автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.04, диссертация на тему:Метод и технология определения технического состояния судовых рулей без их разборки

Калининградский технический институт рыбной промышленности и хозяйства

На правах рукописи

Залий Анатолий Владишрович УДК 629.12.014: С33.2.С6

МЕТОД И ТЖНОЯОГШ О^ЕЦЕШИЯ ТЙНИЧЬСКОГО СОСТОЯНИЯ СУДОВЫХ РУЛЕЙ Б23 Ж РАЗБОРКИ

Специальность 05.С8.С4. - Технология судостроения,

судоремонта и организация судостроительного производства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Калининград - 1Ьух

Работа выполнена в Калининградском техническом институте рыбной промышленности и хозяйства

Научный руководитель: к.т.н., доц. Телянер.Б.Е.

Официальные оппоненты: д.т.н., проф. Ю.8. Сумеркин,

к.т.н., доц. В.П. Сторожев

Ведущая организация - Гипрорыбфлот

Защита состоится " @ " 1932 года в ю час<

на заседании Специализированного. Совета К ОМ.34.01 по присуждению ученой степени кандидата технических наук Калининградского технического института рыбной промышленности и хозяйства по адресу: 236000, г.Калининград, Советский проспект, I.

С диссертацией моано ознакомиться в библиотеке института.

Просим отзывы на автореферат направлять в двух экземплярах заверенных печатью, по указанному адресу на имя ученого секрета ря Специализированного Совета;

Автореферат разослан " " г.

Ученый се1сретарь Специализированного Совета,

к.т.н., доц. ^^ В.В. Пухов

ОЩМ ХЛРАКТЗТИСТИКА РАБиТЫ

Актуальность проблемы. Флот рыбной промышленности играет вак-иую роль л снабжении населения страны продовольствием и поэтому более аффективному использозашио его уделялось большое внимание. Свидетельством этому являлась принятая Госпланом СССР "¡Ле:.-вдгведомст-вснная программа по разработке методов л созданию средств диагностирования и прогнозирования технического состояния судов л судового оборудования на 1581-1985 годы" и отраслевая комплексно-целевая программа "Ремонт", предусматривающие разработку ряда мер по снике-нию потерь временных и трудовых затрат на техническое обслуживание и ремонт судов и судовых технических средств за счет безразборного контроля /диагностирования/ их технического состояния без вывода судов из эксплуатации.

Рулевое устройство, и в частности руль, относится к наиболее ответственным судовым техническим средствам и от его надежной и безаварийной работы зависит безопасность плавания судна и ;киаш экипазка. Если рулевая машина находится в румпельном отделении и доступна для осмотра и ремонта, то руль при нахождении судна на плаву скрыт под водой и труднодоступен для осмотра, обслуживания, а тем более ремонта. Подводное освидетельствование рулей с помощью

и.

водолаза телеаппаратуры обладает высокой стоимостью и низким техническим уровнем из-за субъективности сценки состояния и условии работы человека под водой.

Своевременно невыявленные дефекты руля, приводящие к его отказу, являются одной из причин вывода судна из эксплуатации для ремонта. Неопределенн-ость техническогосостояния рулей сказывается на работу судоремонтного предприятия, сншая возможности технологической подготовки производства, а в ряде случаев, повышая трудоемкость и продолжительность ремонта судов при неоправданных разборках и ре-

монтах работоспособных рулей. Сказанное подтверждает актуальность разработки метода и технологии безразборного контроля технического состояния рулей .для ремонта и эксплуатации судов.

Цель работы. заключается в разработке метода и технологии определения техническою состояния рулей без разборки при нахождении судов на плаву для снижения времени, трудовых и материальных затрат на техническое обслуживание и ремонт судов и повышения на основе этого эффективности их эксплуатации.

Методы_исследования. Теоретическое исследование проводилось с использованием основных положений и методов теорш вероятностей и математической статистики, теоретической механики, строительной механики корабля, гидромеханики и теории корабля, теорш колебаний и разработанных общих положении технической диагностики. Натурные эксперименты проводились на судах промыслового флота и заключались в проверке и использовании разработанных метода, средств и технологии безразборного контроля /диагностирования/ технического состояния рулей при нахождении судов на плаву.

На защиту выносятся следуацие основные положения, установленные и обоснованные в выполненном исследовании:

контроль технического состояния рулей без разборки при нахождении судов на плаву является наиболее эффективным методом определения их технического состояния по сравнению с дефектацией и подводным освидетельствованием;

между вероятностью неисправного состояния рулей и наработками; на момент освидетельствования Регистром СССР и на момент достижения предельного состояния - имеется устойчивая зависимость, уравнение которой получено в работе;

при исследовании руля как объекта диагностирования все конструктивные схемы рулей, применяемые 'на судах ФРП, в зависимости от числа и расположения их опор объединены в две группы: рули с двумя

и рули с тремя опорами;

.для оценки технического состояния судовых рулей выбраны и обоснованы параметры технического состояния: зазоры в опорах баллера и пера, соосность баллера и пера, целостность обшивки пера, зазор :г трещина упорного подшипника руля, качество посадки втулки опоры и,потеря штыря пера;

контролируемые параметры технического состояния рулей оказывают влияние на параметры перекладки: время перекладки пера на угол ±30 градусов, силу тока исполнительного электродвигателя или давление яидкости в гидрсошшндре и крутящии момент на баллере, и сопутствующее ей процессов: маятниковых качания, изгиба и поперечных колебании руля, а такие кручения баллера, к параметрам последних относятся амплитуда горизонтальных перемещений верхней части /головы/ баллера, амплитуда л частота ускорения руля и деформации кручения баллера; перечисленные параметры на основании модели руля в виде причинно-следственных связен мэвду параметрами состояния и работы приняты в качестве диагностических параметров руля;

ме-ду диагностическим! параметрами и контролируемыми параметрами технического состояния руля установлены зависимости в виде математических выражении и графиков, позволяющих по и 7. энным ача-чениям диагностических параметров определять вид технического состояния, значение и характер параметров состояния руля;

контроль и измерения .диагностических параметров производятся с помощью отечественных приборов и аппаратуры, скомпанованных в систему .диагностирования и устанавливаемых, в румпельном отделен!ш без помех нормальной работе рулевою устройства и каких-либо изменений его конструкции;

с целью использования средств вычислительной и компьютерной техники для контроля состояния рулей составлены блок-схема алгоритма диагностирования и программа на алгоритмическом языке Фортран 1У;

б

выбран метод и разработана технология безразборного контроля технического состояния рулей, которые, будучи простыми для освоения и применения, не требуют значительных капитальных затрат.

0 том, что:

установлена зависимость между вероятностью неисправного состояния руля и его наработками: на момент освидетельствования Регистром СССР и на момент достижения предельного состояния;

определены закономерности влияния зазоров в опорах баллера и пера на маятниковые качания руля при перекладках и получено математическое выражение для расчета зазоров в опорах руля по перемещениям головы баллера при этих качаниях;

выявлено влияние износа опор и трещины пера, а также проворачивания втулки опоры на крутящий момент на баллоре в иццо аналитического выражения, позволяющего определять указанные дефекты;

установлены закономерности вляния зазоров в опорах руля и упорном подшипнике качения, трещин пера и упорного подшипника на амплитуду и частоту вертикальной, траверзной и продольной составляющих

ускорения руля и получено выражение для расчета зазоров в опорах и определения указанных дефектов руля;

Практическая_ценность исследования заключается в разработке

метода и технологии безразбоного контроля /диагностирования/ технического состояния рулей при нахождении судов на плаву, установлении значений диагностических параметров для распознавания вида состояния руля и получении формул и графиков для определения дефектов руля и расчета их значений.

Реализация_резхльтатов_работы. Разработаны инструкции по техническому диагностированию рулевых устройств БМРТ проектов "394; 394-А и 3-26/Ш, РТМ типов "Тропик" и "Атлантик" и других судов, которые передани базам флота и судоремонтным предприятиям. Результаты безразборного контроля технического состояния рулей использо-

вались для выработки рекомендаций по повышению надежности и технических указаний по ремонту рулевых устройств. На судах типов БМРТ и РТМ получен подтвержденный экономический эффект в сумме 104,75 тыс. рублей.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Калининградских вузов МРХ СССР /г.Калининград, Т974-84 годя/, Всесоюзном семинаре "Научно-технический прогресс в судоремонте" /г.Севастополь,

1977 г./, Всесоюзной междуведомственном совещании по проблеме разработки методов и средств диагностирования и прогнозирования технического состояния судна и судового оборудования /г.Калининград,

1978 г./, совещании подсекции "Судовые движители, устройства и палубные механизмы" при Координационном Совете МРХ СССР /г.Калининград, 1980 г./, Всесоюзном семинаре "Судоподъемные сооружения"/г.Ленинград, 1981 г./, Всесоюзной научно-технической конференции "Повышение эффективности использования трудовых ресурсов в судоремонте" /г.Ленинград, 1982 г./, ХУ межвузовской научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, аспирантов и сотрудников Калининградских вузов МРХ СССР /г.Калининград, 1987 г./

и Всесоюзной научно-технической конференции "Научно-технический прогресс в судоремонте в новых условиях хозяйствования"/г.Ленинград, 1991 г./.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав основного содержания и заключения на 88 страницах машинописного текста и еще включает 13 таблиц, 19 рисунков, список литературы /138 наименований/ и четыре приложения. Общий объем - 211 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 3_первой_главе_ раскрывается актуальность, ставится цель и

s

определяются задачи исследования. Зывод судов из эксплуатации для дефектации /освидетельствования/, а также отказ рулей приносит значительные убытки судовладельцу. Наряду с этим, для дефектации руля з доке требуется выполнить подготовительные работы, трудоемкость которых-превышает 30t трудоемкости ремонта последнего. 8 то же время в kOt обследованных случаев ремонта рулевых устройств эти затраты оказались необосновыкными, т.к. дефект'Ыия/''не выявив

бео 3 OYSg

ходимости семонта рулеЯ. Подводное освидетельетвгСзание рхлеи_нК-мл-

кет сешить проблему обеспечения объектизн oci наценки coÄ&^i^ру-лей, а затраты за каждмй час работы

yt-'O C.Ii /уш

там на докование одного Ь'-ТРТ. ^

Анализ затоат на проведение дефектации, диагностировался и

39^

подводного освидетельствования состояния руля позволил_&отбновить,

oojb о

что техническое диагностирование является наиболее экономичным методом контроля технического состояния рулей при технической эксплуатации судов. Выявлено наличие взаимной связи между вероятностью неисправного состояния.? и наработкой Т руля Б'£?Т э виде уравнений: до осзэдетзльсгвозания Регистром СССР {>

Р< *о,отчг*о,000,00025 '{^г

до предельного, состояния'" /Uli--

Pä--0,0$ * 0,0004&Т + О, ОООООО^ЗТ1. JJ^ Vrtl Обзорный анализ Лйтектный поиск/ исследований по технической

диагностике, вып^н/нных yj^jj^51 33 РУ^ЗЖ0М> показал, что техническому диагностированию суд^ун судовых технических средств уделяется большое взимание. методу--«" средства диагностирования

технического состояния с^^^^^осоставных частей основываются на выполненных теоретичар^Тх исследованиях и на опыте применения в различных отраслях народного хозяйства методов неразрушающего контроля и технической диагностики. Согласно исследованиям ЦН!Ш1? техническое диагностирование позволяет сократить до '¿0...t5% трудозатрат на техническое обслуживание и ремонт судов. Анализ показал,

что исследования по разработке методов и средств безразборного кон троля состояния рулей'нигде не проводились. Техническое диагностир вание судовых рулей - это составная часть комплекса мероприятий, н; правленных на увеличение межремонтного периода судов до 4...5 лет.

Все изложенное подтверждает актуальность настоящего исследования, направленного на повышение эффективности технической эксплуатации судов и совершенствование судоремонтного производства, и явилось основанием для выбора пели_исследования - разработки метода и технологии определения технического состояния рулей без разборки при нахождении судов на плаву. Поставленная цель обусловила решение слещющих_задаЧд

анализ значимости и взаимосвязей дефектов и-технического состояния рулей и выбор контролируемых параметров технического состояния;

анализ условий нагружения и процессов, сопутствующих перекладке руля с борта на борт;

выявление и формализация логических и функциональных связей и уствнозление математических соотношений между параметрами процессов сопутствующих перекладке руля, и его техническим состоянием;

выбор и обоснование диагностических параметров для оценки технического состояния судовых рулей;

установление зависимостей з виде уравнений и графиков между диагностическими параметрами и параметрами состояния рулей;

выбор эффективных методов и средств безразборного контроля технического состояния рулей;

разработка технических требований к средствам контроля технического состояния рулей и создание системы диагностирования состояния рулей при нахождении судов на плаву;

разработка технологии безразборного контроля технического состояния рулей, а также блок-схемы и программы диагностирования с

■целью использования сродсти вычислительном и компьютерной тохники реализация разработанных метода и технологии диагностирован и технического состояния рулей на судах и оценка их технико-экономи ческой эффективности.

Для исследования судового руля как объекта диагностирования все конструктивные схемы рулей судов £РП были объединены в две бо шие группы: рули с тремя опорами и рули с двумя опорами - в завис мости от числа опор и их расположения. В качестве конкретных объектов исследования из каждой группы были выбраны ее типовые представители: из первой группы - рули БМРТ типа "Маяковский", а из второй - рули РТМ типа "Атлантик". Выбор рулей указанных типов су дов объясняется особо тяжелыми условиями их эксплуатации, связанными с многомесячным пребыванием на промысле, большим количеством аварийных ситуаций, вызванных неисправностями и отказами рулей, д рогоотоящим техническим обслуживанием в иностранных портах, а так же тем, что конструктивные схемы этих рулей характерны для основных типоэ судов промыслового флота.

Вторая_глава посвящена обоснованию состава параметров технич ского состояния судового руля, подлежащих контролю при диагностир вании, установлению диагностических параметров руля и функциональ них связей между ними и контролируемыми параметрами состояния.

Судовой руль представлен как система последовательно соедине] ных элементов, отказ любого из которых приводит к отказу всей сис темы. Техническое состояние руля определяется в каждый момент вре мени наличием неисправностей и дефектов у его элементов: баллера, пера и их опор, упорного шарико- или роликоподшипника руля. Для классификации возможных техничооких состояний рулей выполнен анализ их дефектов, который позволил все дефекты в зависимости от их характера и значений раздолить на два класса: дефекты 1-го класса значения которых не влияют на надежность и работоспособность и до

пускают эксплуатацию рулевых устройств, и дефекты. 2-го класса, значения которых равны или больше предельно допустимых значений и обусловливают отказ элементов руля /рулевого устройства/. В зависимости от характера и численного значения дефекта все многообразие технических., состояний рулей объединено в три разновидности: хорошее /исправное/, удовлетворительное /неисправное, но работоспособное/ «¡неудовлетворительное /предельное/. Анализ дефектов; элементов- рулей позволив установить состав и значения контролируемых параметров технического состояния, достаточных для оценки состояния рулей, и их элементов; к ним относятся зазоры в опорно-упорном подшипнике баллера, в верхней и нижней опорах пера, соосность баллара и пера, целостность /отсутствие трещин/ обшивки пера, качество посадки втулки в приливах ахтерштевня и наличие штыря пера.

На руль при перкладках действуют гидродинамические силы, вызванные обтеканием пера как крыла малого удлинения жидкостью, и усилия, создаваемые вращающимся гребным винтом. Эти воздействия на руль являются причиной' возникновения ряда процессов, сопутствующих перекладке пера с борта на борт. Опоры баллера и пера, представляющие собой подшипники скольжения, позволяют рулю совершать следующие движения: вращение, горизонтальные поперечные перемещения перпендикулярно оси вращения и вертикальные перемещения вдоль этой оси. Вращение руля вызывается крутящим моментом МКр на балла-ре, который также приводит к скручиванию баллера на относительно малый угол 0. Упорный подшипник качения воспринимает действие силы тяжести руля и вследствие возможности перемещения его рабочих колец относительно друг друга обеспечивает возможность отклонения • оси руля на небольшой угол $ относительно вертикальной оси. В данном случае упорный подшипник принимается за условную точку подвеса руля, относительно которой происходят маятниковые качания баллера и пера под действием нормальной составляющей; У гидродинами-

ческих сил и силы тяжести &,> руля. Качания руля сопровождаются перемещениями баллера и штырей во втулках ахтерштевня, а также - перемещениями верхней части /головы/ баллера в горизонтальной плоскости. После того, как- зазоры, в опорах руля при перекладке на борт станут равными нули, гидродинамические силы вызывают изгиб руля, который оопровозудеетоя дополнительным перемощением головы баллера. Изгиб пятки ахтерптевня обусловливает такие перемещение головы баллера. Воздействие от вращающегося гребного винта возбуждают поперечные колебания руля относительно вертикальной оси с частотой, равной числу оборотов гребного винта, умноженному на число его лопастей. Эти колебания характеризуются амплитудой и частотой ускорения руля, являющимися наиболее выразительными показателями динамической нагрузки, действующей на руль.

Таким образом, перекладка руля с борта на борг сопровождается маятниковыми качаниями, изгибом и поперечными колебаниями руля, а также кручением баллера, которые характеризуются соответственно следующими параметрами: горизонтальными перемещениями $п головы баллера, амплитудой V и частотой £ вертикальной, траверзной и продольной составляющих ускорения и крутящим моментом МКр на баллере. Наряду с этими параметрами, работа рулевого устройства характеризуется временем перекладки Т руля с борта на борт, силой тока О исполнительного электродвигателя для электромеханических и давлением Р жидкости б гидронилиндрах для электрогвдравлических рулевых машин. На основании анализов конструктивных схем и условий работы рулей, статистических данных о их дефектах и схемы причинно-следственных связей между параметрами технического состояния и работы руля установлены математические выражения, отражающие зависимости между ними: горизонтальных перемещений головы баллера от зазоров в опорах и изгиба руля и податливости пятки ахтерштевня; амплитуды и частоты ускорения при поперечных колебаниях от зазоров в опорах и массы руля, а

также потери штыря и дефектоз упорного подшипника; крутящего момента на баллере от зазоров в опорах пера, соосности баллера и пера и проворачивания втулки опоры; времени перекладки руля с борта на борт на угол ^30 град, от крутящего момента «а баллере. Приведенные выше параметру работы руля приняты в качестве диагностических. При получении математических выражений* приняты следующие допущения: баллер-это прямолинейный вал постоянного диаметра, перо - прямоугольная пластина постоянной толщины, площадь которой равна площади пера, общая длина вала и пластины равна длине руля, масса вала и пластины равна массе руля, податливость вала при кручении равна сумме подат-ливостей' отдельных участков1 баллера, жесткость пластины - жесткости пера на изгиб.

Суммарное перемещение верхней части баллера $п при перкладках складывается из трех составляющих: перемещений' при маятниковых качаниях ¡>5, изгиба руля,?,? и за счет податливости пятки ахтэрштев-няПоследние два перемещения и зависят только от конструкции и угла перекладки руля; в диссертации приведены формулы для расчета их значений. Перемещение головы баллера при качаниях руля определяются согласно полученной формуле;

от-

(бггР-'ЦУпуе&- зр-м2-

стояние головы баллера от условной точки подвеса руля, -

угол отклонения баллера от вертикзли, рад; ь/ - значение нормальной составляющей силы, кН; -¿У - расстояние центра давления пера от точки , м; 6р ~ сила тяжести судового руля, кН; У - объемный вес морской воды, кК/м^; V/? - объем пера, ь?; ¿2. - расстояние от центра массы руля до точки м; Зр - суммарный момент инерции массы руля и присоединенной массы морской воды, т/м~; (у) - круговая частота перекладки пера с борта на борт, с

Крутящий момент МКр на баллере включает гидродинамический момент М„ момент трения М* в упорном подшипнике качения, суммар-

X ^ г

к

ный момент трения ^НТр£ в опорах и момент инерции Ми- руля. Значения Мг и ИТр не зависят от технического состояния руля. Момент трения Н Тр в опоре изменяется вследствие ее износа, который прив дит к увеличение угла обхвата втулкой шейки штыря и баллера,иоп ределяется как:

М , = I, гдвйМ я

АЭ - монтажный и эксплуатационный зазоры в опоре руля, м; -р -коэффициент трения стали по бронзе; Но - сила реакции опоры, кН; с/ - диаметр баллера

или штыря, м. Инерционный момент М^ руля мо жет изменяться за счет массы жидкости, проникающей через трещину обшивки пера. Отклонение от соосности баллера и пера руля и провор чивание втулки опоры приводят соответственно к увеличению крутящег момента МКр на баллере на постоянную величину.

Значение траверзной \л/т и продольно® V//» составляющих ускорения руля определяется из выражения:

\л/ = ^ » ГД9 4 " частота поперечных колеба-

ний руля, Гц; - периодически изменяющая поперечная сила, дейст вующая на перо от вращающегося гребного винта, кН";Д\Г - радиальный зазор в опоре; м; П)р - масса руля, т. Вертикальная составляющая \л/в ускорения характеризует износ и коррозию тел качения и раб чих колец и трещину упорного подшипника качения. Путем расчета пол чены значения диагностических параметров для распознавания вида те нического состояния руля и выявления дефектов его элементов. Для практического применения согласно полученным фор^лам для рулей БМРТ и ТРТМ построены графики зависимостей диагностических парамет ров от зазоров в опорах руля, которые приведены на рисунках 1...8.

Третья_глава посвящена выбору метода и разработке технологии безраэборного контроля технического состояния судовых рулей.

На основании анализа метрологических и эксплуатационных харак

£ 05 но, : им

л

£

ií

45

Д Обнцмм

S п, S 5, мм

LL

o¿_

о

454

я

&п/

ГШ

АИО,НМ 5

АОб/М

АЬОНО/ММ

Рис.1 Суммарное перемещение и перемещение,^ головы баллера

А05,ММ[ ¿ 6 О/ММ Рис.2 Суммарное перемещение $п при перекладках пера BÍPT на" сто- и перемещение £5 головы баллера янке при 1-ой схеме износов опор при перекладках пера BÍPT на'сто-руля:Ддо-зазор в нижней опоре ufa янке при 3-й- схеме износов опор иЛДОлгзазоры 3 опоре баллера и руля:4до,ДВ0ил05-зазоры в нижней зрхней опоре вследствие износа и верхней^опорах nena и опоре

нижней опоры пера. Т, тыс. час

S,MM

баллера; Т -наработка руля;у05-скорость изменения зазора в опо-

ре баллера

А но мм

Ризе*) Суммарные перемещения £п головы баллера в зависимости

¿06,МН I ¿В О, ММ РисЛ Перемещения1 головы баллера; ¿5 -при качаниях руля;£Л»-при изгибе пятки ахтерштевня;^а -при и зги- _______ ________ _______________

бе оси руля;^/7-суммарные перемеще- от зазора в нижней опоре4до, ния головы баллера при перекладках опоре баллераД05при перекладках пера БМРТ на полном переднем ходу пера В4РТ на полнен переднем при 1-й схеме износов опор руля. ходу при 3-й схеме износов опор

руля;д8<?-зазор в верхней опоре пера.

икр, к ни

но Мир Mr* Мил

WTp,W/7p,М/С1 ЗБГц

Ld,MM

здание крутящего> мсиен-та М кр на- баллере ШРТ; Нт?р-при износе нижней опоры;«*/»-при из~ носе опор руля;Л**у>-при наличии трещины пера и проворачивания нижней втулки; ¿а -диаметральный зазор в опоре;Мг/9-мсмент трения в верхней опоре и бал-лера.

у/тр^щм/с*

^ -—

/ к

■ —

0 12 3 4 5 Рис.7 Изменение траверзной и прсдельнойсоставляющих ускорения руля ШРТ в зависимости от его. технического с ост ояни я: & ано-пи ам е тра ль ны й

зазор в опоре пера; ---- перо

без трещины; --- перо имеет

трещину.

Рис.б Изменение траверзнойи/7'/0и продольнойМлрсоставляющих ускс рения.руля' ШРТ в зависимости^ с его технического состояния: Л и не ¿ВО ил06 -диаметральные зазоры в нижней и верхней опорах пера и опоре баллера;-----перо без

трещины; щи ну.

Г,е

- - - перо имеет тре-

36 Гч 26

'зегц 2S

/¿Гц 18

игч

¿.4норм 11

/

/

/

/ / У

У

—у /

Мщ,

О 60 70 ZО 00 /00 но

Рис.8 Изменение времени пере-, . кладки Т руля ШРТ (I) и РТМ (2.

теристик применяемых в науке и технике первичных измерительных преобразователей /датчикоп/ выбраны те из них, которые наиболее полно удовлетворяют требованиям работы з судовых условиях и нормального функционирования рулевого устройства без изменения его конструкции, для определения перемещений голозы баллера, ускорения руля и давления жидкости з гидроцилинре выбран виброакустическнл метод с использованием датчиков индукционного типа, для измерения и контроля крутящего момента на баллерз - тензометричзский, время и сила тока фиксировались на ленте осциллографа с помощь»; отметчика .зрзмени и дополнительного иунтирувгдого сопротивлении. Разработаны требования к системе диагностирования судовых рулей, составлена ее функциональная схема, послужившая базой для создания система диагностирования технического состояния рулей БМРГ и РТМ из отечественны* приборов и аппаратура. Для проверки работоспособности, удовлетворения сазра-ботаннчм требованиям и возможности применения созданной системы для оценки технического состояния рулей провелен натурный эксперимент на БМРГ "Рубин" я период приемо-сдаточных испытания по составленной программе. Результаты эксперимента показали пригодность системы для диагностирования состояния судовых рулей на плав.у судна. Программа и результаты натурного эксперимента послужили базой для разработки технологии безразборного контроля состояния рулей, отрабатывалась в процессе провеления последующих натурных экспериментах по диагностированию судовых рулей на плавающих судах и была реализована в инструкциях по диагностированию рулей различных типов судов промыслового Флота. Она была включена в руководящий документ "Методика контроля, назначения периодичности и содержания ремонта винторуле-вого комплекса судов £РП и оценки его качества" / 1-я редакция/, который был разослан в организации и на предприятия МРХ СССР для согласования. С учетом полученных замечаний и предложений по технологии диагностирования рулей был разработан отдельный документ

"^ули судов ФРП. Диагностирование технического состояния. Методические указания", согласованный с Гипрорыбфлотом и Регистром СССР и утвержденный Чинрыбхозом СССР в 1988 г. Методические указания содержат вопросы организации, условия проведения и технологию диагностирования судовых рулей; последняя включает монтаж и настройку датчиков, приборов и аппаратуры, места установки и крепления датчиков на руле, операции по контролю и измерению диагностических парт-метров, обработку и анализ результатов диагностирования. В указаниях приводятся значения диагностических параметров рулей БМРТ и РТМ, функциональная схема системы диагностирования, а также даны рекомендации по определению технического состояния рулей по измеренным значениям диагностических параметров и выявлению дефектов руля и его элементов.

Для автоматизации процесса диагностирования судовых рулей составлена блок-схема базового алгоритма безразборного контроля состо) кия рулей, включающая три части: расчет значений диагностических параметров, выполнение контрольно-измерительных операций, анализ результатов диагностирования и принятие по ним решения. Блок-схема диагностирования позволила составить программу на алгоритмическом языке Фортран 1У для последних двух частей блок-схемы алгоритма.

В_чвтвертой_главе_ содержатся результаты практической реализации и расчет экономической эффективности разработанных метода и те нологии контроля технического состояния рулей без разборки при нахождении судов на плаву.

По заключенным договорам с предприятиями и организациями отра ли разработаны инструкции по диагностированию технического сосгоян рулей различных типов судов ФЯ1, которые были переданы заказчикам для практического применения. Проверка и внедрение метода и технол гии диагностирования рулей проведены на двадцати восьми судах типо: БМРТ и РГМ Калининградской, Рижской и Клайпедской баз тралового

1д ^у^иЛ-и^с .

флота как перед, так и после ремонта, а также при межрейсовом техническом обслуживании судоз. Оценки технического состояния рулей при диагностировании сравнивались с результатами заводской дефектации и сходимость этих оценок отражалась в актах; достоверность оценок вида технического состояния рулей составила 96%. Погрешность н определении значений зазоров в опорах руля по отдельным параметрам составила 10...40$ при использовании выбранных приборов и аппаратуры. Выполнен расчет экономической эффективности безразборного контроля состояния рулей БМРГ типа "Маяковский" по методике автора, который составил на одно БМРГ в год 196,3 тыс. рублей. Подтверждении;* экономический эффект от внедрения диагностирования технического состояния рулей БМРГ и РТМ составил 104,75 тис. рублей. Результаты технического диагностирования рулой использовались для разработки рекомендаций по повышению их надежности, что дало соответствующий эффект.

_В_заоючении положены основные результаты работы и выводы:

1. Установлено наличие и получены уравнения зависимости между вероятностью неисправного состояния судового руля и его наработками: до освидетельствования Регистром СССР и до достижения предельного состояния. Наработка до предельного состояния в два раз больше паработки до освидетельствования Регистром СССР, что позволяет принять межремонтный период судовых рулей - четыре года.

2. Анализ затрат на прозе,дение дефектэции, диагностирования и подводного освидетельствования рулей показал, что безразборный контроль /диагностирование/ технического состояния судовых рулей является наиболее экономичным мэтодом оценки состояния рулей на протяжении всего срока службы судоз.

3. Исследования судового руля как объекта диагностирования позволило:

все множество конструктивных схем судовых рулей судов <&РП в зависимости от числа и расположения опор объединить а две группы:

рули с тремя опорами и рули с двумя опорами;

установить состав контролируемых параметров технического состояния рулей, необходимых для определения ввда их состояния;

на основании анализа процессов, сопровождающих перекладку pyj качания, изгиба и поперечных колебаний руля и кручения баллера - < ределить выходные параметра его работы в дополнение к общепринят Установлены закономерности логических связей между па раме: рами работы и состояния руля и получены, математические выражения ¡ графические зависимости между параметрами. На основании этого наз! чен состав диагностических параметров и установлены путем расчета их значения.

5. Разработаны метод и технология контроля технического сост ния рулей баз разборки при нахождении судов на плаву, внедрение к торых не требует больших капиталовложений и которые, будучи прост ми для освоения и внедрения, могут быть использованы для оценки'т ническогс состояния рулей всех типоз судоз промыслового Флота, а также морского и речного.

6. Разработана функциональная схема системы и блок-схема алг ритма диагностирования судовых рулей и составлена программа на ai ритмическом языке Фортран 17 с целью использования микроЭВМ и кок пьютеров.

7. 8 процессе натурных экспериментов подтверждена правильное полученных в диссертации зависимостей и практическая приемлемое^ разработанных метода и технологии для безразборного контроля cocí ния судовых рулей для всех типов судов промыслового флота.

8. Разработанные в диссертации метод и технология безразборг го контроля /диагностирования/ технического состояния рулей были применены на двадцати восьми судах Калининградской, Рижской и Кл

педской базах тралового флота, на Светлозском СРЗ и на СРЗ "Прег и способствовали повышению технической эксплуатации судов и сове

шенствованию судоремонтного производства.

9. Подтвержденный экономический эффект от внедрения метода и технологии диагностирования технического состояния судовых рулей составил 104,75 тыс. рублей, что указывает на теоретическую и пратичес-кую ценность результатов исследования.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Чалий A.B. Исследование по техническому диагностированию рулевых устройств// Рыбное хозяйстзо.-1978.-£ 7.- С.35-37.

2. Чалий A.B. Роль технического диагностирования в повышении эффективности и качества ремонта рулевых и дейдзудных устройств судов ФРП// 3 кн.: Пути повышения эффективности судоремонтного производства.- JI.: Судостроение, 1979.- Зып.292.- С.123-124.

3. Чалий A.B. диагностирование рулевых устройств// Рыбное хозяйство.- 1981,- № 8.- С.52-53.

Чалий A.B. Техническое диагностирование рулевых устройств судов промыслового флота на плаву// В кн.: Подводный судоремонт.-Ji.: Судостроение, 1981,- 3ып.355.- С.70-76.

5. Чалий A.B. Целесообразность технического диагностирования рулевых устройств судов-рыбной' промышленности// В кн.: Проблемы повышения эффективности использования трудовых ресурсов в судоремонте. Л.: Судостроение, Т981.- С.82-8?л

6. Чалий A.B. Зависимость надежности рулеаого устройства от его конструкции// Тезисы докладов XI межвузовской научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава Калининградских вузов МРХ СССР.- Калининград, 1983.- С.60.

7. Чалий A.B. Анализ физических процессов, сопровождающих работу рулевого устройства// Тезисы докладов X/ межвузовской научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава Калининградских вузов МРХ СССР.- Калининград, 1983.- С.61.

8. Чалий A.B. Метод диагностирования технического состояния рулей// Судоремонт флота рыбной промышленности.- 1990.-$ 72.- ОЛ 66.

9. Чалий A.B. Повышение ремонтопригодности рулэй судов ФРП// Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции "Научнс технический прогресс а судоремонте в новых условиях хозяйстиован!-Л.: Судостроение, 1991.- С.71-73.

Jk*

Подписано к печати З.ХП.91 г. Заказ 115. Объем 0,9 уч.изд.л.

Бумага 60x84 I/I6, Тираж 80 экз.

РТП УОП КТИРПХ.236000, Калининград обл..Советский пр-т, I.