【机械cax360第439期】锚是所有船舶的标配设备,铁制的停船器具,用铁链连在船上,把锚抛在水底,可以使船停稳。
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古代的锚是一块大石头,或是装满石头的篓筐,称为'碇'。碇石用绳系住沉入水底,依其重量使船停泊。后来有木爪石锚,即在石块两旁系上木爪,靠重量和抓力使船停泊。中国古代帆船使用四爪铁锚,这种锚性能优良,至今在舢板和小船上仍有使用。
▲四爪铁锚
每当船只航行遇到大风难以靠岸停泊的时候,它的安全就完全依靠锚了。战船或者海船的锚,有的重量达到上万斤。
▲各种类型船锚
现代锚用铸钢或锻钢制造,主要有四种。
①有杆锚:锚爪和锚干通常为一整体,并有一垂直于锚爪平面的横杆。有杆锚多为双爪,有的是单爪。使用时一爪啮入土中较深,抓力大,但因有横杆,收藏不便,多用于小型船舶。有杆锚主要类型有海军锚、单爪锚、日式锚等。
▲海军锚结构图
②无杆锚:锚爪和锚杆可相对转动一定角度,无横杆。使用时两个锚爪同时啮入土中,起锚和收藏方便,使用最为广泛。无杆锚中具有代表性的为霍尔锚及其改良型斯贝克锚。
▲霍尔锚
③大抓力锚:锚爪宽大,可转动一定角度,锚头或锚爪中部有突出的杆体,起稳定作用。因锚爪啮土面积大,抓力大,适用于砂质或土质松软的水底。大抓力锚主要类型有丹福斯锚、马氏大爪力锚、快艇锚等。
④特种锚:形状与一般锚不同,如菌形锚,锚头呈菌状或伞状,啮入土中较深,抓力大,不易移动,多用作长期锚泊、定位用,如作灯船、浮筒、趸船等的固定锚。
目前世界上最大船用锚生产和出口基地,是江苏翔晟重工。2014年10月15日他们造了一个世界最大的波尔锚、重量有55吨。
船锚的作用主要是固定、稳定船。锚要起作用,最基本的条件是在海底等钩住东西。
▲船舶下锚过程
锚爪是锚抓入泥土中最为重要的部分,当船舶抛锚之后,锚在锚链的牵引下沉至水底。在水底,由于锚杆的作用锚腕所在平面会垂直于水底,此时锚爪就会与水底接触。
▲船锚勾住水底
船舶的锚链长度往往大于水深,因此在水底部分的锚链处于平躺状态。
当船舶受到扰动的时候(如顶浪)锚链就会被拉动,处于水底的锚在锚链连接处会受到一个水平力的作用,同时船锚自身的重力作用于锚爪与水底的接触点(图中C点),两力合成使得锚向斜下方运动,这就是锚入土的过程。
锚拉入水底之后便可以为船舶提供停泊的能力,需要注意的是这种能力不仅仅是一个锚就能完成的,还有很长的锚链也起到了重要的作用。
▲船舶起锚过程
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锚设备由锚、锚链、锚链筒、起锚机械及附属设备组成。
▲锚设备
锚链主要作用是连接锚和船体,传递锚产生的抓驻力。
锚 链
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锚机是船上用于收放锚及锚链的机械,主要由基座、支架、锚链轮、刹车、链轮、变速箱、电控系统(手动起锚机除外)等组成。
锚 机
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▲下锚时,锚机在快速放锚链
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