[ Розрахунок кріплення палубного вантажу буксирування судна в море і при знятті з мілини ] | 60 | ||
Кількість поздовжніх Найтови | tпр | Од | 2 |
Кут нахилу поздовжнього Найтови до вертикалі | c | Град | 30 |
Кут нахилу поздовжнього Найтови до ДП судна | d | Град | 60 |
Коефіцієнт запасу міцності троса | k | 2 |
1. Перевезення вантажів на палубі
1.1 Характеристика перевозяться на палубі вантажів
Всі палубні вантажі можуть бути поділені на такі групи:
небезпечні, до яких відносяться: вибухові речовини, стиснені та скраплені гази, легкозаймисті тверді речовини та рідини, що окислюють, отруйні, радіоактивні та корозійно-діючі речовини. Такі вантажі, якщо їх перевозять не на спеціальних судах і в обмежених кількостях, розміщують на палубі, і до них забезпечують вільний доступ;
виділяють різкі запахи (просочені шпали), які можуть зіпсувати інші вантажі;
не бояться підмочення (залізо, труби);
громіздкі: плавзасоби, локомотиви, залізничні вагони, великі деталі машин, котли, автомобілі, літаки, цистерни тощо;
лісові;
живої худоби та птиці, які перевозять у стійлах, загородках і клітинах.
1.2 Розрахунок розривної міцності Найтови
W = 17000 кг = 17000 * 9,8 = 166600 H = 166,6 кН
Сумарні сили діють по осях ОY і Оz при бортовий хитавиці:
1. |
де W - вага палубного вантажу, кН; g - 9,81 м / с 2; τ 1 - період бортовий качки судна, с; Θ mах - 30 град; Z - відстань від ц.т. судна до ц.т. палубного вантажу, м; r - половина висоти хвилі, м (r = hв / 2 = 2,5) | |
Z = hб - Zc + hк + Zгр, м, Де hб - висота борту судна (hб = 6,0 м); Zc - центр ваги судна (Zc = 3,4 м); hк - висота комінгса (hк = 1 м); Zгр - центр ваги вантажу (Zгр = 1, 3) Z = 6,0 - 3,4 + 1 + 1,3 = 4,9 м,
| ||
Ру = 182,4 (кН) | ||
| ||
2. |
де W - вага палубного вантажу, кН; g - 9,81 м / с 2; τ 1 - період бортовий качки судна, с; Θ mах - 30 град; Y - відстань від ДП до ц.т. палубного вантажу, м; r - половина висоти хвилі, м. | |
| ||
P 1z = 242,5 (кН) | ||
Сумарні сили діють по осях ОХ і Оz при кільової хитавиці: | ||
3. |
де W - вага палубного вантажу, кН; g - 9,81 м / с 2; τ 2 - період кільової качки судна, с; Ψ mах - 5 град; Z - відстань від ц.т. судна до ц.т. палубного вантажу, м; r - половина висоти хвилі, м. | |
| ||
P x = 26,5 (кН) | ||
4. |
де W - вага палубного вантажу, кН; g - 9,81 м / с 2; τ 1 - період бортовий качки судна, с; Θ mах - 30 град; Х - відстань від мидель-шпангоута до ц.т. палубного вантажу, м; r - половина висоти хвилі, м.
| |
P 2z = 236,6 (кН) | ||
Сила вітру, що діє на палубні вантажі: | ||
5. де p v - величина рівна 1,5 кПа; А vx - площа парусності палубного вантажу в поперечному напрямку по відношенню до судна, м 2. Avx = aг * hг, Де аг - ширина вантажу (аг = 3 м); hг - висота вантажу (hг = 3 м); Аvx = 3 * 3 = 9 | ||
| ||
P дя х = 13.5 (кН) | ||
6. |
де p v - величина рівна 1,5 кПа; А v у - площа парусності палубного вантажу в поздовжньому напрямку по відношенню до судна, м 2. | |
Avy = bг * hг, Де bг - довжина вантажу (bг = 4 м); hг - висота вантажу (hг = 3 м); Аvy = 4 * 3 = 12 | ||
P дя у = 18 (кН) | ||
Сила удару хвилі: | ||
7. |
де p хвиль - величина рівна 1 кПа; А 'vx - площа поверхні палубного вантажу в поперечному напрямку по відношенню до судна над фальшбортом, м 2; h в - висота хвилі, м; h с - отстояния ц.т. цієї площі від ватерлінії, м. | |
А 'vx = Avx, тому що висота комінгса дорівнює висоті фальшборту, hc = hб - hос + hк + Zгр, м, де hб - висота борту (hб = 6,0 м); hос - осадки судна в вантажу (hос = 4,0 м); hк - висота комінгса (hк = 1,0 м); Zгр - центр ваги вантажу (Zгр = 1,3 м); hc = 6,0 - 4,0 + 1,0 + 1,3 = 4,3 м
| ||
P віл x = 28,8 (кН) | ||
8. |
де p хвиль - величина рівна 1 кПа; А 'v у - площа поверхні палубного вантажу в поздовжньому напрямку по відношенню до судна над фальшбортом, м 2; h в - висота хвилі, м; h с - отстояния ц.т. цієї площі від ватерлінії, м. А 'vy = Avy, тому що висота комінгса дорівнює висоті фальшборту, | |
| ||
P віл у = 38,4 (кН) | ||
Реакція Найтови від зусиль, спрямованих у площині шпангоута: | ||
9. |
де tп - число поперечних Найтови; a - кут нахилу поперечного Найтови до вертикалі, град; b - кут нахилу поперечного Найтови до площини шпангоута, град. | |
| ||
R y = 318,4 (кН) | ||
Реакція Найтови від зусиль у діаметральної площині: | ||
10. |
де tпр - число поздовжніх Найтови; c - кут нахилу поздовжнього Найтови до вертикалі, град; d - кут нахилу поздовжнього Найтови до діаметральної площині, град. | |
| ||
R х = 137,6 (кН) | ||
Розміри Найтови визначають за які виникають в них реакціях. Розривне зусилля троса для Найтови: | ||
11. |
де k - коефіцієнт запасу міцності при розрахунку зусиль у Найтови, що кріплять вантаж, рівний 2; R - реакція Найтови від зусиль у площині шпангоута або в діаметральній площині, Н. | |
R у розр = 636,8 (кН) | R х розр = 275,2 (кН) | |
Довжина вантажу L = 4 м, ширина - 3 м, висота - 3 м |
За розривному зусиллю в Найтови вибирають розміри тросів, талрепи і скоб для них за таблицями міцності державних стандартів.
Діаметр (мм) | Розрахункова маса 1 м каната, кг | Розрахункова розривна міцність каната, Н | |
Каната | Троса | ||
22,5 | 12,0 | 1,665 | 216801 |
24,5 | 13,0 | 1,955 | 254569 |
26,0 | 14,0 | 2,265 | 295281 |
28,0 | 15,0 | 2,59 | 337954 |
30,0 | 16,0 | 2,955 | 386023 |
32,0 | 17,0 | 3,34 | 436054 |
33,5 | 18,0 | 3,735 | 487557 |
37,5 | 20,0 | 4,62 | 602824 |
41,0 | 22,0 | 5,59 | 729864 |
З таблиці вибрано трос для кріплення палубного вантажу в поперечному напрямку діаметром: канат -41,0 мм; трос - 22,0 мм.
З таблиці вибрано трос для кріплення палубного вантажу в поздовжньому напрямку діаметром: канат - 26 мм; трос - 14 мм.
12. | 1.3 Розрахунок місцевої стійкості верхньої палуби при перевезеннях палубного вантажу. Найбільше значення вертикальної складової р авно: P 2z = 242,5 (кН) | |
Навантаження на один бімс: | ||
13. |
де Р 2z - ьаксімальное значення вертикальної складової дії всіх сил. Н; n - кількість бімсів, на які розподіляється навантаження від важкоатлета. Визначається за формулою: , Де L - довжина важкоатлета, м; l 1 - відстань між бімсами, м. | |
n = 4 / 1 = 4 (шт.) |
P = 60,6 (кН) | |
Згинальний момент: | ||
14. |
де l 2 - довжина полубімса, м. (3,25 м) | |
| ||
М = 24,6 (кНм) | ||
Приймаючи бімс з неравнобокими косинця за двухтаврового балку, вважаємо, що полку, яка він приварений до палуби, являється стінкою, вільна полку - менше паском, частина палубного настилу шириною 600 мм, що примикає до косинцю - великим паском розраховуємо момент опору полубімса по наближеною формулою: | ||
15. |
де h 1 - висота балки, виміряна між серединами висоти її пасків, м; S 1, S 2, S 3, - площі поперечного сечеснія відповідно меншого паска, стінки балки, більшого паска, м 2. При розрахунку використаний профіль № 13 / 9. |
Номер профілю | Висота полиці h1, м | Ширина полиці b, м | Товщина профілю t, м | Товщина паска, м t1, м |
10 / 7 | 100/10 ³ | 75/10 ³ | 8 / 10 ³ | 10/10 ³ |
12 / 8 | 120/10 ³ | 80/10 ³ | 8 / 10 ³ | 10/10 ³ |
13 / 9 | 130/10 ³ | 90/10 ³ | 8 / 10 ³ | 10/10 ³ |
15/10 | 150/10 ³ | 100/10 ³ | 10/10 ³ | 15/10 ³ |
S1 = b * t, м 2 Де b - ширина полиці; t - товщина профілю; S1 = 0,09 * 0.008 = 7.2 * 10 -4 м 2 S2 = h1 * t, м 2 Де h1 - висота балки; S2 = 0,13 * 0,008 = 1,04 * 10 -3, м 2 S3 = с * d, м 2 Де с - ширина палубного настилу; d - товщина паска; S3 = 0,6 * 0,01 = 6 * 10 -3, м 2 Підставимо обчислені площі і знайдемо:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
V = 1,087 * 10 - 4 (м 3) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Нормальна напруга в бімси: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
16. |
М - в кНм, σ н - не повинно перевищувати допустимого для суднобудівної стали напруги при вигині рівного σ доп = 117,7 * 10 3 (кПа). Якщо σ н> σ дод, то роблять перерозподіл навантаження Найбільшого кількість бімсів або установливают підпірки, перевіряючи останні на стиск. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1.4 Організація робіт при прийомі палубних вантажів Для палубних вантажів потрібна ретельна підготовка верхньої палуби до їх прийому. Перед навантаженням палубного вантажу необхідно провести наступні роботи:
2. Буксирування суден морем Вихідні дані: A / A d = 0,6 - дисковий ставлення; D в = 1.7 - діаметр гвинта, м; H в = 1,9 - крок гвинта, м, n = 5 об / c Коеф. Тертя f = 0,142; Щільність морської води - 1016 кг/м3; Плотноть повітря 1,25 кг/м3; Швидкість зустрічного вітру - 5 м / с; Коєф. хвилювання - 0,0003; Середня висота кріплення буксирного троса на буксированому судні - 3,0 м.; 1 = 300 м - довжина буксирної лінії; d = 0,032 м. - діаметр троса. 2.1 Розрахунок швидкості буксирування і міцності буксирної лінії Розрахунок проводиться за методикою, запропонованою в книзі (1):
Результати розрахунків за формулами, наведеними вище, зведемо в таблицю 1: Таблиця 1
За табличним значенням будуємо графік залежності опору суден від швидкості буксирування (див. на наступній сторінці). 2.2 Розрахунок параметрів буксирної лінії З графіка видно, що максимальна швидкість буксирувальника без буксира на спокійній воді дорівнює: Vбукс.max = 5,39 м / с, Швидкість буксирування дорівнює: Vб. = 3,68 м / с, Тяга на гаку дорівнює: F р = 75 кН
Rразр .= 150 (кН), Þ Діаметр троса дорівнює 0,01 м
2.3 Управління буксиром і буксируваними судами Буксирний канат закріплений на буксирує і буксированому судах, і вони починають рухатися. Цей момент є відповідальним, оскільки при русі зі значним прискоренням в буксирної лінії може виникнути надмірне напруження. Коли буксирний канат починає натягатися, необхідно машину застопорити і надалі збільшувати швидкість потроху. Повну довжину буксирного каната встановлюють за вихід на достатню глибину. Змінювати курс слід плавно, без крутих поворотів навіть у тому випадку, якщо судно розвинуло постійну швидкість. Після досягнення судами повній швидкості буксирування буксирний пристрій необхідно оглянути. Навантаження, прикладена до деталей і конструкцій, які служать для кріплення буксирного каната, не повинна перевищувати допустимої. Якщо буксирування здійснюється на декількох канатах, необхідно вирівняти їх натягнення. У місця, де можлива віддача буксирного троса, має бути інструмент, що дозволяє або перерубати буксирний трос, або привести в дію котре надає пристрій. Може бути завбачливо перенесення навантаження на страхувальний трос в разі обриву основного буксирного троса. На кормі буксирує і на носі буксируваного судів повинна бути встановлена вахта для спостереження за роботою буксирного пристрою. Під час буксирування в шторм курс необхідно розташовувати так, щоб орбітальний рух обох судів залишалося в межах, допустимих даної буксирної лінією. Найбільший вплив орбітального руху обох судів на зусилля в буксирному канаті, спостерігається при їх проходженні проти хвилі або по хвилі. При плаванні курсами, паралельними хвилях (лагом до хвилі), цей вплив буде мінімальним. Велике значення має співвідношення довжини хвилі і відстані між судами. Рекомендується мати таку довжину буксирного троса, щоб і буксирувана, і буксируючий суду одночасно сходили на хвилю і спускалися з неї, при цьому різниця фаз орбітального руху суден зводиться до мінімуму. Усі судна, коли вони йдуть на буксирі, рискліви. При буксируванні впритул рисклівості немає, але у міру збільшення відстані між судами шляхом подовження буксирного каната починається рискання, яке збільшується до тих пір, поки буксирний канат не увійде у воду. З цього моменту нишпорення сповільнюється. Запобігти за допомогою керма можливо лише в тому випадку, якщо швидкість рискання дозволяє рульовому утримувати судно на курсі. Необхідно пам'ятати наступне: чим більше швидкість буксирування, тим більше нишпорить судна, що буксирується; ніж Корчі буксирний трос, тим рвучкі нишпорення; чим довше буксирний трос, тим далі відходить судна, що буксирується від курсу, але нишпорення втрачає свою поривчастість і дозволяє рульовому тримати судно на курсі. Збільшення розбіжності до необхідного значення може бути здійснено зменшенням швидкості буксирування. Проте таке зменшення лімітується керованістю обох судів, тому що їх керованість буде падати зі зменшенням швидкості руху. Поворот на деякий кут щодо направлення бігу хвиль призводить іноді до збільшення бортовий качки, яка може стати небажаною, наприклад через ризик втратити палубний вантаж, але зменшувати швидкість не завжди можна, тому що це загрожує втрать керованості. Тому іноді доводиться одночасно застосовувати обидва способи маневрування, тобто змінювати курс щодо бігу хвиль і разом з тим зменшувати швидкість. На шляху прямування необхідно йти кільватерной струмені буксируючого судна, а при зміні курсу слід триматися її зовнішньої крайки. При цьому потрібно уникати різких поворотів. Вахта на буксируваному судні повинна уважно стежити за діями буксируючого судна, тому що може виникнути необхідність в зупинці буксируючого судна, рух його заднім ходом, віддачі буксирного каната. У разі зупинки судна, що буксирує на буксируваному судні кермом треба правити так, щоб виключити можливість навалу. При русі в районі прибережних вод у випадку великого провисання довгою буксирної лінії може виникнути необхідність у зменшенні її довжини, щоб троси не чіплялися за грунт. Короткі буксирної лінії в загальному випадку - робота трудомістка. Кріплення за якірний ланцюг до деякої міри полегшує цю Каботу на буксируваному судні. Робота на кормі судна, що буксирує сильно ускладнюється тим, що там часто не є достатньо потужних підйомних механізмів. При тимчасових зупинках на великій глибині необхідно мати на увазі, що при довгому та важкому буксирному канаті можливі зближення суден під дією ваги буксирної лінії. Вимушена зупинка на великих глибинах майже завжди змушує віддавати буксирний трос на буксирі або буксированому судні. У такому разі виникають труднощі з вибирання буксирного троса. Іноді їх не можна подолати, і доводитися жертвувати буксиром. Взагалі маса буксирної лінії повинна бути такою, щоб її можна було вибрати наявними судновими засобами. Всі розглянуті питання легко і просто вирішуються за наявності на судні автоматичною буксирної лебідки регульованого натягу. Під час буксирування судів велике значення має підтримання зв'язку між ними. Зв'язок цей може бути здійснена по радіо, радіотелефону, за допомогою світла, семафором і прапорами МСС. Віддача буксирного каната. Підходячи до місця віддачі буксирного троса, обидва судна поступово зменшує швидкість. Віддача може бути здійснена як буксируються так і буксируваним судном в залежності від того, кому з цих судів зручніше вибирати буксирний канат. Зазвичай віддача каната відбувається там, де глибина дозволяє буксирного троса лягти на грунт. У цих випадках віддача буксирної лінії цілком безпечна, тому що трос знаходиться на грунті і вибрати його неважко. Якщо буксирний трос доводиться віддавати на великих глибинах, цю операцію слід здійснювати на ходу, щоб уникнути небезпечного зближення суден через провисання буксирного троса. У цьому випадку віддають трос на буксирує судні, щоб він не опинився намотаним на гребні гвинти. 3. Зняття судна з мілини 3.1 Розрахунок зняття судна з мілини декількома способами Таблиця 6 - Вихідні дані
Таблиця 7
3.2 Способи зняття судна з мілини При виборі способів зняття судна з мілини необхідно враховувати:
Судно знімають з мілини:
Зазвичай застосовують одночасно декілька способів. Наприклад, виробляють діфферентованіе і одночасно розвантаження судна, потім з метою збільшення тяги гвинта завозять якоря. Буксируванні судна іншими суднами часто передує закладення пробоїн і відкачування влився води, діфферентованіе, кренованіе і розвантаження судна. Якщо для самостійного зняття судна з мілини необхідна його розвантаження, передбачають можливість збереження вивантаженого вантажу. 3.3 Дії екіпажу судна при знятті з мілини У разі посадки судна на мілину екіпаж зобов'язаний вжити ряд екстрених заходів, послідовність яких з невеликими змінами в залежності від обстановки може бути наступною.
Частота промірів залежить від крутизни підйому дна, в усякому разі треба виконувати проміри не рідше ніж через 10 м. Глибини і рід грунту наносять на схематичний план судна, на якому, крім того, повинно бути вказано розташування водонепроникних перегородок, МКО, вантажних люків.
Після цього від борту по радіальних галсами виробляють промір оточуючих глибин. Напрямок галсів витримують по шлюпкової компасу або, де це можливо, по берегових орієнтирів, а відстані між точками проміру на даному Галс - по мірному ліню. Результати проміру полезносвесті в заздалегідь складену таблицю. Отриманий, таким чином планшет глибин дозволить визначити сторону, в яку потрібно зрушувати судно, і вкаже безпечні глибини для підходу суден-рятувальників, якщо вони знадобляться. Планшет викреслюють у масштабі на звичайному папері з вказівкою напрямку меридіана або на великомасштабної карті. 7. Встановлюють радіозв'язок з розташованими поблизу судами, позиції яких наносять на генеральну карту. 8. У разі посадки судна на мілину в штормову погоду вживають заходів щодо його закріплення судна на мілині шляхом затоплення відсіків. Якщо очікується погіршення погоди, такі заходи повинні бути прийняті заздалегідь, при цьому додатково слід завести якоря. 9. У найближчу службу погоди або капітана найближчого порту надсилають запит про прогноз погоди на поточні і кілька наступних діб. Якщо прогноз несприятливий, потрібно вести ретельне спостереження за погодою і показанням метеоприладів і щогодини фіксувати зміни метеоданих в судновому журналі. 10. Розраховують середню осадку судна, яку воно мало на плаву до моменту посадки на мілину. 11. Визначають: стадію припливу або відпливу, що відповідає моменту посадки на мілину, під час найближчих повної і малої вод, величину припливу, напрямок і швидкість приливно-відливного течії. Якщо даних для визначення вказаних величин немає, в певному місці біля борту судна встановлюють водомірний пост. Вимірюючи глибини (через кожні півгодини), можна отримає характеристику приливо-відливних явищ. 12. З моменту посадки на мілину в судновому журналі ведуть послідовні, докладні і точні записи всіх заходів і подій на судні. 13. Якщо МКО не отримало ушкоджень при посадці на мілину, туди подають вказівки підтримувати в повній готовності всі суднові механізми. Висновок Основним завданням розвитку знань у галузі управління судном є зближення науки і практики, теоретичне обгрунтування тих явищ в управлінні судном, що спостерігаються. Теоретичне вирішення основних завдань судноводіння дозволяє вникнути в сам процес тієї чи іншої операції і більш глибоко розібратися у вирішенні основних завдань з метою подальшого застосування цих навичок на практиці. Одним з яскравих прикладів теоретичного вирішення основних завдань з буксирування, кріпленню вантажу і зняття судна з мілини є даний курсовий проект. У цій роботі виконано закріплення теоретичного матеріалу дисципліни «Управління судном», що вивчається на 4 курсі, та проведена робота з вирішення інженерних завдань пов'язаних з управлінням судна і його технічною експлуатацією. Під час виконання даного курсового проекту було виконано розрахунок за трьома розділами, пов'язаних з експлуатацією судна в різних умовах:
Література 1. Методичні вказівки на виконання курсової роботи з дисципліни «Управління судном» за темою «Розрахунок кріплення палубного вантажу, буксирування судна в море і зняття з мілини» К.: КДАВТ 2006 2. Управління судном і його технічна експлуатація (під ред. А. І. Щетиніна) М. «Транспорт» 1993 р. 3. Довідник капітана далекого плавання під ред. Г.Г. Єрмолаєва, Москва «Транспорт», 1988 р. 1 квітня Під ред. А. І. Щетиніна «Управління судном і його технічна експлуатація». М.: Транспорт, 1983. С.486. |