Do nhu cầu sửa chữa, hoán cải tàu ngày càng lớn tại nhà máy tàu biển HVS. Nhằm tăng cường đội tàu kéo phục vụ việc lai dắt tàu ra vào nhà máy, nhà máy tàu biển HVS có kế hoạch đóng mới tàu lai dắt 3000CV. Với mục đích tạo điều kiện cho sinh viên tốt nghiệp được tiếp cận thực tế và ứng dụng những kiến thức chuyên môn được trang bị để giải quyết những vấn đề cụ thể em được phân công thực hiện đề tài: Thiết kế sơ bộ tàu lai dắt 3000CV phục vụ tại Công ty HVS.
1 LỜI NÓI ĐẦU Do nhu cầu sửa chữa, hoán cải tàu ngày lớn nhà máy tàu biển HVS Nhằm tăng cường đội tàu kéo phục vụ việc lai dắt tàu vào nhà máy, nhà máy tàu biển HVS có kế hoạch đóng tàu lai dắt 3000CV Với mục đích tạo điều kiện cho sinh viên tốt nghiệp tiếp cận thực tế ứng dụng kiến thức chuyên môn trang bị để giải vấn đề cụ thể em phân công thực đề tài: Thiết kế sơ tàu lai dắt 3000CV phục vụ Công ty HVS Thiết kế tàu nói chung loại tàu chuyên dụng tàu kéo nói riêng lĩnh vực khó, địi hỏi kiến thức chuyên ngành sâu rộng, tảng kinh nghiệm dày dặn lĩnh vực thiết kế Tuy nhiên với nhận thức hội tổng kết kiến thực chuyên môn học tiếp cận với thực tế công việc thiết kế tàu nên giao đề tài, với hướng dẫn nhiệt tình GV Bùi Văn Nghiệp thầy mơn em nỗ lực hồn thành nội dung đề tài theo thời gian yêu cầu Những nội dung thực đề tài trình bày cụ thể chương sau đây: Chương I Đặt vấn đề Chương II Thiết kế tuyến hình Chương III Thiết kế bố chung kết cấu Chương IV Tính tốn sức cản, kiểm tra sức kéo ổn định tàu Chương V Kết luận kiến nghị Tuy nhiên khối lượng công việc lớn, thời gian thực đề tài hạn chế, tài liệu phục vụ cho việc nghiên cứu thiết kế tàu lai dắt không nhiều, kiến thức thực tế chưa đủ nên chắn tránh khỏi thiếu xót Em kính mong nhận hướng dẫn cụ thể thầy để củng cố kiến thực hoàn thiện nội dung thực đề tài Em xin chân thành gửi lời cảm ơn tới thầy Trần Văn Nghiệp thầy mơn tận tình hướng dẫn em hoàn thành đề tài Nha trang, ngày… Tháng… Năm 2007 Sinh viên thực Trần Văn Nguyên Chương 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Tổng quan vấn đề thiết kế tàu Tàu cơng trình hoạt động điều kiện phức tạp, tàu hoạt động hiệu khâu trình hình thành tàu phải tiến hành cách khoa học Thiết kế tàu công việc vô quan trọng cơng tác đóng tàu Nó định đến chất lượng tàu công việc phức tạp, ngày với phát triển khoa học kỹ thuật trợ giúp máy tính, thiết kế tàu ngày có bước phát triển mới, tiến so với trước kia, ngắn thời gian, đạt hiệu cao Hiện nước ta có chủ yếu ba phương pháp thiết kế tàu chính; - Thiết kế theo kinh nghiệm sử dụng tàu mẫu - Thiết kế theo quy phạm - Thiết kế theo lý thuyết tối ưu Phương pháp thiết kế theo tàu mẫu dựa vào mẫu tàu có sẵn có đặc điểm hình học tương đồng có tính hành hải tốt, qua kiểm nghiệm thực tế Sau lựa chọn tàu mẫu phù hợp với tàu định thiết kế sử dụng phương pháp toán học (phương pháp đồng dạng) để đưa tàu mẫu tàu thiết kế Phương pháp đơn giản chủ yếu áp dụng cho tàu nhỏ, tàu cá chủ yếu Phương pháp thiết kế theo quy phạm phương pháp thiết kế theo tiêu định trước, hình thành từ kinh nghiệm kết tính tốn thiết kế, chế tạo …và sử dụng thực tế Thiết kế theo quy phạm đơn giản, đảm bảo độ bền thân tàu, tiết kiệm thời gian Hiện chủ yếu sử dụng quy phạm để đóng tàu, quy phạm ngày hồn thiện, hiệu hơn, ngày đáp ứng yêu cầu sử dụng khắc khe, đặc biệt quy phạm đóng tàu nước đóng tàu phát triển Lloy’s Register, ABS, NK Nhược điểm phương pháp thường có xu hướng dư bền dẫn đến tốn vật liệu ảnh hưởng đến tính kinh tế tàu thiết kế Thiết kế theo lý thuyết tối ưu; ta so sánh đối chiếu hàng loạt phương án thiết kế dùng cho tàu sau lựa chon phương án phù hợp Thực chất phương pháp lý thuyết tối ưu lập giải hệ phương trình thiết kế (chủ yếu bất phương trình) Số phương trình hay bất phương trình nhiều cho kết sát với thực tế Bài tốn tối ưu khơng mặt kỹ thuật mà mặt kinh tế, cho tàu thiế kế phải có tính hiệu kinh tế cho nhà sản xuất người sử dụng Giả hệ phương trình thiết kế xác ta lựa chọn tàu tối ưu nhất, tận dụng lợi tàu lựa chọn Trong thực tế sản xuất ngành đóng tàu giới nói chung nước ta nói riêng thường kết hợp tất ba phương pháp để tận dụng ưu điểm hạn chế nhược điểm phương pháp để thiết kế tàu hiệu an toàn kinh tế Hiện nước ta việc đóng tàu cỡ lớn tàu hàng, tàu dầu lớn số nhà máy đóng tàu lớn làm công tác thiết kế công nghệ chủ yếu, vẽ thiết kế (basic design drawings) thường mua chủ tàu cơng ty đóng tàu hay hãng thiết kế tàu giới chuyển giao, áp dụng tiêu chuẩn đăng kiểm nước Một số tàu nhỏ Viện thiết kế tàu thuỷ Việt Nam trực tiếp thiết kế áp dụng quy phạm nước, thực tế lực thiết kế nhà máy đóng tàu cơng việc chủ yếu lập vẽ thi cơng tiến hành đóng theo quy phạm áp dụng 1.2 Giới thiệu chung tàu kéo Lai dắt tàu dịch vụ cần thiết cảng biển, đặc biệt thiếu cảng biển lớn Dẫn dắt tàu khoảng không gian hẹp, kéo tàu lớn bảo vệ chúng khỏi tai nạn không mong muốn vào cảng, hay tránh va chạm với tàu khác neo đậu cảng Ngoài tàu kéo cịn có nhiệm vụ hộ tống tàu dầu lớn vào cảng cung cấp lực lái cho tàu dầu tải nặng đảm bảo chúng đặt kiểm sốt tránh tai nạn khơng mong muốn xảy ra, sẵn sàng hoạt dộng trường hợp khẩn cấp Kéo tàu không sử dụng đến nơi phá hủy, kéo đẩy cơng trình (cần cẩu nổi, dàn khoan…) khơng có thiết bị vận hành (chân vịt), ngồi việc lai dắt tàu chúng cịn có nhiệm vụ cứu hộ cứu hoả H.1.1 Lai dắt tàu Công ty HVS Đối với tàu lai dắt sức kéo sức đẩy yếu tố hàng đầu, hầu hết tàu kéo cảng chủ yếu dùng lai dắt tàu lớn có cơng suất lớn lên đến 22.000 HP, số tàu kéo trang bị thêm trang thiết bị phụ phục vụ trường hợp khẩn cấp bơm cứu hỏa, máy nén khí…đối với tàu kéo mà nói sức kéo khả điều khiển hai ‘’phẩm chất’’ mà tàu kéo phải có Do đặc điểm tàu lai dắt mà chúng có kết cấu đặc biệt vững Tàu lai dắt thường trang bị hai chận vịt định hướng đuôi hay trang bị đạo lưu để tăng khả điều khiển tàu Ngoài chân vịt phía tàu động tàu lai dắt thường có thêm chân vịt mũi Với hai chân vịt bố trí ngang tàu (khơng q 30% chiều dài tàu từ mũi) với đạo lưu bảo vệ chân vịt có tác dụng tăng lực đẩy chân vịt bảo vệ cánh chân vịt khỏi va chạm nguy hiểm hay mắc cạn Ngoài số tàu trang bị thêm phận giảm lắc(skeg) để giữ thăng cung cấp lực lái cho tàu H.1.2 Tàu lau dắt có vây giảm lắc Kết cấu tàu gia cường cách thỏa đáng, đặc biệt số vị trí mũi (khi đẩy), ky, đuôi gia cường chắn đảm bảo cho tàu có va chạm với tàu mẹ hay bảo vệ tàu chống lại ứng xuất kéo đẩy tàu lớn Đặc điểm bố trí tàu buồng máy thường đặt tàu nằm cabin thượng tầng, thượng tầng tàu bố trí cao để đảm bảo tầm nhìn lai dắt tàu Đối với tàu đẩy có bố trí hai bên mạn phía mũi tàu lốp cao xu giảm trấn đẩy tày, số tàu đơi có cần cẩu thuỷ lực để neo tàu H.1.3 Bố trí chung tàu lai dắt Căn vào khu vực hoạt động chia tàu lai dắt làm loại chính; tàu lai dắt sơng(River tugs), tàu lai dắt cảng ven biển(harbour and coastal tugs), tàu lai dắt biển(offshore tugs) Tuỳ vào điều kiện hoạt động mà loại tàu lai dắ có đặc điểm hình dáng yêu cầu tính hải khác 1.3 Sự cần thiết để có thêm tàu lai dắt phục vụ công ty Hyundai Vinashin Hiện nước ta HVS nhà máy tàu biển có lực sửa chữa loại tàu biển lớn nhất, hàng năm lượng tàu biển quốc tế vào nhà máy để sửa chữa nhiều Với lợi cảng biển sâu, trang thiết bị kỹ thuật tiên tiến đại, với 3733 gồm chuyên gia Hàn Quốc công nhân viên có 3192 cơng nhân trình độ tay nghề vững Nhà máy sửa chữa, hoán cải loại tàu hàng, tàu dầu lớn, tàu chở ôtô, tàu chở container loại tàu công trình, cơng trình nổi, giàn khoan Ngồi khả sửa chữa tàu biển ra, cơng ty cịn có khả đóng loại tàu từ nhỏ tới lớn nhờ lợi cảng biển sâu, trang thiết bị công nghệ đại, hai ụ khô lớn cộng với đội ngũ chuyên gia kỹ sư nhiều kinh nghiệm Hiện nhà máy tiến hành xây dựng thêm ụ khơ khả đóng sửa chữa tàu công ty lớn Năm 2005 số tàu vào cảng để sửa chữa 38, năm 2006 119 con, đến năm 2007 thời điểm có 78 con, số lượng tàu vào cảng để sửa chữa hoán cải ngày tăng nhu cầu lai dắt tàu tăng lên Do viêc mở rộng quy mơ nhà máy cần thiết để đáp ứng nhu cầu thực tế lai dắt tàu vào cảng, với lượng tàu lai dắt đáp ứng nhu cầu lai dắt tàu tương lai Do đặt yêu cầu phải có thêm tàu lai dắt để đáp ứng nhu cầu đề tài thiết kế tàu lai dắt 3000CV để phục vụ nhà máy tàu biển HVS cần thiết 1.4 Giới hạn nội dung đề tài Thiết kế tàu công việc phức tạp nhiều phần thiết kế sơ bộ, thiết kế kỹ thuật, thiết kế chế tạo…, thời gian ngắn thiết tồn tàu địi hỏi phải đầu tư thời gian có trình độ cao tàu thủy nói chung lý thuyết tàu nói riêng Trong thời gian từ 30/07 đến 10/11/2007 với nội dung “thiết kế sơ tàu lai dắt 3000 CV phục vụ Công ty HVS”, đề tài giới hạn nội dung thiết kế sơ Nội dung đề tài thiết kế sơ với nội dung gồm phần đây: Phần Tính tốn thiết kế đường hình Phần Tính tốn thiết kế bố trí chung Phần Tính tốn thiết kế kết cấu Phần Kiểm tra sức kéo Phần Kết luận kiến nghị 10 Chương : THIẾT KẾ TUYẾN HÌNH 2.1 Xây dựng nhiệm vụ thư thiết kế 2.1.1 Công dụng tàu Tàu lai dắt cảng nhiệm vụ đưa tàu hư hỏng, tàu bị tai nạn khơng thể tự hành, cơng trình vào cảng để tiến hành sửa chữa, hộ tống tàu lớn (tàu dầu, tàu hàng…) vào cảng 2.1.2 Vật liêu đóng tàu Tàu đóng vật liệu thép 2.1.3 Vùng hoạt động Tàu lai dắt hoạt động cảng Công Ty tàu biển Huyndai Vinashin 2.1.4 Công suất thiết kế Công suất thiết kế 3000CV 2.2 Đặc điểm tàu lai dắt cảng, phân tích lựa chọn tàu mẫu Khi thiết kế tàu lai dắt cần ý số điểm: Vùng hoạt động, vùng hoạt động tàu lai dắt ảnh hưởng đến đặc điểm hình học tàu Công suất tàu khả lai dắt tàu lai tàu tải trọng Đối với tàu lai dắt hoạt động cảng tính động tàu ý nên chiều dài tàu hạn chế Tàu hoạt động phục vụ Nhà máy tàu biển Huyndai Vinashin có mực nước cảng sâu nên mớn nước thiết kế không hạn chế lựa chọn mớn nước thiết kế ý đến đường kính chân vịt Hiện Nhà máy tàu biển HVS có tàu lai dắt hoạt động ổn định cảng nhiều năm Do nhu cầu lai nhu cầu mở rộng quy mô nhà máy nên lượng tàu vào cảng để sửa chữa hoán cải nhiều, cần tăng cường đội tàu lai công ty