1

2

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………… 6

1 КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ О ЯКОРНО-ШВАРТОВОМ УСТРОЙСТВЕ……………………………………………………………………. 7

2 ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЯКОРНО-ШВАРТОВОМУ УСТРОЙСТВУ……………………………………………………….…………… 9

3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЯКОРНО-ШВАРТОВОГО УСТРОЙСТВА…………………………………………………………….…….. 12

3.1 Выбор основных параметров якорно-швартового устройства…………... 12

3.2 Предварительный расчёт мощности электродвигателя…………….…….. 13

3.3 Предварительный выбор электродвигателя……………………………..… 14

3.4 Расчёт механических и скоростных характеристик электродвигателя….. 15

3.5 Расчёт и построение нагрузочной диаграммы электродвигателя при выбирании одного якоря……………………………………………………...… 19

3.6 Расчёт и построение нагрузочной диаграммы электродвигателя при выбирании двух якорей……………………...………………………………….. 22

3.7 Расчёт и построение нагрузочной диаграммы при аварийном режиме работы………………………………………………………...………………….. 23

3.8 Проверка электродвигателя на нагрев…………………………….……….. 24

3.9 Проверка электродвигателя на обеспечение заданных скоростей............. 25

4 ВЫБОР СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ…………………………………………… 27

4.1 Якорно-швартовое устройство. Схема электрическая принципиальная... 27

4.2 Якорно-швартовое устройство. Схема внешних соединений……………. 31

4.3 Якорно-швартовое устройство. Схема размещения на судне………...….. 32

4.4 Выбор защит, реле времени, кабелей и автоматов…………….………….. 32

5 ИНСТРУКЦИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЯКОРНО-ШВАРТОВОГО УСТРОЙСТВА……………………………………………… . 37

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………...……………... 40

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………..……………….. 41

Приложение А

Якорно-швартовое устройство. Схема электрическая принципиальная

КП.26.05.07-21КСЭ1057-2024.Э3

Приложение Б

Якорно-швартовое устройство. Схема внешних соединений

КП.26.05.07-21КСЭ1057-2024.Э4

Приложение В

Якорно-швартовое устройство. Схема размещения на судне

КП.26.05.07-21КСЭ1057-2024.Э7

Приложение Г

Якорно-швартовое устройство. Схема электрическая принципиальная. Перечень элементов.

КП.26.05.07-21КСЭ1057-2024.ПЭ

ВВЕДЕНИЕ

Важными элементами якорного устройства являются якорные механизмы, предназначенные для подъема и отдачи становых якорей и удержания якорной цепи при стоянке судна на якоре.

Поскольку эти механизмы используются также для выбирания швартовных тросов, их часто называют якорно-швартовными.

К ним относятся машины с горизонтальным цепным барабаном — брашпили и якорно-швартовные лебедки и с вертикальным - шпили. 

Составные элементы швартовного устройства:

• швартовы - канаты, с помощью которых судно крепится к причалу или другому судну;

• кнехты - цилиндрические тумбы, служащие для закрепления швартовов и передачи их натяжения на элементы корпуса судна;

• киповые планки, роульсы, клюзы - устройства, дающие возможность изменять направление швартовов, а также предохраняющие швартовы и корпусные конструкции от повреждений;

• стопоры для швартовных канатов - приспособления для переноса швартовов под нагрузкой с барабанов швартовных механизмов на кнехты;

• вьюшки - приспособления, обеспечивающие хранение и выбирание ненагруженного швартовного каната;

• банкеты - деревянные решетчатые площадки для хранения растительных и синтетических канатов в бухтах;

• кранцы - амортизаторы, предохраняющие корпус от повреждений при проведении швартовных операций.

1 Краткие теоретические сведения о якорно-швартовом устройстве

Якорно-швартовые устройства представляют собой комплекс механизмов и приспособлений, предназначенных для обеспечения надежной стоянки судна и швартовых операций в различных условиях эксплуатации.

Якорные устройства используются для постановки судна на якорь и выполняют следующие операции: отдача якоря, стопорение при любой длине якорной цепи, подъем якоря с отрывом его от дна, укладка цепи в данном ящике, крепление конца коренной смычки, втягивание якоря в клюз.

Современное якорное устройство обычно включает следующие элементы:

• втяжной якорь, который благодаря своей массе и форме входит в грунт, создавая необходимое сопротивление перемещению судна или плавучего объекта;

• якорный канат, передающий усилие от судна к находящемуся на грунте якорю и используемый для отдачи и подъема якоря;

• якорные клюзы и цепная труба, позволяющие якорному канату проходить через элементы корпусных конструкций и служащие для хранения втянутого в них якоря по-походному;

• якорный механизм, обеспечивающий отдачу и подъем якоря, торможение и стопорение якорного каната;

• цепные и якорные стопоры, которые служат для закрепления якорного каната при стоянке судна на якоре и для крепления якоря по-походному;

• цепные ящики для размещения якорных канатов на судне;

• механизмы для крепления и отдачи якорного каната.

По назначению и условиям эксплуатации различают якорные устройства морских транспортных, промысловых и пассажирских судов,

плавучих маяков, причалов и молов, морских навигационных буев и буйковых станций; глубоководные якорные устройства специальных судов; якорные устройства плавучих буровых платформ, плавучих доков, дноуглубительных снарядов и рейдового оборудования.

По месту расположения на судне различают носовые и кормовые якорные устройства.

По типу якорных механизмов судовые якорные устройства разделяют на устройства с брашпилем, со шпилями или якорными (якорно-швартовными) лебедками.

По способу размещения якорей якорные устройства бывают с обычными якорными клюзами, с якорными нишами, с выступающими клюзами, без клюзов (хранение якорей на палубе).

Глубина якорной стоянки обусловливает деление якорного устройства на обычное и глубоководное. В некоторых случаях элементы якорного устройства могут быть использованы для буксировки и торможения судна.

Для улучшения эргономики судна, обычно объединяют якорные и швартовные устройства в одно. Снабжая его звездочкой под якорную цепь, а также швартовным барабаном, для подтягивания швартовов.

• Шпили. Имеют вертикальную ось вращения. Как правило снабжены одной звездочкой и одним барабаном. Иногда встречаются шпили не имеющие звездочки. Такие устройства называются швартовными.

• Брашпили. Имеют горизонтальную ось вращения. Снабжены двумя звездочками и двумя швартовными барабанами.

2 Основные требования к якорно - швартовому устройству

Якорно-швартовые механизмы должны соответствовать правилам регистра. Ниже приводятся требования к якорно-швартовым механизмам, таким как: брашпили, якорно-швартовные шпили, якорные шпили, якорно-швартовые лебедки с нормальной скоростью выбирания цепи.

Якорно-швартовые механизмы выполняют следующие операции:

• отдачу якоря посредством привода или свободным травлением якорь цепи с подтормаживанием тормозом цепной звездочки.

• съемку с якоря, состоящую из подтягивания судна к якорю, отрыва якоря от грунта, подъема якоря и втягивания его в клюз.

• стоянку судна на якоре на тормозе цепной звездочки. В этом случае тормоз выполняет роль предохранительного устройства. При рывках на волнении тормозной шкив проскальзывает относительно ленты, уменьшая нагрузку на цепь;

• подтягивание судна к причалу с помощью турачки.

• одновременный подъем двух якорей с половины расчетной глубины стоянки при неодновременном отрыве их от грунта;

• обеспечение швартовки судна при отжимном ветре до 5 баллов.

Все якорно-швартовые механизмы должны выпускаться с электрооборудованием морского исполнения переменного тока напряжением 380 В, частотой 50 Гц.

В технически обоснованных случаях допускается выпуск механизмов (с калибром цепи до 46 мм и ниже) с электрооборудованием переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц, а также брашпилей (с калибром цепи до 46 мм) с электрооборудованием постоянного тока напряжением 220 В.

Электродвигатели, командоконтроллеры, кулачковые контроллеры и другие элементы электрооборудования, устанавливаемые на палубе, должны быть водозащищенного исполнения; магнитные контроллеры, устанавливаемые в помещениях, должны быть брызгозащищенного исполнения.

Якорно-швартовные механизмы должны допускать возможность оборудования их устройством для дистанционной (с мостика) отдачи якоря. Якорно-швартовные механизмы должны быть снабжены счетчиками вытравленной якорной цепи, допускающими установку дистанционных репитеров.

Для обеспечения высокой маневренности во время швартовки и регулирования необходимой длины каната во время перемещения судна в отношении причала, используют швартовные лебедки. Так же есть автоматические швартовные лебедки. Они служат для выбирания каната при снижении усилия ниже заданного значения и вытравливания каната при превышении заданного значения усилия.

Якорно-швартовный механизм должен обеспечивать выбирание швартовного каната в следующих режимах:

а) в номинальном режиме - с номинальным тяговым усилием на швартовом барабане и номинальной скоростью в течение 30 мин;

б) в режиме работ с малой скоростью при тяговом усилии на швартовом барабане не менее 0,75 номинального в течение 3-5 мин;

в) в режиме работы с наибольшей скоростью при выбирании каната, не нагруженного в течение 10 мин.

Электродвигатель якорно-швартового механизма должен:

а) развивать на рабочей характеристике, используемой в номинальном режиме работы механизма пусковой момент, создающий тяговое усилие на звездочке не менее двухкратного номинального и не более половины пробной нагрузки цепи;

б) выдерживать стоянку под током 30-60 с после работы в номинальном режиме; стояночный момент электродвигателя постоянного тока должен развивать на звездочке тяговое усилие не менее 1,4 номинального; указанное

время стоянки под током должно обеспечиваться электродвигателем переменного тока на основной рабочей характеристике или на характеристике, предназначенной для стоянки;

в) допускать работу во время выбирания якорной цепи на характеристике, предназначенной для номинального режима, при тяговом усилии на звездочке, равным 1,3 номинального, не менее 2 мин с последующей беспрерывной работы с номинальным усилием на звездочке в течение не менее 5 мин;

г) производить травление якорной цепи при тяговом усилии на звездочке, равном 0,6 номинального в течение 10 мин.

Механизмы ЯШУ должны иметь автоматический нормально замкнутый тормоз на валу электродвигателя и устройство для торможения. Тормоз должен обеспечивать удержание механизма от разворота при действии в цепи на звездочке, соединенной с приводом, при усилии извне, величиной от 1,3 номинального.

Угол обхвата звездочки якорной цепью должен быть:

• для брашпилей - не менее 117⁰;

• для шпилей - не менее 150⁰.

Тяговые усилия в цепи на звездочке при выбирании должны соответствовать значениям: а) 𝐹_𝐻 = 3𝑚𝑑², кг^.с - для механизмов с калибром цепей до 28 мм; б) 𝐹_𝐻 = 3,8𝑚𝑑², кг^.с - для механизмов с калибром цепей более 28 мм.

Тяговые усилия при травлении должны быть равны 0,6 номинального.

Срок службы ЯШУ на судне - 20 лет, при сроке службы до капитального ремонта - 10 лет. Общий срок службы электрооборудования -10лет.