Co sprawdzić w Urządzenie sterowe tłokowe.
W statkowych urządzeniach sterowych dominują dwa układy hydrauliczne: łopatkowy, w którym ciśnienie oleju działa wprost na łopatki osadzone na trzonie sterowym wewnątrz szczelnego korpusu, oraz tłokowy, w którym jeden albo kilka siłowników hydraulicznych pcha i ciągnie jarzmo zaklinowane na głowicy trzonu. Układy tłokowe lepiej skalują się ku dużym momentom: rozwiązanie z dwoma albo czterema siłownikami zdoła dać siłę potrzebną do wychylenia dużego, głęboko zanurzonego steru pod naporem opływu w pełni załadowanego kadłuba, i dlatego jest ono standardem na zbiornikowcach, masowcach i innym dużym tonażu. Urządzenia z łopatką obrotową są dla…
Co wyróżnia tłokowe urządzenie sterowe
W statkowych urządzeniach sterowych dominują dwa układy hydrauliczne: łopatkowy, w którym ciśnienie oleju działa wprost na łopatki osadzone na trzonie sterowym wewnątrz szczelnego korpusu, oraz tłokowy, w którym jeden albo kilka siłowników hydraulicznych pcha i ciągnie jarzmo zaklinowane na głowicy trzonu. Układy tłokowe lepiej skalują się ku dużym momentom: rozwiązanie z dwoma albo czterema siłownikami zdoła dać siłę potrzebną do wychylenia dużego, głęboko zanurzonego steru pod naporem opływu w pełni załadowanego kadłuba, i dlatego jest ono standardem na zbiornikowcach, masowcach i innym dużym tonażu. Urządzenia z łopatką obrotową są dla danego momentu lżejsze i bardziej zwarte, ale stają się niepraktyczne przy górnym końcu zakresu momentów, jakiego wymagają VLCC i duże masowce.
Główne elementy
Jarzmo i siłowniki
- Jarzmo, zaklinowane albo wciśnięte skurczowo na głowicę trzonu sterowego, dające ramię dźwigni, o które opierają się siłowniki
- Dwa albo cztery siłowniki hydrauliczne, ustawione tak, aby przeciwległe pary pracowały przeciw sobie i obracały jarzmo na lewą i prawą burtę
- Połączenia końcówek siłowników, w postaci wodzika prowadzonego w prowadnicy albo bezpośredniego przegubu sworzniowego, przejmujące siły poprzeczne powstające przy zmianie kąta jarzma w trakcie wychylenia
Agregat hydrauliczny
- Co najmniej dwa niezależne zespoły pompowe, z których każdy potrafi sam wychylić ster, co spełnia wymóg nadmiarowości dla głównego urządzenia sterowego
- Pompy o zmiennej albo stałej wydajności zależnie od konstrukcji, zasilające siłowniki przez rozdzielacz z zaworami przelewowymi i przełączającymi
- Nadajnik wychylenia steru zasilający wskaźnik na mostku oraz pętlę sterowania autopilota i sterowania nadążnego
Dobór i wymiarowanie
Dobór zaczyna się od obliczenia momentu na sterze przy prędkości projektowej i największym wychyleniu, co z kolei wyznacza wymaganą średnicę, skok i ciśnienie robocze siłowników. Przepisy klasy ustalają najmniejsze osiągi: pełne przełożenie steru z 35 stopni na jednej burcie do 30 stopni na drugiej w czasie 28 sekund przy największej prędkości eksploatacyjnej naprzód, przy użyciu głównego urządzenia sterowego. Średnicę siłownika i ciśnienie hydrauliczne równoważy się wzajemnie w granicach miejsca dostępnego w przedziale sterowym, a długość jarzma jest narzucona przez geometrię trzonu, więc większość pracy inżynierskiej polega na dopasowaniu wydajności i ciśnienia pomp do krzywej momentu w całym zakresie wychylenia, a nie tylko w jego skrajnych punktach.
Przepisy i klasa
SOLAS rozdz. II-1 wymaga głównego urządzenia sterowego zdolnego wykonać przełożenie z 35 na 30 stopni w czasie 28 sekund oraz pomocniczego urządzenia sterowego zdolnego wychylać ster wolniej, gdy zawiedzie układ główny, przy niezależnym zasilaniu każdego z nich, tak aby pojedyncza usterka nie wyłączyła obu. Przepisy klasy wymagają okresowych prób przełączania między układem głównym a pomocniczym, a próba awarii urządzenia sterowego jest stałą pozycją przy każdym przeglądzie rocznym. W tym samym zakresie przeglądu sprawdza się także układy sterowania awaryjnego i łączność między mostkiem a przedziałem sterowym.
Typowe usterki
| Usterka | Skutek |
|---|---|
| Zużycie uszczelnień siłownika | Przeciek wewnętrzny pozwala sterowi pełznąć pod obciążeniem od zadanego wychylenia, zmuszając pompę do ciągłego korygowania |
| Powietrze uwięzione w instalacji hydraulicznej po uzupełnieniu oleju | Gąbczasta albo opóźniona odpowiedź steru i możliwy hałas kawitacyjny pomp |
| Zużyta prowadnica wodzika albo zużyte tuleje sworzni | Nadmierny luz na jarzmie, odczuwany na mostku jako ospałe albo niedokładne sterowanie |
| Źle nastawiony albo zacinający się zawór przelewowy | Albo utrata pełnego momentu na sterze, albo skoki ciśnienia obciążające siłowniki i rurociągi |
Na co zwrócić uwagę u dostawcy
- Wartości momentu i czasu przełożenia poparte badaniem typu albo uznaniem klasy dla konkretnego zakresu momentu na sterze, a nie ogólna pozycja katalogowa
- Zestawy uszczelnień siłowników i tulei dostępne jako standardowe części zamienne, ponieważ to one zużywają się w normalnej służbie najszybciej
- Zgodność z istniejącym hydraulicznym zespołem zasilającym, jeżeli wymienia się tylko zespół siłowników, zwłaszcza co do średnicy i skoku
- Udokumentowany interfejs nadajnika wychylenia steru i sterowania nadążnego, pasujący do zabudowanego już autopilota mostkowego
Po każdej pracy przy siłownikach albo przewodach hydraulicznych porządnie odpowietrz instalację i wykonaj pełne przełożenia od skrajnego do skrajnego na obu zespołach pompowych, zanim podpiszesz odbiór - uwięzione powietrze ujawnia się jako skarga na sterowanie po kilku dniach, a nie jako oczywista usterka tego samego dnia.