Механизмы судовых устройств

Устройства, механизмы, приводы

Общесудовые устройства. К ним относятся рулевые, якорные, швартовные, грузовые, спасательные, шлюпочные, мачтовые, леерные и другие устройства. Они применяются практически на всех судах, за исключением некоторых типов судов внутреннего плавания.

Конструктивные особенности и комплектация общесудовых устройств стали чрезвычайно разнообразными. Традиционные рулевые устройства дополняются подруливающими устройствами и активными рулями. В составе якорных и швартовных устройств появились дистанционно управляемые цепные стопоры, кнехты с вращающимися тумбами, специальные лебедки позиционирования полупогружных плавучих буровых установок и крановых судов. Грузовые устройства пополнились передвижными кранами мостового и козлового типов, сдвоенными кранами и кранами со складывающимися стрелами, используются грузовые устройства различных типов для погрузки и выгрузки лихтеров — плавучих контейнеров. Спасательные и шлюпочные устройства существенно усовершенствовались в связи с необходимостью выполнять требования Международной конвенции по охране человеческой жизни на море 1974 г. (СОЛАС-74).

На судах находят широкое применение различные подъемники, элеваторы и лифты, существенно снижающие объем ручного труда; новые средства крепления грузов и автоматические замки крепления контейнеров; пакетирование грузов и укрупнение грузовых мест с использованием поддонов, флетов, ролл-трейлеров; резиновые кранцы, синтетические канаты, надувные плоты и т. п.

Специальные устройства. К ним относятся следующие устройства: спуско-подъемные, для передачи грузов в море, кранцевые, для крепления грузов, горизонтальной  погрузки, успокоители качки, люковые закрытия, промысловые устройства (траловые, сейнерные, неводовыборочные комплексы и др.), устройства землечерпательных снарядов и землесосов (рефулерные, рамоподъемные, свайные, грунтозаборные и др.), судоподъемные, гидрологические и др. На судах специального назначения (железнодорожных и автомобильных паромах, грунтовозных шаландах, кабельных, киллекторных, буксирных и других судах) имеются функциональные устройства, присущие данному типу судна, — железнодорожные, лядовые, аппарельные, буксирные и др.

Специальные устройства имеют общую особенность методического плана: их не удается проектировать обычными полурасчетными методами на основе отработанных и узаконенных в Правилах Регистра СССР схем, так как опыт использования таких устройств еще недостаточен и процессы, протекающие при их работе, сложны.

Палубные механизмы. Палубными механизмами называются механизмы и машины, расположенные на палубах судов и обеспечивающие работу судовых устройств, в состав которых они входят. Так, работу рулевых устройств обеспечивают различные рулевые приводы и рулевые машины. В состав грузовых устройств входят грузовые лебедки, стреловые, мостовые и козловые краны. Якорные и швартовные устройства имеют в своем составе брашпили, якорные швартовные шпили, кнехты с вращающимися тумбами, автоматические и обычные швартовные лебедки и вьюшки.

Общей особенностью палубных механизмов является то, что во время рейса они бездействуют (за исключением рулевых машин). Это можно обнаружить с помощью коэффициента одновременности, характеризующего участие данного механизма в потреблении электроэнергии при заданном режиме работы судна по времени. Его значение может изменяться от 0 до 1. Например, для рулевой машины на ходу судна он равен 0,65, при швартовке — до 0,85, а на стоянке — 0. Для механизмов грузовых устройств и приводов люковых закрытий этот коэффициент на ходу судна равен нулю. Автоматические швартовные лебедки работают только при швартовке и во время стоянки в порту и т. д.

В палубных механизмах один двигатель может выполнять несколько основных функций: например, швартовную лебедку и брашпиль объединяют в один агрегат, и двигатель может переключаться как на швартовный барабан, так и на цепную звездочку.

Дистанционное и централизованное управление палубными механизмами обеспечивает определенное преимущество перед местным управлением. Например, в аварийных случаях можно управлять отдачей якоря с мостика, грузоподъемными лебедками — со стационарного бортового или переносного дистанционного пульта управления. Имеются системы управления двумя отдельно стоящими грузовыми кранами, а также системы синхронизации работы механизмов подъема и изменения вылета стрелы у сдвоенных кранов и т. п.

Привод. Основными типами приводов палубных механизмов в настоящее время являются электрический и гидравлический. Паровой привод палубных механизмов на судах новой постройки не применяется. В электрических приводах используются электродвигатели постоянного и переменного тока в брызго- и водозащищенном исполнениях. Электродвигатели постоянного тока применяются в тех случаях, когда требуется реализовать присущую им способность к регулированию частоты вращения и момента.

Управление этими электродвигателями осуществляется пускорегулирующими реостатами или, чаще всего, вращающимися преобразователями по системе генератор—двигатель. Электродвигателями постоянного тока можно управлять также при помощи статического тиристорного преобразователя переменного тока в постоянный.

Широко применяют электродвигатели переменного тока как с фазным, так и с короткозамкнутым ротором.  Их скорость можно регулировать переключением полюсов, а в случае применения асинхронного двигателя с фазным ротором — путем изменения активного сопротивления, включенного в цепь якоря.

Гидравлические приводы палубных механизмов можно разделить на три группы: работающие при постоянном давлении, с постоянной подачей, с переменной подачей. По давлению рабочей жидкости различают гидроприводы низкого (2,5—4,5 МПа), среднего (10—16 МПа) и высокого давления (свыше 20 МПа). Гидроприводы могут быть индивидуальными, когда гидродвигатель каждого палубного механизма приводится только своим насосом, и групповыми, питающимися от кольцевой гидросистемы. В этом случае одним насосом можно обеспечивать работу нескольких механизмов, даже работающих одновременно в различных режимах.

Потребителями кольцевой гидросистемы могут быть не только палубные механизмы, поэтому использование группового гидропривода значительно снижает капитальные затраты.