3. Кинематические схемы якорно-швартовных устройств

Кинематическая схема брашпиля

Электродвигатель 1 ( рис. 157 ) через предохранительную фрикционнуюмуфту 2

соединён с червячным редуктором 11 и промежуточным валом 12. Вращение этого ва-

ла через пару шестерней 13 передаётся на главный вал 14, на котором находятся швартов-

ные барабаны 9.

Рис. 157. Кинематическая схема брашпиля

С главным валом при помощи двух одинаковых пар зубчатых колёс 10 соединены 2

грузовых вала 3. На них могут свободно вращаться пятиугольные якорные звёздочки ( цеп

ные барабаны ) 5, выполненные заодно с тормозными колёсами 7.

Эти колёса охвачены лентами 8 ленточного тормоза с ручным винтовым приводом 6.

Цепные барабаны при помощи кулачкового устройства 4 с ручным приводом могут присоединяться к грузовым валам 3 и вращаться вместе с ними.

На рис. 157 правый барабан сообщён с зубчатым колесом, а левый отсоединён, по-

этому брашпиль может перемещать только правый якорь. Таким образом, электродвига-

тель брашпиля может перемещать оба якоря поочерёдно или одновременно.

Редуктор брашпиля может быть как самотормозящимся, так и несамотормозящим-

ся. Во втором случае брашпиль должен иметь электромагнитные дисковые тормоза, затор

маживающие привод при обесточивании судна или срабатывании защит в схеме электро-

привода.

Отдача якоря происходит под действием его собственного веса, скорость травления

регулируется ленточным тормозом.

Современные суда имеют гидравлические устройства управлениял ленточными

тормозами, что позволяет отдавать якорь дистанционно ( из рулевой рубки ). При этом контролируется длина вытравленной якорь-цепи и скорость её травления.

Весь механизм брашпиля и исполнительный электродвигатель расположены на от-

крытой палубе, что усложняет обслуживание и повышает уязвимость.

Кинематическая схема якорно-швартовного шпиля

Этого недостатка лишены шпили, у которых на открытой палубе расположены толь

ко якорная звёздочка и барабан, а электродвигатель с редуктором находятся ниже палубы полубака в закрытом помещении ( рис. 158 ).

Рис. 158. Якорно-швартовный шпиль:

1 – скоба-отбойник; 2 – кулачковая муфта; 3 – турачек; 4 – пустотелый вал;

5 – маховик включения звездочки; 6 – зубчатая муфта; 7 – палубный стакан; 8 – цепная звездочка; 9 – ленточный тормоз; 10 – кнопка управления ленточным тормозом; 11 – маховик; 12 – электродвигатель; 13 – червячная передача

4. Нагрузочные диаграммы якорно-швартовных устройств Нагрузочной диаграммой электропривода называют зависимость мощности, тока или момента электродвигателя от времени.

Нагрузочная диаграмма электропривода брашпиля – это зависимость момента на валу электродвигателя от времени ( рис. 160 ).

Рассмотрим нагрузочные диаграммы электропривода брашпиля при подъеме 1-го якоря с полной расчётной глубины стоянки ( рис. 160,а ) и 2-х якорей с половинной рас-

чётной глубины ( рис. 160,б ).

Режим подъёма одного якоря.

При стоянке судна на якоре один конец якорной цепи с якорем лежит на грунте, а

второй проходит через клюз и якорную звёздочку в цепной ящик.

Провисающая в воде часть цепи “а” находится под действием внешних сил, дейст-

вующих на судно: силы ветра F и силы течения воды F . Чем больше эти силы, тем сильнее натянута якорная цепь.

Увеличение натяжения цепи вызывает подъём части цепи с грунта, при этом увели-

чивается длина её провисающей части.

Процесс снятия судна с якоря делится на 4 стадии ( рис. 159 ).

Рис. 159. Процесс снятия судна с якоря

В стадии 1 брашпиль выбирает цепь, втягивая её звенья в клюз. При этом судно

под действием усилия в цепи, созданного работой электродвигателя брашпиля, движется с небольшой скоростью к месту залегания якоря.

Количество звеньев, втягиваемых в клюз, равно количеству звеньев, поднятых с

грунта, поэтому форма провисающей части цепи «б» не изменяется. Значит, сила натяже-

ния цепи у входа в клюз и момент М на валу электродвигателя на этой стадии не изме-

няются.

Стадия 1 заканчивается, когда с грунта будет поднято последнее свободно лежащее

звено цепи. На этой стадии скорость выбирания якоря увеличивается, как правило, от 9 до 12 м / мин.

Рис.160. Нагрузочные диаграммы электропривода брашпиля при подъеме одного ( а ) и двух ( б ) якорей

В течение стадии 2 брашпиль продолжает втягивать цепь в клюз, а судно продол-

жает двигаться практически с неизменной скоростью вследствие приобретённой инерции.

Натяжение цепи увеличивается и её форма в конце стадии провисающей части це-

пи «в» приближается к прямой.

В конце стадии 2 двигатель может остановиться, если момент на валу электродвига

теля недостаточен для отрыва якоря от грунта. Двигатель при этом переходит в режим стоянки под током, длительность которого ограничена Правилами Регистра до 30 с.

На этой стадии момент на валу электродвигателя М увеличивался от значения

М до значения М .

На стадии 3 двигатель выбирает слабину цепи, образующуюся вследствие движе-

ния судна по инерции. Значение момента на валу электродвигателя практически не изме-

няется, т.е. равно М .

В конце стадии 3 судно проходит над местом залегания якоря и отрывает его от

грунта. В результате момент электродвигателя скачкообразно уменьшается от значения М до значения М .

На стадии 4 двигатель выбирает свободно висящую цепь, длина которой, находя

щаяся в воде, непрерывно уменьшается. Момент на валу электродвигателя постепенно уменьшается от значения М до значения М , при котором цепь полностью втянута в клюз.

Двигатель при этом надо отключить от сети.

На этой стадии скорость выбирания якоря уменьшается, как правило, от 12 м/мин

до 3 м/мин.

Режим подъёма 2-х якорей

В этом режиме якоря предварительно оторваны от грунта, а длина цепи в воде рав

на половине расчётной глубины стоянки.

Начальный момент на валу электродвигателя, обусловленный суммарным весом

якоря и цепи, составляет М ( рис. 160, б ).

После включения электродвигателя происходит плавный подъём якоря, момент

электродвигателя уменьшается от значения М до значения М .

Швартовный режим

В этом режиме усилие на тросе может изменяться от нуля ( слабина троса ) до номи

нального значения.

Кроме того, при рывках тяговое усилие в тросе может достигать значений, когда

происходит остановка механизма. Однако продолжительность перегрузки обычно не пре-

вышает 4…7 с.

Работа в швартовном режиме контролируется членами экипажа, и скорость на бара

бане может изменяться в пределах 7,2…18 м/мин.

Исходные нормативные нагрузки якорно-швартовных устройств

Работа якорного электропривода характеризуется следующими величинами:

1. тяговым усилием, развиваемым на якорной звездочке, которое зависит от массы якоря, калибра и длины якорной цепи, вытрав­ленной за клюз и провисающей в зависимости от глубины стоянки;

2. усилиями, создаваемыми ветром и течением и действующими на судно во время его съемки с якоря;

3. скоростью выбирания якорь-цепи;

4. продолжительностью рабочего периода, которая зависит от общей длины вытравленной якорной цепи при съемке судна с якоря.

К исходным нормативным нагрузкам относят:

1. нормы якорного снабжения судов;

2. расчетные нагрузки на якорной звездочке при подъеме одного и двух якорей;

3. продолжительность работы и скорость выбирания якорных и швартовных канатов.