Rooli masin (0)

1 Hindamata

16
Kursusetöö: Laeva abimehhanismid Sergei Dombrovski MM42
EESTI MEREAKADEEMIA
Laevamehaanika õppetool
Kursusetöö
Õppeaines
Laeva abimehhanismid
Rooli masin
Kadett: Sergei Dombrovski
Õppegrupp: MM42
Õppejõud: Jaan Läheb
Tallinn 2013.a.

Sisukord

Sisukord 2
Kursusetöö ülesanne 3
1.Selgitav osa 4
1.1Klassiühingute nõudmised rooliseadmetele 4
1.2 Rooliseadme valiku põhjendus 5
1.3 Roolilehe mõõtmete valik ja valiku põhjendus 5
1.4 Rooliseadme ehituse ja tööpõhimõtte kirjeldus 7
1.5 Hüdraulilise rooliseadme põhilised rikked 8
2. Arvutuslik osa 8
2.1 Roolilehele mõjuvad jõud ja momendid 8
2.2 Rooliajami mõõtmete määramine 9
2.3 Roolimasina agregaatide arvutus 10
2.4 Kruvipumba ja elektrimootori valik 12
3.1 Rooliseadme skeem 16
3.2 Rooliajami hüdroskeem 16

Kursusetöö ülesanne

Selgitav osa

Klassiühingute nõudmised rooliseadmetele

1) Rooliseade peab olema varustatud lisaks peajuhtimisseadmele ka abijuhtimisseadmega.
2) Rooliseade peab olema väikese gabariidiga ja massiga, ökonoomne ning arendama vastavat pöördemomenti, et pöörata roolilehte.
3) Roolileht peab olema kinnitatud korpuse alla nii, et laeva sõidul madalas farvaateris maksimaalse diferendiga ahtrisse ei kahjustaks roolilehte.
4) Roolimasin peab suutma pöörata täiskäigul sõitva laeva täielikult vee all olevat roolilehte ühest pardast teise 28 s jooksul ( rooli pöörde suurim ulatus on valdavalt 35o diametraaltasandist kummalegi poole, mõningail laevadel ka üle 45o).
5) Abirooliseade peab laeva edasikäigul kiirusel pool maksimaalsest kiirusest, kuid mitte vähem kui 7 sõlme, roolilehe ümber paigutama 15o ulatuses kummalegi poole 60 s jooksul.
6) Kõigil reisilaevadel ja laevadel üle 10000 tonni veeväljasurvega peab olema kaks pearoolimasinat. Sel juhul abiroolimasinat ei nõuta.
7) Kui pea- ja abiroolimasin paiknevad allpool veeliini, siis peab olema avariirooliajam, mis paikneb kõrgemal veeliinist. See ajam peab tagama roolilehe ümberpaigutuse laeva kiirusel mitte vähem kui 4 sõlme.
8) Pea- ja abirooliseade töötavad üldjuhul ühele ülekandele. Üleminek ühelt teisele peab toimuma vähem kui 2 minuti jooksul.
9) Pearoolimasinat peab saama juhtida sillalt ja roolimasina ruumist. Igas juhtimispunktis peavad olema roolilehe pöördenurga näitaja.
10) Aksonomeetri näidu ja roolilehe faktiline erinevus ei tohi olla rohkem kui 1o kui rool on diametraaltaspinnas.
11) Roolilehel peavad olema käigu piirajad, kus üks piiraja lülitab roolimasina välja roolilehe nurga max = 35o juures ja teine piiraja kujutab endast tuge, mis väldib rumpli ümberpaigutuse suurema nurga kui  =  + 1,5o
juures.
12) Rooliseadmed peavad taluma ülekoormust 1 minuti jooksul varuteguriga 1,5 arvutuslikust momendist.

1.2 Rooliseadme valiku põhjendus

Valisin pöördhüdromootoriga roolimasina kuna see on:
1. lihtsa ehitusega
2. kompaktne võrreldes hüdrosilindritega (ca. 50%)
3. on ohutum kuna puuduvad välised liikuvad osad
4. lihtne hooldada

1.3 Roolilehe mõõtmete valik ja valiku põhjendus

1.3.1 Roolilehe minimaalselt vajalik märgpindala
L= 130 m
T=10 m
=1,0 (rool asub sõukruvi taga)
vs=1,0 (laeva kiirust arvestav tegur kaubalaeval)
Valin roolilehe märgpindalaks 20 m2
1.3.2 Roolilehe kõrgus (h)
h1= 0,25 m (roolilehe kaugus laeva kiilust; merelaevadel h1=0,05…0,25 m)
1.3.3 Roolilehe kaugus veeliinist (h2)
h2=T-h-h1=10-7,8-0,25=1,95 m
1.3.4 Roolilehe laius (b)
b=F/h=20/7,8=2,56 m
1.3.5 Roolilehe mõõtmete suhe ()
=h/b=7,8/2,56=3,05
Roolilehe kõrguse h suurendamine ja laiuse b vähendamine toob kaasa roolilehe raskuskeskme ja pöördtelje ( baller telje) vahelise kauguse S vähenemise.
Mida suurem on roolilehe kõrguse ja laiuse suhe, seda paremad on rooli hüdrodünaamilised näitajad ja laeva pööratavus. Sellega väheneb roolilehele mõjuva hüdrodünaamilise jõumomendi õla pikkus, väheneb moment ballerile ja roolimasina vajalik võimsus.
Balanseeritud ja poolbalanseeritud roolidel, võrreldes tavalise rooliga , asub hüdrodünaamilise jõu rakenduspunkt balleri teljele lähemal ja jõumomendi õlg on väiksem. Seega selliste roolide pööramine nõuab roolimasina väiksemat võimsust.
1.3.6 Roolilehe balanseeritud osa laius (z)
z=(0,2…0,35)b=0,25*2,56=0,64 m
1.3.6 Hüdrodünaamilise jõu rakendus punkti kaugus balleri teljest (l)
-on empiiriline tegur ja arvutatakse valemiga =0,195+0,305*sin 
=35° (roolilehe maksimaalne pöördenurk)
l=*b=(0,195+0,305* sin 35°)*2,56=0,95 m

1.4 Rooliseadme ehituse ja tööpõhimõtte kirjeldus

Rooliajami ülesanne on jõuülekanne roolimasinalt rooli ballerile. Rooliseade peab kindlustama laeva liikumise antud kursil ja võimaldama muuta laeva liikumise suunda olenemata ilmastiku tingimustest ja laine tugevusest. Kõiki kasutatavaid roole liigitatakse pöördetelje asukoha järgi kolme tüüpi:

tavaline, kus kogu roolilehe pind asub ühelpool pöördetelge,
balanseeritud ehk tasakaalustatud rool, kus pöördtelg jagab roolilehe pinna kaheks ebavõrdseks osaks. Balanseeriva osa pindala moodustab umbes 30 % kogu roolilehe pindalast. Balanseeritud rooli pööramiseks vajalik moment on tunduvalt vähem kui tavalisel roolil.
poolbalanseeritud, tavalise ja balanseeritud rooli vahepealne variant.

Reeglina varustatakse mistahes laeva rooliseade põhi- ja tagavara rooliajamiga. Tagavaraajmit ei nõuta eraldi juhitavate roolimasinate mitme rooliseadmega laevadel.
Hüdraulilise rooliseadme põhiosad on:

pump ( pumbad 2 tk),
torustik,
armatuur ,
juhtorganid,
Hüdrauliline pöördtiivik roolimasin – on otse ühendatud ballerile

Elektrohüdrauliline pöördtiivik roolimasin koosneb kahest rootorist ja staatorist. Rootor on kinnitatud otse ballerile. Roolimasina rootoril on suurema pöördemomendi andmiseks väiksemate kabariitide juures kolm rootorilaba, millede vaheline nurk on 120. Rootorilabad on tihendatud vastu roolimasina korpust sisemiste tihenditega . Rootorilabade ja staatorilabade (2) vahele pumbatakse läbi kahe lukkklapi hüdraulikaõli. Läbi rootori on puuritud 2 kanalit, milledest kumbki toimib vastavalt pööramissuunale äravoolukanalina ja pealevoolokanalina. Kanalid, mis juhivad õli ka kolmandasse sektorisse, on puuritud kolmeetapiliselt. Õli õigesse sekotrisse suunamiseks on õlikanalid suletud korkidega.
Pumbajaam annab õli läbi solenoidklapiga juhitavast hüdrojagajast, ühele poole labasid või teisele poole labasid. Õli läbib enne hüdromootorisse sisenemist lukkklapi, mis sõltuvalt õli sisseandmis suunast laseb õli sisse ühelt poolt ja samal ajal laseb välja teiselt poolt. Kui pump survet ei anna, siis lukkklapp blokeerib õli väljapääsu hüdromootorist, et blokeerida balleri liikumine. Pumbad võivad töötada koos või eraldi. Tavalistes tingimustes opereeritakse ühe pumbaga, teine pump on varureziimil ja avariiolukorras saab toite avariigeneraatorilt.
Eriolukordades kasutatakse kahte pumpa korraga. Pumbajaamad on varustatud solenoidklappidega, mida juhitatakse normaalolukorras läbi sillas oleva juhtpuldi. Pump asub sukeldatult õlitangis. Tank on jagatud kaheks kambriks, üks kamber kummalegi pumbale. Igas kambris on madala õlitaseme indikaator .

1.5 Hüdraulilise rooliseadme põhilised rikked

- iga 1000 töötunni järel võtta hüdraulikaõli analüüsid, kontrollida õlifiltreid, hüdropumba korrasolekut
- 10000 töötunni järel kontrollida pumbamootori laagreid , pumbalaagreid, roolimasina rootoritihendite ja balleritihendite korrasolekut.
Kontrollida hüdrojagajate ehk solenoidide korrasolekut.

2. Arvutuslik osa

2.1 Roolilehele mõjuvad jõud ja momendid

2.1.1 Hüdrodünaamilise jõu suurus (Pn)
F=20 m2
k= 10 ( arvestab sõukruvide arvu antud juhul ühe sõukruviga)
Vs= 10 sõlme
=35° (rooli pöördenurk)
2.1.2 Rooliseadme ballerile mõjuv moment (Mb)
Mb = Ms + Mtr
Ms – on vee poolt põhjustatud hüdrodünaamilise jõu moment
Mtr – on hõõrdejõudude moment laagrites ja ühenduskarbis
Ms = Pn ×l
Pn – on hüdrodünaamiline jõud
l – on hüdrodünaamilise jõu õlg
Mtr = f × Ms = f × Pn ×l
f – on balleri tihendites hõõrdejõude arvestav tegur f = 0,1…0,15
Mb = Ms + Mtr = (Pn ×l) × (1+f)=(31 086×0,95) × (1+0,15)=33 961 Nm

2.2 Rooliajami mõõtmete määramine

Balleri läbimõõdu saab määrata väändele töötava võlli tugevuse tabeli (1) järgi, selleks leiame karakteristiku Xp diameetri valimiseks Xp = 100×F×r, kus F – on roolilehe leitud märgpinala, r – on vahemaa balleri pöördeteljest jõu rakenduskeskmeni r = l- z , kus l – roolilehe raskuskeskme kaugus pöördeteljest
z – on roolilehe balanseeritud osa laius
Tabel 1.
Xp=100*20*(0,95-0,64)=2000*0,31=620
Valin db=170 mm = 0,17 m Tabel 1. 
Kuna laev on jääklass A1 siis valin palleri läbimõõduks tugevus varuga db =0,2 m, mis on ühtlasi ka standartseks mõõduks.

2.3 Roolimasina agregaatide arvutus

Rb – balleri raadius
Rs – sektori raadius
H – laba kõrgus
P – töölabale mõjuv jõud
L/2 = (Rs +Rb)/2 - jõu P õlg
2.3.1 Laba pindala
Valin H=500 mm=0,5 m Tabel 2. 
Töölaba kõrguse ja laiuse vahekord soovitatakse võtta vahekorras:
H/ (Rs – Rb) ≈ 2….2,2
(Rs – Rb) ≈ H / 2…2,2 (töölaba laius)
Rs=(0,5/2)+0,1= 0,35 m
F= (Rs – Rb)H = (0,35+0,1)*0,5=0,225 m
Tabel 2.
2.3.2 Ballerile mõjuv jõumoment
Mb= (F×p)× L/2× z× ηm = z ×p ×H/2× (Rs2 – Rb2) × ηm
Mb= 3*450 000*0,5/2*(0,352 – 0,12)*0,97 = 36 830 Nm
p – töölabake mõjuv arvestuslik rõhk võetakse 4…5 Mpa; valin 4,5 Mpa
P = F× p (ühele töölabale mõjuv jõud)
z – hüdromootori labade arv - 3
ηm = 0,94…0,98 – mehaaniline kasutegur
Vajalik moment Mb= 33 961 Nm
Valin standardse pöördtiivik roolimasina firmalt „ HATLAPA”
Tüüp: HVT 200 – 35 Tabel 2. 
Balleri diameeter – 200 mm
2.3.3 Sobiva pumba valimiseks tuleb leida hüdromootorisse antav vajalik töövedeliku maht (V) roolilehe pööramiseks poordist-poordi ehk nurga 2αmax võrra.
V = z× π×(Rs2 – Rb2) H×2αmax / 3600 [ m3; l]
V = 3*3,14*(0,352 – 0,12)*0,5*(70°/360°) = 0,103 m3 = 103 l
2.1.5. Hüdropumba vajalik tootlikkus :
Q = V/ ηo ×τ ; [m3 /h ; l/min ] , kus
ηo = 0,96… 0,98 (hüdromootori mahuline kasutegur)
τ = 28 sek ( roolilehe pööramiseks nõutud aeg).
Q = 103/0,97*28/60 = 49,5 l/min
2.4 Kruvipumba ja elektrimootori valik

Tabel 3.
Valin IMO pumba: 6D-137 Tabel 3. 
Q=83 l/min
n= 299 p/min
p= 100 bar
Specifications- Series 6D
Casing- High shock capacity ductile (nodular) iron . Consult Imo for steel case availability.
Rotor Housing - Pearlitic gray iron for rotor sizes 106 through 187; bronze sizes 218 and larger.
Power Rotor- Alloy steel, nitride hardened and thread ground
Idler Rotors- Pearlitic gray iron, induction hardened and thread ground for sizes 106 through 187; alloy steel, nitride hardened and thread ground
Gaskets - Cellulose and non-asbestos fiber
Seal & Bearing- Type B: Buna N bellows mechanical seal, Buna N o- rings and standard external , permanently grease packed, deep groove ball bearing- recommended for distillate fuels and lubricating oil or hydraulic fluids. Type H: Positive drive mechanical seal, fluoroelastomer o-rings and external high temperature, permanently grease packed, deep groove ball bearing.
Accessories - Completely mounted , built to order pump/ driver assemblies are available with baseplates, ANSI RF spool pieces, NEMA 'C' face adapters.
Outlet Pressure - 1500 PSIG (103 BAR) maximum for lube, seal and hydraulic oils. 1000 PSIG (70 BAR) maximum for distillate, residual and crude oils. Minimum recommended differential pressure is 40 PSI (2.8 BAR).
Inlet Pressure- Type B & H: 75 PSIG (5 BAR) maximum, distillate fuel, lube- sizes 106-187. 50 PSIG (3 BAR) maximum, distillate fuel, lube- sizes 218-400. Type H: 40 PSIG (2.7 BAR) maximum, residuals and crude oil- all sizes.
Viscosity- 33 SSU (2.0 CST) minimum. Type B: 3000 SSU (650 CST) maximum (consider cold start). Type H: Viscosities above 3000 SSU (650 CST)
Temperature- Type B: 0 to180°F (-18 to 82°C). Type H, sizes 106-187: 0 to 250°F (-18 to 121°C) for 1800 RPM. Sizes 218 and up: 0 to 200°F (-18 to 93°C).
Drive- Direct only. Magnetic Drive configurations also available.
Rotation - Clockwise facing pump shaft .
Mounting- May be foot mounted in any orientation. Flange mounting optional for certain applications.
Filtration- Inlet strainers are required to keep contaminants and abrasives out of the pump. They must be selected in consultation with the strainer vendor to prevent pump starvation. Normally, 60 mesh (0.01 inch - 238 micron) for light and 1/8-3/16 inch (3-5mm) openings for heavy oils are recommended.
Pumpadele vajaliku elektrimootori võib leida samuti tehase kataloogidest valitud pumba tarbitava võimsuse järgi
N = Q× ppump / 103× ηp [kW]
ppump – pumba töörõhk
ηp – pumba kasutegur
N= 49,5*100/1000*0,85= 5,8 kW
Valin el. Mootoriks ABB M2AA 132 SB Tabel 4. 

Tabel 4.
3. Graafiline osa
3.1 Rooliseadme skeem

3.2 Rooliajami hüdroskeem

Laevamehaanika kateeder EESTI MEREAKADEEMIA

.DOC Laadi alla originaalfail 16 lk · .doc · 13 allalaadimist

50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.

~ 16 lehte Lehekülgede arv dokumendis

2013-10-16 Kuupäev, millal dokument üles laeti

13 laadimist Kokku alla laetud

0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid

sashlive Õppematerjali autor

Referaat Sergei Dombrovski MM42

rool roolilehe roolimasin roolimasina dombrovski mereakadeemia Rooli masin

Sarnased õppematerjalid

142

pdf

Aruanne mv TransDistinto

TTÜ EESTI MEREAKADEEMIA Laevanduskeskus Laevamehaanika lektoraat MEREPRAKTIKA ARUANNE Praktika algus: Kadett: Andrei Lichman Praktika lõpp: Rühm: MM42 Praktika koht: m/v Transdistinto Juhendaja: Jaan Läheb Tallinn 2016 2 3 SISUKORD 1.1. Üldandmed laeva kohta ................................................................................................... 6 1.2 Üldandmed laeva jõuseadme kohta .................................................................................. 7 1.2.1 Jõuseadmete tüüp ......................................................................................

Masinamehaanika

doc

Laevade ehitus

12. Laeva peamõõtmed ja täidlustegurid. Laeva pikkus - L. Lmax - maksimaalne pikkus, vööri ja ahtri äärmiste punktide vahekaugus. Lgab - suurim pikkus arvestades väljaulatuvaid osi. L - pikkus mööda KVL, teoreetiline pikkus laevakere paksust atvestamata. LLL (ka LPP) - loodide (perpendikulaaride) vaheline pikkus, (ka arvestuslik pikkus), vöörilood - vertikaaljoon, mis läbib KVL ja vöörtäävi ahtripoolset serva, ahtrilood läbib sama ahtertäävil, kuis sagedamini läbib rooli pöörlemistelge, kusjuures pole arvestatud täävide ja välispladistuse paksust. Laius B B - teoreetiline või arvutuslik laius KVL tasapinnas (või laeva kõige laiemas kohas) laevakere paksust arvestamata s.o. laevakere plaadistuse sisepinnalt. Bmax - maksimaalne laius Bgab - maksimaalne laius koos väljaulatuvate osadega. Süvis T T - KVL kaugus kiilujoonest ehk alustasandist, Tv - vööri süvis, Ta - ahtri süvis, TM - keskmine süvis ehk süvis miidlil,

Laevandus

doc

Eksamipiletite küsimused ja vastused

Laevaehitus

doc

Praktika aruanne - Tallinnk Star

EESTI MEREAKADEEMIA Laevamehaanika kateeder MEREPRAKTIKA ARUANNE Õppeliin: laeva jõuseadmed Õpperühm: MM41 Praktikant: Pjotr Muhhin Juhendaja: Jaan Läheb Praktika algus:02.05.2010 Praktika lõpp: 06.09.2010 Praktikakoht: M/S Ice Runner TALLINN 2010 Retsensioonid 2 Sisukord 1. Üldandmed laeva ja laeva seadmete kohta .................................4 1.1. Üldandmed laeva kohta ...........................................................4 1.2. Üldandmed laeva jõuseadmete kohta ......................................8 2. Laeva peamasin ........................................................................

Merepraktika

doc

Exami küsimused ja vastused laevaehituses

Laevaehitus

doc

Diisel

1. 4- ja 2-taktilise diiselmootori ringprotsessid, Kuna sisselaskeklapp (klapid) avaneb enne ÜSS-u , toimub Ülelaadimiseta (sundlaadimiseta ) mootorite täiteaste avaldub arvutuslik ja tegelik indikaatordiagramm. põlemiskambri läbipuhe ( nn. klappide ülekate ). valemiga SPM ringprotsesside arvestus. v = / ( - 1)* Pa / P0 * T0/Ta * 1/ (r+1) Erinevalt teoreetilistest ringprotsessidest saadakse tegelikus 2-TAKTILISE MOOTORI TEGELIK Kui mootor on ülelaadimisega (sundlaadimisega ),siis parameetrite sisepõlemismootoris soojust kütuse põletamisel kolvipealses INDIKAATORDIAGRAMM P0 ja T0 asemele pannakse ülelaadimise õhu pa

Abimehanismid

103

doc

Meresõiduohutus ja laeva juhtimine

lainete pealejooksu perioodi. Suurimad ohud on seotud ahtri "kaasahaaramisega" laine poolt, millele järgneb juhitavuse kaotus, laeva pööramine põiki lainet selle esiküljel ja laineharja langemine laevale, mis viimase ümber lükkab (inglise keeles broaching-to). See nähtus tekkib siis kui laine pikkus on suurem laeva pikkusest ja tema jooksukiirus peaaegu sama laeva enda kiirusega. Laeva kannab mõnda aega laineharjal lainega kaasa. Veest peaaegu välja ulatuv rool koos sõukruviga ei saa hakkama laeva liikumise suuna kontrolli all hoidmisega. Kui laev vajub laine esiküljele, ahter tõuseb veest välja ja lainehari samal ajal murdub, langedes ahtrile, haaratakse kogu laev murduva lainega kaasa (laev hakkab surfama). Vöör tungib lainepõhjas sügavale vette ning pidurdub, juhitamatu ahter aga haaratakse murduva laineharjaga kaasa. Laev pööratakse pardaga laine poole ja saab tugeva kreeni. Kui nüüd lainehari lõplikult

Ohutus ja ohuteave

200

doc

Masina osadest ja kontroll

pööratakse traktorite juhtrattaid füüsilise jõuga. Juhi töö kergendamiseks lisatakse mehhaanilisele rooliseadmele roolivõimendi. Siis nimetatakse seda hüdromehhaaniliseks rooliseadmeks. Kasutatakse ka hüdraulilisi rooliseadmeid, kus rattaid pööratakse jõusilindri(te) abil. Roolivõimendi või hüdraulilise rooliseadme tööle panekuks on traktorile paigaldatud eraldi hüdrosüsteem. Selle hüdrosüsteemi jaoturi siibri asendit juhitakse rooli pööramisega. Hüdromehaanilise rooliseadme korral juhitakse jaoturit otse rooliga ja hüdraulilise rooliseadme korral juhitakse jaoturit dosaatorpumbaga, mille võlli pööratakse rooliga. Hüdrosüsteemis pannakse õli liikuma hammasratas või rootorpumbaga, mis saab jõuülekande mootori väntvõllilt või vaheülekande võllilt. Süsteemi kaitseks on hüdrosüsteemis kaitseklapp, mis rakendub ülerõhu korral. Rooliseadme töötamise

Masinamehaanika

Rohkem sarnaseid