Якорное снабжение

Швартовные механизмы

Привод швартовного механизма должен обеспечивать непрерывное выбирание швартовного троса при номинальном тяговом усилии с номинальной скоростью не менее 30 минут.

Для швартовных устройств при номинальной нагрузке скорость не должна превышать 0,3 м/с.

При расчётном режиме работы швартовного механизма его привод должен обеспечивать в течение 2 минут создание в тросе на первом слое навивки на барабане тягового усилия не менее 1,5 расчётного.

Автоматические лебёдки должны иметь ручное управление для возможности осуществления неавтоматического режима работы.

Должны быть предусмотрены:

- звуковая предупредительная сигнализация, срабатывающая при максимально допустимой длине вытравленного троса;

- указатель фактического тягового усилия действующего в швартовом тросе при автоматическом режиме работы.

Характеристика якорного снабжения для всех судов определяется по формуле:

;

где V – весовое водоизмещение, м³;

B – ширина судна наибольшая, м;

h - высота от летней грузовой ватерлинии до верхней кромки настила палубы самой высокой рубки, м;

S – площадь парусности в пределах длины судна L, определяется по диаметральной плоскости судна в пределах от летней грузовой ватерлинии, м².

Таблица 1 – Исходные данные варианта № 13

L, м	B, м	T, м	V, м^3	h, м	A	Sпар, м^2
	9,5	7,5		10,5

Определив характеристики якорного снабжения из таблицы «Нормы снабжения судов якорями и цепями» (стр. 343 Чекунов К.А. «Судовые электроприводы и электродвижение судов», Ленинград, 1986 год), выбираем: калибр якорной цепи, длину и количество цепей, количество якорей и их массу, швартовое снабжение:

Таблица 2– Нормы снабжения судов якорями и цепями

Характеристика судна NC	Калибр цепи d, мм	Число якорей	Средняя масса якоря, кг	Наименьшая длина 2-х цепей, м	Расчётная глубина стоянки h0, м	Пределы водоизмещения судов, тыс.т
						4,5 ÷ 6,5

2.4. Расчёт электропривода ЯШУ

Расчёт электропривода выполняется для того, чтобы по его результатам осуществить выбор исполнительных двигателей и других машин и аппаратов управления. Расчёт производят на основании данных якорного снабжения судна, по которым выбирают якорно-швартовую лебёдку, глубину стоянки и другие исходные данные.

Основным режимом работы электропривода ЯШУ принято считать подъём одного якоря с нормальной глубины. Расчёт электропривода для этого случая выполняют по стадиям съёмки судна с якоря. Порядок расчёта таков:

Определяют моменты статического сопротивления для каждой стадии и каждого возможного режима работы электропривода. Находят расчётное значение момента на валу двигателя;

Выбирают нужный тип двигателя и по каталогу находят его основные данные;

Выбранный двигатель проверяют на продолжительность съёмки судна с якоря и на нагрев в процессе работы;

Иногда двигатель проверяют на соответствие условиям швартовки судна и на максимально допустимую скорость разгона при сбросе якоря на большой глубине.

2.4.1. Усилие натяжения у клюза на различных стадиях съёмки судна с якоря

Введём следующие обозначения участков цепи, выбираемой при съёмке судна с якоря:

L_Ц – общая длина цепи одного якоря;

L_HC – не смачиваемый участок цепи от жвакогалса до клюза;

L₀ – длина вытравленной цепи (длина цепи на клюзе);

L_CB – длина свободно провисающей цепи от клюза до грунта;

L₁, L₂, L₃, L₄ – участки цепи, выбираемые на соответствующих стадиях съёмки судна с якоря.

Воспользовавшись этими обозначениями можно записать:

м;

м;

м,

где h₀ – глубина постановки, выбираемая в зависимости от калибра цепи

L_HC – в данном курсовом проекте принимаем равным 2Т, где Т – осадка судна (м);

d = 43 мм;

G_Я(ТН) = 3,0 ÷ 6,0;

h₀ – 100 м.

Длину свободно провисающей цепи находим из уравнения:

м,

где F – равнодействующая ветра и течения:

F = F_T + F_B = 20,3 + 140 =160,3 кг,

Силу течения находят из формулы Фруда:

кг,

где f_тр = 0,14 – коэффициент трения о воду;

ν₀ = 0,1÷0,3 – скорость движения воды относительно судна;

S_см – смоченная поверхность корпуса судна, определяется из формулы Семеки:

м²,

где - коэффициент полноты водоизмещения:

,

Сила ветра находится по ∙формуле:

кг,

где К_в – 0,02 кг/м² – коэффициент удельного давления ветра;

ν_В – 5 – 12 м/с – скорость ветра;

S_пар – парусящая поверхность судна.

Вес одного погонного метра цепи определяется из формулы:

кг,

где p – вес погонного метра якорной цепи. Принимаем для цепи с распорками:

p=0,0218 d²=0.0218 43=40кг

На первой стадии съёмки судна с якоря, усилие у клюза является постоянным. Оно состоит из горизонтальной составляющей N, идущей на преодоление силы сопротивления ветра и течения F, и вертикальной составляющей, образованной весом провисающей части цепи:

кг,

кг.

На второй стадии съёмки судна с якоря натяжение у клюза изменяется от F₁ до F₃. Для упрощения расчёта принимаем, что это изменение происходит по линейному закону.

На третьей стадии полагаем, что F₃ = const считаем, что двигатель находится в режиме короткого замыкания, следовательно, L₃ = 0. Усилие в момент отрыва якоря от грунта, сильно зависящее от характера грунта и других, трудно учитываемых условий, поддаётся лишь ориентировочному определению и принимается равным:

кг

После отрыва якоря от грунта усилие у клюза резко уменьшается.

В начале четвёртой стадии оно определяется весом якоря и свободно висящего участка цепи:

кг.

По мере уменьшения этого участка цепи усилие на клюзе линейно уменьшается до значения в конце периода:

кг.

2.4.2. Расчёт моментов сопротивления на валу электродвигателя

Момент на валу электродвигателя при подтягивании судна к якорю:

Н·м,

где g = 9,81 м/с² - ускорение свободного падения;

R_3в – расчётный радиус якорной звёздочки. Согласно требованиям Регистра РФ звёздочка должна иметь не менее 5 кулачков:

м,

где α = 36º - угол для пятикулачковой звёздочки;

i = 105 ÷ 250 – передаточное число брашпиля;

η_пер = 75 ÷ 82 % - номинальный КПД механизма передачи;

f_к = 1,35 – коэффициент, учитывающий трение цепи в клюзе.

Момент на валу электродвигателя при отрыве от грунта:

Н·м.

Момент на валу электродвигателя при подъёме якоря после его отрыва:

Н·м.

Момент на валу электродвигателя при подходе якоря к клюзу:

Н·м.

Дата добавления: 2015-08-31