đồ án tốt nghiệp GVHD. TS. Trần Quang Quý. Lời nói ĐầU Tại các bến cảng sông hiện nay việc trang bị các máy xếp dỡ còn là một vấn đề cần đợc quan tâm. Số máy móc thiết bị quá ít và không đồng bộ, trong khi đó nhu cầu xếp dỡ các loại hàng rời, bao kiện ngày càng cao. Vấn đề là phải lựa chọn kiểu, loại thiết bị nh thế nào để phục vụ xếp dỡ trong cả mùa ma lũ và mùa khô cạn cho phù hợp và có hiệu quả với các loại bến cảng có mức độ chênh lệch mực nớc lớn, nhng chi phí đầu t thấp, có thể chế tạo trong nớc thay thế các thiết bị bốc xếp nhập ngoại trên cơ sở các trang bị sẵn có trong nớc. Nhu cầu về xếp dỡ hàng hóa tại các cảng sông ở Việt Nam ngày một gia tăng. Hệ thống vận tải đờng thủy ngày càng phát triển thì các cảng có một vị trí quan trọng. Công tác xếp dỡ hàng hoá tại các cảng chủ yếu tập trung vào khâu bốc dỡ từ các tàu, xà lan lên bến. Việc bốc dỡ hàng hoá từ các xà lan, tàu lên bờ gặp rất nhiều khó khăn. Nguyên nhân là do sự chênh lệch về mực nớc triều cờng quá lớn (từ 6,3ữ13,3 mét tuỳ thuộc vào mùa). Trong khi đó trang bị cơ giới xếp dỡ còn quá thô sơ và thiếu tính đồng bộ, năng suất thấp. Ví dụ: Cảng Hà Nội vào những năm 1980 có gần 60 máy và có tới 27 chủng loại do 7 nớc chế tạo. việc sử dụng quá nhiều loại máy sẽ gặp khó khăn trong công tác tổ chức quản lý, khai thác các thiết bị cơ giới. Đặc biệt gặp khó khăn trong việc tìm phụ tùng thay thế, sửa chữa Mùa ma lũ mực nớc trên các sông nhất là các sông ở miền Bắc khá lớn. Với sự chênh lệch mức nớc cao nh vậy dẫn đến khoảng cách từ các cầu tàu đến các xà lan, tàucũng thay đổi rất lớn. Nhiều phơng tiện thiết bị không đủ tầm với để xếp dỡ hàng hoá vào những mùa nớc cạn mà phải dùng nhân công xếp dỡ nên năng suất rất thấp. Việc giải phóng tầu tại các cảng chậm, số tàu nằm chờ dỡ hàng nhiều Vì vậy đề tài Nghiên cứu tính toán thiết bị cần trục-băng tải phục vụ bốc xếp hàng hoá tại cảng sông đợc đặt ra nhằm đáp ứng những yêu cầu trên và phục vụ bốc xếp cho cảng của Công Ty KD&SXVLXD Hà Nội cũng nh trên các cảng sông khác ở Việt Nam. SV. Nguyễn Văn Thơng. Lớp: MXD A-K38. Trang - 1 - đồ án tốt nghiệp GVHD. TS. Trần Quang Quý. Nhóm sinh viên thực hiện đề tài với tên gọi Nghiên cứu tính toán thiết kế cần trục băng tải phục vụ bốc xếp hàng hoá tại cảng sông bao gồm các sinh viên: 1- Nguyễn Văn Thơng MXDA-38 2- Nguyễn Đức Bản MXDB-38 3- Trịnh Văn Bắc MXDB-38 4- Đoàn Tiên Phong MXDB-38 Nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp cụ thể của từng sinh viên nh sau: *- Nguyễn Văn Thơng: - Tổng quan về cảng sông việt nam và vấn đề xếp dỡ cơ giới. - Lựa chọn phơng án thiết kế, đa ra kết cấu tổng thể của thiết bị. - Tính toán thiết kế kết cấu thép của cần trục. - Kết luận và kiến nghị. *- Nguyễn Đức Bản. - Tính toán các bộ máy nâng hạ. - Tính toán cơ cấu quay. *- Trịnh Văn Bắc. - Tính toán tổ chức xếp dỡ. - Tính toán hệ thống băng tải. *- Đoàn Tiên Phong. - Thiết kế băng tải để dỡ hàng từ boong tàu - Lập quy trình lắp dựng. Lời cảm ơn SV. Nguyễn Văn Thơng. Lớp: MXD A-K38. Trang - 2 - đồ án tốt nghiệp GVHD. TS. Trần Quang Quý. Sau thời gian học tập ở trờng bằng sự nỗ lực của bản thân cộng với sự chỉ bảo tận tình của các thầy, cô giáo trong Trờng Đại học Giao Thông Vận Tải nói chung, các thầy, cô giáo trong bộ môn Máy Xây Dựng- Xếp Dỡ nói riêng đến nay em đã tích luỹ đợc nhiều kiến thức bổ ích trang bị cho ngời kỹ s. Đồ án tốt nghiệp là kết quả của sự nỗ lực và học hỏi trong 5 năm học, là sự đánh giá, tổng kết các kiến thức đã đợc học của mỗi sinh viên. Trong thời gian này đợc sự giúp đỡ của các thầy, cô giáo trong bộ môn Máy Xây Dựng- Xếp Dỡ, đặc biệt là sự giúp đỡ của TS.Trần Quang Quý giảng viên trờng Đại học Giao thông vận tải. Em đã hoàn thành nhiệm vụ của mình- thực hiện xong Đồ án thiết kế tốt nghiệp. Vì điều kiện thời gian và trình độ hạn chế nên tập đồ án tốt nghiệp này chắc không tránh khỏi những thiếu sót. Em mong nhận đợc sự góp ý của các thầy cô và bạn bè cùng lớp để đề tài đợc hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo đã giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Hà nội: 4/2002. Sinh viên thực hiện. Nguyễn Văn Th ơng. SV. Nguyễn Văn Thơng. Lớp: MXD A-K38. Trang - 3 - ®å ¸n tèt nghiÖp GVHD. TS. TrÇn Quang Quý. PhÇn A thiÕt kÕ tæng thÓ. Ch¬ng I SV. NguyÔn V¨n Th¬ng. Líp: MXD A-K38. Trang - 4 - đồ án tốt nghiệp GVHD. TS. Trần Quang Quý. Vài nét về trang bị máy xếp dỡ ở cảng các nớc tiên tiến và ở Việt Nam. 1-Trang bị máy xếp dỡ ở cảng các nớc tiên tiến. ở các nớc tiên tiến việc quy định chọn và khai thác các máy xếp dỡ đã đợc tiêu chuẩn hoá trong phạm vi quốc gia và hãng, trên cơ sở chuyên môn hoá cầu tàu, bến bãi kho hàng và căn cứ vào đặc điểm hàng hoá. Trên cơ sở đó xác định hợp lý các máy xếp dỡ. Nhìn chung sử dụng rộng rãi pooctique đầu gật xe nâng hàng cho các loại hàng bao kiện, bách hoá và hạn chế sử dụng cần trục chân đế (Kiểu Kirốp). Khi khối lợng hàng hoá nhiều về chủng loại và ít về số lợng thì ta dùng cần trục bánh lốp cỡ lớn để di động dọc theo tuyến cảng. Với hàng rời có khối lợng lớn thờng dùng các máy xếp dỡ liên tục. 2-Định hình trang bị cơ giới xếp dỡ ở cảng Việt Nam 2.1- Hệ thống các cảng biển ở Việt Nam. Cảng Hải Phòng nằm trên sông Cấm. Cảng Sài Gòn nằm trên sông Sài Gòn. Cảng Cái Lân ở Quảng Ninh. Cảng Đà Nẵng nằm trên sông Hàn. Cảng Cam Ranh. Cảng Cửa Lò. 2.2- Hệ thống cảng sông. Cảng Hà Nội, Khuyến Lơng,Việt Trì, Ninh Bình , Hoà Bình, Nam Định, Bình Đông, Tân Thuận, Sơn Tây, Hồng Châu, Cống Câu, An Dơng, Cao Lãnh, Long Xuyên, Mỹ Tho SV. Nguyễn Văn Thơng. Lớp: MXD A-K38. Trang - 5 - đồ án tốt nghiệp GVHD. TS. Trần Quang Quý. Các cảng chuyên dùng: cảng than Phả Lại, Điền Công, Hoàng Thạch, nhà máy giấy Bãi Bằng, kính Đáp Cầu, đạm Bắc Giang 2.3-Định hình trang bị cơ giới xếp dỡ ở cảng Việt Nam. Do hậu quả của quá trình viện trợ nên các máy móc xếp dỡ không đồng bộ có nhiều chủng loại và nhiều máy lạc hậu hiệu quả khai khác thấp, công tác phục vụ rất khó khăn Ví dụ: ở cảng Hải Phòng năm 1980 có 57 cần trục chân đế ở tuyến tiền phơng với 5 chủng loại máy trên tổng số 500 máy xếp dỡ của 30 chủng loại do 10 quốc gia sản xuất dẫn đến chi phí khai thác rất lớn. ở cảng Hà Nội có gần 60 máy và có tới 27 chủng loại do 7 nớc chế tạo. Hiện nay một số nhợc điểm trên đã bớc đầu đợc khắc phục ở cảng Sài Gòn đầu t hai Pooctique đầu gật cỡ lớn hai cần trục bánh lốp 100 tấn. Nhiều xe nâng công te nơ 40 tấn Chơng II Tổng quan về cảng sông Việt Nam và vấn đề xếp dỡ cơ giới. SV. Nguyễn Văn Thơng. Lớp: MXD A-K38. Trang - 6 - đồ án tốt nghiệp GVHD. TS. Trần Quang Quý. 1.1-Giao thông đờng thuỷ. Nớc ta là nớc nằm trong khu vực Đông nam á khí hậu nhiệt đới gió mùa. Có nhiều sông ngòi thuận tiện cho việc phát triển giao thông đờng thuỷ. Theo nghị định 40/CP ngày 5/7/1996 của Thủ Tớng Chính Phủ Nớc Cộng Hoà Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam thì giao thông đờng thuỷ bao gồm những tuyến đờng thuỷ có khả năng khai thác giao thông vận tải trên các sông, kênh rạch cửa sông, hồ, ven vịnh , ven bờ biển, đờng ra đảo, đờng nối các đảo thuộc nội thuỷ Nớc Cộng Hoà Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam. Ngành giao thông đờng thuỷ đã và đang quản lý khai thác tới 2360 con sông lớn nhỏ với chiều dài tộng cộng 40000 km. Cha kể tới các hồ chứa nớc lớn tại Hoà Bình, Thác Bà, Trị An, Dầu TiếngCác vùng châu thổ Sông Hồng, sông Thái Bình, đồng bằng sông Cửu Long có mật độ sông cao 2ữ4 km/km2. Thuộc loại mật độ sông nớc cao nhất thế giới, cùng với 2360 km đờng ven biển và đờng ra đảo nối liền gần 4000 đảo lớn nhỏ. Với mạng lới sông ngòi chằng chịt đã tạo nên hệ thống vận tải thuỷ đa dạng. Theo số liệu thống kê của Cục Đờng Sông Việt Nam riêng năm 1997 khối lợng vận tải trong năm là 30,6 triệu tấn và mỗi năm khối lợng vận tải đều tăng. Năm 2000 khối lợng hàng hoá vận chuyển bằng đờng thuỷ là 40 triệu tấn hàng. Hàng năm giao thông đờng sông đảm nhận tới 26% tổng khối lợng vận tải hàng hoá trong nớc(về tấn) và hơn 40% khối lợng luân chuyển(Tkm) tỷ lệ vận chuyển hành khách đạt 13,25%. Đặc biệt ở đồng bằng sông Cửu Long, vận tải thuỷ đảm nhận 60% l- ợng hàng hoá của khu vực. Đồng bằng Sông Hồng nơi có rất nhiều loại phơng tiện giao thông khác nhau nhng cũng đảm nhận tới 18% tổng khối lợng hàng vận chuyển do u thế về giá cớc vận chuyển thấp hơn nhiều so với các hình thức vận tải khác. Do sự phân bố dân c và các nghành công nghiệp, nông nghiệp, hoạt động vận tải thuỷ tập trung ở hai vùng đồng bằng Bắc Bộ và Nam Bộ. Hàng hoá vận chuyển chính là than đá, cát, vật liệu xây dựng, xi măng, phân bón. Phía Nam chủ yếu là nông sản và vật liệu xây dựng. SV. Nguyễn Văn Thơng. Lớp: MXD A-K38. Trang - 7 - đồ án tốt nghiệp GVHD. TS. Trần Quang Quý. 1.2-Vấn đề xếp dỡ cơ giới. Trong những năm gần đây, với nhịp độ gia tăng của hàng hoá vận tải bằng phơng tiện thủy xấp xỉ 9% ữ10% năm, mức độ cơ giới hoá trong lĩnh vực xếp dỡ ở các cảng đã đợc chú ý và đạt đợc một số thành quả đáng kể, đáp ứng phần lớn công tác bốc xếp ở cảng, thay thế cải thiện lao động thủ công và năng suất bốc dỡ đã tăng lên, công tác quản lý tại các cảng có nhiều bớc tiến bộ rõ rệt, giảm giá cớc bốc xếp, tăng năng suất lao động. Tuy nhiên hiệu quả khai thác các máy xếp dỡ ở nớc ta còn thấp trong đó nguyên nhân cơ bản là việc đầu t trang bị máy móc cha đợc hợp lý thể hiện trên các phơng diện. -Tính năng kỹ thuật các máy đợc trang bị cha phù hơp với đặc điểm đối tợng khai thác do đó phần lớn các cảng sông có mức đầu t nhỏ, phục vụ chủ yếu nhiệm vụ trớc mắt và chỉ định, nhà nớc cha có chiến lợc phát triển các cảng. Bản thân các đơn vị chủ quản, các cảng đầu t máy móc, điều chỉnh máy móc từ cơ sở thừa sang cơ sở thiếu cha để ý tới quy hoạch tổng thể cũng nh nghiên cứu về thiết bị trang bị phục vụ hợp lý khoa học. -Số chủng loại máy quá nhiều so với số lợng phơng tiện đợc trang bị điều này là nguyên nhân gây trở ngại lớn cho việc khai thác hợp lý, hiệu qủa, khó khăn trong quản lý điều phối và đặc biệt khó khăn trong việc tìm phụ tùng thay thế và sửa chữa. -Máy đợc trang bị cha đảm bảo đợc các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tiên tiến. Đây là một thực trạng chung của trang thiết bị nói chung ở nớc ta. Phần đa trong số các doanh nghiệp mua sắm trang thiết bị cũ nếu không muốn nói là lạc hậu của nớc ngoài bởi lẽ giá đầu t thấp. Cho nên chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật không đảm bảo. Vì vậy việc bố trí mua sắm thiết bị sao cho phù hợp không những về năng suất, hợp lý về kỹ thuật cũng nh quy mô và nguồn vốn đầu t (số tiền) là một bài toán đặt ra thách thức các doanh nghiệp cũng nh các cảng nhỏ có đợc một lời giải đáp hợp lý. SV. Nguyễn Văn Thơng. Lớp: MXD A-K38. Trang - 8 - đồ án tốt nghiệp GVHD. TS. Trần Quang Quý. Trong số các cảng sông nhỏ ở nớc ta có cảng Phà Đen thuộc đơn vị chủ quản là Công Ty SX&KDVLXD Hà Nội. Cảng Phà Đen nằm trên đờng Bạch Đằng phía bắc của cảng Hà Nội, cảng Khuyến Lơng là cảng chuyên trở và bốc xếp vật liệu xây dựng mà chủ yếu bốc dỡ xi măng đóng bao đợc vận chuyển trên các ph- ơng tiện vận tải thuỷ. Tuy nhiên cảng Phà Đen cũng nh các bến cảng sông khác ở khu vực phía bắc đợc hình thành và phát triển một cách không đồng bộ nên còn rất nhiều tồn tại về khâu quản lý, bốc xếp. Các máy móc thiết bị bốc xếp còn nghèo nàn nên hiệu quả công tác xếp dỡ ở cảng Phà Đen còn là vấn đề cần nghiên cứu. Nhìn vào một số cảng hoạt động có hiệu quả nh cảng Hà Nội, cảng Sài Gòn, cảng Cái Lân, cảng Hải PhòngTa thấy còn khá nhiều điều bất hợp lý. Việc sử dụng quá nhiều các loại máy sẽ dẫn tới khó khăn trong công tác tổ chức, quản lý khai thác các thiết bị cơ giới. Đặc biệt là công tác sửa chữa và tìm thiết bị phụ tùng thay thế. Hầu hết ở các cảng, chủng loại máy xếp dỡ ở tuyến tiền phơng không đủ tầm với để bốc dỡ đợc hết chiều rộng khoang xà lan khi nớc cạn. Do vậy phải dùng một lợng lớn lao động thủ công phục vụ việc bốc xếp. Hầu hết các cảng sông ở Miền Bắc, thiết bị gồm nhiều chủng loại do nhiều nớc sản xuất trong khi đó cơ sở vật chất để sửa chữa còn nhỏ chủ yếu làm công tác bảo dỡng. Phụ tùng thay thế phải nhập từ nớc ngoài. Ngay cả ở trong nớc các nhà máy phục vụ cho nghành đờng sông cũng không thể đáp ứng đợc đầy đủ nhu cầu về phụ tùng đặc biệt là phụ tùng đòi hỏi độ chính cao phải sản xuất trên dây chuyền công nghệ hiện đại. 1.3-Mặt hàng vận tải đờng sông. Đội tàu vận tải đờng thuỷ có nhiều loại từ 5ữ 10 tấn và loại có trọng tải từ 1000 ữ 2000 tấn/đoàn tầu, thuộc nhiều thành phần kinh tế, chủ yếu tận dụng điều kiện luồng lạch sẵn có nên mớn nớc thấp, thờng không quá 1,2m ở phía Bắc và 1,5 ữ 2m ở phía Nam. Do điều kiện luồng lạch, phơng tiện chuyên trở và nhu cầu phục vụ nên theo thống kê: Số lợng hàng hoá do đờng sông chuyên chở năm 1999 khoảng 30 triệu tấn SV. Nguyễn Văn Thơng. Lớp: MXD A-K38. Trang - 9 - đồ án tốt nghiệp GVHD. TS. Trần Quang Quý. thì phía Bắc chiếm 25% ữ 30%(khoảng 10 triệu tấn) chủ yếu là than 60% phục vụ cho các nghành công nghiệp nh nhiệt điện, hoá chất, đạm lânVật liệu xây dựng (đá, cát, vôi, xi măng) khoảng 40% còn lại là các mặt hàng khác. ở miền Nam chủ yếu là đồng bằng sông Cửu Long hàng hoá vận tải bằng đờng sông chiếm 60% chủ yếu là hàng bách hóa, hàng nông sản, vật liệu xây dựng. Với con số dự báo là 100 triệu tấn cho năm 2010, nhiều dự án nạo vét luồng tuyến của các con sông nh Sông Hồng, sông Cửu Long đã và sẽ đợc thực hiện cùng với đội tầu có trọng tải lớn ra vào, làm cho bức tranh chung của nghành giao thông đờng thuỷ Việt Nam có nhiều khởi sắc giúp cho việc chuyên trở hàng hoá thông thơng giữa nớc ta với các quốc gia láng riềng nh Trung Quốc, Camphuchia, Thái Lan, Hàn Quốc, Nhật BảnĐợc tăng cờng và thuận tiện. 1.4-Chế độ thuỷ triều thủy văn dòng chảy khí hậu. Ngoài các yếu tố mà con ngời có thể chủ động điều tiết hoặc lựa chọn phục vụ cho việc trang bị, thiết bị cơ giới xếp dỡ ở cảng thì thuỷ triều, thủy văn, dòng chảy cũng nh khí hậu vùng, số ngày ma bão, cấp gió, độ ẩm, độ nhiễm mặn của không khí là những yếu tố ảnh hởng rất lớn đến việc bố trí lựa chọn thiết bị cho cảng. Chênh lệch giữa mực nớc khi chiều cạn và khi chiều cờng (cảng gần cửa sông) của các cảng lớn nh cảng Hải PhòngĐòi hỏi phải có cầu cảng có cao độ thích hợp, do đó chiều cao nâng của thiết bị cũng thay đổi theo chiều hớng bất lợi hơn. Để đảm bảo ở mực nớc nào cũng có thể bốc xếp đợc. Mực nớc thấp dẫn đến bến bị cạn buộc tầu hàng phải đỗ xa bờ làm tăng tầm với của thiết bị xếp dỡ. Tại các cảng sông nội địa không chịu ảnh hởng nhiều của chế độ thuỷ triều thì mực nớc trên các sông thay đổi theo mùa là mùa ma và mùa khô. Mức nớc thay đổi theo mùa ma và mùa khô của Sông Hồng thờng ở mức trên dới 9(mét) cá biệt tới 13,3 mét. Dòng chảy trớc bến cảng tuy có ảnh hởng nhng mức độ không nhiều tới việc bốc xếp hàng nhng cũng là một nhân tố cần xét đến để bố trí neo hợp lý cho các ph- ơng tiện đậu tại bến. SV. Nguyễn Văn Thơng. Lớp: MXD A-K38. Trang - 10 -