книги из ГПНТБ / Буксирные суда (проектирование и конструкция)

не допускать появления в деталях устройства остаточных де­ формаций при действии нагрузки, разрывающей буксирный ка­ нат (иными словами, обеспечивать достаточную прочность де­ талей);

расположение деталей устройства должно способствовать удоб­ ному обслуживанию и выполнению буксировочных операций.

Для удовлетворения указанным требованиям устройство вклю­ чает следующие основные механизмы, оборудование и детали: бук­ сирную лебедку (вьюшку), буксирные гаки, буксирную дугу, или проушины для крепления гака, бортовые ограничители, отбойные приспособления, бортовые кнехты, кормовой буксирный клюз (по­

коуши, соединительные скобы, серьги, канатные зажимы, такелаж­ ный инструмент и другие мелкие детали.

На рис. 74 приведен вариант расположения механизмов, обору­ дования и деталей буксирного и швартовного устройств морского буксира.

На рис. 72 показана схема буксирного устройства буксира внутреннего плавания класса «О». Буксирный канат поступает на лебедку через направляющий блок, расположенный в третьей чет­ верти длины буксира, считая от носа. Буксирный гак расположен сзади направляющего блока.

Применяют и другие схемы буксирных устройств, отличаю­ щиеся расположением буксирной лебедки и другими особенно­ стями.

На эксплуатационные качества буксирного судна большую роль оказывает место расположения буксирной лебедки, буксирных га­ ков и направляющих блоков по длине и высоте. Буксирные ле­ бедки и гаки, а также их расчет подробно описаны в литера­ туре.

Буксирные лебедки располагают: на главной палубе в специ­ альных закрытых помещениях, на открытой главной палубе и на открытой шлюпочной палубе. Из указанных вариантов предпочте­ ние имеет вариант расположения буксирной лебедки в специаль­ ном помещении, позволяющий значительно понизить ординату центра тяжести лебедки и тем самым улучшить остойчивость бук­ сиров. Кроме того, находясь в специальном .помещении, лебедка не подвергается воздействию забортной воды и обледенению, а также создаются лучшие условия для ее обслуживания. На бук­ сирных судах малых размеров, где нет возможности расположить буксирную лебедку в специальной выгородке, ее устанавливают на открытых палубах.

Буксирный канат с лебедки часто проходит через канифасблок, имеющий амортизатор. Этот вариант может быть рекомендо­ ван для расположения буксирных лебедок на буксирных судах внутреннего плавания (озерных и речных).

180

10

оо

Промышленностью поставляются автоматические буксирные ле­ бедки, следящие за натяжением буксирного каната, и неавтомати­ ческие с электрическим или электрогидравлическим приводом.

На буксирных судах иногда целесообразно применять неавто­ матические буксирные лебедки-вьюшки, способные обеспечивать при буксировке необходимое тяговое усилие на заторможенном барабане, а выбирание буксирного каната — при сниженной ско­ рости хода, с меньшим тяговым усилием, чем во время буксировки. В этом случае лебедка-вьюшка будет потреблять значительно меньшую мощность и иметь меньший вес, чем буксирная лебедка, рассчитанная на выбирание буксирного каната при полной ско­ рости буксировки. Лебедки-вьюшки изготовляются промышлен­ ностью с электрическим и гидравлическим приводами.

На буксирах-плотоводах установлены буксирные лебедки с гидравлическим приводом, имеющие два барабана.

Кроме буксирных лебедок в составе буксирного устройства мо­ жет быть лебедка-вьюшка для канатов проводников. Ее рекомен­ дуется устанавливать на всех типах морских буксиров. На речных судах эти вьюшки не предусматривают.

Лебедки-вьюшки устанавливают в местах, удобных для подачи и выбирания каната проводника,— чаще всего на открытой палубе или капе машинного фонаря, расположенного впереди буксирного гака. Лебедка-вьюшка должна иметь свободный доступ. Около ле­ бедки предусматривают специальную площадку, удобную для ее обслуживания и работы с канатом-проводником.

Роль, отведенную лебедке-вьюшке по обслуживанию канатапроводника, может выполнять швартовный или якорно-швартов­ ный шпиль, установленный в кормовой части судна специально для этих целей или являющийся составной частью якорно-швар­ товного устройства.

Место расположения шпиля по длине и ширине судна опреде­ ляется условиями выбирания каната-проводника и выполнения якорно-швартовных операций. Пост управления шпилем распола­ гают в непосредственной близости к шпилю, допускающей безо­ пасную работу. Там, где в качестве каната проводника применен стальной канат диаметром 9 мм и более, целесообразно устанав­ ливать для выполнения операций с ним лебедку с электрическим приводом.

Регистр СССР рекомендует в качестве буксирных использовать стальные канаты с числом проволочек в них не менее 144, преде­ лом прочности при растяжении 140—170 кгс/мм2, имеющие не ме­ нее семи органических сердечников. Исключением являются ка­ наты на автоматических буксирных лебедках, которые могут иметь только один органический сердечник. Однако число прово­ лок в таких канатах должно быть не менее 186. Буксирные ка­ наты могут быть также растительными и из синтентических во­ локон.

Буксировка несамоходных судов, перевозящих нефтепродукты первого разряда осуществляется растительными (пеньковыми, ма­

182

нильскими) или из искусственного волокна (капрона, найлона) ка­ натами.

Определяющим фактором при выборе буксирного каната яв­ ляется номинальная тяга на гаке (барабане лебедки). Однако номинальная тяга на гаке (ZH0м, кгс) не должна приниматься ме­ нее 10 А^, где N — мощность главных двигателей буксиров, л. с.

Разрывное усилие буксирного каната должно быть не меньше вычисляемого по формуле

При промежуточных значениях номинальной тяги на гаке за­ пас прочности определяется линейной интерполяцией.

Для буксировки на гаке в снабжении морских буксиров пре­ дусматривается буксирный канат длиной не менее 150 м. На том же буксире, если кроме гака установлена автоматическая буксир­ ная лебедка, на ее барабане размещают второй буксирный канат длиной не менее 700 м при мощности главных двигателей 3000 л. с. и более; 500 м при мощности главных двигателей до 2000 л. с. включительно и 300 м на судах внутреннего плавания.

У буксиров, мощность главных двигателей которых от 2000 до 3000 л. с., длина каната, размещенного на автоматической буксир­ ной лебедке, определяется линейной интерполяцией.

Синтетические канаты имеют низкий коэффициент трения по стали, более эластичны — удлиняются при рабочих нагрузках до 25% первоначальной длины, быстро восстанавливают свою длину при снятии нагрузки. В случае приложения к канату нагрузки, равной разрывной, канат перед разрывом удлиняется до 50% от первоначальной длины, а при разрыве резко меняет свое направле­ ние. В связи с этим трассы возможного прохождения канатов через клюзы, киповые планки, роульсы и т. п. не должны прибли­ жаться к постам управления ближе чем на 2—3 м. Палуба в рай­ оне этих трасс не должна загромождаться какими-либо устрой­ ствами на расстоянии не менее 2,5 м от ближайшей образующей барабанов, по линии натяжения.

Выбор размеров синтетических (капроновых) канатов в каче­ стве буксирных и швартовных для морских судов следует произ­ водить по «Правилам классификации и постройки морских судов» Регистра СССР, руководствуясь условиями равнопрочности со стальными и растительными канатами.

Буксирные гаки, используемые на буксирных судах,—-откидные с амортизаторами, имеют механический или гидравлический за­ твор, позволяющий осуществлять ручную, дистанционную (из хо­ довой рубки) или автоматическую отдачу. Такие гаки освоены промышленностью и поставляются на тяговое усилие: 0,5; 1; 1,5; 3; 5; 8; 12 и 16 тс.

183

На морских буксирах, кроме портовых, разворот буксирного гака с борта на борт ограничен и составляет угол а=^120°; у пор­ товых буксиров угол разворота буксирных гаков а^180°. По длине судна буксирный гак размещают возможно ближе к его центру тяжести, а по высоте — возможно ниже.

Прочность несущих элементов гака и его крепления должна быть такой, чтобы при действии на него разрывного усилия бук­ сирного каната напряжение в них не превышало 0,95 предела те­ кучести материала. Каждый гак имеет на месте его установки крепление по-походному.

Наиболее распространен способ крепления гака на буксирной дуге. Момент сопротивления площади поперечного сечения бук­ сирной дуги относительно оси, перпендикулярной к плоскости дуги, принимают по формуле, рекомендованной Регистром СССР,

ние по прямой между опорами буксирной дуги, м; от — предел те­ кучести материала буксирной дуги или 0,7 предела прочности (в зависимости от того, что меньше), кгс/см2.

Прочность буксирных битенгов должна быть такой, чтобы при действии разрывного усилия Zpa3 каната, для которого они пред­ назначены, напряжения в них не превышали 0,95 предела теку­ чести материала битенгов. Диаметр тумбы битенга принимают в зависимости от диаметра стального каната. Для канатов диа­

а также для поддержания и направления натянутого буксирного каната. Конфигурация арок близка к параболической. Конструк­ ция их разнообразна, но чаще всего трубчатая или Т-образная. Арки опираются на контрофорсы А-образной формы. Располагают их в диаметральной плоскости судна и симметрично относительно нее. Концами арки, как правило, опираются на фальшборт.

Швартовные устройства на таких судах, как буксиры и толкачибуксиры, неразрывно связаны с буксирным устройством. Эти ус­ тройства обычно проектируют с учетом расположения якорных устройств. Швартовное устройство на буксирном судне включает битенги, кнехты, канаты (стальные, растительные, синтетические), клюзы, утки (полуутки), вьюшки и другие детали. В качестве швартовных механизмов для выбирания канатов используют якорно-швартовные механизмы и редко специальные швартовные.

Морские буксиры снабжают швартовными канатами в соот­ ветствии с Правилами Регистра СССР. Кроме швартовных кана­ тов предусматривают два и более швартовно-буксирных каната, используемых при буксировке лагом и в других случаях. Разрыв­

184

ное усилие их в зависимости от мощности буксирного судна дол­ жно быть следующим: при мощности 500 л. с.— 14 400 кгс; 1000 л. с,— 20 700 кгс; 1500 л. с,— 24 350 кгс; 2000 л. с,— 28 250 кгс и 3000 л. с. и более — 32 300 кгс.

Швартовными могут быть канаты стальные диаметром не ме­ нее 13 мм, растительные и синтетические окружностью не менее 90 мм. Стальные канаты должны иметь не менее чем 144 прово­ локи и не менее семи органических сердечников. Этому требова­ нию отвечают канаты, поставляемые по ГОСТ 3083—66. Стальные проволоки швартовных канатов должны иметь цинковое покрытие, а их расчетный предел прочности при растяжении должен быть не менее 140, но не более 170 кгс/мм2. Пеньковые канаты допус­ кают к применению на судах, имеющих характеристику снабже­ ния 600 и менее.

По наибольшему диаметру и прочности каната подбирают де­ тали швартовного устройства: битенги, кнехты, вьюшки, утки, клюзы, стопоры и другие детали. Все основные детали швартов­ ных устройств унифицированы и стандартизованы.

§ 19. Сцепные устройства

Толкачи и толкачи-буксиры оборудуют сцепным устройством, предназначенным для соединения толкача с толкаемым составом.

Основные типы сцепных устройств:

1. Двухупорное с двумя вожжевыми бортовыми стальными ка­ натами, обеспечивающее надежное соединение толкача с соста­ вом при ходе на тихой воде и на волнении. Последнее достигается включением пружинных амортизаторов в системы натяжных при­ способлений, установленных на барже.

В случае использования двухупорно-вожжевого сцепного ус­ тройства при формировании состава требуются большие затраты ручного труда и значительное время на процесс учалки.

2. Автоматические сцепные устройства обеспечивают быструю сцепку толкача с толкаемыми баржами (составом); не требуется применения ручного труда. Поэтому автоматические сцепы уста­ навливают на всех вновь строящихся толкачах-буксирах и толка­ чах. Ими оборудуются и ранее построенные суда.

Автоматические сцепные устройства в зависимости от мощно­ сти толкачей, грузоподъемности толкаемых барж и места их рас­ положения разделяют на две унифицированные группы:

А — для малых толкачей мощностью до 300 л. с. и барж грузо­ подъемностью до 1000 т включительно;

Б — для толкачей мощностью свыше 300 л. с. и барж грузо­ подъемностью свыше 1000 т.

Внутри каждой группы обеспечивается полная взаимозаменяе­ мость судов независимо от того, к какому классу они относятся. Конструктивно автосцепы подразделяются по району плавания толкачей на речные и озерные.

185

Каждой группе (А и Б) автосдепов соответствует свой профиль сцепной балки, устанавливаемой на толкаемых судах: для авто­ сцепов группы А используется железнодорожный рельс типа Р-50, а в автосцепах группы Б — специальный сварной Т-образный про­ филь. Для судов, работающих на реках Европейской части СССР, применяют замки с вертикальной сцепной балкой; на реках Сибири

иДальнего Востока — с горизонтальной.

Вгруппе А используют сцепные замки типа Р-10 (на нагрузку Ют), Р-20, Р-20МП (модернизированный с приводом). В группе Б применяют замки Р-100 и Р-100М; 0-20, О-20М, 0-150 и 0-200.

шарнирно закрепленные на вертикальных осях и имеющие нажим­ ные хвостовики. В процессе сцепления головка рельса нажимает на хвостовики и поворачивает клешни. Запорный клин отходит назад, а затем под воздействием пружины возвращается специаль­ ным приспособлением с местным или дистанционным приводом. При отходе толкача от баржи клешни с помощью головки сцепного рельса займут исходное (раскрытое) положение (см. рис. 75,6). Зазоры между головкой рельса и клешнями замка обеспечивают возможность крена судна по отношению к другому до 10° на каж­ дый борт и дифферента до ±5°.

Основой сцепного замка типа 0-200 (рис. 76) служит «подвеска замка», соединяющая все другие узлы замка в одно целое. Она обеспечивает поперечную подвижность замка, регулировку вылета и продольную амортизацию — подробнее см. в работе [57]. Внутри корпуса подвески размещен полый шток замка, на переднем конце которого при помощи вертикальной оси крепится головка замка.

•

186

Замок имеет продольный амортизатор из тарельчатых пружин и поперечные пружинные амортизаторы. Последние обеспечивают поперечные наклонения замка при бортовой качке.

Управление сцепными замками— дистанционное из ходовой рубки. Современные конструкции замков позволяют производить раскрытие их под нагрузкой.

Автоматический сцеп с горизонтальным расположением сцепной балки (рис. 77) получил название — универсальный двухзамковый речной (УДР). Он используется на судах, плавающих по рекам

Сибири и Дальнего Востока. Этот сцеп предназначен для форми­ рования кильватерных и пыжевых составов с центральным распо­

его расчетное усилие в тоннах). Конструкция автоматических сце­ пов типа УДР допускает крен толкача до ± 8 —9°, дифферент

± 5 —8° и более.

Основу сцепа составляют: в носовой части толкача вертикаль­ ные упоры, направляющие балки, сцепные замки, механизм подъема замков, механизм сброса замков, механизм переключения защелок и др. На кормовой оконечности баржи располагается горизонталь­ ная сцепная балка с ограничительными выступами.

Для выбора сцепа проектируемого толкача-буксира или толкача выполняется расчет вероятных усилий, возникающих при различ­ ных условиях работы судна. Определение исходных данных и мето­ дика расчета приведены в работе [57].

187

Ориентировочно для толкачей-буксиров мощностью 150, 300, 600, 800, 1200—1340, 2000—4000 л. с. могут быть приняты сцепы

и порожней баржами, с запасом 600—800 мм на вертикальное пере­ мещение при качке.

Транцевые упоры толкачей-буксиров, оборудованных сцепом УДР, более развиты по высоте и обеспечивают подъем сцепных замков на высоту, превышающую не менее чем на 750 мм положе­ ние горизонтальной балки баржи в порожнем состоянии.

§ 20. Спасательные и другие устройства

Спасательные устройства. Буксирное судно снабжается всеми необходимыми средствами для спасения людей на воде. Количе­ ство спасательных средств, принимаемое на судно, и их размеще­ ние на палубе регламентировано Правилами Регистра СССР для морских судов и Правилами Речного Регистра РСФСР для судов внутреннего плавания.

В состав спасательного устройства входят: спасательные сред­ ства коллективного пользования, в том числе спасательные шлюпки

из-за невозможности их размещения заменяют спасательными пло­ тами вместимостью согласно требованиям Регистра.

В качестве коллективных спасательных средств применяют металлические из легкого сплава и пластмассовые спасательные шлюпки и плоты. Те и другие обладают достаточной надежностью и долговечностью.

На океанских и морских буксирах спасательное устройство раз­

буксирах и буксирах внутреннего плавания спасательные шлюпки располагают на палубе рубки, за рубкой поперек судна или над фонарем машинной шахты.

Наиболее рациональным типом шлюпбалок являются шлюп­ балки гравитационные двухшарнирные в комплексе со шлюпочными

Леерные устройства (леерное ограждение) состоят из леерных стоек, контрофорсов, лееров и поручней. Леерное ограждение слу­ жит для обеспечения безопасной работы экипажа на палубах судна и характеризуется высотой леерных стоек, количеством лееров.

190