Федеральное агентство по образованию РФ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет ''ЛЭТИ''
КафедраКСУ
комплексная лабораторная работа
по дисциплине:
«Судовой автоматизированный электропривод»
на тему:
«электропривод якорного устройства и
расчет процесса снятия судна с якоря»
Вариант № 7
Выполнил студент гр.3461
Преподаватель:
Санкт-Петербург
2008 г.
Исходные данные:
Водоизмещение судна D=2400 т
Длина судна по ватерлинии Lc=71,4 м
Высота от летней грузовой ватерлинии до верхней палубы Hc=0,7 м
Ширина судна по миделю Bc=10,9 м
Площадь парусности в пределах длины судна A=58 м2
Площадь смоченной поверхности судна Sвод=350 м2
Кратность скорости ветра относительно критического значения k=1 о. е.
В процессе выполнения комплексной лабораторной работы необходимо:
1. Определить параметры якорного снабжения для заданного судна: массу
якоря, калибр и длину цепи.
2. Выбрать электродвигатель якорного устройства
3. Рассчитать параметры установившегося состояния системы
якорь-цепь-судно
4. Определить критическое значение скорости ветра VВЕТ, при котором возможно снятие судна с якоря без участия главной энергетической установки
5. Рассчитать переходные процессы съемки судна с якоря при различных значениях глубины стоянки и скольжения электропривода
6. Выбрать вариант оптимальной комплектации якорного устройства
Оглавление
1. Уравнения движения судна при снятии с якоря………………………………4
2. Выбор якорного снабжения……………………………………………………12
3. Выбор электродвигателя якорного устройства………………………………13
4. Расчет параметров системы судно-якорная цепь-якорный механизм в установившемся режиме…………………………………………………………..............15
5. Расчет процессов съемки судна с якоря при различных значениях глубины стоянки и скольжения двигателя……………………………………...…………..16
Заключение………………………………………………………………………….27
Список литературы…………………………………………………………………29
1. УРАВНЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ СУДНА ПРИ СНЯТИИ С ЯКОРЯ
При стоянке судна на открытых рейдах оно испытывает воздействие силы ветра FВЕТ, силы течения воды FВОД, а также волн. На рис. 1 показана схема положений судна при стоянке и снятии с якоря. Удержание судна обеспечивается с помощью якоря, лежащего на грунте, и якорной цепи, присоединенной одним концом к скобе якоря, а другим - через клюз - к судну. Длина вытравленной якорной цепи в два - три раза превосходит глубину Н места постановки судна на якорь. Часть цепи l3, прилегающая к якорю, лежит на грунте, что повышает держащую силу якоря и гибкость связи. Остальная часть якорной цепи l2, провисающая в воде под действием силы тяжести, принимает форму цепной линии. Конфигурация цепной линии полностью определяется ее длиной, массой и взаимным расположением точек подвеса. С другой стороны, конфигурация цепной линии определяет возникающие в ней усилия.
Во время стоянки судна равнодействующая внешних сил ветра и воды FР уравнивается натяжением цепи. Процесс снятия судна с якоря начинается с выбирания вытравленной якорной цепи с помощью якорного механизма. Так как в первый момент времени судно остается неподвижным из-за большой своей массы, то длина провисающей цепи части цепи l2 возрастает, соответственно возрастает и усилие натяжения цепи у клюза FК. Возрастает и горизонтальная составляющая силы натяжения цепи у клюза FХ, появляется избыточная сила, начинающая разгонять судно. Разгон судна вызывает уменьшение длины провисающей части цепи и появляющихся в ней усилий. Так как система судно - якорная цепь - якорный механизм имеет упругую связь в виде цепной линии, то, как правило, возникает колебательный процесс.

Рис. 1. Схема положений судна при стоянке и снятии с якоря
Режим снятия судна с якоря является определяющим для расчета электропривода якорного устройства. Считаем судно материальной точкой с координатами, совпадающими с координатами клюза, а всю массу судна будем считать сосредоточенной в клюзе. Выбираем систему отсчета х0у, в которой начало координат совпадает с положением клюза судна. Движениями, совершаемыми судном перпендикулярно выбранной плоскости х0у, пренебрегаем. Дополнительно вводятся следующие обозначения (см. рис. 1): ∆Н - возвышение клюза над уровнем воды; х2 - проекция l2 на горизонтальную ось; х3 - проекция l3 на горизонтальную ось; FЯ - держащая сила якоря; F - сила натяжения цепи в произвольной точке;
- сила реакции со стороны привода; g - сила тяжести 1 м цепи в воде; D - водоизмещение судна;
- скорость судна; х1 - путь, пройденный судном; VЦ - скорость выбирания цепи; G - сила тяжести якоря в воде. Уравнение равновесия сил при движении судна может быть записано в таком виде:
.
При этом усилия, возникающие в якорной цепи, с одной стороны, определяются равнодействующей внешних сил, а с другой - внутренними силами, связанными с параметрами цепи. Эти силы находятся из уравнения цепной линии. Из общей теории тяжелых нитей известно, что горизонтальная составляющая натяжения нити - величина постоянная для любой точки цепи определяется по формуле:
.
Параметр цепной линии a находится из выражения:
, z - корень трансцендентного уравнения:
.
Если натяжение цепи у грунта имеет только горизонтальное направление, то есть часть цепи лежит на грунте, то параметр цепи:
,
соответственно, проекция провисающей части цепи
(1).
В этом случае горизонтальная составляющая натяжения цепи определяется по выражению:
, (2)
(3)
В частности, натяжение цепи у клюза (y = 0) выразится так:
,
или
.
Уравнение движения судна в этих условиях может быть представлено в следующем виде:
.
Используя выражение (2), можно записать:
.
Если обозначить длину цепи, выбираемой приводом, через
, а путь пройденный судном, через
, то, очевидно, что в любой момент времени t должны иметь место тождественные равенства:
, (4)
, (5)
где L - длина вытравленной цепи в момент времени t = 0;
- длина провисающей части цепи;
- длина цепи лежащей на грунте; Х - расстояние между судном и местом залегания якоря в момент времени t = 0;
и
- проекции соответствующих участков цепей на ось 0х.
Таким образом, получены основные уравнения, позволяющие определить для любого значения времени t путь, пройденный судном с начала процесса снятия с якоря. Для облегчения расчета процесс подъема якоря условно можно разделить на следующие основные периоды: I – выбирание цепи, когда часть ее лежит на грунте; II – выбирание цепи, когда вся якорная цепь поднята с грунта; III – выбирание цепи в зоне максимальных усилий и отрыв якоря от грунта; IV – выбирание цепи и свободно висящего якоря после отрыва от грунта; V – втягивание якоря в клюз.
Рассмотрим известное уравнение равновесия моментов двигателя:
, (6)
где J - момент инерции двигателя,
;
- частота вращения двигателя,
; М(n) - момент движущих сил,
; Мс - момент сопротивления,
.
Силы сопротивления будут определяться усилиями, возникающими в цепи. Тогда уравнение для электропривода примет следующий вид:
, (7)
где
– радиус цепной звездочки, м;
– усилие натяжения цепи на клюзе, Н;
– передаточное число редуктора;
– момент, создаваемый участком цепи, свисающим в цепной ящик,
:
– КПД механической передачи;
– КПД клюза;
.
Здесь
- КПД палубного клюза;
- длина цепи, свисающей в цепной ящик.
Рассмотрим уравнение (6), описывающее поведение электропривода якорного механизма. Очевидно, что момент инерции двигателя значительно меньше момента инерции судна. Следовательно, рассматривая процесс снятия судна с якоря, который длится десятки минут, можно пренебречь инерцией привода, на разгон которого требуется десятые доли секунды. Учитывая сделанные замечания, будем рассматривать упрощенное уравнение электропривода, которое с учетом (7) окончательно запишется в следующем виде:
.
Скорость выбирания якорной цепи
можно выразить через частоту вращения двигателя:
. (8)
Систему судно - якорная цепь - якорный механизм можно представить следующей системой дифференциальных и алгебраических уравнений:
(9)
Полученная система уравнений справедлива в промежутке времени 0<t<T, где Т - такой момент времени, когда длина провисающей части цепи
становится равной глубине стоянки судна Н, что соответствует трем периодам снятия судна с якоря.
Период I. В этом периоде осуществляется разгон судна и подтягивание его к месту залегания якоря. Под влиянием ветра и течения судно относит от места заложения якоря таким образом, что равнодействующая внешних сил сопротивления
уравновешивается горизонтальной составляющей силы натяжения цепи у клюза
. В первый момент снятия судна с якоря судно остается почти неподвижным благодаря своей большой массе. Якорная цепь выбирается в клюз, и так как судно почти неподвижно, то длина провисающей части цепной линии
увеличивается, часть цепи поднимается с грунта, а натяжение цепной линии у клюза
возрастает. Возрастает также и горизонтальная составляющая
, появляется избыточная сила, под влиянием которой судно начинает разгоняться.
Если исходить из предположения, что прочно держится в грунте, то при больших значениях длины вытравленной цепи может иметь место случай, когда судно несколько раз будет разгоняться и замедлять движение, а якорная цепь будет подниматься и снова ложиться на грунт.
Во время этого периода (
, где
подлежит определению) часть цепи, прилегающая к якорю, все время лежит на грунте, т. е.
, причем предполагаем, что в точке отрыва цепи от грунта цепная линия обладает горизонтальной касательной. Это предположение дает возможность найти
, пользуясь выражением (1).
В этом периоде все усилия полностью определяются длиной провисающей части цепи:
.
Найдем расстояние, выражающее величину
через значения параметров, характеризующих состояние системы судно - якорная цепь. Для этого преобразуем соотношения (4) и (5) следующим образом:
. (10)
Подставляя в (10) значение
, получим соотношение:
. (11)
Обозначив правую часть равенства (11) через b и поделив обе части на H получим:
. (12)
Уравнение (12) является основным при решении задачи в периоде I процесса снятия с якоря, так как оно позволяет по значениям величин, характеризующих состояние системы судно - якорная цепь, определить длину провисающей части цепи
, а следовательно, и усилия, возникающие в ней.
В свою очередь, равнодействующая внешних сил
, стремящихся сдвинуть судно с места, определяется скоростью ветра и скоростью течения воды:
.
Сила сопротивления воды зависит главным образом от силы трения подводной части судна о воду и может быть определена по следующему выражению:
,
где f - коэффициент учитывающий трение о воду и обычно принимаемый равным 1.4…1.7;
- площадь поверхности подводной части судна,
;
- скорость течения воды, м/с;
- скорость корпуса судна, м/с.
Сила сопротивления ветра определяется по формуле:
![]()
где
- площадь проекции надстроек на плоскости миделя,
;
- скорость ветра, м/с;
- площадь проекции надводной части корпуса на плоскость миделя,
;
- полная парусящая поверхность судна,
.
Таким образом, остаются неизвестными пять функций
,
,
,
,
, которые могут быть определены из уравнений системы (9). Период I заканчивается в момент времени
, когда
, т. е. как только последнее звено цепи будет поднято с грунта.
Период II. Во время этого периода (
, где
подлежит определению) длина
участка цепи, лежащего на дне, равна нулю и точка отрыва цепи от грунта совпадает с точкой крепления якоря:
. Период II заканчивается в момент времени
, когда
, т. е. когда форма цепной линии примерно совпадает с прямой.
Теперь уже для определения усилий, возникающих в цепи, необходимо знать не только длину провисающей ее части (в заданном случае она равна длине вытравленной цепи), но и параметр цепи а.
Следовательно, для периода II система уравнений (9) содержит число неизвестных, равное числу уравнений, и может быть решена. Конфигурация цепной линии полностью определяется уравнением:
,
решение, которого дает возможность найти параметр цепной линии а и, следовательно, усилия в цепи.
Горизонтальная составляющая натяжения цепи F х определяется из выражения
, где
.
Значение z определяется графически в виде зависимости:
.
Тогда полное натяжение цепи у клюза находится из (З):
.
Расчет периода II ведется до момента, когда цепная линия приблизится к прямой. В этом случае усилие натяжения цепи на клюзе достигает максимального значения.
В приближенном расчете длина цепи в конце периода II может быть определена следующим образом:
, где
.
Усилие у клюза
в конце периода II принимается равным усилию, необходимому для отрыва якоря от грунта
, и определяется по эмпирической формуле
, где
= 3…4 - коэффициент держащей силы якоря.
Период III. Этот период (
, где
подлежит определению) является заключительной частью периода II. Необходимость в его выделении вызвана тем, что при спрямлении провисающей части цепи ее параметры
и
не могут быть определены из уравнения из цепной линии и находятся из новых соотношений. В конце периода II вследствие спрямления цепной линии момент, развиваемый двигателем, резко возрастает до максимального и остается практически постоянным в течение всего периода III. Точно определить момент отрыва якоря от грунта невозможно, поэтому полагаем, что период III заканчивается, когда судно проходит над местом заложения якоря, то есть когда
= Н. Это наиболее тяжелый, с точки зрения потерь, период работы электропривода, так как он является наиболее напряженным и самым длительным. Длина вытравленной части цепи определяется из прямоугольного треугольника с учетом пути, пройденного судном с начала движения:
, где
.
Кроме того, для любого отрезка времени
будет справедливо равенство
, т. е. именение длины вытравленной цепи равно длине, выбранной за это время.
Изменение длины вытравленной цепи
за время
позволяет определить среднюю частоту вращения двигателя и по ней с помощью механической характеристики двигателя - момент на валу. По этому моменту определяется значение усилия натяжения цепи у клюза
.
В приближенном расчете усилие натяжения цепи у клюза принимается неизменным на всем третьем периоде и равным усилию при отрыве якоря от грунта, то есть
=
.
При расчетах считаем, что отрыв якоря от грунта происходит при прохождении судна над точкой залегания якоря (
= 0 или
= Н ).
Период IV. В этом периоде происходит выбирание свободно висящего якоря после отрыва последнего от грунта. Здесь электропривод работает в менее напряженном режиме, так как усилие натяжения цепи на клюзе
будет линейно уменьшаться пропорционально длине свисающей части цепи
.
Усилие натяжения цепи на клюзе определяется по формуле
, где
- длина вытравленной цепи, изменяющаяся от Н до 0.
Характер движения судна в этом периоде практически не оказывает никакого влияния на работу привода.
Период V. Для безопасного втягивания якоря в клюз эксплуатационно-допустимая скорость втягивания не должна превышать 0.05…0.7 м/с.
2. Выбор якорного снабжения
Якорное снабжение судна определяется для различных уровней внешних возмущений исходя из обеспечения безопасности при якорных операциях. Нормы якорного снабжения, установленные Регистром, учитывают эти факторы, ориентируясь на обобщенную характеристику судна:
,
где D – водоизмещение судна, т;
- ширина судна, м;
- высота от летней грузовой ватерлинии до настила палубы у самой высокой рубки, м; A – площадь парусности в пределах длины судна,
.
В результате получаем:
Nc = D2/3 +2BcHc+0,1A = 24002/3 + 2*10,9*0,7+0,1*58 = 200,32
Для судов неограниченного района плавания необходимо иметь три якоря, один из которых является запасным. Масса каждого якоря (кг) находится из выражения:
G=3Nc = 3*200,32 = 600,96 кг.
Якорная цепь состоит из отдельных смычек длиной по 25-27 м. Общая длина двух цепей (м) должна быть не менее:
ƩL = 87*Nc1/4 = 327,3м
Длина двух цепей с учетом смычек:
![]()
![]()
Диаметр окружности поперечного сечения звена цепи (мм) - называется ее калибром и определяется по формуле:
![]()
По расчетному калибру цепи выбираем из таблицы 1 [1]:
Калибр цепи d = 28 мм;
Масса 1 м сварной цепи в воздухе m = 13 кг;
Диаметр звездочки Dзв = 0,28.
3. выбор электродвигателя якорного учтройства
Электропривод якорного устройства должен обеспечивать кратковременную тридцатиминутную работу с расчетными параметрами момента сопротивления на валу и частоты вращения. После этого электродвигатель должен допускать стоянку под током в заторможенном состоянии в течение 30 с.
Для расчета номинальной мощности двигателя необходимо определить наиболее тяжелый режим работы. Максимальный момент выбираются из условий обеспечения работы в следующих трех режимах:
- отрыв якоря от грунта:
Fотр = (3.5G+qH)
g = (3,5*600+13*175/3)*0,87*9,8 = 24395,02 H
где
- коэффициент потери веса в воде.
- подъем якоря при полностью вытравленной цепи длинной L:
FL = (G+qL)
g = (600+13*175)*0,87*9,8 = 24537,26 H
- подъем двух якорей с расчетной глубины стоянки:
F2H = 2(G+qH)
g = 2(600+13*175/3)*0,87*9,8 = 23185,9 H
Наиболее тяжелому режиму соответствует
Fmax = max(Fотр, FL, F2H) = FL = 24537,26
Выражение для определения номинальной расчетной мощности двигателя:

где
=0,2 - скорость выбирания цепи, м/с;
=0,87 - к. п.д. механической передачи;
= 0,87 - к. п.д. клюза.
Получив номинальную расчетную мощность электродвигателя, выбираем по каталогу [2], электродвигатель переменного тока типа МАП211-4/8. Его технические данные представлены в табл. 1.
Таблица 1 Технические данные электродвигателя типа МАП311-4/8
Тип ЭД |
|
|
|
|
|
|
| Тип тормоза | Реж. р., мин |
|
МАП211-4/8 | 3.6 | 1380 | 380 | 8,4 | 40 | 5,8 | 30 | ТМТ2 | 30 | 4 |
На рис. 2 показаны типовые механические характеристики двухскоростных электродвигателей переменного тока с двумя отдельными обмотками при числе полюсов 4 и 8.

4. расчет параметров системы судно-якорная цепь-якорный механизм в установившемся режиме
Передаточное число редуктора определяется по выражению

Параметры цепной линии в установившемся состоянии при полностью вытравленной цепи, скорости ветра
= 8 м/с (5 баллов) и скорости течения
= 1.5 узла определяется в следующей последовательности:
- равнодействующая внешних сил


где
- коэффициент трения подводной части судна о воду;
- длина провисающей части цепи (м)

- проекция провисающей части цепи (м)

- длина цепи, лежащей на грунте (м)
l30 = x30 =L — l20 = 175-156,2 = 18,8M
- расстояние от судна до места залегания якоря (м)
X = x30 + x20 = 18,8+141,26 = 160,06M
- натяжение цепи у клюза (Н)
![]()
- горизонтальная составляющая натяжения цепи (Н)
![]()
5. расчет процессов съемки судна с якоря при различных значениях глубины стоянки и скольжения двигателя
Расчет производится при скорости ветра
= 8 м/с.
Расчет недостающих параметров:
cц=Rзв/iM = 0,28/202,3 = 0,001M
ω0=π n0/30 = 3,14*1380/30 = 144,5;
Исходные данные, необходимые для расчета переходных процессов на ПЭВМ представлены в табл. 2:
Таблица 2 Исходные данные для расчета переходных процессов на ЭВМ
Водоизмещение судна, кг |
| 2400000 |
Глубина стоянки, м |
| 58,3 |
Длина цепи, м |
| 175 |
Вес якоря в воде, Н |
| 5115,6 |
Вес 1 м цепи в воде, Н |
| 110,838 |
Площадь смоченной поверхности судна, |
| 350 |
Сила ветрового воздействия, Н |
| 1158,3 |
Скорость течения, м/с |
| 1.5 |
Момент, создаваемый в цепном ящике, |
| 0,0864 |
Механическая постоянная, м |
| 0.0019 |
Постоянная цепи, м |
| 0.00117 |
Номинальное скольжение ЭД, о. е. |
| 0.0645 |
Номинальный момент ЭД, |
| 25,9 |
Критический момент ЭД, о. е. |
| 3.5 |
Пусковой момент ЭД, о. е. |
| 5,8 |
Пусковой ток ЭД, о. е. |
| 2.91 |
Скорость х. х. ЭД, |
| 144,5 |
Целью данного расчета является выбор оптимальных параметров электропривода по критерию:
при
,
где
– общее время съемки судна с якоря, с;
- эффективное значение тока двигателя за время съемки судна с якоря, о. е.;
- заданная погрешность.
На первом этапе производим оптимизацию нагрузки двигателя по передаточному числу редуктора
при трех значениях глубины стоянки H (в долях расчетной) и трех значениях скольжения двигателя, кратных номинальному скольжению выбранного двигателя.
Результаты расчетов сведены в табл. 3.
Таблица 3
| Глубина стоянки H, о. е. | ||
1.0 | 0.75 | 0.5 | |
1 | T = 502.5 c
| T = 486.3 c
| T = 521.1 c
|
| |||
1.5 | T = 623.4 c
| T = 579.2 c
| T = 668.3 c
|
| |||
2 | T = 554.8 c
| T = 531.7 c
| T = 582.9 c
|
| |||
| 0.3 | 0.5 | 0.1 |
Выбор лучшего варианта электропривода (
и
) по полученным в табл. 3 данным нельзя осуществить традиционными методами. Это связанно с тем, что заранее не известна глубина стоянки и, более того, ее значение может меняться случайным образом в довольно широком диапазоне.
Такие таблицы называют матрицей исходов или матрицей эффективности исследуемой системы. В этой матрице столбцы соответствуют различным ситуациям применения исследуемой системы (в нашем случае - якорного устройства), а строки различным вариантам построения системы. Элементами матрицы являются значения показателя эффективности работы системы (в данном случае - время снятия судна с якоря Т).
В таких случаях для выбора оптимального варианта системы используются методы принятия решений в условиях неопределенности или неполной априорной информации.
Рассмотрим эти методы применительно к показателю эффективности Т.
Метод Бейеса. Метод Бейеса предполагает известными вероятности возникновения ситуаций
. Тогда можно для каждого варианта системы рассчитать обобщенный показатель эффективности:
,
где
- показатель эффективности u-го варианта системы в k-й ситуации;
- вероятность появления k-й ситуации.
Предпочтительным вариантом системы будет вариант с лучшим (минимальным) значением обобщенного показателя эффективности.
с;
с;
с.
Т. о. лучшим оказывается первый вариант.
Если вероятности осуществления ситуаций неизвестны, то для выбора предпочтительного варианта применяются критерия принятия решения в условиях неопределенности. К ним относятся критерий Вальда, Савиджа, Гурвица, Бернулли-Лапласа. Рассмотрим эти методы в отдельности.
Критерий Вальда. В соответствии с этим критерием вариант системы выбирают, исходя из наиболее тяжелой ситуации. Для каждого варианта системы определяется наихудшее (максимальное) значение показателя эффективности во всех исследуемых ситуациях:
.
Это значение называют гарантированным уровнем показателя эффективности.
В качестве предпочтительного варианта выбирается вариант с лучшим гарантированным уровнем показателя:
.
с;
с;
с;
с.
Т. о. предпочтительным оказывается третий вариант.
Критерий Савиджа. Критерий основан на использовании матрицы рисков (см. табл. 4), которая строится по следующему правилу:
.
Предпочтительным считается вариант, который обеспечит наименьший показатель максимального риска:
.
Таблица 4 Матрица рисков
Вариант | Ситуации | ||
1 | 2 | 3 | |
1 | 0 | 0 | 0 |
2 | 147.2 | 120.9 | 92.9 |
3 | 61.8 | 52.3 | 45.4 |
Исходя из данной таблицы, предпочтительным является первый вариант.
Критерий Бернулли-Лапласа, или критерий недостаточного обоснования предполагает равновероятность возникновения ситуации. Тогда показатель эффективности каждого варианта системы будет определяться выражением:
с;
с;
с.
Т. о. лучшим оказывается первый вариант.
Критерий Гурвица. Критерий Вальда и Савиджа являются пессимистическими, т. е. учитывают только наихудшую ситуацию. Гурвицем был предложен усредненный критерий. В каждой строке матрицы исходов, соответствующей определенному варианту системы, выбирается наихудшее (max) и наилучшее (min) значения показателя. Для любого фиксированного числа
можно определить показатель
.
Предпочтительным является вариант, которому соответствует минимальное значение
.
Очевидно, что при
=1 критерий Гурвица представляет собой пессимистический минимаксный критерий Вальда, а при
=0 - оптимистический миниминный критерий.
;
;
.

Рис. 3
Как видно из рис. 3 предпочтительным является первый вариант.
На основании приведенных выше критериев выбираем оптимальное значение номинального скольжения, которое соответствует
= 0.17 и оптимальное значение передаточного числа редуктора
= 51.82.
Нагрузочные диаграммы привода якорно-швартовного устройства приведены на рис.4 - рис.12.

Рис. 4. Длина цепи, выбираемая приводом

Рис. 5. Длина провисающей части цепи

Рис. 6. Длина цепи, лежащая на грунте

Рис. 7. Путь, пройденный судном

Рис. 8. Проекция l2 на горизонтальную ось

Рис. 9. Скорость судна

Рис. 10. Момент создаваемый на валу ЭД

Рис. 11. Частота вращения ЭД

Рис. 12. Ток ЭД
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной комплексной лабораторной работе нами был произведен расчёт и выбор якорного снабжения и получены следующие результаты: Nc = 200,316; масса якоря в воздухе 600 кг; длина двух цепей с учетом смычек 327,3017; калибр цепи d = 28 мм; масса 1 м сварной цепи в воздухе m = 13 кг; диаметр звездочки
м.
Также произведен расчет номинальной мощности двигателя и выбран по каталогу электродвигатель якорного устройства типа МАП211-4/8 . Механическим характеристикам электродвигателя определили критический и пусковой момент. Выбрали наилучший вариант при изменении скольжения и глубины стоянки, лучшим оказался вариант при номинальном скольжении и глубине стоянки. Из графиков, построенных для оптимального варианта, видно следующее:
1) Из графика на рис. 4, показывающего длину цепи, выбранной приводом, видим практически линейную зависимость, кроме одного периода времени, когда происходит отрыв якоря от морского дна.
2) Из графика на рис. 5, показывающего длину провисающей части цепи, видим, что в первый момент времени, когда идёт подъём цепи с морского дна, длина провисающей части увеличивается, так как судно в первый момент времени остается не подвижным из-за своей большой массы. Далее происходит разгон судна, и длина провисающей части цепи и усилия, появляющиеся в ней уменьшаются. После отрыва последнего звена цепи от грунта длина провисающей части цепи начинает достаточно быстро уменьшаться, судно подтягивает к месту заложения якоря.
3) Из графика на рис. 6, показывающего длину цепи, лежащей на грунте, противоположен предыдущему графику, а именно, в первый момент цепь поднимается со дна, а при подтягивании судна к якорю вначале немного ложится на грунт, а затем полностью выбирается до момента отрыва цепи от дна.
4) Из графика пути, пройденного судном представленного на рис. 7, мы видим, что в первый момент при натяжении цепи судно из-за большой своей массы не движется, затем начинается процесс подтягивания судна к якорю, а после отрыва якоря от грунта судно ещё какое-то время движется по инерции и затем останавливается.
5) Из графика проекции провисающей части цепи представленного на рис.8, видим практически то же, что и на графике длины провисающей части цепи, так как раскачивание цепи практически отсутствует.
6) Из графика на рис. 9, показывающего скорость судна видно, что скорость судна в некоторые моменты быстрее, чем выбирание цепи и часть ее ложится на грунт. Наблюдаются колебания, нагрузка носит колебательный характер.
7) Графики момента и тока, представленные на рис. 10 и рис. 12, практически одинаковы, на них представляющей интерес является точка «всплеска», то есть точка отрыва якоря от грунта. В данной точке происходит резкий рост тока и момента электродвигателя, вызванный "набросом нагрузки" (отрыв якоря от грунта), а частота вращения ЭД (см. рис. 11) имеет зеркальный вид и при появлении дополнительной нагрузки начинает резко почти скачкообразно падать.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Электропривод якорного устройства и расчет процесса съемки судна с якоря: Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Судовой автоматизированный электропривод»/ Сост.: , ; Изд-во СПбГЭТУ “ЛЭТИ”, 2002.—24с.
2. Судовые электроприводы: Справ. / , , . Л.: Судостроение, 1993.


