Nava Tip Portcontainer 5000 Teu. Actionarea Instalatiei de Ancorare

PROIECT DE DIPLOMĂ

Navă tip portcontainer 5000 teu. Acționarea instalației de ancorare

REZUMAT

Prezentul proiect de diplomă tratează la tema generală o navă tip portcontainer de 5000 TEU, iar la tema specială calculul instalației de ancorare.

În capitolul 1 se face o scurtă introducere în problematica evoluției flotei comerciale mondiale între anii 2007 și 2010. Se pun în evidență creșterea capacităților, rutelor, vârsta navelor de tip portcontainer.

În capitolul 2 se descriu caracteristicile tehnice și de exploatare ale navelor de tip portcontainer.

În capitolul 3 se efectuează calculul instalației de iluminat pentru compartimentul bucătărie.

În capitolul 4 se prezintă prevederile registrelor de clasificație BUREAU VERITAS privind vinciurile și cabestanele de ancoră. Tot în același capitol sunt evidențiate perioadele de lucru S2 ale unui motor electric de acționare, schemele electrice de comandă automatizată și mentenanța motorului NATIONAL OILWELL VARCO cât și cea a unui vinci de ancoră electric.

În capitolul 5 se efectuează calculul de alergere și verificare a motorului electric de acționare a instalației de ancorare pentru o navă tip portcontainer.

Capitolul 6 este destinat concluziilor finale, scoțând în evidență principale rezultate obținute și contribuțiile personale aduse.

La sfârțitul proiectului se prezintă bibliografia utilizată pentru întocmirea proiectului.

ABSTRACT

The present diploma paper tackles as general theme a container-ship type of vessel 5000 TEU and the calculus of the mooring installation as a special theme.

In the first chapter a short introduction is given about the evolution of the world commercial fleet between 2007 and 2010. Aspects such as the increase in capacity, routes and age of container ships are tackled.

In the second chapter the technical and operating characteristics of container ships are described.

In the third chapter the calculus of the illumination system for the kitchen department is made.

In the fourth chapter the provisions in the BUREAU VERITAS classification registries regarding mooring winches and capstans are pressented in the same chapter, the working periods S2 of an electric motor, the automatic command of electrical schemes and the maintenance of the NATIONAL OILWEEL VARCO motor and of an electric mooring winch are revealed.

Chapter five deals with the calculus of choosing and checking the electric motor for the operation of the mooring installation for a container ship.

Chapter six reserved for the final conclusions, highlighting the main results obtained and the personal contributions of the theme.

The bibliography used for the editing of the present paper is presented at the end of the paper.

CUPRINS

CAPITOLUL 1. Introducere . Evoluția flotei comerciale mondiale între anii 2007 și 2010

CAPITOLUL 2. Caracteristicile tehnice și de exploatare ale navei

2.1. Particularități constructive și de exploatare ale navei

2.1.2Caracteristici constructive

2.1.3. Capacități de încărcare

2.1.4. Specificații tehnice

2.2. Instalații de punte și de bord ale navei

2.2.1. Instalația de ancorare

2.3. Centrala electrică a navei

CAPITOLUL 3. Calculul instalației de iluminat la un compartiment

3.1. Introducere

3.2. Metoda coeficientului de utilizare

CAPITOLUL 4. Stadiul actual

4.1. Prevederi BUREAU VERITAS privind vinciurile și cabestanele de ancoră 34

4.1.2. Acționări

4.1.3. Frâne și cuplaje

4.1.4. Barbotinele

4.1.5. Protecție la suprasarcină

4.1.6. Verificarea rezistenței

4.1.7. Cerințe suplimentare

4.1.8. Perioadele de lucur S2 ale motorului electric de acționare

4.2. Scheme electrice de comandă pentru acționarea electrică a mecanismelor de ancorare, legare și remorcare

4.2.1. Clasificare

4.2.2. Tipuri de protecție electrică

4.3. Defecte ce pot apărea în funcționarea motoarelor electrice de acționare a vinciurilor de ancorare, legare și remorcare

4.4. Mentenanța motorului NATIONAL OILWELL VARCO pentru utilizator (motor – frână)

4.5. Mentenanță vinci electric

4.6. Alegerea schemei electrice de comandă a motorului de acționare a instalației de ancorare pentru nava tip portcontainer

4.6.1. Elementele componete ale schemei electrice

4.6.2. Situația elementelor schemei la aplicarea tensiunii de la rețea

4.6.3. Funcționarea

4.6.4. Protecția

CAPITOLUL 5 Calculul de alegere și verificare a motorului electric de acționare a instalației de ancorare pentru o navă tip portcontainer

5.1. Caracteristicile constructive ale navei

5.2. Calculul caracteristicii de dotare

5.3. Alegerea tipului și caracteristicilor principale ale instalației de ancorare-acostare 67

5.3.1. Instalația de ancorare-legare

5.3.2. Instalația de remorcare

5.4. Calculul forțelor care acționează în lanțul de ancoră pe timpul staționării navei la ancoră și determinarea lungimilor de lanț 70

5.5. Calculul forțelor care acționează în lanțul de ancoră, la barbotină, pe timpul ridicării ancorei 72

5.6. Alegerea motorului electric de acționare a mecanismului de ancorare-acostare 74

5.6.1. Se determină cuplul nominal de calcul

5.6.2. Se determină turația nominală de calcul

5.6.3. Se determină puterea nominală de calcul

5.6.4. Se alege motorul electric

5.6.5. Se verifică dacă cuplul maxim al motorului ales, la turația mică, în cazul motorului cu trei trepte de viteză, este mai mic decât 1/3 din valoarea la care lanțul de ancoră se poate rupe 77

5.6.6. Se verifică posibilitatea pornirii motorului la turația medie, când ancora este suspendată la o adâncime egală cu lungimea totală a lanțului 78

5.6.7. Calculul forței la barbotină pentru ridicarea lanțului de ancoră cu viteză mică 78

5.6.8. Determinarea cuplului minim calculat

5.6.9. Determinarea turației minime necesare

5.6.10. Determinarea puterii minime necesare

5.6.11. Calculul cuplului la axul motorului electric în perioada de tragere a parâmei de acostare cu forța de tragere nominală 78

5.6.12. Calculul forței de frânare la barbotină pentru menținerea frânată a axului motorului electric în cazul dispariției tensiunii de alimentare 79

5.6.13. Cuplul necesar al frânei electromagnetice la axul motorului electric (cuplul de rotație) 80

5.7. Calculul diagramelor de sarcină și verificarea motorului ales

5.7.1. Verificarea motorului ales la încălzire

5.7.2. Verificarea motorului ales pentru regimul de avarie

5.7.3. Verificarea motorului ales în vederea asigurării vitezelor necesare pentru tragerea parâmelor de acostare 84

5.7.4. Verificarea motorului ales la efortul maxim aplicat în lanțul de ancoră

CAPITOLUL 6. Concluzii finale

Bibliografie

ANEXE

ANEXA 1

ANEXA 2

ANEXA 3

ANEXA 4

CAPITOLUL 1

Introducere

Evoluția flotei comerciale mondiale între anii 2007 și 2010

În anul 2010, economia mondială s-a înscris într-o pantă ascendentă împreună cu produsul intern brut (PIB) care a crescut cu 3,9% față de anul precedent. Măsurile de stimulare ale economiei luate de către guverne la începutul crizei au ajutat la o creștere economică. Treptat efectele acestor măsuri au început să se diminueze pe măsură ce guvernele au inițiat un schimb în favoarea consolidării fiscale. Economiile importante precum Statele Unite ale Americii și Japonia au avut creșteri economice mai mari decât cele ale Uniunii Europene, crescând respectiv cu 2,9%, 4,0% si 1,8%. Economiile dezvoltate au continuat să conduca revenirea mondială, reculul fiind condus de către economiile în curs de dezvoltare, în particular China(10,3%), India(8,6%), Brazilia(7,5%). Aproape nesimțind criza financiară, China, India și alte țări în curs de dezvoltare și-au stopat expansiunea, generând propria lor creștere în favoarea exportului către piețele economice.

Tabelul 1.1.

În urma cifrelor înregistrate în fiecare an, am constatat o creștere a flotei mondiale între anii 2000 si 2010 de aproximativ 73%,o creștere de 6,63% pe an, însă nu trebuie uitat faptul că această creștere n-a fost una constantă, ci cu diferite variații. Această evoluție este redată în diagrama de mai jos:

Fig 1.1. Diagrama evoluției flotei comerciale mondiale

Fig 1.2. Diagrama mediei de vârstă a flotei mondiale comerciale

Fig 1.3. Diagrama flotei mondiale pe tipuri principale de nave

Navele container folosite pentru a transporta mărfuri în containere. Recipient Trade asigură un transport rapid, frecvent și în condiții de siguranță de mii de articole pentru aproape toate destinațiile la nivel mondial.
Dimensiunea unei nave container se măsoară în număr de containere de douăzeci de picioare (TEU). Transportul în containere este caracterizat prin anumite porturi importante de containere din întreaga lume. Marile nave navigă, pentru forme specifice în care se transportă produse din porturi printr-un anumit traseu (liner). Navele mai mici operează în principal din porturile mai mici la cele mai mari porturi de containere (așa-numitele vase feeder). În plus, vasele mai mici, dotate cu macarale, astfel încât acestea nu se bazează pe facilități de descărcare de gestiune în porturi, în timp ce macarale pe teren sunt o necesitate pentru nave de mari dimensiuni.

În general, navele container cu tot ce pot ambala și depozita într-un container, includ o mare parte din produsele noastre de larg consum, cum ar fi mobilier, textile, electronice, jucării, mașini, vin, etc. În plus, ele, navigă cu materii prime, cum ar fi oțel, fier, lână și altele.
În cazul în care comerțul container este larg, aceasta înseamnă, că există diferite moduri de transport fiind concurență pentru a transporta (substitut), de exemplu unele mărfuri de mare valoare sub formă de produse finite, utilaje, textile și produse chimice adesea pot fi transportate pe calea aerului în loc într-un container.
Flota de nave container este astăzi unul dintre sectoarele în creștere în transportul maritim. În special, doi factori au contribuit la creșterea transportului de containere :
– O răspândire mai mare de acorduri de liber schimb și reducerea altor bariere comerciale au afectat comerțul cu produse care sunt cel mai bine transportate în containere pozitive .
– Produsele care au fost transportate în prealabil pe paleți sau în vrac, devin din ce în ce mai mult transportate în containere. Aceasta include produse chimice, ciment, cereale, asfalt, etc.
Semnificații mai puțin vizibile, dar cu toate acestea este pe deplin dovedit faptul că un numar tot mai mare de containere permite nave tot mai mari și mai rapide de cu costuri marginale tot mai mici .

Navele container sunt împărțite în segmente în funcție de mărimea lor și de capacitatea de încărcare. Capacitatea de încărcare a navelor container este de obicei măsurată în TEU , douăzeci de metri echivalent unitate.
Defalcarea dur este :
– Deep Sea, capacitate mai mare de 3.000 TEU
– Intermediar, capacitate de 1.000 TEU și 3000 TEU
– Feeder, capacitate de mai puțin de 1.000 TEU

FinePost – Panamax, Panamax, Sub – Panamax, Handy, Feedermax și alimentatorul .

Post- Panamax : O navă container este în mod normal mai mare sau egala cu 5.100 TEU . Nave post- Panamax utilizate în principal pe rute mai lungi .
Măsură de mediu Post- Panamax :
Lungime totală : 316m
Lățime : 42m
Adâncime : 14m
Viteza: 24 noduri ( mile marine / oră)

Panamax: O navă container mai mare de 2999 ​​TEU și, de obicei mai puțin de 5.100 TEU . Folosita ca post- Panamax'erne pe rute pe distanțe lungi.

Măsură medie Panamax :
Lungime totală : 266m
Lățime : 31m
Adâncime : 12m
Viteza: 23 noduri ( mile marine / oră)

Sub – Panamax : O navă container cu o capacitate de încărcare de 2.000 TEU și 2999 ​​TEU . Acestea sunt cele mai frecvent utilizate pentru a transporta în interiorul regiunilor, dar poat fi, de asemenea, utilizate pe rutele lungi nord – sud în cazul în care restricțiile comerciale sau volumele de marfă nu permit utilizarea de nave mai mari. Diagrama flotei mondiale pe tipuri principale de nave

Navele container folosite pentru a transporta mărfuri în containere. Recipient Trade asigură un transport rapid, frecvent și în condiții de siguranță de mii de articole pentru aproape toate destinațiile la nivel mondial.
Dimensiunea unei nave container se măsoară în număr de containere de douăzeci de picioare (TEU). Transportul în containere este caracterizat prin anumite porturi importante de containere din întreaga lume. Marile nave navigă, pentru forme specifice în care se transportă produse din porturi printr-un anumit traseu (liner). Navele mai mici operează în principal din porturile mai mici la cele mai mari porturi de containere (așa-numitele vase feeder). În plus, vasele mai mici, dotate cu macarale, astfel încât acestea nu se bazează pe facilități de descărcare de gestiune în porturi, în timp ce macarale pe teren sunt o necesitate pentru nave de mari dimensiuni.

În general, navele container cu tot ce pot ambala și depozita într-un container, includ o mare parte din produsele noastre de larg consum, cum ar fi mobilier, textile, electronice, jucării, mașini, vin, etc. În plus, ele, navigă cu materii prime, cum ar fi oțel, fier, lână și altele.
În cazul în care comerțul container este larg, aceasta înseamnă, că există diferite moduri de transport fiind concurență pentru a transporta (substitut), de exemplu unele mărfuri de mare valoare sub formă de produse finite, utilaje, textile și produse chimice adesea pot fi transportate pe calea aerului în loc într-un container.
Flota de nave container este astăzi unul dintre sectoarele în creștere în transportul maritim. În special, doi factori au contribuit la creșterea transportului de containere :
– O răspândire mai mare de acorduri de liber schimb și reducerea altor bariere comerciale au afectat comerțul cu produse care sunt cel mai bine transportate în containere pozitive .
– Produsele care au fost transportate în prealabil pe paleți sau în vrac, devin din ce în ce mai mult transportate în containere. Aceasta include produse chimice, ciment, cereale, asfalt, etc.
Semnificații mai puțin vizibile, dar cu toate acestea este pe deplin dovedit faptul că un numar tot mai mare de containere permite nave tot mai mari și mai rapide de cu costuri marginale tot mai mici .

Navele container sunt împărțite în segmente în funcție de mărimea lor și de capacitatea de încărcare. Capacitatea de încărcare a navelor container este de obicei măsurată în TEU , douăzeci de metri echivalent unitate.
Defalcarea dur este :
– Deep Sea, capacitate mai mare de 3.000 TEU
– Intermediar, capacitate de 1.000 TEU și 3000 TEU
– Feeder, capacitate de mai puțin de 1.000 TEU

FinePost – Panamax, Panamax, Sub – Panamax, Handy, Feedermax și alimentatorul .

Post- Panamax : O navă container este în mod normal mai mare sau egala cu 5.100 TEU . Nave post- Panamax utilizate în principal pe rute mai lungi .
Măsură de mediu Post- Panamax :
Lungime totală : 316m
Lățime : 42m
Adâncime : 14m
Viteza: 24 noduri ( mile marine / oră)

Panamax: O navă container mai mare de 2999 ​​TEU și, de obicei mai puțin de 5.100 TEU . Folosita ca post- Panamax'erne pe rute pe distanțe lungi.

Măsură medie Panamax :
Lungime totală : 266m
Lățime : 31m
Adâncime : 12m
Viteza: 23 noduri ( mile marine / oră)

Sub – Panamax : O navă container cu o capacitate de încărcare de 2.000 TEU și 2999 ​​TEU . Acestea sunt cele mai frecvent utilizate pentru a transporta în interiorul regiunilor, dar poat fi, de asemenea, utilizate pe rutele lungi nord – sud în cazul în care restricțiile comerciale sau volumele de marfă nu permit utilizarea de nave mai mari .

Măsură medie Sub – Panamax :
Lungime totală : 209m
Lățime : 30m
Adâncime : 11m
Viteza: 21 noduri ( mile marine / oră)

Handy: O navă container cu o capacitate de încărcare de 1.000 TEU și 1999 TEU . Navigație și Sub – Panamax'erne în special în regiunile pe rutelele lungi nord – sud .

Măsură de mediu la îndemână :
Lungime totală : 167m
Lățime : 25m
Pescaj : 8m
Viteza: 18 noduri ( mile marine / oră)

Feedermax : O navă container cu o capacitate de încărcare de 500 TEU și 1000 TEU . Cea mai mare parte sunt utilizate pe rute scurte .

Feedermax măsură de mediu :
Lungime totală : 132m
Lățime : 20m
Pescaj : 7m
Viteza: 16 noduri ( mile marine / oră)

De alimentare : O navă container cu o capacitate de încărcare mai mică de 500 TEU . Swift în principal pe rute scurte .
Feeder măsură medie :
Lungime totală : 103m
Lățime : 16m
Pescaj : 5m
Viteza: 13 noduri ( mile marine / oră)

Flota totală are 5092 de nave cu o capacitate totală de 15,3 milioane TEU. În ceea ce privește TEU domină Post-Panamax cu 46 % a flotei și de 90 % din registrul de ordine, și din graficul de mai jos reiese tendința că mai multe și cele mai mari nave sunt puse în lac. Flota de containere este relativ tânără, având 70 % nave sub 10 ani. În ordine sunt de la 4,3 milioane TEU adică echivalentul a 623 de nave.

Fig 1.4. Diagrama flotei mondiale pentru navele portcontiner

Cererea de nave container nu este neapărat importantă dacă o scădere a volumului de import al unei țări poate fi compensat de o creștere în volum de import ale altor țări. Este mai mult o chestiune de distanțe comerciale finalizate.
Statele Unite ale Americii și Europa, de mulți ani au fost pe departe cele mai mari contribuabile la cererea de nave container. Cererea de nave container depinde foarte mult de creșterea economică în aceste două regiuni. Cele mai mari rute cap de cursă sunt din Asia în Europa și din Asia în Statele Unite.
O parte din comerțul din Asia este legată de importuri ( China ) componente regionale, care sunt folosite pentru produsele exportate în Statele Unite și Europa .

Navele containiere continuă să fie cele mai tinere tipuri de nave, cu o medie de vechime de 10,7 ani pe navă, urmate de navele vrachiere (15,3 ani), tancurile petroliere (16,4 ani), navele de mărfuri generale (24,2 ani) și alte tipuri de nave (25,1 ani). Media de vârstă a flotei mondiale a continuat să scadă în timpul anului 2010, ca rezultat al evidențelor. Vârsta pe tdw a scăzut (comparând cu vârsta pe navă), datorită tendinței navelor noi de a deveni din ce în ce mai mari față de cele deja existente în flotă. Navele construite în ultimii 4 ani sunt în medie, de 6,5 ori mai mari decât cele construite în urmă cu 20 de ani.

Cu privire la naționalitațile porturilor de înregistrare, flota este, în medie, cea mai tânără printre grupul de țări prezentat în tabelul de mai jos, cu o medie de vârstă pe navă de 14,8 ani și cu un procent de 27% de nave mai noi de 5 ani. Dintre primele 10 cele mai importante registre, Insulele Marshall au cea mai tânără flotă, cu o medie de 8,8 ani pe navă, urmată de Insula Man (10,4 ani), Liberia (10,9 ani), Antigua și Barbuda (11,3 ani). Cele mai vechi nave sunt cele înregistrate în Sfântul Vincențiu și Grenadine (24,5 ani), printre care navele de mărfuri generale au cea mai mare vechime, cea de 29,1 ani.

Unele registre se specializează pe un singur tip de nave, unele pe noile nave de mărfuri generale, altele pe noile nave vrachiere sau pe noile nave containiere. De exemplu, Antigua și Barbuda au cea mai tânără flotă de nave de mărfuri generale (12,1 ani), în timp ce Insulele Marshall au cea mai tânără flotă de vrachiere pentru mărfuri uscate sau ude (8,5 ani respectiv 7 ani). Liberia și Cipru au cea mai tânără flotă de nave containiere (8,2 ani). Pentru toate cele 4 mari tipuri de nave, Sfântul Vincențiu și Grenadine le are pe cele mai vechi.

Tabelul 1.2.

CAPITOLUL 2

Caracteristicile tehnice și de exploatare ale navei

2.1. Particularități constructive și de exploatare ale navei

Nava este un portcontainer, destinată transportului de mărfuri generale, containere în magazii și pe capacele gurilor magaziilor punții principale și containere frigorifice. Nava are 6 magazii, suprastructură și compartimentul mașină amplasate la pupa. Propulsia este asigurată de 1 motor semirapid cuplat pe o linie de arbori prin intermediul unui reductor.

Caracteristici constructive

Clasificare: BUREAU VERITAS Hull Mach, Container ship, Unrestricted navigation;

Lungime totală: ;

Lungime între perpendiculare: ;

Lățime: ;

Înălțime de construcție: ;

Pescajul corespunzător liniei de încărcare de vară: ;

Deplasamentul corespunzător liniei de încărcare de vară: .

Capacități de încărcare

Tancuri de balast: ;

HFO (combustibil greu – păcură): ;

DO (diesel – motorină): ;

LO (ulei de ungere): ;

Tancuri de apă tehnică: ;

Alte tancuri: .

Specificații tehnice

Motor principal: HYUNDAI-MAN B&W 1OK98MC-C Mk6 ;

Viteză de marș la

(90% CMCR) pescajul de proiectare: ;

Motorare auxiliare: ;

Motor auxiliar de avarie: .

Instalații de punte și de bord ale navei

Instalația de ancorare

Instalatia de ancorare – acostare are rolul de a asigura legătura dintre navă și fundul apei, în locuri neamenajate. Nava poate staționa la ancoră în bazinele sau radele portuare, în mare deschisă sau în zone cu ghețuri. Ea se fixează de fund cu ajutorul ancorei prin intermediul lanțului sau parâmei de ancoră care pot fi ridicate la bord de mecanismul de ancorare.

Pentru a permite fixarea sigură a navei ancorate și desprinderea ancorei la virare, ancora este construită astfel că forța de fixare este maximă atunci când asupra ei acționează o forță orizontală și minimă atunci când este solicitată de o forță verticală.

Instalația de ancorare – acostare trebuie să prezinte siguranță deosebită în funcționare și să permită acționarea de la distanță. Instalația de ancorare – acostare asigură:

apropierea lină de cheu a navei, chiar dacă rezultanta forțelor exterioare acționează defavorabil curentul de apă, vântul, lovituri de val);

manevre comode de legare;

menținerea constantă a tensiunii din parâmele de legare prin reglarea lungimii acestora în condițiile variației de pescaj la încărcare – descărcare și variația de nivel datorată mareelor.

Instalația de ancorare trebuie să prezinte siguranță deosebită de funcționare și să permită acționarea de la distanță.

Elemente constructive. Componente:

O instalație de ancorare este formată din:

ancoră;

lanț de ancoră;

nară de ancoră;

stopă de lanț;

ghidajele de lanț;

vinciul de ancoră;

nară de punte;

tubul de ghidare;

puțul de lanț;

dispozitivul de prindere de corpul navei a lanțului de ancoră;

barbotinele (roți cu canal profilat).

Fig 2.1. Schema instalației de ancorare cu elementele componente

Lanțul ancorei are un capăt legat de ancoră (1), iar celălalt capăt este legat de corpul navei printr-o cheie de împreunare (10). El se dispune de la ancoră prin nara de ancoră (3), stopa de lanț (4) care susține ancora și lanțul, ghidajele de lanț (5), barbotina vinciului de ancoră (11), nară de punte (7), tubul de ghidare (8), puțul lanțului (9) și dispozitivul de prindere de corpul navei.

A. Ancorele

Fig 2.2. Părțile componente de pe puntea principală

Sunt elemente de fixare a navei față de fundul apei, prin intermediul lanțurilor sau a parâmelor. Ancorele trebuie să îndeplinească următoarele condiții:

construcție simplă;

rezistența mecanică mare,

comoditate de manevrare și întreținere;

forța maximă de fixare;

să se fixeze rapid pe fund;

să se desprindă rapid de fund la ridicare;

să permită acționarea numai prin lanț sau parâmă.

După tipul fusului ancorele se împart în:

– ancore cu fus nearticulat: – tip amiralitate

– cu patru gheare

– cu gheare de pisică

– cu un singur braț

– de gheață

– ancore cu fus articulat: – tip HALL

– tip GRUSON

– tip UNION

– tip BYERS

– tip TAYLOR

– tip SPECK

Ancora de tip “Amiralitate” are o mai mare putere de susținere, însă se preferă de obicei ancora cu fus articulat care are gabarite mai mici, se dispune și se strânge mai ușor.

Ancorele se execută din oțel turnat, cu excepția celor pentru nave rapide, care se pot executa și din oțel sudat sau chiar din aliaje ușoare.

B. Lanțurile și parâmele de ancoră

Sunt elemente de legatură dintre ancoră și corpul navei. La navele de pescuit mai scurte de 30 m și la celelalte nave din oțel cu Na < 205, lanțurile pot fi înlocuite cu parâme metalice cu condiția ca lungimea acestora să fie majorată cu 50% față de cea a lanțurilor.

Lanțul de ancoră este caracterizat de calibrul său “d” care este diametrul sârmei de oțel din care este confecționată zala.

În funcție de tehnologia de construcție se deosebesc: – zale sudate electric – fără punte

– cu punte

– zale sudate prin forjare – fără punte

– cu punte

Lanțul de ancoră este format din chei de lanț. În funcție de poziția pe care o ocupă în lanț cheile de lanț se împart în:

chei de lanț de ancoră care se prind de ancoră;

chei de lanț intermediare;

chei de lanț de capăt, care se fixează la dispozitivul de declanșare al lanțului.

Lungimea cheilor de lanț intermediare trebuie să fie cuprinsă între 25 și 27,5 m, numărul de zale fiind întotdeauna impar. Cheia de lanț de capăt are o zală specială în componența sa, de dimensiuni mărite, care trebuie să alunece ușor pe barbotina vinciului de ancoră.

C. Nările de ancoră

Sunt deschideri în corpul navei prin care lanțul traversează bordajul și puntea pentru a fi acționat de mecanismul de ancorare în vederea depozitării la bord. Amplasarea ei condiționează frecarea lanțului la schimbarea de direcție și influențează puterea instalației de ancorare. De asemenea, în tubul nării intră fusul articulat al ancorei, când nava este în marș și are ancora depozitată la bord.

D. Stopele de lanț

Sunt dispozitive de blocare a lanțului de ancoră față de corpul navei, pentru situațiile de marș sau ancorare. După destinația lor stopele pot fi:

stope destinate exclusiv pentru ținerea ancorei la post pe timpul marșului;

stope destinate asigurării ancorajului.

Stopa de lanț este elementul care transmite lanțului de ancoră rezultanta forțelor exterioare Fe care acționează asupra corpului navei aflate la ancoră

E. Nările de punte

Sunt elementele instalației de ancorare prin care lanțul aflat pe barbotina mecanismului de ancorare este introdus în puțul lanțului. Sunt dotate cu un capac rabatabil pentru a proteja puțul lanțului de inundare, capac ce se închide numai după ce lanțul a fost fixat în stopă. Unghiul dintre axa nării la intrare și planul orizontal depinde de poziția relativă dintre nara de punte și barbotina mecanismului de ancorare. Axa nării la intrare trebuie să fie tangentă la barbotină.

F. Puțurile de lanț

Au rolul de a depozita lanțurile de ancoră virate total sau parțial la bord. Sunt construcții etanșe de tabla sudată, protejate la interior împotriva loviturilor de lanț și a coroziunii. Dimensiunile sale depind de calibrul și lungimea lanțului depozitat.

Având înmagazinată o masă apreciabilă, amplasarea lor influențează poziția centrului de greutate al navei. Pe verticală se așează cât mai jos, în plan orizontal sunt plasate cât mai aproape de planul diametral; în afara pereților transversali extremi ai navei; în prova peretelui de coliziune și în pupa peretelui de presetupă.

Atunci când puțul lanțului nu se află pe verticala nării de ancoră și este plasat sub o punte intermediară, este utilizat un tub de ghidare a cărui axă trebuie să fie concepută astfel încât frecarea cu lanțul să fie minimă. Nările de punte se execută prin turnare, iar tuburile de ghidare prin sudare, ambele fiind de oțel.

G. Fixarea lanțului de ancoră de corpul navei

În anumite cazuri de exploatare, cum ar fi blocarea ancorei pe fund stâncos, trebuie să existe posibilitatea renunțării la ansamblul ancoră – lanț, prin desprinderea de corpul navei. Sistemul de fixare a lanțului de ancoră de corpul navei trebuie să asigure o prindere sigură si la nevoie, o desprindere rapidă și sigură, chiar și atunci când lanțul sau parâma sunt tensionate. Cele mai utilizate sunt sistemele “cioc de papagal”. Există ciocuri de papagal libere, incluse în lanț, care trebuie montate astfel încât pentru lanțul complet filat, ele să iasă din puțul lanțului și să ajungă pe punte, pentru a putea fi acționat.

H. Vinciuri sau cabestane de ancoră

Vinciurile sau cabestanele sunt mașini de punte destinate fundarisirii ancorei, precum și virării la post a ancorelor. Cabestanele au axa barbotinei situată vertical și întregul mecanism de transmitere este dispus sub puntea principală, iar vinciurile, spre deosebire de cabestane, au axa orizontală și transmisia mecanică dispusă pe punte.

Acționarea vinciurilor se poate face electric, hidraulic, cu abur, etc.

În prova navelor vinciurile sunt de obicei duble dispunând de doua barbotine, pentru cele două ancore prova și de doi tamburi de capăt pentru manevră. Vinciul de ancoră este un reductor special prin care cuplul dezvoltat de motor este transmis la barbotină asigurându-se viteza impusă de manevrare a lanțului.

În figura următoare este reprezentată schema cinematică a unui vinci de ancoră dublu, cu acționare electromecanică.

Fig 2.3. Schema cinematică a vinciului de ancoră

1 – tamburul de manevră;

2 – barbotina;

3 – manșon de cuplare;

4 – roată dințată;

5 – transmisia melc – roată melcată;

6 – frâna electromagnetică;

7 – electromotor;

8 – ax.

Cuplul motorului electric se transmite prin transmisia roată melcată (5), roților dințate (4) și axul (8). Axul (8) este cuplat printr-o legătură mecanică mobilă cu barbotinele (2). Legătura mobilă se realizează cu manșoane de cuplare cu came (3), care se pot deplasa axial de-a lungul unor pene realizând cuplarea și decuplarea barbotinelor (2) de axul (8). Cu ajutorul vinciului de ancoră se pot vira în același timp una sau două ancore.

Frâna electromagnetică prevăzută în schemele cinematice execută frânarea mecanică a axului electromotorului în absența alimentării cu energie electrică. Atunci când electromagnetul frânei este alimentat se realizează deblocarea axului electromotorului.

Frânele electromagnetice pot fi cu bandă sau saboți. În prezent cunoaștem o largă utilizare frâna disc înglobata în construcția electromotorului destinat pentru acționarea vinciurilor sau cabestanelor.

Pe barbotină este trecut lanțul de ancoră. Atât la tamburul modulului de manevră cât și la pinionul modulului de ancoră sunt prevăzute dispozitive de cuplare – decuplare cu care se execută cuplarea și decuplarea tamburului și a barbotinei permițând lucrul separat cu taba (tamburul și barbotină cât și decuplarea barbotinei din lanțul cinematic al mecanismului de lansare a ancorei).

La navele moderne motorul electric de acționare (7) este cu triplă comutare de poli (pentru realizarea celor trei trepte de turație) și cu frână electromagnetică, alimentat în curent alternativ 3x380V, 50Hz. La navele mai vechi motorul poate fi și de curent continuu.

La vrachierele de mare tonaj motorul de antrenare al vinciului de ancoră și manevră este cu acționare hidrostatică, iar la petroliere cu acționare cu abur.

În figura urmatoare este reprezentată schema cinematică a cabestanului de ancoră și manevră.

Fig 2.4. Schema cinematică a cabestanului de ancoră și manevră

Cabestanul de ancoră și manevra este destinat operațiunii de manevră, ancorare, acostare și plecare de la cheu.

Din punct de vedere constructiv cabestanele se compun din următoarele elemente: tambur de manevră, barbotină, frână cu bandă, reductor de turație, electromotor de antrenare.

Elementele componente ale schemei cinematice din figură sunt: 1- electromotor, 2 – reductor de turație, 3 – puntea navei, 4 – cuplaj cu gheare, 5 – barbotină, 6 – arbore principal și 7 – tambur de manevră. Cabestanele au întotdeauna tamburi de capăt pentru manevra și pot avea barbotina dacă este folosit și pentru ancorare. De obicei reductorul și electromotorul de acționare sunt montate sub puntea navei, ceea ce prezintă avantaje în privința economiei de spațiu la orice tip de navă și a protejării sistemului de acționare la navele militare. La cabestanele utilizate și pentru ancorare se prevede o frână cu bandă care realizează stoparea barbotinei la lansarea ancorei (fără electromotor). Acționarea frânei este manuală. Banda de frânare este confecționată din oțel căptușită cu ferodou. Acest tip de frână este utilizat și la vinciul de ancoră.

Centrala electrică a navei

Tabelul 2.1.

CAPITOLUL 3

Calculul instalației de iluminat la un compartiment

Introducere

Fluxul luminos Φ este acea parte din puterea radiantă a unei lămpi, evaluată după acțiunea radiației respective asupra unui receptor selectiv (ochiul uman) în anumite condiții de sensibilitate. Este o mărime de natura unei puteri evaluată pe baze fiziologice.

Unitatea de măsură este lumenul (lm). Se definește ca produs dintre intensitatea luminoasă a unei surse de lumină într-o direcție dată și unghiul solid din jurul acelei direcții:

dΦ = I dΩ,

în care I este intensitatea luminoasă măsurată în candele (Cd), iar dΩ este elementul de unghi solid măsurat în steradiani (Sr).

Lumenul reprezintă fluxul luminos emis într-un unghi solid de un steradian din jurul unei direcții date de către o sursă de lumină punctiformă care are intensitatea luminoasă de o candelă.

1 lm = 1 Cd 1 Sr

Intensitatea luminoasă I a unei surse de lumină pe o direcție reprezintă densitatea spațială a fluxului luminos în acea direcție.

Unitatea de măsură este candela (Cd). Candela reprezintă intensitatea luminoasă în direcția normalei unei suprafețe cu aria de 1/600000 m2, a unui corp negru la temperatura de solidificare a platinei la presiunea atmosferică normală (101,325 N/m2). În sistemul internațional SI candela este unitate fundamentală de măsură.

Iluminarea E într-un punct al unei suprafețe reprezintă raportul dintre fluxul luminos dΦ primit de o suprafață elementară din jurul acestui punct și aria acestei suprafețe dA:

În cazul unei repartizări uniforme a fluxului luminos pe suprafața A, expresia iluminării devine:

Unitatea de măsură a iluminării luxul (lx) reprezintă iluminarea într-un punct al unei suprafețe cu aria de 1 m2, pe care cade uniform distribuit fluxul luminos de 1 lumen.

Luminanta L într-o direcție dată, într-un punct al suprafeței sursei sau receptorului, este raportul dintre intensitatea luminoasă în direcția considerată a suprafeței elementare din jurul acestui punct și aria proiecției acestei suprafețe elementare pe un plan perpendicular pe direcția aleasă.. Este o mărime care reprezintă impresia de luminozitate percepută de ochi. Are expresia:

în care este intensitatea luminoasă în direcția considerată.

în care Iε este intensitatea luminoasă în direcția considerată. În ipoteza în care intensitatea luminoasă în direcția Ω are aceeași valoare în toate punctele suprafeței A, luminanța suprafeței izvorului respectiv de lumină privit din direcția dată are valoarea:

Unitatea de măsură a luminanței este candela pe metrul pătarat Cd/m2 denumită și nit (nt) și reprezintă luminanța într-un punct al unei suprafețe cu aria de 1m2, într-o direcție, a cărui intensitate luminoasă într-o direcție perpendiculară pe suprafață este de 1 candelă.

Eficacitatea luminoasă K a unei surse de lumină este raportul dintre fluxul luminos și fluxul energetic corespondent al unei radiații complexe (puterea radiantă) și are expresia:

în care K este eficacitatea luminoasă, Φ este fluxul luminos, iar este fluxul energetic. Unitatea de măsură a eficacității luminoase este lumenul pe watt (lm/W) definită ca eficacitatea luminoasă a unei radiații complexe al cărei flux luminos este de 1 lm când fluxul energetic corespondent este de 1 W.

Factorul de reflexie ρ este raportul dintre fluxul luminos reflectat și fluxul luminos incident; are expresia:

în care este fluxul luminos reflectat, Φeste fluxul luminos incident.

Factorul de absorbție α este raportul dintre fluxul luminos absorbit și fluxul luminos incident; are expresia:

în care Φα este fluxul luminos absorbit.

Factorul de transmisie τ este raportul dintre fluxul luminos transmis și fluxul luminos incident; are expresia:

în care Φτ este fluxul luminos transmis.

În conformitate cu legea conservării energiei rezultă: Φ = Φρ + Φα + Φτ ,iar din însumarea coeficienților rezultă: ρ + α + τ = 1, acești coeficienți sunt dați tabelar.

Sursele de lumină transformă energia electrică într-o energie electromagnetică radiantă în domeniul vizibil. Vor fi prezentate sursele electrice de lumină utilizate în domeniul naval, care sunt denumite lămpi electrice. Principalele lămpi electrice utilizate în tehnica iluminatului naval sunt:

– lămpi cu incandescență;

– lămpi fluorescente tubulare;

– lămpi cu vapori cu mercur de înaltă presiune;

– lămpi cu vapori de sodiu;

– tuburi cu descărcări în gaze de înaltă presiune;

– lămpi cu arc electric.

Lămpi cu incandescență

Avantaje:

– posibilitatea racordării directe la orice fel de curent și la orice mărime a tensiunii până la 250 V;

– cost redus;

– lipsa oricărui aparat auxiliar pentru pornire și funcționare;

– sunt gata de a fi puse în funcțiune în orice moment.

Dezavantaje:

– rezistență mică la sarcini și vibrații;

– au o eficiență luminoasă mică (8 – 20 lm/W);

– au o luminanță mare (2 · 106 – 12 · 106 cd/m2) provocând cu ușurință fenomenul de orbire;

– au o componență spectrală tinzând spre galben și roșu, denaturând culorile naturale;

– au o temperatură de culoare scăzută, putând asigura iluminări cu valori mici (până la 100 lx);

– au odurată de funcționare de circa 1000 h;

– variațiile de tensiune au o influență mare asupra fluxului luminos, a eficacității luminoase și a duratei de utilizare.

Lămpi fluorescente

Avantaje:

– eficacitate luminoasă mai mare (50 – 70 lm/W);

– sunt mai puțin sensibile la variațiile de tensiune;

– durata de funcționare mai mare (6500h);

– rezistență la vibrații mai ridicată;

– temperatura de funcționare a tubului este mai scăzută (40ºC);

– fluxul luminos și spectrul radiațiilor este puțin dependent de tensiune.

Dezavantaje:

– lămpile au o pâlpâire – prezintă un efect stroboscopic supărător pentru obiectele în mișcare (poate fi diminuat prin conectarea pe faze diferite ale circuitelor trifazate);

– au un factor de putere scăzut 0,4 (se poate îmbunătăți dacă se conectează un condensator în paralel cu bornele de conectare a lămpii);

– racordarea la rețea nu se poate face direct, în circuit montându-se un balast, starter și un condensator;

– au dimensiuni relativ mari;

– se fabrică într-o gama mică de puteri;

– fluxul luminos al lămpilor este maxim la 20 – 25ºC, aprinderea normală făcându-se la temperaturi ale mediului ambiant de peste +5ºC; sub această temperatură lămpile se aprind mai greu.

Lămpi cu vapori de mercur de înaltă presiune

Aprinderea se face fără dispozitive speciale, direct la tensiunea rețelei cu ajutorul electrodului auxiliar de aprindere.

Temperatura mediului ambiant de lucru normal este de (-25) – (+40)°C. Aceste lămpi se utilizează pe nave cu precădere în corpurile de iluminat montate pe catarge, unde, fiind expuse unor vibrații deosebit de intense, rezistă mult mai bine decât lămpile cu incandescență; deosebit de indicate sunt și pentru compartimentele de mașini, acolo unde înălțimea de suspendare a corpului de iluminat este mai mare decât cea normală.

Lămpi cu vapori de sodium

Lămpile cu vapori de sodiu sînt indicate în mod special pentru iluminatul punților deschise și a zonelor de încărcare. Aceste lămpi sunt de o construcție similară cu a lămpilor cu vapori de mercur de înaltă presiune. Lampa cu vapori de sodiu se cuplează direct la rețea prin intermediul unui balast de limitare a curentului.

Culoarea luminii emise de aceste lămpi este roșie sau galbenă pe măsură ce presiunea vaporilor crește, ajungind să fie în momentul stabilizării curentului portocalie.

Lămpi cu arc

Lampa cu arc a fost prima sursă de lumină folosită la bord încă de la sfîrșitul secolului trecut. In prezent se mai folosesc numai ca surse de lumină pentru proiectoare.Lumina emisă de aceste lămpi se datorește pe de o parte radiației termice, deci căldurii pe care curentul o dezvoltă la parcurgerea învelișului de gaz dintre cei doi electrozi de cărbune, iar pe de altă parte efectului de luminiscență.Lămpile cu arc funcționează atât în curent continuu cât și în curent alternativ.Pentru limitarea curentului din momentul amorsării sau în timpul atingerii electrozilor de cărbune, în serie cu lampa se montează o rezistență ohmică. Uneori în același scop, pentru alimentare se utilizează transformatoare speciale cu caracteristică tensiune – curent pronunțat căzătoare.

Metoda coeficientului de utilizare

Compartimentul bucătărie

Să se calculeze numărul de corpuri de iluminat necesare pentru iluminarea unei cabine cu suprafata . Iluminarea medie cerută de norme este E=100 lx.

Pentru ilumiarea cabinei se utilizează corpuri de iluminat de tip CC-755 fiecare având două lămpi florescente de 40 W, fiecare corp de iluminat având fluxul luminous . Înălțimea de calcul este de 2,2 m iar tensiunea de alimentare de 220V.

Se determină indicele de local:

Ținând cont de culoarea și materialul pereților se determină coeficientul de reflexie ai pereților și plafonului :, , . Din tabele se determină prin interpolarea coeficientului de utilizare

Se determină numărul total de corpuri de iluminat :

Coeficientu de depreciere s-a luat egal cu 1.3, iar coeficientul de iluminare mediu-minim s-a luat egal cu unitatea, deoarece în calcul s-a luat iluminatul mediu. Prin urmare se vor instala 6 corpuri de iluminat, de tip CC-755.

CAPITOLUL 4

Stadiul actual

Prevederi BUREAU VERITAS privind vinciurile și cabestanele de ancoră

Pentru fundarisirea și virarea ancorelor principale, având masa mai mare de 35 de kg, precum și pentru asigurarea ancorajului, se vor instala la prova, mecanisme de ancorare.

La navele având caracteristica de dotare 205 și mai puțin, se admite instalarea de mecanisme de ancorare acționate manual, precum și folosirea altor mecanisme de punte apte pentru fundarisirea și virarea ancorelor.

Acționări

Acționările electrice navale lucrează în condiții specifice diferite de condițiile de lucru ale acționărilor electrice industriale. Această diferență este determinată în principal de următorii factori:

Schimbarea considerabilă a temperaturii mediului înconjurător în cazul navigației în raioane nelimitate (de la la );

Valori mari ale umidității relative ale aerului (în încăperi închise pe punte , iar la tropice la limita de saturare);

Prezența sării în apa de mare (până la ) și aerul maritim (până la );

Prezenta vaporilor de sare, ulei si alte produse petroliere în încaperile navei (de la la );

Înclinarea de lungă durată la orice bord, oscilații de ruliu și tangaj;

Șocuri la izbirea valurilor de navă pe timpul furtunilor;

Vibrații create de motoare principale, elicele navei și mecanismele din compartimente, care ajung la frecvențe de câteva zeci de hertzi și amplitudini de câțiva milimetri;

Amplasarea echipamentelor în spații mici, neventilate, cu acces greu, în scopul de a economisi spațiile navei, ceea ce crează greutăți în a pătrunde la aceste ehipamente și de a efctua lucrări normale de întreținere și exploatare;

Pentru a lucra în aceste condiții, echipamentul electric se construiește special cu această destinație, în toate țările lumii construcția navelor, a tehnicii care se montează la bord și supravegherea exploatării se realizează după regulile unui organ de clasificare, în România fiind Registrul Naval Român (R.N.R), reprezentând organul de stat pentru clasificare.

Regulile R.N.R. stabilesc următoarele condiții pentru acționările electrice navale:

Acționările electrice navale trebuie să rămână în stare de funcționare, la abaterile de tensiune de alimentare și de frecvență prevăzute în tabelul 4.1.

Tabelul 4.1.

Pe durata exploatării temperaturi mediului ambient și a apei de răcire se consideră în limitele prezentate în tabelul 4.2.

Tabelul 4.2

Acționările navale trebuie să funcționeze normal în condiții de umiditate relativă a aerului 75+3 la o temperatură de +45+2 sau 80+3 la o temperatură de +402 precum și la o umiditate relativă a aerului de 95+3 la o temperatură de la +252.

Acționările electrice navele trebuie să funcționeze pe bandă permanentă la orice bord până la 15 și asieta de durată de 5, ruliu de 22,5, cu o perioadă de 7,9 secunde, tangaj până la 10 precum și în cazul simultaneității tangajului și ruliului.

Acționările navale trebuie să funcționeze sigur la vibrații cu frecvențe de la 2 la 80 Hz și anume la frecvențe, de la 2 Hz la 13,2Hz cu amplitudinea deplasărilor de 1mm, iar la frecvențe de la 13,2Hz la 80 Hz cu accelerația de +0,7g.

Acționările navale montate în compartimente și spațiile navei sunt supuse la acțiuni diferite ale mediului exterior și în mod corespunzător corpul sau carcasele acestora trebuie să fie executate în una din variantele deschise, protejate la picături, protejate la stropi, protejate la apă, etnașe la apă, imersate.

În funcție de locul de amplasare R.N.R. stabilește gradul de protecție în care se execută echipamentul electric. Aceste reguli sunt prezentate în tabelul 4.3.

Gradul de protecție este marcat prin două cifre; prima înseamnă protecția personalului la atingerea elementelor sub tensiune precum și protecția la pătrunderea unor obiecte din exterior, a doua cifră marchează gradul de protecție la pătrunderea apei.

Tabelul 4.3.

Frâne și cuplaje

Mecanismele de ancorare trebuie să fie prevăzute cu cuple decuplabile montate între barbotină și arborele ei de acționare.

Mecanismul de ancorare cu transmisii fără autofrânare trebuie să aibă un dispozitiv de frânare, care să rețină arborii mecanismului în cazul dispariției frânei de acționare sau la defectarea sistemului de acționare.

Frâna automată trebuie să asigure un moment de frânare corespunzător unei forțe în lanț la barbotină de cel puțin 1,3 sau 1,3 .

Fiecare barbotină trebuie să fie prevazută cu o frâna cu un moment de frânare care la decuplarea acționării barbotinei trebuie să asigure menținerea lanțului de ancoră fără alunecarea frânei în cazul în care în lanț acționează o forță:

egală cu 0,45 din sarcina de rupere a lanțului, în cazul în care în componența instalației de ancorare există o stopă de lanț destinată staționării navei ancorate;

2. egala cu 0,8 din sarcina de rupere a lanțului în absența stopei sus-menționate.

Efortul la manivela de acționare a frânei nu trebuie să depășească 740 N.

Barbotinele

Barbotinele trebuie să aibă cel puțin 5 lăcașuri pentru zale. La barbotinele cu axul orizontal, unghiul de înfășurare a lanțului trebuie să fie de cel puțin 115 iar la cele cu axul vertical de cel puțin 150°.

Barbotinele vinciurilor de ancoră trebuie să permită trecerea cheilor de împreunare (Kenter) atât în poziție verticală cât și în poziție orizontală.

Protecție la suprasarcină

Dacă sistemul de acționare poate dezvolta un moment ce creează o forță în lanț la barbotină mai mare de 0,5 din sarcina de probă a lanțului de ancoră, trebuie să se prevadă o protecție la depașirea sarcini arătate, montată între sistemul de acționare și mecanism.

Verificarea rezistenței

Piesele mecanismului de ancorare, care se află în fluxul liniilor de forță, trebuie să fie verificate la rezistența; în acest caz tensiunile determinate nu trebuie să depășească:

– 0,4 din limita de curgere a materialului pieselor, la puterea nominală a acționării;

– 0.95 din limita de curgere a materialului pieselor, la puterea maximă a acționării;

– 0,95 din limita de curgere a materialului pieselor mecanismului și piseselor de fixare a lui pe postament, la o sarcină maxim posibilă produsă de lanțul de

de ancoră frânat.

Cerințe suplimentare

Dacă se prevede comanda de la distanță a operației de filare a lanțului de ancoră, atunci când mecanismul de ancorare este decuplat de barbotină, trebuie să se prevadă un dispozitiv care să asigure frânarea automată a frânei cu bandă, astfel încât viteza maximă de filare a lanțului să nu depașească 180m/min, iar viteza minimă de frânare a lanțului să nu fie mai mică de 80m/min, fără a se lua în considerație accelerația inițială. La navele cu caracteristică 400 sau mai mică se admite să nu se instaleze dispozitivul de frânare automată a frânei cu bandă.

Frâna barbotinei mecanismului de ancorare trebuie să asigure oprirea lanțului de ancoră în cazul filării lui line în cel mult egal cu 5 secunde și nu mai puțin de 2 secunde din momentul transmiterii semnalului de la postul de comandă.

La postul de comandă la distanță trebuie să se prevadă un contor la lungimiile lanțului de ancoră filat și un indicator de viteza a filării lanțului cu marcarea vitezei limită admisibilă de 180m/min.

Mecanismele și părțile componente ale lor, pentru care se prevede comanda de la distanță, trebuie să aibă o comandă locală manuală. Defectarea unui subansamblu sau a întregii instalații de comandă la distanță nu trebuie să influențeze negativ funcționarea normală a mecanismului și echipamentului de ancorare în cazul comenzii locale manuale.

Perioadele de lucur S2 ale motorului electric de acționare

Dintre toate regimurile de funcționare a instalației de ancorare, determinant este regimul de virare a ancorei când nava se află la ancoră în radă.

Serviciul de scurtă durată notat convențional cu indicativul S2 se caracterizează printr-o funcționare aperiodică a motorului cu sarcina constantă, temperatura motorului neputând atinge valoarea staționară, durata acționării fiind mică (t2: 10, 30, 60 și 90 < 3T), iar pauza este suficient de mare (t0 > 3T), asigurându-se astfel răcirea motorului până la temperatura mediului înconjurător.

Întreg procesul de virare a ancorei se împarte în cinci perioade:

Perioada I – Cuplarea barbotinei

Se realizează pe treapta I de turație joasă, sarcina motorului fiind de 25% din sarcina nominală, pentru a învinge frecările din interiorul reductorului, pentru a scoate din inerție trenul de roți dințate, etc. se execută mișcări înainte – înapoi de tatonare pentru potrivirea elementelor de cuplare. Timpul de acționare este de trei secunde cu pauze de una – două secunde. Numărul total de cuplări este de patru – cinci.

Perioada a-II-a – Recuperarea lanțului de pe fundul mării

Se execută pe treapta de lucru II, la o sarcină de 70% din sarcina nominală, timpul de lucru fiind de 14 minute deoarece se consideră că pe fundul mării avem 120 –150 m de lanț.

Pe durata recuperării lanțului se pot executa 4 … 5 cuplări. Numărul și durata cuplărilor, precum și pauza dintre cuplări nu pot fi normate, acestea efectuându-se după nevoi, în funcție de starea mării, de direcția după care vine lanțul la nară, etc.

Perioada a-III-a – Smulgerea ancorei

Se face pe treapta II, care este dimensionată astfel încât să dezvolte, conform R.N.R., 1,5 MN timp de 2 minute și să rămână motorul calat timp de 30 secunde.

În cazul în care ancora rămâne înțepenită pe fundul mării, manevrantul vinciului trebuie să decupleze motorul în maxim 30 secunde.

Nu se face o nouă cuplare în cazul în care ancora nu a fost scoasă din înțepenire, sau nu s-a lăsat o lungime de lanț suficientă ca lanțul să se slăbească. În concluzie, următoarea cuplare să nu se facă cu motorul calat.

Se pot efectua 2 … 3 cuplări.

Perioada a-IV-a – Recuperarea ancorei

Se face pe treapta II de lucru, timp de 10 minute (se consideră fundarisirea la 100 m), la sarcina nominală.

Se pot efectua 1 … 2 cuplări. Durata pauzei este de la 30 secunde până la un minut.

Perioada a-V-a – Așezarea ancorei la post

Se execută pe treapta I de turație joasă. Sarcina este de circa 70% din sarcina nominală.

Se execută până la 5 … 6 cuplări înainte – înapoi, până când ancora se așează la post.

Timpul de lucru pe treapta I atât în perioada I cât și în a-V este de 2 minute.

Pentru recuperarea celei de-a două ancore (dacă s-a efectuat ancorarea cu două ancore) se face numai după răcirea completă a motorului electric de acționare.

Treapta III de lucru se utilizează numai la filarea în gol a parâmei de manevră – legare.

Trecerea de la faza II la faza III este observată numai pe ampermetrul instalației electrice de comandă (creșterea curentului în momentul corespunzător smulgerii ancorei de pe fundul mării).

În timpul staționării navei la ancoră forța perturbatoare echivalentă Fp se echilibrează prin forțele de întindere din lanț.

Procesul virării ancorei începe cu tragerea prin nară a lanțului de ancoră cu ajutorul vinciului. Deoarece nava în primul moment rămâne nemișcată datorită masei sale mari, lungimea liberă a lanțului care atârnă în apă scade și prin urmare crește forța de apăsare a lanțului în nară Fn. De asemenea crește si componenta orizontală a forței de întindere Fx și apare o forță orizontală suplimentară sub influența căreia nava începe să se deplaseze spre punctul de ancorare. Deplasarea navei produce mișcarea lungimii porțiunii libere de lanț l2 și prin urmare a forței de întindere. Deoarece sistemul navă – lanț de ancoră – vinci de ancoră are o legătură elastică sub forma unui lanț greu, de regulă apare un proces oscilant.

Pentru simplificarea analizei procesului de virare a ancorei s-a considerat că nava se reduce la un punct material cu coordonate ce coincid cu coordonatele navei, iar toată masa navei este concentrată în punctul respectiv.

Fig.4.1. Etapele procesului de virare a ancorei

S-a notat:

ΔH – distanța dintre navă și suprafața apei;

l2 – porțiunea liberă de lanț;

l3 – porțiunea de lanț ce stă pe fundul apei;

x1 – drumul parcurs de navă prin tragere pe lanț;

x2 – proiecția porțiunii de lanț l2 pe axa orizontală;

x3 – proiecția porțiunii de lanț l3 pe axa orizontală;

Fa – forța de ținere a ancorei;

Fr – forța de reacție din partea acționării;

Fn – forța de apăsare a lanțului de ancoră;

Fx – componenta orizontală a forței de întindere;

Ecuația de echilibru a forțelor la mișcarea navei poate fi scrisă în felul următor:

unde: Δ – deplasamentul navei

Se observă că forțele care apar în lanțul de ancoră sunt determinate pe de o parte de forțele exterioare perturbatoare Fp, iar pe de altă parte de forțele interioare dependente de parametrii lanțului. Aceste forțe se determină din ecuația curbei lănțișorului.

Fig.4.2. Diagrama de lucru în timp și încărcarea motorului

pe diverse perioade de recuperare a ancorei

Scheme electrice de comandă pentru acționarea electrică a mecanismelor de ancorare, legare și remorcare

Clasificare

Schemele electrice de acționare a mecanismelor de ancorare-acostare pot fi clasificate astfel:

Scheme electrice de acționare cu controler;

Scheme electrice de acționare cu contactoare și relee;

Scheme electrice de acționare cu grup generator-motor;

Scheme electrice de acționare care utilizează convertoare statice de putere;

Scheme electrice de acționare cu controler

Se utilizează de regulă, pentru puteri mici, până la și prezintă avantajul că sunt simple, precise, au gabarite și greutăți reduse. Se folosesc în situațiile în care frecvența pornirii instalațiilor este mică, ceea ce este caracteristic pentru funcționarea instalației de ancorare-acostare. Pornirea și reglarea vitezei necesită atenție și pregătire corespunzătoare din partea operatorului. Aceste scheme nu pot asigura regimul de limitare automată a momentului pe timpul creșterii sarcinii în perioada de smulgere a ancorei, pentru această limitare cerându-se intervenția operatorului.

Scheme electrice de acționare cu contactoare și relee

Aceste scheme se utilizează pentru puteri nominale ale motoarelor electrice cuprinse în gama și sunt cel mai des întâlnite pe navele aflate în exploatare. Scheme electrice de acționare cu contactoare și relee asigură indiferent de operator pornirea motorului electric, modificarea automată a turației în funcție de sarcina la arbore și inversarea rapidă fără a suprasolicita motorul electric. Comanda acționării electrice se realizează cu controler de comandă de dimensiuni reduse, având în vedere că în circuitele de forță comutările necesare sunt realizate prin contactele contactoarelor, rolul controlerului fiind de a comuta închiderea sau deschiderea circuitelor e alimentare a bobinelor contactoarelor.

Scheme electrice de acționare cu grup generator-motor

Acționarea acestor scheme comparativ cu acționările prin contactoare și relee sunt caracterizate printr-o creștere substanțială a masei S.A.E. cu aproximativ , motiv pentru care se folosește atunci când puterea motorului electric depășește , iar pentru o astfel de putere utilizarea pornitoarelor magnetice (tablourilor electrice utilizate pentru comanda motoarelor electrice) este nesigură.

În practică se constată că acolo unde sunt necesare două posturi de comandă S.A.E. sau necesitatea comenzii de la distanță a vinciului, se folosesc pornitoare magnetice indiferent de puterea motorului electric (chiar sub ).

Scheme electrice de acționare care utilizează convertoare statice de putere

Aceste scheme sunt utilizate pentru comanda acționării electrice a instalației de ancorare-acostare la navele maritime destul de rar. Totuși trebuie să amintim o serie de avantaje ale acestor scheme, care le fac de perspectivă: o gamă largă de reglaje a turației, limitarea automată a cuplului motorului, putere de comandă mică ce permite utilizarea comenzii de la distanță, o comutație fără scântei a circuitelor care înlătură posibilitatea de incendiu și explozii.

Tipuri de protecție electrică

În ceea ce privește protecția electromotoarelor de acționare a mecanismelor de ancorare, legare și remorcare, conform regulilor de clasificare și construcție a navelor maritime, acestea trebuie să asigure:

protecție maximală de curent;

protecție termică la suprasarcină;

protecție pentru limitarea sarcinii;

protecție minimală de tensiune.

Protecția maximală de curent

Protecția maximală de curent acționează la curenții de scurtcircuit. Valorile acestor curenți depășesc de la câteva ori până la zeci de ori valoarea nominală a curentului. Pentru a nu pune în pericol electromotorul, protecția în acest caz trebuie să acționeze instantaneu și să deconecteze alimentarea electromotorului.

Acest tip de protecție se realizează cu relee electromagnetice al căror timp de acționare este foarte mic ( secunde). Reglarea curentului de anclanșare se face în limitele , unde este valoarea nominală a curentului.

Pentru motoare asincrone cu rotorul în scurtcircuit releele electromagnetice pentru protecția maximală de curent nu pot fi întrebuințate întrucât ar putea acționa la curenții de pornire care depășesc de ori valoarea curentului nominal.

Protecția termică la suprasarcină

Această protecție acționează la suprasarcină, adică la depășiri mici ale sarcinii nominale, în limitele . Întrucât suprasarcina poate fi suportată de motorul electric un anumit timp fără pericol, protecția trebuie să acționeze temporizat astfel încât suprasarcinile de scurtă durată, accidentale sau normale, cum ar fi perioada de pornire, să nu conducă la acționarea protecției.

Protecția la suprasarcină se realizează cu relee termice, însă în ultimul timp se folosesc termoelemente sau termorezistențe montate pe înfășurările motorului electric, în interiorul acestuia.

Dacă suprasarcina este de durată și deci pune în pericol integritatea motorului electric, releele termice acționează și deconectează motorul electric de la rețea.

Schemele de comandă se prevăd cu posibilitatea ca în situațiile deosebite de avarii, prin apăsarea unui buton, să se anuleze acțiunea releelor termice și deci motorul electric sa-și continue funcționarea în suprasarcină pentru a face față situației.

Protecția pentru limitarea sarcinii

Se realizează cu relee electromagnetice de curent reglate pentru a acționa în limitele . În acest caz, la apariția unei suprasarcini pe treptele de viteză superioară, prin acțiunea acestui releu, se comută automat funcționarea electromotorului pe altă caracteristică mecanică, corespunzătoare unei viteze mai mici. La motoarele asincrone în scurtcircuit acest lucru se obține prin comutarea înfășurării statorice pentru un număr de poli mai mare, ceea ce permite motorului să facă față suprasarcinii fără a fi deconectat de la rețea.

Pentru ca releele electromagnetice de sarcină să nu acționeze la curenții de pornire, acestea se construiesc cu temporizare la acționare.

Protecția minimală de tensiune

Aceasta acționează la scăderea tensiunii sub sau la dispariția tensiunii de alimentare și se realizează cu relee electromagnetice. Prin acțiunea acestor relee se scoate din funcțiune instalația. La revenirea tensiunii de alimentare, instalația nu funcționează, fiind necesară intervenția operatorului pentru a readuce manual controlerul pe poziția zero, astfel încât schema este pregătită pentru o nouă funcționare.

Defecte ce pot apărea în funcționarea motoarelor electrice de acționare a vinciurilor de ancorare, legare și remorcare

Depășirea limitelor de încălzire

Este necesară urmărirea permanentă a încălzirii mașinii în exploatare, deoarece funcționarea bobinajelor la temperaturi superioare celor pe care izolațiile lor pot suporta în bune condiții, conduce la îmbătrânirea prematură a izolațiilor și în unele cazuri la deteriorări bruște.

Încălzirea motorului electric peste limitele admise de clasa de izolație folosită se poate datora în primul rând tensiunii de alimentare mai mică decât valoarea nominală. Pentru a putea dezvolta aceeași putere, motorul va absorbi un curent mai mare, care va încălzi bobinajul.

O altă cauză a încălzirii motorului asincron este conectarea greșită a bobinajului, și anume, alimentarea în stea a unei mașini cu înfășurare în triunghi.

În cazurile mai sus menționate ar avea loc o încălzire rapidă a mașinii.

Încălzirea exagerată a fierului statorului este de cele mai multe ori provocată de o tensiune de alimentare mai mare decât cea nominală.

Încălzirile pe poțiuni ale statorului sunt provocate de scurtcircuitele locale între tole. Aceste scurtcircuite sunt provocate de distrugerea izolației dintre tole, a frecării rotorului de stator.

Scurtcircuitele între spirele bobinajelor

Una dintre cele mai frecvente defecte întâlnite în exploatarea mașinilor electrice este scurtcircuitul între spire. În porțiunea de bobinaj în care a apărut acest defect, tensiunea electromotoare indusă crează un curent limitat numai de rezistența mică a porțiunii cu defect și se încălzește puternic în zona afectată.

Aceste defecte au diverse cauze:

supratensiuni de diferite naturi;

slăbirea izolației conductoarelor învecinate ca urmare a supraîncălzirilor;

îmbătrânirea izolației;

mizerie;

cositorul folosit la lipituri se topește la supraîncălzire și cade între spire.

Bobinajele cu asemenea defecte se depistează repede datorită temperaturilor anormale.

Punerea la masă

Punerea la masă este determinată de mai multe cauze:

supratensiuni care pot produce străpungerea izolației;

praf depus, dacă prin intermediul lui se formează căi de conturnare;

condensarea pe izolații a vaporilor de apă care au pătruns odată cu aerul de răcire;

solicitări mecanice: accelerări și frânari excesive, corpuri străine pătrunse accidental în mașină;

tolele insuficient presate vibrează și deteriorează bobinajul din acea porțiune;

îmbătrânirea normală sau prematură a izolației.

Dacă locul punerii la masă nu este într-un loc vizibil, el se determină prin măsurători și încercări.

Scăderea rezistenței de izolație

Scăderea rezistenței de izolație apare în mod frecvent ca urmare a faptului că se umezește bobinajul.

Remedierea constă în uscarea bobinajului, utilizându-se una din următoarele metode:

încălzirea din exterior a mașinii nedemontate;

alimentarea cu tensiune redusă (se recomandă montarea mașinii pe un banc de probe);

încălzirea din exterior a mașinii complet demontate.

Mentenanța motorului NATIONAL OILWELL VARCO pentru utilizator (motor – frână)

Mentenanța motorului NATIONAL OILWELL AUTO cuprinde următoarele părți:

Mentenanța anuală sau la 60 ore de utilizare

Mentenanța motorului și a cutiei terminale

Curățarea și verificarea frânei

Testul de izolație

Mentenanța anuală sau la 60 ore de utilizare

Mentenanța motorului și a cutiei terminale

Tabelul 4.4.

Mod de operare

Instrucțiuni privind siguranța: Înaintea oricărei intervenții asupra motorului, închideți alimentarea cu curent a sistemului deschizând separatorul care alimentează ansamblul sistemului. Închideți cutia electrică și închideți alimentarea pentru a evita orice accident.

Curățarea și verificarea motorului

Curățați motorul pe partea sa exterioară: deschizături, guri de vizitare, îmbinări, etc.

Verificați starea exterioară a motorului: crăpături în vopsea, scurgeri de ulei, etc.

Pentru motoarele montate orizontal, verificați prezența eventuală a uleiului în buzunarul situat sub motor, lângă arborele de ieșire. Pentru a face asta, scoateți dopul și garniture (reper 71 și 72). În cazul în care cantitatea de ulei este importantă schimbați garniturile (reper 81).

Curățarea și verificarea cutiei terminale

Deschideți capacul ( reper 62 ) îndepărtând șuruburile ( reper 65 );

Suflați cu aer uscat, pentru a evacua praful;

Curățați praful rămas cu o cârpă

Curățați conexiunile electice

Strângeți conexiunile terminale

Verificați:

Starea cablurilor și a conexiunilor: cele fără înveliș sau corodate trebuie înlocuite;

Crăpăturile în vopseaua de protective ( risc de scurt circuit ): Înlocuiți toate piesele afectate;

Starea garniturilor capacului ( reper 63 ): Trebuie să fie flexibilă, la locul său și fără rupture; Înlocuiți-o dacă este necesar;

În cutia terminală nu există umiditate. În caz de umiditate, verificați sistemul de încălzire: cabluri, conexiuni și rezistența. Când toate verificările au fost terminate, închideți capacul cutiei terminale. Aveți grijă la poziția garniturii ( reper 63 ) când puneți la loc capacul.

Fig 4.3. Schema pentru mentenanța motorului și a cutiei terminale

Verificarea și curățirea frânei

Verificarea uzurii și schimbarea discului de frână

Tabelul 4.5.

Mod de operare

Instrucțiuni privind siguranța: Înaintea oricărei intervenții asupra motorului, închideți alimentarea cu curent electric. Închideți cutia echipamentului electric și închideți alimentarea pentru a evita orice accident.

Controlul uzurii garniturilor

Când frâna nu este alimentată electric, arcurile împing în afară plăcuța mobilă, ceea ce împinge în afară discul și capacul / carcasa. Când începeți să deșurubați șuruburile, discul este deci împins spre exterior.

Luați capacul ( reper 30 ) deșurubând șurubul ( reper 31 ). Lăsați două șuruburi diametral opuse și deșurubați-le pe jumătate unul după altul;

Scoateți discurile de frână ( reper 21 ), armătura mobilă ( reper 18 ) și arcurile ( reper 16);

Suflați și aspirați praful. Curățați praful rămas cu o cârpa înmuiata într-un produs degresant;

Măsurați grosimea garniturii cu ajutorul unui instrument de măsurat;

Când grosimea atinge 9 mm, schimbați discul de frână;

Dacă discul este încă în plaja de toleranță, montați-l la loc urmând pașii în sens invers.

Instalarea discului nou

Scoateți discul uzat din discul echipat scoțând șuruburile;

Instalați noul disc la locul său și puneți la loc șuruburile și rondelele / șaibele cu ajutorul unei chei dinamometrice;

Deșurubați contra – piuliță ( reper 25 ). Deșurubați șuruburile ( reper 26 ) astfel încât să nu depășească brida / clema;

Reglați discul:

Puneți plăcuța / armătura mobilă la locul ei. Nu puneți arcurile

Puneți discul echipat nou pe axă și împingeți la maxim

Discul trebuie să atingă armătura mobilă ( sau să fie foarte aproape). Apoi, cu atenție, înșurubați șuruburile ( reper 26 ) pe sfert pentru a avea un gol de 0,2-0,3 mm între disc și armătură

Strângeți contra – piulițele

Învârtiți discul de frână cu mâna, fără fricțiune. Dacă nu e cazul, reajustați șuruburile ( reper 26 )

Scoateți discul echipat și armătura mobilă

Puneți la loc arcurile ( reper 16 ) și apoi, armătura și discul echipat.

Asamblați totul, neuitând să aplicați o pastă pentru lipirea fețelor de sprijin ( reper 30 ): acestea trebuie să fie bine curățate în prealabil. Dați drumul alimentări cu curent electric și porniți motorul timp de 5 minute. Verificați manual că frâna nu este supra-încălzită ( mai ales capacul )

Daca frâna se supra- încălzește există 2 posibilități:

Șuruburile ( reper 26 ) sunt prea strânse: discul este în contact cu capacul ( distanța între disc și armătură / plăcuță este prea mare)

Șuruburile ( reper 26 ) nu sunt destul de bine strânse; discul este în contact cu plăcuța / armătura mobilă.

Fig 4.4. Schema pentru verificarea și curățirea frânei

Testul izolatiei

Tabelul 4.5.

Mod de operare

Măsurarea rezistenței de izolației

Instrucțiuni de siguranță: Înaintea oricărei intervenții asupra motorului închideți alimentarea cu curent a sistemului. Închideți cutia cu echipament electric și etanșeitați pentru a evita orice accident.

Pentru a verifica izolarea motorului folosiți un megohmetru: – setați megaohmetru pe 1000V – testați bobinajul statorului, rotorul, frâna și rezistența de încălzire

Rezultatul obținut nu trebuie să fie inferior valorii de 1 KΩ/Volți, deci pentru.440V=>0,44MΩ;

Dacă izolarea este prea slabă, deconectați componentele ( cabluri alimentare, inele și perii) și controlați-le unul câte unul.

Fig 4.5. Schema generală motorului NATIONAL OILWELL VARCO

Mentenanță vinci electric

Întreținerea electrică a vinciului

Întreținerea contactorilor electromecanici

Ni se recomandă să efectuăm inspecții periodice pentru a ne asigura că condițiile de funcționare ale materialelor rămân normale, garantând astfel longevitatea materialului.

Asigurați-vă de curațenia suprafețelor rectificate ale electro-magnetului suprafețe care nu trebuie să fie nici vopsite, nici zgâriate ( un solenoid foarte murdar poate fi eventual curățat cu triclor );

Asigurați-vă că nici un corp străin nu este introdus în circuitul magnetic.

Pentru contractori: niciodată nu piliți, nu curățați sau lubrifiați contactele polilor principali pentru ca evaziunile care se produc ca urmare a tăieturilor sub sarcină / încărcătura nu au efecte secundare dăunatoare.

Verificați ca polii și conexiunile sunt bine strânse

Metoda de reparare:

În general, în caz de pană:

Verificați siguranțele, întrerupătoarele de circuit și separatoarele;

Verificați tensiunile de alimentare;

Când o funcție nu este realizată, consultați lista părților componente și localizați elementul în cauză, reperul său, ca și folio și rândul liber / linia unde el apare. Controlerul automat “Programmable Logic Controller” face repararea mai ușoară, facilitând vizualizarea stadiului siguranțelor, a intrărilor și ieșirilor de control și de asemenea, dând posibilitatea efectuării de teste.

Vizualizarea intrărilor / ieșirilor. Starea intrărilor și ieșirilor este vizualizată în permanență.

Vizualizarea siguranțelor: Consultați în desenul principal folio intitulat INTRĂRI / IEȘIRI CONTROLOR PROGRAMABIL.

Teste ale intrărilor PLC (“Programmable Logic Controller”). Intrarea 11,8 este creată ca și intrare de control RUN/STOP automată. Dacă aceasta intrare este deconectată, programul nu poate fi executat și ieșirile sunt inactive. Aceasta permite testarea circuitelor intrărilor fără să alimenteze contactorii.

Vizualizarea stării automatice ( PLC ). Auto testele efectuate în permanență de programul automat PLC sunt vizualizate prin intermediul a 5 leduri / lumini în panoul display.

Tabelul 4.6.

În aplicația noastră, nu utilizăm deloc baterie. Așadar Luminița / ledul BAR rămâne aprins. În cazul unei lipse de conformitate cu starea normală a ledurilor, înlocuiți modulul defect sau PLC.

(1) Lipsa de alimentare intrare / ieșire, separarea unei căi, modul lipsa sau aflat în neconformitate cu configurația.

(2) Aplicație nevalidă în PLC sau defecțiune care blochează aplicația

DIAGNOSTIC

Modul diagnosticare poate fi accesat apăsând îndelungat ( > 1 sec) butonul ( se aprinde ledul DIAG).

Intrare sau ieșire defectă ( alimentare defectuoasă, separare a unei ieșiri, etc), ledul corespunzător clipește rapid;

Modul defect (absent, neconform cu configurația, stins / închis): toate ledurile corespunzatoare clipesc lent.

Ieșirea din modul diagnosticare – apăsați din nou îndelung ( > 1 sec) pe buton

Înlocuirea elementului defect

Un element defect trebuie să fie înlocuit cu un element de același tip și cu aceeași valoare și după ce cauza distrugerii sale a fost eliminată. În final, regăsiți-l.

Înlocuirea motorului

Respectați ordinea fazelor pentru conexiune. Dacă motorul nu se învarte în direcția corectă, inversați statorul.

Mentenanața releelor

Contactele releelor nu trebuie curățate sau pilite pentru ca aceste operațiuni deteriorează calitatea contactelor și le reduc considerabil longevitatea.

Vizualirarea defectelor

Tabelul 4.7.

D1: S-a detectat o oprire de urgență

D2: Sonda CTP din bobinele motorului detestează o temperatură excesivă

D3: Când motorul merge mai mult de 2 secunde cu ambreiajul în poziție greșită

D4: Nu se detectează curent în motor după 1 secundă de funcționare

D5: Funcționare”crestăturii” mai mult de 30 secunde*

D6: Sarcina/Încărcătura – în afara plajei de funcționare*

D7: Nu se detectează valoarea sarcinii/ăncărcăturii*

D8: Defect auto-amarare*

D9: Nefuncționarea anti-“pay-out”*

*Conform opțiunilor

Vizualizarea stării INTRĂRILOR / IEȘIRILOR

Trei module sunt simultan afișate:

3 module de bază ( ledul BASE aprins )

sau 2 module de extensie ( ledul EXT aprins )

Apăsarea scurtă a butonului permite selectarea vizualizării ( BASE sau EXT )

Când un modul de 64 de canale este present într-un slot, ledul corespunzător 64 este aprins. Apăsarea scurtă a butonului afișează fie primele 16 intrări și primele 16 ieșiri ( doar LED 64 este aprins), fie următoarele 16 intrări și următoarele 16 ieșiri ( LED 64 și 16 sunt aprinse).

Afișarea defectelor (modul DIAG)

Modul diagnosticare poate fi accesat apăsând îndelung (>1 sec) . Ledul DIAG este aprins.

Intrările sau ieșirile defecte ( alimentare defectuoasă, desprinderea unei ieșiri, etc): LED-ul corespunzător clipește rapid.

Modul defect ( modul lipsă, neconform cu configurația, nefuncțional, etc):toate LED-urile corespunzătoare clipesc lent.

Ieșirea din modul Diagnosticare se face apăsând lung butonul.

Alegerea schemei electrice de comandă a motorului de acționare a instalației de ancorare pentru nava tip portcontainer

Pentru comanda unui motor de o asemenea putere este recomandată alegerea unei scheme electrice de comandă cu relee și contactoare, schemă prezentată în Figura 4.7.

Fig 4.7. Schema electrică de comandă a acționării vinciului de ancoră cu relee și contactoare pentru motorul asincron trifazat cu rotor în scurtcircuit, cu trei trepte de viteză.

Pentru realizarea celor trei etape de viteză, în crestăturile statorului sunt dispuse două înfășurări separate dintre care una este comutabilă (triunghi-dublă stea). Înfășurarea comutabilă pentru conexiunea are numărul de poli , iar pentru conexiunea motorul are numărul de poli , ceea ce corespunde vitezelor sincrone de si . Înfășurarea necomutabilă este realizată cu numărul de poli , corespunzător vitezei sincrone de .

Elementele componete ale schemei electrice:

Situația elementelor schemei la aplicarea tensiunii de la rețea

Se închide separatorul pentru aplicarea tensiunii schemei de comandă. Controlerul fiind pe poziția zero sunt închise contactele și . Sunt alimentate releele și care închid contactele , , , și deschide contactul . Se aprinde lampa de semnalizare și schema este pregătită pentru funcționare.

Funcționarea

Pe poziția 1 „VIRA” sunt închise contactele , , și se deschide contactul .

Tensiunea de alimentare a schemei de comanda se menține prin contactul releeului de tensiune minimă . Sunt închise circuitele de alimentare pentru contactoarele și . Contactele principale ale acestor contactoare conecteză înfășurarea comutabilă cu conexiunea () la rețeaua de alimentare. Motorul pornește cu viteza minimă în sensul de virare a ancorei la bord.

În Fig 4.8. sunt prezentate caracteristicile mecanice ale acționării cu motor asincron cu trei trepte de viteză.

Fig 4.8. Caracteristicile mecanice ale acționării cu motor asincron cu trei trepte de viteză

În poziția 1 a controlerului corespunzătoare turației minime, punctul de funcționare se situează pe caracteristica mecanică 1.

În poziția 2 „VIRA” se deschide contactul și se închid contactele pentru contactoarele , , în ordinea , . Ca urmare se schimbă conexiunea înfășurării comutabile din în și, corespunzator, se modifică numărul de poli de la la . Turația motorului electric va crește de la valoarea minimă la valoarea medie.

La mutarea controlerului pe poziția 3, se deschid contactele , și se închide contactul . Fiind deschis și contactul , se întrerupe alimentarea contactoarelor , și este alimentat contactorul . Prin această înfășurare comutabilă este scoasă de sub tensiune și se cuplează la rețea ce a de-a doua înfășurare, care asigură viteză mare de funcțioanare a motorului electric. Punctul de funcționare se mută pe caracteristica mecanică 3.

Pe poziția 3 a controlerului, alimentarea releului este menținută din propriul contact .

Schema fiind simetrică, funcționarea pe pozițiile „FILA” ale controlerului este identică.

Așa cum se observă din reprezentarea caracteristicilor mecanice din Figura 4.8., comutarea – utilizată pentru înfășurarea comutabilă asigură schimbarea turației de la simplu la dublu și reducerea la jumătate a cuplului, menținându-se constantă puterea motorului electric. Această soluție este optimă pentru acționările de la bordul navei întrucât prin comutare nu se produc șocuri de curent în rețea.

Înfășurarea necomutabilă pentru viteza mare se realizează pentru aceeași putere astfel încât la comutarea treptelor de viteză puterea absorbită de motorul electric din rețea rămâne constantă pentru o anumită valoare a cuplui de sarcină.

Caracteristica mecanică 2 corespunzătoare vitezei medii reprezintă caracteristica de bază pentru funcționarea motorului electric de acționare a cabestanului de ancoră. Viteza mică se folosește pentru poziționarea ancorei în nară, iar viteza mare pentru ridicarea ancorei după smulgere.

Protecția

La funcționarea motorului electric cu viteză mare, în cazul apariției unei suprasarcini care se menține o anumită durată, releu de sarcină asigură scăderea automată a vitezei. Controlerul de comandă fiind pe poziția 3, dacă apare o suprasarcină de durată, acționeză releul și se deschide contactul , prin care se întrerupe alimentarea releului . Prin deschiderea contactului se întrerupe alimentarea contactorului , iar prin închiderea contactului se conectează alimetarea contactoarelor și . Înfășurarea corespunzătoare vitezei mari este scoasă de sub tensiune și se pune sub tensiune înfășurarea comutabilă cu conexiunea .

Motorul electric își va reduce automat viteza de la valoare mare la valoare medie. Contacul se deschide și lampa de semnalizare se stinge indicând funcționarea protecției de sarcină cât și faptul că poziția controlerului nu mai este în concordanță cu viteza reală a motorului electric.

Dacă trecerea a câteva zeci de secunde releu își închide din nou contactul însă circuitul releu nu se stabilește întrucât pe poziția 3 a controlerului este deschis contactul . Pentru conectarea din nou a înfășurării de viteză mare este necesar să se revină cu controlerul pe poziția 2 și după aceea să se treacă pe poziția 3. La revenirea pe poziția 2 se închide circuitul de alimentare al releului și se aprinde lampa , indicând faptul că poziția controlerului este în concordanță cu viteza motorului.

Protecția maximală de current este asigurată de relee termice , , . La depășirea de durată peste o anumită limită a curentului nominal, contactele releelor termice întrerup funcționarea motorului electric prin deschiderea circuitului de alimentare a releului de tensiune minimă.

Protecția de tensiune minimă este asigurată de releul .

În situațiile în care condițiile de exploatare impun ca necesară funcționarea instalației chiar cu riscul de a deteriora, schema este prevăzută cu posibilitatea de anulare a protecției. Prin apăsarea butonului este alimentat releul care, prin contactele și , anulează protecția de sarcină și protecția maximală. Anularea protecției durează cât timp se ține apăsat butonul . Operatorul trebuie să cunoască faptul că prelungirea timpului de apăsare peste o anumită limită duce la arderea motorului electric.

CAPITOLUL 5

Calculul de alegere și verificare a motorului electric de acționare a instalației de ancorare pentru o navă tip portcontainer

Caracteristicile constructive ale navei

Lungime totală: ;

Lungime între perpendiculare: ;

Lățime: ;

Înălțime de construcție: ;

Pescajul corespunzător liniei de încărcare de vară: ;

Deplasamentul corespunzător liniei de încărcare de vară: .

Calculul caracteristicii de dotare

în care:

– deplasamentul volumetric al pescajului corespunzător liniei de încărcare de vară:

unde: este densitatea apei de mare.

– înălțimea de la linia de încărcare de vară până la fața superioară a învelișului punții celui mai înalt ruf, care se calculează în modul următor:

unde: – distanța măsurată pe verticală, la secțiunea maestră, de la linia de încărcare de vară până la fața superioară a învelișului punții superioare;

– înălțimea în plan diametral, a fiecărui nivel al suprastructurii sau rufului cu o lățime mai mare de ;

La nava de față, suprastructurile sau rufurile ce au o lățime mai mare de sunt în număr de două.

– suprafața velică în limitele lungimii navei, considerată de la linia de încărcare [m2]. La determinarea valorii A se va ține seama numai de suprafața velică a corpului navei, suprastructurilor sau rufurilor având lățimea mai mare de 0,25B.

unde: – aria suprafeței velice a corpului navei; pentru nava de față (ANEXA 1), având în vedere forma constructivă a acesteia, poate fi calculată după formula:

– aria suprafeței velice a suprastructurilor sau rufurilor având lățimea mai mare de :

Așadar, suprafața velică a navei este de:

Introducând rezultatele obținute în formula de calcul (1) pentru caracteristica de dotare a navei, se obține:

Alegerea tipului și caracteristicilor principale ale instalației de ancorare-acostare

În funcție de valoarea caracteristicii de dotare, se aleg din ANEXA 2 caracteristicile instalației de ancorare. Conform acesteia, caracteristica de dotare a navei de față se încadrează în limitele :

ancore principale:

număr: ;

masa fiecărei ancore ;

lanțuri pentru ancorele principale:

lungimea totală unui lanț ;

calibru lanțului pentru ancorele principale:

tip 1: ;

tip 2: ;

tip 3: ;

lungimea parâmelor de remorcă: ;

forța totală de rupere a parâmei de oțel: ;

numărul parâmelor de legare: ;

lungimea unei parâme de legare: ;

forța totală de rupere a parâmei de oțel: .

În funcție de caracteristicile mecanice ale oțelurilor din care se execută lanțurile de ancoră, acestea sunt de trei tipuri, corespunzătoare a trei categorii de oțeluri:

tip 1 – oțel categorie 1 cu ;

tip 2 – oțel categorie 2 cu ;

tip 3 – oțel categorie 3 cu ,

unde este rezistența la rupere a materialului.

Poate fi calculată forța de rupere a lanțului de ancoră, având în vedere ca s-a optat pentru un lanț confecționat din oțel de categoria 3:

Instalația de ancorare-legare

Puterea motorului de acționare a mecanismului de ancorare trebuie să asigure tragerea neîntreruptă timp de 30 minute a unui lanț de ancoră împreună cu ancora, cu o viteză de cel puțin și cu o forță de tracțiune la barbotină cel puțin egală cu cea determinată cu formula:

unde: pentru lanțuri de categoria 1;

pentru lanțuri de categoria 2;

pentru lanțuri de categoria 3;

Pentru desprinderea ancorei de fund, mecanismul de acționare al instalației trebuie să asigure timp de 2 minute crearea în lanț, pe o barbotină a unei ancore, a forței de tracțiune de cel puțin .

Mecanismul de ancorare trebuie să aibă un dispozitiv de frânare corespunzător unei forțe în lanț la barbotină de cel puțin .

Pentru calculul cabestanului sau vinciului de manevră se va avea în vedere ca forța nominală de tracțiune a acestora să nu depășească din forța totală de rupere a parâmelor de legare:

Viteza de virare a parâmei de manevră, la primul strat de înfășurare a parâmei pe tambur, la efortul nominal de tracțiune trebuie să fie minimum:

la o forță de tracțiune mai mică de ;

la o forță de tracțiune de ;

la o forță de tracțiune de ;

la o forță de tracțiune mai mare de .

În ANEXA 3 se prezintă parametrii de bază pentru mecanismele de ancorare destinate navelor de suprafață și care pot avea comandă locală, de la distanță sau automată. Având în vedere faptul că la punctul 3 s-a optat pentru un calibru de lanț (tip 3), se va alege din ANEXA 3, din categoria „Mecanisme din grupa întâi”, tipul mecanimului de ancorare în funcție de această valoare:

model: ;

adâncimea de calcul pentru ancorare: ;

calibrul lanțului:

obișnuit ;

de rezistență ridicată: ;

viteza de ridicare a lanțului:

normală: ;

nu mai mică de: ;

forța nominală de tracțiune la cabestan: ;

viteza de tragere a parâmelor de manevră:

normală: ;

mică: ;

mare: .

Pentru cabestanele și vinciurile de ancorare-legare, forța de trancțiune specifică (presiunea) la barbotină are valorile prezentate în ANEXA 4. Așadar, se aleg din ANEXA 4 valorile de la grupa întâi a mecanismului, model :

forța de tracțiune specifică la barbotină pentru tragerea lanțului de ancoră:

cu viteză nominală: ;

cu viteză mică: ;

constanta de calcul ;

M pentru lanțuri obișnuite: ;

M pentru lanțuri cu rezistență ridicată: .

Instalația de remorcare

Forța totală de rupere a fiecărei parâme de remorcă trebuie să fie cel puțin de trei ori forța nominală de tracțiune (), iar lungimea de cel puțin .

Calculul forțelor care acționează în lanțul de ancoră pe timpul staționării navei la ancoră și determinarea lungimilor de lanț

Fig. 5.1. Forțele de tracțiune în lanțul de ancoră:

– lungimea liber suspendată; – adâncimea; – înălțimea narei deasupra apei

Pentru calculul instalației de ancorare este necesar să se determine acțiunea forțelor experioare care acționează asupra navei pe timpul staționării la ancora: forța curentului, , și forța vântului, , a căror rezultantă este forța perturbatoare, .

Forța curentului se determină cu formula:

unde: – coeficient de frecare cu apa;

– coeficient de corecție pentru influența curburii corpului; valoarea acestuia se alege din tabelul următor în funcție de raportul dintre lungimea și lățimea navei:

Tabelul 5.1.

– majorarea coeficientului de frecare datorită asperităților corpului navei; valorile inferioare se adoptă pentru bordaje sudate, iar valorile superioare pentru bordaje cu asperități pronunțate;

– viteza navei la tragerea lanțului;

– viteza curentului apei.

Pentru nava cu raion nelimitat de navigație se ia în calcul valoarea maximă a curenților. De regulă, se alege pentru calcule viteza curentului până la , având în vedere că în situații mai grele, pentru ridicarea ancorei lucrează și elicea navei.

unde: sunt dimensiunile navei;

– coeficient care ține seama de forma c orpului navei.

Introducând valorile în formula de calcul (13), forța curentului va fi:

Forța vântului se determină cu formula:

unde: este coeficientul de presiune al vântului;

Forța perturbatoare este rezultanta primelor două forțe:

Condiția de staționare sigură la ancoră a navei este:

În urma rezolvării ecuației curbei lănțișorului (Fig. 5.), se obțin pentru valorile forțelor și următoarele expresii:

în care: – greutatea în aer a lanțului de ancoră; în funcție de calibrul lanțului, se obține:

b – înălțimea narei de ancoră deasura apei; valoarea b se neglijează în comparație cu valoarea H.

Determinarea lungimilor de lanț

Înlocuind cu în formula de mai sus și neglijând valoarea în comparație cu , se poate determina lungimea lanțului de ancoră liber suspendat:

unde este un coeficient de reducere a greutății în apa de mare; se poate calcula astfel:

Așadar, lanțul liber suspendat va avea o lungime de:

Partea lanțului care se așează liber pe fund este:

Calculul forțelor care acționează în lanțul de ancoră, la barbotină, pe timpul ridicării ancorei

Etapa I. Tragerea navei pe lanț cu forță de tracțiune constantă, până la ridicarea ultimei verigi așezată liber pe fund. Nava se deplasează spre locul de fundarisire a ancorei, iar forma lănțișorului rămâne neschimbată. Forța în lanț la barbotină este:

în care: este randamentul funcțional al narei de bordaj.

Etapa a II-a. Aducerea navei deasupra ancorei. Nava continuă să fie trasă spre locul de fundarisire a ancorei. Forma lănțișorului se schimbă continuu și, odată cu aceasta, forța de tracțiune în lanț crește continuu, iar motorul electric este solicitat să dezvolte cupluri din ce în ce mai mari. Forța de tracțiune crește liniar față de forța constantă din prima etapă, ajungând până la valoarea de smulgere a ancorei.

Etapa a III-a. Smulgerea ancorei de pe fund. Forța necesară smulgerii ancorei de pe fund nu poate fi determinată teoretic, întrucât ea depinde de mai mulți factori care nu pot fi introduși în calcule. Forța necesară smulgerii ancorei de pe fundul apei se calculează cu formula empirică:

în care este coeficientul forței de ținere al ancorei;

– greutatea ancorei în aer:

Forța totală de tracțiune în lanț, în momentul desprinderii, pe care trebuie s-o dezvolte motorul electric este:

Etapa a IV-a. Ridicarea ancorei suspendată liber. Imediat după smulgere, forța de tracțiune în lanț la barbotină va fi:

Pe parcursul etapei de ridicare, forța de tracțiune scade continuu pe măsură ce se virează lanțul de ancoră la bord, fiind egală la sfârșitul operațiunii cu greutatea ancorei ajunsă la suprafața apei:

Etapa a V-a. Tragerea ancorei în nară. Pe măsură ce ancora intră în nară, forța de tracțiune crește ca urmare a măririi coeficientului de frecare, fiind către sfârșitul operațiunii egală cu .

Regimul de avarie. Un caz deosebit în funcționarea instalației de ancorare îl reprezintă funcționarea în „regim de avarie”, care presupune virarea ancorei de la o adâncime egală cu lungimea totală a lanțului de ancoră. Într-o astfel de situație, dacă lanțul este foarte lung, solicitarea motorului poate fi mult mai mare decât în cazul smulgerii ancorei din cazul precedent. De aceea, este necesar a se verifica comportamentul motorului pe durata acestui regim. Astfel, forța de tracțiune în regim de avarie se poate calcula în felul următor:

iar la finalul regimului este:

Alegerea motorului electric de acționare a mecanismului de ancorare-acostare

Calculul motorului are în vedere determinarea solicitărilor maxime la care acesta este supus în condiții normale și de avarie, precum și alegerea motorului din cataloagele specializate.

Se determină cuplul nominal de calcul

Inițial se calculează cuplul mecanic necesar a fi furnizat de către motor în cele mai defavorabile situații posibile:

la smulgerea ancorei de pe fundul apei; cuplul necesar smulgerii ancorei de pe fundul apei se calculează cu relația:

unde: este raza barbotinei; barbotinele au de regulă pe circumferință cinci locașuri pentru lanț, iar pasul lanțului sau lungimea unei velici este de . De aici rezultă că raza barbotinei este:

– randamentul funcțional al transmisiei mecanice; valorile inferioare corespund mecanismelor cu melc – roată melcată cu autofrânare, iar cele superioare pentru transmisii cu roți dințate cilindrice, fără autofrânare;

– randamentul funcțional al narei de punte;

– raportul de transmisie al vinciului de ancoră; valoarea se alege din considerente de alegere optimă a turației motorului electric;

la virarea ancorei de la o adâncime egală cu lungimea totală a lanțului, caz în care:

la ridicarea simultană a două ancore suspendate liber, de la adâncimea a apei, caz în care:

Datorită faptului că pe parcursul situațiilor amintite motorul se află în regim de suprasarcină, pentru calculul cuplului nominal al motorului se va utiliza relația:

unde: – cuplul maxim al motorului electric;

– coeficientul de suprasarcină al motorului electric.

Se determină turația nominală de calcul

În ceea ce privește turația motorului, aceasta se poate determina prin prisma vitezei de virare a lanțului. Turația nominală de calcul a motorului este:

unde: – turația motorului ce corespunde vitezei medii de virare a ancorei:

în care: – viteza medie de virare a ancorei, valoarea impusă de către societățile de clasificare și parametrii mecanismelor de ancorare-acostare, prezentați în ANEXA 3.

– coeficient dat de relația:

în care este valoarea estimată a alunecării nominale; în cazul unui motor asincron cu rotor în scurtcircuit, se va considera .

Se determină puterea nominală de calcul

Se alege motorul electric

Se alege din catalogul de motoare destinate funcționării în serviciu de scurtă durată – S2 (vezi Anexa 5), pentru durata de funcționare , motorul ai cărui parametri nominali satisfac relațiile:

și se determină caracteristicile mecanice corespunzătoare celor 3 trepte de viteză.

Astfel, s-a ales din documentația de la navă a motorul electric cu rotorul în scurtcircuit, cu trei trepte de viteză, tip , ce funcționează la tensiunea nominală, , având următoarele caracteristici:

Tabelul 5.2.

Se verifică dacă cuplul maxim al motorului ales, la turația mică, în cazul motorului cu trei trepte de viteză, este mai mic decât din valoarea la care lanțul de ancoră se poate rupe:

unde: ;

– forța de rupere a lanțului de ancoră, calculată cu relația (9).

Se verifică posibilitatea pornirii motorului la turația medie, când ancora este suspendată la o adâncime egală cu lungimea totală a lanțului:

unde: ;

coeficientul ține seama de posibilitatea micșorării tensiunii de alimentare și creșterea frecărilor în acest caz.

Calculul forței la barbotină pentru ridicarea lanțului de ancoră cu viteză mică:

în care parametrii și se iau din ANEXA 4.

Determinarea cuplului minim calculat:

Determinarea turației minime necesare:

Determinarea puterii minime necesare:

Calculul cuplului la axul motorului electric în perioada de tragere a parâmei de acostare cu forța de tragere nominală:

în care este forța de tracțiune, conform ANEXA 3;

– randamentul de transmisie al vinciului de manevră;

– raza tamburului de manevră; se calculează astfel:

unde:

– diametrul parâmei de oțel;

c –circumferința parâmei de oțel;

.

Înlocuind în relația (51), se obține:

Înlocuind în formula (49), se obține:

Calculul forței de frânare la barbotină pentru menținerea frânată a axului motorului electric în cazul dispariției tensiunii de alimentare:

în care: este un coeficient care se alege din ANEXA 4.

Cuplul necesar al frânei electromagnetice la axul motorului electric (cuplul de rotație):

Calculul diagramelor de sarcină și verificarea motorului ales

După alegerea motorului electric de acționare se determină valorile cuplului de sarcină:

pentru fiecare din cele patru etape de virare a ancorei și duratele respective, iar pe baza lor se construiește diagrama de sarcină .

Pentru regimul de avarie, valorile cuplului de sarcină sunt:

Pentru a putea calcula duratele de funcționare ale motorului electric este necesar să se determine valorile turației motorului, în funcție de cuplul de sarcină, pentru fiecare etapă de virare a ancorei:

în care: – turația de sincronism la viteza de bază ();

– exponentul caracteristicii mecanice specific motorului asincron;

– coeficient ce caracterizează alunecarea relativă a motorului electric:

unde – alunecarea nominală a motorului ales la viteza de bază ():

– turația la viteza de bază a motorului ales

Așadar:

În continuare se determină duratele de funcționare ale motorului electric, pe etape:

Durata totală a ciclului este:

în care este un coeficient care ține seama de înrăutățirea condițiilor de ventilație în etapa a III-a de virare a ancorei.

Fig. 5.2. – Diagrama de sarcină a acționării electrice în regim normal de funcționare

Durata ridicării ancorei în regim de avarie este:

Fig.5.3. – Diagrama de sarcină a acționării electrice în regim de avarie

Verificarea motorului ales la încălzire

În continuare se face verificarea la încălzire a motorului ales prin metoda cuplului echivalent. Dacă se consideră , se poate scrie:

Cuplul echivalent, calculat cu relația (69), trebuie să satisfacă condiția:

Așadar, condiția a fost satisfăcută și, deci, motorul ales este potrivit pentru acționarea instalației de ancorare-acostare proiectate.

Verificarea motorului ales pentru regimul de avarie

Se determină lungimea de lanț scufundat liber care poate fi ridicată de motorul electric în regimul de avarie:

în care: – cuplul de pornire al motorului ales;

Se determină raportul . Acționarea electrică trebuie să asigure ridicarea ancorei care atârnă de lanț și o lungime a lanțului de din lungimea lui totală. Cu alte cuvinte, motorul electric ales satisface regimul de avarie dacă (valoare minimă admisă).

Așadar, motorul satisface regimul de avarie.

Verificarea motorului ales în vederea asigurării vitezelor necesare pentru tragerea parâmelor de acostare

Se calculează cuplul la axul motorului pentru tragerea parâmelor de acostare cu viteză mică (pentru parâma de oțel):

și cu viteză mare (parâmă fără încercare de sarcină):

Din caracteristica mecanică a motorului ales, pentru valorile cuplurilor , se determină turațiile cu ajutorul formulei (59):

Pentru calculul valorii va trebui să se calculeze, pe rând, alunecarea – cu relația (61), coeficientul ce ține seama de alunecare – cu relația (60), și cuplul motorului – cu relația (62), la turația minimă (:

Se procedează analog și pentru determinarea valorii , însă pentru treapta de turație mare a motorului (:

În funcție de aceste turații, se vor calcula vitezele de tragere a parâmelor (din oțel) și se vor compara cu cele date în funcție de caracteristica de dotare a navei:

iar viteza de înfășurare dată este de ;

iar viteza de înfășurare dată este de ;

iar viteza de înfășurare dată este cuprinsă între valorile ;

Se verifică, de asemenea, dacă motorul satisface și condiția de evitare a ruperii parâmei la funcționarea motorului cu turație medie:

Verificarea motorului ales la efortul maxim aplicat în lanțul de ancoră

Forța maximă în lanțul de ancoră, dată de cuplul de pornire al motorului, este:

Această forță nu trebuie să depășească jumătate din forța de probă a lanțului.

Ca atare, motorul satisface toate condițiile de alegere.

CAPITOLUL 6

Concluzii finale

Prezentul proiect de diplomă tratatează tema generală privind o navă tip portcontainer de 5000 TEU numele acesteai fiind CMA – CGM BLUE WHALE, iar la tema specială calculul instalației de ancorare.

În capitolul 1 s-a făcut o scurtă introducere în problematica evoluției flotei comerciale mondiale între anii 2007 și 2010. Punându-se în evidență creșterea capacităților de încărcare, a rutelor și vârsta navelor de tip portcontainer. Toate acestea reies din diagramele prezentate.

În capitolul 2 s-au evidențiat caracteristicile tehnice și de exploatare ale navelor de tip portcontainer, unde este de fapt aleasă nava pentru tema specială. Tot în același capitol s-a făcut o descriere generală a instalației de ancorare scoțând în evidență elementele constructive ale acestui mecanism și caracteristicile tehnice ale centralei electrice luate de la nava pentru tema specială.

În capitolul 3 se efectuează calculul instalației de iluminat pentru compartimentul bucătărie. Calculul instalației de iluminat a scos în evidență părțile componente și dimensiunile compartimentului, cum ar fi: lămpile cu tuburi fluorescente, înălțimea, lungimea, lățimea.

În capitolul 4 s-au prezentat prevederile registrelor de clasificație BUREAU VERITAS privind vinciurile și cabestanele de ancoră scoțând în evidență acționările, frânele și cuplajele , barbotinele, protecțile la suprasarcină, verificarea rezistenței, toate acesta fiind prezentate la modul general. Tot aici s-au evidențiate perioadele de lucru S2 ale unui motor electric de acționare numerotate de la 1 la 5: cuplarea barbotinei, recuperarea lanțului de pe fundul mării, smulgerea ancorei, recuperarea ancorei și așezarea ancorei la post. În același capitol am abordat defectele ce pot apărea în funcționarea motoarelor electrice de acționare a vinciurilor de ancorare, legare și remorcare. Spre finalul capitolui se face alegerea schemei electrice de comandă a motorului de acționare a instalației de ancorare pentru o navă tip portcontainer lunâdu-se valori din capitolul 5 și mentenanța motorului NATIONAL OILWELL VARCO și cea a unui vinci de ancoră electric de pe nava care constituie tema generlă.

În capitolul 5 se efectuează calculul de alergere și verificare a motorului electric de acționare a instalației de ancorare pentru o navă tip portcontainer de 5000 TEU.În acest capitol contribuția personală a fost de a căuta în documentația navei aleasă ca suport caracteristicile tehnice privind partea generală a navei, iar apoi privind partea instalației de ancorare și de a pune în evidență rezultatele obținute prin calcul cu ajutorul programului Microsoft Excel.

Bibliografie

Zaharia Ion – “Sisteme de acționări electrice la bordul navelor”, I.M.C. Constanța, 1991

Căluianu D., Stan S – “Instalații electrice la bordul navelor”, Editura Tehnică, București 1981

I. Cioc, M. Catrina – “Tehnologia fabricării aparatelor electrice”, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1976

E. Pietrăneanu – “Reguli privind proiectarea, execuția și exploatarea instalațiilor electrice”

G. Hortopan – “Alegerea aparatajului electric”

A. Kelemen – “Acționări electrice”, Editura Didactică și Pedagogică, București 1979

Freidzon I.R. – “Acționarea electrică a mecanismelor”, Editura Tehnică București 1979

A. Fransua, R. Măgureanu – “Mașini și sisteme de acționare electrică”, Editura Tehnică, București 1978

R.N.R. Partea a-III – “Instalații, echipamente și dotări”, Ediția 1990

CMA – CGM BLUE WHALE documentație

Dobref V., Nanu D. – “Îndrumar de laborator de Instalații electrice navale“, Editura ANMB, 2009

Gheorghiu S. – “Exploatarea și întreținerea instalațiilor electrice navale“, Constanța 2008

United Nations conference on trade and development (U.N.C.T.A.D.) – http://unctad.org/en/Pages/Publications/Review-of-Maritime-Transport-%28Series%29.aspx

The Platou Report – http://www.platou.com/dnn_site/LinkClick.aspx?fileticket=VuH1xdQrCUE%3d&tabid=541

DANMARKS SKIBSKREDIT – http://www.skibskredit.dk/~/link.aspx?_id=AC96330ACBCF4E12B09665EDE4C9A137&_z=z

Community of European shipyards associations (C.E.S.A.) – http://www.cesa-shipbuilding.org/links_downloads#

ANEXE

ANEXA 1

Planul navei, scara 1:300

ANEXA 2-1

Tipul și caracteristicile instalației de ancorare în funcție de caracteristica de dotare a navei pentru toate tipurile de nave, cu excepția navelor de pescuit

ANEXA 2-2

Tipul și caracteristicile instalației de ancorare în funcție de caracteristica de dotare a navei pentru toate tipurile de nave, cu excepția navelor de pescuit

ANEXA 2-3

Tipul și caracteristicile instalației de ancorare în funcție de caracteristica de dotare a navei pentru toate tipurile de nave, cu excepția navelor de pescuit

ANEXA 2-4

Tipul și caracteristicile instalației de ancorare în funcție de caracteristica de dotare a navei pentru toate tipurile de nave, cu excepția navelor de pescuit

ANEXA 2-5

Tipul și caracteristicile instalației de ancorare în funcție de caracteristica de dotare a navei pentru toate tipurile de nave, cu excepția navelor de pescuit

ANEXA 2-6

Tipul și caracteristicile instalației de ancorare în funcție de caracteristica de dotare a navei pentru toate tipurile de nave, cu excepția navelor de pescuit

ANEXA 3

Tipuri și parametri de bază ai mecanismelor de ancorare-acostare

ANEXA 4

Forța de tracțiune specifică (presiunea) la barbotină pentru cabestanele și vinciurile de ancorare-acostare

Bibliografie

Zaharia Ion – “Sisteme de acționări electrice la bordul navelor”, I.M.C. Constanța, 1991

Căluianu D., Stan S – “Instalații electrice la bordul navelor”, Editura Tehnică, București 1981

I. Cioc, M. Catrina – “Tehnologia fabricării aparatelor electrice”, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1976

E. Pietrăneanu – “Reguli privind proiectarea, execuția și exploatarea instalațiilor electrice”

G. Hortopan – “Alegerea aparatajului electric”

A. Kelemen – “Acționări electrice”, Editura Didactică și Pedagogică, București 1979

Freidzon I.R. – “Acționarea electrică a mecanismelor”, Editura Tehnică București 1979

A. Fransua, R. Măgureanu – “Mașini și sisteme de acționare electrică”, Editura Tehnică, București 1978

R.N.R. Partea a-III – “Instalații, echipamente și dotări”, Ediția 1990

CMA – CGM BLUE WHALE documentație

Dobref V., Nanu D. – “Îndrumar de laborator de Instalații electrice navale“, Editura ANMB, 2009

Gheorghiu S. – “Exploatarea și întreținerea instalațiilor electrice navale“, Constanța 2008

United Nations conference on trade and development (U.N.C.T.A.D.) – http://unctad.org/en/Pages/Publications/Review-of-Maritime-Transport-%28Series%29.aspx

The Platou Report – http://www.platou.com/dnn_site/LinkClick.aspx?fileticket=VuH1xdQrCUE%3d&tabid=541

DANMARKS SKIBSKREDIT – http://www.skibskredit.dk/~/link.aspx?_id=AC96330ACBCF4E12B09665EDE4C9A137&_z=z

Community of European shipyards associations (C.E.S.A.) – http://www.cesa-shipbuilding.org/links_downloads#