Hamulec wyciągarki to urządzenie, które przytrzymuje bęben wyciągarki, kontroluje prędkość rozwijania liny i zwalnia linę tylko wtedy, gdy napięcie przekracza zadany limit. To nie jest blokada parkingowa. W obciążonej wciągarce morskiej hamulec stanowi różnicę pomiędzy kontrolowanym cumowaniem a niekontrolowanym wybieganiem drutu lub liny.
Większość wciągarek morskich wykorzystuje dwa układy hamulcowe: hamulec wejściowy na silniku lub wale napędowym oraz hamulec główny na bębnie. Każdy ma inne zadanie, inne ustawienia i inny tryb awarii. W poniższych sekcjach wyjaśniono, jak ze sobą współpracują, w jaki sposób wybierane są ich ustawienia i co należy sprawdzić przed wypłynięciem statku.
Działanie hamulca wciągarki pod obciążeniem
Hamulec wciągarki spełnia trzy zadania: przytrzymuje bęben po odłączeniu zasilania, tworzy linę pod kontrolowanym napięciem i pochłania energię bez udarowego obciążania układu napędowego. Hamulec, który jedynie trzyma, nie jest wystarczający do cumowania lub obsługi kotwic, ponieważ napięcie liny może szybko wzrosnąć, gdy statek porusza się w stronę miejsca do cumowania.
Podczas wciągania wciągarki następuje zwolnienie hamulca i napęd kontroluje ładunek. Gdy dźwignia sterująca powróci do położenia neutralnego, hamulec musi zostać automatycznie ponownie uruchomiony. Jeśli bęben pozostanie włączony, a taśma hamulca będzie zbyt napięta, wciągarka nie będzie pracować przy przewidzianym obciążeniu. Jeśli jest ustawiony zbyt luźno, bęben może się pełzać, a statek może dryfować. Prawidłowe ustawienie to zatem wąskie okienko, a nie kwestia dokręcania, aż bęben przestanie się poruszać.
Hamulec wejściowy a hamulec główny
Hamulec wejściowy i hamulec główny nie są zamienne. Działają na różne części układu napędowego i są ustawione na różne ograniczenia obciążenia.
| Funkcja | Hamulec wejściowy | Hamulec podstawowy |
|---|---|---|
| Lokalizacja | Silnik napędowy lub wał wejściowy | Bęben wciągarki lub wał bębna |
| Główna rola | Przytrzymaj układ napędowy, gdy zasilanie jest wyłączone | Przytrzymaj i renderuj linię na bębnie |
| Typowy typ | Hamulec tarczowy uruchamiany sprężyną i zwalniany elektromagnesem | Hamulec taśmowy lub hamulec tarczowy w wciągarkach o dużym obciążeniu |
| Pojemność trzymania | Co najmniej 1,5-krotne obciążenie bębna zgodnie z ISO 3730 dla napędów elektrycznych | Zwykle ustawiany na 60% projektowego MBL statku dla wciągarek cumowniczych |
| Zachowanie renderowania | Zwykle nie jest używany jako główny hamulec renderujący | Renderuje linię, gdy napięcie przekracza ustawiony limit |
| Tryb awarii | Nie można zwolnić w przypadku awarii cewki lub zasilania | Zanieczyszczona powierzchnia cierna, zużyta opaska, nieprawidłowe napięcie sprężyny |
Hamulec wejściowy jest niezawodny, ponieważ sprężyny uruchamiają go po wyłączeniu zasilania. Do jego zwolnienia potrzebne jest zasilanie, więc awaria zasilania powoduje załączenie hamulca. Jednakże hamulec wejściowy nie powinien być używany jako jedyny hamulec trzymający wciągarki cumowniczej. Jeśli bęben pozostanie włączony, a hamulec główny zostanie ustawiony, oba hamulce będą mogły współpracować i zapobiegać obracaniu się wciągarki przy zaprojektowanym obciążeniu liny.
Hamulec główny to ten, który zabezpiecza linę cumowniczą. Został zaprojektowany tak, aby renderować, zanim obciążenie linii stanie się nadmierne. W przypadku wciągarki cumowniczej obciążenie trzymające hamulca głównego jest zwykle ustawiane na 60% minimalnego obciążenia zrywającego projektu statku, czyli MBL. Hamulec, który trzyma zbyt długo, może rozdzielić linkę; hamulec, który uruchamia się zbyt wcześnie, pozwala statkowi przesunąć się za daleko.
Jak określane są ustawienia hamulców
Ustawienia hamulców dostosowują się do obciążenia wciągarki i projektowego obciążenia statku, a nie maksymalnej wytrzymałości liny. Częstym błędem jest ustawienie hamulca tak, aby utrzymywał siłę zrywania liny, co usuwa zabezpieczenie przed renderowaniem i może spowodować przeciążenie fundamentu wyciągarki.
Wciągarki cumownicze
W przypadku wciągarek cumowniczych główny hamulec jest ustawiony na około 60% MBL projektu statku. Utrzymuje to normalne napięcie cumowania poniżej punktu zwolnienia hamulca, umożliwiając jednocześnie zwolnienie hamulca, zanim lina osiągnie niebezpieczne napięcie. Zakres renderowania powinien być mały. Hamulec, który powoduje spadek o kilka ton poniżej wartości zadanej, pozwoli statkowi poruszać się bardziej niż to konieczne podczas podmuchów lub przepływających fal.
Wciągarki do obsługi kotwic i holowania
Wciągarki do obsługi kotwic i holowania wykorzystują hamulce o większym obciążeniu, często typu tarczowego lub wielotarczowego, ponieważ muszą kontrolować duże obciążenia dynamiczne i częste zdarzenia renderowania. Ich ustawienia opierają się na uciągu znamionowym wciągarki, średnicy liny i oknie pogodowym pracy. Wciągarki te zwykle mają hamulec główny na każdym bębnie, a hamulec wejściowy pozostaje hamulcem trzymającym, a nie hamulcem renderującym.
Wymagania dotyczące napędu elektrycznego
ISO 3730 wymaga, aby wszystkie elektryczne silniki napędowe posiadały automatyczny układ hamulcowy o zdolności utrzymywania co najmniej 1,5-krotności obciążenia bębna. Ten hamulec wejściowy stanowi uzupełnienie głównego hamulca wciągarki. Zapobiega swobodnemu obracaniu się silnika po odłączeniu zasilania i wypływowi liny pod własnym ciężarem.
Typy hamulców: taśmowe, tarczowe i wielotarczowe
Hamulce taśmowe pozostają standardowym hamulcem głównym wciągarek cumowniczych, podczas gdy hamulce tarczowe dominują w hamulcach wejściowych i wciągarkach do obsługi kotwic o dużej wytrzymałości. Wybór zależy od cyklu pracy, wymaganej precyzji i dostępnej przestrzeni montażowej.
Hamulec taśmowy owija okładzinę cierną wokół zewnętrznej strony bębna lub koła hamulcowego. Zapewnia dużą powierzchnię tarcia, wytrzymuje wysoki moment obrotowy i można go regulować za pomocą ustawień sprężyny i łączników. Jest prosty i solidny, ale może być wrażliwy na zanieczyszczenia i zużycie. Hamulec taśmowy, który zeszkli się lub nasiąknie olejem, może słabo trzymać lub renderować się przy niewłaściwym obciążeniu.
Kategoria i lista modeli morskich wciągarek hydraulicznych Listy kategorii Wciągarka hydrauliczna 01-09 z linkami do zapytań, obejmująca morskie wciągarki hydrauliczne do załadunku statków, kotwiczenia, cumowania, podnoszenia i operacji na morzu. Zobacz produkt → Hamulce tarczowe wykorzystują zacisk, który wywiera tarcie na tarczę. Są powszechne jako hamulce wejściowe, ponieważ są kompaktowe i można je zwalniać elektrycznie. Stosowane są również jako hamulce główne w wciągarkach do obsługi kotwic i holowniczych o dużym obciążeniu, gdzie liczy się precyzyjne ustawienie i odprowadzanie ciepła. Hamulce tarczowe działają równie dobrze w obu kierunkach i średnica bębna ma na nie mniejszy wpływ niż hamulce taśmowe. Hamulce wielotarczowe łączą kilka tarcz ciernych w kompaktowej obudowie i są często stosowane tam, gdzie potrzebny jest wysoki moment obrotowy na małej przestrzeni.
Dopasowanie hamulca do napędu
Napędy hydrauliczne, elektryczne i wysokoprężne stawiają różne wymagania układowi hamulcowemu. Rodzaj hamulca, sposób zwalniania i zakres ustawień należy dobierać razem z napędem, a nie dodawać po namyśle.
Napędy hydrauliczne
Napędy hydrauliczne mogą utrzymać ładunek przez silnik i zawór sterujący, ale nadal potrzebują głównego hamulca bębnowego do renderowania i awaryjnego trzymania. Silnik hydrauliczny może pełzać wewnętrznie, więc hamulec główny musi być w stanie utrzymać bęben, gdy zawór sterujący jest wyśrodkowany. Zwalnianie hamulca hydraulicznego jest często zasilane przez ten sam obwód hydrauliczny, co oznacza, że utrata ciśnienia może uruchomić hamulec, jeśli układ jest zaprojektowany jako niezawodny.
Napędy elektryczne
Napędy elektryczne wymagają hamulca wejściowego, ponieważ silnik prądu przemiennego może się obracać po odłączeniu zasilania. Hamulec wejściowy jest załączany sprężyną i zwalniany elektromagnesem. Gdy dźwignia sterująca znajduje się w pozycji uniesionej lub renderowanej, moc zwalnia hamulec. Gdy dźwignia powróci do położenia neutralnego lub nastąpi awaria zasilania, włącza się hamulec. Dlatego wciągarki elektryczne są często wybierane do zastosowań, w których ważne jest automatyczne trzymanie i proste sterowanie.
Kategoria i wykazy produktów wciągarki morskiej elektrycznej Listy kategorii Wciągarki elektryczne 01-09 do statków i łodzi, przeznaczone do kotwiczenia, cumowania, holowania i obsługi ładunków ze sterowaniem silnikiem zapewniającym bezpieczną pracę. Zobacz produkt → Napędy Diesla
Napędy Diesla mogą wykorzystywać hamulec mechaniczny lub hydrauliczny na wale wyjściowym, przy czym funkcję podtrzymania pełni silnik lub sprzęgło. Jeśli wciągarka musi pracować przy kontrolowanym obciążeniu, nadal potrzebny jest oddzielny hamulec główny na bębnie. Wciągarki wysokoprężne są powszechnie stosowane tam, gdzie nie jest dostępne zewnętrzne zasilanie elektryczne, ale mechanizm ustawiania i zwalniania hamulca musi być dostępny w celu kontroli.
Typowe punkty awarii i kontrole konserwacyjne
Większość usterek hamulców wciągarki wynika z zanieczyszczonych powierzchni ciernych, nieprawidłowego ustawienia lub zużycia połączeń, a nie z nagłej awarii materiału. Hamulec, który działał przez lata, może nadal nie przejść testu obciążenia, ponieważ zmienił się współczynnik tarcia.
Zanieczyszczenie okładzin ciernych jest najczęstszą przyczyną złego trzymania. Olej, smar, sól i rdza mogą zmniejszyć współczynnik tarcia. Podszewka, która wygląda na grubą, może nadal być przeszklona i nie wytrzymać obciążenia znamionowego. Hamulce taśmowe są szczególnie wrażliwe, ponieważ okładzina jest wystawiona na działanie powierzchni bębna i otaczającego środowiska pokładu.
Nieprawidłowe ustawienie jest drugą częstą przyczyną. Hamulec regulowany wyczuciowo może trzymać się zbyt mocno i uniemożliwiać renderowanie lub trzymać się zbyt luźno i powodować pełzanie. Ustawienie należy sprawdzić przy zmierzonym obciążeniu lub skalibrowanej skali sprężynowej, postępując zgodnie z procedurą konstruktora wciągarki. W przypadku hydraulicznych hamulców windy kotwicznej regularne kontrole powinny obejmować sprawdzenie ciśnienia hydraulicznego, zużycia taśmy i luzu połączeń. Doświadczenia terenowe z konserwacja hydraulicznej windy kotwicznej pokazuje, że drobne poprawki dokonane przed rejsem są tańsze niż awaria hamulców na morzu.
- Sprawdź grubość okładziny ciernej, glazurę i zanieczyszczenie olejem.
- Sprawdź zwolnienie i działanie hamulca przy dźwigni sterującej w każdym położeniu.
- Sprawdź sprężyny, połączenia, sworznie i widełki pod kątem zużycia lub korozji.
- Przetestuj obciążenie renderowania za pomocą skalibrowanego ogniwa obciążnikowego lub stanowiska testowego.
- Upewnij się, że hamulec wejściowy jest zwalniany tylko wtedy, gdy dźwignia sterująca jest uniesiona lub renderowana.
- Zapisz wynik testu i porównaj go z poprzednim odczytem, aby wykryć dryf.
Zużycie mechanizmu hamulcowego może również zmienić efektywną siłę sprężyny. Sworzeń, który ma zużyty owalny kształt, może zmniejszyć przyłożoną siłę i spowodować poślizg hamulca. W przypadku hamulców taśmowych należy sprawdzić kotwę taśmową i drążek regulacyjny pod kątem pęknięć. W przypadku hamulców tarczowych ślizgi zacisków i zużycie klocków należy sprawdzać w tych samych odstępach czasu, co okładzinę cierną.
Hydrauliczne zespoły napędowe zasilające zwalnianie hamulca należy sprawdzić pod kątem utraty ciśnienia i wewnętrznych wycieków. Jeśli ciśnienie zwalniania jest zbyt niskie, hamulec może ciągnąć i przegrzewać się. Jeśli jest zbyt wysoka, hamulec może nie zostać całkowicie uruchomiony na żądanie. Ciśnienie zwalniające należy mierzyć na króćcu hamulca, a nie tylko na wylocie pompy.
Często zadawane pytania
Czy hamulec wciągarki może utrzymać ładunek bez zasilania?
Tak, jeśli jest nakładany sprężynowo lub mechanicznie. Hamulce wejściowe wciągarek elektrycznych są utrzymywane przez sprężyny i zwalniane przez elektromagnes, więc awaria zasilania powoduje załączenie hamulca. Podstawowe hamulce taśmowe są również uruchamiane za pomocą sprężyny lub ciężaru własnego, a do zwolnienia wymagają siły mechanicznej. To niezawodne zachowanie jest powodem, dla którego hamulec pozostaje włączony, gdy wciągarka nie działa.
Dlaczego hamulec wyciągarki renderuje się zamiast całkowicie trzymać?
Renderowanie jest zaprojektowaną funkcją bezpieczeństwa, a nie usterką. W przypadku wciągarki cumowniczej główny hamulec jest ustawiony na zwolnienie liny przy około 60% MBL konstrukcji statku. Jeśli hamulec będzie całkowicie zaciągnięty, rosnące obciążenie powodowane przez wiatr, prąd lub przepływające fale statku może spowodować przerwanie liny lub uszkodzenie wciągarki. Renderowanie powoduje utratę linii na tyle, aby przywrócić napięcie do bezpiecznego poziomu.
Jak często należy testować hamulec wciągarki?
Hamulec powinien być sprawdzany przed każdym większym rejsem oraz w odstępach czasu określonych przez instytucję klasyfikacyjną statku i producenta wciągarki. Test funkcjonalny wydania i zastosowania można przeprowadzać częściej, ale do potwierdzenia ustawień renderowania potrzebny jest test obciążenia za pomocą skalibrowanego instrumentu. Jakakolwiek zmiana w zachowaniu zwierzęcia, nietypowy hałas lub zapach powinna skutkować natychmiastową inspekcją.
Czy można wyregulować hamulec bez próby obciążenia?
Nie. Dopasowanie wizualne lub dotykowe nie może potwierdzić obciążenia renderowania. Współczynnik tarcia zmienia się wraz z zanieczyszczeniem, temperaturą i zużyciem, dlatego jedyną niezawodną metodą jest badanie zmierzonego obciążenia. Regulacja na wyczucie może spowodować, że hamulec będzie zbyt mocno zaciśnięty, aby można było go uruchomić, lub zbyt luźny, aby można go było utrzymać, a oba warunki będą niebezpieczne.
Kategoria kombinowanej windy kotwicznej i cumowniczej hydraulicznej Listy kategorii Hydrauliczna wciągarka kotwiczna i cumownicza 01-09 dla większych statków, zawierająca niezależne bębny i hamulce hydrauliczne; ustawienie hamulca pozostaje ważne dla kontrolowanego obciążenia. Zobacz produkt → 
