起锚机(英文名:Windlass),起锚机是用来收、放锚和锚链的。 起锚机通常安装在船舶首艉部主甲板上,供舰船起锚,抛锚系缆时用。
简介
锚机(Windlass)是抛、起锚和绞收缆绳的机械装置,设在船的首部。其链轮两侧的滚筒可作绞收缆绳之用。锚机按动力不同可分人力起锚机、电动锚机、电动液压锚机和蒸汽锚机。目前,海船上锚机以电动液压锚机和电动锚机为主。在早期建造的油轮上,为防火防爆,也有使用蒸汽锚机的。为了控制锚机的运转,动力锚机都设有
主令控制器,可进行换向运转和多级变速控制。
人力(手动)起锚机适用于锚质量不超过250kg的船舶,应有防止手柄打伤人的措施。
电动锚机(Electric Windlass)的动力源是电动机,经过减速箱内的大小齿轮实现多级减速后驱动主轴转动。由于减速比要求高,所以减速机构较庞大,主要用于中小型船舶。
电动液压锚机(Electro-hydraulic Windlass)也称液压锚机,由电动机带动液压泵,产生的油压驱动油马达,然后经过减速器(或无需减速器)使锚机运转。它结构紧凑,动力和传动部分体积小,操作平稳,变速性能好,但制造技术和维护保养要求较高,为现代大中型船舶广泛采用。
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。其特点是动力大,结构简单。使用蒸汽锚机时应预先暖缸,用毕要放尽汽缸中残余水汽。天冷时,为防冻要进行跑车(保持空转)。
各种锚机除了动力部分不同外,其功能部分是基本相同的,即都包括链轮、绞缆滚筒、离合器和刹车等。这些功能部件都布置在同一根由动力驱动的主轴上。主轴端部的绞缆滚筒(辅卷筒)一般随主轴一起转动,链轮则由独立离合器和刹车控制。
离合器合拢时,
链轮和主轴咬合在—起,可随主轴一起转动,从而可以绞进或送出锚链。离合器脱开时,链轮不随主轴一起转动,可进行抛锚或绞缆操作。刹车用于刹住锚链或控制松链速度。当刹车刹紧时,链轮被制牢在锚机本体上,不能转动。船舶一般可设置一部双链轮锚机。对于大型船舶或有大型球鼻首的船,因其左右锚链筒间距较大,多设置左右分开的两部单链轮锚机(或称单侧式锚机)。
锚机按布置方式分为卧式锚机和立式锚机两种。现代运输船舶广泛采用卧式锚机,其主轴为水平布置。为了系、解缆作业和调整缆绳受力的方便,现代船舶常采用锚一系泊组合机,它将锚机和系泊绞车组合为一体。除了主轴端部的辅卷筒外,在锚机主轴上还设有系缆绞车(主卷筒),与链轮一样,由主轴驱动,并由独立的离合器和刹车控制。将离合器合拢,可绞收或松放缆绳。缆绳绞紧后,将刹车刹紧,可保持缆绳的受力状态,而不用移挽到带缆桩上。
立式锚机的链轮轴垂直于水平面,这样布置可减小锚机所占甲板面积,多见于
军舰上。
另外还有自动锚机和遥控锚机。前者是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,当锚干进入锚链筒收妥后会自动停车。后者是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。
运行特点
第一阶段——收起沉躺在水底的
锚链。这时起锚电动机全速运行,电动机轴上的负载力矩是不变的。船舶在起锚机收链的拉力作用下慢慢接近抛锚点。锚链悬垂部分形状不变。
第二阶段——收紧锚链。这时锚机将锚链拉紧,电动机轴上的负载力矩逐渐增大,转速下降,锚链悬垂部分形状改变,直到锚链拉直。船舶继续向前移动。
第三阶段——拔锚出土。在锚链拉紧后,靠船舶前进的惯性拔锚出土。如不能拔出,则电动机将发生“堵转”现象,即在很大堵转电流下停止转动。为防止电机因堵转而烧坏,要求电动机有“软”的机械特性,堵转力矩为额定力矩的2倍。为避免堵转时间太长(规定为1 min),驾驶人员可开慢车,靠推进器的力拔锚出土。
第四阶段——收起悬于水中的锚及锚链。锚出土后,电动机负载力矩突然降低,电动机转速也增高了。随着锚链的缩短,其负载力矩也逐渐下降。
第五阶段——拉锚入锚链孔中,电动机以低速运转。在锚入孔时,由于锚与锚链孔的钢板摩擦,电动机的负载力矩有所增加。
技术指标
根据规范,锚机应主要符合下列要求:
(1)锚机应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。
其工作负载按锚链直径(d,mm)确定,AMl、AM2和AM3级有档链分别为(N)、(N)和(N)。
在船上试验时,起锚机应有能力以不小于9m/min的平均速度,将一只锚从水深82.5m处拉起至水深27.5m处。
在上述工作负载和平均速度下,应能连续工作30min。应能在不小于1.5倍工作负载的过载拉力作用下(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。
(3)锚机的链轮或卷简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,或能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。锚机装置应设置有效的制链器。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%。
(4)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
几个相关名词的解释如下:
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节锚链进人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的最大静负载。
锚机在船上的布置
船舶设置卧式锚机时,从锚链筒在甲板出口处的中心到锚机链轮轴线之间的距离应不小于12~18倍链环长度(或48~72倍锚链直径)。锚链通过链轮时的包角(锚链围绕链轮的弧长所对应的圆心角)应不小于115°。通常在确定锚机位置时,从链轮引出的锚链方向与水平面的夹角(向下)不小于15°。
在设置起锚系缆绞盘时,甲板锚链筒出口中心到绞盘轴线之间的距离应不大12~16倍链环长度(或48~72倍锚链直径)。
锚绞车不设置排绳装置时,绞车滚筒轴线到导缆器之问的距离廊不小于10倍的滚筒长度。