Detaljerad design och överväganden för marint gummiskärmsystem

Detaljerad design och hänsyn till marint gummistänksystem

För valet av en gummiskärm krävs utformningen av delar såsom fenderpaneler, kedjor och fästen för fendersystemet. I synnerhet när det gäller gummiskärmar med paneler är utformningen av dessa delar en värdefull aspekt som bestämmer den slutliga storleken, gummikvaliteten och kostnaden. Efter valet, baserat på den effektiva förtöjningsenergin, om utformningen av en fenderpanel eller kedja för den valda gummiskärmen inte är lämplig, kan konstruktören förbise de inneboende farorna med systemet. Det är nödvändigt att utföra designen på lämpligt sätt i enlighet med den tekniska principen och bekräfta resultaten med köparen. De faktiska designberäkningarna kan överlåtas till tillverkarna eftersom detaljerna i dessa designprocedurer varierar beroende på typ, storlek och tillverkare. Därför presenteras de grundläggande koncepten för den grundläggande balansen mellan krafter och moment här.

(1) Tillåtet skrovtryck

Stänkskärmspanelen bör kunna sammanfogas med gummiskärmkroppen och dess storlek bör vara större än den kontaktyta som krävs för det tillåtna genomsnittliga skrovtrycket. Det genomsnittliga skrovtrycket P på panelen bestäms genom att dividera designreaktionskraften med den effektiva panelytan, som visas i ekvationen (nedan), för att bestämma storleken på fenderpanelen  . 

där

P : Genomsnittligt skrovtryck (kN/m2 = kPa)

R : Konstruktionsreaktionskraft (kN)

A: Effektiv kontaktyta för fenderpanelen (A = WFe x HFe：m2)

Hp : Tillåtet skrovtryck (kN/m2 = kPa)

WF: Bredd på fenderpanelen (WFe = Effektiv bredd：m)

HF: Höjd på fenderpanelen (HFe = Effektiv höjd：m)

Ovan presenterar värdena för det maximalt tillåtna skrovtrycket som rekommenderas för varje typ av fartyg i PIANC-riktlinjerna ändrade med ett exempel på inhemska resultat. Enligt tekniska standarder och kommentarer för hamnar och hamnanläggningar är det rekommenderade skrovtrycket 200 till 400 kN/m2 på förutsättningen att ramen (ribborna) kommer i kontakt på fartygssidan. Den effektiva bredden och effektiva höjden av fenderpanelen kanske inte inkluderar den sneda avfasade delen av änden i området men kan inkludera mellanrummen mellan hartsdynorna. Denna konfiguration visas i bilden nedan (effektiv storlek på fenderpanelen).

Även om skrovtrycket begränsas av styrkan på fartygssidan, är skrovtrycket inte enhetligt eftersom förstärkningen på skrovet inte är enhetlig. Det tillåtna skrovtrycket är det genomsnittliga ansiktstrycket, som används som standard för att bestämma storleken på fenderpanelen. På vissa platser är emellertid trycket högre än det genomsnittliga skrovtrycket vid den förstärkande ribban på fartygssidan. Dessutom är kontakttrycket noll på det indragna området. Dessutom, i fallet med vinkelförtöjning, är panelens kontakt i det inledande skedet av förläggning en punkt- eller linjekontakt, och kontaktytan kan inte beräknas. Även om skrovtrycket vanligtvis kallas kontakttrycket, kallas det här för det genomsnittliga skrovtrycket för att skilja det från det lokala kontakttrycket. Dessutom, eftersom detta tryck har ett stort värde i en gummiskärm utan panel, krävs ofta panelen när skrovtrycket är begränsat. 

(2)Lasthus för fenderpanel

Böjmomentet som appliceras på fenderpanelen bör noggrant övervägas i enlighet med det sätt på vilket kojkraften appliceras, som visas i nedanstående Fig. .

1) Punktbelastning: Hörnkontakt vid det inledande skedet av förtöjning, etc.

2) Linbelastning: Vinkelförtöjning, kontakt med skrovflamning, etc.

3) Två linjelaster: Kontakt av fartyg med bältat skrov

4) Centrallinjebelastning: Kontakt med mitten av två eller flera vertikala fendrar

5) Fördelad last: Full kontakt eller partiell kontakt med fenderpanel

(3) Designöverväganden

Vid design av fenderpaneler och kedjor kan förtöjnings- och lasthanteringsoperationer påverka fendrars hållbarhet och driftsäkerheten. Några representativa exempel är följande:

①Förebyggande av brott på grund av krokning av förtöjningslinor

②Förhindra fasthakning på skrovremmen

Som visas i den högra figuren i bilden nedan, om fartyget har ett bälte som sträcker sig från skrovet, är det effektivt att installera en vinge för att förhindra krokning genom att skapa en lutande del vid de övre och nedre ändarna av fenderpanelen. Dessutom, om ett sådant utsprång finns på kärlsidan, kan hartsdynan på ytan av panelen skadas snabbt; därför bör en hartsdyna inte användas när man ständigt tar emot laster som t.ex. en färja