Современные механизированные люковые закрытия обеспечивают необходимую безопасность судна и позволяют существенно увеличить размеры грузовых люков, уменьшить трудоемкость...

Конструктивные типы люковых закрытий

Современные механизированные люковые закрытия обеспечивают необходимую безопасность судна и позволяют существенно увеличить размеры грузовых люков, уменьшить трудоемкость грузовых операций и сократить их продолжительность.

Люковые закрытия должны отвечать следующим требованиям:

• обеспечивать непроницаемость грузовых помещений, надежно перекрывать грузовые проемы;
• иметь достаточную прочность для размещения грузов в случае необходимости на самом закрытии;
• сохранять работоспособность при углах крена судна до 8° и дифферента до 3° независимо от седловатости палубы, а также при температурах окружающего воздуха от -30 до +50°С;
• не затруднять грузообработку судна в положении «открыто»;
• иметь минимальные затраты труда на их обслуживание;
• отвечать общеинженерным требованиям, т. е. иметь минимальную массу, высокую ремонтоспособность, технологичность и т. п.

Люковые закрытия располагаются на верхней или промежуточной палубах. По кинематическому признаку различают закрытия съемные, шарнирно-откидные, откатываемые, сдвигаемые и наматываемые. Некоторые из закрытий могут сочетать в себе несколько кинематических признаков. Другими отличительными признаками закрытий являются тип привода, количество секций и пр.

Съемные люковые закрытия в целом или посекционно отделяются от комингса и переносятся обычно на соседний люк с помощью береговых кранов или собственных грузовых средств (рис. 15.33, а). Иногда крышки перемещаются с помощью тележки и укладываются в штабель возле поперечного комингса грузового люка (рис. 15.33, б). Секции съемных люковых закрытий в вертикальном положении занимают у поперечного комингса меньше места (рис. 15.33, в). Съемные люковые закрытия имеют простую конструкцию. Однако при размещении крышек на соседних люках следует учитывать очередность грузообработки трюмов. На рис. 15.33, г приведен пример размещения двухсекционных съемных люковых закрытий. В первых двух вариантах размещения люков доступ открыт к каждому из пяти грузовых трюмов, люки которых открыты наполовину. В остальных вариантах показано, что люки отдельных трюмов могут быть одновременно открытыми как полностью, так и частично. Следует заметить, что такое манипулирование крышками удобно, если все грузовые помещения судна расположены по одну сторону от надстройки и мачты отсутствуют. Многосекционные люковые закрытия позволяют вести грузообработку судна при частично снятом палубном грузе (рис. 15.33, д). Шарнирно-откидные закрытия являются наиболее распространенными на судах. Они различаются количеством секций, направлением их откидывания вдоль судна или к бортам и кинематикой привода. При открытых грузовых люках вертикально расположенные секции крышек занимают мало места на палубе, это и определило широкое применение шарнирно-откидных закрытий на судах с близко расположенными друг к другу люками.

Односекционные шарнирно-откидные закрытия (рис. 15.34, а) используются на люках небольших размеров. С увеличением размеров закрытий возвышающиеся над палубой крышки открытого люка могут затруднить грузовые операции. У двухсекционного закрытия (рис. 15.34, б, в) крышки откидываются к противоположным сторонам трюма - двухстворчатая конструкция - или к одной из них (группа секций, откидываемая к одному комингсу, образует створку). В последнем случае секции шарнирно соединены между собой. Трехсекционные закрытия (рис. 15.34, г), откидываемые к противоположным сторонам люка (трехсекционные двухстворчатые), встречаются довольно редко. Секции четырехсекционного закрытия откидываются попарно к противоположным комингсам люка (рис. 15.34, ё) или все к одному из них (рис. 15.34, д). В последнем случае целесообразно, чтобы секции закрытий двух соседних трюмов смещались в сторону их общей поперечной переборки. Шести- и восьмисекционные закрытия (рис. 15.34, ж-и) позволяют закрывать люки практически неограниченной протяженности.

При грузообработке судна с помощью ленточных транспортеров необходимо иметь малое возвышение секций над комингсом открытого люка. В таких случаях секции укладываются горизонтально (рис. 15.35, а) поворотом ведущей секции на 180°. Такая схема хорошо реализуется на четырех секционных двухстворчатых закрытиях, откидываемых попарно к противоположным комингсам.

Кинематика четырехсекционного шарнирно-откидного закрытия, смещаемого к одному комингсу, показана на рис. 15.35, б-г. Как видно, для откидывания второй пары секций используются самостоятельные приводы различной конструкции. Вертикально стоящие секции шарнирно-откидных закрытий должны быть размещены между комингсом люка и осью шарнира, соединяющего коренную секцию с палубой или комингсом люка. Расстояние это должно быть не менее суммарной толщины всех секций и равно длине кронштейнов, которыми коренная секция крепится к шарниру (рис. 15.36). Привод закрытия, изображенного на рис. 15.36, состоит из двух пар гидроцилиндров, опирающихся на палубу. Штоки гидроцилиндров, откидывающих третью и четвертую секции, заканчиваются вилками, которые входят в зацепление с роликами на третьей секции.

Часто в многосекционных шарнирно-откидных закрытиях приводы предусматриваются в районе межсекционных шарниров. Наиболее простым из таких приводов является четырехзвенный механизм (рис. 15.37, а, в), образованный петлями секций 1 и 4, а также шарнирными рычагами 2 и 3, приводимыми в движение гидроцилиндром 5. Аналогичное назначение имеет зубчатый механизм, преобразующий поступательное перемещение штока гидроцилиндра во вращательное движение секций (рис. 15.37, б). Скользящее перемещение Т-образного рычага также позволяет вращать одну секцию относительно другой (рис. 15.37, г). В цепном приводе (рис. 15.37, д) используется электродвигатель. Для того, чтобы межосевое расстояние зубчатых колес оставалось постоянным, ось одной из шестерен является и осью межсекционного шарнира.

Размещение гидроцилиндров под крышками люков может вызвать порчу груза в случае подтекания рабочей жидкости. В конструкции четырехсекционного закрытия (рис. 15.38) межсекционный привод расположен снаружи. Он состоит из гидроцилиндров, попарно соединенных с трехшарнирной кулисой и секциями закрытия.

Люковые закрытия, используемые на рефрижераторах, должны обеспечивать минимальное изменение температуры в трюмах при грузообработке судна. Этой цели подчинен выбор размеров грузовых люков и типа люковых закрытий. Они выполняются многосекционными и многостворчатыми, что позволяет вести грузообработку рефрижератора при открытых одной створке люка, двух створках или при полностью открытом люке (рис. 15.39, а). Шестисекционные четырехстворчатые шарнирно-откидные закрытия (рис. 15.39, 6) также позволяют вести погрузку при частично или полностью открытом люке. На рефрижераторах-фруктовозах, использующих для ведения грузовых операций подъемники, устанавливаются грузовые люки, оборудованные дополнительными лючками (рис. 15.39, в, г).

Откатываемые закрытия имеют секции, которые при открывании люка перемещаются на катках вдоль одного из комингсов. В простейшем из таких закрытий секции, перемещаясь по своей направляющей, входят одна под другую. Из-за сложности обеспечения водонепроницаемости такие закрытия применяются только на речных судах.

Известна конструкция откатываемых закрытий (рис. 15.40, а), у которых секция 1 снабжена кронштейнами 2, а секция 3 - катками 4. Приподняв секцию 1 с помощью вертикальных подъемников 5 и подкатив под нее другую, можно обеспечить их совместное перемещение вдоль судна. Секция 3 обычно имеет привод. Если ширина грузового люка не превышает половины ширины судна, то секции откатываемого закрытия удобно смещать к бортам. Каждая из секций 6 имеет две пары катков 7 и свой привод 8 (рис. 15.40, б). У откатываемых многосекционных закрытий секции у комингса люка устанавливаются вертикально. Секции соединяются между собой цепями (рис. 15.40, в) или жесткими тягами (рис. 15.40, г).

Сдвигаемые закрытия имеют секции, которые смещаются, не опираясь на катки, таким образом, что каждая последующая входит в предыдущую. Эти закрытия используются для люков внутренних палуб, а также в качестве платформ для легковых автомобилей на судах с горизонтальной грузообработкой (рис. 15.41).

Сдвигаемое закрытие, приведенное на рис. 15.42, а, состоит из секций 1 листового профиля с отогнутыми фланцами для большей жесткости. Секции связаны между собой тягами 6, способными перемещаться по штангам 2. Длина тяг может незначительно изменяться с помощью регулировочных гаек 8. На ведущей секции, имеющей катки 4, установлена лебедка 3, с помощью которой секции собираются в пакет. При этом стопоры 7 каждой секции входят в зацепление с зубчатыми скользящими рейками 5 (рис. 15.42, б). Полиспаст 9 поворачивает пакет секций в вертикальное положение (рис. 15.42, в). Общий вид ведущей секции приведен на рис. 15.42, г.

Наматываемые закрытия имеют секции, которые шарнирно соединены между собой и при открывании люка наматываются на ось, барабан или одну из секций. Простейшее из этих закрытий представляет собой набор труб, шарнирно соединенных между собой и образующих покрывало (рис. 15.43, а). Однако такое закрытие ненадежно и быстро изнашивается.

Более практично закрытие, основным элементом которого является гофрированная лента, наматываемая на барабан (рис. 15.43, б). Водонепроницаемость такого закрытия может быть обеспечена резиновыми прокладками, прижимаемыми к торцам гофр. Из-за легкости, простоты и большой протяженности эти закрытия применяются на речных судах и баржах.

Многосекционное наматываемое закрытие показано на рис. 15.43, в, г. Длина его секций последовательно возрастает, что позволяет укладывать их в несколько слоев. Некоторые варианты конструкций многосекционных наматываемых закрытий показаны на рис. 15.43, д-е. У закрытия, изображенного на рис. 15.43, ж, каждая из четырех секций поворачивается на угол 90° относительно соседней.

Приводы люковых закрытий

Приводы закрытий предназначены для перемещения крышек люков. Если люки приходится открывать сравнительно редко, то в качестве привода используются механизмы грузовых или других устройств. Исполнительные приводы подразделяют на тросовые, зубчатые, винтовые, цепные, переносные, гидравлические.

Тросовые приводы используются в тех случаях, когда усилия для перемещения крышек малы, но сами перемещения значительны. Это характерно для сдвигаемых и откатываемых закрытий, а также для шарнирно-откидных (рис. 15.44, а).

Зубчатые приводы применяют в основном на откатываемых закрытиях. Зубчато-реечный привод откатываемого закрытия (рис. 15.44, б) имеет с внутренней стороны секции зубчатую рейку 1, а снаружи рейку 2. Между наружной и внутренней рейками имеется зазор, в котором располагается уплотнение крышки. Вращаемая от гидромотора 5 шестерня 3 перемещает наружную зубчатую рейку, а вместе с ней и крышку закрытия на расстояние, достаточное для зацепления внутренней реики 1 с шестерней 4, осуществляющей дальнейшее откатывание крышки.

Зубчатая рейка 6 (рис. 15.44, в) может быть установлена вне уплотнительного контура закрытия. Зубчато-штыревой привод также устанавливается снаружи уплотнительного контура (рис. 15.44, г). Штыри, как и рейка наружного расположения, устанавливаются вдоль боковых сторон крышки и на кронштейнах 7 для того, чтобы обеспечить их зацепление с зубчатым колесом на начальной стадии закрывания.

Винтовые приводы используются в основном на сравнительно небольших закрытиях шарнирно-откидного типа. Привод, изображенный на рис. 15.44, д, не защищен от атмосферного влияния, поэтому используется для внутрисудовых закрытий. Приводимый во вращение шестерней 12 винт 8 перемещает рычаг 9, в паз которого заходит сухарь 11, расположенный на кронштейне 10. При опускании его рычагом 9 он поворачивает крышку.

Винтовой привод, размещенный в корпусе 16, показан на рис. 15.44, е. При вращении вала 18 с конической шестерней на конце во вращение приводится гайка 17, имеющая зубчатый венец. Она обеспечивает осевое перемещение винта 14, который, будучи соединенным с петлей 13 на крышке закрытия, поворачивает ее. Гайка с зубчатым венцом 17 опирается на конические подшипники 15.

Рассмотренные выше приводы можно отнести к разряду стационарных. Цепные приводы чаще имеют подвижное исполнение, т. е. они перемещаются с закрытием (рис. 15.44, ж). Основным элементом такого привода является электродвигатель 19 с редуктором 20, на валу которого насажена цепная звездочка 21, соединенная с цепью 23, проходящей вдоль комингса закрытия. Ролики 22 необходимы для увеличения угла обхвата цепью тянущей звездочки, вращение которой вызывает перемещение закрытия. Питание к электродвигателю подается по гибкому кабелю.

Переносные приводы обычно используются для внутрисудовых закрытий (рис. 15.44, з). Переносная электрическая или пневматическая машинка 24, устанавливаемая в специальное гнездо на палубе, приводит во вращение барабан лебедки 25 и перемещает с помощью заведенного на него троса секции закрытия.

Гидравлические приводы являются самыми распространенными на судах. Простейший из них - гидропривод прямого действия (рис. 15.45, а) у которого шток гидроцилиндра 3 шарнирно закреплен на кронштейне 2 секции закрытия 1. По мере выдвижения штока секция поворачивается относительно своей оси. Гидроцилиндр 5 может быть соединен с секциями закрытия посредством рычагов 4 и 6 (рис. 15.45, б), что позволяет использовать в качестве привода только один гидроцилиндр.

Гидроцилиндр (рис. 15.45, в), составляющий основу большинства гидравлических приводов, состоит из поршня 10 со штоком 12, расположенных в корпусе 9 с крышками 7 и 11. Кроме того, в корпусе расположены штуцера 8 для подвода рабочей жидкости и сапуны для спуска воздуха. На цилиндрической поверхности поршня имеются проточки под резиновые уплотнительные кольца. Регулировка базового расстояния между осями проушин штока и корпуса цилиндра обеспечивается тем, что верхняя проушина соединена со штоком на резьбе и стопорится гайкой 13.

Перемещение ролика 14 (рис. 15.45, г) между двух направляющих 15 и 16 позволяет приподнять крышку люка 17. Направляющие 18 могут быть ориентированы параллельно оси закрытия, но при этом они должны быть изогнуты (рис. 15.45, д).

Поступательное перемещение поршня 19 гидропривода (рис. 15.45, е) может быть преобразовано во вращательное движение оси 21. При этом рычаг 22, жестко посаженный на оси, поворачивается шатуном 20, шарнирно соединенным с поршнем. Если корпус такого привода закреплен на комингсе, а ось его соединена с осью шарнира закрытия, то его можно поворачивать за один ход поршня.

Высокой компактностью обладает гидравлический шарнир винтового типа (рис. 15.45, ж). При монтаже он обычно совмещается с осью межсекционного соединения. Гидрошарнир включает в себя винтовой вал 26, концы которого имеют левую и правую многоходовые резьбы. На валу установлены две гайки-поршня 25, входящие в зацепление с резьбами вала и продольными шлицами корпуса 24. К нему присоединены два цилиндра 23. При подаче жидкости через центральный штуцер 27 гайки-поршни перемещаются к концам шарнира. При этом движении вал поворачивается относительно корпуса. Поскольку корпус такого привода неподвижно связан с одной секцией, а вал с другой, то гидрошарнир поворачивает секции относительно друг друга. Недостатком такого привода является сложность его изготовления. Трудность уплотнения полости цилиндров создает опасность попадания рабочей жидкости в грузовые помещения.

Более простую конструкцию уплотнений имеют лопастные гидравлические шарниры. Сечение такого шарнира показано на рис. 15.45, з. Лопастные шарниры, так же как и винтовые, монтируются в районе межсекционных соединений закрытия.

Крейцкопфный гидравлический шарнир (рис. 15.45, а) преобразует поступательное движение поршня 34 во вращение хвостика 28 за счет одновременного продвижения цапфы 29 с роликами на ней 30 по прямолинейным пазам в корпусе 31 и винтовым пазам 32 цилиндрического вкладыша 33. При этом цилиндрический вкладыш проворачивается вместе с хвостиком 28 относительно неподвижного корпуса 31.

Рассмотренные выше приводы принято относить к числу основных. Обычно механизированные закрытия снабжаются также и аварийными приводами, в качестве которых принято использовать средства судовой механизации.

При нарушении нормальной работы привода, а также при выходе из строя источника энергии, его конструкция должна обеспечивать возможность удержания люковых закрытий в промежуточном положении или их плавное опускание. В системах гидравлических приводов обычно предусматриваются специальные устройства, исключающие падение секций при обрыве трубопровода.