1. OPĆENITO O PALUBNIM STROJEVIMA

Posljednjih godina palubna oprema broda i palubni strojevi doživljavaju prilične promjene

glede tehničkih riješenja i sadržaju, koje nastaju kao rezultat uvođenja u promet sve složenijih

brodova različite namjene. Brodovi posebne namjene imaju posebne palubne strojeve i

opremu. Način poriva, upravljanja i nadzora doživljava također promjene, sve u težnji za

većom sigurnosti i učinkovitosti broda.

Na teretnim brodovima na palubi su pomoćni strojevi s pomoću kojih je moguće rukovati

teretom, pritezati brod pri manevru ili pri vezu, te dizati i spuštati sidro i slično. Takvi

pomoćni strojevi nazivaju se vitla. Posebni brodovi, kao npr. Ribarski, putnički, ratni i tegljači

mogu imati, pored navedenih i posebna vitla, koja odgovaraju namjeni tih brodova.

Na brodovima se postavljaju okretljive dizalice s krakom sa kojima se teret može dizati i

spuštati a sama dizalica se može okretati. Dizalice posebne izvedbe mogu se pomicati

popriječno po širini broda, tako da mogu posluživati i dva reda vagona postavljenih na

tračnicama na obali uz bok broda.

2. PRITEZNO VITLO

Pritezna vitla mogu imati horizontalnu ili vertikalnu osovinu prema kojoj se nazivaju

horizontalnim, odnosno vertikalnim vitlima. Pritezno vitlo s horizontalnom osovinom nalazi

se na palubi broda tako da može posluživati oba boka broda, a zajednički pogonski stroj

nalazi se u sredini.

Pritezna vitla s vertikalnom osovinom zauzimaju malo prostora jer se pogonski stroj može

smjestiti uz vitlo. Zupčani prijenos između pogonskog stroja vitla, najčešće elektromotora,

služi da bi se veliki broj okretaja pogonskog stroja smanjio na maleni broj okretaja bubnja. U

tu svrhu ugrađuje se pužni prijenos. Kod vertikalnih priteznih vitalala može se na gornjem

kraju bubnja postaviti veliki vijenac u koji se umetnu motke kojima se bubanj, u slučaju

nužde, okreće i tako namata uže. U tom slučaju pogonski stroj koji je u kvaru isključuje se

1

preko izvrstive spojke. Pritezna vitla se mogu okretati u oba smjera i moguća je promjena

brzine okretanja. Na slici 1. prikazano je vertikalno elektromotorom pogonjeno vitlo.

Posebne konstrukcije su automatska pritezna vitla. Na brodovima, kojima se gaz brzo mijenja

zbog ukrcaja ili iskrcaja tereta, brzo se povećava i smanjuje razmak između broda i kopna, pa

se zbog toga mijenja i pritezna sila. Da pri tome uže ne bi puklo, odnosno da se vez ne bi

olabavio, u pritezno vitlo se ugrađuje automatski uređaj za održavanje konstantne pritezne

sile.

Načelo rada automatskog priteznog vitla prikazano je na slici 1. Zupčanik (3) je vezan na

osovinu bubnja vitla (5) preko jakih spiralnih pera. Spiralna pera prenose silu pritezanja i

njihovo rastezanje je proporcionalno toj sili. Kad sila pritezanja poraste iznad, ili padne ispod

određene vrijednosti, promjena dužine spiralnih pera prenese se sustavom polužja na uklopku

(14) koja uključuje pogonski elektromotor vitla (1), pa se pritezno uže odmata ili namata sve

dok sila ne poprimi zadanu vrijednost. Pomicanjem kontakta na uklopki mogu se podešavati

vrijednosti dozvoljene pritezne sile.

Sl. 1 . Vertikalno elektromotorom pogonjeno pritezno vitlo

1-elektromotor, 2-cilindrični zupčanici, 3-pužni prijenos, 4-kućište, 5-osovina, 6-spojka, 7-bubanj, 8-poklopac

bubnja

2

Sl. 2. Automatsko pritezno vitlo

1-elektromotor vitla, 2-mali zupčanik spojen s elektromotorom, 3-veliki zupčanik, 4-ploča uklinjena na os

bubnja, 5-osovina bubnja, 6-bubanj za uže, 7-spojno pero podešeno na određenu silu, 8-polužje za prenošenje

međusobnog pomaka na ploču (4), 9-tuljak na osovini, 10-polužje za prenošenje gibanja na uklopku, 11-segment

(zupčani) i zupčanik, 12-matica i vijak za aksialno pomicanje, 13-vreteno za pomicanje uklopke u smjeru + ili -,

14-uklopka za elektromotor, 15-kontakti (+sila se povećava, - sila se smanjuje)

3. SIDRENA VITLA

Pogonski stroj sidrenog vitla može biti elektromotor, dizel-motor ili hidraulički motor. On

mora biti tako dimenzioniran da izvuče sidro sa 100 metara lanca za 10 minuta. Izvedbe

sidrenih vitala mogu biti horizontalne i vertikalne. Vertikalna izvedba koristi se na brodovima

kojima je potrebna veća slobodna površina na pramcu (npr. na trajektima s pramcem koji se

podiže). Prednost takve izvedbe je mnogo bolje zaštićen pogonski stroj jer se nalazi ispod

palube. Na slici 3. prikazano je horizontalno sidreno vitlo.

3

Sl. 3. Horizontalno sidreno vitlo

Na stražnjoj strani vitla postavlja se potpuno zatvoreni elektromotor s kojega se prenosi snaga

preko sigurnosne spojke prijenosa na glavne osovine s lančanicima i kočnicama. Prijenos je

zatvorene izvedbe i sastoji se od pužnog prijenosa i više pari čelnih zupčanika koji se nalaze u

uljnoj kupki. Elastična sigurnosna spojka čini spoj između reduktora i elektromotora i štiti

mehaničke dijelove vitla od preopterećenja. Lančana kola su smještena na glavnim osovinama

i mogu se slobodno oko njih kretati. Zupčaste spojke služe za hvatanje lančanika na

osovinama. Na vanjskim krajevima glavnih osovina uklinjeni su pritezni bubnjevi. Pojasne

kočnice, koje su postavljene na lančanicima, služe za blokiranje lančanika.

Sl. 4. Kombinacija sidrenog i priteznog vitla

1-elektromotor, 2-kućište prijenosa, 3-ručka za upravljanje spojkom priteznog vitla, 4-ručka za upravljanje

spojkom sidrenog vitla, 5-elastična spojka, 6-bubanj za namatanje prvog užeta, 7-bubanj priteznog vitla, 8-

pritezna glava, 9-lančanik, 10-kandžasta izvrstiva spojka, 11-upravljačka kutija

4

Na slici 4. prikazana je kombinacija sidrenog i priteznog vitla. Obje strane su međusobno

spojene s osovinom i elastičnom spojkom. S lijeve strane priteznog vitla nalazi se bubanj za

namatanje prvog užeta koje se baca na obalu. Ovakva kombinacija osigurava veliku

fleksibilnost pri sidrenju ili pritezanju broda.

Između sidrenog vitla i lanca nalazi se stoper koji na sebe preuzima silu, koja djeluje između

lanca i broda, u slučaju kad je brod usidren. Najjednostavniji oblik stopera je obična kuka s

kojom se zahvati lanac. Najveću primjenu našao je stoper s kolom gdje se sidreni lanac za

vrijeme dizanja kotrlja preko kola u stoperu i time smanjuje snagu za dizanje sidra i trošenje

lanca.

4. TERETNO VITLO

Teretno vitlo se postavlja na palubi na pogodnom mjestu u blizini grotla. Ono diže i spušta

teret pomoću užeta namotanog na bubnju, zatim pomiče teret preko pomoćnog bubnja, koji je

uklinjen u produžetku vratlia glavnog bubnja. Pomicanje tereta vrši se s pomoću samarica i

niza koloturnika. Vitlom se može još vršiti i pritezanje broda.

Za obavljanje navedenih zadataka vitlo treba moći:

- dizati teret određenom brzinom;

- držati teret na određenoj visini i onemogućiti neželjeno spuštanje tereta;

- spuštati teret, pod nadzorom;

- preuzeti slobodno uže u momentu rasterećenja od tereta, a da pri tome ne dođe do

prekomjernog opterećenja;

- omogućiti lagano spuštanje tereta na podloge i da pri tome odgovara zahtjevima

upavljača;

- zaustaviti se pri preopterećenju, te se automatski ponovno uputiti kada preopterećenje

nestane;

- imati pogodno ubrzanje i usporenje.

5

Brodska vitla su brža i prikladnija od onih na kopnu. Način rukovanja teretom je različit u

različitim lukama, te vitla trebaju biti tomeugođena. Dosta je uobičajen postupak rada, tzv. All

americana, gdje se samarice povežu u zajednički rad. Teret se s podloge podiže s jednim

vitlom, a spušta se unutar grotla drugim vitlom. Teret se prenosi s jedne samarice na drugu.

Slika 5. Dizanje tereta pomoću vitala i samaraice

Za teške terete samarica se obično okreće, te prenosi teret poprijeko od mjesta odlaganja do

grotla skladišta.

Sila F kojom se podiže teret Q ovisi o broju koloturnika, umetnutih između tereta i vitla. U

najjednostavnijem slučaju, prema Slici 5, teret visi na jednom koloturniku, zavješneom preko

koloturinka (3) na gornjem vrhu samarice (6). Na donjem kraju samarice zavješen je drugi

koloturnik (3), preko kojeg se uže vodi na Bubanj za namatanje vitla (1). Sila F je veća od

sile tereta Q za stupnjeve djelovanja obaju koloturnika.

Stupanj djelovanja koloturnika ovisi o vrsti ležaja i gipkosti užeta, a kreće se od 0,9 do 0,96.

Sila S, koja djeluje u klobučnici (8), ovisi o teretu i težini samarice (6). Od težine samarice se

uzima samo polovina, jer drugu polovinu nosi ležište samarice, hujmica (4). Ta sila i sila u

samarici mogu se odrediti grafički.

6

Promjer užeta za dizanje tereta može se odabrati iz tablice, s tim da pogoduje nosivosti užeta,

prema sili F, kojoj je izloženo uže u radu. Duljina užeta ovisi o duljini samarice, o broju

kolotura i dubini, odnosno udaljenosti mjesta od kojeg mora kuka za teret dosegnuti u

skladištu broda.

Kada je uže najviše odmotano s bubnja, na njemu trebaju ostati namotana još barem dva

navoja, da se poveća sila kojom je uže na bubanj pričvršćeno. Na kraju vratila bubnja uklinjen

je pomoćni bubanj, ili bubanj za vez, s približno kosom izvodnicom, ili jednostavni valjkasti

bubanj s uzdignutim rubovima.

Pomoćni bubanj služi za namatanje užeta kojeg vuče klobučnica, kada se želi promijeniti

nagib samarice, a može služiti i za pritezanje broda k obali. Za pouzdan i brz ukrcaj i iskrcaj

tereta s pomoću samarica, pored vitla za teret, postoje i pomoćna vitla, kojima se mijenja kut

nagiba samarice ili se samarica postavlja u bočni položaj. Paralelni rad dvije samarice s

pripadnim vratilima se najčešće primjenjuje za ukrcaj i iskrcaj robe u komadima, sanducima,

bačvama i sl.

Za povećanje brzine na bubnju F na vratilima se ugrađuju zupčanici. Može biti jedan ili više

pari zupčanika, ovisno o pogonskom stroju. Zupčanici su postavljeni u zatvorenom kučištu i

povezuju pogonski stroj s bubnjem vratila.

Zupčanici moraju biti izrađeni tako da rdžade bešumno. Svaki ugrađeni par zupčanika troši

izvjestan rad pri trenju između zubaca i ležajeva vratila, te je stvarna sila F manja za stupanj

djelovanja prijenosa. Zbog pokrivanja gubitaka u ležajevima i zupčanicima pogonski stroj

mora imati veću snagu od učina potrebnog za dizanje tereta.

5. HIDRAULIČKI UPRAVLJANA VITLA

Ovaj tip vitala sve je češće u uporabi na brodovima. Njima nije potreban pogonski stroj

svakog vitla s pripadnim uređajem upravljanja, prijenos, spojka i mjenjač brzine. Kod

hidraulički upravljanih vitala jedna pumpa može pogoniti više vitala. Svako vitlo ima izravno

prigrađeni hidraulički motor.

Prednosti hidrauličkih vitala su:

smanjenje električne opreme

izravno djelovanje i linearna promjena broja okretaja

7

adekvatno podmazivanje (jer se svi dijelovi okreću u ulju)

jednostavno opsluživanje

Sl. 6. Načelo rada hidrauličkog motora

1-cirkulacijska pumpa ulja, 2-ventil upravljanja, 3-hidraulički motor, 4-klizač ili razvodnik, 5-osovina za spoj

bubnja vitla, 6-nadoljevni visinski tank, 7-magnetski filtar, 8-sigurnosni ventil, 9-ručka za upravljanje, 10-

nepovratni ventil

Načelo rada hidrauličkog motora prikazano je na slici 6. Od pumpe (1), koja je pogonjena

elektromotorom, ulje protječe pod tlakom do ventila upravljanja (2) spojenog na kućištu

hidrauličkog motora (3). Smjer protjecanja ulja u ventilu upravljanja usmjerava se klizačem ili

razvodnikom (4). S klizačem u položaju prema slici, odnosno s ručkom upravljanja (9) u

vertikalnom položaju, teret vitla miruje, a ulje prolazi kroz kontrolni ventil natrag povratnim

cjevovodom na usisnu stranu pumpe preko magnetskog filtra (7). Klizač se upravlja ručkom.

U slučaju dizanja tereta, ručka se pomiče desno, a klizač ide prema dolje i zatvara povratni

8

vod ulja. Ulje mora proći odozgo kroz prekotlačni ventil u hidraulički motor. Ulje pod tlakom

djeluje na lopatice hidrauličkog motora i okreće ga u smjeru dizanja tereta, jer je bubanj vitla

izravno spojen na osovinu (5). S tlačne strane hidrauličkog motora put ulja je otvoren kroz

ventil upravljanja natrag na pumpu. Teret koji visi na kuki, ručkom (9) i klizačem (4) u

položaju mirovanja, pokušava pokretati motor u smjeru spuštanja. Tlak između krila u

hidrauličkom motoru i nepovratnom ventilu (10) podići će se i na taj način spriječiti

pokretanje motora u smjeru za spuštanje.

Razlike u količini ulja promjenom temperature nadoknađuju se iz nadoljevanog tanka (6) koji

je spojen na usisnu stranu pumpe. Tank se postavlja na oko 4-6- metara iznad najviše točke

vitla.

Tlakovi u sustavu vitala su do 30 bara, ako je sustav niskotlačan, ili do 250 bara ako je sustav

visokotlačan.

Na slici 7. prikazan je raspored vitala na palubi s mogućnošću istodobnog i pojedinačnog

rada. Pri takvim rješenjima hidraulički motor ima kućište s dvije dijametralno postavljene

komore, dok se rotor u kućištu okreće, te ima osam krila postavljenih u parovima. Jedinica

upravljanja, pričvršćena na kućište hidrauličkog motora, sastoji se od dvaju ventila s

pripadnom ručkom. Jednim ventilom moguće je regulirati područje brzine hidrualičkog

motora, dok se drugim upravlja smjer njegovog okretanja.

Sl. 7. Raspored vitala na palubi

1-cirkulacijska pumpa ulja, 2-teretno vitlo, 3-sidreno vitlo, 4-ventil za promjenu smjera ulja, 5-hidraulički motor,

6-nadoljevni visinski tank, 7-zaporni ventil, 8-filtar

9

6. ŠTOPERI

Štoperi imaju zadaću da preuzmu na sebe silu koja djeluje između lanca i broda kad je brod

usidren i da time rastereti sidreno vitlo.

Štoperi se izvode u raznim oblicima.Najjednostavniji oblik štopera je obična kuka, kojom se

zahvati lanac.

Najčešće se primjenjuju slijedeći štoperi:

štoper s vijkom;

štoper s polugom;

štoper s kolom.

Štoper s vijkom vodi lanac kroz čvrstu vodilicu prilikom dizanja i obaranja sidra, a blokira se

s pomoću čeljusti.

Štoper s polugom vodi lanac, i on klizi po čvrstim vodilicama, a blokira se s pomoću poluge.

Štoper s kolom se sve više primjenjuje na brodovima, jer smanjuje trenje u samom štoperu, te

je time potrebna manja snaga za dizanje sidra i smanjuje se trošenje lanca. Sidreni lanac se

kotrlja preko kola u štoperu.

Štoperi od lijevanog čelika su vrlo robustne izvedbe. Štoper s kolom može se izrađivati od

čelika zavarivanjem.

10

7. KORMILARSKI UREĐAJI

Kormilarski uređaji treba da udovoljavaju zahtjevima koji se odnose na upravljanje brodom.

Pod upravljanjem brodom podrazumijeva se stabilnost smjera vožnje, tj. sposobnost da se

željeni smjer dobro održava, sposobnost okretanja, tj. težnja da se napravi što manji krug

okretanja, te osjetljivost uređaja, odnosno sposobnost da se brod iz jednog brzo dovede u

drugi smjer vožnje.

Kada se kormilo otkloni od središnjice broda koji plovi, u njega udaraju silinice i uzroče

određeni pritisak na njegovu plohu. Pri tome nastaje sila F koja djeluje na kormilo.

Sl. 8. Djelovanje kormila

α - kut otklona kormila, F – sila na kormilu, r – krak sile s obzirom na osovinu kormila, h – krak sile s obzirom

na težište broda, G,Mt – moment zakretanja kormila, M’t – moment zakretanja broda

Moment okretanja Mt = F h, koji nastaje djelovanjem kormila, okreće brod u smjeru strjelice.⋅

Taj se moment postiže kormilarskim strojem. Pri tome treba savladati moment F r, jednak po⋅

veličini, ali protivnog smjera od momenta Mt. Sila F koja djeluje na kormilo ovisi o površini

kormila, obliku kormila i trupa, brzini broda i kutu otklona. Način djelovanja kormila

prikazan je na slici 8.

11

8. NAČELO RADA KORMILARSKIH UREĐAJA

Danas su na brodovima najrašireniji elektrohidraulički kormilarski uređaji. Takvim uređajima

se upravlja sa zapovjedničkog mosta određenom transmisijom za upravljanje. Ta se

transmisija sastoji (u osnovnome) od kormilarskog kola, davača, primača impulsa ili

telemotora, polužja za upravljanje i dobavne pumpe promjenljivog stapaja koja treba dati

hidraulični tlak u cilindre stroja. Ukoliko je čitav sustav transmisije hidraulični, okretanjem

kola davača djeluje se na tekućinu u njemu i na taj način se uzrokuje pomicanje u primača.

Klip davača je izravno spojen s kormilarskim kolom preko zupčanika, a primač je izravno

spojen s mehanizmom za pokretanje kormila preko križne glave. Odatle proizlazi da svako

pomicanje preko kormilarskog kola izaziva odgovarajuće pomicanje na mehanizmu za

pokretanje kormila. Svakom kutu otklona kormila odgovara kut okretanja kormila na mostu.

U čitavom sustavu se nalazi specijalna tekućina otporna na smrzavanje.

Električno daljinsko upravljanje može biti izvedeno i kao vremensko upravljanje kojemu za

upravljanje služe dva pritisna tastera ili jedno malo upravljačko kolo, odnosno poluga preko

koje se izravno ili posredno pokreće kormilarski stroj. Postignuti otklon kormila ovisi o tome

koliko je dugo uključen upravljački uređaj. Takvo upravljanje je jednostavno, ali se nikada ne

primjenjuje samo, već kao dodatak drugoj vrsti upravljanja.

8.1. Hidraulički kormilarski uređaj (žiro-hidrauličko upravljanje)

Na slici 9. prikazan je hidraulički kormilarski uređaj s kombiniranim žiro-hidrauličkim

upravljanjem.

Davač telemotora izvodi se s rotacijskom klipnom pumpom i nalazi se u upravljačkom stupu.

Pumpa (1), kojoj se kapacitet i smjer dobave može kontinuirano mijenjati, spojena je preko

tlačnih cijevi s cilindrima kormilarskog stroja.

12

Sl. 9. Hidraulični kormilarski uređaj s kombiniranim žiro-hidrauličnim upravljanjem

1-pumpa promjenljiva stapaja, 2-elektromotor, 3-nadoljevni tank, 4-primač telemotora, 5-upravljački stup s

davačem telemotora, 6-davač pokazivača otklona, 7-pokazivač otklona, 8-prekotlačni i protočni ventil, 9-

upravljačka ploča žiro-pilota, 10-usiljivač žiro-pilota, 11- povratna veza

Pumpa je spojena s pogonskim elektromotorom (2) i okreće se stalno u istom smjeru.

Nadoljevni tank ulja (3) služi za pokrivanje vanjskih i unutarnjih gubitaka pumpi, dok je

uloga prekotlačnog ventila (8) da zaštiti sustav od preopterećenja. Ručnim kolom na

upravljačkom stupu (5) pokreće se izravno spojena rotacijska pumpa koja služi kao davač i

potiskuje ulje u primač telemotora (4) koji se inače izvodi s oprugama za centriranje. Ukoliko

se okrene ručno kolo, pokrene se davačka pumpa što uzroči sinhrono pomicanje klipa primača

telemotora (4) koji preko polužja pomiče stapaj pumpe (1) u određenom smjeru. Pumpa (1)

tlači ulje u određeni cilindar kormilarskog stroja toliko dugo dok ne prestane gibanje

telemotora i dok polužje povratne veze (11) povezane s jarmom kormila ne vrati stapaj pumpe

(1) na nulu.

Kombinacija dvaju odvojenih sustava upravljanja s hidrauličkim telemotorom i žiro-pilotom

primjenjuje se na gotovo svim brodovima jer udovoljava najstrožim zahtjevima u pogledu

sigurnosti. Ugradnjom upravljačkog dijela žiro-pilota u kormilarski stup na mostu, koji već

sadrži davač normalnog hidrauličkog motora s rotacijskom pumpom, postignuta je

koncentracija svih upravljačkih uređaja u jednoj jedinici. Kao “davač” žiro-pilota služi

upravljačka ploča (9) na mostu, a kao primač primjenjuje se “usiljivač” (10). “Usiljivač” se

priključuje na nastavak poluge kod kormilarskog stroja na čijoj je drugoj strani povezan i

13

primač hidrauličkog telemotora. “Usiljivač” ima ugrađen elektromotor koji preko zupčanog

prijenosa i jedne ozubljene letve djeluje na pumpu promjenljivog stapaja, a time i na otklon

kormila. Ozubljena motka dobiva pogon od jednog malog zupčanika koji je s ostalim

mehanizmom “usiljivača” vezan preko jedne elektromagnetske spojke. Pri upravljanju

hidrauličkim motorom spojka nije aktivirana i odvaja “usiljivač” od poluga za podešavanje

tako da primač telemotora, neovisno od usiljivača koji je u stvari odvojen, pomiče

oslobođenju ozubljenu motku.

Kod prijelaza na elektično upravljanje žiro-pilotom otvori se protočni ventil (8) i uključi

“Usiljivač” i njegova elektromagnetska spojka. Sada je ozubljena motka povezana s

”usiljivačem”i može preko poluga slobodno pokretati klip primača telemotora. Zbog

otvorenog protočnog ventila, klip pruža znatno manje otpora. Automatsko se upravljanje

ukopča pomoću sklopke na upravljačkom stupu. Prebacivanjem te sklopke u drugi položaj

isključuje se automatsko upravljanje i uključuje uređaj za ručno električno upravljanje.

Tasterima ili malim ručnim kolom na upravljačkom stupu daju se “usiljivaču” odgovarajući

impulsi tako da sada on preuzima podešavanje pumpe. Protočni ventil ostaje i u tom slučaju

otvoren.

Uređaj, dakle, omogućuje tri mogućnosti kormilarenja: ručno kormilarenje, automatsko

kormilarenje sa žiro-pilotom i ručno-električno upravljanje s tasterima ili malim kolom.

8.2. Rotacijski hidraulički kormilarski stroj

Na prethodnom primjeru (slika 9.) prikazan je kormilarski uređaj s cilindrima. Međutim,

poznata je još jedna izvedba koja se u zadnje vrijeme pretežno koristi, a to je rotacijski

hidraulički kormilarski stroj (slika 10.).

Na osovini kormila (3) uklinjen je rotor (2) dok je stator (7) vezan na brodsku konstrukciju.

Zvjezdasti rotor (2) s tri krilca može se okretati na jednu ili na drugu stranu.

14

Sl. 10. Rotacijski hidraulički kormilarski stroj

1-primač, 2-rotor s krilcima, 3-osovina kormila, 4-elektromotor, 5-pumpa promjenljiva stapaja, 6-povratna veza,

7-stator, 8-“ručno” upravljanje

Krilca se pod pritiskom tekućine okreću u kućištu s tri komore. Kada primač (1) pomakne

motku za upravljanje pumpe s promjenljivim stapajem, počinje, u lijevi ili desni do svake

promjenljive komore, ulaziti ulje pod tlakom i zaokretati rotor s krilcima, odnosno list

kormila. Uređaj zauzima manje mjesta od navedenog s cilindrima, i jednostavniji je za

održavanje. Često puta se na primaču (1) nalaze elektromagnetski ventili (8) na koje se može

ručno djelovati preko prekidača, a oni opet djeluju na pomicanje motke za upravljanje koja je

povezana s pumpom promjenljiva stapaja. Na taj se način može “ručno” kormilariti iz

prostorije kormilarskog stroja.

9. UPRAVLJNJE KORMILARSKIM STROJEM

Prema pravilima klasifikacijskih zavoda i međunarodnih pomorskih institucija, upravljanje

glavnim kormilarskim uređajem sa zapovijedničkog mosta i iz alternativnih upravljačkih

stanica.

Upravljanje može biti:

mehaničko;

hidraulično;

15

električno.

Prostor kormilarskog stroja može se smatrati kao alternativno upravljačko mjesto. Mehanički

način upravljanja, putem motke i prijenosa može se primjeniti na kratkim udaljenostima i na

malim plovećim objektima.

Uobičajno, na brodovima se primjenjuje hidraulični i električni način upravljanja. Hidraulični

način upravljanja nazivamo telemotorsko upravljanje, koje ima dva osnovna dijela: davač

smješten na zapovijedničkom mostu, i primač u neposrednoj blizini ili na kormilarskom

stroju.

Na modernim i posebno velikm brodovima gdje se udaljenost između kormilarskog stroja na

krmi i položaja kormilarskog kola velika pokazuje se velika prednost hidrauličnog telemotora.

U ovakvom sustavu bitne su bakrene cijevi malog promjera, koje povezuju davač na

zapovijedničkom mostu s primačem u porstoru kormilarskog stroja. One se mogu voditi bilo

kuda na brodu, uz uvijet da su zaštićene od topline i oštećenja.

9.1. Hidraulički telemotor

Na slici 11. prikazan je osnovni princip daljinskog telemotorskog upravljanja kormilarskim

strojem od davača (A) na zapovijedničkom mostu do primača (B) na kormilarskom stroju.

Modul davača povezan je cijevima s modulom primača, a one su napunjene, uljem posebne

kakvoće, otpornim na niske temperature.

Modul davača sastoji se od cilindra (3) u kojem se pokreće stap (4) na kojeg se nadovezuje

ozubljena letva (7). Ozubljenu letvu zahvaća zupčanik (9), na kojeg se nadovezuju zupčanici

(6) i (8), tako da se ovaj sustav zupčanika zajedno sa ozubljenom letvom sa stapom pokreće

kormilarskim kolom (5). Srednji dio cilindra povezan je s pomoću cijevi (22) s ventilskom

komorom (23) i dalje s tankom (1) za nadopunjavanje sustava uljem preko cijevi (24). Modul

primača sadrži dva nepokretna klipa (18) i (20) u cilindru (19), razdijeljenom unutarnjom

pregradom na dva dijela. Preko cilindra navučena je jaka opruga (14). Polugama (17), koje su

spojene s cilindrom utječe se na radni mehanizam kormilarskog stroja. Čitav sustav se puni

uljem preko cijevi (15), ventila (13) i (16) i šupljih klipova (18) i (20). Spojna cijev (10) s

ventilom (11) služi za mogućnost prestrujavanja ulja iz jednog prostora cilindra u drugi.

16

Ako se kormilarsko kolo okreće u smjeru protivnom smjeru kretanja kazaljke na satu,

on će se pomaknuti preko zupčaničkog prijnosa i zupčaste motke, stap (4) prema gore, i tlačit

će ulje kroz cijev (21) u šuplji klip (18) i u desni prostor cilindra (19). Zbog tlaka ulja na

pregradu cilindra, on će se pomaknuti u lijevu stranu, i ulje će iz lijevog prostora preko klipa

(20) i cijevi (12) ulaziti s donje strane u cilindar davača (3).

Pri pomicanju cilindra (19) primača (B) povlače se motke (17), koje su povezane

mehanizmom kormilarskog stroja, čime se kormilarski stroj sa svojim cilindrima upućuje i

dolazi do okretanja kormila.

Ako se želi kormilo vratiti u prvobitni položaj, potrebno je kormilarsko kolo okretati u smjeru

protivnom od smjera kazaljke na satu. Postupak se ponavlja, ali obratnim tokom proticanja i

djelovanja ulja. Ako u sustavu naraste tlak iznda dopuštene granice, otvori se lijevi ventil u

komori (23) i ulje prestrujava iz cjevovoda u tank (1) i obratno, pri niskom tlaku, zbog

propuštanja, ulje preko desnog ventila komore (23) ulazi u cjevovod. Za odjeljivanje zraka iz

sustava koristi se ventil (2).

Sl. 11. Princip djelovanja hidrauličkog telemotora

17

Danas se vrlo često na brodovima svih tipova i veličina primjenjuje električni praćeno

upravljanje pogonskim dijelom kormilarskog uređaja, koji se naziva električni telemotor.

9.2 Hidraulični kormilarski stroj s električnim motorom

Na slici 12. prikazan je hidraulični kormilarski uređaj s električnim telemotorom.

Sisaljka je promjenjivog stapaja i dobave. Kod nje se smjer dobave i sam kapacitet regulira

prilagodbom stapaja ili na neki drugi sličan način.

Sisaljka je preko tlačnih cjevovoda spojena s cilindrima kormilarskog stroja. Preko elastične

spojke sisaljka je izravno vezana s elektromotorom, koji je stalno vrti u jednom smjeru. Preko

nepovratnih ventila u kućištu sisaljke i nadolijevnog tanka nadoknađuju se mogući gubitci

tekućine u tlačnom sustavu. Prekotlačni ventil u ventilnoj stanici štiti sustav od prekomjernog

18

tlaka. Stanica je kombinirana s jednim protočnim ventilom, koji se mora otvoriti pri

eventualnom mehaničkom pogonu za nužnost.

Stapaj sisaljke se regulira električki, daljinskim upravljanjem. S pomoću ručnog kola u

upravljačkom stupu dovedu se kontakti ugrađeni u davaču u nepodudarni položaj u odnosu na

iste takve kontakte u kontroloru kormila. Zbog međusobnog pomaka faze tih kontakata,

uzbudi se generator, koji počne davati struju regulacijskom motoru. Regulacijski motor

počinje se vrtjeti u smjeru određenom uzbuđenjem generatora, te preko vretena i poluga

regulira stapaj sisaljke, tako da ona tlači ulje u odgovarajući cilindar kormilarskog stroja.

Istodobno se s pomoću vretena prilagođava kontroler kormila.

Kada se kontakti kontrolera dovedu u položaj koji odgovara prethodno prilagođenom položaju

davača, generator više ne daje struju i motor za prilagodbu sisaljke se zaustavi.

Povratne poluge, povezane s vratilom kormila, pri tome opet reguliraju dobavu sisaljke na

nulu i pomicanje kormila je završeno.

Svakom položaju davača u upravljačkom stupu, odnosno svakom položaju upravljačkog kola

odgovara jedan točno određeni kut kormila.

Upravljanje je ovisno o putu ručnog kola, tj. kormilo jednoznačno prati okretanje ručnog kola,

pa se to upravljanje naziva i praćenim upravljanjem.

Ako pri preopterećenju kormilarskog stroja, u vremenskim nepogodama i slično, prekotlačni

ventil u ventilnoj stanici propusti tekućinu, i time kormilo dođe u neželjeni položaj, poluge za

povratnu vezu daju susaljki opet potreban otklon, te ona dobavlja tekućinu u odgovarajući

cilindar i automatski vraća kormilo u početni položaj, a da se kormilar o tome uopće ne mora

brinuti.

Za kontrolu otklona kormila služi kazaljka, ugrađena u stupu s vratilom kormila, koja

pokazuje trenutačni položaj kormila.

Pored opisanog električnog upravljanja, postoje i druga riješenja.

Sl. 12. Hidraulički kormilarski stroj s električnim telemotorom

19

Za brodove koji često i dugo plove u stalnom kursu, pogodnim se pokazalo automatsko

kormilarenje, s tzv. zvrčnim-pilotom. Kombinacija ovih dvaju odvojenih sustava upravljanja,

tj. s hidrauličnim telemotorom i zvrčnim (žiro) – pilotom (suastav s dvjema jedinicama),

primjenjuje se danas gotovo na svim brodovima, jer udovoljava najstrožim zahtjevima u

pogledu sigurnosti. Ugradnjom upravljačkog dijela zvrčnog-pilota u kormilarski stup na

mostu, koji već sadrži davač normalnog hidrauličnog telemotora s rotacijskom sisaljkom,

postiže se svrsishodno okupljanje svih upravljačkih uređaja u jednoj jedinici, uz istodobnu

uštedu prostora na mostu, jer otpada potreba za posebnim smještajem upravljačkog stupa

zvrčnog-pilota. Zvrčni pilot je obično izveden kao električno daljinsko upravljanje. Pri tome

kao davač služi upravljačka ploča na mostu, a kao primač primjenjuje se usiljavač. Zvrčni-

20

pilot omogućuje dvije vrsti električnog daljinskog upravljanja: ručno električno upravljanje s

mosta i automatsko upravljanje s pomoću zvrčnog-kompasa.

9.3. Davač i primač hidrauličnog telemotora

Davač telemotora može biti jednocilindričan i dvocilindričan. U drugom slučaju svaki cilindar

je vezan s jednom stranom cilindra primača. Kada je klip jednog cilindra davača u gornjem

krajnjem položaju, klip drugog cilindra je u donjem krajnjem položaju, i obratno.

Davači telemotora s jednim ili dva cilindra imaju nedostataka, jer se njihovo kretanje prenosi

na tekućinu (ulje) cjevovodom. Budući da je u cjevovodu propuštanje neizbježno, može doći

do pojave nesinkronosti u radu ovih dvaju cilindara, što ima kao posljedice da položaj klipa u

davaču ne odgovara točno položaju klipova u primaču.

Položaj pokazivača otklona kormila, koji je mehanički vezan s davačem, ne pokazuje stvarni

položaj kormila.

Zbog ovih nedostataka, danas se sve manje koriste davači s jednim ili dva cilindra, nego se za

davače koristi rotacijska klipna sisaljka.

Postoje dvije izvedbe sisaljke:

s konstantnom dobavom za telemotorske uređaje;

s promijenjivom dobavom za neposredni hidraulični ručni pogon.

Na slici 13 prikazan je tip davača s aksijalnom rotacijskom klipnom sisaljkom u upravljačkom

stupu. Ručnim kolom (1) preko stožastih zupčanika (2) i (3) i vratila (4), pokreće se rotacijska

sisaljka (5) uronjena u tekućinu. Ona, prema blizini, odnosno smjeru vrtnje, daje stanovitu

količinu tekućine u odgovarajući cilindar primača.

Promjenom smjera vrtnje kola mijenja se i smjer dobave sisaljke. Promjenom položaja

nagibnog dijela sisaljke, koje se izvodi pomoću vretena (6), može se mijenjati dobava sisaljke

za jedan okretaj, a time i brzina okretanja ručnog kola, potrebna za prebacivanje kormila iz

jednog krajnjeg položaja u drugi. Budući da se cijeli hidraulični susatv nalazi ispod razine

ulja, onemogućeno je ulaženje zraka, a odzračivanje sustava može se provesti samom

sisaljkom davača.

21

Sl. 13. Davač telemotora s rotacijskom klipnom sisaljkom

Smjer dobave kod rotacijske sisaljke davača telemotoraovisi o smjeru vrtnje. Ona je, kao što

je već opisano, dvostrukim cjevovodom povezana s primačem telemotora na kormilarskom

stroju. Primač telemotora, koji je obično postavljen na kormilarskom stroju, preuzima tlak

tekućine od primača, koji se prenosi preko cijevi. Primač se preko dviju motki spaja na

vretenu (6) sisaljke promjenjive dobave (sl. 13.) i time se upravlja njena dobava pri zakretanju

kormial. Primač je također spojen i s povratnom polugom. Povratna poluga je spojena na

jaram kormila. Ona preko primača vraća kormilo u srednji položaj, kada se kolo na davaču u

kormilarnici postavi u taj položaj. To se vrši automatski, s pomoću opruga za centriranje.

Također je moguće ručno upravljanje ručnim kolom iz prostorije kormiarskog stroja. Takvo

upravljanje služi kao pomoćno kormilarenje u nužnosti. Na slici 8 prikazan je primač

telemotora u jednoj od prvobitnih izvedbi.

22

Sl. 14. Primač telemotora na kormilarskom stroju

Prvobitno, tekućina za punjenje sustava hidrauličnog kormilarskog uređaja bila je mješavina

vode i posebne tekućine (kilfrost), koja je otporna na smrzavanje.

Najčešće se koristila mješavia vode i glicerina. Svaki uređaj ima glicometar i termometar, da

se može izmjerit sadržaj glicerina u mješavini pri temperaturi od 15,56˚C (60 ˚ F).

Količina glicerina koja se dodaje vodi ovisi o očekivanoj temperaturi okoline, i iznosi:

za - 8˚C ..... 75% vode i 25% glicerina

za - 15˚C ..... 64% vode i 36% glicerina

za - 30˚C ..... 43% vode i 57% glicerina

za - 34˚C ..... 40% vode i 60% glicerina.

Takva smjesa je uvijek dovoljno tekuća da može osigurati pravilan rad hidrauličnom

prijenosu upravljanja. Pri dodatku od preko 60% glicerina tekućina postane previše gusta i

zato se ne upotrebljava.

Za punjenje hidrauličnog sustava danas se najviše koristi posebno ulje, koje treba imati

viskoznost od približno 1,78 ˚ E pri 21 ˚ C i moraju općenito biti otporni na niske temperature.

9.4. Električno upravljanje kormilarskim strojem

Električno upravljanje može se ostvariti na slijedeće načine:

23

automatsko upravljanje;

praćeno upravljanje;

nepraćeno upravljanje.

Način upravljanja bira se na upravljačkom pultu u prostoru kormilarnice, na zapovijedničkom

mostu, s pomoću prijeklopke.

Kod automatskog načina rada kormilarenjem se upravlja glavnim kompasom, koji osjeti bilo

koje odstupanje od zadanog smjera plovidbe. On se uzbuđuje signalom pogreške smjera

plovidbe, pomakne kormilo i vraća brod na prvobitni zadani smjer. Inače, zadani smjer

plovidbe određuje se okretanjem upravljačkog koa na pultu. Nije potrebno daljnje

prilagođavanje, dok se ne promijeni zadani smjer plovidbe.

Kod praćenog upravljanja kolo upravljanja se ručno okrene na željeni položaj kormila.

Kormilo se zaustavlja na naređenom položaju i tako ostane, dok se upravljačko kolo ne

okrene na neki drugi željeni položaj kormila.

Kod nepraćenog upravljanja kormilo je pomaknuto lijevo ili desno upravljačkom ručkom.

Kormilo se zaustavlja kada se ručka otpusti. Upravljački pult je predviđen za mogućnost

dvojnog upravljanja, prijeklopkom se bira lijevi ili desni način upravljanja.

Dvojnim načinom može se odabrati:

nepraćeno/automatsko upravljanje ili

praćeno/nepraćeno upravljanje.

Navedenom prijeklopkom se predviđa istodobno upućivanje elektromotora sisaljke na

kormilarskom stroju. Vođenje električnih vodova od upravljačkog pultado prostora

kormilarskog stroja je potpuno odijeljeno. Ovi vodovi su posbno spojeni na pripadne

hidrauličke jedinice prijenosa snage.

24

10. POPIS LITERATURE

Knjige:

1. Kurtela, Ž., Osnove brodostrojarstva, Veleučilište u Dubrovniku, Tiskara „Grafoprint“ d.o.o. Dubrovnik, 2000.

2. Ozretić, V., Brodski pomoćni strojevi i uređaji, Split Ship Manegement, 1996.3. D. Bošković, Brodske pomoćne mašine

  

25

11. POPIS SLIKA

REDNI BROJ NASLOV SLIKE STRANICA1. Vertikalno elektromotorom

pogonjeno pritezno vitlo2

2. Automatsko pritezno vitlo 33. Horizontalno sidreno vitlo 44. Kombinacija sidrenog i

priteznog vitla4

5. Dizanje tereta pomoću vitala i samaraice

6

6. Načelo rada hidrauličkog motora

8

7. Raspored vitala na palubi 98. Djelovanje kormila 119. Hidraulični kormilarski uređaj s

kombiniranim žiro-hidrauličnim 13

26

upravljanjem10. Rotacijski hidraulički

kormilarski stroj15

11. Princip djelovanja hidrauličkog telemotora

17

12. Hidraulički kormilarski stroj s električnim telemotorom

19

13. Davač telemotora s rotacijskom klipnom sisaljkom

21

14. Primač telemotora na kormilarskom stroju

22

27