ВВЕДЕНИЕ
Люковое устройство служит для закрытия грузовых трюмов и для предохранения их от попадания воды (обеспечения, безопасности плавания судна в штормовую погоду).
До недавнего времени на речных судах в качестве основного типа люкового закрытия использовалось закрытие, состоящее из съемных деревянных лючин, опирающихся на съемные бимсы и люков и покрытых в один или два слоя брезентом. Такое люковое закрытие требовало значительных затрат ручного труда и времени на раскрытие (закрытие) люков и было небезопасным при снятии или постановке лючин на место.
В настоящее время на судах внутреннего и смешанного («река-море») плавания применяются разнообразные схемы люковых устройств, разделяющихся по ряду признаков:
а) по защищенности от воды:
- водозащищенные, защищающие трюм от попадания воды при накате волн;
- брызгозащищенные, защищающие трюмные отсеки от попадания в них брызг;
б) по способу уборки лючин (крышек):
- со съемными крышками (лючинами);
- соткатывающимися крышками (телескопические, с парнопередвижными крышками, с шарнирно сочлененными крышками);
- с откидными крышками;
- с комбинированным открыванием крышек;
- с крышками (щитами), наматываемыми на барабан;
в) по типу привода люковых крышек:
- с ручным приводом;
- с механическим приводом.
Современное люковое закрытие состоит из металлических конструкций с не менее сложным уплотнением, механического (электрической лебедки и тягового каната) или гидравлического привода перемещения лючин (электронасоса, гидроцилиндров и трубопровода с арматурой).
1. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ
1.1 Основные характеристики
Назначение и исполнение люковых устройств определяют требования к ним: люковое закрытие должно надежно защищать внутреннюю часть судна от попадания воды; быть прочным и без повреждений выдерживать тяжелые удары волн; быть относительно простым, по конструкции компактным, безопасным, удобным в работе и дешевым в изготовлении; допускать в нем перевозку на нем палубного груза; при использовании для открытия и закрытия люковых крышек тяговых канатов последние нельзя пропускать через проходы, трапы и прочие места, где они могут препятствовать свободному и безопасному передвижению людей.
Основные специфичные требования к люковому устройству изложены в [1]:
а) при проектировании люковых закрытий должно быть обеспечено 100% одновременного раскрытия всех люков. При обоснованном отсутствии такой возможности может быть допущено применение люковых закрытий сухогрузных судов универсального назначения с меньшей степенью одновременного раскрытия всех люков на судах размера «М» Речного Регистра РСФСР и смешанного плавания и не менее 50% на судах разрядов «Л», «Р», «О».
Управление работой люкового закрытия должно производиться из дистанционного поста управления, расположенного в удобном для обзора судна месте.
б) конструкция люкового закрытия должна обеспечивать открывание и закрывание люков при величинах крена и дифферента, образование которых возможно в процессе погрузки или разгрузки судна.
в) открытие и закрытие люков на грузовых теплоходах грузоподъемностью 600 т. и выше должно быть механизированным.
Операции по открытию и закрытию люков на судне не должно превышать 30 мин.
г) конструкция люкового закрытия должна предусматривать возможность демонтажа люковых крышек с помощью крана и взаимозаменяемость их для судов одной и той же серии
Основные требования, относящиеся к электроприводам люковых устройств, выбраны из [2]:
а) механизмы, имеющие электрический и ручной приводы, должны быть оборудованы блокирующим устройством, исключающим возможность одновременной работы приводов;
б) для электроприводов лебедок люкового устройства, работа которых при определенных обстоятельствах может привести к повреждениям конструкции и угрожать безопасности обслуживающего персонала, должны быть предусмотрены ручные отключающие устройства безопасности, обеспечивающие отключение питание электропривода.
Такие отключающие устройства безопасности должны быть окрашены в красный цвет. Вблизи должна помещаться надпись, указывающая их назначение.
Вид отключающего устройства (кнопка, выключатель и т.п.) в каждом отдельном случае является предметом специального рассмотрения Регистром.
Кнопки и другие отключающие устройства безопасности должны быть расположены у постов управления или в других местах, обеспечивающих условия безопасности эксплуатации.
в) в электроприводах, лебедок люкового устройства, где во избежание повреждений или аварий требуется ограничения движения, должны быть предусмотрены конечные выключатели, обеспечивающие надежное отключение электродвигателя.
Достаточно распространены теперь на сухогрузных тепловозах смещенного «река-море» плавания люковое закрытие с парно-откатными крышками.
Электрооборудование такого люкового устройства с улучшенной схемой управления с улучшенной схемой управления электроприводом лебедок передвижения крышек трюмов и является темой данной работы.
Число трюмов на судне - 4;
Число одновременно открытых трюмов - 2;
Принцип закрытия трюмов - поднимающиеся и сдвигающиеся вдоль судна крышки;
Конструкция крышки - стальные сварные;
Способ уплотнения - резиновые прокладки по периметру крышек;
Допустимая нагрузка на крышку - 1,4 т/м2;
Способ задраивания - индивидуальные задрайки;
Способ подъема крышек над колингсом - гидравлическими домкратами;
Способ передвижения крышек - электрическими лебедками;
Число домкратов для подъема крышек 1го и 4го трюмов - 8;
Число домкратов для подъема крышек 2го и 3го трюмов - 8;
Диаметр поршней малых домкратов - 75 мм;
Диаметр поршней больших домкратов - 95 мм;
Рабочий ход малых домкратов - 85 мм;
Рабочий ход больших домкратов - 740 мм;
Максимальное усилие при давлении 95 кг/см2, развиваемое: малым домкратом - 4200 кг;
большим домкратом - 6600 кг;
Тип эл. насоса - ЭМН-1,5/95-2;
Производительность насоса - 0,0004 м3/сек;
Электродвигатель насоса - АМШ52-2;
Напряжение - 220 В;
Род тока - переменный;
Мощность - 8 кВт;
Щит ручного насоса - РНГ-50;
Рабочее давление - до 100 кг/см2;
Количество лебедок перемещения крышек - 2;
Тяговое усилие на барабан - 4000 кг;
Диаметр тягового каната - 15 мм;
Скорость передвижения крышек - 9 м/мин;
Электродвигатель лебедки - МАП 221-4;
Напряжение - 220 В;
Род тока - переменный;
Мощность - 7 кВт.
1.2 Описание общее и основных узлов
Крышки грузовых люков представляют собой сварную конструкцию, выполненную из полос, профилей и штампованных листов. По периметру каждой крышки в специальном кармане укладывается резиновая прокладка, которая опирается на полосу, приваренную к колингсу люка. В закрытом положении крышка вертикальными листами опирается на колингс, что предохраняет резиновую прокладку от чрезмерного сжатия. В опущенном положении крышки закрепляются с помощью винтовых задраек.
Для передвижения 1й и 4й крышек на боковых стенках крышек расположены катки с ребардами и катки гладкие по 4е штуки на каждой стенке.
Подъем 1й и 4й крышки осуществляется малыми домкратами. При подъеме щитка рельс, установленный на нем, распологается на одном уровне с рельсом колингса, что обеспечивает возможность перемещения крышки вдоль колингса.
Подъем 2й и 3й крышки осуществляется большими домкратами.
Давление масла в гидросистеме люкового закрытия создается с помощью масляного винтового электронасоса ЭМН-1,5/95.
Для подъема и опускания крышек в случае выхода из строя электронасоса гидравлики предусмотрен двухплунжерный ручной насос. Плунжер большего диаметра служит для заполнения системы маслом и создания небольших рабочих давлений, а плунжер меньшего диаметра - для создания больших рабочих давлений при малой производительности.
Пульт управления механизмом люкового закрытия расположен на передней стенке носового мостика правого борта.
Рисунок 1 - Схема расположения основных узлов люкового закрытия
В пульте управления размещены:
1) 4х ходовой золотниковый манипулятор, служащий для регулирования подачи масла от насоса в главные трубопроводы правого и левого борта, а также слива в расходный бак;
2) кнопочные посты управления эл. приводов лебедок и насоса;
3) манометр для показаний величины давления в трубопроводе;
4) светильник, служащий для местного освещения приборов пульта в период работы привода люкового закрытия.
Передвижение крышек производится с помощью 2х лебедок. Кормовая лебедка обслуживает крышки 3 и 4 трюма, носовая - 1 и 2 трюма. Тросы закрепляются одним концом на крышке, а другим, проходя через направляющие блоки, на барабан лебедки. Для регулирования натяжения троса по высоте около барабанов лебедки имеются специальные скалки.
Трубопровод гидравлики люковых закрытий служит для подачи масла от эл. насоса или ручного насоса к домкратам.
По назначению трубопроводы разделяются на:
1) главный трубопровод правого борта;
2) главный трубопровод левого борта;
3) трубопровод домкратов;
4) трубопровод электронасоса;
5) трубопровод ручного насоса.
Все трубопроводы изготовлены из стальных бесшовных труб. Соединение труб осуществляется штуцерно-путевой арматурой.
Главные трубопроводы правого и левого борта расположены на продольных колингсах трюмов и служат для подачи масла от манипулятора к трубопроводам домкратов. При подъеме крышек для больших домкратов трубопровод правого борта является напорный, а трубопровод левого борта сливным, а при опускании наоборот. Для малых домкратов трубопровод правого борта служит напорный и сливной магистралью.
Трубопроводы домкратов служат для соединения главных трубопроводов с большими и малыми домкратами. Трубопроводы выполнены автономными для каждого трюма и соединены главным трубопроводом правого борта через запоротый клапан, что позволяет производить раздельное обслуживание каждого трюма.
Для обеспечения равномерного подъемного и опускания крышек домкраты каждого трюма поделены на две симметричные группы по 4 домкрата с каждого борта.
Трубопровод электронасоса и ручного насоса служит для подачи масла от эл. насоса к манипулятору. На трубопроводе ручного насоса установлены клапаны, с помощью которых производится отключение его от системы.
Расходный масляный бак емкостью 300 л. служит для хранения масла, необходимого для работы домкратов. Заполнение бака производится через стакан налива, расположенный на главной палубе, а контроль за уровнем масла ведется через контрольное стекло, вмонтированное в стенку бака.
Принцип работы люкового закрытия
Принятая конструкция люкового закрытия обеспечивает одновременное полное раскрытие двух трюмов или частичное - четырех. В зависимости от условий разгрузки и погрузки судна возможны следующие варианты раскрытия:
1) раскрыты трюмы №1 и №3
2) раскрыты трюмы №2 и №4
3) раскрыты трюмы №1 и №4
4) раскрыты трюмы №2 и №3
Принципиально работа люкового устройства заключается в следующем. Масло под давлением, создаваемым эл. насосом или другим насосом, по трубопроводам направляется в гидродомкраты. Домкраты поочередно поднимают крышки трюмов, причем крышки 2го и 3го трюмов поднимаются на большую высоту. Это дает возможность задвинуть под эти крышки крышки 1го и 4го трюмов, и, опустив на них крышки 2го и 3го трюмов, лебедками передвигая их, открывать и закрывать необходимые под погрузку-выгрузку трюмы.
1.3 Описание принципиальной электросхемы люкового устройства
Электропривод насоса гидравлики - типовой нерегулируемый нереверсивный одиночный привод с контакторной схемой управления (в качестве пускорегулирующей аппаратуры электродвигателя насоса использованы кнопочный пост SB3 (М9/3) и пускатель КМ3 (М9/2)).
От коротких замыканий схема эл. привода защищена автоматичексим выключателем QF3 т. АК503МГ, встроенным в ЩП1, от перегрузок электродвигатель насоса защищен тепловым реле пускателя КК.
Так как кнопочный пост расположен вне корпуса пускателя, цепи управления схемы защищены от коротких замыканий предохранителями FV, ибо согласно п. 5.2.14.3.2 [2] катушки напряжения аппаратов и устройств управления должны иметь устройства защиты от токов короткого замыкания, если цепи управления катушек выведены вне кожуха устройства.
В данной работе в схеме для повышения надежности устройства контактные конечные выключатели заменены бесконтактными путевыми выключателями.
Выключатели путевые бесконтактные (ВПБ) обладают высокой надежностью, способны работать с большой частотой срабатываний и имеют большой срок службы по полному числу срабатываний. Важным преимуществом ВПБ является то, что их надежность (вероятность безопасной работы за какой-либо определенный период) практически не зависит от частоты срабатываний.