Instalația de inversare a sensului de rotație [629763]

Universitatea “OVIDIUS” din Constanța, Facultatea de Inginerie Mecanică,
Industrială și Maritimă

PROIECT
INSTALAȚII NAVALE DE BORD
“Instalația de inversare a sensului de rotație”

Profesor îndrumător : Ș.L. dr. Ing. Pintilie Alexandru
Student: [anonimizat] : Sisteme și Echipamente Navale , anul III

2016 – 2017

2 Capitolul 1
Descrierea general ă a navei și rolul acesteia în contextul general al
navelor civile
Remorcherele sunt nave destinate transportului și manevrei, prin tracțiune sau împi ngere,
a altor nave sau a altor construcții navale plutitoare. La nevoie, acestea pot fi folosite și pentru
operațiuni de salvare a altor nave [2].
Caracteristică principală a remorcherelor o constituie instalația de remorcare, cu care s e
fizează și se manevrează cablurile de remorcă. La remorcherele mici, această instalație se reduce
la cârligul de remorcă care este prevăzut cu un arc puternic pentru amortizarea șocurilor. La
remorcherele mari, la care forța de tracțiune ajunge la 80 -100 tf, sunt prevăzute trolii de remorcă
pentru modificarea după necesități a lungimii cablurilor de remorcă precum și o serie de dispozitive
mecanice pentru frânarea acestora. Cârligul de remorcă și instalațiile de manevră sunt așezate pe
puntea superioară ș i mijlocul navei pentru o mai bună manevrare și sunt protejate de niște arce
speciale de susținere instalate la pupa navei.
Navele de tip remorcher se împart în două categorii : fluviale și maritime. În ambele
categorii sunt incluse ca tipuri caracteristice : remorchere de linie (de mare liberă) ; remorchere
portuare; remochere de salvare. Remorcherele de linie (de mare liberă) efectuează remorcaje pe
distanțe mari pe când cele portuare efectuează remorcaje și ajută la manevra navelor mari în
interiorul său sa u în radele porturilor. Remorcherele de salvare sunt destinate în special pentru
scoaterea de pe uscat a navelor eșuate, ajutarea navelor avariate sau incendiate pe timpul navigației
și remorcarea acestora până în portul cel mai apropiat.

Fig.1.1 Remorcher de ape interioare [6] Fig.1.2 Remorcher de salvare [7]

Primul remorcher utilizat, Charlotte Dunoas, a fost construit în 1802 de către inginerul
scoțian William Symington și a fost dotat cu un motor cu abur Watt având roți cu zbaturi pentru
propulsie. Efectua remorcajul navelor pe râul Clyde din Scoția.

3
În România, pentru remorcarea convoaielor în sectorul cataractelor și Porților de Fier,
înainte de al doilea război mondial, navigația fluvială dispunea de 2 remorchere cu zbaturi:
Decebal și Traian construite în 1916 și respectiv 1911. De aesemenea Societatea Română de
Navigație pe Dunăre avea în dotare 2 remorchre construite în 1930 și 1931, cu puteri de 200 și
1000 CP [5].

1.1. Destinația și tipul navei

Nava analizată este un remorcher destinat operațiunilor portuare de radă , cu o singură elice,
corpul metalic, ruful lemnos și cabină descoperită (cockpit). (Fig. 1.3 – 1.6)

Fig. 1.3 Vedere din prova [3] Fig. 1.4 Vedere din pupa [3]

Fig. 1.5 Vedere din babord [3] Fig. 1.6 Vedere din tribord [3]

4 1.2. Datele tehnice principale ale navei

• Dimensiuni principale ale navei:
– lungimea – 12,61 m;
– lățimea – 3,23 m;
– înălțimea bordului liber la cuplul maestru, la plina încărcare – 1 m.

• Greutățile navei sunt:

– normală – 8,81 t;
– fără echipamente – 7,86 t;
– la plină încărcare – 9,4 t;
– totală, la plină încărcare, fără oameni (greutatea de ridicare) – 8,43 t

• Pescajele navei

Încărcare Tpv Tpp Tgabarit
Normală, cu 4 persoane 0,68 0,55 –
La plină încărcare 0,59 0,64 1,20

• Înălțimile metacentrice ale navei sunt:
– înălțimea metacentrică transversală cu greutate normală și patru pasageri – 0,78 m;
– înălțimea metacentrică transversală la plină încărcare și patru pasageri – 0,71 m.

5
Fig. 1.7 Diagrama stabilității statice și dinamice a navei [3]

• Calitățile nautice ale navei

După regulile de clasificare ale Registrului URSS, 1970, ambarcațiunea aparține normelor
de navigație de categoria a III -a. Calitățile nautice permit o navigare în ape deschise cu marea
având gradul de agitație de 4 grade Beaufort.
Viteza de marș în apă calmă, la greutate normală, cu patru pasageri și turația motorului n
= 1500 rot/min este de ( 13,0÷13,5) Nd.

Autonomia, la viteza de 13 Nd, este de 75 Mm.

• Diametrul girației
Aproxim ativ 4 lungimi de ambarcațiune.
• Echipaj
2 persoane.
• Pasageri
11 persoane.

6 • Instalația de propulsie
Motor principal de tip D iesel 3D6S.
• Gabarit
Are gabarit pentru tran sportarea pe căile ferate URSS.
• Sistemul electric
Siste m bifazat (format din 2 fire).
• Tensiunea la bord
Genul curentului electric: continuu (24÷28) V.
• Nescufundabilitate
Inundarea unui singur compartiment (oricare).

I.3. Compartimentarea ambarcațiunii
Amenajarea încăperilor pe ambarcațiune se datorează creării condițiilor pentru pasageri și
echipaj, dar și necesităților de nescufundabilitate, prin inundarea unuia dintre compartimente.
Compartimentarea ambar cațiunii este realizată, astfel:
• forpic (pic p rova) – în zona prova, de la etravă până la peretele coastei C1;
• magazie – între coastele C1 și C5;
• suprastructura – între coastele C5 și C15a;
• timoneria, cu vedere la 3600 – între coastele C10a și C12a;
• compartimentul mașini – între coastele C5 și C12a;
• cabină pasageri – între coastele C12a și C16a;
• cabină deschisă (cockpit) – între coastele C16a și C18a;
• afterpic (picul pupa) – între coastele C18a și oglinda pupa.

7
Fig. 1.8 Planul general de amenajare a remorcherului -împingător de 150 CP [3]

1.4 Construcția corpului navei
Corpul ambarcațiunii este executat din file de tablă sudate în totalitate cu arc electric.
Grosimea învelișului bordajului este de 3 mm.
Timoneria, cabina pasagerilor, pereții de la coastele C10a și C16a sunt confecționate din
lemn.
Corpul este construit în sistemul de osatură transversal (fig.1 .7). Distanța intercostală este
de 500 mm. Între coastele 9 – 10, 11 – 12, 15 – 16, 20 – 21 sunt prevăzute coaste intermediare.
Elementele de structură construite în sistem longitudinal de osatură sunt: chila, zona CM,
postamentul MP, guseele de bordaj și de fund, stringherii de bordaj.
Etrava este executată din oțel de grosime 8 mm și înălțime variabilă de (50…150) mm.
Chila este executată din tablă de grosime 3 mm și rigidizată cu b racheți având înălțimea
variabilă pe lungime.
Stringherii sunt executați din oțel cu grosimea de (2,5…3,0) mm, cu înălțime variabilă.
Guseele de bordaj și de fund sunt confecționate din oțel cu grosimea de 2,5 mm.

8 Oglinda pupa este realizată din oțel cu grosimea de 3 mm, fiind rigidizată prin gusee
verticale din oțel cu grosimea de 2,5 mm.
Corpul ambarcațiunii este compartimentat prin patru pereți transversali etanși amplasați la
coastele C1, C5, C12a, C18a. Pereții sunt confecționați din oțel cu gros imea de (2…3) mm și
rigidizați prin gusee.
Pereții de la coastele C10a și C16a sunt executați din lemn. Peretele de la coasta C10a este
de tip grătar, executat din dulapi de pin între care se introduce poliester elastic. Înspre CM peretele
este îmbrăcat cu duraluminiu, iar înspre timonerie cu panouri decorative. La coasta C16a este
montat un perete din lemn de tip grătar, îmbrăcat la exterior cu panouri decorative.
Peretele metalic de la coasta C12a este antifonic și îmbrăcat pe ambele părți cu panouri
decorative, prinse de dulapii din pin, iar între dulapi este introdus un material din plastic expandat.
Peretele de la coasta C10a, are prevăzută în tribord o decupare de 400×1000 mm pentru
acces în CM.
Peretele de la coasta C16a are prevăzută în planul diametral o decupare de 800×1600 mm
pentru acces în cabina pasagerilor și câte o decupare de 500×520 mm de o parte și alta a ușii, pentru
hublouri.
Balustradele și mânerele sunt executate din tubulatură de alamă de 32×2 mm.

9
Fig. 1.9 Plan general de construc ție [3]

Fig.1.10 Silueta ambarcațiunii [3]

10
Fig.1. 11 Plan de forme [3]

Fig.1.1 2 Plan de forme [3]

11 1.5 Instalații de bord
• Instalația de ancorare este compusă din: ancoră, cu greutatea de 25 kg; parâmă, cu
diametrul de 50 mm și lungimea 50 m; dispozitiv de fixare a ancorei la bord. Lansarea și virarea
ancorei se realizează manual.
• Instalația de legare/amarare este compusa din: 5 babale de acostare, din bronz polizat;
parâmă de acostare; 2 bastoane cu cârlig pentru împingere/agățare ampla sate pe bordajul cabinei
pasagerilor.
• Instalația de guvernare este compusă din: timonă; roată dințată; lanț; cablu; scripeți,
sectorul cârmei, arborele cârmei; pana cârmei. Axul timonei este uns cu ulei prin intermediul
presgarniturii. Pe arborele volanulu i este montată o roată dințată aflată în contact cu un lanț și mai
departe cu un cablu acționat de scripeți. Pentru reglarea tensiunii în cablu sunt prevăzute bolțuri
de întindere. Pana cârmei are o suprafață de 0,35 m² și secțiune pătrată. Unghiul maxim d e bandare
este de 350.
• Instalația mașinii principale de propulsie este compusă din: motor principal; inversor –
reductor; pompa de apă tehnică; pompa de apă din afara bordului; pompa electrică de ulei;
• Instalația de santină este compusă din: pompa manuală; casetă cu valvule, amplasată în
CM; pâlnii de santină, pentru fiecare compartiment; valvulă de purjare a picului prova, pe peretele
coastei C1;
• Instalația de ventilație asigură ventilarea naturală și se efectuează, astfel: în magazie,
prin trapa de pe punt e și prin ciuperca de ventilație; în CM, prin gurile de ventilare de pe bordaje;
în timonerie, prin trapa de acces; în cabina pasagerilor, prin ușile de acces și hublourile cu jaluzele
aflate pe peretele coastei C16a. Cockpit -ul este protejat printr -o cope rtină.
• Instalații auxiliare și de deservire a motorului:
– Instalația de combustibil – gurile de alimentare a rezervoarelor de combustibil sunt
prevăzute cu dopuri filetate, montate pe punte, în pupa. Gurile de alimentare sunt cuplate la tuburi
flexibile care comunică cu rezervoarele. Tubulaturile de aerisire ies deasupra punții. Măsurarea
cantității de combustibil în rezervoare se efectuează prin intermediul sticlelor de nivel montate pe
rezervoarele de combustibil.

12

Fig.1.13 Instala ția de combustibil [3]
– Instalația de ungere este construită în sistem închis, fiind compusă din: rezervor de 65 l;
pompa de ulei și electropompa de ulei a motorului, montate pe motor; răcitor cu apă a uleiului;
filtru de ulei; tubulatura de ventilație deasupra punții; gura de alimentare a rezervorului; tubulatura
de purjare. În interiorul rezervorului se află montat un limitator de spumă. Înainte de pornirea
motorului ștuțurile interioare care duc ulei la rulmenții arborelui sunt alimentate cu ulei prin
intermediul pomp ei de ulei.

Fig.1.14 Instala șia de ungere [3]

13 – Instalația de răcire este compusă dintr -un sistem închis, cu apă tehnică și un sistem
deschis, cu apă de mare. Instalația este acționată prin intermediul a două pompe amplasate pe
motor.

Fig.1.15 Instalația de ră cire [3]

– Instala ția de eșapament este compusă din colectorul motorului, amplasat deasupra
motorului și tubulatura de eșapament, prinsă de pereți prin coliere etanșe. Tronsonul de tubulatură
care iese din motor și cel amplasat între coastele C6 și C7, este căptușit cu o cămașă care permite
introducerea apei de mare din circuitul deschis de răcire a motorului, pentru răcirea gazelor de
eșapament. Din cămașă, apa ajunge în tubulatura de eșapament și este evacuată peste bord
împreună cu gazele arse.

Fig.1.16 Instalația de eșapament [3]

14 – Instala ția electrică
Sursele energetice de la bordul ambarcațiunii, sunt:
• generator de curent, cu puterea nominală de 1200 W, montat pe motorul principal.
Generatorul este protejat de un releu -generator, dând posibilitatea comutării alimentării energetice
cu ajutorul acumulatorilor;
• 4 acumulatori cu tensiunea de 12 V și capacitatea de 128 A/oră fiecare, uniți câte doi
în serie și două grupe a 2 acumulatori cuplate în paralel, pentru obține rea tensiunii de 24 V la o
capacitate totală de 256 A/oră.

Fig.1.17 Instalația electrică [3]

15 Capitolul 2
Implementarea instalației la bordul navei

2.1 Motorul principal
Remorcherul este dotat cu un mot or principal de tip Diesel 3D6S . Consumurile necesare
funcționării motorului la puterea de 150 CP și n = 1500 rot/min, timp de (5 -6) ore, sunt:
– Combustibil: 150 kg;
– Ulei: 8,35 kg.

Timpul necesar inversării sensului de rotație (de la marș înainte la marș înapoi) este de
(3…5) s ec. Puterea necesară motorului pentru marșul înapoi nu este mai mult de 150 CP. Timpul
de pornire al motorului la o temperatură a mediului de15 0C este de (5…6) sec.
Presiunea uleiului în regim de exploatare este:
— (5…10,5) kN/m2, în magistrala principa lă, după filtrul de ulei;
— min. 2,5 kN/m2, la stabilizarea turației după pornire (după filtrul de ulei).
Temperaturile uleiului în motor, sunt:
— recomandată: (65…80) șC;
— maximă: 95 ˚C;
— minimă: 40 ˚C.
Temperaturile uleiului la ieșirea din motor, sunt:
— recomandată: (80…95) ˚C;
— maximă: 110 ˚C;
— minimă: 70 ˚C.
Temperatura uleiului în baia de ulei a inversor -reductorului, nu depășește 85 ˚C.
Temperaturile apei tehnice la intrarea în motor, sunt:
— recomandată: (65…75) ˚C;
— minimă: 50 ˚C.
Temperaturile apei tehn ice la ieșirea din motor, sunt
— recomandată: (80…90) ˚C;
— maximă: 95 ˚C.

Comanda de la distanță a motorului se realizează cu ajutorul sistemului de manete. Maneta
reglării injecției combustibilului și maneta pentru acționarea inversor -reductorului sunt situ ate în
partea dreaptă a panoului de comandă din timonerie.
Mecanismul de acționare de la distanță a motorului este compus dintr -un sector dințat,
fixator, maneta de mers în gol, maneta pentru acționarea inversor -reductorului, maneta pentru
reglarea injecți ei combustibilului, sistem de pârghii de acționare, tiranți de transmitere.

16 Schimbarea numărului de rotații a arborelui cotit se realizează prin acționarea manetei de
injecție a combustibilului. Pentru schimbarea poziției manetei de injecție a combustibil ului trebuie
apăsat fixatorul și mutată maneta sus/jos. Mișcarea manetei înapoi corespunde creșterii turațiilor
motorului, iar mișcarea acesteia înainte corespunde scăderii turațiilor motorului.
Pentru mersul în gol, maneta de mers în gol trebuie rotită la 90˚.
Maneta de acționare a inversor -reductorului este fixată în dispozitivul de inversare a
sensului de rotație, amplasat sub paiol. Mișcarea manetei în față corespunde marșului înainte,
poziția verticală corespunde opririi reductorul, iar mișcarea mantei înapoi corespunde marșul
înapoi.

Fig.2.1 Mecanismul de acționare de la distant ă a motorului [3]

Semnificația notațiilor din Fig.2.1 este urm ătoarea : 1-sectorul dințat; 2 -schimbătorul mobil; 3 –
maneta conducerii; 4 -fixator; 5 -filaj; 6 -maneta de conduere a reversului; 7 -cavaletul; I -mersul în
gol; II -mersul înapoi; III -mersul înainte; IV -stop; V -rotația maximă.

17 2.2 Dispozitivele panoului de comandă
Pe panoul de distribuție din timonerie sunt amplasate următoarele dispozitive: turometrul
motorulu i; termometru pentru apa tehnică; termometru și manometru pentru ulei; voltampermetru;
butonul demarorului; butonul pornirii pompei de ulei; întrerupătoare pentru generator și
acumulator; întrerupător pentru iluminarea bordului, a farului, a ștergătorului centrifugal,
luminilor de poziție și semnalizare; butonul sirenei; întrerupătorul pentru iluminarea timoneriei;
compas.

2.3 Linia axială
Linia axială este compusă din: elice, ax portelice, tub etambou, cavaletul axului port elice,
semicuplaje, rulmenți metalo -cauciucați, dispozitiv de etanșare, garnitură de etanșare ungător,
presgarnitură. În zona rulmenților și a ungătorului, axul elicei este prevăzut cu bucșe. Zona
arborelui dintre bucșe este placat cu fibră de sticlă, ungerea realizându -se cu apă. Arb orele liniei
axiale este fixat de corpul ambarcațiunii prin 3 lagăre. Două lagăre sunt realizate prin rulmenții
metalo -cauciucași, iar al treilea lagăr prin rulmentul inversor -reductorului.
Arborele portelice este prins de flanșa inversor -reductorului prin intermediul unui cuplaj.
Cuplajul inversor -reductorului și elicea sunt montate pe conul arborelui portelice prin știfturi,
respectiv piulițe.
Elicea este prevăzută cu cofă de ungere cu vaselină și protecții din zinc.
Ungerea liniei axiale se realizează, a stfel:
• rulmenții din cavaletul axului port -elice, cu apă de mare;
• rulmenții din tubul etambou, cu apă tehnică provenită din tubulatura sistemul de răcire
a motorului principal;
• garniturile, prin unsoare antifricțiune colectată din ungător.
Flanșa de cuplare a axului portelice cu inversor reductorul se află amplasată sub paiolul
timoneriei, în zona mediană. Dispozitivul de etanșare a tubului etambou și a rulmenților metalo –
cauciucați se află amplasat sub paiolul cabinei pasagerilor.
Pentru c entrarea liniei axiale, la coasta C11 este prevăzut un dispozitiv reglabil.
Dispozitivul este alcătuit dintr -un cavalet sudat de coasta C11 și un suport care se prinde de cavalet
prin intermediul a 2 șuruburi. Poziția de lucru a suportului față de cavalet și de axul portelice se
determină prin montarea arborelui la uzina constructoare și fixare cu știfturi cilindrice. Suportul
de sprijin a axului portelice trebuie centrat și fixat în poziția de lucru înainte de cuplarea cu flanșa
inversor -reductorului. După controlul centrării pe dispozitivul de sprijin, arborele se fixează pe
marș înainte și se prinde de coasta C11 prin șuruburi proprii.
Toate suprafețele nevopsite ale suportului de sprijin trebuie placate cu o substanță de
conservare.

18
Fig.2.2 Linia axia lă a navei [3]

Semnificația notațiilor din Fig 2.1 este următoarea: 1 – coif de ungere/etan șare; 2 – piuliță; 3 –
pană ; 4 – elice; 5 – protector ; 6 – arbore cu placaj din fibră de sticlă; 7 – tubul etambou; 8 –
rulment; 9 – buclă protectoare; 10 – tubul pentru alimentarea cu apă ; 11 – racordul presgarniturii;
12 – cuplaj; 1 3 – ungător; 14 – presgarnitura etambo ului; 15 – peretele coaste i 12a; 16 – presetupa;
17 – ungă tor; 18 – presgarnitura de perete; 19 – pană; 20 – semiambreaj de legatură; 21 – șaibă
specială; 22 – piuliță ; 23 – rulment; 24 – cavaletul arborelui port -elice ; 25 – inel sprijinitor; 26 –
șurub extractor ; 27 – extractor de elice; 28 – șurub; 29 – piuliță; 30 – ghidaj; 31 – tijă de extractor;
32 – carcasa extractorului de rulmenți cauc iuco-metalici; 33 – piuliță; 34 – șurub; 35 – șaibă; 36 –
piuliță; 37 – șurub de blocare.

19
Capitolul 3
Descrierea general ă a instalației

3.1 Inversoarele navale

Inversoarele navale reprezintă elemente de legătură între linia axială și flanșa de cuplare a
motorului, asigurând posibilitatea de antrenare î n ambele sensuri de rotație a propulsorului.

Avantajele acestor dispozitive sunt:
a) folosirea motoarelor rapide și semirapide (mai compacte);
b) folosirea motoarelor nereversibile;
c) schimbarea sensului de marș de la distanță;
d) posibilitatea pornirii electrice a motorului (nivel ridicat de automatizare);
e) durată mai mare de funcționare.

Pot fi menționate și următoarele dezavantaje:
a) costisitoare, construcție complexă a liniei axiale;
b) exploatare pretențioasă;
c) volum și masă ridicate.
Inversoarele s -au perfecționat continuu, gradul lor de automatizare și siguranță în
exploatare crescâ nd considerabil. Constructiv, inversoarele și reductor -inversoarele diferă de la t ip
la tip, î n funcție de turația motorului și a propulsorului, de cuplul motor și de elice, de
caracteristicile navei etc [4].

3.2 Instalația de inversare a sensului de rotație

Instalația de propulsie a unei nave trebuie să fie astfel concepută și realizată încat să asigure
modificarea vitezei, de la stop la viteză maximă și invers (oprire), inclusiv să poată fi inversat
sensul de deplasare al navei. Aceste manevre pot fi realizate prin :
a) inversarea sensului de rotație al arborelui mașinii de propulsie ș i al propulsorului (in
cazul sistemului de propulsie cu mașină reversibilă și elice cu pas fix);
b) introducerea î ntre mașina de propulsie nereversibilă și elicea cu pas fix a unei transmisii
prin care să se poată inversa sensul de rotație al arborelui pro pulsorului ;
c) modificarea poziț iei palelor elicei, astfel î ncat să se modifice corespunzător sensul forței
de împingere dezvoltat de elicea cu pas reglabil.
Primul sistem se aplică la i nstalațiile de propulsie cu motoare diesel (cum este nava
analizată) , începâ nd de la cca. 300kW pană la puterile cele mai mari, dar ș i la sistemele de
propulsie cu turbine cu gaze sau turbine cu abur, de puteri medii și mari.

20 Inversarea sensului de rotație al arborelui propulsorului folosind unele construcții speciale
(cupl aje hidraulice, transmisie electrică, inversoare mecanice) nu impune oprirea mașinii de
propulsie. Din acest motiv, acest sistem se aplică la acele nave care î n exploatare, trebuie să
efectueze manevre de inv ersare a sensului de deplasare î n mod repetat ș i la intervale scurte de timp
(traulere, nave de salvare, nave care navighează prin canale inguste, nave cu destinație specială).
Utilizarea cuplajelor hidraulice sau a altor sisteme de transmisie conduce la creșterea masei și a
gabaritului instalației. Un ele dintre inversoarele utilizate nu permit o funcț ionare î ndelungată la
’’mar ș înapoi’’, întrucât î n acest regim de lucru, fiind puternic solicitate, se î ncălzesc. Utilizarea
motoarelor reversibile, cu transmisie directă, la navele menț ionate anterior nu este recomandabilă,
deoarece inversarea sensului de rotație la inter vale scurte de timp, conduce la creșterea uzurii
lagărelor și a arborelui motor, iar pornirea cu aer rece, care se introduce în cilindrii, provoacă
apariț ia fisurilor î n chiulasă ș i în cap etele pistoanelor.
In (Fig.3.1) este prezentată schema sistemului de comandă (lansare, inversare, variația
turației ș i oprire) a unui motor î n 4 timpi. Prin deschidere a ventilului 2, aerul comprimat din butelia
1 trece î n cavitatea intermediară a valvulei de lansare 3. Comanda valvulei 3 se asigură prin sertarul
pneumatic de comandă 4, conectat cu cavitatea intermediară a valvulei prin tubulatura 25 și,
respectiv, cu cavitatea superioară prin tubulatura 19. Prin tubulatura 26 se realizează comunicaț ia
între cavitatea intermediară a valvulei 3 și valvula de blocare 13 [4].

Fig.3.1 Schema instalației de comandă a unui motor în patru timpi [4]

21 3.3 Principiul de funcționare al reductorului – inversor

Pentru „marș ul înainte ” , discul de cuplare 4 este cuplat prin fricțiune cu discul cu ferodouri
3. Axul 1 este cu arborele cotit al motorului și este fixat rigid de carcasa 2. Prin rotire, axul 1 și
carcasa 2 antrenează și discul de cuplare 4. acesta fiind cuplat cu discul 3, as igură antrenar ea în
mișcare de rotaț ie a axului 5, î n același sens cu arborele cotit. Prin intermediul pinionului 6 (fixat
pe arborele port -elice 9), elicea se va roti în același sens cu motorul, dar la o turație redusă (conform
raportului de transmisie al pinioanelor).
Pentru,,marșul inapoi,, , discul 4 este cuplat pe discul 10, asigurandu -se astfel antrena rea
în mișcare de rotaț ie a arborelui 11, î n același sens de rotație a arborelui 11, în același sens cu
motorul.

Fig.3.2 Schema constructivă a reductorului – inversor [4]

Acesta, la râ ndul său, asigură antrenarea axului port -elice 9 (prin intermediul pinioanelor
12 și 13) î n sens de rotație opus arborelui motor, la o turație corespunzătoare raportului de
transmisie al celor două pinioane. In cazul ,,mersului î n gol,, , discul 4 nu este cuplat nici cu discul
3, nici cu discul 10, astfel că arborii 5 și 11 nu sunt antrenaț i în mișcare de rotație. Acționarea
discului de cuplaj 4 se realizează mecanic sau hidraulic. Întregul mec anism este î nchis în carcasa
14 [4].

22 3.4 Producători reductoare navale

În România, reductoare navale sunt produse la Reșița de către „Reșita Reductoare &
Regenerabile SA” (RRR). RRR s -a specializat în producerea de reductoare de mare putere, pentru
instalații destinate producției și prelucrării oțelului, industriei miniere și a cimentului, industriei
chimice, petrochimice și a maselor plastice, precum și pentru instalații de propulsie a navelor și a
materialului rulant.
RRR produce reductoare conice și conico -cilindrice în diferite configurații, cu rapoarte de
transmisie între 1 și 160 și puteri între 5 kW și 20.000 kW. Fabricația se realizează conform
standardelor internaționale. RRR proiectează și produce reductoare în acord cu necesitățile
clientu lui, produce reductoare sau componente după documentații existente, repară reductoare,
asigură asistență tehnică la montaj și prestații service în întreaga lume.
Controlul calității produselor RRR se efectuează în conformitate cu standardele
internațional e (Fig. 3.3) [9].

Fig. 3.3 Certificat ISO [8]

23

Fig. 3.4 Reductoare navale produse la RRR [ 9]

Capitolul 4
Elemente de calcul și de dimensionare a instalației

4.1 Predimensionarea arborilor și alegerea capetelor de arbori

Aarbo rii sunt solicitați la torsiune (prin intermediul lor se transmit momente de torsiune de
la o roată la alta, sau de la o roată la o semicuplă de cuplaj) și încovoiere , ca urmare a f orțelor
introduse în angrenaje și de transmisiile prin element intermediar.
Materialele care se recomandă pentru construcția arborilor sunt : oțelurile carbon de uz
general OL 42, OL 50, OL 60 STAS 500 /2-80, oțeluri carbon de calitate OLC25, OLC 35, OLC
45, STAS 791 -88.
În faza de predimensionare m omentele de încovoiere nu pot fi determinate , întrucât nu se
cunoaște poziția forțelor față de reazeme și nici valoarea acestora. În această situație,
predi mensionarea arborilor se face la torsiune, singurul element cunoscut fiind momentul de
torsiune 𝑀𝑡 . În acest caz, se admit valori reduse ale tensiunilor admisibile de torsiune, 𝜏𝑎𝑡=
15…30 𝑀𝑃𝑎 , ca urmare a faptului că arborele este solicitat și la încovoiere .

𝑑=√16𝑀𝑡/𝜋∙𝜏𝑎𝑡3

Capetele de arbori de fac legătura între diferitele părți ale transmisiei mecanice sau între
transmisie și motorul de acționare, respectiv mașina de lucru, sunt standardizate conform STAS
8724 /3-74. Odat ă ales capătul de arbore, se stabilesc toleranțele, clasa de precizie a diametrului

24 acestuia, precum și lungimea capătuluide arbore. În ceea ce priveste lungimea capătului de arbore,
aceasta poate fi al easă serie scurtă (recomandată din considerent de economie de material) sau
serie lungă. Motoarele electrice au capetele de arbori serie lungă, ca dealtfel și capetele de arbori
ale majorității reductoarelor de uz general [1].

4.2 Alegerea rulmenților, stabilirea peliminară a formei constructive a
arborelui

În funcție de direcția forțelor introduse în angrenaje, elementele flexibile și articulate, față
de axa de rotație a arborelui, se aleg rulmenții ca tip și anume :
– când pe arbori acționează forțe radiale mari și forțe axiale mici (introduse de angrenajele
cilindrice cu dinți înclinați) se recomandă rulmenți radiali cu bile cu cale de rulare adânca sau
rulmenți radiali axiali cu bile pe un rând ;
– când pe arbori acționează forțe radiale și axiale m ari se recomandă rulmenți radiali -axiali
cu bile sau radiali -axiali cu role conice.
Ca mărime rulmentul se alege în funcție de diametrul fuslui ( 𝑑𝑓) pe care se montează,
diametru ce se alege constuctiv, în funcție de diametrul capătului de arbore (𝑑𝑐𝑎)(𝑑𝑓=𝑑𝑐𝑎+
(8…5) 𝑚𝑚 ).
Pentru arborii intermediari,diametrul fusului (𝑑𝑓) se determină constructiv în funcție de diametrul
arborelui (d) predimensionat la torsiune (𝜎𝑎𝑡=2…3 𝑑𝑎𝑁 /𝑚𝑚2); 𝑑𝑓=𝑑−(3…5)𝑚𝑚 .
Montarea rulmenților pe arbore tebuie să permită atât preluarea sarcinilor radiale și axiale,
cât și reglarea poziției față de carcasă.
În vederea montajului se recomandă următoarele :
– rulmen ții radiali cu bile ce preiau numai sarcini radiale se pot monta “flotant” pe arbore
– rulmen ții radi ali cu bile ce preiau sarcini radiale se pot monta în sistemul “rulment
conduc ător”
– rulmen ții radiali -axiali cu bile sau cu role se vor monta pereche și anume :
– pentru arborii cu for țele situate între reazeme se recomandă utilizarea rulmenților montaț i
în “X”;
– pentru arborii cu for țele în consolă se recomandă utilizarea rulmenților montați în “O”
[1].

4.3 Stabilirea distanțelor între reazeme

Pentru determinarea reacțiunilor și pentru construirea diagramei de momente este necesară
cunoașterea distanței dintre reazeme precum și poziția roților dințate, roților de curea, de lanț, a
cuplajelor față de reazeme [1]

25 a). Reductor cilindric într -o treaptă (Fig.4.1)
Distanța dintre reazeme :
𝑙≈𝐿𝑏+2𝑥+𝑊 ,unde:
𝐿𝑏=lățimea butucului roții dințate care poate fi egală cu lățimea danturii roții dințate (𝑏1) sau
𝐿𝑏1=𝑏1+(5…10)𝑚𝑚;
x=8…15mm – jocul dintre roțile dințate și peretele interior al carcasei reductorului ;

Fig.4.1 Reductor cilindric într -o treaptă [1]

W- lățimea corpului reductorului în zona de montare a rulmenților .

b). Reductor conic într-o treaptă (Fig.4.2)
Distanța dintre reazeme :
-pentru arborele condus (roata dințată situată între reazeme) :
𝑙𝑙′=𝑙′+𝐵−2𝑎 – distan ța dintre centrele de presiune ale rulmenților
𝑙′≈2(𝐿𝑏2+2𝑥+𝑊′
2) – distanța dintre centrele de simetrie ale rulmenților
unde : a,B -caracteristici geometrice ale rulmentului ce indic ă poziția centrului de presiune ;
– pentru arborele conducător (roata dințată în consolă)
𝑒𝑙=𝑒+𝐵−2𝑎

Fig.4.2 Reductor conic într-o treaptă [1]

26 c). Reductor melcat (Fig. 4.3)
– pentru arborele conduc ător
𝑙≈𝐷𝑒2 – distan ța dintre centrele simetrice ale rulmenților ( 𝐷𝑒2-diametrul exterior al roții
melcate)
𝑙𝑙≈𝑙+𝐵−2𝑎
𝑙𝑙- distan ța dintre centrele de presiune

Fig. 4.3 Reductor melcat [1]

– pentru arborele condus
𝑙′=𝐿𝑏2+2𝑥+𝑊
𝑙𝑙′=𝑙′+𝐵−2𝑎
unde :
𝐿𝑏2- lățimea butucului roții melcate – 𝐿𝑏2=𝑏2+(10−15)𝑚𝑚 , 𝑏2 fiind l ățimea danturii
melcate.

Pentru arborii de turație redusă, este suficientă verificarea la solicitare compusă (încovoiere
și răsucire), folosind una dintre teoriile de rezistență pentru compunerea de eforturi. Astfel,
momentul echivalent se poate determina cu relația :

Randamentul reductorului cu k trepte de reducere se determină cu relația :

27 Capitolul 5
Prescripții de Registru privind instalația

5.1 Reguli de clasificare. Prescrip ții de Registru privind instalația

După regulile de clasificare ale Registrului URSS, 1970, ambarcațiunea aparține normelor
de navigație de categoria a III -a. Calitățile nautice permit o navigare în ape deschise cu marea
având gradul de agitație de 4 grade Beaufort [3].

Capitolul 6
Elemente de montare, probare și exploatare a instalației

6.1 Instrucțiuni pri vind pregătirea pentru navigare

Înainte de a porni în navigare trebuie efectuate următoarele operațiuni:
• verificarea funcționalității sistemului de santină;
• înlăturarea apei din compartimentele ambarcațiunii, dacă există cumulări de apă, cu
ajutorul insta lației de santină;
• închiderea trapelor de acces de pe punte și a hublourilor suprastructurii;
• verificarea sistemelor de avarie;
• verificarea sistemelor individuale de salvare;
• verificarea poziționării și amarării mărfii de la bord (marfa trebuie amplasată cât mai
aproape de fundul ambarcațiunii, simetric amplasată față de PD și amarată rigid, pentru a evita
mișcarea acesteia în timpul marșului);
În situația în care ambarcațiunea este surprinsă pe mare cu gradul de agitație de 4 grade
Beaufort, comandantul trebuie să dirijeze urgent ambarcațiunea către un loc protejat. În această
situație se recomandă reducerea turației motorului și evitarea loviturilor transversale de val [3].

6.2 Instrucțiuni pentru asigurarea nescufundabilității ambarcațiunii

Este interzis:
• să se primească la bord mai mult de 13 persoane, inclusiv echipajul;

28 • să se ambarce la bord greutăți care depășesc 10 t, adică de a avea pescaje care depășesc
valorile: Tpv = 0,59 m; Tpp = 0,64 m;
• să se navige în mare cu grad de agitație care depășește 4 grade Beaufort;
• să se depoziteze marfă pe punte;
• să se afle pe puntea ambarcațiunii mai mult de 4 pasageri în mișcare;
• să se depoziteze la bord marfă lichidă sau în vrac neam balată;
• să se navige cu un unghi de asietă mai mare de 100;
• să se navige cu trapele de acces și hublourile deschise;
• să se permită ambarcarea/debarcarea pe un singur bord a mai mult de 4 pasageri;
• să se depoziteze la bord echipament de salvare suplimentar;
• să se monteze echipamente suplimentare pe structura ambarcațiunii sau de a se practica
diferite decupări neprevăzute în proiectul ethnic [3] .

6.3 Instrucțiuni privind acțiunile echipajului în caz de avariere a
ambarcațiunii
În situația în care ambarcațiunea prezintă gaură de apă în partea imersă a corpului, într -o
zonă accesibilă, trebuie realizată blocarea temporară a spărturii cu orice mijloacele posibile și
începerea procedurii de evacuare a apei din compartimentele inunda te. Pentru eliminarea apei
trebuie puse în funcțiune toate mijloacele disponibile ale instalației de santină.
În cazul în care gaura de apă survine într -un loc inaccesibil, pentru acces la spărtură este
necesar să se demonteze toate planșeele decorative. Dacă ambarcațiunea și -a păstrat flotabilitatea
și manevrabilitatea, dar apa continuă să pătrundă în corp, atunci ca ambarcațiunea trebuie eșuată.
În cazul în care spărtura survine deasupra liniei de plutire și poate deveni periculoasă este
necesară o obtur are rapidă a acesteia.
Pentru a evita scufundarea ambarcațiunii, trebuie avute în vedere următoarele:
• la navigare trebuie evitată schimbarea bruscă a direcției de marș;
• în cazul inundării unuia sau a două compartimente din prova ambarcațiunii, se va stop a
pătrunderea apei în compartimentele următoare; apa pătrunsă în compartimentele adiacente se va
elimina cu orice mijloace disponibile;

• corectarea asietei ambarcațiunii prin ambarcarea apei la bord este interzisă;
• remorcarea ambarcațiunii cu compartimente le din prova inundate se face mereu cu
pupa înainte.

29 În tabelul de mai jos sunt centralizate elementele de stabilitate a ambarcațiunii [3].

Nr.
Elementul Încărcarea ambarcațiunii
Normală,
cu 4 pasageri La plină
încărcare
1 Deplasament masic [t] 8,81 9,41
2 Înălțimea bordului liber la cuplul maestru [m] 1,04 1,00
3 Pescajul mediu [m] 0,60 0,62
4 Pescajul prova [m] 0,68 0,59
5 Pescajul pupa [m] 0,55 0,64
6 Înălțimea metacentrică transversală [m] 0,78 0,71
7 Masa pentru 1cm de pescaj [kg/cm] 250 250
8 Momentul de înclinare pentru 10 [kg m/grad] 120 117
9 Momentul diferențial pe 1cm, [kg m/cm] 170 170

Elementele de stabilitate pentru cel mai defavorabil caz (inundarea cabinei pasagerilor și a
kockpit) sunt centralizate în tabelul de mai jos [3].

Încărcarea
de calcul [t] Compartimentele
inundate Denumirea
compartimentelor Înălțimea
minimă a
bordului liber
[m] Pescaj
prova
[m] Pescaj
pupa
[m] Înălțimea
metacentrică
transversală
[m]
9,41 V, VI Cabina pasagerilor,
kockpit 0,08 0,45 1,36 0,1

30 6.4 Pregătirea ambarcațiunii pentru exploatare
La pregătirea ambarcațiunii pentru exploatare trebuie avute în vedere următoarele:
a) Se verifică:
• prezența actelor navei și înscrierea în formularele Căpităniei a ambarcațiunii și
motorului principal;
• curățenia în toate compartimentele ambarcațiunii, paiolului și a acoperișului;
• funcționalitatea luminilor de semnalizare și a farului de poziție;
• funcționalitatea instalației de guvernare, prin rotirea cârmei dintr -un bord în altul, cu
ajutorul timonei;
• integritatea și pregătirea de funcționare a compasului (busolei);
• prezența huselor, perdelelor, steagurilor, genții cu scule de reparare și instrumentelor
de bord;
• funcționalitatea instalației de ancorare;
• prezența parâmelor de legare/amarare, a colacilor și vestelor de salvare (Vestele de
salvare trebuie să se găsească sub scaunele din cabina pasagerilor, iar colacii de salvare pe
acoperișul cabinei pasagerilor).
• funcționalitatea sistemelor de avarie;
• prezența uleiului în motor, reductor, inversor și în reze rvor de ulei;
• amorsarea pompei de apă a circuitului deschis de răcire a motorului;
• cantitatea de combustibil, în conformitate cu necesarul pentru voiaj;
• cantitatea de apă tehnică în sistemul de răcire în circuit închis a motorului;
• fixarea sigură a cabluri lor electrice pentru demarorul electric, generatorul de curent și
acumulatori;
• strângerea prezoanelor de bază ale motorului și a semicuplajului presetupei axului
portelice;

b) Se efectuează ventilarea CM, a magaziei, cabinei pasagerilor și timoneriei;
c) Se curăță elementele din cupru și alamă ale instalațiilor de bord;
d) Se evacuează eventualele ape cumulate în corpul ambarcațiunii cu ajutorul instalației de santină,
se curăță sorburile acesteia după care se închid toate valvulele sistemului;
e) Se ung cu ulei lagărele arborelui portelice, prin ungătorul cu bilă (Ungerea se va efectua din CM
cu ajutorul unei seringii);
f) Se vor unge cu unsoare consistentă rolele, sectorul dințat și lanțul de transmisie ale instalației de
guvernare și, dacă este nevoie, se vor tensiona prin întindere elementele de transmitere;
g) Se va efectua o analiză vizuală exterioară a motorului, se vor remedia defectele observate, după
care se va efectua pornirea motorului cu ajutorul demarorul electric .
h) Se va asigura starea de f uncționare a tubulaturilor și instalațiilor de bord, se vor căuta eventuale
scurgeri de apă, combustibil sau ulei;

31 i) Se va verifica tensiunea la acumulatori cu un voltampermetru (care nu trebuie să fie mai mică
de 23 V; o tensiune normală este de 24 V) ș i se va acționa butonul de alimentare prin acumulatori,
aflat pe panoul de distribuție din timonerie;
j) Se va verifica funcționalitatea sirenei electrice, a luminilor de semnalizare, a plafoanelor de
iluminare, iluminarea bordului).

6.5 Pregătirea rezervelor de la bord

Ambarcarea uleiului
Nivelul de ulei din rezervor trebuie verificat în permanență. Funcționarea motorului cu un
nivel sub cel limită este interzis.
Caracteristicile uleiului utilizat pentru ungere, sunt centralizate în tabelul de mai jos.
Vâscozitate Min. 20 -22
Cocsarea % Max. 0,7
Nr. acidic, mg KOH/1 gr. ulei Max. 0,1
Cenușă % Max. 0,004
Temperatura de aprindere 225-230 0C
Conținut acizi, baze, impurități solide –

La fiecare 100 ore de funcționare a motorului, uleiului aflat în sistem trebuie schimbat.
Rezervorul de ulei nu se umple peste limita maximă indicată.
Pentru funcționarea sigură a motorului, în rezervor trebuie să existe cel puțin 30 litri.
Valvula de circulație a instalației de ungere cu ulei trebuie să fie complet de schisă în timpul
funcționării motorului, În timpul nefuncționării motorului, valvula de circulație va fi închisă.
Valvula de circulație are rolul de a închide magistrala în cazul apariției unor defecte sau a
nefuncționalității instalației [3].
Ambarcarea c ombustibilului
În timpul alimentării rezervorului cu combustibil, fumatul este interzis.
Caracteristicile combustibilului utilizat, sunt centralizate în tabelul de mai jos [3].

32

Nr. cetanic 45-50
Vâscozitatea la 50 0C 2,5-4
Aciditate, mg KOH/10 ml combustibil Max. 5
Cenușă % Max. 0,02
Temperatura aprinderii, 0C Min. 60 -90
Impurități mecanice și apă –

Prezența apei în combustibil nu este permisă întrucât prezența acesteia înrăutățește
funcționarea motorului, apare coroziunea și blocarea elementelor mobile ale pompei ce se află în
contact cu combustibilul. Combustibilul trebuie să fie filtrat pentru a permite injectoarelor o
funcționare normală.
Ambarcarea combustibilului la bord se va realiza prin utilizarea filtrelor. Combustibilul
poate fi ambarcat prin intermediul pâlniilor de pe puntea ambarcațiunii. În cazul ambarcării
combustibilului în rezervoare se vor deschide valvulele magistralei .
Ambarcarea apei tehnice
Acumulatorul de apă tehnică se va umple până la jumătatea sticlei de nivel indicatoare.
Apa tehnică trebuie să umple complet tubulatura sistemului, răcitoarele și cavitățile motorului.
Sistemul se consideră umplut complet atunci când nivelul apei în rezervorul de depozitare ajunge
la jumătatea înălțimii sticlei de nivel. Introduc erea în sistemul de răcire cu apă tehnică a apei de
mare este interzisă.

33

7. Bibliografie

[1] I.D. Filipoiu, A. Tudor. Transmisii mecanice – îndrumar pentru proiectare. Institutul
Politehnic Bucuresti. Catedra de organe de mașini, 1984
[2] Maier Viorel. Mecanica și construcția navei. Construcția navei. Vol. III . București,
Editura Tehnică, 1989
[3] ***, Documentație tehnică remorcher -împingător de 150 CP
[4] ***, Manualul motoristului
[5] https://ro.wikipedia.org/wiki/Remorcher (Data acces ării, 6.05.2017)
[6] https://www.youtube.com/watch?v=1SFHPfa3S0I (Data acces ării, 6.05.2017)
[7] http://adevarul.ro/international/in -lume/lumea -imagini -fotografiile -zilei-5-ianuarie –
7_54aa3027448e03c0fd50357e/ (Data acces ării, 6.05.2017)
[8] http://www.resitareductoare.com/images/CertificatISO.jpg (Data acces ării, 6.05.2017)
[9] http://www.resitareductoare.com/ (Data acces ării, 6.05.2017)