Расчет крепления палубного груза буксировка судна в море и при снятии с мели (стр. 1 из 5)
КУРСОВАЯ РАБОТА
ТЕМА: «Расчет крепления палубного груза, буксировка судна в море и при снятии с мели»
Введение
Управление современным крупнотоннажным судном, имеющим мощный двигатель и находящимся всегда под влиянием двух движущихся сред: воды и воздуха, – сложная задача. Чтобы правильно определить влияние на судно различных факторов, судоводитель должен иметь глубокие теоретические знания и владеть комплексом специфических навыков. В прошлом моряки учились управлять судном исключительно на практике, накапливая опыт. Однако этот процесс приобретения знаний был слишком длительным. По мере развития мореплавания коллективный опыт стал обобщаться, превращаясь постепенно в науку об управлении судном и его технической эксплуатации.
Основной задачей развития знаний в области управления судном является сближение науки и практики, теоретическое обоснование тех явлений в управлении судном, которые наблюдаются, но пока ещё теоретически не разработаны с достаточной степенью точности. Научные обобщения должны выдвинуть те новые требования к судам и судовым устройствам, удовлетворение которых позволило бы управлять судном с меньшей зависимостью от субъективной оценки обстановки судоводителем и от действия внешних факторов.
Профилирующая в комплексе знаний судоводителя дисциплина «Управление судном и его техническая эксплуатация» быстро развивается, и можно надеяться, что опыт управления современными судами, его научное обобщение совместно с теоретическими исследованиями уже в самом ближайшем будущем позволят добиться новых успехов этой науки.
Исходные данные
| Название величиы | Величина | Размерность | Значение |
| Масса палубного груза | W | Т | 17,0 |
| Период бортовой качки | τ1 | С | 5 |
| Период килевой качки | τ2 | С | 6 |
| Центр тяжести судна | Zc | М | 3,4 |
| Центр тяжести груза | Zгр | М | 1,3 |
| Расстояние от мидель-шпангоута до Ц.Т. палубного груза | X | М | 15 |
| Расстояние от ДП до Ц.Т. палубного груза | Y | М | 3 |
| Метацентрическая высота судна | hc | М | 2,2 |
| Размеры шпации (расстояние между бимсами) | l1 | М | 1,0 |
| Длина полубимса | l2 | М | 3,25 |
| Номер профиля | 13/9 | ||
| Материал подпоры | Сосна | ||
| Ширина бока бруса | a | М | 0,2 |
| Высота волны | hв | М | 5,0 |
| Максимальный угол крена | Qmax | Град | 30 |
| Максимальный угол крена прикилевой качке | Ymax | Град | 5 |
| Высота фальшборта, комингса крышек | hк | М | 1,0 |
| Количество поперечных найтовых | tп | Ед | 3 |
| Угол наклона поперечного найтова к вертикали | a | Град | 30 |
| Угол наклона поперечного найтова к плоскости шпангоута | b | Град | 60 |
| Количество продольных найтовых | tпр | Ед | 2 |
| Угол наклона продольного найтова к вертикали | c | Град | 30 |
| Угол наклона продольного найтова к ДП судна | d | Град | 60 |
| Коэффициент запаса прочности троса | k | 2 |
1. Перевозка грузов на палубе
1.1 Характеристика перевозимых на палубе грузов
Все палубные грузы могут быть подразделены на следующие группы:
· опасные, к которым относятся: взрывчатые вещества, сжатые и сжиженные газы, воспламеняющиеся твёрдые вещества и жидкости, окисляющие, отравляющие, радиоактивные и коррозионно-действующие вещества. Такие грузы, если их перевозят не на специальных судах и в ограниченных количествах, размещают на палубе, и к ним обеспечивают свободный доступ;
· выделяющие резкие запахи (пропитанные шпалы), которые могут испортить другие грузы;
· не боящиеся подмочки (железо, трубы);
· громоздкие: плавсредства, локомотивы, железнодорожные вагоны, крупные детали машин, котлы, автомобили, самолёты, цистерны и др.;
· лесные;
· живой скот и птица, которые перевозят в стойлах, загородках и клетках.
1.2 Расчет разрывной прочности найтовых
W = 17000 кг = 17000 * 9,8 = 166600 H =166,6 кН
Суммарные силы действующие по осям ОY и ОZ при бортовой качке:
| 1. |  где W – вес палубного груза, кН; g – 9,81 м/с2; τ1 – период бортовой качки судна, с; Θmах – 30 град; Z – расстояние от ц.т. судна до ц.т. палубного груза, м; r – половина высоты волны, м (r = hв / 2 = 2,5) | |
Z= hб – Zc + hк + Zгр, м,Где hб – высота борта судна (hб =6,0 м); Zc – центр тяжести судна (Zc = 3,4 м); hк – высота комингса (hк = 1 м); Zгр – центр тяжести груза (Zгр = 1,3)Z = 6,0 – 3,4 + 1 + 1,3 = 4,9 м,  | ||
| Ру = 182,4 (кН) | ||
| | ||
| 2. |  где W – вес палубного груза, кН; g – 9,81 м/с2; τ1 – период бортовой качки судна, с; Θmах – 30 град; Y – расстояние от ДП до ц.т. палубного груза, м; r – половина высоты волны, м. | |
 | ||
| P1z = 242,5 (кН) | ||
| Суммарные силы действующие по осям ОХ и ОZ при килевой качке: | ||
| 3. |  где W – вес палубного груза, кН; g – 9,81 м/с2; τ2 – период килевой качки судна, с; Ψmах – 5 град; Z – расстояние от ц.т. судна до ц.т. палубного груза, м; r – половина высоты волны, м. | |
 | ||
| Px = 26,5 (кН) | ||
| 4. |  где W – вес палубного груза, кН; g – 9,81 м/с2; τ1 – период бортовой качки судна, с; Θmах – 30 град; Х – расстояние от мидель-шпангоута до ц.т. палубного груза, м; r – половина высоты волны, м.  | |
| P2z = 236,6 (кН) | ||
| Сила ветра, действующего на палубные грузы: | ||
5.  где pv – величина равная 1,5 кПа; Аv x – площадь парусности палубного груза в поперечном направлении по отношению к судну, м2.Avx = aг*hг,Где аг – ширина груза (аг = 3 м); hг – высота груза (hг = 3 м);Аvx = 3*3 = 9 | ||
 | ||
| Pвет х =13.5 (кН) | ||
| 6. |  где pv – величина равная 1,5 кПа; Аv у – площадь парусности палубного груза в продольном направлении по отношению к судну, м2. | |
| Avy = bг*hг,Где bг – длина груза (bг = 4 м); hг – высота груза (hг = 3 м);Аvy = 4*3 = 12 | ||
 Pвет у =18 (кН) | ||
| Сила удара волны: | ||
| 7. |  где pволн – величина равная 1 кПа; А’v x – площадь поверхности палубного груза в поперечном направлении по отношению к судну над фальшбортом, м2; hв – высота волны, м; hс – отстояние ц.т. этой площади от ватерлинии, м. | |
А’v x = Avx, т. к. высота комингса равна высоте фальшборта,hc = hб – hос + hк + Zгр, м,где hб – высота борта (hб = 6,0 м); hос – осадка судна в грузу (hос = 4,0 м); hк – высота комингса (hк = 1,0 м); Zгр – центр тяжести груза (Zгр = 1,3 м);hc = 6,0 – 4,0 + 1,0 + 1,3 = 4,3 м  | ||
| Pвол x = 28,8 (кН) | ||
| 8. |  где pволн – величина равная 1 кПа; А’v у – площадь поверхности палубного груза в продольном направлении по отношению к судну над фальшбортом, м2; hв – высота волны, м; hс – отстояние ц.т. этой площади от ватерлинии, м.А’v y= Avy, т. к. высота комингса равна высоте фальшборта, | |
 | ||
| Pвол у = 38,4 (кН) | ||
| Реакция найтовов от усилий, направленных в плоскости шпангоута: | ||
| 9. |  где tп – число поперечных найтовов; a – угол наклона поперечного найтова к вертикали, град; b – угол наклона поперечного найтова к плоскости шпангоута, град. | |
 | ||
| Ry = 318,4 (кН) | ||
| Реакция найтовов от усилий в диаметральной плоскости: | ||
| 10. |  где tпр – число продольных найтовов; c – угол наклона продольного найтова к вертикали, град; d – угол наклона продольного найтова к диаметральной плоскости, град. | |
 | ||
| Rх = 137,6 (кН) | ||
| Размеры найтовов определяют по возникающим в них реакциях. Разрывное усилие троса для найтова: | ||
| 11. |  где k – коэффициент запаса прочности при расчёте усилий в найтовах, крепящих груз, равный 2; R – реакция найтова от усилий в плоскости шпангоута или в диаметральной плоскости, Н. | |
| Rу разр = 636,8 (кН) | Rх разр = 275,2 (кН) | |
| Длина груза L=4 м; ширина – 3 м; высота – 3 м | ||
По разрывному усилию в найтове выбирают размеры тросов, талрепов и скоб для них по таблицам прочности государственных стандартов.