Ваерные лебедки

Введение
Среди механизмов тралового лова важное место отводится ваерным лебедкам, являющимися наиболее мощными потребителями энергии. Ваерные лебедки работают в сложных условиях, поэтому параметры ваерных лебедок должны определяться не характеристиками применяемых тралов, которые, как правило, изменяются, а стабильными тяговыми характеристиками судна.
Правильный выбор электропривода является обязательным условием высокопроизводительной и экономичной работы механизма. Электропривод должен обеспечить благоприятное протекание процессов как в статических, так и в переходных режимах пуска, приема, сброса нагрузки и торможения исполнительного механизма. Характер протекания этих процессов зависит в первую очередь от механической характеристики двигателя. Механические характеристики определяются, с одной стороны, электромеханическими свойствами исполнительного электродвигателя, а с другой стороны, применяемым методом регулирования скорости и свойствами системы управления. Современный электропривод позволяет получить практически любые механические характеристики, конечно, при соответствующей степени сложности системы электропривода в целом.










1. Выбор и обоснование промысловой схемы тралового лова. Определение исходных данных для расчета ваерной лебедки (ВЛ)
Таблица 1. Исходные данные
Последние цифры шифра зачетной книжки студента № вари
анта Тип судна
кВт
кВт
уз уз уз м
кН
33; 66; 99; 00 33 РТМ т.”Атлантик” 2280 - 2,7 3,9 5,3 950 30

В отечественном промысловом флоте применяются траловые лебедки самых разнообразных типов и параметров. Конструкция большинства лебедок, особенно прежних выпусков, уже достаточно подробно описана в технической литературе.
Для заданной схемы тралового лова производится анализ соответствия промысловых механизмов реальным условиям эксплуатации судна: соответствие мощности ВЛ для обеспечения необходимых скоростей траления на различных глубинах, пропульсивной мощности энергетической установки тяговым характеристикам штатной ВЛ, возможности увеличения пропульсивной мощности за счет перераспределения энергии (через валогенераторы) при изменении скорости и горизонта траления.

Рисунок 1. Траулер типа РТМ «Атлантик»
Принципы выбора основных параметров:
а) при длительной эксплуатации судна применяются тралы различных типов и конструкций, поэтому параметры ВЛ должны быть определены в соответствии с тяговыми характеристиками судна;
б) для рационального использования располагаемой мощности главной ЭУ на выходном фланце гребного вала, ВЛ должны обеспечивать все промысловые операции с ваерами тралов, которые способно буксировать судно на спокойной воде, без перегрузки ГД;
в) для сохранения улова в трале скорость движения трала относительно воды при выборке ваеров не должна уменьшаться, и быть большей или равной скорости траления;
г) при разноглубинном лове для более быстрого выхода трала в необходимый горизонт траления маневры производят изменением длины ваеров при помощи ВЛ;
д) для предотвращения посадки трала на грунт и его задева за подводные препятствия ВЛ включают на выборку (подборку) ваеров без уменьшения шага ВРШ;
е) для уменьшения подъема трала, идущего на достаточном удалении от грунта, скорость выборки ваеров увеличивают при одновременном снижении скорости судна;
ж) для предотвращения аварийной ситуации, при подъеме трала скорость судна должна быть большей или равной скорости, при которой оно управляемо и способно маневрировать;
з) при подъеме трала для сохранения качества рыбы и орудий лова, скорость движения трала относительно воды не должна превышать уровня, при котором происходят механические повреждения рыбы или в оснастке трала возникают усилия, близкие к разрывным;
и) максимальная скорость траления на заданной глубине, кроме вышеуказанного, ограничивается скоростью, при которой ваер принимает прямолинейную форму;
к) для обеспечения лова рыбы на максимальной глубине в заданном диапазоне скоростей траления, рабочая канатоемкость ваерных барабанов определяется длиной вытравленных ваеров, соответствующей тралению глубоководным тралом максимально допустимых размеров;
л) параметры ВЛ и режим работы привода при ведении разноглубинного лова определяются с учетом предотвращения перегрузок приводного двигателя лебедки.
 
2. Выбор диаметра ваерного каната
Располагаемая эффективная мощность, передаваемая гребному винту для буксировки трала, определяется по формуле:
(1)
С учетом необходимого резерва мощности судна для обеспечения маневров при выборке ваеров, расчетная располагаемая мощность на траление будет равна:
(2)
В соответствии с заданием определяется скорость и глубина траления :

По полученным значениям скорости и располагаемой мощности с использованием паспортной диаграммы тяговых характеристик судна определяется .
Натяжение ваеров у судна определяется по формуле:
(3)
В нулевом цикле вычислений диаметра ваерного каната угол .
По натяжению с учетом коэффициента запаса прочности определяется разрывное усилие ваерного каната:
(4)
В соответствии с выбранной конструкцией каната по стандартам находится близлежащее значение разрывного усилия, и по нему определяется характеристики ваерного каната: диаметр и расчетный вес единицы длины в воздухе и в воде :
(5)
По выбранным характеристикам каната уточняется величина угла при помощи итерационной формулы:
(6)
где:
здесь - цикл приближения.
В нулевом приближении можно принять:

Вычисление значений для выбранного каната продолжается до получения заданной точности:
(7)
Если погрешность приближения превышает 1%, то в соответствии с полученным значением производится новый цикл вычислений по формулам ( 3 ) - ( 6 ). Приближение заканчивается в том случае, если в очередном цикле при получении заданной точности будет выбран тот же канат.
Располагаемая эффективная мощность, передаваемая гребному винту для буксировки трала:
= 2280-400 = 1880 кВт (1)
С учетом необходимого резерва мощности судна для обеспечения маневров при выборке ваеров, расчетная располагаемая мощность на траление будет равна:
кВт (2),
где ks - коэффициент использования мощности главного двигателя, который для ВРШ часто принимают равным 0,85.
Скорость и глубина траления : м/c (3)
Hd = Hmax = 600 м
По полученным значениям скорости и располагаемой мощности с использованием паспортной диаграммы тяговых характеристик судна определяется располагаемая тяга судна:
= 163 кН

Натяжение ваеров у судна определяется по формуле:
кН (4)
В нулевом цикле вычислений диаметра ваерного каната угол .
По натяжению с учетом коэффициента запаса прочности (обычно принимают равным 4,0) определяется разрывное усилие ваерного каната:
кН (5)
В соответствии с выбранной конструкцией каната по стандартам находится близлежащее значение разрывного усилия (табл. 2), и по нему определяется характеристики ваерного каната: диаметр и расчетный вес единицы длины в воздухе и в воде :
= 24,0 мм; q0 = 2,110 кг/м
кг/м (6)
По выбранным характеристикам каната