H2203 轮一次锚机刹车故障的分析

H2203 轮一次锚机刹车故障的分析中国论文网-A'\4mo,uY
杨学华 黄郁健中国论文网&Cm$N!{^OyL
（中国卫星海上测控部）
`k#EB#O!ky0[摘 要]H2203轮在一次执行完任务停靠菲律宾达沃港期间 ，左锚机发生刹车故障。本文对此次故障的排查和处理过程进行分析和讨论，并对锚机的日常
t u$k ]*i7[0使用和管理提出建议。
)p2a6B3f t+@q0[关键词]锚机刹车装置 电气控制 整流桥 整流二极管中国论文网:d
?E4N EJvi1e
1 引言中国论文网wjr/lhLk D^
锚机是船舶设备中最重要的组成部分，它除了能保证船舶在正常收、放锚中国论文网8PNS\$vRq_s
功能的实现外，还能帮助船舶实现移动船舶位，在航行中因故暂时停航或遇到中国论文网GH)H Y w
紧急情况时固定船位等作用。因此船舶锚机必须保持良好的性能和技术状态，中国论文网8h
v`0Tq3p(V9W
否则船舶的海上航行安全会受到严重影响，甚至会造成致命的威胁，引起灾难
\ e];x4i!D0性后果。中国论文网Ir/~Y!f
2 故障现象
&vq;`9fydr0H2203轮在执行完任务后停靠菲律宾达沃港时，在进行码头停靠作业的过
6p6P&MxQ0程中，正在使用中的左锚机电机突然发出剧烈的“嗡嗡”异响声，随即电机转速
9F:`Z:En)RnWE6a#g0明显降低，数秒钟后电机有黑烟溢出，并伴有烧焦的糊味。
o-E$Yh9u@:HR0电工维修人员，立即对该故障问题展开了分析排查，并针对故障现象制定
b Zy9IT0了具体的分析方法和检查步骤。

z:E.z!y8PX(mf03 故障分析和处理
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H03.1 初步分析
)V'x:U8zb,ra@W0根据上述故障现象，初步判断为：一是锚机过载、电机断相等锚机保护装置中国论文网
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出现故障；二是锚机刹车装置出现故障。
dA[5VC@I03.2 故障原因定位中国论文网%F3x}M h%os-O
3.2.1 保护装置和电机检查中国论文网2X*~ kW-RQ^r4ZZGJ
首先对锚机保护装置和锚机电动机进行检查：
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z0（1）用万用表测量空气断路器、中国论文网9p-o eK&hD5l&~g
熔断器以及热继电器，测量结果为正常；中国论文网7?e4w1@|
（2）用兆欧表测量电机三相电源接线及三
U#h z!I(y2XjBH0相绕组的绝缘电阻，测量结果均在工作要求范围内；中国论文网"BX$Hj:_K|
（3）用万用表测量电机三相绕中国论文网5v+D`Y?2w|mK
组电阻，三组绕组的三相绕组基本平衡，说明锚机电机绕组无断路、短路问题。
/n|d1a0Anq[l3N(a0根据对锚机保护装置和锚机电动机的检查结果，可以得出以下结论：
z5oA&h%`-J'q0（1）锚中国论文网*^@CO+WI5a+d
机在此次故障中，运行中未出现过载情况；中国论文网o0I]cf
（2）锚机电动机无断相或绕组故障发
.b&I.F|Mh0生；中国论文网W8C8k/aZgr
（3）锚机电气系统绝缘情况良好。因此，可以排除锚机系统存在锚机保护装中国论文网4o7y/A,U,a\|H"{
置和锚机电动机电气故障的可能。
Q`(hv$H"A03.2.2 刹车装置检查
?4O0zy)j0刹车装置由机械装置和电气控制两部分构成，在故障排查的过程中，对其中国论文网,T+D&CuO2p(s4lL
分别进行检查。
R6\2_(Kh&x.m.wx0（一）机械装置部分检查中国论文网JCwe,hS
刹车制动盘、刹车毂、刹车线圈和弹簧组成（如图1所示）。锚机在刹车时，刹
9k/F`&BK_D0车制动盘在弹簧压力的作用下，紧贴在刹车毂上随电机一起转动，依靠刹车制
"]^tk4CO0动盘与刹车毂间的摩擦力使锚机电机停止转动；在启动运行时，刹车线圈得电，
8BqB @J3Ly)P0刹车制动盘在电磁力的作用下压紧弹簧，脱离刹车毂，使刹车制动盘与刹车毂
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`/WJ's0间有一定间隙，这样锚机电机在无外加摩擦力的状态下自行转动。
^ p|-Tpa q0打开锚机端盖检查刹车装置的机械部分，发现除刹车制动盘与刹车毂之间
"\9Ku&N%Q`o0有少量的炭垢外，刹车制动盘、刹车毂和弹簧均处于正常状态，没有出现刹车间
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p]M;`;AQ A0隙过小、端面不平或弹簧断裂等现象，因此可以排除锚机刹车装置机械部分故
"K V1`hg0a0障的可能性。中国论文网c4C~f3QSa6XlAm
（二）电气控制部分检查
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k5{ ]6V0锚机刹车装置的电气控制部分其工作原理是通过变压器JYB把AC380V电
4\3[sqs-g%GTy0源变成AC110V，然后经过整流桥全波整流，把AC110V转换成DC110V。当锚机中国论文网9z,MC5QD+u.B.n
进行起锚或抛锚作业时，其主控电路的辅助触点FC或FZC接通，使锚机刹车装
|qo-U9W5|0置控制电路的接触器ZDC得电闭合，刹车线圈ZDQ得电工作；当起锚或抛锚操
7B3Y.x7L)U-t0作结束停机时，辅助触点FC或FZC断开接触器ZDC，使接触器ZDC失电断开，
I$@_dR6m0刹车线圈ZDQ失电停止工作。其中J是一个中间继电器，在锚机启动时得电闭中国论文网r]5L8F
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合，短接电阻R1，全电压输出，使刹车线圈ZDQ在DC110V状态下进行工作，确
YX4zMP_8^d0保刹车装置能够瞬间脱开；锚机在启动无异常，转入正常运行后，中间继电器J中国论文网^$Y!E.Z"d[5Q/^*R
失电断开，把电阻R1串接在电路中，给刹车线圈ZDQ提供一个约50V的维持电中国论文网[4W;u3l"GTW
压，使刹车线圈ZDQ始终处于得电吸合的状态；电阻R2和二极管ZL5的作用是中国论文网Z5yL%}*puwj5W6Z?
在刹车装置停止工作时，放掉刹车线圈ZDQ内的剩余电能。
8Jxd*J!Yv0对锚机进行故障状态复现检查。中国论文网0s@y+WR7ov.@
（1）用万用表对刹车线圈ZDQ电压进行测中国论文网z/q!Vhc6C@+fn
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量，在启动瞬间时的端电压为70V左右，转入运行时的端电压为30V左右，分析中国论文网I(z&jQ,{"s6^8~i/Z
可知：串联分压电阻R1分压功能正常，同时可知刹车线圈自身性能未现异常。
iPFo@u7a5c0因此，故障可能发生在刹车装置的电源部分。中国论文网?Mq _L
（2）用万用表测量变压器JYB次级中国论文网1{ K'|&M3l*k
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电压，实际测量值为AC112V，由此可知，变压器JYB工作正常。中国论文网+M6A[bn9pA
（3）用万用表欧
?2pW|2u;Nn0姆档静态测量整流桥的四只二极管ZL1—ZL4，其中整流二极管ZL3正方向电阻中国论文网vJK2jq
测量值均为高阻。由此可知：锚机刹车装置电气控制部分整流桥的整流二极管中国论文网A t[|DT7L
ZL3被击穿烧毁。中国论文网;S~}m
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3.2 故障分析中国论文网 hcJ1\m)Z'j'?\-W
3.2.1 故障机理分析
t@7GME6t?5P N1J0锚机刹车装置电气控制电路中，由整流桥ZL1—ZL4经过全波整流，实现将
+z*U*~V/X&J/r(r0AC110V转换为DC110V的功能。
'WS&W/arA0整流二极管ZL3击穿后，电流电路的全波整流变成半波整流，输出的电压中国论文网 f2a$m5e-X
就变成了DC70V左右。中国论文网U]*z fW,R,a
由于作用在锚机刹车装置的上的初始电压由正常值DC110V下降为中国论文网
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DC70V中国论文网%wc*h![+i9Lm C] K
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rOgp;djQ0，刹车线圈产生的电磁吸合力不足以克服顶在刹车中国论文网{hb"?)u
上的弹簧组的反向
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弹力，致使刹车盘不能完全的脱开刹车中国论文网AC5rRLId
，造成锚机运行过程中，锚机刹车装置中国论文网.K nmt#W t
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刹车盘的刹车片与刹车
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KR c*WT/RAm0rJd0之间形成“干磨”，最终导致锚机发热、冒烟和转速降中国论文网 e^8G#c9k]%b'C^W4V
低现象的发生。中国论文网A L
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3.2.2 故障原因分析
/D?C9eyg/}0根据故障排查中发现的问题和故障机理分析，以及远望三号船逐渐的步入
,gS/s{2dd.zm0老龄化这一现象，可以对整流桥二极管ZL3被击穿烧毁的可能原因归纳为以下中国论文网 r8](t3T"|WB@A1l~
几个方面：
6] ?^4f+W/HX;T9s0（1）发生故障的电子器件，工作电流较大，发热量大，容易过热，造成严重的
\{U&?J,c0热老化，使器件寿命缩短。中国论文网6|qm5px,Lu i%D
（2）锚机刹车装置刹车线圈启动电流较大，会产生较大的冲击电流，对整流
o*J2GZ%|k!J#dom/SV0器件产生影响较大。
0A~l,H:UB'K0（3）锚机刹车装置电气控制箱工作环境恶劣，高温、高湿的环境因素导致电
%aos0]3e8x7X&Q#E0气电路和电气元件可靠性降低。中国论文网_Nrv+l1L
（4）强烈的振动不仅影响电气系统的可靠性，而且直接造成了器件散热片
;Q.n#p2I|m-_G8c0的松动，导致故障发生。中国论文网sB%z@'d
3.3 故障处理中国论文网2E8o/J1g*eS'zZ8W9m
用电烙铁拆除被击穿烧毁的ZL3，对电路板进行清理，用同型号的整流二中国论文网7t%F_ k,}/s
极管更换,并将散热片固定牢固。然后启动锚机，进行运行试验，结果锚机工作
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^.Z"AxV(d0恢复正常。
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H XMb9GE%O04 结论中国论文网:P9S.t fi
锚机刹车装置电气控制电路器件受启动冲击电流影响较大，受热老化的影
QV SdM(Z`0响严重。而且工作环境较为恶劣，其可靠性受高温、高湿等环境因素的影响。特中国论文网 uy/N+C,isF WX
别是船舶振动的影响，会造成关键器件的散热片松动，导致散热不良而快速击中国论文网'P&NoYD7^g+`e
穿烧毁。因此，在日常巡视和维护工作中，一定要注意和加强对以上这几个方面中国论文网/d%lDr-ti1u J5] C!}
情况的检查；在有条件的基础上，对一些使用时间较长的、工作性能下降的电器
4w6aCfY8D0元件要有针对性的进行更换；加强对控制箱工作环境的通风，尽量进行散热、除
~,]n'BC Z`^Lx+v0潮，确保控制电路器件有良好的工作环境。中国论文网.`+L%q9ab
参考文献中国论文网7`i|k%K)ii&MT
[1] 张作华.船舶电气设备.北京.人民交通出版社，2009.中国论文网[1l J5jQ R6pA:]
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$Fu3Uf*k&k$u ]9H4@0[3] 韩厚德.船舶辅机.北京.人民交通出版社，2009.