Работа схемы

Пусть необходимо положить руль на левый борт.

При нажатии сдвоенной кнопки S2 «Лево» образуется цепь тока через независи-

мую обмотку возбуждения генератора L1С:

плюс» на левом выводе V1 – S6.5 – S2.1( верхний ) – S1.2 – S7 - L1С ( параллельно – через R4) - R1 – S1.1 ( нижний ) – S2.2 ( нижний ) – S6.7 – L1 - «минус» на правом выводе V1.

Генератор G возбуждается, исполнительный двигатель М2 начинает перекладывать перо руля.

Перекладка продолжается до тех пор, пока не будет отпущена кнопка S2 или ( если эта кнопка своевременно не отпущена ) не разомкнётся контакт конечного выключателя S7 «Лево».

Аналогично работает схема при нажатии кнопки S1 «Право».

Если надо ускорить кладку, нажимают кнопку S3 «Быстрее», которая шунтирует резистор R1. Ток возбуждения генератора в обмотке L1C и напряжение генератора G увеличиваются, скорость перекладки возрастает.

С баллером руля механически связаны путевые выключатели S7, S8 и S9. Если перо руля находится в диаметральной плоскости, замкнуты контакты S8, горит лампочка Н4 белого цвета.

C началом кладки руля вправо контакт S8 размыкается ( гаснет лампочка Н4 ) и замыкается контакт S7, загорается лампочка Н3 зелёного цвета.

При перекладки руля влево контакт S8 размыкается ( гаснет лампочка Н4 ), замыка

ется контакт S9, загорается лампочка Н5 красного цвета.

Лампочки Н3, Н4, Н5 встроены в верхнюю часть рулевой тумбы, по ним рулевой матрос контролирует фактическое направление перекладки пера руля.

По Правилам Регистра, конечные выключатели S7 и S8 прекращают кладку пера руля при углах 32-33º.

Вопрос 16.

Шлюпочные лебедки входят в состав шлюпочного устройства, основное назначение которого обеспечить быстрый и безопасный спуск и подъем спасательных (в соответствии с требованиями СОЛАС-74) и рабочих шлюпок. В настоящее время на морских судах для обслуживания спасательных и рабочих шлюпок, а также рабочих и разъездных катеров, применяют гравитационные шлюпбалки с нижней и верхней проводкой лопарей *, а именно: ростровые скатывающиеся шлюпбалки, одно- и двухшарнирные. Шлюпочные лебедки для морских судов нормализованы. С целью сокращения количества моделей число выпускаемых промышленностью типоразмеров шлюпочных лебедок ограничено. Основные характеристики шлюпочных лебедок типа ЛШ приведены в табл. 4.6.

Таблица 4.6. Основные характеристики нормализованных шлюпочных лебедок типа ЛШ
Индекс	Тяговое усилие, кH	Скорость канатов, м/мин			Диаметр стального каната, мм		Канатоемкость, м		Мощность электродвигателя, кВт		Масса, кг
		выбирания	травления
ЛШ1 ЛШЗД ЛШ4Д ЛШ5	16 40 63 100	11 20 20 12	60 60 50 60	11 15 24 29		2X40 2X40/2X60 2X60/2X90 2X60/2X90		2,2 7 14 14		330 750/780 1600/1700 1800/1980
Примечание. В знаменателе дроби — канатоемкость барабанов для модификаций лебедок и соответствующие им значения масс.

Для удовлетворения требованиям СОЛАС-74 на судах устанавливаются также четырехшарнирные шлюпбалки и соответствующие им новые шлюпочные лебедки типа ЛШВ. Отличительной особенностью этих лебедок является то, что они устанавливаются не на палубе, а крепятся на шлюпбалках. Поэтому лебедки выполняются двухбарабанными, с приводом от одного электродвигателя. Кинематическая схема лебедки ЛШВ приведена на рис. 4.22.

Рис. 4.22. Кинематическая схема лебедки ЛШВ

При подъеме шлюпки вращение от электродвигателя 16 передается через центробежную муфту 15, двухступенчатый цилиндрический редуктор 3 и трансмиссию 7 с зубчатыми муфтами 4 барабанам 2 и 6. Внутри каждого барабана имеется планетарный редуктор 5, понижающий частоту вращения трансмиссии. При спуске шлюпки вращение от барабанов через редукторы 5 передается трансмиссии 7 и через колеса редуктора — валу, на котором установлены ленточный 9 и центробежный 8 тормоза. Ручной привод 10 состоит из безопасной муфты 12 и цепной передачи 11. Включение муфты ручного привода рукояткой 14 блокирует выключатель 13, чтобы нельзя было включить электропривод. Лебедка крепится к шлюпбалкам стойками 1.

* Лопарь — гибкая связь между шлюпкой и шлюпочной лебедкой. В качестве лопарей в основном используют стальные канаты, реже — растительные или синтетические.

14. Электропривод якорно-швартового устройства

Якорно-швартовное устройство является одним из наиболее важных судовых устройств, обеспечивающих безопасность эксплуатации судна. Шпилевые и брашпильные устройства предназначены для выбирания и спуска якорей, для выполнения швартовных и других операций. Работа каждого шпилевого и брашпильного электропривода определяется величиной тягового усилия, скоростью выбирания якорной цепи или швартовного троса, длительностью рабочего периода.

К электроприводам якорно-швартовных механизмов предъявляются следующие требования:

– возможность их использования при заданных условиях погоды и моря;

– надежность и безотказность в работе, в частности при колебаниях параметров питающей сети, установленных соответствующими правилами и нормами;

– возможность пуска в ход под полной нагрузкой;

– поддержание необходимого тягового усилия при малых скоростях выбирания цепи или троса вплоть до полной остановки;

– соразмерность максимального усилия тяги, развиваемого исполнительным электродвигателем, с прочностью цепи или троса;

– получение нормированных скоростей подъема якоря после отрыва от грунта, выбирания швартов и втягивания якоря в клюз;

– способность удержания якоря на весу в случае потери питания электроэнергией;

– обеспечение безопасного спуска якоря на заданную глубину;

– небольшие масса, габариты и стоимость установки;

– удобство и простота управления и обслуживания.

Все якорно-швартовные механизмы обычно выпускаются с электрооборудованием морского исполнения переменного тока 380 и 220 В частотой 50 Гц и постоянного тока 220 В.

Электродвигатели, командоконтроллеры, кулачковые контроллеры и другие элементы электрооборудования, устанавливаемые на палубе, должны быть водозащищенного исполнения; магнитные контроллеры, устанавливаемые в помещениях, должны быть брызгозащищенного исполнения.

Якорно-швартовные механизмы должны допускать возможность оборудования их устройствами для дистанционной (с мостика) отдачи якоря. Они также должны быть снабжены счетчиками длины вытравленной якорной цепи, допускающими установку дистанционных репитеров.

Якорно-швартовные механизмы оборудуются автоматическим тормозом на валу электродвигателя с устройством для ручного растормаживания. Тормоз предназначен для удерживания механизма от разворота при действии в цепи на звездочке (соединенной с приводом) статического усилия извне, величина которого составляет не менее 1,3–2,0 номинального. Для швартовных шпилей это усилие составляет 1,5 номинального тягового усилия шпиля.

Для якорно-швартовных механизмов рекомендуются три основные группы электроприводов:

1) с двигателями постоянного тока, питающимися от сети;

2) с двигателями переменного тока, питающимися от сети;

3) с двигателями постоянного тока, питающимися от автономных преобразователей – электромашинных (системы Г – Д) или статических.

Для двух первых групп применяются силовые кулачковые контроллеры или магнитные контроллеры с дистанционным управлением. Группа электроприводов по системе Г – Д имеет обычно дистанционное управление.

Все три группы электроприводов могут иметь один или два приводных электродвигателя. Приводы с двумя электродвигателями применяются только для крупных якорных и якорно-швартовных механизмов с калибром цепи свыше 62 мм.

На постоянном токе используются двигатели смешанного возбуждения серии ДПМ, характеристики которых специально подобраны исходя из требований, предъявляемых к электроприводам палубных механизмов.

Из двигателей переменного тока преимущественно применяются короткозамкнутые асинхронные двигатели. Для нормальных якорно-швартовных шпилей с калибром цепи до 28 мм, всех облегченных механизмов и швартовных шпилей с тяговым усилием до 3000 кгс рекомендуются двухскоростные двигатели; для всех остальных механизмов целесообразно использование трехскоростных двигателей. В отечественной серии МАП предусмотрены двухскоростные двигатели на мощность 2–10 кВт и трехскоростные – на мощность 10–60 кВт.

На рис. 2.3 дана схема управления переменного тока для якорно-швартовных механизмов мощностью от 10 до 25 кВт с помощью кулачкового контроллера. Приводной двигатель трехскоростной, причем основной частотой вращения является средняя, на ней производится выбирание якорной цепи с номинальной нагрузкой и отрыв якоря от грунта. Высшая скорость используется для выбирания свободных швартовных канатов, а низшая – для втягивания якоря в клюз и для безопасного подтягивания судна к причалу.

Переключение группы обмоток малой и средней частоты вращения и обмотки большой частоты вращения осуществляется контактором КМ1.

Рис. 2.3. Схема электропривода переменного тока

при управлении с помощью кулачкового контроллера

Работа на большой скорости ограничивается сравнительно небольшими нагрузками. Чтобы не допустить перегрузки, в схеме предусмотрено тепловое реле КК5, имеющее номинальный ток на одну ступень ниже тока обычной тепловой защиты. При срабатывании реле КК5 катушка контактора КМ1 размыкается и двигатель переключается с большей частоты вращения на среднюю.

Чтобы исключить звонковое включение обмотки большой скорости при перегрузке, катушка контактора КМ1 включается на промежуточном третьем положении, а на четвертом рабочем положении катушка питается через блок-контакты КМ1. Защита контроллера – типовая, с помощью автоматического выключателя QF1 и тепловых реле КК1 – КК4. При необходимости работы привода в условиях тепловой перегрузки двигателя контакты тепловых реле шунтируются кнопкой SB.

12. Электропривод Грузовых лебедок

Режим работы электропривода грузовых лебедок и кранов является повторно-кратковременным и характеризуется изменением нагрузки приводного двигателя в широких пределах вследствие изменения приемов и общей организации грузовых работ (подтаскивание груза, спаренная работа двух лебедок на один гак и т. п.).

Наиболее распространен привод грузовых лебедок с электрическим реверсированием двигателя и регулированием его скорости при подъеме и спуске груза с электрическим и механическим торможением. Судовые лебедки и подъемные механизмы кранов имеют следующие основные типы электроприводов:

а) с двигателями постоянного тока смешанного возбуждения при контроллерных или релейно-контакторных схемах управления;

б) по системе генератор-двигатель или с тиристорным управлением;

в) с асинхронными короткозамкнутыми многоскоростными двигателями;

г) асинхронными двигателями с фазным ротором.

В качестве примера рассмотрим схему электропривода грузовой лебедки, выполненной на базе асинхронного двигателя с фазным ротором с релейно-контакторным управлением (рис. 2.4).

Питание на привод подается автоматическим выключателем QF, который одновременно обеспечивает защиту от коротких замыканий. Для подключения к сети электродвигателя должен сработать один из контакторов КМ1 или КМ2. В роторную цепь электродвигателя включены пусковые резисторы R1 и R2, которые по мере разгона электродвигателя шунтируются силовыми контактами контакторов КМ3 и КМ4.

Выбор направления вращения осуществляется включением одного из контакторов КМ1 и КМ2 после нажатия кнопок SBВ или SBН соответственно. После этого двигатель разгоняется по искусственной механической характеристике, соответствующей включению в цепь ротора дополнительного сопротивления R1+R2 (рис. 2.5). Одновременно замыкается блок-контакт одного из контакторов КМ1 (КМ2) в цепи питания обмотки реле времени КТ1. Последнее запускает выдержку времени, по истечении которой замыкается контакт КТ1 в цепи обмотки контактора КМ3. Контактор срабатывает и замыкает свои силовые контакты в цепи ротора электродвигателя, шунтируются сопротивления R1, и двигатель переходит на вышерасположенную искусственную механическую характеристику. Кроме того, замыкается блок-контакт КМ3 в цепи обмотки реле времени КТ2. Последнее отсчитывает выдержку времени, по истечении которой замыкает свой контакт в цепи обмотки контактора КМ4. Контактор срабатывает и замыкает свои силовые контакты в цепи ротора электродвигателя, переводя его на естественную механическую характеристику, по которой двигатель разгоняется до точки, соответствующей номинальному режиму.

Рис. 2.4. Схема электропривода грузовой лебедки

Рис. 2.5. Механические характеристики электропривода

Таким образом, разгон двигателя происходит по трем механическим характеристикам, последовательно проходя через точки 0–1–2–3–4–5.

Остановка электропривода производится нажатием кнопки стоп SBС.

К современным грузовым лебедкам и кранам предъявляется ряд требований как технического, так и эксплуатационно-экономического характера. Основными из них являются:

а) достаточно высокая производительность грузовых операций (до 50 ц/ч с номинальным грузом и до 70–80 ц/ч с половинным грузом);

б) необходимый диапазон изменения рабочих скоростей, достаточный для оперативной и безопасной работы с различными грузами;

в) высокая надежность электропривода, под которой понимается обеспечение безотказной работы в течение разгрузки (или погрузки) судна;

г) простота схемы и конструкции;

д) простота и удобство обслуживания, минимальный уход при эксплуатации;

е) минимальное отрицательное влияние пусковых токов и двигателя на судовую сеть;

ж) минимальные мощность электропривода и расход электроэнергии;

з) минимальная стоимость оборудования и площадь, необходимая для его размещения на судне.

В большинстве случаев высокая производительность, способствуя сокращению погрузочно-разгрузочных paбoт и продолжительности стоянки судна в портах, значительно улучшает экономические показатели эксплуатации всего судна в целом. Поэтому естественно, что требование высокой производительности во многих случаях является доминирующим. Высокой производительности грузовых операций добиваются тремя путями:

1) обеспечением достаточной скорости подъема. Обычно она колеблется в пределах 0,2–1,0 м/с (12–66 м/мин). Более высокие скорости для судовых устройств нерациональны вследствие малой высоты подъема грузов. Увеличение скорости подъема выше 50–60 м/мин перестает влиять на продолжительность всего цикла и не способствует увеличению производительности даже в том случае, если за счет увеличения мощности двигателей обеспечить достаточные ускорения, которые позволили выходить на максимальную скорость.

2) значительным увеличением диапазона регулирования скорости для обеспечения быстрого подъема и спуска холостого гака и малых грузов. При этом скорость подъема холостого гака допускается обычно несколько выше, а скорость спуска оставляется умеренной, так как слишком быстрый спуск холостого гака может привести к спутыванию троса на барабане лебедки;

3) сокращением продолжительности переходных процессов. Это достигается уменьшением моментов инерции движущихся частей механизма, ограничением скорости двигателя (обычно до 1000 об/мин). Увеличение пусковых моментов ограничивается допустимой кратностью пускового тока, имеющего обычно значения IПУСК = (2,0–2,5)IН.

Для обеспечения безопасности работы лебедочные и крановые двигатели снабжаются электромагнитными и механическими тормозами, допускающими ручное растормаживание, а для остановки в верхнем положении – концевыми выключателями.

15. Электропривод насосов перекачивающих горюче-смазочные материалы