Un freno del verricello è il dispositivo che tiene fermo il tamburo del verricello, controlla la velocità con cui la fune si svolge e rilascia la fune solo quando la tensione supera un limite preimpostato. Non è un blocco del parcheggio. Su un verricello marino carico, il freno fa la differenza tra l'ormeggio controllato e l'esaurimento incontrollato del filo o della fune.
La maggior parte dei verricelli marini utilizza due sistemi frenanti: un freno di ingresso sul motore o sull'albero motore e un freno primario sul tamburo. Ognuno ha un lavoro diverso, un'impostazione diversa e una modalità di errore diversa. Le sezioni seguenti spiegano come funzionano insieme, come vengono scelte le impostazioni e cosa controllare prima che l'imbarcazione salpi.
Cosa fa il freno del verricello sotto carico
Il freno del verricello svolge tre funzioni: trattiene il tamburo quando viene rimossa l'alimentazione, tiene la linea a una tensione controllata e assorbe energia senza caricare d'urto la trasmissione. Un freno che si limita a trattenere non è sufficiente per l'ormeggio o la movimentazione dell'ancora, perché la tensione della linea può aumentare rapidamente quando l'imbarcazione si muove contro i suoi ormeggi.
Durante il traino di un argano, il freno viene rilasciato e la trasmissione controlla il carico. Quando la leva di comando ritorna in folle, il freno deve rientrare automaticamente. Se il tamburo viene lasciato innestato e la fascia del freno è troppo stretta, il verricello non riuscirà a raggiungere il carico previsto. Se è troppo allentato, il tamburo può scivolare e la nave può andare alla deriva. L'impostazione corretta è quindi una finestra stretta, non una questione di serraggio finché il tamburo non smette di muoversi.
Freno di ingresso vs Freno primario
Il freno di ingresso e il freno primario non sono intercambiabili. Agiscono su parti diverse della trasmissione e sono impostati su limiti di carico diversi.
| Caratteristica | Freno di ingresso | Freno primario |
|---|---|---|
| Posizione | Motore di azionamento o albero di ingresso | Tamburo del verricello o albero del tamburo |
| Ruolo principale | Tenere la trasmissione quando l'alimentazione è spenta | Mantieni e rendi la linea sul tamburo |
| Tipo tipico | Freno a disco azionato a molla e rilasciato da elettromagnete | Freno a nastro o freno a disco su argani per carichi pesanti |
| Capacità di tenuta | Almeno 1,5 volte il carico del tamburo secondo ISO 3730 per azionamenti elettrici | Solitamente fissato al 60% della MBL di progettazione della nave per gli argani di ormeggio |
| Comportamento nel rendering | Normalmente non utilizzato come freno di rendering primario | Rende la linea quando la tensione supera il limite impostato |
| Modalità di fallimento | Impossibile rilasciare se la bobina o l'alimentazione si guastano | Superficie di attrito contaminata, fascia usurata, tensione molla errata |
Un freno di ingresso è a prova di guasto perché le molle lo applicano quando l'alimentazione è disattivata. Per rilasciarlo è necessaria energia, quindi un'interruzione di corrente lascia il freno inserito. Tuttavia, un freno di ingresso non deve essere utilizzato come unico freno di stazionamento per un argano da ormeggio. Se il tamburo viene lasciato innestato e il freno primario è impostato, entrambi i freni possono funzionare insieme e impedire che l'argano si sposti al carico di linea progettato.
Il freno primario è quello che protegge la cima di ormeggio. È progettato per eseguire il rendering prima che i carichi di linea diventino eccessivi. Su un verricello da ormeggio, il carico di tenuta del freno primario è comunemente impostato al 60% del carico di rottura minimo di progettazione della nave, o MBL. Un freno che tiene troppo a lungo può spezzare la linea; un freno che aziona troppo presto fa sì che la nave si sposti troppo lontano.
Come vengono determinate le impostazioni dei freni
Le impostazioni dei freni seguono il funzionamento del verricello e il carico di progetto dell'imbarcazione, non la resistenza massima della cima. Un errore comune è impostare il freno per trattenere la forza di rottura della fune, il che rimuove la protezione dall'intonaco e può sovraccaricare le fondamenta del verricello.
Verricelli da ormeggio
Per gli argani da ormeggio, il freno primario è impostato per funzionare a circa il 60% dell'MBL di progettazione della nave. Ciò mantiene la normale tensione di ormeggio al di sotto del punto di rilascio del freno, consentendo al contempo al freno di allentare il carico prima che la linea raggiunga una tensione pericolosa. L'intervallo di rendering dovrebbe essere piccolo. Un freno che porta diverse tonnellate al di sotto del suo punto impostato consentirà alla nave di muoversi più del necessario in caso di raffiche o onde di passaggio.
Verricelli per la movimentazione e il traino dell'ancora
Gli argani per la movimentazione e il traino dell'ancora utilizzano freni per impieghi più gravosi, spesso di tipo a disco o multidisco, perché devono controllare carichi dinamici elevati e frequenti eventi di rendering. Le loro impostazioni si basano sulla forza di tiro nominale del verricello, sul diametro della fune e sulla finestra meteorologica operativa. Questi argani di solito hanno un freno primario su ciascun tamburo e il freno di ingresso rimane un freno di stazionamento anziché un freno di rendering.
Requisiti di azionamento elettrico
La norma ISO 3730 richiede che tutti i motori elettrici siano dotati di un sistema di frenatura automatico con una capacità di tenuta pari ad almeno 1,5 volte il carico del tamburo. Questo freno di ingresso è in aggiunta al freno principale del verricello. Impedisce al motore di girare liberamente quando viene rimossa l'alimentazione e che il filo si esaurisca sotto il suo stesso peso.
Tipi di freni: a fascia, a disco e multidisco
I freni a nastro rimangono il freno primario standard per i verricelli da ormeggio, mentre i freni a disco prevalgono sui freni di ingresso e sui verricelli per la movimentazione delle ancore per impieghi gravosi. La scelta dipende dal ciclo di lavoro, dalla precisione richiesta e dallo spazio di installazione disponibile.
Un freno a nastro avvolge un rivestimento di attrito attorno all'esterno di un tamburo o di una ruota del freno. Fornisce un'ampia area di attrito, gestisce una coppia elevata e può essere regolato tramite le impostazioni della molla e del collegamento. È semplice e robusto, ma può essere sensibile alla contaminazione e all'usura. Un freno a nastro che diventa smaltato o imbevuto di olio può trattenere male o rendere al carico sbagliato.
Elenco delle categorie e dei modelli degli argani idraulici marini Elenco delle categorie Argano idraulico 01-09 con collegamenti di richiesta, che copre gli argani idraulici marini per il carico, l'ancoraggio, l'ormeggio, il sollevamento e le operazioni offshore delle navi. Visualizza il prodotto → I freni a disco utilizzano una pinza che applica l'attrito a un disco. Sono comuni come freni di ingresso perché sono compatti e possono essere rilasciati elettricamente. Vengono utilizzati anche come freni primari su argani da traino e movimentazione di ancore per carichi pesanti, dove la regolazione precisa e la dissipazione del calore sono importanti. I freni a disco funzionano altrettanto bene in entrambe le direzioni e sono meno influenzati dal diametro del tamburo rispetto ai freni a nastro. I freni multidisco impilano diversi dischi di attrito in un alloggiamento compatto e vengono spesso utilizzati dove è necessaria una coppia elevata in uno spazio ridotto.
Abbinamento del freno alla trasmissione
Gli azionamenti idraulici, elettrici e diesel pongono requisiti diversi al sistema frenante. Il tipo di freno, il metodo di rilascio e l'intervallo di impostazione devono essere selezionati insieme all'azionamento e non aggiunti come ripensamento.
Azionamenti idraulici
Gli azionamenti idraulici possono sostenere un carico attraverso il motore e la valvola di controllo, ma necessitano comunque di un freno a tamburo primario per il rendering e il mantenimento di emergenza. Un motore idraulico può spostarsi internamente, quindi il freno primario deve essere in grado di trattenere il tamburo quando la valvola di controllo è centrata. Il rilascio del freno idraulico è spesso alimentato dallo stesso circuito idraulico, il che significa che una perdita di pressione può applicare il freno se il sistema è progettato come fail-safe.
Azionamenti elettrici
Gli azionamenti elettrici richiedono un freno di ingresso perché un motore CA può ruotare liberamente quando viene rimossa l'alimentazione. Il freno di ingresso è azionato a molla e rilasciato da un elettromagnete. Quando la leva di comando è in sollevamento o rendering, la potenza rilascia il freno. Quando la leva ritorna in folle o viene a mancare l'alimentazione, si inserisce il freno. Questo è il motivo per cui gli argani elettrici vengono spesso scelti per applicazioni in cui sono importanti il mantenimento automatico e la semplicità del controllo.
Categoria di verricelli elettrici marini ed elenchi di prodotti Elenchi delle categorie Argani elettrici 01-09 per navi e imbarcazioni, che coprono l'ancoraggio, l'ormeggio, il traino e la movimentazione del carico con controllo del motore per un funzionamento sicuro. Visualizza il prodotto → Azionamenti diesel
Le trasmissioni diesel possono utilizzare un freno meccanico o idraulico sull'albero di uscita, con il motore o la frizione che forniscono la funzione di mantenimento. È comunque necessario un freno primario separato sul tamburo se l'argano deve funzionare con un carico controllato. I verricelli diesel sono comuni dove l'energia elettrica esterna non è disponibile, ma il meccanismo di regolazione e rilascio del freno deve essere accessibile per l'ispezione.
Punti di guasto comuni e controlli di manutenzione
La maggior parte dei guasti ai freni del verricello sono dovuti a superfici di attrito contaminate, impostazioni errate o collegamenti usurati e non a un improvviso guasto del materiale. Un freno che ha funzionato per anni può ancora non superare una prova di carico perché il coefficiente di attrito è cambiato.
La contaminazione delle guarnizioni d'attrito è la causa più frequente di scarsa tenuta. Olio, grasso, sale e ruggine possono ridurre il coefficiente di attrito. Un rivestimento che sembra spesso potrebbe essere ancora smaltato e non in grado di sostenere il carico nominale. I freni a nastro sono particolarmente vulnerabili perché il rivestimento è esposto alla superficie del tamburo e all'ambiente circostante del ponte.
L'impostazione errata è la seconda causa comune. Un freno regolato al tatto può essere troppo stretto e impedire il rendering, oppure troppo lento e consentire lo scorrimento. L'impostazione deve essere controllata con un carico misurato o con un dinamometro calibrato, seguendo la procedura del costruttore del verricello. Per i freni idraulici del salpa ancora, una routine di ispezione regolare dovrebbe includere il controllo della pressione idraulica, dell'usura della fascia e del gioco dei collegamenti. Esperienza sul campo con manutenzione verricello salpancora idraulico dimostra che piccoli aggiustamenti effettuati prima di un viaggio sono più economici di un guasto ai freni in mare.
- Controllare lo spessore del rivestimento di attrito, la verniciatura e la contaminazione dell'olio.
- Verificare il rilascio e l'applicazione del freno con la leva di comando in ciascuna posizione.
- Ispezionare molle, collegamenti, perni e forcelle per verificare che non siano usurati o corrosi.
- Testare il carico di rendering con una cella di carico calibrata o un banco di prova.
- Verificare che il freno di ingresso si rilasci solo quando la leva di comando è in sollevamento o rendering.
- Registrare il risultato del test e confrontarlo con la lettura precedente per rilevare la deriva.
Anche l'usura della tiranteria del freno può modificare la forza effettiva della molla. Un perno ovale usurato può ridurre la forza applicata e far slittare il freno. Sui freni a nastro, è necessario controllare l'ancoraggio del nastro e l'asta di regolazione per eventuali crepe. Sui freni a disco, lo scorrimento della pinza e l'usura delle pastiglie devono essere controllati con lo stesso intervallo del rivestimento di attrito.
I gruppi di azionamento idraulico che alimentano il rilascio del freno devono essere controllati per rilevare eventuali perdite di pressione e perdite interne. Se la pressione di rilascio è troppo bassa, il freno potrebbe trascinarsi e surriscaldarsi. Se è troppo alto, il freno potrebbe non applicarsi completamente quando comandato. La pressione di rilascio deve essere misurata all'attacco del freno, non solo all'uscita della pompa.
Domande frequenti
Il freno di un argano può sostenere un carico senza alimentazione?
Sì, se applicato a molla o applicato meccanicamente. I freni di ingresso sugli argani elettrici sono trattenuti da molle e rilasciati da un elettromagnete, quindi un'interruzione di corrente lascia il freno applicato. Anche i freni a fascia primaria vengono applicati tramite molla o peso morto e richiedono forza meccanica per il rilascio. Questo comportamento di sicurezza è il motivo per cui il freno rimane inserito quando il verricello non è in funzione.
Perché un verricello frena invece di trattenersi completamente?
Il rendering è una funzione di sicurezza progettata, non un difetto. Su un verricello da ormeggio, il freno primario è impostato per rilasciare la fune a circa il 60% dell'MBL di progettazione della nave. Se il freno fosse tenuto completamente, un carico in aumento dovuto al vento, alla corrente o alle onde dell'imbarcazione in transito potrebbe rompere la fune o danneggiare il verricello. Il rendering perde linea quanto basta per riportare la tensione a un livello sicuro.
Con quale frequenza è opportuno testare il freno del verricello?
Il freno deve essere testato prima di ogni viaggio importante e agli intervalli stabiliti dalla società di classificazione della nave e dal produttore del verricello. Un test funzionale di rilascio e applicazione può essere eseguito più spesso, ma è necessario un test di carico con uno strumento calibrato per confermare l'impostazione del rendering. Qualsiasi cambiamento nel comportamento di trattenimento, rumore o odore insolito dovrebbe far scattare un'ispezione immediata.
È possibile regolare un freno senza una prova di carico?
No. Una regolazione visiva o basata sulle sensazioni non può confermare il carico di rendering. Il coefficiente di attrito cambia con la contaminazione, la temperatura e l'usura, quindi l'unico metodo affidabile è un test di carico misurato. La regolazione a sensazione può lasciare il freno troppo stretto per azionare o troppo lento per trattenerlo, ed entrambe le condizioni non sono sicure.
Categoria Verricello Ancore Idraulico Combinato e Verricello d'Ormeggio Elenchi delle categorie Verricello idraulico combinato e verricello d'ormeggio 01-09 per imbarcazioni più grandi, inclusi tamburi indipendenti e frenatura idraulica; l'impostazione del freno rimane importante per il carico controllato. Visualizza il prodotto → 
