Luận văn Thiết kế quy trình công nghệ trong việc tháo lắp và sửa chữa bánh lái tàu hàng tại công ty đóng tàu Huyndai Vinashin

n quay làm quay tàu quanh trục thẳng đứng đi qua trọng tâm. 2.1.4.2.Quá trình quay vòng của tàu - Định nghĩa: Quá trình quay vòng của tàu là quỹ đạo chuyển động của trọng tâm tàu khi quay bánh lái đi một góc  và giữ nguyên bánh lái ở vị trí đó. - Các giai đoạn của quá trình quay vòng tàu: gồm 3 giai đoạn: + Giai đoạn 1: Là giai đoạn quay lái. Bánh lái từ vị trí nằm trong mặt phẳng đối xứng của tàu được quay đi một góc  (gọi là góc quay lái). Áp lực thủy động P tác động lên bánh lái tăng dần thành phần P2 của P ngược với chiều quay lái và làm tàu dạt sang ngang. Thành phần P1 của P hướng ngược chiều tiến của tàu sẽ làm giảm vận tốc của tàu. Mômen Mt = P l bắt đầu làm quay mũi tàu theo chiều quay lái. Lực đẩy chân vịt Pcv bị đổi hướng, đẩy tàu đi lệch khỏi hướng đi lúc quay lái. + Giai đoạn 2: Là giai đoạn chuyển động quá độ. Bánh lái được giữ cố định ở góc . Tàu quay dần quanh trục thẳng đứng đi qua trọng tâm tàu. Góc giữa mặt phẳng đối xứng của tàu và hướng vận tốc chuyển động của trọng tâm tàu gọi là góc lệch hướng . Góc  tăng đến max còn đường kính quay vòng quá độ Dc giảm đến giá trị Dmin + Giai đoạn 3: Là giai đoạn chuyển động xác lập, bắt đầu từ lúc góc lệch hướng  và đường kính quay vòng Dc đạt được giá trị cố định kéo dài đến khi bánh lái còn giữ được ở góc quay lái . Trọng tâm tàu chuyển động trên một đường tròn gọi là đường kính quay vòng xác lập với đường kính Dmin = D0. - 14 - Giá trị đường kính đó có thể được thống kê như sau: Với tàu cá thì D = (4 6) L Với tàu vận tải và các tàu khác thì D = (6 8) L (L là chiều dài của tàu) Quá trình quay vòng tàu được thể hiện trên (hình 2.2) Hình 2.2. quá trình quay vòng của tàu M Pcv R 2 P R RR . . . R min =cons t R A   ma x =const ma x II I I II v v   . . . .  . v . D t D c P cv .    r0 l P1 R 0 P2 K 2 P cv V R V P - 15 - 2.2. Giới thiệu các loại thiết bị lái trên tàu và cách phân loại Tuỳ theo công dụng và tính năng của tàu mà người ta bố trí các loại thiết bị lái trên tàu sao cho phù hợp và khai thác tối đa tính năng của chúng. 2.2.1. Các loại thiết bị lái - Thiết bị lái dùng bánh lái là loại thiết bị lái đơn giản và phổ biến nhất. Bánh lái có dạng tấm phẳng hoặc tấm có prôfin lưu tuyến. Khi tàu chạy thẳng bánh lái nằm trong mặt phẳng đối xứng của tàu hoặc song song với mặt phẳng đó. - Thiết bị lái dùng bánh lái chủ động để tăng tính quay trở của tàu, nhất là khi tàu chạy ở tốc độ thấp. Với loại bánh lái này người ta lắp thêm vào nó một chân vịt phụ. Hình 2.3. Bánh lái chủ động với chân vịt lái phụ. 1. Gối đỡ dưới 6. Động cơ điện quay chân vịt 2. Bánh lái 7.Máy láii 3.Ống đạo lưu 8. Mấu lắp ráp 4. Đường trục 9.Ổ đỡ chịu lực 5.Trục lái 10. Mấu lắp ráp - Thiết bị lái dùng đạo lưu quay: Đạo lưu quay là một ống có profin lưu tuyến đặt bao quanh chân vịt. Ngoài tác dụng lái tàu, đạo lưu còn là một bộ phận của thiết bị đẩy, có tác dụng cải thiện chất lượng đẩy của chân vịt. - 16 - - Ngoài các thiết bị lái kể trên còn có thiết bị lái kiểu phụt nước.Trong giới hạn của đề tài, tôi không đi sâu nghiên cứu đến đặc điểm, phân loại, ưu nhược điểm của bộ phận thiết bị lái này mà chỉ đi sâu nghiên cứu về các loại bánh lái được sử dụng trên tàu cách tháo lắp chúng và sửa chữa khi bánh lái gặp sự cố. 2.2.2. Các bộ phận chính của thiết bị lái: - Bánh lái (hoặc đạo lưu quay): trực tiếp chịu áp lực thủy động để lái tàu. - Trụ lái: là phần của sống đuôi tàu, có các bản lề để lắp bánh lái. - Trục lái: truyền mômen lái từ máy lái tới làm quay bánh lái hoặc đạo lưu. - Bộ phận tạo lực lái gồm: nguồn động lực, hệ truyền động, hệ điều khiển. - Các thiết bị an toàn tín hiệu: thiết bị chỉ góc quay lái, thiết bị giới hạn góc quay lái, thiết bị hãm 2.2.3. Phân loại bánh lái và yêu cầu bố trí bánh lái trên tàu thủy: 2.2.3.1. Phân loại bánh lái: - Theo cách liên kết giữa bánh lái và vỏ tàu: + Bánh lái đơn giản (kiểu I, II): là bánh lái có ít nhất một gối đỡ ở phía trên và một gối đỡ ở phía dưới bánh lái. Ngoài ra có thể thêm các gối đỡ trung gian. + Bánh lái nửa treo(kiểu III): là bánh lái có nửa phần dưới làm việc như một đoạn công xôn.. Hình 2.4. Bánh lái đơn giản Hình 2.6. Bánh lái nửa treo Hình 2.5. Bánh lái treo - 17 - + Bánh lái treo (kiểu IV): là bánh lái liên kết với vỏ tàu qua các gối của trục lái - Theo vị trí bánh lái so với đường tâm quay: + Bánh lái cân bằng (kiểu II): là bánh lái có đường tâm quay chia bánh lái thành hai phần. Mômen do áp lực thủy động tác dụng lên phần sau sẽ được cân bằng bởi áp lực tác dụng lên phần trước. + Bánh lái không cân bằng (kiểu I): là bánh lái có đường tâm quay nằm sát cạnh trước của bánh lái. + Bánh lái bán cân bằng: là bánh lái có phần dưới nhô ra phía trước trục lái gây ra đối trọng. - Theo số chốt liên kết: gồm bánh lái một chốt và bánh lái nhiều chốt. Các bánh lái đơn giản và bánh lái nửa treo có thể liên kết với sống đuôi tàu bằng một hay nhiều chốt bản lề và có thể tóm tắt qua sơ đồ sau: Ngoài ra trên tàu người ta còn bố trí đạo lưu vì đạo lưu cũng được xem như là thiết bị lái tàu. Đạo lưu được phân loại như sau: Một chốt Bánh lái Bánh lái nửa treo Bánh lái đơn giản Bánh lái treo Cân bằng Không cân bằng Cân bằng Cân bằng Một chốt Hai chốt Trụ lái rời Hai chốt Một chốt Nhiều chốt Hai chốt Hình 2.7. Phân loại bánh lái - 18 - 1.Theo dạng cánh ổn định. - Đạo lưu quay có cánh ổn định cố định. - Đạo lưu quay có cánh ổn định quay được. 2.Theo chiều dài tương đối của đạo lưu Lđl. - Đạo lưu ngắn: Lđl = (0.50.6)D. - Đạo lưu dài: Lđl = (0.70.9)D. (D là đường kính của đạo lưu). 3.Theo hình dạng đạo lưu: - Đạo lưu đối xứng trục. - Đạo lưu không đối xứng trục. 2.2.3.2.Bố trí bánh lái và yêu cầu đối với vị trí bánh lái: Các kiểu bố trí bánh lái trên tàu: Tàu một chân vịt có các kiểu bố trí sau: + Kiểu 1: Bánh lái đặt sau chân vịt trong mặt phẳng đối xứng của tàu (được sử dụng phổ biến). + Kiểu 2: Bánh lái đặt sau đạo lưu cố định trong mặt phẳng đối xứng của tàu. Tàu hai chân vịt có các kiểu bố trí sau: + Kiểu 1: Mỗi bánh lái đặt trong mặt phẳng đối xứng (không phổ biến). + Kiểu 2: Mỗi chân vịt một bánh lái (kiểu này được dùng cả ở tàu biển và tàu nội thủy). + Kiểu 3: Hai bánh lái tiến đặt sau hai bánh lái lùi đặt trước từng chân vịt (ít dùng). + Kiểu 4: Mỗi chân vịt có một đạo lưu cố định và một bánh lái đặt sau đạo lưu. + Kiểu 5: Mỗi chân vịt có một đạo lưu cố định và chung một bánh lái đặt trong mặt phẳng đối xứng. Các yêu cầu đối với vị trí bánh lái trên tàu (hình 2.8) - 19 - Hình 2.8. Yêu cầu đối với vị trí bánh lái. + Bánh lái phải nằm trong dòng đẩy của chân vịt. Khoảng cách a giữa mép trước của bánh lái và mép cánh chân vịt không nhỏ hơn 0.3 m (a 0.3 m) khi chiều dài tàu bằng 120 m (đo cách trục chân vịt một khoảng 0.7* Rcv – Rcv là bán kính chân vịt). Nếu chiều dài tàu lớn hơn 120 m thì khoảng cách a tương ứng tăng hoặc giảm 0.025 m ứng với một đoạn 15 m thay đổi chiều dài. Trị số a càng nhỏ thì dao động của vùng đuôi tàu càng tăng. + Khi tàu toàn tải, bánh lái phải ngập hoàn toàn trong nước. Khoảng cách lớp nước phía trên bánh lái b không nhỏ hơn 0.25* hbl (tàu sông- biển) và 0.125* hbl (tàu chạy trong hồ), với hbl là chiều cao bánh lái. Tàu sông cấp “C” và “D” mặt trên bánh lái có thể cao hơn đường nước chở hàng khoảng (0.05  0.1) hbl nhưng không quá 350 mm. + Mặt dưới bánh lái cân bằng và nửa cân bằng không được thấp hơn mép dưới cánh chân vịt (c>0). + Ở tàu có tốc độ trung bình, trục quay của bánh lái phải vuông góc với mặt phẳng cơ bản của tàu và nằm trong mặt chứa đường tâm quay của chân vịt. + Ở tàu cao tốc hai chân vịt, bánh lái nên đặt dịch sang phía mạn nếu chân vịt có hướng quay ra ngoài và đặt dịch vào giữa nếu chân vịt có hướng quay vào trong. Khi đó bánh lái sẽ không rơi vào vùng xoáy. b hbl a c - 20 - + Khi quay hết lái sang một bên mạn, mép sau bánh lái không được vượt ra ngoài giới hạn chiều rộng tàu. + Nếu bánh lái treo cân bằng được hàn với trục lái thì chiều cao bánh lái phải chọn sao cho có thể tháo được bánh lái khi sửa chữa 2.3. Giới thiệu tính năng tàu sửa chữa 2.3.1. Loại hình và công dụng Tàu được đưa vào sửa chữa có tên PASHA BULKER của Hy Lạp, đây là loại tàu chở hàng rời do Nhật Bản thiết kế và chế tạo. Tàu có 7 nắp hầm hàng được kết cấu theo hệ thống dọc đáy đôi mạn kép, toàn bộ phần thân tàu, kể cả máy móc trang thiết bị được lắp đặt thoả mãn cấp hoạt động không hạn chế theo quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép của Na Uy. 2.3.2. Các thông số cơ bản của tàu Chiều dài lớn nhất: Lmax = 225( m ) Chiều dài thiết kế: Ltk = 218 ( m ) Chiều rộng: B = 32.2 ( m ) Chiều cao: H = 19.8 ( m ) Mớn nước thiết kế: Ttk = 12.2 ( m ) Mớn nước mùa hè: Ttkmh = 14.2 ( m ) Tải trọng: D = 76.781 tấn Tốc độ đi biển ở mức tải thiết kế là: 11.5 (hải lý/ giờ) Biên chế: 25 người Hình 2.9. Hình tàu sửa chữa - 21 - 2.3.3. Tuyến hình Tuyến hình tàu có ảnh hưởng lớn đến tính năng hàng hải của tàu do đó tuyến hình là công cụ mô tả thông tin và tính toán các tính năng hàng hải của tàu. Tàu sửa chữa là loại tàu mũi quả lê đuôi tàu vòm 2.3.4. Hệ thống kết cấu Đây là loại tàu chở hàng rời kết cấu của tàu này được thiết kết theo hệ thống kết cấu dọc đáy đôi mạn kép, tàu có 260 sườn khoảng cách sườn 700mm, tàu có 7 nắp hầm hàng diện tích mỗi hầm hàng là 1700014400. 2.3.5. Máy chính Tàu được lắp đặt một máy chính từ sườn 21 đến sườn 30 Mã Hiệu: B&W 7S50MC – C Công suất: 9.230 KW Khối lượng: 12.256 kg Tốc độ vòng quay: 2100 ( vòng/ phút) Các thiết bị lắp kèm theo trên máy chính gồm: Bơm nước ngọt, bơm hút khô, bơm nước biển, bơm làm mát nước, bơm làm mát dầu 2.3.6. Hệ thống trục Đường kính chân vịt: D = 6.6 (m) Số cánh chân vịt: Z = 4 Đường kính trục chân vịt: 300 (mm) Chiều dài trục chân vịt: 5.4 (m) 2.3.7. Hệ thống lái Máy lái được sử dụng trên tàu là máy lái thuỷ lực. So với các thiết bị lái bằng hơi nước, hoặc bằng điện có bộ giảm tốc cơ khí thì loại máy lái này có các ưu điểm sau: nhẹ hơn, kinh tế, đơn giản và bền hơn. Ngoài ra nếu động cơ điện được bảo vệ kín nước thì máy lái điện thuỷ lực có thể hoạt động cả trong trường hợp khoang bị ngập nước. Máy lái thuỷ lực còn có ưu điểm không ồn, hoạt động ổn định và có thể điều khiển tốt từ xa trên các cabin tàu. - 22 - Hệ thống lái trên tàu PASHA BULKER gồm các thiết bị chủ yếu sau : A. May ơ dẫn động trục lái B. Bơm xoay thủy lực có lưu lượng thay đổi do động cơ điên dẫn động với nhiệm vụ bơm hoặc hút dầu áp lực C. Cơ cấu dẫn động điều khiển bơm D. Hộp van và ống dầu nhờn E. Hộp điều khiển thuỷ lực từ xa với 2 tín hiệu N1, N2 Ngoài hệ thống giới thiệu trên, trên tàu PASHA BULKER còn có các hệ thống làm mát dầu, bình giảm nhiệt, bình chứa dầu, bơm nước làm mát 2.3.8. Kiểu bánh lái Bánh lái được bố trí trên tàu là loại bánh lái cân bằng nửa treo, đây là loại bánh lái được sử dụng rộng rải trên các tàu chở hàng. - 23 - CHƯƠNG 3 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHO VIỆC SỬA CHỮA 3.1. Giới thiệu một số loại bánh lái điển hình và quy trình tháo lắp Dưới đây xin đựơc trình bày quy trình tháo lắp một số loại bánh được sử dụng trên tàu. 3.1.1. Bánh lái đơn giản. 3.1.1.1. Bánh lái cân bằng một chốt. Hình 3.1.Bánh lái cân bằng hai gối một chốt 1. Chốt dưới; 2. Bánh lái ;3. Ổ dưới của trục lái; 4.Trục lái; 5. Ổ trên của trục lái; 6. Máy lái. Loại bánh lái này tương đối đơn giản, có chốt lắp vào bản lề của sống đuôi tàu. Ở tàu nhỏ, chốt là đoạn mút của sống bánh lái có đường kính nhỏ, các tàu lớn có chốt riêng. Gối đỡ thứ hai của bánh lái là ổ dưới của trục lái. Ổ này được đặt ở vị - 24 - trí thấp nhất của vỏ tàu để giảm khoảng cách giữa hai gối của bánh lái. Trên các tàu lớn, để tăng độ tin cậy của bánh lái, ổ dưới của trục lái còn được lắp lồng trong ống bao trục lái giảm khoảng cách giữa hai gối của bánh lái. Để tháo lắp loại bánh lái này người ta thực hiện các bước sau: - Bước 1: Công tác chuẩn bị. + Chuẩn bị các trang thiết bị máy hàn, dây xích, cáp, và các thiết bị chuyên dùng khác - Bước 2: Bắt giàn giáo xung quanh bánh lái. - Bước 3: Hàn các tai cẩu vào tôn mạn bánh lái, và trên vòm đuôi tàu để luồn dây xích hoặc dây cáp giữ bánh lái trước khi tháo. - Bước 4: Cắt lỗ ở vùng chốt để nâng chốt lên sau khi tháo đai ốc. Lỗ này được lấy dấu chính xác và tiến hành cắt theo quy trình cắt thông thường. - Bước 5: Tháo chốt dưới bằng cách tháo đai ốc. Tùy theo kích thước của đai ốc mà có thể tháo bình thường, nếu đai ốc lớn thì áp dụng các biện pháp công nghệ để tháo. Ví dụ dùng con đội để có thể tháo được đai ốc. - Bước 6: Tháo chốt dưới lên. - Bước 7: Tháo ổ dưới của trục lái liên kết với bánh lái. - Bước 8: Sau khi chốt dưới được tháo ra và ổ dưới của trục lái được tháo rời khỏi bánh lái, lúc này bánh lái được dây cáp giữ chặt, người ta tiến hành nâng bánh lái lên. Để nâng được bánh lái lên người ta dùng palăng kéo dây cáp hoặc các xe cẩu để nâng. - Bước 9: Di chuyển bánh lái ra khỏi vòm đuôi tàu. - Bước 10: Hạ bánh lái xuống và tiến hành công việc sửa chữa khi bánh lái hư hỏng. - 25 - 3.1.1.2. Bánh lái cân bằng hai chốt (hình 3.2) Hình 3.2. Bánh lái cân bằng hai gối hai chốt 1.trục lái; 2. chốt trên; 3. chốt dưới; 4.chốt dưới 5. bánh lái Loại bánh lái này được dùng rộng rải ở các tàu chở hàng. Khác với kiểu bánh lái cân bằng một chốt gối trên của bánh lái là bản lề chốt nằm ở phía trên bánh lái gồm một khối bản lề (đúc hoặc hàn) của bánh lái được nối với bản lề của sống đuôi tàu qua chốt. Để đảm bảo độ bền đều của sống lái, khối bản lề phải có kết cấu đảm bảo nối chắc với các gân cứng của bánh lái. Trọng lượng bánh lái và trục lái do ổ chặn phía đầu trục lái chịu. Mặt bích có 6 8 bu lông và then ngang đai ốc đặt phía dưới hảm bằng chốt chẻ. Trong hốc đặt đai ốc đổ xi măng bảo vệ. Bánh lái có 3 vách dọc, tôn bao phần mũi bánh lái dày hơn phần đuôi, phần duới bánh lái có cửa thăm để quan sát đai ốc - 26 - của chốt dưới. Các bước tháo lắp bánh lái này tương tự như bánh lái một chốt tuy nhiên với loại bánh lái này sau khi tháo chốt dưới nguời ta tiếp tục tháo chốt trên, và các bu lông ở bích nối giữa trục lái và bánh lái, khi bánh lái được tháo rời công việc được tiến hành như bánh lái một chốt. 3.1.2. Bánh lái treo Hình 3.3. Bánh lái treo cân bằng có ống côn 1.trục lái; 2. ống bao ổ trên; 3. ống bao vùng ổ dưới; 4 ống lót ổ; 5. đoạn sống lái 6. đai ốc hãm; 7. tấm nắp; 8.sống lái; 9. tấm nắp dưới bánh lái; 10.vách đứng; 11.tôn bao; 12. sống đuôi bánh; 13 gân cứng ngang; 14. tấm nắp trên bánh lái. Bánh lái treo cân bằng (hình 3.3) thường được trang bị cho các tàu nội thủy có chiều chìm giới hạn (ít dùng trên các tàu lớn). - 27 - Trọng lượng toàn bộ bánh lái và trục lái do ổ đỡ chặn của trục lái chịu. Mối nối trục lái với bánh lái qua mặt bích ít dùng vì kém tin cậy. Mối nối bánh lái với trục lái qua ống côn và then tin cậy hơn, đoạn côn của trục lái thường chiếm khoảng 30% đôi khi tới 60% chiều cao bánh lái. Liên kết giữa bánh lái và trục lái được liên kết bằng đai ốc hãm. Quy trình tháo lắp bánh lái này được thực hiện theo các bước sau: - Bước 1: Công tác chuẩn bị: + Chuẩn bị các trang thiết bị máy hàn, dây xích, cáp, và các thiết bị chuyên dùng khác + Vận chuyển các trang thiết bị tới vị trí đuôi tàu. - Bước 2: Bắt giàn giáo xung quanh bánh lái. - Bước 3: Hàn các tai cẩu vào tôn mạn bánh lái,và trên vòm đuôi tàu để luồn dây xích hoặc dây cáp giữ bánh lái trước khi tháo. - Bước 4: Dùng máy cắt, cắt lỗ, đây gọi là lỗ công nghệ sau khi cắt lỗ xong tiến hành mở đai ốc. Trong quá trình tháo đai ốc bánh lái luôn được giữ cố định bằng dây cáp để đảm bảo tính an toàn trong quá trình tháo. - Bước 5: Sau khi đai ốc được tháo ra người ta tiến hành hạ bánh lái xuống bằng dây cáp hoặc xích. - Bước 6: Bánh lái được vận chuyển vào xưởng sửa chữa, bằng các thiết bị chuyên dùng hoặc xe cẩu. - Bước 7: Tùy theo mức độ hư hỏng củng như điều kiện của nhà máy mà lựa chọn phương án sửa chữa hợp lý. - 28 - 3.1.3. Bánh lái cân bằng nửa treo Hình 3.4. Bánh lái cân bằng nửa treo hai chốt có mặt bích - 29 - Kiểu bánh lái này rất phổ biến ở tàu khách và tàu hàng khô cở trung bình và lớn. Bánh lái cân bằng nửa treo thường liên kết bằng một hoặc hai chốt vào trụ lái treo. Bánh lái cân bằng nửa treo có profin lưu tuyến. Phần bánh lái nằm dưới trụ lái treo là phần cân bằng. Trụ lái treo kết cấu đúc liên kết chặt với kết cấu thân tàu.Thường trụ lái làm liền một khối với ống bao trục lái. Trục lái nối với bánh lái qua mặt bích hoặc ống côn. Sống bánh lái thường được thay bằng một vách đứng liên tục liên kết chặt vào phần đúc trên của bánh lái. Ổ đỡ chặn của trục lái chịu toàn bộ trọng lượng của bánh lái và trục lái. Trục lái có thể là trục thẳng (khi bánh lái một chốt) hoặc trục cong (khi bánh lái hai chốt). Bánh lái cân bằng nửa treo được dùng khi cần phải có khoảng trống lớn xung quanh chân vịt đưa chân vịt ra xa vỏ tàu để tránh dao động vùng đuôi tàu. Để có thể tháo được loại bánh lái này người ta thực hiện các bước sau : - Bước 1: Công tác chuẩn bị. + Chuẩn bị các trang thiết bị máy hàn, máy cắt dây xích, cáp, và các thiết bị chuyên dùng khác - Bước 2: Bắt giàn giáo xung quanh bánh lái để chuẩn bị tháo. - Bước 3: Tất cả các phụ tùng và các chi tiết khác được vận chuyển đến giàn giáo để chuẩn bị tháo. - Bước 4: Chuẩn bị máy hàn để hàn các tai cẩu lên vòm đuôi tàu cũng như lên mạn bánh lái để luồn dây xích và giữ bánh lái sau khi tháo. - Bước 5: Luồn dây xích vào tai cẩu ở mạn bánh lái và vòm đuôi tàu để giữ bánh lái. - Bước 6: Cắt lỗ ở tôn mạn bánh lái vùng chốt dưới của bánh lái để tháo đai ốc. - Bước 7: Cắt lỗ ở tôn mạn bánh lái phía dưới chốt trên để tháo đai ốc ở chốt trên. - Bước 8: Tháo các đai ốc và bu lông ở bích nối giữa bánh lái và trục lái. - Bước 9: Tiến hành tháo các chốt trên và chốt dưới của bánh lái. Để tháo được các chốt này người ta dùng các thiết bị chuyên dùng như tăng đơ, palăng, gắn dây cáp để tháo chốt. - 30 - - Bước 10: Lúc này bánh lái được tách rời ra khỏi trục lái và trụ lái, người ta tiến hành nâng bánh lái lên bằng dây xích được luồn qua tai cẩu giữa vòm đuôi tàu và tôn mạn bánh lái. - Bước 11: Di chuyển bánh lái ra phía sau bằng cách luồn dây xích vào lỗ phía sau bánh lái và xe cẩu bờ để di chuyển bánh lái. - Bước 12: Hạ bánh lái xuống và tiến hành công tác sửa chữa. Sơ đồ tháo lắp bánh lái được thể hiện trên (hình 3.5) Hình 3.5.. Sơ đồ tháo trục lái qua mạn tàu a) Nhìn từ đuôi về mũi tàu ; b) Nhìn từ mạn vào 1. tai mắc cáp để nâng bánh lái; 2. ống bao trục lái; 3. tấm che ống bao trục lái; 4. lỗ mắc cáp lái sự cố; 5. ống luồn cáp nâng bánh lái; 6. bánh lái; 7. vị trí trục lái khi tháo lắp. 3.2. Phương án thiết kế quy trình công nghệ tháo lắp và sửa chữa bánh lái 3.2.1. Các dạng hư hỏng của bánh lái tàu. Bánh lái tàu thủy hư hỏng do rất nhiều nguyên nhân và biểu hiện dưới nhiều dạng khác nhau. Các dạng hư hỏng phổ biến nhất thường là: Rạn nứt, tai nạn trên biển, ăn mòn, sinh vật biển, bu lông và đai ốc bị rơ, trục bánh lái bị gãy, chốt bánh b a 7 6 5 4 3 2 1 - 31 - lái bị mòn, khe hở giữa bản lề bánh lái và trụ đứng hẹp làm cho bánh lái không thể hoạt động được. 3.2.1.1. Rạn nứt Các loại rạn nứt thường phân ra ba nhóm chính: - Rạn nứt toàn phần: tức là trường hợp khi toàn bộ bánh lái bị vết nứt chạy suốt một mặt cắt. - Rạn nứt từng phần: khi tất cả các chi tiết kết cấu trong một khu vực nhất định bị nứt nhưng vết nứt không lan tiếp. - Rạn nứt cục bộ: khi vết nứt xảy ra tại một vị trí trên một chi tiết kết cấu Các loại rạn nứt trên thường xảy ra bởi các nguyên nhân chính sau: + Kết cấu chi tiết không đúng quy cách gây ứng suất tập trung vượt quá giới hạn bền của vật liệu. + Nguyên nhân vật liệu không đúng chất lượng yêu cầu. + Chất lượng gia công lắp ráp các chi tiết không tốt, ví dụ: hàn không đúng quy trình gây ứng suất bên trong lớn, không đồng đều, hoặc các mối hàn ngậm xỉ, rổ trở thành nơi xuất phát của những vết nứt, hoặc lắp ráp gượng ép những chi tiết không đúng kích thước + Điều kiện làm việc biến động của thân tàu áp lực thủy động của dòng nước lớn tác dụng lên bánh lái làm giảm sức bền mỏi của các kết cấu cũng gây ra hiện tượng rạn nứt. + Hao mòn kết cấu bánh lái trong quá trình sử dụng do hiện tượng han gỉ cũng làm tăng khả năng rạn nứt. + Đối với các tàu hoạt động ở xứ lạnh sự thay đổi nhiệt độ giữa ngày và đêm nhất là sự khác biệt nhiệt độ giữa không khí và nước cũng có thể là nguyên nhân rạn nứt. 3.2.1.2.Tai nạn trên biển Trong thời gian vận hành các loại tàu thuyền thường gặp các dạng tai nạn trên biển dưới đây: - 32 - - Đâm va giữa các tàu hoặc đâm va vào bờ cảng gây hư hỏng thân tàu làm cho kết cấu bánh lái cũng bị biến dạng. - Va đập của sóng làm hư hại phần mũi, phần đuôi, sóng lớn đập lên bong có thể làm hư hại trên boong và các kết cấu thượng tầng - Mắc cạn: hiện tượng này thường xảy ra nhất đối với những tàu hoạt động vùng nước cạn, mắc cạn gây hư hỏng chủ yếu vùng đáy tàu, phần bánh lái có thể hư hỏng không thể hoạt động được. - Vấp phải đá ngầm: khi tàu vấp phải đá ngầm đáy tàu có thể bị thủng ngoài ra đá ngầm củng làm cho bánh lái bị biến dạng, trục lái, trụ lái bị vênh, tôn bao bánh lái bị thủng, bánh lái không thể hoạt động được nữa. - Vấp phải băng: khi tàu vấp phải những tảng băng lớn không những bánh lái bị hư hỏng mà còn phần đáy tàu củng có thể bị thủng. Nguyên nhân chủ yếu của những vụ tai nạn đó là: + Điều kiện thời tiết xấu (sương mù, bão tố) làm mất khả năng nhận biết chướng ngại của người lái tàu, làm mất khả năng điều khiển tàu, sóng gió lớn cũng gây hư hại tàu. + Tàu mất tính ăn lái, mất khả năng điều khiển. Nguyên nhân chính cũng có thể do máy móc điều khiển bị hư hại, động cơ chính bị hỏng, thiết bị điều khiển tàu khi lâm nạn không chạy, người điều khiển tàu kém, không thông hiểu giữa thuyền viên và nhân viên cảng hoặc nhân viên tàu kéo khi ra vào cảng. + Không thông hiểu luồng lạch và vùng hoạt động của tàu. 3.2.1.3. Ăn mòn Hiện tượng hư hỏng kim loại do ăn mòn gây ra là hiện tượng phổ biến nhất trong tất cả các kết cấu kim loại đặc biệt là tàu thủy. Nó hạn chế tuổi thọ của thân tàu, giảm hiệu quả kinh tế khi sử dụng và đôi khi còn là nguyên nhân của những vụ tai nạn lớn của tàu trên biển. Dựa vào cơ cấu của quá trình ăn mòn, người ta phân ra làm hai loại ăn mòn chính: + Ăn mòn hoá học, trong đó hiện tượng ăn mòn xảy ra do những phản ứng hoá học oxit kim loại; - 33 - + Ăn mòn điện hoá, trong đó ăn mòn xảy ra dưới tác dụng của môi trường chất điện phân (dung dịch muối, kiềm hoặc axit). Về mặt đặc tính hủy hoại của hiện tượng ăn mòn, ta có thể phân biệt: Hình 3.6. Các dạng ăn mòn. a) Ăn mòn đều; b) Ăn mòn không đều; c) Ăn mòn một thàn phần hợp kim; d) Ăn mòn loang; e) Ăn mòn lỗ chỗ; f) Ăn mòn điểm; g) Ăn mòn giữa các tinh thể; h) Ăn mòn xuyên tinh thể; i) Ăn mòn dưới bề mặt. - Ăn mòn toàn phần, tức là toàn bộ bề mặt bị han gỉ; Ăn mòn một thành phần hợp kim; - Ăn mòn cục bộ, han gỉ chỉ tập trung ở một vị trí nhất định trên chi tiết kết cấu. Loại ăn mòn cục bộ còn được phân ra các loại sau: + Ăn mòn lỗ chỗ, loại ăn mòn này không rộng nhưng sâu lỗ chỗ ở một vài điểm; + Ăn mòn điểm, loại này xảy ra trên một bề mặt rất nhỏ (phạm vi bán kính từ 0,2 đến 1,0mm) nhưng vết gỉ ăn sâu có khi đục thủng cả kết cấu; + Ăn mòn giữa các tinh thể gây hủy hoại tế vi tăng độ giòn của kim loại; - 34 - + Ăn mòn xuyên tinh thể, hiện tượng này thường kết hợp với sự rạn nứt tế vi của kim loại; + Ăn mòn một thành phần hợp kim; + Ăn mòn dưới bề mặt, loại ăn mòn này xuất phát từ bề mặt nhưng phát triển chính ở dưới bề mặt. Loại này thường xảy ra đối với kim loại có thành phần hoá học phân bố không đồng đều hoặc khi cán bị tách lớp. Sự ăn mòn của kim loại trong nước biển phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác nhau như nồng độ, chiều sâu ngâm, chất lượng thép và các vi sinh vật thực vật bám trên thân tàu Trong kết cấu tàu thủy, ăn mòn đồng đều trên bề mặt không đáng lo ngại bằng hiện tượng ăn mòn lỗ chỗ vì loại này có thể ăn sâu tới 5mm làm giảm nghiêm trọng sức bền vỏ tàu. 3.2.1.4. Sinh vật biển. Một trong những nguyên chính làm tàu giảm tốc độ là trên bề mặt thân tàu ngâm dưới nước một số sinh vật biển bao gồm các loại hầu, hà, rong, rêu, sinh sống trong nước mặn bám vào. Ngoài việc làm tăng sức cản thân tàu, hầu, rong, rêu biển còn làm tăng độ ăn mòn thông qua: + Việc tăng khả năng thẩm thấu oxy tới những phần không bị hầu, hà bám, do đó gây tập trung han gỉ tại nơi đó; + Thay đổi thà