Giáo trình Thiết bị tàu thủy - Chương 4: Thiết bị chằng buộc

Chương 4 Thiết bị chằng buộc 4.1. Khỏi niệm chung 4.1.1. Tác dụng và yêu cầu của thiết bị chằng buộc 4.1.1.1. Tác dụng Thiết bị chằng buộc dùng để chằng buộc tàu vào cầu tàu, vào các công trình nổi hoặc các tàu khác, giữ cho tàu đứng yên. Ngoài ra, thiết bị chằng buộc còn dùng để dịch chuyển tàu từng đoạn ngắn dọc cầu tàu khi động cơ chính của tàu không làm việc. 4.1.1.2. Các chi tiết chính của thiết bị chằng buộc Tàu thường cập bến theo một trong những cách sau: Tàu cặp mạn vào cầu tàu, là cách cặp bến phổ biến nhất, xếp dỡ hàng dễ, hành khách lên xuống thuận lợi nhưng chiếm nhiều chiều dài cầu tàu, khi gió mạnh khó đưa tàu vào. Tàu cặp mũi hoặc đuôi vào cầu tàu, cách này chiếm ít chỗ ở cầu tàu nhưng khó xếp dỡ hàng hóa, ảnh hưởng đến sự điều động của các phương tiện khác. Tàu cặp mũi hoặc đuôi vào các cầu tàu chuyên dụng, cách này dùng cho tàu Ro-Ro, phả chở ôtô, v.v. Thiết bị chằng buộc gồm các bộ phận cơ bản sau: Dây buộc: dây cáp thép, cáp sợi thực vật, cáp sợi tổng hợp Cột buộc (cọc bích): bằng thép hoặc gang để cuốn dây chằng buộc. Các bộ phận dẫn hướng dây chằng buộc: trụ dẫn dây, bệ dẫn dây, cửa luồn dây. Bộ khóa dây chằng buộc: dùng để khóa tạm thời dây khi chuyển đầu dây từ tời sang cọc bích. Ngoài các bộ phận trên, thiết bị chằng buộc còn có các bộ phận như: sàn để dây, đầu ném dây, súng phóng dây, thiết bị chống va, v.v. 4.1.2. Các yêu cầu đối với thiết bị chằng buộc Thiết bị chằng buộc phải kéo được tàu cặp mạn vào cầu tàu khi có gió cấp V thổi vuông góc với mạn tàu. Các chi tiết của thiết bị chằng buộc phải chịu được ứng lực bằng lực kéo đứt của dây buộc mà không bị biến dạng dư. Thiết bị chằng buộc phải thay đổi được chiều dài dây khi mớn nước của tàu thay đổi. Các thiết bị chằng buộc phải bố trí sao cho khi khai thác được an toàn, thuận lợi mà không ảnh hưởng (cản trở) tới các hoạt động khác của tàu. Trên tàu dùng cáp chằng buộc có đường kính cáp lớn hơn 22mm, phải có thiết bị khóa cáp và tời tự động để cơ giới hóa các công việc chằng buộc. Các yêu cầu riêng cho từng loại tàu, xem (1.2.2). STTBTT-T1. 4.1.3. Bố trí thiết bị chằng buộc trên tàu Hình 4.1. Sơ đồ bố trí dây buộc. 4.1.3.1. Các đặc điểm bố trí chung Tham khảo tài liệu, đọc trang (5á10) STTBTT-T1 Để tàu được giữ chắc chắn, các dây chằng buộc cần bố trí xa nhau, do đó, thiết bị chằng buộc thường tập trung ở vùng mũi và đuôi, ngoài ra còn các thiết bị chằng buộc phụ đặt ở vùng giữa tàu. Trên các tàu cỡ trung bình, tời chằng buộc phía mũi thường kết hợp với tời neo, mỗi bên mạn đặt 1á 2 cọc bích, bệ dẫn dây hoặc trụ dẫn tương ứng, phía lái thường đặt tời chằng buộc đứng. Trên các tàu cỡ lớn tời chằng buộc được đặt riêng rẽ cả ở phía mũi và phía đuôi tàu, đồng thời cũng kết hợp tời neo - chằng buộc (vì số lượng dây chằng buộc nhiều). Ngoài ra còn bố trí các tời thu dây. Các cột bích dùng để buộc dây có thể là cột đơn hay cột đôi, được bố trí chủ yếu ở vùng mũi và đuôi tàu, đồng thời tại đây cũng có các cửa luồn dây, thường đặt giữa và 1á 2 cọc bích kéo sao cho các dây bị gãy khúc là ít nhất. Trên các tàu hàng, thiết bị chằng buộc được đặt ở cả hai đầu và vùng giữa tàu. Trên tàu dầu, dây chằng buộc chủ yếu bố trí ở vùng mũi, lái và dây chằng buộc phải là vật liệu phi kim loại, ở các tàu dầu cỡ lớn thường đặt tời chằng buộc tự động. Trên tàu khách có chiều chìm thay đổi ít, nên không cần đặt tời tự động. Các phà chở ôtô, thường bố trí tời chằng buộc ở ngang mũi và ngang lái. Còn ở trên các cần cẩu nổi thì tời và dây chằng buộc được sử dụng kết hợp với việc thả neo. Trên các tàu kéo đẩy, ngoài việc cặp mạn vào cầu tàu còn phải cặp mạn, cặp mũi vào đoàn xà lan, do đó ở mũi cần có hai bệ dẫn dây có cầu ngang hoặc con lăn ngang, phía lái thì như các tàu hàng chạy sông khác. 4.2. Các bộ phận cơ bản của Thiết bị chằng buộc 4.2.1. Dây chằng buộc 4.2.1.1. Các yêu cầu cơ bản Dây chằng buộc phải đủ bền đề chịu lực kéo lớn nhất của tời, nhưng không quá bền để khi quá tải, dây đứt trước, bảo vệ cho các bộ phận khác. Dây có độ đàn hồi tốt để chịu được tải trọng động. Nhẹ và đủ mềm. Chịu được môi trường khắc nghiệt trên tàu (nhiệt độ, nước biển, nắng, ẩm mốc, v.v.) Chịu mài mòn. 4.2.1.2. Các loại dây chằng buộc Thường sử dụng ba loại: dây cáp thép; sợi thực vật (dây chão - chão gai thông thường, chão gai ma-li-na và chão gai xi-đan, v.v.); Cáp sợi tổng hợp (sợi cap-ron, ny-lon, pec-lon, v.v.) Các đặc tính kỹ thuật của các loại dây tra bảng (3.1á3.4) trang.11,12. Sổ tay TBTT-T2. 4.2.1.3. Tính chọn dây chằng buộc Dây buộc có thể tính chọn theo Qui phạm cho các tàu đóng nằm trong sự giám sát của Qui phạm (tính chọn phụ thuộc vào đặc trưng cung cấp của thiết bị EN hay NC). Còn với các tàu đóng không tuân theo Qui phạm, dây buộc được tính theo lý thuyết như sau: (Tham khảo mục (2.1.3) trang. 13 á14 STTBTT-T2). Coi tàu được buộc bằng các dây chằng mũi và lái, chịu gió bão trên cấp VI, gió thổi nghiêng với mặt phẳng đối xứng của tàu một góc a, tâm chắn gió nằm trong khoảng từ trọng tâm tàu đến mũi tàu (trường hợp gió thổi từ phía mũi) hoặc từ trọng tâm tàu đến phía lái (trường hợp gió thổi từ phía lái). Hình 4.2. Sơ đồ tính toán dây buộc bằng phương pháp lý thuyết. Bảng 4.1. Xác định lực căng trên dây buộc. TT Công thức tính Góc nghiêng của hướng gió: a, độ. 0 10 20 30 40 50 90 1 CM = f1(a) 2 CN = f2(a) 3 CT = f3(a) 4 (2). 5 CM1 = (1) + (4) 6 = (5). 7 Nd = 8 Td = 9 Pd = Trình tự tính toán thực hiện theo bảng dưới đây và căn cứ vào hình vẽ 4.2. trong đó: Nd, Td - các thành phần sức căng dây theo hướng vuông góc và song song với mặt phẳng đối xứng của tàu, N. N0, T0 - các thành phần phản lực của cầu tàu tác dụng vào quả đệm mạn, N. l0 - khoảng cách từ mặt phẳng sườn giữa đến quả đệm mạn xác định theo bản vẽ hoặc lấy gần đúng l0 = L/2 , m. ld - khoảng cách từ mặt phẳng sườn giữa đến mặt bích tính toán, m. b0 - khoảng cách từ mặt phẳng đối xứng của tàu đến quả đệm mạn, m. bd - khoảng cách từ mặt phẳng đối xứng của tàu đến cọc bích tính toán, m. L - chiều dài tàu, m. AL - diện tích chắn gió của tàu, m2. vB - vận tốc gió, m/s. rB - khối lượng riêng của không khí, kg/m3. CN, CM, CT - hệ số lực pháp tuyến, hệ số mô men, hệ số lực tiếp tuyến của gió thổi vào tàu. Các hệ số này xác định bằng thí nghiệm thổi mô hình tàu, phụ thuộc vào góc nghiêng a. Pd - Sức căng trong dây chằng buộc, N. Sau khi tính toán, dùng giá trị Pdmax trong bảng 4.1 để chọn dây chằng buộc từ điều kiện: ³ 3, trong đó: Pd - lực đứt của dây. 4.2.2. Các chi tiết khác của thiết bị chằng buộc 1 - Khóa buộc dây 2 - Bệ dẫn dây 3 - Cột bích 4 - Các cửa luồn dây 5 - Các tời thu dây 6 - Các tời kéo dây Tính chọn và đưa ra dưới dạng bảng theo tiêu chuẩn ngành hoặc tiêu chuẩn quốc gia. (Tham khảo trang 15 á 55. STTBTT-T2) Hình 4.3. Bố trí dây buộc tàu tại cầu tàu 1- Bên trái phía đuôi tàu; 2- ở giữa phía đuôi tàu; 3- Bên phải phía đuôi tàu.