Грузовые стрелы. Совместная работа грузовых стрел.

 

Грузовое устройство представляет собой комплекс конструкций и механизмов, предназначенных для грузовых операций с перевозимыми грузами. Грузовые устройства устанавливают на большинстве транспортных сухогрузных судов. Если судно совершает рейсы с определённым видом груза только между оборудованными портами, то грузовые устройство может не устанавливаться. К таким судам относится, например, контейнеровозы, которые обрабатываются в контейнерных терминалах морских портов. На современных судах применяют грузовые устройства со стрелами, с кранами, смешанные, универсальные, транспортные, пневматические. Выбор типа грузового устройства зависит от назначения, размеров и скорости судна, района плавания, рода перевозимого груза и способа его перевозки. Правильно выбрать тип грузового устройства можно на основании экономического анализа, выполненного для нескольких вариантов устройств.

Грузовое устройство со стрелами. Конфигурация и конструкция большинства элементов определялась в процессе многолетней практики эксплуатации этого устройства. В настоящее время многие элементы стандартизированы и выбираются по стандартам в зависимости от действующей на них нагрузки. Правилами Регистра установлены: нормы расчёта прочности, требования к применяемым материалам, виды термической обработки и сварки, испытания и освидетельствования отдельных элементов и всего устройства в целом. Ниже рассматриваются элементы устройства.

Мачты грузовые несут на себе грузовые стрелы и различную оснастку. Одиночные мачты представляют собой пустотелую конусную трубу, сваренную из отдельных обечаек. Диаметр мачты у степса (нижнего основания) больше диаметра у эзельгофта (обоймы для крепления стеньги и вант). Наибольшее распространение на современных судах получили Л – образные мачты и полумачты. Их установка позволяет без увеличения длины стрелы обеспечить большой вылет стрелы за борт, что улучшает условия грузовых работ.

Стрелы грузовые обеспечивают горизонтальное перемещение груза, делятся на легкие грузоподъёмностью до 10т и тяжеловесы – до 800т. Стрела представляет собой пустотелый трубчатый стержень переменного диаметра. В средней части его длины диаметр примерно на 30% больше диаметра нока (верхнего конца стрелы) и шпора (нижнего конца). Это улучшает устойчивость стрелы при осевых нагрузках. Шпор стрелы с помощью вилки крепится к вертлюгу, установленному в башмаке вертлюга на мачте. Вертлюг обеспечивает стреле опору и возможность её поворота вокруг вертикальной оси. Топенант – это трос, с помощью которого устанавливают необходимый угол наклона стрелы к горизонту. На тяжеловесных стрелах ставят топенант - тали. Коренной конец топенанта крепят к бугелю нока стрелы, а ходовой проводят через топенантный блок, конифаз – блок и закрепляют на топенантном барабане грузовой лебедки и на топенантной вьюшке. Шкентель грузовой обеспечивает вертикальное перемещение груза. Оттяжки служат для поворота стрелы и её фиксирования в положении «над люком» и «за бортом». Весь бегучий такелаж грузового устройства выполняют из стального троса с органическим сердечником (последний обеспечивает тросу лучшую гибкость).

Грузовая лебёдка приводит в движение бегучий такелаж устройства. Как правило, грузовые лебёдки устанавливают на палубе у мачт. По роду привода они могут быть ручными (при грузопоъёмности до 1 тонны), паровыми (встречаются редко), электрическими (самые распространенные) и гидравлическими. Гидравлические наиболее перспективные из-за небольших габаритов, малой массы, без ступенчатого регулирования скорости. Грузоподъёмность ледок достигает 10 тонн. Скорость поъёма грузов доходит до 100 метров в минуту.

Грузовое устройство с кранами. Данный тип грузового устройства широко распрастранён. Высокая производительность работы крана обусловена возможностью совершать три – 4 движения одновременно. Грузоподъёмность кранов может достигать 25 тонн при скорости подъёма груза до 70 метров в минуту.

Смешанное грузовое устройство состоит из грузовых устройств со стрелами и кранами. В этом случае ставятся стрелы – тяжеловесы. (Современные суда)

Универсальное грузовое устройство состоит из катучего портального крана с выдвижной телескопической фермой, на которую навешивают сменные элементы грузового устройства (грузовой гаг, грейфер, транспортер). Применяется на крупнотоннажных и сухогрузных суда и позволяет обрабатывать практически любой груз.

Грузовые устройства с транспортерами применяется на судах, перевозящих сыпучий груз. Днище бункеров имеет наклон к туннелю, в котором проложена транспортная лента. Груз самостоятельно ссыпает на движущуюся ленту продольного транспортера и поступает на поперечный транспортер, который, в свою очередь, перемещает груз на берег или стоящее рядом плавучее средство.

Пневматическое грузовое устройство применяется в основном для погрузки и разгрузки зерновозов. Зерно перемещается по трубам под давление воздуха. Такое устройство отличается высокой производительностью. Обычно оно монтируется на специальных плавучих зерно перегружателя, которые при грузовых операциях ставятся между судном и берегом.

Испытание грузового устройства. Все грузовые устройства подвергаются испытаниям, ежегодным освидетельствованиям, периодическим осмотрам. После изготовления или ремонта все съёмные элементы устройства должны быть испытаны до сборки пробной нагрузкой. После сборки грузового устройства на судне его подвергают испытаниям. На судно выдается документ на право эксплуатации грузового устройства.

 

 

39 Raskekaalupoomid ja kraanad/tjazelovesnie streli i krani/

 

Грузовое устройство – это комплекс механизмов, оборудования и конструкций, предназначенных для выполнения погрузоразгрузочных работ на судне. Различают грузовые устройства периодического и непрерывного. К устройствам периодического действия относятся стрелы (легкие, тяжеловесные), краны (неподвижные, перемещающиеся) лифты и подъемники. К судовым устройствам непрерывного действия относятся транспортеры и элеваторы.

На сухогрузных судах в состав грузовых устройств входят грузовые стрелы или краны, закрытия грузовых люков и средства внутритрюмной механизации. Стрелы грузоподъемностью до 10 тонн называются легкими, более 10 тонн – тяжеловесными. Грузоподъемность тяжеловесных стрел обычно составляет 40 – 60т, но может достигать и 200-300т.

Тяжеловесные стрелы опираются шпором на специальный фундамент, установленный около мачты. Перекидные тяжеловесы системы Штюлькена (с 113 Ситченко). Их преимущество – высокая производительность и возможность работы на два смежных люка. Перекидной тяжеловес состоит из тяжеловесной стрелы, установленной между двумя колоннами, оканчивающимися вверху вращающимися головками с блоками для топенант-оттяжек. Нок стрелы, на которой закрепляются топенант-оттяжки, также оборудован специальной головкой, позволяющей работать на два смежных трюма. С помощью топенант-оттяжек стрела может подниматься, опускаться, поворачиваться и перекидывать на другой люк(вдоль судна). Такое устройство необходимо снабжать тремя лебедками: для шкентеля, для топенант-оттяжек левого и правого бортов.

 

Грузовые краны сложнее по конструкции и значительно дороже, чем стрелы. Их работа ограничивается погодными условиями и креном судна 5-8 градусов. Однако судовые краны имеют более высокую производительность и постоянную готовность к действию. Они могут поднимать и укладывать груз в любое место в просветах люка без дополнительного горизонтального перемещения. На судах встречаются поворотные краны, вращающиеся вокруг неподвижного баллера и вращающиеся вместе с баллером. Все механизмы крана, закрытая кабина оператора и пульт управления компонуются в одном корпусе. Стрела ферменной конструкции шарнирно крепится к корпусу судна. По виду потребляемой энергии различают краны электрические, гидравлические и электрогидравлические, причем гидравлические и электрогидравлические краны являются более перспективными, поскольку они позволяют для изменения вылета стрелы применять гидроцилиндры вместо тросовых топенантов. Краны оснащены механизмами подъема груза, изменения вылета стрелы и поворота с раздельными приводам, допускающими совмещение движения подъема, изменения вылета стрелы и поворота крана. Грузоподъемность кранов может достигать 25 тонн при скорости подъема груза 70м/мин. Для увеличения грузоподъемности применяют сдвоенные грузовые краны, стоящие на общей поворотной платформе. Каждый кран может работать как отдельно, так и совместно, поднимая в этом случае ГРУ в два раза больше.

На контейнеровозах для перегрузки контейнеров могут устанавливаться контейнерные краны. Они захватывают контейнер с помощью спредера – металлической рамы, имеющей те же размеры, что и контейнер. На углах рамы устанавливают замковые устройства, которые входят в верхние отверстия угловых фитингов контейнера, фиксируются там и таким образом обеспечивают возможность подъема контейнера. Спредер используется для открывания и закрывания крышек люка понтонного типа. Для этого на люковых крышках предусмотрены специальные гнезда, подобные угловым фитингам на контейнерах. Контейнерные краны перемещаются вдоль судна по рельсам.

Судовой кран на баржевозе типа LASH также перемещается вдоль судна по рельсовым направляющим. Его грузоподъемность составляет 500т. Захватное устройство и способы закрепления барж аналогично контейнерным кранам с учетом обеспечения требуемой прочности устройств.

На баржевозах типа Sea Bee грузоподъемные операции выполняются с помощью подъемника грузоподъемностью 2000т, размещенного в корме судна. Он доставляет баржи (одну или две) к одной из трех грузовых палуб. Дальнейшее перемещение барж вдоль судна по соответствующей палубе обеспечивают тележки, поднимающие баржи с подъемника с помощью гидродомкратов. Плавкраны и крановые суда оборудуют кранами грузоподъемностью до 6000т.

На судах с горизонтальной грузообработкой груз с причала на палубу доставляют по аппарелям (носовым или кормовым) (с115 Ситченко) или подают через лацпоры. Поворотные аппарели позволяют выполнять грузовые операции при швартовке любым бортом и оконечностью. Длина аппарели определяется условиями эксплуатации и может достигать 50м и более. В этом случае аппарель изготовляется из двух-трех секций, складывающихся в походном положении.

Ширина аппарели определяется в зависимости от схемы движения колесной техники при погрузоразгрузочных работах и может быть равной 7-10 м. Распределение техники по палубам осуществляется с помощью пандусов (неподвижных аппарелей), апрелей и лифтов грузоподъемностью 30-40т.

На судах, перевозящих сыпучие грузы (зерно, руду), в состав грузовых устройств входят ленточные транспортеры, пневмопогрузчики.

 

 

40 Rooliseade, otstarve, koostisosad./rulevoe oborudovanie, naznachenija, sostavnie chasti/

 

Рулевое устройство предназначено для обеспечения управляемости судна, т.е. способности движения по нужной траектории. Основными элементам рулевого устройства являются: руль, баллер - вал для поворота руля; подшипники баллера, служащие его опорами; рулевой привод; ограничитель перекладки руля; тормоз для неподвижного закрепления руля.

Руль состоит из следующих частей: пера руля; петель руля, крепящих перо руля к корпусу судна (подвесные рули петель не имеют и крепятся только к баллеру); замка руля, соединяющего перо руля с баллером. Судовые рули классифицируют по расположению площади пера руля относительно оси вращения, по способу крепления пера руля к баллеру и корпусу судна и по форме профиля поперечного сечения (с 90 Ситченко).

По первому признаку различают небалансирные (обычные), полубалансирные и балансирные рули. Небалансирными называется руль, ось вращения которого близка к передней (носовой) кромке пера. У балансирных рулей ось вращаения проходит на достаточном удалении от носовой кромки пера. Часть пера руля, расположенная впереди оси баллера, называется балансирной. Если балансирная часть имеется не по всей высоте руля, то такой руль принято называть полубалансирным. В связи с перераспределением площади пера руля относительно оси вращения, отстояние центра давления от оси вращения у балансирных рулей меньше, чем у небалансирных, и, следовательно, момент на баллере будет меньше, что ведет к уменьшению мощности рулевой машины. Однако крепление таких рулей к корпусу судна сложнее и менее надежно.

Балансирные и полубалансирные рули характеризуются коэффициентом компенсации, т.е. отношением площади балансирной части ко всей площади пера руля. Для балансирных рулей этот коэффициент принимают равным 0,15-0,25, а для полубалансирных – 0,15

По форме профиля рули бывают плоскими и обтекаемыми (профилированными). Плоские рули в основном применяются на несамоходных судах.

Профилированный руль представляет собой набор горизонтальных ребер (пластин) и вертикальных диафрагм, сваренных друг с другом и образующих каркас, который с обеих сторон покрыт стальными приваренными к нему листами. При этом горизонтальные ребра крепятся к основе пера руля – рудерпису, массивному вертикальному стержню. Рудерпис отливают (или отковывают) вместе с петлями для навешивания пера руля на рудерпост. Иногда рудерпис делают сварным. Профилированные рули имеют перед пластинчатыми ряд преимуществ: более высокое значение нормальной силы давления на руль; меньший момент, необходимый для поворота руля. Кроме того, обтекаемый руль, расположенный за гребным винтом, позволяет улучшить пропульсивные качества судна. Эти рули нашли наибольшее применение

Баллер представляет собойвал для передачи вращающего момента на руль. В судостроительной практике применяют два типа соединения пера руля с баллером: фланцевое и конусное. Фланцевое соединение имеет две разновидности: с горизонтальным и вертикальным расположением фланцев.

Баллер руля входит в кормовой подзор корпуса через гельмпортовую трубу, обеспечивающую непроницаемость корпуса, и имеет не менее двух опор (подшипников) по высоте. Нижняя опора располагается над гельмпортовой трубой и, как правило, имеет сальниковое уплотнение, препятствующее попаданию воды в корпус судна; верхняя опора размещается непосредственно у места закрепления сектора или румпеля. Обычно верхняя опора (опорно-упорный подшипник) воспринимает массу баллера и пера руля, для чего на баллере делают кольцевой выступ. Вращение баллера осуществляется с помощью румпеля или сектора, также закрепляемых в верхней части баллера (голове баллера)

 

 

41) Рулевое устройство:

Рулевое устройство является одним из важнейших устройств, так как обеспечивает судну мореходное качество – управляемость. Как правило, основные элементы рулевого устройства располагаются в корме, но некоторые суда имеют и носовое рулевое устройство.

Элементы рулевого устройства. Перо руля (руль) при перекладке на какой-либо борт воспринимает давление потока воды при определённой скорости судна и изменяет его курс. Судовые рули по расположению оси вращения делятся на небалансирные – ось вращения проходит у передней кромки руля и балансирные – ось вращения проходит на некотором удалении от передней кромки руля. Площадь балансирной части, расположенная в нос от оси вращения, составляет 20 – 30 % всей площади руля. Давление воды на балансирную часть руля помогает рулевой машине перекладывать руль на борт, что приводит к существенному экономическому выигрышу.

По способу крепления к корпусу судна рули могут быть навесные и полуподвесные. Навесные рули отличаются надежностью крепления, а полуподвесные обладают лучшими гидродинамическими качествами.

По форме поперечного сечения различают плоские и обтекаемые рули. Плоский двухслойный руль состоит из лито-сварного каркаса, закрытого снаружи листами стаи соответствующей толщины. Такие рули обладают высокой прочностью и устанавливаются обычно на ледоколах. Обтекаемый руль имеет в сечении каплеобразную форму и состоит из вертикальных и горизонтальных диафрагм, закрытых стальной сварной обшивкой.

Обтекаемые рули имеют перед плоскими некоторые преимущества: при перекладке создают большую гидродинамическую силу давления воды, что улучшает поворотливость судна. Центр гидродинамического давления располагается ближе к оси вращения, а это уменьшает момент на баллере, снижая мощность рулевой машины. Испытывают меньшее сопротивление воды. Улучшает работу гребного винта, расположенного перед рулём.

На некоторых судах, имеющих небольшую осадку, вместо руля может быть установлена поворотная насадка. Конструкция полого кольца насадки, в поперечном сечении, аналогична конструкции обтекаемого руля. Система продольных и кольцевых диафрагм закрывается по периметру обшивкой. В кормовом конце насадки иногда устанавливают стабилизаторы для уменьшения гидродинамического момента на баллере. Изменение курса судна происходит вследствие отбрасывания струи воды винтом через насадку, в сторону какого- либо борта.

Баллер для передачи вращающего момента на руль и перекладки последнего на необходимый угол. Баллер представляет собой изогнутый или прямой стальной цилиндрический брус, который крепится к рулю с помощью фланцев. Соединение может быть конусным на шпонках с затяжной гайкой. Подшипники создают опору баллеру руля. Они могут быть опорными и опорно-упорными. В состав подшипника может входить сальниковое устройство для обеспечения непроницаемости корпуса судна в месте похода баллера.

Румпель имеет вид рычага, который насаживается своей обоймой на верхнюю часть баллера. Рупмель соединён с баллером на шпонках, что обеспечивает передачу усилия рулевой машины на баллер.

Сектор насаживается на верхнюю часть баллера свободно. Связывается с румпелем с помощью пружин. Сектор приводится во вращение рулевым приводом и передает усилие вращения через румпель на баллер.

Рулевой привод служит для передачи мощности рулевой машины на сектор или непосредственно на румпель. Простейшим рулевым приводом является секторно - штуртросовый привод. При вращении штурвала цепь штуртроса перепускается через звёздочку и приводит во вращение сектор. Такой привод может применяться в качестве основного на мелкотоннажных судах и в качестве запасного на крупнотоннажных.

Секторный привод с валиковой передачей устанавливают на судах в качестве основного или запасного. Вращение штурвала приводит во вращение систему трубчатых валиков. Конечный валик вращает через редуктор цилиндрическое зубчатое колесо, входящее в зацепление с зубчатой рейкой сектора.

Секторно – зубчатый привод применяется в случае установки рулевой машины непосредственно в румпельном отделении. Вращение электромотора через редуктор передается на сектор. Электромотор включается из рулевой рубки.

Электрогидравлический плунжерный рулевой привод применяется на крупнотоннажных судах, так как может развивать большой момент в баллере. При работе насоса масло перекачивается из одного гидроцилиндра в другой, что заставляет двигаться плунжер, соединённый с румпелем.

Электрогидравлический лопастной рулевой привод имеет небольшие габариты и массу, обладает, как и плунжерный, высокой чувствительностью управления. Румпель находится в закрытом корпусе. В рабочие камеры насосами подается масло, которое давит на лопасти румпеля, заставляя его вращаться в нужном направлении.

Аксиометр – прибор, расположенный в рулевой рубке, перед рулём. Показывает положение пера по отношению к ДП. Имеет электрическую или механическую связь с датчиком, расположенным в румпельном отделении.

Ограничители перекладки руля и поворота сектора ограничивают угол отклонения руля от ДП и обеспечивают наиболее эффективное использование рулевого устройства.

Тормоз руля, или стопор, предназначен для стопорения руля при ремонте рулевого привода и для предотвращения рывков в рулевом устройстве от ударов волн о перо руля при стоянке судна на якоре или на швартовых.

Рулевая машина обеспечивает работу рулевого устройства по управлению судном. Ручные рулевые машины используются в тех случаях, когда усилие на рукоятках штурвала не превышает 12 кгс на одного человека при окружности скорости вращения штурвала до 1м\ с. На запасном рулевом приводе допускается усилие до 16 кгс на одного человека. На крупнотоннажных судах, где необходимо большое усилие для перекладки руля, применяются электрические и электрогидравлические рулевые машины, которые могут создать момент на баллере до 200 тс * м. Управление рулевой машиной на современных крупнотоннажных судах часто осуществляется авторулевым. Это обеспечивает более точное удерживание судна на курсе, что приводит к сокращению ходового времени и экономии топлива.