chương 2 thiết bị neo tàu

Neo là một thiết bị dùng để giữ cho tàu không chuyển động tịnh tiến dưới tác dụng của các ngoại lực đó, hay neo là một tổ hợp các kết cấu và cơ cấu dùng để neo tàu.. Neo có thanh ngáng b

CHƯƠNG II THIẾT BỊ NEO TÀU

§1 KHÁI NIỆM CHUNG

Khi tàu không chuyển động, tàu chịu tác động của gió, lực cản của dòng nước chảy, lực

va đập của sóng và các ngoại lực va đâïp ngẫu nhiên khác

Neo là một thiết bị dùng để giữ cho tàu không chuyển động tịnh tiến dưới tác dụng của

các ngoại lực đó, hay neo là một tổ hợp các kết cấu và cơ cấu dùng để neo tàu

Trên mỗi con tàu thường được trang bị neo chính và neo phụ, neo chính thường được

đặt ở mũi và được gọi là neo dừng (đứng) dùng để cố định tàu (Vì mũi tàu có dạng thoát

nước nên làm giảm sức cản hơn so với đuôi tàu, hơn nữa khoang mũi thường không dùng

nên dùng làm hầm xích neo là thuận tiện

1.Neo HÌNH VẼ

2.Xích neo

3.Hãm xích neo

4.Tời neo

5.Lỗ thả neo

6 Hầm xích neo

7.Thiết bị nhả nhánh gốc xích neo

8.Lỗ thả neo trên boong

9 Lỗ thả neo bên mạn

10 ống thả neo

1)Lưc bám của neo : Kí hiệu T

Lưc bám của neo là khả năng bám vào nền đất của neo, Lực bám neo phụ thuộc vào

trọng lượng neo, kết cấu của từng loại neo và độ cứng của nền đất nơi thả neo Trong đó

trọng lượng neo là yếu tố qua trọng nhất, trọng lượng neo càng lớn thì lực bám càng lớn

Neo có cán càng dài thì neo bám càng chắc đồng thời làm tăng tính ổn định của neo

trên nền đất Vì vậy trong một số trường hợp người ta thường làm thanh ngang để tăng

tính ổn định của neo

T =k.Gn

T: Lực bám của neo

Gn: Trọng lượng neo

k: Là hệ số bám được xác định nhờ thực nghiệm phụ thuộc vào từng loại neo, tuỳ theo

từng nền đất

2) Chiều sâu thả neo: Kí hiệu h

Trong khai thác ở điều kiện thuận lợi có thể đỗ tàu bằng neo, thì chiều dài dây neo là

chiều dài từ lỗ thả neo ở mạn đến nơi thả neo ở nền đất Chiều dài cáp neo phụ thuộc vào

chiều sâu nơi thả neo

l = 4h nếu h  25 m

Hình vẽ

l = 3h nếu 25< h  50 m

l = 2h nếu 50< h  150 m

h: là chiều sâu thả neo

l: là chiều dài của dây neo

§2 PHÂN LOẠI NEO VÀ CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA NEO

1)Phân loại neo

Tuỳ theo từng loại tàu, công dụng và đặc tính của nó người ta bố trí các loại neo khác

nhau

Theo kết cấu người ta phân làm hai loại neo: neo có thanh ngáng và neo không có

thanh ngáng

Neo có thanh ngáng bao gồm: Neo Matrôxov, neo Hải quân, neo một lưỡi, chúng thường

được sử dụng trên các tàu nội thủy

Neo không có thanh ngáng bao gồm: neo Hall, neo Grudông

2) Các đặc trưng hình học và đặc trưng kết cấu của neo

-Góc ngập lưỡi  (Là góc nghiêng giữa lưỡi và trục cán neo)

-Góc tấn hay góc làm việc ( độ) ( là góc tạo bởi phương của lưỡi neo với nền)

- Chiều rộng thân neo tại phần liên kết với lưỡi neo An

- Chiều dài thân: H1

- Độ mở của lưỡi: L1

- Chiều cao của lưỡi: h1

- Chiều rộng của đế: B1

3)Đặc điểm kết cấu của các loại neo

a) Neo HALL

Neo Hall được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay hầu hết trên các tất cả các loại tàu: Tàu cỡ

lớn và nhỏ, tàu sông, tàu biển và tàu hồ

-Ưu điểm: chế tạo đơn giản, làm việc tin cậy, có tính cơ giới cao không cần thời gian

chuẩn bị khi thả neo, việc tháo lắp và sửa chữa neo cũng dễ dàng, mặt khác sử dụng loại

neo này có xu hướng làm giảm chiều dài mỏ neo

-Nhược điểm

Loại neo này có thể bị kẹt tại lỗ thả neo khi kéo neo

-Đặc điểm kết cấu của neo Hall

+Neo không có thanh ngáng Cán neo, đế neo đúc rời Lưỡi neo có thể quay so với cán

neo một góc  =45o Đồng thời 2 lưỡi có thể cùng cắm trên nền đất

Trọng lượng neo: Gn = (100 8000) kg

Lực bám neo: T = (3 4)Gn hoặc k = 3 4

-Các thông số chính: Hình vẽ

1 Lưỡi neo

2 Cán neo

3 Đế neo

4 Chốt

5 Móc

Các kích thước của neo được xác định theo An

Trong đó:

An = 18,5.3

Gn

Chiều dài thân: H1 = 9,6.An

Độ mở của lưỡi: L1 = 6,4.An

Chiều cao của lưỡi: h1 =5,8.An

Chiều rộng của đế: B1 = 2,65.An

Góc làm việc:  = 64o

b) Neo Hải Quân: là neo có thanh ngáng

Ngày nay loại neo này chỉ dùng cho tàu nhỏ, dùng làm neo đuôi, neo hãm cho tàu

chuyên dụng cỡ nhỏ

-Ưu và nhược điểm:

Ưu điểm:

Neo có kết cấu đơn giản, lực bám cao và làm việc tin cậy đối với tất cả các loại nền

Nhược điểm:

- Loại neo này có thanh ngáng nên nhổ neo chậm và có khi bị vướng

-Loại neo này khi thả chỉ bám vào nền đất một lưỡi còn một lưỡi quay ngược lên phía

trên gây khó khăn cho tàu nhất là ở vùng nước cạn, loại neo này không được cơ giới hoá

khi thả và kéo neo (dùng cần cẩu)

Đặc điểm kết cấu:

-Neo Hải Quân là neo có thanh ngáng

Thông thường lưỡi neo và cán neo được đúc liền thành một khối hoặc kết cấu hàn

Trọng lượng neo: Gn = (10 3000) kg

Lực bám neo: T = (6 8)Gn hoặc k = 6 8

- Các thông số chính:

Hình vẽ

1 Cán neo

2 Lưỡi neo

3 Đế neo

4 Chốt hãm

5 Thanh ngáng

6 Quai neo, Móc neo

Kích thước của neo được tính theo An:

Trong đó:

An = 23.3

Gn

Chiều dài thân neo: H1 = 11,4.An

Độ mở của lưỡi: L1 = 7,35.An

Chiều cao của lưỡi: h1 =2,75 An

Chiều rộng của đế: B1 = 2,15.An

Chiều dài thanh ngáng: Bo = (10,8 11,3).An

c) Neo một lưỡi (sttbtt t1/195)

Là neo có thanh ngáng và một lưỡi cố định Neo được tiêu chẩn hoá

Neo một lưỡi thường dùng làm neo đứng hoặc neo để định vị trên các đội tàu kĩ thuật

d) Neo Matrôxov

Thường dùng cho các tàu nhỏ, tàu quốc, tàu hút bùn, dùng vừa để định vị, vừa cơ

động và chỉ sử dụng trên nền đất mềm

-Đặc điểm kết cấu: Là Neo có thanh ngáng và lưỡi quay

Lưỡi neo và cán neo được đúc rời, lưỡi có thể quay so với cán một góc , để tăng lực

bám người ta tăng chiều dày của lưỡi Để tăng độ ổn định người ta làm thanh ngáng

Trọng lượng neo: Gn = (5 1500) kg – Neo hàn

Trọng lượng neo: Gn = (25 200) kg – Neo đúc

Lực bám neo: T = (6 11)Gn hoặc k = 6 11

- Các thông số chính: Hình vẽ

1 Cán neo

2 Lưỡi neo

3 Đế neo

4 Chốt hãm

5 Thanh ngáng

-Các kích thước cơ bản trong

bảng (2-11),(2-12) STTBTT T1/196

§3 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC VÀ TRỌNG LƯỢNG CỦA NEO

1.Xác định trọng lượng neo theo quy phạm

a)Tàu biển:

- Đặc trưng cung cấp

EN = W2/3 + 2,0hB + 0,1A (m2) (1)

Trong đó:

W: Lượng chiếm nước toàn tải của tàu

h = f + h/

f: Khoảng chách thẳng đứng tại giữa tàu đo từ đường nước chở hàng thiết kế lớn nhất đến

mặt trên của xà ngang boong liên tục tại cùng một mạn.(m)

h/ : Chiều cao từ boong liên tục trên cùng đến nóc thượng tầng trền cùng hoặc lầu trên

cùng có chiều rộng lớn hơn B/4 (m)

A = fL + h//l

h//l: Tổng các tích số của chiều cao h// (m) và chiều dài l(m) của kết cấu thượng tầng có

chiều rộng lớn hơn B/4 và chiều cao lớn hơn 1,5 m

Khi đó trọng lượng neo sẽ được tra theo quy phạm phần trang thiết bị của ĐKVN 2010

cho tàu biển đối với tàu biển và quy phạm ĐKVN 2005 cho tàu sông đối với tàu sông

b ) Tàu sông:

-Đặc trưng cung cấp

Nc =L (B +D) + A (2)

Trong đo:ù

L, B, D – là kích thước chính của tàu

A – Là đại lượng điều chỉnh cho thượng tầng và lầu

A = klihi (i = 1 n)

k = 1 cho các tàu có ùtổng chiều dài của lầu và thượng tầng bố trí trên tất cả các boong lớn

hơn 0,5L

k = 0,5 cho các tàu có tổng chiều dài của lầu và thượng tầng bố trí trên tất cả các boong

nằm trong giới hạn (0,250,5)L

k = 0: cho các tàu có tổng chiều dài của lầu và thượng tầng bố trí trên tất cả các boong có

li < 0,25L

Khi đó trọng lượng neo sẽ được tra theo quy phạm hoặc sổ tay thiết bị tàu thuỷ tập 1

-Tàu hai thân:

Nc = 2L(Bt + d) + L(Bc +D – d) + klihi (i = 1 n)

Bt – Chiều rộng của một thân (m)

Bc – Chiều rộng toàn bộcủa tàu (m)

D – Chiều chìm của tàu khi đầy tải

2-Trọng lượng Neo theo phương pháp lý thuyết

Hình vẽ:

Phương pháp lý thuyết dùng để tính toán các tàu không nằm trong sự giám sát của ĐK

(khi h> 150 m)

Khi tính toán trọng lượng neo ta coi tàu như một bức tường chắn sóng, chịu tác dụng

của sóng gió dòng chảy Khi tàu neo bằng một neo dưới tác dụng của ngoại lực tàu sẽ tự

quay sao cho tổng mô men của những ngoại lực đó bằng 0 và TP hợp lực của chúng trong

mặt phẳng hình chiếu bằng với thành phần To của lực căng dây các neo tàu, phương của

hợp lực này hợp với mặt phẳng đối xứng một góc 

Nếu gọi lực bám của neo tàu là To  Điều kiện để tàu đứng yên khi tàu chỉ có một neo

là:

To  R

R – Ngoại lực tác dụng lên tàu

R = Rgió + Rsóng + Rdòng chảy (KG)

To = n (kGn + afq)

a – Đoạn xích neo nằm trên mặt nền

k – hệ số bám của neo

f – Hệ số ma sát của xích neo với mặt nên

q – Tải trọng phân bố của xích neo

n – Số neo

a ) Sức cản của gió:

Gỉa sử hướng gió tác dụng hợp với mặt phẳng đối xứng của tàu một góc  , khi đó:

Rgió = q(S1sin + S2 cos)Ck (KG) Trong đo:ù

Ck = 0,8: là hệ số hứng gió

S1, S2 (m2): Là diện tích hình chiếu phần khô của vỏ tàu lên mặt mặt phẳng đối xứng và

mặt phẳng sườn giữa

q (KG/m2): là áp lực gió tính toán trung bình tác dụng lên phần khô của thân tàu xđ theo

bảng gió Bôfo

b ) Sức cản của nướcù: (xem động lực học)

Khi tàu đứng yên dòng nước do thuy triều lên xuống cũng như dòng nước chảy từ thượng

nguồn đến bao quanh thân tàu Ta coi dòng nước đứng yên, tàu chuyển động với vận tốc

bằng vận tôùc của dòng nước

Rdc = R1 + R2

R1: Sức cản được tính như sức cản phần động học

R2: Sức cản phần nhô

R2 = 50AE.D2 B.v 2p (KG)

Ao

AE/Ao =  - là tỉ số đĩa

DB : đường kính chân vịt

vp; Vận tốc dòng nước chảy tới chân vịt

c) Sức cản của sóng: (Rs)

R = k.m.Pn cos (KG) k: Hệ số

k = 0.25 gọi là hệ số làm giảm chấn động cho dây

m: Số thân tàu

: góc giưã phương truyền sóng và mặt phẳng đối xứng của tàu

Pn : Lực va đập của sóng

Pn = Pztb Sn.sin2.sin2

Sn(m2) là diện tích phần mũi tàu bị sóng phủ

,: là góc nghiêng của sống mũi so với phương nằm ngang và góc giữa phương truyền

sóng với hướng diện tích vùng mũi bị sóng phủ

Pztb – lực va đập sóng trung bình Pztb phụ thuộc vào hs, h, 

h – Chiều sâu lớp nước quan sát được

hs – Chiều cao sóng

: Bước sóng

Gía trị Pztb được xđ theo bảng

N o Công thức tính Đơn vị (m) = , hs(m) = , h(m) =

1

2

3

4

5

6

7

ro = hs/2

T = 2/

h1 = 2h/

rz =ro e –h1

Pz = 2r2 z/

Pztb = Pz/n

n = 5(Số lần qsát)

m

-

m

m

KG

KG

To  R  To = (kGn + afq)  R Trong đó :

q : Trọng lượng đơn vị của xích neo q = Gn/k1

k1 : Hệ số phụ thuộc vào vùng hoạt động của tàu

Gn  k1R/n(kk1 +af) (*) Vậy trọng lượng neo của tàu được tính theo công thức (*)

§ 4) DÂY NEO

Dây neo dùng để nối neo với tàu (Thả neo, kéo neo, đảm bảo truyền lực bám của neo

để tàu đứng yên)

Dây neo có thể là cáp, xích, có thanh ngáng, hoặc không có thanh ngáng Nhưng ở

trên tàu nguời ta thường dùng dây neo là xích neo bởi vì nó có độ bền cao không hay bị

rối khi thả neo

Nếu trên tàu bố trí hai neo thì phải bố trí hai hầm xích neo Dây neo phải có khả năng

dải đều trong hầm xích neo, phải có khả năng tăng tính ổn định và tăng lực bám cho neo

1)Phân loại xích neo

a)Phân loại theo phương pháp chế tạo

Có 2 loại: loại xích neo có thanh ngáng và không có thanh ngáng

Xích neo có thanh ngáng gồm có

-Xích neo hàn áp lực có thanh ngáng: d = (13100)mm

-Xích neo hàn điện có thanh ngáng: d = (1562)mm

-Xích neo đúc có thanh ngáng: d = (34100)mm

Xích neo không có thanh ngáng gồm có

- Xích neo hàn áp lực không có thanh ngáng với d = (737)mm

- Xích neo hàn điện không có thanh ngáng với d = (537)mm

b)Phân loại theo vật liệu chế tạo

Bao gồm:

-Xích neo có độ bền thông thường

-Xích neo có độ bền cao

-Xích neo có độ bền đặc biệt cao

2)Cấu tạo của dây neo

Xích neo được tạo thành từ một chuỗi các mắt xích được nối ghép lại với nhau gồm:

Mắt cuối, mắt xoay, mắt nối, mắt ba chạc

+Mắt cuối dùng để nối giữa neo với xích neo

+Mắt xoay dùng để tránh rối khi sử dụng neo

+Mắt nối dùng để thay đổi chiều dài của xích neo

+Mắt thường chiếm hầu hết chiều dài dây neo

+Mắt ba chạc dùng để thay đổi phương của dây neo

Hình vẽ

3)Tính toán chiều dài xich neo

a)Tính theo quy phạm do ĐKVN quy định

Tổng chiều dài của xích neo: l = f(Đặc trưng cung cấp)

b)Tính theo lý thuyết: (Chương 3- STTBT1)

Gọi chiều dài xích neo là: Hình vẽ

1 )

(

1

,

q

h

n  (m) k1: Hệ số bám

q = Gn/k1 Trọng tải phân bố của xích neo

h: Chiều sâu thả neo (m)

ln = lo + l + a

lo : Chiều dài xích neo từ ống dẫn xích neo

đến thiết bị hãm nhả khâu cuối cùng của xích neo

a: Chiều dài xích neo nằm trên nền đất

§5) LỖ THẢ NEO 1)Yêu cầu:

- Khi thả neo, neo không đi lệch sang mạn kia lúc tàu chòng chành 5o

- Neo cân đi lọt hẳn vào lỗ thả ở bất kì vị trí nào của lưỡi

Khi thân neo lọt vào lỗ thả, lưỡi neo phải tựa chắc vào vỏ mạn tàu hoặc vào hốc (nếu có),

còn đế neo tựa vào gia cường mép của lỗ

- Neo dễ dàng thả khỏi hốc dưới tác tác dụng của tự trọng

- Khi đã nằm lọt vào lỗ, neo không chạm xuống mặt nước hoặc gây cản trở khi tàu

chuyển động

- Chiều dài lỗ thả neo phải vừa đủ để thân neo nằm lọt vào nó

- Trên tàu có nhiều boong, phần lỗ khoét ở mạn phải bố trí sao cho ống dẫn không chạm

vào boong dưới

- Lỗ thả ở phần boong mạn và ống dẫn phải bố trí sao cho độ gẫy khúc của xích neo là

nhỏ nhất

2) Các đặc trưng của lỗ thả neo ( T207 – STTBTT-T1)

§6)HÃM XÍCH NEO

(T201-STTBTT-T1) Hãm xích neo được bố trí ở mũi để giữ chặt neo trong quá trình khai thác tàu

Hãm xích neo bao gồm hãm lệch tâm và hãm ma sát (hãm tay quay và hãm trục vít)

Hãm trục vít được chế tạo theo tiêu chuẩn

§7) THIẾT BỊ GIỮ VÀ NHẢ GỐC XÍCH NEO

Để giữ gốc xích neo và thả chúng khi cần thiết, người ta dung những thiết bị chuyên

dung có móc bản lề

Thiết bị giữ và nhả gốc xích neo được đặt trong hầm xích neo ở vị trí thẳng đứng hoặc

nằm ngang Để thiết bị này không cản trở sự chuyển động của xích neo khi nhổ hoặc khi

thả, người ta đặt nó vào hốc trong hầm xích neo

Kích thước của hốc này được đảm bao sao cho có thể nắp ráp và sửa chữa thiết bị được

thuận tiện và không chiếm nhiều diện tích

§8) ỐNG DẪN XÍCH NEO

Ống dẫn xích neo dùng để dẫn hướng xích neo vào cơ cấu neo và hầm xích neo ốáng

dẫn xích neo có thể đặt thẳng đứng hoặc nằm nghiêng

Ống dẫn xích neo dùng kết cấu hàn hoặc đúc, chiều dày của chúng được chọn gần bằng

0,2 lần cỡ xích Kích thước ống dẫn được cho trong bảng (2.21 STTBTT-T1)

§9)HẦM XÍCH NEO

(T221-STTBTT-T1)

Hầm xích neo dùng để chứa xích neo trên tàu Bố trí hầm xích neo phụ thuộc vào bố

cục của toàn tàu Đối với neo mũi, hầm xích neo thường được bố trí ở khoang mũi Đối

với neo đuôi, hầm xích neo thường được bố trí ở sau khoang đuôi

Hầm xích neo có dạng chữ nhật hoặc hình tròn

-Hầm hình chữ nhật: Có ưu điểm là dễ gia công nhưng lại dễ bị rối xích khi thả hoặc

kéo

- Hầm tròn : Xích có thể tự dải đều trong hầm xích  không bị rối khi thả hoặc kéo neo

nhưng khó gia công

Đáy hầm được lát gỗ, có rãnh để tiêu thoát nước Thành hầm được quét ximăng, hắc

ín hoặc sơn, thông thường là sử dụng hắc ín ( do môi trường làm việc khắc nghiệt, luôn

tiếp xúc với nước, bùn… hắc ín là chống ăn mòn tốt nhất

§10)MÁY NEO

(T230-STTBTT-T1) Máy neo thường được sử dụng để thực hiện các thao tác sau

-Thả neo khi dừng tàu, có thể dùng điện hoặc thả tự do khi nhả dần phanh máy neo

-Giữ cáp neo bằng phanh khi tàu dùng

-Nhổ neo gồm kéo tàu về phía neo, nhổ và nâng neo khỏi mặt đất, kéo nao vào nỗ thả

neo

-Nâng một lúc hai neo (đối với máy neo nằm), nhưng khi nhổ neo khỏi đất không đồng

thời

Các kiểu máy neo cho trong bảng (2-26), (2-27)/T234 STTBTT-T1