某起重船工作锚摇臂滑轮导缆器优化改造

陈远刚，黄向荣

（招商局重工（深圳）有限公司，深圳 518054）

1 前言

2 导缆器布置

工程船抛锚、收锚工作频繁，并且在使用过程当中会有瞬间猛烈冲击，使钢丝绳与导缆器摇臂前端的固定圆钢产生硬摩擦，造成钢丝绳损坏或磨损，甚至在锚地系泊防台时出现危险，因此要经常维修保养和更换钢丝绳。

本文通过对工作锚摇臂滑轮导缆器进行优化改造，把导缆器导出钢丝绳的前端固定圆钢改为滚动套筒，并增加油嘴注油润滑，起到润滑保护钢丝绳作用，延长钢丝绳的使用寿命，节省成本。

本文简述工作锚摇臂滑轮导缆器的优化改造过程，分析设计、调试和实际使用过程中存在的主要问题，并提出具有针对性的优化设计方案，以改善整个导缆器的使用性能，减少钢丝绳的磨损。

某起重船共有8个工作锚，分别布置于首部左舷（2个），尾部左舷（2个）、首部右舷（2个），尾部右舷（2个），某起重船工作锚导缆器布置见图1。每个锚配有一个导缆器，锚头连接钢丝绳，钢丝绳经过导缆器再到绞车舱里的导缆滚轮，钢丝绳的末端跟绞车滚筒连接。当收锚时，绞车滚筒转动带动钢丝绳回收，钢丝绳前端经过导缆器引导回收；当抛锚时，锚靠自身重量瞬间拉动与其连接的钢丝绳，钢丝绳沿着导缆器出绳。不论是收锚还是抛锚，钢丝绳都跟导缆器有充分的接触，从而会产生摩擦。

优化前，每个工作锚摇臂滑轮导缆器只有上下两个滑轮，其前端是实心固定圆钢，当锚拉动钢丝绳运动时，除了钢丝绳正常上下摆动与导缆器上下滑轮滚动摩擦外，同时也会产生很大的侧向力，导致钢丝绳与导缆器摇臂前端的圆钢产生剧烈摩擦，需要调整船的位置才能正常拉动，不仅会导致圆钢磨损及变形，甚至会造成断裂。

每组钢丝绳的长度达1 500 m以上，钢丝绳的任何一处破损都会终结钢丝绳的使用，需要全部换新，耗费大量的人力、物力，因此需要对摇臂滑轮导缆器前端进行优化改造，延长钢丝绳的使用寿命。

优化后，是在导缆器的前端增加两侧竖向的可转动的套筒及其连接支架、润滑结构，摇臂也重新设计。除了原来的上下两个滑轮，在前端左右方向各增加有一个转动滚柱，因此钢丝绳不论是来自上下摆动还是侧向挤压时，都能够保证钢丝绳表面接触点与其连接的机构都产生滚动摩擦，减少套筒与钢丝绳的硬摩擦，起到保护钢丝绳的作用。

3 导缆器摇臂优化方案

3.1 摇臂组成

导缆器摇臂除了本体以外，主要由4部分组成：

（1）前端防磨部分：防磨圆钢及其连接板左右各一个，优化后防磨圆钢改为防磨滚筒、上下连接板及支架、润滑油嘴；

（2）中端滑轮组部分：包括上下两个滑轮及轮轴组成的滑轮组、上下盖支架（由高强螺栓连接）、中间支架（与摇臂结构连接）、及附属连接高强螺栓组；

（3）摇臂：包括摇臂结构及其连接螺栓等。摇臂前端与滑轮组支架焊接连接，保证强度；摇臂后端机加工轴孔，内置赛龙布司，除了耐磨还能保证整个摇臂结构与导缆器主导向轮轴精密配合连接，确保能跟随导缆器转动；

（4）冲洗装置：包括不锈钢冲洗管等附件，保证每次进行拉锚过程当中对钢丝绳淤泥进行及时清理，起到保护钢丝绳作用。

导缆器优化前结构图，如图1所示。

图1 工作锚摇臂滑轮导缆器优化前结构图

3.2 优化方案

（1）首先把影响施工的零部件清除，比如移除原来的冲洗管、注油管、磨损钢丝绳的圆钢及其部分连接板等；

（2）冲洗管、润滑油脂注入管，以及相应的旋入螺纹接头参照原样换新；

（3）因为摇臂滑轮组原有大部分零部件需保留并回装，故在拆卸原结构时须做好编号标记，并对其进行妥善保管；

（4）原摇臂滑轮组零部件拆解后，须作除锈、涂漆、加注油脂等保养工作，部分零件要求做修复；

（5）滑轮堆焊弥补磨损的部分，堆焊完成进行光车修复；更换铜布司，按加工图纸加工并更换滑轮轴；

（6）清洁保留的零部件，加工完成换新零部件，购买高强紧固件。完成后开始组装，先用高强螺栓将原有滑轮支架组装完毕，然后将竖向套筒支撑架按图安装在原有滑轮支架上，并做适当加强再焊接，最后整体上车床光车轴孔，轴孔加工精度满足套筒配合尺寸；工作完成后，组装滑轮组以及新增的竖向套筒；

（7）现场安装滑轮组与摇臂，两侧摇臂之间的距离要根据现场实际情况确定，并根据该尺寸切割摇臂与滑轮组支架连接的槽口；摇臂与滑轮组安装就位后，作适当加强再焊接；

（8）安装导缆器轴端限位板及其连接螺栓；

（9）做好涂装工作；安装冲洗管、润滑油脂注入管及旋入螺纹接头等，并加注润滑油脂，保证套筒及摇臂能够灵活转动；

（10）进行拉锚及收锚试验。在拉、收锚试验过程当中，除了验证摇臂的强度外，根据不同工况记录钢丝绳与套筒之间的摩擦及观察钢丝绳表面效果。

3.3 优化后布置及结构图

优化后布置及结构图，详见图2、图3、图4。

从图2可知钢丝绳的走向，摇臂滑轮组在钢丝绳出绳前端，也就是锚链短节与钢丝绳琵琶头连接处附近，在10 t锚的重量下对钢丝绳的拉力很大，会使钢丝绳与套筒摩擦。由于套筒是可以滚动的，再加上润滑系统，这在很大程度上减少了摩损。

图2 摇臂滑轮导缆器布置图（侧视图）

从图3及图4可知，摇臂滑轮导缆器增加了竖向套筒及其支架固定，支架由高强不锈钢螺栓连接，保证连接可靠的同时也能够为后续拆卸保养、维修带来便利；竖向套筒固定支架（上端）和竖向套筒固定支架（下端），带有旋入式螺纹接头注油口给竖向套筒润滑，使其更加转动灵活，保证强度及使用。

图3 摇臂滑轮导缆器结构侧视图

图4 摇臂滑轮导缆器结构俯视图

4 结论

摇臂滑轮导缆器优化改造完成后，经过一段时间的作业，在使用过程中钢丝绳没有出现磨损状况，船东反馈此次改造应用良好，值得推广。具体好处体现在：

（1）套管与钢丝绳摩擦改为滚动摩擦，比起圆钢硬摩擦起到保护钢丝绳作用，能够很大程度上延长钢丝绳使用寿命，节约成本；

（2）摇臂前端固定圆钢优化为可转动的高强套筒，结构合理，方便拆卸更换；

（3）套管有油嘴注油，转动灵活，减少摩擦；

（4）套筒加工简单，更换方便，经济实惠。