H ọ, tên sinh viên: Nguyễn Đình L aL ớp: 45TT-
2.3. Giới thiệu tính năng tàu sửa chữa 2 0-
2.3.1. Loại hình và công dụng
Tàu được đưa vào sửa chữa có tên PASHA BULKER của Hy Lạp, đây là loại tàu chở hàng rời do Nhật Bản thiết kế và chế tạo. Tàu có 7 nắp hầm hàng được kết cấu theo hệ thống dọc đáy đôi mạn kép, toàn bộ phần thân tàu, kể cả máy móc trang thiết bị được lắp đặt thoả mãn cấp hoạt động không hạn chế theo quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép của Na Uy.
2.3.2. Các thông số cơ bản của tàu
Chiều dài lớn nhất: Lmax = 225( m ) Chiều dài thiết kế: Ltk = 218 ( m ) Chiều rộng: B = 32.2 ( m ) Chiều cao: H = 19.8 ( m ) Mớn nước thiết kế: Ttk = 12.2 ( m ) Mớn nước mùa hè: Ttkmh = 14.2 ( m ) Tải trọng: D = 76.781 tấn
Tốc độ đi biển ở mức tải thiết kế là: 11.5 (hải lý/ giờ) Biên chế: 25 người
2.3.3. Tuyến hình
Tuyến hình tàu có ảnh hưởng lớn đến tính năng hàng hải của tàu do đó tuyến hình là công cụ mô tả thông tin và tính toán các tính năng hàng hải của tàu. Tàu sửa chữa là loại tàu mũi quả lê đuôi tàu vòm …
2.3.4. Hệ thống kết cấu
Đây là loại tàu chở hàng rời kết cấu của tàu này được thiết kết theo hệ thống kết cấu dọc đáy đôi mạn kép, tàu có 260 sườn khoảng cách sườn 700mm, tàu có 7 nắp hầm hàng diện tích mỗi hầm hàng là 1700014400.
2.3.5. Máy chính
Tàu được lắp đặt một máy chính từ sườn 21 đến sườn 30 Mã Hiệu: B&W 7S50MC – C
Công suất: 9.230 KW Khối lượng: 12.256 kg
Tốc độ vòng quay: 2100 ( vòng/ phút)
Các thiết bị lắp kèm theo trên máy chính gồm:
Bơm nước ngọt, bơm hút khô, bơm nước biển, bơm làm mát nước, bơm làm mát dầu…
2.3.6. Hệ thống trục
Đường kính chân vịt: D = 6.6 (m) Số cánh chân vịt: Z = 4
Đường kính trục chân vịt: 300 (mm) Chiều dài trục chân vịt: 5.4 (m)
2.3.7. Hệ thống lái
Máy lái được sử dụng trên tàu là máy lái thuỷ lực.
So với các thiết bị lái bằng hơi nước, hoặc bằng điện có bộ giảm tốc cơ khí thì loại máy lái này có các ưu điểm sau: nhẹ hơn, kinh tế, đơn giản và bền hơn. Ngoài ra nếu động cơ điện được bảo vệ kín nước thì máy lái điện thuỷ lực có thể hoạt động cả trong trường hợp khoang bị ngập nước. Máy lái thuỷ lực còn có ưu điểm không ồn, hoạt động ổn định và có thể điều khiển tốt từ xa trên các cabin tàu.
Hệ thống lái trên tàu PASHA BULKER gồm các thiết bị chủ yếu sau : A. May ơ dẫn động trục lái
B. Bơm xoay thủy lực có lưu lượng thay đổi do động cơ điên dẫn động với nhiệm vụ bơm hoặc hút dầu áp lực
C. Cơ cấu dẫn động điều khiển bơm D. Hộp van và ống dầu nhờn
E. Hộp điều khiển thuỷ lực từ xa với 2 tín hiệu N1, N2
Ngoài hệ thống giới thiệu trên, trên tàu PASHA BULKER còn có các hệ thống làm mát dầu, bình giảm nhiệt, bình chứa dầu, bơm nước làm mát…
2.3.8. Kiểu bánh lái
Bánh lái được bố trí trên tàu là loại bánh lái cân bằng nửa treo, đây là loại bánh lái được sử dụng rộng rải trên các tàu chở hàng.
CHƯƠNG 3
LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ QUY TRÌNH
CÔNG NGHỆ CHO VIỆC SỬA CHỮA
3.1. Giới thiệu một số loại bánh lái điển hình và quy trình tháo lắp
Dưới đây xin đựơc trình bày quy trình tháo lắp một số loại bánh được sử dụng trên tàu.
3.1.1. Bánh lái đơn giản.
3.1.1.1. Bánh lái cân bằng một chốt.
Hình 3.1.Bánh lái cân bằng hai gối một chốt
1. Chốt dưới; 2. Bánh lái ;3. Ổ dưới của trục lái;
4.Trục lái; 5. Ổ trên của trục lái; 6. Máy lái.
Loại bánh lái này tương đối đơn giản, có chốt lắp vào bản lề của sống đuôi tàu. Ở tàu nhỏ, chốt là đoạn mút của sống bánh lái có đường kính nhỏ, các tàu lớn có chốt riêng. Gối đỡ thứ hai của bánh lái là ổ dưới của trục lái. Ổ này được đặt ở vị
trí thấp nhất của vỏ tàu để giảm khoảng cách giữa hai gối của bánh lái. Trên các tàu lớn, để tăng độ tin cậy của bánh lái, ổ dưới của trục lái còn được lắp lồng trong ống bao trục lái giảm khoảng cách giữa hai gối của bánh lái.
Để tháo lắp loại bánh lái này người ta thực hiện các bước sau: - Bước 1: Công tác chuẩn bị.
+ Chuẩn bị các trang thiết bị máy hàn, dây xích, cáp, và các thiết bị chuyên dùng khác…
- Bước 2: Bắt giàn giáo xung quanh bánh lái.
- Bước 3: Hàn các tai cẩu vào tôn mạn bánh lái, và trên vòm đuôi tàu để luồn dây xích hoặc dây cáp giữ bánh lái trước khi tháo.
- Bước 4: Cắt lỗ ở vùng chốt để nâng chốt lên sau khi tháo đaiốc. Lỗ này được lấy dấu chính xác và tiến hành cắt theo quy trình cắt thông thường.
- Bước 5: Tháo chốt dưới bằng cách tháo đai ốc. Tùy theo kích thước của đai ốc mà có thể tháo bình thường, nếu đai ốc lớn thì áp dụng các biện pháp công nghệ để tháo. Ví dụ dùng con độiđể có thể tháo đượcđai ốc.
- Bước 6: Tháo chốt dưới lên.
- Bước 7: Tháo ổ dưới của trục lái liên kết với bánh lái.
- Bước 8: Sau khi chốt dưới được tháo ra và ổ dưới của trục lái được tháo rời khỏi bánh lái, lúc này bánh lái được dây cáp giữ chặt, người ta tiến hành nâng bánh lái lên. Để nâng được bánh lái lên người ta dùng palăng kéo dây cáp hoặc các xe cẩu để nâng.
- Bước 9: Di chuyển bánh lái ra khỏi vòm đuôi tàu.
- Bước 10: Hạ bánh lái xuống và tiến hành công việc sửa chữa khi bánh lái hư hỏng.
3.1.1.2. Bánh lái cân bằng hai chốt (hình 3.2)
Hình 3.2. Bánh lái cân bằng hai gối hai chốt
1.trục lái; 2. chốt trên; 3. chốt dưới; 4.chốt dưới
5. bánh lái
Loại bánh lái này được dùng rộng rải ở các tàu chở hàng. Khác với kiểu bánh lái cân bằng một chốt gối trên của bánh lái là bản lề chốt nằm ở phía trên bánh lái gồm một khối bản lề (đúc hoặc hàn) của bánh lái được nối với bản lề của sống đuôi tàu qua chốt. Để đảm bảo độ bền đều của sống lái, khối bản lề phải có kết cấu đảm bảo nối chắc với các gân cứng của bánh lái. Trọng lượng bánh lái và trục lái do ổ chặn phía đầu trục lái chịu. Mặt bích có 6 8 bu lông và then ngang đai ốc đặt phía dưới hảm bằng chốt chẻ.
Trong hốc đặt đai ốc đổ xi măng bảo vệ. Bánh lái có 3 vách dọc, tôn bao phần mũi bánh lái dày hơn phần đuôi, phần duới bánh lái có cửa thăm để quan sát đai ốc
của chốt dưới. Các bước tháo lắp bánh lái này tương tự như bánh lái một chốt tuy nhiên với loại bánh lái này sau khi tháo chốt dưới nguời ta tiếp tục tháo chốt trên, và các bu lông ở bích nối giữa trục lái và bánh lái, khi bánh lái được tháo rời công việc được tiến hành như bánh lái một chốt.
3.1.2. Bánh lái treo
Hình 3.3. Bánh lái treo cân bằng có ống côn
1.trục lái; 2. ống bao ổ trên; 3. ống bao vùng ổ dưới; 4 ống lót ổ; 5. đoạn sống lái 6. đai ốc hãm; 7. tấm nắp; 8.sống lái; 9. tấm nắp dưới bánh lái; 10.vách đứng; 11.tôn bao; 12. sống đuôi bánh; 13 gân cứng ngang; 14. tấm nắp trên bánh lái.
Bánh lái treo cân bằng (hình 3.3) thường được trang bị cho các tàu nội thủy có chiều chìm giới hạn (ít dùng trên các tàu lớn).
Trọng lượng toàn bộ bánh lái và trục lái do ổ đỡ chặn của trục lái chịu. Mối nối trục lái với bánh lái qua mặt bích ít dùng vì kém tin cậy.
Mối nối bánh lái với trục lái qua ống côn và then tin cậy hơn, đoạn côn của trục lái thường chiếm khoảng 30% đôi khi tới 60% chiều cao bánh lái. Liên kết giữa bánh lái và trục lái được liên kết bằng đai ốc hãm.
Quy trình tháo lắp bánh lái này được thực hiện theo các bước sau: - Bước 1: Công tác chuẩn bị:
+ Chuẩn bị các trang thiết bị máy hàn, dây xích, cáp, và các thiết bị chuyên dùng khác…
+ Vận chuyển các trang thiết bị tới vị trí đuôi tàu. - Bước 2: Bắt giàn giáo xung quanh bánh lái.
- Bước 3: Hàn các tai cẩu vào tôn mạn bánh lái,và trên vòm đuôi tàu để luồn dây xích hoặc dây cáp giữ bánh lái trước khi tháo.
- Bước 4: Dùng máy cắt, cắt lỗ, đây gọi là lỗ công nghệ sau khi cắt lỗ xong tiến hành mở đai ốc. Trong quá trình tháo đai ốc bánh lái luôn được giữ cố định bằng dây cáp để đảm bảo tính an toàn trong quá trình tháo.
- Bước 5: Sau khi đai ốc được tháo ra người ta tiến hành hạ bánh lái xuống bằng dây cáp hoặc xích.
- Bước 6: Bánh lái được vận chuyển vào xưởng sửa chữa, bằng các thiết bị chuyên dùng hoặc xe cẩu.
- Bước 7: Tùy theo mức độ hư hỏng củng như điều kiện của nhà máy mà lựa chọn phương án sửa chữa hợp lý.
3.1.3. Bánh lái cân bằng nửa treo
Kiểu bánh lái này rất phổ biến ở tàu khách và tàu hàng khô cở trung bình và lớn. Bánh lái cân bằng nửa treo thường liên kết bằng một hoặc hai chốt vào trụ lái treo.
Bánh lái cân bằng nửa treo có profin lưu tuyến. Phần bánh lái nằm dưới trụ lái treo là phần cân bằng. Trụ lái treo kết cấu đúc liên kết chặt với kết cấu thân tàu.Thường trụ lái làm liền một khối với ống bao trục lái. Trục lái nối với bánh lái qua mặt bích hoặc ống côn.
Sống bánh lái thường được thay bằng một vách đứng liên tục liên kết chặt vào phần đúc trên của bánh lái.Ổ đỡ chặn của trục lái chịu toàn bộ trọng lượng của bánh lái và trục lái. Trục lái có thể là trục thẳng (khi bánh lái một chốt) hoặc trục cong (khi bánh lái hai chốt).
Bánh lái cân bằng nửa treo được dùng khi cần phải có khoảng trống lớn xung quanh chân vịt đưa chân vịt ra xa vỏ tàu để tránh dao động vùng đuôi tàu. Để có thể tháo được loại bánh lái này người ta thực hiện các bước sau :
- Bước 1: Công tác chuẩn bị.
+ Chuẩn bị các trang thiết bị máy hàn, máy cắt dây xích, cáp, và các thiết bị chuyên dùng khác…
- Bước 2: Bắt giàn giáo xung quanh bánh lái để chuẩn bị tháo.
- Bước 3: Tất cả các phụ tùng và các chi tiết khác được vận chuyển đến giàn giáo để chuẩn bị tháo.
- Bước 4: Chuẩn bị máy hàn để hàn các tai cẩu lên vòm đuôi tàu cũng như lên mạn bánh lái để luồn dây xích và giữ bánh lái sau khi tháo.
- Bước 5: Luồn dây xích vào tai cẩu ở mạn bánh lái và vòm đuôi tàu để giữ bánh lái. - Bước 6: Cắt lỗ ở tôn mạn bánh lái vùng chốt dưới của bánh lái để tháo đai ốc. - Bước 7: Cắt lỗ ở tôn mạn bánh lái phía dưới chốt trên để tháo đai ốc ở chốt trên. - Bước 8: Tháo các đai ốc và bu lông ở bích nối giữa bánh lái và trục lái.
- Bước 9: Tiến hành tháo các chốt trên và chốt dưới của bánh lái. Để tháo được các chốt này người ta dùng các thiết bị chuyên dùng như tăng đơ, palăng, gắn dây cáp để tháo chốt.
- Bước 10: Lúc này bánh lái được tách rời ra khỏi trục lái và trụ lái, người ta tiến hành nâng bánh lái lên bằng dây xích được luồn qua tai cẩu giữa vòm đuôi tàu và tôn mạn bánh lái.
- Bước 11: Di chuyển bánh lái ra phía sau bằng cách luồn dây xích vào lỗ phía sau bánh lái và xe cẩu bờ để di chuyển bánh lái.
- Bước 12: Hạ bánh lái xuống và tiến hành công tác sửa chữa. Sơ đồ tháo lắp bánh lái được thể hiện trên (hình 3.5)
Hình 3.5.. Sơ đồ tháo trục lái qua mạn tàu
a) Nhìn từ đuôi về mũi tàu ; b) Nhìn từ mạn vào
1. tai mắc cáp để nâng bánh lái; 2. ống bao trục lái; 3. tấm che ống bao trục lái; 4. lỗ mắc cáp lái sự cố; 5. ống luồn cáp nâng bánh lái; 6. bánh lái; 7. vị trí trục lái khi tháo lắp.
3.2. Phương án thiết kế quy trình công nghệ tháo lắp và sửa chữa bánh lái 3.2.1. Các dạng hư hỏng của bánh lái tàu.
Bánh lái tàu thủy hư hỏng do rất nhiều nguyên nhân và biểu hiện dưới nhiều dạng khác nhau. Các dạng hư hỏng phổ biến nhất thường là: Rạn nứt, tai nạn trên biển, ăn mòn, sinh vật biển, bu lông và đai ốc bị rơ, trục bánh lái bị gãy, chốt bánh
b a 7 6 5 4 3 2 1
lái bị mòn, khe hở giữa bản lề bánh lái và trụ đứng hẹp làm cho bánh lái không thể hoạt độngđược.
3.2.1.1. Rạn nứt
Các loại rạn nứt thường phân ra ba nhóm chính:
- Rạn nứt toàn phần: tức là trường hợp khi toàn bộ bánh lái bị vết nứt chạy suốt một mặt cắt.
- Rạn nứt từng phần: khi tất cả các chi tiết kết cấu trong một khu vực nhất định bị nứt nhưng vết nứt không lan tiếp.
- Rạn nứt cục bộ: khi vết nứt xảy ra tại một vị trí trên một chi tiết kết cấu Các loại rạn nứt trên thường xảy ra bởi các nguyên nhân chính sau:
+ Kết cấu chi tiết không đúng quy cách gây ứng suất tập trung vượt quá giới hạn bền của vật liệu.
+ Nguyên nhân vật liệu không đúng chất lượng yêu cầu.
+ Chất lượng gia công lắp ráp các chi tiết không tốt, ví dụ: hàn không đúng quy trình gây ứng suất bên trong lớn, không đồng đều, hoặc các mối hàn ngậm xỉ, rổ trở thành nơi xuất phát của những vết nứt, hoặc lắp ráp gượng ép những chi tiết không đúng kích thước …
+ Điều kiện làm việc biến động của thân tàu áp lực thủy động của dòng nước lớn tác dụng lên bánh lái làm giảm sức bền mỏi của các kết cấu cũng gây ra hiện tượng rạn nứt.
+ Hao mòn kết cấu bánh lái trong quá trình sử dụng do hiện tượng han gỉ cũng làm tăng khả năng rạn nứt.
+ Đối với các tàu hoạt động ở xứ lạnh sự thay đổi nhiệt độ giữa ngày và đêm nhất là sự khác biệt nhiệt độ giữa không khí và nước cũng có thể là nguyên nhân rạn nứt.
3.2.1.2.Tai nạn trên biển
Trong thời gian vận hành các loại tàu thuyền thường gặp các dạng tai nạn trên biển dưới đây:
- Đâm va giữa các tàu hoặc đâm va vào bờ cảng gây hư hỏng thân tàu làm cho kết cấu bánh lái cũng bị biến dạng.
- Va đập của sóng làm hư hại phần mũi, phần đuôi, sóng lớn đập lên bong có thể làm hư hại trên boong và các kết cấu thượng tầng …
- Mắc cạn: hiện tượng này thường xảy ra nhất đối với những tàu hoạt động vùng nước cạn, mắc cạn gây hư hỏng chủ yếu vùng đáy tàu, phần bánh lái có thể hư hỏng không thể hoạt động được.
- Vấp phải đá ngầm: khi tàu vấp phải đá ngầm đáy tàu có thể bị thủng ngoài ra đá ngầm củng làm cho bánh lái bị biến dạng, trục lái, trụ lái bị vênh, tôn bao bánh lái bị thủng, bánh lái không thể hoạt động được nữa.
- Vấp phải băng: khi tàu vấp phải những tảng băng lớn không những bánh lái bị hư hỏng mà còn phần đáy tàu củng có thể bị thủng.
Nguyên nhân chủ yếu của những vụ tai nạn đó là:
+ Điều kiện thời tiết xấu (sương mù, bão tố…) làm mất khả năng nhận biết chướng ngại của người lái tàu, làm mất khả năng điều khiển tàu, sóng gió lớn cũng gây hư hại tàu.
+ Tàu mất tính ăn lái, mất khả năng điều khiển. Nguyên nhân chính cũng có thể do máy móc điều khiển bị hư hại, động cơ chính bị hỏng, thiết bị điều khiển tàu khi