21

СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Часть I. Буксировка.

Расчеты производятся при допущении того, что сила тяги на гаке буксира равна силе сопротивления буксируемого судна.

Исходные данные

Исходные данные	Судно
Характеристика снабжения, Nc	800
Водоизмещение, D(т)	5600
Мощность силовой установки, Ne(квт)	2100
Скорость полного хода, Vo(м/с)	7,0
Диаметр винта, Dв(м)	3,6
Частота оборотов винта, n(1/c)	18
Длина судна между перпендику­лярами, L(м)	90
Модуль упругости, ε(кН/мм²)	37

1. Определение буксирного снабжения по правилам РС

   1. Расчет длины троса.

L_тр=160+0,035Ne=160+0,035*800=188м

Принимаем длину троса 180 м.

2. Расчет разрывного усилия троса.

Р_раз=0,59N_c=0,59*800=472кН

Канаты двойной свивки типа ЛК-О конструкции 6х30 [0+15+15]+7 о.с.

(Выдержки из ГОСТ 3083-80)

Диаметр каната dт, мм	Расчетная площадь сечения всех проволок S, мм2	Ориентировочная масса 1000 м смазанного каната pт, кг	Маркировочная группа, Мпа [кгс/мм2]
			1372 [140]	1568 [160]	1764 [180]
			Разрывное усилие каната, Н (не менее)
19	108.3	1075.0	122000	140000	153500
21	132.3	1335.0	152000	173500	191000
23	158.7	1625.0	185000	211000	232000
25	187.5	1870.0	213500	244000	267500
26.5	210.7	2135.0	243500	278000	303500
28.5	243.7	2495.0	284500	325000	357500
30.5	277.44	2800.0	319000	365500	401000
32.5	306.07	3125.0	356000	407500	456000
34.5	348.48	3555.0	405500	464000	509500
38	421.28	4305.0	490500	561000	616000
42	523.07	5345.0	609500	696500	765000
46	611.43	6240.0	712500	814000	894500
48	670.81	6815.0	782000	891000	980000
50	733.0	7490.0	853600	974500	1065000
53.5	836.91	8550.0	974500	1105000	1220000
57	978.29	9985.0	1135000	1300000	1430000
61	1097.76	11200.0	1270000	1460000	1600000
65	1246.45	12450.0	1420000	1625000	1785000

Выбираем из таблицы по маркировочной группе 1372 Мпа ближайшее большее к 472кН.

Принимаем 490500 Н т.е. 490,5 кН и заполняем таблицу. Выбор по ГОСТу троса и заполнение таблицы:

Выбран трос двойной свивки типа ЛК-О конструкции 6х30 [0+15+15]+7 о.с. ГОСТ 3083-80.

Диаметр каната dт, мм	38
Ориентировочная масса 1000 м смазанного каната, mт, кг	4305,0
Разрывное усилие каната (не менее), Pразр, кН	490,5
Длина троса, м.	180

2. Расчет максимальной и допустимой скорости буксировки на тихой воде 1.2.1.Определение сопротивления буксирующего судна.

Расчет пропульсивного коэффициента, по формуле Лаппа.

Р асчет силы тяги и сопротивления на полном ходу.

где: - мощность двигателя в квт;  0,98;  0,99 - коэффици­енты, учитывающие

потери на трение на валопроводе и редукторе;

Расчет силы тяги на швартовах полного хода.

В швартовом режиме (при V=0) сила тяги Рео в кН равна:

Р_ео=0,136N_e=0,136*2100=285,6кН

Расчет промежуточных значений сопротивления R для скорости хода от 0 узлов до Vo буксировщика.

Промежуточные значения сопротивления (R) для любой скорости хода рассчитываются по формуле:

где: [кН*с² /м² ]

Заполняем таблицу (см. ниже)

1.2.2.Определение сопротивления буксируемого судна

Расчет пропульсивного коэффициента, по формуле Лаппа

Расчет сопротивления на полном ходу

Сопротивление застопоренного винта R_зв=0,25*D_в²*V²=0,25*3,6²*7²=3,24*V²

Общий коэффициент равен: 4,09+3,24=7,33

Его применяем при расчетах.

Заполняем таблицу (см. ниже)

Расчет промежуточных значений сопротивления R для скорости хода от 0 узлов до Vo буксируемого судна.

1.2.3.Заполнение таблицы сопротивлений

V, м/с	0,0	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	7,0
Rбукс, кН	0	4,1	16,4	36,9	65,6	102,5	147,6	200,5
Rбс, кН	0	7,3	29,2	65,7	116,8	182,5	262,8	359,3
R , кН	0	11,4	45,6	102,6	182,4	285,0	410,4	559,8

1.2.4.Построение графика

V_max (по графику) равна 4,3 м/с.

Р асчет коэффициента запаса прочности буксирного троса

Определение допустимой тяги на гаке Fr_доп=Р_разр/k= 490,5/5,02=97,7 кН

Определение допустимой скорости буксировки (по графику) V_доп=3,5 м/с

1.2.5.V_max и V_доп по формулам:

м/с

1.3. Расчет буксирной линии

1.3.1. Расчет однородной буксирной линии при буксировке с допустимой скоростью.

Схема буксирной линии.

Рассчитаем вес погонного метра троса в воде: р=0,87*(4305/1000)*9,81=36,74 Н/м.

При силе тяги на гаке Fгдоп= 234 кН параметр ценой линии будет равен:

a= Fгдоп/p=97700/ 36,74=2659,2 l/a=180/2659,2=0,676

179,7 м

При силе тяги на гаке, равной половине разрывного усилия троса, параметр ценой линии будет равен:

a1= 0,5 Pразр/p=236000/ 36,74=6423,5

179,86 м

Рассчитаем весовую игру буксирного троса: Δв=2(х1-х)=2(179,8-179,8)=2*0,1=0,2 м

Рассчитаем упругое удлинение буксирного троса:

Высота волны при допустимой скорости буксировки должна быть не более:

h=Δв+Δу=0,2+0,98=1,0 м

Величина провеса буксирной линии составит:

2659,2*(√((180/2659,2)²+1)-1)=6,1м

Расчет однородной буксирной линии при V=1м/с

Сила тяги на гаке равна силе сопротивления буксируемого судна при скорости 1 м/с.

При силе тяги на гаке Fг= 7,3 кН параметр ценой линии будет равен:

=7300/36,74=198,6м

Весовая игра составит: Δв=2(х1-х”)=2(179,86-160,8)=38 м.

Упругое удлинение:

Высота волны при скорости буксировки 1 м/с должна быть не более:

h1=Δв1+Δу1=38+1,6=39,6 м

1.3.2. Расчет неоднородной буксирной линии при Fr=Fr_доп

В состав буксирной линии введено 50 м якорной цепи буксируемого судна и две длины аварийного буксирного троса с прежними данными.

В соответствии с требованиями Регистра морского судоходства РФ калибр цепей (мм):

где: s - коэффициент, равный 1.00; 0.94; 0.88 и 0.82 соответственно для судов неограниченного района плавания, ограниченных районов плавания І, ІІ и ІІІ;

t - коэффициент, равный 1.75; 1.55; 1.35 соответственно для цепей обыкновенной, повышенной и особой прочности.

Масса одного погонного метра якорной цепи равна:

m_яц=0,0218 dц ² =0,0218*49,5²=53,41 кг/м

Вес одного погонного метра якорной цепи в воде равен:

p_ц=0,87*m_яц*9,81=0,87*53,41*9,81=455,8 H/м

Неоднородная буксирная линия с вершиной на тросовом участке.

Как видно из вышеприведенного рисунка, при коротком отрезке якорной цепи вершина цепной линии лежит на тросовом участке. Трос и цепь соединяются в точке D плавно без перегиба. Получаем для расчетов четыре цепные линии: АМ, DM, DE и ВЕ.

Длина участка DE определяется по формуле:

где: эксцентриситет цепной линии

97700/455,8=214,3м

Рассчитываем величину эксцентриситета цепной линии

Длина фиктивного участка DM определится из условия равенства весов участков DM и DE:

Р асчет по формулам цепной линии производится для четырех участков:

Величина провеса буксирной линии составит:

по левой стороне

В общем случае: .

-

Провес цепной линии равен 10,71 м.

1.3.3. Расчет неоднородной буксирной линии при Fr=0,5P_разр

Применяем те же методы расчета, что и в предыдущем случае. Рассчитываем четыре цепные линии: АМ₁, DM₁, DE₁ и ВЕ₁.

Параметр цепного участка 236000/455,8=517,8м

Параметр тросового участка 236000/36,74=6423м

Рассчитываем величину эксцентриситета цепной линии

Длина фиктивного участка DM определится из условия равенства весов участков DM и DE:

Расчет по формулам цепной линии производится для четырех участков:

Рассчитаем весовую игру буксирного троса:

Рассчитаем упругое удлинение буксирного троса:

Высота волны при допустимой скорости буксировки должна быть не более:

h=Δв1+Δу1=1,1+0,99=2,09 м

1.3.4. Расчет неоднородной буксирной линии при V=1м/с

Применяем те же методы расчета, что и в предыдущем случае. Рассчитываем четыре цепные линии: АМ₁, DM₁, DE₁ и ВЕ₁.

Параметр цепного участка

Параметр тросового участка

Рассчитываем величину эксцентриситета цепной линии

Длина фиктивного участка DM определится из условия равенства весов участков DM и DE:

Расчет по формулам цепной линии производится для четырех участков:

Рассчитаем весовую игру буксирного троса:

Рассчитаем упругое удлинение буксирного троса:

Высота волны при скорости буксировки, равной 1 м/с должна быть не более:

h=Δв1+Δу1=66,52+1,61=68,1 м

Крепление буксирного троса:

1. буксирный трос; 2- якорная скоба; 3- удлиненное звено; 4- якорная цепь; 5- скоба; 6- стальной трос (свистов); 7- стопоры якорной цепи

Схема крепление браги:

1-4 кнехты; 5- левая ветвь браги; 6- правая ветвь браги; 7- деревянные брусья; 8- люк грузового трюма; 9- оттяжка; 10 - устройство соединения браги с буксирным тросом (см. рис. 1.7); 11 - клюз.