В системе якорного механизма кораблей одним из самых ответственных элементов является цепь. Она служит для обеспечения связки корпуса судна и непосредственно якоря. Несмотря на внешнюю простоту устройства, данный компонент может иметь разную структуру и размеры. Помимо этого, якорная цепь в некоторых системах снабжается и вспомогательными функциональными устройствами. Но для начала стоит разобраться с конструкцией и технологией производства данного приспособления.
Устройство цепи
Самые первые якоря изготавливались из камня и древесины, а функцию соединителя выполняли канаты. И лишь несколько столетий назад в практику кораблестроения вошла комплектация металлическими конструкциями с цепью, способной выдерживать десятки тонн. Система формируется последовательно соединенными звеньями из смычек и разъемных элементов. В комплексном виде устройство якорной цепи также включает средства фиксации к промежуточной скобе, смычку крепления к судну и машинку, которая при необходимости (как правило, аварийные ситуации) позволяет сделать выброс вытравленного контура. Крайние звенья изготавливаются с параллельными сторонами без контрфорсов (центральная вертикальная перекладина внутри звена). Это дает возможность более удобного соединения элементов с точками крепления – к вертлюгам или жвака-галсу.
Технология изготовления морских цепей
Производство цепи организуется в промышленных условиях, хотя мелкоформатные изделия могут выполняться и ручным способом в небольших ремесленных мастерских по методу ковки. Крупные стальные звенья плетут из специально подготовленных цилиндрических прутков. Перед гибкой производят нарезку заготовки специальными ножами или пилами, после чего отрезки укладываются в рядную форму. Одинаковые по длине куски стальных прутьев отправляются на колтование – процесс чистки поверхностей металла от следов коррозии. Не обходится изготовление якорной цепи и без шлифования. Причем для этого используются не абразивные инструменты и расходники, а сами заготовки. Их помещают в специальный барабан, вращение которого приводит к трению прутков друг о друга. Под тяжестью собственного веса ударными движениями они и выполняют шлифовку своих поверхностей.
Самая же ответственная задача ложится на станки непосредственного плетения. На современных производствах это роботизированные аппараты, которые функциональными органами поочередно захватывают отрезки стальных прутьев, сгибают их мощными рычагами и в результате смычки образуют цепь. Для облегчения операции деформирования металл может предварительно нагреваться.
Покрытия для цепи
Вся система якорной инфраструктуры в процессе эксплуатации подвергается разного рода воздействиям агрессивных сред. Поэтому для якорных цепей, в частности, применяются следующие варианты защитных покрытий:
- Консервационная смазка. Технологическое покрытие для хранения и транспортировки конструкции, позволяющее защитить поверхность изделия от атмосферных осадков и неблагоприятного микроклимата в помещениях при долгосрочном содержании.
- Холодное цинкование. Облегченный вариант универсального защитного покрытия, оберегающего цепь от вредных воздействий широкого спектра – от солнечных лучей до химических реакций металла с щелочами.
- Горячее цинкование. Более надежное покрытие для защиты от влияния окружающей среды, в большей степени ориентированное на обеспечение стойкости металла перед коррозией.
- Окраска. Декоративно-защитная оболочка, которая служит для придания поверхности цепи технико-физической устойчивости и внешней привлекательности.
Стоит отметить, что средства антикоррозийной защиты понижают предельное удлинение конструкции в среднем на 20%, а разрывное усилие – на 10%. Поэтому технологи не злоупотребляют такими средствами защиты, стараясь закладывать свойства стойкости перед коррозией на этапе легирования сплава для цилиндрических прутьев-заготовок.
Размеры конструкции
Характеристики цепи определяются на этапе проектирования весом станового якоря и водоизмещением судна. Толщина изделия варьируется от 11 до 100 мм. При этом минимальное сечение на 11-13 мм формирует сплошные элементы без разделения смычками. Что касается длины якорной цепи, то она складывается из группы отрезков (в среднем от 10 до 13) и составляет 25-27 м. В массивных конструкциях вес одного элемента может достигать 150 кг, а на практике этого достаточно для удержания корабля с тягой порядка 400 т.
Виды цепей
Основной классификацией, с точки зрения эксплуатационных возможностей изделия, является прочностной признак. От него зависит сфера применения конструкции, предельные нагрузки и характер комплектации. По структурной схеме с учетом показателя прочности выделяют следующие виды якорной цепи:
- Нормальные. Толщина прута варьируется от 11 до 73 мм. Это цепи, изготавливаемые из стали класса 1а сварным или кованым методом.
- Цепи повышенной прочности. Калибр прута может достигать 152 мм в толщине. Используемая сталь имеет категорию 2а, а литые модели выполняются из сплава категории 26.
- Цепи высокой прочности. В изготовлении применяются те же методы ковки и сварки, а сталь может иметь категорию 36 при толщине прута до 152 мм.
Виды звеньев
Цепи комплектуются звеньями разных конструкций, а также вспомогательными элементами для обеспечения более прочных и эргономичных соединений. В зависимости от назначения и условий эксплуатации, цепь якорная может содержать следующие компоненты:
- Общие звенья. Формируют основу цепного каната. Параметры звеньев одинаковы по всей линии независимо от способа изготовления.
- Увеличенные звенья. Конструкционно это то же общее звено, но в более крупном исполнении.
- Соединительное звено. Используется для связки отдельных частей якорной системы вне основной линии.
- Концевые звенья. Интегрируется в конструкцию на концах коренных и якорных смычек.
В качестве вспомогательных элементов используются уже упомянутые вертлюги и жвака-галс. Их задачи, в зависимости от конфигурации якорной системы, могут выражаться в обеспечении связок между коренными скобами, отрезками основной цепи и якорным ящиком.
Маркировка цепи
Чтобы можно было определять длину вытравленной цепи, узлы контроля якоря оснащаются специальными счетчиками. Но также существует и визуальный способ маркировки цепи краской разными цветами через каждые 20 м. Например, маркировка якорных цепей на минимальном уровне 20 м будет выражаться одним красным звеном. На уровне 100 м используется оформление той же краской, но уже применительно к пяти звеньям. На 200 м можно обнаружить пять звеньев белого цвета и т. д. Общая маркировка якорного изделия с цепью также будет содержать информацию о техническом контроле, типоразмере, товарном знаке и дате проведения испытаний.
Заключение
Технико-конструкционное устройство цепного каната для якоря не меняется уже несколько столетий. Это связано с высокой надежностью устройства и простой схемой его эксплуатации. Меняются разве что способы якорной цепи, применяемые сплавы и средства внешней защитной обработки. Также совершенствуются и механизмы управления конструкцией, которые облегчают и процессы обращения с якорем. В новейших системах, к примеру, фигурируют автоматические и дистанционные приводы машин, освобождающих цепь.