2. Проверка выбранного электродвигателя по периодам работы брашпиля

2.1. Подтягивание судна к якорю

2.1.1. Находим силу сопротивления, создаваемую ветром

R_в = k_в (εS₁ + S₂) V²_в,

где: k_в = 0,175÷0,22 – коэффициент ветрового давления (Н·сек²/м⁴);

ε = 0,26÷0,31– коэффициент, учитывающий обтекаемость корпуса;

V_в – скорость ветра;

S₁ – площадь надводной части судна;

S₂ – площадь надстройки судна.

2.1.2. Находим площадь смоченной поверхности судна

,

где: Т – осадка судна при максимальной загрузке (м);

δ – коэффициент общей полноты (коэффициент полноты водоизмещения);

В – ширина судна (м);

L – длина судна (м).

2.1.3. Находим силу сопротивления, создаваемую течением воды

R_теч = f_т·S_n (V_теч + V_выб)^1,83,

где: f_т = 1,4÷1,7 – коэффициент трения;

S_n – площадь смоченной поверхности судна (м²);

V_теч – скорость течения (м/сек);

V_выб – скорость выбирания якоря (м/сек).

2.1.4. Находим усилие от напряжения двух якорных цепей при подтягивании судна к якорю

F₁ = (2kτH + R_теч + R_в)f_кл ,

где: k = 0,9 (для пресной) и 0,87 (для морской) воды;

τ – сила тяжести одного погонного метра цепи (Н);

H – глубина места стоянки судна (м);

R_в – сила сопротивления, создаваемая ветром (Н);

R_теч – сила сопротивления, создаваемая течением воды (Н);

f_кл = 1,28÷1,35 – коэффициент трения цепи в клюзе.

2.1.5. Находим момент на валу электродвигателя

,

где: i – передаточное число лебедки брашпиля;

η_бр – КПД брашпиля;

η_кл – КПД клюза.

2.1.6. Находим скорость вращения электродвигателя для данного момента (по соответствующей механической характеристике электродвигателя)

ω₁ =

2.1.7. Находим длину провисающей части цепи

,

где: F_зв – расчетное максимальное усилие на звездочке (Н);

Н - глубина места стоянки судна (м);

τ - сила тяжести одного погонного метра цепи (Н).

2.1.8. Находим время подтягивания судна к якорю

2.1.9. Находим среднюю скорость выбирания якоря за период подтягивания к нему судна

2.2. Выбирание провисающей цепи до момента отрыва якорей от грунта

(переменное тяговое усилие)

А) Начальный момент М₁=

Б) Начальная скорость электродвигателя, выбранная по соответствующей механической характеристике ЭД ω₁ =

В) Конечный момент при отрыве одного из якорей от грунта М₂ = М_mzx =

Г) Скорость вращения электродвигателя при моменте М₂ принимается по механической характеристике электродвигателя ω₁ =

Д) Для приблизительных расчетов принимаем длину цепи, выбираемой до отрыва якоря от грунта l₂ = 0,5 Н

2.2.1. Находим время выбирания провисающей цепи до момента отрыва якоря от грунта

2.2.2. Находим среднюю скорость выбирания

2.3. Отрыв якоря от грунта

А) Момент при отрыве якоря от грунта М₃ = М₂ = М_max

Б) Принимаем время стоянки электродвигателя под током t₃ = 60 сек = 1 мин.

2.4. Подъем двух якорей с глубины н

2.4.1. Находим усилие на звездочке брашпиля

,

где: k = 0,9 (для пресной воды);

f_кл = 1,28÷1,3 – коэффициент трения цепи в клюзе;

Т_Я – сила тяжести якоря (Н);

Τ - сила тяжести одного погонного метра цепи якоря (Н);

Н – глубина места стоянки судна (м).

2.4.2. Находим усилие на двух звездочках брашпиля F₃ = 2F'₃

2.4.3. Находим момент на валу электродвигателя в начале подъема двух якорей

,

где: i – передаточное число лебедки брашпиля;

η_бр – КПД брашпиля;

R_зв – радиус звездочки (м).

2.4.4. Находим по механической характеристике ЭД скорость вращения электродвигателя при M₄

ω_4H =

2.4.5. Находим усилие на звездочках от веса двух якорей в конце подъема

F₄ = 2f_клТ_Я

2.4.6. Находим момент на валу электродвигателя в конце подъема двух якорей

,

2.4.7. Находим по механической характеристике ЭД скорость вращения электродвигателя в конце подъема двух якорей

ω_4К =

2.4.8. Находим время подъема двух якорей с глубины Н

,

Строим диаграмму М = f (t) – см. рис. 9.

2.4.9. Находим среднюю скорость выбирания якорей за период подъема двух якорей