SPECIALIZAREA ELECTROMECANICA NAVALA PARTICULARITATI DE CALCUL SI PROIECTARE A UNUI PORTCONTAINER DE 2500 TEU Coordonator stiintific, Absolvent,… [303372]
UNIVERSITATEA MARITIMA DIN CONSTANTA
FACULTATEA ELECTROMECANICA NAVALA
SPECIALIZAREA ELECTROMECANICA NAVALA
PARTICULARITATI DE CALCUL SI PROIECTARE A UNUI PORTCONTAINER DE 2500 [anonimizat]: [anonimizat].Dr.Ing.Iordan Novac Bogdan Giugariu
Constanta
2016
CUPRINS:
CAPITOLUL I:SITUATIA ACTUAL A EVOLUTIEI NAVELOR PORTCONTAINER
1.1.Tendinte in ceea ce priveste dimensionarea navelor portcontainer…………………5
1.2.Dezvoltarea motoarelor principale si a sistemelor de propulsie in raport cu tonajul navelor si vitezele de deplasare………………………………………………………………………8
CAPITOLUL II: SCURTA DESCRIERE TEHNICA A NAVEI IN PROIECT
2.1.Generalitati………………………………………………………………………….11
2.2.Corpul navei portcontainer………………………………………………….………12
2.3.Osatura navei……………………………………………………………………….13
2.4.Invelisul exterior……………………………………………………………………13
2.5.Caracteristici tehnice ale navei portcontainer de 2500 TEU………………..………14
2.6.Repartiția zonelor pe nava portcontainer………………………………………………………….17
2.6.1.Sectiunea prova………………………………………………………………………………………….17
2.6.2.Sectiunea centru………………………………………………………………………………………..17
2.6.2.1.Schema tancurilor…………………………………………………………………………………..18
2.6.3.Sectiunea pupa…………………………………………………………………………………………..20
2.6.4.Caracteristicile energetice ale navei portcontainer de 2500 TEU………..…….…20
2.6.4.1.Motorul principal……………………………………………………………….20
2.6.4.2.Geratoarele de curent…………………………………………………..…………22
2.6.4.3.Caldarea compozita……………………………………………………….…….22
2.6.5.Instalatii de la bordul navei……………………………………………..…………22
2.6.5.1.Echipamentul de incarcare…………………………………………………..…..22
2.6.5.2.Echipamentul de ancorare………………………………………………..……..23
2.6.5.3.Echipamentul de acostare………………………………………………….……24
2.6.5.4.Instalatii si echipamente pentru incendii………………………………………..24
2.6.5.5.Echipamente si sisteme de salvare……………………………………………….26
CAPITOLUL III:[anonimizat]
3.1. Calculul momentelor la rotirea bratelor………………………………………….…27
3.2.Calculul vitezelor de functionare al macaralelor…………………………….………30
3.3.Calculul de alegere a motorului hidraulic de ridicare……………………….……….34
3.4.Alegerea sistemului de ridicare………………………………………………………35
3.5.Operarea in conditii de siguranta a [anonimizat].….37
3.5.1.Elemente de exploatare a instalatiei navei……………………………………….…37
3.5.2.Inspectii inainte de pornirea/exploatareacranicelor(macaralelor)…………………..42
3.5.3.Mentenanta si reparatie………………………………………………………………47
CAPITOLUL IV:CALCULUL SI PROIECTAREA SISTEMULUI DE GUVERNARE PRINCIPAL
4.1.Elemente de calcul si alegere a sisitemului energetic al navei………………..……. 56
4.1.1.Acționarea instalații de guvernare…………………………………………………56
4.1.2.Condiții impuse mașinii de cârmă. Puterea și momentul ei nominal……………….57
4.1.3.Instalatii de guvernare cu actionare electromecanica………………………..….…58
4.1.4.Instalatii de guvernare cu actionare electrohidrostatica…………………..…….…58
4.1.5.Calculul hidrodinamic al carmei………………………………………………..….63
4.1.2.Prescriptii pentru unele material special din carese executa produsul
si pentru lubrefianti……………………………………………………………….….…..69
4.3.Calculul momentului hidrodinamic la axul carmei…………………………….……..70
4.4. Alegerea masinii de guvernare……………………………………………….………72
CONCLUZII………………………………………………………………………………76
BIBLIOGRAFIE…………………………………………………………………………79
CAPITOLUL I:SITUATIA ACTUALA A EVOLUTIEI NAVELOR PORTCONTAINER
1.1.Tendinte in ceea ce priveste dimensionarea navelor portcontainer
În prezent, transportul maritim international de marfuri asigura derularea a circa 72% din traficul mondial de marfuri. Succesul portcontainerelor este de neegalat în istoria transportului maritim . Multe nave pot încărca pe langa containere pentru transportul marfurilor generale si un număr mare de containere frigorifice destinate transportului marfurilor perisabile .
În prezent sunt utilizate peste 20 de dimensiuni de containere certificate ISO. Din fericire dimensiunea cea mai importantă a containerului, lățimea, a rămas neschimbată. Lățimea ISO a rămas constantă din două motive. În primul rând, lățimi mai mari de peste opt picioare ar provoca probleme de navigație în regiuni ale lumii unde rutele sunt înguste, cum ar fi Europa. În al doilea rând, o lățime standard permite portcontainerelor o stivuire mai eficientă a containerelor. Ele pot fi încărcate cu orice tip de marfă, de la televizoare până la fructe sau carne.
Transportul marfurilor in containere in secolul XXI reprezinta solutia cea mai avantajoasa si rapida pentru imbunatatirea ritmului incarcare/descarcare ,pentru evitarea avarierii marfurilor generale,perisabile si lipsurilor din continut precum si pentru facilitarea transportului marfurilor de la producator la beneficiar intr-un timp cat mai scurt si cu un cost cat mai conpetitiv. Capacitatea unei nave container este măsurată în TEU.
Anul 2010 a marcat apariția pe mările și oceanele lumii a primelor portcontainere de 10.000 TEU. Performanța i-a aparținut companiei Hyundai Heavy Industries, cel mai mare constructor de nave din Coreea de Sud și din lume. De atunci și până astăzi, aceasta a livrat 85 de portcontainere de peste 9000 TEU.
Evolutia navelor portcontainer
Pe plan mondial,cerintele in ceea ce priveste constructia de nave tip portcontaneri au ca principal obiectiv obtinerea unei eficiente cat mai ridicate, cresterea gradului de siguranta a navei si a incarcaturii, protejarea mediului.
Aceasta se realizeaza construind nave cu capacitatati de transport cat mai mari si prin eficientizarea sistemelor de propulsie astfel incat sa se obtina consum de combustibil cat mai redus,deci implicit costuri pentru tramsport mai reduse . Navele mici cu rute maritime de coastă și scurte sunt cunoscute ca feedere,rolul acestora fiind extrem de important deoarece deservesc porturi unde navele portcontainer cu capacitatati mari si foarte mari nu au acces.
Evoluția portcontainerelor, raportată la mărimea celor mai mari containere disponibile momentan, a fost o evoluție treptată. Modificările sunt destul de bruște și corespund cu întroducerea unei noi clase de portcontainere de către o companie de transport maritim (Maersk Line a fost principalul inițiator), urmat rapid de altele. Principalele clase de nave includ Clasa L "Lica" (1981; 3430 TEU), Clasa R "Regina" (1996; 6000 TEU), Clasa S "Sovereign" (1997; 8000 TEU), și Clasa E "Emma" (2006; 12500 TEU). Există unele diferențe în ceea ce privește cantitatea de containere care poate fi încărcată pe un portcontainer, în funcție de metoda de calcul. De exemplu, pentru clasa Emma, o navă poate transporta aproximativ 15.000 de containere TEU, dacă acestea sunt toate goale.
Varful constructiei de nave portcontainer din punct de vedere al capacitatii de transport containere a fost atins in anul 2013 de catre gigantul de construcții navale din Coreea de Sud Hyundai Heavy Industries Co., Ltd. (HHI) a inaugurat constructia celui mai mare portcontainer din lume comandat din China Shipping Container Lines (CSCL)avand o capacitate de 19000 TEU. Nava are 400 metri lungime, 58,6 m lățime și 30,5 m pescaj.CSCL Globe are un motor principal controlat electronic de 77.200 CP.Astfel,construind o nava cu o asemenea capacitate costurile de transport al unui container din Asia catre Europa a scazut cu 20-30%.
M/V CSCL Globe,18000 TEU,2013
Primele nave portcontainer erau nave de mărfuri generale modificate pentru a transporta containere, având, de obicei, propriile mijloace de manipulare a containerelor, dar magaziile nu erau special concepute cu ghidaje(selfguide-uri) pentru încărcat containere. Unele dintre navele mici si mijlocii moderne sunt dotate cu mijloace proprii de manipulare a mărfii și pot descărca containere și în porturi unde nu există infrastructură pentru descărcarea containerelor facand astfel posibil operara acestora in orice port din lume unde pescajul permite nevigarea in conditii de siguranta.
1.2.Dezvoltarea motoarelor principale si a sistemelor de propulsie in raport cu tonajul navelor si vitezele de deplasare
Consumului de combustibil tonă pe milă arată în mod clar avantajul transportului pe apă în containere. Putem privi situația chiar și în acest fel: dezvoltarea și raționalizarea transportului maritim, în special transportul de containere, a fost un factor important care a contribuit la creșterea pronunțată a comerțului mondial.
Instalatia energetica navala reprezinta un complex tehnic destinat asigurarii deplasarii navei, furnizarii de energie (de diverse tipuri : mecanica, termica, electrica) pentru toti consumatorii de la bord.Aceasta instalatie are un impact direct asupra costurilor de transport.
Fig. 1.2. Consum combustibil
In componenta acestor instalatii intra si instalatiile principale de propulsie care sunt destinate deplasarii navei.
Prin sistem, sau instalatie navala de propulsie, se defineste complexul format din masinile principale si auxiliare, care au rolul de a transforma energia continuta in combustibil in energie termica,energie mecanica sau in energie electrica , destinata pentru:
1. deplasarea navei, in conditii normale de exploatare, cu viteza prevazuta, pe drumul dorit ;
2. functionarea masinilor si a instalatiilor ce deservesc masinile principale de propulsie;
alimentarea cu energie electrica a aparaturii de navigatie a instalatiilor de semnalizare si a aparatelor si sistemelor de masura, control si comanda, a sistemului de propulsie si a altor instalatii;
3. actionarea mecanismelor de punte folosite pentru diverse operatiuni in timpul exploatarii navei;
4. functionarea instalatiilor care asigura conditii normale de viata pentru calatori si echipajul navei;
5. functionarea diferitelor agregate si instalatii care au sarcini deosebite la bordul navei.
La navele cu mai multe linii de axe, instalatia principala de propulsie consta in mai multe complexe propulsive corespunzator numarului de elice, deoarece fiecare complex propulsiv se realizeaza autonom.
Viteza economică a navelor portcontainer este v = 16 … 27 Nd. Instalația de propulsie folosește ca mașini principale motoarele cu aprindere prin comprimare (Diesel), lente sau semirapide.
In componenta instalatiilor principale cu motoare diesel sunt urmatoarele elemente:
1.motoarele principale
2.electrogeneratoarele principale
3.electromotoarele principale de actionare a elicelor
4. transmisiile principale
5.liniile de arbori si propulsoarele
6.mecanismele auxiliare compuse din schimbatoare de caldura si alte sisteme auxiliare care asigura functionarea motoarelor principale si a transmisiilor.
7.sistemul de comanda de la distanta
8.protectiile si semnalizarile de avarie
Motoarele principale sunt acelea care asigura deplasarea navei.Transmisiile principale sunt destinate transformarii energiei sau cuplului de torsiune si de asemenea pentru insumarea puterii motoarelor principale.
Transmisiile principale sunt de urmatoarele tipuri:
· transmisii mecanice
· transmisii hidraulice
· transmisii electrice
· transmisii combinate
Dezvoltarea instalatiile de propulsie cu motoare diesel s-au impus categoric pentru navele maritime. Aceasta orientare spre motoarele diesel este determinata de urmatorii factori:
– consumuri mai mici de combustibil a motoarelor diesel fata de turbinele cu gaze.
– a crescut puterea nominala a motoarelor rapide pana la 7500 Kw (10000 CP) prin introducerea supraalimentarii in doua etaje (M.T.U. Germania), ceea ce a adus la imbunatatirea factorilor putere pe unitatea de masa si puterea pe unitatea de volum;
Folosirea instalatiilor de propulsie cu motoare diesel a fost determinata si de urmatoarele ratiuni:
-din punct de vedere al greutatii si vitezei, motoarele diesel rapide care au un randament de peste 40% reprezinta cea mai simpla forma de conversie a energiei pentru nave;
-consumul specific de combustibil la turbinele cu gaze este de doua ori mai mare decat la cel mai supraalimentat motor diesel in regim de croaziera si chiar mai mare pentru viteze mici ale navei;
-turbinele cu gaze necesita guri de aspiratie si evacuare gaze, voluminoase, ceea ce duce la cresterea lungimii navei si reducerea spatiului utilizabil pe punte
– caracteristicile tehnice si functionale ale motoarelor diesel navale permit utilizarea elicelor cu pas fix sau a elicelor cu pas reglabil.
Astfel datorita dezvoltarii industriei constructoare de motoare navale cu ardere interna,a cererii pe plan mondial de motoare cat mai puternice dar in acelas timp si cat mai ecologice si cu un randament cat mai bun,sa ajuns la constructia de motoare cu puteri de peste 80000 kW si cu un consum de 171 g/kWh.
CAPITOLUL II: SCURTA DESCRIERE TEHNICA A NAVEI IN PROIECT
2.1.Generalitati:
In contextul actual, când relațiile pe plan politic, economic și social au atins un grad înalt de complexitate, progresul este de neconceput fără un schimb intens de valori materiale și spirituale, realizabil în măsură covârșitoare printr-o gamă largă de mijloace de transport. Inexistența sau slaba dezvoltare a acestora ar determina perturbarea întregii vieți economice și sociale mondiale, fapt pentru care putem considera transporturile marfurilor in containere o veritabilă "coloană vertebrală" a activității umane.
In prezent navele care pot transporta containere se impart in cinci categorii:
Nava portcontainer cu structura celulara
Nava tip RO-RO cu o mare suprafata a puntii libere la care incarcarea se face pe orizontala prin pv sau prin pp
Nave tip lash , seabee , bacat capabile sa transporte containere de dimensiuni standard si containere cu flotabilitate proprie cu o capacitate de incarcare intre 300 si 850 tdw
Nave de constructie combinata portcontainere si RO-RO care fac incarcarea/descarcarea prin metoda deplasarii orizontale pe roti dar fac stivuirea containerelor in structura celulara
Nave semi-portcontainere sunt nave conventionale capabile sa transporte un numar de containere pe coverta , pe capacele gurilor de magazii si in unele din magaziile navei special amenajate pentru acest fel de transport.
Navele portcontainere se impart in trei generatii care au evoluat in decurs de decenii
1.Se considera ca navele din prima generatie pot transporta 1300
2.Navele din generatia a doua pana la 2000 TEU
3.Generatia a treia peste 3000 TEU.Acest ultim tip de nave au fost restrictionate de necesitatea trecerii canalului Panama si au o latime max. de 32,5 m.
Navele portcontainer au deplasamente deadweight de (10000…50000) tdw. Viteza economică a portcontainerelor este de (20…30) Nd fiind obținută, de regulă, cu motoare cu aprindere prin compresie (Diesel), lente sau semirapide, care antrenează elice cu pale fixe (cu una sau două linii axiale).
Intrucât viteza de deplasare a portcontainerelor este ridicată, rezervele de combustibil vor fi mai mari ca în cazul altor tipuri de nave și depozitate în tancurile din dublul fund sau în tancurile din dublul bordaj.
2.2.Corpul navei portcontainer
Proiectarea si constructia unei nave portcontainer trebuie sa tina cont de urmatoarele aspecte:
-gurna de raza mica.
-chila de ruliu fixata pe curbura gurnei pentru o eficienta maxima si cu o latime mai mare
-echiparea cu stabilizatoare hidraulice de ruliu.
-pentru a micsora sensibilitatea la tangaj nava trebuie sa aiba un deplasament mare caruia sa-i corespunda o lungime bine proportionata.
-bordul liber sa fie cu cel putin 60% mai mare decat prevede LL.
-pentru a se reduce posibilitatea de a imbarca apa pe coverta nava va avea prova evazata intre 25o si 35o , un spargeval suficient de inalt, falsbordurile de inaltime mare.
-structura celulara a navei care permite stivuirea si fixarea containerelor in magaziile navei va fi de o suficienta rezistenta pentru a suporta greutatea containerelor repartizata pe piesele de colt
-capacele gurilor de magazii vor trebui sa fie suficient de rezistente pentru a suporta greutatea containerelor fara a se deforma.
-suportii de fixare a containerelor pe coverta vor fi capabili sa preia fortele ce se nasc in timpul balansului pe mare.
– acolo unde containerele se stivuiesc in afara capacelor gurilor de magazii vor fi prevazuti pontili de sustinere.
– navele portcontainere dezvolta viteze mari deci au consumuri mari care necesita tancuri de combustibil pe masura.
2.3.Osatura navei
Osatura navei, este formata din totalitatea elementelor structurale longitudinale si transversale care imbinate rigid intre ele alcatuiesc scheletul rezistent al navei.
Structura oricarui tip de nava include doua tipuri de elemente de osatura: longitudinale si transversale.
Elementele de structura longitudinala sunt urmatoarele:
-chila (carlinga centrala)
-cotrachila
-longitudinalele de fund(carlingi laterale)
-longitudinalele dublului fund
-longitudinalele de bordaj
-longitudinalele de punte
-etrava
-etamboul.
Sistemul general de osatură aplicat in construcția navelor portcontainere poate fi longitudinal (la navele cu L > 180 m) sau combinat (la navele cu L< 180 m).
Planșeele de fund (cu simplu fiind sau cu dublu fund) din zona tancurilor de combustibil se construiesc în sistem de osatură longitudinal. Recentele reglementări IMO cu privire la poluarea mediului marin impun obligativitatea utilizării în zona menționată anterior a planșeelor de fund cu dublu fund.
Planșeele de bordaj se pot construi în sisteme de osatură transversal sau longitudinal cu simplu bordaj sau cu dublu bordaj).
Planșeele de punte sunt construite în sistem de osatură longitudinal. Portcontainerele moderne au prevăzută o singură punte continuă (puntea principală.Ramele gurilor de magazie au o înălțime de circa 0,75 m deasupra punții.
Capacele gurilor de magazie trebuie să fie metalice și să asigure sustinerea in siguranta a tuturor containerelor transportate pe acestea indiferent de conditiile meteo. Fiecare capac este prevazut cu numeroase guri de ventilatie prevazute cu capace pentru a asigura o ventilatie cat mai buna a magaziilor de marfa.
Pereții transversali și longitudinali asigură o comportare riguroasă, putând fi plați sau gofrați. De regulă, pereții transversali se construiesc în sistem de osatură vertical, respectiv cu gofre orizontale sau verticale. Pereții longitudinali se construiesc în sistem de osatură orizontal (la navele cu L > 180 m) sau vertical (la navele cu L^180m) și respectiv cu gofre orizontale. Numărul pereților longitudinali depinde de mărimea navei.
2.4.Invelisul exterior.
Invelișul fundului la extremitatea prova.Grosimea învelișului fundului, în zona extinsă pe 0,25 L de la perpendiculara prova.
Compartimentul masini este de regula amplasat in pupa navei,la containere de pana in 2500-3000 TEU,iar la containerele mai mari de 3000 TEU,compartimentul masina poate fi amplasat spre centrul navei,pentru a realiza o stabilitate cat mai buna a navei.
2.5.Caracteristici tehnice ale navei portcontainer de 2500 TEU
Nava de referința este o nava portcontainer WEHR BILLE (container ship) construită de Volkswerft Stralsund GmbH,The A.P.Moller Group din Germania. Chila fiind pusă în octombrie 2001, lansată la apă în iulie 2002 și livrata în noembrie 2003. Nava este destinată transportului de containere.
Caracteristicile principale ale navei sunt:
Tonajul brut………………………………………………………………………………………………………..25630 trb
Tonajul net…………………………………………………………………………………………………………12733 trm
Lungimea teoretica lcwl……………………………………………………………………………………….207,4 m
Lungimea intre perpendiculare Lppb……………………………………………………………………..195,40 m
Lățimea consemnată……………………………………………………………………………………………. 29,80 m
Pescajul maxim…………………………………………………………………………………………………..11.40 m
Inălțimea de construcție……………………………………………………………………………………….53.97 m
Deplasamentul navei goale………………………………………………………………………………….12020 tone
Deadweight……………………………………………………………………………………………………….27020 tdw
Deplasamentul la plina încărcare………………………………………………………………………….38528 tdw
Viteza maximă în balast full load…………………………………………………………………………20,7 knots
Raza de acțiune(apx.)………………………………………………………………………………………..20000 mile
Consum combustibil greu……………………………………………………………………………………9234 kg/h
Elice…………………………………………………..…………………Fixa cu 5 pale pas dreapta
Viteza…………………………………………………………………….……………6.5-20.7 Nd
Bowthruster ……………………………………………..……………………………….1400kw
Tancuri
Tancurile de ballast………………………………………..…………………………….11691
Tancurile de combustibil ………………………………………………………………2500tone
Tancurile de combustibil lichid…………………………………….………………… 2176
Tancurile de apa proaspata ……………………………………..……………………..204
Tancurile de apa de lucru ……………………………………….……………………..98
Capacitate incarcare containere
In magazii……………………………………………………….992 TEU
Pe punte(Stivuire 4 randuri)……………………………….1048 TEU
Pe punte(Stivuire 5 randuri)……………………………….1298 TEU
Pe punte(Stivuire 6 randuri)……………………………….1448 TEU
Pe punte(Stivuire 7 randuri)……………………………….2474 TEU
Total 4 randuri…………………………………………………2040 TEU
Total 5 randuri…………………………………………………2290 TEU
Total 6 randuri…………………………………………………2440 TEU
Total 7 randuri…………………………………………………2474 TEU
Total 8 randuri…………………………………………………2536 TEU
Nava este dotată cu un motor principal de propulsie tipul MAN B&W L70MC-C7 Diesel,o caldare ignitubulara cu arzator tipul: VW 25 001.NB 438,439,o caldare recuperatoare trei diesel generatoare tipul SKL,1600 Kw,900 RPM.
Instalatie de incarcare-descarcare trei macarale(cranice) pozitionate in planul diametral al navei,marca MacGREGOR(capacitate 50 t/buc)
Nave surori……………………………………………….. Wehr Alster,NYK Estrela.
2.6. Repartiția zonelor pe nava portcontainer de 2500 TEU
Din punct de vedere constructiv nava "WEHR BILLE" este formată din trei zone:
-zona prova: destinata asigurării unor servicii necesare navei și navigației;
-zona centru: formată din totalitatea cargotancurilor;
-zona pupa: destinata săli mașini/ suprastructura si comandă.
2.6.1.Secțiunea prova
Secțiunea prova cuprinde tancul de coliziune prova,denumit ”fore peak tank” care include și structura bulbului. Peretele dorsal al acestui tanc este un perete etanș de construcție și rezistentă specială, fiind cunoscut sub denumirea de perete de coliziune ,zona unde osatura navei este intarita atat in plan transversal cat si in plan longitudinal.
Deasupra tancului de coliziune se găsește o magazie de mărfuri uscate, puțul lanțului și alte spatii de depozitare. Deasupra spatiilor de depozitare se afla puntea teuga unde sunt montate 3 vinciuri de manevra si ancora. Secțiunea prova este separata de zona centru prin intermediul unui coferdam, care se extinde în plan transversal pe toata lățimea navei, iar în plan vertical de la chila pana la nivelul punții principale.
2.6.2.Sectiunea centru
Zona centru are dimensiunile cele mai mari și dispune de 5 magazii de incarcare,fiecare dintre ele fiind impartite in doua de catre peteti transversali neetansi,19 tancuri de balast dintre care tancurile Nr.1 Td/Bd,Nr.2B Td/Bd,Nr.4 d/Bd(tancuri antiruliu)sunt tancuri laterale,iar tancurile Nr.1,Nr.2A Td/Bd,Nr.2C,sunt tancuri de balast de fund iar tancurile Nr.2C,Nr.3,Nr.4 Td/Bd,Nr.5 Td/Bd sunt de dublufund.Tot in sectiunea centru se gasesc si 5 tancuri de combustibil greu.
Tot in sectiunea de centru sunt dispuse in plan diametral si cele 3 cranice de incarcare tip McGregor avand o sarcina maxima admisa de 45 t fiecare.De asemenea pe puntea principala a zonei centru mai sunt dispuse tubulaturile pentru apa dulce,o suprastructura destinata depozitarii vopselurilor,capace de magazie.
2.6.2.1. Schema tancurilor
Nava are tancuri de balast cu un volum total de 10698 impartite in 25 de compartimente, dintre care,apa potabila trei tancuri si de apa tehnica trei, situate in compartimentul masina in spatele compartimentului de grupuri electrogene si de combustibil sase situate in dublu fund si in compartimentul masina.
Tabel 2.3.
Tabel 2.4.
Tabel 2.5
2.6.3.Sectiunea pupa
Aceasta zonă conține, tancurile de motorina,tancurile de decantare si de service de combustibil greu și coferdamurile corespunzătoare separării acestora din urmă de tancul de balast pupa Td/Bd. Tot aici se găsesc, sala mașini, tancul dublu fund pentru combustibil greu, coferdamuri ale sălii mașini și tancuri de coliziune pupa „after peak” situat imediat în pupa compartimentului mașini, tanc destinat transportului de apă de balast sau rezervei de apă tehnică în cazul voiajelor lungi.
Spațiul de locuit și servicii se întinde deasupra unei porțiuni a zonei pupa cu excepția camerei cârmei și a celor frigorifice care se află sub puntea principală.
Puntea de navigație și încăperile destinate serviciilor de punte, sunt plasate la cel mai înalt nivel al spațiului de locuit, pentru a da posibilitatea ofițerilor de cart să exercite o bună supraveghere a navigației în orice condiții de navigație. Coșul navei este plasat în spatele spațiului de locuit,intr-o suprastructura separata pentru a reduce riscul ca scânteile sau funinginea aprinsă să cadă pe puntea navei.De asemenea in aceasta sectiune sunt si 4 vinciuri de manevra,plutele de salvare(2 buc.Td si 2 buc.Bd),o barca de interventie,un cranic gravitational destinat lansarii plutelor si barcii de interventie si o barca de salvare cu dublu sistem de lansare(cadere libera si cu ajutorul vinciului).
2.6.4.Caracteristicile energetice ale navei portcontainer de 2500 TEU.
2.6.4.1Motorul principal:
Nava portcontainer “Wehr Bille”este dotata cu un motor principal MAN B&W L70MC-C7 Diesel,in doi timpi,dispunand de sapte cilindrii in linie dezvoltand o putere de 19810 kW la o rotatie de 108 rot/min.
Cursa pistonului este de 2,268 mm iar diametrul acestuia este de 700 mm.
Dispune de 2 turbine de aer tip Mitsubishi MET 66 SE.
Vascozitatea combustibilului greu recomandata de MAN B&W este de 12[cSt].Consumul specific de combustibil este de 9234 kg/h
Caracteristicile masinii principale
Timpul necesar pentru a avea efect modificarea pozitiei telegrafului:
Timpul necesar (m/s)
2.6.4.2.Generatoarele de curent
Nava portcontainer dispune de 3 Diesel Generatoare de curent,marca SKL,produse in Germania fiind capabile fiecare sa dezvolte o putere nominala de 1600 kW la o turatie constanta de 900 rot/min.
Consumul specific de combustibil greu este de 187 +/- 5 % g/Kw/h.Vascozitatea recomandata de producator este de 12[cSt].Fiecare Diesel Generator dispune de o turbina de aer de supraalimentare marca ABB,model 31732203.
2.6.4.3. Caldarea cu arzator
Nava dispune de o caldare compozita ignitubulara marca Saacke VW 25 001 nb 438,439,avand o capacitate de productie de 3000 kg/h de abur umed la o presiunea nominala este de 0,7 MPa.Consumul de combustibil este de minim 50 kg/h si maxim de 210 kg/h.
2.6.5.Instalatii de la bordul navei
2.6.5.1. Echipamente de incarcare:
Nava este prevazuta si cu 3 macarale de bord fixe MacGREGOR, instalate in planul diametral de 50.00 t pentru incarcare containerelor si un monorail cu o sarcina maxima admisa de 11.7 t dispus in fata suprastructurii pupa destinat manipularii materialelor,pieselor de schimb si ale alimentelor.
Viteza de deplasare a cotatei de marfa cu un cranic este in general de 2 ori mai mare decat in cazul bigii, la capacitatea maxima de incarcare. Schimbarea unghiului de inclinare si a bataii se poate face cu viteza de 20-30 m/min iar viteza de rotatie este de 1-1,5 rot/min depasind net posibilitatile tehnice ale bigilor.
Productivitatea in operarea navei este determinata de ciclul teoretic (in timp) necesar pentru:
– prinderea(cotarea)containerului
– deplasarea acesteia pe verticala si pe orizontala
– depunerea greutatii si readucerea palanului de sarcina deasupra urmatoarei cota de
Din aceasta cauza cranicele au productivitatea mai mare cu 20% in raport cu bigile avand urmatoarele avantaje:
-posibilitatea de a opera in porturi care nu dispun de instalatii propii de incarcare
– posibilitati superioare de interventie directa pe o suprafata mare si cu o precizie a manevrei
– productivitate mare in special la cele de mari capacitati si in cazul gurilor de magazii de dimensiuni mari
– starea permanenta de pregatire rapida pentru lucru si manevra incomparabil mai simpla
– posibilitatea efectuarii simultan a miscarilor de coborare, ridicare, rotire
– camp de vedere larg in lipsa coloanelor inalte si a manevrelor fixe si curente auxiliare
Dezavantaje:
– greutate mare in raport cu capacitatea de ridicare
– cost initial mare
– sensibilitate mare a bratului
– limitarea posibilitatilor de lucru la canarisiri de 5-10 grade
2.6.5.2. Echipamente de ancorare:
Portcontainerul Wehr Bille are in component sa doua ancore cu doua vinciuri: vinci de ancora AW – 20/26 cu un motor electric cu o putere de 13-51KN si ancore si lant din otel zincat avand diametrul zalei de 230 mm si 12,5 tone fiecare:
2.6.5.3. Echipamente de acostare:
Portcontainerul Wehr Bille la pupa cat si la prova dispune de 3 vinciuri simple MW-2500/4000 care poate sa traga de la 12-20 tone pe care il foloseste la spring iar la pupa maspune de un vinci dublu pe care se pun celelalte parame. Toate vinciurile au control automat de tensiune, doua viteze si doua motoare hidraulice. Toate paramele de la bordul navei sunt sintetice cu o lungime de 200m si un diametru de 12cm.
2.6.5.4.Instalatii si echipamente pentru incendii:
Instalatiile de stins incendiul cu jet de apa aceste instalatii se gasesc la bordul navei Wehr Bille in compartimentele inchise care nu lucreaza sub tensiune (camera pentru echipamente de salvare, camera pentru echipamente de munca, etc).Nava este dotata cu 2 pompe de incendiu,una principal cu o rata de pompare de 90 m3/h si una de urgenta cu o rata de pompare de 45 m3/h.
Instalatia actioneaza de la distanta asupra focarelor de incendiu cu jeturi cinetice de apa, avand debite cuprinse intre (2-6) ltr/s. Cu astfel de instalatii sunt prevazute toate navele in scopul stingerii incendiilor din incaperile de locuit si serviciu, pe punti si platforme deschise.
De asemenea, aceste instalatii se folosesc pentru asigurarea cu apa a instalatiilor sprinkler, cu apa pulverizata, generatoare de spuma, pentru racirea echipamentului, stropirea peretilor, structurii metalice si instalatiilor aflate la bordul navelor.
Cu apa nu se pot stinge incendiile provocate de carbura de calciu, var nestins, kaliu sau natriu, cu care apa poate intra in reactie chimica, exotermica, urmata de formarea, impreuna cu aerul, a unor amestecuri explozive ce amplifica incendiul.
Aceste instalatii nu au nevoie de pastrarea rezervelor de apa, ele primind agentul de lucru de peste bord, cu ajutorul pompelor de incendiu racordate la tubulaturi, care deservesc hidranti cu furtunuri flexibile si ajutaje manuale ce dirijeaza apa spre focarul de incendiu.De obicei, debitele de apa necesare instalatiei sunt asigurate de pompe centrifugale monoetajate. Intrucat pompele centrifugale nu sunt autoamorsabile, ele se vor amplasa mereu sub linia de plutire a navei, pentru amorsarea gravitationala.
Ca pompe de incendiu pot fi folosite si pompele sanitare, de balast, drenaj sau alte pompe care lucreaza cu apa sarata, fara reziduuri petroliere si care au debitul si sarcina necesare functionarii instalatiei.
Numarul de pompe stationare, recomandat de registrele de clasificare navala, este de minim doua, iar pentru navele cu deplasamente mari, se va monta, obligatoriu, o pompa stationara de avarie. Amplasarea hidrantilor trebuie sa permita racordarea rapida si usoara a furtunurilor de incendiu, iar numarul lor trebuie sa asigure alimentarea cu cel putin doua jeturi de apa in orice parte a fiecarei incaperi, punti sau magazii de marfuri. Instalatia de stins incendiul cu jet de apa aspira apa de mare prin chesoane specifice (prize de fund), denumite Kingston, amplasate la nivelul gurnei navei.
Instalatii de stins incendiul cu dioxid de carbon acesta instalatie se foloseste la stingerea incendiilor din camera motoarelor si a aparatelor electrice. Face parte din categoria instalatiilor de stingere volumica a incendiului, reducand continutul de oxigen din incaperea protejata sub limita de 15% (la care inceteaza procesul de ardere).
Nava Wehr Bille este prevazuta cu 143 de butelii cu dioxid de carbon fiecare avand o capacitate de 79,1 Kg/but.Presiunea de lucru este de 250 bar.
Instalatia reduce continutul de oxigen din incaperea protejata, inlocuindu-l partial cu dioxid de carbon, inert la ardere. Se utilizeaza la stingerea incendiilor in incaperile diesel-generatoarelor de avarie, in magazii de substante explozive sau usor inflamabile, lampisterii, magazii de pituri, magaziile de marfa si compartimentele de masini ale navelor cargo, tobele de esapament etc.
.Folosirea sa la stingerea incendiilor este preferata datorita urmatoarelor avantaje: nu este bun conducator de electricitate; nu deterioreaza materialele incendiate; nu este influentat de temperaturile coborate; patrunde profund in materialele care ard, intrucat este mai greu decat aerul.
Atat in butelii, cat si in tubulatura de transport spre ajutaje, gazul trebuie sa ramana in stare lichida, trecerea in stare gazoasa declansand o racire puternica care ar putea provoca obturarea tubulaturii prin inghetare.
In caz de incendiu, la punerea in functiune a instalatiei, trebuie oprite ventilatoarele, pompele de combustibil si arzatoarele din compartimentul incendiat. Se actioneaza apoi sistemul de avertizare (pentru ca oamenii sa paraseasca urgent compartimentul), se inchid comunicatiile compartimentului cu exteriorul si, in final, se lanseaza dioxidul de carbon.
Echipamente de incendiu:
Tipuri de stingatoare de incendiu de la bordul navei Wehr Bille
-CO2(8 buc.)
-foarte eficient in cazul incendiilor cu flacara deschisa
-timp de descarcare: 1020s
Precautii:
– se utilizeaza pentru incendii de mica anvergura
-CO2 poate afecta, prin contact, epiderma (-78 grade C)
PULBERE (16buc)
– rapid si eficient in cazul incendiilor cu flacara deschisa
– timp de descarcare: 1020s
Precautii:
– pagube colaterale dupa stingere:
– pulberea se imprastie peste tot
– limiteaza vizibilitatea
SPUMA MECANICA (agent de stingere+apa)(22 buc.)
-eficient in cazul incendiilor cu flacara deschisa
-timp de descarcare: 3060s
– pagube minime dupa stingere
Precautii:
-pericol de electrocutare
– timp relativ mare de descarcare
APA (Furtun cu apa)
-eficient in cazul incendiilor de anvergura cu flacara deschisa sau mocnita
-timp de descarcare: nelimitat
Precautii:
– pagube colaterale
-pericol in cazul lichidelor inflamabile
-pericol de electrocutare
2.6.5.5.Echipamente si instalati de salvare:
Wehr Bille, are doisprezece colaci de salvare in jurul navei din care patru cu saule si opt cu lumina.In fiecare cabina se afla o vesta de salvare si un costum de protectie hidrotermic pentru fiecare membru al echipajului. Detine o barca de salvare de urgent si o barca de salvare
Barca de salvare de urgenta este o barca destinata salvarii persoanelor aflate in pericol si gruparii ambarcatiunilor de salvare si se afla in pupa navei la babord,puntea a II a.
Costumul hidrotermic – este un costum de protectie care reduce pierderile de caldura ale corpului unei persoane afundata in apa rece si se afla in fiecare cabina si pentru fiecare membru al echipajului.Dotarea fiecarei cabine cu acest costum este oblogatorie si este reglementata de normele SOLAS.
Mijloc de salvare gonflabil(life rafts) – Nava Wehr Bille este prevazuta cu 5 plute de salvare(1 prova si 4 in pupa )Plutele sunt mijloace de salvare a carui flotabilitate este asigurata de camere nerigide umplute cu gaz si care este tinut in mod normal neumflat pana in momentul in care este pregatit pentru folosire.
O barca de salvare echipata cu o instalatie autonoma de alimentare cu aer, in plus fata de cele de mai sus, trebuie sa fie amenajata astfel incat cand este in mars si toate intrarile si deschiderile sunt inchise, aerul din interiorul barci de salvare sa ramana respirabil fara dificultate, iar motorul sa functioneze normal pentru o perioada de cel putin 10 minute. In timpul acestei perioade, presiunea atmosferica din interiorul barcii de salvare nu trebuie sa coboare nici sub presiunea atmosferica exterioara, nici sa o depaseasca cu mai mult de 20 milibari. Instalatia trebuie sa aiba indicatoare vizuale care sa indice presiunea aerului debitat tot timpul.
Instalatia de salvare este instalatia care se utilizeaza pentru lansarea la apa a ambarcatiunilor de la bordul navei, precum si pentru ridicarea, asezarea si pastrarea acestora la bord, pe tot timpul exploatarii navei.
Instalatia este formata dintr-un sistem cinematic de grinzi care asigura iesirea barcii in afara bordului in vederea lansarii si un sistem de actionare, pentru iesirea in afara bordului, lansarea, ridicarea sau retragerea la bord a barcilor.
Gruiul pentru barca de salvare este rabatabil,iar pentru barca de urgenta este pivotant.
Gruiele rabatabile sunt formate din grinzi rezistente drepte sau curbate, rotite in jurul unor articulatii cu ax orizontal, plasate la partea inferioara. Se utilizeaza pentru barci de salvare de mase pana in 2300 kg.
CAPITOLUL III:CALCULUL SI PROIECTAREA SISTEMULUI PROPRIU DE INCARCARE-DESCARCARE CONTAINERE
3.1. Calculul momentelor de rotire la bratelor
Macaralele navale trebuie să funcționeze și atunci când nava nu se află pe asietă dreaptă. înclinările transversale sau longitudinale se pot datora încărcării navei neuniform, rămânând constante în timpul rotirii brațului macaralei. De asemenea, înclinarea corpului navei se poate datora chiar rotirii macaralei încărcate și atunci unghiul de înclinare variază odată cu unghiul de rotire.
Figura 3.1. Descompunerea sarcinii la bandarea navei
În cazul unei înclinări transversale constante a corpului navei cu unghiul θ din figură, notând Ld – lungimea brațului, denivelarea maximă h a sarcinii este:
(5.1)
Standardizăm astfel
(5.2)
unde:
– masa cârligului,
– accelerația gravitațională.
Utilizând descompunerea sarcinii Q ca în figură, se obțin componentele:
(5.3)
(5.4)
Forța Q1 provoacă un moment rezistent suplimentar M’2 la rotirea macaralei:
(5.5)
(fiind unghiul dintre planul vertical al brațului de macara și planul transversal al navei), a cărui valoare maximă este:
(5.6)
De asemenea, macaraua de masă , și o forță de greutate de cu centrul de greutate plasat la distanța de axa de rotație, își ridică centrul de greutate cu distanța astfel încât momentul maxim rezistent M2max provocat de înclinarea navei cu unghiul este:
(5.7)
Valoarea momentului rezistent provocat de înclinarea navei este apreciabilă, pentru , el devenind comparabil cu cel dat de forța vântului sau de inerția sarcinii.
Dacă nava este înclinată și longitudinal, în relația (5.7), unghiul reprezintă înclinarea maximă față de orizontala axului de rotație al macaralei.
În cazul înclinării transversale a navei cu unghiul , datorită rotirii macaralei cu unghiul α, momentul de înclinare este :
(5.8)
Acestuia i se opune momentul hidrodinamic de redresare:
(5.9)
unde:
este deplasamentul navei goale;
h – înălțimea metacentrică transversală.
Cu ajutorul relațiilor (5.8) și (5.9) se poate scrie funcția de α a unghiului de înclinare a navei:
Relația de calcul (5.7) se utilizează în cazul sarcinilor mici, care nu provoacă înclinarea navei, iar relația (5.12) trebuie utilizată în cazul sarcinilor mari, a căror manevrare are ca urmare înclinarea transversală a navei:
(5.10)
cu valoarea maximă la α = 0, adică:
(5.11)
Momentul rezistent suplimentar maxim , la rotirea macaralei, în cazul
θ = f(α), este dat de relațiile (5.6) și (5.11):
(5.12)
Ținând cont și de ridicarea centrului de greutate al macaralei cu distanța , se obține momentul maxim rezistent provocat de înclinarea navei cu unghiul θ = f(α):
(5.13)
Relația de calcul (5.7) se utilizează în cazul sarcinilor mici, care nu provoacă înclinarea navei, iar relația (5.13) trebuie utilizată în cazul sarcinilor mari, a căror manevrare are ca urmare înclinarea transversală a navei.
3.2. Calculul vitezei de functionare ale macaralei
Creșterea vitezei de ridicare și coborâre a sarcinii mărește productivitatea operațiunilor de încărcare – descărcare. Este totuși periculos să se lucreze cu viteze mari atunci când vinciul este în sarcină.
În plus pentru acest lucru este necesară mărirea puterii acționării electrice care este direct proporțională cu viteza de ridicare a sarcinii.
Mișcarea pe verticală a sarcinii unei instalații gravitaționale nu este uniformă, dar poate fi realizată cu accelerație uniformă. Reducând la minimum timpul de manevrare, trebuie determinată viteza optimă corespunzătoare. În figură este reprezentată variația în timp a vitezei de deplasare a sarcinii în cadrul unei manevre. Timpul total de manevră t este format din timpul de accelerare ta, timpul de bază tb, și timpul de frânare tf.
Considerând accelerațiile uniforme, în cei doi timpi de capăt vitezele vor varia liniar, deci variația vitezei în cadrul unei manevre este dată de linia OABC, iar ariile de sub liniile de variație reprezintă spațiile parcurse.
Fiura 5.2 Variația în timp a vitezei de deplasare a sarcinii în cadrul unei manevre
(5.14)
În perioada de accelerare și de frânare, accelerațiile fiind uniforme, vitezele vor varia liniar, variația vitezei în cadrul unei manevre fiind dată de linia OABC, ariile de sub linia de variație reprezentând spațiile parcurse. Rezultă astfel:
,
(5.15)
În practica de exploatare, timpul de frânare este de două ori mai mic decât cel de
accelerare, cursa parcursă în timpul regimului tranzitoriu este:
(5.16)
Timpul de accelerare depinde de accelerația maximă admisă pentru deplasarea sarcinii av care de obicei variază in limitele 0,2..0,35 m/s .
Considerând mișcarea accelerată se obține mărimea drumului parcurs în timpul t regimului tranzitoriu:
(5.17)
(5.18)
Timpul total de ridicare la înălțimea H este:
(5.19)
Cu relațiile (5.16), (5.17), (5.18) se obține:
unde t = t (v) (5.20)
cum,
(5.21)
rezultă că valoarea vitezei optime este:
pentru av = 0,275 m/s2 și H = 20 m și respectiv 25 m se obțin:
vopt = 2,708 m/s
vopt =3,028m/s,
pentru av = 0,25 m/s2 se obțin:
vopt = 3,055 m/s
vopt = 3,416 m/s.
Figura 3.2 Curbele de variație ale timpului în funcție de viteză
În figura 5.3 este reprezentată funcția t(v) calculată pentru valorile uzuale H = 20m și respectiv 25 m și av =0,275m/s2. Se observă că timpul minim se obține pentru domeniul de viteze v = (1,2..,2,6) m/s, care trebuie considerate valori optime în exploatarea instalațiilor de ridicat.
Întrucât puterea motorului hidraulic este determinată în funcție de viteza nominală de ridicare, vn a sarcinii nominale, Gm pentru utilizarea cât mai completă a puterii motorului și pentru scurtarea duratei ciclului de încărcare – descărcare se recomandă ridicarea cârligului gol sau cu sarcină redusă, cu o viteză mai mare decât cea corespunzătoare sarcinii nominale. Se pot admite în aceste cazuri și accelerații mai mari decât la funcționarea nominală.
În practica lucrului cu instalațiile de încărcat, viteza de ridicare și coborâre a cârligului gol nu poate fi mărită peste o anumită limită, existând riscul slăbirii parâmei de tracțiune pe toba vinciului și încurcarea acesteia, iar viteza de ridicare și coborâre a cârligului gol este mai mare de 3 – 4 ori decât viteza nominală de ridicare a sarcinii. Câteva firme engleze (de exemplu firma Clarke Chapmann) admit mărirea acestei viteze până la de 5 – 6 ori în raport cu viteza nominală.
Reglarea vitezei vinciului este solicitată și pentru coborârea încărcăturilor. Pentru o serie de mărfuri (laminate, mărfuri în saci) viteză mare de coborâre nu este dăunătoare. Sunt însă și alte mărfuri (aparate, obiecte din sticlă sau ceramică) care necesită limitarea vitezei de coborâre. De asemenea pentru așezarea fără șocuri, îndeosebi atunci când marea este agitată, este necesară micșorarea vitezei de coborâre; în practică exploatării s-a constatat că viteza de depozitare a sarcinii pentru o așezare normală a acesteia este cuprinsă în limitele 0,1 -0,25 m/s.
Vitezele relative ale acționării vinciului pe durata operațiunilor de încărcare – descărcare în funcție de valoarea vitezei nominale se înscriu de regulă în limitele:
viteza de ridicare a sarcinii normale: vn:
viteza de ridicare a jumătății de sarcină nominală: (1,5 – 1,7) vn
viteza de ridicare a cârligului gol: (3 – 3.5) vn
viteza de coborâre a sarcinii nominale, sarcinii parțiale și a cârligului gol: (2 – 2,5) vn
Deoarece înălțimile de ridicare și coborâre a încărcăturilor sunt relativ mici, durata regimului tranzitoriu de accelerare și frânare constituie o mare parte din timpul de lucru al vinciului.
3.3. Calculul de alegere a motorului hidraulic de ridicare
Pentru calculul preliminar se consideră:
Sarcina nominală (masa) Qn = 100 [t]
Masa carligului qg = 0,1 [t]
Diametrul de calcul al tamburului DT = 1 [m]
Randamentul total al mecanismului ηN = 0,8
Coeficientul de transmisie total i = 70
Viteza de ridicare a sarcinii nominale Vn = 10 [m/min]
Viteza de așezare a sarcinii nominale Va ≤ 8 [m/min]
Cuplul static la axul motorului la ridicarea sarcinii nominale:
(5.22)
Turația maximă la arborele motorului, necesară pentru asigurarea vitezei impuse de ridicare a sarcinii:
(5.23)
Turația la arborele motorului, necesară pentru asigurarea vitezei impuse de așezare a sarcinii:
(5.24)
în care Va se introduce în [m/min].
Puterea necesară a motorului hidraulic este de :
(5.25)
3.4. Alegerea sistemului de ridicare
Pentru manevrarea mărfii la bord se alege o macara de tip MacGREGOR 50027/45030 având următoarele dimensiuni constructive:
sarcina 100 tone;
înălțimea de ridicare 4,5 – 20 m;
viteza de ridicare la sarcina maximă – 10 m/s;
unghi de rotire – 360ș;
tensiune alimentare – 440 V/ 60 Hz; turația motorului electric – 1775 rot/min;puterea instalată a motorului electric – 200 kW;puterea pompei de alimentare – 170 kWfactor de protecție IP23;
Figura 3.4. Schema macaralei alese
3.5.Operarea in conditii de siguranta a instalatiei de incarcare-descarcare
3.5.1. Elemente de exploatare a instalatiei navei
Instructiuni de siguranta
Inainte de exploatarea instalatie,personalul trebuie sa se familiarizeze cu:
Manualul de instructiuni privind punerea in functiune a cranicelor;
Elementele de comanda si functionare ale cranicelor;
Mediul in care este amplasata macaraua(cranicul);
Echipamentul de siguranta al macaralei;
Actiunile primare ce trebuiesc luate in caz de pericol.
Cerinte impuse personalului
Macaraua va fi exploatata doar de persoane ce sunt pregatite, instruite si autorizate sa efectueze acest gen de operatiuni. Aceste persoane trebuie sa fie familiarizate cu manualul de instructiuni si trebuie sa execute operatiunile in conformitate cu acesta. Zonele respective de autoritate a personalului din exploatarea macaralelor trebuie sa fie definite in mod evident.
Personalul care urmeaza sa exploateze sistemul de incarcare-descarcare si care se afla inca in etapa de pregatire vor lucra pe macarale doar sub supravegherea unei persoane mult mai experimentate. Indeplinirea stagiului de practica va fi confirmata in scris.
Toate dispozitivele de comanda si siguranta vor fi exploatate doar de persoane care au fost instruite in mod corespunzator.
Toate persoanele care lucreaza pe macarale trebuie sa citeasca instructiunile de exploatare si sa confirme prin semnatura proprie ca au inteles respectivele instructiuni.
Zona de lucru a macaralei
Figura 3.5. Zona de operare a macaralei
Cabina de comanda
Elementele de exploatare sunt situate in cabina operatorului sistemului.
Figura 3.6. Cabina operatorului
Panourile de comanda
Manetele de comanda sunt foarte sensibile si trebuiesc actionate in mod continuu.
Figura3.7.Panoul de comanda din dreapta
3.5.2.Inspectii inainte de pornirea/exploatareacranicelor(macaralelor)
Inainte de pornire
Inainte de pornirea macaralei se va:
Asigura faptul ca toate dispozitivele de siguranta au fost fixate si ca sunt in stare de functionare;
Se verifica macara si se constata daca exista defectiuni si avarii vizibile; se vor remedia toate defectele imediat si se vor raporta supervizorilor sau utilizatorilor macaralei;
Se va asigura faptul ca in zona de lucru a macaralei se afla doar personal autorizat si ca nu exista alte persoane care pot fi puse in pericol atunci cand este pusa in functiune macaraua;
Se vor inaltura toate obiectele si toate celelalte materiale care nu sunt necesare functionarii macaralei din zona de operare a macaralei;
Se verifica nivelul de ulei hidraulic din tancul de ulei. Uleiul trebuie sa fie vizibil prin vizorul de verificare de la baza;
Se verifica daca toate valvele de oprire sunt deschise, daca se constata ca nu acestea se deschid imediat;
Se verifica daca valva de drenaj ulei este inchisa, daca se constata ca nu aceasta se inchide imediat.
Pornirea
Cand se afla in functionare singulara platformele se afla meeu pe axa longitudinala catre centrul navei (pozitia de parcare):
Se baga cheia in tabloul electric si se pune in pozitia “O”;
Se pornesc pompele apasand pe butonul de pornire al motorului “MOTOR ON” de pe partea din stanga a consolei. Pompa numarul “1A” este prima care trebuie pornita. Dupa aproximativ 15 secunde va porni si pompa “1B”. Lampa verde de semnalizare “Ready for Operation” de pe partea din stanga a consolei se aprinde automat. Acum macaraua este pregatita pentru functionare.
NOTA: Daca pompa nu merge, macaraua poate folosi alta pompa (se comuta cheia din tabloul electric din pozitia “1” in pozitia “2”).
Se verifica daca flapsul de ventilatie este deschis/inchis;
Se slabeste incuietoarea bratului si se inclina bratul macaralei la un unghi de apx. 300;
Se coboara bratul macaralei complet si se verfica daca carligul bratului se opreste fara a intampina dificultati cand atinge o pozitie corespunzatoare unui unghi de 150;
Se misca dispozitivele de ridicare in pozitia “Ridicare”. Stopa de jos a carligului ar trebui sa se opreasca la aproximativ 1 metru distanta de capatul bratului macaralei;
Se ridica complet bratul macaralei si se verifica daca bratul isi reduce viteza de ridicare intr-o pozitie a acestuia de aproximativ 6 metri si daca se opreste intr-o pozitie corespunzatoare la 4,5 metri;
Se verifica zona de oscilare a macaralei, care ar trebui sa atinga o valoare maxima de 1860. Viteza ar trebui sa se reduca automat la o distanta de apoximativ 150 inainte de a atinge pozitia finala
Se scoate cheia din pozitie pentru a evita orice actionare accidentala de catre operatorul macaralei in timpul manevrarii normale de marfa.
In timpul functionarii
Nu se inaltura niciun dispozitiv de siguranta si nu se scoate niciunul din functiune;
Doar membrii personalului de exploatare se gasesc in locurile de munca mentionate mai sus;
Se asigura ca in zona de exploatare a macaralei se gasesc doar membrii din personalul autorizat;
Nu se ridica greutati suspendate deasupra oamenilor;
Schimbara incarcaturii se va efectua doar cand carligul de sarcina este gol si se va pune doar sarcina autorizata in carlig;
Nu se permite ridicarea greutatilor sub unghi;
Se va active siguranta carligului in pozitie de stationare doar atunci cand bratul se afla in suportul de repaus din pozitia de parcare.
ATENTIE: alte comutatoare de siguranta nu functioneaza;
Se va evita folosirea unei parame/funii slabite.
Comutarea treptei de sarcina
Treptele de sarcina sunt activate doar din partea dreapta a panoului de comanda prezentat mai sus.
Comutarea treptei de jumatate de sarcina
Treapta de jumatate de sarcina va fi activata doar pentru sarcini ce cantaresc de la 0 la 16 tone. Viteza de ridicare in aceasta treapta de sarcina este variaza de la 0 la 36 m/s.
Treapta de jumatate de sarcina este comutata folosindu-se un comutator de pe panoul din dreapta si va fi activat prin apasarea butonului de pe dispozitivul de tragere al manetei de comanda. Se apasa butonul alb si se porneste agregatul pentru 5 secunde, altfel sistemul se va comuta automat in treapta de sarcina nominala. Cand treapta de jumatate de sarcina este activata butonul alb de activare trebuie apasat o singura data de fiecare data cand se trece in pozitia “0” a optiunilor avansate de comanda. Daca greutatea ce urmeaza a fi manevrata depaseste 15 tone se deschide frana vinciului de marfa si este activate automat. Maneta de comanda va fi comutata automat in pozitia neutral, apoi se comuta cheia inapoi pe treapta de sarcina nominala.
Functionarea in modul Gemini
Functionarea in modul Gemini este efectuata doar de macaraua principala.
Se aduce macaraua principala (macaraua numarul 3) in pozitia Gemini folosind comutatorul si prin oscilarea ei in partea stanga. Lampa semnalizatoare a “Pozitiei de functionare sincrona” din partea stanga a consolei se aprinde cand pozitia dorita a fost atinsa;
Se ridica bratul macaralei in pozitia cu lungimea maxima la 150 si se aduce dispozitivul de ridicare in cea mai inalta pozitie corespunzatoare cu carligul dezactivat;
Se inchide pompa;
Se aduce macaraua secundara (macaraua numarul 4) in pozitia Gemini folosind comutatorul si prin oscilarea ei in partea dreapta. Lampa semnalizatoare a “Pozitiei de functionare sincrona” din partea stanga a consolei se aprinde cand pozitia dorita a fost atinsa;
Se ridica bratul macaralei in pozitia cu lungimea maxima la 150 si se aduce dispozitivul de ridicare in cea mai inalta pozitie corespunzatoare cu carligul dezactivat;
Se inchide pompa;
Se comuta comutatorul din partea dreapta a consolei a comenzii “Functionarea sincrona PORNIRE/OPRIRE” si se apasa butonul de pornire pentru macarau principala. Lampa de semnalizare a functionarii sincrone din partea stanga a consolei semnalizeaza faptul ca functionarea in modul Gemini este pregatita;
Se porneste pompa din consola din stanga a macaralei principale. Pompa macaralei numarul 4 porneste prima, urmata de pompa macaralei numarul 3;
Se comuta dispozitivul de ridicare in pozita “Jos”;
Se desface carligul de sarcina si se intoduce traversa. Se ung gaurile pentru a usura intrarea bolturilor de pe traversa de sarcina.
ATENTIE: Daca apar interferente in timpul functionarii sincrone, functia va fi dezactivata imediat, iar lumina de semnalizare “interferenta dispozitivului de ridicare in modul de functionare sincron” sau “interferenta bratului macaralei in functionarea sincrona” sunt aprinse imediat pe consola de comanda din stanga. Functionarea in modul Gemini trebuie oprita imediat dupa ce se aprinde una din aceste lumini de semnalizare. Se comuta cheia “functionarea sincrona PORNIA/OPRITA” in pozitia “OPRIT”. Apoi macaraua principala si cea secundara trebuie sa fie reajustate.
Comutarea din modul de functionare Gemini in modul de functionare singular
Platforma cranicului trebuie sa fie oscilata si pozitionata in pozitia de parcare inainte de comutarea din modul de functionare Gemini inapoi in modul de functionare independent.
Afisajele optice din partea stanga a consolei vor afisa “pozita de parcare a platformei” in cabina mcaralei principale.
Se opresc pompele apasand pe butonul “Motor OFF”;
Se comuta cheia de comutare din pozitia “functionarea sincrona PORNIT/OPRIT” de pe consola de comanda din dreapta in pozitia “OPRIT”;
Acum macaralele pot trece in modul de functionare singular.
Dispozitivul de oscilare al platformei
Platforma poate fi rotita doar daca doua brate de macara se afla in modul de functionare sincron (lampile de semnalizare in modul de functionare sincron trebuie sa fie laminate in ambele macarale), iar cheia de comutare “functionarea sincrona PORNITA/OPRITA” trebuie sa fie activata. Daca bratul macaralei 2 sta pe platforma, dispozitivul de oscilare al platformei se blocheaza automat.
Oprirea
Se ridica bratul la o pozitie de 750;
Se extinde bratul pana in punctul exterior maxim al sau. Se comuta cheia de comutare “bratul in pozitie de repaus” si se lasa cheia de comutare in acea pozitie. Se plaseaza bratul in pozitia de repaus si se elibereaza putin capatul superior de ridicare;
Se tensioneaza bratul macaralei in suportul de sprijin;
Se plaseaza dispozitivul de blocare de la baza sub capul bratului macaralei, nu se va ridica sub nicio forma capul bratului macaralei;
Se opreste pompa;
Se verifica daca s-a inchis pompa;
Se inchide ferestra cabinei si ventilatia din cabina;
Se inchide comutatorul principal din camera masinii. Nu se va opri alimentarea auxiliara.
Oprirea de urgenta a macaralei
In cabina macaralei exista trei butoane de oprire de urgenta a amacaralei.
La iesirea din cabina macaralei pe scara (pe partea superioara a fundatiei);
In tabloul de comutare;
Pe tabloul de comanda din dreapta.
Comutatorul de “VERIFICARE A FUNCTIONARII”
In cadrul verificarii functionarii comanda poate fi actionata electric in toate zonele. Motorul electric sau pompele hidraulice nu functioneaza in timpul verificarii. Aceasta verificare este utila pentru verificarea disfunctionalitatilor.
Comutatorul de “RESETARE IN CAZ DE RUPERE FURTUNULUI”
Daca macaraua se opreste din cauza declansarii unui dispozitiv de comanda a presiunii sau din cauza unei defectiuni in dispozitivul de racire a racitorului de ulei, utilizatorul macaralei nu va putea porni macaraua.
Este posibil ca un furtun sa se fi rupt sau spart. Inainte de repornire trebuie verificat macar vizual intreg sistemul hidraulic. Daca nu se constata niciun defect se apasa butonul de resetare din tabloul de comutare. Apoi poate fi repornita macaraua.
Comutatorul “COMUTATOR 1S5 DE LIMITA A LEGATURII DISPOZITIVULUI DE RIDICARE”
Acesta se gaseste in tabloul electric. Daca acest comutatorul este activat dispozitivul de ridicare 5 “Carligul in capatul bratului macaralei la 19 m” poate fid at peste cap. Acest lucru ar putea sa survina atunci cand este nevoie sa se ridice greutati foarte mari la inaltimi mai mari.
ATENTIE: Carligul poate sa se izbeasca de bratul macaralei
3.5.3.Mentenanta si reparatie
Instructiuni de siguranta
Lucrul la echipamentul electric
Echipamentul electric trebuie verificat constant: orice legatura slabita trebuie securizata, cablurile avariate sau firele trebuie sa fie inlocuite imediat.
Tabloul de comutare si toate sursele de energie electrica trebuie sa ramana mereu incuiate. Accesul este permis doar persoanelor autorizate care au cheie sau o alta unealta speciala.
Inainte de efectuarea lucrarilor de reparatii:
Se scoate macaraua din exploatare;
Se opreste alimentarea principala cu energie electrica din comutatorul principal;
Se blocheaza comutatorul principal si se posteaza un semn de atentionare pentru a semnaliza interzicerea de a-l comuta inapoi;
Se blocheaza accesul in zona de lucru a macaralei si se asigura faptul ca nu intra persoane neautorizate in zona de lucru a macaralei;
Se va asigura ca sunt puse la dispozitie dispozitive corespunzatoare de ridicare si echipament de ridicare a greutatilor in cazul in care trebuiesc inlocuite piese ale macaralei;
Se inlocuiesc imediat toate piesele defecte ale macaralei;
Se folosesc doar piese originale McGregor.
Lucrul la echipamentele hidraulice si instalatiile hidraulice
Inainte de inceperea lucrului se depresurizeaza toate instalatiile hidraulice /componentele instalatiei hidraulice.
In timpul activitatilor de reparatii preventive furtunele trebuiesc schimbate chiar daca nu prezinta semne evidente de avarii sau deformatii.
Protectia mediului
In timpul activitatilor de reparatii la macarale reglementarile pentru protectia mediului si de depozitare in mod corespunzator a deseurilor sau de reciclare trebuiesc avute in vedere in orice moment al activitatii.
In mod particular, cand se efectueaza activitati de ridicare sau activitati de intretinere, cat si atunci cand se scoate macaraua din exploatare se va asigura faptul ca toate substantele care pot contamina pamantul sau apa, cum ar fi unsorile, uleiurile, agentii de racire, fluidele de racire pe baza de fluide, etc., vor fi depozitate astfel incat nu vor afecta mediul inconjurator.
Dupa executarea activitatilor de mentenanta si reparatii:
Inainte de pornirea macaralei se urmaresc urmatoarele detalii:
Se verifica de doua ori toate suruburile slabite;
Se verifica daca toate dispozitivele de protectie, capacele, filtrele, comutatoarele de presiune si comutatoarele limitatoare au fost inlocuite in mod corect;
Se va asigura ca toate materialele si uneltele folosite, cat si alte echipamente au fost inalturate din zona respectiva
Se face curatenie in zona de lucru si se curata orice lichide sau substante similare;
Se va asigura faptul ca toate dispozitivele de siguranta ale macaralei functioneaza din nou in mod corespunzator;
Se verifica toate functiile si comutatoarele limitatoare pentru fiecare treapta de sarcina in parte, fara a aplica nicio sarcina in carlig.
Planificarea mentenantei
Mentenanta face subiectul verificarilor periodice si a intretinerii macaralei pentru a se asigura faptul ca macaraua va functiona fara a intampina defectiuni ulterioare.
Intervalele de mentenanta sunt prezentate in tabelul de mai jos conform clasei navei.
Mentenanta si reparatiile curente
Curatarea macaralei:
Se curate toate componentele lucioase pentru a evita aparitia coroziunii;
Se verfica gradul de strangere a tuturor suruburilor si daca sunt scurgeri in linia sistemului;
Nu se repara tubulaturile avariate sau furtunele, acestea se inlocuiesc complet
Gresarea:
Se folosesc doar unsorile mentionate in cartea tehnica a agregatului.
Angrenajul:
Lagarul antifrictiune de pe pinion principal de actionare este plin de unsoare. Cu cat trec mai multe ore de functionare aceasta unsoare trebuie sa fie inlocuita sau trebuie sa fie completat nivelul in mod periodic.
Schimbarea uleiului:
Se scoate filtrul de ventilatie;
Doar la temperatura ambientala redusa se scoate partea preincalzita a noului tip de ulei pentru a inlatura orice urma de substanta abraziva si alte depuneri;
Se umple cu cantiatea de ulei mentionata in cartea tehnica a agregatului.
Cutia de transmisie:
Se verifica gradul de uzura a uleiului din cutia de transmisie. Uleiul de culoare inchisa are un grad de uzura ridicat si trebuie schimbat.
Se compara cantitatea de ulei drenata cu cantitatea de ulei indicate.
Angrenajul de distributie al pompei:
Se curata in partea exterioara. Se va anliza atent sa nu existe scurgeri, sau suruburi slabite sau alte legaturi slabite. Dupa fiecare shimb de ulei trebuie inlocuite si filtrul de aer dar si busonul magnetic.
Filtrul de ulei al racitorului:
In cazul acestuia se inlocuieste doar cartusul filtrant. Se desface filtrul, se scoate colectorul de reziduuri si se pune in acealsi vas cu filtrul. Se curata colectorul corespunzator si se monteaza inapoi la pozitie apoi se monteaza filtrul in el.
Schimbarea cablurilor/sufelor
Pentru a evita reajustarea comutatoarelor de limita se urmareste procedura de mai jos atunci cand se schimba o sufa/cablu.
A se avea in vedere faptul ca durata de viata a unei sufe/cablu depinde de mai multi factori. Acestea sunt supuse adesea frecarii interne, cat si coroziunii. Totusi, o sufa/un cablu trebuie schimbat dupa 5-6 ani de utilizare.
Se pune macaraua in pozitie de repaus;
Se trag putin cablurile de ridicare;
Se numara cilindrii de infasurare de pe tamburul de ridicare;
Se noteaza numarul de cilindri de infasurare;
Se demonteaza comutatorul de limitare si se securizeaza. Nu se atinge trapa comutatorului;
Acum se schimba cablul;
Dupa ce a fost instalata noua funie/cablu se numara din nou cilindrii de infasurare. Numarul lor trebuie sa fie conform cu cele mentionate in manualul agregatului. Se reinstaleaza limitatorul;
Din motive de siguranta se verifica ajustajul. Se vor consulta si instructiunile de ansamblare a macaralei.
CAPITOLUL IV:CALCULUL SI PROIECTAREA SISTEMULUI DE GUVERNARE PRINCIPAL
4.1.Elemente de calcul si alegere a sistemului energetic al navei
4.1.1.Acționarea instalații de guvernare
In funcție de mărimea momentului Mmax necesar la arborele cârmei, acționarea instalațiilor de
guvernare poate fi manuală, electromecanică sau electrohidraulică. în cazul acționării manuale lipsesc transmisia de comandă și mașina de cârmă, între timonă și cârmă existând doar o transmisie de forță care poate fi mecanică (lanțuri, pârghii), la navele mici sau hidraulică cu hidromotor acționat direct de la timonă (instalația de guvernare de avarie) la navele mari.
4.1.2.Condiții impuse mașinii de cârmă. Puterea și momentul ei nominal.
Mașina de carmă are rolul de a realiza momentul necesar de acționare a cârmei conform comenzilor primite de la timonă si de la postul local de comanda. Aceasta trebuie să satisfacă următoarele cerințe:
să aibă siguranță mare în funcționare;
să poată fi comandată din mai multe locuri;
în pozițiile extreme (unghiurile maxime de bandare) mașina de cârmă trebuie să se oprească automat;
la oprirea timonei trebuie să înceteze deplasarea cârmei și mașina de cârmă trebuie să se oprească;
cârma trebuie să se rotească în același sens cu timona;
trebuie să fie reversibilă pentru a permite deplasarea cârmei în cele două borduri;
pornirea mașinii de cârmă trebuie să se realizeze cu ajutorul timonei indiferent de poziția cârmei.
• Momentul la arborele mașinii de cârmă:
Mm = unde:
– ƞ=randamentul total al transmisiei;
– i=raportul de tansmisie total intre arborele carmei sic el al masinii carmei;
– ƞ = 0.5-0.7 pentru actionari normale;
– ƞ = 0.35-0.45 pentru actionari electromecanice;
i =;
na ==⇒ I =;
Mm =;
Puterea necesara la arborele carmei este:
Pa =Ma ·ώa = ;
Puterea la arborele masinii de carma este:
Pm=;
4.1.3.Instalatii de guvernare cu actionare electromecanica
Sunt folosite motoare de current alternativ sau asincroane cu raportul total de transmisie I=2000-4000.De regula este preferata actionarea cu motoare asincrone datorita maselor,gabaritelor reduse si expoatarii usoare a acestora in raport cu alte motoare.
Transmisiile de comanda sunt telectrice,iar legatura inversa se realizeaza cu selsine.In bordure sunt montari limitatori electrici care opresc masina carmei cu 2-3 grade inaintea limitatorilor mecanici.Transmisiile de forta sunt mecanice cu arbori,parghii sau roti dintate.
4.1.4.Instalatii de guvernare cu actionare electrohidrostatica
Pe langa avantajele instalatiilor electromecanice,actionarea electrohidrostatica are fiabilitate mare si se pot transmite momente mult mai mari(500-2500)hMm fata de (10-400) hMm la cele elcectromecanice.
Actionarea acestor tipuri de instalatie se realizeaza cu hidromotoare lineare orizontale sau verticale(cu piston si cu surub)si cu hidromotoare oscilante,pompe hidrostatice cu pistoane axiale sau radiale cu debit variabil antrenate de motoare electrice asincroane fara inversarea sensului de rotatie.
Excentricitatea necesară pompei cu debit variabil se obține prin intermediul transmisiilor mecanice, electromecanice sau hidrostatice.
Instalația de guvernare, conform societatii de clasificare, trebuie să asigure:
-bandarea cârmei de la max =35° dintr-un bord la max =5° în celălalt bord la
marș înainte cu toată viteza, timpul T > 28s utilizând o singură pompă și T <14scând se utilizează 2 pompe.
-motorul electric să fie dimensionat astfel încât să reziste timp de un minut cu rotorul calat sub tensiune din stare caldă.
-modificarea cuplului la axul motorului în limitele (0 — 2)Mm;
-timpul de bandare a cârmei cu 20° dintr-un bord în altul la acționarea cu timona și pompa de avarie să fie < 60s la marș înainte cu jumătate din viteza de exploatare a navei.
-funcționarea normală la mers înapoi cu turația motorului principal corespunzătoare vitezei maxime.
-funcționarea continuă în timpul marșului (cu menținerea drumului)în regim de 350 bandări pe timp de o oră (bandarea nu se face din bord în bord).
-funcționarea continuă în regim de bandare dintr-un bord în altul timp de 30 minute pentru fiecare pompă.
Motorul electric de antrenare al pompei cu debit variabil este SI (continuu).
Sensul și viteza de bandare a cârmei sunt determinate de sensul de circulație al uleiului și
de debitul pompei.
Clasificarea cârmelor:
Există mai multe criterii de clasificare a cârmelor.
După modul de asamblare a penei cârmei cu corpul navei, se deosebesc:
– cârmele simple, care sunt susținute de corpul navei atât la partea superioară cât și la partea inferioară (figura 1). Acest tip de cârme se utilizează la navele de transport care au coșul pupa de dimensiuni mari;
Fig. 4.1.a. Cârme sprijinite pe pintenul navei
Fig. 4.1.b. Cârme semisuspendate
– cârme semisuspendate, care sunt suspendate pe ax și rezemate, de corpul navei sau pe o consolă specială, într-un punct situat în apropierea jumătății înălțimii penei (figura 2). Uneori, sunt prevăzute cu reazeme superioare suplimentare și se utilizează la navele maritime;
– cârmele suspendate, care sunt susținute numai de ax (figura 3). Specifice ambarcațiunilor de sport și agrement, respectiv navelor pe aripi portante.
Fig. 4.1.c. Cârma suspendată
După poziția axului față de muchia de atac (muchia anterioară) a penei, se disting:
– cârme necompensate, cu axul amplasat în imediata apropiere a muchiei de atac
(figura 1a,b). Se folosesc la ambarcațiunile de sport și agrement, la unele nave
fluviale și la spărgătoarele de gheață;
– cârmele compensate, cu axul, față de muchia de atac, la o distanță egală cu
0.25…0.35 din lungimea penei (figura 3). Acest tip de cârme se utilizează cel mai
des, fiind întâlnite la orice tip de navă;
– cârme semicompensate (parțial compensate), cu axul amplasat, față de muchia de
atac, la o distantă ce variază între 0.5 -K).25 din lungimea penei (figura 2). Aceste
cârme se întâlnesc frecvent la nave mari, cu 2..4 arbori port-elice;
După forma geometrică a secțiunii longitudinal-verticale a penei, se deosebesc:
– cârme de formă dreptunghiulară (figura 1);
– cârme de formă trapezoidală (figura 3);
– cârme de alte forme geometrice (figura 2).
După forma secțiunii longitudinal-orizontale a penei, se disting:
– cârme plate, sunt formate dintr-o singură tablă sau din două table consolidate prin
nervuri orizontale (se utilizează la navele fără propulsie proprie);
– cârme cu profil hidrodinamic, utilizate la toate tipurile de nave cu propulsie proprie.
Pofilele hidrodinamice întrebuințate la construcția cârmelor sunt simetrice. Geometria lor se determină pe baza cercetărilor teoretico-experimentale în cadrul laboratoarelor de hidrodinamică. Cele mai răspândite profile hidrodinamice sunt:
– profil de tip NACA (Național Advisory Commitee for Aeronautics), obținute în
laboratoarele din S.U.A. și utilizate la navele de viteza moderată, pentru cârmele
amplasate în curentul elicelor;
– profilele de tip NEJ, obținute după formulele lui N. E. Jukovski, folosite la construcția
cârmelor navelor rapide;
– profile de tip TAGHI, obținute experimental în laboratoarele din Rusia, folosite la
construcția cârmelor navelor cu doi arbori port-elice și cârmelor de prova;
– pofilele de tip GO, obținute experimental în laboratoarele de aerodinamică din Gottingen, folosite la construcția cârmelor la navele cu doi arbori port-elice și cârmele amplasate în planul diametral al navei.
Cercetările teoretico-experimentale recente au stabilit unele soluții constructive de creștere a eficacității cârmelor.
Astfel, au apărut: cârmele profilate cu parte fixă și parte mobilă; sistemele cu mai multe cârme acționate simultan; cârmele cu voleți.
La construcția cârmelor profilate cu parte fixă și parte mobilă, se pot utiliza următoarele tipuri de profile: Oertz, având punctul de maxim dispus pe partea mobilă în dreptul axului; Seebeck, având punctul de maxim dispus pe partea mobilă în pupa axului; Seebeck-Oertz, având punctul de maxim dispus pe parte fixă. De multe ori, partea fixă a acestor cârme este folosită ca punct terminus pentru arborii port-elice. Un astfel de ansamblu se numește cârma simplex.
Dintre sistemele cu mai multe cârme acționate simultan s-au detașat cele duble și triple (cu doua și respectiv trei cârme). Pentru exemplificare, pot fi menționate următoarele:
– sistem cu două cârme dispuse în pupa propulsorului și care se rotesc simultan la
același unghi. Acest sistem este răspândit la remorchere-împingătoare de puteri mici;
– sistem Balaban, compus din două cârme dispuse în pupa propulsorului și care se
rotesc simultan la unghiuri diferite. Acest sistem este larg răspândit atât la navele cu
propulsie cât și la cele fără propulsie proprie, destinate navigatei interioare în Europa
de vest și în România;
– sistem Hitzler, compus din trei cârme dispuse în pupa propulsorului și care se rotesc
simultan la același unghi. Acest sistem se utilizează la navele destinate navigației pe
Dunărea superioară:
– sistemul Enkel, compus din trei cârme dispuse în pupa propulsorului și care se rotesc
la unghiuri diferite. Acest sistem este răspândit la navele destinate navigației interioare
din tarile occidentale.
Fig. 4.1.d. Sistem de cârme Enkel
4.1.5.Calculul hidrodinamic al carmei
-Determinarea ariei minime necesara penei carmei
Spmin=
unde:
nc=numarul de carme utilizate
nc=1
Spmin=28.4605 m2
-Caracteristicile geometrice ale carmei
Carma mavei este un model de profil hidrodinamic NACA 0018,cu urmatoarele caracteristici:
=6 –alungirea relative
Emax=0.18 – grosimea maxima relative
b= 10 m- inaltimea
bi=5 m
bs=5 m
Cmed=4.25 cond.medie
Cmedii=4.6 m
Cmeds=3.9 m
Sp=45.93 m2
Spi=23.5 m2
Sps=22.43 m2
xa=1.05
Conditie:Sp˃Spmin
-Alungirea relative a carmei
Fig. 4.1. Coeficientul curentului adițional pe cîrmă, în funcție de alungirea relativă, C’p = f(Â)
-Coeficienții hidrodinamici ai profilului NACA 0018 cu A,m = 6 :
Cxot – coeficientul rezistenței la înaintare
Cya – coeficientul portanței
Cpa – coeficientul centrului de presiune
Tab.4.2.
-Determinarea curentului de lichid la intrarea in discul elicei:
va=v(1-);va=5.035 m/s⇒
va=15 Nd=7.71 m/s
= coefficient de raglaj
= 0.347
-Determinarea coeficientului de incarcare al elicei:
Te =1310 KN
p= 1.025 t/m3
Ao=34.195 m2
-Determinarea vitezei curentului de lichid pe pana carmei:
vc= vc
Sp = 45.93 m2
Spe= 29.9 m2
-Coeficientii hidrodinamici ai fortei normale si ai momentului fata de muchia de atac:
coeficientul fortei normale fata de muchia de atac
· sin + ·cos
= coeficientul momentului fata de muchia de atac
=
Tab.4.3.
-Determinarea lui si :
=forta normal ce actioneaza pe pana carmei
=mmentul fata de muchia de atac a carmei
Tab.4.4.
-Determinarea abscise relative a axului carmei
-Determinarea coeficientului hidrodinamic al momentului fata de ax
Tab 4.5.
-Determinarea momentului maxim corectat fata de axul carmei:
-valoarea maxima a momentului fata de axul carmei
K1=1.2 coeficientul de siguranta pentru eforturi neprevazute
K2=1.2 coeficientul de siguranta pentru socuri cu obiecte tari
=1757.46[KNm]
4.1.6.Prescriptii pentru unele material special din carese executa produsul si pentru lubrefianti
Materialele pentru eche,cilindrii de forta si calculul masinii vor avea energia medie absorbita la incovoiere prin soc pe epruvete longitudinale Charpy cu crestatura in V de minim 27J la temperature de 0oC.Temperatura ulei:max 70oC
-Ca agent hydraulic de lucru se recomanda uleiul H46A,STAS 9691-80.Cantitatea de ulei pentru umplerea instalatiei si asigurarea plinurilor este de 2230 l repartizata astfel:
-2 x 500 l-grup comanda improspatare
-280 l –grup pompare auxiliary
-900 l –tanc de rezerva
-50 l –rest instalatie(cilindrii pompe,conducte)
Sistemul de liltrare trebuie sa aigure o finite de 25
Articulatiile cilindrilor si cele ale macanismului de urmarire se ung cu unsoare UM 175 LiCaPb tip 3M STAS 9874-75.Ungerea se realizeaza cu sistem automat de ungere Siemens,avand o capacitate de stocare de 5 kg de unsoare distribuita instalatiei de guvernare la interval fixe de timp.
4.1.7.Calculul momentului hidrodinamic la axul carmei
Mers inainte:
Momentul hidrodinamic la axul carmei se calculeaza cu formula lui Jossel:
Deoarece forma suprafetei carmei nu este dreptunghiulara,sa impartit suprafata pe inaltime in 10 elemente avand o inaltime Dh=1.06 m
Tab.4.6.
Pentru un element de suprafata a carmei:
Momentul total:
⇒
a= 0.195+0.305sin⇒ v = 7.725 m/s
Tab. 4.7.
-Mers inapoi:
Bratulrezultantei fortelor hidrodinamice de presiune la mars inapui este:
ba=(1-a)b-b1
Momentul la axul carmei la mers inapui se calculeaza cu relatia:
La mars inapoi ,viteza maxima a navei apartine intervalului(0.5-0.65)v
Consideram =8 Nd
Tab.4.8.
4.1.8. Alegerea masinii de guvernare
Se alege masina de guvernare cu motor oscilant cu urmatoarele specificatii:
1-hidromotor oscilant
2-pompa cu debt variabl cu pistoase radiale
3-pompa lineara de ractie
4-pompa lineara de transmisiei de comanda
5-transmisie lineara de comanda cu cremaliera
6-armaturi de avarie
7-timona
8-hidromotor linear al trnasmisiei de comanda
Inregim de avarie,armaturile 6 se deschid manual iar pompa 4 devine pompa a transmisiei de forta.
dm-diametrul mediu
dm-(D+d)/2
CONCLUZII
Concluzii numerice:
Lucrarea de față prezintă “Particularitati de calcul si proiectare al unui portcontainer de 2500 TEU”.
Am structurat lucrarea pe 4 capitole după cum urmează :
Capitolul I -Situatia actuala a evolutiei navelor portcontainer
Capitolul II- Scurta descriere tehnica a navei potcontainer Wehr Bille din proiect
Capitolul III- Calculul si proiectarea sistemului propriu de incarcare-descarcare containere
Capitolul IV-Calculul si proiectarea sistemului de guvernare principal
In capitolul I este prezentata situatia actuala a evolutiei industriei constructoare de nave portcontainer in raport cu cerintele actuale ale pietei,cerinte influientate in mod direct de factorii economici,factorii de mediu si cei ce privesc in mod direct expoatarea in deplina siguranta a navelor de catre echipaje si operatorii portuari.Constructia navelor portcontainer aduce noi provocari in ceea ce priveste sistemele de propulsie,instalatiile de guvernare,instalatiile de incarcare-descarcare incercand obtinerea unor randamente cat mai ridicate in ceea ce priveste raportul dintre eficienta transportului de containere si costurile acestora.
In capitolul II este prezentata descrierea tehnica a navei Wehr Bille din proiectul de diploma,de asemenea sunt prezentate si sistemele navei in functie de zona in care sunt amplasate,respectiv prova,centru si pupa navei.
Principalele dimensiuni ale navei sunt :
– Lungimea maximă: – Lmax = 207.40 m
– Lungimea între perpendiculare: – Lpp = 195.40 m
– Lățimea: – Bmax = 29,80m
– Înălțimea de construcție: – D = 53.97 m
– Pescajul: – T = 11.40 m;
– Deplasament în apă de mare : – = 38528 tdw.
Capitolul III prezinta calculul si proiectarea sistemului propriu de incarcare-descarcare containere,sistem necesar deservirii celor 5 magazii si a spatiului de pe cacacele navei.capacitatea totala de incarcare este de 2536 TEU. Descărcarea și încărcarea magaziilor este realizată cu 3 macarale amplasate în planul diametral al navei.
Cranicul, ca instalație de manipulare a mărfurilor la bord, a apărut din eforturile pentru reducerea duratei de staționare a navei sub operațiuni în porturile de escală. În prezent, macaralele de bord ocupă primul loc printre mijloacele de operare ale navelor. Ele au o eficiență sporită la navele ce transportă mărfuri vrac. În genere, avantajele cranicelor față de bigi sunt:
posibilitățile superioare de intervenție directă pe o suprafață mare și cu o mare precizie a manevrei;
productivitatea mare, în special la cele cu o capacitate mai mare de ridicare și în cazul gurilor de magazii de dimensiuni mari;
starea permanentă de pregătire rapidă pentru lucru și manevră incomparabil mai simplă.
Au însă dezavantaje importante și anume:
capacitate de ridicare limitată și redusă (pentru cele acționate electromecanic);
greutate mare în raport cu capacitatea de ridicare;
cost inițial mare;
sensibilitate mare a brațului.
În cadrul capitolului patru am prezentat câteva generalități privind stabilirea datelor inițiale pentru proiectare în raport cu destinația și prevederile registrelor de clasificare. Prevederile registrelor de clasificare ( Lloyd Rule Register și Germanischer Lloyd ) privind instalația de încărcare-descărcare, sunt în acest capitol.
Tot in acest capitolul este prezentat calcul instalației electrohidraulică, aici se va realizea calculul momentelor la rotirea brațului, calculul vitezelor de funcționare a macaralei, calculul de alegere a motorului hidraulic de acționare. Momentul necesar la ridicarea sarcinii nominale este de 7014,15 Nm iar turația maximă la arboreal motorului este de 222,817 rot/min. Pentru așezarea sarcinii turația motorului va fi de 178,254 rot/min iar puterea necesară a motorului hidraulic este de 163,663 kW.
Astfel pentru manevrarea mărfii la bord se alege o macara de tip McGregor 45030 având următoarele dimensiuni constructive:
sarcina 100 tone;
înălțimea de ridicare 4,5 – 20 m;
viteza de ridicare la sarcina maximă – 10 m/s;
unghi de rotire – 360ș;
tensiune alimentare – 440 V/ 60 Hz;
turația motorului electric – 1775 rot/min;
puterea pompei de alimentare – 170 kW;
In capitolul IV este prezentat si analizat tehnica a sistemului cu carma hidrodinamica.In urma calculelor sa ajuns in final la urmatoarele valori:
Determinarea ariei minime necesare penei carmei: Sp = 45.93 m2
Determinarea coeficientului de incarcare al elicei:CT=2.95
Determinarea vitezei curentului de lichid pe pana carmei:8.604[]
Determinarea momnetului maxim corectat fata de axul carmei:QRmax=1757.46[KNm]
Prin urmare,scopul lucrarii de diploma”Particularitati de calcul si proiectare a unui portcontainerde 2500 TEU”,este acela de a prezenta mijloace pentru eficientizarea operativitatii de incarcare-descarcare si a manevrabilitatii navei ,a fost indeplinit.
Contributii personale:
-Am realizat un studiu privind principalele instalații de încărcare-descărcare specific navelor portcontainer folosind macarale(cranice) navale precum și acționarea acestora.
-Am întocmit calculul acționării instalației de încărcare-descărcare a navei.
-Am prezentat un capitol cu minime cerințe de exploatare și mentenanță ale instalațiile de încărcare-descărcare ale navei
-Am intocmit calculul sistemului principal de guvernare
-In conformitate cu calculele din capitolul IV sa ales masina de guvernare cu hidromotor oscilant
cu QRmax=1757.46[KNm],avand Sp = 45.93 m2 si o carma semisuspendata.
Chestiuni neabordate
Nu s-au prezentat metodologiile de calcul ale celorlalte instalații de la bordul navei precum instalația de propulsie sau a instalatiei de generare a aburului la bord.
Nu s-a realizat calculul de proiectare a motorului hidraulic al instalatiei secundare de guvernare și a celui electric de acționare.
BIBLIOGRAFIE
1. Iordan Novac………………………..”Instalații navale speciale” si „Sisteme de Bord si Punte”, Editura Ex Ponto,2004,Constanța;
2. Iordan Novac,I.Patrichi……….. “Hidrodinamice si Constructia Navelor” din PAFS Editura Gaudeamus,2001,Constanta
3.Iordan Novac ……………………”Dinamica Generala a Oscilatiilor Navei si Determinarea Sistemului de Amortizare”-Teza de doctorat,2001,Galati
4.Iordan Novac…………………….”Marine Auxiliary Machinery”Curs,2012-2013,UMC
5.Iordan Novac „I.S.C.I.R. Îndrumător pentru construcția și exploatarea macaralelor”– Editura Tehnică București;
6.Chitac Vergil……………………”Statica Navei”Editura Academiei Navale Mircea cel Batran,2008
7.Chiotoroiu L,Hreniuc A………..”Teoria si conastructia navei”Suport de curs
8.Ionescu D,Ancusa V……………”Mecanica Fluidelor si Msini Hidraulice”Editura Didactica si Pedacgogica Bucuresti
9.Dan O.,Liviu C.,Sandita P……….”Manevrabilitatea Navei”Editura Didactica si Pedagogica Bucuresti
10.Dumitru D…………………………”Masini Hidraulice si Pneumatice”Editura Lito 1993
11.Dumitrescu H.,Georgescu A………”Calculul Elicei”Editura Academiei Romane”Bucuresti
12.Panaitescu V.,Panaitescu M.,………”Masini si Instalatii Navale”Editia 2 revizuita Ed.Ex.Ponto,Constanta 2009
13.Uzunov G.,Pruiu A.,……………….”Manualul ofiterului mecanic”,Editura Tehnica Bucuresti,1997
14.www.wikipedia.com/ro
15.Documentatia navei portcontainer “Wehr Bille”2500 TEU
16.Oprean A.si Colectiv,……………”Actionari Hidaulice”Bucuresti,Editura Tehnica,1976
17. Ioan Felician Soran…………………. „Sisteme de acționare electrică”, Editura Matrixrom 2010
18. Virgil Ciubotaru…..Acționarea electrică și automatizarea mașinilor de construcții” –, Editura Matrixrom 2009
19. Viorel Maier – „Mecanica și construcția navei”, Ed. Tehnică, 1988
20. Ilie Patrichi – „Exploatarea și repararea sistemelor auxiliare de bord”, Ed. ANMB, 2003
21. I.C. Ioniță – „Instalații navale de bord”, Ed. Tehnică, 1988
22.Dumitru Fătu – „Îndrumător de exploatare și întreținere a echipamentelor navale” Ed. Tehnică, 1992
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: SPECIALIZAREA ELECTROMECANICA NAVALA PARTICULARITATI DE CALCUL SI PROIECTARE A UNUI PORTCONTAINER DE 2500 TEU Coordonator stiintific, Absolvent,… [303372] (ID: 303372)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.