重力下垂式救生艇典型放艇故障分析與預防楊成才

1、“重力下垂式救生艇”典型放艇故障分析與預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”的人類價值觀，SOLAS公約確定了救生艇在船舶管理中的重要性，而對于重力下垂式救生艇，作為能實現(xiàn)其功能的必要條件之一，救生艇絞車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故障為例，來分析其工作原理、故障原因、檢修技巧、以及維修保養(yǎng)注意事項，以確保危難時機放艇工序的順利進行。關(guān)鍵詞：重力下垂式救生艇 絞車 楔塊單向離合器 1. 故障過程中波“HONG XING"輪，97年建造，DWT 21963MT，救生艇采用典型的“重力下垂式”，絞車為EL. Winch，型號EW

2、-5.5。2013年3月18日，航行于英國New Port水域，船舶減速至4節(jié)時，借船舶棄船演習之際，對1號救生艇進行放艇，計劃活絡各個鉸鏈機構(gòu)，同時以確認各部件良好工況。在救生艇放下1米后，停止下放，然后用電馬達上絞救生艇，當上絞約0.5米后，停止上絞，正常情況下救生艇應待持在剛才的上絞位置，但此時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移動。在主機緊急停車后，我們對救生艇絞車進行了檢修工作。由于時間緊迫、情況危急、起始工作原理不清等原因，致使整個檢修過程很被動。約6個小時，我們在清洗了下圖中的楔塊單向離合器Y（Sprag Coupl

3、ing -圖紙注），恢復其單向功能后，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剎車外殼，14離合器外殼，15末端軸承外殼，16剎車支架，17錐形制動器，18剎車支架，19剎車塊，20螺紋襯套，23剎車重，24馬達小齒輪2.1 上絞原理依靠剎車重塊23的自重，通過螺紋襯套20向右施加一推力，推動錐形制動器17的軸并使其錐形面上的摩擦片緊壓在剎車支架16上。電馬達起

4、動后，通過鍵轉(zhuǎn)動帶動馬達小齒輪24以驅(qū)動正齒輪11，11通過鍵驅(qū)動小齒輪軸9，而9又通過鍵驅(qū)動錐形制動器17，17通過摩擦力驅(qū)動剎車支架16,16通過鍵傳動至小齒輪12,進而驅(qū)動中間正齒輪8，最后通過其他齒輪傳動到鋼絲絞盤。從而實現(xiàn)上絞功能。由此可見，錐形制動器17與剎車支架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），俗稱單向軸承。原理圖見圖3：外弧線代表外圈Z的內(nèi)圓面，內(nèi)弧線代表內(nèi)圈X的外圓面，兩弧形中間不規(guī)則類“8”型圖代表Y的單個滾柱。假設(shè)Z和X的間距設(shè)計時為a，而滾柱兩弧面間距最大為b，且設(shè)計為a < b

5、，這樣安裝好的單個滾柱是“躺”在Z和X之間。由此，當內(nèi)圈X逆時針轉(zhuǎn)動時，滾柱與X的接觸面將進行滑動，而使X可以轉(zhuǎn)動；當X順時針轉(zhuǎn)動時，滾柱的下弧面將與內(nèi)圈X產(chǎn)生一輕微的摩擦力Cf（此時滾柱表面無任何潤滑介質(zhì)），假設(shè)能使?jié)L柱以上弧面某點為圓心而轉(zhuǎn)動時的最小摩擦力為Df，當設(shè)計為Cf > Df時，滾柱將以上弧面某點為圓心而轉(zhuǎn)動。同時因為a<b，輕微的轉(zhuǎn)動又使Cf增加，Cf增加更加劇了滾柱的上述動作，從而使?jié)L柱“卡死”在Z與X之間，實現(xiàn)其單向功能。圖3當電馬達停用時，艇靠自重拉緊鋼絲，通過齒輪傳動到8，12，再到16，16通過摩擦力傳動到17，而17欲帶動X通過C和Y轉(zhuǎn)動，但由于Y的單向

6、功能，致使16不能轉(zhuǎn)動，而作用于Y的扭矩通過Z、銷子，最后傳遞給離合器外殼14。實現(xiàn)其待持功能。由此可見，楔塊單向離合器Y在待持功能中起到了關(guān)鍵作用。2.3 下放原理手動抬起剎車重23，螺紋襯套20外移，致使17與16錐形面摩擦力消失，此時艇及艇架重力將通過8、12，最終停止在16，從而帶動16高速旋轉(zhuǎn)，剎車塊19在離心力作用下摩擦剎車外殼13進行減速，以減緩放艇速度。由此可見，錐形制動器17與剎車支架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。外觀顯示救生艇能待持靜止。當我們拆檢Y時，發(fā)現(xiàn)狀況如圖4，整個軸承被涂滿了牛油，在Z和X之間無任何單向功能。圖4牛油的添加大大減少了滾柱與內(nèi)圈X的摩擦力Cf，同時由于牛油的粘性，又增加了使?jié)L柱以上弧面某點為圓心而開始反向轉(zhuǎn)動時的最小摩擦力Df，當Cf與Df轉(zhuǎn)變至Cf < Df時，滾柱將失去單向功能。當我們用煤油把所有的牛油清洗干凈后，Y的單向功能恢復，安裝使用后恢復了絞車的待持功能。 4. 檢修技巧 絞車的故障現(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器17與剎車支架16之間的

8、摩擦力消失或太小，不足以承受整個救生艇及艇架重量。具體原因有三：一是剎車重給螺紋襯套20的扭矩沒能使20轉(zhuǎn)動而產(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，但推力沒能完全或大部分傳遞給錐形制動器17的錐形摩擦面。需拆檢錐形制動器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，必要時換新。4.2 救生艇不能待持典型故障原因是剎車支架16與錐形制動器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。此種情況的重點不是怎么解決故障，而是起初怎么

9、快速確認故障點：打開齒輪箱，在艇下落時，如果正齒輪11不跟隨中間齒輪8一起轉(zhuǎn)動，則故障點可能在錐形制動器17；反之，則故障點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抬起剎車重23后，螺紋襯套20阻力太大不能外移，或20外移后錐形制動器17仍緊壓在剎車支架16上，使摩擦力不能減少或消失。解決方法類似4.1 。5. 維修保養(yǎng)注意事項 維修保養(yǎng)的困難點在于時機的選擇。由于絞車位于甲板，平常從外觀看很難發(fā)現(xiàn)問題，所以通常把維修保養(yǎng)的時機重點放在了故障發(fā)生以后，而發(fā)生故障后，由于時間緊急，情況緊迫，就會給檢修工作帶來被動。因此，除定期打開齒輪箱檢查各齒輪和更換潤滑油外，還應定期檢查錐形制動器17以確保其活動阻力盡量小，和檢查楔塊單向離合器Y以確保其單向功能，切記在任何時候檢修Y時，安裝前都不要添加任何潤滑介質(zhì)，同時確保其水密性。結(jié)束語基于絞車的良好工況是救生艇能夠?qū)崿F(xiàn)其功能的必要條件