Расчет якорно-швартового устройства
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
1. Расчет электропривода якорно-швартового устройства
Якорно-швартовые механизмы обеспечивают оперативное выполнение якорно-швартовных операций, в значительной степени определяющих мореходные качества судна, а также его техническо-экономические показатели.
Электроприводы якорно-швартовых устройств должны обеспечивать:
- возможность использования якорно-швартовых устройств /ЯШУ/ при тяжелых состояниях погоды и моря и его высокую надежность;
- возможность запуска электродвигателя при полной нагрузке;
- поддержание необходимого тягового усилия при пониженных частотах вращения исполнительного двигателя и при остановке;
- стоянку двигателя под током в течение З0 сек с нагретого состояния;
- удержание якоря на весу при снятом напряжении;
- безопасность отдачи якоря;
- наличие у электропривода диапазона скоростей, включая нормированную скорость подъема одного якоря c расчетной глубины и минимальную скорость подхода якоря к клюзу;
- минимальную массу и оптимальную комплектность.
Работа ЯШУ регламентируется требованием морского Регистра и при ежегодных осмотрах производится освидетельствование инспектором Регистра ЯШУ с последующим разрешением на его дальнейшую эксплуатацию. В качестве якорных механизмов на судах применяются брашпили и якорные шпили.
Основные параметры брашпилей стандартизируются. Для судов создан нормализированный ряд отечественных электрических брашпилей. Ряд состоит из 13 моделей Б-1…Б-13 для цепей с калибром от 15 до 92 мм.
Шпили, применяемые в якорных устройствах, имеют вертикальное расположение оси. При этом основная частота передаточного механизма и электрооборудование находится под палубой. Расположение исполнительных двигателей под палубой имеет большие преимущества и увеличивает надежность работы якорных шпилей, особенно в период зимних обледенений.
Передаточные механизмы ЯШУ комплектуются в основном из цилиндрических пар и снабжаются отдельными червячными парами для связи их с электродвигателями.
Шпили и брашпили имеют высокий КПД, не ниже 0,75, и не являются самотормозящими.
В обычных условиях, при постановке судна на якорь, его отдача выполняется свободным травлением якорного каната. В передаточном механизме обязательно предусматривается для этого муфта сцепления дискового или кулачкового типа. Расцепление производится с помощью маховиков или рычажно-винтовых связей.
. Характеристики якорного снабжения
Характеристика якорного снабжения для всех судов определяется по формуле:
где D=2357,5т - весовое водоизмещение судна при осадке по летнюю грузовую марку;
В=7 м - ширина судна наибольшая;
r=1,025 т/м3 - плотность морской воды;
h=5 м - высота по летней грузовой ватерлинии до верхней кромки настила палубы самой высокой рубки;
А=460 м2 - площадь парусности в пределах длины судна L=95 м, определяется по диаметральной плоскости судна в пределах от летней грузовой ватерлинии.
По результатам расчета выберем из таблицы цепь 3ей категории.
Характеристики якорного устройства:
- калибр якорной цепи: 24 мм;
- суммарная длина цепей: 357,5 м;
- количество цепей: 2 шт.;
- количество якорей: 2 шт. (+1 запасной);
- масса якоря: 900 кг.
. Выбор двигателя
Согласно требованиям Регистра, мощность двигателя якорного механизма должна обеспечивать непрерывное выбирание якорной цепи со скоростью 0,15 м/с при тяговом усилии: .
, где
а=46,6 - коэффициент для цепей 3 категории прочности, электросварные обыкновенные.
Номинальный момент исполнительного двигателя:
Rзв - расчетный радиус якорной звездочки;
a=36 - угол звездочки.
, где
i = 150 - передаточное число механизма брашпиля;
hпер=0,8 - номинальный КПД механизма передачи;
fК=1,35 - коэффициент учитывающий трение цепи в клюзе.
Пусковой момент:
Номинальная частота вращения двигателя должна отвечать нормированной скорости выбирания цепи при расчетной нагрузке: .
Угловая скорость электропривода:
.
Минимально необходимая скорость двигателя:
Номинальная мощность двигателя:
двигатель якорный снабжение нагрузочный
По полученным данным выбираем двигатель серии МАП422-4/8.
2 рРеж.раб. (мин)Р2н, кВтn, об/минIн, АМmax, НмМп, НмIп, АCos j43012139025,52202001420,89830864522,5300290750,77
4. Расчет и построение характеристик АД ЯШУ
Для построения механических характеристик воспользуемся формулой Клосса - Чекунова.
Где: - перегрузочная способность по моменту,
- номинальное скольжение,
- критическое скольжение,
- поправочный коэффициент,
- коэффициент, выражающий соотношение между пусковым и максимальным моментом,
Ток холостого хода:
Для проверки АД на нагрев необходимо от моментов перейти к соответствующим значениям тока:
, А
Расчет токов I1 сведем в таблицу:
S, о.е.M, НмI1, Аn, об/мин00,006,7513900,1155,2646,9212510,12175,0354,431223,20,14190,661,251195,40,16202,2367,371167,60,18210,4972,851139,80,2215,8977,7311120,3215,4994,999730,4196,71104,758340,5175,97110,756950,6157,72114,845560,7142,53117,914170,8130,26120,492780,9120,27122,791391112,07124,940
По полученным значениям строим механическую характеристику АД.
. Построение нагрузочной диаграммы
Когда судно стоит на якоре на него действуют: сила ветра FВ