thiết kế thiết bị cơ giới hóa việc đóng mở nắp hầm hàng của tàu chở hàng rời

Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu thiết kế hệ thống truyền động đĩa xích-xích- hệ thống thủy lực phục vụ cho việc đóng mở nắp hầm hàng kiểu trượt của tàu chở hàng rời.. Mục tiêu nghiên cứu:

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA KỸ THUẬT TÀU THỦY



NGUYỄN THÁI TRƯỜNG

THIẾT KẾ THIẾT BỊ CƠ GIỚI HĨA VIỆC ĐĨNG

MỞ NẮP HẦM HÀNG CỦA TÀU CHỞ HÀNG RỜI

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH: ĐĨNG TÀU THỦY

GVHD: Th.S NGUYỄN THÁI VŨ

NHA TRANG, 2008

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thái Trường

Lớp: 46TT

Ngành: Kỹ Thuật Tàu Thủy

Tên đề tài: “Thiết kế thiết bị cơ giới hóa việc đóng mở nắp hầm hàng của tàu chở hàng rời”

Số trang: 78 Số chương : 4 Số tài liệu tham khảo: 10

Hiện vật: Đĩa CD; Tập bản vẽ thiết kế thiết bị cơ giới hóa việc đóng mở nắp hầm hàng của tàu chở hàng rời; Thuyết minh

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Kết luận: …

Nha Trang, ngày tháng năm 2008

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Nguyễn Thái Vũ

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG LVTN

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thái Trường

Lớp: 46TT

Ngành: Kỹ Thuật Tàu Thủy

Tên đề tài: “Thiết kế thiết bị cơ giới hóa việc đóng mở nắp hầm hàng của tàu chở hàng rời”

Số trang: 78 Số chương : 4 Số tài liệu tham khảo: 10

Hiện vật: Đĩa CD; Tập bản vẽ thiết kế thiết bị cơ giới hóa việc đóng mở nắp hầm hàng của tàu chở hàng rời; Thuyết minh NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

Điểm phản biện:

Nha trang, ngày tháng năm 2008

CÁN BỘ PHẢN BIỆN

Nha trang, ngày tháng năm 2008

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

ĐIỂM CHUNG

Bằng số Bằng chữ

Khoa: Kỹ Thuật Tàu Thủy

Trường: Đại Học Nha Trang

Cán bộ hướng dẫn: Th.S Nguyễn Thái Vũ

I ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

1 Đối tượng nghiên cứu: Thiết bị cơ giới hóa việc đóng mở nắp hầm hàng của tàu chở hàng rời

2 Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu thiết kế hệ thống truyền động đĩa xích-xích- hệ thống thủy lực phục vụ cho việc đóng mở nắp hầm hàng kiểu trượt của tàu chở hàng rời

3 Mục tiêu nghiên cứu: Nghiên cứu quá trình làm việc của một số thiết bị cơ giới đóng mở nắp hầm hàng và tính toán thiết kế một hệ thống thiết bị cơ giới hóa cụ thể: “Thiết bị truyền động đĩa xích-xích-hệ thống thủy lực”

II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1 Công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam những năm cuối thế kỷ 20 đầu thế kỷ 21

1.2 Lý do chọn đề tài

1.3 Tính khả thi và ứng dụng thực tế của đề tài

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Lựa chọn phương pháp thiết kế

2.2 Những yêu cầu kinh tế kỹ thuật

2.2.1 Những yêu cầu chung về kinh tế

2.2.2 Những yêu cầu kỹ thuật

2.3 Tổng quan một số thiết bị cơ giới đóng mở nắp hầm hàng

2.4 Phương án thiết kế

2.4.1 Giới hạn mội dung nghiên cứu thiết kế

2.4.2 Phương án thiết kế

2.4.3 Giới thiệu về tàu lựa chọn thiết kế

2.4.4 Giới thiệu về khoang hàng của tàu

2.4.5 Liệt kê các phần tử chính trong hệ thống thiết bị cơ giới hóa việc đóng mở nắp hầm hàng số 5

2.4.6 Nguyên lý hoạt động của hệ thống

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ CƠ GIỚI HÓA VIỆC ĐÓNG MỞ NẮP HẦM HÀNG

3.1 Trình tự thiết kế

3.2 Tính khối lượng nắp hầm hàng số 5

3.2 Tính khối lượng tấm nắp bên phải hầm hàng số 5

3.2 Khối lượng nắp hầm hàng số 5

3.3 Tính toán các thông số cơ bản

3.3.1 Tính lực kéo cần thiết để dịch chuyển một tấm nắp F K

3.3.2 Xác định vận tốc kéo tấm nắp V K

3.3.3 Tính lực nâng cần thiết của một xilanh khi nâng tấm nắp lên F XL

3.3.4 Xác định vận tốc nâng của xilanh V N

3.4 Tính toán chọn cơ cấu chấp hành

3.4.1 Chọn phần tử kéo

3.4.2 Tính chọn đĩa xích

3.4.3 Chọn puli dẫn hướng

3.4.4 Tính chọn bánh xe đỡ tấm nắp

3.4.5 Tính toán chọn và kiểm tra trục bánh xe

3.4.6 Tính chọn các kích thước của thanh ray

3.4.7 Tính chọn cơ cấu xà đỡ tấm nắp

3.4.8 Cơ cấu máng dẫn xích

3.4.9 Cơ cấu giữ tấm nắp

3.4.10 Cơ cấu móc xích

3.5 Tính toán cơ cấu dẫn động

3.5.1 Tính chọn động cơ thủy lực kéo tấm nắp

3.5.2 Phân phối tỷ số truyền hộp số cho động cơ thủy lực

3.5.3 Tính chọn xilanh thủy lực nâng tấm nắp hầm hàng

3.5.4 Tính toán kiểm tra và tính lưu lượng dầu thực tế trong quá trình làm việc của piston-xilanh

3.5.5 Tính chọn bơm thủy lực lai các động cơ thủy lực

3.5.6 Tính chọn động cơ điện lai bơm thủy lực

3.5.7 Tính chọn ống dẫn dầu

3.5.8 Tính két chứa dầu

3.5.9 Chọn dầu thủy lực

3.5.10 Chọn bộ lọc dầu thủy lực

3.5.11 Chọn van đảo chiều

3.5.12 Phác thảo sơ đồ bố trí và nguyên lý làm việc của hệ thống thủy lực nắp hầm hàng số 5

3.6 Phần hàn

3.6.1 Chuẩn bị trước khi hàn

3.6.2 Quy trình hàn một số cơ cấu chính của hệ thống

3.6.3 Kiểm tra chất lượng mối hàn

3.6.4 Yêu cầu chung chất lượng mối hàn và sửa chữa khuyết tật

CHƯƠNG 4 THẢO LUẬN KẾT QUẢ - ĐỀ XUẤT Ý KIẾN

4.1 Thảo luận kết quả

4.2 Đề xuất ý kiến

MỤC LỤC

Trang LỜI NÓI ĐẦU

CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1 Công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam những năm cuối thế kỷ 20 đầu thế kỷ 21 14

1.2 Lý do chọn đề tài 15

1.3 Tính khả thi và ứng dụng thực tế của đề tài 16

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Lựa chọn phương pháp thiết kế 18

2.2 Những yêu cầu kinh tế, kỹ thuật 18

2.2.1 Những yêu cầu chung về kinh tế 18

2.2.2 Những yêu cầu kỹ thuật 19

2.3 Tổng quan một số thiết bị cơ giới đóng mở nắp hầm hàng 20

2.3.1 Nắp kiểu cuộn tròn 20

2.3.2 Nắp kiểu gập về hai bên miệng hầm hàng khi mở 21

2.3.3 Nắp kiểu gập về một bên miệng hầm hàng khi mở 23

2.3.4 Nắp kiểu nâng và trượt 23

2.3 5 Nắp kiểu kéo đơn 28

2.3 6 Nắp kiểu trượt về hai bên mạng 31

2.4 Phương án thiết kế 33

2.4.1 Giới hạn mội dung nghiên cứu thiết kế 33

2.4.2 Phương án thiết kế 34

2.4.3 Giới thiệu về tàu lựa chọn thiết kế 34

2.4.4 Giới thiệu về khoang hàng của tàu 34

2.4.4.1 Giới thiệu chung 34

2.4.4.2 Giới thiệu miệng hầm hàng lựa chọn thiết kế 35

2.4.5 Liệt kê các phần tử chính trong hệ thống thiết bị cơ giới hóa việc đóng mở nắp hầm hàng số 5 35

2.4.6 Nguyên lý hoạt động của hệ thống 37

2.4.6.1 Sơ đồ phác thảo nguyên lý làm việc của hệ thống thiết bị cơ giới hóa đóng mở nắp hầm hàng 37

2.4.6.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống 37

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ CƠ GIỚI HÓA VIỆC ĐÓNG MỞ NẮP HẦM HÀNG 3.1 Trình tự thiết kế 40

3.2 Tính khối lượng nắp hầm hàng số 5 40

3.2 Tính khối lượng tấm nắp bên phải hầm hàng số 5 40

3.2 Khối lượng nắp hầm hàng số 5 42

3.3 Tính toán các thông số cơ bản 43

3.3.1 Tính lực kéo cần thiết để dịch chuyển một tấm nắp F K 43

3.3.2 Xác định vận tốc kéo tấm nắp V K 43

3.3.3 Tính lực nâng cần thiết của một xilanh khi nâng tấm nắp lên F XL 44

3.3.4 Xác định vận tốc nâng của xilanh V N 44

3.4 Tính toán chọn cơ cấu chấp hành 44

3.4.1 Chọn phần tử kéo 44

3.4.1.1 Tính chọn xích hàn 45

3.4.1.2 Tính lực căn xích ban đầu 46

3.4.2 Tính chọn đĩa xích 47

3.4.3 Chọn puli dẫn hướng 51

3.4.4 Tính chọn bánh xe đỡ tấm nắp 51

3.4.5 Tính toán chọn và kiểm tra trục bánh xe 51

3.4.6 Tính chọn các kích thước của thanh ray 55

3.4.6.1.Chọn quy cách mặt cắt ngang 55

3.4.6.2 Tính chiều dài một thanh ray 56

3.4.6.3 Kiểm tra thanh ray 56

3.4.7 Tính chọn cơ cấu xà đỡ tấm nắp 57

3.4.7.1 Tính chọn xà đỡ tấm nắp 57

3.4.7.2 Tính chọn cột chống xà đỡ tấm nắp 59

3.4.8 Cơ cấu máng dẫn xích 59

3.4.9 Cơ cấu giữ tấm nắp 60

3.4.10 Cơ cấu móc xích 61

3.5 Tính toán cơ cấu dẫn động 62

3.5.1 Tính chọn động cơ thủy lực kéo tấm nắp 62

3.5.2 Phân phối tỷ số truyền hộp số cho động cơ thủy lực 64

3.5.3 Tính chọn xilanh thủy lực nâng tấm nắp hầm hàng 65

3.5.4 Tính toán kiểm tra và tính lưu lượng dầu thực tế trong quá trình làm việc của piston-xilanh 69

3.5.5 Tính chọn bơm thủy lực lai các động cơ thủy lực 70

3.5.6 Tính chọn động cơ điện lai bơm thủy lực 73

3.5.7 Tính chọn ống dẫn dầu 76

3.5.8 Tính két chứa dầu 78

3.5.9 Chọn dầu thủy lực 78

3.5.10 Chọn bộ lọc dầu thủy lực 79

3.5.11 Chọn van đảo chiều 79

3.5.12 Phác thảo sơ đồ bố trí và nguyên lý làm việc của hệ thống thủy lực nắp hầm hàng số 5 80

3.6 Phần hàn 81

3.6.1 Chuẩn bị trước khi hàn 82

3.6.2 Quy trình hàn một số cơ cấu chính của hệ thống 83

3.6.2.1 Quy trình hàn xà đỡ tấm nắp 83

3.6.2.2 Quy trình hàn chế tạo cột chống xà đỡ tấm nắp 84

3.6.2.3 Quy trình hàn thanh ray 85

3.6.3 Kiểm tra chất lượng mối hàn 86

3.6.4 Yêu cầu chung chất lượng mối hàn và sửa chữa khuyết tật 86

CHƯƠNG 4 THẢO LUẬN KẾT QUẢ - ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 4.1 Thảo luận kết quả 88

4.2 Đề xuất ý kiến 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

LỜI NÓI ĐẦU Ngành công nghiệp tàu thủy của nước ta hiện nay đang là một trong những ngành công nghiệp mũi nhọn phát triển nhanh, mạnh suốt từ Bắc vào Nam, do tận dụng được ưu thế về vị trí địa lý tự nhiên cũng như yếu tố xã hội con người.

Trong những năm gần đây các công ty, tập đoàn tàu thủy trong và ngoài nước tập trung đầu tư phát triển việc đóng mới, sửa chữa các tàu trọng tải lớn như: Tập đoàn tàu thủy Việt Nam VINASIN, công ty liên doanh HUYNDAI - VINASIN vv Tuy nhiên việc đóng mới và sửa chữa còn nhiều hạn chế, ví như việc thiết kế, chế tạo hệ thống nắp hầm hàng

Như chúng ta đã biết trong hệ thống nắp hầm hàng thì thiết bị cơ giới hóa việc đóng mở nắp hầm hàng là không thể thiếu Nó giúp cho quá trình đóng mở miệng hầm hàng diễn ra được nhanh chóng, hiệu quả Từ đó tiết kiệm được thời gian và sức lao động của chúng ta một cách đáng kể

Nay được sự phân công - ủy quyền của khoa Kỹ Thuật Tàu Thủy theo quyết định số: 47/2008/QĐ-ĐHNT-KTTT-ĐATN, trong khoảng thời gian từ ngày 27/07/2008

đến hết khóa học, tôi đã lựa chọn nghiên cứu “thiết kế thiết bị cơ giới hóa việc đóng mở nắp hầm hàng của tàu chở hàng rời” Nội dung của đồ án được thể

hiện qua bốn chương

Chương 1 : Đặt vấn đề

Chương 2 : Cơ sở lý thuyết

Chương 3 : Thiết kế thiết bị cơ giới hóa việc đóng mở nắp hầm hàng của tàu chở hàng rời

Chưong 4 : Thảo luận kết quả

Luận văn sẽ giúp cho các bạn có một cái nhìn tổng quan về kết cấu của các loại nắp hầm hàng, thiết bị cơ giới hóa việc đóng mở chúng và quy trình thiết kế kỹ thuật cụ thể cho một loại thiết bị cơ giới hóa việc đóng mở nắp hầm hàng phục vụ cho tàu chở hàng rời vỏ thép

Sau hơn 3 tháng nổ lực miệt mài nghiên cứu, dưới sự hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình của Thạc sỹ Nguyễn Thái Vũ, Kỹ sư Nguyễn Thanh Hội, sự quan tâm giúp đỡ của khoa Kỹ Thuật Tàu Thủy, công ty đóng tàu CAM RANH, tôi đã hoàn thành tốt việc thiết kế đồ án của mình

Tuy nhiên do khoảng thời gian hạn hẹp, kinh nghiệm thiết kế chưa cao, năng lực thiết kế chưa vững nên luận văn của tôi có nhiều khuyết điểm, thiếu sót, rất mong được sự quan tâm đóng góp ý kiến của quý thầy cô, bạn đọc Mọi chia sẽ xin gửi về Nguyễn Thái Trường lớp 46TT, khoa Kỹ Thuật Tàu Thủy, trường Đại Học Nha Trang Tôi xin chân thành cảm ơn!

Nha trang, ngày 28 tháng 11 năm 2008

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thái Trường

CHƯƠNG 1

ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1 CÔNG NGHIỆP TÀU THỦY VIỆT NAM NHỮNG NĂM CUỐI THẾ KỶ

Nắm bắt được ưu thế này Việt Nam những năm gần đây đã tập trung đầu tư vào ngành công nghiệp tàu thủy với những chiến lượt, kế hoạch quy mô lớn, tập trung vào hai lĩnh vực đóng mới, sửa chữa và hoán cải tàu biển có tải trọng lớn

Qua những con số thống kê cho thấy công nghiệp tàu thủy đã có những bước phát triển đột phá Với hơn 60 nhà máy lớn nhỏ trực thuộc các bộ, hàng chục nhà máy của nhân dân rải khắp suốt từ Bắc vào Nam Trong đó có tổng công ty công nghiệp tàu thủy Việt Nam VINASIN là một trong 17 công ty lớn nhất của nhà nước, được thành lập ngày 31-1-1996, có hơn 40 đơn vị thành viên, gồm 29 đơn vị hạch toán độc lập, 7 đơn vị hạch toán phụ thuộc, 4 đơn vị liên doanh, gần 14000 cán bộ công nhân viên Trong 4 đơn vị liên doanh có liên doanh HUYNDAI–VINASIN là lớn nhất với vốn đầu tư gần 160 triệu USD, có năng lực vào ụ sửa chữa cho các loại tàu đến 400000 DWT và là nhà máy sửa chữa tàu biển lớn nhất Đông Nam Á

Trong những năm cuối thế kỷ 20 đầu thế kỷ 21, cụ thể là từ năm 1996 đến nay, công nghiệp tàu thủy Việt Nam tập trung nâng cấp mở rộng và đầu tư chiều sâu các nhà máy sẵn có, xây dựng một số nhà máy mới đặc biệt chú trọng xây dựng 3 trung tâm đóng tàu lớn ở miền Bắc- miền Trung- miền Nam Đào tạo đội ngũ công nhân lành nghề, trình độ chuyên môn kỹ thuật cao Xúc tiến mở rộng thị trường với các nước trong khu vực và trên thế giới như: Lào, Campuchia, Ba Lan, Trung Quốc, Hà Lan, Tiệp Khắc, Mỹ ….vv

Với những bước đi vững chắc trên Việt Nam có thể tự sửa chữa đồng bộ (cả vỏ, máy, điện, điện tử,…vv) các loại tàu có trọng tải đến 50000DWT Đặc biệt các nhà

máy liên doanh với tập đoàn tàu thủy Việt Nam có rất nhiều đơn đặt hàng sửa chữa của các nước trên thế giới với các chủng loại tàu có tải trọng khác nhau, có chiếc lên đến 400000 DWT như HUYNDAI-VINASIN đã từng sửa chữa Tự đóng mới tàu có tải trọng 34000 DWT, 50000 DWT, 53000 DWT, tàu cao tốc 31 hl/h, tàu

1061 TEU, tàu khách, tàu công trình, tàu dịch vụ dầu khí, dàn khoang dầu khí, tàu đánh bắt xa bờ, tàu chế biến hải sản, tàu cứu hộ, tàu đảm bảo hàng hải, các loại tàu đẩy trên sông và trên biển …vv Đóng và đưa vào khai thác đà tàu 5000 DWT ở Hạ Long, 70000 DWT ở Nam Triệu, ụ khô 5000 DWT ở Sông Cấm, cầu tàu 5000 DWT ở cần thơ …vv Hình thành nhóm các nhà máy đóng tàu Dung Quất, Đồng Nai, Cà Mau, trong đó nhà máy đóng tàu Dung Quất có thể sửa chữa và đóng mới tàu có tải trọng lớn hơn 100000 DWT

Thế giới hiện nay có xu hướng chuyển dịch công nghiệp đóng tàu từ Châu Âu -

Mỹ sang Châu Á Đây là cơ hội thuận lợi cho ngành biển và cảng biển phát triển tại nước ta Qua hợp tác liên doanh, các chuyên gia, chủ tàu nước ngoài đánh giá cao những thành tựu mà nước ta đã đạt được trong những năm cuối thế kỷ 20 đầu thế kỷ

21, mở ra một tiềm năng phát trển công nghiệp mới trong tương lai

Theo như khảo sát hàng năm, doanh thu ngành công nghiệp tàu thủy không

ngừng tăng lên Cụ thể như doanh thu 6 tháng đầu năm 2008 tăng 100.30%, giá trị tăng 86.5% so với cùng kỳ năm 2007, mặc dù chịu sức ép lạm phát chung, biến động chung của thị trường Dự kiến cho tới năm 2010 ngành công nghiệp tàu thủy

có thể xuất khẩu đạt kim ngạch 1,7 tỷ USD

Từ những kết quả đạt được tôi nhận thấy: ”Cứ đà phát triển như thế này thì tương lai không xa Việt Nam sẽ trỡ thành một cường quốc đóng tàu và là nơi đặt hàng tin cậy cho mọi đối tác trên thế giới”

1.2 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Sự phát triển về lượng ngành công nghiệp tàu thủy Việt Nam như đã được giới thiệu ở trên là không có gì để bàn cãi Tuy nhiên nếu xét về chất thì đây đúng là một bài toán khó và nan giải Chúng ta có thể thấy ngay điều này thông qua công tác thiết kế, triển khai công nghệ, tốc độ thi công đến chất lượng sản phẩm, tất cả đều

mang dáng dấp của sự yếu kém chậm chạp Đơn cử như công tác thiết kế chế tạo hệ thống nắp hầm hàng của các chủng loại tàu nói chung và của tàu chở hàng rời nói riêng vẫn chưa được chú trọng đầu tư cách tốt nhất, mới chỉ có một cơ sở chế tạo nắp hầm hàng được thành lập do sự hợp tác giữa công ty MAGREGOR(Đan Mạch)

và nhà máy đóng tàu Bến Kiền(Việt Nam) Hầu hết tất cả các con tàu có trọng tải lớn đều phải đặt hàng nắp hầm hàng từ nước ngoài

Qua học tập, nghiên cứu cộng với lòng đam mê ngành học tôi thấy việc thiết kế chế tạo hệ thống nắp hầm hàng cần được phát triển hoàn thiện, đặc biệt trong giai đoạn như hiện nay để dự phần vào sự phát triển chung của công nghiệp tàu thủy Sau khi tìm hiểu sâu tài liệu nói về hệ thống nắp hầm hàng thì thiết bị cơ giới hóa việc đóng mở nắp hầm hàng vẩn chưa được chú trọng nghiên cứu kỹ Chính vì vậy

mà tôi quyết định chọn đề tài: “Thiết kế thiết bị cơ giới hóa việc đóng mở nắp hầm hàng của tàu chở hàng rời” để làm đồ án kết thúc khóa học ngành kỹ thuật

tàu thủy trường Đại Học Nha Trang của mình

1.3 TÍNH KHẢ THI VÀ ỨNG DỤNG THỰC TẾ CỦA ĐỀ TÀI

Công nghệ nắp hầm hàng, một vấn đề còn đang rất mới Đặc biệt thiết bị cơ giới

hóa việc đóng mở nắp hầm hàng lại còn mới hơn nữa Tuy nhiên sản phẩm thiết kế của tôi có tính khả thi rất cao bởi lẻ hết thảy các thiết bị trong hệ thống cơ giới hóa việc đóng mở nắp hầm hàng đều có bán trên thị trường Việt Nam Thêm vào đó trình độ tay nghề của công nhân nước ta hoàn toàn có thể tự lắp ráp, chế tạo được Dưới bước đi đầu tiên, tôi đã lựa chọn Nhà máy đóng tàu Cam Ranh làm đích đến, do đó sản phẩm của tôi trước tiên sẽ được phục vụ cho nhà máy Đồng thời đồ

án “thiết kế thiết bị cơ giới hóa việc đóng mở nắp hầm hàng của tàu chở hàng rời“ sẽ mở ra một hướng đi mới trong việc hoàn thiện hệ thống công nghệ nắp hầm hàng cho ngành công nghiệp tàu thủy trong tương lai

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ

Trong tính toán thiết kế hiện nay có rất nhiều phương pháp, tuy nhiên có ba phương pháp chủ yếu mang lại tính hiệu quả kinh tế, độ chính xác kỹ thuật và độ tin cậy cao đó là:

- Phương pháp thiết kế theo tàu mẫu

- phương pháp thiết kế theo quy phạm

- phương pháp thiết kế theo tính toán lý thuyết

Mỗi phương pháp có những ưu điểm và nhược điểm khác nhau Là một người thiết kế cần phải nắm vững được tất cả những vấn đề đó để có thể thiết kế nên một sản phẩm tốt nhất, hoàn hảo nhất

Đối với việc thiết kế loại thiết bị cơ giới hóa này, người thiết kế ngoài nắm vững những yêu cầu tối thiểu trên còn phải có kinh nghiệm thực tế: Thấy được quá trình hoạt động, nắm được lỗi kỹ thuật trong vận hành của hệ thống Ví dụ như quá trình đóng mở thường bị cấn kẹt do ray không song song, sự không đồng tốc của các thiết

bị, dẫn đến nắp bị xoay làm trật bánh xe ra khỏi đường ray vv

Trong các phương pháp thiết kế được giới thiệu tôi thấy phương pháp thiết kế theo tàu mẫu áp dụng để thiết kế loại thiết bị này là tốt hơn hết Mặc khác qua tìm hiểu quy phạm thì quy phạm cũng chưa có những quy định đặc trưng cụ thể nào cho việc vận dụng tính toán thiết kế nó Do đó tôi quyết định lựa chọn phương pháp tính toán thiết kế theo tàu mẫu dưới sự vận dụng lý thuyết để tính toán và theo sát những yêu cầu của quy phạm đối với việc tính toán cho từng bộ phận, chi tiết của hệ thống

2.2 NHỮNG YÊU CẦU KINH TẾ KỸ THUẬT

2.2.1 Những yêu cầu chung về kinh tế

Sản phẩm hệ thống thiết bị cơ giới hoá việc đóng mở nắp hầm hàng của tàu chở hàng rời phải đạt được những yêu cầu chung về kinh tế sau:

- Thời gian thi công và hoàn thành sản phẩm ngắn nhất

2.2.2 Những yêu cầu kỹ thuật

Thiết bị cơ giới hóa việc đóng mở nắp hầm hàng là một hệ thống thiết bị quan trọng cho nên đòi hỏi những tính năng kỹ thuật tương đối khắc khe, không những tuân thủ theo yêu cầu quy phạm mà còn phải tuân theo những yêu cầu thực tế sử dụng

2.2.2.1 Tính chính xác

Kích thước chi tiết, vị trí tương đối giữa các chi tiết khi thi công lắp ráp cần đảm bảo độ chính xác cần thiết: Các thanh ray dẫn bánh xe đở nắp hầm hàng phải đảm bảo độ song song, các đĩa xích phải đồng tốc, các puli dẫn hướng xích phải đồng phẳng…vv Khe hở, mối hàn theo tiêu chuẩn Chi tiết, thiết bị đảm bảo cự ly đúng theo bản vẽ thiết kế và quy phạm

2.2.2.2 Độ tin cậy và tuổi thọ của sản phẩm

Trong quá trình làm việc thực tế, thiết bị cơ giới hóa việc đóng mở nắp hầm hàng của tàu mẫu đã đảm bảo được độ tin cậy và tuổi thọ cao, theo các tiêu chuẩn hiện hành Qua đó sản phẩm của tôi cũng phải đạt được những yêu cầu về độ tin cậy

và tuổi thọ như tàu mẫu

2.2.2.3 Tính an toàn

Hệ thống thiết bị cơ giới hóa việc đóng mở nắp hầm hàng làm việc êm, không gây rung động mạnh Sản phẩm tuân thủ đầy đủ những yêu cầu quy định chung của

an toàn đề ra

2.3.2 Nắp kiểu gập về hai bên miệng hầm hàng khi mở

* Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống

Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý mở nắp hầm hàng

Hệ thống đơn giản gồm: Mỗi miệng hầm có 4 tấm nắp, mỗi một cặp 2 tấm nắp liên kết với nhau bởi cơ cấu bản lề, và được bố trí đối xứng hai bên theo chiều dọc miệng hầm hàng

* Giải thích sơ đồ nguyên lý làm việc hình 2.3

14, 15–Hai tấm nắp hầm hàng; 16–Cơ cấu bản lề liên kết hai tấm nắp; 17- Cặp cơ cấu làm việc như cánh tay (cánh tay); 18 - Đường rảnh; 19-Chốt; 21-Bệ của

cơ cấu 17; 22–Xilanh thủy lực; 24–Bánh xe lăn đỡ tấm nắp hầm hàng; 25 – Thanh ray; 26-Đoạn dốc cuối thanh ray

* Sơ lượt về nguyên lý hoạt động của hệ thống

Quá trình mở nắp hầm hàng: Ấn nút khởi động hệ thống mở nắp hầm hàng Các máy thủy lực hoạt động làm cho xilanh-22 hoạt động, đẩy cần xilanh-23 gắng chặt với cơ cấu cánh tay-17 đi lên, cuối cơ cấu-17 này có đuờng rảnh-18 để luồng chốt giữ giữa bệ-21 và cánh tay-17, chính vì thế mà tấm nắp-14 được từ từ dựng đứng lên Tấm nắp-14 dựng lên kéo tấm nắp-15 chuyển động nhờ có bánh xe-24 chạy trên thanh ray-25, và cơ cấu bản lề-16

Quá trình tiếp diễn liên tục, tấm nắp-14 được hệ thống xilanh thủy lực đẩy dựng đứng lên và tấm nắp-15 cũng được dựng đứng song song với tấm nắp-14 Khi

ấy miệng hầm hàng được mở ra hoàn toàn, các tấm nắp được giữ bởi các khóa giữ

Ấn nút dừng hệ thống, các máy thủy lực ngừng hoạt động kết thúc quá trình mở nắp hầm hàng

Quá trình đóng nắp hầm hàng: Ấn nút khởi động hệ thống đóng nắp hầm hàng, các máy thủy lực hoạt động, các khóa giữ tấm nắp được mở ra Các xilanh thủy lực-22 hoạt động từ từ hạ cần xilanh-23 xuống, tấm nắp-14 từ từ hạ xuống theo nhờ cánh tay-17 quay quanh chốt-19 và bệ-21 của nó Thông qua bản lề-16 và sự dịch chuyển của bánh xe-24 trên ray-26 tấm nắp-15 cũng từ từ hạ xuống

Hệ thống đóng nắp hầm hàng sẽ được chúng ta dừng lại khi các tấm nắp được trải thẳng ra trên miệng khoang hàng, có nghĩa là miệng khoang hàng được đóng kín hoàn toàn Các tấm nắp được giữ cố định nhờ các khóa giữ Kết thúc quá trình đóng nắp hầm hàng

* Hình ảnh minh họa

Hình 2.4: Quá trình mở nắp hầm hàng

2.3.3 Nắp gập về một bên miệng hầm hàng khi mở

* Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống

Hình 2.5: Sơ đồ bố trí chung nguyên lý làm việc của hệ thống

* Giải thích sơ đồ nguyên lý làm việc hình 2.5

Cơ cấu đóng mở nắp hầm hàng trên hoạt động nhờ hệ thống thủy lực

102-Bệ đỡ; 103, 107–Các xilanh thủy lực; 104–Thanh ngáng; 105-Cột chặn; 106–Đòn bẩy; 108–Đinh tán; 111, 112, 113, 114–Các tấm nắp hầm hàng; 115–Thành miệng hầm hàng; 116, 117, 118-Khớp nối bản lề của các tấm nắp; 120–Khu vực dự trữ để xếp các tấm nắp hầm hàng khi mở; 123-chốt ngang; 125–Boong tàu; 126–Bánh xe lăn đỡ nắp hầm hàng

* Sơ lượt về nguyên lý hoạt động

Quá trình mở nắp hầm hàng: Quá trình mở nắp hầm hàng được bắt đầu sau khi ta ấn nút khởi động mở nắp hầm hàng Các khóa giữ tấm nắp được mở ra, máy thủy lực hoạt động làm cho xilanh thủy lực-103, 107 từ từ đội lên Khi đi lên nó sinh ra một lực đẩy tấm nắp-111 đi lên theo nhờ có liên kết của cơ cấu-119, đồng thời tấm nắp-111 cũng xoay quanh bệ-102 nhờ có chốt ngang-123 Cùng thời điểm nâng lên của tấm nắp-111, nó kéo tấm nắp-112 dựng lên theo nhờ có liên kết bản lề-

116, và kéo các tấm nắp-113, 114 chạy trên các bánh xe lăn-126 xích gần lại đầu bố trí hệ xilanh thủy lực nhờ liên kết bản lề-117, 118

Hình 2.6: Quá trình đẩy hai tấm nắp dựng lên góc α

Khi tấm nắp-111, 112 được dựng lên tạo với nhau một góc α nào đó thì đinh tán-108 dịch chuyển đến đầu đòn bẩy-106 Đòn bẩy-106 được nâng lên bởi xilanh thủy lực-107 liên kết với đòn bẩy qua chốt-109 Đòn bẩy-106 đi lên bị chặn lại bởi đinh tán-108.Chính nhờ đinh tán và đòn bẩy này mà các tấm nắp-113, 114 được dựng đứng lên khi xilanh đội lên (hình 2.6)

Hình 2.7: Quá trình dựng đứng hai tấm nắp còn lại

Các xilanh tiếp tục đẩy lên và xoay quanh bệ-121, 122 của nó Tấm nắp-113 nhờ có thanh ngáng-104 tì vào cột chặn-105 cho nên nó tham gia vào hai chuyển động: Chuyển động dịch lại gần cột chặn và chuyển động dựng đứng lên Tấm nắp-

113 kéo tấm nắp-114 dựng đứng, dịch chuyển lại gần cột chặn nhờ liên kết bản

lề-118 và các bánh xe-126 chạy trên ray (hình 2.7)

Hình 2.8: Sơ đồ các tấm nắp đã được dựng đứng hoàn toàn

Các xilanh thủy lực đẩy các tấm nắp lên đến khi nào tất cả chúng đều được dựng thẳng đứng lên xếp đều trên phần dự trữ-120 của thành miệng hầm hàng Lúc

đó miệng hầm hàng được mở hoàn toàn Các tấm nắp được giữ đứng yên nhờ cơ cấu giữ Máy thủy lực ngừng làm việc, kết thúc quá trình mở nắp hầm hàng (hình 2.8)

Quá trình đóng nắp hầm hàng: Ta ấn nút khởi động đóng nắp hầm hàng Ngược lại quá trình mở, các máy thủy lực đảo chiều quay làm cho các xilanh thủy lực-103, 107 từ từ hạ xuống, kéo các tấm nắp từ từ hạ xuống đóng nắp hầm hàng lại

* Hình ảnh minh họa

Hình 2.9: Quá trình mở nắp hầm hàng

2.3.4 Nắp kiểu nâng và trượt

+ Sơ đồ nguyên lý làm việc

Hình 2.10: Quá trình nâng các tấm nắp lên

Hình 2.11: Sơ đồ xếp chồng các tấm nắp

* Giải thích sơ đồ nguyên lý hình 2.10 và hình 2.11

1, 2, 3-Các tấm nắp hầm hàng; 4–Thanh ray; 5–Hệ thống xích; 6–Máy thủy lực; 7–Các đĩa xích; 8–Cơ cấu xilanh thủy lực nâng chồng tấm nắp; 9–Bánh xe; 10–Xilanh thủy lực nâng tấm nắp và cơ cấu định hướng của nó

* Sơ lượt về nguyên lý hoạt động

Quá trình mở nắp hầm hàng: Khởi động hệ thống mở nắp hầm hàng, các khóa giữ được mở ra, các máy thủy lực-6 hoạt động làm cho các xilanh thủy lực

hoạt động Xilanh thủy lực-10 nâng tấm nắp lên trong cơ cấu định hướng nó, xilanh nâng lên đến khi nào rảnh bánh xe gắng trên tấm nắp ngang bằng với thanh ray thì dừng Đồng thời điểm nâng của xilanh thủy lực-10, bốn xilanh thủy lực-8 cũng nâng tấm nắp ngoài cùng lên đến cao độ đủ cho một tấm nắp có thể luồng vào được Đĩa xích-7 được động cơ thủy lực-6 lai, kéo xích-5 dịch chuyển, nhờ có cơ cấu móc xích (bộ phận trung gian gắng chặt giữa tấm nắp và xích) mà làm cho tấm nắp dịch chuyển được, tấm nắp này đi đến và luồng xuống bên dưới tấm nắp đã được cơ cấu nâng chồng tấm nắp nâng lên Khi tấm nắp dưới đã nằm gọn bên dưới tấm nắp trên thì các xilanh thủy lực nâng chồng tấm nắp từ từ hạ xuống đặt tấm nắp

ở trên chồng lên trên tấm nắp vừa dịch chuyển vào Tiếp đó các xilanh thủy lực này nâng cả hai tấm nắp lên đến cao độ đủ để một tấm nắp luồng vào (quá trình nâng giống như nâng tấm nắp ban đầu)

Cứ như vậy tấm nắp khác lại nâng lên bởi cơ cấu xilanh-10, được kéo dịch chuyển bởi hệ truyền động xích-đĩa xích-máy thủy lực, đi đến luồng vào dưới chồng tấm nắp Rồi chồng tấm nắp được hệ xilanh-8 hạ xuống dặt lên nó, sau đó lại nâng lên cùng với tấm nắp vừa dịch chuyển vào Quá triình tiếp diễn liên tục đến lúc nào tất cả các tấm nắp được xếp thành một chồng lên nhau thì hệ xilanh nâng chồng tấm nắp hạ xuống đặt chồng tấm nắp lên thanh ray kết thúc quá trình mở nắp hầm hàng

Quá trình đóng nắp hầm hàng: Khởi động hệ thống đóng nắp hầm hàng,các động cơ làm việc theo chiều ngược lại Các xilanh thủy lực nâng chồng tấm nắp-8 nâng chồng tấm nắp lên và chừa lại tấm nắp dưới cùng Tấm nắp dưới cùng này được hệ tuyền động xích-đĩa xích-máy thủy lực kéo ra khỏi chồng tấm nắp di chuyển đến vị trí bố trí cơ cấu xilanh thủy lực-10, và được hạ xuống Các xilanh thủy lực nâng chồng tấm nắp-8 hạ xuống, rồi lại nâng chồng tấm nắp lên và chừa lại tấm nắp cuối cùng Tấm nắp này có hành trình đóng tương tự như tấm nắp trước nó Hành trình các tấm nắp cứ diễn ra lặp đi lặp lại cho đến khi tất cả các tấm nắp được

rải đều ra và đóng kín miệng hầm hàng Ta dừng hệ thống đóng nắp hầm hàng các máy ngừng hoạt động kết thúc quá trình

* Hình ảnh minh họa

Hình 2.12: Quá trình dịch chuyển các tấm nắp

2.3.5 Nắp kiểu kéo đơn

* Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống

Hình 2.13: Sơ đồ bố trí chung nguyên lý làm việc của hệ thống

* Giải thích sơ đồ nguyên lý làm việc hình 2.13

26–Thành miệng hầm hàng; 27–khoang hàng; 28, 29, 30, 31, 32, 33–Các tấm nắp hầm hàng;28e-Chốt; 30e-Chốt an toàn khi đóng nắp hầm hàng; 43-Then; 62-Phần mở rộng; 78–Cơ cấu cản; 80-Bản lề; 84-Đường dẫn các tấm nắp

* Sơ lượt về nguyên lý hoạt động

Quá trình mở nắp hầm hàng: Khởi động hệ thống mở nắp hầm hàng, tháo chốt-30e và then-43 của tấm nắp ngoài cùng-33 ra, tấm nắp sẽ được kéo dịch chuyển trên các bánh xe lăn-37 và thanh ray-41 Nhờ có phần mở rộng nhô ra-62

mà sinh ra mômen làm xoay tấm nắp quanh trục bánh xe-38, đồng thời tấm nắp chuyển động dọc theo đường dẫn-84 ra ngoài và được cản lại bởi chốt cản-78 (hình 2.13 , hình 2.14)

Hình 2.14: Quá trình di chuyển các tấm nắp khi mở miệng hầm hàng

Khi đến vị trí chốt cản các tấm nắp đã được dựng thẳng đứng lên và được giữ cứng lại nhờ có gim-75 (hình 2.16)

Quá trình tiếp diễn liên tục cho các tấm nắp còn lại, đến khi miệng hầm hàng được mở hoàn toàn thì ta dừng hệ thống

Hình 2.15: kết cấu của một tấm nắp

Hình 2.16: Sơ đồ xếp đứng các tấm nắp hầm hàng khi mở

Quá trình đóng nắp hầm hàng: Tháo gim-75 ra, tấm nắp ngoài cùng-28 được dẫn động và di chuyển trên các bánh xe lăn-37, thanh ray-41 vào vị trí đóng, khi đã vào đúng vị trí của mình, then-43 được đóng lại, tấm nắp được cố định bởi chốt-

2.3.6 Nắp kiểu trượt về hai bên mạng

* Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống

* Sơ lượt về nguyên lý hoạt động

Quá trình mở nắp hầm hàng: Khởi động hệ thống mở nắp hầm hàng, các khóa giữ tấm nắp được mở ra, các máy thủy lực hoạt động lai đĩa xích-48 quay, kéo xích-6 chạy, nhờ có buli dẫn hướng-15 và máng dẫn xích mà xích được dẫn chuẩn xác Xích chạy kéo theo cơ cấu móc xích (Cơ cấu trung gian gắng chặt tấm nắp và xích) dịch chuyển dẫn đến tấm nắp-3, 4 dịch chuyển theo ra mạng nhờ bánh xe lăn-

49 lăn trên thanh ray

Tấm nắp được kéo dịch chuyển đến khi cạnh trong của tấm nắp trùng với thành miệng hầm hàng-34, 35 thì miệng hầm hàng được mở hoàn toàn Tấm nắp được giữ bằng cơ cấu giữ Ta dừng hệ thống kết thúc quá trình mở nắp hầm hàng Quá trình đóng nắp hầm hàng: Khởi động hệ thống đóng nắp hầm hàng, các máy thủy lực hoạt động (có chiều quay ngược với chiều mở nắp) Động cơ thủy lực làm quay đĩa xích, kéo xích dịch chuyển Xích dịch chuyển kéo theo cơ cấu móc xích dịch chuyển và như vậy tấm nắp được kéo vào, đóng miệng hầm hàng lại Các tấm nắp được giữ bằng các khóa giữ Ta dừng hệ thống thủy lực kết thúc quá trình đóng nắp hầm hàng

* Hình ảnh minh họa

Hình 2.20: Hệ thống các khoang hàm đã được mở

Hình 2.21: Các quá trình mở nắp hầm hàng của các kiểu nắp khác nhau

2.4 PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.4.1 Giới hạn nội dung nghiên cứu thiết kế

Giới hạn nội dung nghiên cứu thiết kế phụ thuộc rất lớn vào phương pháp thiết

kế Mà phương pháp thiết kế lựa chọn là thiết kế theo tàu mẫu, cho nên nó sẽ phụ thuộc nhiều vào đặc điểm kết cấu, quy cách các tấm nắp cũng như thành miệng hầm hàng của tàu mẫu Qua các bảng vẽ nhận được từ tàu mẫu và các thiết bị cơ giới hóa việc đóng mở nắp hầm hàng giới thiệu ở mục 2.3.2, tôi thấy hệ thống đóng mở nắp hầm hàng kiểu trượt là thích hợp nhất Hơn nữa cách đóng mở nắp hầm hàng kiểu này còn rất thích hợp cho tàu chở hàng rời và điều kiện sản xuất của các nhà máy đóng tàu nước ta Cho nên tôi quyết định lựa chọn cách đóng mở này làm nền tản cơ

sở cho việc bố trí, tính toán thiết kế

2.4.2 Phương án thiết kế

Có nhiều phương án để di chuyển các tấm nắp ra hai bên mạng như: Dùng hệ

thống thủy lực, dùng hệ thống truyền động tời-dây cáp-động cơ, dùng cẩu…vv

Tuy nhiên có một phương án vừa đáp ứng được yêu cầu kinh tế, vừa đáp ứng

được tính năng kỹ thuật mà lại đơn giản, hiệu quả, dễ sử dụng, dễ vận hành Đó là

phương án dùng hệ truyền động xích-đĩa xích-hệ thống thủy lực Cho nên tôi chọn

hệ truyền động này làm phương án thiết kế

2.4.3 Giới thiệu về tàu lựa chọn thiết kế

Tàu thiết kế là tàu vỏ thép chở hàng rời 02 chân vịt lắp máy chạy dầu

DO/HFO do Viện Khoa Học Công Nghệ Tàu Thủy thiết kế

Các thông số kích thước và tính năng tàu:

- Tốc độ đi biển ở mức tải thiết kế và ở

công suất khai thác liên tục máy chính : 10,5 Hải lý/giờ

- Tàu hoạt động trong vùng không hạn chế

2.4.4 Giới thiệu về khoang hàng của tàu

2.4.4.1 Giới thiệu chung

Tàu thiết kế có 6 khoang hàng có kích thước khác nhau, Có sơ đồ bố trí như

bản vẽ 01của tập bản vẽ và hình 2.22 của phần thuyết minh Sáu miệng khoang

hàng này có nắp đậy là loại nắp kháng thời tiết đóng mở theo hình thức trượt về hai

bên mạng, vậnhành bằng hệ thống truyền động xích-đĩa xích-hệ thống thủy lực

Chiều cao miệng hầm hàng 2100 mm

2.4.4.2 Giới thiệu miệng hầm hàng lựa chọn thiết kế

Các thiết bị cơ giới hóa đóng mở nắp hầm hàng của 6 hầm hàng trên có cơ

chế vận hành, trình tự tính toán, công thức tính toán như nhau Song do kích thước

miệng hầm hàng khác nhau nên khối lượng nắp hầm hàng sẽ khác nhau dẫn đến kết

quả tính toán thiết kế và tính chọn thiết bị sẽ khác nhau Để đảm bảo thời lượng

hoàn thành đồ án tôi chỉ chọn tính toán thiết kế hệ thống thiết bị cơ giới hóa cho

một miệng hầm hàng đó là miệng hầm hàng số 5

Miệng hầm hàng số 5 nằm ở vị trí sườn 159 đến 181, có nắp đậy là loại nắp

kháng thời tiết, đóng mở theo kiểu trượt về hai bên mạng, vận hành bằng hệ ttuyền

động xích-đĩa xích-hệ thống thuỷ lực

Hình 2.23 Miệng khoang hàng số 5 tàu 20000DWT

Đặc điểm nắp đậy:

+ Kích thước 12.4x15.4 m

+ Nắp gồm hai tấm (khối lượng gần bằng nhau)

+ Kết cấu tấm nắp theo hệ thống hỗn hợp gồm các dầm ngang và dầm dọc liên kết với nhau

+ Nắp được thiết kế theo qui phạm Lloyd’s

Quy cách, kết cấu hai tấm nắp được thể hiện đầy đủ trong hai bản vẽ 02, 03 của tập bản vẽ

2.4.5 Liệt kê các phần tử chính trong hệ thống thiết bị cơ giới hóa việc đóng mở nắp hầm hàng số 5

Bảng 2.2: Liệt kê các phần tử trong hệ thống thiết bị cơ giới hóa việc đóng mở nắp hầm hàng số 5

TT Tên thiết bị ,cơ cấu Số lượng Vai trò thiết bị trong hệ thống

1 Tấm nắp hầm hàng 2 Tấm Đậy kín miệng hầm hàng

2 Động cơ thuỷ lực + Hộp số 4 động cơ Sinh lực làm chạy đĩa xích , kéo xích dịch chuyển

Boong chính

Boong chính

3 Puli dẫn xích 16 puli Dẫn hướng xích chạy được chính xác

4 Cơ cấu định hướng tấm nắp 6 cơ cấu Định hướng cho nắp hầm hàng theo một phương xác định

5 Đĩa xích 4 đĩa Sinh lực kéo xích dịch chuyển khi đóng mở

6 Đường ray 4 Thanh Để bánh xe lăn nắp hầm hàng chạy theo hướng đã định

7 Xilanh thủy lực 8 xilanh Nâng, hạ các tấm nắp hầm hàng

8 Cơ cấu định hướng xilanh thủy lực 8 cơ cấu Giữ cho xilanh luôn chuyển động thẳng đứng

9 Bánh xe lăn nắp hầm hàng 8 bánh Chạy trên ray , chở theo nắp hầm hàng

10 Cơ cấu móc xích 4 cơ cấu Giữ xích cố định vào nắp hầm hàng

11 Xà đỡ tấm nắp 4 xà Đỡ tấm nắp hầm hàng khi mở ra

12 Trụ chống xà đỡ nắp 4 trụ Chống xà đỡ nắp nằm ngang bằng với miệng hầm hàng

13 Khóa giữ 20 khóa Giữ cố định nắp hầm hàng khi đã đóng

2.4.6 Nguyên lý hoạt động của hệ thống

2.4.6.1 Sơ đồ phác thảo nguyên lý làm việc của hệ thống thiết bị cơ giới hóa đóng mở nắp hầm hàng

Hình 2.24: Quá trình nâng tấm nắp lên

Hình 2.25: Quá trình kéo tấm nắp ra mạng

2.4.6.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống thiết bị cơ giới hóa đóng mở nắp

Mạng trái

hầm hàng được minh họa đầy đủ trong hai bản vẽ 04, 05 của tập bản vẽ và mục 2.4.6.2 của phần thuyết minh

* Quá trình mở nắp hầm hàng

Đầu tiên mở các cơ cấu giữ tấm nắp-09 ra, khởi động hệ thống mở nắp hầm hàng Các máy thủy lực-01 hoạt động, 8 xylanh thủy lực-06 làm việc cùng lúc và chuyển động thẳng đứng lên nhờ cơ cấu định hướng xylanh-16, nâng đều hai tấm nắp hầm hàng lên đến vị trí mà tại đó rãnh bánh xe-05 ngang bằng với mặt trên của thanh ray-10

Động cơ thủy lực lai đĩa xích-03 quay, xích-07 bị kéo, nhờ có hệ thống puli dẫn xích-04 và máng dẫn xích-08 mà xích được dẫn chuẩn hướng Xích chạy làm cho cơ cấu móc xích-13 (gắng chặt giữa xích và tấm nắp) chuyển động dẫn tới tấm nắp sẽ chuyển động trên bốn bánh xe, trên thanh ray, trên xà đỡ tấm nắp-17 ra mạng Khi tấm nắp được mở ra hết miệng hầm hàng (bánh xe chạm vào gờ ray) Ta dừng động cơ thủy lực kết thúc quá trình mở nắp hầm hàng

* Quá trình đóng nắp hầm hàng

Ta ấn nút khởi động đóng, các động cơ thủy lực hoạt động quay theo chiều ngược lại chiều mở, lai đĩa xích, kéo xích chuyển động trong máng xích và puli dẫn hướng Xích chuyển động làm cho cơ cấu móc xích chuyển động, dẫn đến tấm nắp được kéo di chuyển trên bốn bánh xe trên thanh ray vào vị trí có bố trí cơ cấu xilanh thủy lực nâng hạ tấm nắp hầm hàng

Các xilanh thủy lực từ từ hạ xuống làm cho tấm nắp được đóng khít với thành miệng hầm hàng Ta tiến hành đóng cơ cấu giữ tấm nắp để cố định tấm nắp lại Dừng hoạt động hệ thống các máy thủy lực Kết thúc quá trình đóng nắp hầm hàng

CHƯƠNG 3

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT

BỊ CƠ GIỚI HÓA VIỆC ĐÓNG

MỞ NẮP HẦM HÀNG

3.1.TRÌNH TỰ THIẾT KẾ

Từ phương pháp thiết kế, giới hạn nội dung nghiên cứu thiết kế và phương án lựa chọn Sau khi có tàu mẫu tôi tiến hành tìm hiểu bố trí chung, chức năng, công dụng của các thiết bị và nguyên lý hoạt động của hệ thống thông qua các bản vẽ 04, 05 của tập bản vẽ

Tiến hàng liệt kê các chi thiết, thiết bị có trong hệ thống, tính toán khối lượng nắp hầm hàng, tính các thông số cơ bản, sau đó tính chọn các chi tiết, thiết bị đã được liệt kê và những thiết bị có liên quan

3.2 TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG NẮP HẦM HÀNG SỐ 5

3.2.1 Tính khối lượng tấm nắp bên phải hầm hàng số 5

Khối lượng tấm nắp hầm hàng bao gồm: Khối lượng của tấm tôn nắp trên cùng

và khối lượng của khung dàn đỡ tấm nắp Phương pháp chung đế xác định khối lượng tấm nắp là xác định thể tích của thép cấu tạo nên tấm nắp sau đó dựa vào khối lượng riêng của thép mà suy ra khối lượng của tấm nắp

- Tấm tôn nắp trên cùng là tấm phẳng có độ nghiên như bản vẽ 02 Có thể tích vật liệu thép được xác định theo công thức:

A - Bề rộng bản thành, (m)

b - Chiều dày bản thành, (m)

C - Bề rộng bản mép, (m)

d - Chiều dày bản mép, (m)

L - Chiều dài của dầm, (m)

Vì tấm nắp có độ nghiên cho nên các tấm dọc, dầm dọc cũng phải nghiên tương

ứng Những chi tiết này có tính đối xứng qua hai bên xà ngang ở giữa, cho nên chỉ

cần tính khối lượng một nửa rồi suy ra khối lượng cả tấm hoặc dầm

Ta xem một nữa dầm, hoặc tấm dọc này như hình thang vuông, rồi áp dụng quy

tắt hình thanh để tính thể tích thép:

Công thức : V3 = (C + D)xhxt, (m3) (3.2-3)

Trong đó: - V3- Thể tích thép của một nửa dầm hoặc tấm, (m3)

- C, D - Hai đáy hình thang vuông, (mm)

- h - Chiều cao hình thang vuông, (mm)

- t - Chiều dày của thếp dầm hoặc tấm, (mm)

khối lượng riêng của thép là: D = 7850 (kg/m3)

Bảng 3.1: Bảng tính khối lượng tấm nắp phải nắp hầm hàng số 5

TT Tên chi tiết Số lượng Quy cách (mm)

2(CxDxhxt) =2(614x496x7850x14) 0.1222 0.2444 1918.5

5 Tấm dọc đáy 1 1

(LxBxt)