Техника выполнения работы

Государственный Институт Судостроения

имени адмирала Макарова

Кафедра морских технологий

ОБЩЕСУДОВЫЕ УСТРОЙСТВА И СИСТЕМЫ

Лабораторная работа №1

ШВАРТОВНОЕ УСТРОЙСТВО СУДНА.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ФОРМУЛЫ ЭЙЛЕРА

Лабораторная работа №1

Тема: Швартовное устройство судна. Экспериментальная оценка формулы Эйлера.

Цель работы: ознакомление с чертами и физическим явлением применяемом в швартовном устройстве.

Задачка: найти коэффициент трения f меж канатом (швартовым) и радиальным Техника выполнения работы железным цилиндром (кнехтом) и связь силы трения с параметрами швартовного устройства (поперечником кнехта d, углом охвата кнехта швартовым канатом α, материала частей в зоне контакта).

Короткая теория:

Одним из главных конструктивных частей швартовного устройства является швартов - эластичная нить в виде растительного, синтетического либо железного каната (троса), сплетенного из отдельных частей (кáболок и Техника выполнения работы прядей). Швартов является главным элементом для крепления судна к береговым сооружениям (причалу, пирсу) либо таким же судам в море.

При помощи петли (όгона) на одном из концов (подаваемого на сберегал) швартов крепится на береговом вертикальном железном цилиндре (кнехте). Вторым концом (остающимся на судне) швартов крепится безузловымспособом на судовом кнехте Техника выполнения работы (представляющим из себя вертикально стоящий одиночный либо спаренный железный цилиндр).

Основное преимущество безузлового крепления швартова перед узловым и другими методами заключается в том, что он дает возможность более резвого крепления и моментальной отдачи (либо ослабления) швартова при критических ситуациях. За счет силы трения меж канатом и кнехтом наименьшим усилием Техника выполнения работы Т2 после кнехта и удерживается максимальноеусилие сопротивления судна Т1, создаваемое им до кнехта.

При всем этом, чем больше угол охвата α и чем больше витков n охвата швартовым кнехта, тем усилие трения больше и тем наименьшее усилие требуется для удержания судна у причала.

Соотношение усилия Т2 , удерживающего судно и Техника выполнения работы силы Т1 сопротивления судна подчиняется зависимости, описываемой формулой Эйлера:

Т2 = Т1е- fn,

где - угол охвата кнехта швартовым,

f - коэффициент трения скольжения швартова о кнехт .

Т1 – усилие сопротивления швартуемого судна, (усилие до кнехта),

Т2 – усилие, удерживающее судно, (усилие после кнехта);

n – количество витков охвата кнехта швартовым.

Ход работы:

Оборудование:

1)железные Техника выполнения работы цилиндры, 3-х разных поперечников d1, d2, d3, моделирующие кнехты;

2)струбцины для закрепления цилиндров на десктопе;

3)канаты пеньковый и капроновый различной толщины, моделирующие швартовы;

4)грузы Т1 весом 3, 5 и 8 кг, моделирующие силу сопротивления швартуемого судна;

5)динамометр со стрелочным индикатором типа ДПУ 002-2.

Т2 – усилие, моделирующее усилие удержания судна, фиксируемое на шкале динамометра Техника выполнения работы 5.

Рис.1

Т2


Т1
Т1

Т2

т2

90о 135о 180о

Рис.2

Техника выполнения работы

Синтетические и пеньковые канаты 3 попеременно заводятся на цилиндрические поверхности 1 поперечников d1, d2, d3, так, как это показано на рис.1. С одной стороны каната следует подвесить грузы Т1, поначалу 3 кг, потом 5 кг и в конце концов 8 кг Техника выполнения работы, а с другой стороны каната нужно закрепить динамометр 5.

Так как коэффициенты трения следует определять при нескольких значениях угла охвата канатом радиального цилиндра, то конец каната, к которому присоединен динамометр, необходимо располагать так, как показано на рис.2 ( 90о, 135о и 180о ).

В процессе выполнения работы нужно подтянуть груз Т1 до Техника выполнения работы верхнего положения так, чтоб он подходил конкретно к цилиндру. Плавненько опуская конец каната с динамометром, следует фиксировать значения усилия Т2, показываемого динамометром. Показания динамометра проконтролировать шестикратно (№ измерения = 1-6) на каждом из цилиндров с углами охвата цилиндров 90о, 135о и 180о. Значения усилий, закрепляемых на динамометре, заносятся в табл.1.1. Всего таблиц Техника выполнения работы должно быть три: при 90о , при 135о и при 180о, также для каждого типа каната (для пенькового и для капронового).

Коэффициент трения определяется исходя из формулы Эйлера:

Т2 = Т1е- fn, ( 1 )

где - угол охвата цилиндра (кнехта) канатом, подставляется в радианах,

f- коэффициент трения скольжения швартова (каната) о кнехт (цилиндр);

Т1 – усилие Техника выполнения работы, создаваемое подвешенным грузом, (моделирующего силу сопротивления швартуемого судна, усилие до кнехта);

Т2 – усилие, фиксируемое на шкале динамометра (моделирующее усилие натяжения, удерживающее судно, усилие после кнехта);

n – количество витков охвата кнехта швартовым. В работе принято n=1.

Окончательное выражение для определения коэффициента трения f имеет вид:

f = .( 2 )


α1 = 900 (π/2 рад) Таблица 1.1

Т1 кг Техника выполнения работы Материал цилиндра (кнехта) Измеряемые и вычисляемые величины № измерения Канат синтетический Канат растительный
Поперечник цилиндра (кнета) Поперечник цилиндра (кнехта)
d1 Среднее значение d2 Среднее значение d3 Среднее значение d1 Среднее значение d2 Среднее значение d3 Среднее значение
Дюралевый сплав Т2 , кг (застыл)
f
Сталь Т2 , кг (застыл)
f
Дюралевый сплав Техника выполнения работы Т2 , кг (застыл)
f
Сталь Т2 , кг (застыл)
f

Продолжение таблицы 1.1

Дюралевый сплав Т2 , кг (застыл)
f
Сталь Т2 , кг (застыл)
f

Обработка результатов опыта:

1. Обработка данных замеров Т2, кг, также вычисленные значения f по формуле (2) для соответственных значений α и Т2 заносятся в надлежащие графы таблицы 1.1;

2. f =

α1 = 1350 (3π/4 рад) Таблица Техника выполнения работы 1.2

Т1 кг Материал цилиндра (кнехта) Измеряемые и вычисляемые величины № измерения Канат синтетический Канат растительный
Поперечник цилиндра (кнета) Поперечник цилиндра (кнехта)
d1 Среднее значение d2 Среднее значение d3 Среднее значение d1 Среднее значение d2 Среднее значение d3 Среднее значение
Дюралевый сплав Т2 , кг (застыл)
f
Сталь Т2 , кг (застыл)
f Техника выполнения работы
Дюралевый сплав Т2 , кг (застыл)
f
Сталь Т2 , кг (застыл)
f

Продолжение таблицы 1.2

Дюралевый сплав Т2 , кг (застыл)
f
Сталь Т2 , кг (застыл)
f

Обработка результатов опыта:

1. Обработка данных замеров Т2, кг, также вычисленные значения f по формуле (2) для соответственных значений α и Т2 заносятся в надлежащие графы Техника выполнения работы таблицы 1.2;

2. f =

α1 = 1800 (π рад) Таблица 1.3

Т1 кг Материал цилиндра (кнехта) Измеряемые и вычисляемые величины № измерения Канат синтетический Канат растительный
Поперечник цилиндра (кнета) Поперечник цилиндра (кнехта)
d1 Среднее значение d2 Среднее значение d3 Среднее значение d1 Среднее значение d2 Среднее значение d3 Среднее значение
Дюралевый сплав Т2 , кг (застыл)
f
Сталь Т Техника выполнения работы2 , кг (застыл)
f
Дюралевый сплав Т2 , кг (застыл)
f
Сталь Т2 , кг (застыл)
f

Продолжение таблицы 1.3

Дюралевый сплав Т2 , кг (застыл)
f
Сталь Т2 , кг (застыл)
f

Обработка результатов опыта:

1. Обработка данных замеров Т2, кг, также вычисленные значения f по формуле (2) для соответственных значений α и Т2 заносятся в надлежащие графы Техника выполнения работы таблицы 1.3;

2. f =


Сопоставить приобретенные экспериментальные значения коэффициентов трения f(э) с теоретическим f(т):

Теоретическое значение коэффициента трения f(т)

Таблица 1.4

Материал
Швартов Кнехт
Сталь Алюминий
Растительный 0,1 – 0,4 0,2 – 0,5
Синтетический 0,1 – 0,3 0,1 – 0,4

Погрешность опыта: ∆f = < [3%].

Выводы:

От чего зависит коэффициент трения f швартова о кнехт?

1) от поперечника кнехта dкнхт;

2) от поперечника швартова Техника выполнения работы dшварт;

3) от материала кнехта (сталь, алюминий);

4) от материала швартова (растительный, синтетический);

5) от угла α охвата кнехта швартовым;

6) от количества витков n охвата швартовым кнехта.

Литература:

1. Зайцев В.В. и др. Проектирование общесудовых устройств. Николаев . ИЛИОН . 2004 -270с.

2. Александров М.Н. и др. Судовые устройства. Справочник. Ленинград . Кораблестроение. 1987 -656с.

Работу выполнил Техника выполнения работы(а):

Студент(ка) группы___________

_______________________________________

Фамилия, имя, отчество

«___»_________2014 г.


tehniko-ekonomicheskoe-obosnovanie.html
tehniko-ekspluatacionnie-harakteristiki-sudov-tipa.html
tehniko-kriminalisticheskoe-issledovanie-dokumentov.html