Электрические связи между элементами электрооборудования устанавливают на этапе разработки принципиальных схем электро- радиотехнических систем и комплексов. В судовых помещениях электрооборудование размещают в соответствии с их функциональным назначением и опытом проектирования. Вся совокупность магистральных кабелей на этапе технического проекта разделяется на отдельные группы, проходящие по обоим бортам и в вертикальном направлении. При этом учитывается опыт проектирования судов-аналогов; ограничения на пропускную способность отдельных помещений, насыщенных механизмами, трубопроводами и электрооборудованием; технические требования к конструкции кабельных трасс, стойкости их к механическим и климатическим воздействиям, к надежности, безопасности и технологичности трасс. Значительное влияние на группирование кабелей оказывают тип и технология постройки судна. Так, при модульно-агрегатном методе постройки судна выделяют кабели, которые могут быть расположены в одном электромонтажном районе или группе районов, одновременно представляемых под монтаж. Это обеспечивает фронт работ, исключает промежуточную бухтовку кабелей.
Таким образом, в результате такой группировки возникает первоначальный вариант маршрутной схемы магистральных кабелей, которая используется как вспомогательный конструкторский документ. Точки, определяющие структуру кабельной сети, — места пересечения кабелей с переборками и палубами, места поворотов, отводов и разветвлений кабелей, приборы либо условные точки подсоединения кабелей — фиксируют на маршрутной схеме и нумеруют. Эти точки получили названия узлов, а участки между ними — звеньев. Маршрутная схема позволяет формализовать информацию о кабельной сети, а также обрабатывать ее на ЭВМ при решении задач размещения кабелей [4].
Группы кабелей делятся на очереди — совокупности кабелей, имеющие максимальную общность маршрутов и удовлетворяющих технологическим требованиям затяжки. В очередях выделяют пучки. После разделения всех магистральных кабелей на группы, очереди и пучки начинается процесс формирования кабельных трасс. Для каждого звена сети определяют максимально допустимое количество трасс и максимальный размер каждой трассы. Затем ранее найденные маршруты заполняют кабелями в соответствии с уровнями их упорядоченности. Вначале укладывают первый пучок первой очереди первой группы, затем второй и последующий пучки этой очереди. Аналогично размещают пучки второй и последующих очередей первой группы. Далее в том же порядке формируют вторую группу и т. д.
Подобный подход к проектированию кабельных трасс применяется лишь для судов с большой насыщенностью помещений оборудованием и трассами. Для другой части судов все кабели разбивают только на группы, далее по маршрутной схеме из кабелей формируют трассы. Очереди и пучки в этом случае выявляются при разработке схем затяжки магистральных кабелей (см. п. 2.3). Расчетное сечение трасс кабелей в обоих случаях рассчитывают по формуле. В данной формуле включены зазоры между кабелями.
Площадь прохода кабелей через коробку вычисляют с учетом нормированного расстояния между кабелями 5мм, обеспечивающего качественный процесс их уплотнения:
Проходную коробку выбирают из условия- полезная площадь кабельной коробки, которую приводят в технических условиях. Причем в полезную площадь коробки входит надкабельное пространство, высота которого равна 30 мм от верхнего края коробки.
При выборе крепежных изделий для кабелей учитывают массу изделий, их сложность, эксплуатационные качества, габариты и массу кабельных трасс, методы выполнения электромонтажных работ, типы переборок и палуб, толщины несущих конструкций и теплоизоляции. Наибольшие преимущества имеют кабельные подвески. Для крепления малых пучков кабелей широко применяют скоб-мосты. Кабельные подвески выбирают из условия — минимальная и максимальная площади заполнения подвески, которые берут из Технических условий.
При необходимости увеличения вылета подвески или пролета трассы проверяют статическую и усталостную прочность подвески (см, п. 3.2), Допускаемые нагрузки на подвеску приводят в Технических условиях. Действующую весовую нагрузку на подвеску определяют по формуле
— погонный вес i-го кабеля в трассе.
После выбора слесарного насыщения трассы оформляют сборочные чертежи установки электрооборудования и прокладки кабелей с их креплениями, а также другие конструкторские документы.
Применение подвесок для крепления кабелей требует соблюдения определенных правил при проектировании и разметке кабельных трасс [29]. Не допускается установка подвесок замками в другую сторону на отдельных участках трассы, так как в этом случае невозможно уложить кабели без бухтовки. Не рекомендуется в трассах с подвесками на отдельных участках переходить на скоб-мосты или другие крепежные изделия, так как при этом существенно усложняется укладка кабелей.
Рис. 2.4. Расположение подвесок в трассах
1 ... 10 — крайние по очередности затяжки кабелей пучка; I . . .V — очереди затяжки маршрутных групп кабелей
На растянутых переходах вертикальных трасс [29], расположенных на переборках (см. рис. 2.4, а), подвески, отмеченные крестиками, крепят болтами и устанавливают замками вниз на время затяжки и укладки кабелей. Направление затяжки маршрутных групп кабелей указано стрелкой. После укладки всех кабелей в трассе эти подвески переворачивают замками вверх, и трассу крепят окончательно. На ответвлениях от горизонтальных и вертикальных трасс, расположенных на переборках (см. рис. 2.4, б), подвески до ответвления и после него устанавливают замками к последнему по очередности затяжки кабелю. На каждом встречном ответвлении длиной более 6 м от горизонтальных и вертикальных трасс устанавливают отдельные подвески (см. рис. 2.4, в). Они располагаются либо замками вместе, если ответвление направлено в сторону закрытых частей подвесок на основной трассе, либо замками в разные стороны, если ответвление направлено в противоположную сторону.
На серийных судах кабельные трассы размечают по чертежам, отработанным и откорректированным на серию. На головных судах, а также судах единичной постройки приходится сначала проектировать и тут же размечать большинство кабельных трасс. Кабельные трассы и места установки крепежных изделий для кабелей размечают по 9 классу точности, допускается широкое применение свободных размеров, т. е. размеров, не установленных чертежом. Координаты кабельных трасс обычно указывают от конкретных деталей корпуса судна — палубы, подволока, шпангоута и т. п. В этих случаях разметка сводится к откладыванию на соответствующих деталях корпуса размеров с чертежа. Иногда координаты указывают от условных размерений судна (например, от основной линии, диаметральной плоскости и др.). Тогда размеры от условных линий приходится переносить в данное помещение.
Разметку выполняют в два приема [29]. Вначале разметку делают мелом с помощью больших линейки и угольника, а также шнура и чертилки. Если надо перенести один и тот же размер в больших помещениях судна с одной переборки на другую, то пользуются шланговым уровнем, состоящим из двух стеклянных трубок, соединенных одна с другой резиновым шлангом и заполненных жидкостью. После разметки мелом окрашивают белилами основные линии, определяющие места установки крепежных изделий. Если необходимо более точно определить места установки изделий, то на окрашенной линии керном ставят несколько точек. На размеченных трассах пишут белилами их условные индексы.
Место установки крепежных изделий размечают в такой последовательности (рис. 2.5). По координатам чертежа на корпусе наносят риски, определяющие положение основных линий трассы. Затем Определяют из чертежа или рассчитывают высоту пучка кабелей и проводят габаритные линии, параллельные основным линиям. Для обеспечения компенсационного изгиба трассы при изгибах корпуса судна первое крепежное изделие смещают в любую сторону от оси кабельной коробки так, чтобы длина участка трассы от коробки до первого крепления не превышала максимально допустимого пролета трассы.
Рис. 2.5. Разметка кабельной трассы
1 — основная линия; 2 — габаритная линия; 3 — риска
Находят по чертежу или рассчитывают радиусы поворотов трассы. От точек соединения дуги поворота с прямолинейными участками (см, рис. 2.5) откладывают в сторону последних 50 мм и проводят вертикальные линии установки крепежных изделий. Если длина внешней дуги поворота трассы больше допустимого пролета, то в середине поворота делают отметку для установки крепежного изделия.
Замеряют расстояние Αχ между входными креплениями поворотов. Если Αχ>1, то между входными креплениями поворотов на прямолинейных участках устанавливают промежуточные крепления, число которых равно NK=(A1/lmах) — 1, причем, дробь округляют до большего целого числа. Расстояние между промежуточными креплениями на прямолинейных участках трассы определяют по зависимости l=Α1/(NK + +1) и размечают линиями, перпендикулярными основным линиям трассы. При разметке пользуются рулеткой, метром, чертилкой, шнуром, мелом, угольником.
При проектировании кабельных трасс закладывается их технологичность. В практике электромонтажного производства, особенно на крупнотоннажных судах, встречаются следующие случаи: кабели одного и того же маршрута, не имеющие технических ограничений, проходят в разных трассах; устройства крепления кабельных трасс расположены не соосно с кабельными коробками и вырезами; кабельные трассы размещены в наборе корпуса и поэтому проходят через значительное количество вырезов; кабель из-за переполнения кабельной коробки переходит в соседнюю трассу, а затем возвращается обратно; большая часть кабельных трасс расположена на подволоке; кабельные трассы имеют большое число поворотов на 90° и более из-за огибания трубопроводов и судового оборудования, нерационального выбора маршрута трассы. Все эти факторы влияют на уровень технологичности кабельных трасс, который зависит от типа судна и качества проектирования.
В машиностроении и приборостроении в пределах единой системы технологической подготовки производства действуют ГОСТы по правилам обеспечения технологичности конструкций изделий. Глубокое изучение и обобщение проблемы технологичности корпуса морских судов даны в монографии М. К. Глозмана [9].
Для оценки уровня технологичности кабельных трасс на этапах их рабочего проектирования и технологического контроля конструкторской документации, проводимого электромонтажными предприятиями, предлагается ввести ряд показателей. Наиболее удобными, очевидно, являются относительные показатели, которые имеют общий вид: K=Ф/Б, где К — показатель технологичности; Ф — фактор, для которого определяется степень технологичности; Б — база для сравнения. Обычно Ф < Б и 0 < 1. Причем для одних показателей идеальным значением будет К = 0, для других - К = 1. В качестве единой базы берут общую длину магистральных кабелей на судне Lк. Как установлено практикой электромонтажного производства, эта величина является главным фактором, определяющим трудоемкость монтажа магистральных кабелей.