Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 115 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
115
Dung lượng
2,54 MB
Nội dung
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
MỤC LỤC
CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT............................................................................................ 5
MỞ ĐẦU .......................................................................................................................... 7
Chƣơng 1. TUYẾN ĐƯỜNG – TÀU MẪU ................................................................... 8
1.1.
TUYẾN ĐƢỜNG ................................................................................................ 8
1.2.
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN ..................................................................................... 8
1.3.
TÀU MẪU ........................................................................................................ 11
Chƣơng 2. KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU......................................................................... 13
2.1.
XÁC ĐỊNH KÍCH THƢỚC VÀ TRỌNG LƢỢNG ......................................... 13
2.1.1.
Xác định chiều dài tàu ................................................................................ 13
2.1.2.
Xác định chiều rộng tàu .............................................................................. 13
2.1.3.
Xác định chiều chìm d ................................................................................ 13
2.1.4.
Xác định chiều cao mạn D.......................................................................... 13
2.1.5.
Xác định sơ bộ các hệ số béo ..................................................................... 13
2.1.6.
Tính trọng lƣợng tàu ................................................................................... 14
2.1.7.
Tính trọng lƣợng thân tàu ........................................................................... 14
2.1.8.
Tính trọng lƣợng thiết bị tàu ....................................................................... 14
2.1.9.
Tính trọng lƣợng hệ thống tàu .................................................................... 14
2.1.10. Trọng lƣợng thiết bị năng lƣợng................................................................. 14
2.1.11. Trọng lƣợng hệ thống điện ......................................................................... 14
2.1.12. Trọng lƣợng dự trữ ..................................................................................... 15
2.1.13. Trọng lƣợng hàng lỏng cố định .................................................................. 15
2.1.14. Trọng lƣợng dự trữ lƣơng thực và thuyền viên .......................................... 15
2.1.15. Trọng lƣợng dự trữ nhiên liệu .................................................................... 15
2.1.16. Các thành phần trọng lƣợng khác : Thiết bị hoa tiêu, phụ tùng. ................ 16
2.2.
TÍNH KIỂM NGHIỆM ỔN ĐỊNH TÀU .......................................................... 16
2.2.1.
Tính cao độ tâm nghiêng. ........................................................................... 16
2.2.2.
Kiểm tra chu kì lắc ngang ........................................................................... 17
1
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
2.2.3.
2.3.
Điều kiện quay vòng ................................................................................... 17
HIỆU CHỈNH MẠN KHÔ ................................................................................ 18
2.3.1.
Các thông số cơ bản.................................................................................... 18
2.3.2.
Chiều dài tính toán ...................................................................................... 18
2.3.3.
Hiệu chỉnh mạn khô theo quy đinh............................................................. 19
Chƣơng 3 . XÂY DỰNG TUYẾN HÌNH ..................................................................... 21
3.1.
LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ........................................................... 21
3.3.
KIỂM NGHIỆM LẠI LƢỢNG CHIẾM NƢỚC VÀ HOÀNH ĐỘ TÂM NỔI 26
Chƣơng 4. BỐ TRÍ CHUNG TOÀN TÀU ................................................................... 30
4.1.
KÍCH THƢỚC CƠ BẢN CỦA TÀU ............................................................... 30
4.2.
PHÂN KHOANG CHO TÀU ........................................................................... 30
4.2.1.
Phân khoang theo chiều dài tàu .................................................................. 30
4.2.2.
Phân khoang theo chiều cao tàu ................................................................. 31
4.2.3.
Bố trí khoang két cho tàu............................................................................ 31
4.2.4.
Bố trí buồng phòng, thiết bị trên boong ..................................................... 31
4.2.5.
Bố trí các thiệt bị cho buồng phòng............................................................ 31
4.2.6.
Tính chọn thiết bị ........................................................................................ 31
4.2.7.
Tính chọn thiết bị neo ................................................................................. 32
4.2.8.
Tính chọn xích neo ..................................................................................... 32
4.2.9.
Tính chọn cáp kéo....................................................................................... 32
4.2.10. Móc kéo ...................................................................................................... 32
4.2.11. Tính chọn thiết bị chằng buộc .................................................................... 33
4.2.12. Thiết bị cứu sinh ......................................................................................... 33
4.2.13. Thiết bị tín hiệu ban đêm ............................................................................ 33
4.2.14. Thiết bị cứu hỏa .......................................................................................... 33
4.2.17. Thiết bị hàng hải ......................................................................................... 34
Chƣơng 5. TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÂN TÀU....................................................... 35
5.1.
VẬT LIỆU CHẾ TẠO VÀ HÌNH THỨC KẾT CẤU ...................................... 35
5.2.
TÍNH TOÁN KẾT CẤU ................................................................................... 36
2
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
5.2.1.
Kết cấu dàn vách......................................................................................... 36
5.2.2.
Kết cấu dàn đáy .......................................................................................... 39
5.2.3.
Kết cấu giàn mạn ........................................................................................ 43
5.2.4.
Kết cấu dàn boong ...................................................................................... 48
5.2.5.
Cột chống .................................................................................................... 60
5.2.6.
Kết cấu thƣợng tầng – lầu........................................................................... 61
5.2.7.
Sống mũi sống đuôi .................................................................................... 64
5.2.8.
Mạn chắn sóng ............................................................................................ 65
5.2.9.
Tính toán liên kết ........................................................................................ 65
Chƣơng 6 . TÍNH NỔI ................................................................................................... 66
6.1.
TÍNH TOÁN VÀ VẼ ĐỒ THỊ BONJEAN ...................................................... 66
6.2.
TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ THỦY LỰC ....................................................... 73
6.2.1.
Tính toán các yếu tố đƣờng nƣớc. .............................................................. 73
6.2.2.
Các yếu tố thân tàu ..................................................................................... 77
Chƣơng 7. CÂN BẰNG - ỔN ĐỊNH .......................................................................... 81
7.1.
TÍNH TOÁN VÀ VẼ ĐƢỜNG CONG CÁNH TAY ĐÒN HÌNH DÁNG ..... 81
7.1.1.
Dựng sƣờng trebusep .................................................................................. 81
7.1.2.
Xác định hoành độ và cao độ trọng tâm ..................................................... 82
7.1.3.
Xác định các yếu tố đƣờng nƣớc nghiêng .................................................. 83
7.2.
KIỂM TRA ỔN ĐỊNH THEO QUY PHẠM .................................................... 98
7.2.1.
Kiểm tra quy phạm theo tiêu chuẩn thời tiết .............................................. 98
7.2.2.
Tính moment lật.......................................................................................... 99
Chƣơng 8 . THIẾT BỊ ĐẨY TÀU .............................................................................. 101
8.1.
TÍNH SỨC CẢN TÀU KÉO .......................................................................... 101
8.2.
TÍNH TOÁN CHÂN VỊT ............................................................................... 104
8.2.1.
Thông số cơ bản........................................................................................ 104
8.2.2.
Tính toán chân vịt ..................................................................................... 104
8.3.
XÂY DỰNG BẢN VẼ CHÂN VỊT ................................................................ 106
8.3.1.
Xây dựng bảng tính hình bao duỗi phẳng ................................................ 107
3
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
8.3.2.
Xây dựng củ chân vịt ................................................................................ 109
8.3.3.
Xác đinh bán kính góc lƣợn...................................................................... 110
8.3.4.
Chọn then .................................................................................................. 110
8.3.5.
Xây dựng tam giác đúc ............................................................................. 110
8.3.6.
Kiểm tra sức bền chân vịt ......................................................................... 111
KẾT LUẬN .................................................................................................................. 114
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 115
4
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
Kí hiệu
Tên gọi
Đơn vị
Ltk
Lwt
Btk
D
d
Chiều dài thiết kế
m
Chiều dài đƣờng nƣớc thiết kế
Chiều rộng thiết kế
m
m
Chiều cao mạn
Chiều chìm
m
m
Hệ số béo thể tích
Hệ số béo đƣờng nƣớc
Hệ số béo sƣờn giữa
Hệ số béo lăng trụ
Công suất máy
Lƣợng chiếm nƣớc
Cao độ tâm nghiêng
Chu kì lắc ngang
Hoành độ tâm nổi
HP
T
m
s
m
S
a
Nc
t
W,Z
I,J
Xf
Ix
Diện tích đƣờng nƣớc
Khoảng sƣờn
m2
m
Đặc trƣng trang bị
Chiều dày tôn
Môđun chống uốn
Moment quán tính
Hoàng độ tâm diện tích đƣờng nƣớc
Moment quán tính dọc
mm
cm3
cm4
m
m4
Iy
V
XB
ZB
ro
Ro
ZM
Moment quán tính ngang
Thể tích chiếm nƣớc
Hoàng độ tâm nổi
Cao độ tâm nổi
Bán kính tâm nghiêng
Bán kính tâm chúi
Cao độ tâm nghiêng
m4
m3
m
m
m
m
m
Ne
D
ho
T
XC
5
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
ZML
Cao độ tâm chúi
m
XG
Hoành độ trọng tâm
m
ZG
Cao độ trọng tâm
Cánh tay đòn ổn định hình dáng
Moment nghiêng do gió động
L
Mv
Av
Zv
Tổng diện tích hứng gió
Tay đòn hứng gió
m
m
kN.m
m2
m
r
Moment lật
Góc lắc
vn
Góc vào nƣớc
độ
R
CF
Sức cản
Hệ số ma sát
kG
-
w
t
PD
T
D
do
lc
Z
Hệ số dòng theo
Hệ số dòng hút
Công suất trục chân vịt
HP
Lực đẩy chân vịt
Đƣờng kính chân vịt
kG
m
Tỷ số mặt đĩa
Đƣờng kính trung bình củ chân vịt
Chiều dài củ chân vịt
Số cánh chân vịt
m
m
-
Mc
kN.m
độ
6
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
MỞ ĐẦU
Nhƣ chúng ta đã biết tàu thuỷ trở thành phƣơng tiện vận chuyển hiệu quả về khối
lƣợng hàng hoá cho các ngành kinh tế quốc dân, góp phần thúc đẩy sự phát triển kinh tế
của các nƣớc có các đƣờng bờ biển dài. Ở nƣớc ta, với việc có đƣờng bờ biển dài hơn
3.200 Km, đó là một lợi thế lớn về ngành đánh bắt thuỷ hải sản, vận tải đƣờng biển. Vì
vậy, nƣớc ta đã chú trọng đến ngành đóng mới tàu biển, mục tiêu đƣa nƣớc ta trở thành
một trong những nƣớc có ngành đóng tàu lớn nhất trên thế giới. Cùng với đó chủ trƣơng
của nƣớc ta là phát triển nền kinh tế tiến xa ra biển với đội tàu cá ngày càng hiện đại và
phát triển cả về chất lƣợng lẫn số lƣợng, phục vụ cho nhu cầu khai thác thủy hải sản cho
ngƣ dân Việt Nam nói chung và ngƣ dân miền Trung Việt Nam nói riêng.
Trong khi khai thác, các loại tàu thuyền có thể gặp các hƣ hỏng nhƣ : chết máy,
mất tính ăn lái các tính năng hàng hải khác, khiến cho tàu không thể hoạt động đƣợc,
cũng không thể tự hành vào đất liền sửa chữa mà cần phải đƣợc một con tàu khác kéo
và lai dắt về đất liền để phục vụ cho việc sửa chữa. Vì vậy đó là lý do em chọn đề tài “
Thiết Kế Tàu Kéo Biển Hạn Chế Cấp II, Công Suất 300HP Phục Vụ Ven Biển Miền
Trung Việt Nam” làm Đề Tài Tốt Nghiệp của mình.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô trong Khoa Cơ Khí Giao Thông đã tạo
điều kiện cho em đƣợc làm đề tài. Và đặc biệt em xin chân thành cảm ơn PGS.TSKH
thầy Đặng Hữu Phú và thầy Nguyễn Văn Minh đã hƣớng dẫn và chỉ bảo tận tình để em
có thể hoàn thành tốt Đồ Án của mình. Trong quá trình làm bài không tránh khỏi có sự
sai sót, vì vậy em rất mong các thầy,cô sửa chữa để em có thể tiếp thu kiến thức nhiều
hơn nữa.
Đà Nẵng, ngày 10 tháng 6 năm 2013
Sinh Viên
Ngô Kim Du
7
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
1.1.
Chương 1. TUYẾN ĐƯỜNG – TÀU MẪU
TUYẾN ĐƢỜNG
Tàu đƣợc thiết kế chạy tuyến hạn chế II nên để thuận tiện cho quá trình tính toán,
chọn Đà Nẵng là nơi xuất phát, tàu đi tới những nơi xa bờ dƣới 50 hải lý để kéo các tàu
đang khai thác bị trục trặc, hƣ hỏng về bờ, hoặc kéo các công trình nổi ra khơi hoặc vào
để lắp đặt, sửa chữa hoặc làm nhiệm vụ cứu hỏa cho các công trình ngoài khơi gặp nạn.
1.2.
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN
Khu vực biển miền trung chịu ảnh hƣởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa, khu vực
biển Đà Nẵng nói riêng đƣợc chia làm 2 mùa rõ rệt mùa mƣa từ tháng 8 đến tháng 12
có gió từ cấp 5 trở lên và thƣờng có những con bão lớn vào thời gian này. Các tháng còn
lại thƣờng ít mƣa hoặc không có mƣa, tuy nhiên vào tháng 1 đến tháng 3 biển thƣờng có
sƣơng mù gây hạn chế tầm nhìn của tày thuyền.
Chế độ gió:
Phù hợp với chế độ gió mùa ở nƣớc ta, trên vùng biển này hàng năm chế độ gió
cũng biểu hiện 2 mùa rõ rệt:
+ Mùa gió Đông Bắc từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau.
+ Mùa gió Tây Nam từ tháng 4 đến tháng 9 hàng năm.
Vùng biển Nghệ An - Thừa Thiên Huế:
Từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau, do ảnh hƣởng của địa hình nên gió mùa Đông
Bắc ở đây bị lệch hƣớng trở thành Bắc và Tây Bắc. Tốc độ trung bình (2,53) m/s, tốc
độ gió lớn nhất (1820) m/s.
Từ tháng 4 đến tháng 9, hƣớng gió chính là Nam và Tây Nam. Tốc độ gió trung
bình khoảng (34) m/s, gió mạnh nhất (2024) m/s, khi có bão gió mạnh nhất có thể tới
(3040) m/s. Một điều đáng chú ý ở đây là trong tháng 4 và tháng 9 là thời gian chuyển
tiếp giữa 2 hệ thống gió mùa nên trong thời kì này có thể thấy cả gió Bắc hoặc Đông
Bắc và có khi có cả gió Tây Nam.
Vùng biển Quảng Nam - Đà Nẵng - Khánh Hoà:
Chế độ gió vùng biển nay từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau có đặc điểm tƣơng tự
vùng biển trên do ảnh hƣởng của địa hình nên gió mùa Đông Bắc bị lệch hƣớng sang
Bắc hoặc Tây Bắc. Tốc độ trung bình (2,53) m/s, tốc độ gió lớn nhất (1820) m/s.
Cuối tháng 3 đến giữa tháng 6 hƣớng gió chính là Đông và Đông Nam, tốc độ
gió trung bình (34) m/s, tốc độ gió mạnh nhất (2224) m/s.
8
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Giai đoạn cuối tháng 6 đến tháng 9, gió mùa Tây Nam hoạt động mạnh trên toàn
vùng biển này, hƣớng gió chính là Tây hoặc Tây Nam, tốc độ gió trung bình (3,54)
m/s, gió mạnh nhất (2426) m/s.
Sóng biển:
- Mùa gió Đông Bắc:
Vùng biển Nghệ An - Thừa Thiên Huế có chế độ sóng với hƣớng chính là Đông
Bắc, độ cao sóng trung bình là (0,70,8) m, những tháng đầu mùa độ cao sóng trung
bình có thể lớn hơn, khoảng (34) m. Cá biệt có năm ở ngay trạm khí tƣợng Hòn Ngƣ
đo đƣợc độ cao sang là 7,5 m, hƣớng Bắc ĐôngBắc.
Vùng biển Quảng Nam Đà Nẵng - Khánh Hoà có hƣớng sóng chính là hƣớng
Bắc, có khi Đông Bắc, độ cao sóng trung bình (0,751) m, độ cao sóng lớn nhất là
(3,54) m.
Mùa gió Tây Nam:
Vùng biển Nghệ An - Thừa Thiên Huế vào những tháng đầu mùa (từ tháng 4 đến
tháng 6) hƣớng sóng chính là hƣớng Đông Nam, độ cao sóng trung bình (0,50,7) m, độ
cao sóng lớn nhất (34) m. Từ tháng 7 đến tháng 9, hƣớng sóng chính là Tây Nam, độ
cao sóng trung bình (0,550,75) m, độ cao sóng lớn nhất (2,53,5) m. Khi có bão, sóng
cao nhất có thể lớn hơn.
Vùng biển Quảng Nam Đà Nẵng - Khánh Hoà có sóng gió với hƣớng chính là
Tây Nam tƣơng tự nhƣ vùng biển trên, độ cao sóng trung bình (0,751) m. Bão ở khu
vực này có cƣờng độ không lớn nên độ cao sóng nhỏ hơn khu vực phía Bắc.
NhiÖt ®é kh«ng khÝ:
Mùa gió Đông Bắc:
Nhiệt độ ở miền Trung đạt giá trị cao hơn so với vùng biển vịnh Bắc Bộ. Nhiệt
độ trung bình trong những tháng giữa gió mùa Đông Bắc (1921)0C, những tháng đầu
và cuối mùa nhiệt độ không khí trung bình (2325)0C, nhiệt độ không khí cao nhất
trong những tháng giữa mùa là (2830)0C, còn những tháng đầu và cuối là (3133)0C,
cá biệt có những năm nhiệt độ cao trên 350C. Nhiệt độ không khí thấp nhất trung bình
(68)0C, thấp nhất tuyệt đối (45)0C, những tháng đầu và cuối mùa giá trị này cao hơn.
Mùa gió Tây Nam:
Nhiệt độ trung bình (2830)0C, cao nhất (3234)0C, cao nhất tuyệt đối
(3638)0C. Cá biệt có năm ở khu vực miền Trung đo đƣợc nhiệt độ không khí cao nhất
tại Hòn Ngƣ là 39,90C, ở Cửa Tùng là 40,70C. Nhiệt độ không khí thấp nhất trong mùa
gió Tây Nam trung bình (1719)0C, cá biệt có năm nhiệt độ không khí xuống thấp dƣới
150C
9
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Chế độ mưa:
Vùng biển Nghệ An - Thừa Thiên Huế:
Mùa mƣa hàng năm bắt đầu từ tháng 8 và kết thúc vào tháng 12 hoặc tháng giêng
năm sau, lƣợng mƣa khoảng (22002400) mm và số ngày mƣa trong năm khoảng
(140145) ngày. Riêng trong mùa mƣa, lƣợng mƣa khoảng (18002000) mm do ảnh
hƣởng của địa hình. Lƣợng mƣa lớn nhất trên 3000 mm, có năm đạt tới gần 5000 mm.
Biến trình năm của lƣợng mƣa khu vực này cực đại vào tháng 9 hoặc tháng 10, cực tiểu
vào tháng 2 hoặc tháng 3. Mùa khô kéo dài từ tháng 1 đến tháng 8, lƣợng mƣa trung
bình dƣới 1000 mm với số ngày mƣa dƣới 10 ngày. Lƣợng mƣa lớn nhất ở khu vực này
có năm đạt trên 3000 mm, năm ít chỉ khoảng 1000 mm. Hiện tƣợng mƣa phùn hầu nhƣ
không có.
Vùng biển Quảng - Nam Đà Nẵng - Khánh Hoà:
Mùa mƣa hàng năm bắt đầu từ tháng 3 và kết thúc vào tháng 11. Tổng lƣợng
mƣa hàng năm vào khoảng (10002000)mm, ít hơn so với khu vực trên. Biến trình năm
của lƣợng mƣa ở khu vực này chỉ có một cực tiểu vào tháng 3 và một cực đại vào tháng
10.
Dòng chảy:
Mùa gió Tây Nam:
Dòng chảy ở khu vực này chịu sự chi phối của các dòng nƣớc từ biển Đông đƣa
vào, ảnh hƣởng của các dòng nƣớc từ lục địa đổ ra không đáng kể mặc dù thời kỳ này
nằm trong mùa mƣa. Với địa hình phức tạp, độ nghiêng mặt đáy tƣơng đối lớn, có nơi
chỉ cách bờ chừng 10 hải lí độ sâu đã là (50100) m. Ngoài khơi xa độ sâu lớn nhất có
thể đạt trên 400 m. Dƣới tác động trực tiếp của gió mùa Tây Nam cộng với các điều
kiện địa lý ở trên, dòng chảy ở khu vực này tạo nên một xoáy thuận lớn ở khu vực miền
Trung. Phía Bắc của vùng từ (1618)N nƣớc từ ngoài khơi đƣa vào bờ, một phần tách
ra đƣa vào vịnh Bắc Bộ và một phần đi xuống phía Nam chảy song song với đƣờng bờ.
Vận tốc dòng chảy trong toàn vùng tƣơng đối lớn, tốc độ trung bình khoảng
(3040)cm/s, cực đại tới 75cm/s. Theo độ sâu hƣớng chảy ít thay đổi. Tới độ sâu 200m
vùng biển miền Trung vẫn còn tồn tại xoáy thuận này. Đến tầng 200m vận tốc dòng
chảy chỉ còn bằng 1/3 vận tốc tầng mặt.
Mùa gió Đông Bắc:
Hƣớng chảy có những nét tƣơng tự mùa gió Tây Nam. Dòng nƣớc ngoài khơi
biển Đông đi vào bờ, một phần đƣợc tách ra đi vào vịnh Bắc Bộ, phần còn lại đi xuống
phía Nam. Toàn vùng có một xoáy thuận lớn mà từ đó nó chi phối tới hƣớng của hệ
thống dòng chảy. Về cơ bản thì dòng chảy ở mùa này khác so với mùa gió Tây Nam,
dòng nƣớc từ phía Bắc đi xuống với tốc độ mạnh đƣợc ép sát gần bờ tới vĩ độ 9N mới
đổi hƣớng chảy. Vận tốc dòng chảy gần bờ rất lớn, tốc độ cực đại lên tới 150cm/s, còn
trung bình khoảng 70 cm/s, ở phía Đông của vùng xoáy thuận dòng chảy có hƣớng N 10
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
B nhƣng vận tốc yếu hơn so với khu vực ven bờ. Theo độ sâu hƣớng chảy bị thay đổi
nhiều, ở độ sâu 200m phía Bắc vẫn duy trì hƣóng chảy theo tầng mặt nhƣng ở phía Nam
hƣớng ngƣợc lại với tầng mặt. Vận tốc ở tầng này cũng giảm đi nhiều so với tầng mặt.
Nhiệt độ nước biển:
Từ Thừa Thiên Huế trở vào biển mang các đặc trƣng của vùng biển sâu. Nƣớc có
màu xanh, độ trong suốt lớn, biển thoáng, rộng, hoàn lƣu nƣớc trao đổi trực tiếp với
biển Đông. Vì vậy mà cấu trúc nhiệt độ ở đây phần lớn mang tính chất đại dƣơng.
Trong vòng 1 năm, nhiệt độ nƣớc biển luôn biến động, sự biến động lớn nhất xảy ra ở
lớp nƣớc từ mặt đến độ sâu 200m. Nhiệt độ nƣớc tầng mặt đạt giá trị cao nhất vào tháng
5, trung bình (2829)0C và thấp nhất vào tháng 1, trung bình (2224,7)0C.
Từ tháng 1 đến tháng 3, nhiệt độ trong vùng tăng dần theo hƣớng từ bờ ra khơi
và từ Bắc vào Nam.Nhiệt độ nƣớc tầng mặt dao động trong khoảng (21,528,5)0C thấp
nhất ở dải hẹp ven bờ (1417)0C, khu vực ngoài khơi và phía Nam (24,528,4)0C.
Vào thời kỳ gió mùa Tây Nam, nhiệt độ nƣớc tầng mặt cao, trung bình vào
khoảng (2730,2)0C.
Độ mặn nước biển:
Theo độ sâu phân bố những lớp đặc trƣng:
Lớp ngọt hóa tầng mặt có độ mặn dƣới 33,66% do tác động của dòng nƣớc cửa
sông ven bờ và lƣợng mƣa lớn trong mùa gió Tây Nam.
Lớp đột biến có độ mặn cực đại, độ sâu phân bố nằm trong (50200)m. Ở độ sâu
300m có độ mặn (34,535)%.
Biên độ dao động độ mặn giữa 2 mùa không thể hiện rõ và quanh năm đều trên
dƣới 35%.
Kết luận: Các đặc tính của điều kiện tự nhiên vùng biển duyên hải miền trung ,
độ cao sóng trung bình là (0,71) m thích hợp cho hoạt động hàng hải các tàu bè cỡ
nhỏ.
1.3. TÀU MẪU
Tàu mẫu là tàu có cùng công dụng, cùng cấp tàu và cùng vật liệu chế tạo. Mặt
khác tàu mẫu còn có các thông số kĩ thuật không khác xa tàu thiết kế. Các thông số
tàu mẫu đƣợc tóm tắt trong bảng sau:
Bảng 1-1 Các thông số tàu mẫu
TT
1
2
3
4
Đại lƣợng
Chiều dài thiết kế
Chiều rộng thiết kế
Chiều cao mạn
Chiều chìm thiết kế
Đơn Vị
Kí hiệu
Tàu Sông Thu
m
m
m
m
Ltk
Btk
D
d
21.5
5,7
2,6
1,83
11
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
5
6
7
8
9
10
Hệ số béo thể tích
Hệ số béo đƣờng nƣớc
Hệ số béo sƣờn giữa
Công suất
Lƣợng chiếm nƣớc
Vận tốc tự do
HP
T
Hl/h
Ne
D
V
0,47
0,75
0,80
350
108,52
9,7
12
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Chương 2. KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU
2.1. XÁC ĐỊNH KÍCH THƢỚC VÀ TRỌNG LƢỢNG
2.1.1. Xác định chiều dài tàu
Chiều dài tàu kéo ven biển đƣợc tính theo công thức tại (Trang 52 – [1])
Lpp A 1,36
Trong đó:
P
P 2
0, 022(
)
100
100
(2-1)
A: Hệ số thực nghiệm tính chuyển từ tàu mẫu A = 17
Ltk : Chiều dài thiết kế của tàu (m)
P : Công suất tàu kéo ( HP)
Thay số vào tao đƣợc
Lpp =17+1,36
300
300 2
-0,022(
) =20,88 m
100
100
Chọn Lpp = 20,9 (m)
2.1.2. Xác định chiều rộng tàu
Chiều rộng tàu đƣợc xác định theo tỷ số
L
B của tàu mẫu
Lm
21,5
3, 77
B m 5, 7
Vậy B = 20,9 =5,54 (m)
3,77
Chọn B = 5,55 (m)
2.1.3. Xác định chiều chìm d
Chiều chìm tàu đƣợc xác định theo tỷ số
Vậy d
5,5
1, 78(m)
3,11
B
của tàu mẫu
T
Bm
5, 7
3,11
d m 1,83
Chọn d = 1,78 (m)
2.1.4. Xác định chiều cao mạn D
Chiều cao mạn đƣợc xác định theo tỷ số
Vậy D 1,78.1, 42 2,53(m)
D
của tàu mẫu
d
Dm
2, 6
1, 42
d m 1,83
Chọn D= 2,53 (m)
2.1.5. Xác định sơ bộ các hệ số béo
Ta xác định các hệ số béo theo tàu mẫu ta đƣợc các hệ số nhƣ sau
13
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Bảng 2-1 Các hệ số béo của tàu
= 0,47
= 0,75
= 0,80
= 0,672
2.1.6. Tính trọng lượng tàu
Từ các kích thƣớc cơ bản và hệ số béo ta tính đƣợc lƣợng chiếm nƣớc cơ bản của
tàu.
D=k.ɣ .V =k.ɣ .L.B.d. =1,006.1,025.20,9.5,55.1,78.0,47 = 100,06 (T)
(2-2)
Trong đó: ɣ = 1,025 tỷ trọng nƣớc biển
k = 1,006 hệ số kể đến phần diện tích nhô
L: Chiều dài đƣờng nƣớc thiết kế, chọn L =20,9 (m)
2.1.7. Tính trọng lượng thân tàu
P01 = q01.D = =0,55.100,06= 55,035 (T)
(2-3)
Theo bảng 2-47 (Trang 102 - [2]) đối với tàu kéo diesel cỡ nhỏ q = (0,55-0,7).
Chọn q01= 0,55
2.1.8. Tính trọng lượng thiết bị tàu
P02 = q02.D = 0,085.100,06 = 8,505 (T)
(2-4)
Theo bảng 1.4 (Trang 33- [3]). q02 = (6,4-8,8)%. Chọn q02= 8,5%
2.1.9. Tính trọng lượng hệ thống tàu
P03=q03.D = 0,03.100,06 = 3 (T)
(2-5)
Theo bảng 1.4 (Trang 33- [3]). q03 = (1,6-3,8)%. Chọn q03= 3%
2.1.10. Trọng lượng thiết bị năng lượng
P04 = q04.D = 0,2.100,06 = 20,013 (T)
(2-6)
Theo bảng 1.4 (Trang 33 - [3]). q04 = (10,9-24,7)%. Chọn q04= 20%
2.1.11. Trọng lượng hệ thống điện
P06 = q06.D = 0,05.100,06 = 5 (T)
(2-7)
Theo bảng 1.4 (Trang 33 - [3]). q06 = (1,1-5,3)%. Chọn q06= 5%
14
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
2.1.12. Trọng lượng dự trữ
P07 = q07.D =0,04.100,06= 4 (T)
(2-8)
Theo bảng 1.4 (Trang 33 - [3]). q06 = (1,6-4)%. Chọn q06= 4%
2.1.13. Trọng lượng hàng lỏng cố định
P08 = q08.D = 0,015.100,06 = 1,5 (T)
(2-9)
Theo bảng 1.4 (Trang 33 - [3]). q06 = (0,9-2,2)%. Chọn q06= 1,5%
2.1.14. Trọng lượng dự trữ lương thực và thuyền viên
Xác định thời gian quay vòng của tàu
o Xác đinh vân tốc của tàu dựa vào công thức hải quân
Hệ số C đƣợc xác định dựa theo tàu mẫu
D 2/3 .V 3 108,52.9, 73
C
59,33
HP
350
(2-10)
Vận tốc tự do của tàu thiết kế đƣợc xác định
D 2/3 .V 3
C
V
HP
3
HP.C
9,38( Hl / h)
D 2/3
Chọn phạm vi phục vụ của tàu là L=100Hl thời gian ở cảng = 1 ngày, thời gian ở
cảng bằng 20%( thời gian chạy tàu + thời gian ở cảng)
tqv tchaytau tocang tsuco
2L
2L
24
24 .20% 91h
V
V
(2-11)
tqv = 4 ngày
Trọng lƣợng ngƣời kể cả hành lí:
Trọng lƣợng lƣơng thực:
Trọng lƣợng nƣớc:
Biên chế làm việc trên tàu:
100
3
100
1
Tổng cộng có:
kg/ngƣời/ngày.
kg/ngƣời/ngày.
kg/ngƣời/ngày.
Thuyền trƣởng
1
Máy trƣởng
4
Thuỷ thủ
6
Ngƣời
P09 =6(100 + 3 +100).4 = 487 Kg = 4,87 (T)
2.1.15. Trọng lượng dự trữ nhiên liệu
(2-12)
Chọn máy YC6M300C hãng YUCHAI Đức có:
Ne = 300 (Cv)
15
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Ne = 2100 (vòng/phút). Hộp số MB242. Tỷ số truyển i = 3,04
ge = 139 g/cv/h. Suất tiêu hao nhiên liệu
gd = 0,37 g/cv/h. Suất tiêu hao dầu nhờn
k1 = 1,2 hệ số kể đến sóng gió và dự trữ hàng hải
Kích thƣớc: L.B.H = 1652x939x1262 (mm)
Dự trữ nhiên liệu đƣợc xác định theo công thức.
Pdnl = k1.ge.Ne.t.10-6 = 1,2.320.1,39.91 = 4,86 (T)
(2-13)
Với t = 91h. Thời gian hoạt động
Dự trữ dầu nhờn đƣợc tính theo công thức.
Pdn = k1.gd.Ne.t.10-6 = 1,2.0,37.320.91.10-6 = 0,013 (T)
(2-14)
P10 = Pdnl + Pdn = 4,86 + 0,013 = 4,87 (T)
(2-15)
2.1.16. Các thành phần trọng lượng khác : Thiết bị hoa tiêu, phụ tùng.
P11 = q11.D = 0,015.100,06 =1,501 (T)
(2-16)
Theo bảng 1.4 (Trang 33 – [3]). q11 = (0,81-2,71)%. Chọn q06= 1,5%
Tổng các thành phần trọng lƣợng tàu
Pi = P01 +P02+P03+P04+P05+P6+P7+P8 + P9+ P10 + P11 = 99,848 (T)
ΔD=
(2-17)
P -D .100= 99,848-100,06 .100=0,22% 1
i
D
100,06
2
Vậy lƣợng chiếm nƣớc sơ bộ thõa mãn
2.2. TÍNH KIỂM NGHIỆM ỔN ĐỊNH TÀU
2.2.1. Tính cao độ tâm nghiêng.
Theo Roach (Trang 117 - [2])
h0 =
Trong đó:
SHP.l
288,26.9,04
=
=1,96 fut = 0,59 (m)
f
1,64
100.D.
100.98,49
Β
5,55
(2-18)
SHP=m .Ne =0,92.Ne = 288,96 cv: Công suất trục.
m=0.92÷0.96 Với hệ truyền động gián tiếp bằng bánh răng
D = 100,06 (T) = 98,49 (Tấn Anh): Lƣợng chiếm nƣớc
B = 5,55
(m) = 18,2 (fut) :Chiều rộng lớn nhất của đờng nớc
f= 0.75
(m) = 2,46 (fut): Mạn khô tối thiểu.
16
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
l =2.757 (m) = 9,04 (fut):Khoảng cách vuông góc giữa tâm mặt cạnh thân
tàu và móc kéo.
Mà [ h0 ]= ( 0,5÷0,7) → h0 thõa mãn điều kiện ổn định.
2.2.2. Kiểm tra chu kì lắc ngang
Theo Trần Công Nghị (Trang 68 - [4]).
Τf =
Trong đó:
C.Β
h0
=
8.5,55
=5,7 s
0,6
(2-19)
C = (0,72÷0,8) chọn C = 0,8
B = 5,55 m: Chiều rộng tàu
h0: Cao độ tâm nghiêng.
Với tàu kéo [Tφ] = 3,5÷7 s Vậy tàu thiết kế có chu kì lắc ngang nằm trong
khoảng cho phép.
2.2.3. Điều kiện quay vòng
Do Ne/D > 1 nên ta phải kiểm tra điều kiện quay vòng của tàu.
Mph≤Mchpk
Trong đó:
Moment nghiêng do lực ly tâm khi lƣợn vòng.
Μqv =0,02.
Δ.V02
d
100,06.52
1,78
. Ζg - =0,02
2.1 =2,896 Tm
L
2
20,9
2
(2-20)
= 104,32 (T): Lƣợng chiếm nƣớc tàu
Zg=Kg.H = 2,1 (kg = 0,83 hệ số thực nghiệm)
V0 vận tốc lúc tàu quay vòng lấy V0=5 m/s
Moment cho phép khi quay tàu
Mchpq = 0,0087.D.h0.(ch - k) =0,0087.100,06.0,6(10,75-2) = 4,6 (Tm) (2-21)
D = 100,06 (T): Lƣợng chiếm nƣớc tàu
h0 = 0,6 (m): Cao độ tâm nghiêng
ch = = arctan(0,6/3,5) = 10,75 độ: góc nghiêng để nƣớc
không trào lên boong.
17
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
k: góc nghiêng tĩnh định khi chịu kéo ngang (với tàu có chiều
dài dƣới 30 m k không đƣợc lớn hơn 120) lấy k = 20.
Vậy điều kiện quay vòng đƣợc thõa mãn.
2.3.
HIỆU CHỈNH MẠN KHÔ
Mạn khô của tàu tính theo Qui Phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép theo
QCVN 21/2010/BGTVT
2.3.1. Các thông số cơ bản
Bảng 2-2 Các thông số cơ bản của tàu
Chiều dài thiết kế
Chiều rộng thiết kế
Chiều cao mạn
Chiều chìm trung bình
Lƣợng chiếm nƣớc
Chiều dày tôn mép boong
Chiều dài thực dụng của thƣợng tầng
Chiều cao tiêu chuẩn của mép boong sinh hoạt
Hệ số béo thể tích
Ltk
Btk
D
d
Disp
t
E
htc
20,9
5.55
2.53
1.780
104.32
6
0.00
1.10
0.47
m
m
m
m
T
mm
m
m
2.3.2. Chiều dài tính toán
Bảng 2-3 chiều dài tính toán của tàu
Mớn nƣớc tại 0.85D
d0,85
Chiều dài đƣờng nƣớc tại 0,85D :
0.96 chiều dài đƣờng nƣớc tại 0,85D :
L từ trục lái đến mép trƣớc SM
Chiều dài tính toán
Chiều cao tính mạn khô
Boong mạn khô
L0,85
L1
L2
Lt
D
2.15
21.91
21.03
21.68
21.68
2.53
Boong chính
m
m
m
m
m
m
Theo tập 7_chƣơng VII (Trang 204 [5]) hiệu chỉnh mạn khô cho các tàu có chiều
dài nhỏ hơn 24m.Trị số mạn khô tối thiểu đƣợc chọn theo bảng 11/7.4.1.
Bảng 2-4 Trị số mạn khô tối thiểu theo quy phạm
Chiều dài tàu (m)
Mạn khô mm
hmin
20
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
3.1.
Chương 3 . XÂY DỰNG TUYẾN HÌNH
LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ
Xây dựng tuyến hình tàu là một khâu quan trọng trong quá trình thiết kế tàu.
Đƣờng hình dáng thân tàu có quan hệ trực tiếp tới tốc độ hành hải, tính ổn định , tính
điều khiển và công nghệ đóng và sửa chữa con tàu.
Đƣờng hình tàu có thể đợc xây dựng từ nhiều phơng pháp khác nhau. Đối với
con tàu này em thực hiện theo phƣơng án tính chuyển từ tàu mẫu.
Bảng 3-1 Các thông số của tàu thiết kế và tàu mẫu
Thông số
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Chiểu dài LPP
Chiều rộng B
Chiều chìm d
Chiều cao mạn D
Hệ số béo thể tích
Hệ số béo đƣờng nƣớc
Hệ số béo sƣờng giữa
Hệ số béo lăng trụ
Công suất máy chính
Vận tốc tự do
Trị số
Tàu thiết kế
Tàu mẫu
20,9
21,5
5,55
5,7
1,78
1,83
2,53
2,6
0,47
0,47
0,75
0,75
0,80
0,80
0,653
0,653
300
350
9,38
9,7
Đơn vị
m
m
m
m
m
HP
Hl/h
Ta có các tỷ số
k1 =
L tk
B
d
5,55
1, 78
20,9
=
0,973684 ; k3 tk
=0,9721 ; k2 tk
0,9727
L tm
Btm 5, 7
21,5
dtm 1,83
Từ bảng trị số tuyến hình của tàu mẫu ta lần lƣợt nhân các tỷ số k2, k3 chiều rộng
và chiều cao của tuyến hình. Ta đƣợc bảng trị số của tàu thiết kế
21
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Bảng 3-2 Trị số tuyến hình tàu
Nửa chiều rộng
SN
ĐN 0
Sn0
Sn1
Sn2
Sn3
Sn4
Sn5
Sn6
Sn7
Sn8
Sn9
Sn10
Sn11
Sn12
Sn13
Sn14
Sn15
Sn16
Sn17
Sn18
Sn19
Sn20
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
ĐN 1 ĐN2
ĐN 3 ĐN 4
0
0
0
0
77
395
806
1193
1507
1669
1740
1691
1607
1469
1305
1085
814
484
97
0
0
0
0
0
613
1291
1795
2191
2480
2612
2688
2703
2656
2548
2384
2169
1879
1554
1129
625
82
0
0
0
0
0
566
1048
1613
2039
2303
2436
2473
2402
2251
2081
1871
1604
1276
856
362
0
0
0
0
694
1441
1941
2303
2541
2683
2741
2765
2775
2756
2707
2581
2374
2079
1769
1353
877
337
0
Nửa chiều cao
ĐNTK
ĐN 6
Dọc tâm
CDI
CDII CDIII MB
0
968
1656
2119
2399
2569
2688
2760
2775
2775
2775
2775
2770
2688
2516
2256
1968
1585
1117
585
0
1097
1779
2194
2460
2603
2688
2746
2741
2775
2775
2775
2775
2775
2746
2620
2428
2161
1811
1361
831
196
1780
1556
1240
765
285
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
208
952
1780
2021
1691
1415
1098
783
537
305
185
138
125
97
97
97
105
125
159
542
542
1162
1944
3130
2306
1946
1662
1398
1116
854
617
423
323
281
249
260
281
325
393
522
839
1477
2209
3113
-
2617
2051
1751
1507
1254
986
735
576
498
474
518
590
712
940
1415
2010
2674
3364
-
3038
2931
2808
2721
2668
2638
2530
2530
2530
2530
2600
2764
2919
3260
3389
3400
3504
3615
3737
3873
4030
Mạn
giả
3673
3578
3498
3438
3401
3371
4101
4101
4101
4101
4101
4101
4101
4101
4101
4101
4239
3614
4523
4667
4811
22
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
3.2.
KIỂM NGHIỆM VÀ HIỆU CHỈNH TYẾN HÌNH
Bảng 3-3 Tính toán diện tích đƣờng sƣờn lý thuyết nhƣ sau
SN0
ĐN
yi
0
0
0
0
0
0
0
1
2
3
4
5
ki
1
2
2
2
2
1
SN1
yi.ki
0
0
0
0
0
0
0
0
ĐN
0
1
2
3
4
5
yi
0
0
0
0
0
968
SN2
ĐN
0
1
2
3
4
5
yi
0
0
0
0
694
1656
yi
0
77
566
1291
1941
2399
0
0
0
0
0
968
968
0,3446
SN3
ki yi.ki
1
0
2
0
2
0
2
0
2
1388
1
1656
3044
1,0837
ĐN yi
0
0
1
0
2
0
3
613
4
1441
5
2119
SN4
ĐN
0
1
2
3
4
5
ki yi.ki
1
2
2
2
2
1
ki yi.ki
1
0
2
0
2
0
2
1226
2
2882
1
2119
6227
2,2168
SN5
ki yi.ki
1
2
2
2
2
1
0
154
1132
2582
3882
2399
10149
3,61304
ĐN
0
1
2
3
4
5
yi
0
395
1048
1795
2303
2569
ki yi.ki
1
0
2
790
2
2096
2
3590
2
4606
1
2569
13651
4,8598
23
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
SN6
ĐN
0
1
2
3
4
5
yi
0
806
1613
2191
2541
2688
SN7
ki yi.ki
1
0
2
1612
2
3226
2
4382
2
5082
1
2688
16990
6,0484
ĐN
0
1
2
3
4
5
yi
ki yi.ki
1
0
2
2386
2
4078
2
4960
2
5366
1
2760
19550
6,9598
0
1193
2039
2480
2683
2760
SN8
ĐN
0
1
2
3
4
5
yi
SN9
ki yi.ki
1
2
2
2
2
1
0
1507
2303
2612
2741
2775
0
3014
4606
5224
5482
2775
21101
7,51196
ĐN
0
1
2
3
4
5
yi
0
1669
2436
2688
2765
2775
SN10
ĐN
0
1
2
3
4
5
yi
0
1740
2473
2703
2775
2775
ki yi.ki
1
0
2
3480
2
4946
2
5406
2
5550
1
2775
22157
7,8879
ki yi.ki
1
0
2
3338
2
4872
2
5376
2
5530
1
2775
21891
7,7932
SN11
ĐN
0
1
2
3
4
5
yi
0
1691
2402
2656
2756
2775
ki yi.ki
1
0
2
3382
2
4804
2
5312
2
5512
1
2775
21785
7,7555
24
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
SN12
ĐN
0
1
2
3
4
5
yi
SN13
ki yi.ki
1
2
2
2
2
1
0
1607
2251
2548
2707
2770
0
3214
4502
5096
5414
2770
20996
7,47458
ĐN
0
1
2
3
4
5
yi
0
1469
2081
2384
2581
2688
SN14
ĐN
0
1
2
3
4
5
yi
0
1305
1871
2169
2374
2516
ki yi.ki
1
0
2
2938
2
4162
2
4768
2
5162
1
2688
19718
7,0196
SN15
ki yi.ki
1
0
2
2610
2
3742
2
4338
2
4748
1
2516
17954
6,3916
ĐN
0
1
2
3
4
5
yi
0
1085
1604
1879
2079
2256
ki yi.ki
1
0
2
2170
2
3208
2
3758
2
4158
1
2256
15550
5,5358
SN16
ĐN
0
1
2
3
4
5
yi
0
814
1276
1554
1769
1968
SN17
ki yi.ki
1
2
2
2
2
1
0
1628
2552
3108
3538
1968
12794
4,55466
ĐN
0
1
2
3
4
5
yi
0
484
856
1129
1353
1585
ki yi.ki
1
0
2
968
2
1712
2
2258
2
2706
1
1585
9229
3,2855
25
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
SN18
ĐN
0
1
2
3
4
5
yi
0
97
362
625
877
1117
SN19
ĐN
0
1
2
3
4
5
ki yi.ki
1
0
2
194
2
724
2
1250
2
1754
1
1117
5039
1,7939
yi
0
0
0
82
337
585
ki
1
2
2
2
2
1
yi.ki
0
0
0
164
674
585
1423
0,5066
SN20
ĐN
0
1
2
3
4
5
3.3.
yi
0
0
0
0
0
0
ki
1
2
2
2
2
1
yi,ki
0
0
0
0
0
0
0
0
KIỂM NGHIỆM LẠI LƢỢNG CHIẾM NƢỚC VÀ HOÀNH ĐỘ TÂM NỔI
Bảng 3-4 Kiểm nghiệm lại lƣợng chiếm nƣớc và hoành độ tâm nổi
SN
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
0,3446
1,0837
2,2168
3,613
4,8598
6,0484
6,9598
7,512
7,7932
ki
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
i.ki
0
0,6892
2,1673
4,4336
7,2261
9,7195
12,097
13,92
15,024
15,586
li
-10
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
li.wi.ki
0
-6,203
-17,34
-31,04
-43,36
-48,6
-48,39
-41,76
-30,05
-15,59
26
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
S
7,8879
7,7555
7,4746
7,0196
6,3916
5,5358
4,5547
3,2855
1,7939
0,5066
0
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
15,776
15,511
14,949
14,039
12,783
11,072
9,1093
6,571
3,5878
1,0132
0
185,27
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0
15,511
29,898
42,118
51,133
55,358
54,656
45,997
28,702
9,1186
0
50,18
Nghiệm lại lƣợng chiếm nƣớc
1
D2 =1,005. ΔLγ k i yi =1,005.0.5.1,045.1,025.185,27=99,722 T
2
D
D2 D1
99, 722 100, 06
100%
100% 0,34%
D1
100, 06
(3-1)
(3-2)
Nghiệm lại hoành độ tâm nổi
o Hoành độ tâm nổi sơ bộ tàu đƣợc tính theo công thức
π α-0,65
XC
=0,022 sin
±1
L
2 0,15
π α-0,65
(3-3)
π 0.8-0,65
XC =L.0,022 sin 2 0,15 ±0,5 =20,9.0,022 sin 2 0,15 ±0,5 =0,23÷0,68 m
Chọn Xc = 0,28( m)
o Hoành độ tâm nổi tính theo tỷ số moment quan tính và thể tích ngâm nƣớc
ik ω
k ω
51,37
=0,283 (m)
189,8
i i
X -X
0,283-0,28
ΔXc = C2 C1 100%=
100%=1%
XC1
0,28
Xc =ΔL
i
i
=1,045
(3-4)
(3-5)
Nghiệm lại hệ số béo,
Hệ số béo thể tích tính theo lý thuyết
27
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
δ=
ΔL k i ωi 1,045
185,27
=
= 0,469
2 LBT
2 20,9.1,78.5,55
Δδ=
(3-6)
δ2-δ1
0,469-0,47
.100%=
.100% = 0,21%
δ1
0,47
(3-7)
Nghiệm lại đƣờng nƣớc thiết kế vào các hệ số béo còn lại.
o Bảng tính diện tích đƣờng nƣớc và moment quán tính đƣờng nƣớc đƣợc
tính nhƣ sau.
Bảng 3-5 Tính diện tích đƣờng nƣớc và moment
SN
0
yi
0
ki
1
yi.ki
0
li
-10
li.wi.ki
0
1
2
968
1656
2
2
1,936
3,312
-9
-8
-17,42
-26,5
3
4
2119
2399
2
2
4,238
4,798
-7
-6
-29,67
-28,79
5
6
2569
2688
2
2
5,138
5,376
-5
-4
-25,69
-21,5
7
8
2760
2775
2
2
5,52
5,55
-3
-2
-16,56
-11,1
9
10
2775
2775
2
2
5,55
5,55
-1
0
-5,55
0
11
12
2775
2770
2
2
5,55
5,54
1
2
5,55
11,08
13
14
2688
2516
2
2
5,376
5,032
3
4
16.128
20,128
15
2256
2
4,512
5
22,56
16
1968
2
3,936
6
23,616
17
18
1585
1117
2
2
3,17
2,234
7
8
22,19
17,872
19
20
585
0
2
1
1,17
0
9
10
10,53
0
83,488
-33,12
o Diện tích đƣờng nƣớc thiết kế: S= .B.L=0,75.5,55.20,9=87 m2
(3-8)
28
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
o Nghiệm lại diện tích đƣờng nƣớc thiết kế theo tuyến hình
S=ΔL k i yi =1,045.83,488=87,2 m2
ΔS=
ST -S
87,2-87
.100%=
=0,23%
ST
87
(3-9)
(3-10)
o Nghiệm lại hệ số béo sƣờn giữa
β=
Δβ=
ω10
BT
=
7,8879
=0,7985
5,55.1,78
β 2 -β1
0,7985-0,82
.100%=
.100%=0,19%
β1
0,8
(3-11)
(3-12)
Vậy tuyến hình tàu thiết kế thõa mãn
29
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
4.1.
Chương 4. BỐ TRÍ CHUNG TOÀN TÀU
KÍCH THƢỚC CƠ BẢN CỦA TÀU
Bảng 4-1 Kích thƣớc cơ bản của tàu
L=
20,9
m
B=
5,55
m
D=
2,53
m
d=
1,78
m
=
0.49
=
0.75
=
0.84
=
0.653
4.2. PHÂN KHOANG CHO TÀU
4.2.1. Phân khoang theo chiều dài tàu
Khoảng sƣờn thực đƣợc xác định theo công thức 5.2.2 ( Trang 537 - [5])
a = 2L +450 = 2.17+450 ± 250 = 491 (mm)
(4-1)
Trong đó:
a : khoảng sƣờn thực (mm)
L: Chiều dài thiết kế L = 20,9 (m)
Chọn a = 500 mm
Tàu gồm 42 khoảng sƣờn thực tế đƣợc chia làm 5 khoang theo chiều dài tàu
Bảng 4-2 Phân khoang theo chiều dài tàu
Tên khoang
Khoang đuôi
Khoang kề đuôi
Khoang nhiên liệu
Khoang máy
Buồng thuyền viên
Khoang trống
Khoang mũi
Khoảng sƣờn
Đuôi - 2
2÷8
8÷13
13÷23
23÷32
32÷36
36÷ Mũi
Chiều dài (m)
2
3
2,5
5
4,5
2
3,63
30
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
4.2.2.
4.2.3.
4.2.4.
4.2.5.
4.2.6.
Phân khoang theo chiều cao tàu
Đáy đôi Sn8 ÷ Sn36 cao 760 mm: Bố trí các két dầu nhớt, dầu thải và két dằn
Dƣới boong chính: Bố trí các khoang két, buồng máy, buồng ở cho thuyền viên
Boong lái: Bố trí thiết bị phục vụ công tác lái tàu
Boong chính: Bố trí buồng ở và buồng sinh hoạt cho thuyền trƣởng, máy trƣởng
và các tiện nghi sinh hoạt cần thiết.
o Bố trí buồng ăn, câu lạc bộ
o Đuôi tàu: Bố trí cọc bích, móc kéo…
o Phần mũi tàu bố trí cọc bích, cột kéo mũi, tời kéo cuốn cáp và máy thả
xích neo.
Nóc boong lái: Bố trí rada, la bàn, còi hơi, tín hiệu đèn cờ.
Bố trí khoang két cho tàu
o Sn2 ÷ Sn8 : Két dằn lái phải và trái
o Sn8 ÷ Sn13 : Két nhiên liệu phải và trái, dƣới đáy đôi bố trí két dằn
o Sn13 ÷ Sn23: Buồng máy, dƣới đáy đôi Sn13 ÷ Sn18 : Két dầu nhớt, Sn18
÷ Sn23: Két dầu thải
o Sn23 ÷ Sn32: Buồng thuyền viên. Dƣới đáy đôi bố trí két dằn
o Sn32 ÷ Sn 36: Khoang trống. Dƣới đáy đôi bố trí két dằn
o Sn36 ÷ mũi: Bố trí hầm xích neo, kho dây, két dằn mũi
Bố trí buồng phòng, thiết bị trên boong
o Sn17 ÷ Sn19 (Trái): Bố trí buồng CO2
o Sn19 ÷ Sn24 (Trái): Bố trí phòng sinh hoạt .
o Sn17 ÷ Sn20+250 (Phải): Bố trí nhà tắm, nhà vệ sinh phục vụ thuyền
viên.
o Sn20+250 ÷ Sn24 (Phải): Bố trí nhà bếp
o Sn26 ÷ Sn30: Bố trí buồng thuyền trƣởng và buồng máy trƣởng
o Sn23÷Sn32 (Dƣới boong chính) Bố trí buồng thuyền viên
Bố trí các thiệt bị cho buồng phòng
o Nhà tắm: Bố trí vòi hoa sen, móc treo quần áo, bồn rửa mặt, giá để xà
bông, xà phòng, bóng điện …
o Nhà bếp: Bố trí bếp nấu, tủ lạnh, chậu rửa, giá để bát đũa
o Phòng ở: Bố trí 4 giƣờng đơn 1900x760, tủ đơn, một bàn làm việc.
o Kho dụng cụ: Để các dụng cụ hàng hải, phao cứu sinh, bình CO2…
Tính chọn thiết bị
Đặc trƣng trang bị đƣợc tính theo công thức (Trang 478 – [6])
Nc =D2/3 +2Bmax H+0,1A=104,322/3 +2.5,55.5,769.141,8=100,38
(4-2)
Trong đó:
NC : Đặc trƣng trang bị
D = 104,32 (T) : Lƣợng chiếm nƣớc đầy tải của tàu
Bmax = 5,55 m : Chiều rộng lớn nhất của tàu
31
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
H = 5,769 m : Chiều cao từ đƣờng nƣớc mùa hè đến mép trên sàn
boong tại chỗ mạn tàu có cabin cao nhất và cabin này không đƣợc nhỏ
hơn 0,25Bmax.
A = 141,8 m2 diện tích hứng gió tới hạn trên tàu
4.2.7. Tính chọn thiết bị neo
Khối lƣợng neo đƣợc tính theo công thức (Trang 479 –[6])
Qn =k.NC =2,5.100,38 = 250,95 Kg Chọn Qn = 252 Kg
(4-3)
Trong đó:
k = 2,5 cho tàu biển hoạt động hạn chế cấp 2
Nc=100,38: Đặc trƣng trang bị
Từ kết quả trên ta trang bị 2 neo hall trọng lƣợng mỗi neo là 252 kg
4.2.8. Tính chọn xích neo
Chiều dài tối thiểu của 2 dây xích cho 2 neo tính theo công thức (Tr479 – [6] )
Ln =87k 0 . Nc =87.0,76 100,38=662,5 m
(4-4)
k0= 0,76: Hệ số đối với tàu hạn chế cấp 2
Đƣờng kính xích neo không đƣợc bé hơn giá trị tính theo công thức (Trang
479 – [6])
d=S.t NC =0,88.1,75 100,38=15,43 mm chọn d = 16 mm (4-5)
Trong đó:
S = 0,88 cho tàu hạn chế cấp 2
t = 1,75 cho loại xích thông thƣờng
4.2.9. Tính chọn cáp kéo
Chiều dài nhỏ nhất của cáp kéo đƣợc tính theo công thức (Trang 484 –[6])
L1 =160+0.035NC =160+0,035.100.38=163,51 m
(4-6)
chọn L1 = 164m
Theo bảng tra (Trang 76 – [1]) Ta chọn cáp kéo làm từ sợi tổng hợp có đƣờng
kính d= 28mm, lực đứt dây T = 26,4 T, lực kéo trên móc R = 4,2 T, hệ số an toàn k =
6,3.
4.2.10.Móc kéo
Móc kéo làm chỗ buộc dây kéo đáng tin cậy khi tàu phải kéo đối tƣợng kéo. Trên
móc kéo đƣợc gắn với lò xo giảm chấn
32
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Hình 4-1 Móc kéo.
1 – móc kéo, 2 – chốt quay, 3 – hộp giảm chấn, 4 – chốt quay, 5 – rulo , 6 – mặt cắt
cung đỡ móc, 7 – lò xo giảm chấn, 8 – chốt khóa móc, 12 – đòn bầy, 14 – khóa chặn.
4.2.11.Tính chọn thiết bị chằng buộc
Số lƣợng dây buộc tàu tối thiểu đƣợc xác định theo công thức (Trang 481-[6])
nb
a Nc 410 100,38
2
b
260
(dây)
(4-7)
Trong đó: a = 410 ; b = 260 tra bảng 137_Tr482_TKLRTBTT
Lực đứt tối thiểu của thiết bị chằng buộc đƣợc tính theo công thức (Tr481-[6])
Pdmin =a 2 .NC -b2 =50.100,38-0=5018,8 kG
(4-8)
4.2.12.Thiết bị cứu sinh
- Bố trí 4 phao tại phòng thuyền viên và 1 phao có dây ném
- Trang bị 2 phao bè sức chở 6 ngƣời đặt 2 bên mạn
- Trang bị cứu sinh thoả mãn quy chuẩn việt nam 2010
4.2.13.Thiết bị tín hiệu ban đêm
Bảng 4-3 Thiết bị tín hiệu ban đêm
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
Tên thiết bị
Đèn lái
Đèn neo mũi
Đèn hành trình
Đèn pha
Đèn nháy
Đèn tín hiệu đỉnh cột
Đèn kéo
Đèn đậu
Góc chiếu sáng 0
135
360
2250
Màu sắc
trắng
3600
3600
trắng
đỏ
đỏ
trắng
trắng
Số lƣợng
1
1
1
1
1
1
1
2
4.2.14.Thiết bị cứu hỏa
33
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Bảng 4-4 Thiết bị cứu hỏa
Tên thiết bị
Vòi rồng cứu hoả
Bình bọt xách tay
Bình dập lửa H2CO3 xách tay
Thùng cát 0,25 m3 (kèm 1 xẻng)
Xô có dây buộc
Chăn chữa cháy (1,5 x 2 m)
Chăn bạt (2,5 x 2 m)
Móc đáp
Xà beng
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Số lƣợng
3
5
5
1
5
3
3
5
1
4.2.15.Thiết bị tín hiệu ban ngày
Bảng 4-5 Thiết bị tín hiệu ban ngày
STT
1
2
3
Tên thiết bị
Cờ đỏ
Cờ trắng phất tay
Quả cầu đen
Số lƣợng
2
2
1
4.2.16.Thiết bị tín hiệu âm thanh
Bảng 4-6 thiết bị âm thanh
STT
1
2
Tên thiết bị
Còi hơi
Chuông điện
Số lƣợng
1
1
4.2.17.Thiết bị hàng hải
Bảng 4-7 thiết bị hàng hải
STT
1
2
3
4
5
6
Tên thiết bị
Đồng hồ đo độ sâu
Thƣớc đo mực nƣớc
Thƣớc đo độ nghiêng
La bàn từ
Máy đo gió
ống nhòm hàng hải
Số lƣợng
1
1
1
1
1
2
34
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Chương 5. TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÂN TÀU
5.1. VẬT LIỆU CHẾ TẠO VÀ HÌNH THỨC KẾT CẤU
Vật liệu chế tạo
Vật liệu chế tạo là thép cấp A có các đặc trƣng sau: chay = 235 Mpa.
Với tàu nhỏ,để tiện cho công nghệ, ta chọn hình thức kết cấu theo hệ thống
ngang. Vách ngang kết cấu nẹp đứng xen kẽ nẹp khoẻ và có sống nằm.
Hình thức kết cấu
Chiều dài tính toán của tàu là chiều dài lớn hơn trong 2 chiều dài sau: 96% Chiều
dài đƣờng nƣớc thiết kế. Chiều dài nằm ngang từ giao điểm của đƣờng nƣớc thiết kế với
mép trƣớc của sống mũi đến tâm trục lái. Theo bản vẽ bố trí chung ta có. Lwl = 20,9
m. Lpp = 20,9 m, vậy chiều dài tính toán = 20,9 m.
Sơ đồ bố trí đáy đôi từ sƣờn 8 đến sƣờn 36. Các vách ngang đƣợc bố trí tại Sn2,
Sn 8, Sn 13, Sn 23, Sn 32, Sn 36. Thƣợng tầng đƣợc bố trí từ sƣờn 13 đến sƣờn số 30
Tàu kết cấu theo hệ thống ngang với khoảng cách sƣờn a = 500 (mm)
Theo 2B/4.6.1(Trang 532 – [5])khoảng cách các cơ cấu dọc đƣợc tính theo công
thức sau. S=2L+550=2.20,9+550=591,8mm
Chọn S = 600 (mm)
(5-1)
Hình 5-1 Sơ đồ bố trí khoang két và bố trí đáy đôi
35
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
5.2. TÍNH TOÁN KẾT CẤU
5.2.1. Kết cấu dàn vách
5.2.1.1. Sơ đồ bố trí
Hình 5-2 Quy cách kết cấu dàn vách
Khoảng cách các nẹp là 0,6 (m)
Khoảng cách các sống đứng vách là 1,8( m)
Khoảng cách từ đƣờng chuẩn đến sống nằm là 1,5 (m)
5.2.1.2. Chiều dày tôn
Chọn khổ tôn để chế tạo vách ngang có chiều rộng là 1450 (mm)
Chiều dày tôn vách không đƣợc nhỏ hơn trị số tính theo công thức
2B/11.2.1(Trang 564 – [5])
t=3,2S h +2,5=3,2.0,6 4,074+2,5=6,41(mm)
(5-2)
Trong đó:
S= 0,6 m Khoảng cách giữa các nẹp
h: Khoảng cách thẳng đứng từ cạnh dưới của tấm tôn vách đến boong
vách đo ở đờng tâm tàu(m), nhƣng không nhỏ hơn 3,4 m. ở đây h =4,074m
Để ý đến lƣợng mòn gỉ trong quá trình khai thác tôn ta có
t = t0 + t’
(5-3)
Trong đó:
t’= u.T/2 = 0,05.25 = 0,63( mm)
u = 0,05 mm/năm là lƣợng hao mòn trung bình trong năm
T = 25 năm là tuổi thọ của con tàu
Suy ra t = 7,04 9(mm) chọn t = 8 (mm)
36
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
5.2.1.3. Nẹp vách
Môđun chống uốn của nẹp vách không nhỏ hơn trị số tính theo công thức
2B/11.2.3 (Trang 565 – [5])
W=2,8CShl2 = 2,8.0,8.0,6.3,324.1,52 = 10,05 (cm3)
(5-4)
Trong đó:
l= 1,5 (m) Chiều dài nhịp nẹp đo giữa các đế lân cận của nẹp kể cả chiều
dài của liên kết(m).Do có sống vách nên l là khoảng cách từ chân của liên kết
mút đến chiếc sống thứ nhất hoặc là khoảng cách giữa các sống vách.
S = 0,6( m) Khoảng cách giữa các nẹp
h =3,324 (m) Khoảng cách thẳng đứng từ trung điểm của l, nếu là nẹp
đứng, và từ trung điểm của khoảng cách 2 nẹp lân cận ở 2 bên của nẹp đang xét,
nếu là nẹp nằm, đến đỉnh của boong vách đo ở đƣờng tâm tàu(m). Nếu khoảng
cách thẳng đứng này nhỏ hơn 6,0 m thì h đợc lấy bằng 1,2 m cộng 0,8 của
khoảng cách thẳng đứng trục .
C : hệ số ở bảng 2B/11.2(Trang 565 – [5]) Chọn liên kết kiểu A, nẹp
đứng, liên kết bằng mã nên C = 0.8
Chiều rộng mép kèm b = min(S/2,l/5) = 300 mm
Chiều dày mép kèm t = 8 mm
Chọn thép làm nẹp là thép góc không đều cạnh.
Ta có bảng chọn thép theo quy cách.
TT
Qui cách
Fi
Zi
Fi.Zi
Fi.Zi2
i0
2
3
4
Đơn vị
mm
cm
cm
cm
cm
cm4
Mép kèm
300
8
24
0
0
0
1,28
L
50
x30x5
3,78
3,67
13,87
50,91
9,36
Tổng
27,78
13,87
61,55
3000x8
e = 0,50 cm
z=
5,4
cm
Zmax = 4,90 cm
y0 = 1,73 cm
4
J=
54,625cm
Wmin = 11,15 cm3
W = 10,05 cm3
W = 10,89 %
Vậy quy cách nẹp thƣờng là L50x30x5
5.2.1.4. Sống đứng vách
x
L50x30x5
Z
Môđun chống uốn của nẹp vách không nhỏ hơn trị số tính theo công thức
2B/11.2.3 (Trang 565 – [5])
W=2,8CShl2 = 2,8.0,8.1,5.2,037.4,074 = 113.6
(5-5)
Trong đó :
C = 0,8
m
h = 2,037 m
l = 4,074 m
S = 1,6
m
37
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Chọn thép làm sống đứng là thép chữ T. Ta có bảng chọn thép sau
TT
Mép kèm
Bản
thành
Bản mép
Qui cách
(mm)
814
8
F
(cm2)
65,12
Zi
(cm)
0
Fi.Zi
(cm3)
0
Fi.Zi2
(cm4)
0
Io
(cm4)
3,47
6
150
9
7,9
71,1
561,69
168,8
90
7
6,3
15,75
99,225
170,325
1562,8
0,26
Tổng
80,42
2296,96
814x8
e = 2,12 cm
z = 16,10 cm
Zmax = 13,98 cm
J = 1936,2 cm4
Wmin = 138,48 cm3
W = 136,32 cm3
W = 1,585 %
Chọn quy cách thép là T 150x6/90x7
x
T150x6/90x7
Z
5.2.1.5. Sống nằm vách
Theo 2B/11.2.5(Trang 566 – [5])Mô đun chống uốn của tiết diện sống vách phải
không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:
Z = 4,75Shl2 = 4,75.5,55.3,35.1,82 = 286,13 (cm3)
(5-6)
Trong đó:
S =5,55 m : Chiều rộng của vùng mà sống phải đỡ.
h =1,2 + 0,8.2,687 = 3,35 m : Khoảng cách thẳng đứng (m) đo từ trung điểm
của l đối với sống đứng, hoặc đo từ trung điểm của S đối với sống nằm đến
đỉnh boong vách ở đƣờng tâm tàu. Nếu khoảng cách thẳng đứng này nhỏ hơn
6,0 mét thì h đƣợc lấy bằng 1,2 mét cộng 0,8 lần khoảng cách thẳng đứng
thực.
l = 1,8 m: Chiều dài nhịp đo giữa các gối tựa lân cận của sống.
Chiều dày tôn
Chiều dày bản thành của sống vách phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức
sau:
t = 10S1 +2,5 = 10.0,11 + 2,5 = 3,6 mm chọn t = 6 mm
(5-7)
38
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
S1 = 0,11 m Khoảng cách giữa các nẹp gia cƣờng bản thành hoặc chiều cao
tiết diện sống, lấy trị số nào nhỏ hơn, S = min(0,5; 0,11)
Quy cách mép kèm bxt = 360x8
Ta có bảng chọn thép
TT
Mép kèm
Bản thành
Bản mép
Qui cách
(mm)
360
6
110
Tổng
8
250
7
F
(cm2)
Zi
(cm)
Fi.Zi
(cm3)
Fi.Zi2
(cm4)
Io
(cm4)
28,8
15
7,7
0
12,9
25,75
0
193,5
198,275
0
2496,15
5105,6
1,54
781,3
0,31
51,5
391,775
8384,83
360x8
e = 7,61 cm
z=
26,10 cm
Zmax = 18,49 cm
4
J=
5404,5cm
Wmin = 292,25 cm3
W = 286,13cm3
W = 2,139 %
x
T 250x6/110x7
Z
Vậy quy cách sống nằm vách là T 210x6/110x6
5.2.2. Kết cấu dàn đáy
Giàn đáy kết cấu theo hệ thống ngang
- Khoảng cách giữa các đà nang đặc S1 = 1000 mm
- Khoảng cách giữa các đà ngang hở S2 = 1000 mm
- Khoảng cách từ sống chính đến sống phụ gần nhất S3 = 1800
- Khoảng cách các dầm dọc đáy S4 = 600mm
Hình 5-3 Sơ đồ bố trí giàn đáy
39
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
5.2.2.1. Chiều dày tôn
Đáy là đáy đôi. Dàn đáy kết cấu hệ thống ngang, đà ngang khoẻ đặt tại mỗi khoảng
sƣờn.
Chiều dày tôn đáy dưới: Theo quy chuẩn phần 2B/24.3.4 chiều dày tôn đáy
khi kết cấu hệ thống ngang không đƣợc nhỏ hơn trị số sau.
(5-8)
t=4,7 d+0.035L+2,5=4,7 1,78+0,035.20,9+2,5=6,22 (mm)
Chọn t = 8 (mm)
Trong đó:
S = 0,5 mm Là khoảng cách các cơ cấu ngang
d = 1,78 m
Là chiều chìm tàu
L = 20,9 m
Là chiều dài tàu
Chiều dày tôn đáy trên: Chiều dày dải tôn đỏy trờn đƣợc tớnh theo cụng
thức 2B/4.7.1(Trang 578 – [5])
t=3,8S d +2,5=3,8. 1,78+2,5=5,09 (mm) Chọn t = 6 (mm)
(5-9)
Chiều rộng dải tôn giữa đáy: không đƣợc nhỏ hơn trụ số tính theo công thức
2B/14.2.1 (Trang 577 – [5])
b = 4,5L +775 = 4,5.20,9 + 775 = 869,5 (mm)
(5-10)
Chọn kích thƣớc của dải tôn giữa đáy: bxt = 900x8
Chiều dày tôn hông theo 2B/4.7.3(Trang 533 – [5])Chiều dày tôn hông bằng chiều
dày tôn đáy trên cộng 1,5 vậy chiều dày tôn đáy trên t = 6+1,5 = 7,5 mm chọn t = 8 mm
5.2.2.2. Đà ngang đáy
Đà ngang đặc :Theo quy chuẩn 2B/4.4.2(Trang 530 – [5]) Chiều dày đà ngang
đặc không đƣợc nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau.
t=0,65 L+2,5=0,65 20,9+2,5=5,47 (mm)
Chọn t = 6 (mm)
(5-11)
Đà ngang hở : Theo quy chuẩn , nếu đáy đôi kết cấu theo hệ thống ngang thì ở
khoảng giữa hai đà ngang đặc tại mỗi mặt sƣờn phải đặt đà ngang hở theo yêu
cầu ở 2B/4.5. Mô đun chống uốn (Z) của tiết diện dầm ngang đáy dƣới phải
không nhỏ hơn 30 cm3 và trị số tính theo công thức sau đây:
Z = CShl2 =6.2,32.1.1,52 = 31,2 (cm3) (5-12)
Trong đó:
l =1,5 (m) Khoảng cách giữa các mã liên kết với sống chính và các mã liên
kết với sống hông (m). Nếu đáy có sống phụ thì l là khoảng cách lớn nhất
trong các khoảng cách từ nẹp đứng gia cƣờng sống phụ đến mã (xem Hình
2B/4.1).
40
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
S = 1 (m) Khoảng cách các dầm ngang đáy dƣới .
h = d + 0,026L = 1,78 + 0,026.20,9=2,32 m
C = 6 hệ số đối với đà ngfaang hở không có thanh chống thẳng đứng quy
định ở 4.5.3.
Tính toán mép kèm:
Chiều dày mép kèm: t = 8 mm
Chiều rộng mép kèm: bmk = min(l/5;S/2) = min(278;250), bmk=200 mm
Mép kèm có quy cách: b x t = 200x 8
Ta chọn thép là dầm ngang đáy dƣới là thép chữ T
TT
Mép kèm
Bản thành
Bản mép
Qui cách
(mm)
250
8
6
80
40
6
Tổng
F
(cm2)
20
4,8
2,4
Zi
(cm)
0
4,4
8,7
27,2
Fi.Zi
(cm3)
0
21,12
20,88
Fi.Zi2
(cm4)
0
92,928
181,7
42
Io
(cm4)
1,07
25,6
0,07
301,32
300x8
e = 1,54 cm
z = 9,00 cm
Zmax =7,65 cm
4
J = 236,5 cm
Wmin = 31,72cm3
W = 31,2 cm3
W = 1,2
%
x
T800x6/40x6
Vậy Quy cách dầm ngang đáy dƣới là T 80x6/40x6
Z
Thanh chống thẳng đứng:
Theo 2B/4.6.3 (Trang 532 – [5])Diện tích tiết diện thanh chống thẳng đứng nói
trên phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:
F = 2,2Sbh = 2,2.0,5.0,5.2,32 = 1,276 cm2 chọn F =1,3 (cm2) (5-14)
Trong đó:
S = 0,5 (m) Khoảng cách giữa các dầm dọc.
b = 0,5 (m) Chiều rộng của vùng mà thanh chống phải đỡ (xem Hình
2B/4.1)
h = 2,32 (m) Nhƣ quy định ở 5.2.4.2.
Vậy ta chọn thanh chống có quy cách FB23x6
5.2.2.3. Sống chính đáy – Sống Phụ đáy
Sống chính đáy:
Theo 2B/4.2.4 chiều dày tấm sống chính đày không nhỏ hơn trị số tính theo công
thức.
t = 0,5L + 6 = 0,05.20,9 + 6 = 7,5 (mm) chọn t = 8 (mm)
41
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Chiều cao tiết diện sống chính : Trừ trƣờng hợp đƣợc Đăng kiểm chấp nhận đặc
biệt, chiều cao tiết diện sống chính không nhỏ hơn B/16, nhƣng trong mọi trƣờng hợp
không đƣợc nhỏ hơn 0,76 mét. Với B/16 = 346,8. Chọn chiều cao sống chính h = 760
mm
Sống phụ đáy
Theo 2B/4.3.2 chiều dày sống phụ đáy không đƣợc nhỏ hơn trị số tính theo công
thức sau.
(5-15)
t=0,65 L+2,5=0,65 20,9+2,5=5,47 (mm) Chọn t = 6mm
Chiều cao tiết diện sống phụ : Trừ trƣờng hợp đƣợc Đăng kiểm chấp nhận đặc
biệt, chiều cao tiết diện sống phụ không nhỏ hơn B/16, nhƣng trong mọi trƣờng hợp
không đƣợc nhỏ hơn 0,76 m. Với B/16 = 346,8. Chọn chiều cao sống chính h = 760 mm
5.2.2.4. Dầm dọc đáy
Theo 2B/4.6.2(Trang 532 – [5]) mô đun chống uốn của dầm dọc không đƣợc nhỏ
hơn trị số tính theo công thức sau:
Z = CShl2= 8,6.0,6.2,32.0,52 = 11,97 (cm3)
(5-16)
Trong đó:
l = 1 (m) Khoảng cách giữa các đà ngang đặc, m
S = 0,6 (m) Khoảng cách giữa các dầm dọc, m
h = 2,32( m) Khoảng cách thẳng đứng từ dầm dọc đáy đến điểm ở d + 0,026 L
cao hơn mặt tôn giữa đáy, m
C = 8,6 : Đối với dầm dọc đáy không có thanh chống nhƣ quy định ở 4.6.3.
Tính toán mép kèm:
Chiều dày mép kèm: t = 8 mm
Chiều rộng mép kèm: bmk = min(l/5;S/2) = min(200;300), bmk=200 mm
Mép kèm có quy cách: b x t = 200x 8
Bảng chọn thép
TT
Qui cách
Fi
Zi
Fi.Zi
Fi.Zi2
i0
Đơn vị
Mép kèm
L
mm
cm2
16
4,28
cm
0
3,85
cm3
0
16,48
cm4
0
63,44
cm4
0,85
10,03
200
50
8
x 40 x 5
Tổng
20,28
16,48
74,32
200x8
e = 0,81cm
z = 5,4 cm
Zmax = 4,59cm
y0 = 1,55 cm
4
J = 60,935 cm
Wmin = 13,28 cm3
W = 11,97 cm3
W = 11,0 %
Vậy quy cách dầm dọc là L 50x40x5
x
L 50x40x5
Z
42
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Đà ngang đặc vùng đuôi
Theo quy chuẩn 2B/4.4.2(Trang 531 – [5]). Chiều dày đà ngang đặc vùng đuôi
và khoang máy không đƣợc nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau.
5.2.2.5.
t=0,65 L+2,5+1,5=0,65 20,9+2,5+1,5=6,97 (mm)
(5-17)
Chọn t = 8 (mm)
5.2.2.6. Vùng đáy mũi tàu
Chiều dày tôn đáy vùng mũi tàu theo quy chuẩn phần 2B/14.3.4 (Trang 578 –
[5])chiều dày tôn đáy khi kết cấu hệ thống ngang không đƣợc nhỏ hơn trị số sau.
t = 0,044L+5,6 = 6,52 mm chọn t = (8mm)
(5-18)
5.2.2.7. Vùng đáy khoang máy và đuôi tàu
Chiều dày tôn đáy vùng đuôi tàu đƣợc lấy bằng chiều dày tôn đáy vùng mũi tàu t
= 8mm
Chiều dày của cơ cấu bệ máy đƣợc tính theo công thức
(5-19)
S=a 3 Q+k
Trong đó:
Q = 1,2 Tấn : Trọng lƣợng động cơ tra catolog
k = 4 khi Q ≤20T hệ số tra bảng
a là hệ số tra bảng với động cơ đốt trong
o Tấm mép : a = 4,65
o Tấm thành : a = 3
o Tấm mã : a = 2,5
Thay các giá tri vào ta đƣợc chiều dày của
o Tấm mép S = 8,9 mm chọn S = 9mm
o Tấm thành S = 7,19 mm chọn S = 8mm
o Tấm mã S = 6,65 mm chọn S = 7 mm
5.2.3. Kết cấu giàn mạn
Vùng mũi từ #36 về mũi đặt hai sƣờn khỏe,cách nhau 2 khoảng sƣờn
Vùng buồng máy sƣờn khỏe đặt cách nhau 2 khoảng sƣờn
Vùng giữa tàu từ #2 đến #36, sƣờn khỏe đặt cách nhau 3 khoảng sƣờn
Vùng đuôi, từ mút đuôi về #2, sƣờn khỏe đặt cách nhau 2 khoảng sƣờn
43
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Hình 5-4 Sơ đồ bố trí giàn mạn
5.2.3.1. Chiều dày tôn
Theo 2B/14.3.2(Trang 577 – [5]) Chiều dày của tôn mạn, trừ tôn mép mạn, ở dƣới
boong tính toán ở đoạn giữa tàu phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau :
t1 =4.1S d+0.04L+2.5=4,1.0,5 1,78+0,04.20,9+2,5=5,82 (mm)
(5-20)
Tuy nhiên theo 2B/14.3.1. Chiều dày tối thiểu của tôn bao ở dƣới boong tính toán ở
đoạn giữa tàu phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:
tmin = 0,044L + 5,6 = 0,044.20,9 + 5,6 = 6,52 (mm)
(5-21)
Chọn chiều dày tôn mạn t = 8mm
5.2.3.2. Sườn khỏe
Theo QP 2B/5.3.2(Trang 538 – [5]) môđun chống uốn của tiết diện sƣờn tính
theo công thức .
Z = CShl2 =2,4.1,5.1,43,4722 = 59,2 (cm3 )
(5-22)
Trong đó:
S = 1,5(m) Khoảng cách sƣờn.
l =3,472( m) Khoảng cách thẳng đứng từ mặt đáy trên hoặc từ mép trên của đà
ngang của đáy đơn ở mạn đến mặt trên của xà boong ở đỉnh sƣờn.
h =1,4 (m) Khoảng cách thẳng đứng từ mút dƣới của l tại vị trí cần đo đến điểm
ở (d + 0,044 L - 0,54) cao hơn mặt tôn giữa đáy.
C = 2,6 Với các sƣờn nằm trong phạm vi từ 0,15L kể từ mũi tàu đến vách đuôi
Tính toán mép kèm:
Chiều dày mép kèm: t = 8 mm
Chiều rộng mép kèm: bmk = min(l/5;S/2) = min(685,4;750), bmk=686 mm
Mép kèm có quy cách: b x t = 686x 8
TT
Mép kèm
Bản thành
Bản mép
Tổng
Qui cách
(mm)
686
6
70
8
100
6
F
(cm2)
Zi
(cm)
Fi.Zi
(cm3)
Fi.Zi2
(cm4)
Io
(cm4)
54,832
6
4,2
0
5,4
10,7
0
32,4
44,94
0
174,96
480,9
2,92
50,0
0,13
65,032
77.34
708.87
44
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
J = 616,9 cm4
Wmin = 62,88 cm3
W = 59,17 cm3
W = 6,261 %
e = 1,19 cm
z = 11,00 cm
Zmax = 9,81cm
686x8
x
T100x6/70x6
Vậy quy cách sƣờn khỏe là T 100x6/70x6
Z
5.2.3.3. Sườn thường
Theo QP 2B/5.3.2(Trang 538 – [5]) môđun chống uốn của tiết diện sƣờn phải
không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau. Nhƣng không đƣợc nhỏ hơn 30cm3.
Z = CShl2 = 2,4.0,5.1,4.3,472= 19,72 (cm3)
(5-23)
Trong đó các kí tự đƣợc xác định nhƣ trên
C = 2,4 m
h = 1,4 m
S = 0,5 m
l = 3,472 m
Tính toán mép kèm:
Chiều dày mép kèm: t = 8 mm
Chiều rộng mép kèm: bmk= min(l/5; S/2) = min(685,4;250) bmk=250 mm Mép
kèm có quy cách: b x t = 250 x 8 (mm)
Bảng chọn thép:
TT
Qui cách
Fi
Zi
Fi.Zi
Fi.Zi2
i0
Đơn vị
Mép kèm
L
mm
cm2
20
5,9
cm
0
4,58
cm3
0
27,02
cm4
0
123,76
cm4
1,07
23,3
250
63
8
x40 x6
Tổng
25,9
e = 1,04 cm
z = 6,7 cm
Zmax = 5,66 cm
y0 = 2,12
cm
27,02
148,13
J = 119,935 cm4
Wmin = 21,20cm3
W = 19,72 cm3
W = 7,5
%
250x8
x
L63x40x6
Quy cách sƣờn thƣờng là L 60x50x6
Z
5.2.3.4. Sống dọc mạn
Theo 2B/5.4.1(Trang 539 – [5]). Mô đun chống uốn tiết diện của các dầm dọc
mạn ở đoạn giữa tàu dƣới boong mạn khô phải không nhỏ hơn trị số tính theo các công
thức sau đây, lấy trị số nào lớn hơn, nhƣng trong mọi trƣờng hợp phải không nhỏ hơn
30 cm3.
Z = 8,6Shl2 = 8,6.0,5.0,9.1.52 = 8,7 (cm3)
(5-24)
45
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
(5-25)
Z=2,9 L.Sl2 =2,9 20,9.0,52 .1,52 =14,9 (cm3 )
3
Vậy Z = 30 (cm )
Trong đó
S =0,5( m) Khoảng cách các dầm dọc
l =1,5 (m) Khoảng cách giữa các sƣờn khỏe hoặc từ vách ngang đến sƣờn
khỏe
h = 0,9 (m) Khoảng cách thẳng đứng từ dầm dọc mạn đang xét đến
điểm cao hơn mặt tôn giữa đáy khoảng ( 0.044L+d- 0.54= 2,16 m)
Tính toán mép kèm:
Chiều dày mép kèm: t = 8 mm
Chiều rộng mép kèm: bmk= min(l/5; S/2) = min(685,4;250) bmk=250mm Mép
kèm có quy cách: b x t = 500 x 8 (mm)
Bảng chọn thép:
TT
Mép kèm
Bản thành
Bản mép
Qui cách
(mm)
250
8
6
80
40
6
Tổng
F
(cm2)
20
4,8
2,4
Zi
(cm)
0
4,4
8,7
27,2
Fi.Zi
(cm3)
0
21,12
20,88
Fi.Zi2
(cm4)
0
92,928
181,7
42
301.32
Io
(cm4)
1,07
25,6
0,07
366x8
e = 1,54 cm
z = 9 cm
Zmax =7,46cm
4
J = 236,5 cm
Wmin = 31,72 cm3
W = 30 cm3
W = 5,72 %
x
T80x6/40x6
Vậy quy cách sống dọc mạn là T 80x6/40x6
5.2.3.5. Dàn mạn khoang mũi
Z
5.2.3.5.1. Tôn bao
Chiều dày tôn đáy vùng mũi tàu theo quy chuẩn phần 2B/14.3.4(Trang 578 –
[5]) chiều dày tôn đáy khi kết cấu hệ thống ngang không đƣợc nhỏ hơn trị số sau.
t = 0,044L+5,6 = 6,52 mm chọn t = 8 (mm)
(5-26)
5.2.3.5.2. Sườn trong khoang mũi
Theo 2B/5.6.1(Trang 541 – [5]). Mô đun chống uốn của tiết diện sƣờn ngang dƣới
boong mạn khô ở phía trƣớc của vách chống va phải không nhỏ hơn trị số tính theo
công thức sau đây, nhƣng trong mọi trƣờng hợp phải không nhỏ hơn 30 cm3
Z = 8,6Shl2 = 28,6 cm3. Chọn Z = 30 (cm3)
(5-27)
Trong đó:
S =0,5( m) : Khoảng cách các dầm dọc
46
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
l = 2,58 (m) : Khoảng cách hai gối tựa của sƣờn ngang (m), nhƣng phải lấy
bằng 2 mét nếu khoảng cách này nhỏ hơn 2 mét
h = 1 (m) : Khoảng cách thẳng đứng từ trung điểm của l đến điểm ở 0,12L
cao hơn mặt tôn giữa đáy (m).
Tính toán mép kèm:
Chiều dày mép kèm: t = 8 (mm)
Chiều rộng mép kèm: bmk= min(l/5; S) = min(516;250) bmk=250 (mm)
Mép kèm có quy cách: b x t =250 x 8 (mm)
Bảng chọn thép:
TT
Qui cách
Fi
Zi
Fi.Zi
Fi.Zi2
i0
Đơn vị
Mép kèm
L
mm
cm2
20
8,6
cm
0
4,79
cm3
0
41,19
cm4
0
197,32
cm4
1,07
34,8
250
65
Tổng
8
x 50 x 8
28,6
41,19
233,19
250x8
e = 1,44 cm
z = 6,9 cm
Zmax = 5,46 cm
y0 = 2,11 cm
4
J = 173,852 cm
Wmin = 31,84cm3
W = 30 cm3
W = 6,1 %
x
L65x50x8
Vậy quy cách sƣờn là L 65x50x8
Z
5.2.3.6. Dàn mạn khoang đuôi
5.2.3.6.1. Tôn bao
Chiều dày tôn đáy vùng mũi tàu theo quy chuẩn phần 2B/14.3.4 (Trang 578 – [5])
chiều dày tôn đáy khi kết cấu hệ thống ngang không đƣợc nhỏ hơn trị số sau.
t = 0,044L+5,6 = 6,52 (mm) chọn t = (8mm)
(5-28)
5.2.3.6.2. Sườn trong khoang đuôi
Theo 2B/5.6.1(Trang 578 – [5]). Mô đun chống uốn của tiết diện sƣờn ngang dƣới
boong mạn khô ở phía sau vách đuôi phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau
đây, nhƣng trong mọi trƣờng hợp phải không nhỏ hơn 30 cm3
Z = 8Shl2 = 8.0,5.1,81.0,13 = 1,7 cm3 Lấy Z = 30 (cm3)
(5-29)
Trong đó:
S =0,5 (m) : Khoảng sƣờn
l = 1,81 (m) : Khoảng cách thẳng đứng từ mặt đáy trên hoặc từ mép trên của đà
ngang của đáy đơn ở mạn đến mặt trên của xà boong ở đỉnh sƣờn, nhƣng phải lấy bằng
2m nếu chiều cao nội boong nhỏ hơn 2m lấy l = 2 (m)
h = 0,13( m) : Khoảng cách thẳng đứng (m) từ trung điểm của l đến điểm ở (d
+ 0,044L - 0,54),cao hơn mặt tôn giữa đáy.
Tính toán mép kèm:
47
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Chiều dày mép kèm: t = 8 mm
Chiều rộng mép kèm: bmk= min(l/5; S) = min(362;250) bmk=250mm
Mép kèm có quy cách: b x t =250 x 8 (mm)
Bảng chọn thép:
TT
Qui cách
Fi
Zi
Fi.Zi
Fi.Zi2
i0
Đơn vị
Mép kèm
L
mm
cm2
20
8,6
cm
0
4,79
cm3
0
41,19
cm4
0
197,32
cm4
1,07
34,8
Tổng
250
65
8
x 50 x 8
28,6
e = 1,44 cm
z = 6,9 cm
Zmax = 5,46 cm
y0 = 2,11 cm
41,19
233,19
250x8
J = 173,852 cm4
Wmin = 31,84cm3
W = 30 cm3
W = 6,1 %
x
L65x50x8
Vậy quy cách sƣờn là L 65x50x8
Z
5.2.4. Kết cấu dàn boong
Sơ đồ kết cấu
Dàn boong kết cấu theo hệ thống kết cấu ngang
Khoảng cách giữa các xà ngang boong thƣờng: 500
Khoảng cách giữa các xà ngang boong khoẻ: 1500
Khoảng cách giữa các sống dọc boong: 1800
Hình 5-5 Sơ đồ bố trí giàn boong
48
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Tải trọng boong h
Theo 2B/15.1.1(Trang 581 – [5])Đối với boong mạn khô, boong thƣợng tầng và
boong lầu ở trên boong mạn khô, h phải không nhỏ hơn trị số max tính theo công thức
sau đây nhƣng trong mọi trƣờng hợp không đƣợc nhỏ hơn 12,8 cm3.
h = a.(0,067bL-y)
(5-30)
Trong đó:
L = 20,9 chiều dài thiết kế của tàu
a, b - Các hệ số đƣợc tra bảng 2B/15.
y : khoảng cách thẳng đứng từ đƣờng nƣớc chở hàng thiết kế cực đại đến
boong thời tiết đo ở mạn
Hình 5-6 Cách đo giá trị y
Bảng 5-1 A Trị số tính tải trọng boong
a
Vị trí
Ở phía trƣớc của 0,15 L từ mút mũi tàu
Từ 0,15L đến 0,3 L tính từ mút mũi tàu
Từ 0,3 L tính từ mút mũi tàu đến 0,2 L
tính từ mút đuôi tàu
Ở phía sau của 0,2 L từ mút đuôi tàu
b
y(m)
4,9
Sống
boong
7,35
1,42
2,25
7,85
3,9
5,9
1,2
1,835
6,9
4,6
2,25
3,45
1
0.885
9,8
6,6
3,25
4,9
Tôn
boong
14,7
Xà
boong
9,8
Cột
11,8
1,15 0.889
Bảng 5-1 B Giá trị tải trọng boong
h
Tôn boong
-3,845
-1,824
3,555
7,069
Xà boong
-2,563
-1,213
2,370
4,760
Cột
-1,282
-0,603
1,1594
2,3444
Sống boong
-1,922
-0,912
1,777
3,534
49
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Giá trị h thứ 2 đƣợc tính theo bảng sau
Bảng 5-2 A Trị số tính tải trọng boong
Dòng
Vị trí của boong
h
Phía trƣớc của 0,3L tính
từ mũi tàu
III
Từ 0,3L tính từ mũi tàu
đến 0,2L tính từ đuôi tàu
IV
Phía sau của 0,2L tính từ
đuôi tàu
Boong thƣợng tầng tầng 2 trên
boong mạn khô
C
Cột,sống dọc, Tôn boong
sống ngang
Xà
boong
I & II
C L 50
2,85
1,37
4,2
1,37
1,18
2,05
1,95
1,47
2,95
1,28
0,69
1,95
C L
Bảng 5-2 B Giá trị số tải trọng boong
Dòng
Vị trí của boong
h
Phía trƣớc của 0,3L tính từ
mũi tàu
C L 50
III
Từ 0,3L tính từ mũi tàu
đến 0,2L tính từ đuôi tàu
IV
Phía sau của 0,2L tính từ
đuôi tàu
C L
Boong thƣợng tầng tầng 2 trên boong
mạn khô
I & II
Xà
boong
h
Cột,sống dọc,
sống ngang
Tôn boong
63
56,3
69,2
56,3
55,4
59,4
8,9
6,7
13,4
5,8
3,1
1,95
Bảng 5-3 A Giá trị tải trọng boong đƣợc dùng trong tính toán
Vị trí
Ở phía trƣớc của 0,15 L từ mút mũi tàu
Từ 0,15L đến 0,3 L tính từ mút mũi tàu
Từ 0,3 L tính từ mút mũi tàu đến 0,2 L tính từ
mút đuôi tàu
Ở phía sau của 0,2 L từ mút đuôi tàu
Boong thƣợng tầng tầng 2 trên boong mạn khô
h
Tôn
boong
69,2
Xà
boong
63
56,3
Sống
boong
56,3
69,2
63
56,3
56,3
59,4
56,3
55,4
55,4
13,4
12,8
12,8
12,8
12,8
12,8
12,8
12,8
Cột
50
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
5.2.4.1. Tôn boong
Theo 2B/15.4.1 (Trang 584 – [5]) Chiều dày tôn boong phía ngoài vùng đƣờng
miệng khoét ở đoạn giữa tàu có xà dọc boong đƣợc tính theo công thức sau.
t=1,47S h +2.5=1,47.0,5 59,4+2,5=8,16 (mm)
(5-31)
Chọn t = 9 mm
Trong đó:
S = 0,5 (m) Khoảng cách giữa các xà dọc boong, m
h = 59,4 (kN/m2) Tải trọng boong quy định ở 15.1
Chiều dày tôn tại các vùng khác :đƣợc tính toán theo công thức sau:
t=1,25S h +2.5=1,25.0,5 59,4+2,5=7,32(mm)
(5-32)
Chọn t = 8 (mm)
Trong đó:
S = 0,5(m) Khoảng cách giữa các xà dọc boong m
h = 59,4 (kN/m2)Tải trong boong quy định ở 15.1
5.2.4.2. Xà ngang boong thường
Theo 2B/8.3.3 (Trang 553 – [5])Mô đun chống uốn của tiết diện xà ngang
boong phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau đây:
Z =0,43Shl2 0,43.0,5.63.1,52 = 30,48 (cm3)
(5-33)
Trong đó:
S = 0,5 m Khoảng cách giữa các xà ngang boong, m
h = 63 kN/m2 Tải trọng boong quy định ở 15.1
l = 1,5 m Khoảng cách nằm ngang từ đỉnh trong của mã xà đến sống
dọc boong hoặc giữa các sống dọc boong.
Tính toán mép kèm
Chiều dày mép kèm: t = 8 mm
Chiều rộng mép kèm: bmk= min(l/5; S/2) = min( 300 x 250 ) bmk = 250mm
Mép kèm có quy cách: b x t = 250 x 8
TT
Đơn vị
Mép kèm
L
Qui cách
mm
250
70
Tổng
8
x 50 x 6
Fi
Zi
Fi.Zi
Fi.Zi2
i0
cm2
20
6,89
cm
0
5,17
cm3
0
35,62
cm4
0
184,16
cm4
1,07
33,4
35,62
218,63
26,89
250x8
e = 1,32 cm
z = 7,4 cm
Zmax = 6,08 cm
y0 = 2,23cm
4
J = 171,441cm
Wmin = 28,22 cm3
W = 27,24 cm3
W = 3,6
%
Vậy quy cách của xà ngang boong thƣờng là L 70x50x6
x
L70x50x6
Z
51
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
5.2.4.3. Xà ngang boong khỏe
Theo 2B/10.3.1 Mô đun chống uốn của tiết diện sống ngang boong phải không
nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:
W = 0,484.l (l.b.h + k.w) = 0,484.2,775(2,775.1,5.55,4 +0) = 309,7( cm3)(5-34)
Trong đó:
l = 2,775 (m) Khoảng cách từ đƣờng tâm cột đến đỉnh trong của mã xà,
b =1,5 (m) Khoảng cách giữa hai sống ngang lân cận nhau hoặc từ sống ngang
đến vách, m.
h =55,4 (kN/m2) Nhƣ quy định ở 15.1.
a
a
(a= 0 do không có cột nội boong)
k 12 (1 )2 0
l
l
3
w = 0 cm - Tải trọng boong đỡ bởi cột nội boong ( không có cột nội boong)
Theo QP 2B/10.3.2, mômen quán tính của tiết diện xà ngang boong khoẻ phải
không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:
I = 4,2 Z.l 4,2.309,7.2,775 = 3609,81 (cm4) (5-35)
Trong đó:
Z = 309,7 (cm3)- Môđun chống uốn yêu cầu của tiết diện sống ( tính ở trên)
l = 2,775 (m) - Khoảng cách từ đƣờng tâm cột đến mạn.
Tính toán mép kèm:
Chiều dày mép kèm: t = 8 mm
Chiều rộng mép kèm: bmk= min(l/5; S/2) = min (555 x 750) bmk = 555 mm
Mép kèm có quy cách: b x t = 555 x 8 mm
Bảng chọn thép:
TT
Qui cách
F
Zi
Fi.Zi
Fi.Zi2
Io
2
3
4
(mm)
(cm )
(cm)
(cm )
(cm )
(cm4)
Mép kèm
Bản
thành
Bản mép
555
8
8
230
44,4
18,4
0
11,9
0
218,96
0
2605,624
2,37
811,1
100
9
9
23,85
214,65
5119,4
0,61
433,61
8539,14
Tổng
71,8
J = 5920,5 cm4
Wmin = 324,22cm3
W = 309,72 cm3
W = 4,680 %
I = 3609,8
I = 64,0 %
Vậy quy cách của xà ngang boong khỏe là T 230x8/100x9
555x8
e = 6,04 cm
z = 24,30 cm
Zmax = 18,26 cm
x
T230x8/100x9
Z
52
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Kiểm tra lại tiết diện xà ngang boong khoẻ:
Theo QP 2B/10.2.3(Trang 561– [5]), chiều dày bản thành xà ngang boong khoẻ
phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:
t = 10.S1 + 2,5 = 4,8 (mm)
(5-36)
với S1 -khoảng cách giữa các nẹp gia cƣờng bản thành hay chiều cao tiết diện
sống, lấy trị số nhỏ hơn. S1 = 0.23 (m )
Theo QP 2B/10.1.3.3, chiều dày bản mép phải không nhỏ hơn chiều dày bản
thành. Chiều rộng bản mép phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:
Trong đó:
b=85,4 d .l=85,4 0,23.2,775=68,23 (mm)
o
do = 0,23 (m) - Chiều cao bản thành.
l = 2,775 (m) - Khoảng cách giữa các gối tựa.
5.2.4.4. Sống dọc boong
Theo 2B/10.2.1 (Trang 558 – [5])Mô đun chống uốn tiết diện của sống dọc
boong ở ngoài đƣờng miệng khoang của boong tính toán ở đoạn giữa tàu không đƣợc
nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau :
Z = 2,19l.(l.b.h+k.w) = 810.69
(cm3)
(5-37)
Trong đó:
l = 2,75 (m) Khoảng cách giữa 2 đƣờng tâm cột hoặc từ tâm cột đến vách
b = 1,5 (m) Khoảng cách giữa các trung điểm của hai nhịp kề nhau của xà đƣợc
đỡ bởi sống.
h = 55,40 (kN/m2)
k= 0
w=0
Theo QP 2B/10.2.2(Trang 559 – [5]), mômen quán tính của tiết diện sống dọc
boong phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:
I = C.Z.l = 4570,28 (cm4)
(5-38)
Trong đó:
C = 4,2 Hệ số tính toán cho các sống boong bên trong miệng khoang tính toán
đoạn giữa tàu.
Z = 810,69 (cm3) Môđun chống uốn yêu cầu của tiết diện sống ( tính ở trên)
l = 2,75 (m) Khoảng cách 2 đƣờng tâm cột
Tính toán mép kèm
Chiều dày mép kèm: t = 8 mm
Chiều rộng mép kèm: bmk= min(l/5; S/2) = min(550;750) bmk = 550 mm
Mép kèm có quy cách: b x t = 550 x 8
TT
Mép kèm
Bản thành
Bản mép
Tổng
Qui cách
(mm)
550
8
9
350
180
9
F
(cm2)
44
31,5
16,2
91,7
Zi
(cm)
0
17,9
35,85
Fi.Zi
(cm3)
0
563,85
580,77
Fi.Zi2
(cm4)
0
10092,915
20820,6
1144,6
34132,58
Io
(cm4)
2,35
3215,6
1,09
53
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
550x8
4
e = 12,48 cm
z = 36,30 cm
Zmax = 23,82 cm
J = 19845,2 cm
x
Wmin = 833,21 cm3
3
W = 810,69 cm
T350x9/180x9
W = 2,777%
I = 9363,5 cm4
I = 334,2%
Vậy quy cách sống dọc boong là T 350x9/180x9
Z
Kiểm tra lại tiết diện sống dọc boong
Theo QP 2B/10.2.3(Trang 559 – [5]), chiều dày bản thành xà ngang boong khoẻ
phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:
t = 10.S1 + 2,5 = 6
mm
(5-39)
Với : S1 - Khoảng cách giữa các nẹp gia cƣờng bản thành hay chiều cao
tiết diện sống, lấy trị số nhỏ hơn. S1 = 0,35 m.
Theo QP 2B/10.1.3.3 chiều dày bản mép phải không nhỏ hơn chiều dày bản
thành. Chiều rộng bản mép phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:
b=85,4 do .l=85,4 0,35.2,775=84,16 (mm)
(5-40)
trong đó:
do = 0,35 (m) - Chiều cao bản thành.
l = 2,775 (m) - Khoảng cách giữa các gối tựa.
5.2.4.5. Dàn boong vùng đuôi
5.2.4.5.1. Tôn boong
Theo 2B/15.4.1 chiều dày tôn boong phía ngoài vùng đƣờng miệng khoét ở đoạn
giữa tàu có xà dọc boong đƣợc tính theo công thức sau.
t=1,25S h +2.5=1,25.0,6 13,4+2,5=5,2 (mm)
(5-41)
Chọn t = 6 mm
Trong đó:
S = 0,6 (m) Khoảng cách giữa các xà dọc boong.
h = 13,4 (kN/m2) Tải trọng boong quy định ở 15.1
5.2.4.5.2. Xà ngang boong khỏe
Theo 2B/10.3.1(Trang 561 – [5]) Mô đun chống uốn của tiết diện sống ngang
boong phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:
W = 0,484.l (l.b.h + k.w) = 0,484.2,775(2,693.1,5.12,8 +0) = 67,4( cm3) (5-42).
Trong đó:
l = 2,693 (m) Khoảng cách từ đƣờng tâm cột đến đỉnh trong của mã xà,
b =1,5( m) Khoảng cách giữa hai sống ngang lân cận nhau hoặc từ sống ngang
đến vách..
h = 12,8 (kN/m2) Nhƣ quy định ở 2B/ 15.1.
a
a
k 12 (1 )2 0 (a= 0 do không có cột nội boong)
l
l
3
w = 0 cm - Tải trọng boong đỡ bởi cột nội boong ( không có cột nội boong)
54
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Theo QP 2B/10.3.2(Trang 561 – [5]), mômen quán tính của tiết diện xà ngang
boong khoẻ phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:
I = 4,2 Z.l 4,2.67,4.2,693 = 762,26 (cm4)
(5-43)
Trong đó:
Z = 67,4 (cm3)- Môđun chống uốn yêu cầu của tiết diện sống ( tính ở trên)
l = 2,693 (m) - Khoảng cách từ đƣờng tâm cột đến mạn.
Tính toán mép kèm:
Chiều dày mép kèm: t = 6 mm
Chiều rộng mép kèm: bmk= min(l/5; S/2) = min (538,6 x 750) bmk = 539 mm
Mép kèm có quy cách: b x t =
539 x 6 mm
Bảng chọn thép:
Qui cách
F
Zi
Fi.Zi
Fi.Zi2
TT
(mm)
(cm2)
(cm)
(cm3)
(cm4)
Mép kèm
539
6
32,34
0
0
0
Bản thành
6
130
7,8
6,8
53,04
360,672
Bản mép
50
6
3
13,6
40,8
554,9
Tổng
43.14
93,84
Io
(cm4)
0,97
109,9
0,09
1026,46
539x6
e = 2,18 cm
z = 13.90 cm
Zmax = 11,72 cm
4
J = 822,3
cm
x
Wmin = 70,14 cm3
3
W = 67,39 cm
T130x6/50x6
W = 4,070 %
4
I = 762,3
cm
I = 7,9
%
Vậy quy cách thép là T 130x6/50x6
Z
5.2.4.5.3. Xà ngang boong thường
Theo 2B/8.3.3 Mô đun chống uốn của tiết diện xà ngang boong phải không nhỏ hơn
trị số tính theo công thức sau đây:
Z =0,43Shl2 = 0,43.0,5.12,8.1,52 = 6,19 (cm3)
(5-44)
Trong đó:
S = 0,5 (m) Khoảng cách giữa các xà ngang boong, m
h = 12,8 (kN/m2) Tải trọng boong quy định ở 15.1
l = 1,5 (m) Khoảng cách nằm ngang từ đỉnh trong của mã xà đến sống
dọc boong hoặc giữa các sống dọc boong.
Tính toán mép kèm
Chiều dày mép kèm: t = 6 mm
Chiều rộng mép kèm: bmk= min(l/5; S/2) = min( 300 x 250 ) bmk = 250mm
Mép kèm có quy cách: b x t = 250 x 6
55
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
TT
Qui cách
Fi
Zi
Fi.Zi
Fi.Zi2
i0
Đơn vị
Mép kèm
L
mm
cm2
15
2,8
cm
0
3,29
cm3
0
9,21
cm4
0
30,31
cm4
0.45
5,68
250
45
6
x28x4
Tổng
17,8
e = 0,52 cm
z = 4,8 cm
Zmax = 4,28 cm
y0 = 1,51 cm
J = 31,670
Wmin = 7,40
W = 6,19
W = 19,4
9,21
36,44
250x6
cm4
cm3
cm3
%
Vậy quy cách thép là L 45x25x4
x
L45x28x4
Z
5.2.4.5.4. Sống dọc boong
Theo 2B/10.2.1(Trang 558 – [5])Mô đun chống uốn tiết diện của sống dọc boong ở
ngoài đƣờng miệng khoang của boong tính toán ở đoạn giữa tàu không đƣợc nhỏ hơn trị
số tính theo công thức sau :
Z = 2,19l.(l.b.h+k.w) = 2,19.2,693(2,693.1,5.12,8) = 179,62 (cm3) (5-45)
Trong đó:
l = 2, 693 m - Khoảng cách giữa 2 đƣờng tâm cột hoặc từ tâm cột đến vách
b = 1,5 m - Khoảng cách giữa các trung điểm của hai nhịp kề nhau của xà đƣợc đỡ
bởi sống.
h = 12,8 kN/m2
k= 0
w=0
Theo QP 2B/10.2.2(Trang 559 – [5]), mômen quán tính của tiết diện sống dọc
boong phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:
I = C.Z.l = 2031,65
(cm4)
(5-46)
Trong đó:
C = 4,2 Hệ số tính toán cho các sống boong bên trong miệng khoang tính toán
.Z = 179,62 (cm3)- Môđun chống uốn yêu cầu của tiết diện sống ( tính ở trên)
l = 2,693 (m)- Khoảng cách 2 đƣờng tâm cột hoặc từ tâm cột đến vách
Tính toán mép kèm
Chiều dày mép kèm: t = 6 mm
Chiều rộng mép kèm: bmk= min(l/5; S/2) = min(550;750) bmk = 539 mm
Mép kèm có quy cách: b x t = 539 x 6
56
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
TT
Mép kèm
Bản thành
Bản mép
Qui cách
(mm)
539
6
6
200
100
6
Tổng
F
(cm2)
32,34
12
6
Zi
(cm)
0
10,3
20,6
50,34
Fi.Zi2
(cm4)
0
1273,08
2546,2
Fi.Zi
(cm3)
0
123,6
123.6
247,2
Io
(cm4)
0.97
400
0,18
4220,39
539x6
4
e = 4,91 cm
z = 20,90 cm
Zmax = 15,99 cm
J = 3006,5 cm
Wmin = 188,03 cm3
W = 179,62 cm3
W = 4,680 %
I = 2031,7cm3
I = 48,0 %
x
T200x6/100x6
Z
Vậy quy cách thép là T 200x6/100x6
5.2.4.6. Dàn boong vùng mũi
5.2.4.6.1. Tôn boong
Theo 2B/15.4.1 chiều dày tôn boong phía ngoài vùng đƣờng miệng khoét ở đoạn
giữa tàu có xà dọc boong đƣợc tính theo công thức sau.
t=1,25S h +2.5=1,25.0,5 12,8+2,5=4,74 (mm)
(5-47)
Chọn t = 6 (mm)
Trong đó:
S = 0,5 (m) Khoảng cách giữa các xà dọc boong.
h = 12,8 (kN/m2 ) Tải trọng boong quy định ở 15.1
5.2.4.6.2. Xà ngang boong khỏe
Theo 2B/10.3.1(Trang 561 – [5]) Mô đun chống uốn của tiết diện sống ngang boong
phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:
W = 0,484.l (l.b.h + k.w) = 0,484.2,775(2,565.1.12,8 +0) = 40,8 (cm3) (5-48)
Trong đó:
l = 2,565 m Khoảng cách từ đƣờng tâm cột đến đỉnh trong của mã xà,
b =1 m Khoảng cách giữa hai sống ngang lân cận nhau hoặc từ sống ngang
đến vách, m.
h = 12,8 kN/m2 Nhƣ quy định ở 15.1.
a
a
(a= 0 do không có cột nội boong)
k 12 (1 )2 0
l
l
3
w = 0 cm - Tải trọng boong đỡ bởi cột nội boong ( không có cột nội boong)
57
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Theo QP 2B/10.3.2(Trang 561 – [5]), mômen quán tính của tiết diện xà ngang
boong khoẻ phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:
I = 4,2 Z.l = 4,2.40,8.2,565 = 439,1 (cm4)
(5-49)
Trong đó:
Z = 40,8 (cm3)- Môđun chống uốn yêu cầu của tiết diện sống ( tính ở trên)
l = 2,565( m) - Khoảng cách từ đƣờng tâm cột đến mạn.
Tính toán mép kèm:
Chiều dày mép kèm: t = 6 mm
Chiều rộng mép kèm: bmk= min(l/5; S/2) = min (538,6 x 750) bmk = 555 mm
Mép kèm có quy cách: b x t =
555 x 8 mm
Bảng chọn thép:
TT
Mép kèm
Bản thành
Bản mép
Qui cách
(mm)
500
6
6
105
40
6
Tổng
e = 1,59 cm
z = 11,40 cm
Zmax = 9,81 cm
F
(cm2)
30
6,3
2,4
38,7
Zi
(cm)
0
5,55
11,1
Fi.Zi
(cm3)
0
34,965
26,64
61,605
Io
(cm4)
0,90
57,9
0,07
548,61
500x6
J = 450,5 cm4
Wmin = 45,94 cm3
W = 40,76 cm3
W = 12,7 %
I=
439,1
I = 2,6
%
Vậy quy cách thép là T 105x6/40x6
Fi.Zi2
(cm4)
0
194,055
295,7
x
T105x6/40x6
Z
5.2.4.6.3. Xà ngang boong thường
Theo 2B/8.3.3 (Trang 553 – [5])Mô đun chống uốn của tiết diện xà ngang boong
phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau đây:
Z =0,43Shl2 = 0,43.0,5.12,8.1,52 = 6,19 cm3
(5-50)
Trong đó:
S = 0,5 (m) Khoảng cách giữa các xà ngang boong, m
h = 12,8 (kN/m2) Tải trọng boong quy định ở 15.1
l = 1,5( m ) Khoảng cách nằm ngang từ đỉnh trong của mã xà đến sống dọc
boong hoặc giữa các sống dọc boong.
Tính toán mép kèm
Chiều dày mép kèm: t = 6 mm
Chiều rộng mép kèm: bmk= min(l/5; S/2) = min( 300 x 250 ) bmk = 250mm
Mép kèm có quy cách: b x t = 250 x 6
58
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
TT
Qui cách
Fi
Zi
Fi.Zi
Fi.Zi2
i0
Đơn vị
Mép
kèm
L
mm
cm2
cm
cm3
cm4
cm4
6
x28x4
15
2,8
0
3,29
0
9,21
0
30,31
0.45
5,68
250
45
Tổng
17,8
9,21
36,44
250x6
e = 0,52 cm
z = 4,8 cm
Zmax = 4,28 cm
y0 = 1,51 cm
4
J = 31,670 cm
Wmin = 7,40 cm3
W = 6,19 cm3
W = 19,4 %
Vậy quy cách thép là L 45x25x4
x
L45x28x4
Z
5.2.4.6.4. Sống dọc boong
Theo 2B/10.2.1(Trang 558 – [5]) Mô đun chống uốn tiết diện của sống dọc boong
ở ngoài đƣờng miệng khoang của boong tính toán ở đoạn giữa tàu không đƣợc nhỏ hơn
trị số tính theo công thức sau :
Z = 2,19l.(l.b.h+k.w) = 2,19.2,565(2,565.1,25.12,8) = 135,8 cm3
(5-51)
Trong đó:
l = 2, 565 (m) - Khoảng cách giữa 2 đƣờng tâm cột hoặc từ tâm cột đến vách
b = 1,25 (m) - Khoảng cách giữa các trung điểm của hai nhịp kề nhau của xà
đƣợc đỡ bởi sống.
h = 12,8
(kN/m2)
k= 0
w=0
Theo QP 2B/10.2.2, mômen quán tính của tiết diện sống dọc boong phải không nhỏ
hơn trị số tính theo công thức sau:
I = C.Z.l = 1462,92
cm4
(5-52)
Trong đó:
C = 4,2 Hệ số tính toán cho các sống boong bên trong miệng khoang tính toán
. Z = 135,8 (cm3)- Môđun chống uốn yêu cầu của tiết diện sống ( tính ở trên)
l = 2,565 (m)- Khoảng cách 2 đƣờng tâm cột
hoặc từ tâm cột đến vách
Tính toán mép kèm
Chiều dày mép kèm: t = 6mm
Chiều rộng mép kèm: bmk= min(l/5; S/2) = min(513;500) bmk = 500 mm
Mép kèm có quy cách: b x t = 500 x 6
59
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
TT
Mép kèm
Bản thành
Bản mép
Qui cách
(mm)
500
6
6
175
80
6
Tổng
e = 4.02 cm
z = 18.40 cm
Zmax = 14.38 cm
F
(cm2)
30
10,5
4,8
Zi
(cm)
0
9,05
18,1
Fi.Zi
(cm3)
0
95,025
86,88
45,3
Fi.Zi2
(cm4)
0
859,97
1572,5
181,91
Io
(cm4)
0,90
268,0
0.14
2701,52
J = 1971.1 cm4
Wmin = 137.03 cm3
W = 135.80cm3
W = 0.908 %
I = 1462.9 cm3
I = 34.7 %
500x6
x
T175x6/80x6
Vậy quy cách thép là T 175x6/80x6
Z
5.2.5. Cột chống
Chọn kích thước cột chống như sau:
Đƣờng kính ngoài: dp = 200
mm
Chiều dày tôn của cột chống: t = 9 mm
Đƣờng kính trong: d = D - 2.t = 182 mm
Diện tích thực tế của cột: F= 0,25(D2-d2)= 54,00 cm2
Kiểm tra
Theo 2B/9.2.2 (Trang 555 – [5])Tải trọng boong (w) mà cột đỡ phải không nhỏ
hơn trị số tính theo công thức sau:
w = kw0 + Sbh = 0 + 2,775.2,775.55,4 = 426,61 (kN)
(5-53)
Trong đó:
S = 2,775 (m) : Khoảng cách giữa các trung điểm của hai nhịp kề nhau của
sống boong đƣợc đỡ bởi cột hoặc nẹp vách hoặc sống vách.
b =2,775 m : Khoảng cách giữa các trung điểm của hai nhịp kề nhau của xà
boong mà cột hay mã xà phải đỡ.
h = 55,4 kN/m2 Tải trọng boong quy định ở 15.1 cho boong mà cột phải đỡ,
kw0 = 0 kN/m2 Tải trọng boong mà chiếc cột nội boong ở trên phải đỡ. Do
không có nội boong nên w0 = 0
Theo 2B/9.2.1, diện tích tiết diện cột phải không nhỏ hơn trị số tính theo
công thức sau
0,223.W 0,223.426,61
F=
=
=40,23 (cm 2 )
(5-54)
2,72-
l
Ko
2,72-
3,472
9,6
Trong đó:
l = 3,427 m - Khoảng cách từ mặt đáy trên đến cạnh dƣới của xà boong
hay sống boong mà cột đỡ.
I
4028
`Ko
F
54
9, 6
60
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
I = 0,1D4(1 - 4) =0,1.2004(1-(182/200)4) = 5028 cm4 - Mô men quán tính tối
thiểu của diện tích cột.
Theo 2B/9.2.3(Trang 556 – [5]) chiều dày tôn của cột ống không nhỏ hơn trị số tính
theo công thức:
t = 0,022dP + 4,6 = 0,022.200+4,6 =9 mm
(5-55)
Kết luận. Các kích thƣớc cột chống đã chọn thõa mãn điều kiện quy chuẩn
5.2.6. Kết cấu thượng tầng – lầu
5.2.6.1. Kết cấu boong lầu
Boong thƣợng tầng, lầu kết cấu theo hệ thống ngang, gồm toàn xà ngang boong
thƣờng ở giữa bố trí một sống dọc boong.
5.2.6.1.1. Chiều dày tôn boong
Theo 2B/15.4.1(Trang 584 – [5])chiều dày tôn boong không đƣợc nhỏ hơn trị số
tính theo công thức sau.
Chọn t = 6mm
(5-56)
t=1,25S h +2,5=1,25.0,5 12,8+2,5=4,74mm
Trong đó:
s = 0,5 (m) Khoảng cách các cơ cấu
h = 12,80 (kN)Tải trọng boong đƣợc quy định ở 15.1
5.2.6.1.2. Xà ngang boong
Theo 2B/8.3.3 (Trang 553 – [5])Mô đun chống uốn của tiết diên xà ngang không
đƣợc nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:
Z = 0,43Shl2 = 0,43.0,5.12,8.22 = 11,01 (cm3).
(5-57)
Trong đó:
S = 0,5 m Khoảng cách các cơ cấu
h = 12,8 kN/m2 Tải trọng boong quy định ở 15.1
l = 2m Khoảng cách từ mép trong mã xà đến sống dọc boong.
Tính toán mép kèm
Chiều dày mép kèm: t = 6mm
Chiều rộng mép kèm: bmk= min(l/5; S/2) = min(400;250) bmk = 250 mm
Mép kèm có quy cách: b x t = 250 x 8
TT
Đơn vị
Mép kèm
L
Qui cách
mm
250
6
50
x 40 x 5
Tổng
Fi
cm2
15
4,28
Zi
cm
0
3,75
19,28
Fi.Zi
cm3
0
16,05
Fi.Zi2
cm4
0
60,19
16,05
70,67
i0
cm4
0,45
10,03
250x6
e = 0,83
z = 5,3
Zmax = 4,47
y0 = 1,55
4
cm
cm
cm
cm
J = 57,306
cm
Wmin = 12,83 cm3
W = 11,01 cm3
W = 16,5 %
Vậy quy cách của xà ngang boong là L 50x40x5
x
L50x40x5
Z
61
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
5.2.6.1.3. Sống dọc boong thượng tầng
Theo 2B/10.2.1(Trang 558 – [5]) Mô đun chống uốn tiết diện của sống dọc
boong ở ngoài đƣờng miệng khoang của boong tính toán ở đoạn giữa tàu không đƣợc
nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau :
Z = 2,19l.(l.b.h+k.w) = 2,19.4(4.1.12,8) = 264,19 (cm3 )
(5-58)
Trong đó:
l = 4 (m) - Khoảng cách giữa 2 đƣờng tâm cột hoặc từ tâm cột đến vách
b = 1( m) - Khoảng cách giữa các trung điểm của hai nhịp kề nhau của xà đƣợc
đỡ bởi sống.
h = 12,8 (kN/m2)
k= 0
w=0
Theo QP 2B/10.2.2, mômen quán tính của tiết diện sống dọc boong phải không nhỏ
hơn trị số tính theo công thức sau:
I = C.Z.l = 4438,43
(cm4)
(5-59)
Trong đó:
C = 4,2 Hệ số tính toán cho các sống boong bên trong miệng khoang tính toán
. Z = 264,19 (cm3)- Môđun chống uốn yêu cầu của tiết diện sống ( tính ở trên)
l = 4 (m)- Khoảng cách 2 đƣờng tâm cột
hoặc từ tâm cột đến vách
Tính toán mép kèm
Chiều dày mép kèm: t = 6mm
Chiều rộng mép kèm: bmk= min(l/5; S/2) = min(800;500) bmk = 500 mm
Mép kèm có quy cách: b x t = 500 x 6
TT
Mép kèm
Bản thành
Bản mép
Qui cách
(mm)
500
6
8
220
100
8
Tổng
e =
z=
Zmax =
F
(cm2)
30
17,6
8
Zi
(cm)
0
11,3
22,7
Fi.Zi
(cm3)
0
198,88
181,6
55,6
6,84
23,10
16,26
cm
cm
cm
J=
Wmin =
W=
W =
I=
I =
Fi.Zi2
(cm4)
0
2247,344
4122,3
380,48
4477,2
275,40
264,19
4,243
4438,4
0,9
Io
(cm4)
0,90
709,9
0,43
7080,86
500x6
cm4
cm3
cm3
%
x
T220x8/120x8
%
Z
Vậy quy cách thép là T220x8/100x8
62
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
5.2.6.1.4. Kết cấu mạn thượng tầng
Chiều dày tôn mạn không đƣợc nhỏ hơn công thức 2B/14.5.2(Trang 580 – [5])
nhƣng trong mọi trƣờng hợp không đƣợc nhỏ hơn 5,5 mm
(5-60)
t=0,94S L+2,0=0,94.0,5 20,9+2=4,15 (mm)
Chọn t = 6mm
Theo 2B/5.5.2(Trang 540 – [5]) Mô đun chống uốn của tiết diện sƣờn phải không
nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau.
Z = CSlL = 0,74.0,5.2,775.20,9 = 21,45 (cm3)
(5-61)
Trong đó:
S = 0,5 (m) Khoảng cách các sƣờn.
l = 2,775(m) Chiều cao nội boong
C =0,74 Hệ số cho ở Bảng 2B/5.2.
Tính toán mép kèm
Chiều dày mép kèm: t = 6mm
Chiều rộng mép kèm: bmk= min(l/5; S/2) = min(555 ; 250) bmk = 500 mm
Mép kèm có quy cách: b x t = 250 x 6
Đơn vị
mm
cm2
cm
cm3
cm4
cm4
Mép kèm
L
360
65
8
x50 x5
Tổng
28,8
5,54
0
4,91
0
27,20
34,34
4,91
27,20
J = 136,748 cm4
Wmin = 22,39cm3
W = 21,46 cm3
W = 4,3
%
e = 0,79 cm
z = 6,9
cm
Zmax = 6,11 cm
y0 = 1,99 cm
0
133,56
1,54
23,2
158,29
250x6
x
L65x50x5
Vậy quy cách thép là L 65x50x5
5.2.6.2. Kết cấu vách ngang và vách trước thượng tầng
Z
Chiều cao cột áp h
Cột áp để tính toán kích thƣớc cơ cấu của vách mút thƣợng tầng và vách biên lầu
phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:
h = ac(0,067bL – y) = 2,17.1(0,067.1,02.20,9 - 2,57) = -2,48 ( m) (5-62)
Tuy nhiên theo quy định tại bảng 2B/16.1 chiều cao cột áp h đƣợc lấy h = 3m
Trong đó:
a 2
L
2,17 Đối với vách trƣớc lộ của thƣợng tầng tầng một và vách trƣớc lộ
120
của lầu tầng một.
2
2
x
6,5
b 1 0,5 1,1 1 0,5 1,1
1, 02
L
20,9
63
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
x = 6,5 m Khoảng cách từ vách mút của thƣợng tầng hoặc của lầu đến đƣờng vuông
góc đuôi.
c =1 hệ số đƣợc lấy cho vách biên của thƣợng tầng
y =2,57 m Khoảng cách thẳng đứng từ đƣờng nƣớc thiết kế cực đại đến trung điểm
của nhịp nẹp khi xác định kích thƣớc của nẹp.
Chiều dày tôn vách đƣợc tính theo công thức 2B/16.2.2(Trang 587 – [5])
t=5+
L
=5,2 (mm) Chọn t = 6 (mm)
100
(5-63]
Mô đung chống uốn của tiết diện nẹp gia cƣờng không đƣợc nhỏ hơn trị số tính theo
công thức sau
Z = 3,5Shl = 3,5.0,5.3.2,775 = 14,57 (cm3)
(5-64)
Trong đó:
S = 0,5 (m) Khoảng cách nẹp.
h = 3 (m) Nhƣ quy định ở 16.2.1
l = 2,775 ( m) Chiều cao nội boong .
Tính toán mép kèm
Chiều dày mép kèm: t = 6mm
Chiều rộng mép kèm: bmk= min(l/5; S/2) = min(555 ; 250) bmk = 500 mm
Mép kèm có quy cách: b x t = 250 x 6
Đơn vị
Mép kèm
L
mm
250
6
63 x40 x4
Tổng
cm2
15
4,04
cm
0
4,57
cm3
0
18,46
19,04
4,57
18,46
cm4
0
84,37
cm4
0,45
16,3
101,12
250x6
e = 0,97 cm
z = 6,6 cm
Zmax = 5,63 cm
y0 = 2,03 cm
J = 83,222 cm4
Wmin = 14,78 cm3
W = 14,57 cm3
W = 1,4
%
x
L63x40x4
Z
Vậy quy cách thép là L 63x40x4
5.2.7. Sống mũi sống đuôi
5.2.7.1. Sống mũi
Theo 2B/2.1.1 (Trang 520 – [5]) chiều dày tấm sống mũi không đƣợc nhỏ hơn trị số
tính theo công thức sau :
t = 0,5L + 25 = 35,45 mm chọn t = 36 (mm)
(5-65)
Chiều dài của tiết diện sống mũi đƣợc tính theo công thức sau
l = 1,6L + 100 = 133,4 mm chọn t = 134 (mm)
(5-66)
5.2.7.2. Sống đuôi
64
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Theo 2B/2.2.2 (Trang 519 – [5]) chiều dày ụ đỡ trục chân vịt phải không đƣợc nhỏ
hơn trí số tính theo công thức sau.
tu = 0,9L +10 = 28,81 mm chọn t = 29 (mm)
(5-67)
Chiều dày của các tấm thép tạo nên phần chính của ky sống đuôi dạng thép tấm
phải không nhỏ hơn chiều dày của thép tấm tạo nên phần chính của trụ chân vịt. Ở ky
các gân ngang phải đƣợc bố trí dƣới trụ chân vịt, dƣới các tấm mã và ở các vị trí cần
thiết khác. Sống đuôi phải đƣợc kéo lên phía trên kể từ trục chân vịt và hàn chắc chắn
với đà ngang vòm đuôi.
5.2.8. Mạn chắn sóng
Theo 2B/19.1.3. (Trang 613 – [5]) Chiều dày của tôn mạn chắn sóng ở boong
mạn khô ít nhất phải bằng 6 mm.
Mạn chắn sóng phải đƣợc đỡ bằng những nẹp liên kết với boong ở chỗ có xà
ngang boong hoặc ở chỗ đã đƣợc gia cƣờng chắc chắn. Khoảng cách giữa các nẹp ở
boong mạnkhô phải không lớn hơn 1,8 mét.
Theo 2B/19.1.2(Trang 613 – [5]) Lan can trên boong mạn khô và thƣợng tầng
phải có ít nhất 3 thanh ngang. Khoảng hở dƣới thanh thấp nhất của lan can phải không
lớn hơn 230 mm. Khoảng cách giữa các thanh khác của lan can phải không lớn hơn 380
mm. Ở những vị trí khác, lan can phải có ít nhất 2 thanh.
Chọn chiều cao mạn chắn sóng h = 765 mm
Chiều day tôn làm mạn chắn sóng t = 6 mm
Khoảng cách các mã đỡ mạn chắn sóng b = 1,5 m
5.2.9. Tính toán liên kết
5.2.9.1. Dàn đáy
Theo 2B/4.2.5 (Trang 529 – [5])chiều dày của mã ngang liên kết sống chính đáy với
tôn đáy không đƣợc nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau đây:
(5-68)
t=0,6 L+2,5=0,6 20,9+2,5=5,2(mm)
Chọn t = 6 mm
Các mã đƣợc đặt tại mỗi khoảng sƣờn về 2 phía của sống chính đáy
Mã liên kết sống phụ với đáy cũng chọn theo mã liên kết sống chính với đáy có
chiều dày t = 6 mm đƣợc đặt về một phía của sống phụ.
be50
Chọn quy cách mã là
450 x 450 x6
5.2.9.2. Dàn mạn
Sƣờn thƣờng liên kết với xà ngang boong, liên kết với sống hông bằng mã, chiều
dài mã theo quy định ở 2B/1.3.4(Trang 514 – [5]) không nhỏ hơn trị số l/8 = 2775/8 =
347 mm (với l = 2775 mm chiều dài sƣờn thƣờng)
be40
Chọn theo bảng 2B/1.3 (Trang 514– [5])mã liên kết sƣờn thƣờng có quy cách
100 x6
T
350 x350 x7
350 x350 x7
Mã liên kết sƣờn khỏe có quy cách
5.2.9.3. Dàn boong:
Mã liên kết chiều dài không nhỏ hơn l/8 = 2500/8 = 625.
be40
Chọn theo bảng 2B/1.3 mã liên kết nẹp vách và dầm dọc boong có quy cách
350 x350 x7
Mã liên kết sống đứng vách với dầm dọc boong có quy cách T 100 x6
350 x350 x9
65
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
6.1.
Chương 6 . TÍNH NỔI
TÍNH TOÁN VÀ VẼ ĐỒ THỊ BONJEAN
Việc xây dựng đồ thị Bonjean và các yếu tố thủy lực có ý nghĩa đặc biệt quan
trọng cho tính nổi và tính ổn định của con tàu.
Đồ thị Bonjean là tập hợp hai họ đƣờng cong :
Đƣờng cong diện tích sƣờn ngâm nƣớc (m2)
Đƣờng cong moment tĩnh diện tích sƣờn ngâm nƣớc đối với đƣờng chuẩn đáy
M (m3)
Các đại lƣợng tính toán :
T
-
Diện tích đƣờng sƣờn i (Trang 19-[7]) : ωi = 2yi dz .
(6-1)
z0
-
Moment tĩnh của diện tích đƣờng sƣờn đối với đƣờn chuẩn đáy M(Trang 19-[7])
T
M ω = 2yi zdz .
(6-2)
z0
Phƣơng pháp tính :
Sử dụng các phƣơng pháp tính tích phân từng đúng nhƣ : Phƣơng pháp hình thang,
phƣơng pháp Simpson… để tính diện tích đƣờng sƣờn và moment tính diện tích đƣờng
sƣờn.
Phƣơng pháp hình thang. (Trang 321-[2])
i T . yi
(6-3)
tp
.
Mω =ΔT 2 yi .l
tp
T= 0,356 m :Số gia chìm tàu .
- yi : Nửa chiều rộng tàu tại sƣờn thứ i đang xét ở một đƣờng nƣớc bất kì.
l=
Zi
ΔT
Sử dụng các công thức trên ,tính diện tích cho 20 sƣờn của tàu thiết kế.
Bảng 6-1 Tính diện tích sƣờn
Sƣờn số 0
ĐN
0
1
2
3
4
5
6
MB
yi
0
0
0
0
0
0
1,097
1,721
yi
0
0
0
0
0
1,097
3,915
0
0
0
0
0
0
0,391
1,618
li
0
1
2
3
4
5
6
8,3
yi.li
0
0
0
0
0
0
6,582
14,284
yi.li
0
0
0
0
0
6,582
27,448
M
0
0
0
0
0
0
0,8342
3,4786
66
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Sƣờn số 1
ĐN
0
1
2
3
4
5
6
MB
yi
0
0
0
0
0
0,968
1,779
2,129
yi
0
0
0
0
0,968
3,715
7,623
0
0
0
0
0
0,345
1,323
2,816
li
0
1
2
3
4
5
6
8
yi.li
0
0
0
0
0
4,84
10,674
17,032
yi.li
0
0
0
0
4,84
20,354
48,06
M
0
0
0
0
0
0,6134
2,5796
6,0909
Sƣờn số 2
ĐN
0
1
2
3
4
5
6
MB
ĐN
0
1
2
3
4
5
6
MB
yi
0
0
0
0
0,694
1,656
2,194
2,398
yi
0
0
0
0,613
1,441
2,119
2,46
2,581
yi
0
0
0
0,694
3,044
6,894
11,486
yi
0
0
0,613
2,667
6,227
10,806
15,847
0
0
0
0
0,247
1,084
2,454
3,946
li
0
1
2
3
4
5
6
8,67
Sƣờn số 3
li
0
0
0
1
0
2
0,218
3
0,949
4
2,217
5
3,847
6
5,246 8,43
yi.li
0
0
0
0
2,776
8,28
13,164
20,791
yi.li
0
0
0
1,839
5,764
10,595
14,76
21,758
yi.li
0
0
0
2,776
13,832
35,276
69,231
yi.li
0
0
1,839
9,442
25,801
51,156
87,674
M
0
0
0
0
0,3518
1,753
4,4707
8,774
M
0
0
0
0,2331
1,1966
3,2699
6,4833
11,111
67
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
ĐN
0
1
2
3
4
5
6
MB
ĐN
0
1
2
3
4
5
6
MB
ĐN
0
1
2
3
4
5
6
MB
yi
0
0,077
0,566
1,291
1,941
2,399
2,603
2,71
yi
0
0,395
1,048
1,795
2,303
2,569
2,688
2,764
yi
0
0,806
1,613
2,191
2,541
2,688
2,746
2,775
yi
0,077
0,72
2,577
5,809
10,149
15,151
20,464
yi
0,395
1,838
4,681
8,779
13,651
18,908
24,36
yi
0,806
3,225
7,029
11,761
16,99
22,424
27,945
Sƣờn số 4
li
0
0
0,027
1
0,256
2
0,917
3
2,068
4
3,613
5
5,394
6
6,728 7,3
yi.li
0
0,077
1,132
3,873
7,764
11,995
15,618
19,783
Sƣờn số 5
li
0
0
0,141
1
0,654
2
1,666
3
3,125
4
4,86
5
6,731
6
8,015 7,2
yi.li
0
0,395
2,096
5,385
9,212
12,845
16,128
19,901
Sƣờn số 6
li
0
0
0,287
1
1,148
2
2,502
3
4,187
4
6,048
5
7,983
6
9,181 7,1
yi.li
0
0,806
3,226
6,573
10,164
13,44
16,476
19,703
yi.li
0,077
1,286
6,291
17,928
37,687
65,3
100,7
yi.li
0,395
2,886
10,367
24,964
47,021
75,994
112,02
yi.li
0,806
4,838
14,637
31,374
54,978
84,894
121,07
M
0
0,0098
0,163
0,7973
2,2721
4,7763
8,2759
12,762
M
0
0,0501
0,3658
1,3139
3,1638
5,9593
9,6312
14,197
M
0
0,1021
0,6131
1,855
3,9762
6,9677
10,759
15,344
68
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
ĐN
0
1
2
3
4
5
6
MB
yi
0
1,193
2,039
2,48
2,683
2,76
2,741
2,775
yi
1,193
4,425
8,944
14,107
19,55
25,051
30,567
Sƣờn số 7
li
0
0
0,425
1
1,575
2
3,184
3
5,022
4
6,96
5
8,918
6
10,013 7,1
yi.li
0
1,193
4,078
7,44
10,732
13,8
16,446
19,703
yi.li
1,193
6,464
17,982
36,154
60,686
90,932
127,08
M
0
0,1512
0,8192
2,279
4,582
7,6911
11,524
16,106
Sƣờn số 8
ĐN
0
1
2
3
4
5
6
MB
yi
0
1,507
2,303
2,612
2,741
2,775
2,775
2,775
yi
1,507
5,317
10,232
15,585
21,101
26,651
32,201
0
0,536
1,893
3,643
5,548
7,512
9,488
11,464
li
0
1
2
3
4
5
6
7,1
yi.li
0
1,507
4,606
7,836
10,964
13,875
16,65
19,703
yi.li
1,507
7,62
20,062
38,862
63,701
94,226
130,58
M
0
0,191
0,9657
2,5426
4,9252
8,0732
11,942
16,549
Sƣờn số 9
ĐN
0
1
2
3
4
5
6
MB
yi
0
1,669
2,436
2,688
2,765
2,775
2,775
2,775
yi
1,669
5,774
10,898
16,351
21,891
27,441
32,991
0
0,594
2,056
3,88
5,821
7,793
9,769
11,745
li
0
1
2
3
4
5
6
7,1
yi.li
0
1,669
4,872
8,064
11,06
13,875
16,65
19,703
yi.li
1,669
8,21
21,146
40,27
65,205
95,73
132,08
M
0
0,2115
1,0405
2,68
5,1037
8,2638
12,132
16,74
69
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
ĐN
0
1
2
3
4
5
6
MB
ĐN
0
1
2
3
4
5
6
MB
ĐN
0
1
2
3
4
5
6
MB
yi
0
1,74
2,473
2,703
2,775
2,775
2,775
2,775
yi
0
1,691
2,402
2,656
2,756
2,775
2,775
2,775
yi
0
1,607
2,251
2,548
2,707
2,77
2,775
2,775
yi
1,74
5,953
11,129
16,607
22,157
27,707
33,257
yi
1,691
5,784
10,842
16,254
21,785
27,335
32,885
yi
1,607
5,465
10,264
15,519
20,996
26,541
32,091
Sƣờn số10
li
0
0
0,619
1
2,119
2
3,962
3
5,912
4
7,888
5
9,864
6
11,249 7,1
yi.li
0
1,74
4,946
8,109
11,1
13,875
16,65
19,703
Sƣờn số 11
li
0
0
0,602
1
2,059
2
3,86
3
5,786
4
7,755
5
9,731
6
11,388 9,29
yi.li
0
1,691
4,804
7,968
11,024
13,875
16,65
25,78
Sƣờn số 12
li
0
0
0,572
1
1,946
2
3,654
3
5,525
4
7,475
5
9,449
6
11,536 9,29
yi.li
0
1,607
4,502
7,644
10,828
13,85
16,65
25,78
yi.li
1,74
8,426
21,481
40,69
65,665
96,19
132,54
yi.li
1,691
8,186
20,958
39,95
64,849
95,374
137,8
yi.li
1,607
7,716
19,862
38,334
63,012
93,512
135,94
M
0
0,2205
1,0679
2,7224
5,1569
8,3221
12,191
16,798
M
0
0,2143
1,0375
2,6561
5,0631
8,2187
12,087
17,465
M
0
0,2037
0,9779
2,5172
4,8583
7,9859
11,851
17,229
70
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
ĐN
0
1
2
3
4
5
6
MB
ĐN
0
1
2
3
4
5
6
MB
ĐN
0
1
2
3
4
5
6
MB
yi
0
1,469
2,081
2,384
2,581
2,688
2,746
2,775
yi
0
1,305
1,871
2,169
2,374
2,516
2,62
2,775
yi
0
1,085
1,604
1,879
2,079
2,256
2,428
2,775
yi
1,469
5,019
9,484
14,449
19,718
25,152
30,673
yi
1,305
4,481
8,521
13,064
17,954
23,09
28,485
yi
1,085
3,774
7,257
11,215
15,55
20,234
25,437
Sƣờn số 13
li
0
0
0,523
1
1,787
2
3,376
3
5,144
4
7,02
5
8,954
6
11,499 9,29
yi.li
0
1,469
4,162
7,152
10,324
13,44
16,476
25,78
Sƣờn số 14
li
0
0
0,465
1
1,595
2
3,033
3
4,651
4
6,392
5
8,22
6
11,168 9,29
yi.li
0
1,305
3,742
6,507
9,496
12,58
15,72
25,78
Sƣờn số 15
li
0
0
0,386
1
1,344
2
2,583
3
3,993
4
5,536
5
7,203
6
10,385 9,29
yi.li
0
1,085
3,208
5,637
8,316
11,28
14,568
25,78
yi.li
1,469
7,1
18,414
35,89
59,654
89,57
131,83
yi.li
1,305
6,352
16,601
32,604
54,68
82,98
124,48
yi.li
1,085
5,378
14,223
28,176
47,772
73,62
113,97
M
0
0,1862
0,8998
2,3337
4,5486
7,5603
11,352
16,707
M
0
0,1654
0,805
2,1039
4,1321
6,9299
10,517
15,776
M
0
0,1375
0,6816
1,8026
3,5709
6,0544
9,3303
14,444
71
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
ĐN
0
1
2
3
4
5
6
MB
ĐN
0
1
2
3
4
5
6
MB
ĐN
0
1
2
3
4
5
6
MB
yi
0
0,814
1,276
1,554
1,769
1,968
2,161
2,753
yi
0
0,484
0,856
1,129
1,353
1,585
1,811
2,613
yi
0
0,097
0,362
0,625
0,877
1,117
1,361
2,345
yi
0,814
2,904
5,734
9,057
12,794
16,923
21,837
yi
0,484
1,824
3,809
6,291
9,229
12,625
17,049
yi
0,097
0,556
1,543
3,045
5,039
7,517
11,223
Sƣờn số 16
li
0
0
0,29
1
1,034
2
2,041
3
3,224
4
4,555
5
6,025
6
9,31 9,57
yi.li
0
0,814
2,552
4,662
7,076
9,84
12,966
26,346
Sƣờn số 17
li
yi.li
0
0
0
0,172
1
0,484
0,649
2
1,712
1,356
3
3,387
2,24
4
5,412
3,286
5
7,925
4,495
6
10,866
7,698 9,8 25,607
Sƣờn số 18
li
0
0
0,035
1
0,198
2
0,549
3
1,084
4
1,794
5
2,676
6
5,585 10,2
yi.li
0
0,097
0,724
1,875
3,508
5,585
8,166
23,919
yi.li
0,814
4,18
11,394
23,132
40,048
62,854
102,17
yi.li
0,484
2,68
7,779
16,578
29,915
48,706
85,179
yi.li
0,097
0,918
3,517
8,9
17,993
31,744
63,829
M
0
0,1032
0,5298
1,444
2,9317
5,0755
7,9659
12,948
M
0
0,0613
0,3397
0,9859
2,101
3,7913
6,1728
10,795
M
0
0,0123
0,1163
0,4457
1,128
2,2804
4,0231
8,0894
72
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
ĐN
0
1
2
3
4
5
6
MB
ĐN
0
1
2
3
4
5
6
MB
yi
0
0
0
0,082
0,337
0,585
0,831
1,925
yi
0
0
0
0
0
0
0,196
1,269
yi
0
0
0,082
0,501
1,423
2,839
5,595
yi
0
0
0
0
0
0,196
1,661
Sƣờn số 19
li
0
0
0
1
0
2
0,029
3
0,178
4
0,507
5
1,011
6
3,362 10,58
yi.li
0
0
0
0,246
1,348
2,925
4,986
20,367
Sƣờn số 20
li
yi.li
0
0
0
0
1
0
0
2
0
0
3
0
0
4
0
0
5
0
0,07
6
1,176
1,435 11,1 14,086
yi.li
0
0
0,246
1,84
6,113
14,024
39,377
yi.li
0
0
0
0
0
1,176
16,438
M
0
0
0
0,0312
0,2332
0,7747
1,7773
4,9904
M
0
0
0
0
0
0
0,149
2,0833
6.2. TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ THỦY LỰC
6.2.1. Tính toán các yếu tố đường nước.
Các đại lượng tính toán.
Đƣờng cong diện tích đƣờng nƣớc S (z) (Trang 19-[7])
Xm
S= 2ydx .
(6-5)
Xd
Đƣờng cong hoành độ tâm diện tích đƣờng nƣớc Xf (z) (Trang 19-[7])
Xm
Xf =
My
S
2yxdx
=
Xd
Xm
.
(6-6)
2ydx
Xd
Đƣờng cong moment quán tính của diện tích đƣờng nƣớc Ix(z) đối với trục đi qua
tâm đƣờng nƣớc và song song với trục Ox : (Trang 19-[7])
73
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Xm
Ix =
Xd
2 3
y dx .
3
(6-7)
Đƣờng cong moment quán tính của diện tích đƣờng nƣớc If(z); đối với trục đi
qua tâm đƣờng nƣớc và song song với trục Oy (Trang 19-[7])
Xm
If =I y -X .S= 2yx 2dx-Xf2 .S .
2
f
(6-8)
Xd
Phương pháp tính
Sử dụng phƣơng pháp tính tích phân gần đúng: Phƣơng pháp hình thang,
Simpson…
Phƣơng pháp hình thang :
+ S=ΔL yi k i .
(6-9)
+ MY =ΔL2 yi .k i .i .
(6-10)
+ Xf =
(6-11)
ΔL2 yi .k i .i
.
ΔL yi k i
ΔL
+ Ix =
yi3.k i .
3
If =ΔL3 yi k ii 2 -Xf2 .S .
(6-12)
(6-13)
Với L = 1,045 (m ) ; T = 0,356 (m) ta tính toán cho các đƣờng nƣớc
74
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Bảng 6-2 Tính toán các yêu tố đƣờng nƣớc
ĐN 1
Sƣờn
3'
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
18'
yi(m)
0
0,077
0,395
0,806
1,193
1,507
1,669
1,74
1,691
1,607
1,469
1,305
1,085
0,814
0,484
0,097
0
ki
0,19
1,19
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1,18
0,18
yiki
0
0,0916
0,79
1,612
2,386
3,014
3,338
3,48
3,382
3,214
2,938
2,61
2,17
1,628
0,968
0,1145
0
31,736
S = 33,164 ; MY= 32,654 Xf=
Sƣờn
3'
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
yi(m)
0
0,566
1,048
1,613
2,039
2,303
2,436
2,473
2,402
2,251
2,081
1,871
1,604
1,276
ki
0,9
1,9
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
yiki
0
1,0754
2,096
3,226
4,078
4,606
4,872
4,946
4,804
4,502
4,162
3,742
3,208
2,552
i
-6,19
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
8,18
yikii
0
-0,55
-3,95
-6,448
-7,158
-6,028
-3,338
0
3,382
6,428
8,814
10,44
10,85
9,768
6,776
0,9157
0
29,902
yi3
0
0,0005
0,0616
0,5236
1,6979
3,4225
4,6491
5,268
4,8354
4,15
3,17
2,2224
1,2773
0,5394
0,1134
0,0009
0
kiyi3
0
0,0005
0,1233
1,0472
3,3959
6,8449
9,2982
10,536
9,6708
8,3
6,3401
4,4449
2,5546
1,0787
0,2268
0,0011
0
63,863
i2
38,316
36
25
16
9
4
1
0
1
4
9
16
25
36
49
64
66,912
yii2ki
0
3,2987
19,75
25,792
21,474
12,056
3,338
0
3,382
12,856
26,442
41,76
54,25
58,608
47,432
7,3254
0
337,76
0,9846 ; Ix= 22,246 ; If= 353,29 ; Iy = 385,44
i
-6,9
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
ĐN 2
yikii
0
-6,452
-10,48
-12,9
-12,23
-9,212
-4,872
0
4,804
9,004
12,486
14,968
16,04
15,312
yi3
0
0,1813
1,151
4,1967
8,4772
12,215
14,455
15,124
13,859
11,406
9,0119
6,5497
4,1268
2,0776
kiyi3
0
0,3445
2,302
8,3933
16,954
24,429
28,911
30,248
27,717
22,812
18,024
13,099
8,2536
4,1551
i2
47,61
36
25
16
9
4
1
0
1
4
9
16
25
36
yii2ki
0
38,714
52,4
51,616
36,702
18,424
4,872
0
4,804
18,008
37,458
59,872
80,2
91,872
75
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
17
18
18'
S=
0,856
0,362
0
2
1,67
0,67
1,712
0,6045
0
50,186
7
8
8,67
11,984
4,8363
0
33,28
0,6272
0,0474
0
52,444; MY= 36,343 ; Xf= 0,693 ; Ix= 72,097 ; If=
1,2544
0,0792
0
206,98
49
64
75,169
83,888
38,691
0
617,52
679,51 ; Iy =704,69
ĐN 3
Sƣờn
2'
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
19'
S=
Sƣờn
2
3
4
5
6
7
8
9
yi(m)
0
0,613
1,291
1,795
2,191
2,48
2,612
2,688
2,703
2,656
2,548
2,384
2,169
1,879
1,554
1,129
0,625
0,082
0
65,308 ;
yi(m)
0,694
1,441
1,941
2,303
2,541
2,683
2,741
2,765
ki
0,62
1,62
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1,15
0,15
yiki
0
0,9931
2,582
3,59
4,382
4,96
5,224
5,376
5,406
5,312
5,096
4,768
4,338
3,758
3,108
2,258
1,25
0,0943
0
62,495
i
-7,62
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
9,15
MY=24,71 ; Xf=
ki
1,56
2
2
2
2
2
2
2
yiki
1,0826
2,882
3,882
4,606
5,082
5,366
5,482
5,53
i
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
yikii
0
-6,951
-15,49
-17,95
-17,53
-14,88
-10,45
-5,376
0
5,312
10,192
14,304
17,352
18,79
18,648
15,806
10
0,8487
0
22,627
yi3
0
0,2303
2,1517
5,7835
10,518
15,253
17,82
19,422
19,749
18,736
16,542
13,549
10,204
6,6341
3,7528
1,4391
0,2441
0,0006
0
kiyi3
0
0,3732
4,3034
11,567
21,036
30,506
35,641
38,843
39,497
37,473
33,085
27,099
20,408
13,268
7,5056
2,8781
0,4883
0,0006
0
323,97
i2
58,064
49
36
25
16
9
4
1
0
1
4
9
16
25
36
49
64
81
83,723
yii2ki
0
48,66
92,952
89,75
70,112
44,64
20,896
5,376
0
5,312
20,384
42,912
69,408
93,95
111,89
110,64
80
7,6383
0
914,52
0,3784 ; Ix= 112,85 ; If= 1034,3 ; Iy =1043,6
ĐN 4
yikii
-8,661
-20,17
-23,29
-23,03
-20,33
-16,1
-10,96
-5,53
yi3
0,3343
2,9922
7,3127
12,215
16,406
19,314
20,593
21,139
kiyi3
0,5214
5,9844
14,625
24,429
32,813
38,627
41,187
42,278
i2
64
49
36
25
16
9
4
1
yii2ki
69,289
141,22
139,75
115,15
81,312
48,294
21,928
5,53
76
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
19'
S=
2,775
2,756
2,707
2,581
2,374
2,079
1,769
1,353
0,877
0,337
0
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1,6
0,6
5,55
5,512
5,414
5,162
4,748
4,158
3,538
2,706
1,754
0,5392
0
72,994
76,279 MY = 2,8236 Xf=
Sƣờn
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
yi(m)
0,968
1,656
2,119
2,399
2,569
2,688
2,76
2,775
2,775
2,775
2,775
2,77
2,688
2,516
2,256
1,968
1,585
1,117
0,585
0
S = 87,245
ki
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
yiki
1,936
3,312
4,238
4,798
5,138
5,376
5,52
5,55
5,55
5,55
5,55
5,54
5,376
5,032
4,512
3,936
3,17
2,234
1,17
0
83,488
; MY = -36,17 ;
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
9,6
0
5,512
10,828
15,486
18,992
20,79
21,228
18,942
14,032
4,8528
0
2,5857
0,037 Ix=
i
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Xf =
21,369
20,933
19,836
17,193
13,38
8,9859
5,5358
2,4768
0,6745
0,0383
0
42,738
41,867
39,673
34,387
26,759
17,972
11,072
4,9536
1,3491
0,0612
0
421,3
0
1
4
9
16
25
36
49
64
81
92,16
0
5,512
21,656
46,458
75,968
103,95
127,37
132,59
112,26
43,675
0
1291,9
146,75 If= 1474,2 Iy = 1474,3
ĐN 5
yikii
-17,42
-26,5
-29,67
-28,79
-25,69
-21,5
-16,56
-11,1
-5,55
0
5,55
11,08
16,128
20,128
22,56
23,616
22,19
17,872
10,53
0
-33,12
yi3
0,907
4,5413
9,5147
13,807
16,955
19,422
21,025
21,369
21,369
21,369
21,369
21,254
19,422
15,927
11,482
7,6221
3,9819
1,3937
0,2002
0
kiyi3
1,8141
9,0826
19,029
27,613
33,91
38,843
42,049
42,738
42,738
42,738
42,738
42,508
38,843
31,854
22,964
15,244
7,9638
2,7873
0,4004
0
505,86
i2
81
64
49
36
25
16
9
4
1
0
1
4
9
16
25
36
49
64
81
100
yii2ki
156,82
211,97
207,66
172,73
128,45
86,016
49,68
22,2
5,55
0
5,55
22,16
48,384
80,512
112,8
141,7
155,33
142,98
94,77
0
1845,2
-0,415 ; Ix= 176,21; If = 2090,7 ; Iy = 2105,7
6.2.2. Các yếu tố thân tàu
Các đại lượng tính toán.
Đƣờng cong thể tích chiếm nƣớc V (z) (Trang 20 - [7])
77
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
T
T Xm
Z0
Z0 Xd
V Sdz
2 ydxdz .
(6-14)
Đƣờng cong hoành độ tâm nổi XB(z) (Trang 21 - [7])
T
XB
M yz
V
SX
f
dz
Z0
T
.
(6-15)
.
(6-16)
Sdz
Z0
Đƣờng cong độ cao tâm nổi ZB(z) (Trang 21 - [7])
T
M
X B XY
V
Szdz
Z0
T
Sdz
Z0
Đƣờng cong bán kính tâm nghiêng r0(z). (Trang 28 - [8]) ro
Đƣờng cong bán kính tâm chúi R0(z) (Trang 28 - [8]) R0
Ix
V
(6-17)
If
V
(6-18)
Các đƣờng cong hệ số béo thể tích , hệ số béo đƣờng nƣớc , hệ số béo sƣờn
giữa (Trang 28 - [8])
CB
V
;
L.B.d
Cw
S
;
LB
CM
Bd
CB
.
Cw
Chiều cao tâm nghiêng (Trang 43 - [7]) ZM : ZM = r0+ZB.
Chiều cao tâm chúi ZML(Trang 44 - [7]) : ZML = R0+ZB.
.S
Số tấn trên 1cm chiều chìm TPC(Trang 19 - [7]) TPC
.
100
D.H 0
Momen chúi trên 1cm chiều chìm (Trang 57 - [7]) MTC
.
100 L
Lƣợng chiếm nƣớc D (Trang 22 - [3]) : D = V.
(6-19)
(6-20)
(6-21)
(6-22)
(6-23)
(6.24)
Phương pháp tính.
Sử dụng phƣơng pháp tính tích phân gần đúng: Phƣơng pháp hình thang,
Simpson…
Phƣơng pháp hình thang (Trang 29 - [8])
78
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
T
V
2
Si ;
S X
S
i
XB
tp
i
tp
fi
S i
T
.
S
i
;
ZB
tp
(6-25)
i
tp
Trong đó :
yi – Nửa chiều rộng tàu tại Sn thứ i đang xét ở đƣờng nƣớc bất kì.
Ki – Hệ số hình thang.
L – Khoảng sƣờn lý thuyết.
T – Khoảng cách giữa 2 đƣờng nƣớ liên tiếp.
Li – Chiều dài tại đƣờng nƣớc thứ i.
Bi – Chiều rộng sƣờng giữa ở đƣờng nƣớc đang xét.
d – Chiều chìm tàu.
79
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Bảng 6-3 Tính toán các yếu tố thân tàu
Đại lƣợng tính
Công thức
Đơn
ĐN0
vị
0
m
0
ĐN1
ĐN2
ĐN3
ĐN4
ĐN5
1
0,356
2
0,712
3
1,068
4
1,424
5
1,78
33,164 52,444
65,308
76,279
87,245
33,164 118,77
236,52
378,11
541,63
5,9032 21,142
42,101
67,304
96,411
0,38
0,04
-0,41
32,501 36,187
24,817
3,0511
-35,77
32,501 101,19
162,19
190,06
157,34
3,85
2,82
1,63
33,164 104,89
195,92
305,11
436,22
33,164 171,22
472,03
973,07
1714,4
Thứ tự đƣờng nƣớc
Chiều chìm
Diện tích đƣờng
nƣớc
i
iT
Si
m2
Tổng tích phân
Si
m2
Thể tích ngâm nƣớc
V=T/2.Si
m3
0
Hoành độ tâm diện
tích đƣờng nƣớc
Xf (TLN1)
m
0
Tích Si.Xf
Si.Xf
m3
0
Tổng tích phân
Si.Xf
m3
Xc=(Si.Xf)/V
m
0
Si.i
m2
0
Si.i
m2
ZB=T.(Si.i)/Si
m
0
0,36
0,51
0,71
0,92
1,13
yi
m
0
1,74
2,473
2,703
2,775
2,775
yi
m
1,74
5,953
11,129
16,607
22,157
= yi.T
m2
0
0,62
2,12
3,96
5,91
7,89
Li
m
0
17,54
19
20,9
=/(2yi.Ti)
-
0
0,5
0,6
0,69
0,75
0,8
=Si/(2yi.Li)
-
0
0,63
0,65
0,69
0,72
0,75
=V/(2yi.LiTi)
-
0
0,32
0,37
0,42
0,45
0,47
Ix( TLN1)
m4
0
112,85
146,75
176,21
0
2,68
2,18
1,83
Hoành độ tâm nổi
Tích Si.i
Tổng tích phân
Cao độ tâm nổi
Tung độ sƣờn lớn
nhất
Tổng tích phân
Diện tích sƣờn giữa
0
0,98
5,51
0,69
4,79
Chiều dài đƣờng
nƣớc
Hệ số béo sƣờn giữa
Hệ số béo đƣờng
nƣớc
Hệ số béo thể tích
Moment quán tính
Ix
Bán kính tâm
nghiêng
Moment quán tính
dọc đƣờng nƣớc
r0=Ix/V
m
Iy=L3.yi.i2.ki
m4
Moment quán tính If
If (TLN1)
m4
0
353,29 679,51
1034,3
1474,2
2090,7
R0=If/V
m
0
59,85
32,14
24,57
21,9
21,69
ZM=r0+ZB
m
0
4,13
3,92
3,39
3,1
2,96
ZML=R0+ZB
m
0
60,21
32,65
25,28
22,82
22,82
D=.V
Tấn
0
6,0508
21,67
43,154
68,986
98,821
Bán kính tâm chúi
Cao độ tâm nghiêng
Cao độ tâm chúi
Lƣợng chiếm nƣớc
15,014 16,282
22,246 72,097
3,77
3,41
385,45 704,69 1043,62 1478,28 2105,73
80
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Chương 7. CÂN BẰNG - ỔN ĐỊNH
7.1. TÍNH TOÁN VÀ VẼ ĐƢỜNG CONG CÁNH TAY ĐÒN HÌNH DÁNG
7.1.1. Dựng sường trebusep
Để tiến hành xây dựng sƣờn trebysev theo chiều dài tàu theo hoành độ ta chia làm 9
sƣờn với hoành độ theo công thức :
X i ki .
L
2
(7-1)
Trong đó :
ki – hệ số trebysev
L – Chiều dài tàu
Bảng 7-1 Xác định sƣờng Trebusep
Sƣờn
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
-
ki
-0,9116
-0,601
-0,5288
-0,1679
0
0,1679
0,5288
0,601
0,9116
Xi
-9,52622
-6,28045
-5,52596
-1,75456
0
1,754555
5,52596
6,28045
9,52622
Độ cong ngang boong của sƣờn đƣợc xác định theo công thức :
h=
B
50
(7-2)
với B là chiều rộng tàu tại sƣờn
Quy ƣớc: Sƣờn phía sau vẽ nét đứt. Sƣờn phía trƣớc mũi vẽ nét liền.
81
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Hình 7-1 Sƣờn Trebusep
7.1.2. Xác định hoành độ và cao độ trọng tâm
Bảng 7-2 Xác định hoành độ và cao độ trọng tâm tàu không
STT
1
2
3
4
5
6
8
9
12
13
14
Trọng lƣợng và trọng tâm tàu không
trọng lƣợng Tọa độ trọng tâm
Thành phần
Pi ( T)
xi
zi
Khoang mũi
5,6
9,251
1,29
Kho
6,98
6,75
1,24
Buồng thuyền viên
11,86
3,65
1,225
Khoang máy
13,95
-1,2
1,22
Khoang nhiên liệu
7,37
-5,174
1,25
Khoang dằn lái
8,45
-7,325
1,653
Khoang đuôi
2,75
-10,15
1,72
Thƣợng tầng
15
1,5
3,3
Thiết bị năng lƣợng
3,25
-0,923
1,35
Thiết bị tàu
1,2
-0,65
0,43
76,41
Hoành độ trọng tâm tàu:
Cao độ trọng tâm tàu:
Momen tĩnh
Pi.xi
Pi.zi
51,806 7,224
47,115 8,6552
43,289 14,529
-16,74 17,019
-38,13 9,2125
-61,9 13,968
-27,91
4,73
22,5
49,5
-3
4,3875
-0,78
0,516
16,249 129,74
XG= 0,21 m
ZG = 1,7 m
82
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Bảng 7-3 Xác định hoành độ và cao độ trọng tâm nhiên liệu 100% dự trữ
STT
1
2
4
Trọng lƣợng và trọng tâm nhiên liệu dự trữ 100% dự trữ
Trọng
Tọa độ trọng tâm
Momen tĩnh
Thành phần
lƣợng
Pi ( T)
xi
zi
Pi.xi
Pi.zi
Két dầu FO bên phải
3
-5,2
1,1
-15,6
3
Két dầu FO bên trái
3
-5,2
1,1
-15,6
3
Két nƣớc ngọt
3,5
3,302
0,38
11,557
1,33
Tổng
9,5
-19,643
7,33
Hoành độ trọng tâm
Cao độ trọng tâm
XG = -2,07
ZG = 0,83
Bảng 7-3 Xác định hoành độ và cao độ trọng tâm nhiên liệu 100% dự trữ
Dằn
1
2
3
Két dằn đuôi
Két dằn đáy 1
Két dằn đáy 2
Tổng
6
4,5
3
13,5
-7,5
-5,264
6,55
2,161
0,38
0,38
-45
-23,688
19,65
12,966
1,71
1,14
-49,038
29,336
Hoành độ trọng tâm tàu XG = -3,63
Cao độ trọng tâm tàu ZG = 2,17
7.1.3. Xác định các yếu tố đường nước nghiêng
Tại mỗi trƣờng hợp tính toán ổn định ta cần xác định các yếu tố của đƣờng nƣớc
nghiêng ở các góc nghiêng khác nhau , đó là :
o Diện tích đƣờng nƣớc phụ Si’ .
o Moment tĩnh của đƣờng nƣớc phụ với trục qua tâm diện tích đƣờng nƣớc
trƣớc và song song với trục Ox : Mx’.
o Moment quán tính của diện tích đƣờng nƣớc phụ lấy đối với trục đi qua
tọng tâm của đƣờng nƣớc và song song với trục Ox : Ix’.
o Tung độ tâm diện tích đƣờng nƣớc : yf.
o Moment quán tính của diện tích đƣờngnƣớc tƣơng đƣờng lấy đối với trục
qya tâm diện tích và song song với trục Ox : Ix .
o Khoảng cách giữa đƣờng nƣớc phụ với đƣờng nƣớc tƣơng đƣơng .
Công thức tính toán
Xm
Si' = (a+b)dx .
(7-3)
Xd
83
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Xm
M = (a 2 -b 2 )dx .
'
x
(7-4)
Xd
Xm
1
3
3
. I = (a +b )dx
3 Xd
'
x
(7-5)
Xm
yf =
'
x
M
=
S
1
(a 2 -b 2 )dx
2 Xd
Xm
(7-6)
.
(a+b)dx
Xd
ε=
1 M 'x
dθ .
2 S
(7-7)
Phƣơng pháp tính toán
L
a+ b .
9
1 L
2
M'x = . a - b 2 .
2 9
1L
3
I'x =
a + b3 .
39
Si' =
-
-
-
(7-8)
(7-9)
(7-10)
M 'x
yf =η= ' .
S
'
'
I x =I x -Si .yf2 .
ε=0,5.dθ.η .
-
(7-11)
(7-12)
(7-13)
Tính bán kính tâm nghiêng r tại các chiều chìm (Trang 61 – [8]) r
Ix
V
(7-14)
Tính toán và vẽ tay đòn ổn định hình dáng l
l= ycos+ (Z-ZB)sin
Trong đó :
-
Z
d
2
r .sin .
tp
-
ZB đo trên đƣờng cong thủy lực
-
y
d
2
r cos .
tp
Theo mục 3.6.1_phần 10_tập 7 quy chuẩn 2010 tàu kéo đƣợc tính cho 2 trƣờng hợp
Tàu toàn bộ dự trữ
Tàu 10% dự trữ
84
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Kết quả tính toán đƣợc thể hiện trên các bảng tính sau
7.1.3.1.
STT
1
2
Trường hợp 1 tàu toàn bộ dự trữ
Bảng 7-4 Trọng tâm tàu trƣờng hợp toàn bộ dự trữ
Trƣờng hợp tàu toàn bộ dự trữ
Tọa độ trọng
Trọng lƣợng
tâm
Thành phần
Pi ( T)
xi
zi
Tàu không
76,41
0,21
1,7
Thuyền viên + Hành lý
0,6
3,3
1,6
3
Vật dằn
4
Dự trữ
Tổng
13,5
-3,63
-2,07
9,5
100,01
Hoành độ trọng tâm tàu
Cao độ trọng tâm tàu
Lƣợng chiếm nƣớc
Thể tích chiếm nƣớc
Chiều chìm
2,17
0,83
Momen tĩnh
Pi.xi
16,046
1,98
Pi.zi
129,9
0,96
-49,01
-19,67
-50,64
29,295
7,315
167,47
XG = -0,51 m
ZG = 1,69 m
D = 100,01 T
V = 97,57 m3
d = 1,78 m
=00
Sƣờn
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
a (m)
0,869
2,379
2,527
2,775
2,775
2,775
2,197
1,965
0,528
18,79
S'=
I'x=
Ix=
r0 =
b (m)
0,869
2,379
2,527
2,775
2,775
2,775
2,197
1,965
0,528
18,79
a2(m2)
0,7552
5,6596
6,3857
7,7006
7,7006
7,7006
4,8268
3,8612
0,2788
44,869
87,269
174,48
174,48
1,7883
m2
m4
m4
m
b2(m2)
0,7552
5,6596
6,3857
7,7006
7,7006
7,7006
4,8268
3,8612
0,2788
44,869
a3(m3)
0,6562
13,464
16,137
21,369
21,369
21,369
10,604
7,5873
0,1472
112,7
M'x= 0
yf== 0
=
0
b3(m3)
0,656235
13,46429
16,13674
21,36923
21,36923
21,36923
10,6045
7,587307
0,147198
112,704
m3
m
m
85
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
=100
Sƣờn a (m)
-4
1,605
-3
2,665
-2
2,732
-1
2,818
0
2,818
1
2,818
2
2,409
3
2,189
4
0,603
20,657
S'=
I'x=
Ix=
r0 =
b (m)
0,595
1,985
2,211
2,801
2,809
2,753
2,054
1,828
0,481
17,517
88,6485
181,138
179,08
1,8354
m2
m4
m4
m
a2(m2)
2,576
7,1022
7,4638
7,9411
7,9411
7,9411
5,8033
4,7917
0,3636
51,924
b2(m2)
0,354
3,9402
4,8885
7,8456
7,8905
7,579
4,2189
3,3416
0,2314
40,29
a3(m3)
4,134
18,927
20,391
22,378
22,378
22,378
13,980
10,489
0,2192
135,275
b3(m3)
0,2106
7,8213
10,809
21,976
22,164
20,865
8,6657
6,1084
0,1113
98,731
M'x= 13,509 m3
yf== 0,1524 m
=
0,0133 m
=200
Sƣờn a (m)
-4
1,868
-3
2,264
-2
2,401
-1
2,577
0
2,059
1
2,791
2
2,583
3
2,35
4
0,528
19,421
S'=
I'x=
Ix=
r0 =
85,472
160,47
159,93
1,6391
b (m)
0,577
1,78
2,007
2,826
2,885
2,76
2,088
1,873
0,589
17,385
m2
m4
m4
m
a2(m2)
3,4894
5,1257
5,7648
6,6409
4,2395
7,7897
6,6719
5,5225
0,2788
45,523
b2(m2)
0,3329
3,1684
4,028
7,9863
8,3232
7,6176
4,3597
3,5081
0,3469
39,671
a3(m3)
6,5182
11,605
13,841
17,114
8,7291
21,741
17,233
12,978
0,1472
109,91
b3(m3)
0,1921
5,6398
8,0843
22,569
24,013
21,025
9,1031
6,5707
0,2043
97,401
M'x= 6,7947 m3
yf== 0,0795 m
=
0,0139 m
86
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
=300
Sƣờn a (m)
-4
2,132
-3
1,769
-2
1,643
-1
1,546
0
1,399
1
2,146
2
2,762
3
2,878
4
0,571
16,846
S'=
I'x=
Ix=
r0 =
b (m)
0,555
1,603
1,804
2,599
2,675
2,603
2,084
1,889
0,643
16,455
77,332
125,11
125,11
1,2822
m2
m4
m4
m
a2(m2)
4,5454
3,1294
2,6994
2,3901
1,9572
4,6053
7,6286
8,2829
0,326
35,564
b2(m2)
0,308
2,5696
3,2544
6,7548
7,1556
6,7756
4,3431
3,5683
0,4134
35,143
a3(m3)
9,69
5,53
4,435
3,695
2,738
9,883
21,07
23,838
0,186
81,073
b3(m3)
0,170954
4,119083
5,870966
17,55573
19,1413
17,63691
9,050929
6,740558
0,265848
80,55227
M'x= 0,4894m3
yf== 0,0063 m
=
0,0017 m
=400
Sƣờn
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
S'=
I'x=
Ix=
r0 =
a (m)
1,178
1,389
1,29
1,213
1,096
1,689
2,531
2,651
0,843
13,88
b (m)
0,505
1,436
1,626
2,302
2,354
2,317
2,002
1,852
0,642
15,036
67,1494
84,7886
84,4053
0,86507
m2
m4
m4
m
a2(m2)
1,3877
1,9293
1,6641
1,4714
1,2012
2,8527
6,406
7,0278
0,7106
24,651
b2(m2)
0,255
2,0621
2,6439
5,2992
5,5413
5,3685
4,008
3,4299
0,4122
29,02
a3(m3)
1,6346
2,679
2,146
1,784
1,316
4,818
16,213
18,63
0,599
49,824
b3(m3)
0,1288
2,9612
4,2989
12,199
13,044
12,439
8,024
6,3522
0,2646
59,712
M'x= -5,073 m3
yf== -0,076 m
=
-0,026 m
87
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
=500
Sƣờn a (m)
-4
1,554
-3
1,23
-2
1,145
-1
1,08
0
0,98
1
1,484
2
2,2
3
2,302
4
2,174
14,149
S'=
I'x=
Ix=
r0 =
b (m)
0,406
1,275
1,456
2,018
2,066
2,035
1,846
1,742
0,577
13,421
64,024
68,246
68,212
0,6991
a2(m2)
2,4149
1,5129
1,311
1,1664
0,9604
2,2023
4,84
5,2992
4,7263
24,433
b2(m2)
0,1648
1,6256
2,1199
4,0723
4,2684
4,1412
3,4077
3,0346
0,3329
23,168
m2
m4
m4
m
a3(m3)
3,753
1,861
1,501
1,259
0,941
3,268
10,648
12,199
10,275
45,706
b3(m3)
0,0669
2,0727
3,0866
8,2179
8,8184
8,4274
6,2906
5,2862
0,1921
42,459
M'x= 1,4698 m3
yf== 0,023 m
=
0,01 m
=600
Sƣờn a (m)
-4
1,359
-3
1,073
-2
0,997
-1
0,939
0
0,85
1
1,299
2
1,938
3
2,029
4
2,44
12,924
S'=
I'x=
Ix=
r0 =
60,32
58,941
58,937
0,604
b (m)
0,414
1,268
1,447
1,899
1,937
1,91
1,805
1,739
0,632
13,051
m2
m4
m4
m
a2(m2)
1,8469
1,1513
0,994
0,8817
0,7225
1,6874
3,7558
4,1168
5,9536
21,11
b2(m2)
0,1714
1,6078
2,0938
3,6062
3,752
3,6481
3,258
3,0241
0,3994
21,561
a3(m3)
2,5099
1,2354
0,991
0,8279
0,6141
2,1919
7,2788
8,3531
14,527
38,529
b3(m3)
0,070958
2,038721
3,029742
6,848176
7,267564
6,967871
5,880735
5,258946
0,252436
37,61515
M'x= -0,523 m3
yf== -0,009 m
=
-0,005 m
88
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
=700
Sƣờn a (m)
-4
1,256
-3
0,999
-2
0,929
-1
0,875
0
0,793
1
1,208
2
1,801
3
1,885
4
2,269
12,015
S'=
I'x=
Ix=
r =
b (m)
0,351
1,296
1,486
1,811
1,834
1,82
1,766
1,73
0,691
12,785
57,5911 m2
50,7687 m4
50,6429 m4
0,51904
a2(m2)
1,5775
0,998
0,863
0,7656
0,6288
1,4593
3,2436
3,5532
5,1484
18,238
b2(m2)
0,1232
1,6796
2,2082
3,2797
3,3636
3,3124
3,1188
2,9929
0,4775
20,556
a3(m3)
1,981
0,997
0,801
0,669
0,498
1,762
5,841
6,697
11,681
30,932
b3(m3)
0,0432
2,1768
3,2814
5,9396
6,1688
6,0286
5,5077
5,1777
0,3299
34,654
M'x= -2,692 m3
yf== -0,047 m
=
-0,029 m
=800
Sƣờn
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
a (m)
1,256
0,998
0,931
0,879
0,801
1,198
1,765
1,846
2,216
11,89
S'= 56,79
I'x=48,553
Ix= 48,422
r0= 0,4963
b (m)
0,267
1,413
1,607
1,741
1,749
1,744
1,728
1,717
0,599
12,565
m2
m4
m4
m
a2(m2)
1,5775
0,996
0,8668
0,7726
0,6416
1,4352
3,1152
3,4077
4,9107
17,723
b2(m2)
0,0713
1,9966
2,5824
3,0311
3,059
3,0415
2,986
2,9481
0,3588
20,075
a3(m3)
1,9814
0,994
0,807
0,6792
0,5139
1,7194
5,4984
6,2906
10,882
29,366
b3(m3)
0,019
2,8212
4,15
5,2771
5,3502
5,3044
5,1598
5,0619
0,2149
33,358
M'x= -2,73 m3
yf== -0,048 m
=
-0,034 m
89
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
=900
Sƣờn
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
a (m)
1,289
1,03
0,964
0,913
0,836
1,227
1,786
1,866
2,232
12,143
b (m)
0,202
1,234
1,487
1,666
1,674
1,669
1,65
1,636
0,415
11,633
a2(m2)
1,661521
1,0609
0,929296
0,833569
0,698896
1,505529
3,189796
3,481956
4,981824
18,343287
b2(m2)
0,0408
1,5228
2,2112
2,7756
2,8023
2,7856
2,7225
2,6765
0,1722
17,709
a3(m3)
2,1417
1,0927
0,8958
0,761
0,5843
1,8473
5,697
6,4973
11,119
30,637
b3(m3)
0,0082
1,8791
3,288
4,6241
4,691
4,6491
4,4921
4,3787
0,0715
28,082
S'= 55,213 m2
M'x= 0,7361m3
I'x= 45,452 m4
yf== 0,0133 m
4
Ix= 45,443 m
=
0,0105 m
r0= 0,4657 m
Tay đòn ổn định hình dáng: l=y cos+(z -zB )sin -asin
Bảng 7-5 Tay đòn ổn định hình dáng khi tàu toàn bộ dự trữ
0
(z zB)sin
0
0,028
0,309
0,005
0,31
1,199
0,105
0,569
0,036
0,61
0,641
2,401
0,21
0,725
0,105
0,83
0,992
0,556
3,598
0,314
0,76
0,202
0,96
12,477
1,089
0,535
4,689
0,409
0,7
0,313
1,01
0,302
13,228
1,154
0,523
5,747
0,502
0,577
0,435
1,01
0,519
0,178
13,708
1,196
0,488
6,758
0,59
0,409
0,554
0,96
80
0,496
0,086
13,972
1,219
0,488
7,734
0,675
0,212
0,665
0,88
90
0,466
0
14,058
1,227
0,466
8,688
0,758
0
0,758
0,76
rcos rcos
y
1,788
1,788
0
0
0
0
z zB
0
10
1,835
1,807
3,595
0,314
0,319
0,319
20
1,639
1,54
6,942
0,606
0,561
30
1,282
1,11
9,592
0,837
40
0,865
0,663
11,365
50
0,699
0,449
60
0,604
70
r
0
rsin rsin
ycos
l
0
90
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Tay đòn ổn định hình tĩnh: l=y cos+(z -zB )sin -asin =l - asin
Với ZB = 1,13 m ; a = ZG-ZB = 0,56 m
Bảng 7-6 Tay đòn ổn định tĩnh khi tàu toàn bộ dự trữ
10
20
30
40
50
60
70
80
90
7.1.3.2.
l
0
0,31
0,61
0,83
0,96
1,01
1,01
0,96
0,88
0,76
sin
0
0,17
0,34
0,5
0,64
0,77
0,87
0,94
0,98
1
a.sin
0
0,1
0,19
0,28
0,36
0,43
0,49
0,53
0,55
0,56
l=l-asin
0
0,21
0,42
0,55
0,6
0,58
0,52
0,43
0,33
0,2
tpl
0
0,21
0,84
1,81
2,96
4,14
5,24
6,19
6,95
7,48
d=/2.l
0
0,02
0,07
0,16
0,26
0,36
0,46
0,54
0,61
0,65
Trường hợp 2 tàu với 10% dự trữ
Bảng 7-7 Hoành độ và cao độ trọng tâm tàu khi 10% dự trữ
STT
1
2
3
4
Trƣờng hợp tàu10% dự trữ
Tọa độ trọng
Trọng
tâm
Thành phần
lƣợng
Pi ( T)
xi
zi
Tàu không
76,41
0,21
1,7
Thuyền viên +
0,6
Hành lý
3,3
1,6
Vật dằn
13,5
-3,63
2,26
Dự trữ
0,95
-2,07 0,083
Tổng
91,46
Hoành độ trọng tâm tàu
Cao độ trọng tâm tàu
Lƣợng chiếm nƣớc
Thể tích chiểm nƣơc
Chiều chìm
XG
ZG
D
V
d
Momen tĩnh
Pi.xi
16,046
Pi.zi
129,9
1,98
-49,01
-1,967
-32,95
0,96
30,51
0,0789
161,45
= -0,36 m
= 1,77 m
= 91,46
= 89,23
= 1,63
91
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
=00
Sƣờn a (m)
-4
0,472
-3
2,243
-2
2,423
-1
2,775
0
2,775
1
2,775
2
2,128
3
1,889
4
0,428
17,908
b (m)
0,472
2,243
2,423
2,775
2,775
2,775
2,128
1,889
0,428
17,908
a2(m2)
0,2228
5,031
5,8709
7,7006
7,7006
7,7006
4,5284
3,5683
0,1832
42,507
b2(m2)
0,2228
5,031
5,8709
7,7006
7,7006
7,7006
4,5284
3,5683
0,1832
42,507
S'= 83,173 m2
I'x= 164,38 m4
Ix= 164,38 m4
r0= 1,8422 m
a3(m3)
0,1052
11,285
14,225
21,369
21,369
21,369
9,6364
6,7406
0,0784
106,18
b3(m3)
0,1052
11,285
14,225
21,369
21,369
21,369
9,6364
6,7406
0,0784
106,18
M'x= 0 m3
yf== 0 m
=
0m
=100
Sƣờn a (m)
-4
0,96
-3
2,611
-2
2,69
-1
2,817
0
2,817
1
2,817
2
2,343
3
2,106
4
0,494
19,655
S'=
I'x=
Ix=
r0 =
b (m)
0,338
1,789
2,044
2,763
2,77
2,685
2,974
1,747
0,387
17,497
86,275 m2
182,09 m4
181,35 m4
2,0324 m
a2(m2)
0,9216
6,8173
7,2361
7,9355
7,9355
7,9355
5,4896
4,4352
0,244
48,95
b2(m2)
0,1142
3,2005
4,1779
7,6342
7,6729
7,2092
8,8447
3,052
0,1498
42,055
a3(m3)
0,884
17,80
19,465
22,354
22,354
22,354
12,862
9,34
0,12
127,53
b3(m3)
0,0386
5,7257
8,5397
21,093
21,254
19,357
26,304
5,3319
0,058
107,7
M'x= 8,0058 m3
yf== 0,0928 m
=0,0081 m
92
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
=200
Sƣờn a (m)
-4
1,82
-3
2,771
-2
2,823
-1
2,687
0
2,483
1
2,855
2
2,547
3
2,337
4
0,479
20,802
b (m)
0,335
1,554
1,783
2,646
2,724
2,603
1,945
1,732
0,442
15,764
a2(m2)
3,3124
7,6784
7,9693
7,22
6,1653
8,151
6,4872
5,4616
0,2294
52,675
84,914m2
166,93m4
161,32m4
1,808 m
S'=
I'x=
Ix=
r0 =
b2(m2)
0,1122
2,4149
3,1791
7,0013
7,4202
6,7756
3,783
2,9998
0,1954
33,882
a3(m3)
6,0286
21,277
22,497
19,4
15,308
23,271
16,523
12,764
0,1099
137,18
b3(m3)
0,0376
3,7528
5,6683
18,525
20,213
17,637
7,358
5,1957
0,0864
78,474
M'x= 21,821m3
yf== 0,257 m
= 0,0448 m
=300
Sƣờn a (m)
-4
1,922
-3
1,971
-2
1,846
-1
1,749
0
1,603
1
2,347
2
2,675
3
2,519
4
0,254
16,886
S'=
I'x=
Ix=
r0 =
b (m)
0,489
1,529
1,736
2,526
2,593
2,537
2,087
1,906
0,662
16,065
76,52
m2
118,97 m4
118,89 m4
1,3324 m
a2(m2)
3,6941
3,8848
3,4077
3,059
2,5696
5,5084
7,1556
6,3454
0,0645
35,689
b2(m2)
0,2391
2,3378
3,0137
6,3807
6,7236
6,4364
4,3556
3,6328
0,4382
33,558
a3(m3)
7,1
7,657
6,2906
5,3502
4,1191
12,928
19,141
15,984
0,0164
78,587
b3(m3)
0,1169
3,5746
5,2318
16,118
17,434
16,329
9,0901
6,9242
0,2901
75,109
M'x= 2,4745m3
yf== 0,0323m
= 0,0085 m
93
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
=400
Sƣờn a (m)
-4
1,92
-3
1,533
-2
1,434
-1
1,357
0
1,241
1
1,831
2
2,672
3
2,791
4
0,328
15,107
S'=
I'x=
Ix=
r0 =
b (m)
0,43
1,395
1,588
2,233
2,286
2,25
1,993
1,864
0,864
14,903
a2(m2)
3,6864
2,3501
2,0564
1,8414
1,5401
3,3526
7,1396
7,7897
0,1076
29,864
b2(m2)
0,1849
1,946
2,5217
4,9863
5,2258
5,0625
3,972
3,4745
0,7465
28,12
69,69
m2
93,925 m4
93,867 m4
1,052
m
a3(m3)
7,077
3,602
2,948
2,498
1,911
6,138
19,076
21,74
0,035
65,031
b3(m3)
0,0795
2,7147
4,0045
11,134
11,946
11,391
7,9163
6,4765
0,645
56,308
M'x= 2,0244m3
yf== 0,029 m
= 0,0101 m
=500
Sƣờn a (m)
-4
1,602
-3
1,274
-2
1,19
-1
1,125
0
1,026
1
1,528
2
2,242
3
2,344
4
0,606
12,937
S'=
I'x=
Ix=
r0 =
b (m)
0,283
1,343
1,524
2,032
2,077
2,048
1,906
1,825
0,733
13,771
62,022
64,734
64,512
0,723
m2
m4
m4
m
a2(m2)
2,5664
1,6231
1,4161
1,2656
1,0527
2,3348
5,0266
5,4943
0,3672
21,147
b2(m2)
0,0801
1,8036
2,3226
4,129
4,3139
4,1943
3,6328
3,3306
0,5373
24,344
a3(m3)
4,1114
2,0678
1,6852
1,4238
1,08
3,5675
11,27
12,879
0,2225
38,307
b3(m3)
0,0227
2,4223
3,5396
8,3902
8,96
8,5899
6,9242
6,0784
0,3938
45,321
M'x= -3,713 m3
yf== -0,06 m
= -0,026
m
94
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
=600
Sƣờn a (m)
-4
1,469
-3
1,182
-2
1,107
-1
1,049
0
0,96
1
1,408
2
2,046
3
2,137
4
2,545
13,903
S'=
I'x=
Ix=
r0 =
b (m)
0,174
1,276
1,457
1,832
1,863
1,843
1,768
1,721
0,732
12,666
61,699
62,609
62,359
0,6989
a2(m2)
2,158
1,3971
1,2254
1,1004
0,9216
1,9825
4,1861
4,5668
6,477
24,015
m2
m4
m4
m
b2(m2)
0,0303
1,6282
2,1228
3,3562
3,4708
3,3966
3,1258
2,9618
0,5358
20,628
a3(m3)
3,17
1,6514
1,3566
1,1543
0,8847
2,7913
8,5648
9,7592
16,484
45,816
b3(m3)
0,0053
2,0776
3,093
6,1486
6,466
6,26
5,5265
5,0973
0,3922
35,066
M'x= 3,9321m3
yf== 0,0637m
= 0,0334
m
=700
Sƣờn a (m)
-4
1,301
-3
1,037
-2
0,967
-1
0,913
0
0,831
1
1,246
2
1,837
3
1,921
4
2,303
12,356
S'=
I'x=
Ix=
r0 =
b (m)
0,189
1,44
1,62
1,82
1,825
1,81
1,789
1,771
1,346
13,61
60,299
55,728
55,43
0,6212
a2(m2)
1,6926
1,0754
0,9351
0,8336
0,6906
1,5525
3,3746
3,6902
5,3038
19,148
m2
m4
m4
m
b2(m2)
0,0357
2,0736
2,6244
3,3124
3,3306
3,2761
3,2005
3,1364
1,8117
22,802
a3(m3)
2,202
1,115
0,904
0,761
0,573
1,934
6,199
7,0889
12,214
32,993
b3(m3)
0,0068
2,986
4,2515
6,0286
6,0784
5,9297
5,7257
5,5546
2,4386
39
M'x= -4,242 m3
yf== -0,07 m
=
-0,043 m
95
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
=800
Sƣờn a (m)
-4
1,252
-3
0,997
-2
0,931
-1
0,879
0
0,801
1
1,198
2
1,764
3
1,845
4
2,214
11,881
S'=
I'x=
Ix=
r0 =
b (m)
0,159
1,288
1,619
1,751
1,755
1,752
1,742
1,734
0,225
12,025
55,515
48,258
48,168
0,5398
a2(m2)
1,5675
0,994
0,8668
0,7726
0,6416
1,4352
3,1117
3,404
4,9018
17,695
m2
m4
m4
m
b2(m2)
0,0253
1,6589
2,6212
3,066
3,08
3,0695
3,0346
3,0068
0,0506
19,613
a3(m3)
1,9625
0,991
0,807
0,6792
0,5139
1,7194
5,489
6,2804
10,853
29,295
b3(m3)
0,004
2,1367
4,2437
5,3686
5,4054
5,3778
5,2862
5,2137
0,0114
33,047
M'x= -2,227 m3
yf== -0,04 m
= -0,028 m
=900
Sƣờn
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
a (m)
1,277
1,203
0,957
0,906
0,828
1,22
1,779
1,859
2,224
12,253
S'=
I'x=
Ix=
r0 =
b (m)
0,11
1,05
1,27
1,631
1,651
1,638
1,59
1,555
0,144
10,639
53,16
42,656
42,458
0,4758
a2(m2)
1,630729
1,447209
0,915849
0,820836
0,685584
1,4884
3,164841
3,455881
4,946176
18,555505
m2
m4
m4
m
b2(m2)
0,0121
1,1025
1,6129
2,6602
2,7258
2,683
2,5281
2,418
0,0207
15,763
a3(m3)
2,0824
1,741
0,8765
0,7437
0,5677
1,8158
5,6303
6,4245
11
30,882
b3(m3)
0,0013
1,1576
2,0484
4,3387
4,5003
4,3948
4,0197
3,76
0,003
24,224
M'x= 3,242 m3
yf== 0,061 m
= 0,0479 m
96
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Tay đòn ổn định hình dáng: l=y cos+(z -zB )sin -asin
Bảng 7-8 Tay đòn ổn định hình dáng khi 10% dự trữ
rcos rcos
y
rsin
rsin
z -zB
ycos
1,842
1,842
0
0
0
0
0
0
(z zB)sin
0
10
2,032
2,001
3,843
0,335
0,353
0,353
0,031
0,33
0,005
0,34
20
1,808
1,699
7,543
0,658
0,618
1,324
0,116
0,618
0,04
0,66
30
1,332
1,154
10,396
0,907
0,666
2,608
0,228
0,785
0,114
0,9
40
1,052
0,806
12,356
1,078
0,676
3,95
0,345
0,826
0,222
1,05
50
0,723
0,465
13,627
1,189
0,554
5,18
0,452
0,764
0,346
1,11
60
0,699
0,35
14,442
1,26
0,605
6,339
0,553
0,63
0,479
1,11
70
0,621
0,212
15,004
1,309
0,584
7,528
0,657
0,448
0,617
1,07
80
0,54
0,094
15,31
1,336
0,532
8,644
0,754
0,232
0,743
0,98
90
0,476
0
15,404
1,344
0,476
9,652
0,842
0
0,842
0,84
r
0
l
0
Tay đòn ổn định hình tĩnh: l=y cos+(z -zB )sin -asin =l - asin
Với ZB = 1,0412 m ; a = ZG-ZB = 0,7288 m
Bảng 7-9 Tay đòn ổn định tĩnh khi 10% dự trữ
10
20
30
40
50
60
70
80
90
l
0
0,34
0,66
0,9
1,05
1,11
1,11
1,07
0,98
0,84
sin
0
0,17
0,34
0,5
0,64
0,77
0,87
0,94
0,98
1
a.sin
0
0,12
0,25
0,36
0,47
0,56
0,63
0,69
0,71
0,73
l=l-asin
0
0,22
0,41
0,54
0,58
0,55
0,48
0,38
0,27
0,11
tpl
0
0,22
0,85
1,8
2,92
4,05
5,08
5,94
6,59
6,97
d=/2.l
0
0,02
0,07
0,16
0,25
0,35
0,44
0,52
0,58
0,61
97
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
7.2. KIỂM TRA ỔN ĐỊNH THEO QUY PHẠM
7.2.1. Kiểm tra quy phạm theo tiêu chuẩn thời tiết
Moment nghiêng do áp suất gió sinh ra tính theo công thức sau:
Mv = 0,001.pv.Av.Z
( kN.m)
Trong đó:
- Pv : Áp suất gió (Pa) phụ thuộc vào vùng hoạt động của tàu và tay đòn hứng gió.
(tra quy chuẩn)
- Av: Diện tích mặt hứng gió (m2).
- Z : Tay đòn hứng gió, tính từ tâm diện tích hứng gió đến mặt phẳng đƣờng nƣớc
ở trạng thái đang xét.
Kết quả đƣợc tính thông qua bảng sau.
Bảng 7-10 Xác định diện tích và tay đòn hứng gió khi tàu toàn tải
N01:Trƣờng hợp toàn tải d = 1,78m
STT
Tên gọi
Diện tích Ai
(m2)
Hệ số hứng gió
Ki
Zi (m)
1
3
Mạn khô &mạn chắn sóng
Thƣợng tầng
Tổng
56,19
25,4
81,59
1
1
1,05
3,34
Tổng diện tích hứng gió Av
Tay đòn hứng gió
Ai.ki.Zi
(m3)
58,9995
84,836
143,836
= 81,59
Zv = 1,76
Bảng 7-11 Xác định diện tích và tay đòn hứng gió khi tàu toàn tải
STT
1
2
N02 : Trƣờng hợp10% dự trữ d = 1,63m
Diện tích Ai Hệ số hứng gió
Tên gọi
(m2)
Ki
Trƣờng hợp toàn tải
81,59
1
Phần nổi thêm
3,14
1
Tổng
84,73
Zi (m)
1,91
0,075
Ai.ki.Zi
(m3)
143,598
0,2355
143,834
Tổng diện tích hứng gió Av = 84,73
Tay đòn hứng gió
Zv=1,84
Bảng tổng hợp moment nghiêng tác động lên tàu
98
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Bảng 7-12 Xác định moment nghiêng tác động lên tàu
Các trạng thái tải trọng
N0 1
N0 2
100,01
91,46
1,78
2
3,54
3,7
1,76
1,84
25,2
25,2
STT
Hạng mục
Đơn vị
1
2
3
4
5
Lƣợng chiếm nƣớc D
Chiều chìm trung bình d
Cao độ tâm mặt hứng gió zgi
Tay đòn hứng gió Z
Áp suất gió động p (bảng10/2.1.4-1 [5])
tấn
m
m
m
kG/m2
6
Diện tích mặt hứng gió Aw
m2
81,59
84,73
7
Moment nghiêng do gió động Mv
T.m
3,619
3,929
7.2.2. Tính moment lật
Mc = D.lc
Trong đó:
D : Tải trọng ở trạng thái đang xét.
lc : Xác định trên đồ thị l theo các bƣớc
(7-16)
a) Tính biên độ chòng chành r theo các trang thái tải trọng 2B( Điều 2.3.2 – [6])
Trong đó:
r = k.X1.X2Y.
(7-17)
k : hệ số tra quy chuẩn 2010 Bảng 10/2.1.5-2 , phụ thuộc Ak/(LB). Với Ak tổng diện
tích vây giảm lắc Ak/(LB) = 1,5%
X1, X2: hệ số không thứ nguyên tra quy chuẩn 2010 (Bảng 10/2.1.5-1(1) ; Bảng
10/2.1.5-1(2) ) phụ thuộc tỷ số B/T và CB.
Y : hệ số tính bằng độ, tra quy phạm 2003 Bảng 10/2.2 , phụ thuộc vào tỷ số(
h01/2/B).
Bảng tính biên độ lắc ngang theo các phƣơng án tải trọng
Bảng 7-13 Xác định biên độ lắc ngang của tàu
TT
Tên gọi và kí hiệu
Đơn vị
Các trạng thái tải trọng
1
2
Lƣợng chiếm nƣớc D
Mớn nƣớc trung bình d
tấn
m
N0 1
100,01
1,78
3
Chiều cao tâm nghiêng h0 (ZM-ZG)
m
1,27
N0 2
91,46
1,63
1,24
99
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
4
Thể tích chìm của tàu V
m3
97,57
89,23
5
Chiề rộng tàu B
m
5,55
5,55
6
Hệ số béo thể tích
-
0,49
0,462
7
8
9
10
h01/2/B
Tỷ số B/d
Y (Tra bảng 10.2.2_QP2003 )
X1 (Bảng 10/2.1.5-1(1) [5])
-
0,203
3,12
32
0,876
0,201
3,4
32
0,82
11
12
13
X2 (Bảng 10/2.1.5-1(2) ) [5])
Hệ số k
1r = k.X1.X2.Y
độ
0,806
1
22,594
0,77
1
20,205
độ
23
21
14
r (chọn)
Cuối cùng ta có bảng tính giá trị hệ số an toàn K
Bảng 7-14 Xác định hệ số an toàn tàu
STT
Đại lƣợng
Đơn vị
1
2
3
Lƣợng chiếm nƣớc D
Chiều chìm d
Biên độ chòng chành r
4
5
6
77
8
Các trạng thái
N0 1
N0 2
Tấn
m
Độ
100,01
1,78
23
91,46
1,63
21
Góc vào nƣớc vn
Tay đòn cho phép
Độ
34
37
m
0,109
0,143
Moment nghiêng cho phép Mc
Moment nghiêng do gió động
Mv
k
T.m
10,701 12,713
T.m
3,619
3,929
-
3,012
3,329
Kết luận: Tàu đảm bảo các quy định theo quy phạm ở từng trạng thái.
100
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Chƣơng 8 . THIẾT BỊ ĐẨY TÀU
8.1. TÍNH SỨC CẢN TÀU KÉO
Sức cản tàu kéo đƣợc tính theo phƣơng pháp Oortserssen (Trang 462- [2]) Sức cản
toàn bộ của tàu đƣợc tính theo công thức.
1
R=(C1f1 +C2f 2 +C3f3 +C4f 4 ).D+(CF + ΔCF ). ρv2S
2
(8-1)
Trong đó:
-m
f1 =e 9
Fr -2
-m
f 2 =e 7
Fr -2
-2
f3 =e-mFr sinFr -2
-2
f 4 =e-mFr cosFr -2
m=0,14347φ-2.1976 =0,14347.0,672-2,1976 =0,4
v
Hệ số Frut
Fr=
g.L D
1
1
LD = (LPP +L WL )= (20,9+20,9)=20,9m
2
2
Các Ci đƣợc tính theo công thức sau:
2
Ci =di,0 +d i,1lcb +d i,2 .lcb
+d i,3.f+d i,4 .f 2 +d i,5.
2
2
LD
B
L
B
+d i,6. D +d i,7 .α+d i,8 .α 2 +d i,9 . +d i,10 +d i,11β
B
T
T
B
(8-2)
Trong đó :
1 LD 1 32. 20,9
1, 05
Với = 32o :Góc vào nƣớc
2 B 2 180 5,55
1
1
L D -CB
20,9-(-0,196)
2
100%= 2
100%=0,5%
lcb =
LD
20,9
CB Khoảng cách từ tâm nổi đến mũi trụ đứng
Theo (Trang 169 – [3] ta có
xc
π 0,65-δ
π 0,65-0,47
=-0,011 sin
+0,1 =-0,011 sin
+0,1 =-0,01ÞXc =-0,196m (8-3)
L
2 .0,15
2 .0,15
Hệ số di,j tra theo bảng 8-9 (Trang 464 –[2])
101
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Bảng 8-1 Hệ số di,j
CF
Ci
1
2
3
4
di,0
79,32134
6714,884
-908,44371
3012,145
di,1
-0,09287
-19,83
-2,52704
2,71437
di,2
-0,00209
-2,66997
-0,35794
0,25521
di,3
-246,459
-19662
755,1866
-9198,81
di,4
187,1366
14099,9
-48,93952
6886,604
di,5
-1,42893
137,3361
-9,86873
-159,927
di,6
0,11898
-13,3694
-0,77652
16,23621
di,7
0,15727
-4,49852
3,7902
-0,82014
di,8
-0,00064
0,021
-0,01879
0,00225
di,9
-2,52862
216,4492
-9,24399
236,3797
di,10
0,50619
-35,076
1,28571
-44,1782
di,11
C1=
C2=
C3=
C4=
1,62851
-6,87 .10-3
473,52.10-3
-315,81.10-3
53,93.10-3
-128,725
250,6491
207,2558
0.075
(log Re 2) 2 (Theo ITTC ) Với
15 1.158.106
0
C
m2
s
Re
vL
15 C
Số Reynol
o
Tra bảng 8-2 ( Trang 447 –[2])
CF =
0,00035
Độ nhám vỏ tàu
CF =
0,00004
Lực cản do tính ăn lái của tàu
CF =
0,00004
Lực cản phần nhô
CF =
0,00008
Lực cản gió
CF = 0,00051
D = 100,06 T Lƣợng chiếm nƣớc của tàu
Diện tích mặt ƣớt đƣợc tính theo công thức
2
1
2
1
S=3,223.D 3 +0,5402LD .D 3 =3,223.100,06 3 +0,540.220,9.100,06 3 m2
(8-4)
= 104,5 kGs /m
Ta có bảng tính sức cản của tàu nhƣ sau
2
4
102
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Bảng 8-2 Tính sức cản tàu
Đại lƣợng tính Đơn vị
Vận tốc giả thiết hl/h
v1
v2
v3
v4
v5
v6
v7
v8
1
2
3
4
5
6
7
8
m/s
0,51
1,03
1,54
2,06
2,57
3,09
3,60
4,12
-
0,036
0,072
0,108
0,144
0,180
0,216
0,251
0,287
f1
-
0,000
0,000
0,022
0,116
0,252
0,384
0,495
0,583
f2
-
0,000
0,000
0,007
0,063
0,170
0,292
0,404
0,500
f3
-
0,0000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
-0,003
f4
-
0,0000
0,000
0,0000 0,0000 0,0000 -0,0002 -0,0018 0,0070
15o C
-
0,00001 0,00002 0,00003 0,00004 0,00005 0,00006 0,00006 0,00007
0.075
-
0,00152 0,00166 0,00175 0,00181 0,00187 0,00192 0,00196 0,00200
v
g.L D
Fr
Re
CF
vL
(log Re 2)2
RTK (Sức cản
của tàu kéo)
Sức cản cả đoàn
R
.R
75
KG
KG
cv
3,42
65,54
108,12 160,82 222,71 293,76
2028,73 2709,42 3621,33 65,54
108,12 160,82 222,71 293,76
0,02
14,60
0,20
34,53
0,71
1,80
3,71
6,62
10,69
16,12
103
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
8.2. TÍNH TOÁN CHÂN VỊT
8.2.1. Thông số cơ bản
Công suất máy : Ne = 300 (HP )
Số vòng quay chân vịt n = 700 (v/p)
Hệ số béo thể tích = 0,47
Vận tốc khai thác (Trang 94 – [1]) v = (5-7) Hl/h ) chọn v = 7 (Hl/h)
8.2.2. Tính toán chân vịt
Hệ số dòng theo đƣợc tính theo ( ) công thức (Trang 16 – [9])
w= /3 + 0,01=0,47/3+0,01 = 0,17
Hệ số dòng hút (t) (Trang 16 – [9])
t=a.w
(8-5)
(8-6)
Đối với tàu có bánh lái và trụ lái dạng khí động học lấy a = 0,5 - 0,7 lấy a = 0,6
Khi tính đến ảnh hƣởng dòng không điều hòa sau vòm lái tàu, có thể giảm số
vòng quay lý thuyết chân vịt 2%, nhƣ vậy tần suất quay của chân vịt sẽ bằng 0,98.700 =
686v/p =11,43v/s
Công suất dẫn đến trục chân vịt sau khi tính ảnh hƣởng đến điều kiện môi
trƣờng, hiệu suất hộp số, hiệu suất đƣờng trục . (Trang 95 – [1])
PD = Cmt.hs.đt.Ne = 0,97.0,95.0,8.300 = 221,16 (HP)
(8-7)
Trong đó
hs = 0,97 : Hiệu suất hộp số
đt = 0,95 : Hiệu suất đƣờng trục
Cmt = 0,8 : Hiệu suất môi trƣờng
Vận tốc tiến thật của chân vịt tính theo công thức (Trang 95 – [1])
Va=VT(1-w) = 7(1-0,17) = 5,81 (Hl/h )
(8-8)
Vp = 0,5144.Va= 0,5144.5,81 = 2,99 ( m/s)
(8-9)
Đƣờng kính chân vịt bị hạn chế bởi chiều chìm D = 0,8T = 0,8.1,78 = 1,424 m
Đƣờng kính chân vịt tính công công thức tối ƣu giữa đƣờng kính và số vòng
quay của nó(Trang 87 – [10])
(8-10)
11,8 4 T 11,8 4 247,451
D=
Trong đó :
T=
nm
=
686
R v
222,71
=
=247,451 (kG)
Z P (1-t) 1(1-0,1)
=1,79 (m)
Zp = 1 : Số đƣờng trục
Căn cứ vào bản vẽ đƣờng hình dáng vỏ bao thân tàu nên sơ bộ ta chọn đƣờng
kính chân vịt D = 1,2 m
Vậy ta chọn sơ bộ đƣờng kính chân vịt D = 1,2 (m)
104
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Số cánh chân vịt phụ thuộc vào hệ số lực hút KDT (Trang 70 – [10])
K DT Vp D
T
2,99.1, 2
104,5
2, 7 2
247, 451
(8-11)
Chọn số cánh Z = 3
Trong đó :
104,5 (kg.s2/m4) : Mật độ phân tử nƣớc
D = 1,2
(m) : Đƣờng kính sơ bộ chân vịt
Vp = 2,99 (m/s) : Vận tốc tiến chân vịt
T
= 247,4505 ( kG) : Lực kéo
Tỷ số mặt đĩa tính theo công thức (Trang 29-[9])
2
Trong đó :
2
C' Z 3 m' .T
0,065 3 3 1,5.247,45
θmin =0,375. .
.3 4 =0,375.
.
=0,274
.3
D δ
10
104
1,2 0,05
max
(8-12)
: Hệ sôđặc trƣng độ bền chân vịt phụ thuộc vào vật liệu với
chân vịt làm bằng thép chọn C' = 0,065
Z =3
: Số cánh chân vịt
D = 1,2 (m) : Đƣờng kính chân vịt
max= 0,05 : Chiều dày tƣơng đối của profin tiết diện, tmax = (0,05 - 0,1)
m' = 1,5
: Hệ sô phụ thuộc vào kiểu tàu đối với tàu kéo m' = 1,5
T = 247,45 (kG) : Lực đẩy chân vịt
Để đảm bảo điều kiện bền chân vịt ta chọn min = 0,35
Ta có bảng tính chọn chân vịt dựa vào đồ thị bể thử Wageningen 3.35
C' = 0,065
Bảng 8-3 Tính chọn chân vịt tàu
TT
Đại
lƣợng
Đơn
vị
1
VT
HL/h
1
2
3
4
5
6
7
8
2
Va
HL/h
0,83
1,66
2,49
3,32
4,15
4,98
5,81
6,64
3
Vp
m/s
0,43
0,85
1,28
1,71
2,13
2,56
2,99
3,42
4
K''n
0,09
0,2
0,33
0,48
0,63
0,79
0,96
1,14
5
J
0,14
0,17
0,182
0,19
0,208
0,21
0,237
0,245
6
D
0,27
0,44
0,62
0,79
0,9
1,07
1,1
1,22
m
Giá trị
105
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
7
H/D
0,49
0,51
0,52
0,515
0,52
0,525
0,53
0,534
8
p
0,1
0,18
0,24
0,28
0,299
0,31
0,312
0,315
9
T
kG
3857,44 3512,54
3110,1
2716
2328,4
2008,58
1730,8
1527,8
10
Te
kG
3471,7
3161,28
2799,1
2444,4
2095,6
1807,72
1557,7
1375
11
R
kG
3,42
14,60
34,53
65,54
108,12
160,82
222,71
293,76
12
Z0
kG
2378,86
1987,5
1646,91 1335,03 1081,22
3468,28 3146,69 2764,52
Căn cứ vào bảng tính ta có các thông số của chân vịt
Đƣờng kính chân vịt :
Tỷ số
Hiệu suất
Tỷ số mặt đĩa
D = 1,1 m
H/D = 0,53
p = 0,312
= 0,35
8.3. XÂY DỰNG BẢN VẼ CHÂN VỊT
Các thông số của chân vịt
Đƣờng kính chân vịt D = 1,1 m
Hiệu suất chân vịt = 0,312
Tỷ số bƣớc chân vịt H/D = 0,53
Góc nghiêng cánh chân vịt = 12 độ
Tỷ số bƣớc chân mặt đĩa = 0,35
Số vòng quay chân vịt n = 11,43 v/s
Chiều dày cánh tại đƣờng tâm trục e0 =0,045D = 0,05 mm
Chiều dày cánh tại đỉnh cánh eđ = 0,003D = 0,0033
mm
Chiều rộng lớn nhất của cánh tại 0,6r = 0,3006D = 0,331 mm
Hình 8-1 Xác định các thông số của cánh chân vịt
106
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
8.3.1. Xây dựng bảng tính hình bao duỗi phẳng
Bảng 8-4 Hoành độ để vẽ đƣờng bao cánh chân vịt 2 và 3 cáh B-Wageningen
r/R
Từ trục ra
mép theo
Từ trục ra
mép dẫn b1
Toàn bộ
chiều rộng
cánh
Khoảnh
cách điểm
chiều dày
lớn nhất
đến mép
đạp theo %
của chiểu
rộng cánh
b2
Chiều dày
cánh tỉ lệ
theo đƣờng
kính
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
28,68
32,67
36,62
40,53
44,2
46,97
48,22
45,46
20,17
46,05
51,24
54,91
56,52
55,8
52,22
44,63
30,31
-
74,73
83,91
91,53
97,05
100,
99,19
92,85
75,77
-
35,00
35,00
35,00
35,50
38,9
44,20
47,80
50,00
-
0,0406
0,035
9
0,031
2
0,026
5
0,021
8
0,017
1
0,012
4
0,007
7
0,003
5
Bảng 8-5 Hoành độ chân vịt tại các tiết diện
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
x1
95
108
121
134
146
155
160
150
67
x2
152
170
182
187
185
173
148
100
-
bm
247
278
303
321
331
328
308
250
-
44,7 39,5
34,3
29,2
24
18,8 13,6
8,5
3,9
106
114
129
145
125
-
r/R
Chiều rộng
tƣơng
đối ở 0,6r
Chiều dày cánh lớn
nhất
Khoảng cách từ chiều
dài max đến mép đạp
86
97
147
x1: khảng cánh từ tâm cánh tới mép thoát (mm)
x2: khảng cánh từ tâm cánh tới mép đạp (mm)
Bảng 8-6 Trị số xác định chiều dày tại các tiết diện
107
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
t/R
Từ điểm dày nhất đến mép thoát %
100
80
60
40
20
Từ điểm dày nhất đến mép dẫn %
20
40
60
80
90
95
100
Mặt hút
0,2
-
53,35
72,65
86,9
96,45
98,6
94,5
87
74,4
64,35 56,95
-
0,3
-
50,95
71,6
86,8
96,3
98,4
94
85,8
72,5
62,65
54,9
-
0,4
-
47,7
70,25
86,55
97
98,2
93,25
84,3
74,4
64,35 56,95
-
0,5
-
43,4
68,4
86,1
96,95
98,1
92,4
82,3
72,5
62,65
54,9
-
0,6
-
40,2
67,15
85,4
96,8
98,1
91,25
79,35
70,4
60,15
52,2
-
0,7
-
39,4
66,9
84,9
96,65
97,6
88,8
74,9
67,7
56,8
48,6
-
0,8
-
40,95
67,8
85,3
96,7
97
85,3
68,7
63,6
52,2
43,35
-
45,15
70
87
97
97
87
70
57
44,2
35
-
0,45
2,3
5,9
13,45
20,3
26,2
40
0,05
1,3
4,6
10,85
16,55
22,2
37,55
0,3
2,65
7,8
12,5
17,9
34,5
0,7
4,3
8,45
13,3
30,4
0,8
4,45
8,4
24,5
0,4
2,45
16,05
0,9
Mặt đẩy
0,2
30
18,2
10,9
5,45
0,3
25,35
12,2
5,8
1,7
0,4
17,85
6,2
1,5
0,5
9,07
1,75
0,6
5,1
1,55
0,7
0,8
7,4
Bảng 8-7 Giá trị chiều dày của pfoil tại các tiết diện
r/R
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
0,2
Từ điểm dày nhất đến mép thoát %
tmax
100
80
60
40
20
Mặt hút
23,8 32,5 38,8 43,1
20,1 28,3 34,3 38,0
16,4 24,1 29,7 33,3
12,7 20,0 25,1 28,3
9,6 16,1 20,5 23,2
7,4 12,6 16,0 18,2
5,6
9,2 11,6 13,2
3,8
6,0
7,4
8,2
Mặt đẩy
13,4 8,1
4,9
2,4
0,7
20
Từ điểm dày nhất đến mép dẫn % tmax
40
60
80
90
95
100
44,1
38,9
33,7
28,6
23,5
18,3
13,2
8,2
42,2
37,1
32,0
27,0
21,9
16,7
11,6
7,4
38,9
33,9
28,9
24,0
19,0
14,1
9,3
6,0
0,2
1,0
2,6
33,3 28,8
28,6 24,7
25,5 22,1
21,2 18,3
16,9 14,4
12,7 10,7
8,6
7,1
4,8
3,8
Mặt đẩy
6,0
9,1
25,5
21,7
19,5
16,0
12,5
9,1
5,9
3,0
-
11,7
17,9
108
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
10,0
6,1
2,6
1,2
-
4,8
2,1
0,5
-
2,3
0,5
-
0,7
-
-
0,0
-
0,5
0,1
-
1,8
0,9
0,2
-
4,3
2,7
1,3
0,2
-
6,5
4,3
2,5
1,1
0,1
-
8,8
6,1
3,9
2,0
0,5
-
14,8
11,8
8,9
5,9
3,0
1,0
0,95
d/c
Bảng 8-8 Trị số tính đƣờng kính lƣợn mép đạp, mép thoát.
r/R
0,2
Mặt đạp
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
0,363 0,361 0,355 0,347
0,340
0,335 0,333 0,264 0,260
-
Mặt thoát 0,073 0,076 0,088 0,104
0,126
0,157 0,200 0,264 0,340
-
Bảng 8-9 Giá trị đƣờng kính lƣợn tại mép đạp, mép thoát
r/R
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
0,95 d/c
Mặt đạp
16,23 14,26
12,18
10,13
8,16 6,30 4,53 2,24 1,01
-
Mặt thoát
3,26
3,02
3,04
3,02 2,95 2,72 2,24 1,33
-
3,00
8.3.2. Xây dựng củ chân vịt
Độ côn của của chân vịt: k = 15
Đƣờng kính trung bình của củ: do = 0,167D = 0,184 (m )
Chiều dài củ: lc = 2do= 0,368
Chọn lc = 0,37 m
Đƣờng kính trƣớc và sau củ:
k t s
(8-13)
lc
0, 37
0, 025
15
15
t+s = 2d0 = 2.0,184 = 0,368
t = 0,197 Đƣờng kính trƣớc củ
s = 0,171 Đƣờng kính sau củ
Đƣờng kính phân côn trục chân vịt lắp với củ chân vịt:
Đường kính lớn của trục:
P
300
d1 =dB =100 3 E +0,25.D=100 3
+0,25.1,1=76,179 (mm)
n
686
Trong đó :
PE =300 HP : Công suất động cơ
n =686 v/p : Vòng quay của chân vịt
D = 1,1 m : Đƣờng kính chân vịt
(8-14)
109
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Đường kính nhỏ trục chân vịt
d2=d1-k.lc= 77-0,067. 370 = 53,3 mm chọn d2 = 53 mm
(8-15)
Chiều dài lỗ khoét giảm trọng lƣợng củ
l'c = (0,3÷0,37)lc = 0,35lc=0,35.0,37 = 0,13 m
(8-15)
- Chiều dài mũ thoát nƣớc :
l' = (0,14÷0,17)lc = 0,15lc= =,15.0,37 = 0,055 m
(8-16)
- Chiều dày mũ thoát nƣớc t= ( 10 ÷15) mm chọn t = 10 mm
8.3.3. Xác đinh bán kính góc lượn
- Bán kính tiếp tuyến giữa mặt đạp và củ chân vịt R1=0,03D = 0,03.1,1 = 0,33 m
- Bán kính tiếp tuyến giữa mặt hút và củ chân vịt : R2=0,04D = 0,04.1,1= 0,044
- Bán kính cánh Rđ=0,15D = 0,165 m
- Mép dẫn : Đƣờng kính không nhỏ hơn (3-5) mm vì điều kiện công nghệ và sức
bền cục bộ nên chọn d = 5mm
- Mép theo: mép nhọn để tránh hiện tƣợng cộng hƣởng ân thanh.
- Khoảng cách từ mặt đĩa đến mút của cánh chân vịt mR = RtanR = 0,117
8.3.4. Chọn then
- Chọn vật liệu làm then:chọn thép có d 100 MPa ; c 30 MPa làm then
chân vịt
-
lt = (0,9 ÷ 0,95)lc = 0,333 ÷0,352
bt = (0,25÷0,3)dB = 19,250 ÷ 23,100
ht = (0,5÷0,6)bt = 11,500÷13,800
-
Chọn: 340 ( mm) Chiều dài then.
Chọn: 23 (mm) Chiều rộng then.
Chọn: 13
(mm) Chiều cao then.
Nghiệm bền then
Ứng suất dập của then tính theo công thức
2.Q
2.2265,092
(8-17)
=
=33,27 (MPa)
lt .d1.t 2 5,2.77.34
Trong đó
g.P
Q : moment xoắn truyền qua mối ghép của then Q 716, 2. D 2265, 092(Nm)
t = t =0,4h = 5,2 mm Độ ngập sâu của then trong củ chân vịt.N
ζd =
2
2
t
d1 = 77 mm Đƣờng kính trục chân vịt
lt = 34 mm Chiều dài then
Ứng suất uốn của then tính theo công thức
c
2.Q
2.2265, 092
7,5( Nm)
lt .d1.bt 0, 023.0,34.0, 077
(8-18)
Kết luận : Then thõa mãn điều kiện bền theo quy định của quy phạm
8.3.5. Xây dựng tam giác đúc
Tam giác đúc chân vịt dùng trong công nghệ đúc chân vịt là tam giác bƣớc của
chân vịt tại bán kính 1,1R và 1,2R
R =D/2 = 550 m
Rmin = 1,1.R = 605 (mm)
Rmax = 1,2.R = 660 (mm)
110
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
Chọn R = 650 (mm)
Ta tính toán các thông số sau
mR = Rtgtg
mf =
Rf
650
.mR =
.116,9=138,17
R
550
(8-19)
(8-20)
(8-21)
H / Z = (H/D).D/Z = 0,53.1,1.1000/3 = 194,33
2π.R f
φ
2π.650 30
. 1 =
.
=567,23
Z φ1 +φ2
3
30+42
2π.R f φ2
2π.650 42
lφ2 =
.
=
.
=794,12
Z φ1 +φ2
3
30+42
lφ1 =
(8-22)
(8-23)
8.3.6. Kiểm tra sức bền chân vịt
8.3.6.1. Tính khối lượng chân vịt
Khối lƣợng chân vịt đƣợc tính theo công thức (Trang 578-[2])
G=
_
γ.D2 .Z.b
t
[6,2+2.104 .(0,71- r k ). ]+0,59.γd o2lc (kg)
4
4.10
D
(8-24)
Trong đó
=8350 (kg/m3) :Khối lƣợng riêng của vật liệu làm chân vịt
b =0,331(m): Chiều rộng cánh tại tiết diện r = 0,6R
t =0,024(m) : Chiều dày lớn nhất tại tiết diện r = 0,6R
do =0,184 (m) :Đƣờng kính trung bình của củ chân vịt
lc = 0,37 (m) Chiều dài củ chân vịt
rk: Bán kính tƣơng đối tại góc cánh rk = do/D = 0,17 (m)
Thay số ta đƣợc G = 122,37 (kg)
8.3.6.2.
Kiểm tra bền chân vịt theo quy phạm
Chiều dày cánh: theo Quy phạm 7.2.1 phần 3(Trang 307-[5]) thì chiều dày cánh
chân vịt tại bán kính 0,25R và 0,6R phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau:
t=
K1 H
.
.S.W (cm)
K 2 Z.N.l
(8-25)
Trong đó :
H=221 kW Công suất liên tục lớn nhất của máy
N= 100 = 7 (v/p/100) Số vòng quay liên tục lớn nhất chia cho 100
l: Chiều rộng tại bán kính đang xét
(cm)
K1 và K2: Hệ số tính theo công thức:
(8-26)
30,3
D
P'
E
D 2 .N 2
K1
P'
1 k1.( ) 2
D
.(k2 .
P
k3 .
D
)
K 2 K (k4 .
to
k5 ).
1000
Trong đó
P': Bƣớc tại bán kính đang xét
(m)
111
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
P: Bƣớc tại bán kính 0,7R; P = 0,7.(H/D).D = 0,408
K: Hệ số tra trong quy phạm, tra bảng 3/7.2 tr 63 Tập 4 1,25
E= 0,117 Độ nghiêng đầu mút cánh
to=0,05: Chiều dày cánh tại đƣờng tâm trục
ki: Hệ số tra theo bảng 3/7.1 Tập 4 (Trang 62 –[5])
Bảng 8-10 Xác định hệ số ki
STT
1
2
Vị trí
0,25R
0,6R
k1
1,62
0,281
k2
0,368
0,113
k3
0,239
0,022
k4
1,920
1,240
k5
1,71
1,09
S: Hệ số liên quan đến tăng ứng suất thời tiết đƣợc tính theo công thức:
D
(8-26)
S=0,095. S +0,677=0,81
dS
DS = 2,53 m Chiều cao tàu dùng trong tính toán sức bền
dS=1,78 m Chiều chìm chở hàng
W hệ số liên quan đến ứng suất đổi dấu
A 2 .A3 +A 4 .A1.
W=1+1,724.(
A3 +A 4. .
P'
D
P'
D)
(8-27)
Với các giá trị sau:
A1 =
C1 +1 C2 +ω
Δω
Δω
;A 2 =
;A3 =
ω+C1
ω+C2
C3 C2 +1 C1 +ω
Ae
D P
D
0,35
)+0,22 -1=
)+0,22 -1=1,229
(1,3-2
0,53(1,3-2
0,95P D
Z
0,95.0,48
3
A
D P
1,1
0,35
e
C2
0, 2 1 0,828
1,1 1,19 0, 2 1
1,1.0,53 1,19
0,95P D
Z
0,95P
3
C1 =
C3 0,122
P
0, 0236 0,122.0,53 0, 0236 0, 09
D
Với Nƣớc kèm trung bình định mức ở đĩa chân vịt đƣợc xác định :
ω=0,625.{0,04.(B/D+4). B/ds +CB}-0,527=0,1
(8-28)
B =5,55 m Chiều rộng tàu
CB = 0,47 hệ số béo thể tích
D=1,1 m Đƣờng kính chân vịt
Giá trị cực đại của dao động nƣớc kèm ở đĩa chân vịt tại 0,7R đƣợc tính nhƣ
sau :
Δω=7,32.{1,56-0,04.(B/D+4). B/ds -CB}.ω=0,41
(8-29)
Bảng 8-11 Tính giá trị của t theo quy phạm
112
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
Đại lượng
H
Z
N
l
D
k1
k2
k3
k4
k5
P0,7R
P'
K1
E
to
K
K2
S
A1
A2
A3
A4 (Tr_63 [5])
W
t
[t]
Tiết diện
0,25R
0,6R
Đơn vị
(kW)
221
221
(cánh)
3
3
(v/p/100)
7
7
(cm)
26,25345 33,124
(m)
1,1
1,1
1,62
0,281
0,368
0,113
0,239
0,022
1,920
1,240
1,71
1,09
(m)
0,408
0,408
(m)
0,15
0,35
30,59
9,31
(m)
0,117
0,117
(m)
(cm)
(cm)
0,05
1,25
0,88
0,81
0,31
0,44
125,73
3,52
1,76
4,21
4,23
0,05
1,25
1,01
0,81
0,31
0,44
125,73
1,26
1,76
2,04
2,4
Vậy chiều dày cánh chân vịt thõa mãn điều kiện bền
113
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
KẾT LUẬN
Các thông số của tàu đƣợc thiết kế đều thõa mãn các yêu cầu của quy phạm.
Thõa mãn các tính năng hàng hải của tàu nhƣ : Tính nổi, cân bằng - ổn định tàu …
Trong quá trình làm bài không khỏi tránh sai sót, em rất mong các thầy cô chỉnh
sửa để sau này em có kinh nghiệm cọ sát với thực tế hơn. Em xin chân thành cảm ơn
114
Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam
[1]
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Trần Công Nghị. “Thiết Kế Tàu Kéo, Tàu Đẩy”. TPHCM, 2010.
[2]
Nguyễn Đức Ân, Nguyễn Bân, Hồ Văn Bính, Hồ Quang Long, Trần Hùng Nam,
Trần Công Nghị và Dƣơng Đình Nguyên. “Sổ Tay Kĩ Thuật Đóng Tàu Thủy
Tập 1”. Hà Nội: NXB Khoa học kỹ thuật; 1978.
[3]
Phạm Tiến Tĩnh, Lê Hồng Bang và Hoàng Văn Oanh. “Lý Thuyết Thiết Kế Tàu
Thủy”. Hà Nội: NXB Giao Thông Vận Tải; 2006.
[4]
Trần Công Nghị. “Lý Thuyết Thiết Kế Tàu”. TPHCM, 2010.
[5]
Đăng Kiểm Việt Nam. “Quy Chuẩn Kỹ Thuật Quốc Gia Quy Phạm Phân Cấp
và Đóng Tàu Biển Vỏ Thép (QCVN 21:2010/BGTVT)”. Bộ Giao Thông Vận
Tải; 2010.
[6]
Nguyễn Đăng Cƣờng. “Thiết Kế & Lắp Ráp Thiết Bị Tàu Thủy”. TPHCM:
NXB Khoa Học Kĩ Thuật; 2000.
[7]
Trần Công Nghị. “Sổ Tay Thiết Kế Tàu Thủy”. Hà Nội: NXB Xây Dựng; 2008.
[8]
Đỗ Thị Hải Lâm. “Tĩnh Học Tàu Thủy”. Trƣờng Đại Học Hàng Hải; 2007.
[9]
Võ Duy Bông . “Thiết Kế Chân Vịt”. NXB Khoa Học Kĩ Thuật; 1978.
[10]
Trần Văn Duyên. “Động Lực Học Tàu Thủy”. Trƣờng Đại Học Hàng Hải; 2010.
115
[...]... [1]) Ta chọn cáp kéo làm từ sợi tổng hợp có đƣờng kính d= 28mm, lực đứt dây T = 26,4 T, lực kéo trên móc R = 4,2 T, hệ số an toàn k = 6,3 4.2.10.Móc kéo Móc kéo làm chỗ buộc dây kéo đáng tin cậy khi tàu phải kéo đối tƣợng kéo Trên móc kéo đƣợc gắn với lò xo giảm chấn 32 Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam Hình 4-1 Móc kéo 1 – móc kéo, 2 – chốt quay,... htt>hmin 20 Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam 3.1 Chương 3 XÂY DỰNG TUYẾN HÌNH LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ Xây dựng tuyến hình tàu là một khâu quan trọng trong quá trình thiết kế tàu Đƣờng hình dáng thân tàu có quan hệ trực tiếp tới tốc độ hành hải, tính ổn định , tính điều khiển và công nghệ đóng và sửa chữa con tàu Đƣờng hình tàu có thể đợc xây... (3-11) (3-12) Vậy tuyến hình tàu thiết kế thõa mãn 29 Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam 4.1 Chương 4 BỐ TRÍ CHUNG TOÀN TÀU KÍCH THƢỚC CƠ BẢN CỦA TÀU Bảng 4-1 Kích thƣớc cơ bản của tàu L= 20,9 m B= 5,55 m D= 2,53 m d= 1,78 m = 0.49 = 0.75 = 0.84 = 0.653 4.2 PHÂN KHOANG CHO TÀU 4.2.1 Phân khoang theo chiều dài tàu Khoảng sƣờn thực đƣợc xác... dài thiết kế Chiều rộng thiết kế Chiều cao mạn Chiều chìm thiết kế Đơn Vị Kí hiệu Tàu Sông Thu m m m m Ltk Btk D d 21.5 5,7 2,6 1,83 11 Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam 5 6 7 8 9 10 Hệ số béo thể tích Hệ số béo đƣờng nƣớc Hệ số béo sƣờn giữa Công suất Lƣợng chiếm nƣớc Vận tốc tự do HP T Hl/h Ne D V 0,47 0,75 0,80 350 108,52 9,7 12 Thiết. .. Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung Việt Nam Chương 2 KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU 2.1 XÁC ĐỊNH KÍCH THƢỚC VÀ TRỌNG LƢỢNG 2.1.1 Xác định chiều dài tàu Chiều dài tàu kéo ven biển đƣợc tính theo công thức tại (Trang 52 – [1]) Lpp A 1,36 Trong đó: P P 2 0, 022( ) 100 100 (2-1) A: Hệ số thực nghiệm tính chuyển từ tàu mẫu A = 17 Ltk : Chiều dài thiết kế của tàu (m)... 35% Kết luận: Các đặc tính của điều kiện tự nhiên vùng biển duyên hải miền trung , độ cao sóng trung bình là (0,71) m thích hợp cho hoạt động hàng hải các tàu bè cỡ nhỏ 1.3 TÀU MẪU Tàu mẫu là tàu có cùng công dụng, cùng cấp tàu và cùng vật liệu chế tạo Mặt khác tàu mẫu còn có các thông số kĩ thuật không khác xa tàu thiết kế Các thông số tàu mẫu đƣợc tóm tắt trong bảng sau: Bảng 1-1 Các thông số tàu. .. 2 2 1 4.2.16 .Thiết bị tín hiệu âm thanh Bảng 4-6 thiết bị âm thanh STT 1 2 Tên thiết bị Còi hơi Chuông điện Số lƣợng 1 1 4.2.17 .Thiết bị hàng hải Bảng 4-7 thiết bị hàng hải STT 1 2 3 4 5 6 Tên thiết bị Đồng hồ đo độ sâu Thƣớc đo mực nƣớc Thƣớc đo độ nghiêng La bàn từ Máy đo gió ống nhòm hàng hải Số lƣợng 1 1 1 1 1 2 34 Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung... 2010 4.2.13 .Thiết bị tín hiệu ban đêm Bảng 4-3 Thiết bị tín hiệu ban đêm TT 1 2 3 4 5 6 7 8 Tên thiết bị Đèn lái Đèn neo mũi Đèn hành trình Đèn pha Đèn nháy Đèn tín hiệu đỉnh cột Đèn kéo Đèn đậu Góc chiếu sáng 0 135 360 2250 Màu sắc trắng 3600 3600 trắng đỏ đỏ trắng trắng Số lƣợng 1 1 1 1 1 1 1 2 4.2.14 .Thiết bị cứu hỏa 33 Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền Trung... mạn khô tối thiểu theo quy phạm Chiều dài tàu (m) Mạn khô mm ... lực kéo móc R = 4,2 T, hệ số an toàn k = 6,3 4.2.10.Móc kéo Móc kéo làm chỗ buộc dây kéo đáng tin cậy tàu phải kéo đối tƣợng kéo Trên móc kéo đƣợc gắn với lò xo giảm chấn 32 Thiết kế tàu kéo biển. .. 4.2.17 Thiết bị hàng hải 34 Chƣơng TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÂN TÀU 35 5.1 VẬT LIỆU CHẾ TẠO VÀ HÌNH THỨC KẾT CẤU 35 5.2 TÍNH TOÁN KẾT CẤU 36 Thiết kế tàu kéo biển hạn... Chiều rộng thiết kế Chiều cao mạn Chiều chìm thiết kế Đơn Vị Kí hiệu Tàu Sông Thu m m m m Ltk Btk D d 21.5 5,7 2,6 1,83 11 Thiết kế tàu kéo biển hạn chế cấp II, công suất 300HP phục vụ ven biển miền