Сизых В.А. Судовая автоматика и аппаратура контроля

Подождите немного. Документ загружается.

применение

получили

электромеханические

и электро-

гидравлические средства

дистанционного

управления

якорными механизмами. В схему электромеханического

ДУ включены два электродвигателя: один воздействует

на стопор якорной

цепи,

другой

— на ленточный тор-

моз звездочки. Обычно конструкцию стопора якорной

депи специально разрабатывают для условий дистан-

ционной отдачи якоря. Для включения электрической

схемы ДУ в работу переключатель режимов устанав-

ливают в положение «Торможение и дистанционная

отдача».

При

нажатии кнопки управления в этом слу-

чае включается электродвигатель ленточного тормоза.

Лента начинает растормаживаться. Одновременно всту-

пает в действие и электродвигатель отдачи стопора.

К моменту отдачи стопора якорной цепи завершается

и растормаживание ленты. Якорная цепь освобождает-

ся и происходит отдача якоря. С отпусканием кнопки

управления электродвигатель ленточного тормоза вклю-

чается для затягивания ленты и отдача якоря прекра-

щается. По мере затяжки ленты возрастает сопротив-

ление на грузовом валу брашпиля,

срабатывает

муфта

предельного

момента, подача питания в схему прекра-

щается и электродвигатель ленточного тормоза останав-

ливается.

Электрогидравлическое ДУ, например, брашпиля

БЗР осуществляет:

крепление одного из якорей по-походному с

помот

щью

ленточного тормоза;

дистанционную отдачу со свободным травлением и

последующей остановкой травления якорной цепи на

любом участке;

местный контроль длины обеих якорных цепей, вы-

травленных за борт, и дистанционный контроль длины

правой якорной цепи.

Затормаживание брашпиля (рис. 120) осуществля-

ется через тягу 2 и рычаг 10 пружиной 6. Расторма-

живается ленточный тормоз при подаче масла в гидро-

цилиндр 5 насосом 14 либо вручную вращением махо-

вика 3 с винтом 4. Подача масла к гидроцилиндру осу-

ществляется при нажатии кнопки «Пуск» на пульте

дистанционной

отдачи

якоря.

При

этом включается

электроприводной лопастной насос 14 и масло под дав-

лением 3,5

МПа

через обратный клапан & поступает в

верхнюю полость гидроцилиндра 5. Одновременно зо-

250

Рис

120.

Функциональная

схема

дистанционного

управления

брашпиля

лотник 11 смещается вниз, перекрывая сливной ка-

нал, сообщающий нагнетательную магистраль 8 с мас-

ляным баком 12. Давление в верхней полости гидро-

цилиндра возрастает и толкатель 7, сжимая пружину,

поворачивает рычаг 10 по часовой стрелке и расторма-

живает ленточный тормоз

Травление якорной цепи

продолжается до тех пор, пока нажата кнопка «Пуск»,

при этом избыток масла из нагнетательной магистрали

сбрасывается в масляный бак через перепускной кла-

пан 13. При отпускании кнопки «Пуск» насос останав-

ливается.

Давление

в магистрали В падает, золотник

смещается вверх и открывает сливной канал, сооб-

щающий верхнюю полость гидроцилиндра 5 с масля-

ным баком 12. Толкатель под действием пружины по-

ворачивает рычаг 10 против часовой стрелки и затя-

гивает тормозную ленту 1. Отдача якоря прекраща-

ется

Момент отжатия кнопки «Пуск» контролируется ви-

зуально по механическому указателю длины

вытрав-

ленной цепи, смонтированному на пульте дистанцион-

ной отдачи якоря. Механические указатели,

выполнен-

9* 251

вые

в виде отдельных узлов,

устанавливают

в крышке

редуктора брашпиля. При

отдаче-

якоря цепь вращает

звездочку 5 (рис. 121, а). Последняя через прямозу-

бую и червячную передачи 2, 1, 4 поворачивает на со-

ответствующий угол лимб

(диск)

3 относительно не-

подвижной стрелки. На лимбе закреплена шкала, гра-

дуированная в метрах соответственно передаточному

числу и расчетному диаметру звездочки. При подтяги-

вании якорной цепи звездочка, вращаясь в

обрати}

сторону, устанавливает лимб со шкалой в нулевое по-

ложение. Указатель правой звездочки дополнительно

оборудован электрическим преобразователем для дис-

танционного дублирования показаний указателя дли-

ны (рис. 121, б). Преобразователь (резистор

К4)

ки-

нематически через предохранительную муфту соединен

с лимбом и синхронно с ним вращается. Электрическая

схема дистанционного указателя подключена к

источ-

нику постоянного тока напряжением 24 В. С измене-

нием длины вытравленной цепи изменяется и сила тока.

Силу тока определяют по миллиамперметру

тА,

шка-

ла которого градуирована в метрах. При

полностью

вытравленной

цели сопротивление резистора

К4

уве-

личивается до максимального и на шкале миллиампер-

метра тА появляется отметка «180 м» при минималь-

ном сопротивлении измерительного преобразователя,

когда якорная цепь выбрана, стрелка дистанционного

указателя устанавливается в положение «О». Чтобы

ограничить силу проходящего через прибор тока при

минимальном сопротивлении резистора

К4,

последова-

тельно с миллиамперметром в схему включен резистор

К2.

Для регулирования указателя увеличивают до

максимального сопротивления измерительного преоб-

разователя

К4

и шунтирующим резистором

КЗ

уста-

навливают стрелку миллиамперметра на максимальное

деление шкалы (180 м). Схема считается отрегулиро-

ванной, если показания электрического дистанционного

указателя отличаются от показаний механического

счетчика не более чем на ±5% при максимально вы-

травленной цепи.

Для повышения точности показаний миллиампер-

метра (независимо от колебаний питающего напряже-

ния) на измерительный преобразователь подается

ста-

билизированное напряжение от стабилитрона

М2,

рав-

ное

7,0—8,5

В Последовательно с резистором

К1,

ус-

Рис 121. Указатель длины вытравленной цепи

с — функциональная

схема,

б — электрическая схема

1234

Рис. 122.

Переключатель

режимов

работы лебедки

танавливающим силу

тока,

проходящего через стаби-

литрон

У2,

включен диод VI, предохраняющий схему

от повреждения в случае подключения питания с не-

правильной полярностью.

Автоматизация

швартовных устройств. В последнее

время

большегрузные

и крупные пассажирские суда

оборудуют автоматическими швартовными лебедками.

Швартовка

судов

с помощью таких лебедок осуществ-

ляется в режиме ручного управления, а на стоянке их

переводят на автоматический

режим

работы. Швартов-

ные лебедки при этом обеспечивают надежную стоянку

судна на

швартовых

с постоянным натяжением каната.

При ослаблении швартовов они подтягивают канат, а с

возрастанием сил на канате автоматически его под-

травливают. Сигналы к лебедкам на выполнение тех

или иных операций поступают от переключателей ре-

жимов (рис. 122), приводящихся в действие планетар-

ными редукторами. Ведущая шестерня 4 редуктора

закреплена на грузовом валу лебедки и находится в

зацеплении с тремя шестернями-саттелитами 3. По-

следние свободно сидят на осях и, в свою очередь, сцеп-

лены с зубчатым венцом 2 корпуса редуктора, являю-

щимся

одновременно барабаном ленточного тормоза.

Затормаживание барабана лентой / обеспечивается че-

рез рычаг 10 пружиной 9. Натяжение пружины регули-

руется винтом 6. Силу упругости пружины, а следова-

тельно, и максимальную силу, действующую на швар-

товный канат, определяют по положению стрелки

относительно шкалы 5.

При возрастании натяжения

швартовного

каната

зубчатый венец (барабан) 2 редуктора, сжимая пру-

жину 9, поворачивается на некоторый угол против ча-

совой стрелки, и рычаг 5 переключателя режимов за-

мыкает соответствующие контакты в цепи управления

электродвигателя, включая лебедку на стравливание ка-

ната с грузового барабана. Через шестерню 4 и шестер-

ни-сателлиты

3 зубчатый венец 2 получает импульс и

начинает вращаться в ту же сторону (против часовой

стрелки). При достижении установленной на шкале 8

силы натяжения каната зубчатый венец 2 и пружина 9

занимают первоначальное положение. Переключатель

режимов 5 размыкает контакты цепи управления элект-

родвигателя, и стравливание каната прекращается. Ана-

логично работает лебедка при подтягивании каната.

254

Автоматические швартовные лебедки снабжают так-

же указателями длины вытравленного

каната,

работа-

ющими по такому же

принципу,

как и указатели дли-

ны якорной цепи. Если швартовный канат вытравлен

на предельную длину (на барабане осталось только

три шлага каната), на

ДПУ

лебедки включается све-

то-звуковая

сигнализация, барабан затормаживается, и

лебедка выводится из автоматического

режима

работы.

Автоматизация буксирных и сцепных устройств. В

соответствии с Правилами Речного Регистра РСФСР

система управления буксирных лебедок

производит

ди-

станционное и местное вытравливание буксирного ка-

ната с указанием его длины и сигнализацией о макси-

мально допустимой его длине на грузовом барабане.

На речных судах широкое распространение получи-

ли электрические лебедки

ЛБЯШ,

которые выполняют

буксирные и

якорно-швартовные

операции. Средства

управления ленточными

тормозами

и указателями дли-

ны вытравленного каната у таких лебедок по конструк-

тивному исполнению и принципу действия похожи на

аналогичные устройства брашпилей (см. рис. 120, 121).

На буксирах класса

«М»

мощностью более 440 кВт

могут устанавливаться и автоматические буксирные

лебедки с планетарными редукторами (см. рис. 122),

осуществляющие травление, подтягивание и контроль

длины

буксирного

каната.

Рис

123

Устройство

для отдачи

буксирного

гака

255

Буксирный гак судов должен быть

таким,

чтобы

при аварийной ситуации можно было отдать буксир-

ный канат как с местного поста управления, так и с

ДПУ. Для отдачи буксирного гака на посту управле-

ния судном открывают кран

(при электрическом уп-

равлении нажатием кнопки открывают электромагнит-

ный клапан), и воздух из баллона по

магистрали_

(рис. 123) поступает в

пневмоцилиндр

5. Под давлени-

ем воздуха поршень 4 через шток и канатную связь 3

переводит рычаг 6 в положение, при котором защел-

ка 7 освобождает гак. Последний поворачивается от-

носительно оси 8 и сбрасывает буксирный канат 9.

По требованиям Речного Регистра РСФСР толкачи

оборудуют автоматическими или полуавтоматическими

сцепными устройствами. Главным элементом таких

устройств является сцепной замок. В автоматическом

сцепном устройстве соединение судов производится

нажимом одного судна на другое с помощью двигателя

толкача. Механизм расцепления замка включается из

рулевой рубки или с

МПУ.

Конструкции сцепных зам-

ков унифицированы в зависимости от расчетных сил,

воспринимаемых ими.

На судах речного флота применяют речные (Р),

озерные (О), универсальные двухзамковые речные

(УДР),

универсальные двухзамковые озерные (УДО)

и другие автоматические сцепные устройства. Замок

типа Р представлен на рис. 124. Захватное приспособ-

Рис. 124. Автосцеп Р

ление замка устанавливают в носовой части толкача

а сцепную балку 4 в кормовой части баржи Захватное

приспособление состоит из двух клешней 10

запиоае

мых

клином 8. Клешни замка имеют форму

соответст

вующую

профилю сцепной балки, и снабжены

упопа-

ми 3. Конструкция замка такова, что он

может

пере

мещаться вдоль корпуса 2 по направляющим штокам

13. Последние связаны между собой цепной передачей

1 и при повороте одного из них специальной трещоткой

поворачивается в плавающей гайке

и второй шток

Подвеска замка на штоках позволяет регулировать его

положение по длине толкача, а пружины 14 аморти-

зируют рывки при движении состава.

При сцеплении замка толкач упорами 3 нажимает

на балку 4. Клешни 10

разворачиваются

на осях 12 и

тормозной клин 8 пружиной 9 смещается в сторону

сцепной балки. Клин выполнен несамотормозящимся

с углом при вершине 22°, поэтому нагруженные клеш-

ни стремятся его «выжать». Этому

препятствует

запорный крюк 7, удерживаемый кулачком 6. Для рас-

крытия замка на

ДПУ

открывается кран (электромаг-

нитный клапан), воздух поступает в

пневмоцилиндр,

поршень которого через тягу поворачивает рычаг 5.

Кулачок 6 освобождает запорный крюк 7, и клешни

резко выжимают клин 8.

У автоматических сцепных устройств УДР

удо

сцепные балки круглого сечения, крепятся они гори-

зонтально в кормовой части барж. Захватные приспо-

собления смонтированы на двух вертикальных опорах,

находящихся в носовой части толкача. Автосцепы УДР

оборудуют двумя электрическими ручными лебедками,

а сцепные устройства

толкачей

нефтеналивных судов,

леревозящих грузы I и II классов, дополняют системой

водяного орошения, предотвращающей искрообразова-

ние при их эксплуатации.

Автоматизация рулевых машин. На заранее задан-

ном курсе судно может быть удержано специальными

устройствами — авторулевыми. В качестве источника

информации о положении судна относительно заданно-

го курса в схеме авторулевых обычно используют гиро-

скопические компасы, индукционные измерительные

преобразователи и вращающиеся трансформаторы.

Измерительные преобразователи реагируют на по-

ворот судна вокруг вертикальной оси и при отклонении

Рис. 125. Структурная схема авторулевого

фактического курса от заданного воздействуют на ру-

левой привод, изменяющий положение пера руля отно-

сительно диаметральной плоскости судна. Структур-

ная схема одного из

авторулевых,

установленных на

пассажирских теплоходах с гидравлическими рулевыми

машинами, дана на рис. 125. Ручное управление вы-

полняется дистанционно по следящей системе

регули-

рования, т. е. при установке штурвалом поста управ-

ления заданного курса. Электрогидравлическая руле-

вая машина

через магнитный усилитель МУ,

пере-

становочный редуктор Р и гидроусилитель ГУ перекла-

дывает руль на соответствующий угол. Обратная отри-

цательная связь обеспечивается сельсинами С2 и СЗ.

При переходе рулевой машины на автоматический

режим работы заданный курс по гирокомпасу

ГК

под-

держивается

сельсином

С1. Сигнал управления посту-

пает в обмотки управления магнитного усилителя МУ

через электронные блок питания

БП

и блок коррек-

ции

БК.

Всякое отклонение судна от

заданного

курса

воспринимается сельсином С2 и в элементы

авторуле-

вого через гирокомпас ГЦ и сельсины С1, СЗ поступа-

ет сигнал, пропорциональный углу отклонения судна

от заданного курса. Сельсин СЗ в этом случае воздей-

ствует через магнитный усилитель МУ и редуктор Р

на гидроусилитель ГУ, управляющий подачей насоса

рулевой машины, до тех пор, пока угол рассогласования

между ним и сельсином С2 не станет равным нулю.

258

5. ПЕРСПЕКТИВЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

37. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА

ЭФФЕКТИВНОСТИ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ

Основные показатели эффективности автоматиза-

ции.

Автоматизация

производственных

процессов на

судне повышает уровень технической эксплуатации

СЭУ, снижает аварийность, улучшает условия труда и

быта обслуживающего персонала, повышает качество

выполнения производственных операций.

Современные средства автоматизации СЭУ —

весь-

ма сложные устройства, предназначенные для выполне-

ния многочисленных функций управления, регулирова-

ния и контроля. Все

элементы

средств должны

длительное время работать в специфических судовых

условиях, сохраняя свои технические показатели в за-

данных пределах. Выход из строя или отклонение ха-

рактеристик какого-либо узла (элемента) автоматиче-

ской системы может привести к нарушению работы ос-

новных механизмов и оборудования энергетической

установки или даже аварии судна. Поэтому уже при

проектировании

средств автоматизации следует знать,

каковы их технико-экономические характеристики, и ка-

кие меры необходимо предпринимать для предотвраще-

ния нарушения их работоспособного состояния (возмож-

ности выполнять заданные функции, соответствующие

требованиям нормативно-технической и (или) конструк-

торской

документации).

Ответ на этот и другие вопро-

сы можно получить только после изучения надежности

создаваемой автоматической системы. Под надежно-

стью понимают свойства объекта сохранять во време-

ни в установленных пределах значения всех парамет-

ров, характеризующих способность его выполнять

требуемые функции на заданных режимах в условиях

применения, технического обслуживания, ремонтов,

хранения и транспортирования. Надежность изделия

259