2. Розрахунок і вибір параметрів характеристики швартовного постачання судна

Відповідно до Додатку 1, таблиця 3.1.3-1. «Характеристики якірного і швартовного постачання морських суден», при якірної характеристиці судна

N = 3600

-кількість швартовних канатів n = 7

Довжина кожного каната

L = 200 м;

• розривне зусилля каната знаходимо за формулою

F ≥ а ( N - в ) (2.6)

630( 3758 – 375 ) = 25791,91 даН = 257,91 кН,

де: а = 630; в = 375.

Значення коефіцієнтів а₂ і в₂ знаходимо в Додатку 3. "Значення коефіцієнтів а і в при розрахунку і виборі параметрів швартовного постачання суден".

Уточнене значення розривного зусилля в канаті визначають по таблиці «Основні дані швартовних канатів» (Додаток 4). У цій таблиці розривне зусилля F = 258 кН відсутня, тому приймаємо в якості цього зусилля найближчим більше F' = 260 кН ( при розрахунковій межі міцності дроту на розтяг Н = 1400 Н/мм ). Цьому зусил-лю відповідає діаметр каната d = 26мм; розрахункова маса 100 м каната m = 228 кг ;

Номінальне тягове зусилля швартовного каната

F = F' / 3 (2.7)

260 / 3 = 86.66 кН.

2.3 Вибір системи керування електроприводом якірно-швартовного пристрої

Відповідно до Додатку 5 «Вибір системи керування електроприводом якірно-швартовного пристрої», для якірно-швартовних пристроїв з калібром ланцюга d = 49...100 мм (в нашому випадку d = 81 мм) застосовується система управління за допомогою магнітного контролера 3-швидкісним асинхронним короткозамкненим електродвигуном з такими вихідними даними: номінальна синхронна частота обертання n = 750 об/хв; кількість швидкостей – 3.

Таким чином, подальший розрахунок, вибір і перевірка двигуна будуть виконуватися, виходячи з того, що номінальна частота обертання двигуна n   = 750 об/хв.

2.4 Розрахунок, вибір і перевірка електродвигуна на його відповідність нормативам для якірно-швартовних пристроїв

1. Якірна частина пристрою

Необхідна розрахункова потужність електродвигуна

Р = к*L*d *ν / 3850*η*lg ( d + 70 ) (2.8)

1*300*82 *0,17 / 3850*0,75* lg ( 81 + 70 ) = 53,2кВт,

де: к = 1 – коефіцієнт навантаження для морських якірних механізмів;

L = 3 h = 3*100 = 300 м – повна довжина ланцюга,

d = 82 мм - калібр ланцюга;

ν / = 0,17 м/с – швидкість підйому якоря;

η = 0,75 – коефіцієнт корисної дії механізму;

Обираємо електродвигун за двома параметрами:

• розрахункової потужності Р = 50,7 квт;

- номінальною синхронної частоті обертання n = 750 об/хв

Для електроприводів якірно-швартовних пристроїв застосовують асинхронні полюсопереключаемие даігателі серії МАП (морської асинхронний полюсопереключаемий). За розрахунковою потужністю і друггою швидкістю вибираємо двигун серії МАП 721-/4/8/16. Дані двигуна заносимо до таблиці 2.1

Таблиця 2.1 - Номінальні дані двигуна типу МАП 721-/4/8/16

1	Число полюсів 2р	4	8	16
2	Режим роботи, хв	30	30	10
3	Потужність Р , кВт	60	55	18
4	Частота обертання n, об/хв	1420	645	320
5	Час стоянки під струмом після режиму, с	15	50	30
6	Номінальний струм при напрузі 380 В	113	126	82
7	Максимальний момент М, даНм	130	180	120
8	Пусковий момент М, даНм	100	160	115
9	Пусковий струм I, А	730	440	185
10	Коефіцієнт потужності cos φ	0,93	0,85	0,6

У цьому двигуні частота обертання другій швидкості n_н = 645 об/хв, чому відповідає синхронна частота обертання n = 750 об/хв, а потужність Р =55 кВт > Р = 50,7 квт. Таким чином, обидва умови вибору двигуна, дотримані.

Визначаємо передавальне число механізму

ι ≤ π* D' *n / 60* ν (2.9)

3,14*0,822*645 / 60*0,17 = 163,215

де: n = 645 об/хв – номінальна частота обертання двигуна на 2-й швидкості;

приймаємо ι = 230;

Перевіряємо електродвигун на достатність пускового моменту за умовою

М ≥ М'_мех = к*L*d * D / 39* ι *η*lg ( d + 70 ), (2.10)

160 ≥ 1*300*82 *1.1 / 39*230*0,75* lg ( 82 + 70 ) = 147,69 даН*м

(в праву частину підставляємо калібр ланцюга d = 82 мм і відповідний йому діаметр зірочки D = 1.08 м ).

Як випливає з отриманого нерівності, пусковий момент двигуна

М = 160 даНм більше необхідного розрахункового М' _мех = 147,69даНм, тобто достатній для підйому якоря з номінальною глибини стоянки.

Перевіряємо двигун на можливість пошкодження механічної частини

електроприводу пусковим моментом двигуна по умові

М < М" _мех = 6 d * D / ι *η, (2.11)

160 > 6*62 *1,1 / 230*0,75= 147,07 даН*м

Як випливає з отриманого нерівності, пусковий момент електродвигуна більше допустимого, тому між електродвигуном і редуктором треба встановити запобіжну фрикційну муфту.

Визначимо допустимий час стоянки під струмом після 30 хв роботи в номінальному режимі

t = ( ν d ) / (Δ ) [ 0,11 М n η ( 32 + 0,14L) / (ν d L) – 1 ] (2.12)

( 0,17*82 ) / ( 50000 ) [ 0,11*160*645*0,75( 32 + 0,14*300) / (0,17*82 *300) – 1 ] = 36,33 с

Цей час менше наведеного в таблиці 2.1 допустимого часу стоянки під

струмом, рівного 50 с. Таким чином, результат перевірки на нагрів задовільний.