浅析单侧式锚泊系统设计与安装

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　　摘    要：单侧式锚泊系统设计要求上锚机链轮中心、掣链器中心和锚链筒中心线处于同一垂直平面上。但在实际施工过程中，由于单侧式锚机、锚链筒和锚唇安装偏差和制作精度等方面的影响，在使用过程中会经常出现各种问题。本文主要介绍了单侧式锚机、锚系及掣链器的布置和安装要求，以及锚拉放过程中通常遇到的问题和解决方法。通过对单侧式锚机设备、附件的调整，最终使锚的拉放顺畅和与锚唇的接触得到保证。
　　关键词：锚系;安装工艺;应对措施
　　中图分类号：U671.93                              文献标识码：A
　　Abstract： In the design requirements， the centres of unlateral windlass wheel， hawsepipe and chain stopper are required in the same vertical plane. But in the actual construction process， various problems often appear in use due to the influence of the installation deviation and production accuracy of the unlateral windlass， chain stopper and anchor lip. This paper mainly introduces the arrangement and installation requirements for the anchor， chain stopper， and unlateral windlass， problems and solutions encountered in the process of anchor pulling and debugging. Through the adjustment of the unlateral windlass equipment and accessories， the anchor pulling and contact with the anchor lip are ensured.
　　Key words： Anchoring system; Installation Technology; countermeasures
　　1     前言
　　锚泊系统是船舶系统中的一个重要组成部分。船舶在锚泊期间，主要依靠锚的抓力抵抗环境力，由锚链传递到船舶上，从而实现锚泊。锚泊系统的设计与安装主要受锚机、锚、擎链器、锚唇等影响。本文主要通过对影响锚拉放的因素进行分析，总结出对整个锚系统的的安装要求，并针对单側式锚泊系统锚拉放过程中容易出现的问题进行分析和总结，得出应对方法和改进措施。
　　2    单侧式锚泊系统存在的问题
　　单侧式锚泊系统，在设计上要求锚机链轮中心、擎链器中心和锚链筒中心线处于同一垂直平面上，这样才能保证锚链在反复拉放的过程中始终保持自由畅顺的状态。但在实际施工过程中，由于单侧式锚机、锚链筒和锚唇安装偏差和制作精度等方面的影响，导致锚机链轮中心、擎链器中心和锚链筒中心线不在同一竖直平面上，造成锚链拉放时会与理论平面产生夹角，到了上锚链时，锚机和锚链筒的安装工作已经完成，这时就需要通过调整擎链器来达到减小夹角使锚链拉放畅顺的目的。如何通过调整擎链器使锚链拉放自由畅顺，是锚系安装中的关键。
　　3    首甲板锚系的布置
　　首甲板锚系的布置尺寸（见图1、2），一般应满足下列要求：
　　（1）起锚机轴中心线至锚链筒中心的直线度：L3=（50～70）d，;无锚链导槽时L3=（45～50）d;
　　（2）锚链筒上出口中心至船首的直线长度：L4=（80～110）d;
　　（3）锚链管中心至起锚机链轮中心线的直线长度：L5按锚机厂家要求，厂家无要求时L5 = 3 d;
　　（4）θ角度：按起锚机厂家要求。
　　4    掣链器的安装要求
　　4.1  掣链器的作用
　　每一型船都有《首锚设备布置图》，见图3所示。根据这份图纸可以了解到掣链器在首锚泊系统中的功能，主要包括以下几个方面：
　　（1）起到锚链在锚机链轮与锚唇之间的导向定位作用;
　　（2）调整锚机链轮出链角度，承受锚链工作时的压力，使锚机链轮尽可能只承受锚链的拉力;
　　（3）停用锚机时掣链器上的夹板或闸刀要与锚链环贴合并能灵活开合，承受锚链和锚的重力，使锚机解压。
　　4.2   锚机链轮出链角度
　　单侧式锚机厂家工作图一般要求锚机链轮出锚链的水平夹角θ=10°～ 20°（见图4），因此对单侧式锚机、掣链器的高度和锚机与掣链器的水平距离有一定的要求。单侧式锚机的位置和高度在设计上是基本确定的，由于锚机座安装受到船体精度和机座来货制作精度的影响，以及焊接产生的热变形等，经常出现水平度不能满足要求的情况，故单侧式锚机对中时需通过调整钢垫片或环氧树脂垫片高度来达到对中要求，因此锚机高度可能会有±5 mm的偏差，属于允许的范围。掣链器的高度与出链夹角θ成反比，掣链器和锚机的水平距离M与出链夹角θ也成反比，因此在调整掣链器的要注意。
　　5     锚机安装流程及要求 　　（1）单侧式锚机吊装前要对锚机座尺寸进行核对无误后再就位;
　　（2）调整锚机的位置，按图纸保证链轮轴中心线、绞车滚筒轴中心线、锚链筒中心线的位置;
　　（3）粗调锚机及各支承架、使其主轴传动大致同一中心线;
　　（4）锚机底座及各支承架座上的螺孔位置号标记在在座架上，并吊开锚机;
　　（5）锚机重新吊装复位，仔细调整锚绞车底座及各支承架的相对位置、高低尺寸以保证主轴传动在同一中心线上，并使垫片的厚度符合施工图要求;
　　（6）锚机对中报验完后进行垫片拂配及螺丝拉紧等，严格按照工艺要求进行锚机安装工作。锚机在安装过程中除了轴承间隙，联轴节的偏移、曲折度等对中数据要符合锚机安装工艺要求外，还需要调整锚机的中心线，对整台锚机进行前移或后移的微调，使锚链围绕锚机链轮的包角在110°～130°之间，见图5所示;
　　（7）由于锚链筒属于船体结构，在分段制作时安装，为了减少锚链筒安装偏差对锚链拉放的影响，同时还需从锚机链轮的中心拉一条线到锚链筒的中心，通过调整锚机的方向，尽量使锚机的链轮中心与锚链筒的中心在同一直线上，见图6所示。
　　6    锚链拉放常见问题和原因分析
　　6.1  常见问题
　　锚链没有收进锚链舱在地面时是一捆盘在一起，在第一次使用锚机把锚链拉进锚链舱后还没有完全恢复到自然状态，只有经过多次的拉放锚链才能自然顺畅，并且锚链在自然状态下行走才能真正确定锚链的走向，确定了锚链的最终走向后才能调整掣链器，所以要用锚机反复拉放前两节锚链或用手动抛锚再用锚机拉起锚，使锚链自然并确定锚链的走向。在确定锚链最终走向时，我们会发现所有的船舶都存在同样的现象，锚链的实际走向并没有按照理论设计的走向那样直线行走，都会产生一个夹角α，见图7所示。
　　6.2   原因分析
　　锚链实际走向与理论设计走向之间产生夹角α的原因如下：
　　（1）锚机安装的偏差，导致锚机链轮中心线与图纸尺寸的偏差;
　　（2）锚链筒安装的偏差;
　　（3）锚链与锚链筒的接触点其实在锚唇某一点，锚唇是铸造件并且凸台是不规则的，安装时也会产生尺寸偏差;
　　（4）船在码头时的状态是首部高尾部低，尾倾的角度使锚的重心也向尾产生偏移。
　　7    锚链拉放中存在的问题及解决方法
　　7.1  卸扣碰撞掣链器座板
　　在掣链器安装调整过程中最常见的问题是锚链在拉放过程中，锚链中红色的卸扣碰撞掣链器座板。对于这种现象，先检查掣链器的导轮中心线是否在锚机链轮与锚链筒中心的平面线上，然后尽量使掣链器往船中移动调小夹角α，同时调整掣链器前后端的位置，即掣链器后端往左移、前端往右移（见图6所示），最终使a1=a2、a3=a4。这样锚链走在掣链器的导轮中心，卸扣不会碰撞掣链器座板。
　　7.2   锚链咬掣链器的滚轮边
　　由于α角的出现和船尾倾斜使锚链、锚的重心向尾，导致锚链在拉放过程中链环咬着掣链器的滚轮边行走（见图7）。这时需要在原水平掣链器的基础上提升H1的高度（一般为15 mm），使锚链的重力偏向船首方向来平行锚链的重心（见图8）。这不仅解决链环咬边问题，同时也抬高了掣链器靠船尾一边的高度，使锚在收的过程更加容易沿着锚唇向上转动，使锚与锚唇的接触更加贴合。
　　
　　7.3   锚链掣链器的闸刀距离的调整
　　调整锚闸的前后距离，在收紧锚的状态下放下闸刀时，闸刀与锚链环的距离L要满足下列要求：锚爪与船体外板接触的船，L约为5 mm;锚爪与锚唇接触的船，L约为15 mm。
　　在收紧锚的状态下，要求锚与锚唇的接触必须是三个点接触，即锚冠的正面和2个锚爪与锚唇三点接触，只有三个点贴实了才能减少锚在船舶行驶过程中遇到风浪时的移动，减少磨损。
　　因为船舶在行驶过程中遇到风浪时锚会上下移动，L值的大小决定锚上下移动的距离：如果锚爪是与船体外板接触的船，当L值越大时锚爪移动距离就越大，很容易磨穿船体外板;如果锚爪是与锚唇接触的船，L值允许稍大一些，因为锚爪上方是空的，不会和船体外板磨擦。
　　7.4   锚与锚唇接触达不到要求
　　由于锚唇是不规则的铸造件再加上锚唇安装的偏差，导致初次收锚时经常会出现锚冠正面或锚爪与锚唇的离空现象，达不到锚冠正面和2个锚爪与锚唇三点接触的要求。这时需查找导致离空接触的原因和应对措施，主要有如下三种情况：
　　（1）检查锚唇是否有局部凸起的高点阻碍锚爪向上转动，导致锚收紧时上不到设定位置，达不到三点接触的要求。如有高点阻碍锚爪的转动，则需用气刨把阻碍锚爪转动凸起的高点刨掉并用砂轮机磨顺，使收锚时锚爪能顺畅地沿着锚唇向上转到设定位置，达到锚冠正面和2个锚爪与锚唇三点接触的要求;
　　（2）检查锚链筒与锚唇的焊接焊缝是否过高或凹凸不平影响锚杆的转动，导致锚收紧时上不到设定位置。如果是焊缝过高或凹凸不平时，要用砂轮机把焊缝修磨光顺并涂上锂基油脂保证锚杆转动自然，从而达到锚能顺利收上到设定位置满足三点接触的要求;
　　（3）检查锚冠安装锚杆的开口是否有毛坯、对称和锚爪与锚杆的最大角度是否满足要求（大抓力锚35°、斯贝克锚40°）。因为开口有毛坯或不对称及锚爪与锚杆的最大角度不满足要求时，都会导致2个锚爪与锚唇接触而锚冠正面与锚唇离空，这要根据具体情况来处理：如果开口有毛坯可用砂轮机磨去毛坯;如果是开口不对称或角度不满足要求，则需要反馈给锚厂家来处理。
　　7.5  锚使用一段时间后出现拉不到位现象
　　锚初期使用一段时间后可能出现锚拉不到位现象，其主要原因是锚在不断拉放过程中锚杆、锚链筒、锚唇之间发生磨擦，因锚杆、锚链筒、锚唇的材质不同，导致锚杆上会出现一个凹坑、锚唇出现一条凹槽，造成拉放锚时卡住锚杆或影响锚杆转动致锚拉不到位。在这种情况下，需要用砂轮机把锚杆的凹坑和锚唇的凹槽修磨光顺及把锚链筒高的地方磨平，使锚杆上下、轉动顺畅，达到锚拉放顺畅并与锚唇贴合。
　　8    小结
　　综上所述，锚系安装关键在于锚机、擎链器的安装和调整，以及锚链筒、锚唇的安装精度控制。通过对以上设备、附件的调整，最终使锚的拉放顺畅和与锚唇的接触得到保证。对经常出现的问题进行分析，基本解决了锚系安装难点，为今后的锚系安装和调试提供借鉴。
　　参考文献
　　[1]王中华.船首甲板锚机座固定螺栓强度计算[J].造船技术，2011（06）：      31-34.
　　[2]梅杨武.锚机带式制动装置的计算与测试分析[J].机电设备，2011      （03）：14.
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