Центральная Научная Библиотека

Новости

Разделы

Работы

Контакты

E-mail

Главная

Меню

· Главная
· Биржевое дело
· Военное дело и   гражданская оборона
· Геодезия
· Естествознание
· Искусство и культура
· Краеведение и   этнография
· Культурология
· Международное   публичное право
· Менеджмент и трудовые   отношения
· Оккультизм и уфология
· Религия и мифология
· Теория государства и   права
· Транспорт
· Экономика и   экономическая теория
· Военная кафедра
· Авиация и космонавтика
· Административное право
· Арбитражный процесс
· Архитектура
· Астрономия
· Банковское дело
· Безопасность   жизнедеятельности
· Биржевое дело
· Ботаника и сельское   хозяйство
· Бухгалтерский учет и   аудит
· Валютные отношения
· Ветеринария

Курсовая работа: Разработка конструкции корпуса буксира

РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ КОРПУСА БУКСИРА

Курсовой проект

Введение

Буксирские суда – обширная и разнообразная категория судов морских и внутреннего плавания. Они служат для линейной и внутрипортовой транспортировки несамоходных судов и плавучих сооружений, для ввода в порты, вывода, перестановок в портах крупных транспортных судов, для формирования и проводки через шлюзы и каналы крупнотоннажных толкаемых и буксируемых составов из барж или секций, для оказания помощи судам, терпящим бедствие, для тушения пожаров и многих других целей.

Буксирские суда эксплуатируются на водных бассейнах всех стран мира. Акватории, на которых они работают, включают все виды водных путей от океанов и малых рек. Разнообразны гидрометеорологические условия, в которых приходиться работать буксирным судам.

Разнохарактерность выполняемых работ и разнообразие условий плавания вызывает потребность в буксирных судах, имеющих различные мореходные качества и эксплуатационные технические характеристики. Это в свою очередь привело к появлению судов с разными архитектурными и конструктивными решениями.

Наиболее распространенным буксирными судами являются океанские и морские буксиры спасатели, линейные и многоцелевые буксиры, портовые и рейдовые буксиры транспортно – маневрового назначения, а также буксиры с функциями ледоколов и буксировщиков.

Портовые буксиры транспортно – маневрового назначения – суда относительно небольшой мощности с малыми размерами корпуса, с минимальной величиной надводного борта и высокими маневренными качествами. Эти особенности обусловлены тем, что портовые буксиры должны достаточно свободно маневрировать между судами, судами и причалами, проходить под натянутыми швартовными концами, под кормовыми подзорами транспортных судов, т.е. работать в сложной обстановке, характерной для стеснённых портовых акваторий.

Буксиры – кантовщики. Рост в последние годы численности и размерений судов морского и промыслового флота, а также всё возрастающий объём торговли с зарубежными странами повлекли за собой увеличение числа судозаходов в порты страны, а также количества судов, одновременно находящихся в портах.

В результате значительно возросло и усложнилось выполнение кантовочных кормовых буксиров – кантовщиков, обладающих наряду со значительными тяговыми характеристиками более высокими маневренными качествами и малыми габаритами.

Буксиры – кантовщики имеют, как правило, гладкую палубу для удобной работы с буксирными канатами, которые приходиться часто принимать, отдавать и перетаскивать от места подачи их с буксируемого судна, т.е. практически с любой точки палубы к буксирному гаку или битенгам. По той же причине на буксирах – кантовщиках часть палубы в корме и районе буксирного гака предусматривают свободной.

Рейдовые буксиры выполняют буксировочные работы прибрежных морских районах с удалением от порта – убежища до 20 – 50 миль, что не редко обуславливает продолжительное пребывание судна в отрыве от порта. Поэтому при проектировании рейдовых буксиров предусматривается всё необходимое для постоянного проживания экипажа на судне – жилые помещения, камбуз, кладовые провизии и санитарно – бытовые помещения.

Морские линейные буксиры. В нашей стране регулярные морские транспортные буксировки в небольшом объёме сохраняются как в виде чисто морских, так и в виде смешанных типа море – река – море. Первые применяются в тех бассейнах страны, где использование самоходного флота по тем или иным причинам затруднено. Особенно это относится к Дальневосточному бассейну. Здесь перевозки между мелкими портами и портопунктами осуществляется на несамоходных судах из – за ограниченных глубин в прибрежных района. Буксирные суда применяются для буксировки плотов – сигар в Японские порты, также для буксировки барж с местными строительными материалами на морских линиях и в прибрежных районах.

Морские линейные буксиры, имея единое назначение, различаются по своим размерам и мощности. Общими особенностями их является повышенный надводный борт, стандартная или увеличенная седловатость палубы и двухъярусная рубка. Компоновка судовых помещений не отличается от таковой на других буксирах, у которых жилые помещения рассчитаны на полный штат команды.

Морские многоцелевые буксиры – это современные буксирные суда. Помимо выполнения транспортных линейных буксировок они пригодны и для работы в морских портах по обслуживанию крупных судов. Кроме того, они обеспечивают пожарную безопасность обслуживающих судов, что особенно важно при работе с танкерами. Поскольку эти суда оборудованы мощными противопожарными средствами, на них возлагается также выполнение спасательных работ. Морские многоцелевые буксиры имеют меньшие по сравнению с океанскими буксирами – спасателями, но значительно большие по сравнению портовыми и рейдовыми буксирами автономность и дальность плавания. В отличии от океанских буксиров у морских более высокие манёвренные качества.

1. Общая характеристика судна

2. Выбор конструктивного типа судна

1) Главные размерения судна и регистровый класс.

Буксир

L=72,0м

В=12,0м

D=7,2м

d=4,8м

2) Расшифровка регистровского класса.

КМ ЛУ4 1 А2

К- корпус

М- механизмы

КМ - судно построено по правилам и под надзором Морского Регистра Судоходства.

ЛУ4- эпизодическое плавание в разреженном мелкобитом льду толщиной до 0,9м.

А2- объем автоматизации механической установки самоходных и несамоходных судов и плавучих сооружений позволяет ее эксплуатацию одним оператором из центрального поста управления без постоянного присутствия обслуживающего персонала в машинных помещениях.

1 - непотопляемость обеспечивается при затоплении одного отсека.

3) Определение шпаций судна, разбивка на шпации.

Согласно «Правил Морского Регистра судоходства» нормальная шпация в средней части судна определяется по формуле:

а = 0,002L + 0.48

а =0.002 х 72,0 + 0,48 = 0,624 мм

Отклонение от нормальной шпации может быть допущено в пределах ± 25%.

Принята для судна поперечная и продольная стандартная шпация: а = 0,7 м. Шпация в пиках принята: а = 0,5 м.

Район возможного положения пиковых поперечных переборок на судне с учётом требований международных конвенций согласно п. 1.1.6 «Правил Морского Регистра судоходства» (стр. 91) форпик составляет 0,05 – 0,08L; для данного судна эта протяжённость составляет 3,6 – 5,76 м. Принимаем протяжённость форпика 10 шпаций: lф = 10шп х 0,5 = 5,0 м.; ахтерпик составляет 0,05 – 0,06L; для данного судна эта протяжённость составляет 3,87 – 4,32 м. Исходя из удобства размещения дейдвудного устройства принимаем протяжённость ахтерпика 8 шпаций: lахт = 8шп х 0,5 = 4,0 м.

На проектируемом судне район нормальной шпации (700мм) составляет

L1 = L – (lф + lахт)

L1 = 72 – (5 + 4) = 63м.

= = 90 шп.

4) Определение положения мидель – шпангоута:

L/2 = = 36 м. Путём подсчёта определяем положение мидель–шпангоута: 52шп.

Район средней части судна: 0,4L = 0.4 x 72 = 28,8 м, а 0,2L = 0.2 x 72 = 14,4м; приближённо по 20 шп (мидель-шпангоут 52шп). Район средней части судна 32 - 74шп.

5) Выбор конструктивного типа судна, его специфики, обоснование системы набора.

Проектируя конструкции корпуса, принимаем во внимание характерные признаки, которые непосредственно влияют на прочность и надежность конструкции судна. К таким признакам относятся: количество, расположение и протяженность надстроек, положение машинно-котельного отделения (МКО) по длине судна, установка бортов, поперечных переборок, размеры и общая протяженность помещений и надводного борта.

От высоты надводного борта зависят многие общепроектные характеристики судна, определяющие безопасность плавания и эффективность эксплуатации (непотопляемость, остойчивость, грузоподъемность, экономичность и др.), а от соответствующей надводному борту осадке – размеры и, следовательно, масса элементов конституции (обшивки, балок набора), т.е. масса корпуса.

Высота надводного борта определяется архитектурными и геометрическими факторами (типом, назначением и размерениями судна, протяженностью надстроек, седловатостью, погибью верхней палубы и др.)

Принимаем на проектируемое судно избыточный надводный борт.

Для проектируемого судна открытого типа при длине L = 72,0 м целесообразно принять комбинированную систему набора: верхняя палуба и днище – продольная система, борта – поперечная система набора. Такая система определяет обеспечение устойчивости в перекрытиях верхней палубы и днища, а также высокую степень участия продольного набора в общем продольном изгибе судна, что регламентируется требованиями Морского Регистра судоходства в части обеспечения общей продольной прочности судна.

Верхняя палуба имеет продольный набор, опирающийся на поперечные рамы (поэтому двойные борта позволяют уменьшить влияние рамного набора) для размещения крупногабаритного груза. Бортовые перекрытия судна диктуют применение поперечной системы, что особенно важно для восприятия нагрузки со стороны моря. В трюмных междудонных цистернах размещается топливо и балласт, что связано с обеспечением остойчивости судна при перевозке высокорасположенного груза.

Применение данной системы набора в сочетании с применением низколегированной стали позволяет достичь уменьшения массы металлического корпуса.

1.2 Общесудовая спецификация судна: СЭУ, устройства, оборудование и др

Морской буксир – спасатель, буксировщик ПБУ предназначен для оказания помощи судам, потерпевшим бедствие в океанских, морских и прибрежных районах, а также для караванной транспортировки. Судно может выполнять следующие работы: поиск в море судов, терпящих бедствие, и оказание им помощи; буксировку судов любого водоизмещения в порт или укрытие; проводку судов в битом льду; выполнение судоподъемных и водолазных работ при установке и монтаже ПБУ.

Морской буксир построен на класс «Морского Регистра судоходства» 1995г. с подкреплениями корпуса на категорию Л1 с обеспечением всех дополнительных требований к остойчивости морских буксиров.

Судно может принимать 15 т. груза на ВП в корме и до10 т. груза не палубу полубака и сохранять остойчивость при наличии на палубах, надстройках и такелаже до 50 т. льда. Непотопляемость обеспечивается при одновременном затоплении любых двух смежных отсеков для всех случаев эксплуатационной нагрузки судна.

Диаметр циркуляции на полном ходу составляет около пяти длин корпуса судна. Хорошая управляемость буксира обеспечивается наличием двухвальной машинной установки и винтов регулируемого шага.

Для хранения переносного оборудования и материалов, необходимых при оказании помощи судам, на судне имеется два трюма: носовой – для 50т. груза и кормовой – для 120 т. груза. Топливные цистерны позволяют принимать 350 т. основного запаса дизельного топлива и ещё 80 т. за счёт уменьшения груза в трюмах до 90т. Запас пресной воды составляет 90 т. На судне имеется опреснительная установка, производительностью 4,5 т. воды в сутки.

Морской буксир имеет удлинённый бак и развитую среднюю надстройку, не доходящую до бортов.

Носовая оконечность в верхней части завершается фальшбортом. Форштевень судна – наклонный с подрезом ледокольного типа в нижней части, корма крейсерская. Форштевень в нижней части кованый, выше платформы – из листовой стали, ахтерштевень литой.

На судне установлено два становых якоря Холла по 1600 кг. каждый и один кормовой якорь сегментного типа весом 1500 кг. Длина цепи каждого якоря – 220 м. Для обмыва якорных цепей, их выборки в клюзовых трубах имеется специальное устройство.

На буксир установлен руль полубалансирного типа обтекаемой формы со стальным кованым баллером. Управление рулевой электрогидравлической машиной осуществляется из ходовой рубки. Перекладка руля с борта на борт на полном ходу занимает около 30 сек.

На судне имеются три грузовые стрелы. Кормовая стрела грузоподъёмностью 10 т. с вылетом за борт до 2,0 м предназначена для обслуживания кормового грузового трюма, спуска рабочей шлюпки и обеспечения различных водолазных работ на глубинах до 90 м. Две носовые стрелы грузоподъёмностью по 1,5 т. с вылетом за борт около 1,0 м предназначены для обслуживания носового трюма и крепятся к передней стенке надстройки.

На судне имеется специальная система паропровода от отопительного котла для обеспечения паром одновременно четырёх ледоочистителей. При давлении пара в системе от 3,5 до 6,0 кг/см² каждым ледоочистителем за час можно очистить площадь до 30 м² при толщине льда до 30мм.

Энергетическая установка судна состоит из двух 10-цилиндровых дизелей MAN мощностью по 2100 э.л.с. каждый при 275 об/мин, соединённых валопроводом с винтами регулируемого шага. Трёхлопастные винты диаметром 2,5 м имеют съёмные лопасти и выполнены из нержавеющей стали.

Дистанционное управление энергетической установкой и ВРШ осуществляется с главного пульта, расположенного в ходовой рубке. С главным пультом механически связан второй пульт управления, располо- женный на верхнем мостике. Третий пульт дистанционного управления ВРШ, установлен в помещении главных двигателей, производится только с главного пульта управления.

Пуск главных двигателей – воздушный, производится непосредственно у двигателей. Давление пускового воздуха 30 кг/см².

Источниками электроэнергии на судне является 5 дизель – генераторов переменного тока напряжением 380 В. Все генераторы с самовозбуждением и компаундирующим устройством. Питание судовых потребителей 220 В осуществляется с помощью трёх трансформаторов. Для отопления на судне установлен котёл с автоматическим управлением производительностью 700 кг пара в час при давлении 6 атмосфер.

Судно оборудовано автоматической буксировочной лебёдкой с электрогидравлическим приводом мощностью до 25 т. Автоматическое устройство обеспечивает стравливание буксирного троса и выбирание его на барабан со скоростью до 78,5 м/мин. При нагрузке свыше 25 т. автомат выключается. В корме судна имеются специальный битенг и усиленный клюз для снятия судов с мели рывками с помощью стального или капронового троса. Битенг и клюз рассчитаны на рабочую нагрузку 200 т.

Для буксировки цугом при участии нескольких буксиров на полубаке в районе 103 – 106 шп имеются две пары усиленных кнехтов с диаметром труб 500 мм.

На судне имеются две спасательные шлюпки из лёгкого сплава, рассчитанные на 35 человек каждая. Шлюпки оборудованы дизелем мощностью 8 л.с. и развивают не тихой воде скорость хода до 6 узлов.

1.3 Выбор и обоснование категории марки судостроительной стали

Для судов с ледовым усилением ЛУ4 расчётная температура атмосферного воздуха Та = - 30º С. Обшивка и набор судов категории ЛУ4 относятся к группе связей I (см. таблицу 1.2.3.7 «Правил Морского Регистра судоходства»). По графику для группы связей I при Та = -30º С и их толщине S = 20÷25 мм должна быть применена сталь категории А 32÷40. Целесообразно, исходя из практики применения судостроительных сталей, применить сталь 09Г2, соответствующей категории Регистра А32. Данная низколегированная сталь широко применяется в корпусных конструкциях всех типов, классов и назначений. Все стали категории А 32÷40 характеризуются по степени раскисления и состояния паковки как нормализованные, спокойные.

Такая сталь более прочная, чем обычная углеродистая сталь. Наиболее существенное снижение металлоемкости конструкции достигается при использовании сталей повышенной прочности. Уменьшение размеров связей из СПП ограничиваются минимально допустимыми толщинами, требованиями к их устойчивости, а также к жесткости перекрытий и корпуса судна. Эффективность использования СПП несколько уменьшается из-за большей относительной коррозии, ухудшения прочностных и пластических свойств со временем и других факторов. Однако, несмотря на отмеченные недостатки и большую стоимость, СПП в судостроении нашли широкое применение при постройке судов не только новых типов и назначений, но и традиционных. С увеличением длины судна и повышения предела текучести СПП относительная экономия металла возрастает.

При проектировании и постройке конструкций корпуса, кроме уменьшения массы металла, необходимо обеспечить всемерное снижение трудоемкости и стоимости их изготовления, последующего ремонта, высокую эффективность в процессе эксплуатации. Стоимость же СПП за тонну по сравнению с обычной углеродистой выше примерно на 20% для стали марки 09Г2. Применение СПП экономически оправдано, если достигнутое уменьшение массы корпуса можно использовать для увеличения грузоподъемности или скорости судна, то есть повышения провозоспособности, или для улучшения других эксплуатационно-экономических показателей.

Согласно Правилам Регистра категория материала имеет предел текучести Rен=315 мПа.

Химический состав стали:

Сталь марки 09Г2 противостоит воздействию однократных и знакопеременных нагрузок. Качество данной стали определяется её прочностными характеристиками; температурными условиями. Сталь обладает хорошей свариваемостью, возможна сварка в минусовую погоду (до минус 20ºС) Сталь и сварные соединения отвечают требованиям Регистра и иностранных классификационных обществ. Сталь марки 09Г2 обладает хладостойкостью, а также свойствами, необходимыми для работы в условиях коррозионно – механического и эрозионного износа. Сталь марки 09Г2 обладает высокой сопротивляемостью крупными разрушениями.

Для второстепенных корпусных конструкций проектируемого буксирного судна: выгородки, лёгкие переборки и др. могут быть применены обычные углеродистые стали категории А с пределом текучести Rен = 235 – 245 мПа, например ВСт3сп2.

Механические свойства:

Временное сопротивление: Rм=440-590 мПа

Относительное удлинение 22%

2. Набор корпуса в средней части судна по «Правилам» Морского Регистра судоходства 2003 года

2.1 Расчет элементов наружной обшивки

Корпус судна представляет собой коробчатую металлическую конструкцию, состоящую из наружной обшивки, переборок, настилов палуб и платформ судна, обеспечивающую создание силы плавучести, прочность и возможность размещения людей, грузов, оборудования и вооружения, обусловленных назначением судна.

Наружная обшивка – непроницаемая оболочка корпуса, которая вместе с поддерживающим ее набором образует борта, днище и оконечности судна.

Наружная обшивка, палубный настил и настил второго дна являются основными прочными связями, обеспечивающими общую продольную прочность судна.

Наружная обшивка состоит из поясьев, расположенных длинной стороной вдоль судна. Ширина поясьев от 1,5 до 3,2 метров, а длина до 16 метров. Разбивка наружной обшивки на поясья производиться на чертеже, называемом растяжкой наружной обшивки и представляющим собой развертку наружной обшивки одного борта на плоскость.

Согласно Правилам Регистра расчетная нагрузка определяется по формуле:

Р = Р + Р, кПа, где

Р - расчетное статическое давление кПа.

Р = 10 z, кПа, где

z - отстояние приложения нагрузки от поверхности воды до рассматриваемого элемента. z= d

Р - расчетное давление, обусловленное перемещением корпуса судна относительно профиля волны (волновая нагрузка). Она рассчитывается для подводной и надводной части корпуса судна.