Выбор якорей и якорных цепей

Расчет электропривода.

1.Характеристика якорного снабжения судна

N_я=(В+Н)+0,75ln

N_я=88,25(13+3,2)+0,75*32,4=1453,95

2.Якорное оборудование:

число становых якорей........................................................................................2шт.

общий вес.........................................................................................................1400кг.

общая длина двух цепей...................................................................................400м.

калибр якорной цепи........................................................................................26мм.

Таким образом вес одного якоря G_я=700 кг, длина цепи одного якоря L_ц=150м.

3.Вес 1 погонного метра якорной цепи с распорками:

Р=0,0218*d²

P=0.0218*26²=14.73 кг

4.Вес 1-го метра цепи погруженного в воду:

p₁=v*p

где v=0.9-коэффициент учитывающий плотность воды.

р₁=0,9*14,73=13,257кг

5.Длина несмачиваемого участка от жвака-галса до клюза:

L_нс- несмачиваемый участок цепи от жвака-галса до клюза;

L_ц - общая длина цепи;

 L_о - длина вытравленной цепи;

L_нс=150м

6.Длина вытравленной цепи:

L₀₌L_ц-L_нс

L_O=200-150=50м

7.Расчитаем глубину стоянки:

h_o=10м

8.Коэффициент полноты водоизмещения судна:

б_п=V/LBT

б_п=2134/88.28*13*2.52=0.737

V-водоизмещение; L-длина судна; B-ширина судна; T-осадка.

S_см=(2T+1.37(б_п-0,274)В)L

S_см=(2*2,52+1,37*(0,737-0,274)*13)*88,28=3406м²

10.Площадь парусящей поверхности судна:

S_пар=0,27*(Н-Т)+∑h

S_пар=0,27(3,2-2,25)+32,4=32,58см²

11.Определим нагрузку от действия ветра:

Rв=Kв*S_пар*Vв²

Rв=0,2*32,58*10=65,16

12.Определим угловую скорость двигателя:

w_вд=V_выб*i/R_зв

w_вд=0,2*130/0,178=146рад/сек.

13.Определим диаметр звездочки:

Д_зв=13,7*26=356,2

R_зд=356,2/2=178.1

14.Выбираем электродвигатель:

n=30*w/3.14

n=30*146/3.14=1394об/мин.

15.Максимальное усилие на звездочке при судна к месту залегания якоря:

F_k=f_кл(K(T_я+tн_а)+2Т_я)

F_k=1.3(6867+144.2*10)+2*6867)=18648.71Кн

16.Выбираем силу на звездочке:

F_зв=18648.71/2=9324.35

17.Мощность электродвигателя:

Р=F_зв*V_вет/h_об*h_кл

Р=9324,35*0,2/0.6*0.7=4440*16=4.4квт.

Выбран двигатель МАП 311-4/8

Мощность 7 квт

Число оборотов 1375 об/мин

Ток 16,2А

Момент пусковой 13кг.м

Время стоянки 30 сек.

18.Расчет механической характеристики электродвигателя:

_н=2pn_н/60

_н=2*3,14*1375/60=143рад/сек.

М_н=Р_н/w_н

М_н=7000/143=49 н*м

l=Мкр/Мн

l=143/49=2,9

Sn=n₁-n/n₁

Sn=1500-1375/1500=0.08

Sкр=Sн(l+ )

Sкр=0,08(2,9+ )=0,44

n_кр=n₁-(1-S)

n_кр=1500(1-0.44)=840 об/мин.

_кр=2p*n_кр/60

_кр=2*3,14*840/60=87,92рад/сек.

_н=2pn_н/60

_н=2*3,14*620/60=65рад/сек.

М_н=Р_н/w_н

М_н=5600/65=86 н*м

l=Мкр/Мн

l=65/86=0,7

Sn=n₁-n/n₁

Sn=1500-620/1500=0,6

Sкр=Sн(l+ )

Sкр=0,6(0,7+ )=0,11

n_кр=n₁-(1-S)

n_кр=750*(1-0.11)=667,5 об/мин.

_кр=2p*n_кр/60

_кр=2*3,14*620/60=64рад/сек.

19.По данным строим механические характеристики двигателя:

20.Определим площадь подводной части судна:

S_см=(2T+1.37(б_п-0,274)В)L

S_см=(2*2,52+1,37*(0,737-0,274)*13)*88,28=3406м²

21.Сумарная скорость судна при выборе цепи якоря:

V=V_теч+V_выб

V=0.85+0.2=1.05 м/с

22.Расчитаем нагрузку от течения на корпус судна:

R_теч=f_т*Sn*V^1.83

R_теч=1,5*3406*1,5^1,83=5364 Н

23.Парусность судна:

S_пар=0,27(Нб-Т)+∑lh

S_пар=0,27(3,2-2,52)+32,4=32,58м³

24.Определим нагрузку от действия ветра:

R_в=K*в*S_пар*Vв²

R_в=0,2*32,58*15=97,74

25.Определим суммарную нагрузку на судно:

R_c=R_теч+R_в

R_c=3406+97,74=3503,74

26.Определим усилие натяжения на звездочки опорной цепи при выбирании цепи  свободно провисающей:

 F₁=f_кл(Кt_нН_а+R_c)

F₁=1.3(0.9+144.2*10+3503.74)=6242

27.Определим момент приведенный к валу двигателя при выбирании цепи 1стадии:

М₁=F₁*R_зв/i*h_бр

М₁=6242*0,17/130*0,6=13,6 (н*м)

28.Определим длину провисающей цепи:

L₂= +Но²

L₂= +100=23,08 м

29.Определим длину цепи лежащей на грунте:

L₁=L₀-L₂

L₁=50-23.08=26.92 м.

30.Проверка выбранного электродвигателя по периодам и окончательный выбор его.

t₁=L₁*i/w*R_зв

t₁=26,92*130/143*0,17=143,95сек.

31.Скорость выбирания цепи в 1 периоде:

V=l₁/t₁

V=26.92/143.95=0.18

32.Максимальное усилие на звездочке при подтягивании судна к месту залегания якоря в конце периода:

F_к=18648,71 Кн

33.Сила на звездочке:

F_зв=9324,35

34.Время работы во 2-ом периоде:

t₂=l₂*i/R_зв(w₁+w₂/2)

t₂=23,08*130/0,17(143+65/2)=169 сек.

35.Средняя скорость выбирания цепи в этом периоде:

V₂=L₂/t₂

V₂=23.08/4568.48=0.005

3-й период

F₃=F₂*F_max

36.Усилие отрыва якоря от грунта:

М₃=М₂=М_max

37.Время отрыва якоря от грунта принимаем по требованиям Р.Р.Регистра.       Время стоянки под током 30 сек.(t₃=30сек) (доп 15 сек)

4-й период

38.Усилие на звездочке при подъеме якоря с полной глубины стоянки:

F_3кон=К*f_кл(t_я+t_На)

F_3кон=0,87*1,3(10780+277*15)=16891,4

39.Момент на валу двигателя в конце 3-го в начале 4-го периода:

М₃=F_з*R_зв/ih_брh_кл

М₃=16891,4*178/130*0,6*0,7=64

40.Усилие в конце 4-го периода:

F_4кон=f_кл*T_я=1.3*11780=15314

41.Момент в конце 4-го периода:

М₄=F₄*R_зв/ih_брh_кл=8927,1*178/130*0,6*0,7=25

t₄=H_о*i/R_зв(w₁+w₂/2)=15*130/178*(208/2)=0,1

42.Полное время выбирания якоря за весь цикл:

Т_у=t₁+t₂+t₃+t₄
Т_у=143.95+169+30+0.1=5.7 мин.

43.По полученным данным строим диаграмму съемки с якоря:

44.Среднеквадратический момент электродвигателя при съеме с одного якоря:

М_экв= =41кг.