Nitu Mircea-AdrianGrupa 2612C

Instalatii de guvernare a navelor

1.IntroducereInstalatiile de guvernare a navelor au rolul de a asigura respectarea drumului impus

navei, prin aplicarea la comanda a unor momente verticale de rotire, care actioneaza simultan cu forta axiala de propulsie.

O instalatie de guvernare este formata dintr-un element de comanda (timona), o transmisie de comanda, o masina de forta (masina carmei), o transmisie de forta si unul sau mai multe elemente de executie, organele de guvernare (de exemplu carmele).

Conditii generale impuse instalatiei de guvernare:-         să asigure forta laterala necesara giratiei navei si sa mentina valoarea ei pana la

urmatoarea comanda;-         valoarea fortei laterale trebuie sa fie obtinuta intr-un anumit timp impus;-         la organul de comanda trebuie sa fie asigurat controlul elementului de executie

(de exemplu, unghiul de bandare a carmei pasive sau active);-         in transmisia de fortă trebuie prevazuta posibilitatea limitarii fortei laterale,

pentru a nu distruge organele transmisiei;-         sa aibă siguranta mare de functionare, realizata prin existenta unei actionari de

avarie. Fiecare nava, cu excepția barjelor nepropulsate, trebuie să aiba o instalatie de

guvernare robusta și sigura, care sa asigure manevrabilitatea si stabilitatea de drum .Instalatia de guvernare trebuie:1. Sa asigure, intr-un interval de timp impus, forta laterala necesara guvernarii navei;2. Sa asigure controlul elementului de executie;3. Sa asigure actionarea de avarie;4. Instalatia principala de guvernare trebuie să asigure manevra de trecere a carmei

complet imerse de la 35o dintr-un bord la 35o in celalalt bord, cu nava la pescaj maxim şi la viteza maxima de serviciu intr-un timp care sa nu depașeasca 28 secunde.”.

Instalatia de guvernare de rezerva trebuie sa asigure manevra de trecere a carmei complet imerse de la 15o intr-un bord la 15o in celalalt bord intr-un timp care sa nu depaseasca 60 secunde cu nava la pescajul maxim si la viteza de mars maxima de serviciu.

2.Clasificarea instalatiilor de guvernare: - Cu organe de guvernare pasiva; - Cu organe de guvernare active;Respectiv: - Cu comanda in circuit inchis; - Cu comanda in circuit deschis.

3.Regimuri de functionare:Navigatia pe drum drept: instalatia are rolul de a corecta drumul navei perturbat de

factori externi, prin bandari ale carmei la unghiuri mici,

Manevre: in zone inguste, la intrari in porturi, evitari, schimbari ale drumului cu unghiuri mari: situatii in care instalatia este solicitata la maximum.

4.Organe de guvernareForta laterala necesara guvernarii navei pe traiectoria dorită se realizează cu ajutorul

organelor de guvernare. In functie de modul de obtinere a acestor forte, se deosebesc:• organe de guvernare pasiva, care realizeaza forta laterala necesara guvernarii,

folosind curentul de apa intalnit de nava in deplasare;• organe de guvernare activa, care realizeaza forta laterala necesara guvernarii prin

transformarea energiei mecanice pe care o primesc direct si special pentru guvernare.Guvernarea pasiva este larg raspandita, cel mai utilizat organ de guvernare fiind

carma pasiva. Carma pasiva este o suprafată portanta care se inclina in jurul unui ax vertical, formata dintr-un profil simetric fata de coarda sa, plasat în planul diametral al navei, de obicei in pupa.

Guvernarea activa este mai putin utilizata, datorita costurilor şi tehnologiilor de realizare, cel mai simplu organ de guvernare activă fiind carma activa, formata dintr-un profil simetric fata de coarda sa si care se inclina in jurul unui ax vertical, amplasat in planul diametral al navei, in pupa acesteia, avand un propulsor atasat bordului de fuga. Impingerea propulsorului este orientabila odata cu safranul carmei. Masinile de carma au rolul de a realiza momentul necesar de actionare a carmei, conform comenzilor primite de la timona. Masinile de carma, de regulă, pot fi: cu hidromotor liniar, respectiv cu hidromotor rotativ.

Carma pasiva este cel mai raspandit organ de guvernare pasiva, care reprezinta osuprafata portanta inclinabila in jurul unui ax vertical, formata dintr-un profil simetric fata de coarda sa, plasat in planul diametral al navei, de obicei in pupa acesteia.

Carma pasiva este cel mai simplu organ de guvernare, utilizat la marea majoritate a navelor; are insa dezavantajul ca forta laterala, depinde de viteza navei. Atunci cand nava trebuie sa manevreze in locuri strimte (cheuri, bazine portuare) eficienta carmei este foarte redusa sau chiar nula. Pentru aceste situatii de exploatare anumite tipuri de nave trebuie sa aiba organe de guvernare activa, a caror eficienta sa nu depinda de viteza de mars a navei.

Carma activa este un organ de guvernare activa , format dintr-un profil simetric fata

de coarda sa, inclinabil in jurul unui ax vertical, plasat in planul diametral al navei, in pupa acesteia, profil al carui bord de fuga este atasat un propulsor suplimentar (fig. de mai jos) a carui impingere este orientabila odata cu safranul carmei. Carma activa realizeaza moment de giratie nenul, indiferent de viteza navei.

5.Schema bloc a instalatiei de guvernareDupa modul de executare a comenzii date de la timona, instalatiile de guvernare se

pot realiza cu comanda in circuit deschis sau cu legatura inversa.

Schema bloc a unei instalatii de guvernare in circuit deschis.

Instalatia este formata din timona de comanda 1, transmisia de comanda 2, masina de

carma 3 (amplificatorul), transmisia de forta 4 si carma 5(elementul de executie). Prin transmisia de control 6, la elementul de executie 5 este racordat axiometrul 7, care indica unghiul de bandare a carmei.

Schema bloc a instalatiei de guvernare cu comanda in circuit inchis

Formata din timona de comanda 1, elemental comparator 2, masina de carma 3,

organul de executie (carma) 4, transmisia de comanda 5, transmisia de forta 6, legatura inversa (reactia) 7, transmisia de control 8 si axiometrul 9.

6.Actionarea instalatiilor de guvernareIn functie de marimea momentului necesar la arborele carmei, actiona-rea instalatiilor

de guvernare poate fi manuala, electromecanica sau electrohi-draulica. In cazul actionarii manuale, lipsesc transmisia de comanda si masina de carma, intre timona de comanda si carma existand doar o trnsmisie de forta, care poate fi mecanica, prin trote, lanturi sau elemente rigide (parghii si tije) sau hidrostatica, cu hidromotor actionat direct de la timona. Datorita simplitatii sale, aceasta actionare este utilizata si ca sistem de avarie pentru guvernarea navelor mari.

7. Conditii impuse masinii de carmaMasina de carma are rolul de a realiza momentul necesar de actionare a carmei,conform comenzilor primite de la timona. Ea trebuie sa satisfaca urmatoarele cerinte:- pornirea masinii de carma trebuie sa se realizeze cu ajutorul timonei, indiferent de

pozitia carmei;- masina de carma trebuie sa fie reversibila, pentru a permite deplasarea carmei in

cele doua borduri;- carma trebuie sa se roteasca in acelasi sens cu timona;

- la oprirea timonei trebuie sa se opreasca si masina carmei si, in acelasi timp, trebuie sa inceteze deplasarea carmei;

- in pozitiile extreme corespunzatoare unghiurilor maxime de bandare, masina de carma trebuia sa opreasca automat;

- masina de carma trebuia sa poata fi comandata din mai multe locuri, sa functioneze silentios si sa aiba siguranta mare de functionare.

8.Masini de carma cu hidromotor liniar . Sunt realizate cu ajutorul unor perechi de hidromotoare liniare cu simplu efect, cu axe orizontale, care actioneaza asupra unei chei de carma prin intermediul unor pietre de culisa.

Schema unei masini de carma cu o pereche de hidromotoare liniare

Elemente componente 1- piston; 2-cilindru; 3- eche; 4- piatra de culisa; 5- pompa cu

debit variabil; 6- electromotor de actionare; 7- bara de comanda; 8- carma; 9- conducte hidrostatice; 10- bara legaturii inverse; 11- tija de comanda a pompei; c- element de comanda.

9. Masini de carma cu hidromotor oscilant. Sunt constituite dintr-un hidromotor cu 2…4 perechi de paleti rigizi, incastrati pe rotor si stator.

1- hidromotor oscilant; 2- pompa de debit variabil cu pistonase radiale; 3- pompa

liniara de reactie; 4- pompa liniara a transmisiei de comanda; 5- transmisie mecanica de comanda cu cremaliera; 6- armaturi de avarie; 7- timona; 8- hidromotor liniar al transmisiei de comanda

Schema de actionare cu hidromotor oscilant a unei instalatii de guvernare cu legatura

mecanica de reactie

1- hidromotor oscilant; 2- supapa dubla de presiune; 3- transmisie hidrostatica de

comanda de la timona; 4- transmisie mecanica de comanda; 5- distribuitor hidrostatic cu sertar; 6- rezervor de lichid de lucru; 7- supapa de presiune; 8- armatura tampon; 9- pompa cu palete, antrenata electric; 10- armaturi de trecere; 11- conductele transmisiei hidrostatice de comanda; 12- legaturamecanica de reactie.

10.Exploatarea instalatiilor de guvernareSe desfasoara pe baza instructiunilor din cartea tehnica, urmarind ca masina decarma sa functioneze fara zgomote si la parametrii proiectati. La intervalele stabilite

pentru andocare, se verifica starea safranului si a arborelui, precum si uzura in lagare.Distanta axiala inferioara dintre balamaua carmei si etambou, sau dintre carma si

calcaiul ei trebuie sa fie maxim 5 mm.Avarierea carmei sau arborelui sau in exploatare se pot datora coroziunii marine,fisurarii invelisului sau deformarii permanente a arborelui. Cuplajul dintre arbore si

safran poate fi avariat din cauza corodarii sau ruperii bolturilor.