Рулевое устройство и авторулевой

Рулевое устройство современных судов является достаточно точным, технически надежным и чувствительным. Рулевое устройство рассматривается как одно из наиболее важных устройств и систем управления судном, оказывающее непосредственное влияние на обеспечение безопасности плавания судна. Поэтому современное рулевое устройство строится по принципу «структурной избыточности» (дублирования) систем: если один из элементов рулевого устройства выходит из строя, то обычно хватает нескольких секунд (или десятков секунд) для того, чтобы перейти на альтернативное устройство управления рулем (при условии, что экипаж достаточно натренирован).Поскольку рулевое устройство играет такую важную роль в обеспечении безопасности плавания судна, поскольку от него так много зависит, а судовые экипажи полагаются на него в такой большой степени, — огромное внимание уделяется вопросам создания эффективных и надежных конструкций рулевого устройства, правильности его монтажа и установки, грамотной технической эксплуатации и эффективному обслуживанию рулевого устройства, своевременному выполнению необходимых проверок, обеспечению должной натренированности экипажей (в первую очередь — судоводителей, электромехаников, матросов) в переходе с одного режима управления рулем на другой.Основные требования к конструкции, установке и эксплуатации рулевого устройства на судне определены в следующих документах:

1. «СОЛАС-74» — правила, касающиеся технических требований к рулевому устройству;

2. «СОЛАС-74», Правило V/24, — «Использование системы управления курсом и/или системы управления судном по заданной траектории»;

3. «СОЛАС-74», Правило V/25, — «Работа главного источника электрической энергии и/или рулевого привода»;

4. «СОЛАС-74», Правило V/26, — «Рулевой привод: испытания и учения»;

5. Правила Классификационных обществ, касающиеся рулевых устройств;

6. Рекомендации по эксплуатационным требованиям к системам управления курсом (Резолюция MSC.64(67), Приложение 3, и Резолюция MSC.74(69), Приложение 2);

7. «Bridge Procedures Guide», пп. 4.2, 4.3.1-4.3.3, Annex A7;

8. Устав службы на судах Министерства морского флота Союза ССР;

9. «РШС-89»;

10. Документы и «Руководства» по «СУБ» конкретной судоходной компании;

11. Дополнительные требования «Прибрежных Государств».

В соответствии с Правилом V/26(3.1), на ходовом мостике и в румпельном отделении судна должны быть постоянно вывешены простые инструкции по эксплуатации рулевого привода с блок-схемой, показывающей порядок переключения систем дистанционного управления рулевым приводом и силовых агрегатов рулевого привода.

Рулевое устройство: а — обыкновенный руль; b — балансирный руль; с — полубалансирный руль (полуподвесной); d — балансирный руль (подвесной); е — полубалансирный руль (полуподвесной)

«Международная палата судоходства» (ICS) разработала «Руководство по рутинным проверкам рулевого устройства», которое позднее в полном объеме вошло в Правило V/26 «СОЛАС-74»:

· Дистанционное ручное управление рулем — должно быть опробовано всякий раз после продолжительного управления авторулевым и перед входом в районы, где судовождение требует особой осторожности;

· Дублирующие силовые устройства управления рулем: в районах, где судовождение требует особой осторожности, следует использовать более одного силового устройства управления рулем, если возможна одновременная работа нескольких таких устройств;

· Перед отходом из порта — в пределах 12 часов до отхода — выполнить проверки и опробовать рулевое устройство, включая, насколько это применимо, проверку работы следующих узлов и систем:

o главное рулевое устройство;

o вспомогательное рулевое устройство;

o все системы контроля дистанционного управления рулем;

o пост управления рулем на мостике;

o аварийный источник питания;

o соответствие показаний аксиометра действительным положениям пера руля;

o предупредительная сигнализация об отсутствии питания в системе дистанционного управления рулем;

o предупредительная сигнализация об отказе силового блока рулевого устройства;

o другие средства автоматики.

· Контроль и проверки — должны включать:

o полную перекладку руля с борта на борт и ее соответствие требуемым характеристикам рулевого устройства;

o визуальный осмотр рулевого устройства и его соединительных связей;

o проверку связи между ходовым мостиком и румпельным отделением.

· Процедуры перехода с одного режима управления рулем на другой: все члены судового комсостава, имеющие отношение к использованию и/или технической эксплуатации рулевого устройства, должны изучить эти процедуры;

· Тренировки по аварийному управлению рулем — должны проводиться, по крайней мере, каждые три месяца и должны включать непосредственное управление рулем из румпельного отделения, процедуры связи из этого помещения с ходовым мостиком и, где это возможно, использование альтернативных источников питания;

· Регистрация: в судовом журнале должны делаться записи о выполнении контроля и указанных проверок рулевого устройства, а также о проведении тренировок по аварийному управлению рулем.

ВПКМ должен в полном объеме выполнять требования по эксплуатации рулевого устройства и авторулевого, содержащиеся в нормативных и организационно-распорядительных документах.Авторулевой должен использоваться только тогда, когда это безопасно и целесообразно.ВПКМ контролирует правильность удержания судна на курсе авторулевым. Установка отсчет курса на авторулевом и поправки к нему выполняется в соответствии с инструкцией по эксплуатации авторулевого с обязательным участием ВПКМ, т. к. рулевой, самостоятельно устанавливая отсчет, следит за тем, чтобы рыскание судна было симметричным, и невольно вводит собственную поправку в заданный курс.Сигнализация об отклонении судна от заданного курса, где она имеется, должна быть всегда включена, когда судно управляется авторулевым, и должна быть отрегулирована в соответствии с преобладающими погодными условиями.Еслисигнализация перестает использоваться, капитан должен быть немедленно поставлен в известность.Использование сигнализации никоим образом не освобождает ВПКМ от обязанности часто контролировать точность удержания авторулевым заданного курса.Широкое распространение авторулевых может означать, что рулевые стали менее опытными, чем в прошлом, поэтому надежный авторулевой может обеспечить более точное удержание судна на курсе, в том числе — и в стесненных водах.Несмотря на сказанное выше, вахтенный ПКМ всегда должен иметь в виду необходимость поставить человека на руль и заблаговременно перейти с автоматического управления рулем на ручное с тем, чтобы безопасным образом разрешить любую потенциально опасную ситуацию.

Если судно управляется авторулевым, то в высшей степени опасно позволить ситуации дойти до такой стадии, когда ВПКМ будет вынужден прервать непрерывное наблюдение, чтобы предпринять необходимые чрезвычайные действия без помощи рулевого.

Вахтенный ПКМ обязан:

· Четко знать порядок перехода с автоматического управления рулем на ручное, а также на запасное и аварийное рулевое управление (все варианты перехода с одного способа управления рулем на другой должны быть ясно изображены на мостике);

· Не менее одного раза за вахту осуществлять переход с автоматического управления рулем на ручное и обратно (переход всегда должен осуществляться либо самим вахтенным ПКМ, либо под его непосредственным контролем);

· Во всех случаях опасного сближения с судами заблаговременно переходить на ручное управление рулем;

· Плавание в стесненных водах, СРД, при ограниченной видимости, в штормовых условиях, во льдах и других сложных условиях осуществлять, как правило, при ручном управлении рулем (в необходимых случаях включать в работу второй насос гидравлического привода рулевой машины).В соответствии с Правилом V/24 «СОЛАС-74», в районах высокой интенсивности, в условиях ограниченной видимости и во всех других опасных для плавания ситуациях, если используются системы управления курсом и/или по заданному пути, должна быть предусмотрена возможность немедленного перехода на ручное управление рулем.В вышеупомянутых обстоятельствах вахтенный помощник капитана должен иметь возможность без промедления использовать для управления судном квалифицированного рулевого, который в любой момент должен быть готов приступить к управлению рулем.Переход с автоматического управления рулем на ручное, и наоборот, должен производиться ответственным лицом командного состава или под его наблюдением.Ручное управление рулем должно испытываться после каждого продолжительного использования систем управления курсом и/или по заданному пути, и перед входом в районы, где судовождение требует особой осторожности.В районах, где судовождение требует особой осторожности, на судах должно работать более одного силового агрегата рулевого привода, если такие агрегаты могут работать одновременно.Вахтенный помощник капитана должен отдавать отчет в том, что внезапный выход авторулевого из строя может повлечь риск столкновения с другим судно, посадки судна на мель (при плавании вблизи навигационных опасностей) либо другие неблагоприятные последствия. По этой же причине обеспечение технической надежности и грамотной эксплуатации авторулевых становится объектом все более пристального внимания.     

Автоматическая швартовная лебедка с гидравлическим приводом.

 

Рис. 145. Автоматическая швартовная лебедка ЛЭГША-6

Лебедка ЛЭГША-6 (Рис. 145) отечественного производства состоит из барабана 4, цапфы которого вращаются в подшипниках качения, расположенных в корпусе / двухступенчатого цилиндрического редуктора и стойке 5, установленных на фундаментной раме 7. Турачка 10 и барабан 4 могут разобщаться с грузовым валом кулачковой муфтой, управляемой маховиком 15. На барабан 4 воздействует ленточный тормоз, управляемый гидравлически и вручную от маховика 11.Привод лебедки осуществляется двумя аксиально-поршневыми гидромоторами 9, один из которых обеспечивает режим выбирания и травления ненагруженного каната со скоростью 0,87 м/с. При увеличении усилия натяжения каната автоматически включается в параллельную работу второй гидромотор, тяговое усилие на барабане удваивает­ся, а скорость каната уменьшается до 0,4 м/с в номинальном режиме и до 0,33- 0,033 м/с в режиме малой скорости.Турачка постоянно работает с приводом от двух гидромоторов, обеспечивая скорость выбирания каната 0,03-0,5 м/с. В некоторых модификациях лебедки турачка отсутствует или вместо нее устанавливается якорная приставка.Два канатоукладчика 3 и 8 обеспечивают подачу швартовного каната на оба борта. Канатоукладчики имеют привод от цепной пере­дачи. Для установки каретки канатоукладчика поворотом рукоятки 13 ее отключают от привода, вращением маховика 12 вручную устанавливают против свободного конца каната и поворотом рукоятки 13 вновь подключают к приводу.Ролик ограждения 6 и кожух 2 предохраняют от воздействия ненагруженного каната гидромоторы и трубопроводы. Для доступа к смотровым лючкам установлен трап 14. На корпусе редуктора имеется шкала (на рис. 145 не показана), котерая вращением рукоятки устанавливается на допустимую длину вытравленного каната, при достижении которой включается звуковая и световая сигнализация.В автоматическом режиме лебедка поддерживает натяжение швартовного каната с усилием 80, 130 и 200 кН.

Основными элементами системы гидропривода лебедки (рис. 146, а) являются:

1. Аксиально-поршневой насос HI и два аксиально-поршневых гидромотора ГМ1 и ГМ2 с нерегулируемой скоростью при включенном золотниковом распределителе 11 образуют замкнутый гидравлический контур режима ручного управления. Гидромотор ГМ1 работает на всех режимах, гидромотор ГМ2 включается в параллельную работу при увеличении тягового усилия на швартовном канате свыше 40 кН. Регулирование скорости выбирания и травления каната производится изменением подачи насоса HI с помощью золотникового распределителя управления 25 и сервопривода 26.

2. Аккумуляторная станция обеспечивает работу лебедки в авто­матическом режиме и состоит из пневмогидравлического аккумулятора 5 и пневмобака 2, образующих замкнутый контур с гидромоторами ГМ1 и ГМ2 при включенном золотниковом распределителе 9. Масло от аккумулятора 5 поступает к гидромоторам, работающим в режиме выбирания швартовного каната. Тяговое усилие на барабане зависит от давления в. аккумуляторе. При равенстве тягового усилия и усилия натяжения швартовного каната барабан остается неподвижным. Если

 

Рис. 146. Гидравлическая система лебедки ЛЭГША-6

натяжение каната станет меньше тягового усилия на барабане, последний будет выбирать канат, пока вновь не установится равновесие. При натяжении каната до усилия, превышающего тяговое усилие барабана, канат вытравливается, гидромоторы переходят в насосный режим и нагнетают масло из пневмобака 2 в аккумулятор 5 до тех пор, пока не установится равновесие между усилием натяжения каната и соответствующим ему давлением в аккумуляторе 5, которое поддерживается одной из трех пар реле давления. Реле РД2 - РДЗ включает и выклю­чает насос ИЗ аккумуляторной станции, поддерживая давление, соответствующее усилию натяжения каната 200 кН; реле РД4 - РД5 поддерживают усилие натяжения каната 130 кН и реле РД6 - РД7 -усилие 80 кН. Выбранный режим включается золотниковым распределителем 3, позиции которого справа налево соответствуют положе­ниям: ТС - выключено, Р - натяжение каната 200 кН, так как реле РД4, РД5, РД6, РД7 замкнуты на сливной трубопровод и выведены из рабо­ты; 77 - натяжение каната 130 кН, при этом аккумулятор сообщается с реле РД2 - РДЗ и РД4 - РД5, но в действии находится последняя пара, поддерживающая в аккумуляторе 5 более низкие пределы давлений; М - натяжение каната 80 кН, при этом с аккумулятором 5 сообщены все реле давления, но в действии находятся реле РД6 - РД7, настроенные на минимальные параметры.

3. Дренажная станция 1 с непрерывно" работающим насосом Н2 поддерживает давление в системе управления и подпитки. Пневмобак 2 подпитывается через золотниковый распределитель 8, управляемый реле давления РД1 и РД8, поддерживающих в нем необходимое избы­точное давление. От черезмерного давления пневмобак защищают пневматический и гидравлический предохранительные клапаны 6. Протечки от гидромоторов и гидроаппаратуры отводятся в дренажный бак, который имеет реле нижнего и верхнего уровня, связанные с системой сигнализации. Бак сообщается трубопроводом с насосом HI для заливки его картера самотеком.

Защита от высоких давлений в гидравлическом контуре насоса HI осуществляется двусторонним предохранительным клапаном 10, в контуре аккумулятора 5 - предохранительными клапанами 4. Для защиты от перегрузки гидромоторов на их корпусах установлены предохранительные клапаны.

Переключатель режимов 19 представляет собой золотниковый распределитель 7/5 (рис. 146, б). К подводу Н поступает масло из системы управления, С - слив в бак дренажной станции. Отводы имеют следующие назначения: Д - удерживает золотниковый распре­делитель 16 (см. рис. 146, а) гидроцилиндра тормоза в нижней позиции и одновременно подводит масло к золотниковому распределителю 24. Отвод Д (см. рис. 146, б) включен на всех рабочих режимах. Если одновременно с ним открыт отвод А, масло поступит через распредели­тель 16 (см. рис. 146, а) в нижнюю полость гидроцилиндра 17 и растор­мозит барабан лебедки. При открытом отводе Б (см. рис. 146, б) масло поступит в верхнюю полость гидроцилиндра 17 и включит тормоз 18 (см. рис. 146, а). Через отводы В и Г (см. ис. 146, б) масло поступает на включение распределителей 11 и 9 (см. рис. 146, а), подключая гидро­моторы к насосу HI или к аккумулятору 5.

Для работы барабаном включают насос HI, переключатель режимов 19 устанавливают в позицию Б (см. рис. 146, б) - "барабан". Масло через отводы Д, А поступает на растормаживание барабана, через отвод В - на открытие распределителя 11 (см. рис. 146, а). Отводы Б, Г (см. рис. 146, б) соединяются со сливом. Изменяя направление и подачу насоса HI (см. рис. 146, а), включают режимы "травить" и "выбирать" и регулируют частоту вращения барабана При смещении органа управле­ния насоса HI из положения нулевой подачи он воздействует на конечный выключатель, который замыкает цепь управления золотни­кового распределителя 22, последний пропускает масло к гидроци­линдрам стопоров 20, фиксирующих положение переключателя 19, не допуская переключения режима при работающей лебедке.

При увеличении усилия натяжения каната более 40 кН реле давле­ния РД11 замыкает контакты в цепи управления распределителя 24, который пропускает масло к полости управления распределителя 15, переводит его в левую позицию, подключая гидромотор ГМ2 на параллельную работу с гидромотором ГМ1. При уменьшении натяжения каната ниже 40 кН реле давления РД10 переключает распределитель 24, соединяя полость управления распределителя 15 со сливом. В правой позиции распределитель 15 замыкает оба отвода гидромотора ГМ2 на одну гидролинию, выводя его этим из работы.

При вытравливании заданной длины швартовного каната конеч­ный выключатель воздействует на кулачок распределителя 16, переключает его в верхнюю позицию, подводя масло в верхнюю полость гидроцилиндра 17 и включая тормоз барабана. Реле давления РД9 включает звуковую и световую сигнализацию.

Для остановки лебедки насос HI устанавливается в положение нулевой подачи. Конечный выключатель разрывает цепь управления распределителя 22, который сообщает гидроцилиндры стопоров 20 со сливом. Распределитель 19 освобождается для переключения на другой режим.

Для работы турачкой переключатель 19 устанавливается в положе­ние Г (см. рис. 146, б) - "турачка". Масло через отвод Б поступает в верхнюю полость гидроцилиндра 17 (см. рис. 146, а), включая тормоз барабана. Вращением маховика 15 (рис. 145) барабан разобщается с грузовым валом, а турачка соединяется. Через отвод В (см. рис. 146, б) масло поступает на включение распределителя И (см. рис. 146, а), насос HI сообщается с гидромоторами ГМ1 и ГМ2, которые в этом режиме работают совместно независимо от нагрузки.

Для работы в автоматическом режиме золотниковый распредели­тель 3 включается на нужное тяговое усилие. В ручном режиме, рабо­тая барабаном, выбирают слабину каната и устанавливают насос HI в положение нулевой подачи переводом рукоятки управления в положение "стоп". Переключатель режимов 19 устанавливают в положение А (см. рис. 146, б) - "автомат", барабан растормаживается, распределитель 9 (см. рис. 146, а) сообщает аккумулятор 5 с гидромоторами. Вращением рукоятки на корпусе редуктора задают допустимую длину вытравливания каната. Электродвигатель насоса HI на этом режиме выключают.

Во время работы лебедки следят за показаниями манометров 14, автоматически подключаемых распределителем 13 к напорной магистрали и характеризующих тягоЕое усилие швартовного каната. Манометры 23 фиксируют давление в системе управления, манометры 21 - в трубопроводе стопорного устройства переключателя режимов. К гидролиниям насоса HI подсоединены манометры 12.

Сигнализация срабатывает при отключении лебедки из автоматического режима в результате вытравливания предельной длины каната, отказов электрооборудования, а также при снижении давления в системе управления и переполнении дренажного бака. Звуковой сигнал включают нажатием кнопки, световой - выключается только после устранения неисправности и повторного включения лебедки в автоматический режим.

При выводе лебедки из работы рукоятки управления насосом HI, переключатели режимов 19 и переключатели усилий 3 устанавливают в положение "стоп"; закрывают запорные клапаны пульта управления и отключают электродвигатели насосов. Открытием клапана 7 перепускают масло из гидроаккумулятора 5 в пневмобак 2 и закрывают запорые клапаны гидроаккумулятора, пневмобака и дренажной станции; снимают напряжение с питающих фидеров.

Топливо, смазочное масло и охлаждающая вода.

Общие указания

7.1.1. Для судовых дизелей должны применяться только те сорта топлива и масла, характеристики которых соответствуют требованиям заводских инструкций по эксплуатации. Эксплуатация дизелей на сортах топлива и масла, заменяющих рекомендуемые заводской инструкцией, может быть допущена только по распоряжению судовладельца на базе положительных результатов эксплуатационных испытаний.

7.1.2. Суда с мощностью главной силовой установки более 370 кВт должны иметь переносную экспресс - лабораторию для производства анализов топлива и масел. Остальные суда должны снабжаться соответствующими быстродействующими индикаторами.

7.1.3. Приемка топлива и масла без сертификатов, характеризующих их качество, категорически запрещается. Срок давности лабораторного анализа на топливо и масло не должен превышать 6 месяцев.

7.1.4. При приемке топлива и масла должны быть приняты необходимые меры по предотвращению загрязнения окружающей среды в соответствии с требованиями Международной конвенции по предотвращению загрязнения моря нефтью и других нормативных документов, действующих в данной области.

Топливо

7.2.1. В зависимости от типа дизеля, наличия соответствующей системы топливоподготовки и результатов испытаний дизеля рекомендуется применять следующие виды топлива:

для малооборотных дизелей (до 200 об./мин.) - маловязкие топлива типа дизельных дистиллятных (ГОСТ 305-82), средневязкие топлива типа ДТ и высоковязкие топлива типа ДМ (ГОСТ 1667-68), мазут флотский Ф-5 и Ф-12 (ГОСТ 10585-75);

для среднеоборотных дизелей (до 500 об./мин.) - маловязкие топлива типа дизельных дистиллятных (ГОСТ 305-8

и средневязкие топлива типа ДТ (ГОСТ 1667-68);

для высокооборотных дизелей (свыше 500 об./мин.) - только маловязкие топлива типа дизельных дистиллятных (ГОСТ 305-82);

для всех дизелей - газотурбинное топливо (ГОСТ 10433-75).

7.2.2. Для малооборотных дизелей допускается использовать высокосернистые топлива с повышенной исходной вязкостью как отечественных, так и иностранных сортов, соответствующие по своим свойствам мазутам, а также моторные топлива с повышенным содержанием серы. В этом случае суда должны иметь:

специальные системы подготовки топлива, включающие подогрев, отстой, сепарацию, гомогенизацию;

системы легкого (дизельного) топлива для пуска дизеля;

специальную топливную аппаратуру;

специальные сорта цилиндровых масел.

7.2.3. Для решения задач топливо подготовки, а также для приготовления смесей топлива, из отечественных и зарубежных марок можно использовать номограммы I - III (Приложение 8).

7.2.4. Указанные в п. 7.2.1 сорта топлива должны удовлетворять требованиям стандартов (Приложение 9).

7.2.5. При работе дизеля на топливе иностранных фирм и в случае отсутствия соответствующих рекомендаций в инструкции по эксплуатации необходимо использовать данные Приложения 10 настоящих Правил. При этом необходимо помнить, что топливо иностранных фирм имеет более низкую температуру вспышки и температуру застывания, не соответствующую отечественным стандартам.

7.2.6. Запрещается использование в судовых дизелях топлив, не прошедших очистку от механических примесей и воды имеющимися для этого на судне средствами.

7.2.7. К дизельному топливу рекомендуются следующие марки присадок:

антикоррозионная, антиизносная НГ-203А в концентрации 0,05% или НГ-203Б в концентрации 0,05% и 0,1% для сернистых дизельных топлив (по массе);

обкаточная нефтегаз 101 (ТУ 38-101410-73);

ВНИИНП-102 для котельных сернистых топлив. Первоначальная дозировка составляет 0,3 - 0,4%, последующая - 0,2% (по массе). Улучшает процесс горения, замедляет коррозию стальных деталей, уменьшает нагарообразование.

7.2.8. Введение присадок в топливо должно осуществляться на нефтеперерабатывающих заводах, а также непосредственно на судах. В этом случае на судне необходимо иметь отдельную тару или цистерну для присадок.

Смазочное масло

7.3.1. Марка смазочного масла для дизеля оговаривается в технических условиях или в заводской инструкции по эксплуатации.

7.3.2. Для смазки судовых тронковых и крейцкопфных дизелей, в зависимости от их типа и теплонапряженности, а также от марки топлива, на котором они работают, рекомендуется применять моторные масла с присадками в соответствии с РД 15-137-90 (Приложения 11, 13) и картой смазок. В дизелях зарубежной постройки, находящихся в гарантийном периоде эксплуатации, применяются моторные масла, указанные картой смазки или в инструкции по эксплуатации. Основные физико - химические показатели моторных и турбинных масел, применяемых в системах смазки судовых дизелей, приведены в Приложении 12.

7.3.3. Для смазки подшипников турбокомпрессоров, в зависимости от вязкости, применяются турбинные масла: Т22, Т30, Т46, а также масла турбинные с присадками: ТП-22, ТП-30, ТП-46. Эти присадки улучшают антиокислительные, деэмульгирующие, противокоррозионные и антипенные свойства. Турбинное масло марки ТП-30 содержит противоизносную присадку.

7.3.4. При использовании импортных масел следует пользоваться таблицей взаимозаменяемости отечественных и зарубежных сортов (Приложение 14). При отсутствии для долива штатного моторного масла эксплуатация судовых дизелей допускается на смесях моторных масел. Варианты смешивания масел, допущенных к применению, определяются в соответствии с Приложением 15. Показатели предельного состояния моторных масел и методы их определения приведены в Приложении 16.