Hình 7.4 Tời quấn dây
1. Chức năng
Neo và tời quấn dây thuộc nhĩm phụ tải quan trọng trên tàu, chúng cĩ các chức năng cơ bản sau:
- Giữ tàu tại vị trí thả neo trên biển.
- Trợ giúp và đảm bảo an toàn cho quá trình điều động tàu ra vào cảng.
- Trong hệ thống neo cịn trang bị các trống tời để thu thả dây buộc tàu (trong hệ thống tời
quấn dây).
2 . Cấu tạo neo
Neo là thiết bị bảo đãm cho tàu đứng yên trong cảng cũng như ngồi khơi. Một hệ thống
tời neo bao gồm: neo, xích neo, trống tời, động cơ điện, mạch điều khiển.
Neo phổ biến dùng hai loại: neo thường và neo chân quay. Neo thường cĩ độ bám lớn, độ bám của nĩ lớn hơn trọng lượng khoảng 15 lần nhưng lực cản trong nước lớn. Neo
chân quay cĩ lực cản trong nước nhỏ nhưng độ bám chỉ lớn hơn trọng lượng từ 3 đến 4
lần. Trọng lượng neo thường được tính từ trọng lượng tàu
(a) (b)
3. Phân loại
a. Phân loại theo cấu tạo
Tời neo đứng: cĩ trục cơng tác thẳng đứng, vuơng gĩc với mặt boong chính, đĩa
hình sao và trống tời nằm nổi trên mặt boong; động cơ thực hiện, cơ cấu truyền động và thiết bị điều khiển nằm dưới mặt boong chính.
- Ưu điểm: Trang thiết bị điện được đặt trong buồng kín tránh được ảnh hưởng của mơi trường, ít chiếm diện tích mặt boong.
- Nhược điểm: Động cơ thực hiện được lắp đặt dưới dạng treo nên cơng suất bị hạn
chế. Tời neo đứng thường được sử dụng trên các tàu dầu, các thiết bị điện được đặt cách ly với mơi trường dễ cháy nổ.
Tời neo nằm: cĩ trục cơng tác nằm ngang, động cơ thực hiện và thiết bị điều
khiển được đặt nổi trên mặt boong chính.
- Ưu điểm: khơng bị hạn chế về cơng suất.
- Nhược điểm: chiếm diện tích mặt boong lớn. Tời neo nằm thường được sử dụng
trên các tàu vận tải
b. Phân loại theo cơ cấu truyền động
Truyền động điện -cơ: Cơ cấu truyền động là động cơ điện lai đĩa hình sao thơng qua bộ truyền động cơ khí. Cơ cấu truyền động phải cĩ phanh hãm (phanh đai), và phanh điện từ hãm trục động cơ điện.
Truyền động điện - thủy lực: Động cơ thủy lực lai trực tiếp đĩa hình sao.
4. Yêu cầu
Hệ thống phải cĩ khả năng hoạt động trong mọi điều kiện về thời tiết với các yêu cầu
kỹ thuật đã cho trước.
Cĩ thể khởi động động cơ với toàn bộ phụ tải, mơmen khởi động phải lớn hơn hai lần
mơmen cản trên đĩa hình sao.
Động cơ thực hiện phải cĩ khả năng chịu quá tải lớn, cĩ khả năng dừng dưới điện trong khoảng thời gian 30s khi cơng tác với cơng suất định mức.
Thời gian thu neo từ một độ sâu quy định khơng quá 30 phút.
Đảm bảo được lực kéo neo cần thiết khi động cơ bị dừng dưới điện hoặc tốc độ động cơ bị giảm.
Hệ thống phải cĩ khả năng tạo được nhiều cấp tốc độ phù hợp với trạng thái của tải và yêu cầu chung về tốc độ thu neo.
Hệ thống phải cĩ khả năng hạn chế được sự dao động của dịng tải khi tải thay đổi,
Phải cĩ khả năng giữ cố định được neo và xích neo khi hệ thống đột ngột mất điện.
Động cơ thực hiện phải được chế tạo dưới dạng kín nước, chống nổ.
Hệ thống điều khiển, tay điều khiển phải bố trí ở gần máy neo để thuận tiện cho người điều khiển.
Thiết bị gọn nhẹ, chắc chắn, giá thành thấp, hệ thống được lắp đặt thuận tiện cho vận
lắp ráp và sửa chữa.
5. Các đại lượng đặc trưng cho quá trình cơng tác của hệ thống neo
Cơng tác của truyền động neo được đặc trưng bởi các đại lượng sau:
Tốc độ thu xích neo: Theo quy định của đăng kiểm, tốc độ thu neo trung bình với tải định mức v 10m/phút, khi thu xích neo để đưa neo vào lỗ thì tốc độ v 7m/phút, tốc độ
thu cáp buộc tàu v = 2535m/phút.
Thời gian cơng tác của một chu kỳ: Phụ thuộc vào chiều dài đoạn xích neo được thả và
điều kiện nhổ neo khỏi bùn. Theo quy định của đăng kiểm thì thời gian này khơng quá 30 phút.
Vận tốc tàu lúc thu neo v thay đổi theo từng giai đoạn thu neo.
6. Các giai đoạn thu neo
Trong hệ thống neo, chế độ làm việc chính là thu neo từ một độ sâu cho phép cịn ở chế độ thả neo tận dụng trọng lượng của neo và xích neo thả neo tự do. Đặc điểm chính của hệ
thống khi làm việc ở chế độ thu neo là mơmen cản Mc trên trục động cơ luơn luơn thay đổi, phụ thuộc vào các giai đoạn thu neo, điều kiện thời tiết, độ nơng sâu của bãi thả neo…
Người ta chia các giai đoạn thu neo thành bốn giai đoạn với các điều kiện sau:
- Độ sâu thả neo đúng quy định.
- Độ dài xích neo cực đại.
- Sĩng giĩ từ cấp 5 đến cấp 7.
- Tốc độ dịng chảy từ 2 đến 3 m/p
Giai đoạn 1: Đây là giai đoạn thu phần xích neo nằm trong bùn, xích neo được
thu với tốc độ khơng đổi. Cứ một mắc xích neo được nhấc lên khỏi bùn thì cĩ một mắc xích neo đi qua đĩa hình sao. Tàu từ từ đến điểm thả neo với tốc độ khơng đổi. Trong suốt giai đoạn này đoạn xích neo trong nước khơng thay đổi hình dạng, sức căng trên xích neo và lực kéo neo khơng thay đổi, v = const. Giai đoạn này kết thúc khi mắc xích neo cuối cùng được nhấc lên khỏi bùn nhưng neo vẫn nằm trong bùn.
Giai đoạn 2: Giai đoạn này bắt đầu ngay khi giai đoạn 1 kết thúc, đây là giai đoạn
thu phần xích neo võng trong nước.
Ở giai đoạn này đoạn xích neo được rút ngắn dần và thẳng dần ra trong nước, sức căng xích tăng dần, tàu tiếp tục tiến về điểm thả neo với tốc độ khơng đổi, tức là tăng và v = const. Giai đoạn này kết thúc khi xích neo thẳng trong nước.
Giai đoạn 3: Đây là giai đoạn rất ngắn của quá trình thu neo, được tính từ khi
xích neo hết độ võng đến khi neo được nhổ bật lên khỏi bùn. Lúc này tàu đã tiến đến gần điểm thả neo, sức căng trên đĩa hình sao đạt giá trị lớn nhất, nếu neo khơng được nhổ bật
khỏi bùn thì động cơ sẽ bị dừng (do lực kéo neo nhỏ hơn lực cản của neo hoặc neo mắc vào đá ngầm). Tốc độ của tàu giảm, tăng (900 ở cuối giai đoạn III), v giảm. Chú ý: cuối giai đoạn III, tàu tiến đến điểm thả neo, đoạn xích neo từ lỗ neo đến neo là ngắn nhất
(bằng độ sâu thả neo). Theo quán tính tàu tiếp tục tiến về phía trước làm neo bật ra khỏi
Hình 7.6 Các giai đoạn thu neo
Giai đoạn 4: Giai đoạn này được tính từ khi neo được nhổ lên khỏi bùn cho đến
khi chuẩn bị được đưa vào lỗ neo. Ở giai đoạn này, neo và xích neo được thu ngắn dần,
việc thu neo khơng ảnh hưởng đến tốc độ của tàu, = 900, v giảm dần về 0.
Giai đoạn 5: Giai đoạn này được tính từ khi neo được kéo vào lổ chứa neo.
7. Quá trình thả neo
Nếu độ sâu thả neo dưới 25m, thì cĩ thể thả neo rơi tự do. Thả neo tự do được thực
hiện bằng cách nhả ly hợp, tách đĩa hình sao ra khỏi hệ thống truyền động cơ khí, nới lỏng phanh cơ khí, trọng lượng của neo sẽ làm neo và xích rơi tự do.
Nếu độ sâu thả neo lớn, việc thả neo được thực hiện nhờ động cơ điện. Trường hợp này
khơng được để neo rơi tự do vì sẽ nguy hiểm cho hệ thống.
8. Hệ thống điều khiển
a. Khái niệm chung
Ở phần này chúng ta chỉ giới hạn thiết bị neo điện cơ. Hệ thống điều khiển truyền dộng điện thiết bị neo được lựa chọn trên cơ sở đáp ứng cao nhất các yêu cầu đã được đặt ra cho
thiết bị neo, cụ thể là:
- Phải cĩ khả năng điều khiển để tạo ra được nhiều cấp độ
- Khơng thay đổi tốc độ quá đột ngột mà phải theo thứ tự từ thấp đến cao hoặc ngược lại để tạo xung lực đột ngột lên đĩa hình sao.
- Phải cĩ các bảo vệ về điện và cơ khí để đảm bảo an toàn cho thiết bị và con người.
Ngày nay thiết bị truyền động neo trên tàu thủy thường cĩ các hình thức điều khiển
sau:
- Dùng tay khống chế điều khiển trực tiếp động cơ điện. Loại này thường sử dụng cho các
thiết bị cĩ cơng suất nhỏ. Hệ thống này cĩ cấu tạo đơn giản, dễ dàng lắp ráp sữa chữa.
- Dùng tay điều khiển kết hợp với trạm từ. Tay điều khiển được đặt ở vị trí thuận lợi cho
việc điều khiển, trạm từ cĩ thể đặt ở một buồng riêng biệt đảm bảo kín nước, dễ bảo dưỡng sửa chữa…Loại này được sử dụng cho các thiết bị cĩ cơng suất trung bình và lớn.
- Dùng bộ biến tần điều khiển động cơ điện. Loại này cĩ tốc độ điều khiển láng và đặc tính điều khiển tốt nhất, dải tốc độ điều khiển rộng, ngày càng được sử dụng rộng rãi cho các thiết bị cĩ cơng suất từ nhỏ đến lớn.
b. Các thơng số bảo vệ
Thiết bị neo phải cĩ các thơng số bảo vệ sau:
- Bảo vệ ngắn mạch cho mạch động lực và mạch điều khiển.
- Bảo vệ quá tải các cấp tốc độ.
- Bảo vệ “thứ tự khơng” tránh hệ thống tự khởi động khi tay điều khiển đặt vị trí khác
khơng.
9. Động cơ sử dụng trong truyền động điện neo
Loại động cơ sử dụng trong truyền động điện tời neo tương tự như trong truyền động thiết
bị làm hàng.
Hình 7.7 Động cơ điện sử dụng trong tời neo và kéo neo vào lổ chứa neo.
10. Hệ thống truyền động điện neo dùng động cơ xoay chiều ba cấp tốc độ (Hình 7.8)
Thiết bị