無桿錨

無桿錨

無桿錨是指錨爪和錨桿能相對轉動一定角度而沒有橫桿的錨。使用時兩個錨爪同時齧入底士,起錨和收錨方便,得到廣泛套用。具有代表性的無桿錨是霍爾錨和經改良的斯貝克錨。

簡述

無桿錨(Stockless Anchor)又稱山字錨,沒有橫桿,兩錨爪(Anchor Fluke)可以相對錨乾(Anchor Shank)轉動並同時抓底。其錨頭(Anchor Head)與錨干係分別鑄造,錨幹上部的孔與錨卸扣相連線,錨乾下部的孔可插入銷軸。錨頭是錨爪和錨冠(AnchorCrown)組成的整體,中間有孔,錨乾從孔中穿過,緊挨孔旁有兩個半圓形的槽,銷軸嵌在半圓形槽內,這樣錨爪平面對錨乾可在一定角度範圍內轉動,因此屬於轉爪錨一類。

無桿錨的一般特點是:

(1)因無橫桿,拋起錨非常方便,起錨後可直接收存在舷邊鏈孔處,不占甲板面積。

(2)兩錨爪同時抓底,無錨爪露在土外。

(3)普通無桿錨(如霍爾錨、斯貝克錨等)的抓重比,在軟泥底中一般為3左右,沙質底可達5~7,最大不超過8,抓力比有桿錨小,但可通過適當增加錨重來彌補。

因使用方便,無桿錨被廣泛用作商船的首錨。現代新型無桿大抓力錨在結構和性能上都有較大改進,抓力有很大提高。

類型

商船上常用的普通無桿錨有霍爾錨、斯貝克錨、艉翼式錨、貝爾特脫錨等多種。

(一)霍爾錨

霍爾錨錨乾是鍛鋼的,將兩個錨爪連在一起的錨冠是鑄鋼的,裝配時將錨於自下而上穿過錨冠,直到錨乾下端的錨軸緊靠在錨冠的窩穴內,然後在錨冠上插入兩個插銷,以擋住錨軸不使錨乾脫出。這樣,錨爪即可相對錨乾而轉動。

霍爾錨不僅製造裝配容易.其最大優點是沒有錨桿,收存方便,在起錨時能將錨乾收入錨鏈筒內,而且錨經常處於拋出狀態。霍爾錨的抓重比較小,為2.5~4。但由於其拋起錨方便、省時省力,它的兩爪均齧入水底,不會對過往船隻造成危害,故被廣泛套用於各種船舶上,作為主錨。

霍爾錨錨頭的重心位於錨軸軸線之上,起錨時,提起錨乾後,兩爪會向一側傾斜,若恰好傾向船外板,就會擦傷船外板,甚至卡住,妨礙錨乾收入錨鏈筒中。

(二)斯貝克錨

斯貝克錨的錨頭重心位於錨軸軸線之下,起錨時,提起錨乾後,兩爪向上與錨乾處在同一垂直平面內。當爪尖觸及船外板時,錨爪會向離開外板的一側傾斜,不致擦傷船外板,能使錨乾順利收入錨鏈筒內,錨爪與船外板的貼合性較好,故被廣泛用做始首錨。

(三)尾翼式錨尾翼式錨是我國研製出的一種新型無桿錨。國標有AR6(長柄)和BR6(短柄)兩種類型。其結構特點是設有4個尾翼,使得助抓突角很寬厚,錨頭重心低。其操作特點是入土阻力小,入土性能和穩定性好,抗浪擊,容易沖洗乾淨。其抓力、穩定性等各方面性能均優於霍爾錨和斯貝克錨,更符合商船對船用錨的多方面性能要求。尾翼式錨已在船上較廣泛地使用。

四)貝爾特脫錨

貝爾特脫錨是由美國研發並得到長期使用的無桿錨。

入土過程

無桿錨的入土過程是這樣的,拋錨著底後兩爪先平躺在水底。由於在錨冠四周沒有突緣,迫使錨爪的爪尖轉向水底,錨爪與水底成一定的角度,在錨鏈的拖曳下,爪尖支持在水底,而使錨冠逐漸升起。然後兩錨爪在錨重及錨鏈的拉力作用下逐漸齧入泥土,直到錨抓力與錨鏈拉力達到平衡為止。

影響因素

圖1錨的特徵數 圖1錨的特徵數

影響無桿錨入土及性能的主要因素有以下二點。

(一)錨爪襲角

如圖一所示為幾種錨的襲角與折角。錨爪襲角有二:錨冠未離開地面時的α0,它影響錨冠的升起;錨冠升起後將要入土前的α1,它影響錨爪入土。近代一些錨大都取α0為18°,而α1為64°~74°。一般錨的錨爪折角β為45°。突緣的形狀、大小、轉動軸心B的位置均影響錨爪襲角的大小。為了迫使爪尖朝向水底一面,有利於錨冠升起,通常轉動軸心B點的位置不能太靠後。

(二)錨的重心位置

圖2 錨爪尖支持在水底 圖2 錨爪尖支持在水底

錨的重心位置是以錨冠升起時的CH/CA值(圖2)來表示的。為了使入土時爪尖處具有較大的垂直分力,常使爪尖稍偏於重心之前,CH/CA之值常取0.05~0.10。此時爪尖上的壓力相應為1.05~1.10W(W為錨重)。假定壓力平均分配給兩個爪,則每一爪尖入土的垂直分力為0.53W~0.55W,仍較海軍錨小(海軍錨約為0.66W)。

無桿錨既以兩個錨爪同時齧入泥土,則其抓重比似應比單爪入土的有桿錨高,但實際上,無桿錨的抓重比往往反而較低,其主要原因如下。

①當船隻在拋錨停泊時,若遇到風力、流力方向改變,船位常以錨為中心發生轉動。由於船位改變,作用在錨卸扣處錨鏈的水平拖力不能與錨乾的方向保持一致,因而,會引起錨爪在泥土中旋轉。單爪入土的海軍錨轉動時,錨爪與泥土的嚙合受到破環的程度較小。而兩爪同時入土的無桿錨轉動時,就使錨爪與泥土之嚙合遭到嚴重的破壞,致使錨的抓力大為降低。

②無桿錨錨爪端部的形狀不像海軍錨那樣易於深入泥土,錨爪齧入不深,因而抓力較小。

③無桿錨的兩個錨爪齧泥土的深度可能不相同,兩爪的受力就不等,從而形成力矩,促使一爪從泥土中翻轉出來,這種不穩定性將大大影響無桿錨的抓力及錨泊的可靠性。

應該指出,凡是以錨爪與水底嚙合而產生錨抓力的普通船錨,為了保持最佳的嚙合狀態,以產生最大的錨抓力,故要求錨乾始終平躺在水底,不能翹起,即要求錨鏈保持與水底相切,錨鏈上的拉力為水平方向。否則,錨爪與水底的嚙合就會遭到破壞,錨爪會從泥土中翻出,抓力降低,就有走錨的危險。換言之,普通船錨只能產生水平方向的抓力。因此,在錨泊時最好有一段錨鏈躺在水底,以保證船錨不受提升力。

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