某起重船工作錨搖臂滑輪導纜器優化改造

陳遠剛，黃向榮

（招商局重工（深圳）有限公司，深圳 518054）

1 前言

2 導纜器布置

工程船拋錨、收錨工作頻繁，并且在使用過程當中會有瞬間猛烈沖擊，使鋼絲繩與導纜器搖臂前端的固定圓鋼產生硬摩擦，造成鋼絲繩損壞或磨損，甚至在錨地系泊防臺時出現危險，因此要經常維修保養和更換鋼絲繩。

本文通過對工作錨搖臂滑輪導纜器進行優化改造，把導纜器導出鋼絲繩的前端固定圓鋼改為滾動套筒，并增加油嘴注油潤滑，起到潤滑保護鋼絲繩作用，延長鋼絲繩的使用壽命，節省成本。

本文簡述工作錨搖臂滑輪導纜器的優化改造過程，分析設計、調試和實際使用過程中存在的主要問題，并提出具有針對性的優化設計方案，以改善整個導纜器的使用性能，減少鋼絲繩的磨損。

某起重船共有8個工作錨，分別布置于首部左舷（2個），尾部左舷（2個）、首部右舷（2個），尾部右舷（2個），某起重船工作錨導纜器布置見圖1。每個錨配有一個導纜器，錨頭連接鋼絲繩，鋼絲繩經過導纜器再到絞車艙里的導纜滾輪，鋼絲繩的末端跟絞車滾筒連接。當收錨時，絞車滾筒轉動帶動鋼絲繩回收，鋼絲繩前端經過導纜器引導回收；當拋錨時，錨靠自身重量瞬間拉動與其連接的鋼絲繩，鋼絲繩沿著導纜器出繩。不論是收錨還是拋錨，鋼絲繩都跟導纜器有充分的接觸，從而會產生摩擦。

優化前，每個工作錨搖臂滑輪導纜器只有上下兩個滑輪，其前端是實心固定圓鋼，當錨拉動鋼絲繩運動時，除了鋼絲繩正常上下擺動與導纜器上下滑輪滾動摩擦外，同時也會產生很大的側向力，導致鋼絲繩與導纜器搖臂前端的圓鋼產生劇烈摩擦，需要調整船的位置才能正常拉動，不僅會導致圓鋼磨損及變形，甚至會造成斷裂。

每組鋼絲繩的長度達1 500 m以上，鋼絲繩的任何一處破損都會終結鋼絲繩的使用，需要全部換新，耗費大量的人力、物力，因此需要對搖臂滑輪導纜器前端進行優化改造，延長鋼絲繩的使用壽命。

優化后，是在導纜器的前端增加兩側豎向的可轉動的套筒及其連接支架、潤滑結構，搖臂也重新設計。除了原來的上下兩個滑輪，在前端左右方向各增加有一個轉動滾柱，因此鋼絲繩不論是來自上下擺動還是側向擠壓時，都能夠保證鋼絲繩表面接觸點與其連接的機構都產生滾動摩擦，減少套筒與鋼絲繩的硬摩擦，起到保護鋼絲繩的作用。

3 導纜器搖臂優化方案

3.1 搖臂組成

導纜器搖臂除了本體以外，主要由4部分組成：

（1）前端防磨部分：防磨圓鋼及其連接板左右各一個，優化后防磨圓鋼改為防磨滾筒、上下連接板及支架、潤滑油嘴；

（2）中端滑輪組部分：包括上下兩個滑輪及輪軸組成的滑輪組、上下蓋支架（由高強螺栓連接）、中間支架（與搖臂結構連接）、及附屬連接高強螺栓組；

（3）搖臂：包括搖臂結構及其連接螺栓等。搖臂前端與滑輪組支架焊接連接，保證強度；搖臂后端機加工軸孔，內置賽龍布司，除了耐磨還能保證整個搖臂結構與導纜器主導向輪軸精密配合連接，確保能跟隨導纜器轉動；

（4）沖洗裝置：包括不銹鋼沖洗管等附件，保證每次進行拉錨過程當中對鋼絲繩淤泥進行及時清理，起到保護鋼絲繩作用。

導纜器優化前結構圖，如圖1所示。

圖1 工作錨搖臂滑輪導纜器優化前結構圖

3.2 優化方案

（1）首先把影響施工的零部件清除，比如移除原來的沖洗管、注油管、磨損鋼絲繩的圓鋼及其部分連接板等；

（2）沖洗管、潤滑油脂注入管，以及相應的旋入螺紋接頭參照原樣換新；

（3）因為搖臂滑輪組原有大部分零部件需保留并回裝，故在拆卸原結構時須做好編號標記，并對其進行妥善保管；

（4）原搖臂滑輪組零部件拆解后，須作除銹、涂漆、加注油脂等保養工作，部分零件要求做修復；

（5）滑輪堆焊彌補磨損的部分，堆焊完成進行光車修復；更換銅布司，按加工圖紙加工并更換滑輪軸；

（6）清潔保留的零部件，加工完成換新零部件，購買高強緊固件。完成后開始組裝，先用高強螺栓將原有滑輪支架組裝完畢，然后將豎向套筒支撐架按圖安裝在原有滑輪支架上，并做適當加強再焊接，最后整體上車床光車軸孔，軸孔加工精度滿足套筒配合尺寸；工作完成后，組裝滑輪組以及新增的豎向套筒；

（7）現場安裝滑輪組與搖臂，兩側搖臂之間的距離要根據現場實際情況確定，并根據該尺寸切割搖臂與滑輪組支架連接的槽口；搖臂與滑輪組安裝就位后，作適當加強再焊接；

（8）安裝導纜器軸端限位板及其連接螺栓；

（9）做好涂裝工作；安裝沖洗管、潤滑油脂注入管及旋入螺紋接頭等，并加注潤滑油脂，保證套筒及搖臂能夠靈活轉動；

（10）進行拉錨及收錨試驗。在拉、收錨試驗過程當中，除了驗證搖臂的強度外，根據不同工況記錄鋼絲繩與套筒之間的摩擦及觀察鋼絲繩表面效果。

3.3 優化后布置及結構圖

優化后布置及結構圖，詳見圖2、圖3、圖4。

從圖2可知鋼絲繩的走向，搖臂滑輪組在鋼絲繩出繩前端，也就是錨鏈短節與鋼絲繩琵琶頭連接處附近，在10 t錨的重量下對鋼絲繩的拉力很大，會使鋼絲繩與套筒摩擦。由于套筒是可以滾動的，再加上潤滑系統，這在很大程度上減少了摩損。

圖2 搖臂滑輪導纜器布置圖（側視圖）

從圖3及圖4可知，搖臂滑輪導纜器增加了豎向套筒及其支架固定，支架由高強不銹鋼螺栓連接，保證連接可靠的同時也能夠為后續拆卸保養、維修帶來便利；豎向套筒固定支架（上端）和豎向套筒固定支架（下端），帶有旋入式螺紋接頭注油口給豎向套筒潤滑，使其更加轉動靈活，保證強度及使用。

圖3 搖臂滑輪導纜器結構側視圖

圖4 搖臂滑輪導纜器結構俯視圖

4 結論

搖臂滑輪導纜器優化改造完成后，經過一段時間的作業，在使用過程中鋼絲繩沒有出現磨損狀況，船東反饋此次改造應用良好，值得推廣。具體好處體現在：

（1）套管與鋼絲繩摩擦改為滾動摩擦，比起圓鋼硬摩擦起到保護鋼絲繩作用，能夠很大程度上延長鋼絲繩使用壽命，節約成本；

（2）搖臂前端固定圓鋼優化為可轉動的高強套筒，結構合理，方便拆卸更換；

（3）套管有油嘴注油，轉動靈活，減少摩擦；

（4）套筒加工簡單，更換方便，經濟實惠。