Đề tài Hướng dẫn thiết kế thiết bị trên boong

1 PHẦN 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ TRÊN BOONG ( DESIGN OF EQUIPMENT ON DECK ) Trên một con tàu. Nếu ví Máy chính là trái tim, Bánh lái là linh hồn của con tàu thì thiết bị mặt boong là những cánh tay của con tàu. Thiết bị mặt boong được hiểu là tất cả các trang thiết bị được bố trí trên boong ( Trừ những thiết bị VTĐ Hàng Hải) như : Thiết bị lái; Thiết bị neo; Thiết bị chằng buộc; Thiết bị cứu sinh; Thiết bị lai dắt - Kéo; Thiết bị xếp dỡ hàng hóa và Thiết bị khai thác thủy sản. Thiết bị mặt boong là một bộ phận quan trọng cấu thành con tàu độ tin cậy của thiết bị ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn khi vận hành, khai thác tàu thủy.Trong đó Thiết bị khai thác thủy sản là thiết bị đặc thù cho tàu đánh cá Nội dung chính của bài giảng này đề cập đến những nguyên tắc cơ bản về tính chọn đặc điểm, kết cấu, của các phần tử, cơ cấu trong các hệ thống thiết bị trên boong. Nội dung của bài giảng còn hướng dẫn cho người thiết kế trình tự tính toán thiết kế một trong các hệ thống thiết bị trên boong thông dụng trên tàu cá. I. VÀI NÉT VỀ VẤN ĐỀ THIẾT KẾ MÁY KHAI THÁC. Máy khai thác thủy sản là một trong những thiết bị trên boong đặc thù được bố trí trên boong của tàu khai thác Thủy sản. Trong công nghiệp cá nói chung và trong đánh cá nói riêng người ta thường sử dụng 3 loại máy tời. 1. Máy tời khai thác: Là những loại máy dùng để thu, chứa và sắp xếp cáp. 2. Máy tời nâng khai thác: là những loại máy tời dùng cho các loại cần cẩu, thiết bị nâng hạ. Nó được dùng để hoàn thành các thao tác nâng hạ lưới, cẩu túi cá và một vài thao tác khác. 3. Máy tời đặc biệt: là những loại máy khai thác chuyên dùng, dùng để hoàn thành các thao tác thu, chứa, nâng hạ và sắp đặt lưới. Trong số 3 loại máy tời kể trên, thì máy tời khai thác là một trong những phương tiện quan trọng nhất để cơ giới hóa thao tác đánh bắt cá. Dây cáp kéo và dây đỏi lưới kéo, dây rút lưới vây, dây giềng phụ lưới rê… được thu bằng máy tời này. Nói chung, các máy tời dùng để thu, chứa sắp đặt cáp và một vài loại máy tời khác sử dụng trong đánh bắt cá thuộc loại máy họat động có chu kì. Chúng làm việc ở chế độ ngắn hạn, thời gian làm việc trong một chu kì khoảng 30 phút. Mục đính của việc tính toán thiết kế mày tời khai thác là xác định công suất truyền động và căn cứ vào công suất đó để chọn động cơ phù hợp, xác định tính toán các kích thước của cơ cấu chấp hành, xác định tỷ số truyền của chuỗi truyền động ; tính toán và kết cấu các chi tiết và bộ phận của mày tời đảm bảo độ bền và tuổi thọ thích đáng. Các thông số ban đầu để thiết kế máy tời là lực kéo P, vận tốc V và độ sâu đánh bắt h . Việc tính toán thiết kế máy tời được thực hiện theo trình tự sau: 1. Tính chọn cáp và tính toán cơ cấu chấp hành của máy tời 2. Chọn hình thức dẫn động - Xác định công suất truyền động – Phân bố tỷ số truyền chung của hộp số giảm tốc. 3. Xây dựng sơ đồ động của hộp giảm tốc, rồi tiến hành tính toán thiết kế hộp số giảm tốc theo các thông số đã có. 4. Thiết kế trục tải của máy tời – Tính chọn các ly hợp, khớp nối và ổ đỡ. 5. Thiết kế cơ cấu gạt cáp tự động 6. Thiết kế thiết bị hãm và dừng 7. Tính chọn các thiết bị phụ 2 II. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY TỜI 1. Lực kéo của Máy tời lưới kéo Lực kéo của máy tời lưới kéo được tính bằng tải trọng ngoài tác dụng lên máy tời. Độ lớn của tải trọng tác dụng lên máy tời bao gồm các thành phần sau đây: - Sức cản thủy động của Lưới kéo. - Trọng lượng của lưới, ván lưới và các phụ tùng của lưới. - Lực động học do sóng gió, lắc tàu… Như vậy lực kéo của máy tời phụ thuộc trước hết vào kích thước lưới vì kích thước lưới lớn hay nhỏ sẽ tạo ra sức cản thủy động lớn hay bé ứng với từng vận tốc thu dây cáp kéo. Khi xác định lực kéo của máy tời, người ta quy định nó là lực căng của dây cáp tại ròng rọc hướng (Treo trên giá lưới kéo) trong quá trình thu cáp. Có hai phương pháp xác định lực kéo máy tời. 1.1 Phương pháp phân tích Sức căng của cáp tại ván lưới có thể coi bằng tổng hợp lực của trọng lực của lưới và sức cản thủy động của lưới( Có kể thêm sức cản của đáy biển trong thời kỳ lưới chuyển động cọ sát dưới đáy biển). Độ lớn sức căng đó bằng: T = Ro + Pt (KG) Trong đó : Ro - lực cản thủy động của lưới. Pt - trọng lực của lưới. Tuy nhiên sức căng của cáp luôn biến đổi theo hệ lực tác dụng, vì mỗi thành phần lực tác dụng sẽ biến đổi phức tạp theo nhiều yếu tố.Vì vậy, việc biểu thị sức căng của cáp bằng phương pháp phân tích gặp khá nhiều khó khăn và khó lòng chính xác. Phương pháp này chỉ để giải thích cho sự biến đổi của tải trọng tác dụng lên máy tời chứ không cho ta cách tính chính xác sức kéo của nó. Tuy nhiên, chúng ta có thể sử dụng phương pháp này để kiểm tra sự chính xác của các phương pháp khác. Khi dùng phương pháp phân tích để xác đinh lực kéo của máy tời, người ta đưa vấn đề về chỗ xác định tổng sức cản của công cụ đánh bắt khi nó chuyển động dưới nước trong quá trình thu cáp và coi rằng T ≈ Ro. Để tính tổng sức cản của lưới Ro phải có cấu tạo của lưới thể hiện trên hình khai triển, các kích thước tấm lưới, dây riềng, ván và các phụ tùng của lưới: Ro = Rβ + Rv + Rp + RAP + RGP + Rd + RC + RQN Trong đó: • Rβ là sức cản của áo lưới: Rβ = [1,8 + 2β( )01,0−a d ]S.V2 Với: S = Sφ.U1U2 – diện tích lưới ; Sφ = 2 2)22( 21 amanan ◊◊◊ + = 2a2m◊( ◊◊ + 21 nn ) β - Góc tống của lưới : tgβ = 2 121 . )( Um Unn ◊◊ − V - Vận tốc chuyển động của lưới. • RV là sức cản của ván lưới: RV = Rth.động + Rma sát = QfVSk X ....2 1 2 +ρ Trong đó : ρ - mật độ nước biển ( = 104 kgs2/m4) ; kx - hệ số cản thủy động S - diện tích ván m2 ; Q - trọng lượng ván ; f - hệ số ma sát • Rp sức cản phao: Rp = 40,8.kx.d2.V2.n Trong đó: d- đường kính phao n- số lượng phao • RAP là sưc cản áo phao ( áo lưới bọc phao) tính bằng 70% sức cản phao. 3 • RGP là sức cản giềng phao: RGP = koL d.V2 Trong đó: ko = f ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ 2 f tra trên đồ thị ko - ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ 2 f d – đường kính giềng phao • RGC là sức cản giềng chì: RGC = f.G + ko.L.d.V2 Với G – trọng lượng giềng chì ( trong không khí) • Rđ là sức cản dây đỏi: Rđ = ko.ld..d.V2 + f.Q Trong đó: Q – trọng lượng dây đỏi ( trong không khí) lđ - chiều dài dây đỏi • RC là sức cản dây cáp RC = 2(ko. lc.d.V2) Trong đó: d – đường kính cáp V – vận tốc thu cáp (cực đại) ko – hệ số thực nghiệm • RQN là sức cản que ngáng RQN = 2(ko.ln.d.V2 ) Với ln – chiều dài que ngáng Khi đã tìm được tổng sức cản của lưới phải kể đến các yếu tố môi trường như sóng gió, chất đáy, cá đóng… Do đó cần phải đưa vào hệ số tăng sức cản do sóng, gió…, giá trị của hệ số này vào khoảng 1,3 1.2 Phương pháp đường cong sức kéo giới hạn của tàu: Trong phương pháp này cần phải có đường cong sức cản vỏ và đường cong kéo giới hạn. Ơû mỗi chế độ dắt lưới của tàu sẽ có một giới hạn của sức kéo và giới hạn của sức cản của vỏ tàu, do đó ta có: Z = Pcv - Rv Trong đó: - Z – lực kéo có thể của máy tời. - Pcv – lực đẩy tàu của chân vịt. - Rv - lực cản vỏ tàu. Để kiểm tra sự chính xác của các phương pháp lí thuyết, ta cần kiểm tra lại bằng phương pháp thực nghiệm. Theo cách tính toán của Phritman và Lúcsốp thì: T ≥ RT + RL Trong đó T – lực kéo của tàu RT – lực cản của toàn bộ vơ tàu RL - lực cản của công cụ đánh bắt. Đó cũng chính là điều kiện để con tàu đi được, nên chú ý rằng trong những điều kiện sóng gió khác nhau, sức kéo của tàu sẽ khác nhau. Dưới đây bảng thống kê sự thay đổi của T để tham khảo: LOẠI TÀU Sức kéo của tàu (KG) với tốc độ 4 hải lí/giờ Ghi chú Biển lặng Sóng gió MPT - 14.000 PTM 11.900 9.650 PT 8.500 5.500 PT – 800 7.970 6.100 CPT 7.500 6.500 CPT – P 5.000 4.500 PCT– 300 2.400 – 2.900 2.200 – 2.700 PC – 300 2.400 – 2.800 - Tốc độ 3 Hlí/h MPCT – P – 300 4.000 - “ PPT – 150 1.470 – 1.300 1.400 – 1.200 “ 4 Như vậy cần xuất phát từ khả năng kéo của tàu để xác định sức kéo của máy tời khi thu lưới kéo. Từ đó, ta tìm được tương quan đúng đắn giữa lực kéo của máy tời với công suất của Máy chính của tàu. Nếu gọi t là lực kéo có ích mà mỗi mã lực của máy chính sinh ra và N là công suất của nó, thì lực kéo của tàu sẽ là: T = N.t Việc xác định t tuy gặp nhiều khó khăn và khó đảm bảo sự chính xác nhưng trong thực tế người ta thường nhận t = (90 ÷100)N với mỗi mã lực ở tốc độ tàu khoảng 2,5 ÷ 3,5 hải lí/giờ Lực cản vỏ tùy thuộc vào nhiều yếu tố hình dáng, đường hình, vật liệu, kích thước vỏ.. và được nhận từ tàu mẫu ( hoặc biết được trong quá trình tính toán). Sau khi đã xác định được lực cản vỏ tàu, ta tìm được lực cản của công cụ đánh bắt: RL = T -RT Độ lớn của RL quy định độ lớn sức căng dây cáp và đó chính là lực kéo của máy tời . Trong tính toán thiết kế máy tời , điều quan trọng là phải xác định được sức kéo cực đại Pmax Pmax = kđ Pđm kđ = 1,5 ÷ 2,0 – hệ số động phụ thuộc vào chế độ làm việc. Trong kết cấu của hầu hết các máy tời lưới kéo, các tang ma sát đơn thường dùng để thực hiện các thao tác nâng hạ lưới, đụt cá.. do đó lực kéo trên các tang này có thể nhận trong giới hạn từ 110 - 200% lực kéo định mức trên tang thu chứa cáp. Trong tính toán thường nhận bằng 150% lực kéo trên tang thu chứa cáp. 2. Vận tốc kéo của máy tời lưới kéo. Đối với máy tời lưới kéo, vận tốc kéo cáp là một trong những thông số cơ bản. Việc xác định vận tốc kéo cáp tối ưu quyết định hiệu quả kính tế của quá trình đánh bắt. Căn cư kết quả của các chuyên gia công nghiệp cá XEKB trong quá trình thu và trả lưới kéo, cũng như thực tế nghề lưới kéo chứng tỏ để ngăn ngừa cá thoát ra khỏi lưới thì vận tốc chuyển động của lưới trong quá trình thu, nhất thiết không được nhỏ hơn vận tốc trong quá trình thả. Do đó, trong quá trình thu lưới nhất thiết phải duy trì vận tốc chuyển động của tàu với một giá trị đủ lớn. Như vậy vận tốc lưới kéo cáp của máy tời không những được quy định bởi điều kiện khai thác mà còn phụ thuộc vào độ sâu đánh bắt, chiều dài cáp kéo và nguyên lý thời gian ngắn nhất V = ⎪⎭ ⎪⎬ ⎫ ⎪⎩ ⎪⎨ ⎧ −⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣ ⎡ −⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ + ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ + 0 t 2 t 0 2 2 t 0 0 V V1 V V R Q1 V V. R Q1 V V0 - vận tốc chuyển động của lưới trong quá trình thả (<3,5m/s) Vt – vận tốc tàu trong quá trình thu (1,0 –2,5 h.lí) Q – trọng lượng ván lưới trong nước R - sức cản thủy động của lưới. Theo A.B Bagômônnưi thời gian để hoàn thành thao tác này khi đánh cá ở độ sâu không lớn thường chiếm khoảng 15% thời gian của một chu kỳ đánh bắt, còn ở những độ sâu lớn nếu chiếm quá 30% thời gian chu kỳ sẽ làm giảm hiệu quả kinh tế kĩ thuật của tàu. Vì vậy, khi lựa chọn và tính toán thông số này có thể tham khảo số liệu của một số tời mẫu. Bảng thông số kĩ thuật của một số tời lưới kéo. LOẠI TỜI P(tấn) V(m/ph) dc(mm) Lc(mm) ΛT? – 1,6 ΛT? – 2,5 ΛT? – 4,0 ΛT? – 6,3 ΛT? – 10,0 ΛT? – -12,5 0,6 2,5 4,0 6,3 10,0 12,0 75 75 75 90 100 100 12,5 16,0 20,0 22,0 26,0 26,0 750 1000 1200;1600 1600; 2000 2500 2500; 3000 5 Cũng như P, trong quá trình thu cáp V thường xuyên biến đổi. Sở dĩ có sự biến đổi này là do cáp được cuốn trên tang thành chiều lớp. Khi chuyển từ lớp cáp này sang lớp cáp khác, bán kính cong của cáp thay đổi, do đó vận tốc thu cáp sẽ thay đổi ( theo xu hướng tăng dần) mặc dù vận tốc vòng của tang thu cáp không thay đổi. Sự thay đổi của P và V sẽ dẫn đến sự thay đổi của công suất dẫn động cho máy tời. 3. Lực kéo định mức trên tang của máy tời lưới vây. Máy tời lưới vây là thiết bị được dùng để thu dây rút chì lướ i vây. Theo cách tính của giáo sư FI Baranôp thì lực căng trên dây rút chì lươi vây là: 2 3 .. 90)6,13,1( VHL a dP π ÷= Trong đó : L, H: chiều dài, chiều cao của vàng lưới (m) a: bước mắt lưới ; d: Đường kính sợi V: Vận tốc thu dây rút (m/s). Giá trị cực đại của lực căng trên đây rút là : Pmax = kP Trong đó k = 1,5 ÷ 2 hệ số kể đến sự tăng lực căng trên dây rút do ảnh hưởng của sóng gió. 4. Vận tốc của máy tời lưới vây Mỗi mẻ lưới vây có những nét đăc trưng riêng biệt, đó là trạng thái của đối tượng đánh bắt, tình hình thời tiết, hình dáng vòng vây, vị trí tương đối của tàu và lưới… Một mẻ lưới vây có hiệu quả cao chỉ khi tính đến tất cả các điều kiện đó nhằm mục đích đánh được nhiều cá nhất. Cần phải thu dây rút với tốc độ sao cho cá không thể thoát ra khỏi lưới. Thời gian thực hiện thao tác thu dây rút chì phụ thuộc vào khá nhiều yếu tố như : trạng thái đối tượng đánh bắt (đang nổi hay đang lặn), thực hiện vây chính xác và kích thước của lưới…. Thường nằm trong thời hạn từ 6 – 30 phút. Khi bắt đầu thu dây rút, lúc này tải trọng hãy còn nhỏ, vận tốc thu dây rút có thể đạt đến 1,0 , 1,5 m/s và cao hơn. Sau đó theo mức độ tăng của tải trọng tốc độ thu giảm dần, khi các khuyết tiến đến mạn tàu thì vận tốc còn khoảng 0,15 , 0,2m/s. Như vậy các máy tời lưới vây cần có phạm vi biến đổi vận tốc kéo từ 0,15 ,1,5 m/s. Điều vô cùng quan trọng là trong phạm vi này phải cho phép thay đổi vận tốc kéo êm dịu, liên tục mà không được dừng quá trình. III. LỰACHỌN SƠ ĐỒ ĐỘNG CHO MÁY TỜI LƯỚI KÉO. Việc lựa chọn sơ đồ động của máy tời được tiến hành trên cơ sở nghiên cứu thao tác khai thác cá, nghiên cứu kết cấu vỏ tàu, tìm hiểu tình hình cơ khí hóa các thao tác đánh bắt các và tình hình bố trí mặt boong tàu khai thác. Lập sơ đồ động của máy tời là một việc làm hết sức quan trọng ảnh hưởng đến qui trình thao tác kéo lưới, an toàn lao động. Ngoài ra nó còn ảnh hưởng đến sự phân bố các trang thiết bị trên mặt boong và hiệu quả kinh tế của con tàu . 1. Yêu cầu chung của việc lập sơ đồ. Máy tời phải thỏa mãn yêu cầu đánh bắt , điều này có nghĩa là máy tời được thiết kế phải cho phép hoàn thành một hay nhiều thao tác trong quá trình đánh bắt cá. Kích thước và kết cấu gọn nhẹ, đơn giản, thuận tiện trong sử dụng, kiểm tra và sửa chữa. Diện tích và không gian chiếm chỗ trên mặt boong nhỏ. Sử dụng đơn giản , tiện lợi và an toàn cho người lao động. Thỏa mãn các chi tiêu kinh tế - kĩ thuật trong quá trình chế tạo thiết bị 2. Lựa chọn sơ đồ động 6 Máy tời lưới kéo thuộc loại máy tời thu chứa cáp có từ một đến hai công dụng. Công dụng chính là hoàn thành thao tác thu dây cáp kéo (Nhờ tang thành cao). Ngoài ra việc bố trí thêm tang ma sát đơn sẽ giúp cho việc hoàn thành thao tác thu dây đỏi và các thao tác nâng hạ túi cá và các vật nặng. Dù đó là tàu kéo tôm hay kéo cá thì trong kết cấu của máy tời bao giờ cũng có từ 1 đến 2 tang thành cao và cũng có từ 1 đến 2 tang ma sát ( đặt trên trục tải của máy tời). Trên tất cả các tàu cá lưới kéo hiện nay ở Việt Nam, máy tời có kết cấu hoàn toàn giống nhau, chúng chỉ khác nhau ở cách bố trí trục tải của máy tời . ở đây ta đi xem xét sự khác nhau của hai phương án bố trí trục tải đó. Phương án 1: Trục tải của máy tời vuông góc với mặt cắt dọc giữa tàu. Những loại tời này có tên chung là tời ngang. Phương pháp bố trí tời ngang có những đặc điểm sau đây: - Hoàn toàn phù hợp với tàu kéo đuôi đơn - Xuất hiện nhiều ròng rọc hướng cáp ( nếu kết cấu thêm tăng gông) do đó tổn thất ma sát giữa cáp và ròng rọc tăng, độ bền của cáp bị ảnh hưởng lớn vì số lần uốn cáp tăng. - Diện tích chiếm chỗ trên mặt boong lớn hơn tời dọc, nhưng cho phép tăng kích thước chiều dài mặt boong , do đó gây khó khăn cho quá trình thao tác và đôi khi gây nguy hiểm cho người lao động. Tính an toàn không cao. - Tạo khả năng quay ( hiệu ứng hồi chuyển) - Cho phép thực hiện thao tác thu dây rút lưới vây, nếu thực hiện kiêm nghề kéo - vây 7 Phương án 2: trục tải của máy tời song song vơi mặt cắt dọc giữa tàu. Loại tời này còn có tên gọi là tời dọc. Tời dọc có những đặc điểm sau: - Khắc phục hiệu ứng hồi chuyển trong qúa trình dắt lưới. - Đơn giản hệ thống dây cáp trên mặt boong, do đó thuận tiện cho quá trình thao tác, song việc di chuyển vật nặng ( nếu có) trên boong dọc theo chiều dài tàu gặp khó khăn - Giảm số lượng ròng rọc hướng, do đó số lần uốn cáp giảm mất mát ma sát giảm, điều kiện làm việc của cáp được cải thiện đáng kể. - Diện tích chiếm chỗ trên boong nhỏ, nhưng tạo khó khăn cho việc bố trí miệng hầm cá( đối với tàu nhỏ) trên boong khai thác. - Cho phép kết hợp sử dụng với cơ cấu nâng để thục hiện các thao tác nâng hạ vật trong quá trình đánh bắt. - Khắc phục được hiện tượng xoắn cáp và vặn lưới. - Việc điều khiển gặp nhiều khó khăc hơn so với tời ngang. - Đối với phương án bố trí trục tải này, hiện nay để khắc phục một số nhược điểm của nó, người ta thường kết cấu máy tời có hai trục tải song song với nhau và song song với mặt cắt dọc của tàu. Nói tóm lại: ở mọi phương án trên bộc lộ nhược điểm bên cạnh những ưu điểm nổi bật riêng của mình. Do đó chọn lựa phương án nào là tùy thuộc tình hình cụ thể ở một con tàu. IV. SƠ ĐỒ ĐỘNG THIẾT KẾ. Trong học phần thiết kế trên boong. Các thông số cơ bản của máy tời thiết kế là P và V đã được cho trước. Độ sâu đánh bắt và chế độ làm việc ( Để làm cơ sở lựa chọn hệ số động kd) cũng được gán. Ngoài ra trong đề bài thiết kế sơ đồ động thiết kế cũng được cho trước. Sau đây chính là 4 sơ đồ động cho 4 nhóm đề bài thiết kế: 8 Sơ đồ 1 Sơ đồ 2 9 Sơ đồ 3 Sơ đồ 4 10 BẢN VẼ KẾT CẤU CÁC LOẠI MÁY TỜI LƯỚI KÉO. 11 PHẦN 2 THIẾT KẾ THIẾT BỊ KHAI THÁC CÁ ( DESIGN OF FISHING CRAFT ) Chương I TÍNH CHỌN CÁP VÀ TÍNH TOÁN CƠ CẤU CHẤP HÀNH 1. Tính chọn cáp : a. Tính chọn đường kính cáp : - Lực kéo cực đại trên cáp. Pmax = kđ.Pđm {1-1} Trong đó: Pđm – lực kéo định mức trên tang kđ – hệ số động. Lựa chọn tùy thuộc vào chế độ làm việc: Nhẹ kđ =1,5; Trung bình kđ =1,75; Nặng kđ =2) - Lực kéo đứt cáp. Pđ = n.Pmax {1-2} Trong đó: n – Hệ số an toàn ( n = 3 ÷ 5 ) Từ lực kéo đứt cáp và giới hạn bền của vật liệu làm sợi thép con. Tiến hành tra bảng chọn cáp thép. Từ đó có được các thông số kỹ thuật của cáp thép. Hiện nay có nhiều Hãng đưa ra nhiều loại cáp khác nhau và theo những tiêu chuẩn khác nhau. Phổ biến là các loại cáp thép TK. ΛK, TΛK… theo ΓOCT và các loại cáp thép khác (Xem phần phụ lục bảng P1). Tuy nhiên đối với tời lưới kéo và tời lưới vây thường sử dụng cáp thép có giới hạn bền từ 140 ÷ 180 KG/mm2 b. Kiểm tra bền cáp. Có thể kiểm tra độ bền cáp bằng phương pháp thử lại hệ số dự trữ thực tế: chon dthuc tt nP Pn ≥= max c. Xác định chiều dài cáp cần thiết Chiều dài cần thiết của cáp LC hoàn toàn phụ thuộc vào chiều sâu đánh bắt, tốc độ dắt lưới và trọng lượng của cáp trong nước. Tuy nhiên người ta có thể xác định chiều dài cần thiết của cáp thông qua kinh nghiệm và thực tế đánh bắt. Để đảm bảo kéo lưới đúng hướng và ở một độ sâu nhất định thì chiều dài của cáp và độ sâu đánh bắt có quan hệ với nhau như sau: Chiều sâu đánh bắt h (m) Tỷ số h Lc < 50 50 ÷300 300 ÷ 600 > 600 7 ÷ 6 6 ÷ 3 3 ÷ 2.2 2.2 ÷ 1.9 2. Tính toán cơ cấu chấp hành. a. Tang ma sát. Tang ma sát đơn thường được chế tạo bằng phương pháp đúc. Vật liệu chế tạo thường là Gang, hợp kim Nhôm, hợp kim Đồng. Tang ma sát đơn được chọn theo tiêu chuẩn nghề cá liên xô cũ (OH9 – 47 – 58 ) dựa vào đường kính cáp thép hoặc chu vi cáp tổng hợp (bảng P1-2). Các thông số kỹ thuật cơ bản của tang là: DO ; D1 ; D2 ; L ( Tra bảng P2 ở phần Phụ lục). 12 b. Tang thành cao. • Vật liệu và phương pháp chế tạo: - Vật liệu chế tạo tang thành cao: Tang thành cao được dùng để thu chứa cáp, lưới, nó có thể được chế tạo từ gang nhưng Mác gang không thấp hơn GX15-32 hoặc từ thép đúc có mác không nhỏ hơn CT4. - Phương pháp chế tạo tang thành cao Về phương pháp chế tạo tang thành cao có nhiều phương pháp như Đúc, Hàn hoặc kết hợp đúc – hàn và gia công cơ khí….. Hiện nay phương pháp đúc cũng là một phương pháp được sử dụng khá rộng rãi trong thực tế để chế tạo tang thành cao. • Tính toán các kích thước cơ bản của tang thành cao: - Đường kính trống tang Do : Do = C.dc = (16 ÷ 22).dc {1-3} - Bước cuốn cáp trên tang t : t = dc + a {1-4} Trong đó: a là hệ số tính đến sự sắp xếp không khít giữa các vòng cáp cuốn trên tang và sự tăng đường kính cáp a = 0.4 ÷ 0.8 (mm) - Chiều dài tang Lt và Đường kính thành bên Db : Chiều dài tang Lt ; Db được tính phụ thuộc vào dung lượng chứa cáp trên tang LC , lượng cáp dự trữ Ldt và số lớp cáp n Ta có các quan hệ kích thước sau: tZLt .= ( Z : Số vòng cuốn cáp trên tang ) c ob d DDn .2 − = {1-5} Lct = Lc + Ldt = (5 ÷7)h + (5 ÷10)π.DO = π.Z (nDo + n2dc) = (nDo + n2dc)π.Lt /t {1-6} Chú ý chọn Ldt lớn thì việc gắn cáp sau nầy sẽ an toàn hơn Thông thường chiều dài tang Lt được chọn : Lt = (2 ÷ 2,5)DO Khi đó số lớp cáp chứa trên tang n được tính theo Công thức : n = - 0.54C + Zd LC C ct ..92.2 .3.0 2 + {1-7} Trong đó: C O d DC = ; t LZ t= Đường kính thành bên của tang thành cao: Db ≥ 2.n.dC + DO + (2 ÷ 10)dC {1-8} - Đường kính lớp cáp ngoài cùng : Dn = DO + (2n - 1) dC {1-9} - Đường kính trung bình lớp cáp : 2 on tb DDD += {1-10} - Chiều dày trống tang δ được xác định thông qua việc tính bền trống tang Đối với những tang dùng trong máy móc cơ giới tàu cá mà Lt < 3Do thì ứng suất uốn và xoắn không vượt quá 15% ứng suất nén, vì vậy để đơn giản việc tính bền trống tang ta chỉ chủ yếu dựa trên ứng suất nén: σn = δ. max t S ≤ [σn] [ ]nt S σ δ . max =⇒ {1-11} [σn] = (80 ÷ 100) N/mm2 Có thể sử dụng công thức kinh nghiệm sau để tính : δ = 0.02D0 + (6 ÷ 10) {mm} {1-12} d dd d ddddd dd ddddd d dd d ddddd dd dddddd dd d ddddd dd dddddd dd d ddddd dd ddddd 13 Chú ý: Nếu tang làm bằng Gang thì nhất thiết δ ≥ (10 ÷ 12) {mm}. Nếu tang làm bằng Thép thì ít nhất δ ≥ (1,0 ÷ 1,2)dC {mm}. - Chiều dày thành bên của tang: δ’ = (0,7 ÷ 0,8) δ {1-13} + Vận tốc vòng của tang thành cao nt : tb t D Vn .π = (v/ph) {1-14} trong đó: V : vận tốc kéo cáp (m/ph) Dtb : đường kính trung bình của lớp cáp (m) c. Tính toán gắn cáp lên tang thành cao bằng bulông – thanh đè: ™ Phương pháp 1: (Đây là phương pháp thông dụng) - Từ đường kính cáp chọn thanh đè theo tiêu chuẩn (Tra bảng P3 phần phụ lục). - Từ đường kính lổ thanh đè chọn sơ bộ bulông M theo tiêu chuẩn (Nhỏ hơn hoặc bằng lổ). - Xác định đường kính chân ren d1 = 85%d - Tính kiểm tra bulong (đường kính chân ren d1 , và số lượng bulong nén) như sau: Lực kéo (lệch tâm) mà các bulong phải chịu là : ( ) )1( 1.1 ++= αf k eff SN {1-15} Trong đó: - Sk : Lực căng cáp tại vị trí gắn cáp: αfk e SS max= {1-16} (α : Góc ôm của các vòng cáp quấn thêm dự trử ) - f : Hệ số ma sát giữa tang và cáp : f = (0,12 ÷ 0,16) - f1 : Hệ số ma sát giữa cáp với thanh đè: 2 1 Sin ff β= {1-17} (β : Góc nghiêng rảnh thanh đè; Trường hợp β = 80o thì f1 = 0,24 ) - α1: Góc ôm của cáp trên tang trong khu vực gắn cáp α1 = 1,8.π Số lượng các bulong nén được tính kiểm tra theo công thức: [ ]Knd lTk nd kN δ π σ ≤+= 3 1 2 1 .1,0 .. 4 . .3,1 ].[.314,0 ......52,0 3 1 1 Kd lTkdNkn σ π+ ≥⇒ {1-18} Trong đó: - T = 2.f1.N lực ma sát gây uốn bulong - l : Khoảng cách từ điểm tiếp xúc giữa cáp với thanh đè đến bề mặt tang. - k : hệ số dự trữ bền k ≥ 1,5 - d1: đường kính chân ren bulong - [σK] : Ứng suất kéo cho phép tùy thuộc vào vật liệu chế tạo bulong. Với thép CT3 thì [σK] = (50 ÷ 70) N/mm2 Cố gắng tính chọn n =1 (Bằng cách tăng số vòng cáp quấn thêm dự trử) ™ Phương pháp 2 : - Tính sơ bộ đường kính chân ren d1 như sau: ].[ ..3,1.4 1 Kn Nkd σ = {1-19} Trong đó: - k : hệ số dự trữ bền k ≥ 1,5 - n : Số lượng các bulong . - Từ đường kính chân ren d1 chọn bulông M theo tiêu chuẩn - Từ đường kính bulông M chọn thanh đè theo tiêu chuẩn (phần phụ lục bảng P3). Tra bảng theo đường kính lỗ thanh đè (đường kính bulông M ) 14 Chương II CHỌN HÌNH THỨC DẪN ĐỘNG - XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT YÊU CẦU – PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN CHUNG CHO HỘP GIẢM TỐC 1. Chọn hình thức dẫn động : Điều kiện cơ bản để chọn loại dẫn động cho máy khai thác: - Dạng thiết bị năng lượng chính và phụ của con tàu. - Khả năng tiếp nhận loại năng lượng khác nhau và nguồn dự trữ năng lượng của con tàu. - Mức độ phù hợp của đặc tính động cơ và khả năng thay đổi vận tốc, tải. - Sự phù hợp về kết cấu kích thước động cơ và những yêu cầu về sắp xếp bố trí trên tàu. - Khả năng điều khiển, bảo quản sửa chữa, sử dụng trong điều kiện trên tàu. - Hiệu quả kinh tế. Trên cơ sở phân tích sơ đồ động và ưu nhược điểm của các hình thức dẫn động chọn một trong các hình thức dẫn động sau: • Dẫn động từ động cơ đốt trong : Người ta phân biệt hai phương án : - Phương án dẫn động từ động cơ chính theo kiểu trích lực - Phương án dẫn động từ động cơ phụ • Dẫn động từ động cơ Điện • Dẫn động từ động cơ đốt Thủy lực Ở đây hình thức dẫn động được gán trước không phải phân tích để lựa chọn loại dẫn động cho máy khai thác mà chỉ tiến hành tính chọn động cơ điện hoặc tiến hành kiểm tra công suất được