Академиявоенно-морских сил
им.П. С. Нахимова
Реферат
Эксплуатациясудовых подъемно-транспортных механизмов
Выполнил: студент 633 класса
Шклярук М.А.
Руководитель: Герда В.М.
Севастополь
2011
Содержание
Введение
1. Механизмы буксирных устройств
2. Якорные устройства
3. Швартовные устройства
4. Передача грузов на ходу
5. Грузовые лебедки
6. Грузовые устройства
6.1 Грузовое устройство со стрелами
6.2 Грузовое крановое устройство
6.3 Приводы грузовых устройств
7. Механизмы шлюпочных устройств
8. Рулевые устройства
Литература
Введение
Режимы работы традиционных испециальных судовых устройств отличается повышенной динамичностью, вызываемойветром и волнением, а также силовыми воздействиями приводов.
Для судовых устройствхарактерны силовые и кинематические динамические возбуждения. В первом случаеисточником их возникновения являются известные силовые воздействия, во втором –перемещения, скорости и ускорения судна.
В практике проектированиярасчеты прочности многих судовых устройств выполняется традиционнымистатическими методами, при этом динамические нагрузки учитываютсякоэффициентами запаса. Однако при проектировании судовых устройств все чащевозникают нетрадиционные задачи, для решения которых необходим тщательныйанализ эксплуатационных факторов.
Судовые устройства играют решающуюроль в обеспечении надежной и эффективной эксплуатации морских судов, а такжебезопасности находящихся на борту людей. При всем многообразии выполняемыхфункций и конструктивных типов они имеют общий признак – их основные элементырасполагаются вне корпуса судна.
К функциям традиционныхсудовых устройств относятся управление движением судна, его удержание взаданном районе акватории или у причальной стенки, обеспечение буксировки,грузовых и спасательных операций
Расчетное проектированиесудовых устройств включает:
- определение внешнихвоздействий, т.е. внешних сил или кинематических возбуждений для устройства вцелом или его частей;
- расчет напряженийв корпусных элементах устройства, перемещений, скоростей, ускорений и другихпараметров, характеризующих состояние устройства и обслуживаемых объектов;
- оценкуработоспособности и надежности устройства, т.е. выбор необходимых критериев, ихрасчет и сравнение с нормативами, соответствующими безопасной работе призаданных внешних условиях.
груз швартякорный лебедка корабль
1. Механизмы буксирныхустройств
В эксплуатации каждое транспортноесамоходное судно, независимо от назначения и района плавания, в необходимыхслучаях может быть буксируемым или буксировать другое судно. Кроме того,существуют специальные суда буксиры, предназначенные для буксировки другихсудов.
Оборудование и снабжение буксиров:
- буксирная лебедка– механизм, обеспечивающий крепление буксирного каната, регулирование егонатяжения и длины;
- буксирный гак;
- буксирные кнехтыи битенги;
- буксирные арки;
- буксирный канат;
- буксирные клюзы;
- ограничителибуксирного каната;
- канат-проводник;
- буксирно-швартовныйканат.
Транспортные, пассажирские и другиенебуксирные суда имеют буксирное устройство, состоящее из буксирных кнехтов(битенгов), буксирных клюзов, буксирных канатов, вьюшек для хранения буксирныхканатов.
Различают два способа буксировки: наканате и толканием.
Буксирная лебедка в составебуксирного устройства предназначена для травления, выбирания, удержания ихранения буксирного каната. По принципу действия буксирные лебедкиподразделяются на простые (неавтоматические) и автоматические, по приводу – напаровые, электрические и гидравлические. На морских судах устанавливают какпростые лебедки, так и автоматические с электрическим и гидравлическим приводами.
Буксировка посредством закрепленияканата на заторможенном барабане в морских условиях допустима лишь при плаваниив тихую погоду. Даже при относительно небольшом волнении буксирный канатприходится закреплять другим способом.
При ходе на волнении для поглощениямгновенного появляющихся динамических нагрузок необходим барабан, способныйповернуться за счет деформации пружин тормозного амортизатора не на какую-тодолю оборота, а на несколько полных. Этому требованию удовлетворяют буксирныелебедки автоматического действия. Такие лебедки могут работать в автоматическомрежиме и при ручном управлении. В автоматическом режиме лебедка травитбуксирный канат при появлении усилий, превышающих предельные, и выбираетбуксирный канат при уменьшении нагрузки ниже нормальной, а также удерживаетбуксирный канат при нагрузках, не выходящих за пределы натяжения каната.
На автоматических лебедках, как и налебедках простого действия, установлены канатоукладчики и предусмотренавозможность автоматического и обычного управления. Они способны работать приотклонении буксирного каната в горизонтальной плоскости на ±30° и вертикальной плоскости – на ±10°. Скорость выбирания ненагруженного буксирного каната составляет 25 – 35м/мин с тем, чтобы свободно висящий канат не наматывался на гребные винтыбуксира.
Автоматические буксирные лебедкиснабжают счетчиком длины вытравленного буксирного каната и звуковой сигнализацией,срабатывающей, когда на барабане остается только три шлага каната.
Автоматическая буксирная лебедка –сложный и дорогой механизм, требующий много места на палубе иквалифицированного ухода в эксплуатации.
Основные требования, предъявляемые кбуксирному устройству: связь (буксирный канат) между буксировщиком ибуксируемым судном должна быть настолько эластичной, чтобы рывки на волнении невызывали разрыва каната; минимальная длина буксирного каната при буксировки натихой воде должна быть такой, чтобы буксируемое судно находилось за пределамидействия потока воды, отходящего от гребных винтов буксирного судна; длинабуксирного каната должна быть 500 – 800 м; буксирный каната, проходящий ккормовому буксирному клюзу, не должен мешать открыванию крышек светового люкамашинного помещения и производству необходимых судовых работ в кормовой частипалубы судна; буксирные битенги и ограничители буксирного каната должны бытьразмещены так, чтобы при развороте буксира буксирный канат не мог повредить конструкциикорпуса и предметы, находящиеся на палубе судна.
2. Якорные устройства
Якорное устройство – комплекс деталейи механизмов, предназначенных для постановки судна на якорь. Его задача –обеспечивать надежную якорную стоянку судна в различных условиях эксплуатации:на рейде, в открытом море, в ледовых условиях и др.
Каждое якорное устройствовключает следующие основные элементы: якорь, якорный канат, якорные клюзы,стопор, канатный ящик, крепление якорного конца якорного каната, якорныемеханизмы (шпили, брашпили, лебедки, с помощью которых обеспечивается подъем иотдача якорей).
Механизмы, входящие всостав якорного устройства, подразделяются на якорные (шпили) иякорно-швартовные (шпили, брашпили, лебедки, якорные приставки). В зависимостиот калибра цепи (диаметр звена в месте соединения звеньев), в паре с которойони работают, различают механизмы малые (калибр до 28 мм), средние (калибр до46 мм), крупные (калибр 46 мм и более).
Механизмы, применяемые наморских судах, имеют электрический, паровой и электрогидравлический приводы.Наиболее распространены механизмы с электрическим приводом. Паровые якорныемеханизмы используется в ограниченном количестве на судах, оборудованныхпаросиловыми установками. Электрогидравлическими приводами снабжают большегрузныесуда в составе якорно-швартовных лебедок.
Якорные механизмы должныбыть надежными и безопасными в эксплуатации, иметь плавный ход при полнойнагрузке, в случае прекращения подачи энергии к двигателю удерживать на весуякорь в любом положении, обеспечивать плавность регулирования частоты вращениямеханизма и удобство управления, сохранять постоянным вращающий момент призамедлении скорости выбирания якорного каната.
Якорные механизмы сэлектрическим приводом (брашпиль и шпиль) могут быть с местным, дистанционнымили автоматизированным управлением.
Брашпили изготавливаютдвух типов: с турачками на грузовом валу и с турачками на промежуточном валу.
Брашпили с электрическимиприводами являются основным типом якорного механизма. Они рекомендуются к установкена судах, имеющие цепи якорного каната до 92 м, если при этом нет препятствийсо стороны бульбовой наделки. Брашпили для цепей крупных калибров могут иметьдва электродвигателя.
Якорное устройство должнообеспечивать возможность быстрой отдачи якорей и травления якорных канатов,надежное стопорение якорных канатов на судне во время стоянки, возможностьснятия с якоря, т.е. подъем и уборку якорей «по-походному».
На современных судах вотдельных случаях предусматривается дистанционная отдача носового якоря, а набуксирах-толкачах и кормового якоря с управлением отдачей из рулевой рубки.Продолжительность исполнения команды об отдаче якоря не более 15 с с моментаподачи команды. Все операции по подъему якорей выполняются с местных постовуправления.
Вал звездочек приводитсяво вращение через редуктор. Цепные звездочки посажены на вал свободно. Уголохвата звездочек цепью составляет 115 — 130°. Каждая цепная звездочка имеет тормозной диск, которыйохватывается тормозной лентой, обшитой с внутренней стороны фрикционнойпрокладкой. Тормозная лента стягивается с помощью привода. Звездочки поочередноили вместе могут вступать в работу после включения кулачковых муфт, которыеперемещаются на валу.
Скорость отдачивытравливания цепи якорного каната регулируется с помощью тормоза. Кроме того,скорость вытравливания при глубоководных стоянках, а также выбирания цепирегулируется изменением частоты вращения приводного электродвигателя.
Для использованиябрашпиля при выполнении швартовных операций на концах вала звездочек насаженышвартовные барабаны (турачки).
При дистанционномуправлении брашпилем из рулевой рубки местный пост сохраняется, нодополнительно в конструкцию брашпиля входят следующие узлы: электрическийпривод управления ленточным тормозом, электрический или гидравлический приводуправления муфтами сцепления звездочек, счетчик длины цепи, вытравленной заборт. В этом случае стопоры крепления якоря в цепи по-походному должны иметьдистанционное управление, блокирование с дистанционным управлением брашпилем.
Шпили бывают:якорно-швартовные однопалубные одинарные, якорно-швартовные двухпалубныесоединенные, якорные двухпалубные соединенные.
У современных шпилейэлектродвигатель располагается под палубой, а также может быть подвешен либоустановлен на нижележащей палубе. У двухпалубных шпилей электродвигатель иредуктор располагаются на палубе (платформе), находящейся ниже палубы, накоторой установлена головка шпиля. Соединенный шпиль имеет головки,электродвигатели и общий редуктор.
Кроме шпилей и брашпилей,получают применение якорно-швартовные лебедки и брашпильные приставки.Брашпильные приставки применяют на крупнотоннажных судах в сочетании сошвартовными лебедками. Они представляют собой половину брашпиля (без привода),поэтому и получили название – полубрашпиль.
Ручные якорные механизмыустанавливают только на малотоннажных судах: буксирах, катерах, промысловыхботах.
3. Швартовные устройства
Швартовное устройство – комплексдеталей и механизмов, предназначенных для подтягивания судна к береговым иплавучим причальным сооружениям и надежного крепления судна к ним. Операциюподтягивания и крепления судна называют швартовкой, а судно, закрепленное нашвартовах – ошвартованным.
Возможны следующиеспособы швартовки судна: лагом к причалу, кормой или носом к причалу, кспециальному причалу железнодорожных и автомобильных паромов, постановка набочку.
Швартовные операции насудах всех типов и назначений производят с помощью швартовного устройства,включающего следующие основные элементы, механизмы: швартовы, кнехты, киповыепланки, роульсы, клюзы, вьюшки, легость (бросательный линь), привальные брусья,кранцы, швартовные механизмы.
Швартовное устройство насудне должно обеспечивать подтягивание судна к причалу при метеорологических условиях,допускающих проведение грузовых операций; удобную подачу швартовов на причал спомощью легости и закрепление свободного конца на судне; свободное изменениеосадки судна, пришвартованного к причалу, в процессе его погрузки или выгрузкилибо при приливах и отливах; любое положение швартовов за пределами судна;механизированную работу (выбирание, травление, подтягивание и закрепление)швартовных канатов стальных, диаметром более 22 мм; работу деталей устройствабез появления остаточных деформаций при действии нагрузки, при которойпроисходит разрыв швартовного каната.
Для выполнения швартовныхопераций используют швартовные механизмы. По тяговому усилию швартовныемеханизмы подразделяют на малые с тяговым усилием до 15 кН, средние с тяговымусилием до 50 кН и крупные с тяговым усилием от 50 кН и более.
Электрические швартовныемеханизмы. К числу этих механизмов относятся шпили и лебедки, которые получилиширокое распространение на морских судах. Швартовные шпили подразделяют наоднопалубные и двухпалубные. Однопалубные шпили могут быть с надпалубнымрасположением электродвигателя, подпалубным расположением электродвигателя ивстроенным в головку шпиля электродвигателем (безбаллерные).
Особенность швартовныхшпилей заключается в том, что они имеют три скорости выбирания швартовногоканата, наибольшая из которых 24 – 35 м/мин.
При выбирании (травлении)швартовного каната с помощью шпилей требуется применение ручного труда – этосущественный их недостаток.
Швартовные лебедкиподразделяются на автоматические и неавтоматические, называемые простымилебедками.
Основная особенностьавтоматических швартовных лебедок заключается в способности поддерживатьнатяжение швартовного каната перед барабаном лебедки в заранее установленныхпределах. При увеличении нагрузки лебедка автоматически включается на режимтравления, а при уменьшении нагрузки – на режим выбирания. Травление канатапроизводится до тех пор, пока нагрузка не достигнет пределов, установленных дляданной лебедки.
Лебедки с гидравлическимприводом получили сравнительно небольшое применение на крупнотоннажных судах.Гидравлические механизмы целесообразно использовать в случае, когда на суднеимеется несколько механизмов с таким приводом и станция, обслуживающая этимеханизмы.
4. Передача грузов находу
Устройства для передачи грузов находу. Суда оборудуют устройствами для передачи людей, продовольствия, улова,топлива, пресной воды и других грузов с одного судна на другое на ходу приволнении моря до 6 баллов.
Передача грузовпроизводится между судами, следующими либо в кильватер (кильватерный способпередачи), либо параллельным курсом (траверзный способ) со скоростью 5 узлов(промысловые суда) и со скоростью 15 – 18 узлов (быстроходные суда).
Суда, участвующие впередаче, разделяются на передающие – базы снабжения, оборудованные всемимеханизмами и устройствами, и принимающие, оснащенные заправочными горловинамидля жидких грузов и площадками для приема сухих грузов.
Кильватерный способ проств эксплуатации, не требует применения сложных механизмов, но малопроизводителен.
При траверзном способедля передачи грузов используют канатные дороги, сооружаемые между судами,идущими параллельными курсами. При этом способе возможна одновременная заправкадвух судов сухими и жидкими грузами. Современные базы снабжения имеют 8 – 10канатных дорого (по 4 – 5 на каждый борт) и обеспечивают производительность передачипо жидким грузам до 400 –600 т/ч по одной дороге и грузоподъемность по сухим грузам до 2,5 т припроизводительности 10 – 12 циклов в час.
Для заправки или передачипринятия улова принимающее судно подходит к передающему судну-базе и ложится напараллельный курс. Далее принимающее судно, маневрирую частотой вращениягребного винта и рулем, выдерживает расстояние по траверзе в пределах 30 – 70 ми равную с передающим судном скорость. С передающего судна на принимающееподается несущий канат, являющийся основой канатной дороги. После егозакрепления на специальной мачте принимающего судна включается приводнатяжения, который автоматически поддерживает натяжение в несущем канате. Взависимости от вида передаваемого груза на канатную дорогу выкатывается либогрузовая тележка, либо каретки с подвешенными на них шлангами.
Все способы управляемогодвижения грузовой тележки по несущему канату основаны на едином принципе,который содержит четыре обязательных требования к управлению:
- обеспечениефиксированного положения грузовой тележки относительно мачты передающего судна;
- обеспечениефиксированного положения грузовой тележки относительно мачты принимающегосудна;
- созданиепостоянной скорости движения грузовой тележки в обоих направлениях относительномачты передающего судна;
- созданиепостоянной скорости движения грузовой тележки в обоих направлениях относительномачты принимающего судна.
Выполнение этих требованийнеобходимо для исключения возможности соударения тележки и груза с мачтамисоответствующих судов при остановке, подходе к мачте или отходе от мачтыгрузовой тележки, и для обеспечения безопасности работ при подъеме илиопускании груза на палубу.
Основным способомпередачи жидких грузов стал способ с применением несущего каната – дляподдержания шланга, тягового каната – для передачи шланга к принимающему суднуи концевого шлангового соединения – для быстрой автоматической стыковки шланговпередающего и принимающего судов. Этот способ позволил увеличить расстояниемежду судами до безопасного, значительно сократить время подготовки к передачижидких грузов, существенно повысить производительность при перегрузке жидкихгрузов вследствие возможности применения шлангов практически любого требуемогоразмера.
Для передачи жидкихгрузов при использовании кильватерного способа применяют одновременно двашланга: один для топлива, другой – для пресной воды. Передача жидких грузоввозможна в любую погоду (т.е. до 6 – 7 баллов), при которой можно работать напалубе. Кильватерный способ применяется реже чем траверзный, так как прикильватерном способе не представляется возможным производить передачу жидкихгрузов одновременно на два судна. Также при кильватерной передачи жидких грузовневозможна одновременная передача людей и сухих грузов.
5. Грузовые лебедки
Грузовые лебёдки ─основной элемент всех подъёмно-транспортных механизмов, они устанавливаются на: стрелах, кранах, подъёмниках, лифтах, швартовно-якорных устройствах,спасательных устройствах, буксирных устройств, промысловых устройств и другихспециальных устройств.
Лебедки являются одним изосновных палубных механизмов. Во всех этих механизмах поступательное движениетягового органа преобразуется во вращательное движение барабана лебедки. Всостав грузовых лебедок входят:
- приводы;
- передачи(редукторные, цепные);
- барабаны,турачки;
- стопорные итормозные устройства.
Барабаны и турачки используются длявыбирания каната. Турачки могут использоваться для перетяжки груза по палубе.Барабаны лебедок универсального назначения выполняются с высокими ребордами.
В качествеэлектроприводов используются электродвигатели типа МАП и ДПМ. В механизмахлебедок для перегрузки опасных грузов или людей устанавливаются дополнительныетормозные устройства. В качестве редукторов могут применятся различныепередачи. В некоторых универсальных лебедках за счет изменения передаточногочисла редуктора обеспечивается получение двух скоростей и различных тяговыхусилий. Муфты лебедок выполняются либо автоматически разъемными, либоамортизационными. Все механизмы монтируются на специальной платформе иустанавливаются на раму, жестко связанную с корпусом судна.
Применение универсальныхлебедок оправдывается на многих грузовых судах, а сами лебедки выполняютсявысокоавтоматизированными и обеспечивают работу всех палубных механизмов, кромеякорного.
6. Грузовые устройства
Грузовое устройство – комплексмеханизмов, узлов и деталей, предназначенных для выполнения грузовых операцийпо погрузке, разгрузке и перемещению различных грузов.
Грузоподъемные механизмы (ГПМ)предназначены для подъема и опускания груза с заданной скоростью, остановкиподнимаемого или опускаемого груза, а также удержания его на любой высоте. Всостав ГПМ входят привод, включающий источник движения и передачу,исполнительная часть механизма (барабан, гибкий орган, полиспаст, подвеска скрюком) и стопорно-тормозные устройства.
Работа ГПМ характеризуетсяцикличностью. Цикл состоит из пуска в ход (разгон), равномерного движения иостановки (торможения).
В период разгона груз и частимеханизма движутся с ускорением, на сообщение которого затрачиваетсядополнительная энергия. Для обеспечения достаточно быстрой остановки необходимопоглощать энергию, сообщенную деталям механизма и грузу, что обычноосуществляется с помощью торможения. При этом части механизма и груз движутся сзамедлением. Для практических расчетов принимают, что движение при пуске иторможении являются равномерно-ускоренными и равномерно-замедленными.
Судовые грузовыеустройства подразделяются на основные и вспомогательные. Основные обеспечиваютвыполнение грузовых операций с грузами, перевозимыми на судне. Вспомогательныеприменяют для обслуживания машинных отделений, погрузки продовольствия,поддержания шлангов приема и выкачивания грузов на танкерах и т.п.
Различают основныегрузовые устройства со стрелами или кранами и смешанные – со стрелами икранами.
Основные характеристикигрузовых устройств:
- грузоподъемность– максимальная масса безопасно поднимаемого груза;
- производительность– масса груза, передаваемого в заданный промежуток времени;
- распределительнаяспособность – отношение площади, на которую может доставить груз данноегрузовое устройство без перерывов в рабочем цикле для переоснастки, ко всей площадиобслуживаемой им зоны.
6.1 Грузовое устройствосо стрелами
Грузовые стрелы –довольно универсальное средство для перегрузочных работ в портах и особенно нарейдах. Их конструкция проста, недорога, управление не сложно.
Основной опорной конструкцией грузовогоустройства со стрелами является мачта или грузовая колонка, прочно закрепленнаяв корпусе судна. На мачте крепятся все несъемные детали устройства. Грузоваястрела представляет собой стержень (чаще всего трубчатого сечения), нижнийконец которого (шпор стрелы) шарнирно закреплен в неподвижной опоре, а верхнийконец (нок стрелы) снабжен обухами, к которым присоединяются: топенант, оттяжкии грузовой блок. Грузовая стрела – это металлическая сварная конструкция,предназначенная для подъема, перемещения и опускания грузов.
К мачте привариваетсябашмак, служащий для крепления вертлюга шпора стрелы. Каждое грузовоеустройство должно быть оснащено соответствующим такелажем. Такелаж состоит изстальных и растительных тросов и приспособлений для крепления и установки этихтросов в необходимом направлении. На ноке грузовой стрелы предусматриваетсяноковый бугель или обух нока, который служит для крепления к стрелесоответствующего бегущего такелажа и деталей оснастки. К верхней проушине обуханока крепится топенант стрелы, служащий для поддержания нока стрелы, а такжедля изменения угла наклона стрелы. Изменение угла наклона стрелы необходимо сцелью увеличения или уменьшения вылета стрелы за борт судна, а также дляустановки в положение по-походному. Топенант стрелы выполняется либо в видестального одиночного троса, либо в виде талей, называемых топенант талями.
Нижняя проушина нокового бугеляслужит для крепления грузового блока, через который проходит шкентель. Насвободном конце шкентеля крепится грузовой гак с вертлюгом и противовесом,необходимых для того, чтобы опускать гак, когда на нем нет подвешенного груза,а также устранять перекручивание шкентеля. Второй конец шкентеля проводитсячерез направляющий блок на барабан грузовой лебедки.
Оттяжки необходимы дляповорота стрелы в горизонтальной плоскости, т.е. для перемещения нока стрелыиз-за борта судна на грузовой люк и обратно. Они выполняются из стальных илирастительных тросов присоединенных к ним талей.
Грузовые стрелыподразделяются на устройства с легкими грузовыми стрелами (до 10 т) и стяжеловесными грузовыми стрелами (свыше 10 т).
Угол наклона стрелыопределяется расстоянием до люка и достаточным вылетом стрелы за борт. Вположении «над люком» стрела раскрепляется при помощи оттяжек. Когда груз поднятшкентелем на достаточную высоту над комингсом люка и фальшбортом, замыкаетсятормозом и подъем груза прекращается, травится оттяжка, противоположная бортуразгрузки судна, и выбирается вторая оттяжка. Это обеспечивает поворот стрелы вположение «за борт». После поворота стрелы тормоз размыкается, и грузопускается шкентелем на причал.
Различают три способаработы стрелами: независимый (одиночный), последовательный и совместный(спаренный). Легкие стрелы могут работать любым способом, стрелы-тяжеловесы –только одиночным способом.
Оснастка одиночной легкойстрелы: стрела, мачта, обух топенанта, такелажные скобы, топенант-блок,топенант, ноковый бугель, грузовой блок, противовес, вертлюг, грузовой гак,тали-оттяжки, оттяжка, шкентель, направляющий блок, палубный обух топенанта,башмак-шпора, вертлюг-шпора, топенант-тали, грузовые тали, топенант-вьюшка,швартовный барабан лебедки, свисток.
Одиночныемеханизированные стрелы имеют различные схемы оснастки – системы Велле, МоМлевинг, Халена, Штюлькен.
Грузовые мачтыподразделяются: по количеству опор – на одноопорные, двухопорные и трехопорные;по конструктивному исполнению над палубой – на одиночные, Л-образные,П-образные и V-образные.
6.2 Грузовое крановоеустройство
Судовые краны также как истрелы предназначены для подъема, спуска или перемещения различных грузов,предметов снабжения и продовольствия. Преимущество кранов заключается ввозможности немедленного, если это необходимо, проведения работ. При проведенииперегрузочных операций применяются различные навесные приспособления, напримердля перемещения генеральных грузов используется гак, а для сыпучих грузов –грейферы. Однако на рейдах краны работают плохо в условиях даже небольшойкачки. При крене более 5 — 8° работа кранов невозможна. Груз на кранах может раскачиваться при ихповороте.
По способу закрепления насудне краны делятся на стационарные и перемещающиеся. По конструктивнымпризнакам различают краны следующих типов:
- полноповоротные, стрелы,которых изменяют угол наклона и поворачиваются вместе с корпусом крана вокругвертикальной оси на любой угол;
- портальные свыносными консолями, у которых грузозахватный элемент перемещается по верхнейчасти портала и выносным консолям;
- портальные сгрузозахватным элементом, который перемещается только по вертикали; перемещениегруза возможно также за счет движения всего портала.
Схемы расположения насудах полноповоротных кранов: стационарные краны в ДП, стационарные краны побортам, продольно перемещающиеся, поперечно перемещающиеся, продольноперемещающийся портал с поперечно перемещающимся краном, спаренные.Полноповоротные краны делятся на вращающиеся вокруг неподвижного баллера иливращающиеся вместе с баллером. Платформа жестко закреплена к баллеру,пропущенному на нижележащую палубу и опирающемуся на подпятник. Баллеррасположен в колонке, в верхней части которой имеется подшипник, служащийвторой опорой для баллера. Стрела крана состоит обычно из двух балок,образующих укосину Л-образной формы, шарнирно закрепленную к платформе. Наплатформе размещаются механизмы крана. Поворотный механизм обеспечиваетвращение платформы с баллером. По роду привода судовые краны бываютэлектрическими, паровыми электрогидравлическими и гидравлическими. Подъем илиопускание груза осуществляется шкентелем, наматываемым на барабан лебедкиподъемного механизма. Тросовый полиспаст, прикрепленный к ноку укосины и тумбеповоротной платформы, приводится в действие лебедкой механизма вылета стрелы.Электромоторы механизмов крана расположены обычно на задней стороне поворотнойплатформы и являются одновременно противовесом. Некоторые судовые краныснабжены специальными противовесами. Механизмы электрических кранов оборудуютавтоматическими электромагнитными тормозами и специальными предохранительнымиприспособлениями, которые выключают ток прежде, чем груз поднимется донаивысшего допустимого предела.
Одиночные стационарныекраны, устанавливаемые в ДП, рекомендуется на судах шириной до 20 – 25 м. Прибольших размерах судна достаточный вылет конструкции может быть обеспечентолько за счет ее значительного усложнения.
На ходу судна краныустанавливаются в походное положение вдоль судна и укрепляются в этом положенииспециальными тормозами.
6.3 Приводы грузовыхустройств
В судовых подъемно-транспортныхмеханизмах (СПТМ) используются почти все виды современных приводов: ручной,паровой, электрический, электрогидравлический, дизель-гидравлический,гидравлический и пневматический.
Ручной приводприменяется для редко работающих механизмов малой мощности и как аварийный.Достоинство – автономность. Недостаток – малая мощность.
Паровой привод СПТМприменяется очень редко, например на танкерах, имеющих паровые котлы ипаропроводы по всему судну для обогрева танков. Достоинства – высокаяэксплуатационная надежность и возможность регулирования мощности и скорости вшироких пределах, а также пожарная безопасность канализации энергии. Недостатки– низкий КПД, необходимость прогревания и продувания перед пуском, а такжеопасность повреждения трубопроводов при замерзании в них конденсата.
Наибольшеераспространение на судах имеет электрический привод. Электродвигатели должныиметь морское исполнение. Достоинства – высокий КПД, постоянная готовность кдействию, удобство осуществления дистанционного и автоматического управления.Недостатки – пожаро- и взрывоопасность привода и канализации энергии, сложностьтехнического обслуживания в судовых условиях.
Достоинствагидропривода: плавное, бесступенчатое регулирование скорости, большаяустойчивость движения при малой скорости и возможность длительное времясоздавать максимальное усилие при нулевой скорости рабочего органа, а такжепростота и надежность предохранения от перегрузок. Недостатки: высокаястоимость, обусловленная необходимостью высокой точности изготовления,трудность предупреждения утечек рабочей жидкости и необходимость ее охлаждения(в тропиках) или подогрева (в высоких широтах).
СПТМ сэлектрогидравлическим приводом называют машину, гидропривод которой имеетсобственный насос с приводом от электродвигателя. Если насос приводитсядизелем, то привод СПТМ – дизель-гидравлический. Если СПТМ не имеет своейнасосной установки, а получает энергию только в виде энергии потока жидкости,то привод называют гидравлическим.
Дизельный привод СПТМприменяется редко. Достоинство – независимость от источника питания(автономность). Недостатки – невозможность выполнения требования Регистра кмеханизмам подъема груза и изменения вылета стрелы, заключающегося в то, чтоэти механизмы должны опускать груз только двигателем. В машинах с дизельнымприводом опускание груза производится тормозами.
Пневматический приводотличается простотой конструкции, плавностью работы, легкостью регулированияскорости и развиваемого усилия. Недостатки – низкий КПД вследствие утечеквоздуха и потерь энергии при дроссельном управлении, высокая стоимостьэксплуатации. В СПТМ применяется редко и только для машин малой мощности.
7. Механизмы шлюпочных устройств
Шлюпочное устройствопредназначено для спасения людей в случае гибели судна, а также для сообщения сберегом и другими судами во время рейдовой стоянки.
В состав шлюпочногоустройства входят:
- шлюпки спасательные,число и вместимость которых определяют в зависимости от количества людей,размеров судна, характера и района плавания;
- рабочие шлюпки иразъездные катера;
- шлюпбалки, служащиедля быстрого и безопасного спуска и подъема спасательных шлюпок;
- приспособления дляхранения шлюпок и катеров по-походному (кильблоки, найтовы, чехлы).
По своим конструктивнымхарактеристикам шлюпки должны удовлетворять следующим требованиям:
- быть прочными инепотопляемыми в любых условиях неограниченного плавания;
- быть поворотливыми,иметь малый дрейф, не заливаться водой, всходить на волну;
- иметь такуюостойчивость, чтобы плавать на волнах не опрокидываясь и не получать большихкренов при перемещении людей по шлюпке;
- защищать людей отстихии;
-обладать такойскоростью, чтобы можно было отойти на безопасное расстояние от горящего илитонущего судна;
-иметь достаточнуюпрочность корпуса.
Спуск шлюпокосуществляют с помощью шлюпбалок разных типов. Шлюпбалки бывают поворотные (илирадиальные), заваливающиеся и гравитационные.
В качестве механизмов,обслуживающих спасательные и шлюпочные устройства, используют шлюпочныелебедки. Они должны обеспечивать спуск на воду и подъем спасательной шлюпки снаходящимися в ней пассажирами и командой.
По роду приводашлюпочные лебедки делятся на ручные и моторные. Ручные лебедки применяются натяговое усилие до 8 кН и используются весьма редко. В связи с тем, чтоспасательные шлюпки имеют значительную массу, для их спуска и подъема применяютшлюпочные лебедки с электрическим приводом.
На консольном концетормозного вала смонтирована тормозная коробка, состоящая из роликовой муфтысвободного хода с ручным ленточным тормозом и центробежного скоростноготормоза. Внешняя обойма муфты свободного хода служит шкивом ленточного тормозаи рычага с грузом.
Гравитационный спускшлюпки производится освобождением ленточного тормоза непосредственно рычагомтормозной колодки или рычагом дистанционного поста управления. Кромеэлектрического привода, лебедка имеет ручной с рукояткой переключателя.
С помощью ручногопривода можно производить при неработающем электродвигателе подъем шлюпки сполным снабжением без людей, а также вращать барабан лебедки на спуске длявытравливания нагруженных лопарей.
При установке рукояткиручного привода для работы на подъем блокировочное приспособление утапливаеткнопку конечного выключателя, размыкающего цепь управления электродвигателем, иблокирует рукоятку ленточного тормоза – это исключает возможность спускашлюпки. При установки ручного привода для работы на спуск блокировочноеприспособление освобождает кнопку конечного выключателя, но не блокируетрукоятку ленточного тормоза.
Во избежание возможностиошибочной установки рукоятки ручного привода на спуск при подвешенной шлюпкерукоятка снабжена храповыми скосами, которые выталкивают ее из зацепления смоторным валом при вращении последнего под действием массы шлюпки.
Электрическая шлюпочнаялебедка типа ЛШ. Для приема ходовых концов лопарей, поступающих с направляющихблоков, у лебедки имеется консольный гладкий барабан, разделенный диафрагмой надве части и предназначенный для навивки лопарей в четыре слоя. Барабан получаетвращение от электродвигателя через редуктор с зубчатой передачей. Редуктортрехступенчатый цилиндрический. Кроме передачи вращения барабану, онпредназначен для передачи вращения от барабану валу тормоза. По линии разъемакорпуса редуктора установлены валы грузовой и промежуточный на подшипникахкачения. Выходные концы валов уплотнены армированными манжетами. На валуэлектродвигателя и моторном валу редуктора смонтирована центробежная муфта,обеспечивающая надежное разобщение электродвигателя от вала редуктора приспуске шлюпки.
8. Рулевые устройства
Рулевое устройствослужит для изменения направления движения судна и безопасности его плавания привоздействии ветра, течения и волн, а также для маневрирования в узкихфарватерах, портах и при расхождении судов в море.
Рулевая машинаобеспечивает поворот руля в соответствии с сигналом с мостика.
К категории«подруливающих» устройств относят:
- выдвижные поворотныеколонки представляют собой винт в насадке с механизмами подъема насадки ипривода винта в специальную шахту;
- поворотные насадкиявляющиеся не только рулевым органом, но и частью движительного комплексасудна;
- активные рули дляувеличения поворотливости судна при движении на малых скоростях;
- подруливающееустройство для улучшения управляемости судна при застопоренных главныхдвигателях или малых скоростях движения.
Рулевое устройствосостоит из следующих основных элементов:
- пера руля илиповоротной насадки, т.е. рулевого органа, непосредственно обеспечивающегоуправляемость судна;
- петель, крепящих пероруля к корпусу судна;
- баллера – вала дляповорота руля (насадки);
- замка, соединяющегоперо руля (насадку) с баллером;
- подшипников баллера,служащих его опорами;
- румпеля (или сектора),т.е. рычага, закрепленного на баллере руля (румпель входит в состав рулевоймашины);
- рулевоймашины-механизма, включающей комплекс передач и двигатель, которые обеспечиваютсоздание момента на баллере руля (насадки) для его вращения;
- системы управлениярулевой машиной (для связи поста управления судна с механизмом рулевой машины);система управления может быть простой, следящей и автоматической;
- аварийного и запасногорулевых приводов, используемых при выходе из строя основного рулевого привода;
- указатели положенияруля – аксиометра, показывающего угол перекладки руля;
- ограничителяперекладки руля.
Рулевое устройстводолжно удовлетворять определенным требованиям:
- каждое судно должноиметь рулевое устройство;
- рулевое устройство илиустройство с поворотной насадкой необходимо оборудовать двумя приводами:основным и запасным;
- если основной изапасной приводы или сдвоенный привод находятся в помещении, полностью иличастично расположенном ниже самой высокой грузовой ватерлинии, то следуетпредусматривать аварийный привод (его располагают выше палубы переборок);
- при действии основногорулевого привода рулевое устройство (с рулем или насадкой) должно обеспечиватьманеврирование судна с перекладкой полностью погруженного руля или насадки примаксимальной скорости с 35° одного борта на 30°другого борта за время не более 28 с;
- при действии запасногорулевого привода рулевое устройство должно обеспечивать маневрирование судна сперекладкой руля с 20°одного борта на 20°другого борта при скорости переднего хода, равной половине максимальнойскорости судна, но не менее 7 узлов, за время не более 60 с;
- запасной рулевойпривод должен действовать на баллер рулевого органа по возможности независимоот основного привода;
- управление основным изапасным приводами следует производить из рулевой рубки при обеспечении длясудоводителя необходимого обзора при всех возможных условиях эксплуатациисудна;
- перекладку рулевогооргана надо осуществлять в ту же сторону, в какую повернут штурвал илирукоятка;
- ограничители,установленные на рулевой машине, должны допускать перекладку руля на угол неменее ±35°, а ограничитель на румпеле – на 1,5° больше;
- рулевой орган следуетрасполагать так, чтобы он не повреждался при ударе о грунт.
При выходе из строяодного из приводов переход на другой должен осуществляться автоматически в течение45 с. при любой неполадке рулевой машины, когда требуется её переключение,включается аварийная звуковая и световая сигнализация на мостике. В зависимостиот принятой схемы соединения рулевой машины с баллером различают приводымеханические, электрические и гидравлические.
Рулевой привод(передача) – связующее звено между баллером и рулевой машиной, предназначенноедля передачи усилий от рулевой машины к рулю и обеспечение его перекладки.Рулевые приводы подразделяют на секторные со штуртросовой проводкой, секторныес валиковой проводкой, секторно-зубчатые и гидравлические.
Основной рулевой приводдолжен действовать от источника энергии.
Если применяется ручнойрулевой привод, то при указанных выше углах и времени перекладки усилие,затрачиваемое работающим на штурвале, не должно быть более 12 кгс (117,5 Н) наодного человека, а число оборотов штурвала при перекладке руля с борта на бортне должно превышать 25. Это условие ограничивает применение ручного рулевогопривода в качестве основного.
Запасной рулевой приводне предусматривают на пассажирских судах, если их основной привод сдвоен испособен работать раздельно, обеспечивая перекладку руля за 28 с с 35° одного борта на 35° другого борта при максимальнойскорости переднего хода.
Основной и запаснойрулевые приводы или один из них рекомендуется устанавливать в местах,находящихся всегда выше самой высокой грузовой ватерлинии судна. Если выполнитьэто невозможно, то на судне предусматривают аварийный рулевой привод.
Аварийный рулевой приводрасполагают выше палубы переборок. Аварийный рулевой привод должен обеспечиватьперекладку руля с борта на борт при скорости переднего хода судна не менее 4узлов. Время перекладки руля аварийным приводом не регламентируется.
Рулевая машина один изосновных механизмов судна, обеспечивающий безопасность его плавания. Она входитв состав рулевого устройства и предназначена для перекладки руля (насадки).
В судостроенииприменяют, в основном, следующие рулевые машины: ручные с барабаном либо созвездочкой или гидравлические с качающимися цилиндрами, электрическиесекторные, электрогидравлические плунжерные и лопастные.
Основные требования крулевым машинам:
-пуск рулевой машинынеобходимо производить путем вращения штурвала или нажатия кнопочного постауправления;
-рулевая машина должнабыть реверсивной и обеспечивать перекладку руля с борта на борт при ходе суднавперед и назад;
- при вращении штурвалаили рукоятки рулевая машина должна перекладывать руль в ту же сторону, вкоторую вращается штурвал (рукоятка);
-при предельномотклонении руля на борт рулевая машина должна останавливаться автоматически;
-рулевая машина недолжна вызывать вибрации корпуса судна.
Выбор типа рулевоймашины зависит от величины заданного момента на баллере руля и наличияисточников питания для привода рулевой машины.
Если на судне источникпитания недостаточен или отсутствует, то для момента на баллере до 2,5 – 4,0кНм применяют ручные рулевые машины с барабаном или звездочкой; для моментов набаллере до 16 кНм – ручные гидравлические рулевые машины с качающимисяцилиндрами.
На судах, обеспеченныхэнергией для питания приводов рулевых машин, применяют электрогидравлическиерулевые машины, создающие момент на баллере 6,3 – 4000 кНм.
Литература
1. Седор А.М. Судовыеподъёмно-транспортные машины и устройства. – Л.: Судостроение, 1998.
2. Судовые устройства: справочник/Подред. М.Н. Александрова. – Л.: Судостроение, 1987.
3. Камнев Г.Ф. Подъемно-транспортныемашины и палубные устройства на судах МФ: Учебник для вузов. – Л.:Судостроение, 1979.