Основы КСУ (Бормотов А) / Основы конструирования

палубе. В этом случае необходимо предусмотреть специальные направляющие для якорной цепи, например, как на рис. 1.14.

1.5.Якорные механизмы

Вкачестве палубных механизмов - приводов якорного устройства применяются шпили, брашпили и якорные лебедки. Подробные требования к этим механизмам изложены в Правилах Морского и Речного Регистров РФ.

Морской Регистр судоходства [16] требует, чтобы мощность привода якорного механизма обеспечивала непрерывное выбирание в течение 30 мин якорной цепи с якорем со скоростью не менее 0,15 м/с при тяговом усилии на звездочке не менее, чем P=ad2 , Н. Здесь d - калибр цепи, мм; коэффициент а принимается а=36,8 для цепей категории 1, а=41,7 - для цепей категории 2; а=46,6 - для цепей категории 3. Для цепей калибром не более 28 мм Регистр допускает уменьшение коэффициента а.

30

Необходимая мощность привода по Правилам Речного Регистра получается примерно вдвое меньше, чем по Правилам Морского Регистра. Такое различие обусловлено существенной разницей в глубинах речных и морских акваторий, что нашло отражение в выборе расчетных глубин якорных стоянок при определении сил натяжения якорных канатов. Для судов внутреннего плавания расчетные глубины якорных стоянок приняты h=10…50 м (в зависимости от разряда района плавания), а для морских судов h=65…100 м.

В соответствии с требованиями классификационных обществ разрабатываются типовые модели якорных механизмов, которые изготовляются специализированными предприятиями. Технические характеристики перечисленных механизмов приводятся в рекламных каталогах фирм-изготовителей. В прил. В

31

помещены сведения об отечественных и зарубежных моделях якорных механизмов. При выборе модели механизма необходимо ориентироваться на калибр якорной цепи, для которой предназначен данный механизм и на соответствие силы тяги и скорости выбирания цепи (или расчетных глубин якорной стоянки) району эксплуатации судна.

1.6. Компоновка якорного устройства

После подбора изделий якорного устройства приступают к разработке чертежа общего расположения устройства. Для этого вычерчивают район палубы бака или юта в плане и боковую часть корпуса судна, где размещают якорное устройство. Масштаб изображения принимают не менее 1:50 (предпочтительнее 1:20 или 1:25). На обеих проекциях намечают положение базовых линий (ДП и ОП), отметки практических шпангоутов, наносят следы основных корпусных конструкций - палуб, платформ, переборок, фальшборта.

Начинают компоновку с размещения якорных клюзов. С помощью теоретического чертежа корпуса переносят положение оси клюза и вычерчивают его в плане и на боку в соответствии с принятыми, как уже было указано, размерами клюзовой трубы, палубной и бортовой обделок. Затем на расстоянии 12…16 звеньев якорной цепи от палубной обделки клюза до оси звездочками намечают место установки якорного механизма. При установке механизмов необходимо учесть следующие моменты:

обводы корпуса и характер судовых помещений под палубой должны обеспечить оптимальное размещение цепных ящиков;

углы охвата звездочки механизма цепью должны быть не менее 115° для вертикально расположенных звездочек и не менее 150° - для горизонтальных звездочек;

между клюзом и механизмом должны удобно располагаться стопоры якорного каната;

свободное расстояние между отдельными изделиями устройства должно быть не менее 600 мм.

При острых обводах корпуса могут возникнуть затруднения в размещении цепных ящиков, что потребует смещения якорных механизмов дальше от клюзов, чем намечалось вначале. Проверка размещения цепных ящиков выполняется с помощью теоретического чертежа корпуса (путем построения шпангоута, проведенного по оси ящика).

Определив окончательно место размещения якорных механизмов, вычерчивают их на обеих проекциях чертежа. Затем изображают цепные ящики, стопоры и роульсы якорной цепи. Привод устройства аварийной отдачи с помо-

32

щью валиковой передачи выводят на открытую палубу в доступное и безопасное место, стараясь не создать этим приводом помех для работающих на якорных механизмах матросов.

При больших отстояниях клюзов от стопоров или механизмов якорный канат в свободном состоянии сильно провисает, что приводит к биению цепи в вертикальной плоскости при отдаче якоря. Для исключения этого могут применяться поддерживающие лотки (рис. 1.15). Ширина лотка принимается не менее двойной ширины звена цепи, а толщина стенки желоба - не менее трети калибра цепи.

Для удобства и безопасности экипажа при обслуживании якорного устройства должны выполняться следующие требования:

рукоятки управления тормозами, муфтами, контроллерами располагают на высоте 800-1100 мм от палубы или специально предусмотренного съемного помоста;

якорные клюзы диаметром более 400 мм должны иметь крышки и леерное ограждение спереди и с боков высотой не менее 600 мм;

на высоких фальшбортах с большим развалом для наблюдения за отдачей

иподъемом якорей необходимо оборудовать смотровые площадки размером не менее 0,4x0,6 м. Устраивают такие площадки на 0,9…1,1 м ниже планширя, снабдив их трапом и поручнями.

Всвязи с тем, что якорные

Заканчивается работа над чертежом общего расположения якорного устройства составлением спецификации, в которой поименованы все изделия якорного устройства, приведены их обозначения и указана масса. На основе этих документов составляются ведомости заказов материалов и оборудования и рассчитываются координаты центра тяжести якорного устройства.

33

2.ШВАРТОВНОЕ УСТРОЙСТВО

2.1.Схемы швартовных устройств

Швартовное устройство предназначено для подтягивания и крепления судна к береговым и плавучим сооружениям и другим судам. Оно включает в себя: швартовные канаты; киповые планки; роульсы и швартовные клюзы, необходимые для изменения направления швартова и уменьшения перегиба и истирания каната; кнехты и стопоры, служащие для крепления швартовных канатов; вьюшки для хранения канатов по-походному; швартовные механизмы (шпили, брашпили и лебедки), с помощью которых выбирают швартовы и подтягивают судно к причалу. Для подачи швартовных канатов на причал или другое судно предусматриваются бросательные концы с лѐгостями; канатыпроводники, присоединяемые к тяжелым швартовам для их выбирания; линемѐты, выбрасывающие с помощью ракеты прочный линь для подачи швартова на большие расстояния.

Сцелью защиты корпуса судна от повреждений при швартовке (особенно

вусловиях открытого моря) предусматривают привальные брусья и кранцевые устройства. Проектирование этих защитных средств ведут в рамках выбора элементов конструкции корпуса (привальные брусья) или при конструировании кранцевых устройств [8, 22].

Швартовное устройство должно обеспечивать:

подтягивание судна к причалу при ветре до 6 баллов;

надежную стоянку судна при действии ветра и течения, соответствующих району эксплуатации судна;

регулирование длины швартовных канатов при изменении осадки судна;

удобство и безопасность проведения швартовных операций;

разумный уровень механизации труда экипажа в процессе швартовки и стоянки судна.

Анализируя процесс швартовки судна, следует отметить ряд важных для

проектирования швартовного устройства моментов.

Во-первых, существенное различие характера работы разных элементов устройства при подтягивании судна к причалу и при стоянке. При подтягивании работают швартовные механизмы, выбирая канат, закрепленный на причале. Канат испытывает значительное натяжение, обусловленное силами сопротивления перемещению судна к причалу. Эти усилия передаются на детали устройства, изменяющие направление каната (роульсы, киповые планки, клюзы). С целью снижения потерь на трение при скольжении каната по этим дета-

34

лям, они непременно должны иметь вращающиеся элементы (роульсы). Это позволяет повысить долговечность работы этих деталей и канатов, а также существенно снизить нагрузку на швартовный механизм. Таких канатов, на которых подтягивают судно к причалу, обычно по одному в корме и в носу судна. Лишь на крупных морских судах могут еще работать и механизмы, расположенные в средней части судна. Назовем такие канаты условно «канатами первой очереди». Когда судно подтянули к причалу, канаты крепят на кнехтах или стопорят тормозами барабанов швартовных лебедок. Для обеспечения надежной длительной стоянки судна прибегают к подаче дополнительных швартовов

– «канатов второй очереди», которые крепят обычно на кнехтах. Поскольку нагрузка на эти канаты пока невелика, их подают и закрепляют вручную (но на крупных судах с тяжелыми канатами приходится использовать барабаны швартовных механизмов). Перемещение канатов второй очереди относительно судна гораздо меньше, чем канатов первой очереди в процессе подтягивания судна. Это обстоятельство оправдывает применение для канатов второй очереди направляющих деталей более простых и дешевых видов - клюзов и киповых планок без роульсов.

Во-вторых, обеспечение надежности стоянки судна при действии ветра любой балльности может быть достигнуто двумя путями: подачей дополнительных канатов второй очереди или увеличением диаметра канатов первой очереди. Первый вариант, наиболее распространенный до недавних пор, позволяет применять устройства с относительно тонкими канатами даже на крупных судах, что дает возможность осуществить швартовку вручную с простейшими швартовными механизмами (шпилями и брашпилями). Этот вариант схемы швартовного устройства отражен на рис. 2.1.

Практика эксплуатации судов выявила существенные недостатки этой схемы у крупных судов. При стоянке в экстремальных условиях приходится всей палубной команде постоянно проверять натяжение канатов, обеспечивая их равномерную загрузку. Нередко из-за невозможности уверенного контроля за силой натяжения наиболее нагруженные канаты разрываются, вызывая перегрузку оставшихся канатов. Это ведет к последовательному разрыву оставшихся канатов и аварии стоящего у причала судна. Другой недостаток этой схемы - необходимость постоянной работы палубной команды при грузовых операциях на судах с быстроменяющейся осадкой (танкеры, паромы, накатные суда, контейнеровозы, рудовозы), когда приходится часто травить или подбирать швартовные канаты.

35

С целью повышения надежности стоянки в штормовых условиях в последние годы на крупных судах чаще применяют схему (рис. 2.2), с меньшим числом более толстых канатов, которые крепят не на кнехтах, а на барабанах швартовных лебедок. Если снабдить эти лебедки устройством автоматического слежения за силой натяжения швартова, то существенно облегчается труд экипажа как при проведении быстрой погрузки - разгрузки судна, так и во время стоянки при шторме. Такие автоматизированные швартовные лебедки (АШЛ) могут устанавливаться в комбинации с традиционными якорно-швартовными механизмами (рис. 2.2), либо без них. Для работы с якорями швартовные лебедки дополнительно оборудуются брашпильной приставкой (прил. В).

Следует заметить, что на судах с АШЛ для большей безопасности при стоянках в особо сложных условиях предусматривают еще и обычные кнехты и дополнительные канаты. Количество их обычно невелико и не превосходит 40% от числа основных швартовных канатов.

2.2. Выбор швартовных канатов

Наметив схему швартовного устройства, соответствующую назначению и размерам судна, приступают к подбору его деталей. Начинают с выбора главного элемента устройства - швартовных канатов.

Правила Морского Регистра [16] регламентируют минимально необходимое число швартовных канатов, а также их длину и разрывное усилие в зависимости от характеристики снабжения Nc, рассчитанной при выборе якорей судна. Нормы снабжения для всех судов, кроме рыболовных, приведены в табл. 2.1.

Для судов с повышенной площадью боковой парусящей поверхности ( Sпар ) Правилами Морского Регистра требуется увеличить число швартовных

В практике проектирования швартовных устройств имеется правило увеличивать число канатов, регламентируемое Правилами Морского Регистра, еще на 40% с целью повышения надежности стоянки судна в особо суровых усло-

37

виях. Для крепления этих дополнительных канатов предусматривают соответствующее количество кнехтов.

Длина каждого каната может отличаться от указанной в табл. 9 не более чем на 7%, причем суммарная длина всех канатов должна быть не менее общей длины канатов, требуемой табл. 2.1.

Таблица 2.1. Нормы снабжения морских судов швартовными и буксирными канатами

38

Сечение каната подбирается по соответствующим ГОСТам, ориентируясь на разрывное усилие каната, которое должно быть не меньше требуемого по Правилам Регистра. Тип каната назначается конструктором в зависимости от назначения и размеров судна. Регистр допускает в качестве швартовов канаты стальные, растительные и синтетические. В случае применения синтетических канатов их разрывное усилие должно быть пересчитано с учетом снижения прочности каната из-за его большой деформативности:

Fc 0,074 ср Fт8 / 9 ,

где ср - среднее относительное удлинение при разрыве каната (%), но не менее

30%; Fc и Fт - разрывное усилие синтетического каната и табличное значение разрывного усилия, кН.

На судах, перевозящих воспламеняющиеся жидкости, Регистр допускает применение стальных тросов только на палубах надстроек, не являющихся верхом грузовых наливных отсеков. В этих районах должны применяться растительные канаты или канаты из синтетических волокон, не склонные к накапливанию статического электричества. С этой целью синтетические канаты должны вымачиваться в 3%-ном солевом растворе раз в 2-3 месяца.

Для судов внутреннего плавания швартовные канаты подбираются по разрывному усилию, рассчитанному по Правилам Российского Речного Регистра [17]:

Fр 0,147Nс 24,5, кН – при Nc 1000 м2;

Fр 171 0,0392(Nс 1000) , кН – при Nc 1000 м2,

где Nc - характеристика снабжения судна по Правилам Речного Регистра. Количество и длина швартовных канатов Речным Регистром не регламен-

тируются, и конструктор выбирает их самостоятельно. Для судов, имеющих в качестве швартовных механизмов шпили и брашпили, число канатов можно принять в зависимости от количества швартовных кнехтов, считая, что число канатов вдвое меньше числа кнехтов.

Рекомендуемое количество кнехтов в зависимости от водоизмещения судна указано ниже. При сомнениях можно обратиться к опыту предшественников и назначить число и длину канатов по близким судам-прототипам. Можно воспользоваться и справочником норм снабжения инвентарем и инструментом судов внутреннего плавания, в котором указаны длины швартовных канатов типовых речных судов. У большинства судов эта длина лежит в пределах

50-100 м.

39