重力下垂式救生艇典型放艇故障分析與預(yù)防楊成才

1、“重力下垂式救生艇”典型放艇故障分析與預(yù)防中波輪船股份公司 楊成才 俞海軒【內(nèi)容提要】基于“生命至上”的人類(lèi)價(jià)值觀(guān)，SOLAS公約確定了救生艇在船舶管理中的重要性，而對(duì)于重力下垂式救生艇，作為能實(shí)現(xiàn)其功能的必要條件之一，救生艇絞車(chē)的良好工況就成了我們管理工作的重中之重。本文就以一起典型的絞車(chē)故障為例，來(lái)分析其工作原理、故障原因、檢修技巧、以及維修保養(yǎng)注意事項(xiàng)，以確保危難時(shí)機(jī)放艇工序的順利進(jìn)行。關(guān)鍵詞：重力下垂式救生艇 絞車(chē) 楔塊單向離合器 1. 故障過(guò)程中波“HONG XING"輪，97年建造，DWT 21963MT，救生艇采用典型的“重力下垂式”，絞車(chē)為EL. Winch，型號(hào)EW

2、-5.5。2013年3月18日，航行于英國(guó)New Port水域，船舶減速至4節(jié)時(shí)，借船舶棄船演習(xí)之際，對(duì)1號(hào)救生艇進(jìn)行放艇，計(jì)劃活絡(luò)各個(gè)鉸鏈機(jī)構(gòu)，同時(shí)以確認(rèn)各部件良好工況。在救生艇放下1米后，停止下放，然后用電馬達(dá)上絞救生艇，當(dāng)上絞約0.5米后，停止上絞，正常情況下救生艇應(yīng)待持在剛才的上絞位置，但此時(shí)救生艇卻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約5米，才停止與船舶的相對(duì)移動(dòng)。在主機(jī)緊急停車(chē)后，我們對(duì)救生艇絞車(chē)進(jìn)行了檢修工作。由于時(shí)間緊迫、情況危急、起始工作原理不清等原因，致使整個(gè)檢修過(guò)程很被動(dòng)。約6個(gè)小時(shí)，我們?cè)谇逑戳讼聢D中的楔塊單向離合器Y（Sprag Coupl

3、ing -圖紙注），恢復(fù)其單向功能后，才成功把救生艇回收至艇架。2. 工作原理（圖1）圖1 EL. Winch EW-5.5 SECTIONAL ARRANGEMENT AF球形軸承，G推力軸承，H 滾針軸承，I推力滾針軸承，X內(nèi)圈，Y楔塊單向離合器，Z外圈，8中間正齒輪，9小齒輪軸，11正齒輪，12小齒輪，13剎車(chē)外殼，14離合器外殼，15末端軸承外殼，16剎車(chē)支架，17錐形制動(dòng)器，18剎車(chē)支架，19剎車(chē)塊，20螺紋襯套，23剎車(chē)重，24馬達(dá)小齒輪2.1 上絞原理依靠剎車(chē)重塊23的自重，通過(guò)螺紋襯套20向右施加一推力，推動(dòng)錐形制動(dòng)器17的軸并使其錐形面上的摩擦片緊壓在剎車(chē)支架16上。電馬達(dá)起

4、動(dòng)后，通過(guò)鍵轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)馬達(dá)小齒輪24以驅(qū)動(dòng)正齒輪11，11通過(guò)鍵驅(qū)動(dòng)小齒輪軸9，而9又通過(guò)鍵驅(qū)動(dòng)錐形制動(dòng)器17，17通過(guò)摩擦力驅(qū)動(dòng)剎車(chē)支架16,16通過(guò)鍵傳動(dòng)至小齒輪12,進(jìn)而驅(qū)動(dòng)中間正齒輪8，最后通過(guò)其他齒輪傳動(dòng)到鋼絲絞盤(pán)。從而實(shí)現(xiàn)上絞功能。由此可見(jiàn)，錐形制動(dòng)器17與剎車(chē)支架16之間的摩擦力在上絞功能中起到了關(guān)鍵作用。2.2 待持原理b圖2a實(shí)現(xiàn)待持功能的重要部件是楔塊單向離合器Y（圖片2），俗稱(chēng)單向軸承。原理圖見(jiàn)圖3：外弧線(xiàn)代表外圈Z的內(nèi)圓面，內(nèi)弧線(xiàn)代表內(nèi)圈X的外圓面，兩弧形中間不規(guī)則類(lèi)“8”型圖代表Y的單個(gè)滾柱。假設(shè)Z和X的間距設(shè)計(jì)時(shí)為a，而滾柱兩弧面間距最大為b，且設(shè)計(jì)為a < b

5、，這樣安裝好的單個(gè)滾柱是“躺”在Z和X之間。由此，當(dāng)內(nèi)圈X逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾柱與X的接觸面將進(jìn)行滑動(dòng)，而使X可以轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)X順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾柱的下弧面將與內(nèi)圈X產(chǎn)生一輕微的摩擦力Cf（此時(shí)滾柱表面無(wú)任何潤(rùn)滑介質(zhì)），假設(shè)能使?jié)L柱以上弧面某點(diǎn)為圓心而轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的最小摩擦力為Df，當(dāng)設(shè)計(jì)為Cf > Df時(shí)，滾柱將以上弧面某點(diǎn)為圓心而轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)因?yàn)閍<b，輕微的轉(zhuǎn)動(dòng)又使Cf增加，Cf增加更加劇了滾柱的上述動(dòng)作，從而使?jié)L柱“卡死”在Z與X之間，實(shí)現(xiàn)其單向功能。圖3當(dāng)電馬達(dá)停用時(shí)，艇靠自重拉緊鋼絲，通過(guò)齒輪傳動(dòng)到8，12，再到16，16通過(guò)摩擦力傳動(dòng)到17，而17欲帶動(dòng)X通過(guò)C和Y轉(zhuǎn)動(dòng)，但由于Y的單向

6、功能，致使16不能轉(zhuǎn)動(dòng)，而作用于Y的扭矩通過(guò)Z、銷(xiāo)子，最后傳遞給離合器外殼14。實(shí)現(xiàn)其待持功能。由此可見(jiàn)，楔塊單向離合器Y在待持功能中起到了關(guān)鍵作用。2.3 下放原理手動(dòng)抬起剎車(chē)重23，螺紋襯套20外移，致使17與16錐形面摩擦力消失，此時(shí)艇及艇架重力將通過(guò)8、12，最終停止在16，從而帶動(dòng)16高速旋轉(zhuǎn)，剎車(chē)塊19在離心力作用下摩擦剎車(chē)外殼13進(jìn)行減速，以減緩放艇速度。由此可見(jiàn)，錐形制動(dòng)器17與剎車(chē)支架16之間的摩擦力消失在下放功能中起到了關(guān)鍵作用。3. 故障原因當(dāng)上絞救生艇停止后，由上述原理可知，依靠16與17之間的摩擦力可以把由艇及艇架重力而產(chǎn)生的扭矩由16傳遞給17，而17依靠Y的單向作

7、用，再把扭矩傳遞給外殼14，從而致使16停止轉(zhuǎn)動(dòng)。外觀(guān)顯示救生艇能待持靜止。當(dāng)我們拆檢Y時(shí)，發(fā)現(xiàn)狀況如圖4，整個(gè)軸承被涂滿(mǎn)了牛油，在Z和X之間無(wú)任何單向功能。圖4牛油的添加大大減少了滾柱與內(nèi)圈X的摩擦力Cf，同時(shí)由于牛油的粘性，又增加了使?jié)L柱以上弧面某點(diǎn)為圓心而開(kāi)始反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的最小摩擦力Df，當(dāng)Cf與Df轉(zhuǎn)變至Cf < Df時(shí)，滾柱將失去單向功能。當(dāng)我們用煤油把所有的牛油清洗干凈后，Y的單向功能恢復(fù)，安裝使用后恢復(fù)了絞車(chē)的待持功能。 4. 檢修技巧 絞車(chē)的故障現(xiàn)象主要有三種：救生艇不能被絞起、不能待持，以及不能下放。4.1 救生艇不能被絞起典型故障原因是錐形制動(dòng)器17與剎車(chē)支架16之間的

8、摩擦力消失或太小，不足以承受整個(gè)救生艇及艇架重量。具體原因有三：一是剎車(chē)重給螺紋襯套20的扭矩沒(méi)能使20轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生足夠向右的軸向推力。解決方法：重新調(diào)節(jié)剎車(chē)重23的角度使其扭矩增加；清潔螺紋襯套20。二是有足夠的軸向推力，但推力沒(méi)能完全或大部分傳遞給錐形制動(dòng)器17的錐形摩擦面。需拆檢錐形制動(dòng)器17，消除各種阻力，確保17的中心套筒在小齒輪軸9上能活動(dòng)自如。三是錐形制摩擦面有足夠推力，但摩擦片失效。需清潔摩擦片，必要時(shí)換新。4.2 救生艇不能待持典型故障原因是剎車(chē)支架16與錐形制動(dòng)器17之間不能產(chǎn)生足夠摩擦力，或楔塊單向離合器Y失效。解決方法不再累述。此種情況的重點(diǎn)不是怎么解決故障，而是起初怎么

9、快速確認(rèn)故障點(diǎn)：打開(kāi)齒輪箱，在艇下落時(shí)，如果正齒輪11不跟隨中間齒輪8一起轉(zhuǎn)動(dòng)，則故障點(diǎn)可能在錐形制動(dòng)器17；反之，則故障點(diǎn)可能在楔塊單向離合器Y。4.3 救生艇不能下放典型故障原因是手動(dòng)抬起剎車(chē)重23后，螺紋襯套20阻力太大不能外移，或20外移后錐形制動(dòng)器17仍緊壓在剎車(chē)支架16上，使摩擦力不能減少或消失。解決方法類(lèi)似4.1 。5. 維修保養(yǎng)注意事項(xiàng) 維修保養(yǎng)的困難點(diǎn)在于時(shí)機(jī)的選擇。由于絞車(chē)位于甲板，平常從外觀(guān)看很難發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，所以通常把維修保養(yǎng)的時(shí)機(jī)重點(diǎn)放在了故障發(fā)生以后，而發(fā)生故障后，由于時(shí)間緊急，情況緊迫，就會(huì)給檢修工作帶來(lái)被動(dòng)。因此，除定期打開(kāi)齒輪箱檢查各齒輪和更換潤(rùn)滑油外，還應(yīng)定期檢查錐形制動(dòng)器17以確保其活動(dòng)阻力盡量小，和檢查楔塊單向離合器Y以確保其單向功能，切記在任何時(shí)候檢修Y時(shí)，安裝前都不要添加任何潤(rùn)滑介質(zhì)，同時(shí)確保其水密性。結(jié)束語(yǔ)基于絞車(chē)的良好工況是救生艇能夠?qū)崿F(xiàn)其功能的必要條件