Bệ tàu, bến trang trí và thiết bị vận chuyển trong phạm vi nhà mày

Bệ tàu, bến trang trí và thiết bị vận chuyển là những bộ phận có quan hệ mật thiết với công trình nâng tàu. Bệ và bến trang trí là nơi trực tiếp sửa chữa, đóng mới các bộ phận của tàu hoặc l

Bệ là vị trí để tiến hành các công việc sau:

- Lắp ghép thành thân tàu và hoàn thành những công việc trước khi hạ thuỷ; - Sửa chữa phần dưới nước của thân tàu, hoặc một số thiết bị máy móc khác sau

khi nâng từ dưới nước lên (trong các nhà máy sửa chữa)

Bến trang trí bố trí ở gần công trình nâng tàu để có thể đưa tàu từ bến đến công trình nâng tàu hay ngược lại từ công trình đến bến được thuận tiện

Bến là vị trí để tiến hành các công việc:

- Trang bị máy móc (toàn bộ hoặc một phần) phần trên boong của con tàu trong các nhà máy đóng mới

- Tháo dỡ máy móc cần chữa trước khi đưa tàu lên cạn và lắp máy sau khi đã sửa chữa xong, sửa chữa và trang trí lại phần trên boong trong nhà máy sửa chữa

Hai loại công trình này giống các công trình khác ở nhiều điểm cơ bản ở đây chúng ta chỉ nghiên cứu những đặc điểm riêng của chúng

Thiết bị vận chuyển trong phạm vi nhà máy là những thiết bị chuyên dùng, gồm có xe chở tàu và tời kéo Nhiệm vụ của chúng là vận chuyển các thiết bị máy móc, các phân đoạn từ vị trí này đến vị trí khác Trong quá trình sản xuất chúng giữ vai trò liên hệ giữa các khâu của dây chuyền sản xuất, bảo đảm cho dây chuyền sản xuất được nhịp nhàng, đồng bộ Đây là các thiết bị cơ khí nên trong phạm vi giáo trình này chúng ta chỉ nghiên cứu phần tính năng sử dụng, không đi sâu vào phần thiết kế và chế tạo

3.1 Bệ tàu

3.1.1 Khái niệm và công dụng

Bệ là công trình dùng để đặt tàu trực tiếp trên đó khi sửa chữa hay đóng mới Trước đây công trình nâng tàu chủ yếu là mái nghiêng thì mặt phẳng của bệ để đặt tàu cũng là mái nghiêng (như phần trên cạn của đà hiện nay) Điều này gây nhiều khó khăn khi sản xuất và việc liên hệ với các bộ phận khác trong nhà máy Mặt khác, vì chưa giải quyết được khâu vận chuyển tàu từ nơi này sang nơi khác nên mỗi bệ phải có 1 đường trượt để hạ thuỷ tàu sau khi đóng xong Kết quả là giá thành xây dựng tăng và hiệu suất làm việc của đường trượt rất thấp

Từ khi giải quyết được khâu chở tàu (dùng xe) thì mặt bằng của bệ là mặt nằm ngang, tạo nhiều thuận lợi cho quá trình sản xuất, đặc biệt là khâu giao thông trong xưởng Và cũng từ đó, bệ được bố trí bao quanh công trình nâng tàu, giá thành xây dựng chung của công trình thuỷ công hạ, hiệu suất làm việc được nâng cao Hiện nay bệ được

bố trí kết hợp với công trình nâng tàu như: triền, ụ nước, ụ nổi, máy nâng tàu

3.1.2.Cách bố trí bệ kết hợp với công trình nâng tàu

Việc bố trí bệ phụ thuộc vào số lượng, phương thức đưa tàu ra vào bệ và nhất là phụ thuộc vào thiết bị chở tàu Dưới đây là 1 vài ví dụ về cách bố trí bệ tàu phổ biến:

1) Kết hợp với triền:

21

Hình 3- 3 1-Triền ngang; 2 Bệ

H×nh (III - 4) 1- TriÒnngang; 2- BÖ; 3-§ - ênghµo.

2 2

2

Hình 3- 4 1-Triền ngang; 2-Bệ; 3-Đường hào

Bố trí như hình (III-4) tàu được đưa ra vào bệ theo chiều ngang tàu nên cần thêm đường hào, có thể bố trí được nhiều bệ nhưng choán nhiều bãi theo chiều dọc bờ

2) Kết hợp với ụ nước, ụ nổi, máy nâng tàu:

Cũng có thể bố trí tương tự và tham khảo ở các hình (III-5; III-6; III-7)

Hình 3- 6 Bệ kết hợp với máy nâng tàu

1-Tháp để giữ cần nâng; 2-Kích thuỷ lực; 3-Dàn ngang; 4- Dàn dọc; 5-Trạm điều khiển; 6- Tời làm việc; 7-Xe chở ngang; 8- Bệ

3

87

4 56

Lt - chiều dài của tàu lớn nhất được đóng trên bệ;

l - đoạn dự trữ hai đầu (lấy từ 3 - 10 m, tuỳ theo tàu lớn, nhỏ hay yêu cầu của công việc sửa chữa)

Chiều rộng bệ được xác định theo công thức sau:

Trong đó :

b - bề rộng dự trữ 2 bên để dựng dàn giáo cho công nhân làm việc thường lấy bằng 2 - 3 m, kích thước này dùng cho bệ sửa chữa, còn bệ để đóng mới có thể nhỏ hơn Bb - Chiều rộng bệ;

Bt - Chiều rộng tàu tính toán

Khoảng cách giữa các bệ (kể từ mép) được xác định theo nguyên tắc là khoảng cách giữa các bệ phụ thuộc vào thiết bị cần trục ở hai bên Trong các nhà máy nhỏ, thường trang bị loại cần trục bánh lốp nên khoảng cách giữa các bệ này khoảng 6 - 10 m, trong các nhà máy vừa và lớn, thường trang bị cần trục cổng nên kích thước này lấy khoảng 12- 15 m

3.1.3.2 Cao trình mặt bệ:

Cao trình mặt bệ thường lấy bằng cao trình mặt xưởng, như vậy việc vận chuyển và liên hệ giữa các bộ phận trong xưởng được thuận tiện

3.1.4 Kết cấu bệ

Kết cấu bệ thường có dạng bản Trường hợp có xe chạy vào thì kết cấu thường là tà vẹt trên nền đá dăm, phía trên lát bản bê tông cốt thép hoặc đổ bê tông tại chỗ để cho công nhân đi lại làm việc Trường hợp địa chất quá yếu mới làm móng cọc

Hình 3- 8 Kết cấu bệ tà vẹt đá dăm

Hình 3- 9 Kết cấu bệ dạng bản

Khối lượng chung tương ứng với kế hoạch của nhà máy được xác định theo công thức sau:

Trong đó

Ai - Số lượng tàu cấp i cần sửa chữa lớn; Bk - Số lượng tàu cấp k cần sửa chữa nhỏ;

Ti - Khối lượng công việc (giờ công) của tàu cấp i cần sửa chữa nhỏ; Tk - Khối lượng công việc ( giờ công) của tàu cấp k cần sửa chữa nhỏ

Khối lượng công việc được thực hiện trong các phân xưởng riêng biệt sẽ được xác định theo công thức sau

Theo kết cấu và nguyên lý làm việc ta có thể chia làm 2 loại để tính toán: - Chịu tải trọng động: trên bệ có bố trí đường ray để xe chở tàu ra vào Kết cấu

loại này thường là nền tà vẹt đá dăm trên đặt ray và tấm lát bê tông, cá biệt mới làm móng cọc Tình hình chịu lực và nguyên tắc tính toán hoàn toàn giống đường triền Ta sẽ nghiên cứu ở chương 5

- Chịu tải trong tĩnh: không đặt ray, không có xe chở tàu chạy vào bệ, tàu được đặt trực tiếp trên nó Việc hạ thuỷ do tự trượt trên các đường trượt hoặc dùng cần cẩu nâng tàu đặt lên xe ở bên cạnh (với tàu nhỏ) Tình hình chịu lực và nguyên tắc tính toán hoàn toàn giống phần trên của đà tàu Ta sẽ nghiên cứu ở chương 4

3.2 Bến trang trí

3.2.1 Định nghĩa:

Bến trang trí là vị trí cuối cùng để hoàn thành nốt những phần việc của một dây chuyền công nghệ đóng tàu sau khi đã hạ thuỷ (trang trí phần trên boong và lắp ráp một số máy móc thiết bị), hoặc là nơi tháo dỡ máy móc thiết bị trước khi đưa tàu lên cạn để

sửa chữa và trang trí, lắp máy sau khi sửa chữa xong một con tàu Bến trang trí thường làm dạng bến dọc bờ hoặc bến nhô

3.2.2 Cách bố trí bến trang trí

Một nguyên tắc cơ bản khi bố trí bến này là sao cho khu nước được yên tĩnh để đảm bảo sản xuất bình thường trong điều kiện có gió cấp 5 trở xuống Muốn vậy phải chọn vị trí và hướng sao cho tàu đậu phù hợp với hướng gió (diện tích chắn gió ít nhất) Trường hợp điều kiện tự nhiên không cho phép thì phải xây dựng công trình chắn gió Đặc biệt phải chú ý đến việc liên hệ giữa bến trang trí, công trình nâng hạ tàu và bệ sao cho thuận tiện Vì rằng trước khi nâng, tàu được đưa đến bến để tháo dỡ máy móc, thiết bị cần sửa chữa, rồi quay lại công trình nâng tàu để đưa vào bệ Sau khi sửa chữa xong, từ bệ hạ thuỷ qua công trình nâng tàu và lại đưa đến bến Cao trình mặt bến thường lấy bằng cao trình nhà máy để tiện liên hệ giao thông

3.2.3 Các hình thức cập tàu ở bến trang trí

Nói chung chiều dài bờ của một nhà máy thường bị hạn chế, không thoả mãn được việc kéo dài bến trang trí một cách tuỳ ý Mặt khác, nếu rút ngắn được chiều dài bến tức là giảm được vốn đầu tư ban đầu, nên trong các nhà máy có số lượng sửa chữa tàu lớn không nhất thiết phải cho tàu đậu song song mà có thể đậu thẳng góc với bến

Cụ thể có các hình thức sau:

1) Đậu song song với bến: Trường hợp sửa chữa lâu, khu nước không được

thật yên tĩnh, cần tháo dỡ máy móc nặng và thường xuyên phải liên hệ với bờ như đại tu và trung tu thì cho đậu song song từng chiếc

2) Đậu song song thành 2 dãy: Trường hợp này tàu có thời gian sửa chữa ngắn đậu

ở ngoài, tàu có thời gian sửa chữa dài đậu ở trong; hoặc trung tu đậu ở ngoài, đại tu đậu ở trong (hình III-11)

Hình 3- 11 Sơ đồ bố trí tại bệ trang trí

Nếu cho tàu đậu như hình trên thì chiều dài bến có thể lấy như sau: - Từng bến độc lập: Lb = (0,6 - 0,8) Lt;

- Nhiều bến liên tiếp thành một dãy Lb = 1,1 Lt 3) Đậu thẳng góc với bến

Khi tiểu tu, thời gian đậu ở bến rất ngắn và với điều kiện kĩ thuật khai thác cho phép như cần cẩu đủ tầm với, neo giữ không khó khăn, khu nước thật yên tĩnh thì có thể cho phép đậu thẳng góc với bến Lúc này chiều dài một bến lấy bằng Lb = 1,7 Bt Chú ý nếu cho tàu đậu thành 2 dãy song song, ta sẽ chọn thời gian sửa chữa loại nào lậu hơn để đưa vào tính toán chiều dài bến

3.2.5.Tính chiều dài bến

Chiều dài bến trang trí phải đảm bảo đủ yêu cầu sản xuất Tránh tình trạng tàu đóng xong không có bến để tiếp tục công việc sau khi hạ thuỷ, hoặc không có chỗ cập bến để sửa chữa

Chiều dài bến cũng được tính theo kế hoạch sửa chữa hằng năm giống như tính bệ

Khối lượng công việc được tiến hành trên bến :

Tt = Σ(Ai.Tti + Bk.Ttk) (3- 7) Số lượng bến

Trong đó

Tti - Thời gian (ngày) cần sửa chữa lớn trên bệ của các tàu; Ttk - Tương tự cần sửa chữa nhỏ

Kt - Hệ số không đều; Tot - Số ngày khai thác bến trong năm

Dựa vào kích thước tàu tính toán ta xác định các kich thước của bến và tính ra tổng chiều dài bến

Có 1 vấn đề cần thảo luận thêm là quan hệ giữa số lượng bệ và chiều dài bến muốn chọn được tỷ lệ hợp lí giữa thời gian nằm ở bệ và cặp ở bến phải tiến hành so sánh kinh tế kĩ thuật Vì 1 m dài bến thường đắt tiền hơn 1 m dài bệ nên có xu hướng hạn chế thời gian đầu ở bến, nhưng như thế không phải chỉ xây toàn bệ mà không xây bến Vấn đề kinh tế phải được đánh giá qua giá thành sản phẩm, mà giá thành sản phẩm được quyết định bởi cả 1 quá trình của 1 dây chuyền công nghệ sản xuất Nếu thời gian đóng ở từng vị trí không hợp lý làm mất nhịp điệu sít sao của dây chuyền công nghệ thì giá thành sản phẩm sẽ đắt Vì vậy, thực tế muốn bảo đảm giá thành sản phẩm hạ ta phải chọn được 1 dây chuyền công nghệ hợp lý, từ đó chọn được thời gian tàu ở bệ và ở bến thích hợp

3.3 Thiết bị vận chuyển trong phạm vi nhà máy

Việc vận chuyển tàu và các phân đoạn từ phân xưởng đến bệ, từ bệ đến công trình nâng tàu và ngược lại đều nhờ xe chở và tời kéo Những thiết bị vận chuyển này là thiết bị chuyên dụng, được chế tạo phù hợp với nhiệm vụ và tính chất công việc của nó

3.3.1Các yêu cầu cơ bản đối với chúng:

- Kích thước phù hợp với các loại tàu được sửa chữa trong nhà máy

- Sức chở của xe đảm bảo hợp lý về độ bền của khung và của hệ trục bánh xe, cách bố trí các đệm kê hợp lý và nhất là nếu có xe tầng trên thì phải đảm bảo điều kiện ổn định của nó khi di chuyển

- Bảo đảm điều kiện thuận lợi cho việc đặt tàu lên xe và hạ tàu từ xe xuống bệ Do điều kiện này ta phải làm hình thức xe phân đoạn (xem chương 5)

Để đơn giản việc nâng hạ tàu, trong các nhà máy đóng tàu hiện đại, người ta còn dùng một hệ thống dầm cố định Nếu kê gối ở giữa thì nó là đệm tàu (khi đóng) Đóng xong dùng kích thuỷ lực nâng dầm lên luồn hệ thống bánh xe xuống dưới, nó sẽ biến thành khung xe rất tiện lợi hình (III-12).Việc bố trí xe dưới tàu có thể tham khảo hình (III-13)

3.3.2.Xe chở tàu:

Thường trên mặt bằng có 2 tầng xe Tầng trên chở tàu và trực tiếp đưa tàu ra, vào

bệ Để việc nâng, hạ tàu thuận tiện, xe được chia thành nhiều đoạn, kích thước mỗi đoạn không lớn, nên sức nâng cũng hạn chế Vì chọn sức chở lớn thì trọng lượng bản thân cũng rất nặng, ảnh hưởng đến khả năng chịu lực của xe tầng dưới Thực tế sức chở của mỗi xe phân đoạn có thể tới 300 - 500 tấn Hình (III-14) là cấu tạo một đoạn xe chạy trên bệ Đây là loại phân đoạn ngắn, sức chở nhỏ có thể quay bánh xe một góc 90o Còn hình (III-15) là một đoạn xe có thể thay đổi độ nghiêng của mặt phẳng Xe tầng dưới chỉ chạy trong các đường hào cố định, không thay đổi phương chuyển động Xe này có kết cấu phức tạp và sức chở rất lớn hàng vạn tấn

Hình 3- 12 Bố trí tàu trên hệ thống dầm khi đóng theo P.P phân đoạn 1- Dầm gối ngắn (Q=200T); 2- Dầm gối dài (Q=200T); 3- Gối kê giữa; 4- Gối kê

sườn;

5- Xe chở tàu (Q=100T); 6-Đệm kê trên gối; 7-Gối đỡ xe có thể quay 90o; I- Bố trí

tàu trên bệ trên các dầm ngắn; II- Bố trí tàu trên bệ trên các dầm dài; III-Đặt tàu trên xe

Hình 3- 13 Sơ đồ bố trí xe (gối) dưới tàu chở dầu có trọng tải 20000T 1-Xe chở có sức nâng 250 T; 2-Hệ dầm kê (Q = 1000 T);

3-Hệ dầm kê (Q= 500 T); 4-Xe chở tàu (Q=125 T )

Hình 3- 14 Một đoạn xe tầng trên của xe chạy trên bệ

Hình 3- 15 Cấu tạo 1 đoạn xe có thể thay đổi độ nghiêng của mặt phẳng

Hình 3-16 là cấu tạo 1 xe tầng dưới có sức chở 6.000 T, thực chất nó là 1 cái cầu thép di động thẳng góc với tàu và có thể dừng lại trước bất kỳ 1 bệ nào Xe này có 6 đường ray bố trí phù hợp với ray trên bệ Khi chở tàu nhỏ, xe con tầng trên có sức chở 100 T chạy trên 4 ray ở giữa, khi chở tàu lớn hơn, xe con tầng trên có sức chở 200 T chạy ở 4 ray phía ngoài

Hình 3- 16 Sơ đồ cấu tạo xe tầng dưới có sức chở 6000T 1-Tổ ray cách nhau 1 m dành cho xe con 100 T ; 2- Tổ ray cách nhau 2m dành cho xe con 200 T

3.3.3 Thiết bị kéo:

Chủ yếu dùng tời và hệ thống cáp puly Một số nơi dùng thiết bị tự động Cách mắc cáp vào xe vận chuyển lớn (xe tầng dưới) có phương chuyển động không thay đổi có thể tham khảo ở hình (III-17)

Tải trọng tính toán trên một bánh xe : 48 T; Số đường ray khổ rộng 1.2 m : 37; Kiểu ray : KP - 100; Nền đường : dầm BTCT.; Số tời có sức kéo 20 T, công suất 60 KW : 9;

Tốc độ di chuyển, m/ph : 7 Việc tính toán thiết bị kéo bao gồm những nội dung sau:

1) Xác định sức cản tổng cộng khi di chuyển tàu trên mặt ngang (R):

Thực tế cho thấy tích k1 k2 nằm trong giới hạn từ 10÷12 kG/T khi dùng ổ trục lắc, còn khi dùng ổ trục trượt thì bằng 40 kG/T

Tải trọng gió đối với gió cấp 6, áp lực 9,6 kG/m2

Như vậy, W2 ≅ 11 F ,kG

Khi vận chuyển ngang mà trọng tâm tàu không trùng với trung tâm xe thì sẽ xuất hiện thêm lực cản phụ trong các dây cáp kéo, và mỗi dây cáp chịu thêm 1 lực cản phụ là:

Trong đó

R- lực cản tổng cộng; a: độ lệch tâm

l: chiều dài xe

k: hệ số phụ thuộc số lượng điểm kéo (n) lấy ở bảng dưới đây

Bảng 3- 1 Xác định hệ số k

2 2.00 8 0.67 3 1.50 9 0.60 4 1.18 10 0.55 5 1.00 11 0.50 6 0.85 12 0.46 7 0.75

2) Xác định lực kéo trong dây cáp biên (dây chịu kéo lớn nhất),T

3.3.4 Thời gian thao tác vận chuyển tàu trong phạm vi nhà máy:

Thời gian và các thao tác trong phạm vi nhà máy là thời gian và công việc khởi đầu (khi hạ thuỷ) và tiếp tục (khi nâng) Tất cả các thao tác này được thực hiện trên công trình thuỷ công Thời gian thao tác phụ thuộc vào điều kiện và trang thiết bị của nhà máy Với một nhà máy hiện đại, ta có thể tham khảo ở bảng dưới đây

Bảng 3- 2 Hạ thuỷ

sử dụng Thời gian thao tác (giờ)

1 Tháo dỡ giàn giáo đưa ra khỏi tàu và cắt mạng điện phụ trên tàu, đặt tàu lên xe, kiểm tra các khâu chuẩn bị trước khi hạ thuỷ

Cần trục, hệ thống thuỷ lực của xe, giá đỡ tàu

1,5

2 Chuyển dịch xe đi 1 đoạn 225 m, tốc độ 6

m/ph với 5 lần dừng Xe tự hành điều khiển bằng điện 1,5 3 Tháo bộ phận liên kết giữa ray trên xe và ray

5 Lắp bộ phận nối ray - 0,25 6 Chuyển tàu lên công trình hạ (triền, ụ nước,

ụ nổi ) trong khoảng 300m, tốc độ 6m/ph với 5 lần dừng

Xe tự hành tời

7 Tháo bộ phận nối ray, dồn các loại xe lại cuộn cáp, kiểm tra lại vị trí tàu trên đệm, neo giăng xe

11 Xe di chuyển ngang Cơ cấu kéo xe 0,5

14 Hạ tàu lên đệm kê trên bệ, giải phóng xe nối mạng điện của tàu với trạm nhà máy và dựng giàn giáo

Hệ thống xe thuỷ lực

1,5