Класифікація насосів за призначенням, які використовуються в суднових допоміжних системах.
Различают насосы трюмных, аварийно-спасательных, санитарно-бытовых, грузовых систем нефтеналивных судов, специальных грузовых систем, а также систем главных и вспомогательных энергетических установок.
В зависимости от назначения систем предъявляют специфические требования к обслуживающим их насосам. Это обусловливает большое разнообразие конструкций судовых насосов.
Балластные , осушительные , пожарные , сервисные , трансферные ,питательные.
Насоси - це гідравлічні механізми, призначені для переміщення на судні різних речовин. За призначенням насоси діляться на: общесудовие - обслуговують общесудовие системи (осущительние, баластні, питної води, пожежники, фекальні і т. д.); спеціальні - встановлені в спеціальних системах (креновие, дифферентние, вантажних, зачистние і т. д.); насоси СЕУ (охолоджування двигуна, паливні насоси високого тиску ТНВД, топливоподкачивающие, масляні, живлячі і т. д.) На вигляд речовини, що перекачується насоси бувають: водяні, паливні, масляні, конденсатні, рассольние, повітряні і т. д. Розрізнюють автономні і неавтономні (навісні) насоси. Неавтономні насоси не мають свого двигуна і навішуються на пристрій, що обслуговується. Автономні насоси по типу двигуна бувають: електричні, мотопомпи (привід від ДВС), турбонасос і гидроприводні. Найбільше застосування на судах отримали електричні насоси, мотопомпи застосовують як аварійні насоси. Турбонасос зустрічаються на танкерах старої споруди як вантажні насоси, де необхідна велика продуктивність. По конструкції (принципу дії) насоси поділяються на: об'ємні - поршневі, ротаційні (шестеренние, пластинчаті, гвинтові, водокольцеві, аксіально- і радиально-поршневие) лопатеві (відцентовий, осьові і вихрові); струйние. мембранние;
Класифікація насосів за принципом дії. Основні параметри, що характеризують роботу насосів.
По принципу действия насосы подразделяют на динамические, насосы трения и объемные. Динамическим называют насос, в котором перекачиваемая жидкость перемещается под силовым воздействием в камере, постоянно сообщающейся со входным и выходным патрубками. В насосах трения перекачиваемая жидкость перемещается за счет кинетической энергии струи рабочей жидкости или пара, выходящего из сопла. В объемном насосе жидкость перемещается благодаря периодическому изменению объема занимаемой ею камеры, которая попеременно сообщается с входным и выходным патрубками насоса. Агрегат, состоящий из насоса и его двигателя, называют насосным. Приводными двигателями насосов могут быть турбины, двигатели внутреннего сгорания, электромоторы и гидромоторы. Насосный агрегат с сопутствующим оборудованием принято называть насосной установкой. К динамическим насосам относятся лопастные насосы. Это центробежные и осевые насосы. В центробежных насосах поток жидкости имеет радиальное направление, в осевых - вдоль оси насоса. Силовое воздействие на перекачиваемую жидкость в таких насосах осуществляется с помощью рабочего колеса. Лопасти колеса направляют поток и передают энергию привода, повышая давление жидкости.
В насосах трения, т.е. струйных насосах, различают эжекторы и инжекторы. Эжекторы- это откачивающие насосы. Инжекторы предназначены для обратной операции - подачи жидкости. Характерной особенностью таких насосов является отсутствие в них подвижных частей. Объемные насосы действуют, вытесняя перекачиваемую жидкость рабочими органами - поршнями, пластинами, шестернями, винтами, движущимися в рабочих полостях - цилиндрах, корпусах специальных форм. Следовательно, к объемным относятся возвратнопоступательные и роторные насосы. Возвратно-поступательные насосы обладают «сухим» всасыванием; возможностью регулирования подачи независимо от давления нагнетания; имеют достаточно высокий к.п.д.; обладают возможностью достижения высокого давления нагнетания. Они просты по конструкции, способны перекачивать различные жидкости, обладают пожаробезопасностью при паровом приводе и надежны в эксплуатации. Для них характерны большие габаритные размеры и, как следствие, большая масса; неравномерность подачи; ограниченность частоты вращения вала насоса. К роторным относятся роторно-вращательные и роторно-поступательные насосы. Роторно-вращательные - это шестеренные, винтовые и пластинчатые насосы. Роторно-поступательные - это радиально-поршневые и аксиально-поршневые насосы. Для всех роторных насосов характерны меньшие габариты и масса; достаточно высокий к.п.д.; возможность реверсировать и изменять подачу
Классификация насосов по принципу действия:
Объемные:
-Роторные:
1.Роторно-поступательные
2.Шиберные
3.Пластинчатые
4.Роторно-поршневые
5.Радиально-поршневые
6.Аксиально-поршневые
7.Роторно-вращательные
8.Винтовые
9.Зубчатые
10.Шестеренные
11.Шланговые (перистальтические)
-Возвратно-поступательные:
1.Поршневые
2.Плунжерные
3.Диафрагменные
Динамические:
1.Лопастные
2.Осевые
3.Диагональные
4.Центробежные
5.Вихревые
6.Струйные
Кожний насос характеризується основними параметрами: об’ємна продуктивність - об'єм рідини, що перекачується насосом в одиницю часу і що вимірюється в м³/ч . на тиск-цей тиск, що створюється насосом, виражається в метрах водяного стовпа або в кг/см² (тиск). Вакууметрична висота всасування- здатність насоса підіймати рідину по всмоктуючому трубопроводу, виражається також в метрах водяного стовпа або в кг/см². Характеризує суму висоти стовпа води і втрат натиску на подолання опору у всмоктуючій магістралі. потужність- енергія, що віддається насосу привідний двигуном, виражається в кіловатах або конячих силах. Коефіциент корисної дії - являє собою відношення корисної потужності до потужності насоса. К. к. д. враховує всі види втрат. З = Nп/N к.к.д. враховує всі види втрат: - враховує втрати від витоків рідкої середи через негустину (перетікання рідини з порожнини нагнітання в порожнину всмоктування і т. д.) зг-гідравлічний до. п. д. - враховує втрати енергії, затраченої на подолання гідравлічних опорів в насосі. зм-механічний до. п. д. - враховує механічні втрати в насосі. Число обертів в хвилину або число ходів поршня- параметр, від якого залежить продуктивність, тиск і потужність.
3. Система осушення.
Осушительная система предназначена для повседневного удаления воды, скапливающейся в нижних частях корпуса судна при нормальных условиях эксплуатации (подразумевается вода, проникающая внутрь через неплотности в соединениях корпуса или образующаяся в результате отпотевания деталей, а также забортная вода и атмосферные осадки, проникающие через иллюминаторы, люки и неплотности в донной арматуре и трубопроводах).
4. Суднові утилізаційні водоопрісні установки. Вимоги до якості дистиляту
Современные морские суда оборудованы вакуумными дистилляционными ВОУ. На теплоходах эти установки являются утилизационными, так как для испарения морской воды в них используется теплота пресной воды из контура охлаждения главного дизеля. Работа ВОУ паротурбинных судов (испарителей котловой воды) обеспечивается теплотой пара низкого давления, отбираемого от главной турбины, или теплотой редуцированного пара из котлов (во время стоянки судна). Электрообогрев применяется в специальных дистилляторах, предназначенных для приготовления питьевой воды. Самыми распространенными на морских судах являются вакуумные ВОУ поверхностного типа, в которых вода испаряется с поверхности нагрева
. В одноступенчатой вакуумной ВОУ поверхностного типа (рис. 12.2) циркуляционный насос 6 подает морскую воду МВ на охлаждение конденсатора 5, после чего основная часть этой воды уходит за борт, а оставшаяся в качестве питательной проходит последовательно через охладитель 8 дистиллята, охладитель 4 паровоздушной смеси, охладитель 9 рассола Р и направляется в испаритель 1 на дистилляцию. Подогрев питательной воды в перечисленных теплообменниках повышает экономичность установки. В нижней части испарителя расположена погруженная в кипящую морскую воду батарея нагревательных элементов 11, внутри которых циркулирует греющая среда ГС. Образовавшийся в результате кипения морской воды вторичный пар освобождается от капель рассола в сепараторе 2 и направляется в конденсатор на конденсацию. Из конденсатора дистиллят Д насосом 7 отводится в сборную цистерну. Рассол удаляется из испарителя насосом 10 за борт. Оставшийся в испарителе рассол разбавляется питательной водой до определенного значения солесодержания. Таким образом правильнее считать, что вторичный пар получается при кипении разбавленного рассола. Поддержание разрежения в паровой части испарителя и конденсатора обеспечивается с помощью вакуумного насоса 3, который удаляет из установки воздух, поступающий через неплотности соединений, а также вместе с морской водой в испаритель. Для этих же целей в установках применяют также паровые или водяные эжекторы.
В зависимости от назначения пресную воду на судах делят на питьевую, мытьевую и техническую. К каждой группе предъявляются свои требования, из них наиболее жесткие - к питьевой воде и воде для питания паровых котлов. Одной из основных характеристик морской воды и дистиллята является их солесодержание. В 1 кг океанской воды растворено около 35 r различных солей, среди которых 77,8% составляет хлористый натрий NaCl. Концентрация солей в каждом море отличается от их концентрации в океанской воде. В то же время общее соотношение солей в морской и океанской воде практически неизменно. Поэтому солесодержание судовых вод оценивают концентрацией в них NaCl, мг/кг, как основного солевого компонента. Применяют понятие солесодержание по NaCl. Солесодержание по NaCl измеряют с помощью прибора солемера, принцип действия которого основан на сопоставлении электропроводности исследуемого раствора с электропроводностью раствора NaCl соответствующей концентрации. Под жесткостью воды подразумевают суммарную концентрацию в ней катионов Са++ и Mg++, мг-экв/кг
Запасы питьевой воды принимают на судно с берега. При необходимости эти запасы могут пополняться от судовых станций приготовления питьевой воды. Согласно рекомендациям Всемирной организации здравоохранения к питьевой воде предъявляются требования по обеспечению безвредности химического состава, благоприятных органолептических свойств, а также эпидемиологической безопасности. С этой целью проводят комплекс технологических мероприятий, направленных на корректировку физических, химических и бактериологических показателей получаемого в ВОУ дистиллята. Для этого на станциях производят его осветление, обеззараживание и минерализацию. Общее солесодержание питьевой воды не должно превышать 500 мr/кr, жесткость - не более 3,5 мr-экв/кr, а наличие хлоридов Cl- - не выше 250 мr/кr. Цистерны с питьевой водой отделяют от других цистерн коффердамами. Вода для питания паровых котлов должна обладать следующими показателями: общее солесодержание - до 5-10 мr/кr, содержание хлоридов - до 3-5 мr/кr, жесткость - до 0,015-0,4. мг-экв/ l
5. Система зворотнього осмосу на суднах світового флоту. Вимоги до якості дистиляту
Опреснительные установки с использованием принципа обратного осмоса
Водоопреснительное установки, использующие принципы обратного осмоса, пока не получили широкого использования в судовых энергетических установках.
Метод опреснения морской воды так называемого обратного осмоса обусловлен существованием сольватов.
Основу таких опреснителей составляет мембрана, являющаяся проницаемой для воды и непроницаемой для растворенных в ней солей (сольватов). Забортная вода с одной стороны мембраны находится под давлением, превышающим осмотическое. Под действием этого давления часть воды без солей проходит через мембрану, а оставшаяся с повышенным содержанием солей удаляется за борт.
Осмотическое давление при температуре забортной воды 25°С и солесодержании 1 г/л составляет 0,07 МПа, а при солесодержании 50 г/л — 40,4 МПа. Мембраны в таких опреснителях выполняются из триацетата целлюлозы в виде пучка полых волокон с внутренним диаметром 40 мкм и наружным 85-200 мкм.
Для опреснительных установок обратного осмоса необходима предварительная обработка морской воды, которая заключается в следующем: вода проходит через сеточный фильтр с размером ячейки 0,3 мм, центробежный сепаратор для отделения ила и песка с размерами частиц более 200 мкм, далее через песчаный фильтр и затем поступает к насосу с давлением 5-7 МПа. При работе таких опреснителей необходимо постоянно контролировать и регулировать установленные нормы водного режима
6. Процес запуску сепаратора до дії.
Открытие топливной магистрали с танка до сепаратора .
Открытие питательной воды для сепаратора.
Запуск электромотора для сепаратора ,ожидание выхода на номинальные обороты барабана(5-8мин).
Запуск топливного насоса.
Открытие подачи пара на подогреватель,регулировка температуры топлива.
Открытие клапана сброса сладжа.
Преоткрытие топливного клапана на выходе сепаратора.
Запуск сепаратора в работу.
Регулировка топливного клана на выходе из сепаратора по давлени
7. Суднові повітряні компресори. Безпека експлуатації. Вимоги піднадзорних органів до них.
При подготовке к действию и пуске компрессора необходимо:
1. проверить уровень масла в картере или маслосборнике и провернуть вручную лубрикаторы;
2. подать воду на охлаждение компрессора и промежуточных воздухоохладителей;
3. открыть краны продувания на компрессоре и на водомаслоотделителе;
4. открыть запорный клапан воздухоохладителя;
Примечание. Запуск компрессора при одновременно закрытых клапанах продувания и запорного клапана воздухоохладителя запрещается.
5. подготовить к работе и пустить приводной двигатель;
6. после пуска и достижения номинальной частоты вращения закрыть все клапаны продувания.
При подготовке к пуску автоматизированного компрессора проверить средства автоматизации и выполнить необходимые переключения в системах в соответствии с инструкцией по эксплуатации.
Во время работы компрессора необходимо:
1. следить за давлением воздуха по ступеням компрессора,не допуская его повышения выше установленного уровня;
2. периодически продувать холодильники и водомаслоотделители;
3. периодически контролировать уровень масла в картере или маслосборнике, температуру охлаждающей воды, работу лубрикаторов.
4. Компрессор должен быть немедленно остановлен в случае:
1. появления ненормального стука;
2. повышенного нагрева подшипников и других деталей;
3. повышения температуры выходящей охлаждающей воды выше рекомендуемой;
4. повышения давления сжатого воздуха сверх допустимого.
5. Для смазки компрессоров надлежит применять только специальные компрессорные масла.
6. После остановки неавтоматизированного компрессора следует закрыть клапаны системы охлаждения (через 2-3 мин после остановки) и запорный клапан воздухоохладителя, открыть клапаны продувания для стравливания воздуха из напор-
ной магистрали и компрессора.
7. При продолжительной стоянке необходимо запускать компрессор не реже одного раза в неделю на 2-3 мин на холостом ходу.
8. Особливості суднових рульових машин лопатевого типу
1. Лопатная рулевая машина типа «AEG Schiffbau»
В состав рулевой машины входят следующие основные узлы и
элементы: рулевой трехлопастной привод ЛП; два главных насоса Н1 и Н2
регулируемой подачи приводимых в действие аксиально-поршневого типа
электродвигателями; рычажный механизм управления главными насосами (Р, 24,
25); гидроусилитель, состоящий из золотников 3 и гидроцилиндра ГЦ; блок
предохранительных клапанов лопатного привода ПК; два гидрозамка ГЗ главных
насосов; вспомогательные насосы В1 и В2 постоянной подачи, приводимые в действие
электродвигателями; блок клапанов БКЗ электрогидравлической системы управления;
аварийный агрегат АА с ручным насосом; бак Б и система гидравлических
коммуникаций с необходимыми клапанами
Рис. 1 Принципова гідравлічна система лопастної ГРМ типу AEG Schiffbau (Німеччина)Рулевая машина работает в следующем режиме, например с главным насосом Н1 и вспомогательным В1, следующим образом. Электрический управляющий сигнал, возникающий при повороте штурвала на мостике, поступает на одну из двух электромагнитных катушек золотника 3. Он перемещается из среднего в одно из крайних положений (например, вправо, если смотреть в направлении электрического сигнала), открывая доступ рабочей жидкости от вспомогательного насоса. В1 через клапаны БК1, 37, фильтр Ф1, редукционный клапан минимального давления К1, запорный клапан 39 в магистраль 23 подкормки исполнительного гидроцилиндра ГЦ, поршень которого начнет перемещаться влево (если смотреть по стрелке А), приводя в действие механизм рычага управления головными насосами. Масло выходит из левой полости гидроцилиндра ГЦ по магистрали 22 через клапан 40, золотник 3 и клапан 38 в бак Б.
Перемещение поршня гидроцилиндра воспринимается датчиком обратной связи РД, превращается им в пропорциональный по значению электрический сигнал противоположного управляющему сигналу знака и передается в устройство, суммирующее данные электрической системы управления. Поршень останавливается в тот момент, когда суммарный сигнал (управляющий обратная связь) станет равным нулю, катушка золотника 3 обесточится и золотник под действием пружины вернется в среднее положение, прекращая подачу масла от вспомогательного В1 насоса в магистраль гидроцилиндра ГЦ. Поршень останавливается и его перемещение будет пропорционально электрическому управляющему сигналу.
При повороте штурвала на некоторый угол в противоположном направлении управляющий сигнал поступает на вторую катушку этого золотника 3. Он перемещается в другое крайнее положение (влево). При этом масло от насоса В1 подается через клапан 40 в другую магистраль (см. направление стрелок на золотнике 3) гидроцилиндра ГЦ, поршень которого перемещается вправо, а масло из правой полости цилиндра выходит через клапан 39, золотник 3 и клапан 38 в бак Б.
Работа датчика обратной связи РД осуществляется аналогичным образом, и в результате перемещения поршня вправо будет также пропорционально управляющему электрическому сигналу.
Перемещение поршня (например, влево) передается через дифференциальный рычаг Р на управляющую штангу 24, отклоняющую блоки цилиндров аксиально-поршневых насосов Н1 и Н2 на некоторый угол от нейтрального (среднего) положения. Рабочая жидкость движется под давлением по замкнутому силовому контуру (насос Н1 – рулевой лопастный привод) и, преодолевая внешнее сопротивление руля, поворачивает ротор 26, расположенный в цилиндре 27, по часовой стрелке. При этом механическая обратная связь 25 через дифференциальный рычаг Р поворачивает штангу 24 в нулевое (среднее) положение, уменьшая подачу насоса Н1. Ротор привода останавливается в тот момент, когда суммарный сигнал на штанге 24 от поршня гидроцилиндра ГЦ и обратной связи 25 будет равен нулю , то есть блок цилиндров насоса Н1 займет при этом нейтральное (среднее) положение.
При перемещении поршня в другом направлении (вправо) следящий механизм управления насосами работает аналогичным образом, а ротор привода вращается против часовой стрелки.
В рассматриваемом случае работают две самостоятельные последовательно включенные следящие системы управления. Поршень гидроцилиндра, являясь исполнительным (исходным) звеном электрогидравлической следящей системы управления, а также играет роль задающего (входного) звена рычажного следящего механизма управления подачей главных насосов. Процессы в обеих следящих системах протекают практически одновременно.
В режиме автоматического управления рулевая машина действует по тому же следящему принципу – вместо рулевого работает авторулевой. На лопастных рулевых машинах допускается применение авторуловых таких мам марок и систем, что и на плунжерных рулевых машинах.
Двухступенчатые следящие системы управления широко распространены в современных ГРМ. Иногда применяют трехступенчатые, однако увеличение числа степеней, ведет к усложнению систем управления и их обслуживанию, к накоплению ошибок и снижению точности управления судном. Многоступенчатость систем управления вызывается необходимостью значительного усиления сигнала для перемещения регулируемого органа насосов.
Рассмотрим действие главных частей и узлов ГРМ при разных эксплуатационных ситуациях и режимах работы.
При отсутствии управляющего сигнала на золотнике 3 потоки рабочей жидкости от вспомогательных насосов В1 и В2 (при раздельной или совместной их работе) проходят через клапаны соответственно БК1 и БК2, фильтры Ф1, Ф2, клапаны М максимального давления, запорные клапаны 32 и 38 в бак Б .Насосы В1 и В2 берут жидкость из емкостей 20, находящихся в корпусах главных насосов Н1 и Н2. Емкости пополняются из бака Б по магистрали 18. Регулировкой клапанов М устанавливают наиболее необходимое давление в системе управления гидроцилиндром ГЦ, например 1,5-2 МПа.
Гидрозамок ГЗ отключает неработающий главный насос от силовой магистрали, в противном случае он работал бы в режиме гидродвигателя под действием второго насоса, что приводило бы к сползанию руля и погрешностям в его управлении, падению давления в гидросистеме и отказу в работе.
9. Особливості суднових рульвоих машин поршневого типу
Принцип дії поршневої ГРМ на прикладі суднової ГРМ фірми “Stork
Maritime”.
На рис. 3 Гидравлическая система поршневых ГРМ (STORK, Нидерланды) позиционирует следующие узлы: 1 – румпель, 2 – шток, 3 – цилиндр, 4 – предохранительный клапан, 5 – невозвратный клапан, 6 – золотник с электрическим контролем, 7-бак рабочей жидкости,8– невозвратный клапан, 9 – 10 – постоянный насос.
Принцип действия системы заключается в следующем: после того, как машина
активирована, насос 10 постоянно работает. При отсутствии контрольного
сигнала с моста золотник 6 удерживается в среднем (нейтральном)
положении его пружинами и насос 10 работает в режиме обхода («на себя»).
Соединение нагнетательных и всасывающих труб обеспечивает золотник 6.
При этом рулевое колесо (румпель 1) тормозится в заданном положении.
невозвратными клапанами 5.
Когда контрольный сигнал поступит на одну из соленоидных катуйлов,
золотник 6 будет перемещен со средней позиции, например влево. Рабочая
жидкость из насоса 10 будет поступать через левый трубопровод в верхнюю
полость левого цилиндра и нижнюю полость правого цилиндра 3
Румпель (рулевое колесо) 1 вращается против часовой стрелки. После
остановки управляемого сигнала золотник 6 будет возвращен в среднее
положения его пружинами. Насос переходит в режим обхода (байпаса),
а рулевое колесо останавливается в нужном положении.
Когда управляемый сигнал будет послан на другую соленоидную катушку,
золотник 6 переместится в другое, например в правое крайнее положение. Это
изменит направление потока рабочей жидкости, а рулевое колесо (румпель 1)
будет вращаться по часовой стрелке.
Насосы могут работать отдельно или вместе при необходимости
решением судоводителя. Совместная работа насосов увеличивает скорость руля и
тем самым улучшает маневренность судна в сложных навигационных условиях.
Клапаны 4 защищают гидросистему (насосы, поршневой привод) от
перегрузка, что возможно, например, при навалах на руль тяжелыми
посторонними предметами. Клапаны срабатывают при максимальном давлении
1,3-1,5 номинального давления.
Поршневые ГРМ производится многими компаниями в Германии и
Великобритания. Нидерланды, Польши и других стран.
10. Особливості суднових рульових машин плунжерного типу.
Плунжерные ГРМ являются наиболее распространенными в мировом судостроении. Они изготовляются многими зарубежными фирмами. Эти ГРМ, несмотря на конструктивное разнообразие, имеют установившиеся характерные особенности. Кратко изложим наиболее общие вопросы конструктивного исполнения этих ГРМ.
Основными их элементами являются двух- или четырехплунжерный рулевой привод (исполнительный орган ГРМ), насосы, система гидравлических коммуникаций с емкостями рабочей жидкости (на схеме не показаны) и система управления рулевой машиной. Более подробно все элементы этих ГРМ и их взаимодействие были показаны и рассмотрены на функциональных схемах и принципиальных гидравлических системах.
Основные достоинства плунжерных ГРМ - надежность и долговечность работы привода, возможность эксплуатации ГРМ при различных сочетаниях четырех цилиндров. Недостатки - большие потери на трение (низкий механический КПД) в шарнирных соединениях румпеля с плунжерами и в сальниках плунжеров, большие масса и габариты при давлениях рабочей жидкости 10-12 МПа.
Совершенствование плунжерных ГРМ идет в направлении упрощения конструкций, уменьшения массы и габаритных размеров, повышения КПД, надежности и безотказности в работе, увеличения моторесурса узлов и элементов, обеспечения простоты и удобства обслуживания, уменьшения начальной стоимости и трудозатрат на поддержание ГРМ постоянно в хорошем техническом состоянии.
Эффективное средство снижения массы и габаритных размеров ГРМ - повышение давления рабочей жидкости. Так, например, японские фирмы Kawasaki Heavy Industries, Tokyo Hylic и др. выпускают серийно двухплунжерные ГРМ для рабочих давлений 14 и 17 МПа, а более мощные четырехплунжерные ГРМ - для давлений 17,0-20,5 МПа и 19,0-22 МПа.
Еще более высокое давление рабочей жидкости применяет английская фирма Brown Brothers, которая разработала ряд плунжерных ГРМ с крутящими моментами от 0,5 до 9,9 МН•м при рабочем давлении 28 МПа. Масса этих ГРМ и занимаемые ими площади уменьшены примерно в два раза по сравнению с ГРМ, работающими при давлении 10 МПа.
Высокие давления рабочей жидкости применяет в рулевых машинах фирма Hatlapa (Германия). Она разработала стандартные ряды двух- и четырехплунжерных ГРМ, в которых применяются аксиально-поршневые насосы постоянной и регулируемой подачи с рабочими давлениями от 25,0 до 32,0 МПа.
Однако, наряду с положительным эффектом применения высоких давлений рабочей жидкости, необходимо учитывать эксплуатационные особенности ГРМ. Они заключаются в том, что при повышении точности и чистоты обработки деталей гидрооборудования и уменьшении эксплуатационных зазоров возрастают механические потери, повышается чувствительность элементов гидросистемы к загрязнениям рабочей жидкости в связи с уменьшением величин зазоров в трущихся парах, существенно снижается моторесурс элементов и узлов гидросистемы и, прежде всего, насосов.
При этом должна быть значительно повышена культура технического обслу-живания гидросистем производственниками и судовыми экипажами. В против-ном случае возможно снижение надежности работы таких ГРМ. На отечественном флоте используются плунжерные ГРМ многих иностранных фирм.
Промышленность выпускает серию плунжерных ГРМ типизированного ряда для широкого диапазона крутящих моментов от 6,3•кН м до 4 МН•м. Применяемое номинальное давление - 16 МПа, а максимальное - 19,0 МПа.
Стандартный ряд ГРМ включает 12 типоразмеров и 7 модификаций. Достоинством этого ряда является высокая степень унификации узлов и элементов.
Стандартный ряд ГРМ делится на 3 группы. Первая (Р01-Р09) имеет двухплунжерный рулевой привод и один насос постоянной подачи, вторая (P11-Р13) - двухплунжерный рулевой привод и два насоса регулируемой подачи, а третья (Р15- Р26) - четырехплунжерный рулевой привод и два насоса регулируемой подачи. Используются аксиально-поршневые насосы новой конструкции (типы НК и НВ). Однако в эксплуатации еще находятся насосы устаревших конструкций: аксиально-поршневые типа IID и радиально-поршневые типа МНП-0,14. Характеристики ГРМ приведены ниже.
11. Суднові підрулюючи засоби, Вимоги до них.
Для обеспечения маневренности судна на очень малом ходу, когда рулевое устройство становится неэффективным, применяют подруливающие устройства, Их устанавливают в поперечных туннелях (в носу, корме) судна для создания упора с помощью ВРЩ. Применяют эти устройства на различных судах, чаще всего на пассажирских, контейнеровозах, танкерах, ро-ро.
Подруливающие устройства особенно эффективны при швартовках судов: сокращается время швартовных операций и повышается безопасность мореплавания; если условия порта позволяют, то швартовка возможна даже без буксиров, что сокращает портовые расходы.
В процессе технического обслуживания подруливающих устройств, как и других машин и механизмов, необходимо руководствоваться фирменной инструкцией. Обычно выполняют следующие работы.
В ходе ежедневного осмотра проверяют герметичность соединений трубопроводов и уровни масла в баках. При осмотре через 50 ч работы берут пробу масла на обводненность.
В ежемесячный осмотр входит проверка работы ПУ в течение 10 мин на различных режимах, всех рабочих параметров электродвигателей и насоса, а также видов управления, блокировок и сигнализаторов.
Ежегодно дополнительно проверяют качество масла, которое при необходимости заменяют, контрольно-измерительные приборы и регулирование предохранительного клапана, промывают фильтры.
Каждые 5 лет эксплуатации заменяют резинотехнические изделия. Срок их службы 7 лет, из них 2 года приходятся на хранение и 5 - на период эксплуатации. При хранении свыше двух лет срок эксплуатации сокращается.
12. Вимоги ІМО Регістру до рульових машин.
1. Суда должны быть снабжены главным и вспомогательным рулевыми приводами, причем: главный рулевой привод должен обеспечивать перекладку полностью погруженного руля (или поворотной насадки) с 35° одного борта на 30° другого при максимальной скорости переднего хода, относящегося к этой осадке, за время не более 28 с; вспомогательный рулевой привод должен обеспечивать перекладку руля (или насадки) при тех же условиях с 15° одного борта на 15° другого не более, чем за 60 с при скорости переднего хода, равной половине максимальной, но не менее 7 уз.
2. Главный рулевой привод может состоять из двух и более идентичных насосов. В этом случае вспомогательный рулевой привод не требуется. Время перекладки (28 с) должно обеспечиваться на грузовых судах при совместном действии насосов.
3. Переход с главного рулевого привода на вспомогательный при аварии должен выполняться за время не более 2 мин.
4. Управление главным рулевым приводом должно обеспечиваться с ходового мостика и из румпельного отделения. Предусматриваются две отдельные линии управлений, получающие питание непосредственно от ГРЩ, но одна из них может запитываться через АРЩ.
5. В рулевой рубке и ЦПУ должна быть световая и звуковая сигнализация: об исчезновении напряжения, обрыве фазы и перегрузке в цепи питания, исчезновении напряжения в системе управления и минимальном уровне масла в расходном баке.
6. Около каждого поста управления, а также в румпельном помещении должны быть указатели положения руля. Ошибка в показаниях не должна быть более: 1° в ДП; 1,5° в интервале от 0 до ±5°; 2,5° в интервале от ±5 до ±35°.
7. Каждое нефтеналивное судно, химо- или газовоз валовой вместимостью 10 тыс. peг. т и более должен удовлетворять следующим требованиям: главный рулевой привод должен быть таким, чтобы в случае потери управляемости судна из-за единичного повреждения в любой части одной из силовых систем она восстанавливалась в течение не более 45 с; рулевой привод должен состоять из двух независимых и отдельных силовых систем, каждая из которых обеспечивает время перекладки руля не более 28 с; по крайней мере, он должен состоять из двух одинаковых силовых систем, которые, действуя одновременно, обеспечивают время перекладки не более 28 с; должна быть предусмотрена возможность обнаружения утечки рабочей жидкости из любой системы и автоматическая изоляция поврежденной системы с тем, чтобы другая оставалась в рабочем состоянии.
8. Главный и вспомогательный рулевые приводы должны иметь защиту от перегрузки деталей и узлов при возникновении на баллере момента, превышающего в 1,5 раза расчетный крутящий момент. Предохранительные клапаны должны быть отрегулированы на давление не более 1,5 и не менее 1,25 номинального.
9. Насосы ГРМ должны иметь защитные устройства против вращения отключенного насоса в обратном направлении или автоматически срабатывающее устройство, запирающее поток жидкости через отключенный насос.
10. Нельзя допускать соединения системы трубопроводов ГРМ с другими гидравлическими системами. Каждый пополнительный бак должен быть оборудован сигнализацией о минимальном уровне жидкости, Кроме того, должны быть предусмотрены стационарные (резервные) цистерны, заполненные рабочей жидкостью и соединенные с рулевым приводом.
11. В гидравлических системах должны быть предусмотрены фильтры необходимой пропускной способности и чистоты фильтрации рабочей жидкости.
12. Пуск и остановка электродвигателей насосов должны осуществляться из рулевой рубки и румпельного помещения. Должен обеспечиваться повторный автоматический пуск электродвигателей при восстановлении напряжения после перерыва. Электропривод должен получать также питание от АРЩ. Электродвигатели должны допускать перегрузку не менее 1,5 расчетного момента в течение 1 мин.
Все наиболее важные узлы и элементы ГРМ (ЭГРМ) и в целом рулевого устройства в процессе эксплуатации подлежат периодическим (ежегодным и очередным) освидетельствованиям.
Приведем пояснения освидетельствований.
При ежегодном освидетельствовании рулевое устройство в сборе должно быть осмотрено одновременно с проверкой действия главного и вспомогательного приводов на ходу и при стоянке судна.
Очередное освидетельствование руля в доке должно производиться с подъемом его для осмотра штырей и опорных деталей, а также съемкой баллера для осмотра. При этом должны быть замерены зазоры в подшипниках баллера руля, между штырями и петлями, а также проверена просадка руля.
Допускаемая величина зазоров в опорных узлах руля устанавливается в каждом случае с учетом их построечной величины и конструкции сопряжения.
При скручивании баллера на 5° и более он может быть допущен к работе после отжига и пересадки румпеля на новую шпонку. Баллер подлежит замене при скручивании на угол 15° и более, а также при обнаружении трещин.
Результаты освидетельствования рулевого устройства указываются в актах по корпусной части.
При очередном освидетельствовании рулевой машины должны быть осмотрены румпель главного и вспомогательного приводов, ползун, поршни и плунжеры, цилиндры, валы, подшипники, шестерни и зубчатые колеса, червяки, ролики и буферные пружины, а также устройства защиты от перегрузки, тормозные устройства и конечные выключатели. Должны быть также осмотрены детали вспомогательного рулевого привода.
Рулевая машина должна быть проверена в действии на ходу судна с контрольной проверкой времени и углов перекладки руля, ограничения углов перекладки, а также должны быть проверены работа тормозного стопорного устройства и правильность показаний указателей положения пера руля.
Работа рулевой машины на главном приводе должна быть проверена на полном переднем и среднем заднем ходах.