Материал: Снижение затрат на ремонт и эксплуатацию теплохода проекта 1741А путем модернизации судовой энергетической установки и буксирного устройства

Таблица 1.5 - Рулевое устройство

Таблица 1.6 - Буксирное и сцепное устройства

1.2     Актуальность темы дипломного проекта

Буксиры-толкачи с баржами составляют основу грузового флота на российских внутренних водных путях. В практике судовождения нередко приходится иметь дело с буксировкой - тягой одного судна (буксируемого) другим (буксирующим), а также с использованием буксира при выполнении рейдовых работ и для формирования состава. Поэтому, чтобы данные операции проходили успешно, на судне должны быть исправные буксирные устройства. Как показывает опыт, толкание несамоходных судов в некоторых условиях эксплуатации связано со значительными трудностями и потому не может полностью заменить буксировку. Характерная для толкаемого состава большая длина оказывается неприемлемой для условий плавания прежде всего на реках с узкими и извилистыми участками судового пути. А также, со временем, главные двигатели, моральноустаревают и требуют замены.

Резкое уменьшение объёмов отечественного судостроения, наблюдаемое в течение последнего ряда лет, привело к моральному и физическому старению флота, средний возраст которого составляет около 30 лет. Согласно официальным данным, свыше 40 судов уже выработали свой нормативный срок службы и не удовлетворяют современным эксплуатационным и техническим требованиям.

Одним из возможных путей решения этой проблемы является модернизация и переоборудование судов старой постройки. Модернизация позволяет в относительно сжатые сроки, без изменения основного назначения судна, привести его в состояние, соответствующее современным требованиям, нормам и правилам.

Целью модернизации теплохода проекта 1741А является снижение затрат на ремонт и эксплуатациюсудовой энергетической установки и буксирного устройства.

Основанием для модернизации является технико-экономическая целесообразность, подтверждаемая соответствующими расчётами.

1.3     Анализ характеристик маневренности

судовой двигатель буксирный валопровод

Маневренные характеристики судна обуславливаются управляемостью. Управляемость судна - способность судна двигаться по заданной траектории, она характеризуется двумя качествами: поворотливостью, и устойчивостью на курсе.

Поворотливость - это способность судна изменять направление движения и двигаться по заранее выбранной судоводителем криволинейной траектории.

Устойчивостью на курсе называется способность судна сохранять прямолинейное направление движения в соответствии с заданным курсом.

К основным маневренным характеристикам судна относятся:

·        скорость судна при выполнении маневра;

·        элементы циркуляции;

·        путь и время торможения судна.

Эти характеристики определяются по результатам натурных маневренных испытаний судна после его постройки (сдаточных испытаний) и оформляются в виде таблицы маневренных характеристик. Для уточнения маневренных характеристик в процессе эксплуатации судна при различных внешних условиях, состоянии корпуса и видах загрузки периодически проводятся маневренные испытания силами экипажа.

Натурные методы получения маневренных характеристик основаны на последовательных определениях места судна в процессе проведения заданных маневров по различным ориентирам либо с использованием высокоточных навигационных систем.

В процессе выполнения маневров (циркуляция, пассивное торможение с остановленным двигателем, активное торможение при реверсировании главного двигателя) через короткие промежутки времени (15-30 с), замечаемые по секундомеру, берутся пеленги и дистанции ориентира и отмечаются значения курса, скорости и оборотов винта.

За начало маневра циркуляции принимается момент начала перекладки руля, за начало торможения - момент передачи команды по машинному телеграфу. Окончанием маневра циркуляции является поворот на 360°, активного торможения - полная остановка судна, пассивного торможения - доклад рулевого о невозможности удержания судна на курсе.

Поворотливость характеризует способность судна к изменению курса, при движении по криволинейной траектории. Такое движение в общем случае является весьма сложным, его параметры зависят от начальных и внешних условий. Для суждения о поворотливости обычно анализируют циркуляцию судна как наиболее простой вид его криволинейного движения.

Циркуляцией судна называется криволинейная траектория перемещения центра тяжести судна при перекладке рулевого органа. По времени циркуляционное движение судна разделяется на три периода: маневренный I, эволюционный II и установившейся циркуляции III.

Маневренный период - период, в течение которого происходит перекладка руля на определенный угол. С момента начала перекладки руля судно начинает дрейфовать и крениться в сторону, противоположную перекладке руля, и одновременно начинает разворачиваться в сторону перекладки руля. В этот период траектория движения центра тяжести судна из прямолинейной превращается в криволинейную, происходит падение скорости движения судна.

Период установившийся циркуляции - период, начинающийся по окончании эволюционного, характеризуется равновесием действующих на судно сил: упора винта, гидродинамических сил на руле и корпусе, центробежной силы. Траектория движения центра тяжести (ЦТ) судна превращается в траекторию правильной окружности или близкой к ней.

Геометрически траектория циркуляции характеризуется следующими элементами:о - диаметр установившейся циркуляции - расстояние между диаметральными плоскостями судна на двух последовательных курсах, отличающихся на 180° при установившемся движении;ц - тактический диаметр циркуляции - расстояние между положениями ДП судна до начала поворота и в момент изменения курса на 180°;- выдвиг - расстояние между положениями ЦТ судна перед выходом на циркуляцию до точки циркуляции, в которой курс судна изменяется на 90°;- прямое смещение - расстояние от первоначального положения ЦТ судна до положения его после поворота на 90°, измеренное по нормали к первоначальному направлению движения судна;- обратное смещение - наибольшее смещение ЦТ судна в результате дрейфа в направлении, обратном стороне перекладки руля (обратное смещение обычно не превышает ширины судна В, а на некоторых судах отсутствует совсем);

Тц - период циркуляции - время поворота судна на 360°.

Рисунок 1.2 -Схема циркуляции судна

Инерционные свойства судна. При управлении движением судна очень часто возникают ситуации, в которых необходимо изменение скорости судна: движение на акватории портов, рейдов, плавание в узкостях, при расхождении судов, в аварийных ситуациях. Изменение скорости происходит за счёт изменения режима работы главного двигателя. После изменения режима работы движителей скорость судна изменяется по определённому закону, а само судно совершает неравномерное движение.

Путь и время манёвра, связанного с неравномерным движением, называют инерционными характеристиками судна.

Инерционные характеристики определяются временем и дистанцией, проходимой судном за это время и скоростью хода через фиксированные промежутки времени. Они включают в себя следующие манёвры: торможение, выбег, разгон.

Торможение (рис. 1.3, а)- процесс гашения инерции прямолинейного движения судна путем реверсирования движителей с переднего хода на задний (или, наоборот). Торможение характеризуется длиной тормозного пути и временем торможения. Длина тормозного пути Lт - это расстояние, пройденное судном с момента подачи команды «Стоп» и реверса движителей до полной остановки судна. Время торможения - это время, затрачиваемое на процесс полного гашения инерции в результате работы движителей в режиме «Полный назад».

Выбег (рис. 1.3, б) - процесс гашения инерции поступательного движения судна под действием сопротивления воды движению без активной работы движителей. Выбег характеризуется расстоянием Lв, которое проходит судно с момента подачи команды «Стоп» до момента полного прекращения прямолинейного движения, и временем, затрачиваемым на этот процесс.

Разгон (рис. 1.3, в)-процесс достижения судном установившейся скорости при заданном режиме работы движителей. Разгон характеризуется расстоянием Lр и временем, необходимым для достижения установившейся скорости данного судна.

Инерционные характеристики определяют для каждого судна по специальной программе. Для типовых судов и составов изданы справочники инерционных характеристик, пользование которыми позволяет значительно повысить безопасность судовождения при маневрировании. Наибольшее значение для безопасности плавания имеют характеристики торможения судна (табл. 1.7). Характеристики выбега используют главным образом для буксируемых составов, характеристики разгона - при шлюзовании, отходе от причала и других маневрах.

Рисунок 1.3 -Инерционные характеристики судна

Манёвренные и инерционные характеристики заносятся в таблицы и вывешиваются на ходовом мостике.

Таблица 1.7 - Инерционные характеристики

Диаметр циркуляции равен двум длинам судна.

Таблица 1.8 - Маневренные характеристики