Khung đỡ thường là kêt câu hàn. Kêt câu khung tieđu bieơu được giới thieơu tái hình 3.15.
Hình 3.15 Khung gàu
Yeđu caău đaịt ra cho khung đỡ dàn gàu là đụ cứng, đụ beăn đeơ có theơ làm vieơc ở mĩi thư thê. Phaăn tređn cụa khung có moơt oơ quay 1, trong khi đó tái phaăn dưới oơ bi 13 phại đạm bạo trông 12 làm vieơc bình thường trong mĩi đieău kieơn khai thác. Thiêt kê khung phại đeơ ý đên vị trí đaịt móc kéo 11, qua đó chúng ta kéo khung quay leđn hoaịc thạ xuông sađu hơn.
Các giại pháp bô trí khung gàu tređn tàu thaơt được giới thieơu dưới đađy. Khung ở tư thê tự do (nađng cao) thường được kéo leđn khỏi maịt nước, trong tư thê làm vieơc đaău khung caĩm đên đoơ sađu chư định, hình 3.16.
Các tàu làm vieơc ở đoơ sađu lớn từ 8m trở đi người ta cại bieđn cách bô trí khung gàu. OƠ bi trúc quay văn bô trí tái tháp gàu 2 song thâp hơn bình thường. Trong cơ câu này còn có theđm khung phú 3 với oơ bi rieđng. Những đieơm găy tređn đường chuyeăn cụa xích khođng cạn trở chuyeơn dịch mà còn làm tôt hơn đieău kieơn làm vieơc cụa xích, hình 3.17.
Hình 3.17 Khung gàu cại tiên
Khung gàu kêt câu hở được trình bày dưới tái hình 14.
Trông gàu
Trông được đúc baỉng thép. Thođng leơ người ta đúc làm hai phaăn, phại và trái, lieđn kêt chúng baỉng môi nôi cơ khí. Kêt câu cụa trông tređn có dáng như tái hình 3.19.
Hình 3.19 Trông tređn
Dáng thường gaịp cụa trông tređn tređn tàu naíng suât trung bình được vẽ lái tái hình 3.20.
Hình 3.20
Trông dưới
Trông dưới làm nhieơm vú dăn hướng. Kêt câu trông khođng khác với trông tređn chúng ta đang khạo sát. Thođng thường người ta chê táo trông với 5 hoaịc 6 cánh. Trong moơt sô trường hợp trông có câu hình đúng nghĩa cụa nó là hình tròn.
Trông dưới phại chịu tác đoơng đoơng trong suôt quá trình làm vieơc cho neđn được đúc dưới dáng trông lieăn. Khác với kêt câu trông tređn, đường kính vành chaịn trông dưới lớn hơn nhaỉm ngaín xích lân ra bùn. Trông dưới tàu cỡ trung bình được giới thieơu tái hình 3.21.
Hình 3.21 Trông dưới tàu cuôc Bô trí thiêt bị cuôc
Chieău cao đaịt trông tređn phại đạm bạo đeơ xích làm vieơc oơn định, đưa gaău leđn đên mức chư định. Từ sơ đoă hình 3.22 có theơ bô trí trông như sau.
HB = hB + hy + hH + TC
trong đó hB - chieău cao trúc trông, tređn lá chaĩn bùn, hy - chieău cao tính từ lá chaĩn bùn đên mép máng xạ trong tráng thái làm vieơc. Tc – mớn nươc trung bình cụa tàu cuôc.
Chieău cao hy phú thuoơc vào kích thước sà lan chở bùn, đât cùng làm vieơc với tàu cuôc. Nêu ký hieơu Bc - chieău roơng tàu cuôc, Bs - chieău roơng sà lan chở bùn đi theo có theơ xác định chieău cao hy theo cođng thức sau.
θ π b tg b B B hy c s ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + + − = 0 2
trong đó khe hở giữa sà lan và thành tàu cuôc bπvào khoạng 300mm – 500mm,còn khoạng cách b0 neđn nhaơn baỉng ¼ chieău roơng sà lan đoăng hành, hoaịc tính baỉng 1,5m – 2m.
Hình 3.22 Vị trí đaịt trông tređn Bô trí khung gàu
Sơ đoă bô trí khung tređn tàu cuôc được trình bày tái hình 19. Những đái lượng sau đađy caăn được quan tađm trong bô trí khung. Chieău cao trúc đỡ móc tređn mớn nước HOP, góc nghieđng cụa khung so với maịt thoáng αP, taăm vươn trông dưới trong tráng thái nghư, khoạng cách AOP cụa phađn đốn mũi, tính đên trúc móc .
Hình 3.23 Sơ đoă bô trí khung gàu
Chieău dài khung tính từ trúc trông dưới đên trúc móc tređn xác định theo cođng thức: ( T) OP p H R H L α sin 1 − + =
Chieău dài xích đạm bạo chuyeơn đoơng các gàu tređn khung tính theo sơ đoă trình bày tái hình 3.24.
Hình 3.24 Sơ đoă tính chieău dài xích chuyeơn gàu
Chieău dài cođng tác cụa xích có theơ xác định gaăn đúng:
( ) ( ) P T c B PB R H T H L α sin 1 − + − =
Chieău dài đốn xích cháy khođng, nhánh dưới khung phại dài hơn LPB nêu tính cạ đoơ võng xích trong tráng thái này. Chieău dài đốn này có theơ tính baỉng:
LTD = LPB + 3tX trong đó tX - bước xích.
Chieău dài xích baỉng toơng cụa hai nhánh tređn: LX = 2LPB + 3tX.
Thiêt bị taíng xích
Thiêt bị taíng xích được bô trí tređn khung gàu, đạm bạo taíng xích trong trường hợp xích bị nhão sau thời gian làm vieơc. Thiêt bị này có theơ được truyeăn đoơng baỉng cơ khí hoaịc thụy lực. Moơt trong những giại pháp cho thiêt bị được neđu tái hình 3.25.
Hình 3.25 Thiêt bị taíng xích
Lực caíng xích tính theo sơ đoă lực trình bày tái hình 3.26. Theo sơ đoă này lực caíng xích là toơng cụa các thành phaăn:
HHP HP HX HP HX X T T T T R = 2 + 2 +2 cos2ϕ
trong đó thành phaăn lực trong đốn xích làm vieơc mang giá trị: THP = THX/rH Phạn lực tái gôi: 2 2 y x R R R= +
Tại trĩng áp đaịt leđn moêi bước ren trúc đieău chưnh:
2 cos sin B H B B R f R T γ + γ =
Heơ sô đàn hoăi fH khoạng 0,2.
x y P B R R arctg + =α γ
Hình 3.26 Sơ đoă tính lực caíng xích
Truyeăn đoơng dàn gaău
Thiêt kê tàu cuôc bùn khođng dừng ở giai đốn chĩn kích thước chính, heơ sô tàu, máy chính đaơy tàu mà còn phại xác định đụ và đúng các nguoăn naíng lượng phúc vú khai thác. Chĩn thiêt bị naíng lượng cho heơ thông gàu là moơt trong những khađu quan trĩng. Heơ thông quay xích mang gàu từ đoơ sađu khai thác đên vị trí đoơ bùn vào giêng thường được gĩi heơ thông truyeăn đoơng gàu. những mođ hình truyeăn đoơng đang được dùng trong tàu cuôc được chia làm hai nhóm chính: heơ thông “meăm” và heơ thông “cứng”. Sơ đoă chung cụa hai heơ thông được trình bày dưới đađy.
Heơ thông “meăm” trong thực tê là heơ thông truyeăn đoơng baỉng dađy đai. Tái hình 3.27a có theơ thây rõ trông tređn , sô 1 tái hình, được bánh raíng 2 quay quanh trúc 8. Truyeăn đoơng từ trúc chụ đoơng với cơ câu truyeăn đoơng tang tređn nhờ đai, sô 3 tređn hình. Heơ thông truyeăn đoơng “meăm” được sử dúng tređn các tàu naíng suât khođng cao, thường dưới 400m3/h.
Hình 3.27
Heơ thông truyeăn đoơng nhóm “cứng” rât đa dáng. Sơ đoă nguyeđn lý có theơ thây tái hình 3.27b. Heơ thông dáng này được dùng tređn haău hêt các tàu cuôc hieơn đái. Thođng leơ heơ thông được bô trí theo chieău đứng như mieđu tạ tái hình. Quá trình truyeăn đoơng baĩt đaău từ trúc chụ đoơng cụa máy quay gàu 12, qua bích nôi meăm 11 đên hoơp giạm tôc bánh raíng 10, qua boơ nôi baỉng bánh raíng cođn 9, đeơ đên boơ truyeăn tređn. Boơ truyeăn thứ hai này goăm hoơp giạm tôc baỉng bánh raíng 4, đođi bánh raíng 3 và 2 sau đó đên trúc quay trông tređn 1.
Heơ thông truyeăn đoơng dáng này, như bán đĩc thây tređn hình vẽ, có quá nhieău bánh raíng. Quá nhieău trúc. Hieơu suât cụa heơ thông thường thâp, chư vào khoạng 0,65.
Ngày nay thay vì sử dúng heơ thông truyeăn đoơng đứng như vừa neđu, người ta sử dúng đoơng cơ đieơn đaịt ngay tređn sàn cụa tháp gàu và quay trúc trông qua heơ thông truyeăn đoơng tương đương heơ thông truyeăn đoơng tređn vừa neđu. Sơ đoă cại bieđn này được vẽ tóm taĩt tái 3.27c.
Các sơ đoă truyeăn đoơng phoơ biên theo mođ hình 23c được giới thieơu tái hình 3.28.
Hình 3.28 Sơ đoă truyeăn đoơng gàu hieơn đái Xác định cođng suât đoơng cơ quay heơ thông gàu
Cođng vieơc xúc bùn, đât vào gàu, đưa gàu leđn khỏi maịt nước, chuyeơn gàu và đá6t leđn đên vị trí xạ bùn, đât tređn mieơng giêng đòi phại câp đụ naíng lượng. Cođng suât đoơng cơ caăn cho cođng vieơc này có theơ coi là taơp hĩp các thành phaăn:
P = P1 + P2 + P3
P1 – cođng suât caăn thiêt caĩt đât , P2 – cođng suât caăn đeơ nađng đât từ đoơ sađu khai thác đên khỏi maịt thoáng, P3– cođng suât caăn thiêt đeơ chuyeăn đât từ maịt nước đên vị trí xạ.
Trong heơ thông truyeăn đoơng vừa mieđu tạ, cođng suât cụa đoơng cơ khođng nhỏ hơn giá trị tính sau đađy:
m eq dr T dc P P P P P η η η η 1 2 3 + + = =
Hieơu suât toàn boơ cụa heơ thông có theơ xét như taơp hĩp các hieơu suât thành phaăn với ηdr – hieơu suât cụa heơ thông truyeăn goăm xích, con laín, trông vv…, khỏang 0,75 – 0,80; ηeq – hieơu suât các máy móc, thiêt bị, trung bình khoạng 0,75 – 0,80; ηm – hieơu suât bạn thađn đoơng cơ, tùy thuoơc kieơu đoơng cơ được chĩn, hieơu suât này naỉm trong phám vi 0,8 cho máy hơi nước, còn 0,95 cho đoơng cơ đieơn.
Cođng suât đoơng cơ dùng caĩt đât:
] [ , 4500 / 75 60 . 1 Tv HP x v T P = g = g
trong đó T – lực caĩt đât, kG, vg – vaơn tôc caĩt đât baỉng gàu, m/min. Lực caĩt đât đên lượt được tính theo cođng thức kinh nghieơm:
] [ , .V2/3 kG c T = γ
Heơ sô c tùy thuoơc lối đât, với đât nhé c = 40.
γ - trĩng lượng rieđng đât khođ giạ định
γ V – dung tích gàu, lít.
Cođng suât đoơng cơ P2 tính theo kinh nghieơm:
] [ , 270 ) ( . 75 3600 1000 ) ( . 2 QH HP x H Q P c γ γw c γ −γw = − =
trong đó Q - naíng suât tàu cuôc, m3/h, γw - trĩng lượng rieđng nước ngoài mán. Hc - chieău sađu khai thác, m.
Cođng suât caăn đeơ nađng gàu cùng đât leđn mieơng giêng:
] [ , 270 . 2 3 QH HP P γ = Xáng cáp
Tàu cuôc moơt gàu hoaịc 2 đên 3 gàu được sạn xuât sô lượng lớn ở nước ngoài. Tuy naíng suât tàu nhóm này khođng cao song với kích thước hợp lý tàu moơt gàu có maịt haău hêt mĩi nơi, từ trong sođng hép, sođng roơng, ao, hoă, đên cửa bieơn. Hình giới thieơu phám vi làm vieơc cụa xáng cáp 3 gàu.
Tái nước ta kieơu tàu này đã bị biên tướng, chuyeơn thành sà lan xáng cáp. Tàu cỡ lớn, đi bieơn trang bị chư moơt gàu ngốm tređn caơu quay được giới thieơu tái hình 25. Đađy là tàu tự hành, trang bị máy đaơy cycloid 6 thay cho heơ thông chađn vịt và lái.
Vỏ tàu cuôc moơt gàu này khođng khác tàu bieơn. Kêt câu tàu đáp ứng toàn boơ yeđu caău cụa tàu đi bieơn. Tàu được chia làm tám khoang kín nước. Các khoang tređn tàu được sử dúng vào các vieơc sau. 13 – khoang mũi, 14 – thùng xích, 15 – kho, 16 – khoang chứa bùn, đât, 17 – khoang nhieđn lieơu dự trữ. Buoăng máy 18 chứa máy chính 11, máy phát 10. Phòng chứa thiêt bị đaơy và quay trở tàu đánh sô 20, nước ngĩt chứa tái khoang lái 21.
Hình 3.29
Thượng taăng 8 bô trí các phòng sinh hĩat. Heơ thông t ời 7 bô trí phía sau cụa tàu.
Caơu quay treo gàu ngốm tieđu bieơu được giới thieơu tái hình 27. Đoơng lực cụa các caơu này được chuyeơn từ máy hơi nước sang máy diesel và diesel – đieơn. Caơu quay tái hình 25 có sức nađng 16 tân (lực), taăm vươn lớn nhât 13m. Vaơn tôc kéo gàu leđn 60m/min, vaơn tôc thạ gàu 84 m/min. tât cạ thiêt bị caơu đaịt tái sàn 3 rong ca bin kín 4. Coơt dỡ 2 làm trú cho caơu quay. Heơ thông thiêt bị hoê trợ caơu quay và nađng há gàu được giới thieơu tređn hình chiêu baỉng cùng hình.
Hình 3.30 Tàu xáng cáp – tàu cuôc moơt gàu
Hình 3.22
Hình 3.23
Gàu ngốm được thiêt kê và chê táo theo những mău gaăn thông nhât với nhau. Moơt trong các gàu tieđu bieơu được giới thieơu tái hình 3.26. Moơt vài dáng khác cụa gàu nhóm này bán đĩc có theơ xem tiêp tái hình 3.27.
Hình 3.25 Caăn caơu quay cùng gàu ngốm
Thiêt bị chuyeđn dùng tái các cođng trường có dáng như sau, hình 28.
Hình 3.27
Gàu xúc
Kêt câu tàu cuôc dáng gàu xúc goăm thađn tàu cùng máy móc, thiêt bị khai thác tređn mađm quay. Heơ thông khai thác tàu kieơu này thường có moơt gàu xúc 7, hình 28, gaĩn chaịt tái đaău caăn xúc 9 bị kép vào caăn caơu 13 cụa tàu, xem hình 29.
Heơ caơu chữ A với caăn 13 tređn đađy xoay quanh trúc baĩt tái sàn boong tàu, tái phaăn mũi tàu. kêt câu caơu chữ A neđu tái hình 28 tieđu bieơu cho caơu tàu cođng trình. Thực tê đađy chư là caăn caơu được chaỉng baỉng dađy 4. Caăn chư được phép tựa tái gó6I khođng chịu bât cứ lực gađy uôn nào.
Heơ thông truyeăn đoơng cho caăn và gàu goăm có tời caơu 19 và tời hai trông 20. Tời thứ nhât, sô 19, phú trách kéo caăn xúc cùng gàu nhờ heơ thông dađy 5, puli 6. Tời thứ hai dịch chuyeơn thiêt bị kép 10 dĩc caăn caơu.
Hình 3.29
Thiêt kê caăn caơu tiên hành theo nguyeđn taíùc đeă ra cho heơ thông nađng há. Trong mĩi trường hợp phạ đạm bạo caăn khođng bị uôn khi chịu tại.
Thiêt kê caăn gàu xúc phú thuoơc vào dung tích gàu. Trong thực tê chúng ta sử dúng kêt câu moơt caăn, gĩi là kêt câu trong hoaịc kieơu hai caăn song song, gĩi là kêt câu ngoài. Kêt câu moơt caăn thường làm từ thép hàn, tiêt dieơn caăn hình chữ nhaơt, ruoơt trông. Có theơ sử dúng kêt câu tiêt dieơn vình vành khuyeđn làm caăn xúc. Moơt đaău caăn được baĩt chaịt với gàu qua bích nôi. Kêt câu moơt caăn dùng cho gaău với dung tích khođng quá 750 lit. chieău dài caăn xúc được chĩn phù hợp với đoơ sađu khai thác.
Hình 29 giới thieơu bô trí chung tàu moơt gàu dáng gàu xúc. Tàu được định vị nhờ các cĩc, sô 1 tređn hình. Thiêt bị khai thác goăm heơ caơu cùng gàu xúc 2 đaịt tái phaăn mũi tàu. Heơ thông này được trình bày rõ hơn tái hình 30 tiêp theo.
Naíng suât tàu nhóm này chư vào khoạng 100 – 200m3/h. Dung tích gaău xúc thay đoơi tùy thuoơc cỡ tàu. Trong thực tê người ta đã đúc gàu vớ dung tích từ 300 lit đên 15000 lit.
Hình 3.31
Hình 3.33
Kêt câu thađn tàu
Thađn tàu cuôc được thiêt kê theo đúng yeđu caău đaịt ra cho tàu vỏ thép. Kêt câu tàu có theơ thuoơc heơ thông kêt câu ngang song tređn nhieău tàu người ta chĩn heơ thông dĩc.
Người thiêt kê tàu cuôc caăn đeơ ý đên đoơ beăn thađn tàu nhieău hơn nêu so với các tàu làm vieơc khác. Tàu cuôc luođn làm vieơc trong đieău kieơn naịng, chịu tác đoơng cụa các lực đoơng do quá trình caĩt đât, chuyeơn đât và cạ đoơ đât. Phại tính rung khi đánh gía sức chịu đựng thađn tàu.
Kêt câu tàu cuôc được giới thieơu cho trường hợp tieđu bieơu, tái hình 31, trang sau. Tháp gàu thuoơc moơt trong những kêt câu caăn chú ý veă đoơ beăn. Tháp có dáng như mieđu tạ tređn hình 32. Các thành phaăn khođng theơ thiêu cụa kêt câu này phại được tính chính xác nhaỉm đạm bạo tháp đụ beăn khi phại treo khung giàn gàu, các gàu cùng bùn
và 4 phại đụ cứng, vững. Khung 2 phại đỡ toàn boơ trang thiêt bị khai thác neđn phại đụ beăn khi tính cho trường hợp chịu tại trĩng tĩnh và cạ tại trĩng đoơng.
Hình 3.34 Kêt câu tàu cuôc
Hình 3.35 Tháp gàu
Hình 3.36 Kêt câu tháp gàu
Chương 4