多功能小型船用电动锚机的设计和实现

孙婷婷 燕居怀 孙宁宁

（1.威海海洋职业学院，山东 威海264300；2.荣成泓远化工有限公司，山东 威海264300）

0 引言

目前船舶抛锚、起锚仍以人工操作为主，依赖船员的工作经验而且需要有人在现场监视全过程。操作方式比较原始，走锚预警能力差，存在很多安全隐患。尤其在台风等恶劣天气，容易发生人身安全事故、船舶走锚以及船舶走锚引起的撞船、撞桥、搁浅等事故。若实现锚泊操作的远程控制及长度测量，使操作员不必登船或不必现场监视全过程就能完成抛锚、起锚等操作，上述安全问题将得到明显改善。

1 多功能小型船用电动锚机的设计方案

针对现有小渔船上锚机结构简单、功能单一、操作不方便以及各部分结构过于简化，该多功能小型船用电动锚机根据《电焊锚链》、《海船用起锚机和起锚绞盘》、《起锚机和起锚绞盘性能参数》和《电动起锚机和起锚绞盘试验方法》等规范设计机械传动、电气控制部分等，使得电动锚机的多功能主要体现在以下几个方面：

（1）将锚机模型控制方式由单一的本地控制改为本地与远程相互切换的控制。

（2）运用按钮式遥控控制。

（3）完善与优化电气线路；增加机械减速部分，模拟齿轮传动。

（4）增加电磁离合，模拟实际使用的手动离合部分。

（5）增加锚链长度检测模块等；优化整体结构，完善与实际使用相匹配的各个部分，缩小占用空间。

该锚机采用三速电动机直接驱动减速机，通过开式齿轮传动系统带动设备运行，设备中含有锚链锚机部分、卷筒部分，可用于收放锚、系泊、系缆、卷缆等，该设备符合钢质渔船建造规范，适合教学和休闲渔船使用。

2 多功能电动锚机机械设计

机械部分由电动机、减速机、齿轮传动、电磁离合器、链轮模型、电动／手动刹车制动器、卷缆筒、锚和锚链模型、挚链器等组成，其具体装置如图1所示。

图1 电动锚机机械部分

2.1 减速机的配置

该系统采用电机驱动S系列减速机，减速机输出轴带动开式传动中的小齿轮，然后驱动大齿轮。大小齿轮速比可根据实际需要，在保证符合教学实际要求的≥9m／min的前提下，进行部分修改，以改变相应的使用速度和拉力载荷，而不是仅限于简单转动。动力通过齿轮传递到锚链轮处，拉力载荷与速度设计符合钢质渔船建造规范要求，可供教学使用的同时，也可用于小型船舶。

2.2 锚链轮的配置

该系统也可设置为两个锚链轮或单个锚链轮，同时增加卷缆筒。若设置为两个锚链轮，则两轮之间间距暂定为500mm，中心高暂定为150mm，减速机R27（100L），速比50，锚机总长不超过1 200mm；设置为单个锚链轮的话，长度不超过700mm。

2.3 刹车与离合的选配

锚机可设置手动离合和手动刹车，也可使用原有的电动离合和电动刹车，并且卷筒和锚链轮可单独设置各自的刹车和离合，二者可同时和单独运行。

3 电动锚机电气设计部分

电动锚机电气控制部分如图2所示。

图2 电动锚机电气控制部分

3.1 电动机选择

为实现与实际使用相同的三挡速度和三挡载荷，该多功能电动锚机采用4／6／12三速电动机直接驱动。

3.2 电气控制部分电控箱的功能

按照船舶建造规范和船舶电气行业标准，电气控制部分设定电控箱等级IP56。为方便显示锚机运行状态，箱体设置有指示灯，可显示当前的电气状态。

3.3 本地—远程操作的配置

可通过手持遥控进行本地—远程操作转换，主令控制器采用船舶实际使用主令控制器，当操作转换为本地按键时，主令控制器可操作锚机，控制卷筒进行收放、换速和开停机；当操作转换为远程开按键时，可实现与主令控制器相同的动作，能在船舶过度颠簸或倾斜等特殊情况下实现远距离遥控操作。

3.4 人身安全保护体系

电气部分符合相关规范和等级要求，有相应的接地系统，漏电保护动作电流≤30mA，漏电保护动作时间≤0.1s，此外电气部分可增加温控和电流检测部分，以期有可靠的人身安全保护性，电控箱、用于操作的主令控制器和远程遥控器均设置有急停开关，增加保护性。

4 结语

该多功能小型船用电动锚机，可同时使用锚链轮或缆绳进行系泊和起放锚，在做教学模型的同时，可供一定情况下的小型渔船使用，在符合实际操作的前提下，增加远程遥控装置、锚链长度测量部分，增加电磁离合，装置的电气自动化程度高、体积紧凑、使用效率高。

［1］富贵根.船舶配套设备国产化及标准化发展研究［J］.船舶标准化工程师，2008（6）：5－9.

［2］杨庆堂.PLC在船用三速锚机控制系统中的应用［J］.中国科技信息，2008（24）：112，114.

［3］赵贝尔，施云飞，徐振华，等.浅析船舶电动锚绞机驱动方法与特性［J］.机电设备，2011（6）：54－56.

［4］GB／T549—2008 电焊锚链［S］.

［5］GB／T4447—2008 海船用起锚机和起锚绞盘［S］.

［6］CB／T3858—1999 起锚机和起锚绞盘性能参数［S］.

［7］CB／T3242—1995 电动起锚机和起锚绞盘试验方法［S］.