Обоснование и расчет параметров промысловой и морской лебедки типа ЛНМ-2 с электроприводом с тяговым усилием 30кН при лове рыбы на западном
|
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «АСТРАХАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Образовательная деятельность в сфере высшего и дополнительного профессионального образования сертифицирована DQS по ISO 9001 |
Кафедра: «Промышленное
рыболовство»
Обоснование и расчет параметров промысловой и морской лебедки типа ЛНМ-2 с электроприводом с тяговым усилием 30кН при лове рыбы на западном побережье Каспийского моря.
Курсовой проект по дисциплине « Промысловые схемы и механизмы».
КП.111001.65.17.ЛМ.00.000.ПЗ – 11.
Проверил: доц. кафедры ПР
Астрахань 2013
Ведение
Промышленное рыболовство - одна из отраслей рыбной промышленности, которая занимается добычей животного и растительного сырья из водной среды. К предметам труда в добывающей рыбной промышленности относятся различные виды, морские млекопитающие, моллюски, ракообразные, иглокожие, водная растительность. Основную часть добычи составляет рыба. Это и определяет название добывающей отрасли. Средствами труда в промышленном рыболовстве являются промысловые суда, промысловые механизмы, орудия лова. Современное промысловое рыболовство характеризуется высоким уровнем механизации. В морском рыболовстве механизированы все наиболее тяжелые и трудоемкие операции. Перед рыбной промышленностью стоят задачи перехода от механизации отдельных операций лова к компклесной механизации и автоматизации добычи рыбы.
В промышленном рыболовстве траловый лов является одним из главных видов лова. На его долю приходится более 55% мирового улова, а в отечественном рыболовстве более 70% общего улова.
Траловый флот в своем составе имеет суда различного класса, от малых рыболовных ботов для работы в прибрежной зоне и внутренних водоемах до мощных современных океанических траулеров типа БАТ, РТСМ, БМРТ с неограниченными районами и большой автономностью плавания, оснащенных поисковой и навигационной техникой, современными траловыми орудиями лова и обработки, контроле их работы, промысловыми устройствами и оборудованием, позволяющим не только ловить рыбу, но и перерабатывать ее, а в некоторых случаях производить готовую для реализации продукцию.
Все оборудование промыслового тралового комплекса можно разделить на три группы:
-траловые лебедки
-вспомогательные промысловые машины и механизмы
-промысловые устройства и приспособления.
К первой группе относятся многооперационные комбинированные и операционные лебедки. А к остальному ваерные, кабельные, вытяжные, кабельно-сетные, кабельно-вытяжные лебедки.
Ваерные лебедки являются наиболее простыми по конструкции, чем многооперационные и комбинированные траловые лебедки. Комплексы с ваерными лебедками более совершенны. Такие комплексы позволяют реализовывать промысловую схему с частичном отсоединением траловых досок и сократить число операций при спуске и подъеме трала, время спуска, подъема при выполнении палубных операций, а также уменьшить число членов палубной команды.
Наиболее ответственными промысловыми машинами такого типа являются ваерные лебедки. Они предназначены для травления ваеров при спуске трала, удержания ваеров в процессе траления, потравления ваеров или их поднаборке, или переводе разноглубинного трала с одного горизонта на другой, выборка ваеров при подъеме трала, удержание траловых досок в период между окончанием выборки ваеров и их травлением.
По заданию кафедры промышленного рыболовства мною была разработана ваерная лебедка с электроприводом тяговым 20 КН на судах типа МРТ «Балтика» при лове рыбы на глубинах до 250 м в Балтийском море.
2. Техническое предложение.
Содержание:
2.1. Характеристика района
промысла
2.1. Характеристика района промысла.
Балтийское море глубоко вдается в сушу
Европы, омывает берега России, Эстонии, Латвии
Крупные заливы Балтийского
Крупные реки, впадающие в Балтийское море, — Нева, Нарва, Западная Двина (Даугава), Неман, Преголя, Висла, Одер и Вента.
Рис.1(Балтийское море)
Рельеф дна.
Балтийское море находится
в пределах материкового шельфа
Дно в южной части моря
Температурный режим и солёность.
Температура поверхностных слоёв воды летом в Финском заливе составляет 15-17 °C, в Ботническом заливе — 9-13 °C, в центре моря — 14-17 °C. С увеличением глубины температура медленно понижается до глубины термоклина (20-40 метров), где происходит резкий скачок до 0,2-0,5 °C, затем температура растёт, достигая у дна 4-5 °C.
Солёность морской воды уменьшается от Датских проливов, связывающих Балтийское море с солёным Северным, к востоку. В Датских проливах солёность составляет 20 промиллеу поверхности моря и 30 промилле у дна. К центру моря солёность уменьшается до 6-8 промилле у поверхности моря, на севере Ботнического залива опускаясь до 2-3 промилле, в Финском заливе до 2 промилле. С глубиной солёность увеличивается, достигая в центре моря у дна 13 промилле.
Течения.
Течения в Балтике формируются под воздействием вода обмена с Северным морем, а также большим объемом речного стока и господствующими над морем ветрами. Поверхностные течения Финского и Ботнического заливов направляются в основном на юго-запад вдоль западного побережья острова Готланд, а другая часть этого потока проходит с восточной стороны Готланда. Южнее острова оба эти потока соединяются и движутся на запад и юго-запад вдоль шведского побережья. Вдоль юго-восточного и восточного берегов Балтики прослеживается поток вод на север. Он значительно слабее потока, следующего через Датские проливы из Балтики. Взаимодействуя между собой, эти два основных потока формируют крупномасштабные циркуляционные системы различной направленности и интенсивности. При
этом в районах глубоководных котловин образуются циркуляционные зоны, существующие во все сезоны года. В прибрежной зоне из-за сложности морфометрии дна берегов образуются многочисленные локальные циркуляции меньшего масштаба и времени существования.
Ветровое волнение.
Как известно, основной фактор, определяющий степень волнения, – ветер. Он в свою очередь формируется под влиянием общей циркуляции атмосферы в регионе. На погоду (и волнение) Балтийского моря большое влияние в течение всего года оказывает циклоническая деятельность. Она наиболее развита в зимний период, в конце осени и начале весны. В это время над Балтикой господствуют западные ветры. Режим волнения на Балтийском море согласуется с режимом ветра. Наиболее развиты волны в осенне-зимний период. Их высота в это время в открытых районах моря может достигать 7 – 9 м, длина 130 м и период 10 с. Вероятность появления волн высотой более 6 м составляет всего 1,2 – 2,0%. Чаще всего – в 70 – 80% случаев – наблюдаются волны высотой до 3 м. Наиболее сильное волнение в южной части моря (у берегов Калининградской области) вызывают и северо-западные ветры. Высота волн в открытых районах моря может достигать 5 – 6 м. Такие волны способны вызвать разрушение берега и береговых сооружений. Так, в 1983 году в результате декабрьского шторма было размыто основание (так называемый “корень”) Куршской косы, и она почти на двое суток превратилась из полуострова в остров.
2.2 . Характеристика основных
Рис 2. (Балтийска треска)
Балтийская треска́ (лат. Gadus morhua) — рыба семейства тресковых. Длина тела — до 1,8 м; в промысле преобладают рыбы длиной 40—80 см, в возрасте 3—10 лет. Спинных плавников — 3, анальных — 2, на подбородке небольшой мясистый усик. Окраска спины от зеленовато-оливковой до бурой с мелкими коричневыми крапинками, брюхо белое.
Биология.
Треска встречается от прибрежной полосы до континентального шельфа, но в открытом море над большими глубинами редка. Нерестится раз в год. Её жизненный цикл привязан к морским течениям северной Атлантики. Нерест происходит в марте — апреле на глубине до 100 м, на границе теплых вод Атлантики и более холодных вод фьордов. Оплодотворенные икринки подхватываются течением, которое несёт их на север. Вылупившиеся личинки питаются планктоном. Часть молоди с течением попадает к острову Медвежьему, но большое количество с Нордкапским течением приносится в Балтийское море. К июлю мальки, дрейфующие на север, достигают 72—73° с. ш., а дрейфующие на восток — Кольского меридиана (33° в. д.). В сентябре молодь достигает восточных районов Балтийского моря, где переходит к донному образу жизни. В первые два года жизни молодь трески
питается мелкими ракообразными. С 3 лет треска
становится хищником и начинает совершать
заметные миграции. Основу питания трески
Балтийского моря составляют три вида
планктоноядных рыб — сельдь (как правило,
молодь), мойва и сайра. Летом треска часто кормится рачками
из семейства евфаузиевых; иногда поедает
донную фауну, как правило, двустворчатых моллюск
Хозяйственное значение.
Треска — одна из важнейших промысловых рыб. Ее печень, богатая жиром (до 74 %), является источником рыбьего жира(животный жир, получаемый из большой, весом в 1,3 — 2,2 кг, печени) и сырьем для производства популярных консервов.
2.3. Описание орудия лова.
Трал представляет собой орудие лова в виде мешка, который буксирует в толще воды или у дна. Тралами ловят косячную или относительно разреженную рыбу в море до глубин 2000-2500 м и во внутренних водоемах (в основном в озерах и водохранилищах ). Объектами тралового лова являются треска, пикша, морской окунь, камбала, палтус, хек, сардина, скумбрия, ставрида, мереуза, морской карась и т.д. Кроме того, тралами ловят нерыбные объекты : креветок, криля, кальмаров.
Траловый лов широко применяют во всех станах с развитой рыбной промышленностью. Он дает примерно 2/3 мирового улова рыбы и около ¾ добычи рыбы в России. Широкому распространению тралового лова способствует его универсальность, высокая активность, автономность, сравнительная простота механизации и автоматизации, возможность полной или частичной переработки рыбы на судах, высокая производительность и экономическая эффективность.По способу горизонтального раскрытия тралы делят на распорные, близнецовые и бимтралы. У распорных тралов горизонтальное раскрытие обеспечивается распорная сила траловых досок, у бимтралов – брус-бим.
В зависимости от горизонта хода тралы делят на донные, придонные, разноглубинные и универсальные. По конструкции сетной части тралы делятся на двухпластные, четырехпластные и многопластные в зависимости от числа пластин, из которых сшит трал. По количеству буксировочных тросов при тралении различают тралы одно-, двух- и четырехваерные.
Различают тралы для работы с борта и с кормы, с применением и без применения физических средств интенсивного лова, тралыс гидромеханизацией и без гидромеханизации.
Для курсового проекта по тяговому усилию ваерной лебедки выбираем трал .
Длина
верхней подборы м
Длина
нижней подборы м
Периметр трала в условной посадке м 28,5
Тип
судна
Построечная масса передней части кг 153,0 |
Вертикальное раскрытие, м |
Горизонтальное раскрытие, м |
Агрегатное сопротивление, т,с |
Скорость траления, узл |
Площадь фиктивная, м Площадь затененная м2 |
2.4Характеристика судна.
Маломерный рыболовный траулер рефрижераторный типа «Балтика» проект 1328.
Рис 3. (судно «Балтика»)
Краткие технические характеристики
Назначение судна :Лов рыбы донным, близнецовым и разноглубинным
Длина габаритная (м)
Ширина габаритная (м)
Высота борта до верхней палубы (м)
Осадка средняя в грузу (м)
Водоизмещение наибольшее (т)
Дедвейт (т)
Грузоподъемность (т)
Температура в трюмах(С)
Скорость (уз)
Автономность плавания по запасам топлива , сут: 6
Количество коечных мест:
Район плаванья: открытые моря с удалением от места убежища до 100 миль
допустимое расстояние между местами убежища до 200 миль
Энергетическая установка:
Мощность главного двигателя,
кВт(л.с.):
Энерговооруженность, кВт (л.с.):
Место постройки: АООТ "Сосновский ССЗ", г. Сосновка, Россия
Год начала постройки судов данного типа
Год окончания постройки судов данного
типа
2.5. Вывод
Так как промысел ведется на глубине 250 м., скорость выборки ваеров рекомендуется 90 м/мин. Так же на судне типа “Балтика” проект 1328 мы устанавливаем ваерную лебедку.
3. Технический проект ваерной лебедки ЛЭТр-8
Содержание:
3.1. Введение.
3.2. Назначение и область применения.
3.3.Техническая характеристика.
3.4. Описание и обоснование конструкции.
3.5. Расчеты.
3.5.1. Исходные данные.
3.5.2. Кинематический расчет.
3.5.3. Расчет параметров шестерни.
3.5.4. Расчет габаритных размеров фрикционного барабана.
3.5.5. Расчет прочных размеров фрикционного барабана.
3.5.6. Расчет грузового вала.
3.5.7. Подбор муфты.
3.5.8. Подбор подшипника для опоры грузового вала.
3.1 Введение.
По заданию кафедры разработан проект ваерной лебедки с электроприводом тяговым 20 кН при лове рыбы на глубинах до 250 метров. В качестве прототипа использована конструкция ваерной лебедки ЛЭТр-8.
3.2
Назначение и область
Ваерная лебедка предназначена для хранения, траления и выборки ваеров при спуске и подъеме трала, удержания ваеров при тралении и удержания траловых досок у транца судна при последующих операциях с тралом.
Лебедка устанавливается в кормовой части траулера симметрично относительно его диаметральной плоскости. В данной промысловой схеме предусматривается установка двух ваерных лебедок, отличающихся тем, что одна правого, а другая левого исполнения.
3.3
Техническая характеристика
Номинальное тяговое усилие на среднем диаметре намотки каната |
40 кН |
Скорость выборки каната |
60 м/мин |
Диаметр каната |
19,5 мм |
Рабочая канатоемкость барабана |
1500 м |
3.4
Описание и обоснование
Ваерная лебедка состоит из электродвигателя, редуктора, ваерного барабана с ленточным тормозом и кулачковой муфтой включения, канатоукладчика, состоящего из двухходового винта, каретки, направляющих, механического привода и штурвала ручного привода для установки каретки в исходное положение. Все элементы лебедки скомпанованы на общей фундаментальной – станине, которая крепится к судовому фундаменту.
Устанавливают двигатель мощностью 250 кВт. Электропривод соединен с помощью муфты с шестерней 2 редуктора. От шестерни 2 передается вращение шестерни 3. Вращение от шестерни 3 передается валом 4 шестерни 5. От шестерни 5 передается вращение шестерни 6. Вращение от шестерни 6 передается валом 7 шестерни 8. От шестерни 8 передается вращение шестерни 9. От шестерни 9 передается вращение шестерни 10. От шестерни 10 передается вращение шестерни 11.Ступицы всех шестерней опираются на корпус редуктора 12. От шестерни 9 передается вращение с помощью вала 13 передается кулачковой муфте 14, а от нее ваерному барабану 15. Крепление каната осуществляется с помощью двух прижимных планок на реборде барабана. Одна из реборд барабана выполнена в виде храповика и совместно с защелкой-собачкой 16, управляемой рычагом 17, используется при останове лебедки из-за задева трала, когда приводной мощности лебедки недостаточно для отрыва трала от грунта. На другой реборде барабана расположен тормозной шкив двухленточного тормоза 21.
Вращение же на ходовой винт 19 ваероукладчика передается через вспомогательную зубчатую передачу 20. Каретка 18 ваероукладчика перемещаясь по винту, наматывает канат на ваерный барабан 15 лебедки.
3.5 Расчеты.
3.5 .1 Исходные данные.
Lраб = 750м – рабочая канатоемкость;
T = 20 кН – тяговое усилие.
3.5.2 Выбор каната.
n - коэффициент запаса прочности (4÷5)
В соответствие с ГОСТом 3079-80 выбран стальной канат двойной свивки типа ТЛК-О.
dк = 19,5 мм; Pраз = 184 кН; m = 1350 кг.
3.5.3 Расчет габаритных размеров барабана.
3.5.3.1 Исходные данные.
Lраб = 750м – рабочая канатоемкость;
T = 20 кН – тяговое усилие;
dк = 19,5 мм – диаметр каната.
3.5.3.2 Определение диаметра втулки барабана.
3.5.3.3 Определение шага укладки каната.
3.5.3.4 Определение длины втулки барабана.
z - число витков по длине втулки барабана (40÷60)
3.5.3.5 Определение числа слоев навивки каната.
— при полной канатоемкости Lпол = 2×Lраб
— при рабочей канатоемкости
3.5.3.6 Определение диаметра реборды.
3.5.3.7 Определение среднего диаметра навивки каната при рабочей канатоемкости.
3.5.4 Расчет прочностных размеров барабана.
3.5.4.1 Исходные данные.
Материал: сталь СТ5; [*сж] = 110 Н/мм2; [*изг] = 140 Н/мм2; * = 0.7; D0 = 390 мм; Dn = 1268мм; * = 0.16; TB = 64 кН
Тв= Т1,6 = 64 кН
3.5.4.2 Определение толщины стенки втулки барабана.
3.5.4.3 Определение толщины реборды барабана.
3.5.4.4 Проверочный расчет.
Следовательно, толщина стенки втулки барабана * = 39 мм соответствует условиям прочности изгиба и кручения.
3.5.5 Кинематический расчет.
3.5.5.1 Исходные данные.
Vвыб = 60 м/мин = 1 м/с – средняя скорость выбирания ваера;
Dср = 1044 мм – средний диаметр барабана;
Mкр = 6 кНм – крутящий момент;
η = 0.83 – общий кпд механизма лебедки;
Т = 20 кН – номинальное тяговое усилие.
3.5.5.2. Определение мощности
3.5.5.2 Определение частоты вращения барабана.
Тип размера двигателя |
Мощность двигателя, N |
КПД |
Cos φ |
SН |
Ток ротора |
Напряжение ротора |
Масса |
Синхронная частота вращения |
4АК180М4УЗ |
18 кВт |
89% |
0.88 |
3.5% |
38 А |
295 В |
250 кг |
1500 об/мин |
Число оборотов двигателя будет регулироваться открытием (закрытием) дросселя.
Так как число оборотов двигателя превышает расчетное число оборотов барабана, двигатель требует установки редуктора. Обеспечение необходимого числа оборотов барабана достигается установкой в редукторе двух шестерен передаточным отношением i=3.7, при этом необходимо увеличить расчетное число оборотов барабана до 48 об/мин.
Уточнение Vвыб = π×nб×Dср = 3.14×48×1,044 = 160 об/мин;
Принимается количество зубьев на №2 шестерне: z2 = 93;
m = 10 мм;
Длина делительной окружности: L0 = 93×31.4 = 2920.2 мм;
Делительный диаметр: D0 = 2920.2/3.14 = 930 мм;
Радиус: R = 930/2 = 465 мм;
Высота соприкосновения зубьев шестерен находится из допускаемого напряжения [*изг] = 120 Н/мм2
F = Mкр/R = 6/0.465 = 13 кН;
Следовательно, полная высота зуба шестерни = 50 мм.
Тогда z1 = 93/3.7 = 25
В редукторе также установлены еще 3 шестерни (2 из них паразитные) которые обеспечивают привод ваероукладчика.
Общее передаточное отношение барабан-ходовой винт находится из условия:
3.5.6 Расчет крепления конца каната.
3.5.6.1 Исходные данные.
T = 20 кН; * = 0.12; TB = 64 кН; k =1.5; β = 80°;
* = dk + 15 = 19,5 + 15 = 35 мм
Число аварийных витков – 4 (* = 8*);
Материал крепежных болтов М27 с внутренним диаметром резьбы
d1 = 25.4 мм (в соответствие с СТСЭВ 182-75): сталь СТ3; [*р] = 60 Н/мм2
3.5.6.2 Определение усилия крепления каната.
3.5.6.3 Определение силы растяжения болтов.
3.5.6.4 Определение силы трения между канатом и планкой.
3.5.6.5 Определение числа болтов.
Принимается n = 2 болта, крепление выполняется двумя планками по одному болту.
3.5.7 Расчет ваероукладчика с винтовым механизмом перемещения каретки.
3.5.7.1 Исходные данные.
T = 20 кН; Lб = 840 мм; dк = 19,5 мм; nбар = 21 об/мин; t = 36 мм;
А = 0.6 м; h = 20 м; D0 = 260 мм; η = 0.96; Vвыб = 60 м/мин; * = 0.4;
[p] = 4.5 Н/мм2; θ = 2*/3 = 120°
3.5.7.2 Определение хода каретки.
3.5.7.3 Определение максимального давления каната на ролики каретки.
3.5.7.4 Определение максимального усилия, необходимого для перемещения каретки.
3.5.7.5 Определение диаметра ходового винта.
- Обоснование и расчет потребности в технике ОАО «Райагропромтехэнерго»
- Обоснование и расчет технологии производства наружных трехслойных стеновых панелей
- Обоснование использования трудовых ресурсов
- Обоснование источников финансирования инвестиционных проектов
- Обоснование календарного плана роботы группы судов
- Обоснование капитальных вложений в развитие импорта электронасосов в Республику Молдова
- Обоснование коммерческой состоятельности создания малого предприятия по производству и монтажу металлопластиковых ограждающих констру
- Обоснование и разработка адаптивной ресурсосберегающей технологии выращивания озимой ржи в условиях СХПК «Заветы Ильича» Воловского рай
- Обоснование и разработка адаптивной ресурсосберегающей технологии выращивания озимой тритикале
- Обоснование и разработка адаптивной ресурсосберегающей технологии выращивания сахарной свеклы в условиях ЗАО «Яменское» Рамонского рай
- Обоснование и разработка инновационного проекта
- Обоснование и разработка инновационного проекта
- Обоснование и разработка инновационного проекта
- Обоснование и расчет искусственного освещения помещения здания закусочной
