2. Расчетная часть.
Исходные данные.
D = 15000 - Весовое водоизмещение
hн = 8 - Высота надстройки
L
= 5,6
- Длина судна
L/B = 8 - Длина к ширине
B/T = 2,1 - Ширина к осадке
L/H = 13 - Длина к высоте борта
lн = 0,25L - Длина надстройки
tт.у = 28 - Продолжительность съемки судна с якоря
U = 380 - Напряжение судовой сети
род тока переменный, трехфазный
2.1. Предварительный расчет.
2.2.1 Определение параметров якорного устройства.
Поправка на надстройки
Sн = φн*∑lн*hн = 101
φн = 1,5 lн/L
L = 5,6 = 137
∑lн = 0,25L = 34
Определяем характеристику якорного снабжения
Nс = L*(B+N)+Sн = 2978
Из таблицы 13 находим
nя = 3шт количество якорей
L∑ = 500м. суммарная длина якорной цепи
G∑ = 6750кгс. суммарный вес
dя = 49мм диаметр контрофорса
Gя = G∑/nя = 2250 (кг) вес одного якоря
Lц = L∑/2 = 250 (м) длина одной цепи
Вес погонного метра якорной цепи с двумя распорками-контрофорсами
Pя = 0,0218*dя = 52 (кг)
Вес одного метра цепи погруженной в воду
P1 = Pя*(γ-δмв)/γ = 45 (кг)
γ
= 7,8 т/
удельный вес якорной стали
δмв
= 1,025 т/
удельный вес морской воды
2.3 Определение моментов сопротивления на валу исполнительного
электродвигателя.
2.3.1. При подъеме одного якоря с нормальной глубины стоянки(четыре
стадии съемки судна с якоря)
Различают четыре основных стадии подъема якоря
Первая стадия выбирания якоря
Определяем усилие на клюзе
Sпар
= 0,27B(H-T)+bн*hн
= 87
На современных судах, как правило, bн = B
Bн – ширина надстроек
Определяем коэффициент предельного давления ветра, принимая kн = 0,02
Тогда сила ветра:
Fв
= kн*Sпар*
в
= 85 кг принимаем υв
= 7 м/с
Если объемное водоизмещение судна:
V = D/δмв = 14634
А коэффициент полноты водоизмещения:
δп = V/L*B*T = 6325
то смоченная поверхность:
Sм = L(1,36T+1,13*δп*B) = 8266
принимая
υт = 2 м/с
υс = 0,3 м/с
определим силу течения
Fт= ϯтр*Sм(υc +υт )1,83 = 2776 кг, где ϯтр = 0,14 коэффициент трения судна о воду
При совпадении направлений сил ветра и течения равнодействующая(суммарная) сила будет равна:
F∑ = Fт+Fв = 2861 кг
По таблице 14 берем hо = 100 м
Lcв
=
= 150 м длина свободно провисающей цепи
2.3.2. Проверка выбранного электродвигателя на продолжительность съемки
судна с якоря и на скорость выбирания якорной цепи при различных режимах
подъема якоря.
Подъем одного якоря с глубины 100 м
Продолжительность режима
Из
характеристик n
= f(m)
M1 = 35 кг/м n1 = 800 об/мин
M3 = 65,7 кг/м n3 = 450 об/мин
M4нач = 29,3 кг/м nнач = 820 об/мин
M4КОН = 10,7 кг/м nкон = 920 об/мин
Скорости выбирания якорей находим по формуле:
υх = (2π*Rзв*nx)/j
υ1 = 11,5 м/мин υ4нач = 11,3 м/мин
υ3 = 6,2 м/мин υ4кон = 12,7 м/мин
Продолжительность каждой стадии:
tx = Lx/υx
t1 = 6,9 мин
t2 = 8 мин
t3 = 0,5 мин время отрыва якоря от грунта принимается по рекомендации МУ
t4 = 8,3 мин
tр = 23 < 30 мин
Средняя скорость съемки судна с якоря:
υср = Lо/tр = 10 > 10 м/мин
требования морского регистра выполняются
Скорость выбирания якорной цепи при подходе якоря к клюзу на тихоходной обмотке
M4кон = 10,7 кг/м nкон = 80 об/мин
υх = (2π*Rзв*nx)/j = 6,2 м/мин < 10 мин что соответствует требованиям морского регистра
M 35 35 65,7 29,3 10,7
t 0 7 14,90 15,50 23
Подъем якоря в аварийном режиме:
Мав.нач = 41,1 кг/м nав.нач = 750 об/мин
Мав.кон = 7,4 кг/м nав.кон = 940 об/мин
nав.кон.тх = 460 об/мин
Скорости выбирания якорной цепи:
υав.нач = (2π*Rзв*nx)/jaв = 7,1 м/мин
υав.кон = (2π*Rзв*nx)/jaв = 8,9 м/мин
υав.ср = (υ.нач+υав.кон)/2 = 8 м/мин
Усилие на клюзе будет:
F1
= P1*(Lc
+h
)/2ho
= 7312 кг
Приведенный момент:
M1 = F1*Rзв/j*ῂкл*ῂпер = 35 кг/м где:
Rзв = 6,8*dя = 0,33 м радиус цепной звездочки
i = 150 передаточное число для брашпиля
ῂкл
= 0,77 кпд клюза
ῂпер = 0,6 кпд механической передачи
По таблице 15 оптимальная длина вытравленной цепи составляет:
Lo = 2,3*100, принимаем Lo = 230 м
отсюда:
L1 = Lo – Lcв = 80 м
Вторая стадия – выбирание висящей в воде цепи до спрямления цепной линии
L2 = Lcв – ho = 50 м т.е. количество цепи, выбранной на второй стадии равно количеству провисающей цепи при возрастающем тяговом усилии брашпиля.
Третья стадия – выборка слабины цепи, образующейся вследствие движения судна до отрыва якоря от грунта.
усилие отрыва якоря от грунта:
F3 = (γ – δмб)*(кя*Gя+Pя*ho)/γ = 13750 кг
где kя коэффициент держащей силы якоря равен 3,8, тогда
M3 = F3*Rзв/j*ῂкл*ῂпер = 65,7 кг/м
L3 = 0
Четвертая стадия – выборка свободно висящей цепи и якоря.
усилие на клюзе в начале:
F4нач = (γ-δмб)*(Gя+Pя*Lп)/γ = 6332 кг
усилие на клюзе в конце:
F4кон = Gя = 2250 кг
количество выбранной цепи L4 = ho = 100 м
Приведенные моменты:
M4нач = F4нач*Rзв/j*ῂкл*ῂпер = 29,3 кг/м
M4кон
= F4кон*Rзв/j*ῂкл*ῂпер
= 10,7 кг/м