Якірно-швартовий пристрій судна

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Загальна частина

1.1 Стислий опис судна

Нафторудовоз «Polarbris» побудований в 1970 р. в ФРГ на верфі «Kieler Howaltdswerke A. G.» и Киле.

Судно побудоване по правилам Норвеського Верітас. Основні характеристики судна наступні:

Довжина найбільша, м 280,0

між перпендикулярами, м 266,5

Ширина, м 43,4

Висота борта, м 22,60

Осадка, м 16,6

Коефіцієнт загальної повноти 0,8

Місткість вантажних приміщень, 158600

Дедвейд при осадці 16,61 м, т 141300

Водотоннажність при осадці 16,61 м, т 165900

Потужність головної енергетичної установки, л.с. 24000

Швидкість, вуз 15,75

Нафторудовоз «Polarbris» одногвинтове судно, з баком і з кормовим знаходженням п'ятиступінчатою надбудовою і машинного відділення. Носова частина бульбоподібна, корма транцева.

Всі подовжні зв'язки корпусу в районі палуби і верхніх частин бортів виготовлені з високоміцної сталі з межею текучості 3600 кгс/, останні зв'язки корпусу - із сталі з межею текучості 2700 кгс/. Висота подвійного дна 2,7 м в центральній частині і 3,1 м в скуластих цистерн. Для прокладки трубопроводів в подвійному дні передбачений тунельний кіль, що тягнеться від носової перегородки трюму № 1 до кормової перегородки трюму № 9.

Вантажний простір розділений на дев'ять трюмів приблизно однакової довжини, причому в трюмах № 1, 3, 5, 7, 9 призначених для перевезення руди, встановлені додаткові підкріплення.

Конструкція корпусу в районі вантажних приміщень з подвійними бортами, скуловими і під палубними цистернами і поперечними перегородками.

Підпалубні, скуласті і дніщевиє цистерни, а також списи призначені для розміщення лише чисто водяного баласту (місткість складає 37793 т).

Вантажна система обслуговується двома вертикальними турбонасосами подачею по 2450 при напорі в 125 м вод ст. Два головні магістральні трубопроводи вантажної системи розміщено в тунельному кілі впродовж всіх вантажних приміщень.

Якірний пристрій включає два брашпілі, дві швартові лебідки тяговим зусиллям по 20 тс і два якорі масою по 15.8 т

Рульовий пристрій з електрогідравлічним приводом складається з напівбалансирного керма з площею пера 81.5

Головний двигун - два восьмицеліндрові дизелі «Burmeister & Wain» максимальною довготривалою потужністю 30400 л.с.

Гребні гвинти чотирьохлопастні, діаметром 8000 мм. Вага кожного гвинта 43 т.

Суднова електростанція складається з двох турбо-генераторів потужністю по 660 кВА і аварійного генератора потужністю 60 кВА.

1.2 Вибір типу якірно-швартового пристрою

Для даного типу судна, його конструктивних розмірів, району плавання і призначення, для віддачі і підйому якоря, а також для виконання швартових робіт вибираємо якірно-швартовий шпиль. На суднах де верхня палуба вважається особливо небезпечною зоною і тому для цілісності механізму на суднах такого типу рекомендується встановлення швартовного шпиля тому, що сам механізм шпиля знаходиться під верхньою палубою і вважається захищеним.

1.3 Стислий опис вибраного якірно-швартового пристрою

Якірно-швартовий шпиль -- вантажопідйомний пристрій, але на відміну від брашпиля має вертикально розташований вал, на кінці якого знаходиться барабан для перемотування канату, що приводиться в дію лебідкою з електродвигуном. Управління шпілем виконується вручну за допомогою пульта управління і гальм. Обидва пристрої, як правило, використовують на судах для підйому і спуску якорів і для натягування швартовочних канатів (тросів) і ланцюгів.

Ланцюгова зірочка насаджена на баллер вільно, що дозволяє виконувати швартові операції і витравлювати якірний ланцюг, використовуючи тільки лише силу ваги якоря. Коли вже виникає необхідність в русі від баллера, зірочко з'єднують кулачковою муфтою зі швартовим барабаном. З допомогою маховичка,розміщеного на кришці, цей барабан можна підіймати і опускати по направляючій шлюпці баллера. Для обмеження швидкості втравлювання якірного ланцюга служить стрічкове гальмо з приводом. У випадку поломки електропривода передбачено повертання голівки шпиля вручну. Нормальна робота шпиля, у випадку деформації палуби, забезпечується тим, що на місці прохода баллера в палубу вмонтований сферичний підшипник. В наш час шпилі та брашпилі виконують з не самозагальмовуючими черв'ячними редукторами, що пояснюється бажанням збільшити ККД установки.

1.4 Вимоги Регістра до електропривода якірно-швартового пристрою

В відповідності з вимогами ГОСТ 5876-69 якірно-швартові пристрої повинні виконувати наступні основні операції:

віддачу якоря при зупинці судна на якір;

стоянку на якорі при загальмованих ланцюгової зірочки і стопорі;

зйомку з якоря - підтягування судна до якоря, відрив і підйом, втягування якоря до клюзу. Зйомка судна з якоря повинна тривати не більше 30 хвилин.

забезпечувати швартування судна при віджимному вітрі до п'яти балів.

Електродвигун якірно-швартового пристрою повинен:

Розвивати на основній робочій характеристиці, використаній в номінальному режимі роботи пристрою пусковий момент,створюючий на ланцюговій зірочці тягове зусилля ,не менше двократного номінального і не більше половини пробного навантаження донного якірного ланцюга. Якщо пусковий момент електродвигуна створює зірочці зусилля більше за половину пробного навантаження якірного ланцюга ,повинний бути передбачений захисний пристрій,розрахований на половину пробного навантаження;

Допускати стоянку під струмом 30-60 с,після роботи в нормальному режимі.



2. Спеціальна частина

2.1 Початкові дані для розрахунку

Коефіцієнт-0,6

Тип судна - нафторудовоз

Водотоннажність - V = 35834,4 м³

Найбільша ширина судна - B = 26 м

Довжина судна між перпендикулярами - L = 168 м

Висота борту - H = 13,56 м

Глибина якірної стоянки - h = 100 м

Осідання судна - T = 9,96 м

Швидкість підтягування якоря - V_а = 0,2 м/с

Швидкість швартування:

номінальна V = 0,17 м/с

найбільша V = 0,35 м/с

найменша V = 0,15 м/с

ККД пристрою - з = 0,8

Коефіцієнт, що враховує тертя ланцюга об клюз - з_кл = 0,77

Швидкість втягування якоря в клюз - V_кл= 0,17 м/с

2.2 Вибір ваги і кількості якорів, ланцюга і швартового каната. Визначення конструктивних розмірів механiзму

Визначимо характеристику якірного постачання N_с:

N_c = + 2BH₁ + 0,1S_пар (2.1)



N_c = + 2 • 26 • 14,25 + 0,1 • 303,2 = 1785,32.Значення N_c підставимо в додаток 2 підручника Чекунова К.А. Звідки N_c=2000

Умовна висота визначається:

H₁ = a + h (2.2)

H₁ = 3,56 +10,69 = 14,25 м,

де а і h узяті з конструктивних даних судна.

Вітрильна поверхня судна визначається:

S_пар = 0,27 В(H - T) + bh (2.3)

S_пар=0,27 • 26(13,56 - 9,96) +26 •10,69 = 303,2 м²,

де b i h узяті з конструктивних даних судна.

Визначимо кількість і вагу станових якорів і ланцюгів до них по таблиці норм постачання суден якорями і ланцюгами залежно від N_c:

Число станових якорів - 3

Середня маса якоря - 6000 кг

Загальна довжина 2-х ланцюгів - 600 м

Калібр ланцюга підвищеної міцності - 67 мм

Вага одного метра ланцюга - 95,5 кг

По таблиці даних, нормалізованій якірно-швартовим пристроям для вибраного калібру ланцюга 67 мм, визначаємо:

Пробне навантаження ланцюга - 1736 кН

Діаметр ланцюгової зірочки - 855 мм

Діаметр швартового троса - 37 мм

Діаметр швартового барабана для визначення швидкостей - 712 мм

Діаметр швартового барабана для визначення моментів - 790 мм

Номінальне зусилля швартування - 140 кН

2.3 Визначення зовнішніх зусиль, діючих на судно при зйомці з якоря

F = F_в + F_т (2.4)

F = 5948,8 + 38771 = 44720 Н

Припускаємо, що напрям сили вітру і течії співпадають, У такому разі рівнодійна F_в визначиться за формулою:

F_в = 9,81• К_в • S_пар • V_в² (2.5)

F_в = 9,81 • 0,02 • 303,3 • 10² = 5948,8 Н

де V_в=5 - 12 м/с - швидкiсть вiтру

S_пар - вітрильна поверхня судна

Сила течії знаходиться за формулою:

F_т = 9,81• f_тр + S_см • V_o^1,83 (2.6)

F_т = 9,81 • 0,14 • 6670 • 2,2^1,83=38771 Н

V_o = V_т + V_nт

V_о = 2 + 0,2 = 2,2 м/с,

де V_т = 2 м/с - швидкість течії води;

V_nт = 0,2 м/с - абсолютна швидкість підтягування судна до місця заставляння якоря.

S_см = (2T + 1,37(д_n - 0,247) • B) • L (2.7)

S_см = (2 • 9,96 + 1,37(0,8 - 0,247) •26) • 148 = 6670 м²

Коефiцiент повноти водотонажностi визначається:

д_n = (2.8)

д_n = = 0,8

де д - питома вага морської води, д = 1,025 Н/м³

К_в - коефіцієнт питомого тиску вітру, К_в = 0,02 кг/м²

V_в - швидкість вітру, V_в = 5 - 12 м/с

S_пар - вітрильна поверхня судна

2.4 Визначення потужності виконавчого електродвигуна якірно -швартового пристрою

Потужність виконавчого електродвигуна якірно-швартового пристрою визначимо за формулою:

P = (2.9)

P = • = 34,5 кВт,

де b - розрахунковий коефіцієнт (0,6 - 0,9).

F_a - зусилля на колі ланцюгової зірочки якірно-швартового пристрою, що діє на початку підйому відірваного від грунту якоря:

F_a = • (2.10)

F_a = • = 172560,5 Н

де Q_a - вага якоря; Q_a = 58800 H

P₁ - вага погонного метра ланцюга; P₁ = 940,8 Н/м

г - питома вага матеріалу ланцюга; г = 76400 Н/м

д - питома вага морської води; д = 10025 Н/м

V_a = 0,2 м/с

2.5 Вибір виконавчого електродвигуна якірно-швартового пристрою

Вибираємо асинхронний полюсоперемикаючий двигун серії МАП, призначений для електроприводів якiрно-швартовного пристрою.

Тип двигуна: МАП 721-4/8/12

Р	Рн, кВт	Режим роботи, хв	n, об/хв	Mкр, Нм	Мп, Нм
4	50	30	1420	1275	1050
8	40	30	700	1960	1700
16	20	10	300	975	920

Електродвигун, вибраний відповідно до рекомендацій відносно швидкостей вибору і витравлювання якірного ланцюга і вибору швартового канату.

2.6 Визначення необхідного передатного відношення

На судні - нафторудовозі в якості якірно-швартового пристрою встановлюється шпиль.

Передатне відношення визначимо з вираження:

i = (2.11)

i =

і?145

де n_н - номінальна частота обертання електродвигуна при виборі якоря

n_н = 685 об/хв

2.7 Вибір електромагнітного гальма

В відповідності з вимогами ГОСТа 5875-69 якірно-швартові пристрої повинні мати автоматичне нормально замкнене гальмо на валу електродвигуна з приладом для ручного розгальмовування.

Гальмо повинне утримувати пристрій від обертання при дії в ланцюзі на зірочці статичного зусилля ззовні, величина якого не менше 1,6 номінального, Номінальним потрібно рахувати зусилля на початку четвертої стадії - після відриву якоря від грунту.

Виходячи з цього, необхідний гальмівний момент електромагнітного гальма на валу електродвигуна:

M_т ? (2.12)

M_т ? = 765 Hм,

де F_a - зусилля на колі ланцюгової зірочки;

R_зв - радiус ланцюгової зірочки;

з - К.К.Д механiзму

Вибираємо дискове електромагнітне гальмо змінного струму типу ТМТ-72, гальмівний момент якого:

= 2000 Нм ? М_т = 1960 Нм

2.8 Розрахунок та побудова механiчних характеристик

Початковi данi для обмотки великої швидкостi:

р = 4, Р_н = 50 кВт, n_н = 1420 об/хв, М_кр = 1275 Нм, М_п = 1050 Нм

Номiнальний момент знаходиться за формулою:



М_н = (2.13)

М_н = = 335,5 Нм

Кутову швидкiсть знаходимо за формулою:

??_н = (2.14)

??_н = = 149 рад/с

Перевантажувальна стiйкiсть двигуна дорiвнює:

К_м = (2.15)

К_м = = 3,8

Номiнальне ковзання знаходимо за формулою:

S_н = (2.16)

S_н = = 0,053

Синхронну частоту обертання знаходимо за формулою:

n_c = (2.17)

n_c = = 1500 об/хв

Критичне ковзання знаходимо за формулою:



S_кр = S_н • (Km + ) (2.18)

S_кр = 0,05 • (3,8 + ) = 0.29

n_кр=n_c•(1-S_кр)

n_kp=1500•(1-0,29) = 915 об/хв

Робочу частину механічно i характеристики знаходимо за формулою Клосса:

M = (2.19)

M₁ = = 787 Hм

M₂ = = 1197,2 Hм

Визначаємо частоти обертання двигуна:

n = n_c • (1 - S) (2.20)

n₁ = 1500 • (1 - 0,1) = 1350 об/хв.

n₂ = 1500 • (1 - 0,2) = 1200 об/хв

Результати розрахунку зводимо в таблицю 1



Таблиця 1

	Точка 1	Точка 2	Точка 5	Точка 6	Точка 3	Точка 4
М,Нм	0	335,5	787	1197	1275	1050
n,об/хв	1500	1420	1350	1200	915	0
S	0	0,05	0,1	0,2	0,29	1

Початковi данi для обмотки середньої швидкостi:

р = 8, Р_н = 40 кВт, n_н = 700 об/хв, М_кр = 1960 Нм, М_п = 1700 Нм

Номiнальний момент знаходиться за формулою:

М_н = (2.21)

М_н = = 544,2 Нм

Кутову швидкiсть знаходимо за формулою:

??_н = (2.22)

??_н = = 78,75 1/с

Перевантажувальна стiйкiсть двигуна дорiвнює:

К_м = (2.23)

К_м = = 3,6

Номiнальне ковзання знаходимо за формулою:

S_н = (2.24)



S_н = = 0,067

Синхронну частоту обертання знаходимо за формулою:

n_с = (2.25)

n_с = = 750 об/хв.

Критичне ковзання знаходимо за формулою:

S_кр = S_н • (Km + ) (2.26)

S_кр = 0,067 • (3,6 + ) = 0,426

Робочу частину механiчної характеристики знаходимо за формулою Клосса:

M = (2.27)

M₁ = = 1931H•м

M₂ = = 1954,9H•м

Визначаємо частоти обертання двигуна:

n = n_с • (1-S) (2.28)

n₁ = 750 • (1-0,35) = 487,5 об/хв.

n₂ = 750 • (1-0,4) = 300 об/хв

Результати розрахунку зводимо в таблицю 2.

Таблиця 2

	Точка 1	Точка 2	Точка 5	Точка 6	Точка 3	Точка 4
M,Нм	0	544,2	1931	1954,9	1960	1700
n,об/хв	750	700	487,5	450	435	0
S	0	0,06	0,35	0,4	0,426	1

Початковi данi для обмотки малої швидкостi:

р = 16, Р_н = 20 кВт, n_н = 300 об/хв, М_кр = 975 Нм, М_п = 920 Нм

Номiнальний момент знаходиться за формулою:

М_н = (2.29)

М_н = = 634,9 Нм

Кутову швидкiсть знаходимо за формулою:

??_н = (2.30)

??_н = = 31,4 рад/с

Перевантажувальна стiйкiсть двигуна дорiвнює:

К_м = (2.31)

К_м = = 1,54

Номiнальне ковзання знаходимо за фолмулою:

S_н = (2.32)



S_н = = 0,2

Синхронну частоту обертання знаходимо за формулою:

n_c = (2.33)

n_c = = 375 об/хв.

Критичнее ковзання знаходимо за формулою:

S_кр = S_н • (Km + ) (2.34)

S_кр = 0,2 • (1,5+ ) =0,53

Робочу частину механiчноi характеристики знаходимо за формулою Клосса:

M = (2.35)

M₁ = = 709 Нм

M₂ = = 970 Нм

Визначаємо частоти обертання двигуна:

n = n_с • (1-S) (2.36)

n₁ = 375 • (1-0,3) =262,5 об/хв

n₂ = 375 • (1-0,6) =150 об/хв

Результати розрахунку зводимо в таблицю 3.

Таблиця 3

	Точка 2	Точка 5	Точка 6	Точка 1	Точка 4	Точка 3
M,Нм	634,9	709	970	0	920	975
n,об/хв	300	262,5	150	375	0	112,5
S	0,2	0,3	0,33	0	1	0,53

2.9 Побудова діаграми навантаження виконавчого електродвигуна якірно-швартового пристрою

Визначимо зусилля натягнення ланцюга у клюзу на кожній стадії зйомки судна з якоря:

ПЕРША СТАДІЯ. Рівномірний вибір якірного ланцюга і рівномірне підтягування судна до якоря.

До ланцюгової зірочки докладено зусилля, рівне:

Т₁ = • (2.37)

Т₁ = • = 189 кН,

де f_кл =1,28-1,35 - коефіцієнт втрат на тертя від клюзу до ланцюгової зірочки (бортовий клюз, якірна труба, палубний клюз, стопор).

Довжина провисаючої частини ланцюга на номінальній глибині стоянки визначається:

l_ц = (2.38)

l_ц = + 100² = 144,6 м

ДРУГА СТАДІЯ, Зусилля на зірочці приймається таким, що змінюється лінійно від зусилля першої стадії до зусилля відриву якоря від ґрунту.

Зусилля на зірочці приймається таким, що змінюється лінійно від зусилля першої стадії до зусилля відриву якоря від ґрунту.

ТРЕТЯ СТАДІЯ. Відрив якоря від ґрунту.

Зусилля, що йде тільки на відрив якоря, на підставі даних на практиці, виходячи з нормальних габаритів електродвигунів, приймається 2Q_a.

Повне зусилля на зірочці при відриві якоря буде:

T₃ = • (2Q_a + (Q_a + P₁ • h) • ) (2.39)

T₃ = • (2•58860 + (58860 + 940,8 • 100) • 0,87) =286 кН

ЧЕТВЕРТА СТАДІЯ. Підйом якоря, що висить після відриву.

Привод працює зі змінним зусиллям.

На початку стадії зусилля на зірочці рівне:

T_{4 нач} = • (Q_a+P₁ • h) • ? (2.40)

T_{4 нач} = • (58860+940,8 • 100) • 0,87 = 172 кН

Зусилля у кінці стадії, при підході якоря до поверхні води:

T_{4 кон} = • Q_a • 0,87 (2.41)

T_{4 кон} = • 58860 • 0,87 = 66кН

На підставі отриманих даних визначимо моменти на валу електродвигуна на кожній стадії:

Моменти на валу двигуна розраховується за формулою:

M = (2.42)



M₁ = = 397 Нм

M₃ = = 1048,2 Нм

M_{4 нач} = = 634 Нм

M_{4 кон} = = 243,9 Нм

Визначимо частоти обертання електродвигуна за механічною характеристикою по відомих моментах:

M₁ = 397 Нм - n₁ = 720 об/хв

М₃ = 1048,2 Нм - n₃ = 645 об/хв

M_{4 нач} = 634 Нм - n_{4 нач} = 695 об/хв

M_{4 кон} = 243,9 Нм - n_{4 кон} = 730 об/хв

Час роботи електродвигуна на окремих стадіях зйомки судна з якоря визначається:

ПЕРША СТАДІЯ:

t_{1 =} (2.43)

t_{1 =} = 11,6 хв

Довжина ланцюга, що вільно лежить на грунті визначається:

l₁ = L - l_ц (2.44)

l₁ = 300 - 144,6 = 155,4 м

L - довжина ланцюга за клюзом.

ДРУГА СТАДІЯ:

t₂ = (2.45)

t₂ = = 4,4хв

ТРЕТЯ СТАДІЯ:

На третій стадії, коли двигун стоїть під струмом, час t = 30 c,або t = 0,5хв.

ЧЕТВЕРТА СТАДІЯ:

t₄ = (2.46)

t₄ = = 7,5 хв

На підставі отриманих даних будуємо діаграму навантаження.

2.10 Перевірка вибраного двигуна на відповідність заданому режиму роботи

2.10.1 Перевірка виконавчого електродвигуна на тривалість зйомки з якоря

Дійсний час зйомки судна з якоря визначається як сума тривалості окремих стадій, отриманих з діаграмми навантаження:

t_д = t₁ + t₂ + t₃ + t₄ (2.47)

t_д = 11,6 + 4,4 + 0,5 +7,5 = 24 хв

Оскільки,відповідно до правил Регістра зйомка судна з якоря повинна проводитися за час t_зад = 20 - 30 хв, умова t_зад ? t_д виконана.

2.10.2 Перевірка виконавчого електродвигуна на нагрів

Асинхронний двигун на нагрів можна перевірити за формулою середньоквадратичного моменту:

М_екв (2.48)

М_екв =

= 452,4 Нм

Вибраний електродвигун не перегріватиметься зверху допустимої температури, якщо:

М_екв < М_н (2.49)

452,4 Нм < 544,2 Нм,

умова дотримується, електродвигун перегріватися не буде.

2.10.3 Перевірка вибраного електродвигуна на забезпечення необхідних швидкостей підйому якоря

Середня швидкість підйому якоря за увесь цикл зйомки:

V_ср = (2.50)

V_ср = 0,2 м/с,

де V_a = 0,2м/с, отже V_a = V_ср

Визначимо швидкість ланцюга, при підтягуванні якоря до клюзу:

Зусилля на колі ланцюгової зірочки рівне:

F_кл = (2.51)

F_кл = = 76442 Нм

Момент опору на валу двигуна при підтягуванні якоря до клюзу:

М_кл = (2.52)

М_кл = = 263,6 Нм

За механічною характеристикою електродвигуна при роботі на обмотці, призначеній для підтягування якоря до клюзу, визначимо частоту обертання двигуна:

n_кл = 727,5 об/хв.

Швидкість підтягування якоря до клюзу:

V_кл = (2.53)

V_кл = = 0,2 м/с,

де V_кл = 727,5 • 0,105 = 76,4 рад/с

V_кл = 0,21 м/с, що відповідає завданню.

2.10.4 Перевірка вибраного електродвигуна на забезпечення необхідного пускового моменту

Необхідний пусковий момент визначається з вираження:

М_{п тр} = (2.54)

М_{п тр} = = 1623 Нм

Каталожне значення пускового моменту електродвигуна:

М_{п кат} > Мп _тр (2.55)

2000 Нм > 1623 Нм

Отже, двигун має достатній М_п.



2.10.5 Перевірка вибраного електродвигуна на забезпечення необхідних швидкостей швартування

Визначимо номінальний момент швартування:

М_ш = (2.56)

М_ш = = 536 Нм,

де F_шн - номінальне зусилля швартування

D_м - діаметр швартового барабана

Розрахунковий момент на валу електродвигуна при виборі швартового каната з малою швидкістю:

М_шм = 0,75М_ш (2.57)

М_шм = 0,75 • 536 = 402 Нм

Момент при виборі з найбільшою швидкістю:

М_шб = 0,2М_ш (2.58)

М_шб = 0,2 • 536 =107,2 Нм

За механічними характеристиками вибраного електродвигуна на обмотках малої, середньої і великої швидкостей визначаються відповідно частоти обертання n_ш, n_шм, n_шв двигуна:

n_ш = 710 об/хв;

n_шм = 340 об/хв;

n_шв = 1465 об/хв.

Швидкості вибору швартового каната:

НАЙМЕНША:



V_шм = (2.59)

V_шм = = 0,12 м/с,

де D_с = 0,712м - діаметр швартового барабана для визначення швидкостей.

НОМІНАЛЬНА:

V_ш = (2.60)

V_ш = = 0,17 м/с

НАЙБІЛЬША:

V_шб = (2.61)

V_шб = = 0,36 м/с

Вибраний електродвигун забезпечує необхідні швидкості швартування, оскільки знайдені швидкості знаходяться в межах, вказаних в ГОСТе5875-69.

2.10.6 Визначення довжини ланцюга, підйом якого може бути забезпечений електродвигуном

Електропривод якірно-швартового пристрою повинен в аварійному режимі забезпечувати підйом якоря, що висить на ланцюзі, витравленому на 85% її довжини (за клюзом).

Довжина ланцюга, який може підняти електродвигун:

= ( ) (2.62)



= ( - 58860) = 274 м,

де М_п - пусковий момент вибраного електродвигуна на обмотці, що має найбільший пусковий момент.

i - передатне відношення редуктора

Q_a - вага якоря, Н

P₁ - вага погонного метра ланцюга, Н/м,

D_зв - діаметр зірочки,

б - коефіцієнт, визначений з вираження:

б = (2.63)

б = = 0,706

Для вибраного електродвигуна умова ? 0,85 виконується, оскільки: = 0,94 (0,94 ? 0,85)

2.10.7 Визначення зусиль, що виникають при зупинці електродвигуна під струмом

При перевищенні моментів навантаження на валу двигуна М_кр відбувається "перекидання" двигуна і зупинка під струмом. При цьому в ланцюзі виникають зусилля:

F_max = (2.64)

F_max = = 531 кН

Пробне навантаження ланцюга F = 1736 кН, що значно більше зусилля в ланцюзі при дії М_кр двигуна.



2.11 Вибір схеми керування електроприводом якірно-швартового пристрою

До розробки схеми керування електроприводом якірно-швартового пристрою приступають лише після остаточного вибору виконавчого електродвигуна якірно-швартового пристрою.

Схема повинна забезпечити необхідні режими роботи якірно-швартового пристрою (декілька швидкостей в напрямку «Вибирати» і «Труїти», можливість гальмівних режимів для прискорення перехідних процесів). Окрім основних функцій, витікаючи з технології робочого механізму, схема повинна передбачати необхідні блокування, що виключають виникнення аварійних режимів в разі несправності вхідних в неї елементів або при неправильних діях обслуговуючого персоналу.При побудові схеми прагнуть до забезпечення простоти і максимальної надійності.

В деяких випадках для крупних якірно-швартових пристроїв змінного струму застосовується трьохшвидкісний електропривод, який має обметування з відношенням чисел полюсів 4/8/16. Чотирьохполюсна обмотка служить для режиму вибору швартового троса в холосту, шістнадцятиполюсна служить для втягування якоря в клюз, а восьмиполюсна обмотка служить для реалізації основного режиму вибору ланцюга.

2.12 Обґрунтування вибору

З перахованого вище матеріалу можна зробити висновок що, нам буде потрібно схему, керовану магнітними контролерами, оскільки потужність двигуна 22-90 кВт, також наша схема повинна мати всі відповідні захисти для запобігання аварійних режимів.



2.13 Стислий опис роботи схеми

Підготовка схеми зводиться до включення живлення фідера і замиканню контакту SA вимикача ланцюгів керування. Якщо моховичок командоконтроллера при цьому знаходиться в нульовому положенні, то через контакт командоконтроллера К3 і розмикаючі контакти нульового реле KT1 напруги буде подано на випрямляч UZ. Випрямлена напруга через розмикаючі контакти контактора KM3 и теплових реле KK1-KK5 в цьому випадку поступає на нульове реле KT1, яке спрацювавши, шунтує контакт K3, забезпечуючи цим живлення своєї котушки і інших ланцюгів керування в робочих положеннях командоконтроллера.

З поворотом моховика командоконтроллера в перше робоче положення «Вибирати» замикаються контакти К5 і К7, залишається замкнутим контакт К13 і розмикаються контакти К3 і К4. Замкнувшийся контакт К5 забезпечує спрацьовування контакторів напрямку КМ1 і гальмівного КМ4, що і знімає механічні гальма і підготовлює двигун до роботи.

Захист електроприводу

-Нульовий захист здійснює нульове реле КТ1.

-Захист від перевантаження виконує теплові реле КК1-КК5.

-Вантажний захист здійснюється за допомогою теплового реле КК6 розрахованого на менші струми.

2.14 Вибір апаратів схеми керування якірно-швартовим пристроєм

Вибір контакторів:

в якості контролера використовуємо кулачковий контролер серії КВ.

Згідно с інтервалом потужностей вибираємо контролер марки КВ 1930.

Його технічні данні приведенні в таблиці:



Тип контролера	Номінальний струм, А	Номінальна напруга, В	Максимальний пусковий струм, А	Число робочих положень контролера	Інтервал потужності, кВт
КВ 1930	50	380	200	2	10 - 18

Вибір теплових реле:

При виборі теплових реле для короткозамкнених двигунів серії МАП враховують:

- Заданий час стоянки під струмом.

- Необхідність роботи с часто повторним и пусками и гальмуванням.

- малу кратність пускового струму по відношенню до номінального.

Згідно с інтервалом потужностей вибираємо теплові реле марки ТРТ 136. Такі теплові реле використовуються при інтервалі потужностей 9-13 кВт

Його технічні данні приведенні в таблиці:

Цифрова частина до типового позначення реле серії ТРТ	Номінальний струм реле, А	Номінальна напруга, В
136	45	380

Теплове реле марки ТРТ 136. Кількість розмикаючи контактів - 1.

Теплове реле марки ТРТ 136. Кількість розмикаючи контактів - 1.

Теплове реле марки ТРТ 136. Кількість розмикаючи контактів - 1.

Теплове реле марки ТРТ 136. Кількість розмикаючи контактів - 1.

Теплові реле марки ТРТ 136 мають наступні розміри (висота х ширина х глибина) : 120x30x100.



Література

якірний швартовий пристрій

1. Лейкин В.С. «Судовые электростанции и сети».

2. Головин Ю.К. «Судовые электрические приводы».

3. Чекунов К.А. «Судовые электроприводы».

4. Китаенко Г.И. «Справочник судового электротехника», том 2.

5. Богославский А.П. «Справочник судовых электроводов», том 2.

6. Шипов И.С. «Методическое пособие по курсовому проектированию электроприводов якорно-швартовных механизмов».

Размещено на Allbest.ru

...