Проектирование судовых устройств

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Целью курсового проекта по дисциплине «Основы конструирования судовых механизмов и устройств» является изучение методов проектирования судовых устройств, подбор деталей устройств по «Правилам».

В качестве исходных данных выбрано судно проектирование, которого ведётся в рамках курсового проекта по дисциплине «Основы кораблестроения». Это грузовой теплоход дедвейтом 5200 т класса КМРазмещено на http://www.allbest.ru/

ICE3 1 R2AUT1, основные характеристики которого:

осадка судна T = 6,24 м;

ширина судна B = 16,6 м;

длина судна L = 98,46 м;

высота борта H = 8,55м;

водоизмещение в полном грузу 7945 т;

коэффициенты полноты:

б = 0,900

в = 0,995

д = 0,76;

площадь парусности S = 470 мІ;

1. Особенности судовых устройств судов-прототипов

судно рулевой якорный швартовый

В обеспечении нормальной эксплуатации судов и безопасности их экипажей важную роль играют судовые устройства. Под термином «судовые устройства» принято понимать комплекс механизмов, оборудования и деталей, который обеспечивает ряд необходимых навигационных и эксплуатационных качеств судна.

Судовые устройства подразделяются на две основные группы: общесудовые и специальные. Назначение устройств, в частности общесудовых, - обеспечение безопасности плавания судна. К ним относятся: рулевые, якорные, швартовые, спасательные, грузовые, люковые, буксирные и сцепные устройства.

Кроме этих устройств, на таких судах специального назначения, как железнодорожные или автомобильные паромы, суда для перевозки контейнеров, автомобилей, грунтоотвозные шаланды, землесосы, лесовозы и другие, имеются специальные судовые устройства, присущие только этим судам, они также обеспечивают безопасность плавания судна.

1.1 Рулевые устройства

Каждое судно независимо от его назначения, за исключением некоторых типов несамоходных судов, имеет рулевое устройство, необходимое для изменения направления движения и безопасного плавания при воздействии на судно ветра, течения и волн, а также для маневрирования на узких фарватерах и в портах.

Основное назначение рулевого устройства - обеспечение управляемости судна.

Рулевое устройство состоит из следующих основных элементов:

- пера руля или поворотной насадки, непосредственно, обеспечивающих управляемость судна;

- баллера - вертикального вала для поворота руля (насадки);

- замка, соединяющего перо руля (насадки) с баллером;

- подшипников баллера, являющихся его опорами;

- румпеля (или сектора) - рычага для передачи вращающего момента на баллер руля;

- основного рулевого привода для создания вращающего момента на баллере руля и его поворота;

- рулевой машины - механизма, состоящего из комплекса передач и двигателя, обеспечивающих создание усилия на баллере руля для его вращения;

- системы управления рулевой машиной для связи поста управления судна с пусковым механизмом рулевой машины. Система управления может включать простое, следящее и автоматическое управление;

- запасного и аварийного рулевых приводов, используемых при выходе из строя основного рулевого привода;

- указателя положения руля - аксиометра, показывающего угол перекладки руля;

- ограничителей перекладки руля;

- рулевого тормоза или стопора, служащих для неподвижного закрепления руля.

Схемы расположения рулевых комплексов на судах разнообразны. В качестве рулевого органа на судах малой мощности используют однослойные рули, на судах средней и большой мощности - обтекаемые рули и поворотные направляющие насадки гребных винтов.

В зависимости от места расположения рули подразделяются на кормовые и носовые.

К расположению рулей предъявляют следующие требования:

1) Руль должен находиться в потоке воды, отбрасываемой гребным винтом.

2) Передняя кромка пера руля должна быть расположена от задней кромки лопасти гребного винта на минимальном расстоянии aВ = 0.3 м (в районе сечения лопасти гребного винта по радиусу, равному 0.7RВ, где RВ - радиус гребного винта) при длине судна 120 м. С увеличением или уменьшением длины судна это расстояние соответственно увеличивается или уменьшается на 0.025 м на каждые 15 м изменения длины судна.

3) При полной осадке руль должен быть полностью погружен в воду.

4) Расстояние между верхней кромкой пера руля и обшивкой корпуса судна принимается минимальное. Уменьшение этого расстояния приводит к повышению эффективности руля. Однако оно должно быть таким, чтобы исключалась возможность заклинивания пера руля при перекладке его с борта на борт.

5) Нижнюю кромку балансирного и полубалансирного рулей рекомендуется располагать так, чтобы при посадке судна кормой на мель она не касалась грунта.

6) У одновинтовых и двухвинтовых судов с умеренной скоростью движения ось вращения руля должна быть перпендикулярна основной плоскости судна и проходить через ось вращения гребного винта.

7) У высокоскоростных двухвинтовых судов рули рекомендуется смещать к бортам, если гребные винты имеют наружное вращение, или к диаметральной плоскости, если гребные винты имеют внутреннее вращение. в этом случае рули не попадают в зону осевых вихрей гребных винтов.

8) Если руль переложен в крайнее положение на борт, его задняя кромка не должна выходить за пределы ширины корпуса.

9) Если перо подвесного балансирного руля соединено с баллером сваркой, то его высота должна быть такой, чтобы руль можно было снять в доковых условиях.

10) Если предусмотрено гребной вал вынимать в корму, то руль смещают к борту или к диаметральной плоскости с учетом рекомендаций п. 7.

11) Если руль расположен с учетом рекомендаций п. 6, то в его пере делается отверстие для прохода вала при перекладке руля на борт. Это необходимо для выемки вала при ремонте. На время эксплуатации отверстие закрывают деревянной пробкой или заглушками.

Носовое рулевое устройство, как правило, имеет один руль, расположенный в диаметральной плоскости. Кормовое рулевое устройство может иметь один, два и более рулей. На двухвинтовых судах, плавающих в каналах и узостях, кормовой руль устанавливают в диаметральной плоскости. Это позволяет защитить его от частых поломок, но снижает эффективность его действия, так как руль работает вне винтового потока.

Другим примером может служить расположение рулей у толкачей иностранной постройки. В кормовой части устанавливают рули переднего хода, расположенные за гребными винтами, и рули заднего хода, расположенные перед гребными винтами. Количество тех и других рулей на одном толкаче достигает 12 и более. Часть рулей переднего хода работает в винтовом потоке, а рули заднего хода - вне его, так как сближению их мешают гребные валы.

Существенным недостатком рулей является резкое снижение их эффективности при уменьшении скорости хода судна. Это нередко приводит к потере маневренности на малых ходах. В свою очередь, значение маневренности возрастает при плохой видимости, движении в узостях, каналах, по акватории порта и при некоторых других обстоятельствах, когда скорость хода судна существенно снижается.

Для повышения маневренности пассажирские и грузовые суда внутреннего плавания, часто швартующиеся в шлюзах и у причалов, стали оснащать подруливающими устройствами.

Подруливающим называется устройство, предназначенное для улучшения управляемости судна при застопоренных главных двигателей или при малых скоростях движения.

Большинство существующих подруливающих устройств создают силу, направленную перпендикулярно диаметральной плоскости судна.

Подруливающее устройство состоит из дугообразной стальной трубы, гребного винта, насоса и электродвигателя. Применение носового подруливающего устройства на судах и раздельного управления поворотными насадками обеспечивает хорошую управляемость судов в разных условиях эксплуатации. Схемы рулевых комплексов с раздельным управлением поворотными насадками, применяемые в отечественном судостроении, дали возможность значительно повысить маневренные качества судов, однако такие комплексы могут быть применены не на всех типах судов. В связи с этим возникают новые схемы: с использованием водометных движителей; с тремя рулями, расположенными за одним гребным винтом или за одной постоянно направляющей насадкой; поворотные направляющие насадки с установкой за ними рулей; постоянные направляющие насадки с установкой за ними двух рулей по бортам и т.д. Разработка новых схем движительно-рулевых комплексов должна быть направлена на решение основной задачи - повышения маневренных качеств судов.

Рулевое устройство, которое установлено на судне-прототипе, приведено в таблице 1.1.

1.2 Якорное устройство

Якорное устройство служит для обеспечения надежной стоянки в море, на рейде и в других местах, удаленных, от берега, путем крепления за грунт с помощью якоря и якорной цепи. В его состав входят: якоря, якорные цепи (канаты), якорные машины, якорные клюзы и стопоры.

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

К вспомогательным относится кормовой якорь -- стоп-анкер, масса которого составляет 1/3 массы станового. Размеры, массу 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 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 плавучих маяков, дебаркадеров и других плавучих сооружений.

На морских судах в качестве становых и стоп-анкеров применяют двулапые якоря: бесштоковые, с поворотными лапами (якоря Холла, Грузона и штоковые, с неподвижными лапами - адмиралтейские. Штоковые якоря обладают значительно большей держащей силой, чем бесштоковые (у адмиралтейского она равна 10 (12 массам самого якоря), но наличие штока затрудняет их уборку и отдачу. Поэтому на крупных судах, как правило, применяют тяжелые бесштоковые якоря Холла, легко убираемые в клюзы. 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 много лапные бесштоковые якоря, называемые кошками. Суда ледового плавания снабжают специальными однолапыми бесштоковыми ледовыми якорями, предназначенными для удержания судна у ледового поля.

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 и коренную смычки. Крепят якоря к якорной цепи при помощи якорных скоб. Чтобы предупредить скручивание цепи, в нее включают поворотные звенья - вертлюги. Для крепления экстренной отдачи коренного конца якорной цепи применяют специальные устройства с откидным гаком. По Правилам Регистра 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 их калибру - диаметру поперечного сечения прутка звена. Звенья цепей калибром более 15 мм должны иметь распорки - контрфорсы. У крупнейших судов калибр якорных цепей достигает 100 - 130 мм.

В походном положении якорную цепь хранят в цепном ящике с деревянной обшивкой. Для обеспечения само укладки 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, устанавливаемый в ДП, 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 - палубные и бортовые (служат для направления якорной 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). С помощью талрепа, включенного в один конец цепи, подтягивают якорь в клюз до плотного прилегания лап к наружной обшивке. Глаголь - гак, включенный в другой конец цепи, служит для быстрой отдачи стопора.

1.3 Швартовные устройства

Швартовное устройство предназначено для обеспечения подтягивания судна к береговым и плавучим сооружениям и надежного крепления судна к ним. Операцию подтягивания и крепления судна называют швартовкой, а судно, закрепленное на швартовах, - ошвартованным.

Возможны следующие виды швартовки судна: лагом (бортом) к причалу (пирсу, дебаркадеру); кормой к причалу; к специальному причалу железнодорожных и автомобильных паромов; постановка на бочку.

Для обеспечения выполнения швартовных операций на судах всех назначений предусматривают швартовное устройство, состоящее из следующих деталей, механизмов и снабжения:

- швартовов - гибких связей в виде стальных проволочных, растительных канатов или канатов из искусственных волокон, с помощью которых судно подтягивают и закрепляют у причала;

- кнехтов - стальных или чугунных тумб, надежно закрепленных на палубе, и служащих для крепления швартовов на судне;

- киповых планок, роульсов и клюзов, которые обеспечивают определенное направление движения швартовных канатов и предохраняют их от перегибов на острых кромках фальшборта или борта судна;

- вьюшек, уток для хранения швартовных канатов;

- легости (бросательный конец), служащей для подачи швартовов с судна на берег, причальную стенку и т.д.;

- привальных брусьев на всей длине корпуса судна, входящих в состав кранцевого (отбойного) устройства, служащего для восприятия нагрузок при швартовке и предохранения обшивки от смятия;

- кранцев всевозможных типов для предохранения корпуса и надстроек от повреждения при швартовке;

- швартовных механизмов, с помощью которых выбирают швартовные канаты и подтягивают судно к причалу.

Швартовное устройство на судне должно обеспечивать:

- подтягивание судна лагом к причалу при ветре силой до 6 баллов, направленном перпендикулярно диаметральной плоскости судна;

- удобную подачу швартовных канатов на причал с помощью легости и закрепление другого конца их на судне;

- свободное изменение осадки судна, пришвартованного к причалу, в процессе его загрузки или разгрузки, т.е. возможность изменения длины рабочего участка швартовных канатов, тоже при изменении положения судна по отношению к причалу при отливах и приливах;

- любое положение швартовных канатов за пределами судна;

- механизированную уборку стальных швартовных канатов диаметром более 22 мм (выбирание, травление, подтягивание и закрепление);

- работу деталей устройства без появления остаточных деформаций при действии нагрузки, равной нагрузке, при которой происходит разрыв швартовного каната.

В качестве швартовных используют канаты стальные, растительные или из синтетических волокон, за исключением канатов судов, перевозящих воспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки паров ниже 600С. На таких судах операции со стальными канатами допускаются только на палубах надстроек, не являющихся верхом грузовых наливных отсеков, если по этим палубам не проходят трубопроводы приема и выдачи груза.

Независимо от расчетного усилия, швартовными могут быть канаты проволочные диаметром не менее 13 мм, растительные диаметром не менее 20 мм и синтетические длиной окружности не менее 25 мм.

Стальные проволочные канаты должны иметь не менее 144 проволок с цинковым покрытием и не менее 7 органических сердечников.

Растительные канаты, в качестве швартовных, используют манильские и сизальские. На судах, характеристика снабжения которых составляет 200 и менее, допускается применять пеньковые канаты. Однако в отечественном судостроении наметилась тенденция отказа от использования пеньковых канатов.

На судах отечественной постройки широко применяют швартовные синтетические канаты. Они обладают высокими механическими качествами, более чем в 3 раза легче равнопрочных сизальских канатов и в 2 раза легче стальных. При равных размерах синтетические канаты в 2,5 раза прочнее сизальских, в 3 раза прочнее пеньковых, но в 2,5 раза слабее стальных. Синтетические канаты химически стойки и не боятся воздействия на них нефтепродуктов. Канаты из синтетических волокон изготовляются из однородных материалов (полипропилена, капрона, нейлона и т.п.).

В качестве швартовных на судах малого водоизмещения возможно использование лавсановых канатов, прочность которых по отношению к капроновым составляет около 70% при равных длинах окружности.

Существующие схемы швартовных устройств кнехт - киповая планка - гибкая связь, обслуживаемых вручную, не могут быть признаны удовлетворительными. На ряде судов установлены комбинированные якорно-швартовные лебедки, исключающие ручной труд при выполнении швартовных операций. Это первый шаг в деле механизации таких операций. Следующим шагом будет применение автоматических швартовных лебедок, которые облегчают труд экипажей и позволяют после швартовки судна автоматически поддерживать натяжение швартовного каната.

Задачей ближайшего будущего является также подготовка к перенесению всех механизмов швартовного устройства под палубу с сохранением не ней только исполнительных рабочих органов. Это позволит высвободить площадь палубы, сосредоточить механизмы под палубой, улучшить их сохранность и обслуживание.

Якорное и швартовное устройства, которые установлены на судне-прототипе, приведены в таблице 1.1.

1.4 Спасательные и шлюпочные устройства

Спасательные устройства предназначены для выполнения операций по спасению людей на воде.

Для обеспечения выполнения спасательных операций на судах внутреннего и смешанного плавания предусматривают спасательное устройство, включающее: спасательные средства - спасательные шлюпки, плоты, приборы; грузоподъемные средства - шлюпбалки, оборудованные подвесками, найтовами и кильблоками; механизмы - шлюпочные лебедки с необходимой длиной стального каната на барабане лебедки; снабжение спасательных шлюпок по нормам Регистра.

Наряду со спасательными устройствами на современных судах устанавливают рабочие шлюпки, катера и другие плавучие средства, которые нельзя отнести к чисто спасательным, хотя некоторые из них и имеют воздушные отсеки, приспособления и снабжение. Они в основном используются не для спасательных целей, а для выполнения судовых работ, транспортных операций и т.д. Устройства с такими средствами называются шлюпочными. В состав шлюпочных устройств в большинстве случаев входят механизмы, детали и приспособления, общие для спасательных и шлюпочных устройств (шлюпочные лебедки, шлюпбалки, кильблоки, найтовы и др.).

При выборе шлюпок и компоновке спасательных устройств необходимо учитывать, что использование спасательных шлюпок и плотов не по назначению на судах смешанного плавания запрещается. Допускается использование в условиях нормальной эксплуатации судна с разрешения судовладельца и Регистра РФ для сообщения с берегом. Снабжение судов моторными шлюпками и шлюпками с подвесными моторами дает возможность поддерживать связь с берегом не только в период стоянки, но и в пути; это особенно важно для толкачей-буксиров, совершающих с толкаемыми составами длительные рейсы без промежуточных остановок.

Различают спасательные средства коллективного и индивидуального пользования. К первым относятся спасательные шлюпки, спасательные плоты и приборы (легкие плоты, столы, скамейки и др.), ко вторым - спасательные круги, жилеты, комбинезоны и т.д.

Основные требования, предъявляемые к спасательным средствам, сводятся к следующему: они должны обладать достаточными плавучестью, прочностью, мореходностью, легко обнаруживаться на воде и удобно размещаться на судне; спасательные шлюпки и плоты должны иметь необходимое снабжение и палубу, площадь которой достаточна для размещения людей.

Классификация спасательных шлюпок установлена ГОСТ 19788-74.

Шлюпки для морских судов (смешанного плавания) подразделяют на: моторные США-М, изготовляемые из легкого сплава, и СШП-М, изготовляемые из пластмассы; с ручным приводом на гребной винт США-Р (из легкого сплава) и СШП-Р (пластмассовые).

Спасательные шлюпки для судов внутреннего плавания весельные подразделяются по роду материала, применяемого для их изготовления, СШМ-В - металлическая и СШД-В - деревянная. Весельные шлюпки для судов внутреннего плавания должны быть оборудованы подвесным мотором.

В качестве материала для изготовления спасательных шлюпок используют прокат алюминиево-магниевого коррозионно-стойкого сплава АМг5В и АМг61. Шлюпки из этого сплава долговечны.

Шлюпки пластмассовые монолитны, неводотечные, не подвержены коррозии, не нуждаются в окраске, так как краситель вводится в смолу непосредственно при постройке шлюпки. Ремонт шлюпки прост и может быть осуществлен на судне.

Спасательные шлюпки нефтеналивных судов, кроме выполнения функций, присущих всем спасательным шлюпкам, должны также защищать людей от огня, высокой температуры и дыма. Современные отечественные шлюпки для нефтеналивных судов имеют прочные водогазонепроницаемые оболочки, орошаемые снаружи водой, способные выдерживать воздействие пламени с температурой не менее 12000С в течение не менее 5 мин.

Спасательный плот - средство коллективного пользования, обладающее необходимой плавучестью, прочностью, мореходностью, запасами снабжения и площадью палубы.

Оболочка (корпус) плота выполнена из стеклопластика. Внутренняя полость его разделена переборками на отсеки, заполненные пенополистиролом марки ПС-Б. По периметру корпуса плота предусмотрен поручень (леер).

Спасательные надувные плоты. По конструкции их разделяют на одно- и двухкамерные, круглые и овальные. Отечественная промышленность поставляет только однокамерные и по форме в плане - овальные плоты двух типоразмеров вместимостью 6 и 10 чел., имеющие соответственно индексы ПСН-6М и ПСН-10М.

Кроме описанных спасательных средств, на некоторых судах внутреннего плавания устанавливают так называемые спасательные приборы (легкие плоты, скамейки, столы), обладающие достаточной плавучестью для поддержания людей на поверхности воды. Спасательные средства этого типа располагают в таких местах, откуда их можно легко перенести к борту судна, а хранить их «по-походному» следует так, чтобы они могли свободно всплыть без необходимости сбрасывания за борт, в случае, если судно пойдет ко дну.

Кроме спасательных средств коллективного пользования, на судах смешанного и внутреннего плавания должны быть спасательные средства индивидуального пользования - спасательные круги, жилеты, спасательные пояса и другие средства.

Для обеспечения спуска на воду спасательных средств коллективного пользования и подъема их на борт судна применяют грузоподъемные средства: шлюпбалки и специальные грузовые стрелы.

Наибольшее распространение получили шлюпбалки. Специальные грузовые стрелы используют для обслуживания рабочих шлюпок.

Наиболее перспективными спасательными устройствами являются устройства с двухшарнирными гравитационными шлюпбалками с верхней проводкой лопарей в комплексе с гидравлическими приводами и централизованным управлением, а также усовершенствованные конструкции спасательных устройств с использованием нормализованного типоразмерного ряда шлюпочных лебедок.

Такие устройства еще длительное время будут применяться на судах, и обеспечивать максимальную механизацию и автоматизацию всех операций по спуску и подъему шлюпок.

Спасательное и шлюпочное устройства, которые установлены на судне-прототипе, приведены в таблице 1.1.

1.5 Грузовые устройства

Грузовые устройства на судах предназначаются для выполнения операций по погрузке, выгрузке и перемещению грузов. На современных судах эти операции производятся механизированным способом, при котором достигается более высокая производительность, снижается себестоимость погрузки и выгрузки, сокращается продолжительность простоев судов у причалов и облегчается труд команд судов.

При загрузке и разгрузке судов внутреннего и смешанного плавания используют в основном грузовые средства береговой механизации. На судах внутреннего плавания установка грузовых устройств, считается нецелесообразной.

В экономическом отношении применение средств береговой механизации выгоднее, так как они могут быть использованы по времени значительно эффективнее, чем судовые грузовые устройства. Однако полностью отказаться от установки грузовых устройств на транспортных судах смешанного плавания по ряду причин нельзя:

судно, не имеющее собственных грузовых средств, в ожидании загрузки или разгрузки может непроизводительно потерять много времени;

наличие собственных грузовых устройств позволяет ускорить выполнение погрузочно-разгрузочных операций у причалов, не оборудованных средствами береговой механизации, что имеет особенно важное значение.

Судовые грузовые устройства подразделяются на основные и вспомогательные. Основные грузовые устройства обеспечивают выполнение грузовых операций с грузами, перевозимыми на судне. Вспомогательные грузовые устройства предназначены для обслуживания машинных отделений, погрузки продовольствия и судового снабжения, поддержания шлангов приема при выкачке жидких грузов на танкерах и т.д.

1.6 Судовые устройства прототипа проекта 00130

Рулевое, якорное, швартовное, спасательное и шлюпочное устройства, установленные на судне - прототипе представлены в таблице 1.1

Таблица 1.1 - Рулевое, якорное, швартовное, спасательное и шлюпочное устройства, установленные на судне - прототипе проекта 00200

Рулевое устройство
Руль	Балансирный, подвесной
Число	1
Рулевая машина	Р11М
Число	1
Время перекладки рулевого комплекса с борта на борт, с	не более 28
Носовое подруливающее устройство
Диаметр винта, м	2
Тяга, кгс	1725
Мощность эл. двигателя, кВт	135
Якорное и швартовное устройства
Якорь	Холла
Число и масса носовых якорей, кг	22000
Масса кормового якоря, кг	1000
Калибр и длина цепей носовых якорей, ммм	38225 каждая
Калибр и длина цепи кормового якоря, ммм	28175
Швартовная лебёдка с брашпильной приставкой
Количество палуба бака палуба юта	2 1
Спасательное и шлюпочное устройства
Спасательная шлюпка
Число	1
Вместимость, чел	16
Материал	Пластмассовая
Спуск	Свободным падением по специальным полозьям спускового устройства с управлением из шлюпки или с помощью специальной П-образной поворотной траверсы с приводом
Дежурная шлюпка	С подвесным мотором
Шлюпбалка	Гравитационная с эл. лебёдкой
Спасательный плот
Число	2(1 - спускаемая)
Вместимость, чел
Сбрасываемых	20
Спускаемого	16
Спусковое устройство	Используется от дежурной шлюпки

1.7 Выводы

На судах имеющие не большие различия по главным размерениям и техническим характеристикам, используют практически одинаковые судовые устройства. При выборе судовых устройств мы будем пользоваться опытом в проектировании подобных судов - прототипов.

2. Расчёт характеристики снабжения судна

Нормы снабжения судов якорями, якорными канатами указаны в «Правилах» [1].Нормы снабжения заданы в форме таблицы в зависимости от характеристики снабжения.

Для морских судов характеристика снабжения вычисляется по формуле:

м2

Nc уменьшается на 15% для судом ограниченных районов плавания R2: Nc=590 м2.

3. Комплектация судна изделиями якорного, швартового и буксирного устройств

3.1 Выбор стандартных изделий якорного устройства

В соответствии с частью 3 «Якорное устройство» [1] по характеристике снабжения Nc=590 мІ выбираем стандартные изделия якорного устройства в таблице 3.1 с использованием справочных материалов.

Таблица 3.1 Стандартные изделия якорного устройства

Наименование	Требуется	Принято
Якоря становые	три якоря Холла (из них один запасной) массой 1740 кг каждый	3 якоря Холла: ,,Якорь Холла П1750 ГОСТ 761-74”2 шт. ,,Якорь Холла Л1750 ГОСТ 761-74”
Якорные цепи	общая длина- 440 м калибром: I - 42 мм; II - 56 мм; III - 32 мм.	общая длина - 440 м, калибр - 32 мм (III категория прочности); правая - 225 м (9 смычек по 25 м), левая - 225 м (9 смычек по 25 м) «Цепь якорная 32-2/2б-1-225 ГОСТ 228-79», «Цепь якорная 32-2/2б-1-225 ГОСТ 228-79», масса всей цепи 10080т
Стопор по-походному (вспомогательный)	количество - 2 шт.	два фрикционных стопора I типа массой 137кг каждый «Стопор I -34 Пр. ОСТ 2315-79», «Стопор I -34 Лев. ОСТ 2315-79».
Устройство для крепления коренного конца якоря цепи	количество - 2 шт.	два УКЦ 3 типа с рычагом и коромыслом массой 66 кг каждый «УКЦ (32-34) ОСТ 5.2272-87»
Стопор для удержания цепи на якоре по походному	Количество - 2 шт.	два цепных стопора типа II массой 43 кг каждый «Стопор ЦII-34-К3 Пр. ОСТ 5.2316-79», «Стопор ЦII-34-К3 Лев. ОСТ 5.2316-79»
Лебёдка 0якорно-швартовая фирмы BLM	Количество - 2 шт.	Тип лебёдки «BLM 14»
Запасные части для запасного якоря	цепь, запасная якорная смычка - 1 шт., запасные соединительные звенья - 2 шт., запасная кольцевая скоба - 1 шт	«Цепь якорная 32-2/2б-1-225 ГОСТ 228-79» массой 5040 кг, запасная якорная смычка - 1 шт., запасные соединительные звенья - 2 шт., запасная кольцевая скоба - 1 шт.

Эскиз якоря представлен на рисунке 3.1.

Основные размеры якоря находим из формул (3.1).

m = 18,5·P1/3,

L = 9,6m, мм, H = 12,3m, мм, A = 4,8m, мм, E = 1,57m, мм,

B = 6,8m, мм, C = 3,14m, мм, h = 1,05m, мм, t = 0.81m, мм, (3.1)

Получены следующие значения:

m = 223 мм; L = 2141мм,

H =2743 мм, A = 1070,4мм,

B = 1516,4мм, C = 700,22 мм,

E = 350,11мм h = 234,15мм,

t = 180,6 мм

Рисунок 3.1 - Эскиз якоря Холла

Эскиз фрикционного стопора показан на рисунке 3.2.

Основные размеры фрикционного стопора:

L = 560 мм, В = 325 мм,

Н = 610 мм, Н1 = 372 мм,

l = 850 мм, l1 = 330 мм,

а = 235 мм, b = 235 мм,

= 6 х 30 мм,

Масса = 137 кг.

Рисунок 3.2 - Стопор фрикционный.

Для крепления якорей по-походному приняты цепные стопоры с талрепом показанные на рисунке 3.3.

Основные параметры цепных стопоров:

Калибр цепи 32 мм

L1 = 1082 мм,

L1 *= 1350 мм,

Масса 34 кг.

Рисунок 3.3 - Стопор якорного каната (с талрепом)

Эскиз устройства для крепления и отдачи коренного конца якорной цепи представлен на рисунке 3.4.

Основные размеры устройства “ УКЦ (32-34) - 600 ОСТ 5.2272-87”:

L = 306 мм;

h1 = 60 мм;

a1 = 284 мм;

B = 110 мм;

b = 33 мм;

H = 320 - 810 мм.

С = 65 мм.

Масса 66 кг

Рисунок 3.4 - Эскиз устройства для крепления и отдачи коренного конца якорной цепи.

В качестве палубного механизма - привода якорного устройства - выбрана лебёдка «BLM 14»

Эскиз лебёдки представлен на рисунке 3.5.

Основные размеры:

А = 2152мм, J=370 мм

В = 780мм, K=2580 мм

С =1210мм K1=257 мм

L=100 мм

C1=1409мм M=30 мм

D = 360мм, N=70 мм

d=325 мм P=720 мм

d1=1020 мм Q=460 мм

E = 350мм, S=35 мм

F=1420 мм W=300 мм

G=947 мм W1=600 мм

G1=370 мм

H=460 мм



Рисунок 3.5 - Эскиз лебедки

3.2 Конструирование нестандартных изделий якорного устройства

3.2.1 Якорные клюзы

Проектирование якорного клюза начинаем с пробивки оси клюза с помощью теоретического чертежа (рисунок 3.6). Пробивку клюза производим из условия рационального размещения механизмов на палубе бака. На рисунке 3.6 показан истинный вид сечения корпуса плоскостью ABC, при этом длина клюза 2400 мм, что больше длины веретена якоря. На этом рисунке расстояние A,мм берется в пропорциях

а = (80 ч 110)d = 2560 ч 3520 мм принимаем, а = 3000 мм. (3.1)

где d - калибр цепи,

b = 0,5*с-0,5*d= 1279 мм (3.2)

Принимаем b = 1290 мм.

Проверим условия обеспечения втягиваемости якоря в клюз. Для этого необходимо, чтобы в момент контакта лап с бортом судна угол с между осью лапы и нормалью к обшивки в точке контакта был не менее приведенного угла трения (для материалов сталь-сталь 15?). Угол развала борта г,? должен быть

г ? 90? - ц - 15? ? 90?- 45?- 15? ? 30? (3.3)

где ц - угол откидки лап якоря

Для проектируемого судна г = 30?, что удовлетворяет требованиям (3.3), при этом лапы якоря будут скользить по обшивки борта, когда якорь входит в клюз. Конструкция клюза и его вид показан на рисунке 3.7.

Конструктивно клюз выполняется в виде трубы и двух литых обделок. Внутренний диаметр трубы назначается в зависимости от калибра цепи d

Dтр = (8ч12)d = (8ч12) 36 = (256 ч 384) мм (3.4)

Назначаем следующие размеры клюза:

- диаметр трубы Dтр = 320 мм;

- длина клюза Lкл = 2380 мм;

- толщина нижней половины трубы:

t1 = (0,4ч0,5)d = (0,4ч0,5) 32 = (12,8 ч 16) мм (3.5)

Принимаем t1 = 16 мм;

- толщина верхней половины трубы

t2 = 0,65t1 = 0,65•16 = 10,4мм (3.6)

Принимаем t2 = 11 мм;

- толщина рабочего участка обделки

д1 = d = 32 мм; (3.7)

- толщина нерабочего участка обделки

д2 = 0,45d = 15,4мм (3.8)

Принимаем д2 = 16 мм;

- радиус рабочего участка обделки

Rоб ? (9ч10) d = (9ч10) 32 = (288 ч 320) мм (3.9)

Принимаем Rоб = 320 мм.

Бортовая и палубная наделки привариваются по всему контуру к обшивке. Обшивка в этом районе делается вдвое толще путем установки накладных листов.

;

3.2.2 Цепные ящики

Конструкция цепного ящика и труб цепных клюзов должна быть водонепроницаемой до нижней кромки верхней открытой палубы. Размеры цепного ящика назначаются в зависимости от калибра и длины цепного каната. Полезный объем должен быть не менее

Vя=k·l·d2·10-5 =1·225·322·10-5 =2,3 м3 (3.10)

где k = 0,85ч1 - коэффициент вместимости;

l - длина цепи, м.

Установим на судне цилиндрические цепные ящики. Рекомендуемое значение диаметра ящика

Dя = 35d = 35·32 = 1150 мм. (3.11)

Принимаем диаметр ящика Dя = 1150 мм.

Высота цепного ящика определена с использованием номограммы приведённой в [3]

hя = 3000 мм.

Определяем конструктивные размеры ящика, пользуясь рекомендациями:

- толщина стенки ящика - 10 мм;

- толщина листа днища - 12 мм.

- высота конуса образованного цепью при укладке в ящик

hк = (0,5 ч 0,6)Dя = (575 ч 690) мм (3.12)

Принимаем 600 мм.

- запас по высоте ящика

Дh = 15d = 15?36 = 480 мм (3.13)

Для направления якорной цепи со звездочки брашпиля в цепной ящик устанавливаем цепную трубу внутренним диаметром

Dтр ? 7d = 7•32 = 224 мм (3.14)

Принимаем Dтр = 230мм.

Толщина стенок

tст = 0,2d = 7 мм (3.15)

Нижняя часть трубы заканчивается расширяющимся раструбом наибольший внутренний диаметр которого (12 ч 14) d

Принимаем 400 мм.

Толщина его стенок от (0,35 ч 0,4) d.

Принимаем 14 мм.

Размеры спроектированного ящика приведены на рисунке 3.8.

3.3 Швартовное устройство

3.3.1 Канаты

Число и характеристики швартовных канатов назначаются по «Правилам…»[1] в зависимости от характеристики снабжения Nс = 590 м2.

Согласно «Правилам…» на проектируемом судне следует установить четыре швартовных каната длиной каждого каната 160 м с разрывным усилием 132 кН.

Для судов с повышенной площадью парусности необходимо увеличить число швартовных канатов в зависимости от соотношения:

Т. к. 0,68<0,9 поэтому увеличение числа швартовных канатов не требуется.

В случае применения синтетических канатов их разрывное усилие должно быть пересчитано с учетом снижения прочности каната из-за большой деформативности.

Число швартовных канатов принято 4 штуки - основных.

Помимо основных швартовные устройства включают ещё дополнительные канаты в количестве 40% от принятого согласно «Правилам…»

Число дополнительных канатов принимаем две штуки.

На судне будет расположено шесть швартовных канатов, четыре основных и два дополнительных.

Принимаем канаты полиамидные тросовой свивки с разрывным усилием 223,7 кН:

окружность каната 115 мм,

линейная плотность каната 842 ктекс.

Обозначение: «ППТ 37(115) мм 842 ктекс А ГОСТ 30055 - 93»

Масса каждого каната:

кг

Прочие детали швартовного устройства приняты по соответствующим ГОСТам в зависимости от характеристики швартовных канатов.

3.3.2 Кнехты

Стационарные кнехты подбираем по максимальным размерам швартовных канатов.

Выбираем крестовые кнехты исполнения IID массой 200 кг каждый.

Обозначение: «Кнехт IID-2-ЧУГ-К ГОСТ 11265-73»

Количество кнехтов выбирается в зависимости от числа канатов. Для каждого каната по два кнехта, за вычетом числа барабанов АШЛ.

Выбираем десять кнехтов по пять на каждом борту.

Внешний вид кнехт и размеры приведены на рисунке 3.9.

Основные размеры:

D = 377мм, L = 1430 мм, В = 532 мм,

Н = 780 мм, А = 900 мм, h = 164 мм,

h1 = 126 мм, S= 16 мм

m = 415 кг.

Рисунок 3.9 - Эскиз кнехта

3.3.3 Киповые планки

Киповые планки устанавливают на фальшборте, в нише фальшборта. Вместо открытых киповых планок с тремя роульсами нашли применение упрощенные киповые планки с тремя отдельными стоящими роульсами.

Выбираем восемь киповых планок типа II с наметкой и роульсами по две на каждом борту.

Обозначение: «Киповая планка II 235 ЛЕВ - ЧУГ - ВК ОСТ 5.2183 - 76»

«Киповая планка II 235 ПР - ЧУГ - ВК ОСТ 5.2183 - 76»

Внешний вид киповых планок и размеры приведены на рисунке 3.10.

Основные размеры:

D = 235 мм, L1 = 1580 мм,

L = 1440 мм, В = 400 мм,

Н = 450 мм, l = 590 мм,

b = 220 мм , h = 390 мм,

z = 180 мм, t=50

Масса = 580кг.



Рисунок 3.10 - Эскиз киповой планки

3.3.4 Роульсы

Выбираем два роульса по окружности каната - 115 мм.

Обозначение: «Роульс 360 Чуг-К-У ГОСТ 9321-73».

Внешний вид роульса и размеры приведены на рисунке 3.11.

Основные размеры:

D = 360 мм, D1 = 433 мм, D2 = 290 мм, D3 = 468 мм,

Н = 227 мм, ? = 6 мм. Масса = 144 кг.

Рисунок 3.11 - Эскиз роульса

3.3.5 Клюзы

Выбираем бортовые клюзы типа II с креплениями сваркой по разрывному усилию каната 250 кН.

Количество клюзов должно соответствовать количеству основных и дополнительных швартовых с учётом уменьшения на количество канатов, проходящих через киповые планки.

Принимаем четыре клюза по 80 кг каждый.

Внешний вид и размеры клюзов приведены на рисунке 3.12.

Обозначение: «Клюз 2-250x180 ГОСТ 25056-81»

Основные размеры: = мм, L = 550 мм, В = 300 мм,

Н = 480 мм, h = 340 мм, S = 16 мм.

Рисунок 3.12 - Эскиз клюза

3.3.6 Стопоры для швартовных канатов

Для переноса швартовных канатов под нагрузкой с барабанов швартовных механизмов на кнехты устанавливаем переносные стопоры.

Выбираем два переносных стопора с предельной нагрузкой 90 кН каждый.

Масса каждого 61 кг.

Обозначение: СПН - 200 ОСТ 5.2262 - 78.

Внешний вид и размеры переносного стопора приведены на рисунке 3.13.

Основные размеры: D = 41 мм, d = 28 мм, L = 1730 мм,

l = 310 мм, В = 322 мм, с = 384 мм, f = 500 мм.

Рисунок 3.13 - Эскиз переносного стопора

3.3.7 Швартовные механизмы

Носовая группа швартовых будет обслуживаться автоматическими якорно-швартовными лебедками BLM 14.

Кормовая группа швартовых обслуживается одним швартовным шпилём.

Принимаем шпиль швартовный безбаллерный с электроприводом.

Модель шпиля - Ш6.

Марка шпиля - МАП 621

ГОСТ 9891-76.

Основные параметры шпиля:

Сила тяги шпиля = 80 кН,

Скорость выбирания = 0,22 м/с,

Мощность = 25/25/8 кВт,

Напряжение = 380/220.

Внешний вид и размеры шпиля приведены на рисунке 3.15.

Основные размеры:

D1=900 мм;

D2=1260 мм;

D3=1330 мм;

H=1280 мм;

h=520 мм;

А=1500 мм.

Рисунок 3.15 - Эскиз шпиля

3.3.8 Вьюшки

Для хранения канатов, выбираем вьюшки по канатоемкости. Выбираем вьюшки II типа в количестве 4 штук, 2 правых и 2 левых. “Вьюшка II Пр 4501200 ОСТ 5.2109 - 74” ” Вьюшка II Лев 4501200 ОСТ 5.2109 - 74” Массой 182кг каждая. Внешний вид и размеры вьюшки, показаны на рисунке 3.16

DL=4501200;

D1=1000мм;

D2=1300мм;

L1=1420мм;

B=975мм;

H=1450мм;

H1=800мм

d=90 мм;

Рисунок 3.16 - Вьюшка II типа

3.4 Буксирное устройство

Каждое транспортное судно должно быть снабжено буксирным канатом, длину и разрывное усилие которого определяем в зависимости от характеристики снабжения.

Согласно «Правил…» на судне должны быть буксирные канаты длиной 190 м с разрывным усилием 338 кН.

Выбираем, в качестве буксирных, два каната (по одному в носу и в корме).

Выбирая синтетические канаты пересчитываем разрывное усилие:

Принимаем канаты полиамидные плетеные 8-прядные с разрывным усилием 397 кН:

окружность каната 150 мм,

линейная плотность каната 1420 ктекс.

Обозначение: «Пл пр 56 (150) мм 1420 ктекс А ГОСТ 30055 - 93»

Масса каждого каната:

кг

Кнехты и клюзы для буксирных канатов выбираем в зависимости от размера каната.

Выбираем прямые кнехты исполнения IIД массой 216 кг каждый.

Обозначение: «Кнехт IIД-377-ЧУГ-К ГОСТ 11265-73»

Выбираем два кнехта по одному в носу и в корме.

Внешний вид кнехт и размеры приведены на рисунке 3.17.

Основные размеры:

D = 299 мм, L = 1140 мм, В = 440 мм,

Н = 600 мм, А = 700 мм, h = 127 мм,

h1 = 98 мм, S = 14 мм.

Рисунок 3.17 - Эскиз кнехта

Выбираем овальные бортовые клюзы типа II с креплениями сваркой по разрывному усилию каната 400 кН.

Принимаем два клюза по 145 кг каждый по одному в носу и корме.

Внешний вид и размеры клюзов приведены на рисунке 3.18.

Обозначение: «Клюз 320-225 ГОСТ 25056-81»

Основные размеры:

= мм, L = 840 мм, В = 440 мм,

Н = 710 мм, h = 500 мм, S = 20 мм.



Рисунок 3.18 - Эскиз клюза

Таким образом буксирное устройство включает в себя:

буксирный канат - две штуки,

буксирный клюз для заводки буксирного каната - две штуки,

буксирные кнехты - один в носу один в корме.

Размещается буксирное устройство на баке и юте проектируемого судна.

4. Комплектация судна судовыми спасательными устройствами

Проектируемое судно комплектуется спасательными средствами в соответствии с требованиями [1]: “Правила по оборудованию морских судов” и “Морской регистр судоходства”.

Требования [1]:

1) Грузовые суда должны иметь спасательные шлюпки на каждом борту, вмещающие 100% экипажа. Допускается установка одной шлюпки, если есть возможность спускать её с любого борта или установка одной спасательной шлюпки спускаемой свободным падением.

2) Грузовые суда должны иметь спасательные плоты на каждом борту, вмещающие 100% экипажа. По крайней мере, на одном борту плоты должны иметь спусковые устройства.

3) Для сбора и буксирования платов и для оказания помощи плавающим в воде людям должна быть предусмотрена хотя бы одна дежурная шлюпка.

4) Для каждого члена экипажа должны быть предусмотрены спасательные жилеты. Дополнительно предусматриваются жилеты для несущих вахту в машинном отделении и рубке.

5) На судне должны быть спасательные круги числом не менее 10 штук. По крайней мере, по 1 кругу на каждом борту должны быть со спасательным линем. Не менее половины всех кругов снабжаются огнями и дымовыми шашками.

В соответствии с требованиями [1] на судне предусмотрены:

1) Спасательные шлюпки.

Шлюпка проекта 01612(Россия), изображение представлено на рисунке 4.1



Рисунок 4.1 - Шлюпка проекта 01612(Россия)

Для спуска и подъема этой шлюпки предусмотрено спусковое устройство, приведённое на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2

Для подъёма шлюпки предусмотрена лебедка с характеристиками:

Модель лебёдки - ЛШВ10

Скорость х, м/мин:

Травление 50-60

Выбирание 18

лопаря 25.5

Длина, м 2Ч40

Габаритные размеры, м:

L 6.08

B 1.17

H 1.12

Мощность Ne, кВт 32

Масса, кг 2751

2)Спасательные плоты.

Спасательные плоты типа ПСН-6М и ПСН-10М, 2 плота по 6 и 10 человек, по 1 на каждом борту судна. Эскиз спасательных плотов представлен на рисунке 4.3

Рисунок 4.3

ПСН-6М

Основные размеры:

A, мм……………………………………….1160

B, мм………………………………………...520

D, мм………………………………………...590

Масса 100 кг.

ПСН-10М

Основные размеры:

A, мм……………………………………….1410

B, мм………………………………………...650

D, мм………………………………………...600

Масса 150 кг.

3)Дежурная шлюпка.

Дежурная шлюпка фирмы Zodiac, типа RB4 вместимостью 4 человек. Предусматривается 3 гидрокостюма. Эскиз представлен на рисунке 4.4.

Рисунок 4.4

В качестве спускоподъемного устройства дежурной шлюпки выбираем устройство типа

D-BR фирмы Davit International (Германия) SPR-6, эскиз которого приведён на рисунке 4.6, а характеристики в таблице 4.2

Для подъёма дежурной шлюпки предусмотрена ручная судовая лебедка ЛРС-500 рисунке 4.5:

Рисунок 4.5 - лебедка ЛРС-500

Рисунок 4.6

Таблица 4.2

Код	Ном. г/л (кН)	Размеры (мм)
		A	B	C	D	E	F	R
SPR-6	10	1150	3050	1370	680	3920	4000	4100

4) Спасательные надувные жилеты.

Тип ЖС-К 16 штук (из них 4 вахтенных) представлен на рисунке 4.7.

Основные размеры:

H, мм…………….............................................575

B, мм………………………………………….300

b, мм………………………………………..…235

a, мм…………………………………………...00

m, кг……………………………………………1,6

Рисунок 4.7

5 ) Спасательные круги.

Подбираем спасательные круги 10 штук: два из них со спасательным линем (длина 30 м), 5 с самозажигающимися огнями и 2 с автоматическими дымовыми шашками. Тип I (море) D = 740 мм, d = 440 мм, а = 150 мм, b = 110 мм, m=7 кг. Эскиз представлен на рисунке 4.8.



Рисунок 4.8

6 ) Гидротермокостюмы

К дежурной шлюпке предусматриваем 3 гидротермокостюма ГТКС6-А СТО 0600031.120

5. Рулевое устройство

5.1 Выбор типа и размера движительно-рулевого комплекса

Количество и тип движителей выбираем из возможностей их размещения в кормовой оконечности и получение максимального пропульсивного К.П.Д.

При скоростях хода до 30 км/ч для водоизмещающих судов наивысшим к.п.д. обладают гребные винты, они наиболее просты в конструктивном отношении. Поэтому их целесообразно установить на проектируемом судне.

При выборе числа движителей целесообразно воспользоваться данными прототипа и выбрать одновальную установку. Предельный диаметр винта 4,8 м.

Тип рулевого устройства: подвесной балансирный руль за открытым винтом.

Эмпирический коэффициент:

Общая площадь пера руля, м2 необходимая для обеспечения управляемости судна зависит от скорости хода, расположения рулей относительно винтов судна. Она может быть рассчитана по формуле:

м2.

Принимаем площадь одного пера руля 10,24 м2.

Высота пера руля в первом приближении:

м,

где h1 - возвышение нижней кромки пера руля над основной плоскостью судна.

Ширина пера руля:

м.

Относительное удлинение пера руля:

м.

Ширина балансирной части: м, где

Толщина профиля руля: м,

принимаем .

Характеристики пера руля во втором приближении.

Высота пера руля:

м.

Ширина пера руля:

м.

Относительное удлинение пера руля:

 м.

Ширина балансирной части: м.

Толщина профиля руля: м.

Размеры, полученные во втором приближении, считаем расчётными.

Форма руля разрабатывается с учётом конфигурации кормового подзора судна и выбранного типа руля. Принимаем прямоугольную форму пера руля с горизонтальной верхней кромкой. Размещение руля ведём на рисунке 5.1 с учётом теоретического чертежа.

В качестве профиля руля выбираем профиль НЕЖ, ординаты которого приведены в таблице 5.1.

Таблица5.1 - Ординаты профиля пера руля

Отстояние точки профиля от его носика ,%	0,00	0,23	0,50	0,75	1,00	1,25	1,75	2,50	3,25	5,00
, м	0	0,00506	0,011	0,0165	0,022	0,0275	0,039	0,055	0,0715	0,11
Полутолщина профиля ,%	0	6,8	10,75	12,85	14,75	16,55	19,20	22,60	27,00	31,10
, м	0	0,03	0,047	0,0565	0,065	0,073	0,084	0,099	0,119	0,137
Отстояние точки профиля от его носика ,%	7,50	10,00	15,00	17,50	20,00	25,00	30,00	40,00	50,00	60,00
, м	0,165	0,22	0,33	0,385	0,40	0,55	0,66	0,88	1,1	1,32
Полутолщина профиля ,%	36,90	40,95	46,00	47,50	19,00	50,00	49,50	47,00	10,85	33,35
, м	0,162	0,18	0,202	0,209	0,084	0,22	0,218	0,207	0,048	0,147

5.2 Определение расчётных нагрузок и крутящих моментов

Условная расчётная нагрузка F, кН действующая на перо руля на переднем ходу определяется по формуле:

F = F1 + F2

,

, (5.1)

где k1 - коэффициент равный 1,

k2 - коэффициент равный 1,

л=2,23 - относительное удлинение пера руля,

b1 - величина равная 2,2 для рулей расположенных в ДП,

д - коэффициент общей полноты 0,76,

Ар - площадь пера руля 10,7м2,

х - скорость переднего хода в узлах 12,5,

Ав = Dв*bр = 4,65х2,14 = 9,951 м2 - часть площади пера руля, попавшая в переложенном состоянии в струю винта,

Р =227кН- упор винта.

кН,

кН,

F = 137 + 298,4 = 298,4 кН.

Условная расчётная нагрузка F не должна приниматься меньше нагрузки F3:

, (5.2)

где k3 - коэффициент равный 18.

кН.

Принимаем условную нагрузку F = 298,4 кН, так как F3 <F.

Условный крутящий момент Мк действующий на рулевое устройство на переднем ходу:

, (5.3)

где А1 - часть площади пера руля расположенной в нос от оси его вращения,

м2,

кН·м.

Условный расчётный крутящий момент, действующий на рулевое устройство на заднем ходу:

, (5,4)

где k4 = 0,185

узла.

кН·м.

Условная расчётная нагрузка Fзх действующая на перо руля на заднем ходу:

 кН (5.5)

5.3 Определение диаметра циркуляции судна

Приближенно диаметр циркуляции можно найти по формуле:

, (5.7)

где V - объёмное водоизмещение,

,

где Sб = 0,96LT = 0,96х98,46х6,24 = 589 м2,

?безразмерный коэффициент

где б = 0,611 рад - угол перекладки руля,

л - относительное удлинение пера руля.

м.

Скорость хода судна на установившейся циркуляции:

м/с

Диаметр циркуляции не должен превышать 4 длин судна, поэтому он является удовлетворительным.

5.4 Выбор рулевой машины

Рулевую машину подбираем исходя из максимального полученного крутящего момента 110 кНм.

Выбираем лопастную рулевую машину TENFJORD SR642. С рабочим моментом 110кН

Она представленную на рисунке 5.2.

Рисунок 5.2

1-лопастная рулевая машина; 2-насосы; 3-масляный бак.

5.5 Расчет изгибающих моментов и реакций опор руля

Расчетный изгибающий момент М1 кН·м, действующий в сечении 1 баллера у верхнего подшипника равен нулю.

Расчетный изгибающий момент М2 кН·м, действующий в сечении 2 баллера у нижнего подшипника равен:

М2 = F1C1 + F2C2,

где С1 и С2 - линейные размеры в метрах...