diplomna rabota - 02.09.16

Дипломна РаботаТема: Разработка на корабни

палубни електрозадвижвания

Първа главаОбща характеристика на корабни

електрозадвижванияПърва глава от дипломната работа е разделена на две части – „Обща характеристика на рулево устройство“ и „Обща характеристика на котвено-швартово устройство“.В първата част от първа глава е разгледано едно рулево устройство. - Части на рулевото устройство:А) Кормило;Б) Задвижващ механизъм;В) Кормилна машина ;Г) Пост за управление.- Два вида кормилни устройства:А) Обикновено (неуравновесено) плоско и профилно;Б) УравновесеноВ) Полууравновесено- Два типа задвижващи механизма:А) Рулеви елетромеханични задвижвания (РЕМЗ)[1]

Б) Рулеви електрохидравлични задвижвания (РЕХЗ)

Обща характеристика на рулево устройство

1) Перо;2) Фланцово съединение на перото с балера;3) Опора на балера; 4) Глава на балера; 5) Румпел;6) Кормилна машина;7) Кормило; 8) Кормилна предавка упор;9) Балер;10) Тръба;11) Уши перото;12) Ос на кормилото;13) Уши на рудерпоста;14) Рудерпост;15) Пета на кърмовия

На фигура 1.1.1 е показана схемата на едно рулево устройство.Активното кормило има обтекаема капковидна форма и е монтирано е перото. Състои се от малък електродвигател

(водно изпълнение), завъртащ малък гребен винт. То спомага за бързо завъртане на кораба при малка скорост на движение или на място.

Фигура 1.1.1

а) Обикновено плоско пето – 1. Перо; 2. Ребра; 3. Рудерпост; 4. Опора; 5. Ос на кормилото; 6. Уши на перото; 7. Фланец; 8. Балер; 9. Рудерпост; 10. Пета; б) Профилно; в) Уравновесено;

г) Полууравновесено

На фигура 1.1.2 са показани различните видове пера. При неуравновесените кормила оста на въртене минава по предния ръб на перото. При уравновесените кормила (20÷30 %) от общата площ на перото е разположена пред оста на въртене. Това дава възможност за

по-леко завъртане на перото, с което се облекчава кормилната машина.

Фигура 1.1.2

Момент на балера

Фигура 1.1.3

На фигура 1.1.3 са представени двете графики за момента на

Балера при завъртането на руля от борд до борд. На фиг. 1.1.3 А) е

показан момента на балера при прост рул, а на Б) за компенсиран рул.

Фигура 1.1.4

На фигура 1.1.4 са представени графиките на А) прост и Б)

компенсиран рул в зависимост от ъгъла на завъртане на руля.

На фигура 1.1.5 е изобразена блоковата схема на рулево

електромеханично задвижване „РЕМЗ“. Както се вижда ЕД

предава движението към руля посредством червячната

предавка „ЧР“, редуктора „РД“ и предавката „П“. Управлението се осъществява, чрез въздействие върху системата за управление

„СУ“ на електродвигателя.

На фигура 1.1.6 е изобразена блоковата схема на рулево

електрохидравлично задвижване „РЕХЗ“. На фигурата виждаме, че връзката между „ЕД“ и руля се осъществява от хидравличната помпа „ХП“ и хидродвигателя „ХД“. Управлението на руля се осъществява, чрез система за

управление „СУ“, която въздейства върху помпата „ХП“.

Фигура 1.1.5

Фигура 1.1.6

Обща характеристика на котвено-швартовите устройства

Във втората част от първа глава е разгледани елементите на котвено – швартовите устройства и изискванията към тях.

Елементите на котвено – швартовите устройства са следните:1) Котва; 2) Верижен сандък ; 3) Механизъм за закрепване и

освобождаване на котвената верига ; 4) Котвени клюзове; 5) Котвен механизъм ; 6) Верижни и котвени стопери; 7) Котвена верига .

Освен изброените по - горе елементи в състава на котвеното устройство влизат редица спомагателни приспособления

обезпечаващи по - лесното функциониране и увеличаващи дълготрайността и надеждността на котвено - швартовите устройства - направляващи ролки, капаци на палубните клюзове и др. Едни от най - важните елементи на КШУ си остава котвения механизъм. Той може

да бъде задвижван ръчно, парно, електрически и хидравлично.

Видове котви

Фигура 1.2.1 Фигура 1.2.2 Фигура 1.2.3

На фигура 1.2.1 е показана котва на Хол.Тя се състои от две основни части – две лапи, отлети като едно цяло, и вретено. Тази

котва е много удобна при експлоатация, има достатъчна задържаща сила (3-4 пъти по-голяма от тежестта й), не пречи на

котвените вериги и затова се използува най-много.На фигура 1.2.2 е показано котва на Грузон.

На фигура 1.2.3 е показана адмиралтейска котва, която е една от най – старите типове котви, използувани на корабите. Тя има

задържаща сила, равна на 15-кратното й тегло, и просто устройство, но заема много голямо място и не може да се прибира

в клюзовете.

На фигура 1.2.4 е изобразен един брашпил и неговата електрическа

схема.На електрическата схема са

показани: 1 - електродвигател, 2 - редуктор; 3 – зъбна предавка; 4 –

вал; 5 – верижен барабан; 6 - котвен барабан; 7 - вал 

На фигура 1.2.5 е изобразен котвено – вързален шпил.

Показани са:1 - електродвигател; 2 – вързален барабан; 3 – верижен барабан; 4 - спирач; 5 - вал; 6 –

редуктор.

И двата котвени механизми са предназначени за вдигане и

спускане на котвите и за задържане на кораба, когато е на котва.

Видове котвени механизми

Фигура 1.2.4

Фигура 1.2.5

Втора главаИзчисление и избор на рулево

електрозадвижванеВ тази глава са представени четирите периода на времето за

завъртане на руля от борд до борд. За всеки период са изчислени максималния момент, номиналната мощност и оборотите на

двигателя, както и времето необходимо на руля за завъртане от една до друга позиция:

; Периодите са:

Първи период – развъртане на двигателя.Втори период - установен режим.Трети период – двигателят работи и момента му се изменя от М0 до Мmax, а скоростта му на въртене от n0 до nmin. Ъгълът на промяна при обикновен рул е αmax, а при балансиран αmax – α0. Четвърти период – динамично спиране от скорост при обороти nmin

до пълно спиране на системата. Спирачния момент се изменя до нула, а Мc = Мпуск.

Избран е двигател тип ПР, показан на фигура 2.1, със следните характеристики:

Рн = 14,5 kW nн = 1500 RPM Uн = 220 V Iн = 104 A η = 85,4 %

Фигура 2.1

На фигура 2.1 е показани моментите и скоростите на въртене в съотношение с времето.

На фигура 2.2 е показана промяната на скоростите на въртене при изменение на момента.

Фигура 2.3

Фигура 2.2

Трета главаИзчисление и избор на котвено-швартово

устройствоВ трета глава са разгледани периодите по обиране на котвата, които се разделят на два основни периода, а съответно първия е разделен на още три. Основните два периода са следните: - До отделяне на котвата от грунда- След отделянето

На фигура 3.1 са изобразени общо четирите периода.

1-ви Период: Обиране на котвената верига при постоянен момент на вала на двигателя.

2-ри Период: Обиране на котвената верига при нарастване момента на вала на двигателя.

3-ти Период: Работа на двигателя в зоната на максималните моменти и отделяне на котвата от грунда.

4-ти Период: Обиране на веригата и котвата след отделянето и от грунда.

Фигура 3.1

За всеки един от четирите етапа по вдигането и откъртването на котвата от грунда са изчислени хлъзгането, честотата на въртене,

момента, мощността, тока, дължината на веригата, КПД, cosφ и продължителността на етапа.

В дипломната работа са изчислени всичките тези стойности, но тук ще представя само мощностите и токовете за всеки етап, тъй като

те са важни за избирането на електродвигатели и контактори. Първи етап – ; Втори етап – ; Трети етап – ; Четвърти етап – ;

На фигура 3.2 е показан избрания двигател тип МАП, със следните характеристики:

Полюси Рн ωн Iн S Mp Mн cosφ КПД  kW RPM A min N.m N.m   %4 30 1430 55 10 750 500 0.93 0.888 70 680 147 30 235

0 984 0.72 0.85

12 50 405 165 30 2100 2100 0.66 0.66Фигура 3.2

Четвърта главаИзбор и изчисляване елементите на

ел.схеми на палубните механизми

Глава четвърта, също като глава първа, е разделена на две части. В първа част се изчисляват и избират елементите на рулевото

устройство.На фигура 4.1 е показана безконтактна система с магнитен

усилвател. На база изчислените мощности във втора глава са избрани следните елементи със съответните данни:

Фигура 4.1

Елемент Данни

  Тип Полюси Iн КПД cosφ U

      A %    Двигател ПР 72М   104 85.4    

Магнитен пускател ТРТ 141   110  

 380

Електромагнитен усилвател -

ЕМУЕМУ - 110 3бр. Навивки  

104 86   

Трискоростен електродвигат

елАО 93-8/6/4

8 6

4

44.5 49.5 53.5

85

87 83.5

0.81 0.88 0.95

Съответно във втора част от четвърта глава са представени изчислението и избора на елементи на котвено – швартово устройство. На фигура 4.2 е представена типова схема на

електрически контролер за управление с помощта на магнитен контролер с трискоростен, тринамотъчен, асинхронен

електродвигател с мощност 61,95 kW. По изчислените в трета глава токове и мощности са избрани следните елементи със

съответните данни:

Фигура 4.2

Елемент Данни  Тип Полюс

и Iн cosφ U      A    

Контактори ТРТ - 138   71   380  ТРТ - 152   190   380  ТРТ - 152   190   380

Електродвигател

МАП 721-4/8/12

4 8 12

55 147 165

0.93

0.72

0.66  

Благодаря за отделеното внимание!