СИСТЕМА И СПОСОБ МОНТАЖА ГРЕБНОГО АГРЕГАТА
SYSTEM AND METHOD OF ASSEMBLY OF MOUNTING UNIT

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Данное изобретение относится к системе и к способу монтажа установки гребного агрегата.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Гребной агрегат, который используется в азимутальной гребной установке, соединен с корпусом судна посредством рулевого механизма. Когда гребной агрегат поворачивается вокруг своей вертикальной оси, направление движущей силы отклонится от продольной оси судна, а гребной агрегат управляет маневрами судна.
Азимутальный гребной агрегат может быть механическим или электрическим. Если азимутальный гребной агрегат является механическим, приводной агрегат обычно находится внутри корпуса судна. Приводной агрегат может представлять собой электрический двигатель или двигатель внутреннего сгорания, подобный дизелю. Движущая сила передается посредством механических приводов - зубчатых передач и валов - на гребной винт. Если азимутальный гребной агрегат является электрическим, тяговая мощность направляется по электрическим кабелям в гребной агрегат или по шинопроводам в электрический двигатель, который находится внутри гребного агрегата.
Азимутальный гребной агрегат крепится к корпусу судна ниже ватерлинии судна. Верхняя часть гребного агрегата водонепроницаемо крепится к корпусу таким образом, что соединение обеспечивает поворот гребного агрегата вокруг вертикальной оси.
Как механический, так и электрический гребной агрегат состоит из многих компонентов, которые требуют ремонтных работ и технического обслуживания. Некоторые из этих работ даже требуют либо постановки в док, либо снятия гребного агрегата, чтобы провести необходимые операции.
Постановка в док всего судна является операцией, требующей много времени и денег, а подходящих доков в наличии довольно мало. В случае буровой платформы типа полупогружной установки постановка в док практически невозможна. Поэтому снятие и монтаж гребного агрегата под водой стали обычным делом. Есть несколько решений, позволяющих проводить операции монтажа гребного агрегата под водой.
В патентном документе US4036163 предложена установка для монтажа погруженного узла гребного винта на корпус корабля и демонтажа узла снаружи корабля. Съемный водонепроницаемый кожух гребного агрегата крепят поверх отверстия с фланцем, выполненного в корпусе, за счет чего узел гребного винта должен быть заключен в упомянутое отверстие. Узел гребного винта располагают в воде снаружи корпуса и поднимают, чтобы выровнять его фланец с фланцем вокруг отверстия в корпусе, а оба фланца скрепляют друг с другом, обеспечивая водонепроницаемость посредством крепежных деталей по месту посредством инструментов, находящихся внутри водонепроницаемого кожуха, которые задействуются из некоторого места снаружи кожуха. Узел гребного винта адаптирован к подъему в нужное положение посредством кабелей, крепящихся к узлу с возможностью открепления, которые простираются по водонепроницаемым каналам, сформированным в корпусе. Эта установка требует большого купола, хранимого внутри корпуса судна и даже в окрестности гребного агрегата. Для затягивания болтов и нагнетания давления в куполе, а также для переноса или подъема купола требуется специальное оборудование. Пространство внутри корпуса ограничено и является чрезвычайно важным.
Сущность изобретения
Задача данного изобретения состоит в том, чтобы разработать систему и способ, предназначенные для смягчения вышеупомянутых недостатков. Задача изобретения решается с помощью системы и способа, которые охарактеризованы в независимых пунктах формулы изобретения. Некоторые варианты осуществления раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.
Предложена система для монтажа гребного агрегата на корпус судна, в которой гребной агрегат содержит верхнюю часть гребного агрегата, прикрепляемую к корпусу судна, и нижнюю часть гребного агрегата, где оперт с возможностью вращения вал гребного винта, а верхняя часть гребного агрегата имеет фланцы для плотного крепления фланцев к корпусу, и при этом в днище корпуса имеется проем, где должен быть смонтирован гребной агрегат. Система содержит рамную плиту с отверстиями, крепящуюся к корпусу, закрывая проем, множество водонепроницаемых крышек, закрывающих отверстия в рамной плите, и множество водонепроницаемых крышек, прикрепляемых к вершине верхней части гребного агрегата, закрывая отверстие на вершине верхней части гребного агрегата, причем система содержит съемную боковую крышку корпуса, закрывающую, по меньшей мере, одно отверстие в рамной плите под ней, и, по меньшей мере, одну съемную крышку, прикрепляемую к гребному агрегату, закрывающую одно отверстие под ней и обращенную к отверстию в раме, и при этом съемные крышки прикреплены болтами со стороны корпуса.
Предложена также система для монтажа гребного агрегата на корпус судна, в котором гребной агрегат содержит верхнюю часть гребного агрегата, прикрепляемую к корпусу судна, и нижнюю часть гребного агрегата, где он опирается с возможностью поворота на вал гребного винта, и верхняя часть гребного агрегата имеет фланцы для плотного крепления фланцев к корпусу, и при этом в днище корпуса имеется проем, в котором должен быть смонтирован гребной агрегат. Система содержит множество водонепроницаемых крышек, закрывающих отверстия в днище корпуса, и множество водонепроницаемых крышек, закрывающих вершину верхней части гребного агрегата, причем система содержит боковую крышку корпуса, закрывающую, по меньшей мере, одно первое отверстие под ней, и, по меньшей мере, одну съемную боковую крышку гребного агрегата, закрывающую второе отверстие под ней и обращенную к первому отверстию, и при этом съемные крышки прикреплены болтами со стороны корпуса.
Предложен способ монтажа гребного агрегата на корпус судна, причем гребной агрегат содержит верхнюю часть гребного агрегата, прикрепляемую к корпусу судна, и нижнюю часть гребного агрегата, где оперт с возможностью вращения вал гребного винта, а верхняя часть гребного агрегата имеет фланцы для плотного прикрепления фланцев к корпусу, и при этом в днище корпуса имеется проем, где должен быть смонтирован гребной агрегат. Способ включает в себя этап, на котором крепят рамную плиту с отверстиями к корпусу, закрывая проем, этапы, на которых монтируют множество водонепроницаемых крышек, закрывающих отверстия в рамной плите, и монтируют множество водонепроницаемых крышек, закрывающих отверстие на вершине верхней части гребного агрегата, причем, по меньшей мере, одна съемная боковая крышка корпуса, закрывающая, по меньшей мере, одно отверстие в раме, обращена, по меньшей мере, к одной съемной крышке, закрывающей одно отверстие под ней, и при этом съемные крышки прикреплены болтами со стороны корпуса.
В предлагаемом решении большие купола и поднимающие тяжелые компоненты внутри отсека подруливающего устройства не требуются вообще. Для предотвращения просачивания морской воды используются водонепроницаемые малые двойные фланцы. Кроме того, в качестве водонепроницаемого элемента на стороне гребного агрегата используется рамная конструкция рулевого механизма. В качестве основания узла контактных вращающихся колец используется водонепроницаемый глухой фланец. Снятие узла контактных вращающихся колец во время процедуры замены гребного агрегата не требуется. Монтаж и хранение не требуют никакого дополнительного пространства в отсеке подруливающего устройства, так что для хранения относительно малых водонепроницаемых двойных фланцев достаточно обычного пространства. Время монтажа значительно сокращается.
Вдобавок благодаря меньшему количеству материала сокращаются первоначальные затраты. Сокращаются продолжительность установки и затраты на материалы.
В отсеке подруливающего механизма требуется минимальное пространство. Не нужно поднимать тяжелые компоненты, что ведет к повышенной безопасности работы.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Ниже, со ссылками на прилагаемые чертежи, будет приведено более подробное описание изобретения посредством некоторых вариантов осуществления, при этом:
на фиг.1 показан гребной агрегат;
на фиг.2 показан участок системы, соответствующей изобретению, обращенной к стороне корпуса;
на фиг.3 показана верхняя часть системы, соответствующей изобретению, обращенная к гребному агрегату;
на фиг.4 показана подъемно-направляющая часть гребного агрегата;
на фиг.5 показана система, соответствующая изобретению, готовая к креплению болтами;
на фиг.6 показана система, соответствующая изобретению, готовая для монтажа электродвигателя рулевого привода;
на фиг.7 показана установленная система, соответствующая изобретению;
на фиг.8 показан вариант осуществления способа при монтаже или демонтаже гребного агрегата;
на фиг.9a показан вид сбоку согласно варианту осуществления смонтированного гребного агрегата и
на фиг.9b показан осевой вид согласно варианту осуществления смонтированного гребного агрегата.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Варианты осуществления относятся к некоторым возможным воплощениям изобретения. На чертежах показан фаза за фазой монтаж гребного агрегата, а в каждой фазе показаны только требуемые части. Каждая часть на каждом чертеже обозначена одной и той же позицией.
На фиг.1 показан вид сбоку возможного гребного агрегата, который монтируют с использованием принципов изобретения. Гребной агрегат 2 содержит верхнюю часть 4, которая крепится к корпусу 6 судна модулем 8 рулевого управления. Модуль 8 рулевого управления позволяет поворачивать гребной агрегат 2 вокруг вертикальной оси 10 гребного агрегата 2. Модуль 8 рулевого управления содержит, например, электродвигатели рулевого управления, которые поворачивают гребной агрегат 2 посредством зубчатых колес привода, подшипники для опоры его на корпус 6 и водонепроницаемые уплотнения, как подробно показано на фиг.4-6. Гребной агрегат 2 дополнительно содержит нижнюю часть 12, прикрепленную к самой нижней части верхней части 4. Нижняя часть содержит внешнюю раму и электрический двигатель внутри. Гребной винт 14 крепится к валу электродвигателя и выступает из одного конца нижней части 12. Гребной агрегат можно реализовать различными способами, хорошо известными в данной области техники; гребной винт может находиться на другом конце нижней части, а вокруг гребного винта может быть расположена насадка; электрический двигатель может быть, например, асинхронным или синхронным электродвигателем.
Возможный вариант осуществления изобретения будет описан фаза за фазой в связи с фиг.2-5. На фиг.2-6 показаны избранные части всей конструкции в каждой фазе монтажа. В днище корпуса 6 образован проем 16. Проем 16 закрыт рамной плитой 18, которая образует верхнюю часть модуля 8 рулевого управления. Рамная плита 18 крепится болтами или приварена к корпусу 6 и находится под корпусом 6. Если рамную плиту 18 крепят болтами, то используют короткие болты с прокладками во избежание большого выступания из плоскости плиты и для затягивания и уплотнения соединения. Плита 18 предпочтительно является круглой и имеет множество отверстий. В середине рамной плиты 18 имеется первое отверстие 24 для введения электрических кабелей 26 и труб (не показаны). На другой секции рамной плиты 18 имеется множество вторых отверстий 28 для монтажа узлов 30 электродвигателей рулевого управления. Для одного гребного агрегата имеется, по меньшей мере, один электродвигатель рулевого управления и одно второе отверстие 28. В этом варианте осуществления имеются два электродвигателя рулевого управления и два вторых отверстия 28, которые расположены на противоположных сторонах рамной плиты 18. Хотя на фиг.2 показаны два противоположных вторых отверстия, на практике, вообще говоря, возможны четыре электродвигателя рулевого управления и четыре вторых отверстия.
Первое отверстие 24 закрыто первой водонепроницаемой крышкой 32, которая изнутри корпуса крепится болтами к рамной плите 18. Вторые отверстия 28 закрыты вторыми водонепроницаемыми крышками 34, которые изнутри корпуса крепятся болтами к рамной плите 18. С обращенной к морю стороны корпуса 2 имеются три видимых отверстия, первое отверстие 24 закрыто первой водонепроницаемой крышкой 32, а два вторых отверстия 28 заглушены двумя водонепроницаемыми крышками 34. Кроме того, нижняя сторона рамной плиты и отверстия 21 под болты 19 закрыты кольцом-заглушкой или пластиной-заглушкой (не показаны), чтобы предотвратить обрастание морскими водорослями перед монтажом гребного агрегата. Пластину-заглушку или кольцо-заглушку снимают как раз перед монтажом гребного агрегата. Крышки 32 и 34 монтируют на стороне корпуса, чтобы сделать отверстия воздухонепроницаемым, и крепят к корпусу 6 посредством рамной плиты 18.
На фиг.3 показана верхняя часть участка системы, соответствующей варианту осуществления изобретения, обращенного к стороне гребного агрегата. Гребной агрегат 2 заранее подготовлен снаружи судна, будет транспортироваться под корпусом и будет поднят в правильное положение посредством подъема с 3-точечным креплением с помощью направляющих труб и тросов, например, так, как показано на фиг.8. Гребной агрегат 2 также включает в себя нижнюю часть 35 модуля рулевого управления, которая крепится к верхней части 4 гребного агрегата. Как хорошо известно в данной области техники, имеются опорно-поворотные подшипники 36 и водонепроницаемые уплотнения 38, окружающие нижнюю часть 35 модуля рулевого управления и верхнюю часть 4 гребного агрегата 2 соответственно. Заранее подготовленный гребной агрегат закрыт фланцевой пластиной 40, которая крепится болтами 42 к внешнему кольцу 44 опорно-поворотного подшипника. Фланцевая пластина 40 содержит третье отверстие 46 в средней части фланцевой пластины 40 и четвертые отверстия 48 на обращенной к внешнему кольцу стороне фланцевой пластины 40.
Третье отверстие 46 нарыто третьей водонепроницаемой крышкой 50, которая плотно крепится болтами к фланцевой пластине 40. Четвертые отверстия 48 закрыты четвертыми водонепроницаемыми крышками 52, которые плотно крепятся болтами к фланцевой пластине 40.
Третье отверстие 46 находится в том же - по горизонтали - месте, что и первое отверстие 24, когда гребной агрегат 2 смонтирован на корпус 6. Иными словами, если третье и первое отверстия имеют круговое очертание, их средние точки совпадают. Аналогичным образом, четвертые отверстия 48 находятся в том же - по горизонтали - месте, что и вторые отверстия 28, когда гребной агрегат 2 смонтирован на корпус 6. Иными словами, когда четвертые и вторые отверстия имеют круговое очертание, их средние точки совпадают.
Третье отверстие для электрических кабелей, труб и каналов воздушного охлаждения и четвертые отверстия для узлов 30 электродвигателей рулевого управления водонепроницаемо заглушены посредством глухих фланцев, т.е. посредством третьей и четвертых водонепроницаемых крышек. В одну пластину-заглушку фланца узлов 30 электродвигателей рулевого управления встроена ложная шестерня 39 с одним зубом, чтобы заблокировать зубчатый венец. Каналы консистентной смазки (не показаны) опорно-поворотного подшипника заткнуты водонепроницаемыми пробками.
Диаметр первого отверстия 24 несколько больше, чем диаметр третьей крышки 50. Точно так же, диаметр вторых отверстий 28 несколько больше, чем диаметр четвертых крышек 52. Диапазон зазора между отверстием и крышкой, вводимой в отверстие, довольно мал, поскольку наведением управляют подъемные и наводящие элементы. Когда гребной агрегат 2 локализован и поднят (фиг.4 и фиг.8) к проему 16 на корпусе 6 судна, гребной агрегат 2 наводят так, что третья крышка 50 направляется в первое отверстие 24, а четвертые водонепроницаемые крышки 52 направляются во вторые отверстия 28.
На фиг.8 показан способ монтажа и демонтажа гребного агрегата 2. Гребной агрегат 2 содержит одну подъемную скобу 62 на передней стороне гребного агрегата и две подъемные скобы 64 на кормовой стороне гребного агрегата 2. Как хорошо известно в данной области техники, гребной агрегат 2 поднимают с помощью трех подъемных тросов 66, пользуясь лебедками (не показаны), находящимися внутри корпуса 6. Чтобы позиционировать гребной агрегат, подъемные тросы направляются по трубам 68, которые проходят сквозь конструкцию корпуса. Во время подъема гребного агрегата 2 электродвигатель 30 рулевого привода позиционируют так, чтобы было достаточно места для подъемных тросов и для работы лебедок. Охлаждающие устройства 72 от узла контактных вращающихся колец отсоединяют точно таким же образом.
Третья и четвертые водонепроницаемые крышки являются водонепроницаемыми крышками на обращенной к гребному агрегату стороне. Водонепроницаемые пробки в отверстиях 21 и отверстиях 42 заменены соединительными болтами 54, которые будут крепить гребной агрегат 2 к корпусу 6. Соответственно, водонепроницаемые пробки или короткие соединительные болты верхней части модуля рулевого управления заменены соединительными болтами 54. При условии, что гребной агрегат 2 смонтирован на корпус 6 и прикреплен к нему, первая и вторые водонепроницаемые крышки, прикрепленные болтами к рамной плите, а также третья и четвертые водонепроницаемые крышки, прикрепленные болотами к фланцевой пластине 40, по-прежнему располагаются так, как показано на фиг.5.
Следующей фазой монтажа гребного агрегата на корпус судна является демонтаж водонепроницаемых крышек, закрывающих все отверстия. Сначала снимают пластины-заглушки с верхней части модуля рулевого управления. После этого одну из четвертых крышек снимают, раскрывая тем самым зубчатые передачи в верхней части гребного агрегата. Первый электродвигатель рулевого управления и планетарное колесо устанавливают на верхнюю часть гребного агрегата, тогда как другую из четвертых крышек, имеющую ложную шестерню 39, оставляют прикрепленными болтами к верхней части гребного агрегата, чтобы предотвратить поворот гребного агрегата 2 (на фиг.6).
После монтажа первого электродвигателя рулевого управления последнюю крышку, т.е. другую четвертую крышку, открепляют и снимают, и будет смонтирован второй электродвигатель рулевого управления. Если количество электродвигателей рулевого управления с зубчатой передачей больше двух, самый последний монтируемый электродвигатель рулевого управления является электродвигателем рулевого управления с ложной шестерней 39, а его пластина-заглушка будет снята после монтажа другого электродвигателя рулевого управления.
Когда вторая крышка, закрывающая среднюю точку гребного агрегата, удалена, узел контактных вращающихся колец подключен к гребному агрегату электрическими кабелями. Кроме того, между верхней и нижней частями созданы соединения труб. В дополнение к этому, между узлом контактных вращающихся колец и нижней частью, т.е. гребным агрегатом 2, смонтирована труба 56 для передачи вращающего момента, чтобы закрепить узел контактных вращающихся колец, с возможностью вращения вместе с гребным агрегатом.
На фиг.9a показан вид сбоку в сечении гребного агрегата, когда тот смонтирован. После процедуры монтажа узлы 30 электродвигателей рулевого привода перенесены на свои рабочие места. Охлаждающие устройства 72 связаны с узлом контактных вращающихся колец посредством канала 70 охлаждения. Во время процедуры монтажа узлы 30 электродвигателей рулевого привода и канал 70 охлаждения хранятся в близлежащем пространстве 80, где хранятся крышки.
На фиг.9b показан осевой вид в сечении гребного агрегата, когда тот смонтирован. Водонепроницаемые крышки с первой по четвертые, которые именуются пластинами-заглушками, изготовлены из стали или другого прочного и стойкого материала, имеющего в основном такие же характеристики, как материал, используемый в корпусе судна. Номиналы толщины крышек подобраны для обстоятельств, преобладающих под уровнем моря в глубине, соответствующей днищу корпуса. Толщине крышек также приданы такие величины, что крышки, находящиеся одна на другой во время монтажа, имеют между собой достаточное пространство. Таким образом, толщина съемной третьей крышки меньше, чем толщина рамной плиты, поскольку третью крышку вводят в отверстие в рамной плите 18.
Водонепроницаемые крышки не обязательно должны быть полностью гладкими по всему их сечению, чтобы соответствовать нормативным требованиям, описанным в вышеизложенном абзаце. Таким образом, крышки могут иметь упрочняющие выступы или даже небольшую кривизну. Сторона крышки, обращенная к морской воде, предпочтительно является ровной. Окружности крышек имеют множество отверстий для крепежных болтов.
Гребной агрегат 2, показанный на фиг.1, является электрическим гребным агрегатом, где электродвигатель, движущий гребной винт, находится в нижней части гребного агрегата. Гребной агрегат также может быть механическим подруливающим устройством, вследствие чего движущий электродвигатель находится внутри корпуса, а мощность передается посредством валов и зубчатых передач гребному винту. В случае механического подруливающего устройства узел контактных вращающихся колец заменен верхней зубчатой передачей или вертикальным валом электрического двигателя, а электрический гребной агрегат заменен механическим подруливающим устройством. В этом случае труба для передачи вращающего момента не нужна, а вертикальный вал механического подруливающего устройства соединен с вертикальным валом верхней зубчатой передачи или вертикальным валом электрического двигателя.
В так называемом L-приводе гребной агрегат содержит вертикальный вал, вращаемый находящимся над ним электродвигателем, а также первое коническое зубчатое колесо и горизонтальный вал, находящиеся в нижней части гребного агрегата. Электродвигатель может находиться в верхней части гребного агрегата или над гребным агрегатом внутри корпуса судна.
В так называемом Z-приводе гребной агрегат содержит вертикальный вал, вращаемый находящимся над ним вторым коническим зубчатым колесом, а также первое коническое зубчатое колесо и горизонтальный вал, находящиеся в нижней части гребного агрегата. Второе коническое зубчатое колесо соединено с валом электродвигателя, находящимся внутри корпуса судна.
При монтаже гребного агрегата с механическим подруливающим устройством система содержит оборудование для соединения с элементом трансмиссии для крепления к вертикальному валу над гребным агрегатом.
Специалисту в данной области техники будет ясно, что по мере развития технологии предложенный изобретательский замысел можно будет воплотить различными путями. Изобретение и варианты его осуществления не ограничиваются вышеописанными примерами, а могут быть изменены в раках объема притязаний формулы изобретения.