Основы КСУ (Бормотов А) / Основы конструирования

Характеристики канатов, отвечающие требованиям Правил Речного Регистра, приведены в прил. Б. При выборе канатов выписывают обозначение каната, указанное в документе, и фиксируют его массу.

2.3. Подбор изделий швартовного устройства

Швартовное устройство - одно из немногих устройств, элементы которого можно целиком набрать из стандартных изделий. Параметры этих изделий приведены в прил. Б.

Кнехты. На судах применяются кнехты различного исполнения: одиночные и двойные; прямые и крестовые; литые и сварные; стальные, чугунные и из легких сплавов.

Одиночные кнехты применяют на малых и средних судах, двойные - на любых. Прямые кнехты нашли наибольшее использование на судах всех типов. Ограничители, имеющиеся на наружных сторонах тумб прямых кнехтов, позволяют на один кнехт крепить два каната и потравливать каждый из них отдельно. Однако такие кнехты нельзя применять на низкобортных судах из-за опасности сползания канатов при крутых наклонах. Для исключения этого явления прямые кнехты должны устанавливаться в сочетании с бортовыми швартовными клюзами или закрытыми киповыми планками. Если установка этих деталей затруднена (например, в районе палубы без фальшборта), то на судне должны применяться крестовые кнехты. Сварные врезные кнехты используют на крупных судах для крепления тяжелых канатов. На палубах в районе грузовых танков нефтеналивных судов сварные врезные кнехты не устанавливают из-за опасности нарушения герметичности палубы. Литые чугунные кнехты нашли применение на нефтеналивных морских судах и на речных судах различного назначения. Кнехты из легких сплавов применяют на быстроходных судах при условии использования растительных или синтетических канатов.

Для облегчения труда экипажа и повышения безопасности работы с канатами большого диаметра на морских судах применяют кнехты с вращающимися тумбами (КВТ). Тумбы КВТ могут вращаться лишь в одну сторону (в направлении выбирания каната), а обратное вращение (при травлении каната) исключается встроенным храповым механизмом. При подтягивании судна к причалу на тумбы КВТ накладывают три шлага каната и свободный конец каната выбирают с помощью турачек брашпиля или головкой шпиля. Под действием тягового усилия тумбы кнехта вращаются, не препятствуя выбиранию каната. Подтянув судно к причалу, канат окончательно крепят на судне, увели-

40

чивая число шлагов до 6-8. При необходимости подтравливания каната следует снять с кнехта 3-4 шлага, вручную стравить необходимую длину каната и опять закрепить канат, добавив 3-4 шлага.

На некрупных судах переносят канат с турачек брашпиля (шпиля) на кнехт, прибегая к помощи переносных стопоров. Такой стопор крепят к скобе, приваренной к фундаменту кнехта или палубе, закладывают канат между клиновыми зажимами и вручную с помощью винта затягивают стопор, передавая тем самым нагрузку с кнехта на стопор. Освобожденный свободный конец каната переносят с турачки на кнехт и крепят 6-8 шлагами. После этого стопор разжимают и снимают с каната. Теперь натяжение каната передается уже на кнехт.

Общий вид кнехтов и стопоров различных типов, их параметры и условные обозначения приведены в прил. Б. Типоразмер кнехта или стопора подбирают по диаметру или окружности сечения каната.

Количество кнехтов назначают в зависимости от числа швартовных канатов: для каждого каната должна устанавливаться пара кнехтов по одному кнехту на каждом борту судна. Учитывая, что число канатов увеличивается с ростом размеров судна, в [22] имеются рекомендации о количестве кнехтов судна

(табл. 2.2).

Таблица 2.2. Рекомендуемое число кнехтов на судно

Как уже отмечалось, число кнехтов может быть и меньше, если часть канатов наматывается на барабаны швартовных лебедок. В этом случае кнехты для этих канатов не предусматривают. Необходимо еще заметить, что нередко в носу и в корме судна для швартовки используют буксирные кнехты, которые обычно крупнее швартовных. Такое двойное назначение буксирных кнехтов вполне оправдано, поскольку позволяет «сэкономить» 2-4 швартовных кнехта.

Упомянутые клиновые стопоры используются в традиционных схемах швартовных устройств с брашпилями и шпилями при работе с тяжелыми канатами. Минимальное количество таких стопоров равно количеству кнехтов, на

41

которые крепят канаты первой очереди. На крупных судах стопоры (или обухи для их крепления) предусматривают у каждого кнехта. В схемах с КВТ и АШЛ такие стопоры не применяют. К палубам или фундаментам сварные кнехты приваривают, а литые - крепят винтами с потайными головками и гайками (между кнехтом и плитой фундамента прокладывают несколько слоев парусины на сурике). Высоту фундамента выбирают из условия удобного взаиморасположения кнехтов по отношению к клюзам и роульсам. Минимальная высота фундамента под литой кнехт диктуется необходимостью завертывать гайки, крепящие кнехт. Рекомендуемые толщины конструкций фундамента приведены в табл. 2.3. Пример конструкции фундамента под сварной кнехт показан на рис. 2.3. Для исключения травм при швартовке фундаменты имеют стенки со всех четырех сторон. В местах установки винтов в стенках делают небольшие ниши. На танкерах в районе грузовых отсеков фундаменты должны быть высотой не менее 300 мм и без торцевых стенок, чтобы обеспечить их естественную вентиляцию.

Рис. 2.3. Конструкция фундамента под кнехт:

1 - плита опорная; 2 - стенка; 3 - ребро; 4 - кница, 5 - вариант стенки с нишами под винты

Таблица 2.3. Рекомендуемые толщины деталей фундамента

42

Тумбы сварных врезных кнехтов пропускают под палубу на высоту, примерно равную диаметру тумбы, и крепят балками и бракетами к набору палубы. Высота подкреплений - не менее диаметра тумбы.

Киповые планки. Киповые планки применяются для проводки и отклонения каната в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Основные разновидности стандартных моделей киповых планок приведены в прил. Б.

Открытые косые киповые планки используются на малых судах при швартовке к высоким причалам и судам. Прямые киповые планки пригодны для направления прижимных швартовов в средней части и шпрингов при отсутствии фальшборта. Выбирать канаты первой очереди через такие киповые планки не рекомендуется.

Закрытые киповые планки исключают выскакивание каната из планки, если канат идет круто вверх. Это характерно для речных и морских низкобортных судов. Для проводки канатов первой очереди киповые планки должны иметь вращающиеся роульсы.

Киповые планки устанавливают на фундаментах, привариваемых к фальшборту или палубе. Если фальшборт высокий, то для установки киповых планок вырезают специальные окна. Стальные киповые планки приваривают к фундаментам, а чугунные крепят на винтах и заклепках. Высоту фундаментов принимают от 100 до 300 мм, в зависимости от модели киповой планки и места ее установки. Наружная кромка опорного листа фундамента должна быть закруглена (рис. 2.4), чтобы не вызывать перетирания каната. Толщины опорных листов, стенок и ребер фундаментов приведены в табл. 2.4.

Рис.2.4. Фундамент под киповую планку:

1 - лист опорный; 2 - стенка; 3 - ребро; 4 - лист гнутый

43

Таблица 2.4. Рекомендуемые толщины деталей фундаментов под киповые планки

Роульсы. Одиночные роульсы служат для изменения направления каната на палубе от швартовных механизмов к клюзам (рис. 2.2); роульсы, поставленные группами по 2-3 штуки в ряд, применяют вместо киповых планок для выбирания канатов швартовными механизмами. Расстояние между осями групповых роульсов назначают в пределах 2,5-3,0 наименьшего диаметра тела роульса. Параметры стандартных роульсов приведены в прил. Б.

Роульсы устанавливают на фундаментах, приваривая фланец штыря к опорному листу. Рекомендуемые толщины деталей фундамента и калибры швов для приварки штыря даны в табл. 2.5. Схемы фундаментов под одиночные роульсы показаны на рис. 2.5. Конструкция фундаментов под групповые роульсы аналогична фундаментам под киповые планки.

Рис. 2.5. Фундаменты под одиночные роульсы:

а - высотой до 300 мм; б - высотой более 300 мм; 1 - лист опорный; 2 - бракета; 3 - кница; 4 - тумба

Таблица 2.5. Толщина деталей фундаментов под роульсы

44

уложенного на крестообразно расположенные бракеты, которые привариваются к палубе. Рекомендуемые толщины листов и бракет опор приведены в табл. 2.7.

Таблица 2.7. Рекомендуемые толщины деталей опор для вьюшек

Растительные и синтетические канаты хранят иногда не на вьюшках, а на специальных щитах - банкетах, смотанными в виде цилиндрических бухт. Бухта каната привязывается к банкету и закрывается чехлом.

2.4. Швартовные механизмы

Для выбирания швартовных канатов используются как специальные швартовные механизмы (лебедки, шпили), так и другие палубные механизмы, имеющие швартовные барабаны - турачки (брашпили, грузовые лебедки и т.д.).

Морской Регистр судоходства [16] регламентирует мощность привода швартовного механизма следующим образом:

номинальное тяговое усилие механизма не должно превышать 1/3 разрывного усилия каната;

скорость выбирания каната на первом слое навивки каната на барабан должна быть не менее 0,25 м/с при номинальном тяговом усилии до 80 кН; не менее 0,20 м/с при усилии 81-160 кН; не менее 0,16 м/с при усилии 161-250 кН; не менее 0,13 м/с при усилии более 250 кН. Скорость выбирания швартова турачкой (или головкой шпиля) должна быть не более 0,3 м/с.

Привод должен обеспечивать непрерывное выбирание швартова при оговоренных условиях в течение не менее 30 мин; кроме того, привод должен обеспечивать в течение 2 мин создание усилия в 1,5 раза больше номинального.

Барабан швартовного механизма снабжен тормозом, удерживающим канат при действии в нем усилия до 80% от разрывной нагрузки. Усилие на рукоятке привода тормоза при этом должно быть не более 740 Н. Кроме того, необходимо, чтобы привод швартовного механизма имел блокировочный тормоз, удерживающий швартовный канат при силе натяжения в 1,5 раза больше номинального при выходе привода из строя.

Более подробные требования изложены в [16].

Речной Регистр [17] номинальное тяговое усилие швартовного механизма не регламентирует. В [17] содержатся требования к номинальной скорости вы-

47

бирания швартова и защите от перегрузок. Скорость длительного выбирания (не менее 30 мин) каната должна быть не менее 0,07 м/с и не более 0,15 м/с (0,3 м/с). Привод должен создавать в течение 15 с усилие вдвое больше номинального. К блокировочному тормозу механизма предъявляются требования удерживать канат при натяжении в 1,5 раза больше номинального в случае отключения привода.

В прил. Б приведены данные о якорно-швартовных механизмах, отвечающих требованиям Правил Речного или Морского Регистров. Тип и количество механизмов назначается в соответствии с выбранной схемой швартовного устройства.

Традиционные схемы швартовных устройств судов малого и среднего водоизмещения основаны на использовании брашпилей и швартовных либо якор- но-швартовных шпилей. При применении шпилей палуба остается более свободной, швартовные канаты могут подаваться на шпиль с разных точек, но работа с канатом на вертикальном барабане шпиля менее удобна, чем на горизонтальной турачке. В связи с этим на судах, часто швартующихся или быстро меняющих осадку при погрузке - разгрузке, предпочтение отдают брашпилям.

На крупных судах применяют швартовные лебедки с барабаном, вмещающим полную длину швартовного каната. Травление и выбирание швартова здесь производится с помощью механического привода, швартовные операции облегчаются, ускоряются, делаются более безопасными. Применение автоматизированных устройств слежения за натяжением каната еще более облегчает труд палубной команды, освобождая ее от постоянного контроля за швартовами при изменении посадки судна. Оборудование швартовных лебедок турачками в дополнение к основному барабану позволяет механизировать швартовку и при работе с дополнительными канатами. Применение швартовных лебедок с брашпильными приставками (с дополнительной передачей к звездочке якорной цепи) делает эти механизмы практически универсальными. В последние годы прослеживается явная тенденция расширения области применимости швартовных лебедок на судах различных типов. Тип и модель швартовного механизма устанавливается с помощью прил. Б в зависимости от сечения принятого швартовного каната. При сопоставлении рассматриваемых вариантов следует обратить внимание на величину номинальных значений силы тяги механизма и скорости выбирания канатов, на мощность привода, размеры и массу механизмов. Если выбирается механизм двойного назначения (для выполнения якорношвартовных операций), то обязательно учитываются требования и по работе с якорями.

48

2.5. Компоновка швартовного устройства

Для повышения надежности стоянки судна при действии ветра и течения наиболее целесообразно разнести точки крепления швартовов на судне подальше от миделя. В связи с этим на судах элементы швартовного устройства располагают на баке и юте, откуда подаются основные швартовы. Кроме того, такая компоновка швартовного устройства не мешает выполнению операций, связанных с основным назначением судна. В средней части судна предусматривают возможность крепления дополнительных швартовов, а также - крепление швартовных канатов с других судов. Специальные швартовные механизмы для этих канатов не предусматривают, выбирают их вручную или с помощью турачек грузовых лебедок и других палубных механизмов, для чего устанавливают отдельно стоящие направляющие роульсы. На крупных морских судах (например, супертанкерах) в средней части устанавливают для дополнительных канатов швартовные шпили или швартовные лебедки.

Размещая изделия швартовного устройства, проектант стремится создать наиболее эффективное швартовное устройство, отвечающее всем современным требованиям его эксплуатации. Вместе с этим обязательно должны выполняться требования охраны труда как при выполнении швартовки, так и работе с другим судовым оборудованием, находящимся в зоне расположения швартовного устройства. Основные из этих требований:

канаты на барабаны швартовных механизмов должны направляться по нормали к оси барабана. Отклонение каната от этого направления не должно быть более 50. При проверке этого требования рабочее сечение швартовного барабана лебедки считают посредине его длины, а у турачек и барабана шпиля - на расстоянии 0,2 длины турачки или барабана от наиболее широкой реборды;

для удобства переноса каната с турачек на кнехты последние размещают возможно ближе к линии каната. Кнехты рекомендуется устанавливать длинной стороной вдоль линии натяжения каната. Отстояние кнехтов от клюзов или киповых планок должно быть достаточным для размещения переносных стопоров канатов. Обычно оно принимается не менее 6 диаметров тумбы кнехта, но и не более 3 м;

взаиморасположение кнехтов, киповых планок и роульсов должно исключать самопроизвольное сползание шлагов каната с кнехта или выскальзывание каната из киповых планок и роульсов. Наклон каната в вертикальной плоскости между кнехтом и клюзом должен быть не более 15-20° (а для кне-

49