锚、收放锚链并兼作停泊时绞收系缆的机械。& & & 4、放出或收进锚索（锚链或钢丝绳）以及锚的甲板机械，同时也是抛锚时系住船舶的装置。
立式锚机& & & 锚机主要由链轮轴、锚链轮、绞缆筒、离合器、传动机构和刹车机构等组成。按动力分，有人力、电动和液压数种；按机构分，有立式和卧式。链轮轴作水平布置，锚链轮有一个或两个供起单锚和双锚用，绞缆筒用于收绞缆索。锚链轮、绞缆筒和链轮轴之间用牙嵌式离合器联接或脱离。刹车机构用以控制锚链的收放速度。人力锚机用于小船或作应急备用，一般舰船只装一台锚机，可分别或同时起抛左右锚，还能绞缆，通常安装在舰船的首楼甲板上，起锚机应能倒转并具有足够功率，现已广泛应用将起锚、系泊、带缆等多种作业只用一台机组的组合锚机。& & & 锚机用人力、蒸汽机、电动机、液压马达等作为动力。通常安装在船的首楼甲板上。其发展趋势是用一台机组实现起锚、系泊、自动系泊和带缆等作业。& & & 锚机按其主轴（安装链轮或滚轮的轴）的方向可分为两大类，即卧式锚机和立式锚机，后者又称为起锚（系缆）绞盘。卧式锚机通常是指配置链轮的锚机，可分为双链轮卧式锚机和单链轮卧式锚机，后者又称为单侧式卧式锚机。& & & 锚机是抛锚、起锚，以及绞收缆绳的机械装置。锚机的链轮轴成水平布置的叫卧式锚机，是一般商船采用的锚机；成垂直布置的叫立式锚机，多用于军舰。按动力不同，分为电动锚机、液压锚机和蒸汽锚机三种，结构大致相同。电动锚机广泛应用于内燃机船上，蒸汽锚机目前海船已少用，油船上为了防火防爆，也还有用蒸汽锚机。&锚机& & & 锚机能同时或分别抛、起左右两锚；能同时从水深不少于45m深处绞起双锚；离合器一人可以操作；有可靠刹车装置；用刹车带抛锚时，能分别或同时将两锚抛出，且能随时刹住。&& & & 中小型船舶一般设置双链轮卧式锚机；大型船舶，尤其是艏部甲板宽度较大的船舶配置单侧式（单链轮）卧式锚机较为合适。运输船舶很少使用立式起锚绞盘，但是某些船舶由于能用于布置锚设备的甲板面积很小，或是其他原因不适合采用卧式锚机时，应使用立式绞盘。 &&
& & & 起锚机主要由基座、支架、锚链轮、刹车、链轮、变速箱、电控系统（手动起锚机除外）等组成，电动起锚机有电动机，液压起锚机有液压泵站。起锚机是根据船舶的大小和锚及锚链的尺寸来选型。
& & & 锚机按照驱动形式可以分为：手动、电动、液压、气动等。 & & & 锚机按照锚链直径可以分为φ12--φ120mm 等若干种规格。& & & 锚机按照卷筒分布又可以分为单侧和双侧。
锚机种类与结构
双链轮卧式锚机& & & 锚机是抛起锚的机械装置，设在船首部。其链轮两侧的滚筒可作收放缆绳之用。& & &&锚机按动力的不同可分为电动、电动液压和蒸汽锚机。目前，海船上锚机以电动锚机和电动液压锚机为主，二者主要结构基本相同。在一些早期建造的油轮上，为防火防爆，也有使用蒸汽锚机的。& & & 电动锚机（electric&windlass）的动力源是电动机。经过减速箱的变速小齿轮传动，小齿轮带动大齿轮使载荷轴转动，载荷轴上有链轮，大齿轮与小齿轮的啮合和脱开由离合器控制，以控制链轮的转动与否。在抛起锚作业中，当离合器脱开时，主轴和卷筒转动而链轮不转，可作为抛锚或绞缆之用。当离合器合上时，卷筒与链轮同时转动，可作为起锚或深水抛锚时送锚之用。在链轮上设有带式刹车，用以刹住链轮，以控制松链速度。单侧卧式锚机& & & 液压锚机（hydraulic&windlass）也称电动液压锚机，由电动机带动液压泵，驱动油马达，然后经过减速器(或无需减速器)使锚机运转。它结构紧凑，体积小，操作平稳，变速性能好，但制造技术和维护保养要求较高。& & & 蒸汽锚机由蒸汽机带动。经过曲拐轴由齿轮带动滚筒轴运转，由滚筒轴借由离合器带动链轮运转，链轮上也设有刹车装置。其特点是动力大，结构简单。使用蒸汽锚机时应预先暖缸，用毕要排水放汽，以放尽汽缸中残余水汽。天冷时，为防冻要进行跑车（使蒸汽锚机空转）。& & &&自动锚机：在自动液压锚机系统中设有锚链长度传感器，在抛锚时当所需锚链全部抛出后，锚机会自动停止；在起锚时当锚将接近锚链筒时，能自动减速，当锚杆进入锚链筒收妥后会自动停车。& & &&现又出现了一种可在驾驶室遥控操作的锚机。其抛起锚作业可在驾驶台进行遥控操作。锚机& & & 1-电动机（electromotor）；& & & 2-减速器（reducer）；& & & 3、4、5、6-传动齿轮（drive&gear）；& & & 7-离合器（clutch）；& & & 8-链轮（chain&wheel）：& & & 9-刹车操纵杆（brake&control&rod）；& & & 10-带缆卷筒（rope&drum）；& & & 11-带式刹车（brake）。&
锚机布置方式
电动立式锚机& & & 锚机的布置方式分为卧式锚机和立式锚机两种。卧式锚机的链轮轴与水平面平行。一般船多采用卧式锚机；立式锚机的链轮轴垂直于水平面，如图3－14所示，这样布置可减小锚机所占甲板面积，多见于军舰上。& & & 一些大型船舶或有大型球鼻首的船，因其左右锚链筒间距较大，常在左右舷各设一台锚机。&
锚机的主要技术要求
& & & 1、由独立的原动机驱动。原动机和传动装置应设有防止超力矩和冲击的保护。对于液压起锚机，其液压管路如果和其他甲板机械管路相连接时，应保证起锚机的正常工作不受影响。锚重量不超过250kg的船舶，如手动起锚机能适合其使用时，可以配置手动起锚机，手动起锚机应有防止手柄打伤人的措施。&& & & 2、起锚机应具有足够的功率，且应能连续工作。其工作负载为：&& & & Al级有档链&37.5d2,N&& & & A2级有档链&42.5d2,N& & & A3级有档链&47.5d2,N& & & 式中：d―锚链直径，mm。& & & 在船上试验时，起锚机应有能力以平均速度不小于9m/min，将一只锚从水深82.5m处拉起至深度27.5m处。& & & 3、在额定拉力的额定速度下，应能连续工作30min，并应能在不小于1.5倍额定拉力的过载拉力作用下（不要求速度）连续工作2min。锚机还应设有过载保护装置，过载时能转到中速运转。&& & & 4、锚机的链轮或卷筒应装有可靠的制动器。制动器刹紧后，应能承受锚链或钢索断裂负荷45%的静拉力，或承受锚链上的最大静负荷。其受力零件不应有永久变形，其制动装置也不应有打滑现象。锚机的链轮与驱动轴之间应装有离合器，离合器应有可靠的锁紧装置。刹车与离合器应操纵方便可靠。锚机装置应装有有效的制链器。制链器应能承受相当于锚链的试验负荷，且其应力应不大于其材料屈服点90％。锚机运转时应能顺倒转动，要求平稳和迅速。&& & & 5、锚机的安装一般应保证锚链引出的三点(锚链筒、制链器和链轮)成一线。& & &&工作负载：指在锚链轮出链处测得的拉力。过载拉力：指锚机必需的短时过载能力。& & &&平均速度：指在3节锚链进入水中并且是自由悬挂的状态下，回收两节锚链时的速度。& & &&支持负载：指锚链轮制动器应能承受的锚链上最大静负载。
锚机安装要求与检验方法
& & & 锚机机座应按图样位置在锚机甲板上焊接，焊缝应符合图样规定的尺寸。表面应光洁，无裂缝、漏焊、焊瘤、弧坑等缺陷。机座上垫片加强板焊接后，应进行平面加工，要求向外倾斜小于1&:&100，平面用平板作色油检查，接触面应不小于60％。& & & 锚机安装时，应将锚机机座间垫片镶配好，未旋紧底脚螺栓之前，用0.05mm塞尺检查垫片上下接触面之间的缝隙，要求插人深度不大于10mm，垫片平面色油接触面应不小于60％。& & & 锚机绞缆滚筒端处支架轴承定位安装时，支架轴承底座垫片镶配后，应校对离合器中心，要求离合器平面偏差及外圆偏差均不大于0.1mm；打开支架轴承上盖，用塞尺检验轴承两侧间隙，两侧间隙应基本相同。轴瓦下面应接触(或用0.03mm塞尺检验轴承下面，应插不进)，如垫片检查符合上述要求时，则可认为支架轴承定位符合要求，锚机垫片检验合格后，旋紧全部底座螺栓，并装上双螺母。& & & 锚机底座还应安装侧向垫片，其倒向垫片的斜度及施工检验要求与机座垫片相同，侧向垫片检验合格后应进行焊接固定。
锚机的试验
& & & 首先要检查锚机的安装位置是否正确，并按锚机的要求进行各项试验，然后在码头边进行抛起锚试验，最后在海上进行抛起锚试验。规范要求深水抛起锚试验的水深大于82.5m，起单锚的平均速度，在82.5m深度到27.5m深度之间应不小于9m/min。在锚链快速放出时试验刹车2～3次，锚链在链轮上应无滑出、跳链和不能止住等现象。将锚抛妥后上好制链器，船开慢倒车片刻以检查制链器的效能。检查锚爪与船壳的贴合情况。锚机的安装一般应保证锚链引出的三点（锚连筒、制链器和持链轮）成一线。
& & & 起锚机的主要技术指标包括锚链直径、起锚公称速度、额定载荷、支持负载、几级变速、电制等。&　 &起锚机在船舶上的安装要保证锚链与链轮的包角为117-120度。&　 &目前国内设计制造的最大起锚机是锚链直径φ114mm的液压起锚机。
锚机的检查保养
& & & 应经常检查刹车是否良好，离合器是否轻便灵活，经常加油以保证在良好的润滑环境条件下运转。应特别注意零件各摩擦面的润滑；减速箱内的机油应定期检查更换，以保证其清洁。链轮的轮齿容易磨损，其限度规定为不超过原厚度的10%。若发现有滑链、跳链现象，应及时焊补；固定锚机的紧固螺栓与底座应检查其是否有松动、锈蚀，如有缺陷，应及时修复。锚机底座的蚀耗一般应小于原厚度的25％。除底座外一般应3个月检查一次。&
电动锚机控制电路
& & & 1、电动锚机拖动要求和控制线路的特点& & & 锚机和绞缆机通常做成联动机组，可以用于抛锚和起锚，还可以用作系缆。一般对锚机的电力拖动有一定的要求，如：&& & & 1)控制线路中应设有自动逐级延时启动环节。&& & & 2)电动机要有软的或下坠的机械特性，电动机应能承受堵转1min。堵转力矩应为额定力矩的2倍。&& & & 3)电动机应能在最大负载力矩下启动。应急起锚时，电动机应能正常启动，在30min内应能保持起锚25次。&& & & 4)深水抛锚时，控制系统应能使电动机工作在再生制动或能耗制动状态，以便实现把变速抛锚变为等速抛锚。&& & & 5)控制系统应能满足在正常抛锚深度下，单锚的平均速度不小于12m/&min&，双锚不小于8m&/min，收锚入孔一般在3m&/&min左右。&& & & 6)控制系统应采用电气及机械配合的制动，以满足快速停车和保护电动机的要求。&& & & 7)应能满足在给定的航区内，单锚出土后能起双锚。&& & & 8)要求起锚设备重量轻，成本低，调速平滑，控制简单，操作方便。& & & 在控制线路上也有一定的特点，如：&& & & 1)用主令控制器来接通继电器、接触器对电动机进行正转、反转和调速控制。&& & & 2)当主令控制器手柄从零位突然扳到高速档时，控制线路应具有自动起动环节。&& & & 3)控制线路应适应电动机堵转1min的要求。&& & & 4)在深水抛锚时，控制线路应有再生制动和能耗制动的环节，实现等速抛锚。&& & & 5)控制线路应有短路保护、失压保护、过载保护等保护环节。&& & & 6)控制线路应有电气及机械相配合的制动环节，以便能快速停车。&& & & 2、电动锚机控制电路交流三速电动起动机锚机控制原理电路图& & & 图为交流三速电动起锚机控制线路图。该控制电路是可逆的对称控制系统，用主令控制器控制继电器和接触器实现电动机的起动、停止及反转。& & & 电动机采用三速鼠笼式电动机，有两套独立绕组：一套为4极高速绕组；另一套是可变极绕组，单三角形接法时是16极低速，双星形接法时为8极中速。高速和中速的转换是恒功率调速。中、低速级采用直接起动，中速至高速按时间原则自动延时起动& & & &在高速运行过载时，能自动瞬时返回到中速运行。负载减轻后，要将主令手柄扳回中速后再扳到高速才能再次进人高速运行。过电流继电器GLJ的动作电流为高速级额定电流的110%。此外，控制电路还有如下保护功能：失压保护、低速及中速级热保护，高速级过载保护，短路保护等。&& & &&3、电路的工作原理& & & (1)起动与运转& & & 合上电源开关DAK和控制电路电源开关ＬＫ，则主令控制器上的电源指示灯XD亮。主令手柄在零位时，LK1闭合，零压继电器LYJ通电，触头(3~5)闭合，控制电路获电，同时时间继电器3SJ通电，触头(51~53)闭合，为ZDQ通电作准备。& & & 起锚第一档：& & & 主令手柄扳到起锚第一档时，LK1断开，LK2、LK4、LK7闭合。方向接触器ZC和低速接触器lC通电，电动机绕组以三角形接法通电，同时ZDQ通电，制动器松开，电动机低速运行。&ZC辅助触头(15~17)断开，使ZC与NC间实现电气互锁，而ZC的辅助触头(59~57)断开，使3SJ断电，触头(51~53)延时(不小于1s)断开；使制动器线圈ZDQ串入经济电阻R3。& & & 起锚第二档：& & & 主令手柄扳到起锚第二档时，LK4断开，LK5闭合。lC断电，中速接触器2C2、2Ｃ1相继通电，电动机以双星形接法通电中速运行。2C1、ZC2与lC间通过其辅助触头进行电气联锁。时间继电器用1SJ通电，触头(33~35)延时闭合，为3C通电作准备。& & & 起锚第三档：& & & 主令手柄扳到第三档时，LK6闭合，中间继电器OJ通电，其触头将过电流继电器GLJ线圈短接，使GLJ在换档过程不动作。高速接触器3C通电，电动机高速绕组通电，同时辅助触头(2~6)断开，而辅助触头(37~39)闭合，使3C线圈自锁并使1C、2C1、2C2断电，电动机高速运行。同时时间继电器2SJ通电，其触头延时断开(2SJ&延时整定在电动机的额定负载时，中速级稳态转换到高速级稳态的时间，一般为1~2.5s)，使OJ断电，其触头断开，GLJ便起高速级过载保护作用。& & & 高速级运行过载时，GLJ动作，触头断开，3C断电，使2C2、2C1相继通电，电动机转换到中速级运行。3C断电后，其自锁触头(37~39)断开，因而过载消失后不能自行通电，如需高速运行，其手柄必须从第三档退回第二档，再扳到第三档才行。& & & 主令手柄由零位快速扳至起锚第三档：& & & 手柄从零位快速扳至起锚第三档时，2C2、2C1立即通电，电动机直接中速起动，经1SJ&延时后(一般为0.5~2s)，3C通电，转换到高速运行。& & & 当热继电器1EJ、2EJ过载动作时，因热继电器自动复位时间约需2min，在应急情况下，仍需要电动机低速或中速运行时，可按下主令控制器上的应急按钮JA，使电动机继续强行工作。&& & & (2)抛描(反转)与停车& & & 主令手柄放在抛锚各档时，工作情况与起锚相同，仅以方向接触器NC代替ZC通电，使电动机反转。深水抛锚时，电动机在锚重的拖动下进入再生制动状态，实现等速抛锚。& & & 停车时，主令手柄扳回零位，电动机电源被切断，制动器断电进行机械制动，电动机迅速停止运行。
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