Электрическая рулевая машина

Электродвигатель через редуктор приводит в движение рулевой сектор, который крепится на баллере руля (рис.1.60).  Две пружины, воспринимающие удары волн о перо руля, соединяют сектор руля с румпелем; последний в свою очередь через призматическую шпонку соединен с баллером руля, на котором помещен профильный руль. Если необходимо повернуть перо руля, нужно запустить мотор с определенной частотой вращения. При неисправности электрической рулевой машины руль приводится в движение с помощью управляемого вручную механизма, состоящего из штурвальной тумбы и штурвала. Путем поворота штурвала приводятся в движение червячное колесо и взаимодействующий с ним аварийный приводной сегмент, укрепленный непосредственно на баллере руля. Штурвальная тумба аварийной рулевой установки обычно монтируется в корме на верхней палубе судна. На современных судах, как правило, применяют гидравлические рулевые машины.

      Рисунок 1.60-Рулевое устройство с электрическим приводом:

A - секторная рулевая передача с электрическим приводом

1 - ручной штурвальный привод (аварийный привод), 2 – румпель, 3 – редуктор, 4 - рулевой сектор, 5 – двигатель, 6 – пружина, 7 - баллер руля, 8 - профильный фигурный руль,

 9 – сегмент червячного колеса и тормоза, 10 – червяк;

 b - расположение рулевого устройства

1 - рулевая машина; 2 - рулевой штырь; 3 - полубалансирный руль; 4 - баллер руля

Гидравлическая рулевая машина

На современных судах, как правило, применяют гидравлические рулевые машины (рис.1.61). При вращении рулевого колеса на мостике срабатывает датчик телемотора, Протекающее под давлением в трубопроводе масло вызывает перемещение приемника телемотора, за счет чего рулевой насос приводится в движение в соответствующем направлении.

Рисунок 1.61-Рулевое устройство с гидравлическим приводом:

а - схема гидропривода рулевого устройства типа Атлас с телемоторами;

B - поршень гидравлической рулевой машины

Подключение к бортовой сети, 2 - кабельные соединения, 3 – масляный бачек, 4 - рулевой насос, 5 - рулевая  колонка с  датчиком  телемотора, 6 - индикаторный прибор, 7 - приемник телемоторов, 8 – двигатель, 9 - гидравлическая рулевая машина, 10 - баллер руля, 11- датчик указателя положения руля

Якорное устройств: назначение, расположение, основные элементы, предъявляемые требования. Типы судовых якорей. Якорные цепи, клюзы, канаты, стопоры, якорные механизмы.

Якорное устройство предназначено для: обеспечения надежной стоянки судна на рейдах и в открытом море; удержанию на месте судно, стоящего одновременно на якоре (якорях) и на швартовах;  служить одним из средств снятия судна с мели; способствует  управлению  судном  в  стесненных  условиях плавания.

Якорное устройство, как правило, находится в носу судна(рис.1.62). Там же устанавливается и якорная лебедка. Главной частью лебедки является цепная звездочка, позволяющая осуществлять поднятие якоря с цепью, причем при наматывании звенья цепи могут ложиться на цепную звездочку обеими сторонами. Кроме цепной звездочки якорная лебедка имеет еще швартовные барабаны (турачки) для наматывания швартовов. На судах старых  применяют электрические

или гидравлические приводы. К носовому якорному устройству относятся два якоря, расположенные по бортам судна. На некоторых судах монтируют также кормовые якорные устройства с одним или двумя якорями (рис.1.63). Из-за ограниченной площади для размещения в качестве якорной лебедки используют в основном якорный шпиль. Он представляет собой возвышающийся над палубой барабан с вертикальной осью вращения. Барабан, служащий в качестве лебедки, имеет в нижней части цепную звездочку. Он приводится в движение электродвигателем, смонтированным в барабане или под палубой судна.

Рисунок 1.62-Носовое якорное устройство:

1 - якорная лебедка (брашпиль), 2 - стопор для якорной цепи, 3 - труба якорного клюза, 4 – якорь, 5 - якорная ниша, 6 - цепной ящик, 7 - устройство для крепления якорной цепи, 8 - цепная труба

Рисунок 1.63-Кормовое якорное устройство:

1 - цепная труба, 2 - якорный шпиль, 3 - стопор для якорной цепи, 4 – двигатель, 5 - цепной ящик, 6 – якорь, 7 - труба якорного клюза

Якорное устройство состоит из следующих элементов (рис.1.64): 1. якорный механизм - устройство для подъема и отдачи (стравливания якоря), 2 и 3 якорные и цепные стопоры, служащие для закрепления якорного каната, как при стоянке на якоре, так и в "походном" положении, 4 якорный канат, передающий усилие от корпуса судна к якорю и используемый для подъема и отдачи якоря, 5 якорные клюзы позволяющие проходить якорному канату при отдаче и подъему якоря, 6 якорь, обеспечивающий удержание судна в заданном положении, 7 цепной (канатный) ящик для размещения якорного каната, 8 жвакогалс - устройство для крепления коренного конца якорь цепи к корпусу судна, 9 палубный клюз для прохода якорь цепи от брашпиля в цепной (канатный) ящик.

 

Рисунок 1.64- Якорное устройство

Основные требования к якорному устройству:

- возможность быстрой отдачи якорей и травление якорных канатов;

- надежное закрепление якорных канатов на судне во время стоянки;

- возможность снятия судна с якоря, т. е. подъем и уборку якорей «по-походному».

 

Якоря - обеспечивают прочную связь судна с грунтом дна и создают удерживающую силу, противодействующую внешним силам, стремящимся сдвинуть судно с места.

Якоря, применяемые на судах, по конструкции разделяются на три большие группы (рис.1.65):

1 группа – якоря, имеющие шток и зарывающиеся в грунт одной лапой. Якоря адмиралтейского типа,

2 группа – якоря втяжные, без штока, зарывающиеся в грунт двумя лапами. На судах наибольшее применение имеют якоря Холла, Грузона, Болдта,

3 группа - якоря повышенной держащей силы.

Для длительной и прочной стоянки судов применяют мертвые якоря, которые могут быть увеличенного веса и особой конструкции, обеспечивающей надежное сцепление с грунтом. Якоря, применяющиеся на плавающих судах, называются становыми. Количество и общий вес якорей на судне выбирают в зависимости от главных размерений судна.

Якоря характеризуются держащей силой - способностью соединяться с грунтом и выдерживать натяжение, определяемое силой, кратной его весу.   

Наилучшим якорем по держащей силе, доходящей до 15-кратного веса якоря, является адмиралтейский якорь. Но из-за громоздкости конструкции, исключающей его уборку в якорную трубу и в бортовой клюз, на морских судах этот якорь не

используется. На этих судах широкое применение находят: якорь повышеннойдержащей силы (Матросова) и якорь Холла, удобные в эксплуатации. Держащая сила этих якорей, соответственно равна величине 15- и 3,5—3,75-кратной их весу.

Рисунок 1.65-Типы якорей:

1, 2 - шток-анкер, 3 - якорь Тротмана, 4 - якорь Холла, 5 - якорь Грузона, 6 - якорь Шпека,

7- клипперский якорь со штоком и поворотными лапами (якорь Мартина),

 8 - грибовидный «мертвый» якорь, 9 - дрек, кошка, верт, 10 - плавучий якорь; а - откидной шток;

 б - неподвижный шток; в - буй; г - шпрюйт; д - якорный трос; е - сорлинь

Якорные цепи являются связью между якорем и судном. Якорная цепь соединяет погруженный на морское дно якорь с судном, поэтому она должна воспринимать все внешние силы (давление ветра, удары волн и т. д.), воздействующие на судно. Длина цепи зависит от типа и длины судна. Она намного больше глубины моря в месте стоянки, так как цепь должна так соединять судно с якорем, чтобы сила, воздействующая на якорь, имела горизонтальное направление. Благодаря этому лапы якоря зарываются в грунт.

Якорная цепь (рис.1.66) состоит из отдельных звеньев; несколько соединенных между собой звеньев образуют смычку (рис.1. 67). Отдельные смычки соединяются при помощи соединительных звеньев. Якорь и якорная цепь соединяются друг с другом якорной скобой с вертлюгом, позволяющей цепи вращаться вокруг своей оси.

  Рисунок 1.66-Якорная цепь:

1 - смычка якорной цепи (с якорной скобой), 2 - промежуточная смычка, 3 - коренная смычка,

4 - вертлюг; 5 - длинное звено, 6 - большое звено, 7 - обыкновенное звено,

8 - звено с распоркой, 9- концевая скоба

 

Цепь проходит через углубление в борту у клюза для якоря, через стопор, препятствующий самопроизвольному вытраливанию цепи и наматывается на цепную звездочку якорной лебедки. Другой конец якорной цепи находится в цепном ящике и прикрепляется к судну посредством скобы.

Рисунок 1.67-Якорная смычка:

1 – веретено якоря, 2 – скоба якоря, 3 – концевая скоба, 4 – концевое звено, 5 – усиленное звено,

 6 – вертлюг; 7 – нормальное звено

Якорные и палубные клюзы. Труба, через которую якорная цепь проходит от шпиля за борт к якорю, называется якорным клюзом. Якорный клюз одновременно является нишей, куда якорь убирается по-походному.
     Якорные клюзы подразделяются: по расположению - на бортовые и штевневые; по устройству - на простые, утапливающиеся и клюз - скобы.

Простой якорный клюз (рис.1.68) - стальная клепаная или сварная наклонная труба, на концах которой находятся со стороны борта литой бортовой клюз, со стороны палубы палубный клюз.

Рисунок 1.68-Простой якорный клюз:
    1 - палубный клюз, 2 – палуба, 3 – труба, 4 - бортовой клюз, 5 – борт

 

Утапливающиеся якорные клюзы (рис.1.69) применяются для уменьшения брызгообразования на волнении. Якорь убирается в специальное углубление - нишу, сделанную по форме головной части якоря.

Рисунок 1.69-Утапливающий клюз

 

 

Клюз - скоба (рис.1.70) выполняется в виде скобы, установленной на линии пересечения верхней палубы и борта. Клюз-скоба состоит из желоба для веретена якоря, палубного и бортового фланцев.

 

Рисунок 1.70-Клюз-скоба:
1 - палубный фланец, 2 – желоб, 3 - бортовой фланец

 

 Палубный клюз. При подъеме якоря якорная цепь, сходящая с цепного барабана шпиля, поступает через палубный клюз и цепную трубу в цепной ящик. На большинстве кораблей ВМФ применяют угловой палубный клюз (рис.1.71). Он состоит из корпуса и крышки, шарнирно закрепленной в верхней части. Крышка закрывает раструб клюза, предохраняя цепной ящик от попадания воды, и позволяет при необходимости удерживать на палубе отрезок якорной цепи при ее осмотре. Для этой цели в крышке предусмотрена вертикальная прорезь, соответствующая калибру звена якорной цепи.

Цепная труба направляет якорную цепь с палубы в цепной ящик. Может быть установлена вертикально или наклонно.

Цепной ящик  предназначен для хранения якорных цепей. Разделяется поперечной переборкой для хранения якорных цепей левого и правого борта.

Рисунок 1.71-Палубный клюз:
1 – крышка, 2 – корпус

 

Стопоры якорной цепи (рис.1.72). Каждая якорная цепь должна иметь не менее трех стопоров. Стопоры разделяются на стационарные и переносные.

Наиболее часто на судах применяется винтовой стопор, который состоит из двух зажимных колодок, шарнирно соединенных с подушкой. На верхнем конце колодки имеют по одному сквозному отверстию с нарезкой. В отверстия входит винтовой шпиндель, один конец которого имеет правую, а другой левую нарезку. При вращении шпинделя колодки сходятся и зажимают цепь. Винтовые стопоры применяются для якорных цепей, калибр которых не превышает 72 мм. Для цепей большего диаметра - стопоры с накидным палом.

Рисунок 1.72-Стопоры:

а – винтовой, б – закладной, в –  маятниковый, г – цепной, 1 – дуга, 2 – зажимная колодка,

3 – винтовой шпиндель, 4 – рукоятка, 5 – подушка, 6 – палубный обух,

7 – винтовой талреп, 8 – глаголь – гак, 9 – якорная цепь 

Закладной стопор имеет две колодки с наклонными прорезями, в которые закладывается металлический брусок - пал. При опускании пала он входит между вертикальными звеньями цепи и стопорит ее.

Маятниковый стопор также состоит из двух колодок, между которыми проходит цепь. К колодкам закреплен поворотный пал, который при потравливании цепи прижимает ее к основанию стопора.

Цепные стопоры - обычно состоят из короткого куска такелажной цепи, коренной конец которого прикреплен скобой за специальный обух на палубе. На его другом конце имеется гак, закладываемый за одно из звеньев якорной цепи. Для плотного втягивания якоря в клюз и предотвращения движения при качке в цепной переносной стопор включают винтовой талреп.

В последнее время на судах начинают применять стопоры с дистанционным управлением, которые могут иметь примерно такую же конструкцию, как и винтовой стопор, только винтовой шпиндель вращается с помощью
электродвигателя. Управляют электродвигателем с ходового мостика, что позволяет дистанционно отдавать якорь.

К якорным механизмам относится брашпиль.   Брашпиль - служит для отдачи и подъема становых якорей, для удержания якорной цепи при стоянке судна на якоре, устанавливается в носовой части судна на палубе, имеет электрический или гидравлический привод (рис.1.73).

Для выбирания якорной цепи на главный вал брашпиля свободно насажены две звездочки - цепные барабаны особой формы, имеющие специальные углубления, в которые ложатся звенья якорной цепи. Звездочки с валом соединены при помощи кулачковых или фрикционных муфт. На каждом конце вала снаружи станины устанавливают барабаны - турачки, служащие для выбирания швартовных тросов. В некоторых случаях их устанавливают на втором, вспомогательном валу, имеющем большую частоту вращения, что способствует более быстрому выбиранию тросов.

Рисунок 1.73-Электрический брашпиль:

1- турачка, 2 – звёздочка, 3 – ленточный стопор, 4 – привод ленточного стопора,

5 – клюз, 6 - станина

Скорость вытравливания якорной цепи при отдаче якоря регулируется тормозом - ленточным стопором, который имеется на каждой звездочке. Зажимается ленточный стопор винтовым приводом. Ленточный стопор используется также для удержания якорной цепи при стоянке судна на якоре. Для определения длины вытравленной якорной цепи брашпиль может снабжаться счетчиками, репитеры
которых установлены на ходовом мостике.

Крупнотоннажные суда вместо брашпиля часто имеют две якорно-швартовные лебедки (полубрашпили), каждая из которых оборудована одной звездочкой и барабаном. Звездочка служит для выбирания якорной цепи, а на барабан наматывают швартовный трос.

На крупных пассажирских судах, а также на судах ледового плавания часто вместо брашпилей для подъема якорей используют шпили, которые имеют вертикальный вал. Это дает возможность разместить привод шпиля, обычно электрический, под палубой в надстройке бака, благодаря чему меньше загромождается палуба и повышается надежность работы устройства, особенно в холодное время года.

На верхний конец вертикального вала, выходящего на открытую палубу, надевается швартовный барабан, ниже которого свободно насаживается на вал звездочка для выбирания якорной цепи. Звездочка с валом соединяется при помощи муфты и оборудуется ленточным стопором.

Мощность брашпиля, согласно Правилам Регистра считается достаточной, если скорость выбирания цепи с якорем не менее 0,15 м/с.

 

Вопросы для самоконтроля:

     1  Назначение общесудовых и специализированных устройств?

2 Рулевое устройство: назначение, расположение, основные элементы, типы и конструкция рулей, рулевые машины?

3  Якорное устройство: назначение, расположение, основные элементы, предъявляемые требования?

4 Типы судовых якорей. Якорные цепи, клюзы, канаты, стопоры, якорные механизмы?

 

Рекомендуемая литература [ 1, 3, 5, 7 ]

 

1.6.2 Швартовное и буксирное устройств: назначение, расположение, основные элементы: швартовы, кнехты, клюзы, механизмы. Предъявляемые требования

Швартовое устройство предназначено для надёжного крепления судна к пирсу, причальной стенке, дебаркадеру; к судну, стоящему на акватории порта. В некоторых случаях это устройство используется для перемещения судна с 1-го места стоянки на другое, а также для кратковременных стоянок у необорудованного берега.

Буксирным устройством называется комплекс изделий и механизмов, обеспечивающий судну возможность буксировать другие суда (либо иные плавсредства) или идти на буксире самому.

 

В состав швартовного устройства входят (рис.1.74):

- швартовные тросы;

- кнехты;

- швартовные клюзы и направляющие роульсы;

- киповые планки (с роульсами и без них);

- вьюшки и банкеты;

- швартовные механизмы (турачки брашпиля, шпиль, лебедки);

- вспомогательные приспособления (стопора, кранцы, скобы, бросательные концы).

В состав буксирного устройства транспортных судов входят (рис.1.75):

- буксирные тросы;

- буксирные кнехты;

- буксирные клюзы;

- вьюшки и банкеты для хранения буксирных тросов.

- используются элементы якорного и швартовного устройств (шпили, якорные цепи, кнехты и т. п.).

Рисунок 1.74-Швартовочное устройство (общий вид):

1 - кормовые продольные швартовы, 2 - носовые продольные швартовы, 3 - кормовой прижимной швартов, 4 - носовой шпринг, 5 - кормовой шпринг, 6 - киповая планка, 7- кнехт,

8 - буксирные кнехты, 9 - швартовный шпиль, 10 - швартовная киповая планка с тремя роульсами,

11- обыкновенная киповая планка, 12 - швартовный клюз, 13 - швартовые вьюшки

Рисунок 1.75-Буксирное устройство судна – буксировщика:

1-буксирный трос, 2- мягкий кранец, 3- буксирный клюз, 4- буксирная арка, 5- битенг,

6- буксирная лебедка, 7- буксирный гак, 8- погон, 9- буксирная дуга

Швартовы - тросы при помощи которых судно подтягивается к причальным сооружениям (другим судам), крепится к ним и осуществляет перешвартовку.

  В качестве швартовов используют стальные, синтетические и растительные тросы. Стальные тросы должны быть оцинкованными и иметь не менее 144 проволок и семи органических сердечников. На автоматических швартовных лебедках может быть трос с одним органическим сердечником и числом проволок не менее 216. Растительные тросы должны быть манильскими или сизальскими. На малых судах допускаются в качестве швартовов и пеньковые тросы. Количество швартовных тросов на судне, их длина и толщина определяются Правилами Регистра. В практике принято длину швартова брать на 10% больше длины судна, однако делать их длиной более 200 м не требуется. Все швартовы должны иметь на концах огоны длиной около 2-3 м каждый и быть достаточно прочными и эластичными.

Швартовый кнехты представляют собой парные чугунные или стальные тумбы, расположенные на некотором расстоянии друг от друга, но имеющие общее основание (рис.1.76). Кнехты по конструкции подразделяются на одиночные, парные и крестовые, сверху имеют шляпки, иногда с боков – приливы, предотвращающие соскальзывание швартова вверх. Количество и расположение швартовных кнехтов принимаются исходя из конструктивных особенностей, назначения и общего расположения судна. Обычно на судах бывает 12-14 рапных кнехтов, расположенных симметрично по бортам в носовой, средней и кормовой частях

Крестовые кнехты применяют на судах с низко расположенными палубами. Наложенный на них трос при подаче на причал не будет соскальзывать вверх через перекладину.

                                              Рисунок 1.76-Кнехты:

1-двойной кнехт, 2 - двойной крестовый кнехт

 

Швартовые клюзы – усиленные овальные вырезы в фальшборте с гладкими закругленными краями, через которые подаётся швартовый трос на берег (рис.1.77).

Для проводки швартовов с автома­тических лебедок обычно устанавливаютуниверсальные поворотные клюзы. Такие клюзы предохраняют трос от перетирания. На судах, следующих по Панамскому каналу,  где проводка судна через шлюзы осуществляется с помощью береговых тягачей, обязательно устанавливают панамские клюзы, имеющие боль­ший радиус кривизны рабочей поверхности, чем у бортового, и лучше приспособ­ленные для работы со швартовами большого диаметра.

                                     Рисунок 1.77-Швартовные клюзы

 

Швартовые механизмы служат для подтягивания судна к причалу, выборки тросов, а также для крепления на них швартовных концов.

К ним относятся швартовные шпили и лебедки. Кроме того, для швартовных операций используют брашпили, якорно-швартовные шпили (рис.1.78) и, при необходимости, грузовые лебедки.

 

                                    Рисунок 1.78- Швартовный шпиль:

1 - барабан шпиля, 2 – двигатель, 3 - цепная звездочка, 4 - редуктор

 

Комбинированная швартовная лебедка (рис.1.79). Она может быть использована для работы с якорем и для проведения швартовных и грузовых операций и приводится в действие электродвигателем 6. Электродвигатель, оборудованный электрическим дисковым тормозом 5, передает вращение грузовому валу через двухступенчатый зубчатый редуктор 7. Зубчатое колесо редуктора, грузовой барабан 3 и швартовная турачка 1 закреплены на валу жестко. Грузовой вал соединен с промежуточным валом 14 фланцевой муфтой 8. Цепная звездочка 10 перемещается свободно на промежуточном валу, а швартовная турачка 16 закреплена жестко. Ввод цепной звездочки в действие производится включением в зацепление кулачковой муфты 9. Шкив ленточного тормоза 12 оборудован ленточным тормозом 11. Грузовой и промежуточный валы располагаются на стойках 2, 13 и 15, жестко закрепленных на плите фундамента 4.

 

 

                    Рисунок 1.79-Комбинированная швартовная лебедка

 

Требования предъявляемые к буксировочному устройству содержатся в Правилах классификации и постройки морских судов РМРС (том 1, раздел III «Устройства, оборудование и снабжение», п.5 «Якорное устройство»). Некоторые общие требования предъявляемые к буксировочному устройству:

1. Число, длина и разрывное усилие буксировочных тросов определяются по специальной таблице Правил в соответствии с характеристикой снабжения для данного судна.

2.  Буксирные тросы могут быть стальными, растительными или синтетическими.

3.  Стальные тросы должны иметь не менее 144 проволок и не менее 7 органических сердечников. Тросы на автоматических швартовных лебёдках могут иметь один органический сердечник, но число проволок должно быть не менее 216.

4.  Растительные тросы должны быть манильскими или сизальскими.

6. Тросы из синтетического материала должны изготавливаться из однородных одобренных материалов (полипропилена, капрона, нейлона и т.д.).

7.  Количество и расположение буксировочных кнехтов и другого буксировочного оборудования принимаются, исходя из конструктивных особенностей, назначения и общего расположения судна.

8. Буксировочные кнехты могут быть стальными или чугунными, по способу изготовления – сварными или литыми.

9. Буксирные гаки должны быть откидными и иметь устройство для отдачи буксирного троса, надёжно срабатывающее во всём диапазоне нагрузок на гак и при любом возможном отклонении буксирного троса от диаметральной плоскости. Устройство должно управляться как с места у гака, так и с ходового мостика.

10. Буксирные гаки должны иметь амортизаторы, предельная нагрузка амортизирующего действия которых должна быть не менее 1,3 номинальной тяги на гаке.

11. Требования к буксирным лебёдкам содержатся в Правилах классификации и постройки морских судов РМРС (том 2, раздел IX «Механизмы», п.6.5 «Буксирные лебёдки»).

12. Длина троса на буксирной лебёдке должна быть не менее 700 м при мощности главного двигателя буксира 2200 кВт и более и не менее 500 м при мощности 1470 кВт и менее.

 

Вопросы для самоконтроля:

     1  Швартовое устройство: назначение, расположение?

2 Основные элементы швартового устройства: швартовы, кнехты, клюзы, механизмы?

3  Буксирное устройство: назначение, расположение, основные элементы, предъявляемые требования?

 

Рекомендуемая литература [ 1, 3, 5, 7 ]