“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C f （此时滚柱表面无
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D f ，当设计为
C f >
D f 时，滚柱将以上弧面某点为圆心而转动。

同时因为a<b ，轻微的转动又使C f 增加，C f 增加更加剧了滚柱的上述动作，从而使滚柱“卡死”
在Z 与X 之间，实现其单向功能。

当电马达停用时，艇靠自重拉紧钢丝，通过齿轮传动到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C f ，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a b 图2 图3 图4
的最小摩擦力D f，当C f与D f转变至C f < D f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。