Фундаменты машин морских судов

Обновлено: 27.04.2024

Главное меню

Судовые двигатели

Главная Судовые дизельные установки Машинное помещение морских судов Судовые фундаменты в машинном отделении морских судов

Масса установленных в машинном отделении механизмов и инерционные усилия на корпусные конструкции (переборки, борта, днище и палубы) воспринимаются судовыми фундаментами, которые должны обладать необходимой жесткостью.

Конструкции фундаментов зависят от массы, габаритов и характера работы механизма, а также от места установки и системы набора корпуса.

В каждом фундаменте можно выделить три основных элемента: продольные составные балки, служащие опорами для фундаментных рам дизелей или лап устанавливаемого на фундамент механизма; поперечные перевязывающие бракеты; подкрепляющие вертикальные ребра или кницы. В зависимости от конструкции картера дизеля применяется несколько вариантов установки главного двигателя на фундамент судна.

Если фундамент расположен на настиле двойного дна, то в плоскости фундаментных балок устанавливают дополнительные днищевые стрингеры, которые доводят до ближайших поперечных переборок. Если дизель устанавливают непосредственно на настил двойного дна, то продольные балки фундамента устанавливают в днищевом наборе, а горизонтальные опорные поверхности вваривают в настил двойного дна (как правило, это плиты толщиной до 50 мм). Иногда для размещения картера дизеля необходимо местное углубление. Но во всех этих случаях под верхней опорной поверхностью фундамента устанавливают продольные балки с одинарной или двойной стенкой в зависимости от конструкции фундаментной рамы дизеля и расположения крепежных болтов.

Фундамент упорного подшипника выполняется как одно целое с фундаментом главного двигателя или как отдельная конструкция. В последнем случае под ним устанавливают специальные подкрепления в виде дополнительных продольных балок и бракет, которые воспринимают усилия, передаваемые подшипнику гребным валом.

Малогабаритные механизмы и оборудование могут устанавливаться непосредственно на платформах или настиле второго дна на наварышах. Паровые котлы устанавливают на фундаментах так, чтобы их сварные соединения не располагались на опорах. Для предотвращения смещений предусматривают соответствующие упоры и штормовые крепления с учетом тепловых деформаций корпуса котла.

Возможна установка механизмов и другого оборудования на наружной обшивке, водонепроницаемых переборках, стенках туннеля валопровода, стенках цистерн жидкого топлива или масла при условии крепления их к ребрам жесткости или на кронштейнах, приваренных к обшивке в районе ребер жесткости.

Главного двигателя и их передачи, упорные подшипники валопроводов крепятся к судовым фундаментам плотно пригнанными (призонными) болтами. Вместо болтов могут применяться специальные упоры. Призонные болты при необходимости применяют также для крепления ВМ к фундаментам. Болты, крепящие главного двигателя и ВМ, подшипники валопровода к судовым фундаментам, а также болты, соединяющие части валопровода, надежно застопориваются для предотвращения самопроизвольного ослабления. Механизмы с горизонтальным расположением вала устанавливаются параллельно диаметральной плоскости судна.

Различают следующие виды соединений механизмов с фундаментами:

— соединение механического оборудования непосредственно с фундаментами (рис. 2.11);

— при помощи пригоняемых по месту компенсирующих звеньев (рис. 2.12);

— с помощью выравнивающих компенсирующих звеньев (рис. 2.13);

— путем компенсации неточностей сопряжения формируемыми подкладками из полимерных материалов (рис. 2.14);

Судовые грузовые устройства используют для разгрузки (погрузки) судна на рейде или в таких портах, которые располагают недостаточным количеством подъемных механизмов или вообще не имеют их. Но и в портах, хорошо оснащенных кранами, грузовые механизмы служат для перегрузки штучного груза, например с морского на озерно-речное судно и наоборот, так как радиус действия береговых кранов обычно бывает недостаточным для обслуживания этих судов. Кроме того, если масса штучных грузов превышает грузоподъемность береговых кранов, грузы перегружают с помощью судовых грузовых средств. Наряду с этим существуют легкие грузовые устройства, которые поднимают на борт провиант и другие потребительские грузы во избежание эксплуатации дорогих береговых кранов. Как и прежде, наиболее распространенным типом подъемных механизмов является судовое грузовое устройство, основными частями которого являются уже названные мачта или полумачта, грузовая стрела и грузовая лебедка.

Конструкция и отдельные детали грузовых устройств

а — легковесное грузовое устройство; b — топенантный башмак и блок; с — оснастка нока грузовой стрелы; d — грузовая лебедка; е — крепление шпора грузовой стрелы; f — крепление вант к палубе; g — тяжеловесная грузовая лебедка; h — грузовая стрела с гидроприводом; i — тяжеловесное грузовое устройство; j — ручная топенантная лебедка.

1 — топенант; 2 — топенантный блок; 3 — грузовая стрела; 4 — оттяжка; 5 — тали оттяжки; 6 — грузовая лебедка; 7 — канифас; 8 — шкентель; 9 — грузовой стопор; 10 — цепочка топенанта; 11 — треугольное соединительное звено; 12 — трос топенанта; 13 — грузовой блок; 14 — канатный барабан; 15 — электродвигатель; 16 — редуктор; 7 — турачка; 18 — вертлюг грузовой стрелы; 19 — концевая обойма; 20 — талреп; 21 — скоба; 22 — обух; 23 — изменение вылета стрелы; 24 — гидроцилиндр; 25 — топенантные тали; 26 — фундамент грузовой стрелы; 27 — грузовые тали.

Грузовая стрела на шарнирах прикрепляется в нижней части или у основания (на фундаменте грузовой стрелы) мачты или полумачты. Она поддерживается топенантом, натянутым между грузовой мачтой или полумачтой и ноком грузовой стрелы. Для поднятия стрелы до вертикального положения и опускания ее топенант пропускается через блок. Последний прикрепляется к салингу или к бугелю на мачте. В рабочем положении, определяемом требуемым радиусом действия — вылетом грузовой стрелы, т. е. фактическим ее наклоном, грузовая стрела поддерживается грузовым стопором, один конец которого через треугольное звено соединяется с тросом топенанта. Другой конец прочно прикрепляется к палубе. К треугольному звену крепится, кроме того, хвостовик топенанта грузовой стрелы. Для поднятия и спуска ненагруженной стрелы хвостовик топенанта приводят в нужное положение через канифасблок на палубе по направлению к турачке грузовой лебедки. Здесь хвостовик топенанта выбирается или травится. В процессе разгрузки с хвостовика топенанта грузовой стрелы нагрузка полностью снимается благодаря цепному грузовому стопору. Поворот грузовой стрелы осуществляется за счет оттяжек, которые соединяются бугелем с концом грузовой стрелы (ноком стрелы) и с пластинчатым рымом фальшборта или палубы. На нижнем конце оттяжек помещены тали (полиспаст), ходовой конец (свободный конец) которых при раскачивании тяжелых грузов подводится через канифас-блок к турачке грузовой лебедки для подтягивания или ослабления. Грузовой трос с гаком, называемый также шкентелем, для выборки (подъема) и травления (опускания) груза пропускается через грузовой блок, подвешенный к ноку грузовой стрелы, и протягивается дальше к направляющему блоку, закрепленному с помощью вертлюга в башмаке на мачте, а оттуда — к канатному барабану грузовой лебедки.

Работа грузового устройства

а — с одной лебедкой и одной грузовой стрелой; b — с двумя лебедками и двумя неподвижными грузовыми стрелами (спаренные грузовые стрелы); с — со спаренными вращающимися грузовыми стрелами; d — с тяжеловесным грузовым устройством с двойными топенантами. 1 — нок грузовой стрелы; 2 — топенантные тали; 3 — грузовые полумачты.

Обычно на каждой грузовой мачте или полумачте расположено несколько грузовых стрел (от двух до четырех) и соответственно несколько грузовых лебедок. Различают грузовые устройства для легкого (менее 100 кН) и для тяжелого (100 кН и выше) груза. Суда для тяжелых грузов — специальные суда — имеют грузовые устройства грузоподъемностью 2 МН и более (рис. d). Грузовые лебедки рассчитаны в общем на канатную тягу от .20 до 100 кН. При больших массах полезного груза грузовой и топенантный тросы в соответствии с нагрузкой несколько раз перепассовываются, т. е. вводятся тали (канатные передачи), за счет чего тяга на ходовых концах уменьшается. Одинарные топенантные тросы используют в основном только в грузовых устройствах грузоподъемностью до 30 кН. Современные грузовые лебедки снабжены электро- или электрогидравлическим приводом, а ранее были приняты паровые и дизельные двигатели. Все грузовые лебедки имеют тормоз, который может остановить груз в любом положении. Скорость подъема составляет от 0,2 до 0,8 м/с, скорость опускания — почти в два раза больше. Грузовые лебедки крепятся к рамочным фундаментам, приваренным к палубе. Как правило, они имеют турачки для обслуживания оттяжек стрелы и талей. На современных судах топенантные лебедки монтируют так, что топенантный и грузовой тросы можно обслуживать за счет их соответствующего крепления. Турачки грузовых лебедок можно использовать для швартовки судов к набережной, а также для закрытия и открытия специальных механических люков. Топенантные лебедки чаще всего выполняют в виде ручных лебедок. Наряду с ними применяют также безмоторные топенантные лебедки с разделенным канатным барабаном. На одной половине барабана происходит наматывание или травление топенантного троса, на другой половине — троса, который через турачку грузовой лебедки обслуживает топенантную лебедку. При необходимом наклоне стрелы топенантная лебедка фиксируется зажимным устройством. Иногда для обслуживания грузовых мачт используют турачки якорных лебедок. С помощью грузовых стрел и лебедок грузовых устройств можно работать различными способами в зависимости от необходимости.

Особые типы грузовых устройств

а — расположение грузового устройства в носовой части судна; b — грузовое устройство с двумя поворачивающимися грузовыми стрелами и траверсой; с — тяжеловесное грузовое устройство; d — грузовое устройство с поворотными грузовыми стрелами. 1 — траверса.

Тяжеловесные грузовые стрелы грузоподъемностью более 100 кН для компенсации возникающих сил и относительно малого тягового усилия лебедок снабжаются, как правило, топенантными, шкентельными и грузовыми талями. Для того чтобы снизить стоимость грузовых работ, в последние годы были разработаны особо мощные специальные грузовые устройства. У грузовых устройств с электрогидравлическими грузовыми лебедками, позволяющими осуществлять плавное регулирование рабочей скорости, грузовая стрела с грузом и без него изменяет вылет с помощью гидравлического цилиндра двойного действия — качающегося цилиндра. За счет этого исключается отнимающий много времени процесс останавливания грузовой стрелы через топенант, треугольное звено и грузовой стопор стрелы посредством турачки грузовой лебедки. Еще более усовершенствованным вариантом грузового устройства является гидравлический мачтовый кран грузоподъемностью до 50 кН с вылетом до 18 м, который позволяет одновременно осуществлять поворот, наклон, подъем и опускание груза.

Поворотная грузовая стрела отличается тем, что она имеет двойные топенанты, причем для каждой поворотной стрелы требуются две топенантные и одна грузовая лебедка. Все три лебедки обслуживаются одним человеком. Поворотная стрела выполняется в виде легко- и тяжеловесной стрелы грузоподъемностью 600 кН и выше. Путем замены грузовых талей можно перевести грузовую стрелу из тяжеловесного режима работы в легковесный, отличающийся большой скоростью движения тросов. В судовом кране грузовая лебедка и грузовая стрела объединены в одну установку соответственно большей производительности. Такая установка заменяет от двух до трех грузовых лебедок. Большая производительность достигается за счет того, что судовой кран может поворачиваться и наклоняться, в результате чего производится как достаточная разгрузка за бортом, так и обслуживание расположенных в непосредственной близости грузовых люков. Судовые краны выполняются обычно с шарнирной укосиной и переменным вылетом, т. е. изменение вылета стрелы вызывает движение грузового гака, так как грузовой шкентель пропущен трижды через шкивы между ноком стрелы и верхушкой колонны. Траектория движения грузового гака приближается к горизонтали. Благодаря изменению вылета стрелы и повороту крана грузовой гак можно установить точно над грузом в любой точке кольцевой поверхности, заданной наибольшим и наименьшим вылетами стрелы. Все три вида движения (подъем, опускание, наклон с поворотом) могут осуществляться одновременно с грузом и без него.

Судовые бортовые краны

а — расположение кранов и плоскости их действия; b — краны грузоподъемностью 3 и 5 т; с — краны на поворотной платформе; d — передвижной поворотный кран. 1 — портал.

По сравнению с грузовым устройством поворотный кран требует меньшего количества обслуживающего персонала и занимает меньше места на палубе. Отсутствие грузовых стрел и мачт с топенантами, оттяжками и вантами увеличивает обзорность палубы. Так как судовые краны могут быть оборудованы и для работы с грейфером, в плохо оснащенных портах, появляется возможность перегружать сыпучий груз с помощью корабельных средств. Менее пригодны судовые краны для перегрузки тяжеловесных грузов, так как они слишком дороги в эксплуатации и в обычном режиме работают неэкономично (из-за слишком большого собственного веса). Если судно должно перегружать тяжеловесные грузы с помощью собственных бортовых подъемных механизмов, то кроме судовых кранов необходимо иметь еще соответствующее тяжеловесное грузовое устройство. Конструкции судовых кранов рассчитаны на полезную грузоподъемность от 10 до 50 кН при вылете стрелы 3—16 м. Рабочая скорость судовых кранов при подъеме в зависимости от грузоподъемности лежит в пределах от 0,3 до 0,8 м/с. Опускаются грузы обычно с удвоенной скоростью. Скорость подъема нока стрелы составляет около 0,3 м/с, поворачиваются краны со скоростью 1—2 об/мин. Мощность двигателя при подъеме составляет 7—18 кВт, при поворачивании и подъеме 4,4—6,6 кВт.

Фундаменты служат для размещения и крепления машин, котлов, различных установок и устройств и т. д.. Все это оборудование воздействует на фундаменты собственным весом и инерционными силами, возникающими при продольной и поперечной качке судна, а также неуравновешенными усилиями, создающимися при работе механизмов. Фундамент воспринимает эти усилия и передает их на связи корпуса судна. Фундамент дизеля - фундамент главного двигателя - состоит из двух непрерывных продольных балок, которые постепенно переходят в настил второго дна. На верхние кромки продольных балок приварены так называемые опорные горизонтальные полосы, на которые с помощью пригоночных деталей установлен фундамент двигателя и которые связаны друг с другом винтовыми болтами. Продольные балки фундамента и опорные полосы подкреплены на каждом флоре поперечными бра-кетами с поясками между продольными фундаментными балками и кницами на наружных сторонах. Днищевые связи и настил второго дна в районе фундамента машин усилены; под продольными балками фундаментов в большинстве случаев расположены дополнительные стрингеры. На небольших судах с одинарным дном фундамент для главного двигателя, как правило, не устанавливают. Двигатель крепится к опорным листам высоких флоров, форма которых соответствует форме поддона картера.

Фундамент упорного подшипника, который должен воспринимать аксиальный упор гребного винта, тоже прочно соединен с днищем судна. Если упорный подшипник не образует с фундаментом главного двигателя единый узел, то в соответствии с возникающими усилиями упора под упорным подшипником устанавливают дополнительные стрингеры и бракеты. Фундаменты под котлы разделяют на фундаменты под цилиндрические огнетрубные и водотрубные котлы. Водотрубные котлы по конструкции и по форме очень разнообразны, в соответствии с этим их фундаменты также могут иметь самую различную форму. Фундаменты под цилиндрические огнетрубные котлы состоят из двух седлообразных балок, которые подогнаны к форме котла. В продольном направлении они связаны двумя продольными балками с полками. Чтобы предотвратить смещение котла в продольном направлении, на концах котлов установлены стопорные опоры. Анкерные связи на каждой стороне предотвращают скатывание котла с фундамента при бортовой качке. Вспомогательные механизмы, такие как генераторы, тяжелые насосы, компрессоры, также имеют фундаменты, которые отличаются от фундаментов главного двигателя в основном меньшими размерами и более слабой конструкцией, а также формой, которая соответствует станинам этих механизмов.

Фундаменты:

а — фундамент главного двигателя на настиле второго дна; b — фундамент главного двигателя на одинарном дне; с — фундамент для цилиндрического огнетрубного котла; d — фундамент для водотрубного котла; е — фундамент для компрессора

1 — кницы (с полками); 2 — флор; 3 — днищевой стрингер; 4 — вертикальный киль; 5 — поперечные бракеты; 6 — продольные балки; 7 — опорные горизонтальные полосы; 8 — фундамент вспомогательного двигателя; 9 — анкерная связь; 10 — стопор котла; 11 — седельная опора

Главные, вспомогательные, палубные и другие механизмы и агрегаты устанавливают на фундаментах, которые помимо веса, установленного на них оборудования должны воспринимать также и усилия от сил инерции, образующихся при качке судна, а для большинства механизмов – и от неуравновешенных усилий, возникающих при их работе. Эти фундаменты передают воспринимаемые ими усилия на корпусные конструкции, обладающие большой жесткостью по отношению к усилиям, действующим в их плоскости. Поэтому в местах установки фундаментов перекрытия обычно усиливают специальными подкреплениями.

При отсутствии двойного дна продольные стенки фундамента одновременно являются днищевыми стрингерами, а связующими их элементами служат флоры. Фундаменты вспомогательных и палубных механизмов в большинстве случаев состоят из соединенных продольных и поперечных балок листовой стали, совмещенных с набором корпуса и подкрепленных кницами.
При необходимости палубы и платформы в местах установки фундаментов подкрепляют дополнительно, а при большой массе механизма (агрегата) усиливают пиллерсами или полупереборками. Небольшие механизмы устанавливают, на прикрепленные к набору корпуса судна кронштейны.
Во многих случаях для уменьшения вибрации корпусных конструкций при работе механизмов последние устанавливают на амортизаторы.

ФУНКЦИИ ФУНДАМЕНТОВ:

Надёжное крепление различных механизмов к корпусу судна.
Распределение действующей на фундамент нагрузку на возможно большую часть связей перекрытия.
Обеспечение определённого положения в пространстве и облегчения условий монтажа, обслуживания и ремонта механизмов.

ТРЕБОВАНИЯ К ФУНДАМЕНТАМ:

Фундамент должен иметь прочную и жёсткую конструкцию, обеспечивающую надёжное крепление механизма к корпусу судна.
Фундамент должен иметь простую конструкцию, для чего исключаются криволинейные соединения, используются унифицированные детали.
Конструкция фундамента должна обеспечивать доступ к любому месту опорной поверхности.

В каждом фундаменте можно выделить три основных элемента:

Продольные составные балки, служащие опорами для фундаментных рам дизелей или лап устанавливаемого на фундамент механизма.
Поперечные перевязывающие бракеты (куски листовой стали, служащие для соединений верхнего и нижнего угольников днищевых шпангоутов на судах с двойным дном).
Подкрепляющие вертикальные ребра или кницы.

В зависимости от конструкции картера дизеля применяется несколько вариантов установки главного двигателя на фундамент судна.

Если дизель устанавливают непосредственно на настил двойного дна, то продольные балки фундамента устанавливают в днищевом наборе, а горизонтальные опорные поверхности вваривают в настил двойного дна (как правило, это плиты толщиной до 50 мм).

Во всех этих случаях под верхней опорной поверхностью фундамента устанавливают продольные балки с одинарной или двойной стенкой взависимости от конструкции фундаментной рамы дизеля и расположения крепежных болтов.

Фундамент упорного подшипника выполняется как одно целое с фундаментом главного двигателя или как отдельная конструкция и под ним устанавливают специальные подкрепления в виде дополнительных продольных балок и бракет, которые воспринимают усилия, передаваемые подшипнику гребным валом.

Малогабаритные механизмы и оборудование могут устанавливаться непосредственно на платформах или настиле второго дна на наварышах.

Паровые котлы устанавливают на фундаментах так, чтобы их сварные соединения не располагались на опорах. Для предотвращения смещений предусматривают соответствующие упоры и штормовые крепления с учетом тепловых деформаций корпуса котла.

Судовыми фундаментами называют специальные листовые, балочные или другие конструкции различных форм .

Просмотр содержимого документа
«Презентация к уроку "Судовые фундаменты"»

ФУНДАМЕ НТЫ

Судовыми фундаментами называют специальные листовые, балочные или другие конструкции различных форм и размеров, предназначенные для опоры и закрепления главных и вспомогательных механизмов (ВМ), устройств, приборов и др.

ФУНКЦИИ ФУНДАМЕНТОВ:

В каждом фундаменте можно выделить три основных элемента:

Продольные составные балки, служащие опорами для фундаментных рам дизелей или лап устанавливаемого на фундамент механизма.
Поперечные перевязывающие бракеты (куски листовой стали, служащие для соединений верхнего и нижнего угольников днищевых шпангоутов на судах с двойным дном) .
Подкрепляющие вертикальные ребра или кницы.

ПРОДОЛЬНЫЙ ФУНДАМЕНТ

Во всех этих случаях под верхней опорной поверхностью фундамента устанавливают продольные балки с одинарной или двойной стенкой в зависимости от конструкции фундаментной рамы дизеля и расположения крепежных болтов.

Фундамент упорного подшипника выполняется как одно целое с фундаментом главного двигателя или как отдельная конструкция и под ним устанавливают специальные подкрепления в виде дополнительных продольных балок и бракет, которые воспринимают усилия, передаваемые подшипнику гребным валом.

Малогабаритные механизмы и оборудование могут устанавливаться непосредственно на платформах или настиле второго дна на наварышах.

Паровые котлы устанавливают на фундаментах так, чтобы их сварные соединения не располагались на опорах. Для предотвращения смещений предусматривают соответствующие упоры и штормовые крепления с учетом тепловых деформаций корпуса котла.

Читайте также: