Устройство якорных и швартовных механизмов
Часто якорные механизмы позволяют выполнять и швартовные операции. Образцом такого механизма может служить паровой брашпиль, кинематическая схема которого показана на рис. 7. Брашпиль одновременно обслуживает два якоря (правого и левого бортов), для этого на валу 15 имеется два цепных кулачковых барабана-звездочки 12, осуществляющих выбирание и отдачу якорной цепи. Ось барабанов брашпиля расположена горизонтально, к каждому цепному барабану 12 с одной стороны присоединен ленточный тормоз 10. Кулачковые муфты 13 соединяются шестерней 14. Отключив при помощи муфты один из цепных барабанов, можно производить выбирание якорной цепи на другом барабане. Паровая машина 11 через коленчатый вал 8, промежуточный вал 3 и цилиндрические зубчатые колеса 2, 4, 6, 7, 14 и 16 вращает цепные барабаны. На концах промежуточного вала установлены швартовные барабаны (турачки) 1 и 9, предназначенные для швартовки судна.
Рис. 7. Кинематическая схема парового якорно-швартовного брашпиля.
Брашпиль снабжен также устройством, позволяющим производить подъем цепей вручную. В этом случае паровая машина отключается от механизма передачи вращения при помощи кулачковой муфты 5. Таким образом, с помощью брашпиля можно подтягивать судно на швартовах с правого и левого бортов (при отключенных кулачковых муфтах 13), подъем и отдачу якорей обоих бортов поочередно или одновременно с помощью паровой машины или вручную.
Электрические брашпили, как правило, изготовляют также якорно-швартовными, и они находят широкое применение на морских транспортных и пассажирских судах (особенно теплоходах). Для брашпилей с большим тяговым усилием предусматривают два электродвигателя, работающих совместно или раздельно, для остальных — один электродвигатель. Преимуществами электрических брашпилей перед паровыми являются быстрота ввода в действие и более простое обслуживание.
Электрические шпили в зависимости от калибра якорных цепей бывают якорными и якорно-швартовными. По конструкции электрические шпили могут быть одно- и двухпалубными.
У однопалубных шпилей швартовный барабан со звездочкой для цепи и электроприводом размещается на одной фундаментной раме, закрепленной на верхней палубе. Электродвигатель в этом случае может быть расположен как на палубе, так и под ней. У двухпалубных шпилей электропривод находится на нижерасположенной палубе и соединяется со швартовным барабаном и звездочкой для цепи с помощью вертикального приводного вала.
На рис. 8 показана конструкция электрического однопалубного якорно-швартовного шпиля. Он состоит из швартовного барабана 7, свободно сидящего на баллере 1, червячной передачи 8, электродвигателя 13, ручного ленточного тормоза 2 с приводом 11 и рамы 12, закрепленной на палубе. При работе шпиля передача от электродвигателя к швартовному барабану осуществляется через эластичную муфту 10, баллер 1 и кулачковую муфту 3, соединяющую баллер шпиля с барабаном и управляемую маховиком 5. Ручная работа шпиля осуществляется посредством вымбовок 6, вставляемых в гнезда 4, при отключенной кулачковой муфте. Обратное вращение барабана при ручной работе предотвращает храповое устройство 9.
Рис. 8. Электрический однопалубный якорно-квартовный шпиль.
При решении вопроса о наиболее целесообразном типе якорного механизма для какого-либо судна учитывают многие факторы: назначение и тип судна, водоизмещение и характеристику его снабжения якорными цепями по Регистру СССР, характер обводов носовой оконечности, эксплуатационные условия и сравнительную затрату сил и времени экипажа на обслуживание якорного механизма того или иного вида, предполагаемый район эксплуатации судна. При прочих равных условиях предпочтение шпилям обычно отдают при острых носовых обводах и малой площади палубы бака, а также на судах, предназначенных для эксплуатации в полярных широтах.
В последнее время в связи с применением кнехтов с вращающимися тумбами расширяется возможность установки якорно-швартовных шпилей на небольших и средних судах, так как в этом случае можно получить дешевое и безопасное швартовное устройство за счет использования турачек шпилей. Турачка на таком шпиле располагается соосно над звездочкой для якорной цепи.
Значительный опыт постройки и эксплуатации шпилей и разнообразие конструкций обусловили необходимость их унификации и типизации. Новый типизированный ряд шпилей насчитывает 13 моделей шпилей, разбитых на две группы на основе требований Регистра СССР и ГОСТ 5875—77. Шпили моделей с 7-й по 13-ю выполняют двухпалубными, и их можно эксплуатировать без выхода людей на верхнюю палубу. Тяговое усилие на звездочке у шпилей широко распространенных моделей с 4-й по 8-ю первой группы составляет 4400—12 300 кгс (44— 123 кН), а на турачке — 2000—8000 кгс (20—80 кН); у шпилей тех же моделей второй группы тяговое усилие на звездочке 4050—12 900 кгс (40—129 кН), а на турачке — 3000—10 000 кгс (30—100 кН).
Швартовные лебедки предназначены для выполнения швартовных операций; в большинстве случаев валы их располагаются горизонтально.
По назначению и конструктивному исполнению швартовные лебедки подразделяются на простые и автоматические. Простые лебедки обеспечивают только подтягивание судна во время его швартовки; в дальнейшем судно удерживается на тросах, закрепленных на кнехтах.
Автоматические лебедки предназначены для подтягивания судна и для удержания с постоянным натяжением швартовного троса. Выбирание слабины троса и вытравливание его производится автоматически. Такие лебедки приводятся в действие паровым, электрическим, гидравлическим и пневматическим приводами.
Комбинированная швартовная лебедка показана на рис. 9. Она может быть использована для работы с якорем и для проведения швартовных и грузовых операций и приводится в действие электродвигателем 6.
Рис. 9. Комбинированная швартовная лебедка.
Электродвигатель, оборудованный электрическим дисковым тормозом 5, передает вращение грузовому валу через двухступенчатый зубчатый редуктор 7. Зубчатое колесо редуктора, грузовой барабан 3 и швартовная турачка 1 закреплены на валу жестко. Грузовой вал соединен с промежуточным валом 14 фланцевой муфтой 8. Цепная звездочка 10 перемещается свободно на промежуточном валу, а швартовная турачка 16 закреплена жестко. Ввод цепной звездочки в действие производится включением в зацепление кулачковой муфты 9. Шкив ленточного тормоза 12 оборудован ленточным тормозом 11. Грузовой и промежуточный валы располагаются на стойках 2, 13 и 15, жестко закрепленных на фундаментной плите 4.
Для обеспечения работы турачки при швартовке достаточно включить электродвигатель. Через редуктор грузовой вал и соединенный с ним промежуточный вал получат вращение. При этом кулачковая муфта еще не соединена с цепной звездочкой. Для обеспечения работы цепной звездочки кулачковую муфту необходимо включить. Таким образом, промежуточный вал вместе с турачкой вращается при работе электродвигателя все время, а цепная звездочка — только при включении кулачковой муфты. Грузовой барабан используется для выполнения грузовых операций.
Брашпили с приводом от двигателя внутреннего сгорания иногда применяют на речном флоте в качестве привода якорно-швартовных механизмов. Наибольшего внимания заслуживают брашпили с приводом от автомобильных, тракторных и других быстроходных двигателей внутреннего сгорания. Эти двигатели, являясь сравнительно легкими и дешевыми, могут быть эффективно использованы на судах вместе с обслуживающим двигатель оборудованием, включая муфту сцепления, коробку передач, а также системы управления и охлаждения двигателя.
Вопросы для повторения
1. Что входит в состав якорно-швартовных механизмов?
2. Как устроен и как работает паровой якорно-швартовный брашпиль?
3. Как устроен и как работает электрический шпиль?
4. Как устроена й как работает швартовная лебедка?
5. Как устроена и как работает комбинированная швартовная лебедка?