Giáo trình Thiết bị tàu thủy

c bố trí trên tàu với mục đích điều động tàu trong quá trình hành hải. 1.2. Nhiệm vụ của thiết bị lái Đảm bảo tính ăn lái của tàu bằng cách tạo ra mômen quay làm tàu quay quanh trục thẳng đứng đi qua trọng tâm tàu. 1.2.1. Tính ăn lái của tàu Là khả năng giữ nguyên hoặc thay đổi h•ớng đi của tàu theo ý muốn của ng•ời điều khiển lái. 1.2.2. Quá trình quay vòng của tàu - Quỹ đạo chuyển động của trọng tâm tàu: G G Dmax max Dmin max= h/số G G Hình 1: Quỹ đạo và quá trình quay vòng của tàu 2 + Quay bánh lái 1 góc và giữ nguyên vị trí lái ở góc , trọng tâm tàu dịch chuyển vẽ lên quỹ đạo gọi là đ•ờng quay vòng của tàu. - Quá trình quay vòng của tàu gồm 3 giai đoạn: Giai đoạn 1: Tàu đang chạy thẳng (vị trí bánh lái nằm trong mặt phẳng dọc tâm tàu). Khi bánh lái quay một góc . Dòng chảy của n•ớc R tác dụng lên bánh lái tạo lên lực thuỷ động (P) tăng dần. Bằng ph•ơng pháp rời lực (dịch chuyển lực (P) từ bánh lái về trọng tâm tàu). Lực (P) tại trọng tâm tàu có 2 thành phần lực là: P1 và P2. P1 - P1 của P đẩy tàu dịch chuyển ngang ng•ợc với G l chiều quay bánh lái. - P : Ng•ợc với h•ớng tiến của tàu làm giảm P 2 P2 r vận tốc của tàu. o Mômen thuỷ động M = P.l bắt đầu làm quay tđ P mũi tàu theo chiều quay lái. Lực đẩy chân vịt đổi Bánh lái h•ớng (PCV) đẩy tàu lệch khỏi h•ớng đi ban đầu. + Giai đoạn 2: Giai đoạn chuyển động quá độ. Giữ nguyên góc bẻ lái . Hình 2: Giai đoạn 1 Tàu dần dần quay quanh trục thẳng đứng đi qua trọng tâm tàu. Góc tạo bởi giữa mặt phẳng đối xứng của tàu và h•ớng vận tốc chuyển động của trọng tâm tàu gọi là góc lệch h•ớng . Góc lệch h•ớng tăng đến max thì đ•ờng kính quay vòng giảm từ : Dmax đến Dmin ( = max = const). + Giai đoạn 3: Giai đoạn chuyển động xác lập. ( Hình 1) Góc cố định: = max Trọng tâm tàu vẽ lên quỹ đạo chuyển động một vòng tròn xác lập gọi là đ•ờng quay vòng xác lập. 1.3. Phân loại thiết bị lái 1.3.1. Thiết bị lái đơn giản Là thiết bị dùng bánh lái đặt trong mặt phẳng song song hoặc trùng với mặt phẳng dọc tâm tàu. Th•ờng có hai dạng: + Bánh lái dạng tấm. 3 + Bánh lái dạng prôfin. A A B B a-a B-b Hình 3: Bánh lái dạng tấm Hình 4: Bánh lái dạng frofin 1.3.2. Thiết bị lái dùng đạo l•u + Đạo l•u: Là một ống có prôfin l•u tuyến đặt bao quanh chân vịt làm tăng lực đẩy chân vịt. frofin cánh ổn định cv h H D D D frofin cánh ổn định Hình 5: Đạo l•u 1.4. Các loại bánh lái và đạo l•u 1.4.1. Các loại bánh lái +Bánh lái đơn giản: Có ít nhất một gối đỡ ở phía trên sống đuôi tàu và một gối đỡ ở phía d•ới (liên kết chốt bản lề ). (Hình 6) + Bánh lái nửa treo: Phần d•ới làm việc nh• một đoạn công son. (Hình 7) 4 + Bánh lái không cân bằng: Tâm trục lái sát cạnh tr•ớc của bánh lái. Mômen do áp lực thuỷ động tác dụng lên bánh lái hoàn toàn truyền lên trục lái. (Hình 6,7) Trục lái Trục lái Gối đỡ trục lái Gối đỡ trục lái Trụ lái Đuờng tâm Đuờng tâm quay quay Chốt liên kết Gối gót Ky lái ky lái Hình 6. Bánh lái không cân bằng Hình 7. Bánh lái không cân bằng có một chốt trên gót ky lái có gối liên kết với vỏ tàu + Bánh lái cân bằng: Tâm trục chia bánh lái thành 2 phần. Mômen thuỷ động tác dụng lên phần sau của bánh lái đ•ợc cân bằng một phần bởi áp lực thuỷ động tác dụng lên phần tr•ớc của bánh lái. (Hình 8, 9) Trục lái Trục lái Gối đỡ trục lái Gối đỡ trục lái Đuờng tâm Đuờng tâm Trụ lái quay quay Chốt liên kết Gối gót Ky lái ky lái Hình 8. Bánh lái cân bằng Hình 9. Bánh lái cân bằng có một chốt trên gót ky lái có gối liên kết với vỏ tàu 5 1.4.2. Các loại đạo l•u a.Theo dạng cánh ổn định: + Đạo l•u quay có cánh ổn định cố định + Đạo l•u quay có cánh ổn định quay đ•ợc b. Theo chiều dài t•ơng đối của đạo l•u l dl + Đạo l•u ngắn: ldl 0,5 0,6 + Đạo l•u dài : ldl 0,7 0,9 c.Theo hình dạng đạo l•u: + Đạo l•u đối xứng qua trục + Đạo l•u không đối xứng qua trục (prôfin dày khác nhau). 1.5. Các bộ phận chính của thiết bị lái - Bánh lái (hoặc đạo l•u) trực tiếp chịu áp lực thuỷ động (P) của n•ớc. - Trục bánh lái kết với bánh lái và trục đạo l•u liên kết với đạo l•u để truyền mômen lái từ máy lái đến bánh lái làm quay bánh lái hoặc đạo l•u. - Trụ lái: Phần của sống đuôi tàu có các chốt bản lề để lắp bánh lái. - Máy lái: Tạo ra lực lái. + Nguồn động lực (động cơ điện; thuỷ lực, máy lái thủ công cơ khí) + Hệ truyền động: Hộp giảm tốc, séctơ lái, xilanh thuỷ lực, dây cáp, dây xích, hệ điều khiển, cụm chuyển h•ớng. - Thiết bị an toàn: Thiết bị tín hiệu lái, thiết bị chỉ góc quay lái, thiết bị khống chế giới hạn quay bánh lái, thiết bị phanh hãm. 1.6. Bố trí thiết bị lái a. Đối với tàu 1 chân vịt + Bánh lái đặt sau chân vịt trong mặt phẳng đối xứng của tàu. + Bánh lái đặt sau đạo l•u cố định nằm trong mặt phẳng đối xứng của tàu. + Đạo l•u quay có cánh ổn định quay đ•ợc, hoặc đạo l•u quay có cánh ổn định cố định. b. Đối với tàu 2 chân vịt + Một bánh lái đặt trong mặt phẳng đối xứng dọc tâm tàu. + Sau mỗi chân vịt đặt một bánh lái. + Hai đạo l•u quay đồng bộ có cánh ổn định cố định, một bánh lái đặt trong mặt phẳng đối xứng. 1.7. Các yêu cầu đặt bánh lái 1.7.1. Chọn thiết bị lái Số l•ợng bánh lái, đạo l•u phụ thuộc vào kiểu tàu (vùng hoạt động, công dụng, tốc độ), đặc tr•ng hình học (các thông số cơ bản, hình dáng thân tàu) và số l•ợng đ•ờng trục. 6 - Kiểu thiết bị lái: +Theo công dụng của từng loại tàu +Theo tính công nghệ, tính kinh tế. Th•ờng sử dụng kiểu bánh lái cân bằng hoặc đạo l•u cố định có bánh lái, hoặc đạo l•u quay. 1.7.2. Vị trí đặt bánh lái + Bánh lái nằm trong dòng đẩy của chân vịt + Mép sau của bánh lái không đ•ợc v•ợt quá mép d•ới vách đuôi tàu. 0 + Khi quay bánh lái tới góc max 35 sang phía mạn, mép sau bánh lái cách đ•ờng vuông với đ•ờng n•ớc thiết kế phải 400mm (kẻ từ giao điểm đ•ờng n•ớc thiết kế với vỏ tàu tại mặt cắt ngang chứa đ•ờng tâm trục lái) + Khi tàu toàn tải bánh lái phải ngập hoàn toàn trong n•ớc Khoảng cách n•ớc ngập bánh lái so với mép trên bánh lái: + Tàu biển: tn 0,25 hP. (hp: Chiều cao bánh lái) + Tàu sông: Mép trên bánh lái có thể cao hơn đ•ờng n•ớc chở hàng bằng (0,05 0,1)hP 350mm + Mép d•ới bánh lái không cao hơn mép d•ới mút cánh chân vịt (th•ờng mép d•ới bánh lái bằng mút chân vịt, có thể mút d•ới cánh chân vịt đặt cao hơn mép d•ới của bánh lái) + Tâm trục lái vuông góc với mặt phẳng cơ bản và nằm trong mặt phẳng chứa đ•ờng tâm quay của trục chân vịt. + Chiều cao bánh lái phải chọn sao cho tháo rời đ•ợc trục lái và bánh lái trong quá trình sửa chữa. * Sơ đồ khung giá lái: (Hình 10) ĐNTK n t c a b bp p 0.7R Dcv h d (0,125-0,15).Dcv Hình 10: Khung giá lái 7 Chú thích: tn : Độ ngập sâu bánh lái; hP: Chiều cao bánh lái bp : Chiều rộng bánh lái; Dcv: Đ•ờng kính chong chóng Bảng xác định kích th•ớc khung giá lái: STT Tên tác giả a b c d 1 Tiêu chuẩn Lloyd (0,08 0,12)D 0,15D 0,08D 0,035D 2 Bể thử Hà Lan (0,08 0,15)D (0,15 0,2)D (0,1 0,12)D 0,03D Viện Nghiên cứu 3 (0,08 0,15)D 0,20D (0,08 0,1)D (0,02 0,03)D Vật lý Anh Chú ý: Khi xác định thông số (a) phải khảo sát quỹ kích th•ớc để tháo chân vịt trong quá trình lắp ráp và sửa chữa khi quay bánh lái một góc 90 độ so với mặt phẳng dọc tâm tàu. (Hình 11) Công thức thực nghiệm tính toán sơ bộ đ•ờng kính choong chóng: + Đ•ờng kính sơ bộ của chong chóng: PS DSb. n 13.4 tmax/2 lc vS Trong đó: lm PS : Công suất máy chính (Kw) lc VS : tốc độ của tàu n: vòng quay chong chóng. + Đ•ờng kính trung bình củ: d 0 0,167 D + Chiều dài mũ thoát n•ớc: lmũ = 0,12.D(mm) Hình11: Quỹ kích th•ớc bánh lái cân bằng + Chiều dài củ chong chóng lc=(1,6 3,3)dB (mm); dB:Đ•ờng kính trục chân vịt (mm) 8 H 560 dB 100.K2. .K1 (mm). N TS 160 H: Công suất truyền lên trục (KW). Hiệu suất hộp số: hs= 0,97; Hiệu suất đ•ờng trục: đt= (0,97- 0,98) (1KW = 1,36 CV) N: (v/p). Vòng quay trục chân vịt TS: Giới hạn bền trục (vật liệu làm trục). 2 Thép 35: TS = 520N/mm K1 = 1 ; K2 = 1,26 9 bài 2: Các thông số đặc tr•ng hình học của bánh lái 2.1. Định nghĩa các thông số hình học - Diện tích bánh lái (Hình 12) Là diện tích mặt cắt đối ứng dọc của bánh lái. 2 Kí hiệu: Abl (m ): - Chiều cao bánh lái Là khoảng cách giữa điểm cao nhất và thấp nhất của bánh lái đo theo ph•ơng thẳng đứng. Kí hiệu: hP (m) C B C B P p bl h A D A D bp A Hình 12 - Chiều rộng bánh lái - Đối với bánh lái hình chữ nhật: Là khoảng cách từ cạnh tr•ớc đến cạnh sau của bánh lái đo theo ph•ơng ngang. - Đối với bánh lái không có dạng hình chữ nhật: Là khoảng cách trung bình giữa chiều rộng lớn nhất và nhỏ nhất. Abl Kí hiệu: bp (m); bP m hp - Diện tích phần cân bằng của bánh lái: (Hình 13) Là phần diện tích mặt cắt đối xứng dọc của bánh lái tính từ đ•ờng tâm trục lái đến mép tr•ớc của bánh lái. 2 Kí hiệu: Acb (m ) 10 adop a CB p h bp Hình 13 - Diện tích trụ lái: Là diện tích hình chiếu trụ lái lên mặt phẳng đối xứng của tàu. 2 Kí hiệu: Atl (m ) - Chiều rộng trụ lái: Là khoảng cách đo từ cạnh tr•ớc đến cạnh sau của trụ lái đo theo ph•ơng ngang. Kí hiệu: btl (m) 2 - Diện tích bánh lái và trụ lái: AK Abl Atl (m ) AK - Chỉều rộng hệ bánh lái và trụ lái: bK m hbl hp - Hệ số kéo dài của bánh lái: (Hệ số không thứ nguyên) bp AK hp - Hệ số kéo dài của hệ bánh lái – trụ lái: K 2 bK bK A - Hệ số cân bằng của bánh lái: k cb Abl - Góc quay lái: Góc giữa mặt phẳng đối xứng dọc của bánh lái và mặt phẳng đối xứng của tàu. Kí hiệu: P (độ) 0 max 35 - Đối với tàu biển 0 max 45 - Đối với tàu sông 11 A A a-a frofin bánh lái Hình 14: Frôfin bánh lái - Prôfin bánh lái: Là giao tuyến tạo bởi giữa mặt phẳng vuông góc với đ•ờng tâm quay của bánh lái và tôn bao bánh lái. 2.2. Xác định các thông số hình học của bánh lái 2.2.1. Diện tích bánh lái L.T A . m2 bl 100 Trong đó: L: Chiều dài thiết kế (m) T: Chiều chìm thiết kế (m) : Hệ số diện tích bánh lái tra bảng thống kê cho từng loại tàu. Khi không có số liệu thống kê thì hệ số đ•ợc tính theo công thức sau: 0,023 0,030 L L 3 6,2 3 7,2 .B .B Trong đó: Hệ số béo thể tích L: Chiều dài thiết kế (m) B: Chiều rộng thiết kế (m) 12 - Diện tích bánh lái trong mọi điều kiện không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau: L.T 150 A p.q. 0,75 m2 min 100 L 75 Trong đó: p: Hệ số = 1,2 Khi bánh lái không đặt trực tiếp sau dòng chảy = 1,0 Khi bánh lái đặt trực tiếp sau chân vịt q: Hệ số = 1,25 đối với tàu kéo = 1,0 với các tàu khác Thông th•ờng lấy hệ số Hệ số lấy lớn hơn đối với bánh lái nằm ngoài dòng đẩy chân vịt (tàu 2 chân vịt, bánh lái ở giữa). 2 - Nếu bánh lái đặt trực tiếp sau trụ lái thì: AK Abl Atl m A 2.2.2. Hệ số cân bằng: k cb Abl + Bánh lái cân bằng chọn k sao cho mômen thuỷ động khi chạy lùi không đ•ợc lớn hơn mômen khi chạy tiến. + Để tránh dao động: Diện tích phần cân bằng không quá 25% diện tích bánh lái A k cb 0,25 Abl + Chiều rộng phần cân bằng tại mọi mặt cắt ngang 35% chiều rộng bánh lái tại mặt cắt đó. 2.2.3. Hệ số kéo dài (hệ số dang): Ký hiệu ( Hệ số lớn đảm bảo hiệu quả tính ăn lái càng tăng. Hệ số kéo dài của bánh lái nằm trong khoảng: ( Th•ờng chọn hệ số theo chuẩn = 0,8; 1; 1,5; 2 2.2.4. Chiều dày prôfin bánh lái - Chiều dày prôfin lớn nhất (tmax) lấy theo đ•ờng kính chân vịt (DCV) tmax = (0,1 0,125).DCV - Vị trí hoành độ có chiều dày tối •u nằm trong khoảng: x = (0,2 0, 25).bp 13 Khi tính toán bánh lái th•ờng chọn bánh lái tiêu chuẩn NaCa 0012 hoặc NaCa 0015 - Chiều dày lớn nhất của frofin bánh lái NaCa: t max t.bp Trong đó: t 0,12 hoặc t 0,15 bbl: Chiều rộng bánh lái (m) + Khoảng cách từ mép tr•ớc bánh lái đến vị trí có tung độ chiều dày lớn nhất của prôfin: X X.bp Trong đó: X 0.2 với bánh lái NaCa 0012; X 0.25 với bánh lái NaCa 0015 + Toạ độ t•ơng đối của prôfin: x t x .b mm ; y y. .b mm 100 p 100 p Trong đó: x : Là khoảng cách tính từ mép tr•ớc bánh lái (toạ độ lấy = 0) đ•ợc tính theo phần % chiều rộng bánh lái. (Th•ờng chia chiều rộng bánh lái thành 10 phần bằng nhau) y : đ•ợc tra bảng t•ơng ứng với vị trí (bảng 1-9/24 STTB TI) Bảng 1-9/24: Đối với bánh lái Nasa 0012 toạ độ tại x% có y% : x% 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 y% 0 48,25 49,8 46,1 38,7 29,4 21,8 15,1 9,18 4,47 1,02 * Lập bảng tính toán toạ độ prôfin: 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 x y * Vẽ prôfin bánh lái: (Hình 15) 14 12 200 29 200 20 52 75 200 12 73 200 500 91 200 106 12 2000 2000 160 200 116 500 170 200 12 120 8 14 8 200 110 115 200 485 R28 94 200 R32 32 Hình 15: Vẽ frofin bánh lái 15 Bài 3 Đặc tính thuỷ động của bánh lái 3.1. Lực thuỷ động tác dụng lên bánh lái Khi quay bánh lái một góc P so với mặt phẳng dọc tâm tàu, trên bánh lái xuất hiện hợp lực thuỷ động (P) đặt tại một điểm (C) gọi là tâm áp lực của bánh lái. Hợp lực thuỷ động (P) có hai thành phần lực là: + Px: Lực dọc theo h•ớng dòng chảy của n•ớc và làm giảm tốc độ của tàu + Py: Vuông góc với h•ớng dòng chảy của n•ớc và có tác dụng đẩy tàu sang ngang (P) đ•ợc tính bằng công thức sau: 2 2 P Px Py - Hợp lực (P) cũng đ•ợc phân ra thành hai thành phần là: + Lực Pn: Lực pháp tuyến vuông góc với mặt phẳng tạo bởi dây cung prôfin. B F p A E Py Pn P D p Px Pt adop p C Xp Hình 16: Lực thuỷ động tác dụng lên bánh lái Pn đ•ợc tính bằng: Pn Py.cos P Px.sin P 16 Lực (Pn) đ•ợc sử dụng trong tính toán tiết diện đ•ờng kính trục lái + Lực Pt: Lực tiếp tuyến nằm trong mặt phẳng tạo bởi các dây cung prôfin. Pt đ•ợc tính bằng: Pt Py.sin P Px.cos P Vậy lực thuỷ động tạo lên mômen thuỷ động đối với trục quay bánh lái: Mtd Pn. xP a . Đơn vị (kN.m) hoặc (kG.cm).Mô men thuỷ động (Mtđ) gây uốn bánh lái và đ•ợc sử dụng kiểm tra bền bánh lái. Trong đó: Pn: Lực thuỷ động đơn vị (kN) hoặc (kG) xP: Khoảng cách từ mép tr•ớc bánh lái đến tâm áp lực (m) a: Khoảng cách từ mép tr•ớc bánh lái đến tâm trục lái (m) Chú ý: Đổi từ kG sang kN : kN = kGx9,8 1000 - Các lực và mômen thuỷ động đ•ợc biểu diễn thông qua các hệ số không thứ nguyên: + Cy: Hệ số lực nâng. Py C y 2 C y 2 Py . .VCP .Abl kG .V 2 CP .A 2 bl + Cx: Hệ số lực dọc (lực cản) Px Cx 2 Cx 2 Px . .VCP .Abl kG .V 2 CP .A 2 bl + Cn: Hệ số lực pháp tuyến. Pn Cn 2 Cn 2 Pn . .VCP .Abl kG .V 2 CP .A 2 bl + Ct: Hệ số lực tiếp tuyến. P C C t P t . .V 2 .A kG t .V 2 t 2 cp bl cp .A 2 bl + Cm: Hệ số mômen. M C C td M m . .V 2 .A .b kG.cm m .V 2 td 2 cp bl p cp .A .b 2 bl p (Mô men thuỷ động tác dụng lên bánh lái) 17 xP + CP: Hệ số tâm áp lực. CP bp Trong đó: : Mật độ phân bố của n•ớc + N•ớc ngọt: = 102 (kg.s2/m4) + N•ớc biển: = 104,5 (kg.s2/m4) Vcp: Vận tốc dòng chảy trên bánh lái (m/s) 2 Abl: Diện tích bánh lái (m ) bp: Chiều rộng bánh lái (m) - Từ các công thức trên ta có: Cn = Cy.cos P + Cx.sin P Cy = Cn.cos P – Cx.sin P Ct = Cy.sin P – Cx.cos P Cx = Cn.sin P – Ct.cos P Cm = Cn(CP - k) Trong đó: P: Là góc quay thực của bánh lái (góc tấn) k: Hệ số cân bằng của bánh lái. Các hệ số nói trên gọi là đặc tính thuỷ động của bánh lái đ•ợc xác định bằng thực nghiệm và đ•ợc tra theo đồ thị cho bánh lái có độ dang chuẩn: = 0,5 ; 0,8; 1; 1,5 * Chú ý: Khi không nằm trong bánh lái có độ dang trên thì các hệ số thuỷ động đ•ợc tính chuyển theo công thức của bánh lái chuẩn có độ dang = 6. 2 Cx = Cx0 + C1.Cy P = P0 + C2.Cy; Cy = Cy0; Cm= Cm0 1 1 1 57,3 1 1 C1 ; C2 0 0 Trong đó: Cx0 ; Cyo ; Cm0 ; P0 là hệ số lực cản, lực dạt (lực nâng), hệ số mômen và góc bẻ lái của bánh lái chuẩn = 6 (Tra bảng 11-3 STKTĐT- T1/705 706). 18 Bảng 11-3: STKTĐT-T1/705 706 Hệ số Cyo của bánh lái chuẩn NaCa: 0012; NaCa: 0015 có =6 po(độ) 0012 0015 0 0 0 4 0.30 0.30 8 0.61 0.61 12 0.91 0.91 16 1.20 1.19 20 1.43 1.40 22,5 1.52 1.53 24 1.12 1.20 30 0.90 0.90 Hệ số Cxo của bánh lái chuẩn NaCa: 0012; NaCa: 0015 có =6 po(độ) 0012 0015 0 0.010 0.010 4 0.018 0.019 8 0.037 0.037 12 0.059 0.059 16 0.098 0.098 20 0.140 0.140 22,5 0.40 0.38 24 0.320 0.279 Hệ số Cmo của bánh lái chuẩn NaCa: 0012; NaCa: 0015 có =6 po(độ) 0012 0015 0 0 0 4 0.075 0.075 8 0.15 0.15 12 0.225 0.225 16 0.30 0.30 20 0.36 0.36 22,5 0.38 0.38 24 0.36 0.36 30 0.355 0.355 19 3.2. Xác định vị trí đặt trục lái tối •u * Yêu cầu : + Khi tàu chạy tiến, mômen thuỷ động lớn nhất tác dụng lên trục lái phải nhỏ. + Khi tàu chạy lùi, mômen thuỷ động phải nhỏ hơn khi tàu chạy tiến. Do yêu cầu trên ta khảo sát hoành độ tâm áp lực (xP) trên suốt chiều rộng của bánh lái (bp). Pn 0 C a xP Hình 17: Xác định vị trí đặt trục lái.. Ta có: +Mômen thuỷ động đối với mép tr•ớc của bánh lái: Mtđ = Pn.xP (kG.cm) + Mô men thuỷ động tác dụng lên bánh lái : C M m . .V 2 .A .b kG.cm td 2 cp bl p Vậy khi xP= bp. Ta có: Cm 2 Cn 2 . .Vcp .Abl.bp . .Vcp .Abl.xP 2 2 Cm Cm.bp = Cn.xP xP = bp Cn xP: (m) Là khoảng cách từ mép tr•ớc bánh lái đến tâm áp suất cạnh dẫn (c) Lại có: Cn = Cy.cos P + Cx.sin P Nh• vậy: Khi góc P thay đổi thì giá trị xP thay đổi từ xpmin đến xPmax * Kết luận: Vị trí đặt trục lái tối •u phải thoả mãn bất ph•ơng trình : Cm X p max Xp min a .bp a xP . a Cn 2 20 3.3. ảnh h•ởng của mặt n•ớc và vỏ tàu đến đặc tính thuỷ động của bánh lái Dòng chảy thực qua bánh lái không phải là dòng chảy vô hạn, nó bị ảnh h•ởng bởi mặt thoáng của n•ớc, vỏ tàu, và tác dụng của dòng chảy chân vịt đạp raXét từng yếu tố: 3.3.1. ảnh h•ởng của mặt n•ớc tự do ảnh h•ởng của mặt n•ớc tự do cần phải tính đến khi thiết kế một số loại tàu sông (trong tr•ờng hợp đầy tải) có mép trên của bánh lái nhô trên mặt n•ớc. Khi đó dòng chảy của n•ớc đến bánh lái chỉ phủ kín một phần lớn diện tích bánh lái, ảnh h•ởng đến tính ăn lái của tàu. + Do vậy để bánh lái làm việc hiệu quả thì kết cấu vùng đuôi tàu phải đảm bảo độ ngập sâu của bánh lái khi tàu đầy tải. hp + Điều chỉnh hệ số cho phù hợp: bp (Th•ờng nhỏ đối với tàu chạy sông do luồng cạn và lớn đối với tàu biển). 3.3.2. ảnh h•ởng của vỏ tàu + Vỏ tàu nằm trong dòng chảy qua bánh lái nên ảnh h•ởng đến góc tấn thực tế của tàu, vận tốc dòng chảy và sự phân bố các thành phần vận tốc trong dòng chảyDo vậy lực thuỷ động tác dụng lên bánh lái bị ảnh h•ởng. + Trong thực tế tính toán thiết bị lái: ảnh h•ởng của vỏ tàu đ•ợc tính bằng l•ợng giảm hệ số dòng theo ( ) = 0,3. .(Fr – 0,2) (Khi Fr > 0,2); = 0 (Khi Fr < 0,2); Trong đó: - Hệ số béo thể tích v Fr Hệ số Frud g.L v: Tốc độ tịnh tiến của tàu (m/s) L: Chiều dài thiết kế (m) g = 9,8: Gia tốc trọng tr•ờng * Hệ số dòng theo tại vị trí đặt thiết bị lái: r = 0,8. 0,16 V 1 / 3 0,11 . x (Đối với tàu sông) x DB V 1 / 3 0,165. x (Đối với tàu biển) DB Trong đó: : Hệ số béo thể tích V: L•ợng chiếm n•ớc (m3) DB: Đ•ờng kính chong chóng (m) x: Số l•ợng đ•ờng trục 21 3.3.3. ảnh h•ởng của chân vịt đến đặc tính thuỷ động của bánh lái Dòng n•ớc đẩy của chân vịt chảy qua bánh lái. Mỗi điểm của chất lỏng trong dòng đẩy của chân vịt có 3 thành phần vận tốc: V t Cánh chân vịt Vd A Củ chân vịt Tâm trục chân vịt V hk Gối trục chân vịt Hình 18: ảnh h•ởng của chân vịt. - Vd: Vận tốc h•ớng dọc trục. - Vt: Vận tốc tiếp. - Vhk: Vận tốc h•ớng kính. * Các thành phần vận tốc trên phụ thuộc vào lực đẩy của trục chân vịt. - Vd: Làm tăng tốc độ dòng chảy đến bánh lái - Vt: làm thay đổi góc tấn của dòng chảy qua bánh lái. - Vhk: ảnh h•ởng không đáng kể đến đặc tính thủy động của bánh lái * Trong tính toán thuỷ động của bánh lái: - Tốc độ tính toán dòng chảy đến bánh lái để tính lực thuỷ động tác dụng lên bánh lái: Vcp VP Va1 m / s - Tốc độ dòng n•ớc chảy đến chân vịt: VP = v.(1- ) v: Tốc độ tịnh tiến của tàu (m/s) : Hệ số dòng theo - Tốc độ dòng n•ớc do chân vịt đạp ra: Va1 .Va (m/s) Trong đó: Va VP. 1 T 1 (m/s) 22 T: Hệ số tải chong chóng. 8.TS T 2 2 . .DB.VP T: Lực đẩy chân vịt (kG) R T kG z. 1 t R: Lực cản của tàu (kG). z: số chân vịt. t: Hệ số dòng hút: t = C1. 0 ; C1 = 0,7 0,9 (Bánh lái khí động học tàu 1 chong chóng) t = 0,8. 0.(1 + 0,25. 0) - Với tàu 2 chong chóng. DB: Đ•ờng kính chong chóng (m). : Mật độ n•ớc (kg.s2/m4) 1 2S 1 Hệ số: 1 1 . 2 D 2 B 2.S 1,0 1 DB S1: Khoảng cách từ mặt đĩa chân vịt đến tâm áp suất bánh lái (m) * Chú ý: Tốc độ dòng n•ớc chảy đến bánh lái do chân vịt đạp ra có thể phủ hết bánh lái (nếu chiều cao bánh lái bằng đ•ờng kính chân vịt). Ng•ợc lại nếu chiều cao bánh lái lớn hơn đ•ờng kính chân vịt thì công thức d•ới đây áp dụng cho phần diện tích bánh lái đ•ợc bao phủ bởi dòng n•ớc do chân vịt đạp ra khi tính lực thuỷ động. / 1 2 ' Pn Cn . .Vcp .Abl (kG) 2 Trong đó: 2 Abl’(m ): Phần diện tích bánh lái đ•ợc phủ hết bởi dòng n•ớc do chân vịt đạp ra đ•ợc tính bằng công thức sau: Va VP ' 2 2 Abl bP.DCV . m VP Va1 / + Nếu A bl 90%Abl đ•ợc phép sử dụng 100%Abl đ•a vào tính toán. / + Nếu A bl < 90%Abl .Thì phần diện tích bánh lái còn lại do dòng n•ớc chân vịt đạp ra không phủ hết đ•ợc tính: 23 // / 2 A bl= Abl- A bl (m ) // 1 Vì vậy: P C . .V 2 .A (kG) ; M// = Pn//.(X - a ) kG.cm n 2 n P bl tđ p dop VP (m/s). Tốc độ dòng n•ớc chảy đến chân vịt Nh• vậy lực thuỷ động và mô men thuỷ động tổng cộng tác dụng lên / bánh lái đ•ợc xác định trong tr•ờng hợp (A bl< 90%Abl ) là: //2 / 2 //2 / 2 Pn Pn.max Pn.max (kG) ; M td M td.max M td.max (kG.cm) 24 Bài 4 Kết cấu bánh lái 4.1. Bánh lái dạng tấm - Là 1 tấm tôn phẳng đ•ợc gia c•ờng bởi các nẹp nằm hoặc đứng. Bánh lái tấm có dạng cân bằng hoặc không cân bằng. ở trọng tâm bánh lái th•ờng khoét lỗ tròn để thuận lợi cho quá trình lắp ráp trên tàu. - Bánh lái tấm đ•ợc sử dụng cho tàu nội thủy có trọng tải nhỏ, vận tốc thấp. A A - Chiều dày tôn vỏ bánh lái ( ) th•ờng đ•ợc chọn theo bảng hoặc công thức: = k.d0 + 4 (mm) Trong đó: d0: đ•ờng kính trục lái k: Phụ thuộc vào cấp tàu. a-a k = 0,03 (Tàu sông cấp SI) k = 0,025 (Tàu sông cấp SII) Hình19: Bánh lái dạng tấm Chú ý: Trong mọi tr•ờng hợp chiều dày tôn bao bánh lái lớn hơn hoặc bằng chiều dày tôn bao tính toán. 4.2. Bánh lái dạng l•u tuyến Là bánh lái dạng frofin l•u tuyến thoát n•ớc, bên trong bố trí các x•ơng gia c•ờng đứng, ngang liên kết chắc chắn với nhau và liên kết với tôn bao tạo thành khối kín. - Các x•ơng gia c•ờng đứng, ngang đ•ợc khoét lỗ giảm trọng l•ợng và thông khí khi thử áp lực. - Tấm tôn mặt trên, mặt d•ới đ•ợc khoét lỗ 25 50mm và tiện ren để rót, xả dầu bảo d•ỡng tôn vỏ, kết cấu trong bánh lái. Sau đó bịt kín bằng êcu - budông không rỉ. - Tại trọng tâm của bánh lái khoét một lỗ, lắp một ống tròn rỗng xuyên suốt chiều dày bánh lái để thuận tiện cho quá trình lắp ráp , sửa chữa hệ trục lái và bánh lái. - Các x•ơng gia c•ờng ngang đ•ợc bố trí đều nhau theo chiều cao bánh lái và đi liên tục chỉ gián đoạn tại x•ơng gia c•ờng đứng tại cốt bánh lái. - X•ơng gia c•ờng đứng gián đoạn tại x•ơng gia c•ờng ngang. 25 - X•ơng gia c•ờng đứng thay thế cho trụ lái phải đi liên tục suốt chiều cao bánh lái. - Vùng tôn thay thế cho trụ lái đ•ợc gia c•ờng chắc chắn. c Mặt cắt c-c Mặt cắt b-b 2000 (cốt bánh lái tôn s= 14) (x•ơng đứng tôn s= 12) 515 500 500 485 B 500 500 228 +0,5 239 50 65 223 212 54 54 +0,5 65 50 12 12 Mã 100x100x12 R30 R30 500 504 250 400 60 60 500 150 500 167 130 3-3 4-4 12 75 12 R30 R30 500 500 A A 25 3000 500 500 12 12 R30 R30 500 1500 2-2 1-1 8 8 8 8 250 250 12 12 12 12 251 100 12 500 500 80 80 500 12 270 270 200 5-5 50 400 200 14 100 Lỗ xả B 14 100 100 222 14 250 R74 24 c Hình 20: Bánh lái dạng l•u tuyến 4.3. Tính chọn kết cấu bánh lái 4.3.1. Chọn vật liệu chế tạo bánh lái - Thép tấm đóng tàu loại A 2 + ứng suất chảy : ch = 2.400KG/cm = 240Mpa 26 2 + ứng suất bền : B = 3.800KG/cm = 380Mpa 1Mpa = 106 Pa; 1Pa = 1N/mm2 ; 1kG = 9,81N 4.3.2. Chọn khoảng cách x•ơng gia c•ờng L Khoảng cách x•ơng gia c•ờng chuẩn: a 0,2. 0,4 m 100 Khoảng cách x•ơng gia c•ờng phải nhỏ hơn hoặc bằng khoảng cách s•ờn vùng đuôi tàu. 4.3.3. Tính chọn tôn bao bánh lái a. Bánh lái dạng prôfin: - Tôn bao bánh lái chịu áp lực thuỷ tĩnh của n•ớc và áp lực thuỷ động khi bẻ lái. * Tính theo lý thuyết: Chiều dày tôn bao bánh lái không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau: 2 Pn aC k S . T. . 1,5 mm FP Trong đó: T: Chiều chìm tàu (m) Pn: Lực thuỷ động pháp tuyến lấy ở bảng tính lực (N) 2 FP: Diện tích bánh lái (m ) 2 [ ]: ứng suất uốn cho phép của vật liệu chế tạo. [ ] = 0,5. ch (N/cm ) aC: Khoảng cách giữa x•ơng gia c•ờng đứng hoặc ngang lấy giá trị nào nhỏ hơn (cm) bC: Khoảng cách giữa x•ơng gia c•ờng đứng hoặc ngang lấy giá trị nào lớn hơn (cm) kS: Hàm phụ thuộc vào tỷ số bC/aC tra theo bảng: bC/aC 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 kS 0,554 0,576 0,605 0,633 0,655 0,671 0,685 - Kiểm tra chiều dày tôn bao theo điều kiện chiều dày tối thiểu: L 37 40.a . mm 0 min C L 240 * Tính theo Quy phạm: Chiều dày tôn vỏ bánh lái không nhỏ hơn trị số tính theo công thức: 4 Pn .10 5,5.S. . d .K PL 2,5(mm) FP 27 Trong đó: S: Khoảng cách x•ơng gia c•ờng (m) d: Chiều chìm thiết kế (m). Pn: Lực pháp tuyến (lực thuỷ động) (kN) 2 FP: Diện tích bánh lái (m ) e 235 K KPL: Hệ số vật liệu tôn bánh lái PL y y: Giới hạn chảy vật liệu.: y = 0,7. B 2 - Nếu y 235 N/mm : lấy e = 0,75 2 - Nếu y 235 N/mm : lấy e = 1,0 S 2 1,1 0,5. 1 a Trong đó: + S: Khoảng cách giữa x•ơng gia c•ờng ngang hoặc đứng lấy giá trị nào nhỏ hơn (m) + a: Khoảng cách giữa x•ơng gia c•ờng đứng hoặc ngang lấy giá trị nào lớn hơn (m) b. Dạng bánh lái tấm: * Theo Quy phạm: Tôn bao bánh lái tấm có chiều dày tính theo công thức: 1,5.S.v. KPL 2,5 mm Trong đó: S: Khoảng cách x•ơng gia c•ờng bánh lái, trong mọi tr•ờng hợp (S) lấy nhỏ hơn 1,0 (m) v: Tốc độ của tàu (hl/h) KPl: Hệ số vật liệu tôn bánh lái. 4.3.4. Tính chọn chiều dày x•ơng gia c•ờng a. Đối với bánh lái prôfin: - Chiều dày tôn mặt trên, mặt d•ới của bánh lái: tr d 1,2. 0 mm - Chiều dày tôn gia c•ờng bên trong bánh lái: 0,8 0 < 0’ 1,2 0 (mm) 28 - Chiều dày x•ơng gia c•ờng thay thế cho trụ lái: = (1,2 2) 0 (mm) - Chiều dày tôn bao vùng thay thế cho trụ lái: 1,2. 0 (mm) - Chiều rộng của vùng tôn bao thay thế trụ lái (mép kèm): b 0,16hP. hP : Là khoảng cách lớn nhất của chiều cao bánh lái (m) b. Đối với bánh lái tấm: - Chiều dày x•ơng gia c•ờng lớn hơn hoặc bằng chiều dày tôn bánh lái. 4.3.5. Kiểm tra bền bánh lái a. Đối với bánh lái dạng prôfin: Sau khi đ•ợc gia c•ờng chắc chắn phải kiểm tra mô đun chống uốn tiết diện mặt cắt ngang tại vùng thay thế cho trụ lái theo công thức: Mumax W W Trong đó: Mumax: Mômen uốn nhịp gây uốn x•ơng gia c•ờng tính ở phần giải dầm. 2 [ ] = 0,4. ch (kG/cm ) - ứng suất cho phép. [W]: Mô đun chống uốn cho phép (cm3) W: Mômen chống uốn tính toán thực tế tại tiết diện đang xét (cm3) 0 0 0 0 Hình 21: Tiết diện kiểm tra bền bánh lái b. Đối với bánh lái dạng tấm: Theo Quy phạm: Mô đun chống uốn của tiết diện x•ơng bánh lái không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau: 2 2 3 W 0,5.S.C1 .v .Ka (cm ) 29 Trong đó: C1: Khoảng cách nằm ngang tính từ mép sau của bánh lái đến tâm trục lái (m). Ka : Hệ số làm x•ơng bánh lái. S: Khoảng cách x•ơng bánh lái (m) < 1,0m v: tốc độ tàu (hl/h) 4.3.6. Kết cấu x•ơng đứng thay thế cho trụ lái - X•ơng gia c•ờng đứng thay thế cho trụ lái có thể là 1 hoặc 2 x•ơng. + Tr•ờng hợp: a > tmax phải gia c•ơng hai x•ơng đứng. (Hình22.a) + Tr•ờng hợp: a < tmax phải gia c•ơng một x•ơng đứng. (Hình 22.b) Trong đó: tmax: Chiều dày lớn nhất của prôfin max max t t adop adop Hình 22.a: adop> tmax Hình 22.a: adop< tmax Hình 22: Kết cấu x•ơng đứng thay thế trụ lái 30 bài 5 hệ trục lái và đạo l•u 5.1. Một số đặc điểm kết cấu của hệ trục lái 5.1.1. Kết cấu trục lái - Trục quay bánh lái và đạo l•u là kết cấu chịu lực chính của thiết bị lái. - Phần chủ yếu của trục lái là một trục có tiết diện tròn đặc, thẳng có các cổ trục để lắp cần lái, ổ trục lái, rãnh then, vòng hãm. 2200 65 R30 43 50 100 M14 10 80 90 120 140 120 180 200 200 180 180 32 500 10 6 120 300 212 764 365 130 50 54 Hình 23: Kết cấu trục lái - Phần d•ới của trục lái, tuỳ theo ph•ơng pháp mối ghép nối giữa trục lái và bánh lái có các dạng mối ghép sau: + Mối ghép bằng mặt bích + Mối ghép bằng độ côn. - Tại các phần hình trụ của trục lái, đ•ờng kính trục lái tại các ổ đỡ khác nhau tuỳ thuộc vào lực tác dụng lên các ổ đỡ đó. - Nếu phần trụ của trục lái có rãnh then thì đ•ờng kính trục tại phần đó đ•ợc lấy tăng lên 0,05.Di (Di: là đ•ờng kính tính toán tại vị trí có rãnh then). - Phần chuyển tiếp giữa hai đoạn trục có đ•ờng kính khác nhau phải có góc l•ợn với bán kính càng lớn càng tốt hoặc chuyển tiếp êm với góc nghiêng ...ổn định - Cánh ổn định của đạo l•u quay là 1 dạng cánh l•u tuyến (prôfin) có hệ số kéo dài lớn, đặt thẳng đứng trong mặt phẳng đối xứng của đạo l•u. - Cánh ổn định có kết cấu hàn, gồm vách dọc, ngang và tôn bao giống nh• bánh lái. - Cánh ổn định có thể hàn liền vào tôn bao trong của đạo l•u hoặc liên kết với đạo l•u bằng bulông. Mối nối bulông đ•ợc che kín bằng mối ghép hàn vào đạo l•u. - Cánh ổn định đ•ợc thử kín n•ớc bằng áp lực. Chú ý: Kết cấu và tính toán kết cấu của cánh giữ h•ớng nh• kết cấu của bánh lái. 10.4. Dung sai chế tạo và lắp đặt đạo l•u - Bán kính chân vịt (mm) RCV - Tôn bao trong đạo l•u (mm) St - Khe hở giữa tôn bao trong và mút cánh hân vịt (mm): = 0,01.RCV - Bán kính đoạn hình trụ của mặt trong đạo l•u (mm) Rt = RCV + = 1,01.RCV - Bán kính danh nghĩa của d•ỡng để chế tạo đạo l•u (mm) Rk = Rt + 0,5.St a. Dung sai chế tạo: - Bán kính mặt trụ: (mm) 0,1.St - Độ lệch của mặt đạo l•u khỏi d•ỡng: (mm) 4,0 - Chiều rộng của đoạn trụ: (mm) 2,0 - Chiều dài prôfin đạo l•u (mm) 8,0 59 b. Dung sai lắp đặt đạo l•u: - Độ không đồng trục giữa trục chân vịt và trục đạo l•u trong mặt phẳng đĩa của chân vịt: = 0,2%.RCV + 1mm - Dung sai khe hở sau khi lắp ráp: = 0,3%.RCV + 1,5mm - Dung sai khe hở nhỏ nhất ở phần d•ới cho đạo l•u sau khi lắp xong: min = 0,16. RCV 60 Ch•ơng II Thiết bị neo và thiết bị chằng buộc Bài 1 Thiết bị neo tàu thuỷ 1.1. Khái niệm Thiết bị neo là một tổ hợp kết cấu và cơ cấu dùng để neo tàu, đảm bảo độ tin cậy neo tàu khi cần thiết trong mọi tr•ờng hợp và trong mọi điều kiện. Khi thiết kế thiết bị neo phải tính đến kích th•ớc thực của tàu, loại tàu và đặc tính làm việc của tàu cũng nh• đặc tính làm việc của thiết bị neo, đảm bảo an toàn cho tàu và thiết bị neo khi kéo, thả neo. Ngoài tính toán theo lý thuyết, thiết bị neo phải tham khảo các quy phạm phân cấp và đóng tàu hiện hành cho phù hợp. 1.2. Yêu cầu của thiết bị neo Thiết bị neo đ•ợc thiết kế và thử nghiệm đảm bảo các yêu cầu sau: - Đảm bảo độ tin cậy neo tàu trong mọi điều kiện. - Thao tác nhanh khi thả và nhổ neo. - Các thiết bị hãm neo, cáp neo, xích neo hoạt động nhẹ nhàng đảm bảo độ tin cậy, an toàn cho thiết bị chính nh•: Máy neo, cáp neo, xích neo và neo. 1.3. Phân loại neo 1.3.1. Phân loại theo công dụng + Neo dừng: Dùng để cố định tàu. + Neo đuôi: Tránh tàu đang neo tự quay hoặc giữ tàu khi gió thổi thẳng vào mạn tàu. + Neo nhỏ: Tăng c•ờng thêm để giữ tàu không bị trôi dạt. 1.3.2. Phân loại theo kết cấu a. Neo không có ngáng (neo Holl): (Hình 32) Hệ số bám của neo: K1= (3 4).Q. 0 Góc làmviệc của neo (góc l•ỡi ăn vào nền đất): a=64 . b. Neo có ngáng (neo hải quân): (Hình 33) Hệ số bám của neo Hải quân: K1= (6 8).Q. 0 Góc làmviệc của neo (góc l•ỡi ăn vào nền đất): a=57 . Q: là trọng l•ợng của neo (kg) 61 3 3 5 2 2 1 1 4 Hình 32: Neo Holl Hình 33: Neo Hải quân Chú thích: 1-L•ỡi neo; 2- Cán neo; 3- Ma ní; 4- Đế neo; 5- Thanh ngáng 1.4. Các bộ phận cơ bản của thiết bị neo 1.4.1. Xích neo - Đ•ợc chế tạo theo tiêu chuẩn bằng ph•ơng pháp hàn hoặc đúc. - Xích neo là liên kết mềm giữa tàu và neo. Xích ngắn có ngáng Xích ngắn không ngáng 1,1.d d 6,5.d 1,2d d 6.d 1.1d 4,9.d 6,5.d 6.d 3,6.d 4.d 4.d 3,5.d 3,8.d Mắt xích thuờng Mắt xích lớn Mắt xích cuối Mắt xích thuờng Mắt xích cuối Hình 34: Xích neo 1.4.2. Máy neo - Dùng để kéo hoặc nhả xích neo, cáp neo, điều chỉnh chiều dài xích neo, cáp neo khi neo tàu. Máy neo th•ờng sử dụng 3 loại: + Máy neo nằm ngang Chạy bằng động cơ điện hoặc động + Máy neo nằm đứng cơ điezel + Tời quay tay (trang bị cho tàu có trọng tải nhỏ) 62 2 4 5 1 3 230 7 6 8 40 12 9 10 13 11 14 Hình 35: Máy neo kiểu nằm Chú thích: 1- Lô quấn dây; 2- tang xích; 3-Trục chính; 4-Bánh răng; 5-Tay điều khiển ly hợp. 6-Ly hợp; 7-Đế tời; 8- Gối đỡ; 9- Trục bánh vít; 10-Bánh vít; 11- Khớp nối 12- Phanh hãm; 13-Tay phanh; 14- Động cơ điện Dùng để hãm cáp neo, xích neo sau khi thả neo, hoặc sau khi kéo neo giữ neo tại lỗ neo khi tàu chạy. - Cơ cấu hãm kết cấu ngàm, có trục vít xiết chặt để giữ chặt xích neo không cho tự nhả thêm khi có xung lực tác động, luôn giữ tàu ở vị trí cố định. 63 1.4.3. ống neo (hốc xích) - Là một ống dài dẫn h•ớng cho xích đ•ợc thả xuống hoặc kéo lên theo chiều nghiêng của hốc. Hốc xích bên mạn tàu còn là vị trí để treo neo tại mũi tàu. - Hốc xích chạy suốt từ mặt boong ra mạn tàu, độ nghiêng của hốc xích đ•ợc tính toán phù hợp với vị trí của tâm tang tời để kéo neo lên dễ dàng. 1.4.4. Hầm xích neo Dùng để chứa xích neo. - Hầm xích neo đ•ợc thiết kế chứa đủ chiều dài xích neo, vị trí hầm xích neo sao cho tâm hầm xích ở mỗi phía phải trùng với tâm xích neo tại vị trí dẫn h•ớng của ống hồi xích theo vị trí của máy tời neo. - Kết cấu hầm xích phải chắc chắn chịu trọng l•ợng của xích neo có hệ thống thu gom n•ớc, có cửa công nghệ để dễ dàng sửa chữa, vệ sinh khi cần thiết. Ngoài các bộ phận cơ bản trên thiết bị neo còn có các bộ phận phụ nh•: puly, thiết bị dẫn h•ớng giúp quá trình thả, kéo neo đ•ợc thuận tiện. Kho Thùng Kho dây xích 2200 110 2620 115 120 125 129 Hình 36: Bố trí neo và thùng xích neo 1.5. Bố trí thiết bị neo trên tàu - Khi bố trí thiết bị neo cần phải chú ý: + Số l•ợng và trọng l•ợng neo. + Tuyến hình tàu tại vùng đặt thiết bị neo, sự bố trí của các thiết bị chằng buộc, vị trí vách chống va. + Diện tích, hình dạng của mặt boong nơi đặt thiết bị neo.. 64 + Khoảng cách giữa lỗ thả neo với trục tang tời máy neo phải bố trí đ•ợc các thiết bị hãm thông th•ờng. Khoảng cách từ tâm lỗ neo đến tâm tang tời đ•ợc xác định bởi góc ôm giữa xích với tâm tang tời. Góc ôm: 1150.( Hình 37) + Hầm xích neo phụ thuộc vào vị trí của tang cuốn xích neo. >115 Kho Thùng Kho dây xích Hình 37: Góc ôm giữa tang tời và xích neo 65 Bài 2 Tính chọn thiết bị neo tàu thủy 2.1. Lực bám của neo Dây cáp neo hoặc xích neo liên kết với neo bằng ma ní. Khi thả neo, neo rơi tự do xuống nền đất. Do trọng l•ợng của neo, một phần neo đ•ợc ngập xuống nền đất. Độ ngập sâu của neo phụ thuộc vào kết cấu nền đất cũng nh• độ sâu của vị trí thả neo (do áp lực n•ớc). T 0=T T Hình 38: Lực bám của neo Nền đất Do cáp neo (hoặc xích neo) đ•ợc cố định bởi thiết bị chặn xích trên tàu. Tàu dịch chuyển theo ph•ơng của dòng chảy hoặc tác động của gió. Xích neo căng dần, góc mở giữa cánh neo và cán neo tăng dần đến góc mở max; cánh neo ăn sâu vào lòng đất tạo ra lực căng TT = T0 (lực bám của neo) phải thoả mãn điều kiện; T0 = thành phần ngoại lực tác dụng lên tàu. T0 = Ta + TK Trong đó: Ta : Lực của gió tác động lên tàu. TK: áp lực thuỷ động tác dụng lên tàu. Nghĩa là: T0 – (Ta + TK) = 0 - Các thành phần lực và độ lớn : Ta: phụ thuộc vào tốc độ gió và h•ớng gió tác động lên phần nổi trên mặt n•ớc của tàu. TK: Phụ thuộc vào chiều chìm tàu, tốc độ dòng chảy và h•ớng dòng chảy. * Vậy: Lực bám của neo: Khả năng ăn sâu của neo vào nền đất tạo lực căng trên xích neo giữ tàu tại vị trí cố định. 66 2.2. Tính chọn thiết bị neo theo Quy phạm 2.2.1. Neo và xích neo Các thông số cơ bản của thiết bị neo nh• số l•ợng, quy cách, chiều dài xích neo.vvđ•ợc tính toán theo Quy phạm hiện hành và lựa chọn theo Bảng: + Bảng 2B/21.2.1/126 đối với tàu có L 90m. Quy phạm: TCVN 6259- 2B: 2003 + Bảng 2A/25.3/173 đối với tàu có L > 90m. Quy phạm: TCVN 6259 –2A: 2003 2.2.2. Đặc tính của thiết bị neo Đặc tính của thiết bị neo đ•ợc tính toán dựa trên đặc tr•ng cung cấp của tàu: EN = W2/3 +2,0.h.B 0,1.A (m2) Trong đó: + W: L•ợng chiếm n•ớc toàn tải của tàu (Tấn) + h = f + h’ (m) f(m) : Khoảng cách thẳng đứng tại giữa tàu từ đ•ờng n•ớc chở hàng thiết kế lớn nhất đến mặt trên của xà boong liên tục trên cùng tại mạn. h’(m): Tổng chiều cao thượng tầng và có chiều rộng lớn hơn B/4 (B: Chiều rộng tàu). A: diện tích hứng gió. A = f.L + h”.l (m2) Với: h”.l: Tổng c²c tích số chiều cao h” (m) v¯ chiều d¯i l (m) của th•ợng tầng, lầu hoặc hầm nổi trên boong liên tục cùng trong phạm vi chiều dài tàu và có chiều rộng lớn hơn B/4 chiều cao lớn hơn 1,5m. Chú ý: - Trị số: h’ được bà qua độ cong dọc boong v¯ độ chúi của t¯u. Nếu lầu boong có chiều rộng bằng hoặc nhỏ hơn B/4. Thì boong hẹp hơn có thể bỏ qua. * Đối với tàu kéo: Đặc tr•ng cung cấp: EN = W2/3 + 2,0.(f.B + h”.b) + 0,1A. 2.2.3. Công suất máy tời neo - Công suất của máy tời neo phải đảm bảo tốc độ kéo neo 10 m/ phút. Lực kéo (P) trên máy tời neo đ•ợc tính theo công thức sau: P= 1,13. (q.H+Q). kg Trong đó: q: Trọng l•ợng một đơn vị xích neo (kg). H: (m). Chiều sâu thả neo kể từ hốc neo đến đáy biển. Q: Trọng l•ợng một neo (kg) và đ•ợc chọn theo tiêu chuẩn. 67 H: Đ•ợc chọn theo đ•ờng kính xích neo. Khi: dx 14mm H= 1/3 tổng chiều dài xích neo. dx= 15 17mm H= 65m dx= 18 28mm H= 80m dx 28mm H= 100m Chú ý: - ở các tàu nhỏ dùng tời quay tay thì tốc độ kéo neo 25 m/phút. Lực tác dụng của mỗi ng•ời lên bánh xích 16 kg - Các tàu ven biển đ•ợc trang bị máy neo chạy bằng động cơ điện hoặc động cơ DIESL thì tốc độ vòng quay trên tang cuốn xích neo th•ờng: (12- 15) v/p. - Tời neo phải có phanh hãm trên trục đảm bảo an toàn cho ng•ời và thiết bị neo. 2.2.4. Xích neo Cỡ xích neo đứng đ•ợc xác định theo công thức: dx=S.t. EN (mm) Trong đó : S. hệ số lấy bằng(1; 0,94; 0,88; 0,82) t•ơng ứng với tàu có vùng hoạt động cấp không hạn chế; hạn chế cấp I; II; III. t: Hệ số lấy bằng: (1,75; 1,55; 1,35) t•ơng ứng với xích thông th•ờng, xích có độ bền cao và xích có độ bền đặc biệt. Tổng chiều dài tối thiểu của cả hai dây xích cho 2 neo định biên đ•ợc xác định theo công thức: Ln 87.k0 . EN (m) Trong đó: EN (m2): Đặc tr•ng cung cấp của tàu ko: Hệ số đ•ợc lấy nh• sau: ko= 1 (cho tàu không hạn chế và HCI, HCII) ko= 0.88 (cho tàu hạn chế III) Trong mọi tr•ờng hợp tổng chiều dài xích neo không nhỏ hơn: Ln 200m cho tàu không hạn chế Ln 100m cho tàu hạn chế I, II, III Kết quả tính (Ln) phải quy tròn. Dây xích neo mạn phải đ•ợc lấy dài hơn mạn trái 68 Bài 3 Thiết bị chằng buộc 3.1. Công dụng của thiết bị chằng buộc Dùng để chằng buộc tàu vào cầu tàu, công trình nổi, các tàu khác và giữ cho tàu đứng yên, ngoài ra còn dịch chuyển tàu từng đoạn ngắn dọc cầu tàu khi động cơ chính của tàu không làm việc. 3.2. Các bộ phận chính của thiết bị chằng buộc Thiết bị chằng buộc gồm các bộ phận cơ bản sau: - Dây chằng buộc: Th•ờng sử dụng dây cáp thép; dây chão gai; dây sợi tổng hợp. - Cọc bích: Đ•ợc chế tạo bằng thép hoặc đúc bằng gang để cuốn dây chằng buộc. - Các bộ phận dẫn h•ớng: Dùng để dẫn h•ớng dây chằng buộc nh•: Trục dẫn dây, bệ dẫn dây, cửa luồn dây. - Bộ khoá dây chằng buộc để khoá tạm thời dây khi chuyển đầu dây từ tời sang cọc bích. - Tời thu dây dùng để thu và giữ dây. - Sàn để dây, súng phóng dây ném, thiết bị chống va 3.3. Bố trí thiết bị chằng buộc trên tàu 3.3.1. Các đặc điểm bố trí chung 2200 110 2620 115 120 125 129 Hình 39: Bố trí thiết bị chằng buộc 69 Hình 40: Bố trí thiết bị chằng buộc - Để giữ tàu chắc chắn, cần bố trí các điểm buộc dây xa nhau do vậy thiết bị chằng buộc phần lớn tập chung ở boong mũi và lái. Phần giữa tàu bố trí thiết bị chằng buộc ít hơn. - Tàu cỡ trung bình, tời chằng buộc phía mũi tàu th•ờng làm liền với tời máy neo, mỗi bên đặt 1 2 cọc bích và bệ dẫn dây hoặc trụ dẫn dây t•ơng ứng. - Trên tàu, ở phía mũi, lái, tại be chắn sóng đặt các cửa luồn dây để luồn dây buộc vào cọc bích. - Tời chằng buộc đứng đặt sao cho không cản trở công việc ở hai mạn, khi dùng 2 tời bộ phận dẫn động đặt nghiêng góc 30 400 so với mặt phẳng đối xứng của tàu. - Khoảng cách từ mặt boong đến giữa tang tời đứng không quá 1,1m. Các bộ phận điều khiển của tời không cao quá 1m. - Cọc bích đặt gần dây, không cản trở không gian mặt boong, dễ thao tác. Khoảng cách từ mép chân be chắn sóng đến tâm cột bích 1,5.D (D: đ•ờng kính cột bích) phải đảm bảo đủ không gian để thao tác dây an toàn và thuận tiện. 70 - Bệ dẫn dây đặt ở mũi hoặc phía lái tàu sao cho mặt cắt của tang cong (tời chằng buộc) đi qua giữa chiều cao bệ dẫn dây. - Bệ dẫn dây đặt gần mạn để dây không cọ sát vào tôn mép mạn và góc nghiêng của cáp cuốn vào cọc bích là nhỏ nhất. - Mép d•ới của cửa luồn dây mạn đặt cách mặt boong khoảng 200mm sao cho h•ớng dây song song với cạnh dài của bệ cọc bích. 3.3.2 Đặc điểm bố trí thiết bị chằng buộc của từng loại tàu a. Tàu hàng: - Th•ờng cập mạn vào cầu tàu. - Chiều chìm của tàu thay đổi nhiều khi xếp dỡ hàng. Nên thiết bị chằng buộc có thể dùng mọi loại dây đặt ở mũi, lái cũng nh• ở giữa tàu. - Các tàu nội thuỷ và tàu pha sông biển th•ờng bố trí thiết bị chằng buộc t•ơng tự nhau. + Các dây phía lái kéo bằng tang cong trên tời đứng. + Các dây mũi kéo bằng tời ngang. + Các bệ dẫn dây làm bằng kiểu kín vì th•ờng cầu tàu cao hơn mặt boong khi tàu toàn tải. b. Tàu dầu: - Dây chằng buộc ở phía mũi, lái chỉ đ•ợc dùng dây cáp thép, giữa tàu dùng dây phi kim loại. Khi xếp dỡ hàng chiều chìm tàu thay đổi lớn so với các tàu khác. - Giữa tàu th•ờng đặt các tời kéo dây mạn để tàu cập mạn vào các tàu khác khi tiếp dầu. - Cọc bích giữa tàu đặt trên các bệ có chiều cao 300mm - Các bệ dẫn dây kiểu kín phải có lớp phủ bằng kim loại màu tại những chỗ tiếp xúc giữa các chi tiết chuyển động. - Khi đặt tời điện, bộ truyền điện phải đặt trên cao cách mặt boong 2,5m. c. Tàu khách: - Chiều chìm thay đổi ít, không đặt tời chằng buộc tự động phía mũi và lái. - Các tàu khách cỡ trung bình, ngoài dây chằng buộc mũi lái cần có dây chằng buộc giữa tàu. Các thiết bị chằng buộc giữa thân tàu th•ờng là các cọc bích nhỏ để các tàu nhỏ cập mạn. 71 3.4. Dây chằng buộc - Dây chằng buộc phải đủ bền để chịu lực kéo lớn nhất của tời, nh•ng không quá bền phòng khi quá tải dây đứt tr•ớc để bảo vệ các bộ phận khác của thiết bị chằng buộc. - Có độ đàn hồi tốt, chịu tải trọng động. - Nhẹ, đủ mềm, chịu mài mòn, chịu đ•ợc môi tr•ờng thời tiết khắc nghiệt nh•: nhiệt độ, n•ớc biển, nắng, ẩm mốc 3.5. Bệ dẫn dây và trụ dẫn dây a. Bệ dẫn dây kiểu hở, không có con lăn: Có hai loại: xiên và thẳng. - Bệ xiên (Hình 41.a) cho phép dây nghiêng cả trong mặt phẳng thẳng đứng và ngang th•ờng đ•ợc trang bị cho các tàu sông chằng buộc vào các cầu tàu cao, mớn n•ớc thay đổi lớn trong quá trình xếp dỡ hàng hoá. - Bệ thẳng (Hình 41.b) đ•ợc đặt ở phần giữa tàu để dẫn dây kéo mạn. Các thông số cơ bản của bệ dẫn dây kiểu hở không con lăn tham khảo theo OCT 11264-73/18,19,20 STTBTT-T2. Hình 41.a Hình 41.b b. Bệ dẫn dây kiểu kín: Bệ dẫn dây kiểu kín th•ờng dùng trên các tàu sông, tàu pha sông biển, các cầntrục nổi, sà lan Có các loại sau: - Bệ dẫn dây kiểu kín không con lăn. (Hình 42.a) - Bệ dẫn dây kiểu kín có 2 con lăn đứng. (Hình 42.b) - Bệ dẫn dây kiểu kín có 3 con lăn (con lăn ngang lật lên để luồn dây). - Bệ dẫn dây bốn con lăn chủ yếu dùng cho cáp khi kéo hoăc lai dắt tàu. 72 Hình 42.a Hình 42.b 3.6. Cọc bích a. Theo kết cấu: có 2 loại + Cọc bích đơn. (Hình 43) + Cọc bích đôi. (Hình 44) b. Theo ph•ơng pháp chế tạo: + Cọc bích đúc. + Cọc bích hàn. + Cọc bích có bệ + Cọc bích không có bệ phải khoét mặt boong dùng khi tải nặng (Hình 45) Ưu điểm: nhẹ, dễ chế tạo. 2 Cọc bích hàn 1 3 5 4 Hình 44: Cọc bích đôi Hình 43: Cọc bích đơn 73 2 1 Chú thích: 5 1- Thân cột bích 2- Tấm chặn 3- Hộp gia c•ờng 6 8 7 4- Tấm đế 5- Thanh ngáng 6- Mã gia c•ờng 6 7- Tấm ốp 8- Mặt bong Hình 45: Cọc bích chịu tải nặng 74 Ch•ơng III Thiết bị cứu sinh Bài 1 Khái niệm và phân loại thiết bị cứu sinh 1.1. Khái niệm Thiết bị cứu sinh là tổ hợp các trang bị và cơ cấu dùng để đảm bảo an toàn sinh mạng con ng•ời trên tàu khi tàu bị gặp nạn. 1.2. Phân loại thiết bị cứu sinh 1.2.1. Thiết bị cứu sinh cá nhân a. Phao tròn cứu sinh: Phao đ•ợc chế tạo bằng vật liệu sẵn có tính nổi, không cháy có đ•ờng kính ngoài nhỏ hơn hoặc bằng 800mm và đ•ờng kính trong không nhỏ hơn 400mm. Đ•ợc gắn dây nắm xung quanh phao. Khối l•ợng phao lớn hơn 2,5 kg, có sức nâng tối thiểu 14,5 kg trong n•ớc. b. Phao áo: Phao áo đ•ợc làm bằng vật liệu chống cháy, nổi trên mặt n•ớc, kết cấu sao cho sử dụng thuận tiện (khi mặc trong vòng 1 phút mà không cần sự trợ giúp). c. Phao áo bơm hơi: Đ•ợc làm bằng vật liệu nhẹ, chống cháy và có tối thiểu 2 ngăn chứa khí riêng biệt. Tự động bơm hơi khi ngập n•ớc, hoặc trang bị cơ cấu vận hành thiết bị bơm hơi bằng tay và thổi căng đ•ợc bằng miệng. d. Quần áo bơm hơi: Chế tạo bằng vật liệu nhẹ, cách nhiệt, không thấm n•ớc, có thiết bị giảm bớt không khí tự do tối đa trong hai ống chân. Kết cấu phao gọn, thao tác thuận tiện trong vòng 2 phút mà không cần sự trợ giúp. 1.2.2. Bè cứu sinh Làm bằng vật liệu nhẹ, bền, tính ổn định tốt kết cấu phải đảm bảo chịu đ•ợc mọi điều kiện sóng gió trên biển trong vòng 30 ngày. Có sức chở từ 6 ng•ời trở lên tối đa là 25 ng•ời, trọng l•ợng phao không quá 185 kg. Bè cứu sinh đ•ợc trang bị tín hiệu cứu sinh, bơi chèo, neo nổi, thiết bị thu gom n•ớc m•a, đầy đủ l•ơng khô, n•ớc uống cho cơ số ng•ời trên bè. Bè cứu sinh đ•ợc hạ từ trên tàu xuống bằng máng tr•ợt hoặc thiết bị cơ giới. 75 1.2.3. Xuồng cứu sinh Có thiết bị đẩy bằng động lực. Kết cấu bằng vật liệu nhẹ, bền, có nghế ngồi chở đ•ợc nhiều ng•ời cùng với các trang thiết bị, l•ơng khô và n•ớc uống. Thiết kế có sức chở từ 9 ng•ời trở lên nh•ng không đ•ợc quá150 ng•ời. Đ•ợc hạ từ trên tàu xuống bằng máng tr•ợt hoặc thiết bị cẩu xuồng. 1.2.4. Thiết bị cẩu, hạ xuồng cứu sinh Cơ cấu của thiết bị thoả mãn: Hạ đ•ợc xuồng hoặc bè cứu sinh cùng với cơ số ng•ời và trang thiết bị xuống n•ớc đảm bảo an toàn khi tàu nghiêng 10- 20 độ sang phía mạn, thu hồi đ•ợc xuồng hoặc bè cứu sinh lên tàu khi cần thiết. a. Thiết bị nâng hạ xuồng bằng máng tr•ợt Bao gồm: Máng tr•ợt, thiết bị hãm nh•: Dây cáp, puli dẫn dây, tang cuốn và nhả dây. Động cơ của thiết bị : Động cơ điện, Diezel, hoặc quay tay. b. Thiết bị cẩu, hạ xuồng, bè cứu sinh bằng tay Thiết bị gồm có: Tời quay tay, cần hạ, cơ cấu quay cần, tang tời, dây cáp, móc cáp, puli dẫn dây. c. Thiết bị cẩu, hạ xuồng, bè cứu sinh bằng cơ giới Thiết bị gồm có: Hệ động lực(Động cơ điện), hệ thống điều khiển, cần hạ, cơ cấu quay cần, tang tời, dây cáp, móc cáp, puli dẫn dây... Hình 46: Thiết bị hạ xuồng bằng cơ giới 76 bài 2 Lựa chọn, bố trí thiết bị cứu sinh 2.1. Lựa chọn thiết bị cứu sinh Ph°i tuân thủ theo Quy ph³m: “Trang bị an to¯n t¯u biển” hiện h¯nh v¯ Công •ớc Quốc tế về an toàn sinh mạng con ng•ời trên biển năm 1974. Bảng tổng hợp định mức ph•ơng tiện cứu sinh cho một số loại tàu biển theo: TCVN 6278- QP 2003: Trang bị an toàn tàu biển TCVN 6278: 2003. Bảng2/1: Tổng hợp định mức cứu sinh cho tàu biển Ph•ơng tiện Định mức ph•ơng tiện cứu sinh và VTD Ghi chú cứu sinh (%số ng•ời trên tàu hoặc chiếc) Xuồng Xuồng cứu Phao Vùng cấp Bè cứu sinh Phao tròn VTD sinh áo hoạt động cứu Tàu khách 1/ Tàu khách 50% mỗi 01 25% mỗi L (m) 01 phát chạy QT cấp mạn (VR mỗi mạn (+ báo không hạn chế cho phép mạn 12,5% mỗi Rađa 37,5%) mạn)(1) 60: 08 mỗi 60 120:12 mạn 2. Tàu khách 120 180:18 Theo chạy QT ngắn 180 240:24 SOLAS và nội địa 30% mỗi 25% mỗi 03 two- 240:30 (HCI, HCII): mạn mạn (+20% way a.GT 500 và/ mỗi mạn) VHF hoặc n 200 (Mọi tàu b. 100 khách) (2) GT 500 và n ____ 01 100% 200 (mỗi mạn) 105% 3. Tàu khách _____ +10% chạy nội địa 01 L 20: 04 cho Theo: Bảng (HCIII) mỗi 100% mỗi 20 40:06 trẻ em 4.1 a. GT 500 và mạn mạn Có miễn giảm (3) 40 60: 08 n 200 theo SOLAS b. 300 01(4) 100% mỗi (5) GT 500 mạn 77 TCVN 6278: 2003 Bảng2/1: Tổng hợp định mức cứu sinh cho tàu biển Ph•ơng tiện Định mức ph•ơng tiện cứu sinh và VTD Ghi chú cứu sinh (%số ng•ời trên tàu hoặc chiếc) Xuồng cứu Xuồng Phao Bè cứu sinh Phao tròn VTD Vùng sinh cấp cứu áo hoạt động Tàu hàng 1.Tàu hàng: L (m) 01 phát L 85 m 100% báo a. Biển KHC, I, mỗi 01 50% mỗi 100 : 08 Rađa (1) (7) II (QT và NĐ) mạn mạn 100 150:10 mỗi 150 200:12 mạn 200:14 03 two- b. HCIII (NĐ) ___ 01 100% mỗi way Theo (2) mạn VHF SOLAS 74 đ•ợc 2. Tàu hàng: miễn L 85 m 100% 01 phát giảm (KHC, HCI, II) ___ 01 100% mỗi báo (2) (+ số cho tàu a. GT 500 mạn 20 : 02 trực Rađa nội địa Chạy QTvà 20 30: 04 ca) NĐ 30 50:06 03 two- 50 100: 08 b.300 way ___ (1) 100% mỗi GT 500 01 VHF Chạy QT mạn 3. Các tàu còn ___ ___ 100% mỗi Theo: lại mạn(8) Bảng 4.1 Chú thích: (1) Số bè cứu sinh đ•ợc trang bị cùng với xuồng cứu sinh chở đ•ợc 50% tổng số ng•ời ở mỗi mạn (2) Phải bố trí bè trở 150% tổng số ng•ời ở mỗi mạn nếu bè cứu sinh không thể di chuyển đ•ợc từ mạn này sang mạn kia của taù. Khi 01 ph•ơng tiện cứu sinh bị mất hoặc hỏng không sử dụng đ•ợc vẫn đảm bảo chở đ•ợc 100% tổng số ng•ời ở mỗi mạn. Có thể miễn giảm cho tàu chạy nội địa có L 85 m trong từng tr•ờng hợp cụ thể và đ•ợc VR chấp nhận. (3) VR có thể xem xét và miễn giảm các yêu cầu đối với xuồng cấp cứu đ•ợc quy định trong Công •ớc. (4) Nếu tàu có L 30m và HCIII, VR có thể xem xét cho phép miễn giảm yêu cầu này trong từng tr•ờng hợp cụ thể. (5) Nếu bè cứu sinh di chuyển đ•ợc từ mạn tàu này sang mạn kia cho phép trang bị 50% mỗi mạn. Nếu tàu có L 30m và HCIII, VR có thể xem xét cho phép thay bằng 70% dụng cụ nổi trong từng tr•ờng hợp cụ thể. 78 2.2. Bố trí thiết bị cứu sinh (Hình 47.a và hình 47.b, hình 47.c) 2.2.1. Phao tròn cứu sinh Phân bố sao cho luôn sẵn sàng sử dụng dễ dàng ở hai mạn tàu, hoặc trên các boong hở kéo dài tới mạn tàu. Trong tổng số phao tròn cứu sinh có ít nhất 50% đ•ợc trang bị đèn tự sáng và tối thiểu 2 phao tròn có trang bị thêm tín hiệu khói. Mỗi phao tròn đ•ợc kẻ tên tàu và cảng đăng ký của tàu bằng chữ La tinh in hoa. 2.2.2. Phao áo cứu sinh Đ•ợc trang bị đầy đủ phao áo cứu sinh cho những ng•ời trực ca và để sử dụng ở những nơi xa các trạm bố trí ph•ơng tiện cứu sinh. Bố trí phao áo cứu sinh tại vị trí thuận tiện gần nhất khi cần thiết và nơi cất giữ phao áo phải có chỉ dẫn rõ ràng. Khoang séc tơ lái Cửa thoát hiểm Kho Sàn lửng hầm máy Két n•ớc thải (Rời) Két n•ớc ngọt Két dầu đốt Két n•ớc ngọt Két dầu 5400 5200 trực nhật Két n•ớc đáy tàu 0 Hình 47.a: Bố trí thiết bị cứu sinh 79 2.2.3. Phao áo bơm hơi và quần áo bơi Đ•ợc trang bị cho các loại tàu đi biển hoặc tàu có nhiệm vụ đặc biệt. Bố trí theo chỉ dẫn của nhà chế tạo, có phòng đặc biệt để sấy và phơi khô quần áo •ớt. 2.2.4. Xuồng và bè cứu sinh Bố trí thiết bị nâng hạ xuồng hoặc bè cứu sinh phải gần khu vực ở và không gian phục vụ Có lối đi dễ dàng, đủ ánh sáng đi từ các khu vực đến vị trí đặt xuồng hoặc bè cứu sinh Boong cúu sinh Boong điều khiển Phòng tắm Chủ tàu L X 1265 X Buồng VTĐ Thu viện Kho ắc quy ắc Kho Kho Điều hoà nhiệt độ Giếng máy Buồng hoa tiêu 5 10 15 20 25 30 40 10 15 20 30 40 X Buồng điện Điều hoà nhiệt độ thao thể Phòng X L X Buồng Kho hải đồ Hoa tiêu 2400 Hình 47.b: Bố trí thiết bị cứu sinh 80 Hình 47.c: Bố trí thiết bị cứu sinh 81 Ch•ơng IV Thiết bị xếp dỡ hàng hoá Bài 1 Khái niệm, nhiệm vụ, công dụng và phân loại thiết bị xếp dỡ. 1.1. Khái niệm Thiết bị xếp dỡ hàng hoá bao gồm tổ hợp kết cấu để thực hiện các thao tác nhận hàng, dỡ hàng và dịch chuyển hàng hoá trên tàu. 1.2. Nhiệm vụ Đảm bảo bốc xếp hết hàng trong khoang và đ•a ra hai bên mạn tàu. Hoạt động nhẹ nhàng, phát huy hết công suất của thiết bị, an toàn cho hàng hoá, con ng•ời và ổn định của tàu, không cản trở các hoạt động khác trên tàu. 1.3. Công dụng Tăng năng lực bốc xếp hàng trên tàu, giảm sức lao động và thời gian đỗ bến, tăng tần suất hoạt động quay vòng của tàu, hiệu quả khai thác kinh tế cao. 1.4. Phân loại Tuỳ theo mỗi loại hàng hoá có thiết bị xếp dỡ hàng khác nhau + Đối với tàu hàng chuyên chở bao kiện, hàng hòm, gỗ.... đ•ợc trang bị cần cẩu, cần trục. + Tàu chở hàng lỏng sử dụng các thiết bị hút. + Hàng hạt, hàng khô trang bị băng truyền, băng tải. Thiết bị xếp dỡ bao gồm: + Thiết bị làm việc liên tục có: Băng gầu, băng tải + Thiết bị làm việc theo chu kỳ có: Cần cẩu Derrick, cần trục quay, cổng trục tàu thuỷ. Việc lựa chọn thiết bị xếp dỡ phụ thuộc vào: + Loại tàu, kiểu tàu, vùng hoạt động + Kích th•ớc và tốc độ tàu + Loại hàng mà tàu chuyên chở 82 Hình 48.Thiết bị xếp dỡ hàng hoá 83 Bài 2 Cần cẩu DERRiCK Trang bị trên các tàu hàng, đ•ợc sử dụng phổ biến, có tầm với đạt tới 30m, sức nâng đến 300T. Kết cấu gọn nhẹ, chế tạo đơn giản, dễ sửa chữa và thay thế, làm việc tin cậy. 2.1. Phân loại Cần cẩu Derrick có hai loại: + Cần cẩu Derrick đơn + Cần cẩu Derrick đôi Tuỳ thuộc vào sức nâng của cần cẩu Derrick có: + Cần cẩu nhẹ: Có sức nâng P 10T + Cần cẩu nặng: Có sức nâng P 10T 2.2. Các bộ phận chính của cẩu DERRICK 4 3 Chú thích: 1 1- Cột cẩu 2- Cần cẩu 2 3- Dây nâng cần 4- Puli 5- Dây nâng hàng 6- Dây quay cần 5 6 7- Móc treo hàng 7 8-Tời và tang nâng hàng 8 Hình 49: Các bộ phận cần cẩu nhẹ Derrick đơn 84 2.2.1. Tời hàng Tời hàng dùng cho dây hàng, dây chằng và dây điều chỉnh đối với cần cẩu nặng. Ngoài ra, các bộ tời của Derrick còn tham ra vào kéo nắp hầm hàng. 2.2.2. Cơ cấu nâng Dùng để dẫn động các dây hàng, dây nâng cần, dây quay cần .... - Cơ cấu quay tay: áp dụng trên tàu nhỏ, cần cẩu có sức nâng nhỏ - Động cơ điện: Sử dụng điện áp xoay chiều từ 220 380V - 50Hz hoặc động cơ điện một chiều điện áp 220V -50Hz - Puli: Dùng để nâng đỡ cho dây cáp chạy đ•ợc dễ dàng, cáp ít bị mòn, h• hại,..Vật liệu chế tạo Pu li th•ờng là gang hoặc thép. - Palăng: Là một tổ hợp các Puli đ•ợc nối ghép với nhau mục đích giảm sức căng dây cáp khi rời khỏi Pa lăng Pa lăng th•ờng sử dụng trên dây hàng, dây chằng, dây điều chỉnh của cần cẩu - Tang quấn cáp: (Hình 50) Tang là cơ cấu biến chuyển động quay của tang thành chuyển động tịnh tiến của vật nâng Tang có dạng hình trụ, có rãnh nông hoặc sâu, cũng có thể là tang trơn. Hình 50: Tang quấn cáp - Cần cẩu, cột cẩu: Là thành phần chịu lực chính của cẩu, th•ờng có tiết diện tròn rỗng. Kích th•ớc cần cẩu, cột cẩu phụ thuộc vào kích th•ớc tàu, cách bố trí hầm hàng, công dụng của tàu. 85 Ch•ơng V Thiết bị kéo Bài 1 Khái niệm, công dụng, yêu cầu của thiết bị kéo 1.1. Khái niệm Thiết bị kéo là tổng hợp các cơ cấu và thiết bị đảm bảo chức năng kéo tàu 1.2. Công dụng Thiết bị kéo đ•ợc trang bị và bố trí trên tàu nhằm phục vụ công tác kéo, lai dắt tàu và các công trình nổi khác. (Hình 51.a và 51.b) Ví dụ: Khi tàu gặp sự cố kỹ thuật nh•: Máy chính, thiết bị lái không làm việc hoặc tàu bị mắc cạn cần có tàu khác kéo, lai dắt đến nơi an toàn. Đối với các tàu có kích th•ớc, trọng tải lớn để đảm bảo an toàn cho tàu khi ra vào cảng đ•ợc các tàu chuyên dụng nh•: tàu kéo, tàu lai dắt đảm nhận. 1.3. Yêu cầu của thiết bị kéo Đảm bảo an toàn cho tàu, con ng•ời và các thiết bị trong quá trình thực hiện nhiệm vụ. Các chi tiết của thiết bị kéo đ•ợc tính toán đảm bảo độ bền và lắp đặt phù hợp thuận tiện khi thao tác. Tại vị trí dây cáp kéo đi qua hoặc tiếp xúc với các chi tiết kéo tuyệt đối không có cạnh sắc, phải có biện pháp đảm bảo an toàn cho dây cáp kéo không bị h• hại. Tàu hoạt động cấp không hạn chế phải đ•ợc trang bị thiết bị tự động điều chỉnh chiều dài dây khi kéo. Khoang mũi Khoang máy lái Thùng xích ĐNTK ĐNTK Két n•ớc ngọt Câu lạc bộ Két n•ớc ngọt Két dầu Két làm mát Két thải Két n•ớc ngọt Kho dây,thiết bị kéo bị Khodây,thiết 1:Tàu kéo đẩy 86 Boong chính Hình 51.b: Tàu kéo cảng Bài 2 87 Các bộ phận chính của thiết bị kéo, tính toán và trang bị dây cáp kéo 2. 1. Các bộ phận chính a. Dây cáp kéo: Dùng để kéo tàu + Cáp thép: Có độ bền cao, đ•ợc sử dụng phổ biến + Cáp sợi tổng hợp: (Vilynol, Polyeste....) Nhẹ, độ đàn hồi tốt b. Móc kéo: Dùng để móc dây cáp kéo Móc kéo có hai loại: + Móc kéo trơn ( Hình 52) + Móc kéo có lò so giảm chấn( Hình 53) Hình 52: Móc kéo trơn Hình 53: Móc kéo có lò so c. Puli định h•ớng kéo: Dùng để định h•ớng dây cáp kéo Puli định h•ớng kéo đ•ợc đặt trên vòng lăn của móc kéo. Đ•ợc sử dụng trên tàu sông, hồ và tàu ven biển nội địad d. Cung kéo và chốt (Hình 54) Làm bằng thép tròn hoặc ô van đ•ợc liên kết với vỏ tàu bằng chốt hoặc cố định bằng mối ghép hàn e. Vòng lăn của móc kéo Bằng thép góc hoặc hình hộp làm theo hình dạng cong của cung kéo, vòng lăn chỉ đỡ móc kéo, puli và một phần tải trọng của nó. f. Vòm cuốn kéo (Hình 55) Có nhiệm vụ bảo vệ cho ng•ời và trang thiết bị trên tàu khi kéo, đảm bảo sự di động nhịp nhàng của cáp kéo từ mạn này sang mạn kia. Vòm cuốn kéo đ•ợc đặt ở đuôi tàu kéo có dạng hình parabol. Đ•ợc làm bằng thép tròn rỗng g. Cột kéo: Đ•ợc làm bằng thép tròn rỗng, cột th•ờng bố trí ở mũi, đuôi tàu 2 88 3 1 Hình 55: Vòm cuốn kéo Hình 54: Cung kéo và chốt Chú thích: 1- Cung kéo; 2- Chốt; 3-Mã kẹp 2. 2. Tính toán và trang bị dây cáp kéo 2.2.1. Tính toán theo thực nghiệm Để xác định đ•ợc đ•ờng kính, quy cách dây cáp kéo phải tính đ•ợc lực căng trên dây cáp khi kéo ở trạng thái toàn tải của tàu a. Lực căng trên