锚爪折角

科技工作者之家 2020-11-17

锚爪折角为锚爪尖端处的切线同锚杆轴线的夹角,为图中的角β,它与角α一样,也是影响锚爪啮入泥土的角度,通常在35°~45°之间。锚爪的折角最大为45度时力矩最大,即抓重比最大。1

锚的简介对于船锚来说,如何以最小的锚重取得最大抓力是具有重要意义的。锚的抓力与锚的重力之比值称为抓重比。抓重比高的锚可以在相同锚重的条件下提高锚泊能力。除此之外,船锚还应具有良好的使用性能,优良的锚在停泊时要能迅速入土,而在起锚时还得易于从海底脱离出来,即破土所需之力较小,对于各种性质的泥土都要具有良好的适应性。优良的锚还应在航行中能便于收藏与存放。另外,锚还应具有足够的强度,构造简单,制造容易且成本低廉。船锚的式样是极其繁多的,每种船锚在性能方面各有特点。

锚的种类较多,按其结构和用途,可分为有杆锚、无杆锚、大抓力锚和特种锚等。在商船上普遍采用的首锚均为无杆锚,而尾锚有时采用有杆锚或燕尾锚。2

锚的分类1.有杆锚

海军锚属于有杆锚,带有两个固定的锚爪。它历史最为悠久。这种有杆锚抛锚时锚冠先着地,在锚链的拉力作用下使其翻倒。如果是锚杆顶着地,则为不稳定状态,经水平拖曳必翻转成一爪朝下的状态。在锚链的拉力及锚的重力作用下,该爪逐渐啮人泥土,直啮到锚干处不能再深人为止。

(带固定锚爪)有杆锚的结构特征的主要因素有以下几方面。

锚的重心位置:它与锚的人土性能有关,如重心过分接近锚卸扣一端,则迫使锚爪入土的垂直分力减小;反之,若重心过分接近锚冠,尤其是遇到水底有斜坡时,则锚不稳定。故在选取重心位置时,应兼顾两方面的要求,通常取BG≈0. 42AB。其中BG为B点到重心G的距离。

锚爪的袭角口:锚爪的袭角是指过锚爪尖端处的切线同底平面的夹角,它是影响锚爪啮入泥土的角度。锚爪入土力R由锚链拉力T及锚重分力W2合成,若袭角口能与啮入泥土的合力及方向一致,则锚最容易人土。但在实际的抛锚过程中,锚链的拉力是变化的,各种土质的阻力也不一致,因而袭角a的确定多凭借经验,通常在60°~80°之间。

锚爪的折角β:它是过锚爪尖端处的切线同锚干轴线的夹角。它与角α一样,也是影响锚爪啮入泥土的角度,通常在35°~45°之间。

锚干的长度:锚干的长度影响锚杆的位置,锚千越长则锚杆离开锚冠越远,从而迫使锚爪人士及防止锚翻转的作用也越大。因此锚干较长者在使用上更为有效,而锚杆较短者则便于收藏。

锚爪的面积及其分布情况:根据试验结果可知,几何形状相似的锚,其抓力不仅与锚爪面积成正比,而且与面积中心距泥土表面的深度有关,越深则抓力越大。因此,锚爪面积越大,在靠近爪尖处锚爪面积分布得越多,则抓力就会越大。

爪尖的式样:一般说,宽的爪尖适用于松软的土质,而窄的爪尖适用于坚硬的石底。显然,一般爪尖的宽度总是折中的,以期适应在多种土质上抛锚。

海军锚的主要优点是:锚抓重比高,一般为4~8,同时结构简单,使用可靠,对土质的适应性也较广。但是,它的最大缺点是有锚杆,收存不便,起抛锚时都要用锚吊杆,操作复杂、费时。海军锚的另一个缺点是一爪入土,而另一爪突出在泥土上方,易使本船或他船的锚链纠缠其上,在浅水中还有碰及过往船只的危险。因此,目前海军锚只在内河小船、游艇及帆船上采用,或作备用锚。

2.无杆锚

无杆锚又称山字锚,包括销子和转轴在内的普通无杆锚的锚头总重量应不小于该锚总重量的60%。目前商船上普遍使用的无杆锚多为霍尔锚与斯贝克锚。这种锚的锚干与锚爪分别铸造,没有横杆。锚爪和锚冠可以绕穿过锚干下端孑L的销轴转动,锚爪的折角约为45。,锚冠两侧的突出部分称助。

抓突角,用于在锚链拉力作用下使锚爪转动而啮人士中。抓土时两爪同时人土,抓重比为2.5~4,最大不超过8。由于无杆锚结构简单,抛起锚作业和收藏方便,故适宜用作首锚,但其抓力较小,而且在转流时容易耙松泥土而引起走锚。

霍尔锚是无杆锚的一种。斯贝克锚是霍尔锚的改良型,收锚时其锚爪自然向上,并且一接触船壳即翻转,不会损伤船壳板。尾翼式锚是我国研制的新型无杆锚,其结构特点是助抓突角宽厚,锚头重心低;其操作特点是人士阻力小,人土性能和稳定性好,抗浪击,容易冲洗干净,其抓力、稳定性等各方面性能均优于霍尔锚和斯贝壳锚,更符合商船对船用锚的多方面性能要求。已在船上广泛应用。

3.大抓力锚

大抓力锚分有杆大抓力锚与无杆大抓力锚其特点是锚爪宽且长、啮土深、稳定性好、抓重比大。

有杆大抓力锚结合了有杆锚和无杆锚的优点,为有杆转爪锚,在其锚头处设有稳定杆,以保证锚抓底的稳定性,这种锚一般用于较松软底质,且收藏不便,所以较适宜于工程作业船和小船。丹福斯锚(也称燕尾锚)的锚爪可前后转动各约30°,抓重比一般大于10,多用于工程船舶;史蒂文锚的锚爪短而面积大,而且其锚爪的最大转角可由装在锚杆上的可移动锲块调节,以适应多种底质,其抓重可达17~34。现多用于石油平台的定位锚。

用大抓力锚作首锚时,锚重量大多可以取相应普通锚重的75%即可。无杆大抓力锚由无杆锚发展而来,它改良了无杆锚的助抓突角和锚爪。英国研制的AC一14型锚,它设有极厚实并且宽大的稳定鳍,有很好的稳定性,啮土迅速,对各种底质的适应性强,抓重比高达12—14,常用于超大型船或水线以上面积较大的滚装船上作首锚。荷兰研制的波尔锚,其锚爪平滑而锋利,适应各种底质,稳定性好,抛起锚以及收藏方便,抓重比为6左右,可作大型船的首锚或工程船的定位锚。

4.特种锚

特种锚的形状与普通锚不同,以适应其特殊用途。如浮筒、浮标、灯船和浮船坞等永久性系泊用锚,有螺旋锚、伞形锚、单爪锚以及供破冰船用的冰锚等。2

船舶用锚对锚的要求锚的结构形式应保证在一定锚重下,尽可能具有最大的抓力,抛锚时能迅速啮入各种底质中,起锚易出土,操作简便,收藏方便,结构坚固和成本低等优点。2

本词条内容贡献者为:

王宁 - 副教授 - 西南大学

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