5.9. Судовые палубные механизмы и устройства
К палубным устройствам относятся якорные, швартовные, грузовые устройства, а также люковые закрытия.
5.9.1. Якорные и швартовные устройства
Якорные устройства предназначены для обеспечения якорной стоянки судна.
К этим устройствам предъявляется ряд требований.
Якорный механизм должен развивать мощность, достаточную для подъема одного из якорей со скоростью не менее 9 м/мин при соответствующем тяговом усилии, величина которого Р, зависит от водоизмещения судна Δ, массы якоря G, калибра якорной цепи d.
Р=(36,8 ÷ 46,6)d2,
G=(8 ÷11) 3√Δ2,
d= 1,01 √G,
где d – калибр якорной цепи, мм;
Δ – водоизмещение судна, м3;
G – масса якоря, кг.
Время работы механизма в этом режиме без перерыва должно быть не менее 30 мин. Пусковой момент якорного механизма должен быть достаточным для создания двойного тягового усилия.
Ручной привод якорного механизма должен быть расчитан на подъем одного якоря со скоростью 2 м/мин. При этом усилие каждого работающего на рукоятках должно быть не более 160 Н.
Якорные механизмы можно разделить на две разные по конструктивному исполнению группы: брашпили – у которых грузовые валы расположены горизонтально и шпили – механизмы с вертикальным расположением грузового вала.
Брашпиль – это якорное устройство, обеспечивающее, как правило, одновременный подъем двух якорей с помощью одного механизма. Однако на современных судах для каждого якоря устанавливается свой брашпиль.
На рис. 67 показана схема электрического брашпиля с двумя цепными звездочками и двумя турачками.
Рис. 67. Cхема электрического брашпиля:
1 – турачки, 2 – ленточный тормоз, 3 – цепные звездочки, 4 – муфты , 5 – редуктор, 6 – червячная передача, 7 – вал, 8 – электродвигатель, 9 – ручной привод
Турачки 1, укрепленные на валу 7, используются при швартовных операциях. Цепные звездочки 3 соединяются с грузовым валом 7 кулачковыми муфтами 4. Звездочки 3 свободно сидят на валу и снабжены ленточными тормозами 2. Электродвигатель 8 передает вращение грузовому валу 7 через червячную передачу 6 и редуктор 5. Брашпиль имеет ручной аварийный привод 9.
На рис. 68 показан брашпиль, работающий на один якорь.
Брашпиль осуществляет подъем или отдачу якоря через приводную звездочку, входящую в зацепление с якорной цепью, при этом швартовный барабан 2 обеспечивает поддержание заданного натяжения канатов, а турачка 3 используется для швартовки судна. Через муфты сцепления 5 можно обеспечить раздельную работу каждого из элементов. Через редуктор, имеющий устройство для изменения передаточного числа, что обеспечивает возможность изменения усилия подъема, крутящий момент передается к силовому грузовому валу. Для обеспечения торможения якорной цепи и швартовного барабана при отсутствии питания электродвигателя брашпиль имеет ленточный тормоз 7.
При использовании в составе якорного устройства шпиля с вертикально расположенным грузовым барабаном, на палубе устанавливается механическая часть оборудования, а система управления размещается под палубой. Турачка и грузовой барабан могут использоваться для обеспечения работы палубных механизмов, расположенных вблизи якорных устройств.
Рис. 68. Брашпиль:
1 – якорная звездочка, 2 – швартовный барабан, 3 – турачка, 4 – якорная цепь, 5 – муфта сцепления, 6 – ручной тормоз,7 – ленточный тормоз, 8 – зубчатая муфта
Швартовные устройства предназначены для выбирания швартовных тросов при ручном управлении и для выбирания и стравливания при автоматическом режиме работы.
Привод швартовного механизма рассчитывается на непрерывное выбирание швартовного троса при номинальном тяговом усилии с номинальной скоростью в течение не менее 30 минут и способность развивать двухкратное номинальное усилие в тросе в течение 15 секунд. Номинальное тяговое усилие не должно быть более чем 1/3 разрывного усилия троса.
Разрывное усилие F может быть определено по следующей зависимости:
F=k · C2,
где C – длина окружности троса, мм;
k – коэффициент, зависящий от материала из которого изготовлен трос.
k=55 для стальных тросов, k = 13 для капроновых, k=5,4 для манильских и сизальских тросов, k = 5 для пеньковых тросов.
Швартовное устройство должно быть оборудовано автоматическим тормозом, удерживающим швартовный барабан при тяговом усилии равном 1,5 номинального.
В качестве швартовных механизмов используются швартовные шпили и лебедки.
На рис. 69 показано устройство швартовного шпиля.
Рис. 69. Швартовный шпиль:
1– корпус, 2– редуктор, 3– венец, 4– шестерня, 5– опорный стакан, 6– электродвигатель, 7– турачка, 8 – пробка, 9 – масляная ванна
Электродвигатель 6 размещается внутри турачки 7, корпус редуктора 1 выполняет роль фундаментной рамы и крепится к палубному набору. На выступающей части крышки редуктора 2 установлен опорный стакан 5, воспринимающий радиальные и осевые усилия свободно сидящей турачки 7. Привод турачки осуществляется электродвигателем 6 через зубчатую муфту и три пары косозубых шестерен, вращающихся в масляной ванне 9. Шестерня 4 и венец 3 турачки смазываются из пресс-масленки, в подшипник скольжения турачки масло заливается через пробку 8.
Общий вид швартовной лебедки показан на рис. 70.
Рис. 70. Швартовная лебедка:
1 – электродвигатель, 2 – грузовой барабан, 3 – турачка, 4 – редуктор
Грузовой барабан 2 используется для поддержания заданного натяжения троса, турачка 3 используется при швартовке судна при поданных на кнехты канатах. Крутящий момент от приводного электродвигателя 1 передается через редуктор 5 к грузовому барабану и турачке.
При проведении швартовных операций система управления обеспечивает изменение скорости и направления движения троса.
Современные швартовные шпили и лебедки оборудованы системой автоматического поддержания заданного натяжения тросов. В случае изменения усилия натяжения швартовных тросов при изменении осадки судна либо под воздействием приливов и отливов система автоматического регулирования обеспечивает их стравливание или выбирание до восстановления заданного усилия натяжения.