船舶纜機剎車裝置修理工藝改進

摘" " 要：本文闡述了船舶纜機剎車裝置的工作原理、結構及其安裝特點，通過對某輪纜機剎車裝置修理后出現(xiàn)打滑的問題進行剖析，找到剎車鋼帶貼合不良的的原因，對修理工藝進行優(yōu)化與改進，并推廣應用于同類項目，為后續(xù)同類工程修理提供了指導。

關鍵詞：船舶纜機；剎車裝置；工藝改進

中圖分類號：U672.2 " " " " " " " " " " " " " " " " 文獻標志碼：A

Improvement on Repair Technology of Marine

Cable Winch Brake Device

HUA Zhibin，" WANG Yongquan，" WANG Dengqiang，" PEI Huilei

（ Guangzhou Wenchong Dockyard Co. Ltd.，" Guangzhou 511464， China ）

Abstract： This paper describes the working principle， structure and installation characteristics of the marine cable winch brake device. Through the analysis of the problem of skid after repair of" a" cable winch brake device， it finds the reasons for poor adhesion of the brake steel belt ， optimizes and improves the repair process， and promotes the application for similar projects， and provides guidance for the subsequent engineering repair.

Key words： ship cable winch;" brake device;" technology improvement

1" " 引言

在船舶的修理過程中，作為船檢項目，經(jīng)常會遇到纜機剎車裝置的修理工程。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，纜機剎車裝置在修理后的返工概率非常大，造成大量的人力、物力和財力的浪費，修理周期也得不到保證，對公司的信譽造成一定的影響。這種情況與公司一直倡導的降本增效的目標相違背，因此如何在既定的節(jié)點周期內(nèi)高質(zhì)量完成纜機剎車裝置的修理工作是我們必須關注的問題[1]。

2" " 船舶纜機剎車裝置簡介

船舶纜機剎車裝置的作用主要是用來保證船舶系泊時的安全，防止船舶在碼頭系泊停靠時發(fā)生漂移。

一般情況下，船舶纜機剎車鋼帶主要有兩種連接形式。第一種形式采用鉸鏈連接，此時剎車鋼帶的厚度相對較薄，一般在12-16 mm，可塑性較好，出現(xiàn)故障的概率較低。其常見結構圖如圖1 a）所示；第二種形式使用螺栓連接（見圖1 b）），此時剎車鋼帶的厚度相對較厚，通常會有20-25 mm，強度比較高，制動效果較好，但容易出現(xiàn)故障。

船舶剎車裝置的工作原理：順時針轉動剎車絲桿1時，三角拉板2繞支點3做順時針轉動，此時三角拉板2將剎車鋼帶4向左拉動，使整副剎車鋼帶在剎車輪轂上收縮合攏，進而與纜筒剎車輪轂抱緊產(chǎn)生摩擦力，拉板的拉力越大剎車鋼帶與纜筒剎車鼓的摩擦力也就越大，當靜摩擦力所產(chǎn)生的扭矩大于纜繩對纜筒所產(chǎn)生的扭矩時，剎車鋼帶對纜筒剎車輪轂產(chǎn)生有效制動，纜筒將保持靜止，使船舶安全停泊在碼頭；當逆時針轉動剎車絲桿1，三角拉板2將剎車鋼帶4向右撐開，剎車鋼帶內(nèi)徑擴張與纜筒剎車輪轂脫離接觸，剎車鋼帶與纜筒剎車輪轂之間無摩擦力，不產(chǎn)生制動效果，此時纜筒能夠在纜機軸上自由的轉動，合上離合器即可收放纜繩。

3" " "修理過程

3.1" "工程概況

“ZN香港”輪是一艘大型集裝箱船，于2022年12月14日進入我司進行脫硫改裝和常規(guī)修理，工程內(nèi)容包含艏、艉6臺纜機共12個纜筒剎車輪轂換新，其中艏部中間和艉部左舷纜機4副剎車鋼帶換新，其余更換原船舊剎車鋼帶銷軸連接耳板。在后續(xù)的負荷試驗時，須根據(jù)要求按纜繩破斷拉力的60%進行負荷實驗，使用50 t油頂打壓至106.7 kgf/cm2檢查有效制動，但修理后的剎車裝置在油頂起壓至50～80 kgf/cm2時開始打滑。因此，解決剎車裝置打滑問題成為本次修理工作的重點。

3.2" "原因分析

該輪纜機剎車鋼帶為螺栓連接形式如圖1 b），通過現(xiàn)場勘驗發(fā)現(xiàn)如下情況：1）三角拉板的銷軸孔與剎車鋼帶的銷軸孔連接不上；2）剎車鋼帶與剎車輪鼓只有三分之一部位貼合，其余三分之二部位存在較大的縫隙。在對裝配尺寸進行了測量、分析后認為，必須保證圖2中的三角拉板的銷軸孔與剎車鋼帶的銷軸孔的中心距離L一致。此外，剎車鋼帶的弧度與纜筒剎車輪轂是否良好貼合，也是影響纜機剎車裝置有效制動的重要因素。由于此種連接形式的剎車鋼帶較厚，如果剎車鋼帶與纜筒剎車輪轂貼合不良，三角拉板的拉力達不到剎車鋼帶的屈服強度[2]，則不能產(chǎn)生足夠的摩擦力，就會發(fā)生打滑現(xiàn)象。最后一個容易忽視的因素就是鉗工在安裝剎車鋼帶摩擦片時對細節(jié)不夠重視，安裝方法不當造成摩擦片和剎車鋼帶之間產(chǎn)生局部空隙，如圖2所示，凸起部位頂住纜筒剎車輪轂也會造成貼合不良。

經(jīng)調(diào)查了解剎車鋼帶的制作、加工及安裝過程，施工人員一致認為纜機的剎車鋼帶工件比較粗糙，要求不高，為了趕進度通常都是根據(jù)舊樣進行彎制，形狀接近就草草了事，使制作出來的剎車鋼帶與纜筒剎車輪轂弧度不吻合；此外剎車鋼帶螺栓連接耳板的螺栓孔在機加工鉆孔時，圖紙沒有給出準確的定位基準；鉗工在安裝剎車鋼帶摩擦片時方法錯誤，最后誤差累積導致剎車鋼帶組裝后銷軸孔中心距L不能保證。

綜上所述，我們認為出現(xiàn)此種問題的原因是由于剎車鋼帶制作工藝流程缺陷導致剎車鋼帶制作品質(zhì)不良所造成的。

4" " 改進修理工藝

針對纜機剎車裝置的工作原理及該輪剎車鋼帶螺栓連接形式的特點，對剎車鋼帶的制作工藝流程進行優(yōu)化改進。

4.1" "新剎車鋼帶制作要點

制作人員在制作新剎車鋼帶前，需根據(jù)纜筒剎車輪轂及剎車鋼帶的具體圖紙尺寸，用硬紙皮剪出紙樣板，用紙樣板內(nèi)圓弧復核纜筒剎車輪轂尺寸是否與圖紙尺寸相符，并確認纜筒剎車輪轂的磨損情況，必要時除銹后再復核纜筒剎車輪轂尺寸。新剎車鋼帶制作完成后仔細的與舊剎車鋼帶對比，并用剪出來的紙樣板另半邊外圓弧檢驗剎車鋼帶內(nèi)圓弧，確保新剎車鋼帶與纜筒剎車輪轂弧度一致。

4.2" "剎車鋼帶機加工工藝

1）剎車鋼帶螺栓連接耳板平面機加工工藝

以剎車鋼帶的側面為基準進行機加工，如圖3 b）所示，確保無軸向扭曲變形。如果無加工基準面，則會造成剎車鋼帶在安裝時產(chǎn)生圖3 c）所示的軸向扭曲變形，剎車鋼帶右邊與纜筒剎車輪轂線形貼合，左邊則大部分離空，導致貼合面不足，無法產(chǎn)生足夠的磨擦力。

耳板平面加工完成后必須保證有足夠的可調(diào)整距離，如圖4所示，當B=H時，連接耳板平面預留距離約10 mm-15 mm，安裝時可根據(jù)實際情況加工墊片進行調(diào)整，當纜機運轉一段時間后，剎車皮或纜筒剎車輪轂會有不同程度的磨損，導致制動效果不佳，可通過調(diào)整連接平面的墊片厚度來保持有效的剎車制動。

2）剎車鋼帶螺栓連接耳板螺栓孔鉆孔工藝

由于剎車鋼帶螺栓連接耳板搭口位為焊接形式，角度與高度比較難控制，因此螺栓孔應結合整副鋼帶內(nèi)圈給出定位基準和尺寸，避免上、下鋼帶徑向錯位，造成另半邊剎車鋼帶靠近連接面處離空，見圖5右側。

3）剎車鋼帶銷軸孔加工工藝

剎車鋼帶上的銷軸孔的位置和中心距參照舊樣以鋼帶端面為基準定位及給出準確的長度尺寸，盡可能的減少偏差，在實際安裝中，如確實無法避免，可通過更換連接平面的調(diào)整墊片來進行調(diào)整，當調(diào)整墊片超出范圍時，再更換三角拉板來調(diào)整，如圖5所示。

4）剎車摩擦片的安裝工藝

在安裝剎車鋼帶摩擦片前仔細檢查摩擦片是否有缺陷，更換的新摩擦片和剎車鋼帶之間必須緊密貼合，在安裝剎車摩擦片時，須用夾緊器將摩擦片和剎車鋼帶夾在一起，防止發(fā)生摩擦片與剎車鋼帶離空的現(xiàn)象，如圖6所示，應從中間向兩頭配鉆摩擦片的螺釘孔。鉆好一排螺栓孔后立即安裝一排連接螺栓，然后再鉆靠近的另一排螺栓孔，逐步向兩端施工，不得一次性鉆好所有螺栓孔或從兩端向中間安裝剎車片，以防累積誤差。摩擦片安裝好之后檢查與剎車鋼帶的貼合狀態(tài)，再進行倒角處理，倒角尺寸的大小如圖7。

5" " 效果及推廣應用

經(jīng)采取上述的改進措施后，“ZN香港”輪12副纜機剎車鋼帶均順利裝復，負荷試驗保持有效制動，報驗船東、船檢驗收合格。

改進后的船舶纜機剎車裝置修理工藝經(jīng)嚴格的檢查和驗證已推廣應用于其它船舶修理中。

“MSC索蒂利亞”是一艘與“ZN香港”輪同時在修的大型集裝箱船，其纜機剎車裝置結構與“ZN香港”輪相同。剎車鋼帶現(xiàn)場安裝完成后，施工鉗工反饋剎車絲桿已經(jīng)逆時針方向旋到底，剎車鋼帶仍與剎車輪轂抱死，纜筒無法自由轉動。經(jīng)現(xiàn)場勘驗，剎車鋼帶和三角拉板是按照改進后的工藝流程進行制作的，剎車鋼帶弧度與纜筒剎車輪轂完全吻合，造成此種情況的原因是船東提供的剎車皮厚度比舊剎車皮厚2 mm，導致剎車鋼帶的內(nèi)徑縮小4 mm，超出剎（下轉第頁）（上接第頁）

車絲桿的有效行程。以往這種情況一般都是通過更換加長的三角拉板進行解決，每次所更換的三角拉板長度缺少有效的數(shù)據(jù)支撐，基本都是憑感覺加長三角拉板長度，能否解決問題完全靠運氣。這次是根據(jù)改進后的修理工藝進行實施，拆除上、下剎車鋼帶連接耳板的連接螺栓后，旋轉剎車絲桿，將三角拉板上的螺母調(diào)整到剎車絲桿的中間部位，保證剎車鋼帶裝復后有一定的松緊度，用鋼絲、葫蘆將整副剎車鋼帶收攏緊貼在纜筒剎車輪轂上，再測量上、下剎車鋼帶連接面的間隙，根據(jù)測量數(shù)據(jù)在連接平面處相應加厚調(diào)整墊塊，從而解決剎車鋼帶與纜筒剎車輪轂抱死問題，避免了大量更換三角拉板。

6" " "結語

通過對船舶纜機剎車裝置修理工藝的改進和推廣應用，有效的減少了返工現(xiàn)象，節(jié)約了大量的人力、物力和財力，修理周期節(jié)點也得到了保證，為公司降本增效，堅持質(zhì)量為本，提升產(chǎn)業(yè)發(fā)展質(zhì)量添磚加瓦，并為后續(xù)此類工程修理提供了指導。

參考文獻

[1]李之義，胡國梁，胡甫才.船舶輔助機械[M].北京：人民交通出版

社， 2002.

[2]機械設計手冊編委會.機械設計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.