Якорное устройство

Вариант №6

Курсанта НРУ им. И. П. Кулибина

Группы 41 – ЭМ

Моренова Александра

г. 2011-2012

1 Вступление

Якорно-швартовное устройство является одним из наиболее важных судовых устройств, обеспечивающих безопасность эксплуатации судна. Шпилевые и брашпильные устройства предназначены для выбирания и спуска якорей, для выполнения швартовных и других операций. Работа каждого шпилевого и брашпильного электропривода определяется величиной тягового усилия, скоростью выбирания якорной цепи или швартовного троса, длительностью рабочего периода.

С помощью якорно-швартовных механизмов выполняются следующие основные операции:

– отдача якоря (посредством электропривода, свободным травлением и свободным травлением с подтормаживанием тормозом звездочки);

– стоянка на якоре на тормозе цепной звездочки;

– съемка с якоря – подтягивание судна к якорю, отрыв и подъем якоря, втягивание якоря в клюз;

– одновременный подъем двух якорей (только для брашпилей) с половины расчетной глубины стоянки при неодновременном их отрыве от грунта;

– обеспечение швартовки судна при отжимном ветре 5 баллов.

Характерными особенностями электроприводов якорно-швартовных механизмов являются:

– кратковременный режим работы (20–40 мин); стандартная продолжительность одного цикла принята равной 30 мин;

– широкое изменение нагрузки на валу электродвигателя (30–200% номинальной);

– возможность стоянки двигателя под током (0,5–1,0 мин);

– частые пуски электродвигателя (до 120 пусков и торможений в течение часа) и возможные реверсы;

– суммарная продолжительность включения двигателя швартовного механизма за сутки 40–50 мин;

– необходимость саморегулирования частоты вращения электродвигателя при изменении момента сопротивления на его валу.

2 Кинематическая схема брашпиля

3 Требования к электроприводам

якорно-швартовных механизмов

К электроприводам якорно-швартовных механизмов предъявляются следующие требования:

– возможность их использования при заданных условиях погоды и моря;

– надежность и безотказность в работе, в частности при колебаниях параметров питающей сети, установленных соответствующими правилами и нормами;

– возможность пуска в ход под полной нагрузкой;

– поддержание необходимого тягового усилия при малых скоростях выби-рания цепи или троса вплоть до полной остановки;

– соразмерность максимального усилия тяги, развиваемого исполнительным электродвигателем, с прочностью цепи или троса;

– получение нормированных скоростей подъема якоря после отрыва от грунта, выбирания швартов и втягивания якоря в клюз;

– способность удержания якоря на весу в случае потери питания электроэнергией;

– обеспечение безопасного спуска якоря на заданную глубину;

– небольшие масса, габариты и стоимость установки;

– удобство и простота управления и обслуживания.

Все якорно-швартовные механизмы обычно выпускаются с электрооборудованием морского исполнения переменного тока 380 и 220 В частотой 50 Гц и постоянного тока 220 В.

Электродвигатели, командоконтроллеры, кулачковые контроллеры и другие элементы электрооборудования, устанавливаемые на палубе, должны быть водозащищенного исполнения; магнитные контроллеры, устанавливаемые в помещениях, должны быть брызгозащищенного исполнения.

Якорно-швартовные механизмы должны допускать возможность оборудования их устройствами для дистанционной (с мостика) отдачи якоря. Они также должны быть снабжены счетчиками длины вытравленной якорной цепи, допускающими установку дистанционных репитеров.

Якорно-швартовные механизмы оборудуются автоматическим тормозом на валу электродвигателя с устройством для ручного растормаживания. Тормоз предназначен для удерживания механизма от разворота, при действии в цепи на звездочке (соединенной с приводом) статического усилия извне, величина которого составляет не менее 1,3–2,0 номинального. Для швартовных шпилей это усилие составляет 1,5 номинального тягового усилия шпиля.

4 Согласно правил Речного Регистра

Якорный механизм должен обеспечивать быструю отдачу якоря, вытравливание якорной цепи нужной длины, торможение её движения и стопорение; отрыв якоря от грунта, его подъем и уборку в клюз; швартовный механизм должен развивать тяговое усилие и скорость швартовного каната, а при стравливании обеспечивать его плавное торможение.

Механизированные якорные и швартовные механизмы должны быть снабжены резервным приводом. Кроме того современные ЯШМ, из соображений безопасности обслуживающего персонала, оборудуют тормозными устройствами (ленточным тормозом, тормозными колодками).

5 Расчётная часть

5.1 Исходные данные

Длина судна L = 43,5 м

Ширина судна B = 10 м

Осадка при максимальной загрузке Т = 2,62 м

Скорость выбирания якоря Vвыб = 0,11 м/с

Глубина стоянки судна H = 30 м

Масса одного якоря Q = 1000 кг

Масса одного погонного метра цепи q = 24кг/м

Радиус звёздочки барабана Rзв = 0,22 м

Род тока: –

Напряжение U = 110в

Длина линии питающего кабеля l = 70м

Передаточное число брашпиля I = 205

КПД брашпиля ηбр = 0,87

КПД клюза ηкл = 0,7

Коэффициент загруженности потребителя Кз = 0,75

g = 9.8 м/с

Тя – сила тяжести одного якоря

Тя = Q * g = 1000 * 9.8 = 9800 H

r – сила тяжести одного погонного метра цепи

r = q * g = 24 * 9.8 = 235.2 H

5.2 Расчёт моментов

5.2.1 Выбирание якорной цепи, лежащей на грунте.

1) Сила натяжения якорной цепи на первичном этапе.

где

2) Момент на валу эл. двигателя.

3) Скорость вращения эл. двигателя.

– скорость вращения звёздочки.

4) Длина провисающей части цепи.

5) Время выбирания якорной цепи в I периоде.

5.2.2 Выбирание провисающей части якорной цепи до момента отрыва якоря от грунта.

1) Момент на валу двигателя.

Где - начальный момент

– конечный момент при отрыве одного из якорей от грунта

Где - максимальное усилие на звёздочке брашпиля при выбирании двух якорей при отрыве одного из них от грунта

Где -коэф. трения цепи в клюзе

- коэф. потери веса в пресной воде

2) Длина выбирания цепи за период II.

3) Время выбирания якоря за период II

5.2.3 Отрыв якоря от грунта.

1) Момент при отрыве якоря.

2) Время стоянки двигателя под током принимаем .

5.2.4 Подъём двух якорей с глубины.

1) Усилие на двух звёздочках брашпиля.

2) Момент на валу эл. двигателя при подъёме 2х якорей.

3) Время подъёма 2х якорей с глубины.

5.3 Диаграмма изменения момента на валу

5.4 Выбор электродвигателя

1) Полое время выбирания двух якорей за весь цикл

2) Эквивалентный момент M по которому рассчитывается эквивалентная мощность.

3) Эквивалентная мощность

По Р и выбирается соответствующий эл.двигатель из каталога.

Прежде, чем выбирать эл. двигатель необходимо частоту вращения (рад/с) перевести в частоту вращения n (об/мин).

Условия выбора эл. двигателя:

Дата добавления: 2015-09-05