III.1. Số lượng người cho phép trên xuồng.
- M= 20 Người: Số người cho phép trên xuồng khi hạ xuồng, lấy bằng sức chứa của xuồng.
- m1=2 Người: Số người cho phép trên xuồng khi nâng hoặc khi đưa xuồng từ mạn vào nơi đặt trên boong. Với m = 20 < 41 nên ta có m1= 2 người.
III.2. Tính chọn sơ bộ xuồng cứu sinh cho cẩu xuồng.
Để tính chọn sơ bộ các thông số của xuồng cho cẩu xuồng ta phải dựa vào sức chứa của xuồng để chọn. Với sức chứa của xuồng là 20 Người, dựa vào bảng đặc tính có bản của xuồng cứu sinh làm bằng chất dẻo và hợp kim nhẹ ( bảng 4.5 trang 66 - sổ tay thiết bị tàu thủy ) ta chọn được các thông số cơ bản của xuồng như sau:
+ Kiểu xuồng: Xuồng cứu sinh làm bằng chất dẻo, ký hiệu: CIIIП25/24 + Chiều dài của xuồng : L = 6,7 (m)
+ Chiều rộng của xuồng : B = 2,26 (m) + Chiều cao của xuồng : H = 1,35 (m) + Khoảng cách giữa các móc nâng : A = 5.5 (m)
+ Lượng chiếm nước : D = 3.1 (tấn)
+ Khối lượng xuồng có trang bị (không có khách) P = 1.23 (tấn) III.3.Các góc nghiêng tàu lớn nhất.
Các góc nghiêng tàu lớn nhất là góc nghiêng ngang (φ) và góc nghiêng dọc (γ) lớn nhất cho phép khi nâng và hạ xuồng.
Góc nghiêng ngang φ:
+φ = 15º khi hạ và đưa xuồng từ boong ra mạn.
+φ = 8º khi nâng xuồng.
Góc nghiêng dọc γ:
+γ = 10º khi đưa xuồng ra mạn và hạ xuồng.
+γ = 5º khi nâng xuồng.
+γ = 2º đối với xuồng công tác hoặc xuồng khác.
III.4. Tải trọng tác dụng lên một cặp cẩu xuồng.
Tải trọng tác dụng lên một cặp cẩu xuồng ở các thao tác khác nhau được tính toán như sau:
1. Tải trọng tác dụng lên một cặp cẩu xuồng khi hạ và đưa xuồng từ vị trí xếp đặt trên boong ra mạn được xác định theo công thức:
PH = [( P1 +q.m)k + (q1 + q2 )].k [1] (I-1) Trong đó:
P1 =1230 (kg) là khối lượng xuồng có trang bị kèm theo.
q = 75 (kg) là khối lượng trung bình của một người.
m = 20 (người) là số người cho phép ở trên xuồng.
k =1.1 là hệ số tải trọng không đều.
q1 = (2 ÷ 2.5)% P1 = (2 ÷ 2.5)%1230 = 24.6÷ 30.75 (kg),chọn q1 =30 (kg) là khối lượng của hai hệ palăng nâng xuồng bao gồm khối ròng rọc trên, khối ròng rọc dưới, xích hãm, cáp …
q2 là khối lượng của hai đà trượt của xuồng. Xuồng không có đà trượt nên q2 =0.
Thay số vào công thức (I-1) ta được:
PH =[(1230 + 75*20)*1,1 + 30]1,1 = 3336 (kg)
Chọn PH = 3400 (kg) = 34000 (N). Đây là trường hợp tải trọng lớn nhất tác dụng lên một cặp cẩu xuồng. Vì vậy Q =
2 PH
= 17000(N) là tải trọng lớn nhất tác dụng lên một cẩu xuồng. Tải trọng này dùng để tính chọn kết cấu, tính chọn cáp, tang,… của cẩu xuồng.
2. Tải trọng tác dụng lên một cặp cẩu xuồng khi nâng và đưa xuồng từ mạn vào boong được xác định theo công thức:
Pv = [(P1 + q.m1).k +q1 + q2].k [1] (I-2) Trong đó :
m1 = 2 (người) là số người cho phép ở trên xuồng khi nâng xuồng.
Thay các giá trị vào công thức (I-2) ta được:
Pv = [(1230 + 75.2)1,1 + 30]1,1 = 1703 (kg)
Chọn Pv = 1710 (kg) = 17100 (N). Đây là trường hợp tải trọng nhỏ nhất tác dụng lên một cặp cẩu xuồng, vì vậy tải trọng nhỏ nhất tác dụng lên một cẩu xuồng là Q =
2 Pv
= 8550(N). Tải trọng này dùng để xác định công suất của tời điện khi
nâng xuồng. Khi hạ, xuồng được điều chỉnh thả tự do nhờ hệ thống phanh băng bước ngắn được bố trí trên tời.
III.5. Tính chọn các kích thước cơ bản của cẩu xuồng.
Việc tính toán các kích thước của cẩu xuồng phải đảm bảo đủ tầm với để xuồng tránh va vào mạn tàu khi tàu nghiêng ngang 15º và nghiêng dọc 10º đang ở đường nước không tải nhỏ nhất. Đồng thời kích thước của cẩu xuồng phải đảm bảo cho việc bố trí thích hợp các chi tiết khác trên boong.
Xác định khoảng cách giữa mạn tàu và mạn xuồng “b” khi tàu ở đường nước không tải nhỏ nhất. Khoảng cách này phải đảm bảo điều kiện khi tàu nghiêng ngang 15º về phía không hạ xuồng thì mạn xuồng không chạm vào mạn tàu, được xác định theo công thức:
b = h.tgφ = 5000.tg15º 1340 (mm) Trong đó:
b: khoảng cách từ mạn xuồng đến mạn tàu.
h:chiều cao từ đầu cần cẩu xuồng đến đường nước không tải nhỏ nhất.
Do cẩu xuồng cứu sinh được bố trí ở phía đuôi tàu mà phần đuôi tàu lại có hình dáng thu nhỏ về phía đáy mà khoảng cách thu nhỏ này là khá lớn.Vì vậy trên thực tế khoảng cách “b” này là khá nhỏ, vì vậy ta chọn b = 10001200 (mm).
Tại vị trí đặt cẩu xuồng trên tàu thì mạn xuồng phải nằm trong mạn tàu và chân giá của cẩu xuồng đặt cách mạn tàu một khoảng là c.
Ta chọn c = 400 (mm).
Vậy ta có tầm với của cẩu xuồng là:
a
2 2
B B
b
=2260 1200 2260
2 2 = 3460 (mm).
Vậy ta chọn a = 3500(mm).
Xác định các kích thước của cẩu xuồng khi cần ở vị trí có tầm với lớn nhất và khi cần ở vị trí xếp đặt trên tàu.
Chọn chiều dài đầu cần là:L1=2200 (mm).
Bằng phương pháp vẽ ta xác định được các kích thước của cẩu xuồng tại hai vị trí tới hạn :
III.6. Tính sơ bộ trọng lượng cần.
Để tính trọng lượng cần ta phải giả sử cần tương đương như một thanh thép thẳng có tiết diện hình hộp chữ nhật rỗng và có kích thước cơ bản tương đương với kích thước của cần. Do đó ta xác định sơ bộ trọng lượng của cần như sau:
- Chiều dài toàn bộ cần (duỗi thẳng) là:
L = L1 + L2+ L3 = 2200 + 1700 + 1370 = 5270(mm) = 5.27 (m).
Trọng lượng cần (G):
G = L.[b.h (b 2.).(h 2)]. (I-3) b là chiều rộng cần, chọn b = 200 (mm) = 0,2 (m).
h là chiều cao cần, chọn h = 300 (mm) = 0,3 (m).
A
B
là chiều dày của tấm vật liệu dùng để chế tạo cần chọn = 16 (mm) = 0,016 (m).
= 7850 (kg/m3) là trọng lượng riêng của vật liệu chế tạo cần.
Thay số vào (I-3) ta được:
G = 5.27[0,2.0,3 (0,2 2.0,016).(0,3 2.0,016)].7850 = 620 (kg).
Tải trọng tính cẩu xuồng là tải trọng lớn nhất của PH và Pv ở các trạng thái làm việc khác nhau của cẩu xuồng. Ngoài lực tác động Pv và PH ra còn phải kể đến sự tác động đồng thời của các tải trọng động sinh ra, khi tàu chòng chành, sự tác động của sóng gió… Các tải trọng này rất phức tạp, nên khi tính toán kết cấu của cẩu xuồng ta bỏ qua các đại lượng này, sử dụng phương pháp tính gần đúng hoặc thay bằng các hệ số an toàn.
Vậy trọng lượng bản thân của cần cẩu là: 6200 N Khối lượng của từng đoạn cần :
Gn = L.[b.h (b 2.).(h 2)].
= L.[0.2*0.3 (0.2 2*0.016).(0.3 2*0.016)].7850
=117,5616 L Ta sẽ có:
G1 = 117,5616.L1 = 117,5616.2,2 = 258,6 kg : khối lượng đoạn cần thứ nhất tính từ đầu cần vào đến điểm A.
G2 = 117,5616.L2 = 117,5616.1,7 = 200 kg : khối lượng đoạn cần thứ hai tính từ điểm A đến điểm B ( tức là gối đỡ).
G3 = 161,4 kg: khối lượng đoạn cần còn lại.
Điểm đặt trọng tâm G của cần trong từng trường hợp chuyển động của cần ta dễ dàng tìm được với các thao tác trên AutoCad.
CHƯƠNG II
TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC CẨU XUỒNG