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 mJ#m\{
杨学华 黄郁健
^.EH,ht#v/Z[0（中国卫星海上测控部）中国论文网W$l9RYG
[摘 要]H2203轮在一次执行完任务停靠菲律宾达沃港期间 ，左锚机发生刹车故障。本文对此次故障的排查和处理过程进行分析和讨论，并对锚机的日常
\!k'N3@;nf E0使用和管理提出建议。
`1},RPp+]5U7]1`+~0[关键词]锚机刹车装置 电气控制 整流桥 整流二极管中国论文网WsW7XLc_
1 引言
U4~iBeB2y-X'Pj0锚机是船舶设备中最重要的组成部分，它除了能保证船舶在正常收、放锚
[f(o;w"\9x'fL0功能的实现外，还能帮助船舶实现移动船舶位，在航行中因故暂时停航或遇到中国论文网~`6|}&W(Y
紧急情况时固定船位等作用。因此船舶锚机必须保持良好的性能和技术状态，
(I%M~Ky@t?0否则船舶的海上航行安全会受到严重影响，甚至会造成致命的威胁，引起灾难
6X!fB u;H-{8Lc0性后果。
L#lOh"QE02 故障现象
6x V,}md6WG0H2203轮在执行完任务后停靠菲律宾达沃港时，在进行码头停靠作业的过
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u5m0程中，正在使用中的左锚机电机突然发出剧烈的“嗡嗡”异响声，随即电机转速中国论文网koaUQ6^
明显降低，数秒钟后电机有黑烟溢出，并伴有烧焦的糊味。中国论文网ij,t1e#pPOC5E
电工维修人员，立即对该故障问题展开了分析排查，并针对故障现象制定
G8S1vL2}^Q0了具体的分析方法和检查步骤。中国论文网Ae(Zv"N'n B
3 故障分析和处理
.f%n_[U`03.1 初步分析中国论文网6g&W(O$mKE
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{~%i%N:a!G j
出现故障；二是锚机刹车装置出现故障。中国论文网P-h5E&~g6Gq0~9F
3.2 故障原因定位
H!@3n }8q:H/?03.2.1 保护装置和电机检查
j-a(@7wp+m0首先对锚机保护装置和锚机电动机进行检查：中国论文网s4P.qf:[vHZ W
（1）用万用表测量空气断路器、
i b?'o{7|N0熔断器以及热继电器，测量结果为正常；中国论文网.g!u&li Uz~$If
（2）用兆欧表测量电机三相电源接线及三中国论文网!{$_#Bs_\j
相绕组的绝缘电阻，测量结果均在工作要求范围内；
S0y$N:T] ]o&J:mU0（3）用万用表测量电机三相绕中国论文网T8P,i9w'|
组电阻，三组绕组的三相绕组基本平衡，说明锚机电机绕组无断路、短路问题。中国论文网7j]k9OX
根据对锚机保护装置和锚机电动机的检查结果，可以得出以下结论：
Nd0h*E1[o([0（1）锚中国论文网,w"]p
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机在此次故障中，运行中未出现过载情况；
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oXJE0（2）锚机电动机无断相或绕组故障发
5e?U a8p+s$}$l0生；
8FX#L]U5Tn0（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
+}H'vlol-h4gi0置和锚机电动机电气故障的可能。

d1Yv2@ Ik E m03.2.2 刹车装置检查
@P%JS-}6v)\(S0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
$]!j'V%}q.mTO0分别进行检查。中国论文网7@%@&q?Cy.|R-\
（一）机械装置部分检查中国论文网O a,bH7IuJ~
刹车制动盘、刹车毂、刹车线圈和弹簧组成（如图1所示）。锚机在刹车时，刹
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j0车制动盘在弹簧压力的作用下，紧贴在刹车毂上随电机一起转动，依靠刹车制
A W\r&sc1j2}%e/w5{0动盘与刹车毂间的摩擦力使锚机电机停止转动；在启动运行时，刹车线圈得电，
9UJ&~]6w} [0刹车制动盘在电磁力的作用下压紧弹簧，脱离刹车毂，使刹车制动盘与刹车毂
k9|!\1l#C3M)C0间有一定间隙，这样锚机电机在无外加摩擦力的状态下自行转动。
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YOM#z0打开锚机端盖检查刹车装置的机械部分，发现除刹车制动盘与刹车毂之间中国论文网 V Q Z(y(r
有少量的炭垢外，刹车制动盘、刹车毂和弹簧均处于正常状态，没有出现刹车间
fz!|3zmqJ0隙过小、端面不平或弹簧断裂等现象，因此可以排除锚机刹车装置机械部分故中国论文网3v!Bd*O&hE%Nv7|g
障的可能性。中国论文网X-s;e?9UJ
（二）电气控制部分检查中国论文网w/FUGZ.qi ND6V
锚机刹车装置的电气控制部分其工作原理是通过变压器JYB把AC380V电
+ob'G#Nk+OIm)Bom0源变成AC110V，然后经过整流桥全波整流，把AC110V转换成DC110V。当锚机
/K-e4iY]:n0进行起锚或抛锚作业时，其主控电路的辅助触点FC或FZC接通，使锚机刹车装中国论文网d5N\/lZ8Y;n
置控制电路的接触器ZDC得电闭合，刹车线圈ZDQ得电工作；当起锚或抛锚操中国论文网1e,`*F
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作结束停机时，辅助触点FC或FZC断开接触器ZDC，使接触器ZDC失电断开，中国论文网.Z2yUr p9Y!_Nq5Hp
刹车线圈ZDQ失电停止工作。其中J是一个中间继电器，在锚机启动时得电闭中国论文网 lk%EJh1Ny&TK
合，短接电阻R1，全电压输出，使刹车线圈ZDQ在DC110V状态下进行工作，确中国论文网d|i5JI^,r5R
保刹车装置能够瞬间脱开；锚机在启动无异常，转入正常运行后，中间继电器J中国论文网 ~RZ
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失电断开，把电阻R1串接在电路中，给刹车线圈ZDQ提供一个约50V的维持电
8h _0S3X&wmtO0压，使刹车线圈ZDQ始终处于得电吸合的状态；电阻R2和二极管ZL5的作用是
1Ni2ymfzc*g,s0在刹车装置停止工作时，放掉刹车线圈ZDQ内的剩余电能。中国论文网O:Zz
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对锚机进行故障状态复现检查。中国论文网1bCpV3Bxq l)G'C1_
（1）用万用表对刹车线圈ZDQ电压进行测
@9B#T\4?~0量，在启动瞬间时的端电压为70V左右，转入运行时的端电压为30V左右，分析中国论文网A0K?5Bsh%@"H(`\.S
可知：串联分压电阻R1分压功能正常，同时可知刹车线圈自身性能未现异常。
*}R,H:d?l%A0D"s"h,^,nhC0因此，故障可能发生在刹车装置的电源部分。中国论文网;Zw0m2E P G
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（2）用万用表测量变压器JYB次级
+F0z_!XXr$P{:^0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N'[*zx A'U3HJ
（3）用万用表欧
qq%[2Ua0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Kh,_ EC1Z$X0D
测量值均为高阻。由此可知：锚机刹车装置电气控制部分整流桥的整流二极管中国论文网5YNu!pf0@5`2Zs
ZL3被击穿烧毁。
7U4q;ek;L:i@3Q03.2 故障分析中国论文网-mH#VKz4{V
3.2.1 故障机理分析中国论文网AF9ImWxEI
锚机刹车装置电气控制电路中，由整流桥ZL1—ZL4经过全波整流，实现将
*z9kV5{L p+m9e0AC110V转换为DC110V的功能。中国论文网 h;N8^7\iC
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整流二极管ZL3击穿后，电流电路的全波整流变成半波整流，输出的电压
xCgNU0就变成了DC70V左右。中国论文网u#Xm8_FD.o4S
由于作用在锚机刹车装置的上的初始电压由正常值DC110V下降为
:E4^nl-h\b,UB0DC70V中国论文网f{*Q$Q"gU:_
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'_A@EO-yP7y"q0，刹车线圈产生的电磁吸合力不足以克服顶在刹车
,PG"\2HK(y7L8ycV0上的弹簧组的反向
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T0弹力，致使刹车盘不能完全的脱开刹车
0j}VuZ|BF0，造成锚机运行过程中，锚机刹车装置
1a*A)X?qej)tuq0縠中国论文网^0[V&GNJf`R
刹车盘的刹车片与刹车
*i8tYy0W8{m0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
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低现象的发生。
;}7~|6QLv s03.2.2 故障原因分析
S*S&h0Nl(_/\ t0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
Rl6@W{ v'J0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
P k9uq$LY0几个方面：
&W? BkD0（1）发生故障的电子器件，工作电流较大，发热量大，容易过热，造成严重的中国论文网c$a X ~Xm,^S,Q
热老化，使器件寿命缩短。中国论文网;Lj5b8gK
（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
i,r!b:Bb3{d0器件产生影响较大。中国论文网FEm7]%pkHP\
（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中国论文网,uzr{Pa
气电路和电气元件可靠性降低。中国论文网 Mk"}i@c$gS~
（4）强烈的振动不仅影响电气系统的可靠性，而且直接造成了器件散热片中国论文网\qi4[5q X$W5V
的松动，导致故障发生。
z~6xG;E b?z0g03.3 故障处理中国论文网j5}[[R5eG
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
C!YY3t.KH@0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
5m$Mv6To}&H0恢复正常。
w\&R-J V+I}*jo;LR {L04 结论

v{&?wT0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
L5L1W0H)l0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#A#dJ&?.pO
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
'as6Z];]Kh$a0穿烧毁。因此，在日常巡视和维护工作中，一定要注意和加强对以上这几个方面中国论文网^4N(Pp&Y9G:q6u
情况的检查；在有条件的基础上，对一些使用时间较长的、工作性能下降的电器
j].M.x0G$}|cU(fZ0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
2MDFH4vj7_2f0潮，确保控制电路器件有良好的工作环境。中国论文网\ R!ZSS
参考文献
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