9:00 — 19:00
Каталог

Гидравлические рулевые машины (пособие для судоводителя)

Артикул: 00204408
В наличии
Автор: Харин В.М.
Издательство: Астропринт (все книги издательства)
Место издания: Одесса
ISBN: 966-318-691-7
Год: 2007
Формат: 90x60/16
Переплет: Твердая обложка
Страниц: 208
462 v
-
+
С этим товаром покупают

В настоящем издании рассмотрены структурные схемы и конструктивные особенности типовых (плунжерные, поршневые, лопастные) гидравлических рулевых машин (ГРМ), а также приведены их основные характеристики (габаритные, кинематические, динамические, нагрузка на руль, требования ИМО).

Рассмотрен с позиций "за" и "против" проблемный вопрос о целесообразности использования ГРМ при совместной работе насосов.

Изложен новый аналитический метод оценки режимов работы ГРМ.
Выполнен анализ аварий судов и аварийных ситуаций, связанных с отказами рулевых машин, на основе личного опыта автора и литературных источников. Приведены рекомендации по совершенствованию технического использования ГРМ.

Рассмотрены конструктивные особенности, назначение и характеристики подруливающих устройств и винто-рулевых колонок.

Пособие предназначено для курсантов (студентов) судоводительских специальностей морских учебных заведений III и IV уровней.
Издание будет полезно для слушателей факультетов и центров повышения
квалификации судовых специалистов, а также может использоваться курсантами (студентами) энергетических специальностей.

Введение
На судах мирового флота широко применяются гидравлические рулевые машины (ГРМ). Благодаря своим существенным преимуществам (компактности, небольшим массе и габаритам, удобству автоматизации, надежности и эффективности эксплуатации, более высокой точности управления рулем и соответственно удержанию судна на курсе, способности выдерживать значительные перегрузки без ухудшения эксплуатационных характеристик и др.) эти машины успешно заменили устаревшие типы рулевых машин: паровые, электрические и ручные.
Область применения ГРМ неограничена. Они используются на всех типах судов: сухогрузах и танкерах, паромах и комфортабельных пассажирских лайнерах, супертанкерах и прогулочных катерах и т. д.
Мощность ГРМ также не имеет ограничений. Например, на супертанкерах устанавливаются ГРМ мощностью до 800 кВт (крутящий момент более 20000 кНм).
Основные характеристики ГРМ нормируются правилами ИМО и, соответственно, всеми классификационными обществами. Такие, как время перекладки руля с 35° одного борта до 30° другого, количество насосов (не менее двух), наличие предохранительных устройств (автоматически действующих клапанов и др.), дублирование линий управления, возможность аварийного управления рулем и некоторые другие.
Все машиностроительные фирмы промышленно развитых государств выпускают рулевые машины.
Интенсивное внедрение ГРМ и непрерывное их совершенствование создали ряд серьезных проблем для эксплуатационников (механиков и судоводителей): разнообразие конструкций; трудность восстановления большинства деталей в судовых условиях из-за высокой точности их изготовления, дефицит запасных частей; недостаток требуемой технической документации и опубликованной специальной литературы, необходимой для качественной подготовки судовых специалистов, повышения их квалификации и культуры технического использования и обслуживания ГРМ этими специалистами.
Отсутствие обобщенных технических материалов по устройству, принципам работы разных типов ГРМ, их характерным отказам не позволяет судоводителям и механикам принимать своевременные правильные решения по управлению судном и механизмами в ситуациях, когда времени на обдумывание и поиск выхода из аварийных происшествий недостаточно.
Известны аварии судов, причинами которых были непосредственно отказы ГРМ. Последствиями таких аварий были большие экономические убытки, загрязнение окружающей среды и даже гибель людей.
Опыт эксплуатации ГРМ выявил наряду с указанными выше ряд новых проблем. Первой проблемой является нормирование времени перекладки руля. Традиционной нормой является время перекладки руля с 35° одного борта до 30° другого - не более 28 с. Эта норма существует многие десятки лет, но до сих пор не имеет научного обоснования. Поэтому ученые России, Японии и других стран предприняли попытки выяснить, насколько существенно влияет изменение нормы (28 с) на маневренные характеристики судов различного водоизмещения.
Результаты исследований оказались различными. Японские ученые предложили увеличить норму для больших судов до 50 с при одновременном увеличении площади руля для сохранения мощности ГРМ. Российские ученые, наоборот, предложили уменьшить норму для всех типов судов, несмотря на значительное увеличение мощности и стоимости ГРМ.
Предложения японских ученых ИМО не приняло, а рекомендации российских ученых оказались нереальными.
Вторая наиболее сложная проблема заключается в следующем. Согласно требованиям ИМО все ГРМ комплектуются двумя насосами, как правило, одинаковой подачи. Мощные рулевые машины имеют три и даже четыре насоса.
Установившаяся многолетняя практика использования рулевых машин такова: при плавании в открытом море работает один насос, а в сложных навигационных условиях (проливах, каналах, шлюзах, акваториях портов, в ледовой обстановке и т.д.) и при швартовных операциях (в портах и открытом море) включают в параллельную работу оба насоса, что обеспечивает повышение скорости перекладки руля примерно в 2 раза. В этом случае уменьшается постоянная времени задержки поворота и за счет этого судно быстрее реагирует на управляющие воздействия
Заметим, что все без исключения фирмы-изготовители рулевых машин разрешают использовать режим совместной работы насосов. Однако при этом режиме многие рулевые машины работают недостаточно надежно, происходят их многочисленные отказы - в том числе "загадочного" характера. Создалась, таким образом, противоречивая ситуация, когда капитаны, как правило, "за" использование режима совместной работы насосов, а старшие механики - "против". Эта ситуация оказалась международной, поэтому ИМО была вынуждена рассмотреть ее, но приняла любопытное решение в поправках к МК "СОЛАС-74", 1981 г. (правило 19-1) [14].
Оно сформулировано так: "В районах, где судовождение требует особой осторожности, на судах должно работать более одного силового агрегата рулевого привода, если такие агрегаты могут работать одновременно".
Такая рекомендация ничего не дала эксплуатационникам, точнее, она обострила ситуацию на судах, поскольку судоводители стремятся использовать первую часть правила (19-1), а механики - вторую часть.
Такое положение не является случайным, потому что для решения противоречивой проблемы требовались результаты обстоятельных исследований по двум направлениям:
1. Каково влияние режимов работы рулевых машин на маневренные характеристики судов и насколько существенно они улучшаются при работе двух насосов по сравнению с одним?
2. Каковы причины отказов рулевых машин при совместной работе насосов и какие могут быть предложены рекомендации для их предотвращения?
Такие исследования ранее не проводились, поэтому решение ИМО оказалось несостоятельным.
Вышеназванные проблемы традиционно в течение многих лет исследуются на кафедре "Судовые вспомогательные установки" Одесской национальной морской академии.
По результатам исследований в 1965 г. была опубликована работа доктора технических наук, профессора В.В. Завиша [6], которая получила хорошие отзывы эксплуатационников и специалистов береговых организаций. Эта работа сыграла в свое время существенную роль в повышении квалификации плавсостава и, воответственно, уровня технической эксплуатации ГРМ.
В 1975 г. была опубликована работа автора [24], в которой наряду с другими рассматривался ряд новых вопросов (автоколебания ГРМ, сползание руля, взаимодействие главных насосов, способы регулирования ГРМ), возникших из опыта эксплуатации и требовавших выяснения. Эта работа была также полезной и получила положительную оценку.
В 1982 г. была опубликована монография автора [30] и ряд других работ [25-29]. В них были изложены результаты исследований упомянутых выше проблем, важных для механиков и судоводителей. Эти работы распространялись на судах и получили положительную оценку. Были предложения и пожелания для дальнейших исследований.
В 1984, 1992 и 2007 г.г. работниками кафедры были опубликованы учебники [7,19,20]. Их аналогов не существовало, так как авторы занимают ведущее положение в области исследований рулевых машин.
В 2005 г опубликовано учебное пособие автора [31], которое предназначено для механических специальностей, но отдельные разделы по практическому использованию рулевых машин полезны для судоводителей. Это пособие написано на основе многолетних исследований автора.
Предлагаемое учебное пособие "Гидравлические рулевые машины (пособие для судоводителя)" подготовлено для судоводителей впервые и предназначено для решения следующих задач:
1. Представить курсантам (студентам) судоводительских специальностей морских учебных заведений III и IV уровней краткую, но существенную информацию о современных гидравлических рулевых машинах: типы, конструктивные особенности, характеристики, требования И МО, техническое использование и другие вопросы.
Такая информация будет полезна также курсантам (студентам) старших курсов морских учебных заведений II уровня.
2. Наряду с этими традиционными вопросами изложить решение новых проблем: целесообразность использования рулевых машин при совместной работе насосов, надежность их совместной работы, влияние режимов работы рулевых машин на маневренные характеристики судов, типовые отказы рулевых машин.
3. Обобщить опыт использования рулевых машин на основе анализа аварийных ситуаций и серьезных аварий судов, связанных с отказами рулевых машин.
Информация по пп. 2 и 3 будет полезна не только курсантам (студентам), но также состоявшимся судоводителям для повышения их квалификации.
Учебное пособие может также использоваться курсантами (студентами) энергетических специальностей морских учебных заведений II, III и IVуровней.
Учебное пособие состоит из 9 глав и приложений.
В главе 1 представлены структурные схемы типовых рулевых машин, насосов и систем. Они дают общее представление о составных частях, их назначении и объясняют принцип действия ГРМ, насосов и систем. Рассматриваются упрощенная гидравлическая система традиционной ГРМ и новая двухконтурная ГРМ, имеющая в соответствии с последними требованиями И МО повышенную надежность. В этих машинах автоматическим образом определяется неисправный гидравлический контур, происходит переключение на другой контур и восстанавливается исправность действия ГРМ за время не более 45 с.
В главе 2 приводятся общие сведения о плунжерных и поршневых ГРМ разных зарубежных фирм. Анализируются их конструктивные особенности, основные параметры и эксплуатационные возможности.
Глава 3 посвящена современным лопастным ГРМ. Они имеют существенные конструктивные особенности. Благодаря ряду своих преимуществ, они широко применяются на судах многих государств, в том числе на отечественном флоте.
Эти ГРМ также могут иметь простые и двухконтурные гидравлические системы.
В данной главе кратко сказано о создании и опыте эксплуатации отечественной лопастной ГРМ типа РЭГ-ОВИМУ-7.
В главе 4 рассматриваются основные характеристики рулевого устройства: нагрузка на рулевую машину, кинематические и динамические характеристики. Приводятся основные требования И МО (Регистра) к рулевым машинам.
Кинематические характеристики представляют собой графики угла и скорости перекладки руля в зависимости от времени. Они дают наглядное представление о том, как происходит перекладка руля и от каких параметров ГРМ зависит характер этих графиков. Расчет графиков выполняется по алгоритму, приведенному в приложении.
Основной динамической характеристикой рулевого устройства является его запас устойчивости. Если он отсутствует, то неизбежны автоколебания. Они вызывают интенсивные износы (и даже поломки) деталей ГРМ, насосов и подшипников руля. Кроме того, по причине автоколебаний становится невозможной работа некоторых типовых ГРМ в режиме двух насосов. Таким образом автоколебания снижают надежность работы рулевого устройства и безопасность мореплавания судов. Отсутствие или малая величина запаса устойчивости является конструктивным недостатком. До настоящего времени запас устойчивости не нормируется правила Регистра, но автоколебания известны судоводителям и механикам. Они происходят на многих судах.
Глава 5 посвящена современной проблеме использования режимов работы рулевых машин. Анализируются все "за" и "против" использования ГРМ при совместной работе насосов.
Исследования показали, что маневренные характеристики судов различного водоизмещения улучшаются при совместной работе насосов (т.е. при увеличении скорости перекладки руля).
В то же время надежность работы рулевых машин в этом режиме может понижаться, возникают характерные отказы. Они зависят от типа ГРМ, ее структурной схемы.
В главе 6 приведен аналитический метод оценки режимов работы рулевых машин. Приводится методика получения регрессионных уравнений на основе метода планирования эксперимента. Эти уравнения включают четыре основные параметра (фактора) и позволяют в обобщенной форме представлять результаты анализа режимов работы рулевых машин.
В главе 7 дано описание ряда аварий судов и аварийных ситуаций, связанных с отказами рулевых машин.
Рассмотрены обстоятельно две аварии, анализ которых автор выполнял как эксперт. Показаны последовательно все действия (правильные и ошибочные) судоводителей и судомехаников в условиях нарастающей опасности аварии.
В главе 8 изложены основные правила технического использования рулевых машин, признаки некачественной их работы и дано описание устройств аварийного управления рулем.
Глава 9 посвящена подруливающим устройствам и винто-рулевым колонкам. Рассматриваются их конструктивные особенности и характеристики. Объясняются принципы их действия, назначение и области применения.
Предлагаемое учебное пособие написано на основе многолетних исследований автора в этой области и большого опыта преподавания этой дисциплины в Одесской национальной морской академии.
Автор признателен рецензентам:
В. К. Голубеву, Председателю научно-методической комиссии "Судовождение и энергетика судов", Первому проректору Одесской национальной морской академии, Заслуженному работнику народного образования Украины, кандидату технических наук, профессору.
Л. А. Козырю, профессору кафедры "Судовождение" Одесской национальной морской академии, кандидату технических наук, капитану дальнего плавания.
Все замечания курсантов (студентов) и специалистов по улучшению содержания книги будут приняты с благодарностью.

Купили "Гидравлические рулевые машины (пособие для судоводителя)"? Поделитесь отзывами с другими покупателями.

Отправить
Оставьте Ваш телефон, и мы Вам перезвоним.


Позвоните мне