Разработка и оптимизация судового машиностроительного оборудования

• Автор: Суслов, Валерий Федорович
• Шифр специальности: 05.08.05, 05.08.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 318 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ОСНОВНЫЕ ТИПЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ СУДОВОГО МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И МЕХАНИЗМОВ.

1.1. Палубные механизмы

1.1.1. Якорношвартовные механизмыИ

1.1.2. Буксирные лебедки.

1.2. Устройства управления направлением движения судна.

1.2.1. Рулевые мамины

1.2.2. Приводы успокоителей качки

1.2.3. Подруливающие устройства ПУ.

1.3. Грузоподъемные механизмы

1.3.1. Грузоподъемные устройства.

1.3.2. Судовые краны.
1.4. Комплексы корабельных устройств и механизмов
1.4.1. Комплексы устройств передачи сухих и
жидких грузов между кораблями в море на ходу.
1.4.2. .Комплексустройств для транспортировки вертолета на палубе корабля
1.4.3. Комплекс маишн и устройств для взлета и посадки самолетов.
на палубу авианесущего корабля.
1.5. Особенности работы и требования к основным типам судовых механизмов.
1.5.1. Требования к характеристикам рулевых, якорных, швартовных и буксирных устройств.
1.5.2. Особенности работы грузовых устройств и требования к их характеристикам.
ГЛАВА 2. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СУДОВОГО МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
2.1. Якорношвартовные механизмы.
2.1.1. Оснащение отечественного флота судовыми лебедками и якорно швартовными механизмами.
2.1.2. Якорношвартовные шпили с электрическим и электро гидравлическим приводом
2.1.3. Типоразмерный ряд швартовных безбаллерных шпилей. и
2.1.4. Лебедки швартовные автоматические и неавтоматические
2.1.5. Брашпильные приставки.
2.2. Рулевые машины, приводы успокоителей качки и подруливающих устройств
2.2.1. Перспективы развития отечественных рулевых машин для судов морского флота и кораблей ВМФ
2.2.2. Адаптация отечественных рулевых машин к зарубежным системам управления
2.2.3. Развитие приводов отечественных успокоителей качки
2.3. Судовые грузоподъемные механизмы.
2.3.1. Совершенствование технических характеристик и эксплуатационных качеств судовых электрогидравлических кранов обирго назначения
2.3.2. Судовые вспомогательные краны
2.3.3. Разработка комбинированных кранбалок для обеспечения спускаподъема шлюпок, спасательных плотов и грузов различного назначения.
2.3.4. Типоразмерный ряд кранов.
манипуляторов со складывающейся стрелой
2.3.5. Универсальный судовой кран.
2.3.6. Крантрап для пожарноспасательных судов.
2.3.7. Специальные судовые краны для работы в условиях волнения моря
2.4. Комплексы корабельных устройств и механизмов.
2.4.1. Комплексы устройств передачи сухих и жидких грузов между кораблями в море па ходу.
2.4.2. О возможности моделирования судовых канатных дорог.
2.4.2.1. Основные уравнения
2.4.2.2. Уравнения движения системы движения СКД в безразмерной форме.
2.4.2.3. Основные параметры модели СКД
2.4.3. Комплекс устройств для транспортировки вертолета па палубе корабля.
2.4.4. Комплекс маишн и устройств для взлета и посадки самолетов
на палубу авианесущего корабля
2.4.4.1 Аэрофииишер.
2.4А2. Математическое моделирование основных функций аэрофилишера.
2.4.4.3. Описание модели клапана управления.
2.4.4.4 Паровая катапульта
ГЛАВА 3 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИИ СУДОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ
3.1. Формулирование целей и задач оптимизационного исследования
3.2. Выбор типовых представителей судового оборудования для отработки методик оптимизации
3.3. Анализ состава разработок и постановка задачи оптимиза1ДИОННОГО исследования
ГЛАВА 4 АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ.
4.1. Анализ сложных технических систем и обоснование критериев эффективности объектов и оборудования морской техники
4.2. Согласованная системная оптимизация судового мабшностроителыюго оборудования
4.3. Модели экономического анализа объектов морской техники
4.4. Методы комплексной оценки качества изделий
ГЛАВА 5 РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ ДЛЯ СОГЛАСОВАННОЙ СИСТЕМНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ СУДОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ
5.1. Использование согласованного критерия эффективности для сравнительной оценки качества судового машиностроительного оборудования.
5.2. Выражение для согласованного критерия эффективности.
5.3. Понятие о сухой, рабочей и полной массе судового оборудования.
5.4. Качественный и количественный анализ связей совокупности контролируемых параметров
с показателями качества судового оборудования
5.5. Методика определения локального критерия эффективности
5.6. Методика определения системной поправки к значению критерия эффективности.
5.7Применение стандартного программного обеспечения для расчета составляющих
согласованного критерия эффективности
5.8 Разработка математической модели для расчета согласованного критерия эффективности судового машиностроительного оборудования
ГЛАВА 6 АЛГОРИТМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЕ СУДОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ
6.1. Алгоритм расчета грузовых электрических лебедок.
6.2. Алгоритм расчета судовых электропздравлйческих подъемных кранов.
6.3. Моделирование электрогидравлических рулевых машин.
6.4. Модели поиска оптимальных решений.
ГЛАВА 7 ПРИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАЗРАБОТАННЫХ АЛГОРИТМОВ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ ПО СУДОВОМУ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОМУ ОБОРУДОВАНИЮ
7.1. Методика применения программного обеспечения и баз данных при проведении ошимизационных исследований судового оборудования.
7.2. Применение средств визуального проектирования для анализа согласованной эффективности судового оборудования.
7.3. Оптимизация судовых грузовых лебедок
7.4. Анализ эффективности технических решений по судовым электрогвдравлическим подъемным КРАНАМ
7.5. Анализ эффективности систем траверзной передачи грузов в море.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Гидродинамические успокоители качки представляют собой специальные выступающие части пластины или крылья, устанавливаемые на корпусе судна. Для успокоения бортовой качки применяются скуловые кили и бортовые управляемые рули. Последние могут быть неразрезными и разрезными, неубирающимися, втягивающимися внутрь судна, заваливающимися вдоль корпуса. Скуловые кили создают стабилизирующий момент за счет разности давлений на верхних и нижних поверхностях при обтекании киля в поперечной плоскости, а бортовые рули благодаря возникающей на них подъемной силе, пропорциональной квадрату скорости судна. Поэтому бортовые рули непригодны для судов, требующих уменьшения качки в дрейфе или при малых скоростях движения, тогда как скуловые кили в этих условиях обладают максимальной эффективностью. По 3му признаку успокоители качки делятся на активные, пассивные и частично активизированные. Первые снабжены приводом, обеспечивающим принудительное изменение стабилизирующего момента в соответствии с сигналом, вырабатываемым специальной системой управления. К этому типу относятся бортовые управляемые рули. Активные успокоительные цистерны на современных судах не применяются, т. Пассивные успокоители качки не имеют приводов и систем управления к ним относятся скуловые кили, носовые кили и крылья, а также большая часть успокоительных цистерн. Применяются и частично активизированные цистерны, управляемые специальными клапанами, перекрывающими водный и воздушный каналы. Механизмы силовых приводов гидродинамических успокоителей качки являются составной частью системы успокоителей качки и предназначены для выдвижения рулей из бортовых ниш при подготовке успокоителей к действию, для перекладки рулей обоих бортов при работе успокоителей качки, а также для возвращения рулей в бортовые ниши после окончания работы. Перед работой успокоителя качки рули выдвигаются из бортовых ниш приводами выдвиженияуборки и перекладываются приводами поворота в противоположных направлениях. При движении корабля на рулях возникает пара сил, которая стремится возвратить корабль в нормальное положение. Сам принцип работы успокоителей качки таков, что они эффективны только на ходу. Управление выдвижением и уборкой рулей производится вручную, а управление поворотом рулей при работе автоматическое. Подруливающее устройствоэто средство активного управления судном, создающее тягу в направлениях, перпендикулярных ДП судна. Ось гондолы, в которой располагается угловая передача, совпадает с осью канала. Иногда каналу придают Бобразную форму, что позволяет отказаться от угловой передачи для привода винта. Если лопасти винта имеют фиксированный шаг, то используют реверсивный привод. В случае применения ВРШ или винта на поворотной колонке привод может быть нереверсивным. Возможны схемы ПУ с вертикальной осью винта и 2образным каналом. Схемы ПУ с криволинейным каналом обеспечивают меньшую удельную тягу, чем с прямым. Известны схемы ПУ, поток внутри трубы которого создается насосом какойлибо судовой системы. ПУ с насосами менее эффективны, чем ПУ с гребными винтами. Если в качестве насоса используется крыльчатый движитель, водопроточному каналу придается прямоугольная форма. Подруливающие устройства ПУ являются одним из самых распространнных и эффективных вспомогательных средств управления судном. ПУ представляет собой автономную пропульсивную систему, независимую от главной пропульсивной установки, размещенную в корпусе судна и создающую поперечную силу тяги упор. Этот упор создается путм засасывания забортной воды и выталкивания е в поперечном направлении по отношению к диаметральной плоскости судна. Основное назначение ПУ обеспечение самостоятельной швартовки судна без помощи портовых буксиров или при минимальном их участии. Помимо сокращения расходов на оплату за услуги буксиров применение ПУ способствует снижению аварийности судов по причине навалов на причалы, предотвращает столкновения при швартовках и движении с малыми скоростями в узкостях и в акватории портов. Г1У обеспечивают управляемость судна на малых скоростях, когда рулевое устройство становится малоэффективным.