Якорные и швартовые механизмы. Якорные механизмы. Устройство якорных и швартовных механизмов II стадия - спрямление провисающей части цепи

Снабжение якорями, якорными цепями и канатами речных судов определяют по Правилам Российского речного Регистра (Глава: Снабжение судов) в зависимости от типа и класса судна но характеристике снабжения Nc, м2

швартовой якорный электропривод судно

где L, B, H - соответственно длина, ширина, высота борта судна до первой расчётной палубы, м;

Где L, B, H – длина, ширина, высота борта судна, м;

А = k*Σl H *h H – поправка, учитывающая суммарную площадь парусности надстройки, м;

l H , h H – соответственно длина и высота отдельных надстроек, м;

k = 1 – коэффициент.

А = 1*6,5*7,1 = 46,15 м 2

l, h - длина и средняя высота отдельных надстроек и рубок, м;

N с = 26,8*(9,2+1,8)+46,15= 294,97 => 183 м 2

NC=78*(9,2+3,5)+1*(74*2,5+20*5,0)= 1095.5м2

для судов с характеристикой снабжения более 1000 м2

· Fраз=171+3,92*10-2:(1095.5 -1000)= 182.9кН

Количество и длину швартовых канатов на судне выбирают в зависимости от типа судна и условий плавания. Согласно требованиям Российского Речного Регистра разрывное усилие стального швартового каната должно быть не менее, кН

калибр цепи d=25 мм

масса одного метра цепи - 14,9 кг

Реценз.

Сметанин

Н. Контр.

костицын

Утверд.

Ф.И.О.

3. Расчет якорно-швартовного устройства

Лит.

Листов

КОГПОАУ НПТ

масса каждого якоря - 570кг

количество якорей - 2

Швартовное устройство.

Швартовное устройство: кнехтов, клюзов, роульсов, вьюшек, уток, киповых планок, линей, привальных брусьев, кранцев и в ряде случаев линеметательной установки. Каждое судно снабжают швартовами в соответствии с требованиями правил Речного Регистра. Для определения длины, числа и разрывного усилия канатов пользуются характеристикой снабжения Nc , подразделяя суда по районам плавания.

Выбираем швартовный канат по разрывному усилию:

Разрывное усилие в целом каждого швартовного каната (Н) должно быть не менее

где a2 = 400, b2 = 0 при Nс<800

F = 9,6*400* = 84690 Н => 81,6 кН.

Количество швартовов для судов Nc <500 определяем по формуле Регистра:

zшв = (Nс + a)/b,

где: a = 410, b = 200 при Nc < 500

zшв = (295+ 420)/200 = 2,4 => 4

Длина каждого швартовного каната (м) должна быть не менее:

где: a1 = 100, b1 = 0,1 при Nc<700

l = 100+0,1*295= 127,3 м.

Лит.

Листов

КОГПОАУ НПТ

Якорное устройство .

Согласно правилам ПТЭ якорное устройство судна должно удовлетворять требованиям ПРРР и обеспечивать при любых условиях плавания быструю отдачу и подъём якорей и надёжную стоянку на них судна, а якорное устройство в период эксплуатации судна должно быть всегда готово к действию. При осмотрах якорного устройства и технических уходах за ним необходимо особенно тщательно проверить наличие смазки на трущихся частях брашпилей и шпилей, а также уровень масла в редукторах, надёжность крепления якорей тормозом и стопорами, надёжность соединения коренных концов якорей цепей с устройствами для их отдачи, неисправность устройства для закрепления и отдачи коренного конца якорной цепи и самой якорной цепи, штыри соединительных звеньев.

Необходимо сладить за наличием и состоянием кожухов на якорно-швартовых механизмах и постоянно поддерживать их в исправности. Осмотр и обслуживание электрооборудования якорных устройств должны производиться в объёме и в сроки, предусмотренные графиком технических уходов, составленным в соответствие с действующими Правилами обслуживания электрооборудования и ухода за ними.

Запрещается выпускать судно в эксплуатацию при несоответствии якорного снабжения установленным нормам или неисправности якорного устройства, если:

а) якорные цепи не помещаются в цепных ящиках, концы цепей ненадёжно прикреплены к набору корпуса с помощью жвака-галса;

б) уменьшение диаметра цепей вследствие их износа превышает 20%;

в) обнаружение звеньев с выпавшими контрфорсами;

г) звенья, скобы и стопоры цепей, тормозы якорной машины имеют трещины или повреждения;

д) якорная цепь проскальзывает в звёздочке брашпиля, шпиля или в щеколде стопора;

е) неисправны смотры цепей, тормозное устройство брашпиля и шпиля, а также узлы дистанционной отдачи якоря;

ж) при отсутствии дистанционной отдачи якорной цепи не обеспечена возможность отдачи жвака-галса усилиями одного человека;

з) износ клюзов и стопоров препятствует нормальной работе устройства;

и) ненадёжно действует дистанционная отдача якорей из рулевой рубки;

к) якорные цепи не подвергались испытанию и не имеют соответствующего свидетельства.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ДП.260205.015. 011 ПЗ

Швартовное устройство.

Швартовные устройства (швартовные лебедки, шпили, кнехты, киповые планки) должны быть прочно закреплены на фундаментах и на корпусе судна, обеспечивать надежное удержание судна при его стоянке у пирсов, причалов и других судов, а также сохранность тросов и безопасное выполнение швартовных работ.

Швартовные кнехты, киповые планки, утки, роульсы, клюзы и их крепление к корпусу судна должны быть исправными. Износ этих деталей, при котором образуются острые кромки, приводящие к изгибам, заломам или разрывам швартовных тросов, не допускается. Все стальные тросы и трущиеся части швартовных устройств должны быть своевременно смазаны канатной мазью, солидолом, техническим вазелином или другой равноценной смазкой, особенно на время длительного бездействия.

Для швартовных стальных тросов число разорванных проволок не должно превышать 20% общего количества проволок на длине шесть диаметров.

При износе или коррозии проволок троса, достигающих 20% и более первоначального диаметра проволок, швартовный трос должен быть забракован.

Все соединения должны быть тщательно выполнены и защищены бензелями, все колышки выправлены. Ходовой конец швартовов должен иметь огон и находиться на верху бухты, а концы швартовов должны быть защищены бензелями.

Капроновые и пеньковые канаты, используемые в качестве швартовных и буксирных тросов, должны соответствовать требованиям государственных стандартов или технических условий на их поставку.

При эксплуатации капроновых и пеньковых канатов должны быть соблюдены следующие требования:

а) поверхности барабанов швартовных механизмов, шкивов, кнехтов, роульсов не должны иметь выбоин, заусениц, ржавчины;

б) диаметр барабана, на который выбирается капроновый канат, должен быть не менее шестикратного диаметра каната, диаметр шкива - не менее 6 - 8 диаметров и по ширине - на 25% более диаметра каната;

в) в качестве стопора необходимо использовать только растительный канат;

г) на кнехты должно накладываться не менее восьми шлагов, причем верхние шлаги должны быть закреплены схватками из растительного троса;

д) капроновые канаты использовать и хранить при температуре от 20 до 40 °C;

е) периодически (не реже одного раза в два месяца) капроновый канат во избежание искрения и вследствие накопления статического электричества необходимо обрабатывать двухпроцентным раствором хлористого натрия в течение суток.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Лит.

Листов

КОГПОАУ НПТ

4. Расчет спасательного устройства

Спасательные устройства представляют собой комплекс спасательных средств, грузоподъемных механизмов, а также конструкций для хранения по-походному спасательных средств на судне. Снабжение судов коллективными (шлюпками, плотами, приборами) и индивидуальными спасательными средствами (спасательными жилетами, нагрудниками, спасательными кругами) производиться в соответствии с требованиями Правил РРР.На данном прототипе судна есть пластмассовая шлюпка типа СШ 07/09.

Таблица 1.

Коэффициент полноты валового объёма определяются по формуле.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЯКОРНОЕ И ШВАРТОВНОЕ УСТРОЙСТВА

1.1 Назначение и общие сведения

Якорно-швартовные устройства должны удовлетворять требованиям правил Регистра "О комплектации судна якорями" определенной массы, якорными цепями и швартовными канатами надлежащего калибра, диаметра и длины, которые назначаются конкретному судну в соответствии с характеристикой снабжения.

Механизмы устройства устанавливают на открытой палубе, поэтому для судов с неограниченным районом плавания их рассчитывают, исходя из условия эксплуатации при температуре наружного воздуха в пределах от -30 до +45° С. При этом механизмы должны надежно работать при длительном крене на любой борт, при качке с углом крена на любой борт - 22°30"; длительном дифференте (без учета отрицательного дифферента) -5°; килевой качке с углом дифферента до 10° при наличии одновременного крена и дифферента указанных выше значений.

Каждое судно должно обладать соответствующим оборудованием для обеспечения ему безопасной стоянки и швартовки в самых разнообразных условиях. Например, пристоянке на сравнительно небольших глубинах (до 80--100 м) судно одерживается на месте при помощи якорного устройства. Для стоянки у причалов судно оборудуется швартовными средствами.

Якорное устройство - комплекс изделий и механизмов, предназначенный для постановки судна на якорь, т. е. для крепления судна к морскому грунту. Швартовным устройством называется комплекс изделий и механизмов, обеспечивающий возможность крепления судна к береговым причальным сооружениям или к другому судну. Оба вида устройств служат для неподвижного крепления судна, не имеющего хода. Общность назначения этих устройств сказывается и на взаимной их компоновке на судне. Однако по характеру использования и по конструктивному исполнению якорное и швартовное устройства существенно отличаются друг от друга. якорь крепление судно грунт

Якорные устройства судов должны обеспечивать:

а) возможность быстрой отдачи становых якорей и вытравливания якорных цепей на необходимую длину;

б) надежное крепление якорных цепей к судну для удержания его на якорной стоянке;

в) возможность снятия судна с якорей и подъема якорей на судно;

г) удобное крепление якорей на судне по-походному и хранение якорных цепей;

д) возможность быстрой отдачи якорей с цепями за борт в аварийных случаях.

Для выполнения этих требований якорное устройство включает в себя ряд следующих элементов:

- якори (становой, стоп-анкер, верп) - для крепления судна к грунту и удержания его на месте;.

- якорный канат (цепь, трос) - для соединения судна с якорем, подъема и опускания якоря;

- якорные клюзы и цепные трубы - направляющие приспособления, обеспечивающие перемещение якорных цепей (канатов); кроме того, якорный клюз служит для крепления якоря по-походному;

- якорный механизм (брашпиль, шпиль) - для выбирания с цепью или подтягивания судна к якорю, закрепленному в грунте;

- якорные стопоры - палубные приспособления для неподвижного крепления натянутой части якорного каната;

- цепной ящик - помещение на судне для хранения якорных канатов;

- механическое приспособление или глаголь-гак - для отдачи якорных цепей.

Кроме перечисленных элементов, в состав якорного устройства входит ряд вспомогательных приспособлений, облегчающих отдачу и выбирание якорей.

Эффективность якорного устройства определяется держащей силой якоря, зависящей от его конструкции и массы, от общей длины вытравленной за борт цепи и их общей массы. Держащей силой якоря называется наименьшее усилие, которое нужно приложить в направлении веретена, чтобы сорвать якорь с грунта, или максимальное усилие, которое может воспринять якорь, не отрываясь и не перемещаясь по грунту. Держащую силу обычно оценивают весом якоря. Например, если говорят, что эта сила равна трем, то это значит, что судно можно сместить с места силой, равной утроенному весу якоря. Кроме того, держащая сила зависит от свойств грунта. Если якорь лежит на плотном песке, то эта сила максимальна.

По форме якорь должен быть таким, чтобы его держащая сила при взаимодействии с грунтом была максимальной, она зависит от веса якоря и свойств грунта. Наибольшую держащую силу якорь имеет на плотном песке.

Как правило, на судне устанавливают носовое и реже - кормовое якорные устройства. Носовое устройство (рис.10.1) включает в себя весь перечисленный выше состав элементов. Кормовое якорное устройство чаще всего устанавливается на ледоколах, буксирах и судах специального назначения, которым якорная стоянка может потребоваться при определенном положении судна относительно ветра и течения, или на судах, швартующихся носом к причалу.

В походном положении якорь хранится в якорном клюзе Он должен свободно выходить из клюза при отдаче и плотно входить в него при выбирании, занимая правильное положение, не задевая лапами за форштевень и бульб. Не полностью вытравленную якорную цепь фиксирует цепной стопор.

Наиболее распространен обычный клюз с нишей. На судах с бульбовыми носовыми оконечностями применяются выступающие клюзы, на низкобортных судах - открытые.

В качестве якорных механизмов обычно используют брашпиль или два шпиля -по одному на каждый борт. Компоновка и выбор якорных механизмов зависят от размерений судна и, главным образом, от расстояния между палубными раструбами якорных клюзов, выполненных в виде труб. Внутренний диаметр трубы составляет размер, равный 7-8 калибрам цепи (калибр цепи - это диаметр сечения звена в месте его соприкосновения с другим звеном). В аварийной ситуации, когда судно вынуждено уйти со стоянки, оставив якорь и цепь на грунте, используется устройство быстрой отдачи цепи, размещаемое обычно в цепном ящике.

С войствами любого якоря являются:

- быстро забирать грунт и легко отделяться от него при малой массе;

Повторно входить в грунт после срывов;

Сохранять постоянство держащей силы при перемене направления якорной цепи;

Легко отделяться от грунта при подъеме;

Обладать достаточной прочностью при компактных размерах, быть просты и недороги в изготовлении;

По назначению якоря делят на становые , располагаемые в носу судна и предназначенные для его удержания в заданном месте, и вспомогательные , размещаемые в корме - для разворота и удержания судна в заданном положении во время стоянки на становом якоре. К ним относится стоп-анкер , служащий для постановки судна лагом к ветру, и верп (от англ. warp - подтягивать, ancher - якорь) - легкий якорь, который используется в качестве станового якоря в случае его потери или в аварийных ситуациях, например, при снятии судна с мели, перетягивании его на другое место при отсутствии хода. В этом случае верп заводится на шлюпках с кормы судна и сбрасывается в нужном месте. Самый большой верп на судне называется стоп-анкером .

Количество и масса становых якорей для каждого судна выбирается по Правилам Регистра. Масса стоп-анкера равна 1 / 3 массы станового якоря, а масса верпа - половине массы стоп-анкера.

Количество и вес якорей, длина, калибр и разрывное усилие якорных цепей (тросов) в зависимости от размеров, района плавания и назначения судна. Согласно правилам Регистра становые якоря подбираются по характеристике сна б жения

N с = L (B + H ) + S , (10.1)

где L - длина судна, м;

В - ширина судна, м;

Н - высота борта судна, м;

S - сумма поправок на надстройки и рубки судна, выражаемая в виде произведения следующих параметров k l , где l - длина надстроек и рубок, h - их высота.

Подробные указания по выбору этого произведения при определении якорной характеристики даны в «Правилах классификации и постройки морских стальных судов» Регистра.

В зависимости от якорной характеристики морские суда должны иметь два или три становых якоря. Если правилами предписаны три якоря, то третий является запасным и хранится на баке или в другом удобном месте. Стоп-анкер должны иметь все морские суда независимо от назначения и района плавания. Кроме того, ледоколы и спасательные суда снабжаются ледовыми якорями и верпами, а парусные и несамоходные - еще и верпами.

Суда внутреннего плавания, в зависимости от их размеров, имеют один или два становых якоря и кормовой якорь; второй становой якорь на речных судах - аварийный. В отличие от морских судов кормовой якорь на судах внутреннего плавания обладает таким же весом, как и основной становой якорь (чтобы при стоянке на сильном течении судно не разворачивалось поперек реки).

1.2 Устройство и типы як о рей

Якоря классифицируют преимущественно по числу рогов и лап. По конструкции судовые якоря могут быть следующих типов:

Штоковые (с неподвижными и поворотными лапами);

Бесштоковые;

Многолапые;

Специальные.

В качестве становых преимущественно используются двурогие якоря с:

Неподвижными лапами и штоком;

Поворотными лапами без штока;

Поворотными лапами и штоком.

Головной частью якоря является продольный стержень - веретено, сверху которого закреплена скоба для подвешивания якоря к цепи, а внизу оно переходит в лапы и рога, отливаемые заодно с веретеном (рис.10.2), или прикрепляемые к нему на шарнире в коробке (рис.10.3; 10.4). У некоторых якорей шток закреплен поперек веретена для повышения силы сцепления с грунтом. Иногда шток устанавливают на лапах, или на коробке.

А дмиралтейский якор ь (рис.10.2) относится к якорям с неподвижными лапами и штоком, он прост в конструкции, обладает хорошей держащей силой, быстро забирает грунт, способен сохранять держащую силу при перемене направления натяжения цепи. При отдаче он ложится на грунт пяткой и опирается на шток. При натяжении каната в горизонтальном положении якорь разворачивается на 90 0 и нижний рог с лапой зарывается в грунт. Шток не дает якорю раскачиваться при рывках якорной цепи и тем предохраняет лапу от выдергивания из грунта. Этим и объясняется большая держащая сила штоковых якорей, которая достигает 6-8 весов якоря G я (коэффициент держащей силы равен 6-8). Адмиралтейские якоря изготавливаю весом от 10 до 3000 кг.

В 1959 г научно-исследовательское судно «Витязь» на двух адмиралтейских якорях установило мировой рекорд по глубоководной стоянке, равный 11 022 м.

Якорь Холла (рис.10.3) был предложен в 1885 г. английским капитаном Холлом и является одним из основных якорей на морских судах. Это бесштоковый якорь, входящий в грунт одновременно двумя поворотными лапами. Он состоит из веретена прямоугольного сечения, головы, двух лап и двух штырей, на которых вращается голова и лапы. Веретено проходит сквозь квадратное отверстие в голове и соединяется своей нижней частью с головой и лапами. Поворачиваясь на определенный угол, лапы входят в грунт. Когда цепь лежащего на грунте якоря получает натяжение, захваты головы упираются в грунт, лапы поворачиваются на определенный угол и зарываются.

Коэффициент держащей силы у якоря Холла значитеельно меньше(3-4) G я чем у штоковых якорей, они удобны и надежны в эксплуатации, при подъеме полностью втягиваются в клюз, не запутывают якорные цепи, легко подвергаются разборке и сборке при ремонте. Масса якоря Холла находится в пределах от 100 до 8000 кг.

Со временем конструкция головы и лап бесштоковых якорей втяжного типа стала видоизменяться по и расстоянию между лапами и веретеном. Они получили название патентованных якорей. Так, в Англии - это якорь Байерса (рис.10.6), в США - якорь Болдта (рис. 10.5). Фирма Грузона выпускает якорь инженера Хейна (рис. 10.7). Голова этого якоря отлита вместе с острыми лапами, близко расположенными к веретену, благодаря чему он лучше сцепляется с грунтом и обладает большой держащей силой; на некоторых грунтах она оказалась в 4 раза больше, чем у якоря Холла.

Якоря Матросова и Данфорта (рис.10.4) по внешнему виду значительно отличаются от якорей других типов и относятся к якорям втяжного типа. Они обладают повышенной держащей силой (6-12 G я ) за счет близко расположенных к веретену лап. Якорь Матросова широко применяется на русских судах, второй - на американских. Общим для них является то, что лапы имеют большую площадь, а в нижней части - шток, предохраняющий якорь от опрокидывания, но не препятствующий втягиванию его в клюз.

Якорь Матросова быстро зарывается в песок и особенно хорошо держит в песчано-илистом грунте, так как шток погружается в него вместе с лапами. На твердом каменистом грунте держащая сила его несколько хуже из-за недостаточного веса. Этот якорь применяется преимущественно на небольших судах, где предпочтение отдается малому весу якорного устройства, но имеющему хорошую держащую силу.

Имеются однорогие конструкции якорей, которые применяются на доках и ледоколах.

Доковый якорь служит для долговременного закрепления плавдоков и земснарядов (коэффициент держащей силы 10-12), ледовый якорь закрепляют за край полыньи при стоянке судна во льдах. Его масса не превышает 150-180 кг, а держащая сила определяется в основном прочностью льда и лапы якоря.

Имеются также безроги е якоря, к которым относится мертвый якорь , представляющий собой усеченную пирамиду из чугуна или железобетона. Его держащая сила близка к массе якоря. Сегментный якорь, выполняемый в виде отливки, лучше входит в грунт и имеет коэффициент держащей силы 2,5. У грибовидного якоря этот коэффициент равен 6 -10. Винтовой якорь напоминает большой шуруп, который водолазы ввинчивают в грунт. Его держащая сила зависит в основном от свойств грунта. Безрогие мертвые якоря используют для швартовки судов на рейде и в гаванях и служат для удержания швартовных бочек, буев и т.п.).

1 . 3 Условия работы якорного устройства

Стоящее на якоре судно подвержено действию следующей системы внешних сил:

Давления ветра на надводную часть судна;

Давления воды на подводную часть судна, возникающей от наличия течения;

Натяжения якорной цепи;

Инерции от качки на волнении.

Рассмотрим условия стоянки судна на якоре. На рис. 10.8 сумму внешних сил R , действующих на судно, приложена у клюза якорной цепи в точке С. Эти силы уравновешиваются горизонтальной составляющей натяжения цепи Т о , которая, в свою очередь уравновешивается держащей силой якоря и силой трения о грунт лежащей на нем части цепи.

Равенство Т о = R иногда называют держащей силой якоря или я корного устройства, так как величина данной силы определяется не столько размером якоря, сколько размерами и весом якорной цепи. Практикой установлено, что сила трения цепи о грунт невелика и судно удерживается на месте одним якорем. Несмотря на это, роль якорной цепи в обеспечении стоянки судна очень велика, так как якорь хорошо держит только тогда, когда усилие отрыва его от грунта действует в горизонтальной плоскости. Этому способствует часть цепи, лежащей на грунте. Она же гасит динамические рывки, передающиеся от судна при порывах ветра.

При анализе условий работы якорного устройства наибольший интерес представляют следующие параметры:

h - высота выхода якорной цепи из клюза по отношению к грунту (глубина якорной стоянки судна);

l - длина провисающего участка цепи, равная длине вытравленной цепи;

- угол наклона вытравленной цепи к вертикали;

q = вес одного погонного метра цепи в воде, равный 1 - воды / стали 0,87 от погонного веса цепи в воздухе q возд ;

Т а - наибольшее натяжение цепи в месте выхода ее из клюза;

Т о - горизонтальная составляющая натяжения Т а ;

Натяжение цепи в точке А и длина якорной цепи могут быть определены по простейшим формулам:

T о = R = ; l = (10.1)

Однако можно получить более точные уравнения, если рассматривать работу якорной цепи с учетом угла наклона цепи, который изменяется в широких пределах.

T о = Т а = l = (10.2)

где n = l / h ;

Из этих уравнений вытекают важные для эксплуатации рекомендации:

1) на работу якорного устройства большое влияние оказывает погонный вес цепи; для получения одного и того же усилия T о легкую цепь надо вытравить на большую длину, чем тяжелую. Например, стальной трос, который легче цепи в 6-7 раз при равной прочности, надо вытравить на длину, в 2,5 раза большую, чем цепь, что представляет угрозу (намотка троса на винт) для самого судна и стоящих рядом судов; поэтому правилами Регистра запрещено использовать тросы в качестве якорного каната;

2) с возрастанием силы R растет и передаваемое якорю усилие Т о , при этом цепь выпрямляется и длина ее провисшей части l увеличивается, а длина участка цепи, лежащего на грунте, резко уменьшается, что чревато отрывом якоря. Чтобы избежать этого, при усилении ветра якорную цепь необходимо потравливать, визуально контролируя провисание цепи;

3) чем тяжелее и длиннее лежащая на грунте часть вытравленной цепи, тем большее ее провисание и запас потенциальной энергии, противодействующей отрыву, больше демпфирующие свойства цепи;

4) необходимую минимальную длину якорной цепи можно рассчитать, если известно внешнее усилие R , действующее на судно, и глубина h стоянки на якоре; при этом порядок воспринимаемых цепью усилий Т о также можно рассчитать заранее, если подставить в формулу (10.2) конкретные значения параметров, применительно к данному судну, например , задано h = 20 м; l = 80 м; q возд = 97 кг/м, погонный вес цепи в воде равен q вода = 0,8797 = 85 кг/м; на грунте лежит 20 м цепи.

Результаты расчета :

n = (0,880)/20 = 3.2; Т о = 0,5(3,2 2 - 1)8520 = 7850 кг; Т а = 0,5(3,2 2 + 1)8520 = 9950 кг.

Можно принять, что

Т а (1,2 1,4) Т о ;

Величина внешней силы R и предельная глубина стоянки h устанавливаются классификационными правилами, в частности правилами Регистра.

Постановка судов на якорь осуществляется в зависимости от глубины, качества грунта, направления и силы ветра и течения, необходимого пространства для циркуляции на якоре при перемене ветра и ряда других второстепенных факторов. Это пространство определяется радиусом дуги, описываемой кормой при изменении направления ветра, который равен

R 0,95 l ц + L c дна .

Рассмотрим основные случаи и способы постановки судов на якорь.

При тихой погоде или небольшом ветре судно ставится на один якорь, который отдают на малом переднем ходу судна. После вытравливания достаточно длинной части цепи (примерно 20-30 м) судно устанавливается на якоре против ветра. При сильном ветре для удержания судна на месте одного якоря, как правило, недостаточно, необходимо вытравить оба носовых якоря.

Указанные способы имеют существенный недостаток: при изменении направления ветра судно будет разворачиваться, описывая окружность вокруг точки закрепления якоря (якорей); не исключена возможность перекручивания цепей, что создаст трудности при снятии с якоря.

Во избежание этого судно ставят на «фертоинг », т. е. так, чтобы при отдаче якорей за борт между якорными цепями был угол около 180° (при положении судна носом против ветра). Для предотвращения запутывания якорных цепей при длительных стоянках применяется фертоинговая скоба (рис.10.9).

Эта скоба с вертлюгом, введенная в обе якорные цепи за бортом у форштевня, не допускает закручивания цепей.

На современных больших судах фертоинговая скоба применяется редко, так как расклепывание тяжелых якорных цепей за бортом связано с большими трудностями.

При длительной стоянке судов на рейдах используются другие способы, которые подробно изложены в инструкциях по обслуживанию якорного устройства.

1 . 4 Характеристика якорных канат ов и их деталей

Якорный цепной канат составляется из отдельных коротких отрезков, называемых смычками, причем длина каждой смычки колеблется в пределах от 22 до 27,4 м. Смычки, соединяясь между собой, образуют гибкую связь, называемую якорным цепным канатом. Общая длина каната устанавливается правилами Регистра в зависимости от тех же характеристик, что и вес якорей (размеров судна, высоты надстроек и рубок) и на современных морских судах колеблется в пределах от 100 до 600 м, калибр цепи от 12 до 90 мм.

риентировочно калибр якорной цепи в мм можно определить в функции от водоизмещения судна D (т ) по формуле: d a D 1 /3 (где: а = 2,5 3,0 - для сухогрузных и пассажирских судов; а 2,4 2,6 для танкеров). Вес погонного метра цепи может быть приближенно определен по формуле: q 0,0215 d 2 кг/м. Разрывную нагрузку цепи предварительно можно определить с помощью следующей формулы: Р ц = с d 2 , т.

Все якорные цепи после изготовления должны подвергаться испытанию на разрыв и на растяжение, которое производится на особом цепопробном станке. Для испытания на разрыв из каждой смычки вырубаются три звена, а на растяжение - испытывается вся смычка. Нормы нагрузок для испытаний регламентируются стандартами. Смычки, выдержавшие испытания, клеймятся на концевых звеньях клеймами Регистра. Цепи, находящиеся в эксплуатации, должны подвергаться периодическому отжигу и контрольным испытаниям по указанию Регистра.

Износ звеньев по диаметру более чем на 10% требует смены смычки. Износ цепи происходит от трения о клюз при резких изломах каната во время отдачи якоря.

Цепные якорные канаты изготовляют из сварочного железа или мягкой литой прокатной мартеновской стали, а распорки - либо отливаются из чугуна, либо штаммпуются из железа в соответствии со стандартами. В них дана следующая классификация якорных цепей в зависимости от методов изготовления и размеров калибров:

I - кузнечно-горновая сварка, цепь с распорками, калибр цепи от 13 до 100 мм;

II - кузнечно-горновая сварка, цепь без распорок, калибр от 7 до 37 мм;

III - электросварная с распорками калибром от 13 до 62 мм,

IV - электросварная без распорок калибром от 5 до 37мм;

V - литая с распорками калибром от 34 до100 мм.

По сравнению с якорными канатами (стальным и растительным) цепи имеют следующие преимущества:

Значительно меньше подвержены износу и, следовательно, более надежны и долговечны;

Не перекручиваются (благодаря вертлюгу);

Из-за своей тяжести провисают на стоянке больше, и это создает благоприятное направление усилий, передающихся на якорь.

На рис.10.10 изображен литой якорный цепной канат. Смычка А, примыкающая к якорю и соединенная с ним, носит название якорной. Смычка В, соединенная в цепном ящике или вне его с набором корпуса судна, называется коренной. Смычки Б, расположенные между якорной и коренной, называются промежуточными Если коренную смычку крепят к набору корпуса судна за обух, в составе цепного каната предусматривают жвака-галсовую смычку.

Основную часть всех смычек составляют общие звенья. Смычки соединяются между собой соединительными звеньями или скобами (рис.10.11). Соединительное звено по форме и размерам почти не отличается от общих звеньев, чего нельзя сказать о соединительных скобах, нередко вызывающих соскальзывание цепи с цепного барабана брашпиля.

Якорная и коренная смычки заканчиваются концевыми скобами, с помощью которых цепь соединяется с якорем и устройством для отдачи цепи. По своей конструкции они однотипны с соединительными скобами. Между концевой скобой и общими звеньями вставляются повышенной прочности концевое звено и два усиленных звена с вертлюгом между ними. Вертлюг предотвращает закручивание цепи. Они могут быть открытого или закрытого типа, кованными или литыми.

Каждая смычка состоит из звеньев с распорками нормального размера и лишь на каждом конце снабжена одним увеличенным звеном с распоркой и концевым большим звеном без распорки (рис.10.12).

Концевые звенья служат для соединения смычек между собой посредством особых соединительных скоб.

Введение в смычку увеличенного и концевого звеньев вызвано необходимостью создать плавный переход от обыкновенного звена к соединительной скобе, размеры которой значительно больше обычного звена, что исключает заедание скобы при отдаче якоря.

Концевое соединение комплектуется без распорки для того, чтобы обеспечить возможность пропускания соединительной скобы.

Для аварийной отдачи якорного каната используют откидные гл а голь-гаки (рис.10.13), которые приводятся в действие с палубы и являются непременной частью жвако-галсовой смычки. Они устанавливаются внутри или вне цепного ящика и имеют разную конструкцию.

Применение для крепления коренного конца якорной цепи жвако-галсовой смычки с глаголь-гаком может быть допущено лишь по особому разрешению Регистра.

На всех смычках якорных цепей должны быть нанесены клейма технического контроля завода-изготовителя и инспектора Регистра.

При отдаче якоря необходимо довольно точно знать количество смычек вытравленной за борт цепи, о чем всегда докладывается на мостик. Для этой цели якорь - цепи обязательно маркируют по смычкам, разбивая их на номера, начиная от якоря.

Существует несколько способов маркировки, одним из которых является следующий:

1) на первой смычке - последнее звено с распоркой первой смычки и первое звено с распоркой второй смычки окрашивают в белый цвет, а на распорки этих звеньев кладут марки из нескольких шлагов отожженной (мягкой) проволоки;

2) на второй смычке - два звена с распорками в конце второй смычки и два таких же звена в начале третьей смычки окрашивают в белый цвет, а на распорки вторых звеньев накладывают проволочные шлаги;

3) на третьей смычке - окрашивают соответственно по три звена с распорками третьей и четвертой смычек, а проволочные шлаги накладывают на распорки третьих звеньев.

Такую же разбивку производят на четвертой и пятой смычках. Начиная с конца шестой смычки порядок разбивки повторяют.

Якорная цепь при подъеме укладывают в щепной ящик, расположенный под брашпилем.

На современных судах цепные ящики - узкие и высокие, что облегчает самоукладывание цепи без опасности ее заваливания. Укладка якорной цепи в такой ящик требует только надзора. Крепление якоря по-походному производится цепными стопорами различных конструкций (закладными, ленточными, винтовыми и др.) Постоянные стопоры располагают между брашпилем и якорным клюзом, причем наиболее распространенным типом такого стопора является винтовой (рис.10.14). К переносным палубным стопорам относятся цепные стопоры, состоящие из куска цепи, один конец которой крепят за обух на палубе или за кнехты, а другой конец, снабженный глаголь-гаком или вилкой (каргой), закладывают в якорную цепь. Расчетная нагрузка на стопоры при креплении якорей по походному должна составлять не менее двух масс якоря, запас прочности деталей - не менее 2,5 относительно предела текучести их материала или 0,7 относительно предела прочности.

Для цепей калибром более 70 мм применяется закладной стопор, который имеет только одну подвижную деталь закладной пал (рис. 10.15). Все палубные стопоры предназначены для надежного крепления якорной цепи при якорях, втянутых в клюзы. Удержание якорной цепи при отданном якоре осуществляется при помощи ленточного стопора.

1 .5 Якорно-швартовные механи з мы

Требования Регистра к якорно-швартовным механизмам. В соответствии с Правилами классификации и постройки судов российского Регистра каждое судно должно быть оборудовано якорными и швартовными палубными механизмами - брашпилями и шпилями, обеспечивающими отдачу и подъем становых якорей, удержание судна при отданных становых якорях, подтягивание судна к береговым или плавучим сооружениям и надежное крепление к ним. Эти механизмы имеют швартовные барабаны - турачки, которые используются для работы со швартовными и буксирными тросами.

В качестве становых якорей и стоп-анкеров допускается использование якорей Холла, Грузона, адмиралтейских и Матросова.

Якорные механизмы по расположению оси вала цепных барабанов делятся на: як о рно-ш вартовные (двухъякорные) брашпили (рис.10.16; 10.17), у которых эта ось расположена горизонтально и якорно-швар товные (одноякорные) шпили, у которых ось вала расположена вертикально.

Согласно требованиям Регистра мощность привода якорного механизма должна обеспечивать выбирание любой из якорных цепей со скоростью не менее 10 м/мин в течение не менее 30 мин без перерыва, а также спуск одного якоря на условную глубину в зависимости от применяемого на судне калибра якорь-цепи. Условная глубина якорной стоянки исчисляется следующим образом: при калибре якорь-цепи до 14 мм - 1 / 3 длины якорь-цепи; 15-17 мм - 65 м; 18-28 мм - 80 м; более 28 мм - 100 м.

Привод якорного механизма должен обеспечивать также одновременное выбирание двух свободно висящих якорей с половины условной глубины.

По конструктивному исполнению брашпили делятся на три типа:

1) Б1-Б6 - с двухступенчатым редуктором, состоящим из червячной и зубчатой грузовой передач;

2) Б7- Б9 - с конически-цилиндрическим редуктором;

3) Б10-Б11 - с двумя (приводными электродвигателями, работающими на общий вал через редуктор.

Наиболее распространенными на судах являются электрические якорно-швартовные брашпили типов Б4, Б5, Б6 .

Кинематическая схема электрического якорно-швартовного брашпиля типа Б-6, приведенная на рис. 10.16, одновременно обслуживает два якоря (правого и левого бортов), поэтому у него на грузовом валу имеется два цепных барабана, предназначенных для выбирания и отдачи якорных цепей. К цепным барабанам с одной стороны присоединены ленточные тормоза с приводами, выведенными на пост управления брашпилем, а с другой стороны имеются кулачковые муфты с приводами также выведенными на пост управления. Разобщив при помощи кулачковой муфты один из цепных барабанов, можно производить выбирание якорь-цепи на другом цепном барабане. Рабочее вращение цепные барабаны получают от электродвигателя через систему червячной и цилиндрической передач и промежуточные валы. На концах промежуточного вала насажены швартовные барабаны (турачки).

С помощью брашпиля можно производить подъем и отдачу правого и левого якорей поочередно или одновременно с помощью электропривода, а также производить подтягивание судна на швартовах с правого и левого бортов (при разобщенных муфтах), выбирать буксирные тросы. Мощность электрического привода должна быть такой, чтобы брашпиль или шпиль мог выбрать свободно висящий якорь и 100 м якорной цепи со скоростью 10-12 м/мин .

На рис.10.17 показана общая компоновка основных деталей и узлов брашпиля Б 6 . Брашпиль закрытого типа. Все составляющие части брашпиля смонтированы на общей фундаментной раме, закрепленной к судовому фундаменту. Червячная и цилиндрическая передачи заключены в прочный корпус, защищающий их от воздействия внешней среды и механических повреждений. Грузовой вал с цепными звездочками установлен на четырех подшипниках качения. Два средних подшипника размещены в стенках корпуса редуктора, два крайних - в стойках брашпиля.

Вращение грузовому валу передается от электродвигателя через упругую муфту, моторный вал редуктора. Каждая звездочка снабжена ленточным тормозом и кулачковой муфтой, имеющими ручные приводы. Ручной привод применяется в основном как вспомогательный (резервный).

На брашпилях предусмотрена установка дистанционных указателей длины вытравленной цепи по одному на каждую звездочку.

Пуск брашпиля производят включением, а остановка - выключением электродвигателя. Включенный электродвигатель сообщает через упругую муфту промежуточные валы, червячную и зубчатую передачи вращение грузовому валу брашпиля, несущему на себе свободно надетые цепные звездочки и два швартовных барабана, посредством которых осуществляются якорные и швартовные операции.

Швартовные операции производят брашпилем при заторможенных и разъединенных с грузовым валом цепных звездочках.

Электрический двухпалубный якорно-швартовный шпиль (рис.10.18) состоит из вертикального барабана, находящегося на палубе и сидящего на валу (шпинделе). Под палубой расположены электродвигатель, редуктор и тормозное устройство, состоящее из диска и ленточного тормоза с приводом, выведенным на палубу.

Чтобы отдать якорь, необходимо зажать ленточным тормозом диск, снять с цепи стопор и разъединить маховиком звездочку со швартовным барабаном. После этого масса якоря воспринимается звездочкой. От звездочки вниз идет удлиненная втулка, на которой насажен диск. Если ослабить ленточный тормоз, диск начнет вращаться и якорь выйдет из клюза. При выборке якоря необходимо соединить звездочку со швартовным барабаном, ослабить ленточный тормоз и включить электродвигатель. Вал начнет вращаться вместе и звездочка будет выбирать цепь вместе с якорем.

Наименьшее значение пускового момента на звездочке механизма должно быть достаточным для создания двойного тягового усилия при страгивании якорь-цепи и судна при швартовке.

Тормозное устройство механизмов должно обеспечивать удержание якоря с цепью при их спуске с учетом возникающих инерционных сил. В связи с тем, что последние могут достичь значительных величин, спуск якорей, как правило, производят осторожно, на малой скорости, чему способствует тормозное устройство. Следует также учитывать возможность спуска якоря с помощью электропривода, т. е. при выключенной звездочке.

Привод якорного механизма одновременно должен выбирать два свободно висящих якоря с половины условной глубины стоянки, указанной в формуляре. Ручной привод рассчитан на подъем одного якоря со скоростью 0,04 м/с при действии на звездочку номинального тягового усилия. При этом усилие на каждой рукоятке должно быть не более 160 Н (16 кгс) на одного работающего.

Привод швартовного механизма должен обеспечивать непрерывное выбирание швартовного троса с номинальными скоростью и тяговым усилием в течение 30 мин.

При этом скорость выбирания швартовного троса должна находиться в пределах 0,15-0,30 м/с. В случае необходимости привод швартовного механизма должен развивать усилие в тросе не менее двойного номинального в течение 15 с. Тормозное устройство швартовных механизмов оборудуют автоматическим тормозом, который способен удерживать действующее на грузовой барабан усилие извне, равное 1,5 номинального тягового усилия. Каждая цепная звездочка оборудуется тормозом с моментом не менее 0,6 пробной нагрузки якорной цепи. Усилие на рукоятке привода тормоза допускается не более 150 Н (15 кгс). Широкое распространение бульбообразных носовых образований на судах затруднило установку двухъякорных брашпилей, вместо которых получают распространение как якорно-швартовные шпили, так и полубрашпили (одноякорные брашпили) или якорно-швартовные лебедки. Электрический привод на современных судах вытесняется более совершенными электрогидравлическим приводом, который обеспечивает широкое регулирование скоростей.

Швартовная лебедка (рис.10.19) служит для подтягивания судна к причалу, выборки тросов, а также для крепления на их турачках швартовных концов. При необходимости, для этих целей могут использоваться и грузовые лебедки.

Простые швартовные лебедки имеют барабан, на который наматывается швартовный трос. После подтягивания судна к причалу швартов не крепится на кнехты, а остается на барабане швартовной лебедки. При швартовных операциях эти лебедки удобнее, чем брашпили и шпили, так как отпадает необходимость использовать кнехты. Однако при изменении осадки судна, стоящего на швартовах во время погрузочно-разгрузочных операций или при изменениях уровня воды приливного характера, необходимо постоянно следить за натяжением швартовов и при необходимости потравливать или подбирать их. Этого недостатка лишены автоматические швартовные лебедки, которые получили большое распространение на современных судах.

На рис. 10.19 изображена электрическая автоматическая швартовная лебедка, которая имеет два режима работы - ручной и автоматический. Швартовный трос постоянно закреплен на барабане, имеющем ленточный тормоз. Барабан свободно сидит на силовом валу лебедки и входит в зацепление с ним при помощи шлицевого соединения. Сообщение и разобщение барабана с валом осуществляется рычагом. Турачка жестко связана с силовым валом.

Подтягивание судна к причалу, подача на берег и выборка троса с берега производятся при ручном управлении лебедкой, на котором она имеет две скорости при работе с нагруженным тросом, на ускоренном ходу лебедка может работать с ненагруженным тросом.

При стоянке на швартовах лебедка переводится в режим автоматической работы. В этом режиме лебедка самостоятельно будет потравливать или подбирать швартовный трос при изменении нагрузки на швартов по отношению к установленной на швартовном переключателе. Автоматическое включение электродвигателя лебедки на выбирание или потравливание троса производится при помощи взвешивающего устройства, которое связано с силовым валом через пружину, установленную на определенное натяжение, и изодромом - устройством, где замыкаются контакты, обеспечивающие включение и выключение двигателя лебедки.

Работа автоматической швартовной лебедки заключается в следующем. Для подготовки лебедки к пуску необходимо вращением маховика включить главный прерыватель и аварийный выключатель, установить указатель желаемого натяжения троса на максимальную величину. Управление лебедкой с ненагруженным тросом осуществляется при помощи рукоятки контроллера на первой или второй скорости. Когда надобность в скоростной работе отпадет, переключатель переводят в нулевое положение. При работе турачкой барабан отключают зажатием ленточного тормоза.

При автоматическом управлении вращением ручного колеса установить стрелку указателя желаемого натяжения против стрелки указателя фактического натяжения троса; контрольный переключатель переводят на «автоматическое управление». Ставить лебедку на этот режим нельзя, если фактическое натяжение троса больше установленного на указатель натяжения швартовного троса.

После окончания работы выключить аварийный выключатель, плотно закрыть вентиляционную крышку двигателя.

1 . 6 . Основные элементы швартовного устройства

В состав швартовного устройства судна входят:

Швартовы - гибкие тросы для соединения судна с берегом или с другим судном, для подтягивается судна к причальным сооружениям и другим местам;

Вьюшки и банкеты - вращающиеся барабаны с ручным приводом для уборки и хранения швартовов по-походному;

Кнехты - металлические тумбы на палубе, которые служат для крепления швартовов;

Киповые планки- металлические приспособления на палубе судна для пропуска швартовов за борт в районе леерных ограждений, предназначенные для придания швартовам нужного направления и предохранения их от перетирания;

Швартовные клюзы - металлические приспособления в фальшборте судна для пропускания швартовов с кнехтов на берег и предохранения тросов от перетирания;

Бросательные концы - лини - пеньковые тонкие тросы окружностью до 25 мм для подачи швартовов с судна на берег;

Проводники - вспомогательные тросы, заводимые при необходимости между бросательными концами и тяжелыми швартовами;

Тросовые или цепные стопоры на швартовах - приспособления для временного закрепления швартовов в момент их переноса их с турачки брашпиля на кнехты или на другое место;

Кранцы - приспособления, служащие для смягчения возможного удара о причал или корпус другого судна при швартовке;

Швартовные механизмы (лебедки и шпили), которые служат для подтягивания судна к причальным сооружениям и выбирания швартовов.

Основные характеристики ш вартов ны х канатов (тросов) . В зависимости от типа судна и условий его швартовки в практике судостроения применяют стальные, растительные тросы и тросы из синтетических волокон.

Швартовные тросы должны быть легкими, гибкими, прочными, эластичными и износостойкими. В устройствах с автоматическими швартовными лебедками их используют для многослойной навивки на барабаны лебедок.

В качестве стальных швартовных тросов, при отсутствии в швартовном устройстве автоматических лебедок, наиболее предпочтительны стальные канаты типа ТК, состоящие из 6 х 24 = 144 проволок и семи органических сердечников, а также канаты марки I с противокоррозионным покрытием ЖС, правой свивки с прочностью проволок 140 и 150 кг/мм 2 . На эту прочность рассчитаны стандартизованные изделия швартовных устройств.

При наличии в швартовном устройстве автоматических лебедок в качестве швартовных тросов применяются стальные канаты типа ТК (точечное касание), состоящие из 6 х 37 = 222 проволок и одного органического сердечника, а также типа ЛК-РО (линейное касание), содержащие 6 х 36 = 216 проволок и один органический сердечник с пределами прочности проволоки 150 и 160 кГ/мм (для уменьшения размеров барабанов лебедок).

Пеньковые канаты допускается применять в качестве швартовных тросов только на судах, характеристика которых N с не превышает 600. На судах с N c > 600 используются более прочные, легкие и гибкие манильские и сизальские канаты. Растительные швартовные тросы обязательно применяются на судах, перевозящих легковоспламеняющиеся нефтепродукты, и на судах тропического плавания.

N c = km

где k =1,0 - коэффициент для самоходных судов; k = 1,3 - для несамоходных судов;

m = 1,0; 0,9; 0,8; 0,7 - коэффициент для судов, соответственно, категорий I,II,III,IY.

L - длина судна, измеренная на уровне летней грузовой ватерлинии;

B - ширина судна, измеренная между наружными кромками шпангоутов;

Н - высота борта на середине длины судна;

S - сумма поправок на надстройку, рубку, квартердек, специальные палубные сооружения.

Канаты из синтетического волокна изготовляют из нитей капрона, нейлона или перлона. Отечественная промышленность вырабатывает капроновые канаты окружностью от 25 до 200 мм. Ввиду меньшего веса по сравнению с растительными, капроновые канаты предпочтительны для швартовных устройств с обычными механизмами, т. е. в случае применения ручного труда во время швартовных операций.

Швартовные канаты работают в неблагоприятных условиях, резко уменьшающих их срок службы. Наиболее тяжелыми являются условия работы швартовного каната при выбирании его под нагрузкой брашпилем или шпилем. Выборка швартовых производится за счет силы трения, создаваемой между канатом и поверхностью турачки брашпиля или барабана шпиля. Чтобы увеличить эту силу, необходимо наложить на турачку несколько шлагов, которые в процессе выбирания каната постоянно смещаются вдоль оси барабана в результате их перехода с большего диаметра на меньший.

Однако скольжение каната по барабану при большом удельном давлении вызывает повышенный взаимный износ, который усиливается при перегибах на направляющих роульсах и киповых планках. Особенно неблагоприятны условия работы швартовного каната при травлении его через швартовный кнехт во время гашения инерции движущегося судна. Величина воспринимаемого при этом усилия может оказаться выше допустимого, что при перегибе и рывках каната может привести к его обрыву.

Вместе с тем швартовные канаты должны быть легкими, прочными и не тяжелыми, так как швартовка судна выполняются с большой долей ручного труда. В связи с этим к швартовным канатам, обслуживаемым обычными швартовными брашпилями и шпилями, предъявляются следующие требования:

Выдерживать без разрыва наибольшее тяговое усилие швартовного механизма, соответствующее предельному крутящему моменту на валу приводного электродвигателя. В то же время прочность каната не должна быть чрезмерной, чтобы при обрыве каната не происходило разрушения деталей швартовного устройства;

Быть достаточно эластичным и выдерживать динамические нагрузки;

Быть достаточно легким, гибким и стойким к вредному воздействию разнообразных условий внешней среды и стойкими на износ от трения.

При работе с автоматическими швартовными лебедками швартовные канаты в дополнение к перечисленным требованиям должны быть пригодны для многослойной навивки на барабан при любых нагрузках в пределах изменения тягового усилия. Этому требованию в полной мере удовлетворяют стальные тросы, имеющие высокую общую и структурную прочность. При этом эластичность каната не имеет первостепенного значения, поскольку его закрепляют на барабане лебедки, обладающей способностью поддерживать постоянное натяжение. Это относится и к неавтоматическим швартовным лебедкам, если они имеют муфту предельного момента, обеспечивающую автоматическое стравливание каната при увеличении нагрузки сверх нормы.

Типы швартовных канатов . В якорно-швартовных устройствах судов морского флота и внутреннего плавания находят применение следующие канаты:

Стальные,

Растительные: пеньковые, манильские и сизальские;

Из искусственного волокна: капрона, нейлона и перлона.

К анаты стальные . Конструкцию стальных канатов характеризуют следующие основные элементы:

Число прядей;

Количество проволок в прядях;

Тип и число сердечников;

Направление свивки;

Характер касания проволок в прядях;

Вид и род свивки.

В швартовных устройствах используются шестипрядные канаты с органическими сердечниками, которые наиболее легко поддаются сращиванию и допускают изготовление сгонов на концах благодаря рациональному соотношению диаметра прядей и диаметра центрального сердечника. Органические сердечники в каждой пряди и в центре каната, изготавливаемые из пеньки, манилы или хлопка, придают канатам эластичность, а, следовательно и большую стойкость к динамическим нагрузкам. Кроме того, пропитанные смазкой органические сердечники служат запасом смазывающего материала. В эксплуатации пряди нагруженного каната сжимают органический сердечник и выдавливают из него смазку, которая проникает в зазоры между проволоками и смазывает их.

В зависимости от направления свивки прядей тросы могут быть правыми и левыми.

При закреплении канатов на барабане направление свивки подбирают таким образом, чтобы канат дополнительно подкручивался при намотке, вследствие чего плотность свивки и долговечность каната увеличиваются. Для швартовных канатов, наматываемых на турачки с любой стороны, целесообразное использовать тросы правой свивки.

По характеру касания проволок в прядях различают канаты с линейным касанием (ЛК) и с точечным касанием (ТК) проволок.

Линейное касание обеспечивается таким подбором проволок разного диаметра, при котором все проволоки следующего слоя ложатся в углубления, образуемые нижележащими проволоками, а также одинаковым шагом свивки. Канаты линейного касания имеют повышенную стойкость на износ, поэтому они надежно работают на швартовных лебедках. Однако канаты точечного касания более стойки в условиях тяжелой работы.

По виду свивки различают канаты:

Односторонней свивки, при которой направление свивки проволок в прядях и прядей в канатах совпадают;

Крестовой свивки, при которой направление свивки прядей и каната противоположны; канаты этой свивки имеют большую структурную прочность, и поэтому их чаще применяют для швартовов, несмотря на повышенную жесткость.

По роду свивки канаты могут быть:

Обыкновенные;

Нераскручивающиеся.

У обыкновенных канатов проволоки и пряди не освобождены от внутренних напряжений, появляющихся в процессе свивки и стремящихся раскрутить канат.

В нераскручивающихся канатах проволокам и прядям, для уменьшения внутренних напряжений, перед свивкой придают пространственную кривизну путем предварительной деформации проволок и прядей.

В качестве швартовов применяют только нераскручивающиеся канаты, которые обладают следующими преимуществами:

Отличаются большей гибкостью, так как в них сняты внутренние напряжения;

Не перекручиваются при выбирании каната на барабан; отличаются более равномерным распределением растягивающих усилий на каждую прядь, а внутри пряди - на каждую проволоку;

Оказывают большее сопротивление усталостным напряжениям, вызываемым переменным изгибом;

При обрыве не расплетаются; отдельные оборванные проволоки сохраняют свое положение в канате, что значительно облегчает ручную работу с ним и предохраняет от повреждения поверхность турачек и барабанов.

Независимо от конструкции стальные тросы классифицируют по:

Пределу прочности материала проволоки на растяжение,

Вязкости проволоки;

Противокоррозионной защите, что обязательно оговаривается при заказе.

Предел прочности канатной проволоки на растяжение колеблется в пределах 70-210 кг/мм 2 . При заказе тросов необходимо учитывать, что стандартные детали швартовных устройств рассчитаны на разрывную нагрузку стального троса с пределом прочности проволок 140-150 кг/мм 2 , а швартовные механизмы согласно действующим стандартам рассчитаны на работу со стальными тросами, имеющими предел прочности проволок 160 кг/мм 2 - при диаметре троса до 33,5 мм и 140 кг/мм 2 - при тросах большего диаметра. Исходя из этого, прочность стальных тросов для швартовки судов не должна быть выше тех, на которые рассчитаны детали и механизмы швартовных устройств. Важным показателем качества каната является вязкость проволоки, от которой зависит число переменных изгибов и скручиваний при испытании каната на выносливость. По этому показателю канаты подразделяются на:

Подобные документы

Характеристики судовой энергетической установки, палубных механизмов, рулевого устройства и движителя. Эксплуатационные характеристики судна в рейсе. Особенности крепления негабаритного груза на примере ветрогенератора. Обеспечение безопасности судна.

дипломная работа , добавлен 16.02.2015


Рассмотрение требований Российского речного Регистра к швартовным механизмам. Расчет воздействия ветра и течения на судно. Характеристика основных стадий оценки работы якорного механизма судна. Построение нагрузочных диаграмм якорных электроприводов.

дипломная работа , добавлен 17.11.2011


Изучение якорного снабжения, швартового и буксирного устройства, сточно-фановой системы парома. Теплотехнические испытания агрегатов и механизмов. Мероприятия по предотвращению аварийности на флоте и борьба за живучесть судна. Электрооборудование судна.

отчет по практике , добавлен 05.11.2012


Судна, в которых применяется продольная система набора. Оценка плавучести судна и особенности нормирования этого качества. Регламентирование грузовой марки. Назначение якорного устройства, его составные части и расположение. Движители быстроходных судов.

контрольная работа , добавлен 17.05.2013


Схема постановки и снятия с якоря. Носовое и кормовое якорное устройство. Веретено и лапы как основные части якоря. Прочность и калибровка якорной цепи. Основные типы якорей. Главные методы фиксации платформ. Центрирование платформы во время штиля.

контрольная работа , добавлен 17.05.2011


Действия капитана при постановки судна на якорь. Подход к месту якорной стоянки и маневрирование при отдаче якоря при наличии ветра и течения. Маневрирование при развороте судна в узкости. Перетяжка судов вдоль причала. Перешвартовка к другому причалу.

реферат , добавлен 02.10.2008


Общие характеристики судна-прототипа, его вспомогательных механизмов, систем и устройств. Выбор рулевой машины, якорно-швартовного, спасательного, буксирного устройства. Оборудование и механизмы общесудовых и специальных систем. Расчет якорного брашпиля.

курсовая работа , добавлен 19.04.2013


Дефектация и ремонт основных деталей рулевого устройства. Сетевая модель управления ремонтом рулевых устройств, определение параметров сетевого графика. Проектирование стационарного рабочего места с разработкой карты организации рабочего места.

курсовая работа , добавлен 19.05.2011


Краткая техническая характеристика судна: тип, главные размеры и характерные данные. Описание конструкции валопровода и рулевого устройства. Недостатки существующих конструкций и предложения по их модернизации. Расчёты насадки лопастей и подшипников.

дипломная работа , добавлен 13.11.2011


Описание и конструктивные особенности нефтеналивного судна. Разработка принципиальной схемы переоборудования судна. Расчет нагрузок на опорное и спусковое устройства. Проверка общей и местной прочности корпуса. Схемы подъемно-транспортных операций.

Якорные механизмы

Якорные механизмы предназначены для отдачи якоря и якорной цепи при постановке судна на якорь; стопорения якорного каната при стоянке судна на якоре; снятия с якоря - подтягивания судна к якорю, выбирания цепи и якоря и втягивания якоря в клюз. Рабочим органом якорного механизма является цепной кулачковый барабан - звездочка.

В зависимости от расположения оси звездочки якорные механизмы делят на брашпили, у которых она расположена горизонтально, и шпили с вертикальным расположением оси звез­дочки. Наибольшее распространение получили брашпили, предназначенные для обслуживания цепей левого и правого бортов и выполнения швартовных операций. На крупнотоннажных судах стали применять по два полубрашпиля (брашпили с одной звездочкой) или якорно-швартовные лебедки, имеющие звездочку и швартовный барабан, смещенные к бортам, что удобно для судов с бульбовым носом.

Брашпили и полубрашпили размещены на палубе, что упрощает их обслуживание, осмотр и ремонт.

Шпиль предназначен для работы с одной цепью и обычно имеет швартовный барабан, который располагается на палубе, а привод - в помещении под палубой. Вертикальная ось барабана позволяет подводить к нему швартов с любой стороны.

Якорные механизмы обеспечивают безопасность плавания судна, поэтому по требованиям Регистра СССР привод этого механизма должен обеспечить выбирание одной якорной цепи вместе с якорем со средней скоростью не менее 0,15 м/с (9 м/мин) при регламентированном тяговом усилии на звездочке в течение 30 мин без перерыва. Скорость втягивания якоря в клюз должна быть не более 0,12 м/с (7 м/мин). Для отрыва якоря от грунта привод в течение 2 мин должен создать на одной звездочке тяговое усилие не менее 1,5 расчетного. Якорные звездочки должны иметь разобщительные муфты и тормозы, обеспечивающие удержание цепи при усилии, равном 0,8 ее разрывной нагрузки. Усилие на рукоятке привода тормоза не должно превышать 740 Н. Якорные механизмы с несамоюрмозящейся передачей должны иметь автоматические тормоза, включающиеся при отключении или выходе из строя при­вода и создающие тормозной момент, соответствующий усилию в цепи на 30 % выше номинального. Угол охвата цепью звездочки брашпиля должен быть не менее 115°, а для шпиля - не менее 150°. Конструкция звездочки не должна допускать пере­скакивания звеньев через кулачки на всех режимах работы механизма. Приведенные напряжения в деталях механизма, которые могут возникать при разрывной нагрузке цепи, не должны превышать 0,95 предела текучести материала. При номиналь­ном натяжении цепи эти напряжения не должны превышать 0,4лредела текучести.

В качестве привода якорных машин используются электро­двигатели и гидропривод. Для сокращения стояночного времени некоторые механизмы приспособлены для частичной автоматизации якорно-швартовных операций. В современных отечествен­ных и зарубежных стандартах за определяющий параметр якорных механизмов принимают калибр якорной цепи - детали, непосредственно связанной с механизмом.

Швартовные механизмы

Операцию подтягивания и крепления судна к причалам называют швартовкой, а механизмы, предназначенные для выби­рания швартовных тросов и подтягивания судна к причалу, называют швартовными. В качестве швартовных механизмов применяют швартовные шпили и швартовные лебедки.

На морских судах наибольшее распространение получили электрические швартовные шпили, применяют и шпили с гидроприводом. Различают шпили однопалубные, смонтированные на одной палубе, и двухпалубные шпили, у которых привод установлен на палубе, находящейся ниже палубы, на которой находится голова шпиля. Швартовные лебедки имеют электрический или гидравлический привод. Они бывают автоматическими и неавтоматическими - простыми.

Правилами Регистра СССР к швартовным механизмам предъ­являются следующие основные требования.

Номинальное тяговое усилие механизма не должно превышать 1/3 разрывного усилия швартовного троса в целом, принятого по таблице Регистра СССР. Привод должен обеспе­чивать непрерывное выбирание швартовного троса при этом усилии с номинальной скоростью в течение не менее 30 мин.

Скорость выбирания швартовного троса при номинальном тяговом усилии на первом слое навивки троса на барабан не должна превышать 0,3 м/с (18 м/мин).

Требования к приводу швартовных механизмов и прочности их узлов аналогичны требованиям к якорным механизмам.

Самым распространенным швартовным механизмом на новых судах является безбаллерный электрический шпиль. На рис.62.1. показаны кинематическая схема и общий вид шпиля типа Ш5, установленного на судах типа БАТ.

На рис.30. Кинематическая схема и общий вид шпиля типа Ш5

Основанием шпилю служит сварной корпус 9 редуктора, на крышке 8 которого крепится электродвигатель 4 с дисковым тормозом. Стальной литой швартовный барабан 5 свободно вра­щается на стакане 17, закрепленном на крышке 8. Радиальные усилия на барабане воспринимаются бронзовой втулкой 3 стакана, а ступица барабана опирается на бронзовые секторы 6.

Барабан 5 закрыт крышкой 1 с отверстием для заливки смазки. Подъем барабана ограничен фланцем маслосборника 2. В основание барабана 5 запрессован зубчатый венец 7, который вращается шестерней 16 вала, имеющего зубчатое колесо 14. Вал-шестерня 16 уложен на роликоподшипниках 15. Колесо 14 вращается шестерней 21, насаженной вместе с колесом 19 на вал 20, уложенный на шарикоподшипниках. Колесо 19 вращается шестерней 13 вала, который зубчатой муфтой 12 соединен с валом электродвигателя 4.

Лючки 10 служат для осмотра передач и обслуживания клеммной панели 11. Масло для смазки шестерен и подшипников редуктора заливается в его корпус. Опоры барабана и открытую грузовую передачу смазывают густой смазкой через масленки 19. Конденсат из полостей электродвигателя удаляют через 17 и трубки 18, а от клеммной панели - через отверстие с пробкой.

3.3. Судовые подъемно-транспортные механизмы

Грузовые устройства промысловых судов предназначены для перегрузочных операций в море и порту, выполнения вспомогательных работ с орудиями лова, постановки и снятия кранцевой защиты и пересадки людей с судна на судно. Перегрузочные операции в открытом море характеризуются высокой интенсивностью, поэтому их вынуждены проводить на волнении, при ветре и качке судна. Для этих условий наиболее приемлемыми оказываются устройства с грузовыми стрелами, которые получили широкое распространение на промысловых судах. Для выполнения грузовых операций такие устройства оснащены системой блоков и тросов, закрепленных вне стрелы на неподвижных судовых конструкциях - мачтах, колоннах, палубах и т. д. Чтобы сократить время на перегрузочные работы в море, из стреловых грузовых устройств судов создаются специальные перегрузочные комплексы, состав и оснастка которых зависят от размеров и общего расположения ошвартованных друг к другу судов, массы передаваемых грузов, волнения, ветра и т. п.

Морские суда некоторых типов оборудуются грузовыми устройствами с кранами. Краны в отличие от стрел не нуждаются в системе блоков и тросов, закрепленных на неподвижных судовых конструкциях. Их производительность выше, чем грузовых стрел. Однако из-за высокой стоимости и неудобства в работе, даже на небольшом волнении, краны на промысловых судах устанавливают крайне редко.

Большое распространение на промысловых судах получили грузовые устройства, предназначенные для перемещения грузов по судну: транспортеры, рольганги, лотки, элеваторы, тележки, тельферы и т. д.

Плавучие базы некоторых типов имеют специальные грузовые устройства для спуска и подъема на борт судов-ловцов. Наконец, на промысле находят использование бесконтактные способы передачи улова с добывающих судов на производственные рефрижераторы и плавучие базы.

Нормальная эксплуатация современного транспортного судна невозможна без подъемных механизмов, служащих для выполнения грузовых операций и обслуживающих промысловое, шлюпочное и другие устройства. Порты не всегда могут обеспечить своими средствами судовые погрузочно-разгрузочные работы, а рыбный промысел и его обслуживание неизбежно связаны с производством грузовых операций и перемещениями грузов на судне в открытом море. На промысловых судах все вспомогательные промысловые работы - выливка рыбы из орудий лова, смена промвооружения и др. - неизбежно связаны с использованием подъемных механизмов.

По конструктивному выполнению судовые подъемные механизмы можно разделить на три основные группы лебедки, краны и подъемники

Судовые лебедки по назначению разделяют на грузовые и специальные. К последним относятся шлюпочные, буксирные, топенантные и другие лебедки. В зависимости от типа привода лебедки бывают паровыми, электрическими и гидравлическими.

Судовые подъемные краны подразделяются на стреловые, поворотные и козловые, получившие в последнее время распространение на контейнеровозах По роду привода краны делятся на электрические и гидравлические.

К группе подъемников относятся лифты и элеваторы Лифты подразделяются на пассажирские, грузовые и грузопассажирские Подъемники имеют преимущественно электрический привод

Грузоподъемные устройства грузоподъемностью 10 кН и более, предназначенные для погрузки, выгрузки или перемещения груза на судне, подлежат надзору Регистра СССР и проходят ежегодный осмотр Направление движе­ния органов управления грузоподъемными механизмами должно соответствовать движению груза вращение маховика по часовой стрелке соответствует подъему груза, подъему стрелы и повороту вправо, перемещение вертикального рычага на себя или горизонтально вверх - подъему груза или подъему стрелы, перемещение рычага вправо - повороту вправо Органы управления должны иметь обозначения, фиксироваться в нулевом положении и надежно стопориться

Механизмы с гидроприводом должны иметь устройство, исключающее падение груза или самопроизвольное движение стрелы или крана при падении давления в гидросистеме Опускание груза или стрелы должно быть возможно только приводом. Каждый грузоподъемный механизм должен иметь тормоз, обеспечивающий торможение с запасом, который у грузовых и топенантных лебедок должен быть не менее 50 %. У кранов запас должен быть не менее 50% у механизмов подъема груза и не менее 100%- у механизмов подъема стрелы у механизмов поворота запаса может и не быть. Усилие на рукоятке тормоза не должно превышать 160 Н, а на педали - 310 Н. Для тормозов, регулярно применяемых при обычном режиме, эти усилия должны быть уменьшены, по крайней мере, в 2 раза

Краны и подъемники с электрическим приводом должны иметь концевые, выключатели для автоматической остановки механизмов в их крайних положениях.

Проверка обеспечения безопасности эксплуатации грузоподъемных механизмов производится испытаниями и освидетельствованиями. Перед вводом в эксплуатацию все краны, подъемники и стрелы с лебедками должны испытываться пробной нагрузкой, превышающей на 25 % при грузоподъемности менее 200 кН, 50 кН при грузоподъемности от 200 до 500 кН и на 10 % при большей грузоподъемности

Надзору Регистра СССР подлежат судовые электроприводные пассажир­ские и грузовые лифты грузоподъемностью 2,5 кН и более, движение которых осуществляется с помощью тросов ее скоростью подъема и спуска не более 1 м/с

0

Для надежной стоянки на якоре, у причалов и других плавучих и береговых сооружений суда оборудуют якорными и швартовными механизмами. Обычно операции по подтягиванию швартовного каната, отдаче якоря, отрыву от грунта, подъему и уборке якоря в клюз выполняют на судах одним механизмом, снабженным звездочкой для якорной цепи и швартовным барабаном для швартовов (стальных, пеньковых, капроновых и других канатов).

Якорно-швартовные механизмы, выполняющие такие операции, подразделяют на шпили и брашпили. Первые имеют вертикальную ось вращения тяговых органов, вторые - горизонтальную. У шпиля - одна звездочка и один швартовный барабан (если шпиль звездочки не имеет, его называют швартовным). У брашпиля обычно две звездочки и два швартовных барабана. Шпили и брашпили, входящие в состав якорных и швартовных устройств, подразделяют на малые (с цепями калибров до 28 мм и тяговым усилием до 15 кН), средние (с цепями калибров 29-46 мм и тяговым усилием 16-50 кН) и крупные (с цепями калибров более 46 мм и тяговым усилием более 50 кН).

По роду используемой энергии якорно-швартовные механизмы могут быть ручными, электрическими и гидравлическими. Ручные шпили и брашпили применяют в основном на несамоходных судах с якорями массой до 400 кг и калибром якорных цепей до 19 мм. Наиболее распространенным приводом якорно-швартовных механизмов является электрический, небольшая часть судов эксплуатируется с паровыми шпилями и брашпилями, в последнее время внедряется и гидравлический привод.

На вал электродвигателей якорношвартовных механизмов устанавливают тормоз, предназначенный для удерживания тяговых органов от вращения под нагрузкой, превышающей на 50% номинальную. Мощность шпилей (брашпилей) по правилам Речного Регистра РСФСР должна быть достаточной для подтягивания судна к якорю, отрыва и подъема якоря со скоростью не менее 0,12 м/с при номинальном тяговом усилии на звездочке. Шпили должны выбирать канаты при номинальном тяговом усилии с установленной скоростью (не более 0,3 м/с) и при необходимости создавать двухкратное усилие на швартовном барабане в течение 15 с.

Устройство шпилей

Большинство судов имеют два становых якоря в носовой части и стоп-анкер (меньший по массе якорь) в кормовой части. Поэтому в носовой части судна устанавливают, как правило, брашпиль с двумя звездочками и швартовными барабанами, а в кормовой части - якорно-швартовный шпиль. Исключение составляют суда катамаранного типа, у которых в носовой части каждого корпуса смонтированы шпили. На буксирах-толкачах для выполнения якорно-швартовных операций иногда используют буксирные лебедки. На судах небольшой мощности устанавливают, как правило, один носовой якорношвартовный шпиль.

Механизм шпиля обычно имеет две части: верхнюю, состоящую из швартовного барабана 1 (рис. 132, а) со звездочкой, и нижнюю, включающую электродвигатель 3 и редуктор 2. По расположению привода шпили могут быть двухпалубные (рис. 132,а) и однопалубные (рис. 132,6, в). У двухпалубных шпилей электродвигатель с редуктором смонтированы на нижней палубе, а швартовный барабан - на верхней. Электрические однопалубные шпили могут иметь надпалубное

(см. рис. 132,6) или подпалубное (см. рис. 132,в) расположение электродвигателя. При подпалубном расположении электродвигателя 2 обслуживают привод через вырез в палубе или люки фундамента шпиля, снабженные водонепроницаемыми крышками.

Рис. 132. Схемы расположения шпилей

На современных судах чаще всего устанавливают однопалубные шпили с надпалубным расположением электродвигателя 2 и редуктора 3.

В настоящее время в качестве ручных широкое применение получили судовые шпили с рукояточным приводом семи типоразмеров ШР1 - ШР7 с номинальными тяговыми усилиями на турачке (барабане) до 7 кН и на звездочке до 6,5 кН: ШР1 и ШР2 - швартовные с барабаном без звездочки; ШРЗ - ШР5 - якорно-швартовные с барабаном и звездочкой, отлитым за одно целое; ШР6 - ШР7 - якорношвартовные, оборудованные колодочным тормозом и раздельно отлитыми барабаном и якорной звездочкой.

Швартовный барабан 7 (рис. 133), отлитый заодно со звездочкой 9, у ручных шпилей вращается на втулках 5 и 8 вокруг оси-баллера 6, жестко закрепленного в фундаментной раме 11. В головке (верхней части) шпиля на двух опорах смонтирован горизонтальный вал 1, проходящий через отверстие в баллере. На концах горизонтального вала закреплены конические шестерни 2 и съемная рукоятка 4. Вращение горизонтального вала передается ведомой шестерне 5, соединенной с верхней торцовой поверхностью швартовного барабана 7. К нижней части звездочки на пальцах шарнирно прикреплены собачки 10, перемещающиеся при вращении барабана по соответствующим храповым выступам, сделанным в фундаментной раме 11. Как только вращение рукоятки прекращается, собачки упираются в выступы на раме и стопорят барабан от обратного вращения.

Рис. 133. Ручной якорно-швартовный шпиль ШР4

При изменении направления вращения рукояток собачки перебрасываются в другую сторону.

Электрические якорно-швартовные шпили изготавливают с запасным ручным приводом, если они предназначены для работы с якорными цепями калибром до 28 мм (в морских условиях) и до 34 мм (в речных условиях). В последнее время в связи с возрастанием мощности энергетических установок судов устанавливают якорношвартовные шпили, как правило, без запасного привода.

Схема одного из таких электрических шпилей показана на рис. 134. Турачка (швартовный барабан) 5 и якорная звездочка 2 шпиля посажены свободно на неподвижную втулку 9, внутри которой от электродвигателя через редуктор 11 (червячную, червячно-цилиндрическую или червячно-планетарную передачу) может вращаться пустотелый вал (баллер) 4. Соединены они кулачковой муфтой 3 с помощью маховика 7, при вращении винта 6 которого можно поднимать и опускать турачку. Якорная звездочка имеет шкив 10 для ленточного тормоза.

Рис. 134. Электрический шпиль

Скоба 1 выполняет роль отбойника якорной цепи.

При включении электродвигателя через редуктор 11 получает вращение пустотелый баллер 4, соединенный зубчатой муфтой 8 с турачкой 5. Для выполнения швартовных операций вращением маховика 7 поднимают турачку и выводят ее из сцепления с кулачковой муфтой 3 звездочки 2. Последняя при этом стопорится от вращения ленточным тормозом. Якорные операции производят при работающем электродвигателе и выключенном тормозе, когда турачка опущена с помощью маховика 7 вниз до сцепления с кулачковой муфтой 3.

Устройство брашпилей

За последние годы конструкции брашпилей претерпели значительные изменения. В связи с увеличением мощности энергетических установок судов электрические брашпили изготовляют, как правило, без запасного ручного привода. Брашпиль, схема которого показана на рис. 135,а, состоит из следующих элементов: кулачкового контроллера для пуска и остановки электродвигателя; редуктора, передающего вращение якорным звездочкам и турачкам; рычагов и маховиков управления соответствующими муфтами и ленточными тормозными устройствами.

Рис. 135. Электрический брашпиль

При включении электропривода брашпиля через редуктор (рис. 135,6), состоящий из червячной 17, 16 и цилиндрической 18, 11 силовых передач, получает вращение грузовой вал 7. На его концах жестко закреплены швартовные турачки 6 и 15. Цепные звездочки 9 и 13, отлитые заодно со шкивами ленточных тормозов 8 и 14, посажены на валу свободно. Ступицы звездочек имеют кулачки, входящие в зацепление с муфтами 10 и 12, посаженными на шлицы грузового вала.

Швартовные операции производят при застопоренных тормозах и выключенных муфтах. Якоря поднимаются при включенной муфте 10 или 12 и выключенном ленточном тормозе на шкиве соответствующей звездочки. Одновременно разрешается поднимать два якоря только после поочередного отрыва их от грунта. В клюз 3 якоря втягиваются отдельно. Для отдачи якоря выключают ленточные тормоза и муфты. Звездочки под действием масс якоря и цепи при этом свободно вращаются на грузовом валу. Скорость якорной цепи регулируют ослаблением или натяжением тормозной ленты. Якорная цепь, сходящая со звездочки, хранится под палубой в цепном ящике 4, к которому она прикреплена жвака-галсом 5. Между брашпилем 1 и якорным клюзом 3, в котором подвешивают якорь, установлен стопор 2, предназначенный для крепления якорной цепи при выполнении швартовных операций, ремонтных работ и т. д.

Средства автоматизации якорных устройств. В соответствии с требованиями Речного Регистра РСФСР грузовые суда (длиной более 60 м) и толкачи оборудуют устройствами для отдачи якорей с поста управления судном, для подъема якорей - с местного поста. На речных судах широкое применение получили электромеханические и электрогидравлические средства дистанционного управления якорными механизмами. Электромеханические ДУ имеют два электродвигателя, один из которых предназначен для стопора якорной цепи, другой - для ленточного тормоза звездочки. Электрическая схема ДУ включается в работу переключателем режимов при установке его в положение «Торможение и дистанционная отдача». При нажатии кнопки управления пускается электродвигатель ленточного тормоза- лента начинает растормаживаться. Одновременно вступает в действие и электродвигатель отдачи стопора. К моменту отдачи стопора якорной цепи завершается и растормаживание ленты. Якорная цепь освобождается и происходит отдача якоря. При отпускании кнопки управления электродвигатель ленточного тормоза включается для затягивания ленты и отдача якоря прекращается. По мере натяжения ленты возрастает сопротивление на грузовом валу брашпиля, срабатывает муфта предельного момента, подача питания в схему прекращается и электродвигатель ленточного тормоза останавливается.

Рис. 136. Схема дистанционного управлений брашпилем

Рис. 137. Указатель длины вытравленной цепи

С помощью электрогидравлического ДУ, например брашпиля БЗР, осуществляется дистанционная отдача со свободным травлением и последующей остановкой травления якорной цепи на любом участке, местный контроль длины обеих якорных цепей, вытравленных за борт, и дистанционный контроль длины правой якорной цепи.

Схема ДУ брашпилем показана на рис. 136. При нажатии кнопки «Пуск» на пульте дистанционной отдачи якоря пускается электроприводной лопастной насос 14, и масло давлением 3,5 МПа через обратный клапан 9 поступает в верхнюю полость гидроцилиндра 5. Золотник 11, смещаясь вниз, перекрывает сливной канал, сообщающий нагнетательную магистраль 8 с масляным баком 12. Давление в верхней полости гидроцилиндра возрастает, поршень преодолевает сопротивление пружины 6 и перемещает толкатель 7. Рычаг 10 поворачивается по часовой стрелке и через тягу 2 растормаживает ленточный тормоз 1. Травление якорной цепи происходит до тех пор, пока нажата кнопка «Пуск». При этом избыток масла из нагнетательной магистрали сбрасывается в масляный бак через перепускной клапан 13. С отпусканием кнопки «Пуск» насос останавливается и давление в магистрали 8 падает. Золотник 11, смещаясь вверх, открывает сливной канал, сообщающий верхнюю полость гидроцилиндра 5 с масляным баком 12. Толкатель 7 под действием пружины поворачивает рычаг 10 против часовой стрелки и затягивает ленточный тормоз 1. Отдача якоря прекращается. Отдать ленточный тормоз 1 можно вручную вращением маховика 3 с винтом 4.

Момент отжатия кнопки «Пуск» контролируют визуально по механическому указателю длины вытравленной цепи, смонтированному на пульте дистанционной отдачи якоря. Механические указатели, выполненные в виде отдельных узлов, устанавливают в крышке редуктора брашпиля. При отдаче якоря цепь вращает звездочку 5, (рис. 137). Последняя через прямозубые и червячную передачи 2, 1 и 4 поворачивает на соответствующий угол лимб (диск) 3 относительно неподвижной стрелки. На лимбе закреплена шкала, градуированная в метрах соответственно передаточному отношению и расчетному диаметру звездочки. С заходом якоря в клюз звездочка, вращаясь в обратную сторону, устанавливает лимб со шкалой в нулевое положение. Указатель правой звездочки дополнительно оборудован электрическим преобразователем для дистанционного дублирования показаний указателя длины.

Автоматические швартовные лебедки

Рис, 138. Автоматическая швартовная лебедка

В последнее время некоторые суда оборудуют автоматическими швартовными лебедками. Швартовку судов с помощью таких лебедок производят в режиме ручного управления, а на стоянке они удерживают суда на швартовах с постоянным натяжением каната. При снижении усилия (ослаблении каната) лебедка автоматически выбирает канат (наматывает его на барабан), а с увеличением натяжения швартовов сверх заданного усилия - травит канат (поворачивает барабан для удлинения швартова). Автоматические швартовные лебедки изготовляют с электрическими или гидравлическими приводами. Устанавливают лебедки на палубе в удобном для производства швартовных операций месте. Пост управления может быть расположен и на некотором расстоянии от лебедок.

Автоматическую швартовную лебедку с электрическим приводом (рис. 138) обычно оборудуют двухскоростным редуктором, который при пуске электродвигателя приводит во вращение шестерню 1 (рис. 138,а) и пустотелый вал 6 с шестерней 7 и шестерней планетарной передачи. Последняя, вращаясь в неподвижном корпусе 4, через шестерни-сателлиты 3 и корончатую шестерню 8 вращает грузовой вал 5. На грузовом валу лебедки смонтированы швартовные барабаны 2 и 10, причем первый жестко скреплен с грузовым валом, а второй соединен с ним с помощью кулачковой муфты 9. При включении муфты 9 электродвигатель через редуктор, шестерню 7 и корончатую шестерню 8 передает вращающий момент на барабан 10 лебедки. Усилие на швартовном канате через шестерни 8 и 3 воспринимается корпусом 4 планетарной передачи, который удерживается от проворачивания пружиной 11 (см. рис. 138,6) переключателя режимов.

Каждому усилию Р на швартовном канате лебедки соответствует определенное положение поршня 13 в цилиндре 12, т. е. натяжение пружины 11. При ослаблении или натяжении швартовного каната равновесие нарушается. Например, с уменьшением усилия Р (ослаблением каната) пружина 11, воздействуя на поршень 13, поворачивает рычаг 14, связанный с командоконтроллером, вправо и электродвигатель включается в режим выбирания каната. При увеличении натяжения каната (возрастанием усилия Р) пружина 11 сжимается, рычаг 14 поворачивается влево и электродвигатель включается в режим травления каната. Когда усилие в швартовном канате и натяжение пружины переключателя режимов работы лебедки достигнут заданного значения, рычаг 14 разомкнет цепь управления электродвигателя. Вращающий момент на швартовном барабане в этом случае будет уравновешен моментом сопротивления на корпусе планетарной передачи лрбедки.

Гидравлические швартовные лебедки компонуют с приводным аксиально или радиально-поршневым насосом и реверсивным гидродвигателем. Смонтированный на валу лебедки гидродвигатель по конструкции аналогичен насосу. Разница заключается в том, что при вращении вала насоса в разные стороны в трубопроводах системы изменяется направление движения жидкости, а гидродвигатель, наоборот, с изменением направления жидкости в магистрали изменяет направление вращения барабана лебедки. Автоматический переключатель режимов в гидравлических лебедках управляет перепускным клапаном. С увеличением натяжения каната клапан перепускает все масло во всасывающий трубопровод и гидродвигатель работает в режиме насоса. При ослаблении натяжения каната, наоборот, перепускной клапан закрывается, давление в нагнетательной полости гидродвигателя возрастает и швартовный барабан поворачивается в направлении подтягивания каната.

Правила обслуживания

В соответствии с Правилами технической эксплуатации якорно-швартовные механизмы должны: «страгиваться» из любого положения; обеспечивать плавное торможение якорных звездочек; не допускать самопроизвольной отдачи якоря и травление швартовов; развивать в течение 15 с усилие в якорной цепи (швартовном канате) на 50% больше номинального.

Эксплуатация якорно-швартовных механизмов имеет такие особенности: кратковременность и периодичность действия, применение цепей и канатов. Поэтому от судового экипажа требуется строгое соблюдение последовательности выполнения всех производственных операций и правил безопасности при пуске якорно-швартов

ных механизмов, их обслуживании во время действия и остановки, а также при различных ремонтных работах.

При подготовке механизмов к пуску необходимо: выполнить их наружный осмотр; убедиться в отсутствии посторонних предметов на движущихся частях и в надежности крепления сопряженных деталей; установить наличие масла в баке насосного агрегата дистанционного привода отдачи якоря, в корпусе редуктора, подшипниках и других трущихся деталях; проверить опробованием исправность действия приводов ленточных тормозов и кулачковых муфт.

Все якорно-швартовные операции выполняют только по команде вахтенного начальника и под его руководством.

Запрещается эксплуатация механизмов при уменьшении диаметра отдельных звеньев цепи на 20% (на судах класса «М - СП» - на 10%). Число разорванных проволок у стальных швартовных канатов не должно превышать 20% общего их количества на длине, равной шести диаметрам.

Перед выполнением якорно-швартовных операций следует опробовать механизмы вхолостую и, только установив их исправность, приступать к работе. Маховик контроллера переставляют в положение «Пуск» только после переключения соответствующих органов управления (муфт, тормозов, палубных стопоров) в рабочее положение.

Во время работы механизмов следует периодически проверять температуру подшипников редуктора и корпуса электродвигателя, следить за наличием смазочного масла на трущихся поверхностях деталей, принимать все меры к тому, чтобы при движении деталей якорно-швартовных механизмов не наблюдалось стука и ненормального шума.

При выполнении якорно-швартовных операций запрещается: разъединять муфты включения звездочек, когда вращение баллера или грузового вала еще не прекратилось; дотрагиваться руками до расторможенной якорной цепи или поправлять якорь при втягивании его в клюз; открывать крышки контроллера, находящегося под напряжением; прикасаться к движущимся частям и стоять на линии движения якорной цепи или швартовного каната.

Для обеспечения исправного технического состояния механизмов, периодически (один-два раза в навигацию) производят их плановые ТО, во время которых проверяют крепление редуктора, электродвигателя, стоек и других деталей к фундаменту, вскрывают крышки смотровых окон редукторов и определяют состояние червячной и цилиндрической зубчатой пары, очищают трущиеся поверхности от загрязнения, песка и металлических опилок, устраняют все обнаруженные неисправности.

При плановых технических осмотрах разрешается разбирать механизмы только в объеме, необходимом для выполнения операций ТО.

Используемая литература: "Судовые энергетические установки" В.А. Сизых

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера.

Якорное устройство на судах служит для обеспечения надежной стоянки в море, в порту, на рейде и в других местах, удаленных, от берега, путем крепления за грунт с помощью якоря и якорь цепи.

В состав якорного устройства входят: якоря, якорь цепи (канаты), якорные машины, якорные клюзы и стопора.

Якоря разделяют в зависимости от их назначения,навспомогательные - для удержания судна в заданном положении во время стоянки на основном якоре, истановые , предназначенные для удержания судна в заданном месте.

Размеры, и количество якорей назначают по Правилам Регистра в зависимости от размеров корпуса и надстроек судна. Держащая сила якоря в среднем в 10 раз больше его массы.

Основными частями любого якоря являются веретено и лапы. Якоря различают по подвижности и количеству лап (до четырех) и наличию штока. К безлапым относят мертвые якоря (грибовидные, винтовые, железобетонные), используемые при установке дебаркадеров, плавучих маяков, и других плавучих сооружений.

Существуют якоря повышенной держащей силы (с поворотными лапами и штоком в виде поперечных утолщений на лапах). К этому типу относят якорь Матросова применяемый на катерах и буксирах.

На малых судах и баржах используют многолапные бесштоковые якоря, называемые кошками. Суда ледового плавания снабжают специальными однолапыми бесштоковьми ледовыми якорями, предназначенными для удержания судна у льда.

Якорная цепь.

Якорная цепь служит для крепления якоря к корпусу судна.

Она состоит из звеньев, образующих смычки длиной 25 -27 м , соединенные одна с другой при помощи специальных разъемных звеньев.

Смычки образуют якорную цепь длиной от 50 до 300 м. В зависимости от расположения в якорной цепи различают якорную (крепящуюся к якорю),промежуточные икоренную смычки .

Крепят любые якоря к якорной цепи при помощи якорных скоб. Чтобы предупредить скручивание цепи, в нее включают поворотные звенья - вертлюги .

Якорная смычка состоит из :

d - звена концевого,

f - звена увеличенного,

е - вертлюга,

a - звена общего, калибром 16-82 мм, 2-й категории прочности. Для крепления и экстренной отдачи коренного конца якорной цепи применяют специальное устройства с откидным гаком -глаголь-гак , позволяющим легко освободить судно от вытравленной якорной цепи.

Устройство для быстрой от дачи якорной цепи, устанавливаемое в цепном ящике, должно иметь дистанционный привод управления, выведенный на открытую или другую палубу в доступном месте.

Якорные цепи различают по калибру - диаметру поперечного сечения прутка звена. Звенья цепей калибром более 15 мм должны иметь распорки -контрфорсы .

Якорные цепи:

1 - звено;

2 - контрфорс;

3 - концевое звено;

4 - соединительная скоба;

5 - вертлюг;

6 - якорная скоба;

7 - скоба якоря В походном положении якорную цепь хранят в цепном ящике с деревянной обшивкой. Для обеспечения самоукладки якорной цепи цепные ящики имеют обычно круглое сечение, диаметр которого составляет около 30 (35 калибров якорной цепи.

Якорными машинами для подъема якоря служат лебедки с горизонтальной осью вращения барабана -брашпили .

Брашпиль электрический :

1 - двигатель;

2 - червячный редуктор;

3 - цилиндрические шестерни;

4 - цепная звездочка;

5 - ленточный тормоз;

6 - турачка (швартовный барабан);

7 - грузовой вал.

Или с вертикальной осью вращения барабана -шпили .

Якорный шпиль:

1 - электродвигатель;

2 - редуктор (червячный);

3 - вертикальный вал;

4 - грузовой вал;

5 - цепная звездочка;

6 - швартовный барабан;

7 - колодочный тормоз. Брашпиль, устанавливаемый вДП (деометральной плоскости), обслуживает якорные цепи правого и левого бортов (на супертанкерах применяют полубрашпили - раздельные брашпили, смещенные от ДП к бортам).

Отдача якоря происходит за счет собственной массы. При этом во избежание чрезмерного разгона якорная цепь, сматывающаяся через звездочку брашпиля, притормаживается ленточным тормозом.

На оси звездочек брашпиля, по ее концам, обычно устанавливают турачки (барабаны для наматывания швартовных тросов при швартовке.

Благодаря наличию специальных муфт турачки могут работать при неподвижной звездочке и наоборот.

Шпиль обслуживает только одну якорную цепь каждого борта.

Механизм шпиля разделяют обычно на две части: верхнюю, состоящую из звездочки со швартовным барабаном и находящуюся над палубой, и нижнюю, состоящую из двигателя и редуктора, располагаемых под палубой.

Тормозят вытравливаемую якорную цепь с помощью колодочного тормоза. Брашпили и шпили имеют электрический, электрогидравлический или паровой привод.

В случае необходимости небольшие шпили могут иметь ручной привод. Они приводятся во вращение вручную при помощи вымбовок - съемных деревянных рычагов, вставляемых в выемки швартовного барабана.

Якорные клюзы .

Якорные клюзы предназначенны для уборки цепи и уборки якоря.

В зависимости от типа и назначения судна различают клюзы обычные, открытые и с нишей .

Обычные клюзы устанавливают на большинстве транспортных, промысловых и вспомогательных судов; их изготовляют литыми или сварными.

Открытые клюзы , представляющие собой массивную отливку с желобом для прохода якорной цепи и веретена якоря, устанавливают в месте соединения палубы с бортом. Их применяют на низкобортных судах, на которых обычные клюзы в виде труб, оканчивающихся бортовыми и палубными раструбами, нежелательны, так как через них на волнении на палубу попадает вода.

Клюзы с нишей в бортовой обшивке позволяют убирать якорь заподлицо с обшивкой, уменьшая тем самым возможность повреждения при движении во льдах, буксировке и швартовках. Их предусматривают на судах ледового плавания, буксирах, спасателях, пассажирских и промысловых судах.

Стопоры предназначены для крепления якорных цепей и удержания якоря в клюзе в походном положении.

Для этого используют винтовые кулачковые стопоры, закладные стопоры - стопоры с закладным звеном, и эксцентриковые (на малых судах).

Для более надежного закрепления якоря служат дополнительные цепные стопоры, короткие цепные смычки, пропускаемые через якорную скобу и закрепляемые двумя концами к обухам на палубе.

ШВАРТОВНОЕ УСТРОЙСТВО - совокупность приспособлений и механизмов расположенных на верхней палубе и предназначенных для надежного удержания корабля у причала (пирса), плавучих сооружений или борта другого корабля. Оно обеспечивает швартовку корабля кормой, бортом (лагом) и носом, а также используется для буксировки, передачи грузов на ходу и в других случаях. Общий вид швартовного устройства надводного корабля показан на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Швартовное устройство надводного корабля: 1, 11 - швартовные клюзы; 2 - кнехт; 3, 10 - шпили; 4 - киповая планка; 5 - утка: 6 - вьюшки; 7 - корзины для кранцев; 8 - сходни; 9 - битенг; 12 - швартовы

Швартовное устройство включает: швартовы - гибкие стальные, синтетические или растительные тросы, с помощью которых подтягивают и крепят корабль; приспособления для хранения швартовов и их подачи; кнехты, битенги, утки, служащие для закрепления швартовов на палубе корабля; швартовные клюзы и киповые планки, предназначенные для вывода швартовов за борт, придания им нужного направления и предохранения от перетирания о борт; швартовные механизмы - шпили, брашпили, лебедки, служащие для выборки и травления швартовов; кранцы, смягчающие удар корпуса о причал или борт другого корабля.

Кнехты - парные стальные (редко чугунные) цилиндрические тумбы, закрепленные на общем фундаменте и прочно связанные с корпусом судна.

Швартовные механизмы - шпили и лебедки - предназначены для выборки и травления швартовов, находящихся под нагрузкой. Швартовные лебедки на военных кораблях не применяются. Для работы с носовыми швартовами используются швартовные барабаны шпилей и брашпилей. Большие корабли имеют на юте один или два швартовных шпиля; катера и подводные лодки могут их не иметь. Различают два основных типа швартовных шпилей: - двухпалубные, у которых на верхней палубе расположена головка шпиля, остальные механизмы - на палубе, находящейся ниже верхней; - однопалубные, у которых все механизмы располагаются на верхней палубе или под ней, на общей фундаментной раме вблизи головки шпиля; наиболее современными однопалубными шпилями являются безбаллерные. Д в у х п а л у б н ы й ш в а р т о в н ы й шпиль изображен на рис. 2.12. На верхней палубе находится головка шпиля - конусный швартовный барабан, соединенный с вертикальной осью - баллером, который приводится во вращение электродвигателем через редуктор. Электродвигатель имеет электромагнитный колодочный тормоз, с помощью которого он стопорится; при выключении питания.

Рис. 2.12. Швартовный шпиль ШЭР-13Д/1: 1 - головка шпиля; 2 - баллер; 3 - редуктор; 4 - электродвигатель; 5 - колодочный тормоз

Устройство головки шпиля показано на рис. 2.13. Швартовный барабан соединен с помощью пальцев с муфтой, неподвижно насаженной на баллер, и вращается на бронзовых втулках вокруг неподвижного корпуса редуктора. По внутреннему зубчатому ободу корпуса редуктора обкатываются три шестерни-сателлита, входящие в зацепление с жестко посаженной на баллер шестерней. В нижней части швартовный барабан имеет четыре пала (собачки), которые для предотвращения обратного хода упираются в храповые зубцы на фланце корпуса редуктора.

Рис. 2.13. Головка шпиля ШЭР-13Д/1: 1 - гнездо для вымбовки; 2, 3 - отверстия для смазки; 4 - отверстие для доступа к пальцу; 5 - палец; 6 - втулка; 7 - швартовый барабан; 8 - редуктор; 9 - шестерня-сателлит; 10 - баллер; 11 - шестерня баллера; 12 - фланец корпуса редуктора; 13 - корпус редуктора; 14 - муфта; 15 - пал (собачка)

Шпиль имеет ручной (аварийный) привод с помощью вымбовок, вставляемых в специальные гнезда. Чтобы перевести на ручной привод, необходимо отключить швартовный барабан от баллера, для чего через специальные отверстия из муфты вынуть пальцы. Другие отверстия в головке шпиля служат для заполнения внутренних полостей смазкой. Б е з б а л л е р н ы й ш в а р т о в н ы й ш п и л ь (рис. 2.14) имеет меньшие габариты, так как электродвигатель и редуктор расположены внутри головки. Все узлы шпиля смонтированы на корпусе редуктора, который крепится к палубному фундаменту. Вращающий момент электродвигателя через соединительную муфту, шестерни редуктора и ведущую шестерню передается на внутренний зубчатый венец швартовного барабана. Швартовный барабан вращается вокруг неподвижного опорного стакана. Электродвигатель снабжен электромагнитным колодочным тормозом.

Рис. 2.14. Швартовный шпиль ШЭ-58: 1 - колодочный тормоз; 2 - электродвигатель: 3 - опорный стакан; 4 - швартовный барабан; 5 - соединительная муфта;

6 - корпус редуктора; 7 - зубчатый венец; 8 - ведущая шестерня