Thiết kế tàu công trình chuẩn nhất

TÀI LIỆU HỌC TẬP DÀNH CHO SINH VIÊN KHOA ĐÓNG TÀU VÀ CÔNG TRÌNH NỔI

THIẾT KẾ TAØU COÂNG TRÌNH

ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH

TRẦN CÔNG NGHỊ

TRANG ĐỂ TRỐNG

TRAÀN COÂNG NGHÒ

THIEÁT KEÁ TAØU COÂNG TRÌNH

Trang naøy ñeå troáng

Môû ñaàu

Moân hoïc “Thieát keá taøu” goàm caùc phaàn: (1) Lyù thuyeát thieát keá taøu, (2) Myõ thuaät thieát keá taøu vaø (3) Thieát keá caùc taøu chuyeân duøng. Hai phaàn ñaàu ñaõ ñöôïc chuyeån ñeán baïn ñoïc trong laàn phaùt haønh tröôùc. Phaàn thöù ba goàm nhöõng chuyeân ñeà lieân quan ñeán caùc kieåu taøu thoâng duïng: • Taøu vaän taûi ñi bieån, chuû yeáu ñeà caäp taøu chôû haøng khoâ, taøu haøng thuøng, taøu daàu, taøu chôû haøng rôøi/

haøng toång hôïp, taøu chôû saø lan.

• Taøu khaùch. • Taøu keùo, ñaåy. • Taøu coâng trình. • Taøu côõ nhoû chaïy nhanh. • Taøu caùnh ngaàm. Taøu treân ñeäm khí. • Taøu ñaùnh caù.

Moãi chuyeân ñeà ñöôïc trình baøy trong taøi lieäu rieâng, cung caáp baïn ñoïc quan taâm ñeán chuyeân

ñeà naøy nhöõng thoâng tin, höôùng daãn caàn cho thieát keá taøu chuyeân duøng.

“Thieát keá taøu coâng trình” bao goàm nhöõng vaán ñeà:

- ñaëc tröng caùc taøu coâng trình,

- thieát keá taøu cuoác, taøu huùt, taøu vaän chuyeån buøn,

- thieát keá buoàng maùy, heä truïc taøu cuoác, taøu huùt,

- thieát keá thieát bò taøu coâng trình,

- trang thieát bò cô – ñieän taøu coâng trình.

- Thieát keá ñoác noåi

Khoa ñoùng taøu vaø Coâng trình noåi tröôøng Ñaïi hoïc GTVT Tp Hoà Chí Minh xaây döïng ñeà cöông hoïc taäp cho boä moân ñang ñeà caäp. Taøi lieäu phaàn naøy ñöôïc giao cho caùc kyõ sö taøu thuûy laøm vieäc nhieàu naêm trong ngaønh vaø ñaõ tham gia thieát keá haàu heát caùc taøu huùt buøn, taøu cuoác vaø caùc taøu coâng trình khaùc cuûa nöôùc ta bieân soaïn.

Nhöõng thieát keá trích daãn trong taøi lieäu ñöôïc caùc Vieän nghieân cöùu thieát keá taøu cung caáp, trong ñoù coù taøi lieäu rieâng töø phoøng töï ñoäng hoùa thieát keá taøu thuoäc tröôøng, taøi lieäu cuûa nhöõng ngöôøi vieát.

Taøi lieäu ñöôïc bieân soaïn laøm cô sôû hoã trôï sinh vieân trong thieát keá ñoäi taøu coâng trình, ñaùp öùng ñoøi hoûi cuûa coâng taùc thöïc teá. Taøi lieäu seõ coù ích cho kyõ sö, coâng nhaân laøm vieäc trong lónh vöïc ñoùng, söûa taøu coâng trình, caùn boä coâng nhaân tröïc tieáp quaûn lyù vaø khai thaùc ñoäi taøu coâng trình.

Maëc daàu ñaõ coá gaéng laøm toát vieäc bieân soaïn, ngöôøi vieát vaãn bieát raèng, khoù traùnh caùc sai soùt hoaëc caùc loãi vaáp phaûi trong taøi lieäu. Chuùng toâi mong nhaän ñöôïc goùp yù xaây döïng cuûa baïn ñoïc gaàn, xa nhaèm laøm cho chaát löôïng taøi lieäu toát hôn trong laàn xuaát baûn tieáp theo.

Thaønh phoá Hoà Chí Minh 6/2001

Muïc luïc

Tàu công trình

Tàu hút bùn

Tàu công trình Đặc trưng tàu cuốc, tàu hút đã chế tạo

Tàu hút tự hành Tàu hút không tự hành Phương pháp chuyển dịch của tàu hút trong công việc Thiết bị buồng máy Bơm hút bùn Đầu hút và dàn đầu hút Tàu cuốc Tàu cuốc nhiều gầu Tính toán gầu tàu cuốc Kết cấu khung đỡ dàn gầu Truyền động dàn gầu Xáng cạp Kết cấu thân tàu Thiết bị trên boong tàu công trình

Tời công tác Thiết bị cọc di chuyển tàu Hệ thống ống dẫn bùn Tàu hỗ trợ kỹ thuật

Sà lan chở bùn Tời công tác Tàu hỗ trợ kỹ thuật cỡ nhỏ Tàu đảm bảo hàng hải 5 8 8 9 17 18 18 35 37 37 41 48 48 52 57 64 66 75 78 78 86 89 96 96 78 112 113 124

Mở đầu Chương 1 1 2 Chương 2 1 2 3 4 5 6 Chương 3 1 2 3 4 5 7 Chương 4 1 2 3 Chương 5 1 1 2 3 Chương 6 Đốc nổi

Chöông 1

TAØU COÂNG TRÌNH

1. Taøu coâng trình

Trong thaønh phaàn ñoäi taøu coâng trình giôùi thieäu taïi taøi lieäu naøy baïn ñoïc laøm quen vôùi caùc phöông tieän noåi thöïc hieän caùc coâng vieäc naïo veùt luoàng laïch treân caùc soâng, caûng vaø caùc ñöôøng soâng, bieån vaøo caûng. Hai nhoùm phöông tieän ñaëc tröng cho ñoäi taøu naøy laø taøu huùt buøn vaø taøu cuoác.

Nhoùm taøu huùt thöïc hieän huùt buøn, ñaát töø loøng soâng, caûng, cöûa bieån vv.. . baèng caùc phöông phaùp thuûy löïc. Buøn, ñaát ñöôïc huùt baèng oáng vaø daãn ñeán bôm thuoäc daïng bôm buøn, nhôø bôm ñaåy baèng ñöôøng oáng ñeán ñòa ñieåm taäp keát.

Taøu cuoác thöïc hieän coâng vieäc naïo veùt, chuyeån buøn, ñaát baèng phöông phaùp cô giôùi vaø thuûy löïc. Daïng thöôøng thaáy laø taøu cuoác nhieàu gaàu. Treân taøu cuoác daïng naøy ngöôøi ta duøng caùc gaàu xuùc buøn, ñaát vaø ñoå doàn buøn ñaát ñoù vaøo phöông tieän vaän chuyeån qui ñònh.

Laøm vieäc töông töï taøu cuoác laø caùc phöông tieän xaùng, caïp. Phöông tieän keå sau laøm vieäc nhö caåu quay, coøn taïi vò trí moùc caãu ngöôøi ta gaén thieát bò xeùn ñaát, caét ñaát vôùi nhieäm vuï xeùn caét (coù theå vì theá môùi goïi laø xaùng caïp) buøn, ñaát vaø chuyeån buøn ñaát cuøng gaàu xuùc theo caùch quay voøng ñeán vò trí ñaõ ñònh. Taïi ñaây buøn ñaát ñöôïc nhaû ra hoaëc ñoå ra theo phöông thöùc töï rôi.

Ñeå di chuyeån buøn, ñaát vöøa khai thaùc ngöôøi ta söû duïng ñoäi taøu vaän chuyeån buøn, ñaát. Thoâng thöôøng ñaây laø nhöõng saø lan töï haønh hoaëc khoâng töï haønh, coù khaû naêng töï ñoå haøng taïi vò trí xaùc ñònh.

Vôùi taøu huùt ñeå chuyeån buøn, ñaát trong phaïm vi khoâng quaù daøi, chöøng vaøi km ñoå laïi, chuùng ta söû duïng heä thoáng oáng daãn treân caùc phao noåi. Buøn, ñaát vöøa ñöôïc naïo, veùt ñöôïc chuyeån ñeán vò trí qui ñònh baèng oáng ñeå roài san laáp maët baèng, taïo neân maët coâng taùc môùi.

Thaønh phaàn ñoäi taøu coâng trình coøn ñöôïc keå caû nhöõng taøu phuïc vuï ñaûm baûo an toaøn haøng haûi treân caùc luoàng laïch hay goïi chung laø ñöôøng vaän taûi thuûy. Caùc taøu khoâng tröïc tieáp vaän taûi haøng hoùa song laøm nhieäm vuï phuïc vuï söûa taøu nhö caùc dock noåi cuõng ñöôïc keå vaøo nhoùm taøu coâng trình.

Treân caùc vuøng bieån thuoäc chuû quyeàn kinh teá cuûa quoác gia, goïi theo caùch môùi laø theàm luïc ñòa ngaøy nay chuùng ta coøn gaëp caùc giaøn khoan coá ñònh, giaøn di ñoäng, taøu khoan daàu khí, caùc coâng trình noåi phuïc vuï coâng vieäc thaêm doø vaø khai thaùc daàu, khí, caùc traïm chöùa daàu khí. Ñoäi taøu coâng trình treân bieån ngaøy moät lôùn, chieám tyû troïng lôùn trong ngaønh taøu noùi chung. Veà caùc coâng trình coá ñònh vaø coâng trình noåi treân bieån baïn ñoïc seõ laøm quen trong taøi lieäu thuoäc moân hoïc “thieát keá giaøn khoan vaø coâng trình bieån”.

2. Ñaëc tröng taøu cuoác vaø taøu huùt ñaõ ñöôïc cheá taïo

Ñeå coù theå hieåu hôn caùc ñaëc tröng taøu coâng trình baïn ñoïc coù theå tìm hieåu qua nhöõng phöông

tieän ñaõ ñöôïc thieát keá, cheá taïo vaø söû duïng coù keát quaû.

Bảng 1.1 Taøu cuoác nhieàu gaàu

589 892 Ch Teân goïi

34,2 38,58 8,8 8,6 2,5 9,8 0,86 224 150 – 250 5,5 6C100PH 1 168 750 A1256 90 1 13,5 35 50,39 - 10,85 13,9 - - 8,7 9,66 7,9 - 81,8 44,4 68,7 9,5 9,2 2,8 12,9 1,32 481,1 250 8 –10 8Tch23/30 1 450 750 MC-92-4 50 1 26 60 157 11,7 9 37,3 - 4,2 10,7 71,6 19,5 11,6 80,3 50 61,3 10,8 10,5 3,5 14,5 1,96 830 500 11 6Tch25/34 1 300x2 500 MC-117-4 100 1 10 30 274 - 13,7 35,6 46,9 11,71 9,9 76 36,4 37 175,8

Taøu huùt buøn

Chieàu daøi thieát keá, m Chieàu daøi toaøn boä, m Chieàu roäng toaøn boä, m Chieàu roäng thieát keá, m Chieàu cao thieát keá, m Chieàu cao toaøn boä, m Môùn nöôùc, m Löïôïng chieám nöôùc, t Naêng suaát, m3/h Chieàu saâu laøm vieäc, m Maùy chính Kieåu Soá löôïng Coâng suaát, PS Voøng quay maùy, v/ph Maùy phaùt, kieåu Coâng suaát, kW Maùy neùn, soá löôïng Naêng suaát, m3/h Aùp löïc, kG/cm2 Troïng löôïng theùp voû taøu, t Gia coá vaø beä maùy treân taøu, t Trang thieát bò noäi thaát, t Goã caùc loaïi, t Sôn, xi maêng, t Thieát bò phoøng coâng coäng, t Caùc heä thoáng taøu, t Thieát bò treân boong, t Thieát bò ñieän, t Maùy moùc chính, t Thieát bò naïo veùt, t Thieát bò trong buoøng maùy,t Caùc thieát bò khaùc, t Ch1 50 55 9,5 9,2 2,8 9,81 1,25 508 700 7,5 – 11 6C350B 1 800 325 - 140 1 36 35 125,9 - 36,2 - - 57,7 18,1 24,5 20,5 27,3 89 19,5 43,6 Ch2 42,9 52,6 9,3 9 2,5 7,71 1,27 450 400-500 6 – 11 4C350 1 380 325 - 100 1 36 50 120,9 - 24,6 62 6,5 - - 74 19,4 - - 95,4 25,6 12 40 44,5 9,4 9,2 2,85 11,6 1,09 362 400 7 – 11 18D 350 350 ΠH400 65 26 60 121,8 - 16 33 - - 7,95 67,2 6 - - 48,68 5,5 592 38 40,8 9,36 9 2,5 8,45 0,81 241 250 5,5 – 11 MΠ-12 1 250 220 MΠ543 10 1 - - 80,62 5 3,8 16 1,5 1,4 4,9 29,55 1,6 82 9,13 6 -

Hình 1.1 giôùi thieäu taøu huùt töï vaän chuyeån buøn, ñaát hay coøn goïi taøu huùt töï haønh. Taøu goàm thaân taøu 13, thöôïng taàng 1, treân ñoù boá trí ngaên chöùa buøn 12, thieát bò naêng löôïng 14, thieát bò bôm buøn 7, heä thoáng maùy taøu – chaân vòt 15 vaø 16.

Thieát bò khai thaùc treân hình ñöôïc trình baøy döôùi daïng mieäng huùt 11, oáng huùt 10, khôùp noái

meàm 9, bôm buøn 8.

Hình 1.1 Taøu huùt töï haønh

Taøu huùt ñang laøm vieäc taïi nöôùc ngoaøi coù daïng sau.

Hình 1.2a Taøu huùt ñoùng taïi Nhaät baûn, naêng suaát 3500 m3

Hình 1.2b

Nhöõng hình aûnh trình baøy tö theá laøm vieäc cuøng taøu chuïp taïi nôi söû duïng, Thöôïng Haûi nhö

sau nay.

Hình 1.2c

Hình 1.3 giôùi thieäu maët caét doïc taøu cuoác nhieàu gaàu ôû tö theá laøm vieäc.

Hình 1.3 Taøu cuoác nhieàu gaàu

Hình 1.4 Taøu coâng trình

Taøu xaùng caïp

Hình 1.5 Taøu xaùng caïp

Taøu ñaûm baûo haøng haûi

Hình 1.6 Taøu ñaûm baûo haøng haûi

Taàu phuïc vuï coâng taùc ñaûm baûo haøng haûi. Taøu nhoùm naøy khaù ña daïng. Taøu ñöôïc trang bò nhö phaân xöôûng noåi laøm caùc coâng vieäc ñaët phao luoàng, baûo döôõng hoaëc söûa chöûa phao, caùc thieát bò ñaûm baûo haøng haûi. Treân taøu nhoùm naøy thöôøng trang bò nhöõng tôøi , maùy keùo , caàn caåu söùc naâng ñuû lôùn vv.. . nhaèm laøm ñöôïc caû coâng vieäc truïc vôùt thieát bò vaø söûa chöõa nhoû. Taøu coù ñuû söùc chôû ñeå coù theå mang thieát bò bò hoûng veà xöôûng söûa chöõa. Hình 1.6 giôùi thieäu moät trong caùc taøu nhoùm naøy.

Trong ñoäi taøu coâng trình coøn coù theå keå theâm caùc saø lan chuyeân chôû buøn, ñaát do taøu huùt, taøu cuoác thöïc hieän. Ñoäi saø lan naøy ñöôïc cheá taïo döôùi nhieàu hình thöùc khaùc nhau, tuy nhieân nhieäm vuï chính cuûa chuùng chæ laø ñaûm baûo ñöa saûn phaåm cuûa taøu coâng trình veà ñeán nôi ñöôïc chæ ñònh.

Hình 1.7 giôùi thieäu moät rong caùc saø lan chôû buøn ñaõ ñöôïc cheá taïo haøng loaït.

Hình 1.7 Saø lan chôû buøn, ñaát

Hình 1.8

Hình 1.9

Hình 1.10

Nhöõng hình aûnh taøu huùt buøn, taøu cuoác laøm vieäc taïi caùc caûng , caùc soâng coù theå thaáy qua minh hoïa sau.

Taøu huùt daøi 45m.

Hình 1.11

Hình 1.12

Chöông 2

TAØU HUÙT BUØN

Taøu huùt buøn ñöôïc cheá taïo döôùi daïng taøu töï haønh: töï chuyeân chôû buøn ñaát vaø taøu huùt khoâng töï

haønh.

Taøu thoâng duïng, khoâng töï haønh, coù maët nhieàu nôi caáu hình ñaëc tröng nhö neâu taïi hình 2.1.

Hình 2.1 Taøu huùt khoâng töï haønh

Trong nhoùm taøu töï haønh chuùng ta coù theå phaân bieät caùc kieåu taøu laøm vieäc theo nguyeân lyù huùt

Taøu huùt (trailing suction hopper dredge - TSHD) huùt buøn cuøng nöôùc baèng heä thoáng oáng, chuyeån buøn vaøo caùc khoang thaønh nghieâng (goïi laø hopper) treân taøu. Khi ñaày, taøu huùt vaän chuyeån saûn phaåm ñeán vò trí xaùc ñònh, môû ñaùy caùc khoang vaø thaû saûn phaåm ñoù xuoáng. Taøu huùt lôùn nhaát cuûa kieåu naøy Jan de Nul coù khoang chöùa thaønh nghieâng 33.000 m3, chieàu saâu huùt 135m. Taøu ñang cheá taïo vaø hoaøn thaønh naêm 2008 coù dung tích hopper ñeán 46.000 m3, chieàu saâu huùt 155m.

Taøu huùt coù ñaàu phay (cutter suction dredger - CSD) duøng roäng raõi treân theá giôùi. Ñaàu phay coù nhieäm vuï phay ñaát tröôùc khi huùt buøn ñaát cuøng nöôùc vaøo taøu qua bôm. Ñaàu phay thieát keá ñeå coù theå phay caùc loaïi ñaát töø meàm ñeán cöùng, thaäm chí caû ñaù. Taøu huùt buøn nhoùm naøy trang bò heä thoáng maùy vôùi coâng suaát ñeán gaàn 30.000 kW.

Taøu huùt buøn daïng auger suction söû duïng heä thoáng thieát bò caét ñaát treân nguyeân lyù vít xoaùy

Archimedes. Heä thoáng naøy phaùt huy taùc duïng töø nhöõng naêm taùm möôi.

1. Taøu huùt töï haønh

Taøu huùt töï haønh ñöôïc giôùi thieäu taïi hình 2.1 vaø 2.2. Ñaëc tröng kyõ thuaät taøu huùt ñöôïc theå hieän

qua caùc ñaïi löôïng thöôøng duøng trong thieát keá taøu coâng trình.

1) Dung tích haàm chöùa buøn, ñaát hay coøn goïi laø dung tích khoang haøng W, tính baèng m3. Ñaïi löôïng naøy giuùp ngöôøi quaûn lyù hình dung caùc ñaïi löôïng daãn xuaát töø ñaây: kích thöôùc phuû bì taøu, naêng suaát bôm buøn, coâng suaát thieát bò.

2) Chieàu saâu huùt buøn H, tính baèng m, neâu roõ khaû naêng naïo veùt chieàu saâu cuûa phöông tieän.

Treân theá giôùi ngöôøi ta ñaõ cheá taïo taøu huùt vôùitaàm huùt ñeán 30 – 35m chieàu saâu.

3) Naêng suaát huùt buøn Q, tính baèng m3/h. Ñaïi löôïng naøy lieân heä vôùi dung tích haàm chöùa buøn theo quan heä, naêng suaát aáy ñaûm baûo huùt ñuû buøn, ñaát cho khoang naøy trong thôøi gian töø 30 ñeán 60 phuùt.

4) Vaän toác khai thaùc cuûa taøu töï haønh ñaït ñeán 8 – 16 HL/h khi chuyeân chôû , coøn khi laøm vieäc

chính vaän toác phaûi ñaït 2 – 3 HL/h nhaèm ñaûm baûo tính aên laùi cho phöông tieän.

Taøu huùt buøn töï haønh khaùc taát caû taøu hoaït ñoäng treân soâng bieån ôû thieát bò daãn buøn, ñaát töø nôi khai thaùc ñeán nôi chöùa. Thieát bò goàm daøn phay, oáng daãn, heä thoáng bôm buøn. Boá trí oáng huùt treân taøu ñöôïc thöïc hieän trong phaàn xeû raõnh cuoái hoaëc ñaàu thaân taøu, hình 2a, thaäm chí taïi gieáng giöõa thaân taøu, hình 2b. Trong nhieàu tröôøng hôïp ñeå taêng theâm tính tieän lôïi ngöôøi ta boá trí thieát bò naøy hai beân maïn, hình 2c.

Hình 2.2 Taøu huùt buøn

Ñeå hieåu roõ hôn keát caáu taøu töï haønh chuùng ta coù theå xem boá trí chung cuûa taøu huùt ñöôïc

trang bò heä thoáng ñoäng löïc ñieän – diesel, söùc chöùa 1000m3, caùc oáng huùt boá trí beân maïn, hình 2.3.

Hình 2.3 Taøu huùt töï haønh, töï chuyeân chôû

Thaân taøu mang daïng taøu vaän taûi thoâng duïng, muõi nhoâ veà tröôùc, voøm laùi daïng ñuoâi taøu tuaàn döông. Vôùi hình daïng beân ngoaøi khoâng khaùc taøu vaän taûi taøu hoaït ñoäng teân soâng bieån khoâng khaùc taøu vaän taûi luùc chaïy. Taøu ñöôïc ngaên ngang baèng saùu vaùch ngang. Theo boá trí naøy treân taøu coù baûy khoang chöùa: khoang forepeak 8, khoang muõi 9, khoang bôm 10, khoang chöùa saûn phaåm 12, khoang ñaët maùy 13, khoang maùy phaùt vaø ñpoäng cô ñieän 14, khoang afterpeak (laùi) 15.

Thöôïng taàng goàm hai phaàn, thöôïng taàng muõi 3 vaø thöôïng taàng laùi 1.

Trong khoang bôm boá trí hai bôm buøn vaø thieát bò chaân vòt laùi muõi (bow thruster). Khoang haøng (chöùa buøn, ñaát) boá trí taïi khu vöïc giöõa taøu, thieát bò huùt buøn goàm hai cuïm 17 boá trí doïc beân ngoaøi maïn. Thieát bò naâng haï hai heä thoáng oáng treân 11 boá trí taïi laàu muõi.

Tôøi keùo neo ñaët taïi muõi 18 söùc keùo taïi tang 7,5 taán löïc, tôøi ñöùng ñaët sau 16 söùc keùo 4 taán löïc.

Nhôø thieát bò treân ñaây taøu coù theå huùt buøn ñeán ñoä saâu 15m.

Dung tích cuûa khoang haøng 1180m3, taûi troïng 1420 taán. Ví duï tieáp theo giôùi thieäu taøu huùt töï haønh hoaït ñoäng trong caùc soâng, hoà, naêng suaát 2500m3/h,

ñoä saâu khai thaùc töø 2,5m ñeán 14m, taàm vaän chuyeån 400m.

Taøu môùi ñöôïc ñoùng vaøo nhöõng naêm baûy möôi, treân taøu trang bò nhieàu phöông tieän ñieàu khieån töø xa vaø ñieàu khieån töï ñoäng nhaèm giaûm thieåu lao ñoäng vaát vaû. Thieát bò ñaùnh buøn vaø huùt buøn boá trí taïi raõnh tröôùc taøu.

Trang bò bôm buøn treân taøu goàm moät bôm naêng suaát 15.000 m3/h, tính cho tröôøng hôïp bôm nöôùc, coät aùp bôm 18,3 m cn. Voøng quay truïc bôm 180 v/ph. Ñeå quay bôm ngöôøi ta söû duïng ñoäng cô diesel coâng suaát 1220 kW ( 1670HP). Ñeå phuïc vuï bôm nöôùc döôùi aùp löïc duøng ñeå xôùi buøn treân taøu trang bò hai bôm nöôùc naêng suaát moãi bôm 1250 m3/h, coät aùp 23 m cn.

Maùy phaùt treân taøu goàm hai cuïm, coâng suaát moãi cuïm 425kW, ñieän aùp 400V do hai cuïm maùy

diesel 580HP lai .

Thieát bò naâng haï ñaët taïi ñaàu muõi taøu, treân raõnh, coù khaû naêng naâng 600 kN (60 taán), vaän toác thu daây 13,2 m/ph. Caàn caåu quay treân taøu coù söùc naâng 5 taán. Heä thoáng tôøi phuïc vuï dòch chuyeån ñaàu huùt coù söùc keùo 120 kN, toác ñoä thu caùp 1 – 12 m/ph.

Tôøi neo chòu söùc keùo tôùi 200 kN.

Hình 2.4

Taïi phaàn laùi cuûa taøu huùt naøy boá trí moät tôøi keùo taøu, söùc keùo treân tang 50 kN, treân boong

chính. Sau tôøi keùo laø hai caåu thaû neo, taûi troïng 1,25t, taàm vöôn tay caåu 2 – 4m.

Caåu haøng treân taøu thuoäc daïng nöûa quay, söùc naâng 5 taán, taàm vöôn 10,6m. Caåu laøm nhieäm vuï naâng, haï vaät tö thieát bò cho taøu trong coâng vieäc söûa taøu vaø thieát bò taøu, caùc oáng trong heä thoáng huùt buøn.

Caåu derrick boá trí treân khoang maùy bôm söùc naâng 10 taán, tay vöôn 6,5m. Caåu derrick vôùi moùc caåu cao treân maët boong chính 3,6 coù theå naâng caùc phuï tuøng bôm khi söûa chöûa hoaëc thay theá.

Thieát bò ñaåy taøu goàm hai ñöôøng truïc chaân vòt vaø hai chaân vòt ñöôøng kính 1,35m ñaët trong

ñaïo löu quay.

Nhöõng taøu töï haønh ñoùng töø nhöõng naêm chín möôi ñang coù maët treân caùc vuøng soâng nöôùc. Taøu huùt buøn thieát keá töø 1971, naêng suaát huùt 2500 m3/h coù kích thöôùc chính LxBxT = 102x16x5,5 (m). Taøu trang bò 2 bôm huùt buøn naêng suaát moãi bôm 7080 m3/h. Caùc bôm söû duïng maùy phaùt 2x2280 kW. Chieàu saâu huùt 25m. Hai ñöôøng oáng huùt kích thöôùc 2x700 mm.

Hình 2.5a

Hình 2.5b

Hình 2.5c

Taøu töï haønh, töï ñoå thuoäc nhoùm trailing suction hopper dredge

Hình 2.6a Taøu huùt töï haønh

Hình 2.6b Nguyeân lí laøm vieäc taøu huùt töï haønh

Taøu huùt nhoùm Clamshell Loading, Bottom Dumping Hopper Dredge

Hình 2.7

Taøu huùt naêng suaát 2000 m3 thuoäc nhoùm trailing suction hopper dredge, bottom damping (TSHD) do Nhaät baûn cheá taïo töø 1992 coù kích thöôùc chính LxBxT = 94,9x16x5,6 (m); GT 3570; troïng taûi DWT = 3202T, vaän toác v = 12 HL/h. Khoang chöùa buøn 1750 m3.

Chieàu saâu laøm vieäc 22m.

Hình 2.7a Taøu huùt töï haønh (taøu bieån)

Hình 2.7b Taøu huùt töï haønh hoaït ñoäng soâng, vònh

Hình 2.8a

Hình 2.8b

Hình 2.8c

2. Taøu huùt khoâng töï haønh

Ñaëc tröng chính cuûa nhoùm taøu huùt naøy, nhö ñaõ giôùi thieäu taïi chöông ñaàu, theå hieän nhö sau. Naêng suaát Q, tính baèng m3/h, ñöôïc theå hieän trong ba nhoùm thöôøng gaëp: naêng suaát thaáp 100 –

150 m3/h, naêng suaát trung bình 750 – 800 m3/h vaø taøu vôùi naêng suaát cao treân 1000 m3/h.

Chieàu saâu huùt H cuûa nhoùm naøy ñaït ñeán 15 – 20m. Nhöõng taøu huùt laøm vieäc treân nhöõng coâng

trình xaây döïng thuûy coù khi coù ñoä saâu huùt ñeán 40m.

Quaûng ñöôøng ñöa buøn ra xa vôùi taøu huùt nhoû khoaûng 50m, trong khi ñoù vôùi taøu huùt côõ lôùn chieàu daøi naøy ñaït tôùi 500 – 1000m cho taøu huùt bieån. Taïi caùc coâng trình xaây döïng thuûy chuùng ta chöùng kieán ñöôøng daãn buøn cuûa caùc taøu nhoùm naøy ñeán vaøi km.

Sô ñoà laøm vieäc taøu huùt khoâng töï haønh, laøm vieäc trong soâng, luoàng laïch ñöôïc trình baøy taïi hình 2.9. Boä phaän caét ñaát, ñaùnh tôi ñaát vaø buøn hay coøn goïi laø ñaàu phay coù nhieäm vuï laøm coâng taùc chuaån bò, taïo ta hoãn hôïp buøn cuøng nöôùc thöôøng laø löïc löôïng ñi ñaàu cuûa taøu loaïi naøy. Mieäng huùt 9 ñaët goïn trong cô caáu ñaàu phay seõ huùt hoãn hôïp buøn, ñaát, nöôùc theo oáng huùt 5 ñeán bôm buøn 13 do ñoäng cô diesel 14 lai. Hoãn hôïp naøy töø bôm qua mieäng xaû cuûa bôm, theo oáng 3 vaø tieáp ñoù heä thoáng oáng daãn 2, 1 ñeå ñeán nôi taäp keát. Trong sô ñoà naøy daøn phay 10 cuøng heä thoáng khôùp noái meàm 4 coù theå quay sang ngang vôùi goùc xaùc ñònh, leân xuoáng vôùi goùc tính toaùn. Ñieàu khieån goùc quay cho daøn phay nhôø heä thoáng hoã trôï goàm giaù ñôõ 7, tôøi 6, heä thoáng puli 8.

Hình 2.9 Sô ñoà laøm vieäc taøu huùt khoâng töï haønh

Hình 2.10 Quan heä giöõa coâng suaát maùy Hình 2.11 Quan heä giöõa theå tích phaàn

vaø troïng löôïng taøu khoâng chìm vaø troïng löôïng taøu khoâng

Hình 2.12 Taøu huùt Faunus

Tính chọn kích thước tàu hút có thể dựa vào đồ thị tại các hình 2.10 và 2.11. Moät trong caùc taøu huùt khoâng töï haønh naêng suaát 1000 m3/h ñöôïc giôùi thieäu taïi hình 2.13. Ñaëc

tröng chính cuûa taøu:

L = 58m B = 9,2m D = 2,8m d = 1,36m Q = 1000 m3/h

500m; ñöôøng kính oáng 0,7m 11m 7000 m3/h

Chieàu daøi Chieàu roäng Chieàu cao Môùn nöôùc Naêng suaát Chieàu daøi oáng daãn Chieàu saâu huùt lôùn nhaát Naêng suaát bôm buøn Theo thieát keá bôm buøn coù khaû naêng bôm nöôùc 7500m3/h vôùi coät aùp 25 m cn, taïi voøng quay

truïc bôm 325 v/ph. Ñoäng löïc cuûa bôm laø ñoäng cô diesel coâng suaát 590 kW (800HP).

Hai cuïm maùy phaùt doøng DC , ñieän aùp 230V, do hai ñoäng cô diesel coâng suaát moãi ñoäng cô 184 kW (250HP) lai. Hai maùy phaùt treân caáp ñieän cho ñoäng cô moät chieàu quay ñaàu quay xeùt ñaát vaø ñaùnh buøn.

Caùc tôøi treân boong ñöôïc boá trí nhö sau. Tôøi dòch chuyeån daøn xoaùy buøn söùc keùo 120 kN, vaän

toác thu caùp 2 – 8 m/ph. Vaän toác toái ña cuûa tôøi 25 m/ph. Hai tôøi sau söùc keùo nhoû hôn, 40 kN.

Tôøi neo muõi vaø laùi coù cuøng söùc keùo 45 kN, vaän toác thu caùp 0,15 – 4 m/ph.

Söùc naâng tôøi naâng haøng 70 kN, vaän toác caùp ñeán 13,5 m/ph.

Thieát keá taøu töï haønh trong thöïc teá khaùc vôùi caùch laøm aùp duïng cho taøu khoâng töï haønh . Thaân taøu töï haønh veà nguyeân taéc phaûi ñuû tính chaát ñaëc tröng cuûa taøu coâng taùc kieâm taøu vaän taûi. Ñöôøng hình taøu ñöôïc choïn theo caùch toát nhaát nhaèm giaûm thieåu söùc caûn taøu khi taøu chaïy, taøu ñuû tính oån ñaònh, tính eâm song khoang haøng phaûi ñuû dung tích ñeå chöùa ñöôïc löôïng buøn ñaù6t maø noù ñaõ khai thaùc. Treân taøu töï haønh phaûi ñuû choã boù6 trí ñoäi kyõ sö coâng nhaân khoâng theå ít veà soá löôïng. Thieát bò maùy moùc khai thaùc ñeàu ñöôïc ñaët leân taøu do vaäy boá trí taøu seõ laø vieäc khoâng nheï nhaøng.

Taøu khoâng töï haønh ñöôïc keùo luùc di chuyeån vò trí laøm vieäc do vaäy ñöôøng hình taøu khoâng nhaát thieát phaûi coù daïng thoùat nöôùc. Thoâng thöôøng thaân taøu khoâng töï haønh thuoäc daïng ponton. Tuy khoâng phaûi taøu töï haønh, khi laøm vieäc taøu phaûi dòch chuyeån nhôø heä thoáng coïc, neo vv.. . do vaäy treân taøu nhoùm naøy nhaát thieát phaûi boá trí heä thoáng dòch chuyeån khaù phöùc taïp vaø chieám khoaûng khoâng khaù lôùn treân taøu. Taøu khoâng töï haønh nhö ñaõ trình baøy taïi hình 4, trong suoát quaù trình laøm vieäc khoâng theå thieáu heä thoáng daãn buøn daøi coù khi ñeán nghìn meùt. Thieát keá taøu khoâng töï haønh khoâng taùch rôøi thieát keá ñöôøng oáng daãn buøn.

Hình 2.13 Taøu huùt khoâng töï haønh töø nhöõng naê m saùu möôi.

Hình aûnh taøu huùt kieåu môùi theå hieän tieáp theo.

Hình 2.14a

Hình 2.14b

Hình 2.14c

Hình 2.14d

Hình 2.14e

Hình 2.15 Taøu huùt cheá taïo taïi Ñöùc

Taøu huùt thuoäc nhoùm plain suction dredger Seeland Ñaêng kieåm GL Ñöùc caáp pheùp hoaït ñoäng trang bò maùy coâng suaát 3200 kW, coù khaû naêng huùt buøn ñeán ñoä saâu 40 m, hình 2.15.

Nhoùm taøu huùt buøn khoâng töï haønh, trang bò ñaàu caét ñaát (Cutter Suction Dredger) Trong đoạn này chúng ta cùng tham khảo những thiết kế tàu hút đã được người sử dụng chọn dùng.

Hình 2.16 Taøu huùt kieåu CSD Spuler VIII

Taøu huùt hai thaân Ví duï cho nhoùm naøy laø taøu huùt saûn xuaát taïi Netherlands, taøu Beaver

Hình 2.17 CSD IHC Beaver

Taøu CSD Haarlem trang bò maùy tổng coâng suaát 5050 kW, coù khaû naêng huùt ñeán ñoä saâu 18 m.

Hình 2.18 Taøu huùt CSD Haarlem

Coâng suất máy chính trong quan hệ với trọng lượng tàu không giới thiệu tại hình 2.19, còn mô đun LBD của tàu trong quan hệ với trọng lượng tàu không giới thiệu tại hình 2.20.

Hình 2.19

Hình 2.20

Hình 2.21 Tùy thuộc trong lượng tàu không có thể sơ bộ xác định tỷ lệ L/B và B/T tại hình 2.21.

3. Phöông phaùp chuyeån dòch cuûa taøu huùt trong coâng taùc

3.1 Di chuyeån nhôø caùc chaân choáng

Ñeå di chuyeån trong khi laøm vieäc taøu huùt ñöôïc trang bò heä thoáng chaân choáng phuïc vuï muïc ñích ñöa taøu veà tröôùc hoaëc luøi. Nhôø söï trôï giuùp caùc chaân choáng taøu huùt coù theå tieán hoaëc luøi khi caàn theo kieåu con ngöôøi ñi chaân “caø kheâu” trong caùc leã hoäi caùc daân toäc vui nhoän.

Heä thoáng chaân choáng coù theå chæ goàm hai chaân song coù heä thoáng söû duïng boán chaân. Hình

giôùi thieäu heä thoáng di chuyeån taøu goàm boán chaân. Caùc coïc – chaân choáng ñöôïc boá trí treân thieát bò laên ñaëc bieät, tieán vaø luøi trong raõnh xaùc ñònh khoeùt trong thaân taøu. Coïc chæ coù theå chuyeån ñoäng theo truïc ñöùng, ñöôïc pheùp leân – xuoáng thoâng qua heä thoáng naâng haï. Cuïm thieát bò laên chöùa coïc, ngöôïc laïi chæ ñöôïc pheùp laên lui – tôùi trong raõnh. Thöù töï naâng haï coïc giuùp cho vieäc dòch chuyeån veà tröôùc taøu huùt ñöôïc theå hieän qua boán böôùc nhö trình baøy taïi hình.

Ñeå queùt vuøng roäng, daøn phay cuøng ñaàu phay ñöôïc pheùp chuùi ñeán goùc nhaát ñònh, ñoàng thôøi chuyeån ñoäng quay sang traùi – phaûi. Sau moät laàn quay ñaàu phay queùt treân moät cung vôùi chieàu roäng xaáp xæ böôùc s nhö mieâu taû taïi hình 2.22.

Hình 2.22 Dòch chuyeån taøu huùt nhôø heä thoáng boán chaân choáng

3.1 Dòch chuyeån nhôø chaân choáng vaø neo taøu.

Thoâng leä taøu ñöôïc trang bò heä thoáng chaân choáng, trong ñoù hai coïc ñöùng ñaët trong heä thoáng daãn ñoäng leân – xuoáng laøm vai troø chính. Hai chaân taøu ñöôïc boá trí phía laùi. Phía muõi taøu, theo qui öôùc cuûa chuùng ta laø vuøng boá trí daøn ñôõ ñaàu phay vaø baûn thaân ñaøu phay. Heä thoáng thieát bò neo taøu thöôøng ñöôïc boá trí taïi vuøng naøy. Hình 7 giôùi thieäu caùch chuyeån dòch taøu huùt thöôøng gaëp. Hai coïc choáng kieâm “chaân” cuûa taøu mang kyù hieäu 1, 2 ñaët phía laùi, naèm sau vaùch ñuoâi. Tôøi neo soá 3 vaø soá 4 laøm nhieäm vuï thu daây neo. Quaù trình dòch chuyeån böôùc s vaø quay heát cung, töø goùc -α/2 ñeán +α/2 ñöôïc giôùi thieäu taïi hình 7.

sin

s =

α 2

Böôùc tieán s cuûa taøu trong moät chu trình coâng taùc tính theo coâng thöùc:

Ñeå traùnh boû soùt vuøng ñaát trong khu vöïc naïo veùt, goùc quay cuûa daøn phay phaûi thoûa maõn ñieàu

arcsin

≤α

lCT b

kieän:

sin

B =

α 2

Chieàu roäng raõnh ñaát maø taøu ñaõ huùt tính töø coâng thöùc quen thuoäc trong hình hoïc:

4. Trang bò buoàng maùy

Treân caùc taøu huùt buøn hieän ñang söû duïng caùc kieåu maùy ñoäng löïc vaãn ñöôïc duøng roäng raõi trong ngaønh thuûy. Maùy hôi nöôùc, tua bin khí, ñoäng cô diesel, ñoäng cô ñieän ñang ñöôïc söû duïng coù hieäu quaû treân taøu nhoùm naøy. Moät vaøi ví duï thöïc teá coù theå giôùi thieäu taïi ñaây.

Tua bin khí ñöôïc ñöa vaøo taøu huùt huøn vôùi soá löôïng khieâm toán. Ñeán cuoái nhöõng naêm taùm möôùi ngöôøi ta ñaõ thoáng keâ, 7% taøu huùt söû duïng nguoàn ñoäng löïc naøy. Moät trong nhöõng taøu huùt duøng ñoäng löïc tuabin khí ñöôïc ñoùng taïi Nhaät baûn. Treân taøu trang bò boán cuïm maùy chính vôùi coâng suaát toång coäng 2940 kW, voøng quay maùy 9200 v/ph. Nhôø thieát bò giaûm toác, bôm buøn laøm vieäc ôû voøng quay truïc 330 v/ph. Ngoaøi tuabin khí vöøa neâu cuõng treân taøu ñang ñeà caäp coøn trang bò cuïm maùy phaùt do ñoäng cô diesel coâng suaát 1176 kW lai.

Ñoäng cô diesel cho ñeán nay vaãn laø nguoàn ñoäng löïc phoå bieán nhaát treân taøu huùt. Treân moät taøu huùt naêng suaát 2500m3/h chuùng ta coù theå nhaän thaáy caùc kieåu maùy diesel tham gia laøm vieäc treân taøu. Treân hình 8 chi tieát 5 giôùi thieäu maùy diesel coù nhieäm vuï quay bôm buøn 7. Hoäp soá 6 laøm giaûm voøng quay maùy chính tröôùc khi ñöa vaøo bôm. Cuõng treân taøu naøy caùc cuïm maùy phaùt do ñoäng cô diesel lai, kyù hieäu 4, 3 laø cuïm thieát bò quay chaân vòt cho taøu töï haønh.

Hình 2.23

5. Bôm huùt buøn

Bôm huùt buøn ñang duøng treân caùc taøu thuoäc nhoùm bôm li taâm nguyeân lyù laøm vieäc cuûa bôm li taâm nöôùc cuøng buøn dòch chuyeån trong bôm döôùi aùp löïc cuûa löïc li taâm do quaù trình quay baùnh coâng taùc. Moâ hình bôm buøn nhoùm naøy ñöôïc trình baøy taïi hình 2.24. Dung dòch theo oáng huùt 1 ñeán baùnh coâng taùc 3 vôùi caùc caùnh 4 gaén treân ñoù bò quay theo baùnh, bò haát vaêng ñeå thoaùt theo oáng xaû 5 döôùi aùp löïc xaùc ñònh.

Naêng suaát bôm buøn ñöôïc choïn nhaèm ñaùp öùng yeâu caàu khai thaùc. Coâng thöùc chung xaùc ñònh

60 kt

naêng suaát Q, m3/h, cuûa bôm buøn treân taøu töï haønh coù daïng:

trong ñoù : V – dung tích haàm chöùa dung dòch cuûa taøu töï haønh, m3,

k – soá löôïng bôm, t – thôøi gian bôm ñaày khoang, min.

Coâng suaát caàn ñeå ñöa bôm vaøo hoaït ñoäng, tính baèng söùc ngöïa coù daïng:

P , PS HQ × η270

trong ñoù Q – naêng suaát, tính baèng m3/h, H – coät aùp, m cn, η - hieäu suaát cuûa bôm.

Theo taøi lieäu thoáng keâ, hieäu suaát bôm buøn naèm trong khoaûng 0,68 – 0,75.

Nhöõng thoâng soá chính cuûa bôm buøn goàm:

D1 - ñöôøng kính ñaàu vaøo baùnh coâng taùc,

D2 - ñöôøng kính baùnh coâng taùc cuøng caùnh bôm,

b – chieàu roäng caùnh,

dBC – ñöôøng kính oáng huùt,

Z – soá caùnh,

H - chieàu cao coät aùp cuûa bôm,

n – voøng quay baùnh coâng taùc, v/ph,

Coâng thöùc tính toaùn duøng cho bôm buøn ñöôïc hieåu phoå thoâng daïng:

D1 = (1,05 ÷ 1,1)dBC

u 60 n π

D2 =

u =2

trong ñoù vôùi c = 18 ÷ 20.

Chieàu roäng caùnh thöôøng gaëp b = 0,3D1.

Hình 2.24 . Moâ hình bôm buøn

β1 = 15 ÷ 20°

β2 = 10 ÷ 15°

Giaù trò caùc goùc β1 vaø β2 , hình 2.23, naèm trong phaïm vi sau:

Hình 2.25

Voøng quay truïc baùnh coâng taùc cuûa bôm n = 180 v/ph cho caùc taøu huùt buøn naêng suaát cao 2500 – 3000m3/h, trong khi n = 320 – 350 v/ph treân caùc taøu naêng suaát 700 – 1000m3/h. Taøu huùt naêng suaát khoâng cao, khoaûng töø 150 – 350 m3/h trang bò bôm quay nhanh hôn, n = 400 – 500 v/ph.

Gioáng chaân vòt taøu thuûy, soá caùnh bôm chæ töø Z = 3 hoaëc 4, 5 caùnh. Boá trí caùnh treân baùnh

coâng taùc khaù ña daïng. Ba caùch boá trí thoâng duïng ñöôïc giôùi thieäu taïi hình 2.26 döôùi ñaây.

Hình 2.26

vu 22

α 2

ρη

cos g

Coät aùp bôm buøn trong thöïc teá tính theo coâng thöùc:

Giaù trò cho u2, v2, α2 nhaän töø hình 2.27.

21 +

ϕ Z

−

(

1 DD 1 /

Hieäu suaát thuûy löïc duøng cho bôm ηh = 0,80. Maät ñoä dung dòch ρ tính baèng kg/m3, g = 9,81 m/s2.

Giaù trò ϕ töø coâng thöùc vöøa neâu ñöôïc hieåu : ϕ = (0,55 ÷ 0,65) + 0,6sinβ2.

Profil caùnh ñöôïc veõ theo höôùng daãn taïi hình 2.26

Keát caáu bôm buøn khoâng khaùc caùc bôm li taâm duøng trong ngaønh bôm nöôùc. Hình 2.27 tieáp theo giôùi thieäu keát caáu bôm buøn ñaõ ñöôïc saûn xuaát haøng loaït, duøng cho caùc taøu huùt trong caùc soâng, vònh.

Hình 2.27 Bôm buøn

Dung dòch buøn, ñaát, nöôùc vaøo thaân bôm 12 qua mieäng oáng daãn töø 18, ñeán naép 14. Tieáp theo dung dòch ñoù ñeán baùnh coâng taùc 13 ñeå bò caùc caùnh ñang quay doàn ñeán oáng xaû. Baùnh coâng taùc noái vôùi truïc bôm 5, truïc trung gian 1. Truïc bò maùy chính ñöa vaøo quay vôùi voøng quay xaùc ñònh.

Hình 2.28 giôùi thieäu maët caét doïc bôm duøng cho taøu huùt naêng suaát 1000m3/h.

Hình 2.28

6 Ñaàu huùt vaø daøn ñaàu huùt

Xöû lyù buøn, ñaát cöùng taïi ñaùy soâng, ñaùy vònh hoaëc ñaùy luoàng laïch taïi cöûa bieån phaûi nhôø ñeán thieát bò caét, xôùi ñaát vaø tieáp ñoù laøm tôi ñaát tröôùc khi bôm. Thieát bò ñang duøng roäng raõi ñöôïc cheá taïo döôùi daïng ñaàu phay. Ñaàu phay gaén vaøo ñaàu daøn phay, coù nhieäm vuï xöû lyù buøn, ñaát ôû ñoä saâu xaùc ñònh.

Kích thöôùc ñaàu phay phaûi ñöôïc choïn phuø hôïp cho vieäc caét, xôùi buøn, ñaát vôùi ñoä cöùng xaùc ñònh. Ñaàu phay ñöôïc choïn phuø hôïp vôùi naêng suaát bôm buøn, kích thöôùc mieäng huùt, oáng huùt bôm buøn.

Kích thöôùc chính ñaàu phay ñöôïc trình baøy taïi hình 2.29. Trong cô caáu naøy caùc löôõi dao phay 2 ñöôïc gaén chaët treân ñóa cöùng vôùi taâm truøng taâm truïc daãn. Caùc löôõi thöïc hieän coâng vieäc caét vaø xôùi buøn, ñaát song khoâng laøm nhieäm vuï dòch chuyeån buøn, ñaát ñoù. Taïi ñaàu daøn phay boá trí mieäng huùt dung dòch buøn, ñaát vöøa ñöôïc xôùi vaø hoøa trong nöôùc, chi tieát 3. Dung dòch naøy theo oáng huùt 1 veà bôm buøn.

Caùc löôõi dao cuûa ñaàu phay ñöôïc thieát keá nhaèm caét ñaát vôùi ñoä cöùng xaùc ñònh trong baát cöù ñieàu kieän coâng taùc naøo. Moät vaøi keát caáu ñaàu phay cuøng caùc dao treân ñoù, ñaõ laøm vieäc coù hieäu quaû ñöôïc giôùi thieäu taïi caùc hình tieáp theo. Hình 16 giôùi thieäu cuïm löôõi dao gaén treân ñoù do caùc nhaø thieát keá Netherlands ñöa ra. Nhö chuùng ta coù theå quan saùt ñaày phay naøy thuoäc kieåu kín, baûn thaân löôõi dao caét ñöôïc gaén chaët caû hai ñaàu vaøo ñeá laøm döôùi daïng ñóa daày. Meùp löôõi dao taøu huùt coù tính ña daïng, phuï thuoäc vaøo chaát ñaát maø dao phaûi caét. Vôùi ñaát meàm coù theå söû duïng meùp dao lieàn, maøi saéc. Vôùi ñaát cöùng, caàn thieát phaûi “cöa” môùi mong döùt ñieåm, löôõi dao khoâng theå laøm daïng meùp lieàn maø phaûi daïng löôõi cöa. Profil löôõi cöa coù theå hình soùng song coù theå hình raêng.

Hình 2.29

Hình 2.31 giôùi caùc kieåu keát caáu ñaàu phay. Ñaàu phay hôû, hình a, treân ñoù caùc löôõi dao chæ caém moät ñaàu vaøo ñeá, ñaàu kia töï do xaâm nhaäp vaøo vuøng ñaát maø noù phaûi khai phaù. Ñaàu phay kín coù hình daïng nhö hình b, caû hai ñaàu löôõi dao ñöôïc gaén chaët vaøo chi tieát ñaùng tin.

Hình 2.30 Löôõi phay

Hình tiếp giôùi thieäu chi tieát hôn keát caáu ñaàu phay hôû.

Hình 2.31 Ñaàu phay hôû

Hình 2.32 Ñaàu phay hôû

Hình 2.33

13,0

4,0 MQ

D =φ

Ñöôøng kính ñaàu phay Dφ ñöôïc xaùc ñònh phuø hôïp vôùi naêng suaát bôm buøn trang bò treân taøu. Neáu naêng suaát buøn kyù hieäu QM tính baèng m3/h, ñöôøng kính ñaàu phay neân choïn theo coâng thöùc kinh nghieäm sau:

Naêng suaát QM tính theo naêng suaát bôm buøn khi huùt dung dòch buøn, ñaát, nöôùc Q. Thoâng leä tyû leä giöõa chaát raén trong dung dòch ñoù khoâng nhoû hôn 0,65. Do vaäy coâng töùc tính ñöôøng kính ñaàu phay coù theå hieåu döôùi daïng:

Dφ = (0,065 – 0,072)Q0,4 .

Chieàu daøi ñaàu phay Lφ phuï thuoäc vaøo ñöôøng kính ñaàu phay vaø ñoä cöùng ñaát caàn khai phaù. Tyû leä giöõa chieàu daøi vaø ñöôøng kính ñaàu phay naèm trong phaïm vi 0,65 – 0,9. Tyû leä nhoû hôn duøng khi thieát keá ñaàu phay cho ñaát cöùng.

D π φ

ctg

Z ≥ φ

ω φ

L φ

Soá löôõi dao Z nhö ñaõ trình baøy naèm trong phaïm vi 3 – 5. Tuy nhieân treân nhöõng thieát keá môùi chuùng ta vaãn ñeám ñöôïc Z = 6. Coù theå neâu yù chung, Z phuï thuoäc vaøo tyû eä chieàu daøi treân ñöôøng kính ñaàu phay vaø caû goùc nghieâng dao so vôùi truïc phay ωφ. Goùc nghieâng ñöôïc choïn nhaèm phaân boá hôïp lyù goùc caét nhau giöõa caùc löôõi, taïo ñieàu kieän baêm ñaát toát nhaát, ñoàng thôøi ñaûm baûo cho ñaát deã daøng troâi ñeán mieäng huùt. Ñieàu kieän aáy cho pheùp vieát:

Trong thöïc teá thieát keá taøu huùt, goùc nghieâng dao ñöôïc söû duïng khoûang töø 42 ñeán 45°.

Veõ ñaày phay theo caùch veõ kyõ thuaät ñöôïc tieán haønh khaù coâng phu. Moät trong caùc caùch veõ

löôõi dao phay taïi ñaàu phay kieåu kín ñöôïc giôùi thieäu tieáp theo taïi hình 2.34.

Hình 2.34 Veõ dao phay

−

2 r c

r 0

)c r

2 r φ γcos π

( 2 r φ

Neân chia chieàu daøi ñaàu phay laøm nhieàu phaân ñoaïn. Tieán haønh veõ maët caét qua caùc phaân ñoaïn ñoù theo caùch chuùng ta ñaõ quen trong veõ kyõ thuaät. Coâng vieäc baét ñaàu töø maët caét qua “cuû dao”, gioáng nhö hình aûnh cuû chaân vòt taøu thuûy. Taïi maët caét II – II noái töø A ñeán O1, döôùi goùc γπ. Goùc γπ khoâng ñöôïc lôùn hôn goùc ma saùt giöõa ñaát deûo vaø dao μ. Coâng thöùc xaùc ñònh baùn kính maët ovan beân trong, xem hình , giôø ñaây coù theå vieát:

Trong coâng thöùc cuoái, rφ vaø rc laø baùn kính ñaàu phay vaø baùn kính cuû, töông öùng, xaùc ñònh cho maët caét cuï theå.

( 25,12,1 −

2 sd π ) 4

Hình daïng vaø dieän tích mieäng huùt, chi tieát 3 hình , ñöôïc xaùc ñònh nhaèm ñaûm baûo laép ñöôïc vaøo ñaàu phay vaø ñaûm baûo vaän toác doøng chaûy cuûa dung dòch buøn, ñaát, nöôùc qua mieäng huùt ñeán oáng daãn. Dieän tích mieäng huùt thoâng thöôøng khoâng beù hôn I haïn sau:

trong ñoù ds - ñöôøng kính oáng huùt.

Quaù trình laøm vieäc ñaàu phay trong ñaát khaù gioáng quaù trình laøm vieäc cuûa cuûa ñaàu dao maùy coâng cuï, trong ñoù dao caét thöïc hieän ñoàng thôøi hai chuyeån ñoäng: quay quanh truïc phay vaø chuyeån vò cuøng taøu doïc cung khai thaùc.

( x cr sin ± = ϕ φ ( y r cos 1 = − φ

) ϕ ⎫ ⎬ ) ⎭ ϕ

Coù theå vieát phöông trình chuyeån ñoäng cuûa ñieåm treân löôõi dao döôùi daïng sau:

trong ñoù x, y – toaï ñoä ñieåm ñang xeùt, ϕ - goùc quay cuûa ñieåm quang truïc ñöùng.

Chieàu daày lôùp ñaát bò dao caét trong quaù trình naøy phuï thuoäc vaøo vaän toác quay ñaày phay vaø

z =

v p φφzn

vaän toác tieán, tính theo coâng thöùc:

Hình 2.35

Chieàu daày lôùn nhaát tz vaø goùc quay ϕ phuï thuoäc vaøo vaän toác tieán vp vaø vaän toác voøng ñaàu

phay v0.

≤ 2

nr φφπ

gr φ

Trong thöïc teá söû duïng vaän toác v0 ñöôïc haïn ñònh trong phaïm vi:

≈

n φ

g r φ

r φ

Giôùi haïn cuûa nφ - voøng quay toái ña cuûa ñaàu phay ñöôïc xaùc ñònh töø coâng thöùc:

Keát quaû tính theo caùch treân cho thaáy, vôùi caùc ñaøu phay côõ lôùn treân caùc taøu lôùn, ñöôøng kính ñaàu phay côõ 2 – 2,5m vaän toác voøng v0 khoâng quaù 3 – 3,5 m/s. Vaän toác ñoù töông öùng vôùi voøng quay cuûa ñaàu phay 30 v/ph. Vôùi caùc taøu côõ nhoû hôn, vaän toác naøy coù khi ñaït 40 45 v/ph, coøn vaän toác tieán cuûa dao chæ vaøo khoaûng 2 – 2,3 m/s.

Vaän toác tieán vp phuï thuoäc vaøo vaän toác v0, thoâng thöôøng khoâng vöôït qua giôùi haïn vp = (0,03

- 0,07)v0. Tröôøng hôïp caét caùt vaän toác naøy coù theå ñaït 0,13v0.

25,0 l

2sin

Löôïng ñaát ñöôïc ñaàu phay caét, xôùi sau chu rình laøm vieäc coù theå tính theo coâng thöùc:

( lhv c p

2 ct

)p α

Q φ

Caùc kyù hieäu söû duïng trong coâng thöùc ñöôïc trình baøy taïi hình 2.36

Hình 2.36

Hình 2.37

Chöông 3

TAØU CUOÁC

1. Taøu cuoác nhieàu gaøu

Taøu cuoác nhieàu gaøu coù daïng nhö ñaõ giôùi thieäu taïi hình 3.1.

Nhöõng thieát bò quan troïng haøng ñaàu treân taøu cuoác nhieàu gaøu coù theå quan saùt taïi hình 3.1. Heä thoáng khai thaùc bao goàm caùc gaøu, ghi soá 15 treân hình, gaén treân xích quay voâ taän. Xích töïa treân loaït con laên 10, quay quanh truïc treân 8 vaø troáng phía döôùi , soá 16. Gaøu xuùc ñaát, buøn taïi ñaùy coâng trình, ví duï ñaùy luoàng laïch, theo xích chuyeån leân truïc treân vaø ñoå saûn phaåm vaøo gieáng 6.

Maùng xaû goàm phaàn coá ñònh 4 vaø phaàn gheùp noái 3. Maùng coù theå duoãi ra xa vaø khi xong vieäc

ñöôïc thu veà nhôø heä thoáng puli, daây 1 vaø heä thoáng tôøi cuoán 2.

Hình 3.1 Sô ñoà boá trí thieát bò xuùc ñaát, buøn vaø xaû ñaát, buøn.

Khung ñôõ gaøu 11 laø keát caáu cöùng, vöõng ñöôïc cheá taïo baèng haøn. Khung coù theå giöõ ôû vò trí gaàn ngang hoaëc haï xuoáng tuøy ñoä saâu luoàng laïch ñang ñöôïc naïo veùt nhôø heä thoáng naâng haï. Heä thoáng naøy goàm giaù ñôõ 13, tôøi 12 vaø heä thoáng puli daây 14.

Xaùc ñònh coâng suaát maùy taøu theo dung tích gaøu thöïc hieän theo ñoà thò taïi hình 3.2. Hình 3.3

trình baøy quan heä giöûa LBD vaø troïng long taøu khoâng.

Hình 3.2 Quan heä naêng suaát cuoác vaø coâng suaát maùy, troïng löôïng taøu khoâng

Hình 3.3 Quan heä troïng löôïng taøu khoâng – moâ ñun theå tích

Hình 3.4 Xaùc ñònh kích thöôùc taøu

Tyû leä L/B vaø tyû leä B/T taøu cuoác trong quan heä vôùi troïng löôïng taøu khoâng trình baøy taïi hình 3.4.

Hình 3.5 Taøu cuoác buøn

Boá trí chung taøu cuoác keå caû thieát bò khai thaùc ñöôïc theå hieän qua ví duï taïi hình 3.5. Taøu cuoác

theo thieát keá cuûa nöôùc ngoaøi, mang kyù hieäu P-36 ñöôïc cheá taïo ñeå söû duïng trong soâng, vònh.

Daøn gaàu ñöôïc boá trí taïi phaàn muõi taøu. Thoâng leä daøn naøy ñöôïc ñaët taïi vuøng coù raõnh lôùn cuûa thaân taøu. caùc tôøi phuïc vuï cuoác vaø dòch chuyeån vò trí luùc laøm vieäc ñöôïc boá trí gaàn daøn gaøu. Treân

hình coù theå thaáy roõ, hai beân raõnh, taïi phaàn tröôùc cuûa taøu boá trí hai tôøi thao taùc, söùc keùo moãi tôøi 11,8 T. Luøi veà sau hai tôøi treân ñaây khoâng xa chuùng ta coøn thaáy hai tôøi söùc keùo lôùn hôn, 20T moãi tôøi.

Hình 3.6 Taøu cuoác trong soâng

Heïâ thoáng cuoán daây chaèng goàm hai tôøi söùc keùo 3T/chieác ñaët taïi khu vöïc giöõa giuùp cho moïi

coâng vieäc thu, nhaû daây chaèng. Thaùp gaàu thöôøng chieám vò trí gaàn giöõa taøu.

Buoàng maùy taøu cuoác tieâu bieåu naøy ñaët phía sau.

Buoàng ñieàu khieån coâng vieäc cuoác boá trí taïi thaùp muõi.

Khoaûng khoâng coøn laïi treân taøu laøm thaønh khu sinh hoaït cuûa toaøn ñoaøn thuûy thuû. Treân boong chính, trong khu vöïc thöôïng taàng thöôøng boá trí nhaø aên vaø caâu laïc boä laøm nôi nghæ ngôi, giaûi trí. Nhaø beáp boá trí caïnh nhaø aên, coøn kho thöïc phaåm gaàn vôùi beáp.

Taàng treân boong cuûa thöôïng taàng boá trí caùc buoàng sinh hoaït. Chæ huy taøu ñöôïc boá trí taïi khu vöïc thoaùng maùt trong nhöõng buoàng hai ngöôøi, naèm veà phía tröôùc taøu. Caùc buoàng nhaân vieân thoâng leä laø buoàng taäp theå, töø boán ñeán naêm saùu ngöôøi.

2. Tính toaùn gaàu taøu cuoác

Giaøn gaøu taïi sô ñoà 1 coù theå veõ chi tieát hôn cho taøu thaät vöøa giôùi thieäu, hình 3. 7

Hình 3.7 Giaøn gaøu

3 hm /

]

qnK η

Naêng suaát taøu cuoác nhieàu gaøu ñöôïc tính theo coâng thöùc:

trong ñoù W – naêng suaát taøu cuoác tính baèng m3/h. q - dung tích gaøu, m3

n - soá gaøu ñi qua truïc quay trong ñôn vò thôøi gian, soá gaøu/ phuùt

η - heä soá xeùn ñaát, tuøy thuoäc loïai ñaát, nhaän baèng 1,15 – 1,25.

K - heä soá ñaày cuûa gaøu, thoâng leä nhaän 0,85

Trong thöïc teá thieát keá n thöôøng ñöôïc tính trong phaïm vi 10 – 24, vaän toác xích toái thieåu 1 –

gaàu/phuùt.

Söùc caûn ñaát khi bò caét ñöôïc nhaän trung bình 30 – 40 kN/m.

Chieàu saâu cuoác lyù töôûng ñöôïc coi laø chieàu saâu tính toaùn maø taøu cuoác phaûi laøm vieäc trong

khoaûng nöûa thôøi gian cuûa mình.

W 60

η nK

Dung tích gaøu tính theo coâng thöùc:

caùc tö theá laøm vieäc cuûa gaøu ñöôïc trình baøy taïi hình 3.8 vaø hình 3.9.

Hình 3.8 Hình 3.9

Kích thöôùc chính cuûa gaøu xaùc ñònh theo kinh nghieäm thöïc teá sau. Khaåu ñoä gaøu a hoaëc chieàu daøi mieäng gaøu A, chieàu roäng b vaø chieàu cao z0 ñöôïc choïn nhaèm ñaûm baûo gaøu laøm vieäc vôùi hieäu suaát cao nhaát. Nhöõng ñaïi löôïng hình hoïc khaùc lieân quan ñeán gaøu ñöôïc trình baøy taïi hình 6. Nhöõng gaøu ñang ñöôïc duøng treân caùc taøu cuoác nhieàu gaøu coù kích thöôùc trình baøy taïi baûng sau. Ñöôøng hình gaøu ñöôïc trình baøy taïi hình 3.11.

Hình 3.10 Kích thöôùc gaøu

Baûng 3.1 Kích thöôùc gaøu

Kieåu 1 200 500 910 945 224 515 935 975 250 535 970 1010 315 580 1055 1095 355 600 1090 1130 450 650 1180 1225

560 710 75 45-50 40 45-50 Trò soáù caùc tham soá Kieåu 2 280 555 1000 1045 630 785 80 45 – 50 40 45 – 50 Kieåu 3 400 625 1135 1180 710 885 90 45 – 50 40 45 – 50 Tham soá 180 q, lit zH, mm 480 A, mm 875 905 b, mm t0, mm bKT,mm h0, mm γ1, ° γ2, ° δ1, °

Baûng 2

Trò soá caùc tham soá

Kieåu 1 560 700

630 725 1320 1365 710 755 1370 1425 900 820 1480 1550

Kieåu 2 800 790 1425 1490 900 1100 110 45 – 50 40 45 – 50 Tham soá q, lit 500 zH, mm 675 A, mm 1225 1275 1275 1320 b, mm 800 t0, mm 990 bKT,mm 100 h0, mm 45-50 γ1, ° 40 γ2, ° 45-50 δ1, °

Hình 3.11 Ñöôøng hình gaøu taøu cuoác

Baûn veõ keát caáu gaøu ñöôïc trình baøy theo daïng hình 3.12

Hình 3.12 Gaøu taøu cuoác

Theo caùch laøm cuûa nhöõng ngöôøi veõ taøu baïn ñoïc coù theå tham khaûo baûng toïa ñoä voû gaøu, tính

theo töøng “ñöôøng nöôùc” töôûng töôïng.

Chieàu cao, m

0-0 0 0,172 0,326

I-I 0 0,172 0,326

II-II 0 0,165 0,310

III-III - 0,12 0,255

IV-IV - 0,04 0,155

a-a 0 0,475 0,535

Nöûa chieàu roäng, m d-d - - 0

c-c - - 0,375

b-b - 0,365 0,465

e-e - - -

Söôøn LT 0-0 1-1 2-2

Baûng 3

3-3 4-4 5-5 6-6 7-7 8-8

0,447 0,525 0,555 0,547 0,475 0

0,447 0,525 0,550 0,537 0,465 -

0,427 0,5 0,525 0,50 0,40 -

0,355 0,430 0,455 0,40 0,235 -

0,23 0,265 0,265 0,19 - -

0,545 0,545 0,535 0,492 0,40 0

0,497 0,507 0,502 0,465 0,40 0

0,435 0,455 0,455 0,42 0,33 0

0,35 0,39 0,40 0,357 0,28 -

0,185 0,317 0,327 0,295 0,165 -

Gaøu coù theå cheá taïo theo keát caáu haøn, hình 3.13, hoaëc töø theùp cuoán, hình 3.14.

Hình 3.13 Gaøu haøn

Hình 3.14 Gaøu theùp cuoán

3. Keát caáu khung ñôõ daøn gaàu treân taøu cuoác

Khung ñôõ thöôøng laø keát caáu haøn. Keát caáu khung tieâu bieåu ñöôïc giôùi thieäu taïi hình 3.15.

Hình 3.15 Khung gaøu

Yeâu caàu ñaët ra cho khung ñôõ daøn gaøu laø ñuû cöùng, ñuû beàn ñeå coù theå laøm vieäc ôû moïi thö theá. Phaàn treân cuûa khung coù moät oå quay 1, trong khi ñoù taïi phaàn döôùi oå bi 13 phaûi ñaûm baûo troáng 12 laøm vieäc bình thöôøng trong moïi ñieàu kieän khai thaùc. Thieát keá khung phaûi ñeå yù ñeán vò trí ñaët moùc keùo 11, qua ñoù chuùng ta keùo khung quay leân hoaëc thaû xuoáng saâu hôn.

Caùc giaûi phaùp boá trí khung gaøu treân taøu thaät ñöôïc giôùi thieäu döôùi ñaây. Khung ôû tö theá töï do (naâng cao) thöôøng ñöôïc keùo leân khoûi maët nöôùc, trong tö theá laøm vieäc ñaàu khung caém ñeán ñoä saâu chæ ñònh, hình 3.16.

Hình 3.16

Caùc taøu laøm vieäc ôû ñoä saâu lôùn töø 8m trôû ñi ngöôøi ta caûi bieân caùch boá trí khung gaøu. OÅ bi truïc quay vaãn boá trí taïi thaùp gaøu 2 song thaáp hôn bình thöôøng. Trong cô caáu naøy coøn coù theâm

khung phuï 3 vôùi oå bi rieâng. Nhöõng ñieåm gaãy treân ñöôøng chuyeàn cuûa xích khoâng caûn trôû chuyeån dòch maø coøn laøm toát hôn ñieàu kieän laøm vieäc cuûa xích, hình 3.17.

Hình 3.17 Khung gaøu caûi tieán

Khung gaøu keát caáu hôû ñöôïc trình baøy döôùi taïi hình 14.

Hình 3.18 Khung hôû

Troáng gaøu

Troáng ñöôïc ñuùc baèng theùp. Thoâng leä ngöôøi ta ñuùc laøm hai phaàn, phaûi vaø traùi, lieân keát chuùng

baèng moái noái cô khí. Keát caáu cuûa troáng treân coù daïng nhö taïi hình 3.19.

Hình 3.19 Troáng treân

Daïng thöôøng gaëp cuûa troáng treân treân taøu naêng suaát trung bình ñöôïc veõ laïi taïi hình 3.20.

Hình 3.20

Troáng döôùi

Troáng döôùi laøm nhieäm vuï daãn höôùng. Keát caáu troáng khoâng khaùc vôùi troáng treân chuùng ta ñang khaûo saùt. Thoâng thöôøng ngöôøi ta cheá taïo troáng vôùi 5 hoaëc 6 caïnh. Trong moät soá tröôøng hôïp troáng coù caáu hình ñuùng nghóa cuûa noù laø hình troøn.

Troáng döôùi phaûi chòu taùc ñoäng ñoäng trong suoát quaù trình laøm vieäc cho neân ñöôïc ñuùc döôùi daïng troáng lieàn. Khaùc vôùi keát caáu troáng treân, ñöôøng kính vaønh chaën troáng döôùi lôùn hôn nhaèm ngaên xích laán ra buøn. Troáng döôùi taøu côõ trung bình ñöôïc giôùi thieäu taïi hình 3.21.

Hình 3.21 Troáng döôùi taøu cuoác

Boá trí thieát bò cuoác

Chieàu cao ñaët troáng treân phaûi ñaûm baûo ñeå xích laøm vieäc oån ñònh, ñöa gaàu leân ñeán möùc chæ

ñònh. Töø sô ñoà hình 3.22 coù theå boá trí troáng nhö sau.

HB = hB + hy + hH + TC

trong ñoù hB - chieàu cao truïc troáng, treân laù chaén buøn, hy - chieàu cao tính töø laù chaén buøn ñeán meùp maùng xaû trong traïng thaùi laøm vieäc. Tc – môùn nöôc trung bình cuûa taøu cuoác.

−

b 0

b π

+ 2

⎛ ⎜ ⎝

⎞ tg ⎟ ⎠

Chieàu cao hy phuï thuoäc vaøo kích thöôùc saø lan chôû buøn, ñaát cuøng laøm vieäc vôùi taøu cuoác. Neáu kyù hieäu Bc - chieàu roäng taøu cuoác, Bs - chieàu roäng saø lan chôû buøn ñi theo coù theå xaùc ñònh chieàu cao hy theo coâng thöùc sau.

trong ñoù khe hôû giöõa saø lan vaø thaønh taøu cuoác bπ vaøo khoaûng 300mm – 500mm,coøn khoaûng caùch b0 neân nhaän baèng ¼ chieàu roäng saø lan ñoàng haønh, hoaëc tính baèng 1,5m – 2m.

Goùc θ - goùc môû hai maùng, thoâng leä khoaûng 28 - 30°.

Hình 3.22 Vò trí ñaët troáng treân

Boá trí khung gaøu

Sô ñoà boá trí khung treân taøu cuoác ñöôïc trình baøy taïi hình 19. Nhöõng ñaïi löôïng sau ñaây caàn ñöôïc quan taâm trong boá trí khung. Chieàu cao truïc ñôõ moùc treân môùn nöôùc HOP, goùc nghieâng cuûa khung so vôùi maët thoaùng αP, taàm vöôn troáng döôùi trong traïng thaùi nghæ, khoaûng caùch AOP cuûa phaân ñoaïn muõi, tính ñeán truïc moùc .

Hình 3.23 Sô ñoà boá trí khung gaøu

(

) RH − + T 1 αsin P

Chieàu daøi khung tính töø truïc troáng döôùi ñeán truïc moùc treân xaùc ñònh theo coâng thöùc:

Chieàu daøi xích ñaûm baûo chuyeån ñoäng caùc gaøu treân khung tính theo sô ñoà trình baøy taïi hình

3.24.

−

Hình 3.24 Sô ñoà tính chieàu daøi xích chuyeån gaøu

(

RH 1 − T

) ( T + c αsin P

Chieàu daøi coâng taùc cuûa xích coù theå xaùc ñònh gaàn ñuùng: )

Chieàu daøi ñoaïn xích chaïy khoâng, nhaùnh döôùi khung phaûi daøi hôn LPB neáu tính caû ñoä voõng xích trong traïng thaùi naøy. Chieàu daøi ñoaïn naøy coù theå tính baèng:

LTD = LPB + 3tX

trong ñoù tX - böôùc xích.

Chieàu daøi xích baèng toång cuûa hai nhaùnh treân:

LX = 2LPB + 3tX.

Thieát bò taêng xích

Thieát bò taêng xích ñöôïc boá trí treân khung gaøu, ñaûm baûo taêng xích trong tröôøng hôïp xích bò nhaõo sau thôøi gian laøm vieäc. Thieát bò naøy coù theå ñöôïc truyeàn ñoäng baèng cô khí hoaëc thuûy löïc. Moät trong nhöõng giaûi phaùp cho thieát bò ñöôïc neâu taïi hình 3.25.

Hình 3.25 Thieát bò taêng xích

Löïc caêng xích tính theo sô ñoà löïc trình baøy taïi hình 3.26. Theo sô ñoà naøy löïc caêng xích laø

cos

2 HX

2 HP

2 TT HX

ϕ2 H

toång cuûa caùc thaønh phaàn:

trong ñoù thaønh phaàn löïc trong ñoaïn xích laøm vieäc mang giaù trò:

THP = THX/rH

2 x R +

2 y

Phaûn löïc taïi goái:

sin

cos

γ B

f + HB 2

Taûi troïng aùp ñaët leân moãi böôùc ren truïc ñieàu chænh:

arctg

=αγ P

Heä soá ñaøn hoài fH khoaûng 0,2.

Hình 3.26 Sô ñoà tính löïc caêng xích

4. Truyeàn ñoäng daøn gaàu

Thieát keá taøu cuoác buøn khoâng döøng ôû giai ñoaïn choïn kích thöôùc chính, heä soá taøu, maùy chính ñaåy taøu maø coøn phaûi xaùc ñònh ñuû vaø ñuùng caùc nguoàn naêng löôïng phuïc vuï khai thaùc. Choïn thieát bò naêng löôïng cho heä thoáng gaøu laø moät trong nhöõng khaâu quan troïng. Heä thoáng quay xích mang gaøu töø ñoä saâu khai thaùc ñeán vò trí ñoå buøn vaøo gieáng thöôøng ñöôïc goïi heä thoáng truyeàn ñoäng gaøu. nhöõng moâ hình truyeàn ñoäng ñang ñöôïc duøng trong taøu cuoác ñöôïc chia laøm hai nhoùm chính: heä thoáng “meàm” vaø heä thoáng “cöùng”. Sô ñoà chung cuûa hai heä thoáng ñöôïc trình baøy döôùi ñaây.

Heä thoáng “meàm” trong thöïc teá laø heä thoáng truyeàn ñoäng baèng daây ñai. Taïi hình 3.27a coù theå thaáy roõ troáng treân , soá 1 taïi hình, ñöôïc baùnh raêng 2 quay quanh truïc 8. Truyeàn ñoäng töø truïc chuû ñoäng vôùi cô caáu truyeàn ñoäng tang treân nhôø ñai, soá 3 treân hình. Heä thoáng truyeàn ñoäng “meàm” ñöôïc söû duïng treân caùc taøu naêng suaát khoâng cao, thöôøng döôùi 400m3/h.

Hình 3.27

Heä thoáng truyeàn ñoäng nhoùm “cöùng” raát ña daïng. Sô ñoà nguyeân lyù coù theå thaáy taïi hình 3.27b. Heä thoáng daïng naøy ñöôïc duøng treân haàu heát caùc taøu cuoác hieän ñaïi. Thoâng leä heä thoáng ñöôïc boá trí theo chieàu ñöùng nhö mieâu taû taïi hình. Quaù trình truyeàn ñoäng baét ñaàu töø truïc chuû ñoäng cuûa maùy quay gaøu 12, qua bích noái meàm 11 ñeán hoäp giaûm toác baùnh raêng 10, qua boä noái baèng baùnh raêng coân 9, ñeå ñeán boä truyeàn treân. Boä truyeàn thöù hai naøy goàm hoäp giaûm toác baèng baùnh raêng 4, ñoâi baùnh raêng 3 vaø 2 sau ñoù ñeán truïc quay troáng treân 1.

Heä thoáng truyeàn ñoäng daïng naøy, nhö baïn ñoïc thaáy treân hình veõ, coù quaù nhieàu baùnh raêng.

Quaù nhieàu truïc. Hieäu suaát cuûa heä thoáng thöôøng thaáp, chæ vaøo khoaûng 0,65.

Ngaøy nay thay vì söû duïng heä thoáng truyeàn ñoäng ñöùng nhö vöøa neâu, ngöôøi ta söû duïng ñoäng cô ñieän ñaët ngay treân saøn cuûa thaùp gaøu vaø quay truïc troáng qua heä thoáng truyeàn ñoäng töông ñöông heä thoáng truyeàn ñoäng treân vöøa neâu. Sô ñoà caûi bieân naøy ñöôïc veõ toùm taét taïi 3.27c.

Caùc sô ñoà truyeàn ñoäng phoå bieán theo moâ hình 23c ñöôïc giôùi thieäu taïi hình 3.28.

Hình 3.28 Sô ñoà truyeàn ñoäng gaøu hieän ñaïi

Xaùc ñònh coâng suaát ñoäng cô quay heä thoáng gaøu

Coâng vieäc xuùc buøn, ñaát vaøo gaøu, ñöa gaøu leân khoûi maët nöôùc, chuyeån gaøu vaø ñaù6t leân ñeán vò trí xaû buøn, ñaát treân mieäng gieáng ñoøi phaûi caáp ñuû naêng löôïng. Coâng suaát ñoäng cô caàn cho coâng vieäc naøy coù theå coi laø taäp hoïp caùc thaønh phaàn:

P = P1 + P2 + P3

– coâng suaát caàn thieát ñeå chuyeàn ñaát töø maët nöôùc ñeán vò trí xaû.

P1 – coâng suaát caàn thieát caét ñaát , P2 – coâng suaát caàn ñeå naâng ñaát töø ñoä saâu khai thaùc ñeán

khoûi maët thoaùng, P3

Trong heä thoáng truyeàn ñoäng vöøa mieâu taû, coâng suaát cuûa ñoäng cô khoâng nhoû hôn giaù trò tính

P 3

P dc

P η T

PP + + 1 2 ηηη m

sau ñaây:

Hieäu suaát toaøn boä cuûa heä thoáng coù theå xeùt nhö taäp hoïp caùc hieäu suaát thaønh phaàn vôùi ηdr – hieäu suaát cuûa heä thoáng truyeàn goàm xích, con laên, troáng vv…, khoûang 0,75 – 0,80; ηeq – hieäu suaát caùc maùy moùc, thieát bò, trung bình khoaûng 0,75 – 0,80; ηm – hieäu suaát baûn thaân ñoäng cô, tuøy thuoäc kieåu ñoäng cô ñöôïc choïn, hieäu suaát naøy naèm trong phaïm vi 0,8 cho maùy hôi nöôùc, coøn 0,95 cho ñoäng cô ñieän.

vT .

4500

]

P 1

g = 75

Coâng suaát ñoäng cô duøng caét ñaát:

trong ñoù T – löïc caét ñaát, kG, vg – vaän toác caét ñaát baèng gaøu, m/min.

3/2

]

. Vc γ=

Löïc caét ñaát ñeán löôït ñöôïc tính theo coâng thöùc kinh nghieäm:

Heä soá c tuøy thuoäc loaïi ñaát, vôùi ñaát nheï c = 40.

γ V – dung tích gaøu, lít.

- troïng löôïng rieâng ñaát khoâ giaû ñònh

HQ .

)

]

P 2

( ) 1000 − γγ c w x 3600 75

( − γγ c w 270

Coâng suaát ñoäng cô P2 tính theo kinh nghieäm:

trong ñoù Q - naêng suaát taøu cuoác, m3/h, γw - troïng löôïng rieâng nöôùc ngoaøi maïn. Hc - chieàu saâu khai thaùc, m.

]

P 3

HQ . γ 2 270

Coâng suaát caàn ñeå naâng gaøu cuøng ñaát leân mieäng gieáng:

5. Xaùng caïp

Taøu cuoác moät gaøu hoaëc 2 ñeán 3 gaøu ñöôïc saûn xuaát soá löôïng lôùn ôû nöôùc ngoaøi. Tuy naêng suaát taøu nhoùm naøy khoâng cao song vôùi kích thöôùc hôïp lyù taøu moät gaøu coù maët haàu heát moïi nôi, töø trong soâng heïp, soâng roäng, ao, hoà, ñeán cöûa bieån. Hình giôùi thieäu phaïm vi laøm vieäc cuûa xaùng caïp 3 gaøu.

Taïi nöôùc ta kieåu taøu naøy ñaõ bò bieán töôùng, chuyeån thaønh saø lan xaùng caïp.

Taøu côõ lôùn, ñi bieån trang bò chæ moät gaøu ngoaïm treân caåu quay ñöôïc giôùi thieäu taïi hình 25.

Ñaây laø taøu töï haønh, trang bò maùy ñaåy cycloid 6 thay cho heä thoáng chaân vòt vaø laùi.

Voû taøu cuoác moät gaøu naøy khoâng khaùc taøu bieån. Keát caáu taøu ñaùp öùng toaøn boä yeâu caàu cuûa taøu ñi bieån. Taøu ñöôïc chia laøm taùm khoang kín nöôùc. Caùc khoang treân taøu ñöôïc söû duïng vaøo caùc vieäc sau. 13 – khoang muõi, 14 – thuøng xích, 15 – kho, 16 – khoang chöùa buøn, ñaát, 17 – khoang nhieân lieäu

döï tröõ. Buoàng maùy 18 chöùa maùy chính 11, maùy phaùt 10. Phoøng chöùa thieát bò ñaåy vaø quay trôû taøu ñaùnh soá 20, nöôùc ngoït chöùa taïi khoang laùi 21.

Hình 3.29

Thöôïng taàng 8 boá trí caùc phoøng sinh hoïat. Heä thoáng t ôøi 7 boá trí phía sau cuûa taøu.

Caåu quay treo gaøu ngoaïm tieâu bieåu ñöôïc giôùi thieäu taïi hình 27. Ñoäng löïc cuûa caùc caåu naøy ñöôïc chuyeån töø maùy hôi nöôùc sang maùy diesel vaø diesel – ñieän. Caåu quay taïi hình 25 coù söùc naâng 16 taán (löïc), taàm vöôn lôùn nhaát 13m. Vaän toác keùo gaøu leân 60m/min, vaän toác thaû gaøu 84 m/min. taát caû thieát bò caåu ñaët taïi saøn 3 rong ca bin kín 4. Coät dôõ 2 laøm truï cho caåu quay. Heä thoáng thieát bò hoã trôï caåu quay vaø naâng haï gaøu ñöôïc giôùi thieäu treân hình chieáu baèng cuøng hình.

Hình 3.30 Taøu xaùng caïp – taøu cuoác moät gaøu

Hình 3.21

Hình 3.22

Hình 3.23

Gaøu ngoaïm ñöôïc thieát keá vaø cheá taïo theo nhöõng maãu gaàn thoáng nhaát vôùi nhau. Moät trong caùc gaøu tieâu bieåu ñöôïc giôùi thieäu taïi hình 3.26. Moät vaøi daïng khaùc cuûa gaøu nhoùm naøy baïn ñoïc coù theå xem tieáp taïi hình 3.27.

Hình 3.24 Gaøu ngoaïm tieâu bieåu

Hình 3.25 Caàn caåu quay cuøng gaøu ngoaïm

Thieát bò chuyeân duøng taïi caùc coâng tröôøng coù daïng nhö sau, hình 28.

Hình 3.26 Gaàu ngoaïm

Hình 3.27

Gaøu xuùc

Keát caáu taøu cuoác daïng gaøu xuùc goàm thaân taøu cuøng maùy moùc, thieát bò khai thaùc treân maâm quay. Heä thoáng khai thaùc taøu kieåu naøy thöôøng coù moät gaøu xuùc 7, hình 28, gaén chaët taïi ñaàu caàn xuùc 9 bò keïp vaøo caàn caåu 13 cuûa taøu, xem hình 29.

Hình 3.28 Sô ñoà boá trí gaøu xuùc

Heä caåu chöõ A vôùi caàn 13 treân ñaây xoay quanh truïc baét taïi saøn boong taøu, taïi phaàn muõi taøu. keát caáu caåu chöõ A neâu taïi hình 28 tieâu bieåu cho caåu taøu coâng trình. Thöïc teá ñaây chæ laø caàn caåu ñöôïc chaèng baèng daây 4. Caàn chæ ñöôïc pheùp töïa taïi goù6I khoâng chòu baát cöù löïc gaây uoán naøo.

Heä thoáng truyeàn ñoäng cho caàn vaø gaøu goàm coù tôøi caåu 19 vaø tôøi hai troáng 20. Tôøi thöù nhaát, soá 19, phuï traùch keùo caàn xuùc cuøng gaøu nhôø heä thoáng daây 5, puli 6. Tôøi thöù hai dòch chuyeån thieát bò keïp 10 doïc caàn caåu.

Hình 3.29

Thieát keá caàn caåu tieán haønh theo nguyeân taêùc ñeà ra cho heä thoáng naâng haï. Trong moïi tröôøng

hôïp phaû ñaûm baûo caàn khoâng bò uoán khi chòu taûi.

Thieát keá caàn gaøu xuùc phuï thuoäc vaøo dung tích gaøu. Trong thöïc teá chuùng ta söû duïng keát caáu moät caàn, goïi laø keát caáu trong hoaëc kieåu hai caàn song song, goïi laø keát caáu ngoaøi. Keát caáu moät caàn thöôøng laøm töø theùp haøn, tieát dieän caàn hình chöõ nhaät, ruoät troáng. Coù theå söû duïng keát caáu tieát dieän vình vaønh khuyeân laøm caàn xuùc. Moät ñaàu caàn ñöôïc baét chaët vôùi gaøu qua bích noái. Keát caáu moät caàn duøng cho gaàu vôùi dung tích khoâng quaù 750 lit. chieàu daøi caàn xuùc ñöôïc choïn phuø hôïp vôùi ñoä saâu khai thaùc.

Hình 29 giôùi thieäu boá trí chung taøu moät gaøu daïng gaøu xuùc. Taøu ñöôïc ñònh vò nhôø caùc coïc, soá 1 treân hình. Thieát bò khai thaùc goàm heä caåu cuøng gaøu xuùc 2 ñaët taïi phaàn muõi taøu. Heä thoáng naøy ñöôïc trình baøy roõ hôn taïi hình 30 tieáp theo.

Naêng suaát taøu nhoùm naøy chæ vaøo khoaûng 100 – 200m3/h. Dung tích gaàu xuùc thay ñoåi tuøy

thuoäc côõ taøu. Trong thöïc teá ngöôøi ta ñaõ ñuùc gaøu vôù dung tích töø 300 lit ñeán 15000 lit.

Hình 3.30 Taøu xuùc

Hình 3.31

Hinh 3.32

Hình 3.33

Keát caáu thaân taøu

Thaân taøu cuoác ñöôïc thieát keá theo ñuùng yeâu caàu ñaët ra cho taøu voû theùp. Keát caáu taøu coù theå

thuoäc heä thoáng keát caáu ngang song treân nhieàu taøu ngöôøi ta choïn heä thoáng doïc.

Ngöôøi thieát keá taøu cuoác caàn ñeå yù ñeán ñoä beàn thaân taøu nhieàu hôn neáu so vôùi caùc taøu laøm vieäc khaùc. Taøu cuoác luoân laøm vieäc trong ñieàu kieän naëng, chòu taùc ñoäng cuûa caùc löïc ñoäng do quaù trình caét ñaát, chuyeån ñaát vaø caû ñoå ñaát. Phaûi tính rung khi ñaùnh gía söùc chòu ñöïng thaân taøu.

Keát caáu taøu cuoác ñöôïc giôùi thieäu cho tröôøng hôïp tieâu bieåu, taïi hình 31, trang sau. Thaùp gaøu thuoäc moät trong nhöõng keát caáu caàn chuù yù veà ñoä beàn. Thaùp coù daïng nhö mieâu taû treân hình 32. Caùc thaønh phaàn khoâng theå thieáu cuûa keát caáu naøy phaûi ñöôïc tính chính xaùc nhaèm ñaûm baûo thaùp ñuû beàn khi phaûi treo khung giaøn gaøu, caùc gaøu cuøng buøn ñaát vaø heä thoáng truyeàn ñoäng gaøu. Caùc neïp khoûe, ñöùng, soá 1, caùc thanh giaèng khoûe 3 vaø 4 phaûi ñuû cöùng, vöõng. Khung 2 phaûi ñôõ toaøn boä trang thieát bò khai thaùc neân phaûi ñuû beàn khi tính cho tröôøng hôïp chòu taûi troïng tónh vaø caû taûi troïng ñoäng.

Hình 3.34 Keát caáu taøu cuoác

Hình 3.35 Thaùp gaøu

Keát caáu thaùp taøu cuoác côõ trung bình ñöôïc giôùi thieäu taïi hình 33.

Hình 3.36 Keát caáu thaùp gaøu

Hình 3.37

Chöông 4

THIEÁT BÒ TREÂN BOONG TAØU COÂNG TRÌNH

1. Tôøi coâng taùc treân taøu coâng trình

Dòch chuyeån taøu coâng trình trong thôøi gian naïo veùt nhôø heä thoáng dòch chuyeån cuûa taøu. Trong heä thoáng naøy caùc tôøi coâng taùc ñoùng vai troø voâ cuøng quan troïng. Nhöõng sô ñoà thöôøng gaëp khi boá trí caùc tôøi vaø caùc neo giöõ taøu ñöôïc giôùi thieäu taïi hình 1. Caùc tôøi ghi taïi hình mang teân goïi thöôøng thöùc sau: 1 – tôøi neo muõi, 2 vaø 3 – tôøi neo maïn veà phía muõi, 4 - tôøi neo laùi, 5 vaø 6 – tôøi maïn phía laùi vaø 7 - tôøi naâng haïn giaøn.

Hình 4.1

Nhöõng tôøi ñaõ ñöôïc duøng keát quaû treân ñoäi taøu chuùng ta ñaõ laøm quen trong caùc chöông tröôùc

coù ñaëc tính nhö sau.

: 1 : 0,8T : 0,1 – 0,8 m/min

A. Tôøi treân taøu naêng suaát 250m3/h. Tôøi neo muõi Söùc keùo nôùn nhaát Vaän toác laøm vieäc Tôøi dòch chuyeån coïc : 4 chieác Söùc keùo treân tang Vaän toác laøm vieäc Tôøi naâng giaøn : 0,85 / 0,45T : 6 – 12 m/min : 1 chieác

: 0,5T : 5,4 m/min.

: 1 : 5T : 0,16 – 2,4 m/min

: 1,2T : 6 – 10,2 m/min : 1 chieác : 1,25T : 2 m/min.

: 1 : 8T : 0,25 – 2 m/min : 1 chieác : 4T : 2 – 8 m/min

: 4T : 2 – 8 m/min : 1 chieác : 4T : 7,7 m/min.

: 1 : 4,5T : 0,15 – 4 m/min : 1 chieác : 5T : 1 – 8 m/min

: 12T : 1 – 12 m/min : 1 chieác : 8,6T : 13,2 m/min.

Söùc naâng Vaän toác naâng B. Tôøi treân taøu naêng suaát 350m3/h. Tôøi neo muõi Söùc keùo nôùn nhaát Vaän toác laøm vieäc Tôøi dòch chuyeån coïc : 4 chieác Söùc keùo treân tang Vaän toác laøm vieäc Tôøi naâng giaøn Söùc naâng Vaän toác naâng C. Tôøi treân taøu naêng suaát 700m3/h. Tôøi neo muõi Söùc keùo nôùn nhaát Vaän toác laøm vieäc Tôøi phía laùi Söùc keùo treân tang Vaän toác laøm vieäc Tôøi dòch chuyeån coïc : 4 chieác Söùc keùo treân tang Vaän toác laøm vieäc Tôøi naâng giaøn Söùc naâng Vaän toác naâng D. Tôøi treân taøu naêng suaát 1000m3/h. Tôøi neo muõi Söùc keùo lôùn nhaát Vaän toác laøm vieäc Tôøi phía laùi Söùc keùo treân tang Vaän toác laøm vieäc Tôøi dòch chuyeån coïc : 4 chieác Söùc keùo treân tang Vaän toác laøm vieäc Tôøi naâng giaøn Söùc naâng Vaän toác naâng E. Tôøi treân taøu naêng suaát 2500m3/h. Tôøi neo muõi Söùc keùo nôùn nhaát : 1 : 20T

: 1 – 12 m/min : 1 chieác : 5T : 1 – 8 m/min

Vaän toác laøm vieäc Tôøi phía laùi Söùc keùo treân tang Vaän toác laøm vieäc Tôøi dòch chuyeån coïc : 4 chieác Söùc keùo treân tang Vaän toác laøm vieäc Tôøi naâng giaøn Söùc naâng Vaän toác naâng : 12T : 1 – 12 m/min : 1 chieác : 8,6T : 13,2 m/min.

Tôøi phaûi ñöôïc boá trí taïi nhöõng vò trí deå ñeán, roäng choã ñeå thao taùc vaø thao taùc an toaøn. Sô ñoà neâu treân duøng cho taøu cuoác 750m3 ñöôïc veõ to, giôùi thieäu chi tieát hôn caùc thieát bò treân boong mang daïng nhö hình 2 döôùi ñaây.

Tôøi naâng haï coïc dòch chuyeån phía laùi mang kyù hieäu 1, tôøi neo laùi - soá 2, hai neo coâng taùc taïi laùi mang soá 3. Soá 4 – neo laùi, 5, 6 - taám ñeäm phía laùi vaø muõi, 7 – neo coâng taùc taïi muõi, 8 – neo muõi, 9 – tôøi dòch chuyeån phía muõi, tôøi neo muõi.

Hình 4.2

Ba hình döôùi ñaây giôùi thieäu ba kieåu tôøi ñang ñeà caäp. Hình 2 – tôøi neo muõi hoaëc laùi treân taøu

cuoác côõ trung bình. Hình 3 – tôøi naâng haïn coïc di chuyeån , hình 4 – tôøi naâng giaøn.

Hình 4.3 Tôøi neo taøu

Hình 4 .4 – Tôøi naâng coïc di chuyeån

Hình 4.5 – Tôøi naâng giaøn.

Keát caáu tôøi coâng taùc caùc tôøi naøy ñöôïc xem xeùt qua caùc tôøi tieâu bieåu treân ñaây. Hình 3 giôùi thieäu tôøi neo ñang coù maët treân taøu cuoác. Cô caáu chính cuûa tôøi laø khung theùp haøn 3, laøm neàn cho giaù ñôõ theùp ñuùc 2, troáng theùp 4 cuøng truïc vaø oå ñôõ treân giaù. Ñoäng cô ñieän 13 coâng suaát 11/5,3 kW, voøng quay 11,5/12 v/gy (690/720 v/min) laø ñoäng löïc cuûa tôøi. Caép baùnh raêng truyeàn 1 coù tyû leä truyeàn 31,5. Caùc baùnh raêng 12, 10, truïc rung gian 8 cuøng baùnh raêng 7 cuûa troáng cuøng trong heä thoáng truyeàn ñoäng.

Khoái löôïng tôøi 7950 kg.

Tröôøng hôïp naïo veùt saâu tôøi laøm vieäc theo cheá ñoä sau: vaän toác thu caùp 6,6 m/min vôùi söùc keùo

120 kN.

Tôøi taïi hình 4 thuoäc nhoùm tôøi moät troáng, truyeàn ñoäng ñieän baèng doøng moät chieàu. Keát caáu cuûa tôøi ñöôïc theå hieän nhö sau: 1 – khung theùp haøn, 2 – giaù ñôõ, 3 – xeáp caùp, 4 – troáng theùp, 5 – hoäp soá vôùi tyû soá truyeàn ñoäng 23, 34. Caùc chi tieát phuï trôï: 6 – oáng daày thuûy löïc, 7 – khôùp noái truïc trung gian vôùi hoäp soá, 8 – phanh ñieän töø. Khoái löôïng tôøi 7200 kg.

Tôøi naâng khung goàm nhöõng chi tieát chính: 1 – khung haøn, 2 – giaù ñôõ truïc troáng, 3 – troâng

theùp ñuùc. Khoái löôïng tôøi 6740 kg.

Tôøi naâng maùng xaû ñöôïc giôùi thieäu taïi hình 6 giuùp baïn ñoïc tham khaûo keát caáu vaø kích thöôùc chính. Söùc keùo tôøi 18 kN, vaän toác thu caùp v = 19,2 m/min. Caùp treân tang daøi 18m, ñöôøng kính caùp d17. Khoái löôïng tôøi 865kg.

Hình 4.6 Tôøi naâng maùng xaû

Tôøi ñoùng mieäng gieáng xaû buøn, ñaát ñöôïc giôùi thieäu taïi hình 7 tieáp theo. Söùc keùo lôùn nhaát

cuûa tôøi 16 kN, vaän toác thu caùp 14 m/min. Tang coù khaû naêng chöùa 8m caùp d13.

Hình 4.7

Sô ñoà truyeàn ñoäng tôøi laøm coâng taùc dòch chuyeån taøu trong thôøi gian naïo veùt coù daïng nhö

hình 4.8 döôùi ñaây.

Hình 4.8 Sô ñoà ñoäng tôøi coâng taùc

Ñoäng cô 1 truyeàn momen quay cho hoäp soá qua phanh ñieän töø 2, khôùp noái 3, roàu giaûm toác

4, baùnh raêng 8, troáng 9 vaø phanh troáng 10.boä phaân phaân caùp 11 coù nhieäm vuï raûi caùp ñeàu doïc tang.

Troùâng seõ ñöôïc ngaét khoûi ñoäng cô nhôø khôùp 5.

Chuùng ta quan saùt kyõ hôn sô ñoà ñoäng cuûa tôøi laøm coâng taùc dòch chuyeån treân taøu cuoác ñaõ

trình baøy trong chöông tröôùc, hình 4.9.

Hình 4.9

Hai coïc caàn nhoå leân hoaëc caém xuoáng giuùp cho di chuyeån taøu ñaùnh daáu baèng 16 – coïc chính, 1 – coïc phuï. Coïc chính daøi 15m, ñöôøng kính coïc d900, chieàu daøy oáng 30mm, khoái löôïng 20 taán. Heä thoáng naâng ñaûm baûo naâng coïc vôùi vaän toác 15 – 3 m/min, vaän toác haï coïc 30 m/min. Ñöôøng kính caùp ñang söû duïng taïi tôøi daïng naøy d35.

Ñoäng cô ñieän 12 coâng suaát 18,5 kW, ñieän aùp 220 V laøm nhieäm vuï quay heä thoáng tôøi. Momen quay töø ñoäng cô truyeàn ñeán troâng tôøi qua hoäp giaûm toác 13, li hôïp ñieän töø 20, phanh ñieän töø 18, 19 roái sau ñoù ñeán troáng 15.

Xe tröôït treân caùc baùnh 9 laên treân ñöôøng tröôït 10 doïc boong taøu. heä thoáng vít voâ taän 7 laøm di ñoäng xe. Heä truyeàn ñoäng cuûa cuïm chi tieát keå sau goàm ñoäng cô ñieän 3, hoäp giaûm toác cuøng caùc baùnh raêng noùn 4, khôùp li hôïp 6. Xe tröôït vôùi vaän toác 3 m/mon khi naâng coïc vôùi vaän toác 1,5 m/min.

Coïc phuï daøi 14m, ñöôøng kính 600 mm, chieàu daøu thaønh oáng 25 mm, khoái löôïng 9,5 taán. Vaän toác naâng coïc 3 m/min, haï coïc 30 m/min. Phuïc vuï cho vieâc naøy ñoäng cô ñieän 2 coâng suaát 9,4 kW , ñieän aùp 220 V ñaûm nhaän vieäc truyeàn ñoäng heä thoáng.

Hình aûnh laøm vieäc cuûa taøu coâng trình trong thôøi gian naïo veùt ñöôïc veõ laïi taïi hình 12.

2. Thieát bò coïc laøm coâng taùc di chuyeån

Taøu coâng trình dòch chuyeån trong quaù trình naïo veùt nhôø heä thoáng coïc. Coù theå hình dung caùc coïc coù vai troø cuûa “chaân – caø kheâu” ñoái vôùi taøu. Luùc caàn dòch chuyeån oät chaân ruùt leân, chaân kia baùm truï. Chaân ñöôïc ruùt leân tìm vò trí môùi theo qui trình ñònh saün vaø ñaët xuoáng laøm truï. Quaù trình naøy ñöôïc laëp ñi laëp laïi nhö mieâu taû taïi hình 4.9 neâu treân. Chuùng ta cuøng quan saùt quaù trình haï coïc treân hình 4.10.

Hình 4.10

Hình 4.10a vaø 4.10b trình baøy caùch haï coïc nhôø troïng löôïng baûn thaân, hình 4.10c vaø 4.10d coïc

bò haï xuoáng nhôø heä thoáng tôøi.

Keát caáu coïc vaø caùch giöõ coïc ñöôïc neâu taïi hình 11. Cuïm coïc naøy goàm hai coïc 1, buoäc chaët töø phía treân nhôø cuïm daây 3 vaø roøng roïc coá ñònh. OÅ daãn döôùi 5 gaén chaët vaøo vaùch ñuoâi taøu coøn oå treân 4 taïi khung ñôõ. Chuyeån ñoäng cuûa coïc theo höôùng thaúng ñöùng. Ngöôøi ta duøng tôøi ñeå naâng coïc.

Ngoaøi bieän phaùp duøng tôøi treân moät soá taøu laøm vieäc treân caùc coâng trình thuûy lôïi ngôøi ta coøn söû duïng thieät bò keïp giaønh rieâng cho ngheà naøy. Thieát bò keïp ñöôïc giôùi thieäu taïi hình 12. Sau khi coïc bò keïp tôøi seõ laøm chöùc naêng keùo keïp ñeå naâng coïc.

Hình 4.11

Hình 4.12

Xaùc ñònh kích thöôùc coïc

Coïc duøng treân taøu coâng trình coù keát caáu khaù giaûn ñôn. Ñaây laø oáng theùp ñuû daøy, cuoái oáng coù gaén theâm ñaàu hình coân töø theùp ñuùc laøm nhieäm vuï ñi tieân phong khi coïc caém ñaát. Chieàu daøi coïc tính theo sô ñoà neâu sau, hình 4.13.

Chieàu daøi coïc Hc = HH + Hg + He

Trong ñoù: HH – chieàu daøi phaàn coïc treân môùn nöôùc, Hg - phaàn coïc naém döôùi môùn nöôùc vaø He - chieàu daøi phaàn coïc caém vaøo ñaát.

Chieàu daøi coïc tính theo quan heä vôùi ñöôøng kính

coù theå theå hieän nhö sau:

H = 1,67 Dc

Dc - ñöôøng kính ngoaøi coïc.

Ñöôøng kính coïc ñeán löôït mình xaùc ñònh theo coâng

G q 785,0

thöùc kinh nghieäm:

trong ñoù: G – troïng löôïng coïc, tính baèng kG, q – tyû leä troïng löôïng coïc vôùi dieän tích maët caét ngang. Giaù trò cuûa q coù theå tham khaûo theo baûng sau.

Q, m3/h Q, kG/cm2 HCB, m

≤7

100 2

≤ 11

300 – 500 3

≥ 1000

≥ 15

3,5 – 4,5

Hình 13

Troïng lö

Hình 4.13

Troïng löôïng coïc tính theo chieàu daøi vaø chieàu daøy coïc. Chieàu daøi coïc phuï thuoäc vaøo ñoä saâu vuøng nöôùc phaûi naïo veùt, chieàu saâu naøy thay ñoåi töø 1,25 m ñeán 50m neáu xem xeùt caùc taøu ñang hoaït ñoäng. Chieàu daøy thaønh oáng cuûa coïc thay d89oåi theo ñoä daøi, töø 10mm ñeán 60mm treân caùc keát caáu hieän höõu.

Momen uoán taïi ñaàu coïc caém vaø buøn, ñaát coù theå toùnh baèng bieåu thöùc:

M = R.HR, kGm

Trong ñoù R – thaønh phaàn ngang cuûa phaûn löïc. Thaønh phaàn naøy coù theå tính theo kinh nghieäm

söû duïng:

R ≤ 0,35G, KG

Tay ñoøn HR tính theo thöïc teá.

ÖÙng suaát taïi thaønh coïc:

=σ

M Z

, KG/cm2

Coù theå söû duïng coâng thöùc quen thuoäc töø söùc beàn vaät lieäu khi tính moâ ñun choáng uoán oáng

3 cmD ,

−

π 32

d D

⎞ ⎟⎟ ⎠

⎛ ⎜⎜ ⎝

thaønh moûng:

trong coâng thöùc d – ñöôøng kính trong coïc, D – ñöôøng kính ngoaøi.

3. Heä thoáng oáng daãn buøn

Treân taøu huùt buøn luoân coù hai heä thoáng oáng daãn buøn: heä thoáng oáng huùt ñaët tröôùc bôm vaø heä

thoáng oáng xaû.

Heä thoáng huùt goàm coù mieäng huùt (pheåu), cuøng löôùi loïc thoâ, oáng daãn 1, khôùp quay (khôùp caàu) 2, vaø oáng huùt cuûa bôm buøn 3, hình 4.14. Tuyø thuoäc bôm ñang söû duïng kích thöôùc oáng thay ñoåi theo coâng duïng taøu.

Hình 4.14 Boá trí oáng huùt bôm buøn

Nhöõng mieäng huùt tieâu bieåu ñang ñöôïc duøng trong thöùc teá cho caùc taøu huùt côõ trung bình ñöôïc

trình baøy taïi hình 4.15.

Hình 4.15 Mieäng huùt cuûa oáng huùt buøn

Thieát keá mieäng huùt nhaèm thoûa maõn ñieàu kieän, vaän toác doøng chaûy taïi mieäng huùt phaûi töông

öùng vôùi dieän tích mieäng huùt, vôùi naêng suaát cuûa bôm. Vaän toác naøy tính theo coâng thöùc:

v =

Q hA

, m/s

Trong ñoù Q – naêng suaát bôm, tính baèng m3/h, Ah - dieän tích mieäng huùt, tính baèng m2. Vaän toác naøy treân caùc taøu ñang hoaït ñoäng ñaït giaù trò 1,8 – 2,5 m/s.

Mieäng huùt daïng ellip hoaëc ovan coù kích thöôùc nhö sau: cao vaøo khoaûng 0,65 – 0,8 ñöôøng

65,0(

A h )8,0 ÷

kính oáng huùt. Chieàu roäng mieäng tính theo bieåu thöùc:

Ah, Dh - dieän tích mieäng huùt, ñöôøng kính oáng huùt, töông öùng.

Chieàu daøi mieäng huùt tính vaøo khoaûng l≈ 2,8(b – Dh)

Hình tieáp theo, hình 16, giôùi thieäu phöông aùn khaùc cuûa mieäng huùt buøn.

Hình 4.16 Mieäng huùt

Khôùp caàu ñöôïc duøng roânmg raûi trong caùc moái noái oáng taøu huùt. Khôùp caàu noáioáng huùt vôùi ñaàu vaøo bôm. Ñaàu ra töø oáng xaû cuûa bôm vôùi oáng daãn, khôùp noái giöõa caùc oáng daãn cuõng daïng khôùp caàu.

Moäät trong caùc khôùp caàu tieâu bieåu baïn ñoïc nhìn thaáy taïi hình 4.17. Voû khôùp caàu 5 (ngöôøi ta coøn goïi laø soï) cuøng voøng kín chòu neùn 3 quay ñuû caùc höôùng quanh voû quaû caàu trong gaén lieàn vôùi oáng huùt hoaëc oáng daãn. Hình treân giôùi thieáu khôùp caàu cuûa heä thoáng daãn buøn, hình döôùi trình baøy qua maët caét khôùp caàu treân ñöôøng oáng huùt.

Khaû naêng xoay trôû cuûa hai kieåu khôùp treân ñaây khoâng gioáng nhau. Khôùp oáng daãn buøn, hình treân, coù theå quay qua laïi trong phaïm vi 20°. Thieát keá chuùng ta thaáy treân hình giaønh cho taøu huùt naêng suaát 1000 m3/h. Ñöôøng kính danh nghóa taïi mieäng 700 mm, aùp löïc laøm vieäc haïn cheá ñeán 0,40 MPa. Chieàu daøy thaønh quaû caàu (soï) 25mm. Maët bích cuûa khôùp daày 26mm. Nhöõng khôùp töông töï ñöôïc saûn xuaát theo chuaån sau.

Bảng

Teân goïi Naêng suaát taøu, m3/h

Ñöôøng kính oáng, m Chieàu daøi oáng daãn, m Chieàu cao coät aùp, m Löu löôïng nöôùc, m3/h Ñoä chaân khoâng, m 110 0,25 80 10 800 3 250 0,3 100 15 1200 2,5 350 0,4 225 17 2100 3 450 0,4 250 20 2400 3 700 0,5 400 20 3500 2 1000 0,7 500 23 6800 3,5 2500 0,9 400 18,3 15000 4

Khôùp caàu oáng daãn nhö ñaõ trình baøy phaûi chòu yeâu caàu cao hôn veà khaû naêng quay trôû. Khaû naêng quay leân xuoáng cuûa khôùp naøy khoâng nhoû hôn giôùi haïn, 22°30 treân truïc vaø cuõng giôùi haïn aù6y cho döôùi truïc. Toång coïng goùc quay cuûa khôùp caàu 45°.

Hình 4.17

Ngaøy nay ngöôøi ta ñang daàn thay theá khôùp caàu baèng oáng meàm laøm töø chaát deûo. Moät trong

caùc phöông aùn thay theá ñöôïc giôùi thieäu taïi hình 4.18 döôùi ñaây.

Hình 4.18

Phao ñôõ oáng daãn buøn

OÁng daãn buøn ñöôïc noái töø caùc ñoaïn oáng chieàu daøi tieâu chuaån. Caùc ñoaïn oáng naøy thöôøng daøi töø 6 ñeán 10m, ñöôïc boá trí treân heä thoáng phao ñôõ. Caùc ñoaïn oáng noái vôùi nhau baèng khôùp caàu ñoä xoay trôû 18 – 22,5° hoaëc oáng meàm nhö vöøa neâu. Hình 4.19 giôùi thieäu caùc heä thoáng daãn buøn ñaõ ñöôïc duøng haøng chuïc naêm nay taïi nöôùc ta.

Hình 4.19

Heä thoáng naøy bao goàm caù thaønh phaàn thöôøng gaëp: phao 4 noái thaúng vôùi taàu coâng trình (taøu huùt) 5, phao trung gian 3, phao cuoái 2. Trong thöïc teá soá löôïng phao trung gian thöôøng lôùn. Phao naøy coøn mang teân goïi chính thöùc, phao ñôõ oáng daãn, ñöôïc cheá taïo theo chuaån, ñöôïc duøng chung cho nhieàu côõ taøu. Chuùng ta quan saùt kyõ hôn phao daïng thoâng duïng naøy, hình 4.20.

Hình 4.20 Phao ñôõ oáng daãn buøn

Boä phaän baûo ñaûm söùc noåi cuûa cuïm keát caáu laø hai phao, thöôøng cheá taïo daïng phao vôùi maët caét ngang hình ellipe 1. Thoáng caùc thanh choáng 2 lieân keát hai phao ñoàng thôøi ñôõ beä ñôõ thieát bò 3. Hai vaùch ñaàu phao ñöôïc naén thaønh maët cong daïng thoaùt nöôùc nhaèm giaûm söùc caûn luùc di chuyeån.

Chi tieát 6 treân hình veõ caàn cho vieäc moùc xích, buoäc daây. Chi tieát 11 mieâu taû naép phao, khi thaoù ra cho pheùp ngöôøi coù theå chui vaøo loøng phao. Bôm nöôùc ra hoaëc daèn phao cuõng qua mieäng 11 naøy.

Thaønh phao caàn coù lan can baûo veä 8 vaø caùc thieát bò chieáu saùng 10.

Hai giaûi phaùp thieát keá phao cuøng tôøi ñöùng, phao cuoái ñöôïc giôùi thieäu tieáp giuùp baïn ñoïc tham

khaûo khi thieát keá.

Hình 4.21

Hình 4.22.

Hình 4.23

Hình 4.24

Chöông 5

TAØU HOÃ TRÔÏ KYÕ THUAÄT

Taøu cuoác vaø taøu huùt buøn laøm nhieäm vuï naïo veùt loøng laïch. Nhöõng taøu töï haønh coù khaû naêng di chuyeån, taøu töï chuyeân chôû saûn phaåm coù khaû naêng mang buøn, ñaát ñeán nôi caàn ñoå. Tuy nhieân trong ñoäi taøu kyõ thuaät naøy phaàn lôùn taøu khoâng phaûi nhoùm töï haønh, töï chuyeân chôû. Caùc taøu naøy phaûi trung chuyeån saûn phaåm cho phöông tieän hoã trôï. Thoâng thöôøng giuùp vaøo vieäc naøy laø ñoäi saø lan chôû buøn ñaát. Nhoùm saø lan naøy (cargo barges) goàm caùc kieåu loaïi khaùc nhau. (a) Saø lan thoâng thöôøng, keát caáu voû kín nöôùc, hoaït ñoäng treân soâng, vònh vaø ñi bieån vôùi nhöõng khoang rieâng bieät, coá ñònh. (b) Saø lan coù cöûa ñoùng môû taïi ñaùy coù khaû naêng töï ñoå buøn ñaát (bottom dumping) khi môû heä thoáng cöûa ñaùy. (c) Saø lan töï ñoå buøn ñaát theo caùch töï laät treân nöôùc ñang ñöôïc duøng taïi nhieàu nöôùc. (d) Kieåu thöù tö laø saø lan töï taùch thaân (split hopper barge) ñeå buøn ñoå xuoáng nöôùc.

1. Saø lan chôû buøn

Saø lan khoang haøng coá ñònh

Saø lan kieåu naøy trong thöïc teá laø taøu chôû haøng, khoâng töï haønh, daïng thoâng duïng. Maïn taøu khoâng cao, khoang haøng daøi, mieäng haàm roäng toái ña. Taám quaây mieäng haàm chaéc chaén vaø thöôøng cao hôn caùc saø lan khaùc kieåu. Saø lan ñöôïc taøu lai daét keùo hoaëc ñaåy trong caùc soâng, hoà.

Hình 1 giôùi thieäu moät trong caùc saø lan khoâng töï haønh ñöôïc duøng khaù roäng raõi trong ñoäi taøu

coâng trình.

Kích thöôùc chính saø lan

Chieàu daøi 33m

Chieàu roäng 8,5

Chieàu cao 1,6m

Môùn nöôùc 0,5m/1,25m luùc chôû ñaày

Keát caáu saø lan theo heä thoáng hoãn hôïp. Khoaûng söôøn thöïc taïi khu vöïc giöõa taøu 600mm, taïi phaàn muõi vaø laùi khoaûng söôøn coøn 550mm. Chieàu daøy toân bao 4 – 6mm. Chieàu daøy naøy taêng ñeán 8mm taïi vuøng muõi vaø ñuoâi.

Hình 5.1. Saø lan khoâng töï haønh

Môùn nöôùc saø lan thöôøng nhoû ñeå coù theå hoaït ñoäng trong nhöõng vuøng nöôùc caïn.

Taøu keùo hoaëc taøu ñaåy giuùp ñöa taøu töø vò trí nhaän buøn ñeán ñòa ñieåm ñoå buøn. Thoâng thöôøng

moãi laàn di chuyeån taøu keùo hoaëc taøu ñaåy ñöa ñoaøn goàm ba ñeán boán saø lan côõ naøy.

Saø lan coù cöûa ñaùy

Trong nhoùm taøu hoã trôï laøm nhieäm vuï chuyeân chôû buøn ñaát töø taøu cuoác saø lan coù cöûa ñaùy chieám soá ñoâng. Thoâng leä ñaây laø saø lan töï haønh, haàm haøng daøi vaø roäng, mieäng haâøm haøng cao. Saø lan chôû ñaát dính vaø caû ñaát khoâng dính, tuøy thuoäc saûn phaåm do taøu cuoác khai thaùc. Treân taøu töï haønh caùc thieát bò ñieàu khieån töø xa, ñaët taïi boàng laùi cho pheùp ñoùng môû tôøi thuûy löïc thao taùc ñoùng môû cöûa ñaùy. Taøu khoâng töï haønh phaûi nhôø nguoàn naêng löôïng töø taøu keùo hoaëc ñaåy. Nhöõng taøu ñoùng töø tröôùc ngöôøi ta söû duïng heä thoáng ñoùng môû cöûa ñaùy baèng caùc thieát bò cô khí.

Dung tích haàm haøng saø lan kieåu naøy ñöôïc tieâu chuaån hoùa. Haàm haøng vôùi dung tích chuaån 50, 100, 150, 170, 200, 300 m3 ñaõ ñöôïc saûn xuaát haøng loaït. Vaän toác saø lan kieåu naøy naèm trong khoaûng 8,0 – 12,4 km/h.

Saø lan töï haønh, cöûa ñaùy, dung tích haàm haøng 170m3.

Kích thöôùc chính saø lan

Chieàu daøi 38,5m

Chieàu roäng 8m

Chieàu cao 2,2m

Môùn nöôùc 0,75m/1,86m

Taïi hình 2 baïn ñoïc coù dòp tìm hieåu saø lan chôû buøn ñaát, laép maùy ñeå hoaït ñoäng trong soâng, hoà. Trang thieát bò caàn thieát treân saø lan kieåu naøy theå hieän treân hình veõ nhö sau. Taøu coù hai neo Hall,

moãi neo 250kg. Ñeå keùo neo ngöôøi ta söû duïng tôøi ñöùng söùc keùo 1 T. Heä thoáng chaèng buoäc goàm 5 caëp bít ñoâi. Khoang haønh boá trí taïi khu vöïc giöõa taøu. Hai thaønh cöûa ñaùy ñoùng môû ñoàng thôøi nhôø tôøi thuûy löïc. Caùc tôøi thuûy löïc boá trí taïi khu vöïc tröôùc cuûa mieäng haàm haøng. Ñeå ñoùng kín vaø giöõ ôû traïng thaùi kín naøy phaûi söû duïng tôøi thuûy löïc vôùi aùp löïc 14,4 MPa.

Buoàng maùy saø lan ñaët phía sau. Coâng suaát maùy chính 225HP.

Heä thoáng ñieän taøu do maùy phaùt coâng suaát 20 kW ñaûm nhaän.

Hình 5.2a. Saø lan töï haønh

Hình 5.2b. Saø lan töï haønh

Keát caáu saø lan ñöôïc giôùi thieäu taïi hình 3.

Hình 5.3 Keát caáu saø lan

Hình 5.3a Hopper

Saø lan töï haønh, cöûa ñaùy, dung tích haàm haøng 300m3.

50m 10m 2,7m 1,4m

Kích thöôùc chính saø lan Chieàu daøi Chieàu roäng Chieàu cao Môùn nöôùc Boá trí chung saø lan dung tích haàm haøng 300m3, chuaån hoùa, ñöôïc trình baøy taïi hình 4. Saø lan ñöôïc trang bò maùy chính coâng suaát 450HP. Vaän toác khai thaùc 12 km/h. Toå maùy phaùt coâng suaát 20

kW ñaûm baûo cung caáp ñieän naêng cho saø lan trong laøm vieäc vaø trong sinh hoaït cuûa ñoaøn thuûy thuû 6 ngöôøi.

Hình 5.4

Keát caáu saø lan thuoäc heä thoáng hoãn hôïp, ñaùy theo heä thoáng doïc, maïn theo heä thoáng ngang. Ñaëc tröng keát caáu saø lan ñang khaûo saùt laø phaàn treân cuûa khoang haøng khoâng söû duïng xaø doïc vaø ngay caû xaø ngang cuõng thieáu. Ñoä beàn doïc cuûa saø lan trong moïi cheá ñoä laøm vieäc daøn caùc khoang maïn phaûi gaùnh thay.

Khoaûng söôøn thöïc 530mm. Trong khu vöïc buoàng maùy khoaûng söôøn chæ coø 440mm. Chieàu

daøy toân ñaùy 6mm, toân maïn 4mm vaø 8mm.

Hình 5e giôùi thieäu maët caét ngang qua khoang haøng. Ñieàu caàn ñeå yù, vaùch doïc taøu laøm chöùc naêng thaønh khoang haøng ñöôïc boá trí nghieâng 8 - 10° so vôùi maët ñöùng, nhaèm taïo thuaän lôïi cho vieäc ñoå caùc loaïi buøn, ñaù6t dính. Chieàu daøy thaønh haàm haøng 8 – 10mm.

Keát caáu cöûa ñaùy saø lan ñang xem xeùt coù daïng nhö taïi hình 6. Ñoùng kín cöûa ñaùy nhôø tôøi thuûy löïc aùp löïc daàu 14 MPa. Löïc neùn do caùc tôøi thuûy löïc gaây ra khoâng döôùi 110T. ñeå ñaûm baûo tôøi thuûy löïc laøm vieäc phaûi söû duïng bôm daàu naêng suaát 1,08 m3/h, aùp löïc 30 MPa.

Hình 5.5a. Keát caáu saø lan

Hình 5.5b

Hình 5.6.

100

Hình 5.7 Saø lan chôû buøn (cargo barge)

Saø lan töï haønh, hoaït ñoäng treân bieån Kích thöôùc chính saø lan Chieàu daøi lôùn nhaát Chieàu daøi thieát keá Chieàu roäng Chieàu cao Môùn nöôùc taøu khoâng taûi Môùn nöôùc luùc taûi Löôïng chieám nöôùc Dung tích haàm haøng Vaän toác 55,0m 53,3m 10m 4,3m 1,69m 3,58m 1382T 500m3 8 Hl/h

Saø lan hoaït ñoäng trong vuøng haïn cheá I. Tính oån ñònh taøu ñaûm baûo cho taøu hoaït ñoäng an toaøn

treân bieån trong ñieàu kieän gioù ñaït caáp 6 – 7 ñoä Beaufort.

Tính choáng chìm cuûa taøu tính cho tröôøng hôïp khi moät khoang bò thuûng taøu vaãn coøn khaû naêng

noåi. Söùc chôû cuûa saø lan döï tính 800T.

Voû saø lan laøm töø theùp ñoä beàn cao. Keát caáu theo heä thoáng hoãn hôïp.

Treân saø lan trang bò ba neo kieåu Hall, moãi neo 800 kg. Xích neo coù ñöôøng kính d31, moãi daây

daøi 200m.

101

Maùy chính coâng suaát 300HP, voøng quay maùy chính 500 v/ph. Hoäp soá côùi tyû soá truyeàn 1:1,91 giaûm voøng quay truïc chaân vòt xuoáng 261,7 v/ph. Maïng ñieän coâng taùc treân taøu do hai toå maùy phaùt coâng suaát moãi toå 63 kW cung caáp.

Hình 5.8a Saø lan chôû buøn chaïy bieån

Hình 5.8b Saø lan chôû buøn chaïy bieån

Hình 5.8c Saø lan chôû buøn chaïy soâng

102

Saø lan töï ñoå

Saø lan nhoùm naøy coù ñöôøng hình voâ cuøng ñôn giaûn, thöôøng laø ñöôøng gaãy khuùc. Ñaëc tröng cuûa saø lan naèm ôû choã, chuùng ta khoâng theå phaân bieät boong vaø ñaùy trong thieát keá. Ñieàu naøy coù nghóa, saø lan khoâng chæ ñoái xöùng qua maët caét doïc giöõa taøu nhö caùc taøu thoâng duïng xöa nay maø coøn ñoái xöùng qua maët ñöôøng nöôùc ñi qua giöõa chieàu cao taøu. Taùc duïng cuûa keát caáu laï ñôøi laø, ñaùy vaø boong ñoåi choã cho nhau sau moãi chuyeán ñi. Treân boong ñoàng thôøi cuõng laø ñaùy ngöôøi ta vaãn döïng mieäng haàm haøng chaïy doïc, cao chöøng 700mm. Mieäng haàm naøy noái vôùi thaønh ñöùng phía sau taøu taïo thaønh taám chaén haøng kín, hình 7.

Vaùch ngang treân saø lan, töø 4 ñeán 6 vaùch, ngaên saø lan thaønh caùc khoang haøng rieâng nhau. Taïi caùc khoang haøng giöõa taøu caàn boá trí caùc thuøng giuùp vaøo vieäc nghieâng taøu. Keát caáu thuøng nghieâng taøu heát söùc giaûn ñôn. Ñaây laø cuïm hai thuøng ñaët leân nhau, thuøng A vaø B treân hình 7. Thuøng A thoâng vôùi beân ngoaøi qua van ñaùy (kingstone) 3, thuøng B qua van 4. Ñoùng hoaëc môû laàn löôït hai van naøy chuùng ta coù theå buoäc saø lan phaûi töï laät ñeå ñoå buøn , ñaát. Chuùng ta cuøng xem xeùt quaù trình ñoå haøng qua hình 7.

Hình 5.9

Taïi ví trí ban ñaàu saø lan chöùa ñaày haøng, naèm caân baèng treân nöôùc, hai van ñoùng kín. Taïi ví trí ñoå haøng caàn môû van 4 nhaän nöôùc töø ngoaøi maïn. Nöôùc traøn vaøo khoang, chaúng khaùc naøo quaù trình khoang bò ngaäp luùc bò thuûng. Taùc duïng cuûa quaù trình naøy laø taøu nghieâng daàn sang phaûi vaø ñeán thôøi ñieåm nhaát ñònh haøng xoâ theo doác ñeå doàn veà beân phaûi, ñaåy nhanh quaù trình nghieâng saø lan. Haøng traøn qua mieäng haàm haøng ñoå xuoáng bieån coøn taøu tieáp tuïc nghieâng cho ñeán khi laät haün. Sau khi laät boong chöùa haøng trôû thaønh ñaùy, coøn ñaùy naèm treân ñeå laøm nhieäm vuï cuûa boong.

Saø lan töï ñoå ñöôïc chuaån hoùa theo söùc naâng 50, 150 vaø 300T. Kích thöôùc chính saø lan töï ñoå,

söùc chôû 150T nhö sau:

Chieàu daøi lôùn nhaát Chieàu daøi thieát keá Chieàu roäng lôùn nhaát Chieàu roäng thieát keá Chieàu cao Môùn nöôùc taøu khoâng taûi Môùn nöôùc luùc taûi Môùn nöôùc luùc coù taûi, phuû bì: Chieàu chìm lôùn nhaát khi taøu laät 31,8m 31,6m 6,2m 5,8m 2,1m 0,38m 1,36m 2,1m 3,0m

103

Hình 7a trình baøy caùc böôùc laät saø lan ñang ñeà caäp. Traïng thaùi I saø lan ôû tö theá nhaän haøng.

Cô caáu nghieâng taøu 2 noái vôùi 4 61ng thuûy löïc 1.

Khi saø lan chöùa haøng, môùn nöôùc taêng daàn, nöôùc ngoaøi maïn traøn vaøo keùt nghieâng taøu, chieám khoaûng 10% dung t1ich keùt. Keát thuùc nhaän haøng, traïng thaùi II, saø lan ñöôïc keùo ñeán nôi ñoå haøng. Taïi vò trí ñoå buøn ñaát, vôí mieäng keùt nghieâng môû roäng, nöôùc maïn traøn vaøo nhieàu hôn laø taøu nghieâng maïnh hôn, traïng thaùi III. Khoâng khí trong keùt tìm caùch thoaùt theo loái daãn trong keùt nghieâng taøu, nöôùc ngoaøi maïn daàn daàn chieám toaøn keùt, saø lan nghieâng haün cho ñeán khi döïng ñöùng ôû tö theá thaúng ñöùng, traïng thaùi IV. Sau khi laät sang phía beân kia, traïng thaùi V, keùt laøm nghieâng bò ñaåy leân cao cuøng thaân saø lan khoâng coù haøng, nöôùc trong keùt töï do chaûy ra ngoaøi. Trong traïng thaùi caân baèng, traïng thaùi VI, saø lan bôi nhö nhöõng phöông tieän noåi cuøng kieåu. Chuaån bò cho chuyeán laøm vieäc môùi, ñaùy saø lan tröôùc ñoù phaûi ôû tö theá laøm boong, heä thoáng daãn nöôùc trong traïng thaùi naøy, traïng thaùi 7, quay trôû veà ñuùng nhö traïng thaùi I. Taøu chôû ñaày haøng vaø tieáp tuïc chu trình coâng taùc, traïng thaùi VIII nhö chuùng ta ñaõ laøm quen trong traïng thaùi II.

Hình 5.10

Saø lan töï taùch

Saø lan kieåu naøy ñaõ ñöôïc saûn xuaát haøng loaït taïi caùc nöôùc chaâu AÂu. Thaân saø lan goàm hai phaàn ñoäc laäp vôùi nhau, ñoái xöùng qua maët doïc giöõa taøu. Hai phaàn thaân taøu lieân keát vôùi nhau nhôø caùc khôùp xoay. Moãi nöûa con taøu coù buoàng maùy rieâng. Thieát bò maùy moùc ñeàu phaûi ñöôïc ñieàu khieån töø xa.

104

Ñoùng hoaëc môû hai nöûa con taøu ñeå nhaän haøng vaø ñoå haøng hoaøn toaøn do töï troïng cuûa haøng vaø löïc noåi Archimedes quyeát ñònh. Hình 8 minh hoïa nguyeân taéc ñoùng môû hai nöûa thaân taøu nhôø troïng löôïng taøu vaø löïc Archimedes. Ñeå keùp kín hai thaân taïo thaønh “taøu” momen ngaãu löïc taùc ñoäng theo chieàu ngöôïc chieàu quay kim ñoàng hoà, hình 8a, phaùt huy taùc duïng. Khi taøu ñaõ chôû ñuû haøng, môùn nöôùc taøu taêng, taâm noåi cuûa moãi nöûa taøu thay ñoåi vò trí moät caùch ñaùng keå, troïng löôïng taøu cuøng troïng löôïng haøng, saùt hôn nöõa , xaáp xæ nöûa löôïng haøng, taêng leân, troïng taâm chuyeån sang phaûi. Trong tö theá naøy momen ngaãu löïc coù chieàu quay cuøng chieàu kim ñoàng hoà, tìm moïi caùch môû ñaùy taøu ra. Sau khi thaû heát haøng xuoáng bieån, vò trí taâm noåi vaø troïng taâm taøu laïi thay ñoåi ñeå hình thaønh theá môùi. Momen ngaãu löïc trong giai ñoaïn naøy laøm chöùc naêng ngöôøi ñoùng cöûa. Hai nöûa thaân taøu hôïp nhaát thaønh taøu.

Dung tích haàm haøng saø lan kieåu naøy 30 – 180 m3.

Hình 5.11

Hình 5.12

Haàm haøng saø lan chôû buøn, ñaát

Ñaëc ñieåm caàn nhaéc ñaàu tieân cuûa haàm haøng saø lan naøy laø thaønh trong cuûa haàm haøng luoân nghieâng döôùi goùc ñoä nhaát ñònh. Thoâng leä goùc nghieâng naøy khoaûng 6 - 22°. Ñaùy saø lan thöôøng ôû daïng mieäng loã roäng, boong saø lan coù nhieàu loã khoeùt lôùn do vaäy keát caáu thaønh phaûi ñuû cöùng vöõng nhaèm buø cho nhöõng keát caáu bò maát ñang neâu.

Ñaùy caùc khoang haøng, nhö ñaõ trình baøy trong thöïc teá laø caùc cöûa côõ roäng. Cöûa baét buoäc naøy

ñöôïc ñoùng baèng hai caùnh hoaëc loaïi cöûa moät caùnh.

105

Hình 5.13

Taïi hình 5.13 trình baøy heä thoáng cöûa taïi ñaùy khoang haøng saø lan chôû buøn, ñaát. Caùc caùnh 6 phaûi ñaäy kín mieäng loã 7 naèm giöõa thaønh khoang haøng vaø cô caáu doïc 8. Heä thoáng xích keùo cuøng caùc thieát bò phuï trôï 9, 10, 11 giöõ caùnh cöûa trong tö theá ñang ñoùng. Thoâng qua heä truyeàn ñoäng ngöôøi ta coù theå keùo leân hoaëc haï xuoáng caùc caùnh cöûa naøy. Cuïm keát caáu naâng, haï caùnh cöûa ñöôïc veõ lôùn taïi hình 10.

Hình 5.14

106

Nhöõng saø lan chôû buøn ñaát deûo caàn thieát keá theo kieåu khaùc vôùi moâ hình vöøa neâu. Cô caáu doïc, soá 8 taïi hình 9 khoâng giöõ laïi trong keát caáu keå sau. Thaønh doïc cuûa haàm haøng nghieâng chæ 10°. Caùnh cöûa naèm ngoaøi mieäng loã ñaùy. Thay chì chaïy doïc nhö ñaõ neâu taïi hình 9, caùc cô caáu töông töï, mang soá taïi hình 11 döôùi ñaây ñöôïc ñaët ngang. Soá löôïng cô caáu naøy thöôøng lôùn, thöôøng laø 6, chia chieàu daøi khoang thaønh caùc khoang nhoû. Ngoaøi mieäng loã nhoû naøy ñöôïc hcaën baèng hai caùnh cöûa 9, aùp chaët vaøo caùc thanh ngang 8 vöøa neâu.

Hình 5.15

107

Hình 5.16 Saø lan chôû buøn

Taøu hoã trôï kyõ thuaät trong lónh vöïc chuyeân moân naøy laøm nhieàu vieäc raát khaùc nhau, töø vieäc kieåm tra baûo döôõng phao luoàng, baûo döôõng hoaëc di dôøi neo taøu coâng trình, söûa chöõa nhoû thieát bò treân caùc taøu coâng trìh, caùc traïm baûo ñaûm haøng haûi vv… Kích thöôùc caùc taøu nhoùm naøy thöôøng nhoû. Taøu ñöôïc trang bò maùy chính diesel coâng suaát khoaûng vaøi chuïc maõ löïc ñeán 300 – 400HP. Nhöõng maãu taøu giôùi thieäu sau giuùp baïn ñoïc coù tö lieäu tham khaûo veà taøu hoã trôï kyõ thuaät.

Hình 12 giôùi thieäu taøu töï haønh laøm coâng taùc ñaûm baûo an toaøn ñöôøng soâng. Kích thöôùc chính

cuûa taøu nhö sau: Chieàu daøi Chieàu roäng Chieàu cao Chieàu chìm trung bình Coâng suaát maùy chính Vaän toác khai thaùc Söùc naâng cuûa caåu 20,6m 6m 1,5m 0,9m 225 HP 13,5 km/h 3T

108

Hình 5.17. Boá trí chung taøu ñaûm baûo an toaøn ñöôøng soâng

Hình 5.18

109

Ñaëc tính chung cuûa taøu nhoùm naøy, taøu ñöôïc trang bò caåu vôùi söùc naâng ñuû cho caùc coâng vieäc haøng ngaøy. Phaàn tröôùc cuûa taøu boá trí caåu quay söùc naâng 3 T, taàm vöôn lôùn nhaát 6m vaø nhoû nhaát 3m. Vaän toác naâng haï haøng 8 m/min. nhieäm vuï chính cuûa caåu naøy gaàn nhö naèm ôû choã phaûi naâng caùc neo taøu cuoác, caùc taøu khaùc , troïng löôïng neo khoâng döôùi 2 T. Ngoaøi naâng neo noù coøn laøm nhieäm vuï thaû neo cuøng caùp. Caåu coøn duøng caåu caùc thieát bò an toaøn ñöôøng soâng phuïc vuï coâng taùc söûa chöõa.

Tôøi treân taøu coù söùc keùo 18 kN (1,8 T) khi cuoán caùp, 78 kN (7,8 T) khi nhoå caùp vaø 53 kN (5,3

T) trong tröôøng hôïp buoäc, chaèng taøu.

Vaän toác thu caùp treân tang 29,2 m/min. Vaän toác keùo neo coù theå ñaït 5,05 m/min.

Keát caáu haøn theo heä thoáng ngang . Chieàu daøy voû vuøng ñaùy vaø maïn 6 – 8mm. Chieàu daøy toân

boong 5 – 6mm. Khoaûng söôøn thöïc 500mm.

Taøu ñöôïc chia laøm 6 khoang kín nöôùc. Keát caáu cô baûn cuûa taøu ñöôïc trình baøy taïi hình 13.

Maët caét ngang tieâu bieåu ñöôïi giôùi thieäu taïi hình 14

Hình 5.19 Keát caáu cô baûn taøu ñaûm baûo an toaøn ñöôøng soâng

110

Hình 5.20

2. Taøu hoã trôï kyõ thuaät côõ nhoû

Kích thöôùc chính cuûa taøu nhö sau: Chieàu daøi Chieàu roäng Chieàu cao Chieàu chìm trung bình Coâng suaát maùy chính 14,46m 3,8m 1,0m 0,4m 90 HP

Boá trí chung cuûa taøu ñöôïc giôùi thieäu laïi taïi trang sau.

Keát caáu taøu theo heä thoáng ngang. Chieàu daøy toân ñaùy 4mm, chieàu daøy toân maïn 3mm. Taám

boong daøy 3mm vaø 4mm.

Caåu taøu ñöôïc thieát keá gioáng nhö caåu thuyeàn, söùc naâng toái ña 2T. Vôùi caåu daïng naøy chæ coù

theå nhaác neo côõ töø 0,7 T ñeán 1 T. Taàm vöôn caåu 2,6m, vaän toác naâng 6 m/min.

Tôøi caåu haøng ñöôïc cheá taïo theo ba caáp. Söùc keùo taïi tang 8 kN . Vaän toác thu caùp taïi vaønh

tang 30 m/min.

111

Hình 5.21

3 Taøu ñaûm baûo haøng haûi

Taøu ñaûm baûo haøng haûi thöôøng hoaït ñoäng trong soâng vaø vuøng bieån haïn cheá. Taøu thöôøng xuyeân lui tôùi caùc ñaûo gaàn treân tuyeán ñöôøng ñi laïi cuûa taøu beø laøm töø vieäc söûa chöõa nhoû trang thieát bò ñaûm baûo haøng haûi ñeán cung caáp döï tröõ cho caùc caên cöù, thu hoài vaø chôû veà xöôûng caùc thieùt bò caàn hoài phuïc vv…

Thieát keá taøu ñaûm baûo haøng haûi khoâng khaùc thieát keá taøu chôû haøng ñi bieån, hoaït ñoäng trong vuøng bieån haïn cheá. Keát caáu taøu hoaøn toaøn truøng hôïp vôùi thieát keá taøu chôû haøng. Trang thieát bò an toaøn boá trí treân taøu theo ñuùng qui ñònh giaønh cho taøu caän haûi. Hình 16 döôùi ñaây giôùi thieäu vôùi baïn ñoïc taøu ñaûm baûo haøng haûi ñang hoaït ñoäng taïi vuøng bieån haïn cheá taïi Vieät nam.

Ñaëc tröng chính cuûa taøu:

Chieàu daøi toaøn boä Chieàu daøi thieát keá :26,8m : 24m

112

: 5,6m : 5,5m : 1,9m : 1,4m : 109t : theùp

Chieàu roäng lôùn nhaát Chieàu roäng thieát keá Chieàu cao Môùn nöoùc trung bình Löôïng chieám nöôùc Vaät lieäu laøm voû taøu Maùy chính: Kieåu Coâng suaát Voøng quay maùy chính 6HA-HTE , Yanmar 240HP 2000 v/ph

BOÁ TRÍ CHUNG TOAØN TAØU

Döôùi boong chính:

Taøu ñöôïc chia laøm 9 khoang , ngaên baèng caùc vaùch ngang ñaët taïi caùc Sn7 , Sn19 , Sn20 ,

Sn28, Sn35 , Sn36 , Sn41.

+ Töø vaùch laùi lai ñeán Sn7 keùt ñöôïc boá trí nhö sau : ( moät phaàn khoang töø Sn0 ñeán Sn 2 duøng chöùa nöôùc ngoït ,leân boong bôûi cöûa hình baàu duïc 450x600), phaàn coøn laïi laøm keùt daàu.

+ Töø Sn7 – Sn8 : khoang choáng va , ra vaøo baèng loå baàu duïc 450x600

+ Töø Sn8 – Sn19 : khoang haàm maùy .Trong ñoù ñaët keùt daàu döï tröõ lieàn maïn ,haàm ñaùy

+ Töø Sn15 – Sn19 , chieàu cao ñeán ñænh keùt laø 880 mm , xuoáng keùt baèng loã baàu duïc 450x600

.Töø haàm maùy leân boong chính baèng 2 caàu thaúng ñöùng loã baàu duïc 600x600.

+ Töø Sn19 – Sn20 laø khoang caùch ly va 2ñöôïc chia laøm 2 khoang bôûi vaùch doïc taâm , 2 khoang

thoâng nhau baèng loã khoeùt 450x600

+ Töø Sn20 – Sn28 laø khoang haøng vaø ñöôïc chia laøm 2 khoang ñoäc laäp bôûi vaùch doïc taâm , töø

khoang haøng leân boong chính baèng caàu thang ñöùng ñaët taïi mieäng haàm haøng .

+ Töø Sn28 – Sn35 ( töông töï nhö khoang töø Sn20 – Sn28 )

+ Töø Sn35 – Sn36 ( töông nhö khoang töø Sn19 – Sn20 )

+ Töø Sn36 – Sn41 laø khoang chöùa vaät tö thieát bò treân boong + haàm chöùa xích neo , ñöôïc leân

xuoáng qua loã baàu duïc 600x600.

+ Töø Sn41 – muõi laø khoang muõi duøng ñeå chöùa nöôùc ngoït , töø khoang mui leân boong chính qua

cöûa baàu duïc 450x600 .

Boong chính:

+ Töø Sn0 – Sn3 laø boong noái daøi phiaù sau , boá trí secteur laùi + saân thao taùc daây.

+ Töø Sn1 – Sn19 boá trí cabin ôû , cabin laùi , caboâ haàm maùy , leân xuoáng buoàng maùy baèng 2 caàu thang ñöùg qua loã 600x600 , taïi söôøn 9 ñaët vaùch ngang ngaên giöõa cabin ôû vaø cabin laùi , cabin ôû qua

113

cabin laùi baèng cöûa kích thöôùc: 650x1650.Töø cabin ôû ra boong chính baèng 2 cöûa kích thöôùc 800x1650 ,töø cabin laùi vaø boong chính cuõng baèng 2 cöûa töông töï , caùc cöïa soå ( theo baûn veõ boá trí chung cabin.

Φ1250 ,caùch taâm L =1000

+ Töø Sn20 – Sn35 : boong haàm haøng ,taïi Sn25 vaø Sn31 taïi nôi söôøn ñaët 2 mieäng khoang haøng

+ Töø Sn35 – Sn41 : boong haàm kho vaø haàm xích neo , taïi Sn37-39 .Ñaët 01 tôøi caåu söùc naâng

10T.

+ Töø Sn41-mui , boong haàm mui, taïi muùt mui ñaët 1 ruloâ Φ350 L600 , taïi vaùch Sn41 ñaët chaân

caåu P = 10T.

Boong cabin: Töø söôøn Sn4 –Sn6 ôû giöõa boá trí 2 cöûa 400x600 laáy aùnh saùng vaø thoâng gioù töï

nhieân.

KEÁT CAÁU

Taøu ñöôïc thieát keá keát caáu theo heä thoáng ngang, khoaûng söôøn s = 500 mm. Vaät lieäu ñang

duøng laø theùp ñoùng taøu töông ñöông kyù hieäu cuûa Nga CT3c vôùi giôùi haïn chaûy σT = 2400 kG/cm2 .

Quy caùch cô caáu chuû yeáu cuûa taøu nhö sau : Toân giöõa ñaùy Toân keà ñaùy Toân maïn Toân meùp manï Toân boong Toân vaùch ngang t = 8mm t = 6mm t = 6mm t = 7mm t = 6 – 7mm t = 5 - 6mm

- Keát caáu ñaùy : + Khu vöïc haàm maùy :

Ñaø ngang ñaùy T 10x120 8x300 Soáng ñaùy phuï T 10x200 8x 250

Soáng phuï ñaùy T 6x250 8x135 Ñaø ngang L 6x250 135

Söôøn thöôøng L 60x40x5 Soáng doïc maïn T 8x120 6 x150

+ Khu vöïc haàm haøng : - Keát caáu daøn maïn : - Keát caáu daøn vaùch :

150x8

Soáng ñöùng ⊥ 6x100 Soáng naèm ⊥ 6x100

114

- Toân boong

150x8 Neïp vaùch : L 50x50x5

Toân boong khu vöïc coù thöôïng taàng vaø khu vöïc giöõa taøu t = 6mm Toân boong khu vöïc muõi, taïi vò trí ñaët haøng naëng t = 7 - 8mm

6 x150

- Keát caáu thöôïng taàng : Toân maïn, vaùch t = 5mm Söôøn ,xaø ngang boong thöôïng L50x50x5 Xaø doïc boong T 6 x60 Neïp vaùch : L50x50x5 - Quy caùch caùc cô caáu khaùc : + Con löôn t = 8 mm + Maõ caùc loaïi t = 6 mm + Lan can oáng φ42 , Φ27

THIEÁT BÒ TREÂN BOONG

Taøu boá trí 2 neo muõi: neo kieåu Hall 150kg/chieác, moãi neo coù 1 daây xích ngaùng Φ16 daøi 100m/daây. Neo ñöôïc thaû vaø keùo leân baèng tôøi ñieän, loaïi tôøi keùo hoãn hôïp cuøng tôøi caåàu. Neo ñöôïc keùo vaøo oáng neo φ180x8.

Xích neo ñöôïc chöaù goïn trong thuøng, cuoái sôïi coù khoaù nhaû xích deã daøng khi maéc neo. Ñöôøng

hình taøu giôùi thieäu taïi hình 5.16. Boá trí chung taøu ñaûm baûo haøng haûi ñöôïc giôùi thieäu taïi hình 5.17.

Hình 5.22

115

Hình 5.23

Keát caáu taøu cuøng maët caét ngang tieâu bieåu ñöôïc trình baøy taïi hình tieáp theo.

Theo yeâu caàu cuûa chuû phöông tieän taøu ñöôïc trang bò caåu hình chöõ A ñaët phía muõi, taàm vöôn tính töø maïn 1,65m, söùc naâng 10T. Yeâu caàu kyõ thuaät ñoái vôùi caåu daïng naøy thöôøng khoâng bình thöôøng. Söùc naâng cuûa caåu quaù lôùn, trong khi caåu phaûi ñaët leân taøu nhoû thöôøng taïo ra nhöõng khoù khaên ngöôøi kyõ sö phaûi coù bieän phaùp khaéc phuïc. Trong phaàn tieáp theo baïn ñoïc coù theå tham khaûo caùch giaûi quyeát khoù khaên ñeå trang bò caåu söùc naâng toái thieåu 10T leân taøu côõ nhoû chuùng ta ñang xem xeùt.

Taûi troïng tính toaùn duøng cho caåu seõ laø 12 T.

116

Hình

Hình 5.24

Tính choïn caùp

Khi naâng taûi, löïc caêng lôùn nhaát xuaát hieän ôû nhaùnh daây cuoán leân tang, tính theo coâng thöùc

1.(0 Q 1.( −

) λ − a t ). λλ Trong ñoù Q0 = Q + Qm = taûi troïng naâng + troïng löôïng boä phaän mang = 100000 + 2100 = 102100 N . Choïn λ = 0,98 = hieäu suaát roøng roïc vôùi ñieàu kieän boâi trôn toát baèng môõ, ñaët treân oå laên.

duøng trong maùy naâng haï: Smax =

117

= 13155 N

2100 2

)98,01).( − 1 98,0).

+ 98,01.(4 −

m = soá nhaùnh caùp treo vaät = 4 n = soá pu ly treân pa laêng = 2 a = boäi suaát cuûa pa laêng = 2 t = soá roøng roïc ñoåi höôùng = 1 ( 100000 Töø ñoù: Smax =

S S

max

= 0,97 Hieäu suaát pa laêng (2-21)[1 ] : ηp =

Ñöôøng kính daây caùp ñöôïc tính choïn theo caùch sau: Sñ ≥ k. Smax Vôùi k heä soá an toaøn beàn cuûa caùp, phuï thuoäc coâng duïng cuûa caùp vaø cheá ñoä laøm vieäc cuûa cô

caáu, trong tröôøng hôïp naøy nhaän k > 5.

Sñ ≥ 5 . 13155 = 65775 N Theo ΓOCT 2688-55, choïn loaïi caùp tieáp xuùc ñöôøng ΛK-P 6x19 coù ñöôøng kính caùp dc = 16,5

= 10,7 Nhö vaäy heä soá döï tröõ beàn thaät söï cuûa caùp laø: k = mm , giôùi haïn beàn σb = 1600 N/mm2 , löïc keùo ñöùt Sñ = 141500N . 141500 13155

Kích thöôùc cô baûn cuûa tang vaø roøng roïc

Ñöôøng kính tang cuoán caùp ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc :Dt ≥ e . dc , mm

e = 20 heä soá phuï thuoäc loaïi maùy vaø cheá ñoä laøm vieäc

Dt = 20 . 16,5 = 330 mm

Choïn ñöôøng kính tang Dt = 380 mm .

Ñöôøng kính roøng roïc laáy baèng ñöôøng kính tang Dr = Dt .

Roøng roïc caân baèng coù theå laáy ñöôøng kính nhoû hôn 20% so vôùi roøng roïc laøm vieäc: Dc = 0,8 .

Dr = 0,8 . 380 = 300 mm.

Ñeå giaûm kích thöôùc chieàu daøi tang, daây caùp ñöôïc cuoán leân tang 3 lôùp, beà maët tang ñeå trôn,

1,1.17.79,15

khoâng caét raõnh. Chieàu daøi toaøn boä cuûa tang xaùc ñònh theo coâng thöùc:

)

38,0.3(

)5,16.3

.. tL ϕ c 2 dnDn . . +

.( π

= = 0,610 m . Lt =

Lc = Dung löôïng caùp caàn thieát cuoán leân tang = a.H + 1,5 . π . Dt

= 2.7 + 1,5 . π . 0,38 = 7,59 m ( Theo chieàu cao naâng H=2,9m).

ϕ = 1,1 - heä soá xeáp caùp khoâng ñeàu .

Ñeå döï phoøng söû duïng caùp daøi 15m.

t = dc = 17 mm - böôùc caùp .

n = 3 - soá lôùp caùp cuoán leân tang .

118

Ñeå ñaûm baûo vaän toác naâng theo yeâu caàu , soá voøng quay cuûa tang ñöôïc xaùc ñònh theo coâng

thöùc sau:

2.2 38,0.

avn . . D π 0

= = 3,35 voøng/phuùt nt =

Choïn ñoäng cô daãn ñoäng

Coâng suaát tónh khi naâng vaät baèng troïng taûi xaùc ñònh theo:

. nvQ 1000

.60

102100 1000

2. 68,0.

.60

η.

N = = 4,97 kW = 6,7 HP =

ηp = hieäu suaát pa laêng = 0,97

ηt = hieäu suaát cuûa tang = 0,96

ηo = hieäu suaát boä truyeàn ( keå caû khôùp noái) = 0,75 . 0,98 = 0,735

η = ηp . ηt . ηo = 0,97 . 0,96 . 0,735 = 0,66

Hieäu suaát cuûa cô caáu :

Töông öùng vôùi cheá ñoä laøm vieäc CÑ = 15% , ta choïn ñoäng cô ñieän khoâng ñoàng boä ba pha coù

roâ to ñoaûn maïch , ñieän aùp 380 V coù caùc ñaëc tính sau :

Coâng suaát danh nghóa Ne = 7,5 kW (10HP)

Soá voøng quay danh nghóa nñc = 1375/620 v/ph

Ñöôøng kính truïc ra d = 38 mm

N.10.55,9 n

10.10.55,9 1375

= = 69,45 Nm Moâmen danh nghóa Mdn =

Tæ soá truyeàn chung cuûa boä truyeàn ñoäng

Tæ soá truyeàn chung cuûa boä truyeàn ñoäng töø truïc ñoäng cô ñeán truïc tang:

n ñc n

1375 35,3

= = 410 i0 =

Phanh

.5,1

102100

68,0.38,0.

. t η

Neân choïn loaïi phanh maù ñieän töø, coù nöûa khôùp noái beân hoäp giaûm toác laøm baùnh phanh . ñeå phanh ñöôïc nhoû goïn, ta ñaët phanh ôû truïc I ( truïc ñoäng cô), moâmen phanh ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc sau :

60.2.2

DQk . . 0 ia ..2 1

= = 165 Nm (3-14) [1 ] Mph =

k = 1,5 = heä soá an toaøn phanh vôùi cheá ñoä laøm vieäc nheï CÑ 15% .

119

i1 = i0 / 6,85 = 60 = tæ soá truyeàn töø ñaàu truïc ra cuûa ñoäng cô ñieän.

Loaïi phanh coù kích thöôùc nhoû goïn, ñaõ ñöôïc tieâu chuaån hoùa, cheá taïo haøng loaït vaø söû duïng phoå bieán trong caùc loaïi maùy naâng hieän nay laø phanh maù ñieän töø kyù hieäu TKT. Theo moâmen phanh yeâu caàu nhö treân , ta choïn loaïi phanh maù xoay chieàu, vôùi moâmen phanh danh nghóa Mph = 200 Nm .

TÍNH NGHIEÄM HEÄ CAÀN CAÅU

Soá lieäu ban ñaàu :

- Taûi troïng naâng Qo = 120000 N

- Chieàu daøi caàn L = 6,1 m

- Khoaûng caùch töø goùt caàn ñeán ñieåm treo roøng roïc H = 2,9 m .

- Ñöôøng kính thaân caàn caåu Dn = 168 mm ; Dt = 144 mm ; β = 0,875 Caàn caåu ñöôïc tính toaùn ôû goùc laøm vieäc thaáp nhaát so vôùi maët boong α = 30o .

Caàn caåu ñöôïc noái baèng hai thanh (coù tieát dieän hình oáng) vaø ñöôïc gia cöôøng baèng caùc thanh cuøng kích thöôùc (xem baûn veõ thaân caàn caåu). Hai thanh caàn caåu hoaøn toaøn ñoái xöùng vôùi nhau qua maët phaúng doïc taâm taøu, ñoàng thôøi caàn caåu ñöôïc coá ñònh chaéc chaén baèng hai daây caùp trong luùc laøm vieäc neân ta chæ tính nghieäm cho 1 thanh, vôùi ñieàu kieän taûi troïng ñöôïc chia ñeàu cho hai thanh .

Döôùi taùc duïng cuûa taûi troïng, ngoaøi ñieàu kieän beàn, thaân caàn caåu coøn phaûi ñaûm baûo ñoä oån ñònh

σ’ =

khi uoán doïc. Ñoä oån ñònh ñoù ñöôïc kieåm tra nhö sau:

S .ϕ F

≤ [σ ]

1. Löïc neùn cuûa caàn caåu :

L H

8,5 9,2

= 102100 = 204200 N N = Qo

2. Löïc caêng treân daây caùp treo vaät naâng :

102100 97,0.2

Q 0 η. a

T = = = 52630N

η = hieäu suaát pa laêng = 0,97

a = boäi suaát pa laêng = 2

3. Toång löïc neùn doïc truïc :

S0 = N + T = 242050 + 52630 = 256830 N

4. Tính nghieäm tieát dieän caàn caåu :

- Tieát dieän thöïc teá cuûa caàn caåu ñang söû duïng :

120

2 ) = 58,81 cm2

2 – Dt

π 4

F = (Dn

- Moâmen quaùn tính nhoû nhaát cuûa tieát dieän : J = 0,05 D4(1 - β4) = 1833,043 cm4 - Moâñun ñaøn hoài cuûa vaät lieäu : E = 2,1 . 106 kG/cm2

- Baùn kính quaùn tính nhoû nhaát cuûa tieát dieän thanh :

J F

= 5,56 cm rmin =

- Ñoä maûnh cuûa thanh:

λ = L/ rmin =

610 583,5

= 109 .

Töø baûng coù theå choïn ϕ = 0,52 .

Nhö vaäy ta coù :

σ’ =

256830 .52,0

5881

S .ϕ F

= = 83,98 N/mm2 ≤ [σ ] = 160 N/mm2

Trong ñoù : [σ ] = 160 N/mm2 (theo baûng 5-2[1 ])

Kieåm tra oån ñònh theo höôùng daãn trong soå tay trang thieát bò taøu, löïc giôùi haïn neùn khoâng

3 )10.

.2,2

. m

518,45 T

≤

Pcr

83304 2

6 ,12(10.1,2 × 610

. JE 2 l

ñöôïc quaù giôùi haïn:

Giaù trò löïc giôùi haïn Pcr = 45,518T lôùn hôn S0 neâu treân (256,830 kN ≈ 26,18T). Nhö vaäy thanh caàn caåu ñaõ choïn ñaûm baûo ñuû kích thöôùc ñeå traùnh maát oån ñònh.

5. Löïc caêng trong daây caùp chaèng :

αsin

L H

⎛ ⎜ ⎝

2 ⎞ −⎟ ⎠

= 216590 N . T’ = Q0 .

Theo ΓOCT 2688-55, choïn loaïi caùp tieáp xuùc ñöôøng ΛK-P 6x19 coù ñöôøng kính caùp dc = 24

mm , giôùi haïn beàn σb = 1600 N/mm2 , löïc keùo ñöùt Sñ = 255000N .

Boá trí caåu chöõ A treân taøu ñöôïc veõ laïi döôùi ñaây.

121

Hình 5.25 Boá trí caåu chöõ A, söùc naâng 10T.

122

Chöông 6

ÑOÁC NOÅI

Ñoác noåi trong taøi lieäu naøy ñöôïc hieåu laø phöông tieän noåi laøm nhieäm vuï naâng haï taøu töø nöôùc,

phuïc vuï coâng vieäc söûa chöõa taøu. Caáu hình doác noåi thoâng duïng ñöôïc giôùi thieäu taïi hình 6.1.

Hình 6.1 Ñoác noåi tieâu bieåu

Taïi hình 6.1 caùc kyù hieäu mang yù nghóa: 1 – boong treân, 2 – boong an toaøn, 3 – daõy neà trung taâm, 4- caùc neà hoâng, 5 – thieát bò cheøn, 6 – loái ñi laïi giöõa hai thaùp, 7 – keùt ballast, 8 – keùt ballast giöõa.

Ñoác noåi

Töø hình 1 coù theå thaáy roõ, keát caáu chính cuûa ñoác noåi bao goàm phao chính, goïi laø pon ton chính, laøm choã chöùa taøu hoaëc caùc phöông tieän khaùc caàn söûa chöõa, hai thaùp hai beân, döïng treân pon ton chính hoaëc caùc maïn keùp thay thaùp.

Boong treân (topdeck) naèm ôû vò trí cao nhaát, treân thaùp. Treân boong naøy thöôøng boá trí caùc thieát bò neo, buoäc ñoác, caùc thieát bò ñöa daãn taøu vaøo vaø ra ñoác, buoàng ñieàu khieån, caùc buoàng coâng coäng. Heä thoáng thieát bò boác dôõ ñaët treân boong treân.

Boong an toaøn cheá taïo döôùi daïng boong lieân tuïc, kín nöôùc.

Boong coâng taùc hay cuï theå hôn boong cuûa pon ton nôi seõ chöùa taøu hoaëc caùc phöông tieän thuûy

khaùc trong thôøi gian söûa chöõa phöông tieän ñoù.

123

Trong caùc thaùp chuùng ta coøn boá trí boong sinh hoaït. Boong sinh hoaït coù theå truøng vôùi boong an toaøn neáu ñieàu kieän baét buoäc. Taïi boong naøy boá trí caùc buoàng sinh hoaït cho ñoaøn thuûy thuû thuû vaø khaùch, caùc buoàng coâng coäng, neáu coù theå.

Hình 6.2 Đốc nổi

124

Ngoaøi ñoác lieàn nhö chuùng ta vöøa laøm quen, hoï haøng nhaø ñoác noåi coøn coù ñoác gheùp laøm töø nhieàu phaân ñoaïn. Ñoác gheùp coù theå cheá taïo theo nhieàu daïng. Ñoác ñöôïc hình thaønh khi gheùp nhieàu phaân ñoaïn vôùi nhau coù söùc naâng khaù lôùn. Phaân ñoaïn trong tröôøng hôïp naøy khoâng coù tính ñoäc laäp. Trong thöùc teá, ngöôøi ta coù theå gheùp nhöõng phaân ñoaïn ñoác ñoäc laäp ñeå taïo ñoác lôùn hôn. Tröôøng hôïp keå sau, trong thöïc teá laø taäp hoïc caùc ñoác nhoû ñeå thaønh taäp ñoaøn ñuû maïnh.

Hình 6.2 giôùi thieäu taäp hoïp ñoác goàm ba thaønh phaàn hay ba phaân ñoaïn ñoäc laäp.

Hình 6.3

Hình 6.3 giôùi thieäu hình aûnh gheùp ñoác cuûa naêm phaân ñoaïn, trong ñoù caùc phaân ñoaïn 1, 2, 3 ñoùng vai troø caùc ponton rôøi, hai phaân ñoaïn coøn laïi laø hai thaùp ñöôïc cheá taïo lieàn, ñuû daøi baèng chieàu daøi cuûa ba pon toon.

Hình 6.4

Moät trong nhöõng ñoác gheùp thöïc hieän taïi USA töø 1945 coù ñaëc tröng sau. Soá phaân ñoaïn Söùc naâng toång coäng Söùc naâng moãi phaân ñoaïn Chieàu daøi phaân ñoaïn Chieàu roäng phaân ñoaïn 10 100.000 T 10.000 T 73m 25m

125

Chieàu cao pon ton Chieàu daøi ñoác sau laép Chieàu roäng Chieàu cao thaùp, treân saøn pon ton Ñoaøn thuûy thuû 7m 250 m 42,5m 18 m 780 ngöôøi

Hình veõ mieâu taû ñoác gheùp söùc naâng 100.000 T ñöôïc trình baøy taïi hình 6.4.

Hình 6.5

Hình 6.6

Moät vaøi phöông aùn boá trí ñoác noåi khoâng bình thöôøng ñöôïc giôùi thieäu döôùi ñaây.

Ñoác noåi moät maïn, hay moät thaùp ñöôïc duøng nhö ñoác vaän chuyeån. Ñoác daïng khoâng thaùp ñöôïc duøng nhö pon ton vaän taûi, coøn ñöôïc goïi laø “ñoác – pon ton”. Moät vaøi caùch giöõ ñoác taïi vò trí laøm vieäc cuûa ñoác moät thaùp ñöôïc giôùi thieäu taïi hình 6.5.

Hinh 6.7

Xaùc ñònh kích thöôùc ñoác noåi

126

Kích thöôùc chính cuûa ñoác noåi ñöôïc xaùc ñònh theo ba daïng: kích thöôùc phuû bì (kích thöôùc lôùn

nhaát), kích thöôùc beân ngoaøi, kích thöôùc laøm vieäc.

Kích thöôùc phuû bì goàm:

Chieàu daøi lôùn nhaát Lmax, ño töø ñieåm xa nhaát phía muõi ñeán ñieåm xa nhaát sau laùi. Caàn noùi roõ theâm, khaùi nieäm muõi vaø laùi treân nhieàu ñoác noåi coù theå ñoåi choã cho nhau.

Chieàu roäng lôùn nhaát, Bmax, ño taïi maët caét ngang ñoác, töø hai vò trí xa nhaát töø hai maïn.

Chieàu cao lôùn nhaát, Hmax, ño töø maët cô baûn ñeán ñieåm cao nhaát cuûa keát caáu ñoác.

Kích thöôùc beân ngoaøi ñöôïc hieåu nhö sau:

Chieàu daøi toaøn boä cuûa ñoác L, ño taïi boong treân pon ton, cuï theå hôn ño töø meùp sau ñeán meùp

tröôùc ponton.

Chieàu roäng toaøn boä ñoác B, ño giöõa hai thaønh maïn pon ton.

Chieàu cao ñoác H, ño töø maët cô baûn ñeán topdeck.

Chieàu chìm ñoác T, ño töø ñöôøng cô baûn ñeán ñöôøng nöôùc thieát keá.

Kích thöôùc laøm vieäc:

Chieàu daøi laøm vieäc LD, ño taïi pon ton , trong phaïm vi boá trí caùc neà keâ taøu. Trong thöùc teá vôùi caùc ñoác lieàn, chieàu daøi laøm vieäc naøy ñöôïc nhaän baèng chieàu daøi L neâu treân.

Chieàu roäng BD ño trong loøng giöõa thaønh trong hai thaùp hoaëc giöõa hai bò keát caáu treân thaønh trong haïn cheá . Chieàu roäng naøy mang teân goïi thöïc teá laø chieàu roäng loït loøng.

Chieàu cao giôùi haïn cuûa coät nöôùc , tính töø meùp treân neà chính, kyù hieäu hmax.

Chieàu chìm ñoác trong traïng thaùi khoâng taûi T0.

Chieàu chìm ñoác trong traïng thaùi coù taøu trong ñoác, löôïng döï tröû ñaày theo thieát keá TP, töông öùng caùch goïi chieàu chìm taøu ñaày taûi khi xem xeùt taøu vaän taûi.

Kyù hieäu caùc kích thöôùc chính ñoác trình baøy taïi hình 6.6

127

Hình 6.8 Kích thöôùc chính cuûa ñoác noåi

Hình 6.9

128

Hình 6.10 Caùc doác noåi

Kích thöôùc laøm vieäc cuûa ñoác noåi phaûi ñaûm baûo ñeå chöa ñöôïc vaø ñuû khaû naêng naâng ñöôïc taøu hoaëc moät soá taøu döï tính. Söû duïng caùc kyù hieäu giaønh cho kích thöôùc phuû bì cuûa taøu hoaëc nhoùm taøu ñaët trong ñoác theo caùch sau:

Ls – chieàu daøi lôùn nhaát cuûa taøu leân ñoác, Bs – chieàu roäng lôùn nhaát cuûa taøu, Ts - chieàu chìm taøu, Ds - troïng löôïng cuûa taøu leân ñoác Chuùng ta seõ xaùc ñònh kích thöôùc cuûa ñoác theo coâng thöùc thöïc teá.

Chieàu daøi LD.

Chieàu daøi ñoác phaûi ñuû ñeå boá trí taøu chieàu daøi Ls ñang ñeà caäp. Coâng thöùc kinh nghieäm xaùc

ñònh LD mang daïng:

LD = k.Ls

Heä soá k neân nhaän beù nhaát trong ñieàu kieän coù theå nhaèm giaûm vaät tö, thieát bò vaø theo ñoù giaù thaønh saûn xuaát ñoác. Maët khaùc chieàu daøi ñoác caàn ñuû, chieàu daøi cuûa daõy neà keâ taøu phaûi ñuû nhaèm giaûm aùp löïc leân neà (vaø voû taøu), traùnh hö hoûng taøu trong thôøi gian leân ñoác. Dung hoøa hai yù kieán treân coù theå choïn k = 0,8 ÷ 0,9

Chieàu roäng BD

Thoâng leä chieàu roäng ñoác ñöôïc tính baèng khoaûng caùch coøn laïi hay coøn goïi khoaûng caùch loït loøng giöõa hai thaønh trong cuûa hai thaùp, sau khi tröø ñi chieàu roäng cuûa hai choáng va ñaët taïi thaønh trong. Chieàu roäng naøy cho pheùp ñaët taøu loït haün trong loøng ñoác, ñoàng thôøi ñaûm baûo khe hôû ñuû lôùn giöõa maïn taøu vaø maïn thaùp. Tröôøng hôïp vaøi taøu ñaët doïc vaø song song trong ñoác caàn taïo khe hôû giöõa hai taøu laân caän, khe hôû ñoù khoâng nhoû hôn 1,5 – 2m.

BD = Bs + 2bCC + (3 ÷ 4 ), (m)

129

Trong ñoù bCC – chieàu roäng con löôn (chaïch) hay coøn goïi choáng va.

Tröôøng hôïp ñaët hai taøu song song trong ñoác, coâng thöùc cuoái ñöôïc hieåu theo caùch sau:

BD = 2Bs + 2bCC + (4,5 ÷ 6 ), (m)

Chieàu chìm thaùp ñoác tính töø maët boong coâng taùc hmax

Chieàu chìm naøy phaûi lôùn, trong ñoù bao goàm chieàu cao neà keâ taøu, khe hôû toái thieåu giöõa taøu ñaùy vaøo ñoäc vaø maët treân cuûa neà. Thoâng leä, khe hôû naøy khoâng beù hôn 200 – 300 mm. Chieàu cao neà keâ taøu hn khoaûng 1,2m. Chieàu chìm ñoác trong traïng thaùi chìm lôùn nhaát phaûi laø:

hmax + hn = Ts + hn + (0,2 ÷ 0,3) , (m)

Kích thöôùc beân ngoaøi

Chieàu daøi ñoác trong thöïc teá coøn ñöôïc tính caû hai caàu daãn, boá trí taïi hai ñaàu ñoác. Chieàu daøi caàu daãn con-son choïn baèng chieàu daøi phaàn nhoâ ra cuûa thaân taøu leân ñoác. Töø pheùp thoáng keâ coù theå thaáy, chieàu daøi naøy khoaûng 5% chieàu daøi ñoác LD. Trong thöïc teá ngöôøi ta khoâng cheá taïo caàu daãn, lieân keát con-son vôùi ñoác daøi quaù 10m.

Chieàu roäng beân ngoaøi xaùc ñònh theo coâng thöùc kinh nghieäm:

B = BD + 2bTH

Trong ñoù bTH - chieàu roäng thaùp, ño taïi maët boong coâng taùc.

Chieàu roäng thaùp xaùc ñònh treân cô sôû ñaûm baûo oån ñònh ñoác trong traïng thaùi chìm quaù boong coâng taùc, ñaûm baûo söùc noåi vaø an toaøn cuûa ñoác khi ñaùnh chìm vaø khi noåi. Chieàu roäng naøy phaûi ñuû ñoä lôùn nhaèm taïo thuaän lôïi cho boá trí caùc buoàng sinh hoaït, buoàng laøm vieäc, phöông tieän maùy moùc, thieát bò trong thaùp.

Chieàu cao thaùp tính töø boong coâng taùc tính theo coâng thöùc:

HTH = Ts + hn + Fb

Trong ñoù Fb - chieàu cao maïn khoâ. Giaù trò cuûa Fb neân nhaän khoaûng 1,2 – 1,5 m theo kinh

nghieäm.

Caàn noùi roõ hôn, chieàu cao maïn khoâ ñoác khoâng khaùc chieàu cao maïn khoâ taøu thuûy, tính theo coâng öôùc quoác teá veà Load line. Theo gôïi yù nhieàu chuyeân gia, ñoác ngaén döôùi 70m coù theå nhaän Fb = 0,6m.

D D + D CBL . .

Chieàu cao ponton xaùc ñònh ñoàng thôøi vôùi chieàu roäng ñoác nhaèm ñaûm baûo söùc noåi pon ton:

trong ñoù HP – chieàu cao ponton, DD - troïng löôïng ñoác noåi cuøng trang thieát bò treân ñoù, L, B – chieàu daøi, chieàu roäng ñoác, CB - heä soá beùo theå tích cuûa ponton , fbP – chieàu cao maïn khoâ baûn thaân ponton nhö phöông tieän thuûy.

130

Trong thaønh phaàn troïng löôïng ñoác caàn tính ñeán löôïng nöôùc daèn khoâng theå thaùo ra ngoaøi khi bôm. Chieàu daøy lôùp nöôùc naèm taïi ñaùy ponton neân nhaän baèng 200 – 300 mm. Vôùi ñoác gheùp töø caùc phaân ñoaïn, löôïng nöôùc ñoïng laïi trong ñoác chieám khoaûng 0,1 – 0,2Ds.

Chieàu cao maïn khoâ cuûa ponton neân nhaän 300 mm.

Chieàu chìm thöïc teá cuûa ñoác goàm chieàu cao pon ton cuøng vôùi chieàu cao thaùp HTH vöøa ñeà caäp:

T = HP + HTH

Phöông trình troïng löôïng xaùc ñònh DD coù daïng:

DD = GH + GS + GEQ + GE + GRE + GB

trong ñoù: GH - troïng löôïng voû theùp,

GS - troïng löôïng caùc heä thoáng taøu, khoaûng 5% GH GEQ – troïng löôïng trang thieát bò, chieám chöøng7 – 9% GH GE - troïng löôïng thieát bò naêng löôïng, chieám chöùng 10 – 15% GH GRE - döï tröõ GB - troïng löôïng ballast

Hình 6.11 Tö theá taøu trong ñoác

131

Hình 6.12 Đốc nổi sản xuất tại Việt Nam

Tính noåi ñoác

Caáu hình ñoác ñaõ chæ roõ, phaàn döôùi cuûa ñoác luoân mang daïng ponton, dieän tích maët ñöôøng nöôùc xaáp xæ LxB. Treân ponton seõ laø thaùp ñoác. Chieàu daøi thaùp thöôøng khoâng khaùc so vôùi chieàu daøi ponton song chieàu roäng thaùp nhoû hôn nhieàu laàn neáu so vôùi chieàu roäng ñoác. Töø maët boong coâng taùc trôû leân thaân ñoác trôû thaønh phaàn cuûa taøu hai thaân. Caáu hình naøy quyeát ñònh caùc ñaëc tính thuûy tónh cuûa ñoác. Caùc ñöôøng tính noåi naøy trong khoaûng chieàu cao töø töø ñaùy ñoác ñeán maët boong coâng taùc khoâng khaùc heä ñöôøng cong duøng cho taøu moät thaân daïng ponton. Taïi ñaây caùc ñöôøng cong coù ñieåm gaõy ñeå roài tieáp tuïc phaùt trieån leân cao cho ñaëc tính taøu hai thaân.

Caùc ñöôøng cong mieâu taû theå tích phaàn chìm cuûa ñoác noåi ñöôïc trình baøy taïi hình 7 döôùi ñaây. Treân ñoà thò ñöôøng 1 chæ toaøn boä theå tích phaàn chìm cuûa ñoác, ñöôøng 2 – theå tích caùc keùt trong thaùp (maïn keùp), 3 – theå tích caùc keùt giöõa, 4 - chieàu cao taâm noåi, tính treân maët cô baûn, momen quaùn tính ngang maët ñöôøng nöôùc , 6 – momen quaùn tính doïc maët ñöôøng nöôùc.

Töø ñoà thi tieán haønh xaùc ñònh dung tích caùc keùt ballast trong maïn ñoâi, trong ñaùy ponton. Khi

thieát keá ñoác noåi, dung tích caùc keùt vöøa neâu tính theo coâng thöùc:

V = μVLT

Trong ñoù VLT - theå tích lyù thuyeát bieåu dieãn treân ñoà thò, μ - heä soá chöùa ballast. Heä soá naøy ñöôïc chuaån bò nhaèm döï phoøng caùc tröôøng hôïp trong caùc keùt coù caùc tuùi khí khoâng thoaùt khi xaû khí, nhöõng toån thaát dung tích do caùc taám toân boong, toân ñaùy bò loõm. Heä soá naøy neân nhaän 0,97 trong thieát keá.

132

Döôí boong an toaøn caàn döï truø goái khí ñuû chieàu cao, khoaûng 100 mm, ñeå traùnh va ñaäp thuûy

löïc khi nöôùc gaàn ñeán boong naøy.

Hình 6.13

Hình 6.14 Ñoà thò ñaùnh chìm ñoác

Töø caùc ñöôøng tính noåi tieán haønh xaây döïng ñoà thò ñaùnh chìm ñoác, hình 8. Treân ñoà thò daïng naøy seõ söû duïng caùc ñöôøng 1, 2 vöøa coù ñeå laäp heä ñoà thò ñaùnh chìm ñoác khoâng chöùa taøu. Ñöôøng cong theå tích phaàn chìm taøu naèm trong ñoác ñöôïc tính rieâng tröôùc khi ñöa vaøo ñoà thò cuûa heä thoáng ñoác-taøu, ñöôøng 3. Ñöôøng soá 4 treân ñoà thò laø löôïng ballast cuûa ñoác caàn thieát khi naâng haï ñoác cuøng taøu.

133

Treân cuøng ñoà thò caàn xaây döïng caùc ñöôøng möùc cho caùc môùn nöôùc ñaëc tröng. Ñöôøng 8 – meùp treân pon ton, 5 – chieàu chìm giôùi haïn cuûa ñoác. Ñöôøng 7 – boong an toaøn, 9 – vò trí cao nhaát cuûa vaùt hoâng.

Vuøng gaïch cheùo treân ñoà thò hình 8 tyû leä vôùi coâng cuûa caùc bôm khi bôm nöôùc ra. Khi naâng ñoác cuøng taøu keâ trong ñoù, coâng caùc bôm tính baèng taán-met duøng trong vieäc ñaåy ballast ra khoûi ñoác seõ laø:

Q = γ.V.h

trong ñoù γ - troïng löôïng rieâng cuûa ballast, T/m3,

V - löôïng nöôùc, tính baèng m3, cuûa khoái nöôùc phaûi bôm ra, H – chieàu cao coät aùp, m cn. Coâng suaát ñoäng cô ñieän caàn cho caùc bôm:

10. Q BEηη.75

, (HP)

trong ñoù: ηE - hieäu suaát ñoäng cô ñieän, ηB - hieäu suaát bôm, t – thôøi gian bôm, tính baèng giaây.

Keát caáu thaân ñoác

Heä thoáng keát caáu

Ñoác noåi nhö caùc phöông tieän noåi khaùc coù keát caáu theo moät trong ba heä thoáng: eä thoáng ngang, heä thoáng doïc vaø heä thoáng ngang keát hôïp doïc. Trong heä thoáng ngang, khoaûng söôøn ñöôïc choïn khoâng quaù 1000mm.

Keát caáu trong loøng thaùp vaø caû trong loøng pon ton thöôøng thuoäc daïng khung theùp, ngöôøi Anh

goïi laø truss frame. Hình 9 giôùi thieäu maët caét ngang ñoác keát caáu haøn , söùc naâng 2100 T.

Choïn heä thoáng keát caáu ñoác coù theå treân caùc cô sôû sau:

(a) Caùc thaùp cuøng caùc boong treân ñoù keát caáu theo heä thoáng doïc luoân luoân coù lyù.

(b) Neáu xaùc ñònh ñöôïc cheá ñoä laøm vieäc chieám öu theá cuûa ñoäc thuoäc daïng boong treân luoân chòu neùn, ñaùy ponton luoân chòu keùo, neân choïn heä thoáng keát caáu ngang cho ñoác.

(c) Tröôøng hôïp ngöôïc laïi vôùi (b), coù nghóa ñaùy luoân bò neùn, topdeck bò keùo, ponton neân keát caáu theo heä thoáng doïc. Noùi caùch khaùc ñoác caàn ñöôïc thieát keá theo heä thoáng doïc.

(d) Neáu chieàu cao ponton khoâng lôùn, boong coâng taùc chòu neùn phaàn lôùn thôøi gian, nhaát thieát phaûi ñaët heä thoáng neïp doïc boong coâng taùc coøn heä thoáng ngang cuûa pon ton phaûi ñöôïc giöõ nguyeân, ñaûm baûo ñoä beàn cuïc boä.

Hình 6.10 trình baøy maët caét ngang ñoác noåi keát caáu theo heä thoáng ngang.

134

Hình 6.15

Hinh 6.16

135

Hình 6.17

Hình 6.17 trình baøy maët caét ngang ñoác noåi keát caáu theo heä thoáng doïc.

Keát caáu thaùp vaø pontoon

Trong haàu heát caùc ñoác, keát caáu trong loøng thaùp mang daïng khung coù thanh giaèng. Nhöõng ví

duï taïi caùc hình töø 6.9 ñeán 6.12 ñaõ trình baøy yù vöøa neâu.

Trong raát nhieàu tröôøng hôïp thaønh trong cuûa thaùp ñöôïc ñaët chaân nghieâng vôùi goùc nhaát ñònh. Ñieàu caàn löu yù, ñoä giaõn cuûa chaân vaùch khoâng chieám khoaûng lôùn khoâng gian treân boong coâng taùc. Chaân nghieâng coù taùc duïng raát lôùn trong vieäc giaûm taäp trung öùng suaát taïi vò trí khoù traùnh naøy.

Thay vì khung vôùi nhöõng thanh giaèng, trong thöïc teá ngöôøi ta coù theå cheá taïo caùc ñaø hôû thay vaøo heä thoáng khung taïi moãi söôøn. Trong nhöõng ñoác côõ nhoû, taïi moãi söôøn pon ton – ñaùy taøu ngöôøi ta boá trí ñaø ngang thay cho keát caáu khung.

Moái noái giöõa thaùp vôùi ponton ñöôïc tieán haønh nhö caùch noái thöôïng taàng taøu vôùi boong chính.

Keát caáu caàu daãn

Caàu daãn ñöôïc noái vôùi ponton qua moái noái cöùng nhaèm taïo “ngaøm” cho taám con-son. Thoâng leä caàu daãn ñöôïc thieát keá nhö khung daàm theùp, maët caét doïc hình neâm. Khu vöïc tieáp giaùp ponton chieàu cao cuûa daàm caàu ñuû lôùn, caøng ra xa chieàu cao thu heïp daàn. Taám laùt caàu daãn coù theå laøm töø goã hoaëc kim loaïi.

Taûi troïng tính toaùn aùp ñaët leân maët keát caáu naøy ñöôïc nhaän 0,5 m coät nöôùc.

136

Trong tröôøng hôïp caàn di chuyeån ñoác baèng ñöôøng bieån, ngöôøi ta caét rôøi hai caàu daãn vaø ñaët treân boong coâng taùc. Ñieàu naøy chæ ra raèng, keát caáu caàu daãn laø keát caáu vöõng beàn, treân danh nghóa coá ñònh song khi caàn keát caáu ñoù vaãn coù theå chuyeån sang keát caáu “di ñoäng” taïm thôøi.

Hình 6.13 trang saqu giôùi thieäu keát caáu caàu daãn hai ñaàu ñoác noåi vôùi taám laùt baèng goã. Treân

hình 6.14 caùc taám laùt ñöôïc thay töø goã sang theùp taám.

Taám ngaên soùng

Taám chaén soùng, goïi ñuùng teân laø thieát bò laøm vôõ soùng (wave breaker) caàn thieát cho vieäc ngaên trôû taùc haïi soùng gaây ra treân ñoác. Caùc taám chaén soùng ñöôïc boá trí treân boong coâng taùc, caùch meùp ñaàu vaø cuoái chöøng 5 – 7m. Chieàu cao caùc taám 1,1 – 1,2 m. Caùc loã khoùet treân caùc taám naøy cho pheùp heä thoáng daây buoäc taøu, daây xích neo vv… ñi qua ñeå khoâng laøm trôû ngaïi moïi thao taùc thöôøng leä. Caùc taám naøy phuïc vuï vieäc ngaên soùng khi di chuyeån ñoác baèng ñöôøng bieån.

Hình 6.15 giôùi thieäu keát caáu wave breaker ñaët treân ñoác trong thôøi gian di chuyeån baèng ñöôøng

bieån.

Hình 6.18

137

Hình 6.19

Ñöôøng ray caàn caåu

Boá trí ñöôøng ray cho caåu di ñoäng gaàn nhö ñieàu khoù traùnh. Trong tröôøng hôïp baét buoäc naøy

caàn boá trí theo ñuùng qui ñònh giaønh cho caùc thieát bò naâng haï.

Hình 6.16 giôùi thieäu caùc phöông aùn laép ray treân topdeck. Hình 6.17 trình baøy cô caáu chaën

baùnh xe laên chaân caåu.

Hình 6.16

138

Hình 6.17

Loái ñi treân thaùp ñoác

Keát caáu ñaëc bieät naøy giaønh cho caùc ñoác noåi côõ trung trôû leân. Vôùi caùc thaùp cao 5 – 7m caàn coù moät haønh lang ñi laïi taïi moãi maïn. Thaùp cao hôn, cuï theå 7 – 12 m coù hai haønh lang. Keát caáu ñaëc tröng loái ñi naøy ñöôïc giôùi thieäu taïi hình 6.18.

Keát caáu naøy trong thöïc teá ñöôïc cheá taïo theo hai kieåu khaùc nhau. Keát caáu coá ñònh gaén chaët vôùi thaùp ñoác, keát caáu laép gheùp cho pheùp thaùo “haønh lang” khi di dôøi. Daïng thöù hai coù theå boá trí ra ngoaøi maïn nhö moät “xích ñoâng” , thoâng qua khôùp baûn leà, hình 19.

Chieàu roäng loái ñi 600 – 900 mm. Taám laùt coù theå baèng goã hoaëc taám kim loaïi.

Taûi troïng tính toaùn aùp ñaët leân keát caáu daïng naøy 0,5 m coät nöôùc.

Hình 6.18

139

Choáng va

Keát caáu choáng va duøng treân ñoác noåi veà cô baû khoâng khaùc caùc thieát bò choáng va chuùng ta ñaõ duøng treân taøu thuûy. Choáng va (con löôn, con chaïch) coù theå laøm baèng kim loaïi hoaëc goã. Kích thöôùc deã chaáp nhaän con chaïch 200x220 (mm).

Hình aûnh minh hoïa keát caáu choáng va treân ñoác noåi ñöôïc trình baøy taïi hình 6.20.

Hình 6.19.

140

Hình 6.20

141