锚装置收放锚链故障分析

鲁 刚

(四八○四工厂，广东 湛江 524005)

某船锚装置主要由锚、锚链、转环组、锚链筒、导链轮与导轮架、掣链器、锚链盘、固定装置、油马达和液压系统等组成，如图1所示，其结构对称布置。该船在进厂修理前，锚装置的左侧锚链经常出现滑链故障，且导轮架侧板磨损严重。在修理后系泊试验阶段，左侧锚链出现了跳链、扭转、侧翻等现象。经与船方和军代表沟通后，对导轮架进行了换新，对锚链盘、掣链器局部位置进行修复，经过反复调整和试验，最终使得收放链过程变得顺畅，故障现象得以减轻和消除。修理质量得到了船方和军代表的认可，确保了交船进度。

图1 锚装置示意图

1 故障现象

锚装置系泊试验时，故障现象主要表现为以下6点。

1)锚链啮合进入锚链盘时，无法顺畅滑进链槽。

2)锚链有轻微跳链、扭转现象。

3)锚链在锚链筒中偏向左侧(舷外侧)，且离筒壁距离较近。

4)锚链与导链轮只有左侧接触(舷外侧)并受力。

5)锚链与导轮架侧板(舷外侧)距离太近，经常出现刮蹭现象。

6)锚杆进锚链筒过程中，转环组工作不顺畅，锚爪不能正常紧贴锚穴。

2 原因分析

2.1 锚链与锚链盘啮合情况分析

锚链随着锚链盘转动啮合进入链槽时，总是先与锚链盘的右侧接触，再顺着曲面，滑落进入链槽。当曲面不顺滑时，锚链就会无法落入链槽，受力较大时甚至会出现滑链现象。在锚链处于绷紧状态时，对锚链和锚链盘的空间位置进行了检查，发现锚链与锚链盘的旋转轴线不是垂直的，如图2所示，φ略大于90°。分析认为，这应是导致锚链与锚链盘啮合不顺，锚链总是偏向锚链盘右侧的主要原因 。

2.2 锚链与掣链器接触情况

锚链进入掣链器凹槽后，总是与凹槽右侧接触，且在该位置磨损明显。

图2 锚链盘、掣链器、导链轮示意图

2.3 锚链与导链轮接触情况分析

在收链时，锚链完全偏向导链轮左侧，且有向左侧翻转现象。分析认为，锚链的受力不平衡是导致出现翻链现象主要原因。在垂直方向，导轮架与锚链的倾斜程度不一致就形成了锚链与导链轮水平投影的夹角α。在甲板面投影上，导链轮链槽的方向和锚链方向不一致就形成了锚链与导链轮水平投影上的夹角α。如图3所示，阴影部分锚链节受到拉力F和导链轮支撑力N(被动力)的作用，拉力F在导链轮上的分力F1和F2将会使得锚链向左偏移和翻转。锚链与导轮架左侧板距离太近，经常刮蹭左侧板也是由于导轮架的倾斜程度与锚链不一致所致。

在重力抛锚时，锚链在导链轮上有跳链现象。分析认为，这也是由拉力F的分力F1和F2以及导链轮支撑力N共同作用引起的。此外由于导轮架的高度偏低，影响到锚链与导链轮的包角过小，相互之间的摩擦力也偏小；在重力抛锚时锚链下放速度过快，冲击过大，进而出现了跳链现象。

图3 锚链在导链轮上受力分析

2.4 锚链在锚链筒内情况分析

锚链在锚链筒中偏向左侧(舷外侧)，离筒壁距离约为20 mm，偶尔会刮蹭到筒壁。分析认为：这是由于导轮架在甲板上的水平位置偏左造成的。转环组工作不顺畅也是由上述原因所致，锚杆进锚链筒过程中，由于位置不正出现卡滞，导致了转环组不能转到正确位置，进而出现了锚爪不能正常紧贴锚穴等问题。

2.5 综合情况分析

对锚链盘、掣链器、导链轮的空间位置进行了分析。上述三个部件的凹槽在甲板上的投影应是一条直线，锚链贯串其间。要使得φ=90°(如图2所示)，若调整导轮架向左舷移动，但这样会导致锚链与锚链筒壁距离进一步缩小，甚至接触筒壁，这显然是不可行；若调整锚链盘沿其旋转轴线向右移动，但这需要改变轴上诸多零部件的位置和支撑轴承位置，显然不可行；若整个锚机基座右移，又会影响到右侧锚链、锚链盘、掣链器、导链轮的状态；调整陷入僵局。

3 解决措施

此次修理若要改变锚链筒的位置，这需要该船重新进坞或上排，工程量巨大，且严重耽误交船进度。因此，采取了以下措施，进行修理和调整。

1)检查锚链盘的齿形，对受损部位进行填焊和打磨。

2)对掣链器磨损部位进行填焊和打磨处理，使其尽可能恢复原尺寸，使得φ≈90°。

3)将导轮架往右移动，使得锚链尽可能往锚链筒中部靠拢。

4)提升导轮架的高度到合理位置，增加导链轮与锚链的包角。

5)在垂直方向，调整导轮架的倾斜程度与锚链一致；在甲板面投影上，导链轮链槽的方向和锚链方向一致。

6)反复调整和试验，以达到最佳效果。

4 修理与调整

1)在锚链盘位置，按照齿模检查了齿形，对局部凹陷和磨损的部位进行填焊修补，对凸出的部位进行了打磨，修后曲线顺滑合理。

2)在掣链器磨损部位，填焊的厚度约有10 mm，调整后锚链基本上能与锚链盘的旋转轴线垂直。

3)在甲板平面上，导轮架整体往右移动约30 mm，且调整后导链轮链槽的方向和锚链方向一致。

4)提升了导轮架的高度约50 mm，适当增加导链轮与锚链的包角，调整后锚链在导链轮上工作平稳性显著增强。

5)在垂直方向，调整导轮架的倾斜程度与锚链一致，调整前后对比如图4所示。

图4 导轮架倾斜程度示意图

左导轮架调整前：La=350 mm,Lb=36 mm；调整后，La=400 mm,Lb=70 mm。

5 效用试验

经过上述修理和调整后，从整体上看，锚链盘、掣链器、导链轮的凹槽在甲板上投影不是一条直线，锚链贯串其间显得有些扭曲，特别是在掣链器部位。但是试验实际效果来看，整个锚装置收放锚链情况比之前明显顺畅，主要表现在以下4点。

1)锚链啮合进入锚链盘时，没有偏向一侧的现象，且能顺畅滑进链槽。

2)锚链在导链轮处的跳链、扭转现象已消除，且与导链轮两侧均有接触。

3)左侧锚链与导轮架侧板(舷外侧)基本平行，没有出现刮蹭现象。

4)锚杆进入锚链筒过程中，转环组工作顺畅。锚杆收紧后，锚爪能够贴紧锚唇，且掣链器部位铡刀能正常锁住锚链。

6 结束语

该船锚装置修理，对锚链盘和掣链器部位进行了打磨和焊补修复，对导轮架的高度、水平位置、倾斜角度进行了反复的调整和试验，最终找到一个相对合适的点，锚装置收放锚链的故障才得以彻底解决。工厂在后续一艘同型船修前勘验过程中，发现锚装置存在类似故障现象，该分析和调整办法可以得到推广和应用。