第一篇:“重力下垂式救生艇”典型放艇故障分析与预防-杨成才
“重力下垂式救生艇”典型放艇故障分析与预防
中波轮船股份公司 杨成才 俞海轩
【内容提要】基于“生命至上”的人类价值观,SOLAS公约确定了救生艇在船舶管理中的重要性,而对于重力下垂式救生艇,作为能实现其功能的必要条件之一,救生艇绞车的良好工况就成了我们管理工作的重中之重。本文就以一起典型的绞车故障为例,来分析其工作原理、故障原因、检修技巧、以及维修保养注意事项,以确保危难时机放艇工序的顺利进行。
关键词:重力下垂式救生艇
绞车 楔块单向离合器
1.故障过程 中波“HONG XING"轮,97年建造,DWT 21963MT,救生艇采用典型的“重力下垂式”,绞车为EL.Winch,型号EW-5.5。
2013年3月18日,航行于英国New Port水域,船舶减速至4节时,借船舶弃船演习之际,对1号救生艇进行放艇,计划活络各个铰链机构,同时以确认各部件良好工况。在救生艇放下1米后,停止下放,然后用电马达上绞救生艇,当上绞约0.5米后,停止上绞,正常情况下救生艇应待持在刚才的上绞位置,但此时救生艇却依靠重力快速下落至海面,并由于船舶航速,救生艇又向船艉方向后拖了约5米,才停止与船舶的相对移动。在主机紧急停车后,我们对救生艇绞车进行了检修工作。由于时间紧迫、情况危急、起始工作原理不清等原因,致使整个检修过程很被动。约6个小时,我们在清洗了下图中的楔块单向离合器Y(Sprag Coupling---图纸注),恢复其单向功能后,才成功把救生艇回收至艇架。
2.工作原理(图1)
图1
EL.Winch EW-5.5 SECTIONAL ARRANGEMENT
A~F球形轴承,G推力轴承,H 滚针轴承,I推力滚针轴承,X内圈,Y楔块单向离合器,Z外圈,8中间 正齿轮,9小齿轮轴,11正齿轮,12小齿轮,13刹车外壳,14离合器外壳,15末端轴承外壳,16刹车支架,17锥形制动器,18刹车支架,19刹车块,20螺纹衬套,23刹车重,24马达小齿轮
2.1 上绞原理
依靠刹车重块23的自重,通过螺纹衬套20向右施加一推力,推动锥形制动器17的轴并使其锥形面上的摩擦片紧压在刹车支架16上。电马达起动后,通过键转动带动马达小齿轮24以驱动正齿轮11,11通过键驱动小齿轮轴9,而9又通过键驱动锥形制动器17,17通过摩擦力驱动刹车支架16,16通过键传动至小齿轮12,进而驱动中间正齿轮8,最后通过其他齿轮传动到钢丝绞盘。从而实现上绞功能。
由此可见,锥形制动器17与刹车支架16之间的摩擦力在上绞功能中起到了关键作用。2.2 待持原理
实现待持功能的重要部件是楔块单向离合器Y(图片2),俗称单向轴承。原理图见图3:外弧线代表外圈Z的内圆面,内弧线代表内圈X的外圆面,两弧形中间不规则类“8”型图代表Y的单个滚柱。假设Z和X的间距设计时为a,而滚柱两弧面间距最大为b,且设计为a < b,这样安装好的单个滚柱是“躺”在Z和X之间。由此,当内圈X逆时针转动时,滚柱与X的接触面将进行滑动,而使X可以转动;当X顺时针转动时,滚柱的下弧面将与内圈X产生一轻微的摩擦力Cf(此时滚柱表面无
图2 任何润滑介质),假设能使滚柱以上弧面某点为圆心而转动时的最小摩擦力为Df,当设计为Cf > Df时,滚柱将以上弧面某点为圆心而转动。同时因为a
a 当电马达停用时,艇靠自重拉紧钢丝,通过齿
b
图3 轮传动到8,12,再到16,16通过摩擦力传动到17,而17欲带动X通过C和Y转动,但由于Y的单向功能,致使16不能转动,而作用于Y的扭矩通过Z、销子,最后传递给离合器外壳14。实现其待持功能。
由此可见,楔块单向离合器Y在待持功能中起到了关键作用。2.3 下放原理
手动抬起刹车重23,螺纹衬套20外移,致使17与16锥形面摩擦力消失,此时艇及艇架重力将通过8、12,最终停止在16,从而带动16高速旋转,刹车块19在离心力作用下摩擦刹车外壳13进行减速,以减缓放艇速度。
由此可见,锥形制动器17与刹车支架16之间的摩擦力消失在下放功能中起到了关键作用。
3.故障原因
当上绞救生艇停止后,由上述原理可知,依靠16与17之间的摩擦力可以把由艇及艇架重力而产生的扭矩由16传递给17,而17依靠Y的单向作用,再把扭矩传递给外壳14,从而致使16停止转动。外观显示救生艇能待持静止。当我们拆检Y时,发现状况如图4,整个轴承被涂满了牛油,在Z和X之间无任何单向功能。
牛油的添加大大减少了滚柱与内圈X的摩擦力Cf,同时由于牛油的粘性,又增加了使滚柱以上弧面某点为圆心而开始反向转动时
图4 的最小摩擦力Df,当Cf与Df转变至Cf < Df时,滚柱将失去单向功能。当我们用煤油把所有的牛油清洗干净后,Y的单向功能恢复,安装使用后恢复了绞车的待持功能。
4.检修技巧
绞车的故障现象主要有三种:救生艇不能被绞起、不能待持,以及不能下放。
4.1 救生艇不能被绞起
典型故障原因是锥形制动器17与刹车支架16之间的摩擦力消失或太小,不足以承受整个救生艇及艇架重量。具体原因有三:
一是刹车重给螺纹衬套20的扭矩没能使20转动而产生足够向右的轴向推力。解决方法:重新调节刹车重23的角度使其扭矩增加;清洁螺纹衬套20。
二是有足够的轴向推力,但推力没能完全或大部分传递给锥形制动器17的锥形摩擦面。需拆检锥形制动器17,消除各种阻力,确保17的中心套筒在小齿轮轴9上能活动自如。
三是锥形制摩擦面有足够推力,但摩擦片失效。需清洁摩擦片,必要时换新。4.2 救生艇不能待持
典型故障原因是刹车支架16与锥形制动器17之间不能产生足够摩擦力,或楔块单向离合器Y失效。解决方法不再累述。
此种情况的重点不是怎么解决故障,而是起初怎么快速确认故障点:打开齿轮箱,在艇下落时,如果正齿轮11不跟随中间齿轮8一起转动,则故障点可能在锥形制动器17;反之,则故障点可能在楔块单向离合器Y。
4.3 救生艇不能下放
典型故障原因是手动抬起刹车重23后,螺纹衬套20阻力太大不能外移,或20外移后锥形制动器17仍紧压在刹车支架16上,使摩擦力不能减少或消失。解决方法类似4.1。
5.维修保养注意事项
维修保养的困难点在于时机的选择。由于绞车位于甲板,平常从外观看很难发现问题,所以通常把维修保养的时机重点放在了故障发生以后,而发生故障后,由于时间紧急,情况紧迫,就会给检修工作带来被动。
因此,除定期打开齿轮箱检查各齿轮和更换润滑油外,还应定期检查锥形制动器17以确保其活动阻力尽量小,和检查楔块单向离合器Y以确保其单向功能,切记在任何时候检修Y时,安装前都不要添加任何润滑介质,同时确保其水密性。
结束语
基于绞车的良好工况是救生艇能够实现其功能的必要条件,所以主管人员需掌握整个绞车各种功能的原理,以做到在故障发生前未雨绸缪、临危而不乱。同时必须提高日常保养频率以减少故障发生率,同时掌握维修要点以提高故障解决速度,满足SOLAS公约对救生艇及其绞车的各相关要求。
*作者:杨成才 中波轮船股份公司 轮机长 机务监督
俞海轩 中波轮船股份公司 轮机长