Bài giảng thiết bị mặt boong nguyễn thái vũ

Bài giảng Thiết bò Mặt boong PHẦN 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG LÁI Tổng quan 1.1 Nhiệm vụ thiết bò lái 1.1.1 Tính ăn lái tàu nhiệm vụ thiết bò lái Tính ăn lái tàu thủy khả chuyển động theo ý muốn người lái Điều có nghóa tàu phải có khả chuyển động theo hướng thẳng phải có khả thực loại quay trở cần thiết Vì tính ăn lái bao gồm hai lónh vực liên hệ mật thiết với tính ổn đònh hướng tính quay trở Tính ổn đònh hướng: khả giữ hướng tàu mà tham gia giữ hướng người lái với góc nghiêng bánh lái nhỏ Tính quay trở: khả thay đổi hướng phía tàu Qua đònh nghóa ta thấy tính ổn đònh hướng tính quay trở hai khái niệm tương phản Một tàu có tính ổn đònh hướng tốt có tính quay trở tồi ngược lại tàu có tính quay trở tốt tính ổn đònh hướng xấu Do nhà thiết kế có nhiệm vụ dung hòa mâu thuẫn đó, phải nhấn mạnh đặc tính cần thiết tàu cần thiết kế Tính ăn lái tàu phụ thuộc nhiều vào kích thước (L,B) hình dáng thân tàu, phần đuôi Tính ăn lái phụ thuộc nhiều vào phận ổn đònh cố đònh ky hông, ky đuôi… vào độ lớn số lượng chân vòt vò trí đặt chúng tàu Nhiệm vụ thiết bò lái đảm bảo tính ăn lái tàu cách tạo momen quay làm quay tàu quanh trục thẳng đứng qua trọng tâm tàu 1.1.2 Quá trình quay vòng tàu Quỹ đạo chuyển động trọng tâm tàu quay bánh lái góc  giữ nguyên bánh lái vò trí gọi đường quay vòng tàu Quá trình quay vòng tàu gồm giai đoạn: Giai đoạn : Là giai đoạn quay lái Bánh lái từ vò trí nằm mặt phẳng đối xứng tàu quay góc α (gọi góc quay lái) Áp lực thủy động P tác động lên bánh lái tăng dần thành phần P2 P ngược với chiều quay lái làm tàu dạt sang ngang Thành phần P1 P hướng ngược chiều tiến tàu làm giảm vận tốc tàu Momen Mt = P.l bắt đầu làm quay mũi tàu theo chiều quay lái Lực đẩy chân vòt PCV bò đổi hướng, đẩy tàu lệch khỏi hướng trước lúc quay lái Giai đoạn : Là giai đoạn chuyển động độ Bánh lái giữ cố đònh góc α Tàu quay quanh trục thẳng đứng qua trọng tâm tàu Góc mặt phẳng đối xứng tàu hướng vận tốc chuyển động trọng tâm tàu gọi góc lệch hướng β Góc β tăng đếnβmax đường kính quay vòng độ D giảm dần đến giá trò Dmin Giai đoạn : Là giai đoạn chuyển động xác lập, lúc góc lệch hướng β đường kính quay vòng D đạt giá trò cố đònh, kéo dài đến chừng bánh lái giữ góc quay lái α Trọng tâm tàu chuyển động đường tròn đường kính Dmin=Do Đường tròn gọi đường kính quay vòng xác lập ThS Nguyễn Thái Vũ Trang1 Bài giảng Thiết bò Mặt boong Đối với tàu cá: D=(4÷6).L Đối với tàu vận tải tàu khác : D=(6÷8).L Hình 1.1 Quá trình quay vòng tàu ThS Nguyễn Thái Vũ Trang2 Bài giảng Thiết bò Mặt boong 1.2 Các loại thiết bò lái phận chủ yếu thiết bò lái 1.2.1 Các loại thiết bò lái 1- Thiết bò lái dùng bánh lái loại thiết bò lái đơn giản phổ biến Bánh lái có dạng phẳng có profin lưu tuyến Khi tàu chạy thẳng bánh lái nằm mặt phẳng đối xứng tàu song song với mặt phẳng 2- Thiết bò lái dùng bánh lái chủ động để tăng tính quay trở tàu, tàu chạy tốc độ thấp, (đây loại bánh lái mà người ta lắp thêm vào chân vòt phụ.) Hình 1.2 Bánh lái chủ động với chân vòt lái phụ 1.gối đỡ dưới; 2.bánh lái; 3.ống đạo lưu; 4.đường trục chân vòt lái phụ; 5.trục lái; 6.động điện quay chân vòt lái; 7.máy lái; 8,10.mấu lắp ráp; 9.ổ đỡ chòu lực 3- Thiết bò lái dùng đạo lưu quay: Đạo lưu quay ống có profin lưu tuyến đặt bao quanh chân vòt Ngoài tác dụng lái tàu, đạo lưu phận thiết bò đẩy, có tác dụng cải thiện chất lượng đẩy chân vòt Ngoài thiết bò lái kể trên, có thiết bò lái kiểu nước: tàu ống phụt, người ta dùng thiết bò điều khiển dòng để tăng tính quay trở tàu, lùi tiến mà không cần thay đổi chế độ làm việc máy 1.2.2 Các phận thiết bò lái Thông thường thiết bò lái gồm phận sau : • Bánh lái (hoặc đạo lưu quay) trực tiếp chòu áp lực thủy động để lái tàu • Trụ lái phần sống đuôi tàu, có lề để lắp bánh lái • Trục quay bánh lái đạo lưu quay (gọi tắt trục lái ) truyền momen lái từ máy lái tới làm quay bánh lái đạo lưu quay • Máy lái phận tạo lực lái Máy lái: gồm có nguồn động lực (ở máy lái điện động điện, máy lái thủy lực cụm động điện – bơm thủy lực động thủy lực, máy lái tay vòng tay lái…), hệ truyền động (ở máy lái điện hộp giảm tốc, cặp bánh răng, xectơ cần lái, máy lái thủy lực đường ống thủy lực cần lái, máy lái tay dây lái vòng cung lái…), hệ điều khiển • Các thiết bò an toàn tín hiệu: Thiết bò góc quay lái, thiết bò giới hạn góc quay lái, thiết bò phanh hãm… ThS Nguyễn Thái Vũ Trang3 Bài giảng Thiết bò Mặt boong 1.3 Phân loại bánh lái đạo lưu quay 1.3.1 Phân loại bánh lái: Theo cách liên kết bánh lái vỏ tàu : - Bánh lái đơn giản (kiểu I,III): bánh lái có gối đỡ phía gối đỡ phía bánh lái Ngoài thêm gối trung gian - Bánh lái nửa treo (kiểu II): bánh lái có phần làm việc đoạn côngxôn - Bánh lái treo (kiểu IV): bánh lái liên kết với vỏ tàu qua gối trục lái Theo vò trí bánh lái so với đường tâm quay : - Bánh lái cân : bánh lái có đường tâm quay chia bánh lái thành hai phần Momen quay áp lực thủy động tác dụng lên phần sau cân áp lực thủy động tác dụng lên phần trước - Bánh lái không cân : bánh lái có đường tâm quay nằm sát cạnh trước bánh lái Momen áp lực thủy động tác dụng lên bánh lái truyền hoàn toàn lên trục lái - Bánh lái bán cân bằng: bánh lái có phần nhô phía trước trục lái gây đối trọng Theo số chốt liên kết : gồm bánh lái chốt bánh lái nhiều chốt Các bánh lái đơn giản bánh lái nửa treo liên kết với sống đuôi tàu hay nhiều chốt lề Hình 1.3 Các loại bánh lái ThS Nguyễn Thái Vũ Trang4 Bài giảng Thiết bò Mặt boong Bánh lái Bánh lái đơn giản Không cân Bánh lái treo Cân Một chốt Một chốt Hai chốt Hai chốt Nhiều chốt Trụ lái rời Cân Bánh lái treo Cân Một chốt Hai chốt Hình 1.4 Sơ đồ phân loại bánh lái 2.3.2 Phân loại đạo lưu quay Đạo lưu quay phân loại sau: 1- Theo dạng cánh ổn đònh: - Đạo lưu quay có cánh ổn đònh cố đònh - Đạo lưu quay có cánh ổn đònh quay 2- Theo chiều dài tương đối đạo lưu Lđl: - Đạo lưu ngắn Lđl = (0,5 ÷ 0,6)D - Đạo lưu dài Lđl = (0,7 ÷ 0,9)D 3- Theo hình dạng đạo lưu: - Đạo lưu không đối xứng trục: Đạo lưu không đối xứng trục có kiểu : không đối xứng theo chiều dày profin không đối xứng theo dạng profin Chiều dày profin phía đạo lưu làm lớn phía để gia cường chỗ liên kết với trục lái Đạo lưu quay không đối xứng trục có tác dụng làm giảm dao động vỏ tàu, phân tải phần phần chân vòt, đồng thời giảm tải dao động chân vòt truyền vào trục chân vòt ThS Nguyễn Thái Vũ Trang5 Bài giảng Thiết bò Mặt boong Hình 1.5 Ống đạo lưu quay a) loại thường; b) loại treo Theo chiều dày profin Theo dạng profin Không đối xứng trục Đối xứng trục Ngắn Lđl = 0,5-0,6 Dài Lđl = 0,7-0,9 Cánh ổn đònh quay Cánh ổn đònh cố đònh Đạo lưu quay Hình 1.6 Sơ đồ phân loại đạo lưu 2.4 Bố trí bánh lái, đạo lưu quay tàu : 2.4.1 Các kiểu bố trí Tàu chân vòt có kiểu bố trí sau: Kiểu : Bánh lái đặt sau chân vòt mặt phẳng đối xứng tàu Kiểu : Bánh lái đặt sau đạo lưu cố đònh mặt phẳng đối xứng tàu Kiểu : Đạo lưu quay có cánh ổn đònh quay Kiểu thường sử dụng phổ biến Tàu hai chân vòt có kiểu bố trí sau : Kiểu : Một bánh lái đặt mặt phẳng đối xứng Kiểu : Mỗi chân vòt bánh lái Kiểu : Hai bánh lái tiến đặt sau hai bánh lái lùi đặt trước chân vòt ThS Nguyễn Thái Vũ Trang6 Bài giảng Thiết bò Mặt boong Kiểu : Mỗi chân vòt có đạo lưu cố đònh bánh lái đặt sau đạo lưu Kiểu : Mỗi chân vòt có đạo lưu cố đònh chung bánh lái đặt mặt phẳng đối xứng Kiểu 6: Hai đạo lưu quay đồng có cánh ổn đònh, bánh lái đặt mặt phẳng đối xứng Kiểu : Hai đạo lưu có cánh ổn đònh quay độc lập Kiểu dùng không phổ biến Kiểu tốt dùng tàu biển tàu nội thủy Kiểu dùng Tàu có đạo lưu quay dễ bò đảo lái tàu đổi chiều chạy Kiểu nhằm khắc phục nhược điểm Đặt bánh lái mặt phẳng đối xứng hai đạo lưu quay tàu sông – biển tàu nội thủy (với góc bẻ lái lớn gấp 1,5 lần góc quay đạo lưu) cải thiện tính ổn đònh hướng, tính ăn lái tàu chạy theo quán tính tàu đổi chiều chạy Kiểu làm tăng tính động tàu tốc độ tiến lùi, bố trí lái kiểu có đặc tính thủy động vượt hẳn kiểu bố trí lái khác Ngoài có kiểu bố trí tới 2-3 bánh lái sau chân vòt tàu hai chân vòt Ví dụ kiểu bố trí bánh lái quay đồng phổ biến tàu sông Tây Âu Công suất để quay bánh lái 1/3 công suất quay bánh lái có diện tích tổng diện tích bánh lái Hai bánh lái bên đặt dòng đẩy Bánh lái đặt mặt phẳng đối xứng dòng đẩy chân vòt 2.4.2 Các yêu cầu vò trí bánh lái Bánh lái phải nằm dòng đẩy chân vòt Hệ số tải chân vòt phần diện tích bánh lái nằm dòng đẩy chân vòt, hệ số lớn hiệu bánh lái cao Khoảng cách a mép trước bánh lái mép cánh chân vòt không nhỏ 0,3m chiều dài tàu 120m (đo cách trục chân vòt khoảng 0,7.Rcv - Rcv bán kính chân vòt) Nếu chiều dài tàu lớn nhỏ 120m khoảng cách a tương ứng tăng giảm Hình 1.7 Yêu cầu vò trí bánh lái 0,025m ứng với đoạn 15m thay đổi chiều dài Trò số a nhỏ dao động vùng đuôi tàu tăng Khi tàu toàn tải, bánh lái phải ngập hoàn toàn nước Khoảng cách lớp nước phía bánh lái b không nhỏ 0,25 hb1 (tàu sông - biển) 0,125 hb1 (tàu chạy hồ), hb1 chiều cao bánh lái Tàu sông cấp “C” “D” mặt bánh lái cao đường nước chở hàng khoảng (0,05-0,1) hb1 không 350mm ThS Nguyễn Thái Vũ Trang7 Bài giảng Thiết bò Mặt boong Mặt bánh lái cân cân không thấp mép cánh chân vòt (c>0) Ở tàu có tốc độ trung bình, trục quay bánh lái phải vuông góc với mặt phẳng tàu nằm mặt chứa đường tâm quay chân vòt Ở tàu cao tốc hai chân vòt, bánh lái nên đặt dòch sang phía mạn chân vòt có hướng quay đặt dòch vào chân vòt có hướng quay vào Khi bánh lái không rơi vào vùng xoáy Khi quay hết lái sang bên mạn, mép sau bánh lái không vượt giới hạn chiều rộng tàu Nếu bánh lái treo cân hàn với trục lái chiều cao bánh lái phải chọn cho tháo bánh lái sửa chữa 2.4.3 Chọn kiểu thiết bò lái a chọn kiểu thiết bò lái Kiểu bánh lái phụ thuộc điều kiện sử dụng tàu lượng dãn nước tàu Loại bánh lái có hiệu cao mà công suất lái thấp bánh lái kiểu cân đơn giản Bánh lái cân thường dùng tàu hàng trọng tải lớn Trên tàu dùng bánh lái không cân công suất máy lái lớn Về đặc tính thủy động, kiểu bánh lái nửa treo kiểu bánh lái cân đơn giản Tuy nhiên bánh lái kiểu treo bò hư hỏng tàu qua luồng lạch cạn bánh lái va đập với vật khác Ngoài dùng bánh lái nửa treo ổ trục lái nhỏ, tàu lớn công nghệ chế tạo đơn giản Bánh lái nửa treo dùng rộng rãi tàu chân vòt, đặc biệt tàu cỡ trung bình Bánh lái cân nửa treo bánh lái không cân dùng nhiều tàu hàng chân vòt cỡ trung bình nhỏ ( 600 ≤ DW ≤800 tấn) Các tàu thường chạy tuyến ven biển, luồng lạch cạn, cần thiết bò lái có độ tin cậy cao hư hỏng Đạo lưu quay dùng để cải thiện chất lượng đẩy chân vòt, đồng thời để tạo lực lái, đảm bảo tính ăn lái tàu Do chọn phương án tính toán thiết kế đạo lưu quay cần ý thỏa mãn hai công dụng nói P  n D M Hệ số momen: K =  ncv2 D Hệ số lực đẩy: K = cv Trong đó: ncv-số vòng quay chân vòt (V/S) D-đường kính chân vòt (m); ρ-mật độ nước (kg/m3) b Chọn số lượng bánh lái Số lượng bánh lái phụ thuộc kiểu tàu, đặc trưng hình học, số trục chân vòt, yêu cầu tính ăn lái độ tin cậy cụm thiết bò lái – đẩy Các tàu biển chở hàng không bò giới hạn chiều chìm thiết bò đẩy chân vòt hiệu Khi thiết bò lái bánh lái đặt mặt phẳng đối xứng ThS Nguyễn Thái Vũ Trang8 Bài giảng Thiết bò Mặt boong Vì lực ngang bánh lái cho ta mô men quay tàu tỷ lệ thuận với bình phương tốc độ dòng chảy bánh lái, bánh lái phải đặt dòng sau chân vòt Do tàu nhiều chân vòt thường có nhiều bánh lái Ngoài điều kiện thủy động học, yếu tố kết cấu có ý nghóa quan trọng (đặt máy lái) Ưu điểm chủ yếu hệ thống lái – đẩy dùng đạo lưu quay Ưu điểm Với tàu có hệ số công suất chân vòt Bcv  40, đạo lưu làm tăng hiệu suất đẩy chân vòt (có thể lên tới 40%) Theo số liệu thống kê tàu có hệ số lực đẩy chân vòt δcv ≥ 2,5 dùng đạo lưu chắn có lợi tăng hiệu suất đẩy Các tàu có δcv nhỏ (δcv < 1) dùng đạo lưu quay làm giảm hiệu suất đẩy chân vòt Bảng thống kê sau cho hệ số công suất Bcv hệ số lực đẩy δcv chân vòt số loại tàu Bảng 1.1 Bảng thống kê hệ số δcv Bcv Loại tàu cv Tàu hàng chân vòt 1,0 ÷ 2,5 Tàu ven biển 2,5 ÷ 4,0 Tàu dầu 2,5 ÷ 5,0 Tàu đánh cá 4,0 ÷ 8,0 Tàu kéo 8,0 Bcv 15 ÷ 35 35 ÷ 60 35 ÷ 70 60 ÷ 100 80 Các tàu có chiều chìm nhỏ (tàu ven biển, tàu nội thủy, tàu sông - biển) thường có hệ số công suất chân vòt cao Do tàu thường bố trí đạo lưu quay phối hợp thích đáng với tuyến hình đuôi tàu Các tàu kéo hầu hết dùng đạo lưu quay Đường kính tối ưu chân vòt có đạo lưu giảm khoảng 10% so với đường kính chân vòt đạo lưu Thiết bò lái dùng đạo lưu tạo lực nâng thủy động lớn khoảng 40% so với lực nâng bánh lái có diện tích hình chiếu đứng Tăng tính động tàu vùng nước chật hẹp tàu chạy tốc độ thấp, loại tàu kéo, đẩy cần có tính động cao Đặc biệt tàu hai chân vòt có hai đạo lưu quay độc lập, phối hợp hai đạo lưu cho tàu chạy dạt ngang quay tàu chỗ Dễ tháo lắp chân vòt Trọng lượng giá thành hệ chân vòt – đạo lưu quay nhỏ trọng lượng giá thành hệ ThS Nguyễn Thái Vũ Trang9 Hình 1.8 so sánh hiệu suất tối ưu kiểu thiết bò đẩy Bài giảng Thiết bò Mặt boong chân vòt – đạo lưu cố đònh – bánh lái Trên hình 1.8 cho biết phạm vi hợp lý dùng đạo lưu Vùng hợp lý để dùng đạo lưu vùng mà đường cong hiệu suất đẩy chân vòt đạo lưu (1) nằm đường cong hiệu suất đẩy chân vòt có đạo lưu (2), (3) Nhược điểm Thể tích chiếm chỗ hệ chân vòt – đạo lưu quay lớn hệ chân vòt - bánh lái (đường kính cửa vào đạo lưu lớn tối ưu lớn đường kính tối ưu chân vòt không đạo lưu khoảng 3÷4% với hệ số Bcv) Kết cấu không chắn đạo lưu cố đònh, bánh lái nhiều chốt Dễ làm kẹt chân vòt ổ chặn đạo lưu trục lái bò mòn Độ cứng thấp, dễ bò dao động cục Khó chế tạo bánh lái, độ xác chế tạo lắp ráp cao bánh lái Hình 1.9 Vò trí đạo lưu quay hai chân vòt làm việc ngược chiều a) Quay vòng: 1,2 quay phải (1) quay trái (2) tàu tiến đạo lưu; 3,4 quay trái (3) quay phải (4) tàu tiến hai đạolưu; 5,6 quay trái (5) quay phải (6) tàu lùi hai đạo lưu b) Quay tàu chỗ: 7,8 quay đuôi sang phải (7) sang trái (8) hai đạo lưu; quay đuôi sang phải (9) sang trái (10) đạo lưu; 11,12 quay mũi sang trái (11) sang phải (12) hai đạo lưu c) Dạt ngang: 13,14 cho tàu dạt sang trái (13) sang phải (14) hai đạo lưu ThS Nguyễn Thái Vũ Trang10 Bài giảng Thiết bò Mặt boong Hình 4.12 Cẩu xuồng lắc cần cong 1.cần; 2.cơ cấu lái cần; 3.giá; 4.cột chống chéo; 5.ổ chân cần;6.móc cẩu; 7.tay quay; 8.ròng rọc dẫn hướng Cẩu xuồng lắc có vòi: kết cấu cẩu xuồng cần cong hệ palăng cẩu xuồng không lắp trực tiếp đầu cần mà lắp đầu vòi (vòi lắp lề đầu cần giữ dây giằng giới hạn quay vòi) Nhờ kết cấu hệ cần, vòi, dây giằng mà cẩu xuồng loại có tầm với lớn lúc đưa xuồng từ boong mạn xuồng di chuyển mặt phẳng nằm ngang Nguyên lý làm việc kết cấu loại cần trục giống cần trục chân đế có vòi thường dùng cảng Các phận khác cần trục cấu tạo tương tự cần trục lắc khác ThS Nguyễn Thái Vũ Trang100 Bài giảng Thiết bò Mặt boong Hình 4.13 Cẩu xuồng lắc có vòi 1.giá; 2.cần; 3.tời quay tay; 4.cơ cấu lắc cần; 5.dây dằn giới hạn quay vòi; 6.vòi; 7.cáp nâng; 8.móc khuyên c Cẩu xuồng trọng lực Hiện đội tàu biển dùng nhiều cẩu xuồng trọng lực Ưu điểm cẩu xuồng trình hạ xuồng đưa xuồng từ boong mạn tiến hành nhờ tự trọng xuồng mà không cần tác động vào (kể quay tay) Quá trình hạ xuồng tiến hành xuồng đầy người với thời gian ngắn Cẩu xuồng trọng lực có nhiều loại nhiều sơ đồ kết cấu khác nhau, loại bản: Cẩu xuồng có lăn Cẩu xuồng có lăn di chuyển đường ray dẫn hướng boong tàu Ray dẫn hướng hai đường ray khác ThS Nguyễn Thái Vũ Trang101 Bài giảng Thiết bò Mặt boong Hình 4.14 Cẩu xuồng có lăn di chuyển ray dẫn hướng 1.xuồng; 2.cần vò trí hạ xuồng; 3.dây chằng; 4.cần vò trí đặt xuồng boong; 5.dây cáp; 6.ray dẫn hướng Hình 4.15 Cẩu xuồng có lăn di chuyển hai ray dẫn hướng 1.giá; 2.bộ giữ cần; 3.cần; 4.dây cáp; 5.khối ròng rọc nâng xuồng; 6.đệm; 7.dây chằng; 8.ròng rọc dẫn hướng ThS Nguyễn Thái Vũ Trang102 Bài giảng Thiết bò Mặt boong Cẩu xuồng có lề Gồm hai loại: Loại lề loại hai lề Loại lề (hình 4.16.) trình đưa xuồng từ boong mạn tiến hành cần quay quanh lề ổ chân cần Loại hai lề (hình 4.17) trình phức tạp Đầu tiên tay đòn quay quanh lề sau đến vò trí tới hạn (tay đòn nằm ngang mặt boong) cần quay quanh lề trước với tay đòn Vò trí giới hạn cần giới hạn giây giằng nối từ cần đến lề sau tay đòn Hình 4.16 Cẩu xuồng lề 1.cẩu xuồng; 2.cáp nâng xuồng; 3.ròng rọc nâng xuồng; 4.giá Hình 4.17 Cẩu xuồng hai lề 1.xuồng; 2.cáp cứu sinh; 3.khối ròng rọc nâng xuồng; 4.cần vò trí hạ xuồng; 5.dây chằng; 6.cần vò trí đặt xuồng boong; 7.đệm; 8.quỹ đạo dòch chuyển xuồng; 9.thiết bò chằng xuồng ThS Nguyễn Thái Vũ Trang103 Bài giảng Thiết bò Mặt boong Cẩu xuồng có lề lăn Đưa xuồng mạn vào boong nhờ chuyển động phức tạp cần - vừa chuyển động lăn, vừa quay quanh lề Trong loại cẩu xuồng trọng lực trên, cẩu xuồng có lề làm việc tin cậy, kết cấu đơn giản cẩu xuồng có lăn Cẩu xuồng có hai lề có ưu điểm lề kích thước chiều cao chúng nhỏ hơn, kết cấu loại lề đơn giản Các đặc tính cẩu xuồng trọng lực cho bảng (1.2.1.3.) Hình 4.18 Cẩu xuồng có lăn lề Các loại cẩu xuồng khác Ngoài ba loại cẩu xuồng trình bày người ta dùng nhiều loại cẩu xuồng đặc biệt khác tàu loại có ưu điểm riêng Cẩu xuồng "Devon" (hình vẽ 4.19) cho phép đưa người lên xuống xuồng vò trí Các thao tác nâng hạ xuồng thủy thủ xuồng điều khiển Hình 4.19 Cẩu xuồng 1.cáp nâng; 2.áo phủ; 3.cần; 4.thanh điều chỉnh tốc độ hạ; 5.xe con; 6.tay đòn nhả dây chằng; 7.ray dẫn hướng; 8.dây điều chỉnh tốc độ hạ Cẩu xuồng không cao chiếm diện tích lớn Ưu điểm cẩu xuồng hệ thống liên kết xuồng, nhờ có hệ thống mà xuồng không bò lắc tàu chòng chành ThS Nguyễn Thái Vũ Trang104 Bài giảng Thiết bò Mặt boong Kết cấu đặc biệt cẩu xuồng Vrenqdehil (hình 4.20) cho phép hạ xuồng tàu nghiêng góc độ Xe mang xuồng có bánh xe lăn chạy theo mạn tàu xuống nước Xuồng giải phóng khỏi xe hoàn toàn rơi xuống nước Hình 4.20 Cẩu xuồng Vrenqdenhil Hình 4.21 Cẩu xuồng Sectơ “ Velin” 1.sectơ; 2.ray dẫn hướng; 3.bánh xe Cẩu xuồng xectơ "Velin": có cấu tạo xectơ phần cần ăn khớp với liên kết với boong Chuyển động cần giới hạn lăn lăn theo ray dẫn hướng Cẩu xuồng có chiều cao nhỏ tầm với lớn Cẩu xuồng kiểu ROS: làm việc có độ tin cậy cao cẩu xuồng có lăn thông thường, hai lăn thay lề Do có lăn nên loại không dùng loại tàu biển xa Hình 4.22 Cẩu xuồng Ros 1.con lăn; 2.ray dẫn hướng; 3.tay đòn Để tăng tầm với cẩu xuồng hai lề, cẩu xuồng hãng Boizenbug có lề chân cần đưa đường sống xuồng ThS Nguyễn Thái Vũ Trang105 Bài giảng Thiết bò Mặt boong Trên vài loại tàu bố trí cẩu xuồng trọng lực hạn chế chiều cao Cẩu xuồng Minhevit có chiều cao không lớn nhiều so với chiều cao xuồng Tỉ số tầm với chiều cao cẩu xuồng thường đạt tới 1,5 Hình 4.23 Cẩu xuồng hãng Boizenburg 1.bản lề; 2.thanh giới hạn tầm với Hình 4.24 Cẩu xuồng Minhêvít 1.tay đòn; 2.xuồng; 3.giá kê xuồng; 4.xy lanh thủy lực 4.3.2 Cẩu phao cứu sinh Trên tàu bố trí cẩu phao chuyên dùng có tầm với độ cao nâng cố đònh Cẩu phao có truyền động tay dùng để hạ phao cứng có người xuống nước từ độ cao không 18,3 m tàu chòng chành mạn 150, dọc 100 (hình vẽ 4.25) Quá trình làm việc cẩu tiến hành sau: Sau tháo dây chằng phao, hai cần cẩu trục tách đến vò trí tới hạn (nhờ tời quay tay), quay cần trục đến vò trí đặt phao cho ngoạm giữ tâm phao Xông dây tời cho ngoạm giữ ThS Nguyễn Thái Vũ Trang106 Bài giảng Thiết bò Mặt boong móc vào dây treo phao, phủ mui xếp người lên phao Nâng phao khỏi mặt boong, quay cần trục đưa phao mạn, hạ xuống nước Phao tự động giải phóng khỏi thiết bò ngoạm giữ Trên tàu đại, người ta dùng cẩu phao điện, tời điện có trang bò tay quay dự phòng Hình 4.25 Cẩu phao cứu sinh 1.trụ xoay; 2.dây cáp; 3.ngọam giữ; 4.phao; 5.cần; 6.tời 4.3.3 Chọn bố trí cẩu xuồng cứu sinh 4.3.3.1 Chọn Cẩu xuồng có nhiều loại, nhiều kiểu nhiều sơ đồ kết cấu khác Tùy theo loại tàu, kiểu tàu mà chọn mà chọn bố trí cẩu xuồng cho hợp lý Trên bảng 4.3 giới thiệu cách chọn cẩu xuồng phụ thuộc vào loại tàu loại xuồng mà phục vụ Bảng 4.3 Chọn loại cẩu xuồng phụ thuộc vào loại tàu Kiểu cẩu xuồng dùng cho Loại tàu Xuồng cứu Xuồng máy Dụng cụ Xuồng công sinh đánh cá tác Tàu sông Quay, lắc, Lắc, trọng Quay, lắc, trọng lực lực trọng lực Tàu chạy Lắc, trọng Lắc, trọng Quay, lắc, hồ lực lực trọng lực Tàu pha sông Trọng lực Trọng lực Quay, trọng lực ThS Nguyễn Thái Vũ Trang107 Bài giảng Thiết bò Mặt boong biển Tàu biển Trọng lực Trọng lực Trọng lực Quay, trọng lực Bảng 4.4.Trang bò tổ hợp cẩu xuồng tàu khách có vùng hoạt động hạn chế I Số lượng cẩu xuồng có Thể tích tối thiểu Số lượng Chiều dài đăng cẩu xuồng thể giảm đến trường tất xuồng kiểm tàu L (m) hợp riêng cho phép cứu sinh (m3) tối thiểu 31 ≤ L ≤ 37 2 11 37 ≤ L ≤ 43 2 18 43 ≤ L ≤ 49 2 26 49 ≤ L ≤ 53 3 33 53 ≤ L ≤ 58 3 38 58 ≤ L ≤ 63 4 44 63 ≤ L ≤ 67 4 50 67 ≤ L ≤ 70 52 70 ≤ L ≤ 75 61 75 ≤ L ≤ 78 68 78 ≤ L ≤ 82 76 82 ≤ L ≤ 87 85 87 ≤ L ≤ 91 94 91 ≤ L ≤ 96 102 96 ≤ L ≤ 101 110 101 ≤ L ≤ 107 122 107 ≤ L ≤ 113 135 113 ≤ L ≤ 119 10 146 119 ≤ L ≤ 125 10 157 125 ≤ L ≤ 133 12 171 133 ≤ L ≤ 140 12 185 140 ≤ L ≤ 149 14 10 202 149 ≤ L ≤ 159 14 10 221 159 ≤ L ≤ 168 16 12 238 4.4 Tời chi tiết phụ cẩu xuồng 4.4.1 Tời cẩu xuồng Tời cẩu xuồng dùng để nâng hạ xuồng có độ tin cậy xác cao Tùy theo dạng truyền động tời mà chia ra: Tời tay, tời không động cơ, tời điện tời chạy khí nén Tùy theo loại cẩu xuồng mà chọn tời cho hợp lý Trên cẩu xuồng quay dùng tời tay tời có truyền động khí Cẩu xuồng trọng lực tời có truyền động khí ThS Nguyễn Thái Vũ Trang108 Bài giảng Thiết bò Mặt boong 4.4.1.1 Tời tay Tời tay có lực kéo từ 160 đến 800N thường dùng cẩu xuồng quay để phục vụ xuồng có khối lượng từ 200 đến 500kg Tời cấu tạo hai dạng liên kết vào bệ: Thẳng đứng nằm ngang Bệ tời làm liền vào cần cẩu xuồng làm riêng kết cấu cho trục tay quay tời cẩu cách mặt boong khoảng 0,9 đến 1,1m Cáp dùng cho tời cáp thép tráng kẽm (ΓΟCΤ 3071-66) mác B I Kết cấu tời cho hình vẽ 4.27 Các đặc tính tời cho bảng Trên bảng 1.4.1.2 tời tay dùng cho tời chạy sông hồ theo đề nghò Hội đồng tương trợ kinh tế tời chia làm loại tùy theo lực kéo Tời động dùng tàu kéo, tàu hàng tàu khách có chở hàng Trên tời có lắp phanh li tâm để giới hạn tốc độ hạ xuống không 34m/ph Quá trình nâng xuồng tiến hành nhờ hỗ trợ tời công tác khác boong (tời chằng buộc, tời kéo…) Cáp dẫn động tời cẩu qua hệ ròng rọc dẫn hướng vào tang cong tời công tác, chúng từ đến vòng dự trữ nhận lực kéo từ tang cong Trên tời có truyền động tay tạo cho chúng có khả làm việc độc lập tời công tác khả làm việc Kết cấu tời cho hình vẽ, đặc tính tời chế tạo Cộng hòa Dân chủ Đức cho bảng Hình 4.26 Tời tay a.liên kết nằm ngang; b.Liên kết thẳng đứng ThS Nguyễn Thái Vũ Trang109 Bài giảng Thiết bò Mặt boong Hình 4.27 Kết cấu tời tay 1.vỏ; 2.tang tời; 3.bánh răng; 4.trục; 5.phanh đóa; 6.tay quay; hãm; 8.cóc; 9.bánh cóc 4.4.1.2 Tời có động nén xách tay Trên đội tàu dùng phổ biến tời cẩu xuồng có động nén xách tay Không khí nén áp lực 5-10kg/cm2 chứa chai khí làm động làm việc với lượng khí tiêu hao 5-10m3/ph Thường mạn tàu có động nén động phục vụ cho toàn cẩu xuồng trình nâng xuồng mạn Hạ xuồng cách nhả từ từ phanh li tâm (nhả tay) 4.4.1.3.Tời không động Có sơ đồ kết cấu hình vẽ Hình 4.28 Tời không động ThS Nguyễn Thái Vũ Trang110 Bài giảng Thiết bò Mặt boong Bảng 4.5 Các đặc tính tời tay dùng tàu biển sông Các đặc tính Kiểu tời p 160 p 320 p 500 p 800 Lực kéo (N) 160 320 500 800 Tốc độ kéo cáp quay 30 3,6 11,8 1,0 1,4 v/p kiểu cáp TK 6x37 có giới hạn bền KG/mm ) Đường kính cáp (mm) 4,3 6,1 7,4 8,7 Lực quay tay quay (N) 12 12 12 2x12 Các kích thước (mm) L 560 590 650 1040 B 190 250 250 400 B1 140 180 180 240 H 200 225 255 405 Dt 90 110 110 160 DL 232 316 l1 100 120 140 220 l2 120 135 190 230 l3 150 350 350 250 h 95 130 130 205 A 130 150 200 260 4.4.2 Các chi tiết phụ cẩu xuồng Các chi tiết phụ cẩu xuồng gồm hệ palăng, hệ dây tời, hãm palăng, bích song thập, cọc mỏ vòt, ròng rọc dẫn hướng… 4.2.1 Hệ palăng Hệ palăng dùng để nâng hạ xuồng Tùy theo loại cáp mà chia palăng dùng cho cáp thép cáp thực vật Hệ palăng có 1,2 ròng rọc, chúng làm kim loại, chất dẻo gỗ Hệ palăng gồm khối ròng rọc khối ròng rọc dưới, má ròng rọc có lỗ chốt để lắp hãm xích Ròng rọc tiêu chuẩn hóa làm từ kim loại, chất dẻo gỗ Ròng rọc gỗ dùng cho cáp thực vật cáp ni lông có chu vi từ 50-70mm thường dùng tàu nội thuỷ Ròng rọc kim loại dùng cho cáp thép trình nâng hạ xuồng thực giới Còn ròng rọc chất dẻo dùng cho cáp thực vật Kích thước ròng rọc chọn tùy thuộc vào tải trọng, đường kính loại dây cáp Kết cấu hệ palăng, kích thước dây cáp thép cáp thực vật dùng cẩu xuồng cho bảng (1.4.2.1-1.4.2.5.) Ở cẩu xuồng quay lắc trọng lượng khối ròng rọc tính toán cho tự hạ xuống nước xuồng Đối với cẩu xuồng trọng lực cho phép hạ tay khối cần hạ xuống nước ThS Nguyễn Thái Vũ Trang111 Bài giảng Thiết bò Mặt boong 4.4.2.2 Cáp thép: Cáp thép dùng cẩu xuồng loại cáp thép tráng kẽm Có thể dùng cáp thực vật cáp ni lông có chu vi từ 50-70mm trình nâng hạ xuồng thực tay Chiều dài dây cáp phải đủ để hạ xuồng tàu mớn nước thấp góc nghiêng ngang đến 150, dọc đến 110 Dây cáp hai cẩu (phục vụ cho xuồng) đồng thời quấn vào tang tời qua ròng rọc dẫn hướng cố đònh, góc nghiêng dây cáp so với mặt phẳng tâm ròng rọc không đưọc 80 tang có rãnh 40 với tang phẳng 4.4.2.3.Hãm palăng Hãm palăng dùng để treo xuồng tàu chạy, (lúc dây cáp giải phóng đặt giỏ kim loại gần cẩu xuồng) thường làm xích không ngáng có hai mắc cuối hai đầu dài mắc thường (các đặc tính chúng cho bảng (1.4.2.6.) Các bít song thập, cọc mỏ vòt dùng để giữ đầu dây cáp nâng hạ xuồng tay cầu boong tời cần trục, máy neo, tời kéo… 4.4.2.4 Móc nâng Hai đầu xuồng cứu sinh bố trí móc nâng Móc nâng cấu tạo cho chúng nhả đồng thời hai đầu xuồng, có độ tin cậy cao thời gian nhả móc nhanh Vò trí đặt móc chọn để đảm bảo độ ổn đònh xuồng hạ, kết cấu móc kiểu lề sơ đồ cáp nhả móc đồng thời hình vẽ Hình 5.29 Kết cấu móc kiểu lề 1.móc đối trọng; 2.vỏ bảo vệ móc; 3.thanh kéo; 4.đế; 5.dây cáp truyền động nhả móc 4.4 Thiết bò đưa người lên phương tiện cứu sinh Để đưa người lên phương tiện cứu sinh người ta thường dùng loại thang, dây cáp cứu sinh mặt nghiêng Khi dùng cẩu xuồng trọng lực, người đưa lên xuồng cứu sinh vò trí đặt xuồng boong tàu làm ống hợp kim nhẹ phía thang uốn cong phía có đế cao su để chống trượt boong Thang đứng cố đònh hàn thêm tay vòn phần thang Thang nghiêng cấu tạo từ ống hợp kim có tay vòn bậc thang lắp lề Khi tàu chạy thang ThS Nguyễn Thái Vũ Hình 4.30 Thang đứng Trang112 Bài giảng Thiết bò Mặt boong đặt thẳng đứng liên kết vào cột tay vòn Khi làm việc, phần thang đặt nghiêng để bậc thang vò trí song song với mặt boong Đối với cẩu xuồng mà người đưa lên xuồng sau đưa mạn cẩu xuồng bố trí thiết bò kéo xuồng vào sát boong, sau đưa toàn người lên xuồng, giải phóng dây giằng xuồng, xuồng đưa mạn hạ xuống nước Để đưa người lên phương tiện cứu sinh nước người ta thường dùng thang cáp cứu sinh Thang dây có dây chủ làm dây dứa chu vi 65mm bậc thang gỗ Để tăng ổn đònh thang có bậc thang dài làm gỗ tốt Cấu tạo thang dây cho bảng (1.4.3.1.) Hình 4.31 Dây cáp cứu sinh 1.nút cuối; 2.dây cáp; 3.nút; dây buột; 5.khuyên cáp; 6.ma ní; 7.kẹp dây; 8.dây chằng hái đầu xuồng Dây cáp cứu sinh làm cáp thực vật có chu vi từ 75 - 90mm liên kết với dây giằng hai đầu cẩu xuồng Chiều dài cáp cứu sinh phải đủ để hạ chúng xuống mặt nước mớn nước tàu nhỏ tàu nghiêng ngang đến 150 mạn Ở tàu dầu, dây cáp cứu sinh làm thép có đường kính 15mm Mặt nghiêng cứu sinh dùng để đưa người lên phương tiện cứu sinh mặt nước Mặt nghiêng có kết cấu xuồng nhỏ làm vãi cao su nạp từ chai khí, thời gian nạp không hai phút Từ mặt nghiêng người đưa lên phao trung gian từ đưa lên phương tiện cứu sinh Dùng mặt nghiêng đảm bảo đưa người lên phương tiện cứu sinh an toàn thiết bò khác ThS Nguyễn Thái Vũ Trang113 Bài giảng Thiết bò Mặt boong Hình 4.32 Thang dây 1.dây chủ; 2.bậc thang; 3.bậc dài; 4.dây buộc lại thang; 5.miếng đệm; 6.khuyên cáp 4.5 Thiết bò liên kết phương tiện cứu sinh vào tàu Khi tàu chạy xuồng liên kết với cẩu xuồng mặt boong, giá đỡ chuyên dùng (giá kê xuồng) Giá kê xuồng làm gỗ kim loại, phần làm theo tuyến hình xuồng lót da chất dẻo chỗ tiếp xúc với dây xuồng Giá kê xuồng có hai loại bản: loại bên hai bên cấu tạo theo kiểu cố đònh, lật trượt Loại cố đònh dùng nâng hạ xuồng cần trục sẵn có tàu trước đưa mạn xuồng cần nâng lên khỏi mặt boong Trên hình vẽ 4.33 loại giá kê bên, giá đặt cố đònh mặt boong tàu Chốt hãm giá có tác dụng xiết chặt sống xuồng vào giá quay tay quay Giá kê bên dùng xuồng trang bò cẩu xuồng quay kèm theo ThS Nguyễn Thái Vũ Trang114