Лекція №2
СУДНОВІ ПРИСТРОЇ. СУДНОВІ СИСТЕМИ.
Мета: Ознайомити студентів з судновими пристроями та судновими системами. Розібрати їх склад та правила технічної експлуатації.
План:
1. Суднові пристрої:
1.1. Якірний пристрій та швартовний пристрій.
1.2. Рульовий пристрій.
1.3. Рятувальний пристрій.
1.4. Вантажний та буксирний пристрій.
2. Основні загально суднові системи.
Література:
[1, 2, 3, 4, 7, 8, 9, 10, 11]
1. Суднові пристрої.
1.1. Якірний пристрій та швартовний пристрій.
Якірний пристрій.
Якорное устройство должно:
• обеспечивать надежную стоянку судна на рейдах и в открытом море;
• удерживать на месте судно, стоящее одновременно на якоре (якорях) и на швартовах;
• служить одним из средств снятия судна с мели;
• способствовать управлению судном в стесненных условиях плавания.
Рис. 1. Состав якорного устройства судна.
1 – становой якорь; 2 – якорная скоба; 3 – вертлюг; 4 – якорная цепь; 5 – бортовой клюз; 6 – якорная труба; 7 – палубный клюз; 8 – цепной стопор; 9 – винтовой стопор; 10 – брашпиль (шпиль); 11 – цепная труба; 12 – цепной ящик; 13 – устройство экстренной отдачи якорной цепи.
Якоря.
Эффективность якорного устройства зависит от держащей силы якоря (зависит от его конструкций и веса), а также от общей длины, вытравленной за борт части якорной цепи и ее веса.
Якоря, применяемые на судах, по конструкции разделяются на три большие группы:
I группа – якоря, имеющие шток и зарывающиеся в грунт одной лапой. Якоря адмиралтейского типа.
II группа – якоря втяжные, без штока, зарывающиеся в грунт двумя лапами. На судах наибольшее применение имеют якоря Холла, Грузона, Болдта.
III группа - якоря повышенной держащей силы.
Рис. 2. Якоря: а) – Аадмиралтейский; б) – Холла; в) – Матросова; г) - Грузона
К судовым якорям относятся: становые, запасные, стоп-анкеры, верпы, дреки, ледовые и кошки.
Становые якоря постоянно заведены в клюзы и служат для постановки на якорь.
Запасные якоря по конструкции и весу идентичны становым и хранятся в специально отведенных местах на палубе или трюме.
Стоп-анкеры служат для удержания судна в определенном направлении, они обычно заводятся с кормы и составляют по весу 1/3 станового якоря.
Верпы служат для тех же целей, что и стоп-анкеры. Вес верпа – 1/2 веса стоп-анкера.
Дреки – небольшие шлюпочные якоря.
Кошки – трех или четырехлапые якоря, имеющие вес в несколько килограмм. В основном служат для отыскания затонувших или вылавливания плавающих предметов.
Для длительной и прочной стоянки судов применяются мертвые якоря, которые обычно имеют большой вес и особую конструкцию, обеспечивающую надежное сцепление с грунтом.
По Правилам Регистра Украины становые якоря, якорные цепи для судов подбирают по характеристике снабжения, которая рассчитывается согласно следующей формуле:
Nc = Δ 2/3 + 2Bh + 0,1A
где Δ — массовое (объемное) водоизмещение судна при осадке по летнюю грузовую ватерлинию, т, м3;
В — ширина судна, м;
h — высота от летней грузовой ватерлинии до верхней кромки настила палубы самой высокой рубки, м;
A —площадь парусности на длине судна L, считая от летней грузовой линии, м2. (учитывается площадь парусности только корпуса, надстроек и рубок шириной более чем 0,25В).
Рис. 3. Якорь Холла
1 – скоба; 2 – веретено; 3 – лапы; 4 – коробка
Для выполнения основного назначения становой судовой якорь должен обладать хорошей держащей силой, при этом быстро забирать грунт, а также повторно входить в грунт после срывов; сохранять постоянство держащей силы при перемене направления якорной цепи; при подъеме легко отделяться от грунта, обладать компактностью, быть прочным, простым в изготовлении и дешевым.
Якорная цепь.
Держащая сила якоря передается судну через якорный канат, один конец которого прикреплен к якорю, а другой крепится на судне. В настоящее время на судах в качестве якорных канатов применяют цепи.
Держащая сила якорной цепи невелика. В зависимости от грунта она составляет 10—50% от массы цепи, лежащей на грунте. Однако при динамических нагрузках якорная цепь действует как амортизатор, и поэтому чем больше длина вытравленной цепи, тем меньше нагрузки испытывает якорь. Для обеспечения наибольшей держащей силы якоря минимальная длина вытравленной цепи должна быть такой, чтобы сохранялось горизонтальное положение веретена.
По Правилам Регистра суда могут снабжаться цепями обыкновенной, повышенной и особой прочности с уменьшением калибра.
Суммарная длина обеих цепей для становых якорей должна также определяться согласно характеристике снабжения данного судна.
Толщину якорных цепей измеряют по диаметру сечения звена в месте его соприкосновения с другим звеном.
Рис. 4. Звенья якорной цепи
Диаметр указанного сечения называется калибром цепи.
Якорные цепи изготовляют из стали контактной сваркой, отливкой, штамповкой и комплектуют из отдельных смычек, которые в зависимости от их расположения в цепи разделяются на:
• якорную;
• промежуточные;
• коренную.
Якорная смычка должна иметь вертлюг, предотвращающий закручивание цепи, и концевую скобу, соединяемую со скобой якоря. При этом в якорную скобу закладывается штырь концевой скобы.
Рис. 5. Якорная смычка
1 – веретено якоря; 2 – скоба якоря; 3 – концевая скоба; 4 – концевое звено; 5 – усиленное звено; 6 – вертлюг; 7 – нормальное звено
Промежуточные смычки должны иметь длину 25—27,5 м и состоять из нечетного числа звеньев. При комплектации якорных цепей смычки соединяют так, чтобы соединительное звено (скоба) ложилось на цепной барабан брашпиля плашмя во избежание вредных напряжений в соединительных звеньях. При вырубании поврежденных звеньев цепи это условие должно учитываться. Общая длина двух цепей представляет собой суммарную длину только промежуточных смычек. Якорная и коренная смычки в расчет не принимаются. Полученная по формуле длина округляется (в любую сторону) до целого числа смычек, и если их общее число оказывается нечетным, то цепь правого якоря должна быть на одну смычку больше, чем левого. Звенья цепей должны иметь поперечную распорку - контрфорсы. Наиболее употребительные звенья для соединения смычек якорных цепей — Кентера, Болдта.
Якорные цепи обязательно маркируют. Способов маркировки применяется несколько. Один из них следующий:
• на первой смычке — последнее звено с распоркой первой смычки и первое звено с распоркой второй смычки окрашивают в белый цвет, а на распорки этих звеньев кладут марки из нескольких шлагов отожженной (мягкой) проволоки;
• на второй смычке — два звена с распорками в конце второй смычки и два таких же звена в начале третьей смычки окрашивают в белый цвет, а на распорки вторых звеньев накладывают проволочные шлаги;
• на третьей смычке — окрашивают соответственно по три звена с распорками третьей и четвертой смычек, а проволочные шлаги накладывают на распорки третьих звеньев.
Такую же разбивку производят на четвертой и пятой смычках. Начиная с конца шестой смычки, порядок разбивки повторяют.
Имеющуюся на звеньях краску следует подновлять при каждом удобном случае. Поврежденные проволочные марки нужно немедленно заменять новыми, при этом не следует накладывать на железную цепь марки из медной проволоки.
Коренная смычка якорной цепи крепиться в цепном ящике к корпусу при помощи специального устройства, имеющего привод на верхнюю палубу. Усилием, прилагаемым к рукоятке привода, освобождается откидной гак с заложенным за него концевым звеном, в результате чего якорная цепь полностью отдается.
Якорную цепь на судах укладывают в цепной ящик — расположенный в помещении под брашпилем. На современных судах цепные ящики — узкие и высокие, что облегчает самоукладывание цепи без опасности ее заваливания. Укладка якорной цепи в такой ящик требует только надзора.
Стопоры.
Каждая якорная цепь должна иметь не менее трех стопоров. Стопоры разделяются на стационарные и переносные.
Ленточный стопор относится к стационарным и располагается на брашпиле.
Рис. 6. Ленточный стопор.
Палубные стопоры бывают двух типов: винтовые и с накидным палом. Винтовые стопоры применяются для якорных цепей, калибр которых не превышает 72 мм. Для цепей большего диаметра – стопоры с накидным палом.
К переносным палубным стопорам относятся цепные стопоры, состоящие из куска цепи, один конец которой крепят за обух на палубе или за кнехты, а другой конец, снабженный глаголь-гаком или вилкой (каргой), закладывают в якорную цепь.
Рис. 7. Палубные 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
Все палубные стопоры предназначены для надежного крепления якорной цепи при якорях, втянутых в клюзы. Удержание якорной цепи при отданном якоре осуществляется при помощи ленточного стопора.
Рис. 8. Винтовой стопор
Рис. 9. Маятниковый стопор
Якорные и палубные клюзы служат для пропуска якорной цепи в корпусе судна. В рейсе палубные клюзы закрываются специальными крышками для предотвращения попадания воды на палубу и в цепные ящики.
Подъемные механизмы якорного устройства.
Подъемные механизмы якорного устройства бывают с горизонтально расположенным ведущим валом – брашпили, с вертикально расположенным – шпили и якорно-швартовные лебедки.
Рис. 10. Брашпиль со швартовной лебедкой:
1 – турачка; 2 – ленточный стопор; 3 – маятниковый стопор; 4 – палубный клюз; 5 – барабан со швартовным тросом; 6 – пульт управления брашпилем
Брашпиль (шпиль) – это обычно электрическая или реже гидравлическая машина, служащая для отдачи и выборки якоря. Брашпиль обслуживает обе якорные цепи – левого и правого бортов. Шпиль обслуживает только одну якорную цепь.
Шпили устанавливаются на судах большого водоизмещения, пассажирских и специализированных.
Основным элементом любого якорного механизма является цепной кулачковый барабан звездочка. Горизонтальное положение оси звездочки свойственно брашпилям (полубрашпилям), вертикальное – шпилям. На крупнотоннажных судах применяют раздельные полубрашпили, смещенные к бортам. Брашпиль состоит из двигателя редуктора и размещенных на грузовом (ведущем) валу цепных звездочек и турачек (швартовных барабанов).
Правила технической эксплуатации якорного устройства.
Якорное устройство следует содержать в исправном состоянии, обеспечивающем его постоянную готовность к эксплуатации. Во время эксплуатации необходимо, чтобы:
• регулярно проводились окраска и маркировка якорной цепи;
• регулярно проверять состояние якорной цепи и деталей ее крепления к корпусу судна;
• устройство для экстренной отдачи коренного конца должно содержаться в исправности, быть разработанным и смазанным;
• брашпиль (шпиль) следует проверять на холостом ходу каждый раз перед его использованием.
• якорные цепи были чисты, при подъеме их надо всегда обмывать.
• якорные цепи на ходу судна должны быть на стопорах. Запрещается плавание с не втянутыми до места якорями.
• цепные ящики раз в год очищать от грязи и ржавчины.
• зимой обледеневшие якорь или якорные цепи, прежде чем с ними работать, надо освободить ото льда (обколка, оттаивание, страгивание с места).
• нельзя оставлять соединительную скобу якорной цепи на звездочке брашпиля (шпиля), для чего после остановки брашпиля следует потравить цепь.
• если под якорем, висящим на якорном канате, находится причал или проводятся забортные работы, якорная цепь должна быть взята на два стопора. Необходимо также крепить двумя стопорами якорную цепь, если с нею или в цепном ящике проводятся какие-либо работы.
• при длительных стоянках на якорях необходимо следить, чтобы якорные цепи не перекручивались.
• нельзя допускать длительной стоянки на якорях в подвижном льду.
Уход за брашпилем (шпилем) и его обслуживание необходимо вести в соответствии с Правилами технической эксплуатации судовых вспомогательных механизмов и оборудования.
При определении технического состояния якорного устройства при ремонте необходимо руководствоваться следующим:
• подлежат замене звенья якорных цепей при уменьшении среднего диаметра в наиболее изношенной части на 1/10 и более первоначального диаметра, а также при наличии трещин;
• подлежат замене или ремонту звенья цепей с выпавшими или ослабленными распорками.
Один раз в два года якорные цепи должны быть предъявлены инспекции Регистра для освидетельствования.
Швартовний пристрій.
Швартовное устройство служит для крепления судна к причалу, борту другого судна, рейдовым бочкам, палам, а также перетяжки вдоль причалов. В состав швартовного устройства входят:
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 - выброски).
Рис. 11. Носовое швартовное устройство танкера
1 – турачка; 2 – швартовный барабан; 3 – кнехт; 4 – крепление для стопора; 5 – направляющий роульс; 6,7 – швартовные клюзы; 8 – носовой продольный швартов; 9 – носовой шпринг
Рис. 12. Схема расположения швартовов при швартовке лагом к причалу
1 – носовой продольный; 2 – носовой прижимной; 3 – носовой шпринг; 4 - кормовой шпринг; 5 – кормовой прижимной; 6 – кормовой продольный
Швартовные тросы. В качестве швартовных концов используются растительные, стальные и синтетические тросы. Количество и размер тросов определяются согласно характеристике снабжения данного судна.
Стальные тросы применяются все реже, так как они плохо воспринимают динамические нагрузки, требуют больших физических усилий при передаче с борта судна на причал. Наиболее распространенными на морских судах являются стальные швартовы диаметром от 19 до 28 мм. Широкое распространение получили швартовы, изготовленные из синтетических тросов. Они легче равнопрочных им стальных и растительных швартовов, обладают хорошей гибкостью, которая сохраняется при относительно низких температурах. Наиболее удобны швартовы из полипропиленового или териленового тросов. Они по прочности уступают нейлоновым, но из-за меньшей упругости лучше фиксируют положение судна у причала и менее опасны в работе при использовании швартовых механизмов. Особенно удобны полипропиленовые швартовы при заводке на большие расстояния, так как они плавают. В то же время они обладают небольшой устойчивостью к истиранию и оплавляются при трении. Не разрешается использовать синтетические тросы, не прошедшие антистатическую обработку и не имеющие сертификатов.
Чтобы использовать положительные качества синтетических тросов различных видов выпускаются комбинированные синтетические тросы. На швартовых лебедках, где швартовы стальные, та его часть, которая идет на берег, изготовляется из синтетического троса в виде так называемой «пружины».
Для своевременного обнаружения дефектов швартовы должны не реже 1 раза в 6 месяцев подвергаться тщательному осмотру. Осмотр также необходимо производить после стоянки на швартовых в экстремальных условиях. На одном конце швартовного троса имеется петля огон, который надевают на береговую тумбу или крепят скобой к рыму швартовной бочки. Другой конец троса закрепляют на кнехтах, установленных на палубе судна.
Кнехты представляют собой парные чугунные или стальные тумбы, расположенные на некотором расстоянии друг от друга, но имеющие общее основание. Кроме обыкновенных кнехтов, в некоторых случаях, особенно на низкобортных судах, применяются крестовые кнехты, которые могут быть как двойные, так и одинарные.
Рис. 13. Кнехты и крепление швартовного троса на кнехте
1 - основание; 2 - тумба; 3 - шляпка; 4 - прилив; 5 - стопор; 6 - обух
Швартовные тросы на кнехтах закрепляют наложением ряда шлагов в виде восьмерки таким образом, чтобы ходовой конец троса находился сверху (рис. 12). Обычно накладывают две-три полные восьмерки и только в исключительных случаях доводят число шлагов до 10. Чтобы не происходило самосбрасывания троса, на него накладывают схватку. Для крепления каждого швартова, поданного на берег, должен быть отдельный кнехт.
Клюзы. Для пропуска швартовов с судна на берег в фальшборте делают швартовный клюз — круглое или овальное отверстие, окаймленное литой рамой с гладкими закругленными краями (рис. 14). В настоящее время все более широкое применение находят универсальные клюзы, имеющие поворотную обойму и роульсы (рис. 15). Такие клюзы предохраняют трос от перетирания.
Рис. 14. Кормовые клюзы Рис. 15. Клюз универсальный
Киповые планки. В тех местах, где фальшборта нет, вместо швартовных клюзов устанавливают киповые планки, предохраняющие трос от перетирания и придающие ему необходимое направление (рис. 16). Имеется несколько типов киповых планок. Киповые планки без роульсов обычно применяют только на небольших судах при малом диаметре швартовного троса. Роульсы уменьшают износ тросов и снижают усилие, необходимое для их выбирания. Кроме киповых планок, для изменения направления троса применяют также направляющие роульсы, которые располагают на палубе у швартовных механизмов.
Рис. 16. Киповые планки
а) – с тремя роульсами; б) – с двумя роульсами; в) – без роульсов
Вьюшки и банкетки. Для хранения швартовных тросов используют банкетки и вьюшки (рис. 17, 18). Последние представляют собой горизонтальный барабан, вал которого закреплен в подшипниках станины. По бокам барабан имеет диски, препятствующие сходу троса.
Рис. 17. Вьюшка Рис. 18. Банкетка
Бросательные концы (выброски) и кранцы. К деталям швартовного устройства относятся также бросательные концы и кранцы. Бросательный конец изготовляют из линя длиной около 25 м. На одном его конце имеется легость - парусиновый мешочек, наполненный песком. Выброска используется для вытягивания на берег сравнительно тяжёлых шартовов.
Кранцы применяют для предохранения корпуса судна от повреждения при швартовке. Мягкие кранцы чаще всего делают плетеными из старого растительного троса. Применяют также пробковые кранцы, представляющие собой небольшой шаровидный мешок, заполненный мелкой пробкой. В последнее время все более широкое применение находят пневматические кранцы.
Швартовые механизмы. В качестве швартовных механизмов для выбирания и обтягивания швартовов используются шпили, швартовные простые и автоматические лебедки, брашпили (для работы с носовыми швартовыми). Швартовые шпили устанавливаются для работы с кормовыми швартовыми. Они занимают мало места на палубе, привод шпиля располагается под палубой (рис. 19). Для выбирания швартовных тросов на баке используют швартовные турачки брашпиля (рис. 20).
Рис. 19. Швартовный шпиль Рис. 20. Использование турачки брашпиля
Автоматические швартовные лебедки могут устанавливаться для работы с кормовыми и носовыми швартовами . Швартов постоянно находится на барабане лебедки, не требуется его предварительной подготовки перед подачей и переноса на кнехты после обтягивания. Автоматическая лебедка самостоятельно потравливает швартов при его чрезмерном натяжении или подбирает, если швартов получил слабину.
Переносные стопоры. Выбранный с помощью механизма швартовный трос переносят на кнехты и закрепляют. Чтобы при переносе троса он не потравливался, на него предварительно накладывают стопор. Стопор крепится к рыму у основания кнехта или за обух на палубе судна. При работе со стальными швартовыми следует использовать цепные стопоры с длиной цепочки не менее 2 м, калибра 10 мм и растительным тросом длиной не менее 1,5 м на ходовом конце. Применение цепных стопоров для растительных и синтетических тросов недопустимо.
Стопор вытягивают вдоль швартова по направлению натяжения . Когда швартов взят на стопор, не следует резко сбрасывать с турачки или шпиля трос, чтобы рывком не оторвать стопор. Швартов следует сначала осторожно потравить обратным ходом шпиля или брашпиля, не снимая шлагов с барабана, и только убедившись, что стопор надежно держит швартов, последний быстро переложить на кнехт.
На больших судах могут применяться стационарные винтовые стопоры, в которых трос зажимается винтом между щеками. Стационарные стопоры установлены на палубе между клюзом или киповой планкой и кнехтом. Выбирание и закрепление швартовных тросов значительно упрощается при использовании кнехтов с вращающимися тумбами, которые начали применять в последнее время. Швартов накладывают «восьмерками» на тумбу кнехта и подают на турачку брашпиля. При выбирании троса тумбы кнехта проворачиваются, свободно пропуская трос. После снятия троса с турачки брашпиля он не будет потравливаться, так как тумбы имеют стопор, который препятствует их повороту в обратном направлении.
Правила технической эксплуатации швартовного устройства.
Швартовное устройство обеспечивает надежную стоянку судна у пирса или около плавучего сооружения (судна, бочки, дебаркадера). Оно должно содержаться в исправном состоянии, обеспечивающем его постоянную готовность к действию.
Кнехты, швартовные клюзы, киповые планки, направляющие роульсы должны быть всегда достаточно гладкими для предотвращения преждевременного износа тросов. Ролики, роульсы и другие подвижные элементы должны легко вращаться, быть хорошо расхожены и смазаны. Цепные и тросовые стопоры, глаголь-гаки должны быть исправны.
При наличии автоматических швартовных лебедок и швартовных поворотных клюзов следует периодически проворачивать ролики клюзов и регулярно смазывать трущиеся части.
Число швартовных тросов, их длина, прочность и конструкция должны соответствовать требованиям Правил классификации и постройки судов Регистра (часть III).
На судах, перевозящих наливом воспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки паров ниже 600 С, пользоваться стальными тросами разрешается только на палубах надстроек, не являющихся верхом грузовых наливных отсеков, если по этим палубам не проходят трубопроводы приема и выдачи груза. Применять на танкерах тросы из искусственного волокна можно только по специальному разрешению Регистра (при разрыве этих тросов возможно образование искр).
На каждом судне должен быть в достаточном количестве и в соответствии с табелем инвентарного снабжения швартовный инвентарь. Швартовный инвентарь должен находиться в районе производства швартовных операций и быть готовым к использованию.
Все концы, тросы, кранцы, маты, бросательные лини надо своевременно просушивать, металлические детали – очищать и смазывать.
При стоянке судна на швартовах необходимо выполнять следующее:
а) Запрещается оставлять стальные швартовные концы на барабанах брашпилей даже на короткое время, так как при натяжении или рывках швартовов валы механизмов могут быть погнуты.
б) В местах с резким колебанием уровня воды рекомендуется в качестве швартовных концов применять растительные тросы либо тросы из синтетических материалов.
в) Во время погрузки и выгрузки необходимо проверять, чтобы все швартовы были одинаково обтянуты, не имели излишней слабины или не были слишком тугими. Особенно внимательно надо следить за швартовами в портах, где имеют место колебания уровня воды.
г) Во время сильного ветра или течения швартовы, которые испытывают наибольшее напряжение, должны быть равномерно натянуты. При наличии зыби швартовы должны иметь некоторую слабину с целью уменьшения их напряженности при раскачивании судна.
д) Во время дождя швартовы и фалини из растительных тросов необходимо периодически потравливать, так как, намокая, они укорачиваются на 10 – 12 % и могут лопнуть.
Стальной швартовный трос подлежит замене, если в любом месте на его длине, равной восьми диаметрам, число обрывов проволок составляет 10% и более общего числа проволок, а также при чрезмерной деформации троса.
Растительный трос подлежит замене при разрыве каболок, прелости, значительном износе или деформации.
Синтетические канаты подлежат замене, если в рабочей его части на длине, равной восьми диаметрам для крученых восьмипрядных, количество обрывов и повреждений в виде надрывов нитей составляет 15 % и более числа нитей в канате (рис. 19).
Ролики киповых планок, направляющие роульсы, кнехты, клюзы и швартовные барабаны не должны иметь чрезмерного износа, задиров или повреждений. В случае выявления трещин на этих конструкциях они должны быть немедленно отремонтированы или заменены.