Đây là bài mẫu tham khảo về tính toán và thiết kế cẩu xuồng cứu sinh dành cho sinh viên đang làm bài đồ án môn học thiết bị tàu thủy. Tài liệu có kèm bản vẽ cẩu xuồng cứu sinh dạng PDF. Các bạn nào cần bản vẽ CAD hãy nhắn email mình sẽ gửi cho bạn
ĐAMH Thiết bị tàu thủy LỜI NÓI ĐẦU Từ xưa đến nay, Người bước chinh phục biển cả, bên cạnh thành công lớn việc tạo tàu vượt đại dương hay tàu khai thác chuyên dùng hoạt động dài ngày biển lịch sử Hàng Hải giới phải chứng kiến vụ tai nạn khủng khiếp mà hậu để lại vụ đắm tàu gây thiệt hại lớn người Ngày nay, có tàu có tính tốt an tồn khơng thể đảm bảo tàu không gặp vấn đề bất ngờ nảy sinh cố, tai nạn …vì tàu thủy hoạt cơng trình làm việc điều kiện khắc nghiệt biển Do vậy, việc trang bị tàu thiết bị cứu sinh nói chung cẩu xuồng cứu sinh nói riêng điều cần thiết Cũng nhằm mục đích tìm hiểu nhiều vấn đề trên, cuối khóa học em nhận đề tài “thiết kế hệ thống cẩu xuồng cứu sinh cho tàu khách 200 người ” Đây loại tàu khách đại có vùng hoạt động hạn chế II Đề tài thực với nội dung: Nhiệm vụ - Yêu cầu thiết kế Tính tốn động lực học cẩu xuồng Tính tốn cấu Tính chọn thiết bị phụ Sơ tính giá thành sản phẩm Trong thời gian tìm hiểu thực đề tài, em nhận hướng dẫn tận tình thầy Đặng Quốc Toàn Qua đây, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Đặng Quốc Toàn thầy khoa Kỹ thuật tàu thủy giúp đỡ em hồn thành đề tài Vì hiểu biết nhiều hạn chế phải thực thời gian ngắn, nên đề tài tránh thiếu sót, mong nhận ý kiến đóng góp thầy bạn Em xin chân thành cảm ơn! TP.HCM, ngày 22 tháng năm 2017 Page ĐAMH Thiết bị tàu thủy Mục Lục CHƯƠNG I NHIỆM VỤ - YÊU CẦU THIẾT KẾ I Tổng quan thiết bị cứu sinh I.1 Khái niệm thiết bị cứu sinh I.2 Phân loại thiết bị cứu sinh I.3 Cẩu xuồng cứu sinh Khái niệm cẩu xuồng Phân loại cẩu xuồng cứu sinh 2.1 Cẩu xuồng quay 2.2 Cẩu xuồng lắc 2.2.1 Cẩu xuồng lắc cần thẳng 2.2.2 Cẩu xuồng lắc kiểu Iolko 2.2.3 Cẩu xuồng lắc cần cong 2.2.4 Cẩu xuồng lắc có vịi 10 2.3 Cẩu xuồng trọng lực 11 2.3.1 Cẩu xuồng có lăn 11 2.3.2 Cẩu xuồng có lề 11 2.3.3 Cẩu xuồng có lăn lề 12 2.4 Các loại cẩu xuồng khác 13 2.4.1 Cẩu xuồng Devon 13 2.4.2 Cẩu xuồng Vrenqdenhil 14 2.4.3 Cẩu xuồng Secto “ Velin’’ 15 2.4.4 Cẩu xuồng Ros 15 2.4.5 Cẩu xuồng Boizenburg 16 2.4.6 Cẩu xuồng Minhevit 16 II Nhiệm vụ - yêu cầu thiết kế 17 II.1 Nhiệm vụ yêu cầu chung 17 II.2 Yêu cầu khác tính tốn thiết kế cẩu xuồng cứu sinh 18 Những yêu cầu chung 18 1.1 Đánh giá, thử nghiệm duyệt thiết bị cứu sinh 18 1.2 Thử nghiệm chế tạo 18 1.3 Vật liệu chế tạo 18 1.4 Vị trí lắp đặt 19 1.5 Các dẫn sử dụng 19 1.6 Hạ kéo xuồng cứu sinh lên tàu 19 1.7 Sẵn sang hoạt đông, bảo dưỡng, kiểm tra 20 Yêu cầu cầu xuồng 21 III Tính tốn thơng số ban đầu 23 III.1 Số lượng người cho phép xuồng 23 Page ĐAMH Thiết bị tàu thủy III.2 Tính chọn sơ xuồng cứu sinh cho cẩu xuồng 23 III.3 Các góc nghiêng tàu lớn 23 III.4 Tải trọng tác dụng lên cặp cẩu xuồng 24 Tải trọng tác dụng lên cặp cẩu xuồng từ vị trí xếp đặt boong mạn 24 Tải trọng tác dụng lên cặp cẩu xuồng nâng đưa xuồng từ mạn vào boong 24 III.5 Tính chọn kích thước cẩu xuồng 25 III.6 Tính sơ trọng lượng cần 26 CHƯƠNG II TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC CẨU XUỒNG 28 I Khái niệm 28 II Bài tốn vị trí 28 III Tính tốn động lực học cẩu xuồng 28 IV Tính tốn lực học cẩu xuồng 29 A Tính tốn lực học cẩu xuồng trường hợp hạ xuồng 31 B Tính tốn lực học cẩu xuồng trường hợp nâng xuồng 37 CHƯƠNG III TÍNH TỐN CÁC CƠ CẤU CHÍNH CỦA CẨU XUỒNG 41 I Tính cần 43 Tính tốn giá trị lực cắt, lực dọc momen uốn 43 Kiểm tra bền cho cần 61 II Tính chọn mỏ cần 73 III Tính chọn chốt lề 74 IV Tính chọn chốt lăn 76 V Tính tốn hệ chân đế ray dẫn hướng 76 VI Tính tốn tay quay dẫn hướng 80 CHƯƠNG IV TÍNH TỐN CÁC THIẾT BỊ PHỤ 81 I Tính chọn tời cẩu xuồng 81 I.1 Tính chọn cáp thép 84 I.2 Tính chọn rịng rọc 85 I.3 Tính chọn tang thu chứa cáp 85 Chọn vật liệu phương pháp chế tạo 85 Tính tốn thiết kế kích thước tang 85 II Tính chọn hệ palang 90 Page ĐAMH Thiết bị tàu thủy CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 93 Kết luận 93 Đề xuất ý kiến 93 Page ĐAMH Thiết bị tàu thủy CHƯƠNG I NHIỆM VỤ - YÊU CẦU THIẾT KẾ I TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ CỨU SINH I.1.Khái niệm thiết bị cứu sinh Thiết bị cứu sinh tổ hợp trang thiết bị cấu dùng để cứu sống hành khách thủy thủ tàu gặp nạn Thiết bị cứu sinh bao gồm phương tiện cứu sinh trang thiết bị phục vụ phương tiện cứu sinh Phương tiện cứu sinh phương tiện độc lập Yêu cầu phương tiện cứu sinh đủ bền dự trữ tính để cứu sống người gặp nạn ngồi biển I.2 Phân loại thiết bị cứu sinh Thiết bị cứu sinh phân loại theo sơ đồ hình I.1: Hình I.1 Sơ đồ phân loại thiết bị cứu sinh Page ĐAMH Thiết bị tàu thủy I.3 Cẩu xuồng cứu sinh Khái niệm cẩu xuồng cứu sinh Cẩu xuồng cứu sinh thiết bị phục vụ cho xuồng cứu sinh Cẩu xuồng cứu sinh có nhiệm vụ nâng - hạ xuồng cứu sinh với đầy đủ trang thiết bị người gặp nạn xuống nước nâng xếp xuồng lên boong Phân loại cẩu xuồng cứu sinh Cẩu xuồng cứu sinh thường có ba loại là: Cẩu xuồng quay, cẩu xuồng lắc cẩu xuồng trọng lực Ngồi cịn có loại cẩu xuồng đặc biệt khác như: Devon, Ros, Minhevit… Cẩu xuồng cứu sinh phân loại theo sơ đồ hình I.2: Hình I.2: Phân loại cẩu xuồng Page ĐAMH Thiết bị tàu thủy 2.1 Cẩu xuồng quay Cẩu xuồng quay có kết cấu giống cần trục cơngxơn quay, dùng nhiều tàu nội thủy tàu nhỏ có xuồng cứu sinh đặt phần tàu Mỗi xuồng có hai cẩu xuồng phục vụ Cẩu xuồng quay có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, giá thành rẻ có nhược điểm tầm với hạn chế, quay cần trục thường tiến hành tay nên chậm khó khăn góc nghiêng tàu lớn Vì cẩu xuồng quay đến dùng với xuồng nhỏ có khối lượng khơng q 500Kg Cẩu xuồng quay có hai loại sau: ➢ Loại có đế: Các ổ đỡ đặt đế, đế liên kết chặt với boong tàu ➢ Loại khơng có đế: Các ổ đỡ liên kết vào thân tàu Hình I.3 Kết cấu cẩu xuồng quay 1.Cần; Hệ palăng; Xuồng; Đế 2.2 Cẩu xuồng lắc: Xuồng đưa từ nơi đặt boong mạn ngược lại nhờ chuyển động lắc cần cẩu xuồng Cẩu xuồng lắc có nhiều loại, nhiều kiểu kết cấu sử dụng nhiều tàu Ưu điểm cẩu xuồng lắc là: kết cấu đơn giản, đảm bảo đủ tầm với, dễ hạ xuồng tàu nghiêng ngang lớn Cẩu xuồng lắc thường dùng cho xuồng có khối lượng khơng q 2300Kg tàu khách, tàu hàng khô tàu dầu trọng tải nhỏ 1600 (tấn), tàu nội thủy sử dụng loại cẩu xuồng Page ĐAMH Thiết bị tàu thủy Cẩu xuồng lắc bao gồm loại sau: 2.2.1 Cẩu xuồng lắc cần thẳng Cẩu xuồng lắc cần thẳng có kết cấu hình I.4: Hình I.4 Cẩu xuồng lắc cần thẳng Các phận chính: Cần; Giá; Thanh giằng; Cột chống chéo; Đai ốc; Ổ chân cần; Trục vít truyền động; Móc cẩu; Cơ cấu truyền động; 10 Tay quay Page ĐAMH Thiết bị tàu thủy 2.2.2 Cẩu xuồng lắc kiểu Iolko Cẩu xuồng lắc kiểu Iolko có kết cấu giống loại cần thẳng cấu lắc cần hoàn thiện Cơ cấu gồm hai trục vít truyền động liên hệ với giằng có đai ốc hai đầu giống tăng-đơ Trục vít liên kết lề với đỉnh giá có kết cấu đầu mối ren với góc nâng khơng lớn Trục lắp lề với cần có kết cấu nhiều đầu ren góc nâng lớn Cần cẩu Iolko có nhiều ưu điểm trước dùng phổ biến Trên tàu đại, cẩu xuồng Iolko dùng để cẩu xuồng cứu sinh sức chứa 20 Người Hình I.5 Cẩu xuồng lắc kiểu Iolko Các phận chính: Cần; Cột chống chéo; Cơ cấu lái; Ổ chân cần; Ròng rọc dẫn hướng; Móc cẩu Giá; 2.2.3 Cẩu xuồng lắc cần cong Cẩu xuồng lắc cần cong có kết cấu giống cần thẳng cần làm cong để lấy vị trí đặt xuồng Hình dáng cần thiết kế tùy thuộc vào tuyến hình xuồng Page ĐAMH Thiết bị tàu thủy Cần; Cơ cấu lái cần; Giá; Cột chống chéo; Ổ chân cần; Hệ pa lăng Hình I.6 Cẩu xuồng lắc cần cong 2.2.4 Cẩu xuồng lắc có vịi: Có kết cấu cẩu xuồng cần cong hệ palăng cẩu xuồng không lắp trực tiếp đầu cần mà lắp đầu 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 Giá; Cần; Tời cẩu xuồng; Cơ cấu lắc; Thanh giằng giới hạn vịi; Vịi; Cáp nâng; Móc khun Hình I.7 Cẩu xuồng lắc có vịi Page 10 ĐAMH Thiết bị tàu thủy VI TÍNH TỐN TAY QUAY DẪN HƯỚNG Tay quay dẫn hướng làm từ thép đặc Kết cấu tay quay thể hình III.9 Với kích thước chính: LxHxB = 1228,5x200x50 Vật liệu chế tạo tay quay thép hợp kim (Alloy steels) tạo lỗ để lắp ổ trượt khớp lề Các đặc tính vật liệu chế tạo: khối lượng riêng: 7700 kg/m Hệ số poison: 0,28 Hệ số đàn hồi: 210000 MPa Ta thấy trường hợp tính Hình III.9 Mơ hình kết cấu tay phần lực học trường hợp trường hợp có phản lực lề liên kết tay quay cần lớn Do ta lấy trường hợp để tính bền cho tay quay Trước hết, cố định vị trí lỗ lề Sau đặt lực dọc trục với giá trị R = RB = 55383 N Gán thuộc tính vật liệu cho tay quay Sau chia lưới chạy kết Sau phân tích xong ta có hệ số an toàn Fos = 14 Như tay quay đủ bền trường hợp chuyển động cần Hình III.10 thể sơ đồ phân bố hệ số an toàn tay quay tác dụng lực Hình III.10 Biểu đồ phân bố hệ số an tồn tay quay Page 80 ĐAMH Thiết bị tàu thủy CHƯƠNG IV TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ PHỤ Tính chọn thiết bị phụ cẩu xuồng cứu sinh bao gồm: ❖ Tời nâng hạ xuồng: Tính chọn số phận chủ yếu sau: − Tính chọn cáp thép − Tính chọn tang thu chứa cáp − Tính chọn động điện − Phân phối tỉ số truyền chọn hộp số − Tính chọn phanh ❖ Tính chọn hệ palăng, móc nâng rịng rọc I.TÍNH CHỌN TỜI CẨU XUỒNG + Tời cẩu xuồng dùng để nâng hạ xuồng tàu với 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 + Tời tay có lực kéo từ 160 đến 800N, thường dùng cẩu xuồng quay để phục vụ xuồng có khối lượng từ 200 đến 800 kg Kết cấu tời cho hình (VI-1) Vỏ; Tang tời; Bánh răng; Trục; Phanh đĩa; Tay quay; Hãm Hình VI-1 Kết cấu tời tay Page 81 ĐAMH Thiết bị tàu thủy + Tời động dùng tàu kéo, tàu hàng tàu khách có chở hàng Trên tời có phanh li tâm để giới hạn tốc độ hạ xuồng Quá trính nâng xuồng tiến hành nhờ hỗ trợ tời công tác 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 cịn có truyền động tay tạo cho chúng có khả làm việc độc lập tời cơng tác khơng có khả làm việc + Trên đội tàu dùng phổ biến tời cẩu xuồng có động nén xách tay Khơng khí nén áp lực 510 KG / cm2 chứa chai khí làm động làm việc với lượng khí tiêu hao 510 m3 / phút Thường mạn tàu có động nén động phục vụ cho tồn số cẩu xuồng q trình nâng xuồng mạn Q trình hạ xuồng tiến hành cách nhả từ từ phanh li tâm (nhả tay) + Tời điện dùng phổ biến Một tời đặt cố định động có động xách tay dùng cho nhiều tời Động điện tời loại động kín nước, khơng có phanh, làm việc với dịng điện xoay chiều điện áp 380V 220V, tần số 50 Hz dòng điện chiều điện áp 220V Tời điện có hai loại tời phải tời trái, bao gồm phận sau: hộp giảm tốc, hộp phanh, tay quay, động thiết bị điện Điều khiển tời boong tàu, điều khiển từ xa, điều khiển xách tay di động điều khiển xuồng Nhìn chung, loại tời cẩu xuồng có ưu nhược điểm riêng phù hợp với loại cẩu xuồng khác Tuy nhiên ta nhận thấy tời điện sử dụng rộng rãi có ưu điểm tốc độ lớn, đơn giản, thuận tiện sử dụng dễ điều khiển Vì ta chọn loại tời để phục vụ cho cẩu xuồng thiết kế Sơ đồ động học tời điện thiết kế phác thảo sau: Page 82 ĐAMH Thiết bị tàu thủy 12 Hình VI-2 Sơ đồ động học tời nâng hạ xuồng Động điện; Tay đòn phanh; Khớp nối; Phanh; Hộp số; Gối đĩa phanh Tay gạt; 10 Tang thành cao; Bộ đóng truyền động tay; 11 Hệ palăng; Đầu tay quay; 12 Cáp thép Cấu tạo nguyên lý hoạt động tời cho hình (VI-2) Ở đây, động điện trục nhanh hộp giảm tốc lắp khớp nối hai má li tâm (2) để tách động khỏi hộp số hạ xuồng Tang trống (10) có kết cấu hàn khơng có rãnh Hộp phanh gồm phanh đai phanh li tâm hạn chế tốc độ hạ lắp vào trục thứ hai hộp giảm tốc Bánh phanh phanh đai lắp với trục hộp giảm tốc qua khớp chiều, khớp cho phép bánh phanh quay theo chiều hạ xuồng Hạ xuồng tiến hành cách nới dần phanh đai trực tiếp tay đòn phanh (7) tác động vào tay đòn từ xa Truyền động tay (6) dùng để nâng xuồng không tải nhả dây cáp hạ khối rịng rọc theo xuồng Khi đóng đóng truyền động tay (5) theo hướng nâng xuồng, công tác giới hạn hành trình làm việc ngắt điện mạch điều khiển động cơ, đóng phanh đai làm cho xuồng khơng thể tự hạ Khi cần hạ khối ròng rọc treo xuồng, đóng truyền động tay theo hướng hạ, cơng tác giới hạn hành trình làm việc phanh đai khơng đóng, Page 83 ĐAMH Thiết bị tàu thủy tang trống quay theo chiều hạ Tồn tời làm thành khối kín nước, ổ trục dùng ổ lăn, đầu hộp giảm tốc dùng vịng gioăng có cốt làm kín Ta tính chọn số phận chủ yếu sau: ✓ Tính chọn cáp thép ✓ Tính chọn tang thu chứa cáp ✓ Tính chọn động điện ✓ Phân phối tỉ số truyền chọn hộp giảm tốc ✓ Tính chọn phanh hãm I.1 TÍNH CHỌN CÁP THÉP - Lực kéo cực đại cáp Pmax = kđ.Pđm (VI-1) Trong đó: Pđm - lực căng định mức tang Giá trị lực căng định mức chọn theo giá trị lớn lực căng dây hạ xuồng Pdm = Tmax 2386,34 = = 1193 ip (kG) Với ip = : Bội suất Palang Tmax = 23863, 4N = 2386, 34kG : lực căng dây lớn dây cáp trình hoạt động nâng hạ cẩu ( trường hợp hạ xuồng) kđ = 1.6: hệ số động ( kđ = 1,6 - ) Khi đó: Pmax = kđ.Pđm = 1,6.1193 = 1909 (kG) - Lực kéo đứt cáp: Pđ = n.Pmax Trong đó: n = 4_ Hệ số dự trữ (VI-2) ( n = - 4.5) Khi đó: Pđ = n.Pmax = 4.1909 = 7636 (kG) Chọn cáp cho tàu thiết kế cáp thép có giới hạn bền 160 (KG/mm2) Từ lực kéo đứt cáp giới hạn bền vật liệu làm sợi thép Tiến hành tra bảng chọn cáp thép có thơng số cáp sau: + Đường kính cáp: dc = 12,5 (mm) + Sợi cáp: Lõi : 1,1 (mm) Lớp I: 0,55 (mm) Lớp II: 1.0 (mm) Page 84 ĐAMH Thiết bị tàu thủy + Diện tích tiết diện ngang: S = 60,94 (mm2) + Trọng lượng 100 (m) cáp: Q = 56,81 (kg) + Lực đứt cáp thực: Pđt = 8280 (kG) + Giới hạn bền: 𝜎 b = 160 (kG/ mm2) - Kiểm tra bền cáp Có thể kiểm tra độ bền cáp phương pháp thử lại hệ số dự trữ thực tế: ntt = Pdt 8280 = 4,34 n = Pmax 1909 Vậy cáp chọn đủ điều kiện bền I.2 TÍNH CHỌN RÒNG RỌC : Vật liệu chế tạo : thép CT3 d = 12,5 (mm) b = 2,1d = 26,25 => Chọn 27 mm h = 1,6d = 20 => Chọn 20 mm e = 0,75d = 9,375 => Chon e = 12 mm a = 2,7d = 33,75 => Chọn a = 35 mm D ≥ 12d = 150 => Chọn D = 200 mm I.3 TÍNH CHỌN TANG THU CHỨA CÁP: Chọn vật liệu phương pháp chế tạo Vật liệu chế tạo: Tang thành cao chế tạo từ gang (mác gang không thấp GX15-32) từ thép đúc Ta chọn vật liệu chế tạo tang thành cao thép CT3 Ứng suất nén 𝜎n = 150(N / mm2 ) Phương pháp chế tạo: chế tạo phương pháp kết hợp đúc - hàn gia cơng khí Tính tốn kích thước tang Tang thu chứa cáp tang thành cao có kích thước hình học xác định dựa vào đường kính cáp ✓ Đường kính trống tang: Do = C.dc [2] (VI-3) Trong đó: Page 85 ĐAMH Thiết bị tàu thủy C = 20 - hệ số đường kính (C = 16 – 22) dc = 12, 5(mm) - đường kính cáp làm việc Thay số vào (VI-3) ta được: Do = 12, 5.20 = 250(mm) Hình VI-3 Kết cấu tang thành cao ✓ Bước cáp tang: t = dc + a [2] (VI-4) Trong đó: a = (0, 0,8mm) - hệ số dự trữ tính đến xếp khơng khít vịng cáp ơm tang tăng đường kính cáp Chọn a = 0, 5(mm) Thay số vào (VI-4) ta được: t = 12, + 0, = 13(mm) ✓ Chiều dài tang: Lt = (10 15).dc [1] (VI-5) [2] (VI-6) Với dc = 12, 5(mm) đường kính cáp Chọn Lt = 15.12, = 187, 5(mm) ✓ Số vòng cáp lớp: z= Lt t Trong đó: Lt = 187, 5(mm) -chiều dài tang t = 13(mm) -bước cáp tang z= 187, = 14.42(vòng) ; 14(vòng) 13 Page 86 ĐAMH Thiết bị tàu thủy ✓ Chiều dài làm việc nhánh cáp tang: Llv = K.l.a1 + (l1 − l2 ).a2 [1] (VI-7) Trong đó: l: hành trình lớn hệ thống móc treo xuồng, h = 10 (m) K: hệ số tính đến khả kéo dài dây cáp có sóng, K = 1,1 a1 : bội số palăng, chọn a1 = l1 = 4950(mm) : khoảng cách đầu cần đỉnh giá cần tầm với lớn l2 = 2860(mm) : khoảng cách đầu cần đỉnh giá cần tầm với nhỏ a2 = : số nhánh cáp từ đầu cần đến đỉnh giá Thay số vào (VI-7) ta được: Llv = 1,1.10000.2 + (4950 − 2860).2 = 26180(mm) ✓ Chiều dài cáp quấn tang vòng dự trữ Ld = 3.𝜋 Do = 3.3,14.250 = 2356, 2(mm) Với Do = 250(mm) đường kính trống tang ✓ Tổng chiều dài cáp quấn tang Lc = Llv + Ld = 26180 + 2356, = 28536, 2(mm) Trong đó: llv = 26180(mm) chiều dài làm việc nhánh cáp quấn tang ld = 2356, 2(mm) chiều dài cáp vòng dự trữ ✓ Số lớp cáp tang là: n = −0,54.C + 0,3.C + c 2,92.dc z [2] (VI-8) Trong đó: Lc = 28536, 2(mm) - tổng chiều dài cáp quấn tang dc = 12, 5(mm) - đường kính cáp z = 14, 42(vịng) - số vòng cáp lớp C = 20 - hệ số đường kính Page 87 ĐAMH Thiết bị tàu thủy Thay số vào (VI-8) ta được: n = −0,54.20 + 0,3.20 + 28536,2 2,4 2,92.12,5.14,42 Vậy số lớp cáp tang n = (lớp) ✓ Đường kính thành bên tang thành cao DB = Dng + 5.dc = 2.n.dc + D0 [1] (VI-9) Trong đó: Dng đường kính tang tính đến lớp cáp Dng = Do + 2.n.dc = 250 + 2.3.12, = 325 (mm) Do = 250(mm) đường kính trống tang thành cao dc = 12, 5(mm) đường kính cáp n = số lớp cáp quấn tang Thay số vào (VI-9) ta được: DB = 325 + 5.12, = 387, 5(mm) Chọn DB = 390 (mm) ✓ Chiều dày trống tang Chiều dày trống tang xác định theo công thức kinh nghiệm: 𝛿 = 0,02.Do + (6 10) [2] (VI-10) 𝛿 = 0, 02.250 +10 = 15(mm) Vậy chọn 𝛿 =15 mm ✓ Kiểm tra độ bền tang Để kiểm tra độ bền trống tang ta chủ yếu dựa ứng suất nén: n = Pmax t [2] (VI-12) Trong đó: Pmax : Là lực kéo lớn dây cáp Pmax = 1909(kG) 19090(N ) 𝛿 = 15(mm) : chiều dày trống tang t = 13(mm) : bước quấn cáp tang [𝜎n ] : Là ứng suất nén cho phép vật liệu làm tang thành cao Chọn vật liệu chế tạo trống tang thép CT3 có [𝜎n ] = 150(N / mm ] Thay số vào (VI-12) ta được: Page 88 ĐAMH Thiết bị tàu thủy n = ( N / mm2 ) = 150 19090 106 15.13 ( N / mm2 ) Vậy tang thành cao đủ bền ✓ Vận tốc vòng tang thành cao V 𝜋 Dtb nt = (VI-13) Trong đó: V - tốc độ thu cáp trung bình Chọn V = 10m / ph Dtb - đường kính trung bình bó cáp chứa tang Dtb = Do + Dng = 250 + 235 = 287,5 (mm) Thay số vào (VI-13) ta được: nt = 10 11(v / ph) 3,14.0, 2875 ✓ Vận tốc vòng tang thành cao nâng xuồng tay quay: nt ' = V' 𝜋 Dtb Trong đó: V’ tốc độ thu cáp trung bình tay quay, chọn V’ = 2m/s Do đó: nt ' = 2, 21(v / ph) 3.14.0, 2875 Page 89 ĐAMH Thiết bị tàu thủy II TÍNH CHỌN HỆ PALĂNG Palăng hệ thống ròng rọc di dộng cố định liên kết với phần tử mềm(cáp, xích) Có hai loại palăng − Palăng lợi lực hay palăng tác dụng thuận: loại palăng cho phép giảm nhiều lần đường kính phần tử mềm, giảm kích thước cấu chi phí lực thấp Nhưng vận tốc nâng bị hạn chế − Palăng lợi vận tốc hay pa lăng tác dụng nghịch Tùy theo yêu cầu nâng vật mà ta chọn loại palăng thích hơp Đối với cẩu xuồng cứu sinh, yêu cầu lợi lực quan trọng Vì ta chọn loại palăng thuận với bội suất palăng Hệ palăng hệ thống rịng rọc, móc treo… liên kết với gắn trục khung di động không di động Hệ palăng cẩu xuồng cứu sinh được tiêu chuẩn hóa tính chọn dựa vào sức nâng palăng Sức nâng palăng khối lượng xuồng với đầy đủ trang thiết bị người tính ứng với trường hợp xuồng có tải trọng lớn (trường hợp nâng xuồng) Ta chọn sức nâng palăng tải trọng lớn tác dụng lên cẩu xuồng: PPL = PH = 2500 (kg) Bên cạnh đó, chọn hệ palang ta ý tới đường kính cáp chọn mục Đường kính cáp tính chọn phần 12,5 mm Tra bảng P7 [1] ta chọn hệ palăng ròng rọc dùng cho cáp thép cẩu xuồng thiết kế với thông số sau: Page 90 ĐAMH Thiết bị tàu thủy Bảng Các đặc tính hệ palăng ròng rọc dùng cho cáp thépcủa cẩu xuồng thiết kế Sức nâng palăng (kg) 3000 Đường kính cáp (mm) 15,5 Tải trọng cho phép Các kích thước móc (kg) b c D D1 d Khối ròng Khối ròng B c1 rọc rọc 4600 3000 300 70 165 215 200 232 35 Các kích thước khối rịng rọc (mm) b1 B1 b4 d5 h2 b3 L1 l1 36 116 46 22 32 30 648 105 Các kích thước khối ròng rọc (mm) b b5 h6 c4 D3 d10 h5 L5 L6 L7 l2 l3 h4 122 60 42 55 80 24 18 672 428 728 100 55 30 Page 91 ĐAMH Thiết bị tàu thủy Page 92 ĐAMH Thiết bị tàu thủy CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN Kết luận Sau tìm hiểu hồn thành đồ án, ta đưa số kết luận sau: + Cẩu xuồng trọng lực có lề lăn di chuyển ray dẫn hướng có kết cấu đơn giản, hoạt động tin cậy + Các thông số cẩu đảm bảo tính xác, cấu chịu lực đủ bền trình hoạt động + Việc bố trí chiếm diện tích mặt boong + Có thể thả xuồng điều kiện nghiêng, chúi ổn định tàu + Phù hợp để bố trí tàu cỡ lớn có khơng gian mặt boong rộng + Giá thành chấp nhận Đề xuất ý kiến Khi sử dụng cẩu xuồng, để đảm bảo an toàn hiệu cần phải tuân thủ yêu cầu sau: + Tại vị trí lăn ,bản lề, ổ đỡ, hệ palăng, ròng rọc hướng, dây cáp kéo… phải thường xuyên kiểm tra, lau chùi tra dầu mỡ để đảm bảo việc sử dụng trường hợp cần thiết + Các thiết bị phải gá lắp, kẹp chặt chắn với bệ cẩu xuồng boong tàu + Các kết cấu máy móc phải sơn chống gỉ sơn trang trí + Việc bố trí lắp đặt cẩu xuồng tàu phải tuân theo quy định quy phạm phải Đăng Kiểm chấp nhận Page 93 ĐAMH Thiết bị tàu thủy TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Phạm Văn Hội (1978) - “Sổ tay thiết bị tàu thủy tập 2” - Nhà xuất Giao Thông Vận Tải Phạm Hùng Thắng (1995) - “Hướng dẫn thiết kế đồ án môn học chi tiết máy” - Nhà xuất Nông Nghiệp ThS Nguyễn Thái Vũ (2006) - “Thiết kế thiết bị boong” ThS Nguyễn Thái Vũ (2006) - “Thiết bị mặt boong” PGS TS Nguyễn Văn Ba (1998) - “Sức bền vật liệu - tập 1, 2” - Nhà xuất Nông Nghiệp Nguyễn Quốc Hiệp (2001) - “Kết cấu tính tốn máy nâng” Trần Ngọc Nhuần (2003) - “Lý thuyết máy” Quách Hoài Nam (2006) “ thực hành phương pháp phần tử hữu hạn với chương trình RDM” Page 94 ... bị cứu sinh Page ĐAMH Thiết bị tàu thủy I.3 Cẩu xuồng cứu sinh Khái niệm cẩu xuồng cứu sinh Cẩu xuồng cứu sinh thiết bị phục vụ cho xuồng cứu sinh Cẩu xuồng cứu sinh có nhiệm vụ nâng - hạ xuồng. .. xuồng cứu sinh với đầy đủ trang thiết bị người gặp nạn xuống nước nâng xếp xuồng lên boong Phân loại cẩu xuồng cứu sinh Cẩu xuồng cứu sinh thường có ba loại là: Cẩu xuồng quay, cẩu xuồng lắc cẩu xuồng. .. thiết bị cứu sinh I.1 Khái niệm thiết bị cứu sinh I.2 Phân loại thiết bị cứu sinh I.3 Cẩu xuồng cứu sinh Khái niệm cẩu xuồng Phân loại cẩu xuồng cứu sinh