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起錨機

鎖定
起錨機(英文名:Windlass),起錨機是用來收、放錨和錨鏈的。 起錨機通常安裝在船舶首艉部主甲板上,供艦船起錨,拋錨繫纜時用。
中文名
起錨機
外文名
Windlass
定    義
供艦船起錨,拋錨繫纜時用
作    用
用來收、放錨和錨鏈的
動    力
人力起錨機、電動錨機、蒸汽錨機
佈置方式
分為卧式錨機和立式錨機

起錨機簡介

錨機(Windlass)是拋、起錨和絞收纜繩的機械裝置,設在船的首部。其鏈輪兩側的滾筒可作絞收纜繩之用。錨機按動力不同可分人力起錨機、電動錨機、電動液壓錨機和蒸汽錨機。目前,海船上錨機以電動液壓錨機和電動錨機為主。在早期建造的油輪上,為防火防爆,也有使用蒸汽錨機的。為了控制錨機的運轉,動力錨機都設有主令控制器,可進行換向運轉和多級變速控制。
人力(手動)起錨機適用於錨質量不超過250kg的船舶,應有防止手柄打傷人的措施。
電動錨機(Electric Windlass)的動力源是電動機,經過減速箱內的大小齒輪實現多級減速後驅動主軸轉動。由於減速比要求高,所以減速機構較龐大,主要用於中小型船舶。
電動液壓錨機(Electro-hydraulic Windlass)也稱液壓錨機,由電動機帶動液壓泵,產生的油壓驅動油馬達,然後經過減速器(或無需減速器)使錨機運轉。它結構緊湊,動力和傳動部分體積小,操作平穩,變速性能好,但製造技術和維護保養要求較高,為現代大中型船舶廣泛採用。
蒸汽錨機由蒸汽機帶動,經過曲拐軸由齒輪帶動滾筒軸運轉。其特點是動力大,結構簡單。使用蒸汽錨機時應預先暖缸,用畢要放盡汽缸中殘餘水汽。天冷時,為防凍要進行跑車(保持空轉)。
各種錨機除了動力部分不同外,其功能部分是基本相同的,即都包括鏈輪、絞纜滾筒、離合器和剎車等。這些功能部件都佈置在同一根由動力驅動的主軸上。主軸端部的絞纜滾筒(輔捲筒)一般隨主軸一起轉動,鏈輪則由獨立離合器和剎車控制。離合器合攏時,鏈輪和主軸咬合在—起,可隨主軸一起轉動,從而可以絞進或送出錨鏈。離合器脱開時,鏈輪不隨主軸一起轉動,可進行拋錨或絞纜操作。剎車用於剎住錨鏈或控制松鏈速度。當剎車剎緊時,鏈輪被制牢在錨機本體上,不能轉動。船舶一般可設置一部雙鏈輪錨機。對於大型船舶或有大型球鼻首的船,因其左右錨鏈筒間距較大,多設置左右分開的兩部單鏈輪錨機(或稱單側式錨機)。
錨機按佈置方式分為卧式錨機和立式錨機兩種。現代運輸船舶廣泛採用卧式錨機,其主軸為水平佈置。為了系、解纜作業和調整纜繩受力的方便,現代船舶常採用錨一系泊組合機,它將錨機和繫泊絞車組合為一體。除了主軸端部的輔捲筒外,在錨機主軸上還設有繫纜絞車(主捲筒),與鏈輪一樣,由主軸驅動,並由獨立的離合器和剎車控制。將離合器合攏,可絞收或鬆放纜繩。纜繩絞緊後,將剎車剎緊,可保持纜繩的受力狀態,而不用移挽到帶纜樁上。
立式錨機的鏈輪軸垂直於水平面,這樣佈置可減小錨機所佔甲板面積,多見於軍艦上。
另外還有自動錨機和遙控錨機。前者是在自動液壓錨機系統中設有錨鏈長度傳感器,在拋錨時當所需錨鏈全部拋出後,錨機會自動停止;在起錨時當錨將接近錨鏈筒時,能自動減速,當錨幹進入錨鏈筒收妥後會自動停車。後者是一種可在駕駛室遙控操作的錨機,其拋、起錨作業可在駕駛台進行遙控操作。 [1] 

起錨機運行特點

第一階段——收起沉躺在水底的錨鏈。這時起錨電動機全速運行,電動機軸上的負載力矩是不變的。船舶在起錨機收鏈的拉力作用下慢慢接近拋錨點。錨鏈懸垂部分形狀不變。
第二階段——收緊錨鏈。這時錨機將錨鏈拉緊,電動機軸上的負載力矩逐漸增大,轉速下降,錨鏈懸垂部分形狀改變,直到錨鏈拉直。船舶繼續向前移動。
第三階段——拔錨出土。在錨鏈拉緊後,靠船舶前進的慣性拔錨出土。如不能拔出,則電動機將發生“堵轉”現象,即在很大堵轉電流下停止轉動。為防止電機因堵轉而燒壞,要求電動機有“軟”的機械特性,堵轉力矩為額定力矩的2倍。為避免堵轉時間太長(規定為1 min),駕駛人員可開慢車,靠推進器的力拔錨出土。
第四階段——收起懸於水中的錨及錨鏈。錨出土後,電動機負載力矩突然降低,電動機轉速也增高了。隨着錨鏈的縮短,其負載力矩也逐漸下降。
第五階段——拉錨入錨鏈孔中,電動機以低速運轉。在錨入孔時,由於錨與錨鏈孔的鋼板摩擦,電動機的負載力矩有所增加。 [2] 

起錨機技術指標

根據規範,錨機應主要符合下列要求:
(1)錨機應由獨立的原動機驅動
原動機和傳動裝置應設有防止超力矩和衝擊的保護。對於液壓起錨機,其液壓管路如果和其他甲板機械管路相連接時,應保證起錨機的正常工作不受影響。
(2)起錨機應具有足夠的功率,且應能連續工作
其工作負載按錨鏈直徑(d,mm)確定,AMl、AM2和AM3級有檔鏈分別為
(N)、
(N)和
(N)。
在船上試驗時,起錨機應有能力以不小於9m/min的平均速度,將一隻錨從水深82.5m處拉起至水深27.5m處。
在上述工作負載和平均速度下,應能連續工作30min。應能在不小於1.5倍工作負載的過載拉力作用下(不要求速度)連續工作2min。錨機還應設有過載保護裝置,過載時能轉到中速運轉。
(3)錨機的鏈輪或卷簡應裝有可靠的制動器
制動器剎緊後,應能承受錨鏈或鋼索斷裂負荷45%的靜拉力,或能承受錨鏈上的最大靜負荷。其受力零件不應有永久變形,其制動裝置也不應有打滑現象。
錨機的鏈輪與驅動軸之間應裝有離合器,離合器應有可靠的鎖緊裝置。剎車與離合器應操縱方便可靠。錨機裝置應設置有效的制鏈器。制鏈器應能承受相當於錨鏈的試驗負荷,且其應力應不大於其材料屈服點90%。
(4)錨機的安裝一般應保證錨鏈引出的三點(錨鏈筒、制鏈器和鏈輪)成一線
幾個相關名詞的解釋如下:
工作負載:指在錨鏈輪出鏈處測得的拉力。
過載拉力:指錨機必需的短時過載能力。
平均速度:指在3節錨鏈進人水中並且是自由懸掛的狀態下,回收兩節錨鏈時的速度。
支持負載:指錨鏈輪制動器應能承受的錨鏈上的最大靜負載。 [1] 

起錨機錨機在船上的佈置

船舶設置卧式錨機時,從錨鏈筒在甲板出口處的中心到錨機鏈輪軸線之間的距離應不小於12~18倍鏈環長度(或48~72倍錨鏈直徑)。錨鏈通過鏈輪時的包角(錨鏈圍繞鏈輪的弧長所對應的圓心角)應不小於115°。通常在確定錨機位置時,從鏈輪引出的錨鏈方向與水平面的夾角(向下)不小於15°。
在設置起錨繫纜絞盤時,甲板錨鏈筒出口中心到絞盤軸線之間的距離應不大12~16倍鏈環長度(或48~72倍錨鏈直徑)。
錨絞車不設置排繩裝置時,絞車滾筒軸線到導纜器之問的距離廊不小於10倍的滾筒長度。 [3] 
參考資料
  • 1.    楊星主編,船舶結構與設備,武漢理工大學出版社,2007.9,91-93
  • 2.    鄭華耀主編;趙殿禮,吳庚申副主編;褚建新主審,船舶電氣設備及系統,大連海事大學出版社,2011.04,第158頁
  • 3.    刁玉峯主編,船舶舾裝工程,哈爾濱工程大學出版社,2006年9月,第99頁