Đang tải... (xem toàn văn)
Đây là đồ án thiết bị cẩu tàu hàng rời do sinh viên trường đại học giao thông vận tải tp . Hồ chí minh thiết kế Bài làm chính xác, có đính kèm bản vẽ chi tiết... Bài làm được đánh giá cao chúc các bạn thành công
DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG LỜI MỞ ĐẦU Nhằm nâng cao hiệu suất làm việc,tiết kiệm thời gian ở cảng ,tăng tính kinh tế cho các con tàu hàng thì trên các con tàu này có bố trí các thiết bị làm hàng như derrick,cần trục,hoặc bố trí tổng hợp của loại thiết bị trên. Đồ án thiết bị xếp dỡ giúp ích cho sinh viên nâng cao kiến thức về cách bố trí,tính toán kích thước,nguyên lí hoạt động của thiết bị này. Để hoàn thành đồ án này kịp tiến độ, ngoài việc em tìm hiểu các tài liệu như giáo trình thiết bị tàu,sổ tay thiết bị tàu thủy tập II,qui chuẩn 2010,qui phạm thiết bị nâng hàng tàu biển 2003,thì có sự hướng dẫn tận tình của thầy NGUYỄN VĂN CÔNG. Mặc dù cố gắng nhưng trong quá trình làm đồ án không thể tránh khỏi những sai sót,mong thầy chỉ bảo thêm để em rút kinh nghiệm cho những môn đồ án tiếp theo.Em xin chân thành cám ơn! Sinh viên thực hiện Đặng Văn Dũng SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 1 DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG ĐỀ TÀI : TÍNH TOÁN THIẾT BỊ LÀM HÀNG TÀU HÀNG RỜI (DERRICK) I ) ĐIỀU KIỆN BAN ĐẦU : 1 ) Các thông số chính của tàu : + Chiều dài của tàu : L = 203 m + Chiều rộng của tàu : B = 29,85 m + Chiều cao của tàu : D = 20,93 m + Chiều chìm của tàu : d = 13,95 m + Chiều dài khoang hàng : = 29,75 m + Chiều rộng khoang hàng: = 23,7 m Loại hàng mà tàu chuyên chở là gạo Vùng hoạt hoạt động không hạn chế 2) Phân tích,lựa chọn cẩu : + Lựa chọn thiết bị xếp dỡ phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau: _ kích thước của tàu . _ vùng hoạt động của tàu, tuyến đường mà tàu khai thác . _Loại hàng mà tàu chuyênchở. Hiện nay trên tàu hàng dùng phổ biến hệ thống cần trục derrick hoặc cần trục quay, hoặc bố trí hỗn hợp cả hai. ở đây ta tính toán và thiết kế thiết bị nâng hàng cho tàu hàng rời đi biển chạy vùng biển không hạn chế nên bố trí cần trục derrick đơn, nhẹ +Phân tích ưu nhược điểm của derrick đơn,loại nhẹ: _Ưu điểm: Có sức nâng vừa phải Có kết cấu tương đối đơn giản , dễ chế tạo và bảo dưỡng Chiếm ít diện tích ở boong Giá thành rẻ _ Nhược điểm: Tính cơ động không cao Có năng suất không cao, do phải dịch chuyển hàng hóa và chỉnh lại vị trí cần Tính cơ giới hóa thấp +Sức nâng cần : phân tích loại mã hàng mà tàu chở là gạo thì ta chọn sức nâng cần là Q = 2,5 tấn. SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 2 DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG II ) BỐ TRÍ CẦN TRÊN TÀU : DERRICK ĐƠN LOẠI NHẸ SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 3 DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG 1-Cần cẩu; 2- cột cẩu; 3- chốt chân cần; 4- chạc chân cần 5- cụm mã quay đỉnh cột; 6- puly đỉnh cột; 7- dây điều chỉnh; 8- cụm mã nâng cần đầu cần ; 9- puly treo hàng đầu cần; 10- ma ní bắt dây hang 11- tấm nối trung gian; 12- móc treo hang ; 13- dây chằng; 14- tăng đơ 15- dây hang; 16- puly chân cần; 17- nhánh dây hàng vào tời; 18- tời hàng 19-cơ cấu định vị dây điều chỉnh; 20-hai nhánh dây điều chỉnh; 21-tấm tam giác III ) TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC VÀ ỨNG LỰC CỦA CẦN CẨU : 1 ) Tính toán kích thước của cần cẩu : + Các kích thước chính : = 28,9 m là chiều dài khoàng hàng = 23,7 m là chiều rộng khoang hàng = 20,4 m là chiều dài miệng khoang hàng = 20,4 m là chiều rộng miệng khoang hàng = là góc nghiêng cần nhỏ nhất = là góc nghiêng cần lớn nhất = là góc nghiêng cần khi làm việc ω = là góc quay cần từ mặt phẳng đối xứng tàu ra phía mạn b= 4,25 m là khoảng cách từ cột cẩu đến miện hầm hàng a = R 0 + = 18,925 m là khoảng cách từ đầu cần đến mặt phẳng dọc tâm tàu ( điều kiện tầm với của cần ra ngoài mạn) = 4m là tầm với ngoài mạn ( 4÷ 4,5m khi trên cầu tàu không có cầu di động,ta chọn = 4m ) SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 4 DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG B max = 29,85 m chiều rộng lớn nhất của tàu + Xác định chiều dài cần với điều kiện là bốc hết hàng trong khoang : 0A’ = b + (2/3).l k = 4,25 + 13,6 = 17,85 mm Chiều dài cần trong điều kiện bốc hết hàng trong khoang: = Chiều dài cần trong điều kiện đưa hết hàng ra ngoài mạn: 0A’’ = Vậy chiều dài cần sẽ là: = MAX (,) = 22 m Chiều dài cần đã được tiêu chuẩn hóa nên dựa vào sổ tay thiết bị tàu thủy tập II,do đó ta chọn cần sơ bộ có chiều dài =22 m. +chiều cao chân cần tính từ sàn tời : SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 5 DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG = 2,5m (Chiều cao chân cần tính từ sàn tời hoặc boong đến tời phải đảm bảo người đi lại dễ dàng bên dưới cần và góc nghiêng của cáp so với mặt phẳng giữa tang không quá (khi tang trơn ) hoặc (khi tang có rãnh ) và chiều cao này thường là từ 2,25 đến 2,5m (đối với tàu hàng ) nên ta chọn là 2,5m. +chiều cao boong cẩu chọn = 2,5 m +Vị trí giới hạn đầu cần : Tầm với lớn nhất của cần đơn giản phải đảm bảo cho cần với được không dưới 2/3 chiều dài miệng hầm hàng. Ở tầm với lớn nhất , chiều cao từ đầu cần đến mặt trên miệng hầm hàng hoặc mặt trên mạng chắn sóng lớn hơn chiều cao hàng = 2,5 + 2,5 +22 .sin - 1 = 9,69 m Vậy ta chọn = 9,69 m. + Chiều cao cột tính từ chân cần đến điểm treo dây nâng cần là h: Tỉ số h/l lớn thì cột cao nhưng sức căng trong dây nâng cần và lực nén trong cần nhỏ và ngược lại .Thường thì h/l = 0,4 ÷1 đối với cần nhẹ. nên h = 8 22 m vậy chọn h = 16 m 2 ) Tính toán ứng lực của cần : Việc tính toán góc ứng lực của cần thì ta phải tiến hành cho cần làm việc ở 3 góc nghiêng khác nhau (góc nghiêng cần nhỏ nhất ,góc nghiêng cần trung bình ,góc nghiêng cần lớn nhất ). Xác định ứng lực ở derrick đơn nhẹ được tiến hành theo phương pháp họa đồ vecto,các bước tiến hành xác định ứng lực được tiến hành như sau: _Chọn tỉ lệ biểu diễn lực .Từ A vẽ vecto thẳng đứng =Q + 0,5. (Với Q là trọng lượng hàng , trọng lượng cần) .Tại đầu sẽ vẽ vecto = Q. k (Sức căng trong nhánh dây nâng hàng)song song với cần OA. Từ đầu vẽ đường thẳng song song với CA cắt OA tại 1 điểm ,ta xác định được vecto T ( sức căng lớn nhất trong palang nâng cần ) và N ( lực nén cần). _Từ O vẽ vecto = . k (sức căng trong nhánh dây nâng hàng vào tời)Nếu chưa bố trí được tời thì có thể lấy phương nghiêng góc .Từ vecto vẽ vecto .Hợp lực của , là lực tác dụng vào rong rọc chân cầu. SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 6 DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG _Từ C vẽ vecto T . Từ đầu vecto thẳng đứng ( là sức căng trong nhánh dây nâng cần chạy dọc theo cột ) . = trong đó i = bội suất hệ palang nâng cần . là hiệu suất của hệ palang nâng cần .Hợp lực là hợp lực tác dụng vào ròng rọc đỉnh cột . _Từ B vẽ vecto thẳng đứng Q. Từ đầu Q vẽ song song với OB.Hợp lực là lực tác dụng lên ròng rọc treo hàng . Ta có: Trọng lượng hàng Q =2,5 Tấn G c = 14.Q 1/3 [3,4.l c - 16] = 14 . = 988 kG = 0,988 (Tấn) [1] = 2,5 + 0,5. 0,988 = 2,994 (Tấn) = 29,35 (kN) = Q. k =24,5. 1,05 = 25,725 (kN) ( k= 1 + µ,với µ = 0,05 khi dây cáp kéo trên ròng rọc ổ trượt,Q = 2,5 (Tấn) = 24,5 ( kN) [2] . = với i = (trong đó m=2 số nhánh dây treo vật, k= 1 là số nhánh dây kẹp vào bộ phận kéo dây) và = 0,98 SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 7 DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 8 DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 9 DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 10 [...]... 11784,42 ( = 117,84 SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 18 DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG Ứng suất của cần tính theo sức bền : = = 5,95 a) Kiểm tra độ bền bằng qui phạm: Áp dụng QCVN 23:2010/BGTVT ,Qui phạm thiết bị nâng hàng tàu thủy Theo điều kiện bền thì : ≤ Với = 0,34 = 235 N/ (Bảng 3.2 ,trang 18, QCVN 23:2010/BGTVT ,Qui phạm thiết bị nâng hàng tàu biển) = 0,34 235 = 79,9 = 7,99 Thõa mãn điều kiện... =32,68 (kN) = = 19,097 (kN) = = 19,097 0,8125 = 15,5 (kN.m) Tính toán trên sap 2000 ta được biểu đồ nội lực như sau: SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 23 DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG N(kN) SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 M(kN.m) Page 24 DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG ( kN) SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 25 DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG + Kiểm tra độ bền cột theo qui phạm: ≤ (công... Tính toán cột cẩu bằng phần mềm Sap 2000: _ Khoảng cách từ tâm cột cẩu đến palang nâng cần là : e = Dn/2 + A+A1 = 1000/2 + 125 + 150 = 775 mm e1= Dn/2 + A +D1/2 +l =1000/2 + 200 + 112,5 = 812,5 mm e= 775 mm,e được xác định khi ta chọn sơ bộ cụm mã quay bắt dây nâng hàng ,chịu tải cho phép là 200 kN,sổ tay thiết bị tàu thủy,bảng 5.34 trang 245,tập II SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 22 DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD:... 45,29 10.27 25,725 27,011 20,74 32,12 48,46 kN kN kN kN kN kN Đồ thị thể hiện sự biến đổi của ứng lực cần qua các góc nghiêng cần SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 11 DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG IV) CHỌN VÀ KIỂM TRA ĐỘ BỀN LOẠI CẦN CẨU CHO TÀU THIẾT KẾ: 1) Các loại cần : Cần derrick được tiêu chuẩn hóa (ΓOCT 8835-58) (Sổ tay thiết bị tàu thủy tập 2,trang 228) _Kiểu I : Cần có mặt cắt không đổi... S = 42 mm = 30 mm = 12 mm 1 2) Mã treo hàng đầu cần: SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 35 DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG Hình minh họa mã treo hàng đầu cần Khi ta chọn cần chịu lực nén N = 200 kN, thì tra ( bảng 5.28 _Kích thước mã treo hàng đầu cần nhẹ được tiêu chuẩn hóa ( ΓOCT 8834-58),trang 239, sổ tay thiết bị tàu, tập 2) được các thông số của mã treo hàng đầu cần như sau: A B S = = = = = =... lớn nhất: Độ lệch tâm e = 0,1419m M = N.e = 64,8 0,1419 = 9,2 kN.m Biểu đồ nội lực có tính đến trọng lượng bản thân Cần làm việc ở góc nghiêng lớn nhất Tính toán trên sap2 000 : SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 15 DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG BIỂU ĐỒ NỘI LỰC N ( kN) F (kN) SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 16 DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG +Đối với góc nâng cần nhỏ nhất: Độ lệch tâm: e... Dựa vào bảng 3.3 trang 19, QCVN 23:2010/BGTVT ,Qui phạm thiết bị nâng hàng tàu thủy ≥ λ thì ω = = = 1,4 SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 19 DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG σ= 1,15 ω = 1,15 1,4 0,55 = 0,8855 (kN/ σ ≤ = 7,99(kN/ Thỏa mãn điều kiện ổn định V ) XÁC ĐỊNH CÁC LỰC TÁC DỤNG LÊN CỘT VÀ ĐỘ BỀN CỘT : 1) Xác định các lực tác dụng lên cột cẩu T : là lực căng của palang cần tác dụng vào cụm ròng... 15,55 13,3 10,5 9,44 21,57 25 15,55 17,4 10,5 11,5 ω= ω= ω= Qo=29,35 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của Tm và Th qua các góc nâng cần SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 29 kN kN kN kN DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG 2) Chọn sơ bộ mặt cắt ngang cột quay cần : a) Chọn thép đóng tàu : SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 30 DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG + Ứng suất chảy giới hạn : = 235 (N/) + Mật... ta chọn cần chịu lực nén N = 200 kN, thì tra ( bảng 5.28 _Kích thước mã treo hàng đầu cần nhẹ được tiêu chuẩn hóa ( ΓOCT 8834-58),trang 239, sổ tay thiết bị tàu, tập 2) được các thông số của mã treo hàng đầu cần như sau: A B SVTH:Đặng Văn Dũng = = = = = = 325 mm 500 mm 226 mm 132 mm 65 mm 75 mm ND10 Page 14 DAMH: THIẾT BỊ TÀU S = = = = = GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG 65 mm 90 mm 30 mm 155 mm 60 mm +Đối với... cần : = = 37,74 (kN) = 42,44 (kN) = 10,113 (kN) (kN) = e = 42,44 0,775 = 32,819 (kN.m) = = 19,097 0,8125 = 15,5 (kN.m) Tính toán trên sap 2000 : SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 26 DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG N(kN) SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 27 DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG + Kiểm tra độ bền cột theo qui phạm: ≤ (công thức 3.3.2.1 ,trang 17, QCVN 23:2010) Với = 0,5 = 11,75 . thiết bị này. Để hoàn thành đồ án này kịp tiến độ, ngoài việc em tìm hiểu các tài liệu như giáo trình thiết bị tàu, sổ tay thiết bị tàu thủy tập II,qui chuẩn 2010,qui phạm thiết bị nâng hàng tàu. Page 1 DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG ĐỀ TÀI : TÍNH TOÁN THIẾT BỊ LÀM HÀNG TÀU HÀNG RỜI (DERRICK) I ) ĐIỀU KIỆN BAN ĐẦU : 1 ) Các thông số chính của tàu : + Chiều dài của tàu : L = 203. chuyênchở. Hiện nay trên tàu hàng dùng phổ biến hệ thống cần trục derrick hoặc cần trục quay, hoặc bố trí hỗn hợp cả hai. ở đây ta tính toán và thiết kế thiết bị nâng hàng cho tàu hàng rời đi biển chạy