Постановка на якорь и снятие с якоря
Тема: «Механизмы швартовных, буксирных, грузоподъемных, якорных и рулевых устройств».
Швартовное и буксирное устройства
Швартовное устройство служит для швартовки судна к причалу во время стоянки его в порту или на верфи. Судно швартуется к берегу при помощи швартовов, которые протягиваются от судна к берегу по диагонали. Раньше они изготовлялись из растительных волокон (конопля, сизаль и т. д.), а в настоящее время — из различных синтетических материалов.
Буксирное и швартовочное устройство (общий вид)
1 — кормовые продольные швартовы; 2 — носовые продольные швартовы; 3 — кормовой прижимной швартов; 4 — носовой шпринг; 5 — кормовой шпринг; 6 — киповая планка; 7 — кнехт; 8 — буксирные кнехты; 9 — швартовный шпиль; 10 — швартовная киповая планка с тремя роульсами; 11 — обыкновенная киповая планка; 12 — швартовный клюз; 13 — швартовые вьюшки.
Швартовные тросы выбрасываются на пристань с приближающегося к берегу судна. На их концах имеются петли с оплеткой, которые надеваются на швартовные палы, расположенные на берегу порта или верфи. Свободный конец швартового троса закладывается на боковую турачку якорной лебедки или на барабан якорного шпиля (швартовного шпиля), и судно подтягивается к берегу. По окончании швартовки тросы укладывают вокруг швартовых кнехтов и закрепляют.
Клюзы, киповые планки и кнехты
а — швартовный клюз; b — швартовный клюз; с — утка; d — обыкновенная киповая планка с направляющим валиком; е — двойной кнехт; f — двойной крестовый кнехт.
|
|
|
Как швартовые тросы, так и шпринги пропускают сквозь специальные отверстия в фальшборте. Для облегчения пропускания тросов боковые поверхности клюзов и киповых планок отполированы и имеют особую форму; иногда они снабжаются также роликами.
Швартовный шпиль
1 — барабан шпиля; 2 — двигатель; 3 — цепная звездочка; 4 — редуктор.
Корабельные устройства для погрузки и выгрузки грузов
Судовые грузовые устройства используют для разгрузки (погрузки) судна на рейде или в таких портах, которые располагают недостаточным количеством подъемных механизмов или вообще не имеют их. Но и в портах, хорошо оснащенных кранами, грузовые механизмы служат для перегрузки штучного груза, например с морского на озерно-речное судно и наоборот, так как радиус действия береговых кранов обычно бывает недостаточным для обслуживания этих судов. Кроме того, если масса штучных грузов превышает грузоподъемность береговых кранов, грузы перегружают с помощью судовых грузовых средств. Наряду с этим существуют легкие грузовые устройства, которые поднимают на борт провиант и другие потребительские грузы во избежание эксплуатации дорогих береговых кранов. Как и прежде, наиболее распространенным типом подъемных механизмов является судовое грузовое устройство, основными частями которого являются уже названные мачта или полумачта, грузовая стрела и грузовая лебедка.
|
|
|
Конструкция и отдельные детали грузовых устройств
а — легковесное грузовое устройство; b — топенантный башмак и блок; с — оснастка нока грузовой стрелы; d — грузовая лебедка; е — крепление шпора грузовой стрелы; f — крепление вант к палубе; g — тяжеловесная грузовая лебедка; h — грузовая стрела с гидроприводом; i — тяжеловесное грузовое устройство; j — ручная топенантная лебедка.
1 — топенант; 2 — топенантный блок; 3 — грузовая стрела; 4 — оттяжка; 5 — тали оттяжки; 6 — грузовая лебедка; 7 — канифас; 8 — шкентель; 9 — грузовой стопор; 10 — цепочка топенанта; 11 — треугольное соединительное звено; 12 — трос топенанта; 13 — грузовой блок; 14 — канатный барабан; 15 — электродвигатель; 16 — редуктор; 7 — турачка; 18 — вертлюг грузовой стрелы; 19 — концевая обойма; 20 — талреп; 21 — скоба; 22 — обух; 23 — изменение вылета стрелы; 24 — гидроцилиндр; 25 — топенантные тали; 26 — фундамент грузовой стрелы; 27 — грузовые тали.
|
|
|
Грузовая стрела на шарнирах прикрепляется в нижней части или у основания (на фундаменте грузовой стрелы) мачты или полумачты. Она поддерживается топенантом, натянутым между грузовой мачтой или полумачтой и ноком грузовой стрелы. Для поднятия стрелы до вертикального положения и опускания ее топенант пропускается через блок. Последний прикрепляется к салингу или к бугелю на мачте. В рабочем положении, определяемом требуемым радиусом действия — вылетом грузовой стрелы, т. е. фактическим ее наклоном, грузовая стрела поддерживается грузовым стопором, один конец которого через треугольное звено соединяется с тросом топенанта. Другой конец прочно прикрепляется к палубе. К треугольному звену крепится, кроме того, хвостовик топенанта грузовой стрелы. Для поднятия и спуска ненагруженной стрелы хвостовик топенанта приводят в нужное положение через канифасблок на палубе по направлению к турачке грузовой лебедки. Здесь хвостовик топенанта выбирается или травится. В процессе разгрузки с хвостовика топенанта грузовой стрелы нагрузка полностью снимается благодаря цепному грузовому стопору. Поворот грузовой стрелы осуществляется за счет оттяжек, которые соединяются бугелем с концом грузовой стрелы (ноком стрелы) и с пластинчатым рымом фальшборта или палубы. На нижнем конце оттяжек помещены тали (полиспаст), ходовой конец (свободный конец) которых при раскачивании тяжелых грузов подводится через канифас-блок к турачке грузовой лебедки для подтягивания или ослабления. Грузовой трос с гаком, называемый также шкентелем, для выборки (подъема) и травления (опускания) груза пропускается через грузовой блок, подвешенный к ноку грузовой стрелы, и протягивается дальше к направляющему блоку, закрепленному с помощью вертлюга в башмаке на мачте, а оттуда — к канатному барабану грузовой лебедки.
|
|
|
Работа грузового устройства
а — с одной лебедкой и одной грузовой стрелой; b — с двумя лебедками и двумя неподвижными грузовыми стрелами (спаренные грузовые стрелы); с — со спаренными вращающимися грузовыми стрелами; d — с тяжеловесным грузовым устройством с двойными топенантами. 1 — нок грузовой стрелы; 2 — топенантные тали; 3 — грузовые полумачты.
Обычно на каждой грузовой мачте или полумачте расположено несколько грузовых стрел (от двух до четырех) и соответственно несколько грузовых лебедок. Различают грузовые устройства для легкого (менее 100 кН) и для тяжелого (100 кН и выше) груза. Суда для тяжелых грузов — специальные суда — имеют грузовые устройства грузоподъемностью 2 МН и более (рис. d). Грузовые лебедки рассчитаны в общем на канатную тягу от .20 до 100 кН. При больших массах полезного груза грузовой и топенантный тросы в соответствии с нагрузкой несколько раз перепассовываются, т. е. вводятся тали (канатные передачи), за счет чего тяга на ходовых концах уменьшается. Одинарные топенантные тросы используют в основном только в грузовых устройствах грузоподъемностью до 30 кН. Современные грузовые лебедки снабжены электро- или электрогидравлическим приводом, а ранее были приняты паровые и дизельные двигатели. Все грузовые лебедки имеют тормоз, который может остановить груз в любом положении. Скорость подъема составляет от 0,2 до 0,8 м/с, скорость опускания — почти в два раза больше. Грузовые лебедки крепятся к рамочным фундаментам, приваренным к палубе. Как правило, они имеют турачки для обслуживания оттяжек стрелы и талей. На современных судах топенантные лебедки монтируют так, что топенантный и грузовой тросы можно обслуживать за счет их соответствующего крепления. Турачки грузовых лебедок можно использовать для швартовки судов к набережной, а также для закрытия и открытия специальных механических люков. Топенантные лебедки чаще всего выполняют в виде ручных лебедок. Наряду с ними применяют также безмоторные топенантные лебедки с разделенным канатным барабаном. На одной половине барабана происходит наматывание или травление топенантного троса, на другой половине — троса, который через турачку грузовой лебедки обслуживает топенантную лебедку. При необходимом наклоне стрелы топенантная лебедка фиксируется зажимным устройством. Иногда для обслуживания грузовых мачт используют турачки якорных лебедок. С помощью грузовых стрел и лебедок грузовых устройств можно работать различными способами в зависимости от необходимости.
Особые типы грузовых устройств
а — расположение грузового устройства в носовой части судна; b — грузовое устройство с двумя поворачивающимися грузовыми стрелами и траверсой; с — тяжеловесное грузовое устройство; d — грузовое устройство с поворотными грузовыми стрелами. 1 — траверса.
Тяжеловесные грузовые стрелы грузоподъемностью более 100 кН для компенсации возникающих сил и относительно малого тягового усилия лебедок снабжаются, как правило, топенантными, шкентельными и грузовыми талями. Для того чтобы снизить стоимость грузовых работ, в последние годы были разработаны особо мощные специальные грузовые устройства. У грузовых устройств с электрогидравлическими грузовыми лебедками, позволяющими осуществлять плавное регулирование рабочей скорости, грузовая стрела с грузом и без него изменяет вылет с помощью гидравлического цилиндра двойного действия — качающегося цилиндра. За счет этого исключается отнимающий много времени процесс останавливания грузовой стрелы через топенант, треугольное звено и грузовой стопор стрелы посредством турачки грузовой лебедки. Еще более усовершенствованным вариантом грузового устройства является гидравлический мачтовый кран грузоподъемностью до 50 кН с вылетом до 18 м, который позволяет одновременно осуществлять поворот, наклон, подъем и опускание груза.
Поворотная грузовая стрела отличается тем, что она имеет двойные топенанты, причем для каждой поворотной стрелы требуются две топенантные и одна грузовая лебедка. Все три лебедки обслуживаются одним человеком. Поворотная стрела выполняется в виде легко- и тяжеловесной стрелы грузоподъемностью 600 кН и выше. Путем замены грузовых талей можно перевести грузовую стрелу из тяжеловесного режима работы в легковесный, отличающийся большой скоростью движения тросов. В судовом кране грузовая лебедка и грузовая стрела объединены в одну установку соответственно большей производительности. Такая установка заменяет от двух до трех грузовых лебедок. Большая производительность достигается за счет того, что судовой кран может поворачиваться и наклоняться, в результате чего производится как достаточная разгрузка за бортом, так и обслуживание расположенных в непосредственной близости грузовых люков. Судовые краны выполняются обычно с шарнирной укосиной и переменным вылетом, т. е. изменение вылета стрелы вызывает движение грузового гака, так как грузовой шкентель пропущен трижды через шкивы между ноком стрелы и верхушкой колонны. Траектория движения грузового гака приближается к горизонтали. Благодаря изменению вылета стрелы и повороту крана грузовой гак можно установить точно над грузом в любой точке кольцевой поверхности, заданной наибольшим и наименьшим вылетами стрелы. Все три вида движения (подъем, опускание, наклон с поворотом) могут осуществляться одновременно с грузом и без него.
Судовые бортовые краны
а — расположение кранов и плоскости их действия; b — краны грузоподъемностью 3 и 5 т; с — краны на поворотной платформе; d — передвижной поворотный кран. 1 — портал.
По сравнению с грузовым устройством поворотный кран требует меньшего количества обслуживающего персонала и занимает меньше места на палубе. Отсутствие грузовых стрел и мачт с топенантами, оттяжками и вантами увеличивает обзорность палубы. Так как судовые краны могут быть оборудованы и для работы с грейфером, в плохо оснащенных портах, появляется возможность перегружать сыпучий груз с помощью корабельных средств. Менее пригодны судовые краны для перегрузки тяжеловесных грузов, так как они слишком дороги в эксплуатации и в обычном режиме работают неэкономично (из-за слишком большого собственного веса). Если судно должно перегружать тяжеловесные грузы с помощью собственных бортовых подъемных механизмов, то кроме судовых кранов необходимо иметь еще соответствующее тяжеловесное грузовое устройство. Конструкции судовых кранов рассчитаны на полезную грузоподъемность от 10 до 50 кН при вылете стрелы 3—16 м. Рабочая скорость судовых кранов при подъеме в зависимости от грузоподъемности лежит в пределах от 0,3 до 0,8 м/с. Опускаются грузы обычно с удвоенной скоростью. Скорость подъема нока стрелы составляет около 0,3 м/с, поворачиваются краны со скоростью 1—2 об/мин. Мощность двигателя при подъеме составляет 7—18 кВт, при поворачивании и подъеме 4,4—6,6 кВт.
Рулевое устройство
С помощью рулевого устройства можно изменять направление движения судна или удерживать его на заданном курсе. В последнем случае задачей рулевого устройства является противодействие внешним силам, таким как ветер или течение, которые могут привести к отклонению судна от заданного курса. Рулевые устройства известны с момента возникновения первых плавучих средств. В древности рулевые устройства представляли собой большие распашные весла, укрепленные на корме, на одном борту или на обоих бортах судна. Во времена средневековья их стали заменять шарнирным рулем, который помещался на ахтерштевне в диаметральной плоскости судна. В таком виде он и сохранился до наших дней.
Типы рулей
а — обыкновенный руль; b —балансирный руль; с — полубалансирный руль (полуподвесной); d — балансирный руль (подвесной); е — полубалансирный руль (полуподвесной); f — активный руль; g — носовое подруливающее устройство (гребные винты противоположного вращения); h — носовое подруливающее устройство (реверсивный гребной винт).
В зависимости от принципа действия различают пассивные и активные рули. Пассивными называются рулевые устройства, позволяющие производить поворот судна только во время хода, точнее сказать, во время движения воды относительно корпуса судна. В отличие от него активный руль позволяет осуществлять поворот судна независимо от того, движется оно или стоит. Пассивное рулевое устройство состоит из штурвальной колонки с передачей, рулевой машины и пера руля. В старых конструкциях использовались однослойные рули. В настоящее время главным образом применяют профильные фигурные рули (рис. а). Перо такого руля состоит из двух выпуклых наружных оболочек, имеющих с внутренней стороны ребра и вертикальные диафрагмы для повышения жесткости. В целом конструкция пера руля цельносварная и полая внутри. Существуют различные способы крепления руля. Его можно на шарнирах прикрепить к ахтерштевню (рис. а) или установить в подпятнике (рис. b). Другие способы закрепления показаны на рисунках с, е.
По положению пера руля относительно оси вращения баллера различают:
обыкновенный руль — плоскость пера руля расположена за осью вращения;
полубалансирный руль — только большая часть пера руля находится позади оси вращения, за счет чего возникает уменьшенный момент вращения при перекладке руля;
балансирный руль — перо руля так расположено по обеим сторонам оси вращения, что при перекладке руля не возникают какие-либо значительные моменты.
Типы рулей
f — активный руль; g — носовое подруливающее устройство (гребные винты противоположного вращения); h — носовое подруливающее устройство (реверсивный гребной винт)
Пример рулевого устройства с активным рулем приведен на рисунке f. В перо руля встроен электродвигатель, приводящий во вращение гребной винт, который для защиты от повреждений помещен в насадку. За счет поворота пера руля вместе с гребным винтом на определенный угол возникает поперечный упор, обусловливающий поворот судна. Активный руль выполняет свои функции и тогда, когда судно стоит на якоре. Такой руль используется на специальных судах, таких как плавучие рыбозаводы, китобойные, ремонтные и вспомогательные. Кроме того, активный руль можно применять как аварийный двигатель. Рули, как правило, помещаются в корме судна. Только в особых случаях (например, на речных паромах или на судах для каналов) используют также носовые рули. Но для повышения маневренности судна довольно часто применяют подруливающие устройства, относящиеся к группе активных рулей без пера. Носовые или кормовые подруливающие устройства устанавливают поперек судна в туннеле. В этом туннеле находятся также два гребных винта или ротор осевого насоса. При вращении одного гребного винта вода течет через туннель. За счет этого возникает упор, и корпус судна совершает движение. В подруливающих устройствах все чаще вместо двух гребных винтов или одного ротора осевого насоса используют гребные винты с переменным шагом. Как уже было указано, для того чтобы рулевая установка действовала, перо пассивного руля должно стоять под определенным углом. Баллер руля приводится во вращение рулевой машиной, установленной под палубой в корме судна. Существуют паровые, электрические и гидравлические рулевые машины.
Рулевое устройство с электрическим приводом
а — расположение рулевого устройства
1 — рулевая машина; 2 — рулевой штырь; 3 — полубалансирный руль; 4 — баллер руля
b — секторная рулевая передача с электрическим приводом
1 — ручной штурвальный привод (аварийный привод); 2 — румпель; 3 — редуктор; 4 — рулевой сектор;
5 — двигатель; 6 — пружина; 7 — баллер руля; 8 — профильный фигурный руль; 9 — сегмент червячного колеса и тормоза; 10 — червяк.
На рис. b показана устаревшая конструкция электрической рулевой машины. Электродвигатель через редуктор приводит в движение рулевой сектор, который крепится на баллере руля. Две пружины, воспринимающие удары волн о перо руля, соединяют сектор руля с румпелем; последний в свою очередь через призматическую шпонку соединен с баллером руля, на котором помещен профильный руль. Если необходимо повернуть перо руля, нужно запустить мотор с определенной частотой вращения. При неисправности электрической рулевой машины руль приводится в движение с помощью управляемого вручную механизма, состоящего из штурвальной тумбы и штурвала. Путем поворота штурвала приводятся в движение червячное колесо и взаимодействующий с ним аварийный приводной сегмент, укрепленный непосредственно на баллере руля. Штурвальная тумба аварийной рулевой установки обычно монтируется в корме на верхней палубе судна. На современных судах, как правило, применяют гидравлические рулевые машины. При вращении рулевого колеса на мостике срабатывает датчик телемотора, протекающее под давлением в трубопроводе масло вызывает перемещение приемника телемотора, за счет чего рулевой насос приводится в движение в соответствующем направлении.
Рулевое устройство с гидравлическим приводом
а — схема гидропривода рулевого устройства типа Атлас с телемоторами; b — поршень гидравлической рулевой машины
1 — подключение к бортовой сети; 2 — кабельные соединения; 3 — запасная канистра; 4 — рулевой насос; 5 — рулевая колонка с датчиком телемотора; 6 — индикаторный прибор; 7 — приемник телемоторов; 8 — двигатель; 9 — гидравлическая рулевая машина; 10 — баллер руля; 11 — датчик указателя положения руля.
Якорное устройство
Якорь позволяет удерживать судно в определенном положении, противодействуя в открытом море внешним силам, таким как ветер, морское волнение, течение и т. д. В основном суда стоят на якоре, когда они находятся на рейде и ждут входа в гавань, а также в аварийных ситуациях, когда, например, судну угрожает посадка на мель. К якорному устройству относятся: якорь, якорная цепь и якорный шпиль, или якорная лебедка. На рисунке ниже изображены различные типы якорей.
Типы якорей
а, b — шток-анкер; с — якорь Тротмана; d — якорь Холла; е — якорь Грузона; f — якорь Шпека; g — клипперский якорь со штоком и поворотными лапами (якорь Мартина); h — грибовидный «мертвый» якорь; i — дрек, кошка, верт; j — плавучий якорь ; t — откидной шток; 2 — неподвижный шток; 3 — буй; 4 — шпрюйт; 5 — якорный трос; 6 — сорлинь.
Первые три типа относятся к группе так называемых штоковых якорей (шток-анкеров). Они применялись на судах в XIX в. В настоящее время их можно встретить, например, на спортивных и парусных учебных судах. На современных судах и боевых кораблях устанавливают якоря патентованной системы (рис. d—g). Они не имеют штока, и их лапы могут поворачиваться в обе стороны. Изображенный на рис. h якорь используют при длительной стоянке судна (например, на противопожарных судах и т. д.). Приведенный на рис. i якорь применяют на небольших судах. На рис. j показан так называемый плавучий якорь. Он представляет собой приспособление из парусины, которое в воде оказывает большое сопротивление. Якорь выбрасывается с носовой части корабля, когда корабль (например, из-за повреждений двигателя) теряет свою маневренность или когда он должен находиться носом к волне и ветру. Трос 5 соединяет плавучий якорь с судном, а трос 6 служит для выбирания плавучего якоря. На рисунке ниже показаны этапы постановки на якорь (отдачи) и поднятия якоря.
Постановка на якорь и снятие с якоря
а — якорь скользит по грунту; b — якорь зацепляется; с — якорь зарывается; d — якорная цепь натягивается; е — якорная цепь вырывает якорь из грунта; f — якорь поднимается
При отдаче якорь падает на дно (рис. а) и буксируется движущимся судном (рис. b). При этом за счет действия штока (шток-анкер) или за счет своей формы (якорь патентованной системы) якорь поворачивается лапами к морскому дну. Если он буксируется дальше, то его лапы зарываются в землю и якорь «зацепляется» (рис. с). При подъеме якоря сначала выбирают якорную цепь (рис. d), которая постепенно принимает вертикальное положение (рис. е). В этот момент якорь отрывается от грунта, а якорная цепь испытывает большую нагрузку. После того как якорь поднят с грунта, его начинают выбирать якорной лебедкой до тех пор, пока он не окажется в якорном клюзе. Якорная цепь соединяет погруженный на морское дно якорь с судном, поэтому она должна воспринимать все внешние силы (давление ветра, удары волн и т. д.), воздействующие на судно. Длина цепи зависит от типа и длины судна. Она намного больше глубины моря в месте стоянки, так как цепь должна так соединять судно с якорем, чтобы сила, воздействующая на якорь, имела горизонтальное направление. Благодаря этому лапы якоря зарываются в грунт.
Якорная цепь
а — смычка якорной цепи (с якорной скобой); b — промежуточная смычка; с — коренная смычка; d — вертлюг; е — длинное звено; f — большое звено; g — обыкновенное звено; h — звено с распоркой; i — концевая скоба.
Якорная цепь состоит из отдельных звеньев; несколько соединенных между собой звеньев образуют смычку. Отдельные смычки соединяются при помощи соединительных звеньев. Якорь и якорная цепь соединяются друг с другом якорной скобой с вертлюгом, позволяющей цепи вращаться вокруг своей оси. Цепь проходит через углубление в борту у клюза для якоря, через стопор, препятствующий самопроизвольному вытраливанию цепи, и наматывается на цепную звездочку якорной лебедки. Другой конец якорной цепи находится в цепном ящике и прикрепляется к судну посредством скобы.
Носовое якорное устройство
1 — якорная лебедка (брашпиль); 2 — стопор для якорной цепи; 3 — труба якорного клюза; 4 — якорь; 5 — якорная ниша; 6 — цепной ящик; 7 — устройство для крепления якорной цепи; 8 — цепная труба.
Якорное устройство, как правило, находится в носу судна. Там же устанавливается и якорная лебедка. Главной частью лебедки является цепная звездочка, позволяющая осуществлять поднятие якоря с цепью, причем при наматывании звенья цепи могут ложиться на цепную звездочку обеими сторонами. Кроме цепной звездочки якорная лебедка имеет еще швартовные барабаны (турачки) для наматывания швартовов. На судах старых типов якорные лебедки имели паровой привод. Сейчас применяют электрические или гидравлические приводы. К носовому якорному устройству относятся два якоря, расположенные по бортам судна. На некоторых судах монтируют также кормовые якорные устройства с одним или двумя якорями. Из-за ограниченной площади для размещения в качестве якорной лебедки используют в основном якорный шпиль. Онпредставляет собой возвышающийся над палубой барабан с вертикальной осью вращения. Барабан, служащий в качестве лебедки, имеет в нижней части цепную звездочку. Он приводится в движение электродвигателем, смонтированным в барабане или под палубой судна.
Кормовое якорное устройство
1 — цепная труба; 2 — якорный шпиль; 3 — стопор для якорной цепи; 4 — двигатель; 5 — цепной ящик; 6 — якорь; 7 — труба якорного клюза.
Дата добавления: 2020-11-23; просмотров: 184; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!