航標(biāo)船自動(dòng)錨鏈夾持設(shè)備改造研究

常淼

摘 要：文中針對(duì)傳統(tǒng)航標(biāo)船作業(yè)時(shí)自動(dòng)化程度低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、安全系數(shù)低的缺點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)行航標(biāo)錨鏈夾持設(shè)備的現(xiàn)狀，介紹了老型航標(biāo)船航標(biāo)錨鏈夾持設(shè)備改造的必要性和改造的方式，并對(duì)不同的改造方式的可行性做出探討。

關(guān)鍵詞：航標(biāo)船 改造 錨鏈夾持 自動(dòng)錨鏈夾

1.前言

隨著近年各海區(qū)航標(biāo)數(shù)量的增加，每年航標(biāo)保養(yǎng)和航標(biāo)應(yīng)急數(shù)量隨之增加。各航標(biāo)處現(xiàn)有航標(biāo)船大部分建造于上世紀(jì)八九十年代，船上航標(biāo)作業(yè)設(shè)備普遍存在自動(dòng)化程度低、操作困難等缺陷。尤其是錨鏈夾持設(shè)備，目前大多采用手動(dòng)錨鏈夾，在航標(biāo)作業(yè)時(shí)布標(biāo)棄鏈、拋沉石危險(xiǎn)性高、效率低下，而老舊船舶又存在著改造局限性較大的缺陷。如何對(duì)航標(biāo)夾持設(shè)備進(jìn)行升級(jí)，提高其自動(dòng)化程度和工作效率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，成為一項(xiàng)重要課題。

2.航標(biāo)作業(yè)船工作現(xiàn)狀

目前在全國(guó)三大海區(qū)航保中心所屬大、中型航標(biāo)船的錨鏈夾持設(shè)備主要分兩類，一種是近年所建造的大型航標(biāo)船，如海巡15船，采用卷筒方式，配套帶鎖鏈裝置的液壓升降導(dǎo)鏈輪，利用甲板配布絞車(chē)完成航標(biāo)錨鏈回收。這種方式自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，安全系數(shù)高。另一種是上世紀(jì)八九十年代建造的航標(biāo)船，利用固定式導(dǎo)鏈輪和手動(dòng)簡(jiǎn)易錨鏈夾，配合絞車(chē)，回收錨鏈。這種方式屬半自動(dòng)操作，人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，安全系數(shù)低。尤其是簡(jiǎn)易錨鏈夾在布標(biāo)棄鏈、拋沉石時(shí)人工手動(dòng)拔出錨鏈夾安全銷，打開(kāi)錨鏈夾放出錨鏈。在涌浪較大時(shí)給作業(yè)人員造成很大安全隱患。

3.航標(biāo)作業(yè)船航標(biāo)錨鏈夾持設(shè)備種類

3.1手動(dòng)錨鏈夾持設(shè)備

目前，老型大、中航標(biāo)船普遍使用立式絞盤(pán)配合手動(dòng)式簡(jiǎn)易錨鏈夾進(jìn)行布標(biāo)棄鏈、拋沉石作業(yè)。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，承受拉力較大。錨鏈夾為”U”型設(shè)計(jì)，中間有連接軸，可自由打開(kāi)、關(guān)閉（圖1）。一邊開(kāi)口處有一卡扣，另一邊可插入安全插銷?？酆掀鸷蟛迦氚踩邃N即可把錨鏈固定在錨鏈夾內(nèi)。

3.2液壓升降導(dǎo)鏈輪和自動(dòng)棄鏈裝置

液壓升降導(dǎo)鏈輪和自動(dòng)棄鏈裝置配合使用，起到自動(dòng)卡緊和拋鏈的目的。其自動(dòng)化程度高，減輕了航標(biāo)作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度并降低了航標(biāo)作業(yè)過(guò)程中的危險(xiǎn)系數(shù)。

液壓升降導(dǎo)鏈輪和自動(dòng)棄鏈裝置的原理為導(dǎo)鏈輪在原位時(shí)卡板的卡鏈開(kāi)口可以卡住錨鏈，需要導(dǎo)鏈時(shí)導(dǎo)鏈輪升起使錨鏈移出卡鏈開(kāi)口，開(kāi)始導(dǎo)鏈（圖2）。液壓棄鏈裝置用于拋設(shè)浮標(biāo)。主要由緩沖器、轉(zhuǎn)動(dòng)臂、止鏈板、轉(zhuǎn)動(dòng)臂、脫扣液壓器等組成。安裝在船的左右舷，設(shè)備正常狀態(tài)鎖環(huán)鎖住卡鏈板，拋設(shè)浮標(biāo)時(shí)吊機(jī)吊起沉石到船舷外，使沉石貼靠在液壓棄鏈裝置卡鏈板開(kāi)口下方，吊機(jī)向內(nèi)擺臂錨鏈進(jìn)入卡鏈板開(kāi)口被卡住，松解吊鉤，沉石掛在舷外。需要拋設(shè)時(shí)，遠(yuǎn)程按鈕操縱液壓缸頂開(kāi)鎖環(huán)，卡鏈板在沉石重力作用下向外翻轉(zhuǎn)135°～150°，錨鏈從卡鏈板開(kāi)口滑出，沉石拋下，卡鏈板在安裝在其下部的拉簧作用下自動(dòng)復(fù)位（圖3）。

3.3液壓鏈鎖止動(dòng)器與擋銷系統(tǒng)

液壓鏈鎖止動(dòng)器又名鯊魚(yú)鉗，其與擋銷系統(tǒng)組成一個(gè)整體式結(jié)構(gòu)，分為鯊魚(yú)鉗組件、擋銷組件、頂銷組件、箱體組件、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)（圖4）。

3.3.1液壓鏈鎖止動(dòng)器組件

兩個(gè)鯊魚(yú)鉗組件置于箱體中，由鉗口、卡口、銷軸、擺臂、油缸、支撐座組成，一左一右，對(duì)稱布置。高壓油推動(dòng)油缸，通過(guò)擺臂，豎起或放下鯊魚(yú)鉗鉗口。錨鏈的拉力通過(guò)銷軸、擺臂傳遞到支撐座上。

3.3.2擋銷組件

兩套擋銷組件置于整體式箱體中，擋銷組件由擋銷主軸、外套筒、擋銷蓋、銅套、滾動(dòng)軸承、支撐外套等組成。外套筒隨錨鏈轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)滾動(dòng)軸承和銅套將力傳遞到擋銷主軸上。擋銷蓋下方布置有油缸，油缸驅(qū)動(dòng)擋銷升起和降下。

3.3.3液壓系統(tǒng)

本系統(tǒng)設(shè) 兩套電機(jī)泵組，一主一備，互為備用。電機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵工作，使液壓缸動(dòng)作，從而驅(qū)動(dòng)鯊魚(yú)鉗和擋銷等進(jìn)行動(dòng)作。當(dāng)液壓系統(tǒng)失電時(shí)，可以通過(guò)蓄能器供油進(jìn)行鯊魚(yú)鉗和擋銷的動(dòng)力源，蓄能器儲(chǔ)存的液壓能可供鯊魚(yú)鉗和擋銷進(jìn)行一次完整的動(dòng)作。

3.3.4電控系統(tǒng)

鯊魚(yú)鉗和擋銷可以在駕駛室和機(jī)旁進(jìn)行操縱，同時(shí)可以通過(guò)便攜式操縱盒進(jìn)行遠(yuǎn)距離操縱。電控系統(tǒng)可以進(jìn)行液壓泵組的起停，鯊魚(yú)鉗的升降、擋銷的升降等動(dòng)作，以及電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。

4.航標(biāo)船錨鏈夾持設(shè)備改造的可行性分析

老型航標(biāo)船的錨鏈夾持設(shè)備進(jìn)行改造時(shí)，要綜合考慮的設(shè)備造價(jià)、改造難易程度和設(shè)備操作便捷性等因素的影響，且老型大、中型航標(biāo)船舶均是二十年以上船齡，船體結(jié)構(gòu)老化，改造空間小。所以在改造過(guò)程中需根據(jù)不同船舶的實(shí)際情況綜合分析。

4.1主甲板為平面設(shè)計(jì)，甲板面有木質(zhì)防護(hù)層型航標(biāo)船，如廣州航標(biāo)船“海巡171”船。

此類航標(biāo)船甲板面積較大，有較大的甲板空間進(jìn)行設(shè)備安裝，可安裝臥式自排鏈液壓絞車(chē)（用于從水底拉出浮標(biāo)的沉石）配合液壓升降導(dǎo)鏈輪和自動(dòng)棄鏈裝置進(jìn)行航標(biāo)作業(yè)。工作原理為，在航標(biāo)作業(yè)時(shí)，由甲板克令吊吊起海中航標(biāo)，錨鏈通過(guò)液壓升降導(dǎo)鏈輪，液壓絞車(chē)開(kāi)始啟動(dòng)后，升降導(dǎo)鏈輪由液壓缸頂起超過(guò)止鏈板并超出舷外。絞車(chē)卷筒液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)絞車(chē)卷筒，使大卷筒在液壓馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下作正、反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，錨鏈通過(guò)滾輪纏繞在卷筒上，卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)使錨鏈均勻的排在卷筒表面。當(dāng)需要止鏈時(shí)，液壓缸收縮，錨鏈卡入止鏈板。布標(biāo)棄鏈或拋投沉塊時(shí)利用自動(dòng)棄鏈裝置由油缸驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)臂，使止鏈板翻轉(zhuǎn)達(dá)到棄鏈目的。

該套裝置自動(dòng)化程度高，工作效率高，減輕了航標(biāo)作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，并在上海、天津和青島等地的新造航標(biāo)作業(yè)船上成功使用。但該型設(shè)計(jì)存在體積較大、液壓裝置需埋入船體，占用航標(biāo)艙室空間，在對(duì)老型船舶改造時(shí)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和施工難度大，對(duì)船體結(jié)構(gòu)也有所破壞。

4.2主甲板設(shè)有艙口圍的航標(biāo)船，如湛江航標(biāo)處“海巡1726”船。

此類航標(biāo)船因主甲板艙口圍占用較大空間，使得航標(biāo)作業(yè)區(qū)面積較小、船舶改造受限，可安裝立式絞盤(pán)，配合液壓鏈鎖止動(dòng)器與擋銷系統(tǒng)。其工作原理為在航標(biāo)作業(yè)時(shí)，由船上克令吊吊起海中航標(biāo)，使錨鏈通過(guò)鯊魚(yú)鉗和擋銷系統(tǒng)，利用鯊魚(yú)鉗卡住錨鏈，然后利用絞盤(pán)把錨鏈和沉塊絞至船舷處，完成布標(biāo)棄鏈、拋沉石作業(yè)。鯊魚(yú)鉗和擋銷系統(tǒng)在工作時(shí)由液壓泵控制伸出甲板，完成工作后可收起與甲板平，保證甲板暢通。

鯊魚(yú)鉗與擋銷系統(tǒng)共用一個(gè)結(jié)構(gòu)箱體，可直接在甲板的航標(biāo)作業(yè)區(qū)進(jìn)行開(kāi)口，然后沉入甲板以下，與主甲板焊接為一體。該套裝置需在絞盤(pán)絞動(dòng)錨鏈時(shí)，有三到四名作業(yè)人員牽引索引鋼絲和排列絞起的錨鏈，有一定的勞動(dòng)強(qiáng)度。但其占用甲板空間小，改造難度低，不對(duì)船體結(jié)構(gòu)有較大改動(dòng)。有利于在老型航標(biāo)作業(yè)船上推廣和使用。

5.結(jié)語(yǔ)

近年，航標(biāo)服務(wù)在助推港口城市建設(shè)、服務(wù)藍(lán)色經(jīng)濟(jì)發(fā)展、踐行海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的發(fā)展過(guò)程中，航標(biāo)數(shù)量不斷增加，設(shè)標(biāo)水域愈加復(fù)雜。為適應(yīng)現(xiàn)狀，提高服務(wù)水平，需要不斷提高自身技術(shù)水平和升級(jí)設(shè)備自動(dòng)化程度，為新時(shí)代航保事業(yè)發(fā)展不斷探索。