.

Конструкция корпуса и рубок буксирных судов внутреннего плавания

Конструкции корпусов и надстроек, а также внутренних переборок и вы­городок корпуса часто выполняют безиаборными — из листов с вертикальными гофрами. Система набора корпуса толкачей и буксиров внутреннего пла­вания — поперечная. Величина шпации не превышает 600 мм.

Конструктивная схема набора корпуса буксиров внутреннего плавания принципиально не отличается от схемы набора морских буксиров, но на конструкцию корпуса толкачей и толкачей-бук­сиров в целом и их отдельных узлов основное влияние оказывает назначение и мощность судна. Дело в том, что кроме нагрузок, обычно действующих на корпуса буксиров, корпуса толкачей и толкачей-буксиров должны воспринимать и выдерживать усилия, возникающие:

  • в процессе передачи упора движителей толкаемому составу, особенно в результате перекладки рулей или насадок;
  • при ударах упорами в баржи на волнении или при формирова­нии состава;
  • от натяжения вожжевых канатов, особенно при расположении их под значительными углами к палубе толкачей во время киле­вой качки;
  • вследствие недостаточного водоизмещения кормовой оконеч­ности, имеющей большой подрез, простирающийся почти до поло­вины длины корпуса, что вызывает неравномерное распределение сил поддержания и вибрацию.

Эти дополнительные усилия, действующие на корпуса судов, работающих способом толкания, и определяют специфические осо­бенности их конструктивной схемы в части увеличения общей про­дольной прочности и местных подкреплений.

Буксир Marintug I
Буксир Marintug I, река Дон

На американских толкачах в зависимости от их мощности и размеров ставится от двух до четырех продольных переборок по всей длине корпуса, причем переборки выполняются как сплош­ными по всей длине с облегчающими вырезами, так и ограничен­ной длины — например в пределах машинного отделения, а в
око­нечностях продолжаются усиленные днищевые и подпалубные связи, раскрепленные фермами. На отечественных толкачах про­дольные переборки в районе машинных отделений, как правило, не ставятся, но предусматривается усиление продольного набора. На толкачах мощностью 800, 1 200 и 2 000 л. с. две продольные пе­реборки установлены только в нос и корму от машинных отде­лений.

Предлагается к прочтению: Морские буксирные суда, классификация и виды

Толкачи мощностью 4 000 л. с. уже имеют две сплошные про­дольные переборки.

В носовой части переборки устанавливаются на одной линии с наружными или внутренними плоскостями упоров для толкания. Под другую плоскость упоров на протяжении форпика, а иногда и далее в корму, устанавливаются местные продольные переборки. С наружной стороны корпуса в этих же плоскостях ставятся мощные кницы, передающие на корпус усилия, возникающие при толкании составов или отдельных барж.

Буксир Calabrone
Буксир Calabrone, Средиземное море, Тирренское море

При проектировании отечественных толкачей и толкачей-букси­ров набор корпуса осуществляется в соответствии с Правилами Речного Регистра. Учитывая условия работы таких судов и их назначение, набор корпуса и толщина наружной обшивки часто увеличиваются по сравнению с требованиями Правил.

Конструктивные схемы характерных мидель-шпангоутов толка­чей и толкачей-буксиров приведены на рис. 1—4.

Принятые для корпусов отечественных толкачей-буксиров зна­чения толщины наружной обшивки меньше применяющихся на американских толкачах. У последних широко унифицируется одна толщина листов для всей наружной обшивки с утолщениями лишь в отдельных случаях в носовой и кормовой оконечностях. Настилы палуб также нередко имеют одинаковую толщину по всей пло­щади палубы. Средние значения толщины наружной обшивки и настила палуб американских толкачей превышают принятые для озерных толкачей-буксиров отечественной постройки на 35— 60%.

Конструктивные сечения корпуса
Рис. 1 Конструктивные сечения корпуса толкача Маршал Блюхер

Для подбора значений толщины наружной об­шивки, палубы и продоль­ных связей, суммарная пло­щадь сечения которых обес­печила бы общую продоль­ную прочность буксиров и толкачейКоэффициенты полноты, форма корпуса и мореходные качества буксиров, приводится табл. 1, заимствованная из «Правил постройки сталь­ных судов внутреннего пла­вания» (часть II). Надстрой­ки и рубки в этом случае в состав эквивалентного бруса не включаются.

Размеры штевней, тол­щин непроницаемых перебо­рок также могут быть на­браны по таблицам Правил, а других элементов кор­пуса — по имеющимся в Правилах формулам мини­мальных моментов сопро­тивления в зависимости от их взаиморасположения и действующих нагрузок, рег­ламентированных классом судна.

Сечения корпуса толкача-буксира
Рис. 2 Конструктивные сечения корпуса толкача-буксира ОТА-852

Величины расчетных на­грузок в носовой оконеч­ности от ударов волн, рас­четных нагрузок на наруж­ную обшивку, днище, борта, непроницаемые переборки задаются Правилами в виде условных гидравлических нагрузок в зависимости от осадки судна.

Табл. 1 Размеры элементов эквивалентного бруса толкачей и буксиров с поперечной системой набора в зависимости от класса, длины и высоты борта судна
Длина судна L, мВысота судна Н, мДнищевой поясПалубный пояс
толщина обшивки днища, ммчисло кильсоновсуммарная площадь сечения кильсонов — стенки и пояски см2толщина настила палубы, ммсуммарная площадь сечения всех продольных связей настила, см2
Суда класса <<М>>
202,051205160
302,55,53805220
403,1631006310
503,8731156390
Суда класса <<О>>
201,741154120
302,24,53654,5190
402,853805260
503,4631005320
Суда класса <<Р>>
201,63,51154110
302,043604170
402,54,53754230
503,153904,5280
Суда класса <<Л>>
201,431103,5100
301,833403,5140
402,23,53604190
Примечания: 1. Если действительная высота борта судна равна 80% табличной высоты или менее, то общая табличная площадь сечения днищевого и палубного поясов эквивалентного бруса должна быть увеличена пропорционально отношению табличной и действительной высоте борта. 2. Площадь сечения брускового киля может быть засчитана в площадь сечения кильсонов.

 
От некоторых типов бук­сирных судов внутреннего плавания требуется выпол­нение функции ледоколов, обеспечивающих поддержа­ние свободного ото льда русла на участках рек, в за­тонах, бьефах, при слипах и т. п. Иногда оценку выбираемых конструк­ций производят в результате сравнительных расчетов по прото­типу, пользуясь методом предельных нагрузок. В случае необхо­димости работы в битом льду предусматриваются подкрепления в соответствии с Правилами.

Конструктивный мидель-шпангоут
Рис. 3 Конструктивный мидель-шпангоут рейдового буксира ледокольного типа мощностью 300 л. с.

Носовые упорные конструкции корпусов с целью некоторой амортизации ударов раньше выполнялись с деревянной или резиновой облицов­кой. Однако опыт работы буксиров, которые оборудовались для толкания, показал, что работоспособными являются только сталь­ные конструкции корпусов (рис. 5). Поэтому как в нашей стране, так и за рубежом упоры для толкания выполняются из стальных листов, причем передняя — упорная поверхность из листов значительной толщины. Последнее необходимо для толкачей и толкачей-букси­ров всех классов, поскольку передние — контактные поверхности упоров и особенно их части, прилегающие к наружным (от ДП) кромкам упоров в процессе движения толкача с составом из-за наличия зазоров в сцепном устройстве воспринимают высокие ди­намические нагрузки. Методы определения усилий, действующих на упоры.

Конструктивные сечения толкача-буксира
Рис. 4 Конструктивные сечения корпуса толкача-буксира мощностью 150 л. с.

Носовые упоры толкачей должны надежно соединяться с кор­пусом. Кроме упомянутых выше продольных переборок, нижние и верхние части упоров (см. рис. 5) должны иметь соответствующие опоры в виде коробчатых призма­тических конструкций.

Носовая оконечностьСредства улучшения маневренных характеристик судна толкачей и толкачей-буксиров предусматрива­ется с мощными подкреплениями и увеличенными значениями толщины палубы для восприятия усилий от автосцепов, тросоукорачивающих устройств и т. п.

Конструкции корпусов и упоров
Рис. 5 Конструкция упоров для толкания толкачей мощностью 800 л. с.

Как уже упоминалось, кормовая оконечность корпусов всех толкачей и особенно толкачей, имеющих
от­носительно малую осадку при зна­чительной мощности, обладает весь­ма ограниченной плавучестью. По­этому, проектируя корпус, следует учитывать необходимость создания прочных конструкций в продольном направлении. Это необходимо и для уменьшения вибрации кормовой оконечности.

С целью увеличения прочности кормовой оконечности предусматри­вают седловатость, которая по со­ображениям технологичности мо­жет быть образована по прямой линии, или чаще полуют. Сопряже­ние палуб в этом случае осуществ­ляется либо посредством наклонного пандуса или перекроя палуб с перепуском главной палубы в корму на 2—3 шпации и установ­кой между ними прочных продольных связей. На отечественных толкачах мощностью 4000 л. с. с той же целью доведен до гако-борта первый ярус надстройки.

Ниши для размещения носовых и кормовых якорей должны иметь усиленные подкрепления, увеличенную толщину в местах трения цепи и касания штока, а также лап якоря при входе его в клюз и размещении в нише. Форма ниш и наклон клюзовых труб должны обеспечивать удобный вход якоря в клюз и укладку
в нише из любого положения, какое может принять якорь при подъеме.

Буксир Krono
Буксир Krono, река Даугава

Для предотвращения вибрации в районе машинного отделения и движителей днище часто имеет специальные подкрепления.

Основным материалом корпуса и надстроек служит листовая и профильная углеродистая сталь.

Стенки надстроек и выгородки делают из листов толщиной: I ярус — 4 и 3 мм, II и III ярус — 3 и 2 мм.

Конструкции корпусов и надстроек, а также внутренних переборок и вы­городок корпуса часто выполняют безиаборными — из листов с вертикальными гофрами. Последние по сравнению с конструк­циями, имеющими горизонтальные гофры, дают возможность:

  • по­лучить равнопрочную (в отношении местной прочности), но при­мерно на 10% более легкую конструкцию;
  • не ставить приварных стоек жесткости, которые необходимы при горизонтальном распо­ложении гофров.

Горизонтальное расположение гофров для наружных стенок надстройки I яруса целесообразно только в случае, когда проч­ность корпуса не обеспечена и требуется включать в общий изгиб надстройку, или по архитектурным соображениям.

На отечественных толкачах-буксирах стенки надстроек ходовых рубок выполняют иногда из легкого сплава.

Носовые и кормовые окна ходовых рубок делают с наклоном наружу. Наклон передней стенки ходовой рубки в районе распо­ложения окон или всей стенки следует предусматривать от 19 до 27° (табл. 2), в зависимости от того, как далеко от нее стоит су­доводитель. Возможное положение судоводителя и наклон окон показаны на рис. 6, где дан продольных разрез типовой ходовой рубки минимальных размеров. Принято, что средняя высота поло­жения глаз человека— 1 650 мм от палубы, высота рубки не более 2 200 мм, а длина — около 3 300 мм.

Конструкции корпусов
Рис. 6 Схема взаимного расположения судоводителя, передней (а) и задней (б) стенки и углов наклона окон рулевой рубки. 1 — верхний луч; 2 — луч, падающий с высоты 80 м на расстояние 400 м; 3 — луч, падаю­щий с высоты 100 м на расстояние 1 км; 4 — нижний луч

Величина наклона окон задних стенок рубки должна быть меньше чем передних, так как судоводитель находится от них зна­чительно дальше, чем от передних (см. табл. 2). Величины углов наклона передних и задних окон при других размерах рубок могут быть легко получены в результате геометрического построения по типу рис. 6. Осевым смещением лучей при проходе стекол ввиду их малой толщины (3—4 мм) можно пренебречь.

Табл. 2 Значение углов наклона передних и задних окон рубки в зависимости от местоположения рулевого
Отстояние глаз рулевого (см. рис. 6) от вертикальной стенки рубки, ммНаибольший возможный угол падения луча со стороны носа с горизонтом (град) дляУглы наклона окон рубки, град
передний bнзадний bкbнbкпередний αзадний β
5502 50010122914
6501 99010132419
8001022
Примечания: 1. Отстояние глаз рулевого от палубы равно 1 650 мм.
2. Углы α и β зависят от высоты нижней кромки носовых и кормовых окон от палубы и длины рубки. Значения α даны с запасом в 4—5, а значения β — с запасом 2—3 для наихудшего случая

 
Для уменьшения вибрации рубки подкрепляют переборками или пиллерсами, располагаемыми по одной вертикали от днище­вого набора до верхней подкрепляемой палубы рубки (см. рис. 2), и вертикальными кницами, которые устанавливают у задней стенки рубок в виде продолжения боковых стенок. Иногда тре­буются дополнительные кницы, привариваемые в плоскостях про­дольного набора крыши рубок. Высота таких книц равна межпа­лубному пространству. Длина у основания — 2—3 шпации.

С целью снижения вибрации и исключения передачи структур­ного шума в жилые помещения и ходовую рубку на толкаче-бук­сире Франц Ханиель 12 рубка первого яруса была установлена на амортизаторы (рис. 7).

Читайте также: Управление судном при плавании на мелководье и в узкости

Длина буксира 32 м, ширина 11,4 м, водоизмещение 375 т. Бук­сир имеет два двигателя мощностью по 1 250 л. с. при 1 500 об/мин, работающих на гребные винты через редукторы. Частота враще­ния винтов 275 об/мин. Главные и вспомогательные двигатели, вентиляторы машинного отделения размещены на амортизирован­ных фундаментах.

Конструкции корпусов толкача
Рис. 7 Конструктивная схема толкача мощностью 2500 л. с. с надстрой­кой, установленной на амортизаторах

Рубка весом 82 т установлена на 20 стальных пружинах, распо­ложенных под ее боковыми стенками. Конструкция крепления пру­жин допускает их замену без смещения рубки. Регулируемые и взаимозаменяемые резиновые амортизаторы фиксируют положе­ние рубки при воздействии на нее внешних сил (см. рис. 7). Теплозвукоизоляция жилых помещений крепится на резиновых и металлических элементах. Окна из толстого стекла также закреп­лены резиновой окантовкой. Все трубопроводы и каналы, подходя­щие к рубке, выполнены из гибкого, эластичного материала. Пре­дусмотрены глушители шума и звукоизоляция выхлопных и вен­тиляционных трубопроводов.

Благодаря указанным мерам, по данным фирмы, уровень шума в помещениях рубки над машинным отделением на полном ходу судна с вентиляционной системой, работающей на полную мощность, составил 50—52 дБ, а во втором ярусе — 46 дБ. Раз­ница в уровне шума под рубкой, покоящейся на стальных пру­жинах, и в машинном отделении составила 26—29 дБ. Частотные измерения показали, что с применением резиновых амортизирую­щих опор, повышающих частоту, снижается степень изоляции в ре­зультате увеличения динамической жесткости. Это не наблюдается в случае применения стальных амортизирующих конструкций.

 

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Май, 24, 2019 690 0
Читайте также