Chương 5: Thiết bị cứu sinh

Chia sẻ: Nguyen Trong Phi | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:25

Thêm vào BST

Báo xấu

561
lượt xem 87
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Để đảm bảo an toàn tính mạng cho con người trên biển, người ta trang bị các phương tiện cứu sinh bao gồm: xuồng cứu sinh, phao cứu sinh, vật nổi cứu sinh, v.v. và các trang thiết bị phục vụ các phương tiện cứu sinh. Các phương tiện cứu sinh trên tàu được chọn theo loại tàu và vùng hoạt động của chúng. Khi trang bị phương tiện cứu sinh cần phải tính đến tổng số người có trên tàu (hành khách và thủy thủ), kể cả chỗ dự phòng....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chương 5: Thiết bị cứu sinh

Chương 5 THIẾT BỊ CỨU SINH 5.1.KHÁI NIỆM CHUNG Để đảm bảo an toàn tính mạng cho con người trên biển, người ta trang bị các phương tiện cứu sinh bao gồm: xuồng cứu sinh, phao cứu sinh, vật nổi cứu sinh, v.v. và các trang thiết bị phục vụ các phương tiện cứu sinh. Các phương tiện cứu sinh trên tàu được chọn theo loại tàu và vùng hoạt động của chúng. Khi trang bị phương tiện cứu sinh cần phải tính đến tổng số người có trên tàu (hành khách và thủy thủ), kể cả chỗ dự phòng. Trên các tàu biển, các phương tiện cứu sinh được tính toán và chọn thỏa mãn các yêu cầu của Qui phạm: Bảng 5.1. áp dụng cho tàu có vùng bơi lội không hạn chế và hạn chế cấp I Số lượng người được đảm bảo bằng các Loại tàu Yêu cầu của phương tiện cứu sinh, %. Qui phạm Xuồng cứu Vật nổi Phao trên trên toàn tàu trên tàu một mạn Yêu cầu 1. Tàu khách 50 25 3 Cho phép 37,5 50 3 Yêu cầu Không trang bị 2. Tàu hàng 100 50 Cho phép 100 0 nt 3. Tàu dầu Yêu cầu 100 0 nt Cho phép 100 0 nt 4. Tàu chế biến Yêu cầu 50 50 nt Cho phép 37,5 75 nt 5. Tàu phá băng, Cho phép 50 50 nt tàu hải đồ, thực tập, hoa tiêu Yêu cầu 6. Tàu khai thác 50 100 nt 100 (chỉ trang 7. Tàu có L < 45m Cho phép 200 nt bị 1 xuồng) Bảng 5.2. áp dụng cho tàu loại II Loại tàu Yêu cầu của Xuồng cứu Vật nổi Phao trên Qui phạm trên một toàn tàu trên tàu mạn Yêu cầu 1. Tàu khách 50% 15% 50% Không trang bị 2. Tàu hàng nt 100% 25% 3. Tàu hàng có Cho phép 50% 100% nt L < 45m và 126
dung tích 500 T.Đ.K Yêu cầu Không trang bị 4.Tàu hàng 100% nt lỏng. 5. Tàu chế nt 50% 25% nt biến, khai thác Không trang bị 6. Tàu hàng Cho phép 100% nt lỏng L < 31m (1 xuồng) 7. Tàu khai thác nt 100% 100% nt L < 45m Bảng 5.3. áp dụng cho tàu loại III Yêu cầu của Xuồng cứu Vật nổi Phao trên Loại tàu Qui phạm trên một toàn tàu trên tàu mạn. Yêu cầu Không trang bị Không trang bị 1. Tàu khách, 100% tàu khai thác và tàu hàng. 2. Tàu dầu. Không trang bị nt 100% 0% Ghi chú: I: Vùng bơi lội không hạn chế và hạn chế cấp I. II: Vùng bơi lội hạn chế không lớn hơn 200 dặm (1 dặm =1,609 km) III: Vùng bơi lội hạn chế không lớn hơn 50 dặm. IV: Tàu nội địa (hoặc tra bảng 4.1 STTBTT-T2) Trong chương này chúng ta chủ yếu đi sâu vào nghiên cứu: xuồng cứu sinh. 5.2. YÊU CẦU ĐỐI VỚI XUỒNG CỨU SINH 5.2.1. Phân loại xuồng cứu sinh Theo vật liệu chế tạo gồm: xuồng kim loại (hợp kim), xuồng chất dẻo, xuồng gỗ, v.v. Theo kiểu thiết bị đẩy xuồng gồm: xuồng có bơi chèo, xuồng có chân vịt. Theo nguồn động lực đẩy xuồng gồm: xuồng máy, xuồng tay. 5.2.2. Yêu cầu đối với xuồng cứu sinh Xuồng phải đảm bảo đủ độ bền, dự trữ tính nổi và đủ ổn định ở bất cứ điều kiện nào tại mọi vùng hoạt động của tàu (đặc biệt khi mép trên của con trạch mạn). Để đảm bảo tính nổi cho xuồng khi xuồng bị ngập nước, người ta bố trí các hộp rỗng dọc theo mạn xuồng (khi nước tràn vào, xuồng vẫn còn các hộp khí dữ trữ tính nổi). Đăng kiểm Liên xô (cũ) qui định đối với tàu biển thì sức chứa của xuồng được xác định từ dung tích của nó, dung tích của xuồng phụ thuộc vào dung tích tối thiểu của một người và các trang thiết bị trên nó. Đối với tàu biển, chiều dài xuồng L ≥ 7,3 m và tương ứng dung tích chiếm chỗ tối thiểu của một người là : 0,283 m3. 127
Với các tàu có chiều dài xuồng L ≥ 4,9m (thường là tàu có vùng bơi lội hạn chế cấp I) và L ≥ 4,5m (thường là tàu có vùng bơi lội hạn chế cấp II, III) thì dung tích tổi thiểu của một người là: 0,396 m3. Xuồng phải có khối lượng và kích thước nhỏ (thường làm bằng hợp kim nhẹ, kim loại, hoặc chất dẻo). Trọng lượng xuồng với đầy đủ người và trang thiết bị không vượt quá 20,3 Tấn và số người trên xuồng phải không quá 150 người. Đối với tàu dầu, tàu chở chất dễ cháy, nổ thì xuồng phải làm bằng thép, có dạng kín và có lớp cách nhiệt (xuồng xuyên lửa). Xuồng phải có tính quay trở tốt, ít bị trôi dạt khi bơi có buồm, đi lại dễ dàng trên sóng. Các xuồng phải được trang bị hệ thống truyền động, khi số người trên xuồng từ 60 ÷ 100 người thì có thể truyền động bằng tay (truyền động với chong chóng lắp tay) hoặc chong chóng có gắn máy, còn khi số người lớn hơn 100 thì xuồng phải đặt máy có lắp chong chóng. Kết cấu vỏ xuồng phải đủ độ bền vững sao cho không bị phá hỏng khi bơi đ ầy tải trọng trong sóng gió lớn, khi hạ xuồng có người từ tàu xuống nước và ngay cả khi va đập vào mạn tàu, bờ bến cảng, v.v., xuồng phải có tính ổn định tốt, không bị lật khi bơi có buồm trên sóng lớn, chòng chành ít khi người di chuyển trên xuồng. Xuồng phải có tốc độ cao để nhanh chóng thoát khỏi vùng tàu bị tai nạn. Với tàu khách, tàu chở hàng lỏng, tàu chở hóa chất dễ cháy, tàu đánh bắt hải sản, tàu chế bi ến và khai thác có vùng hoạt động không hạn chế cấp I, tốc độ xuồng phải không nhỏ hơn 6 hl/g, còn với các tàu khác thì phải không nhỏ hơn 4 hl/g. Xuồng phải bảo vệ người trên xuồng khỏi: lạnh, mưa, tuyết, nóng, v.v. 5.2.3.Các đặc tính của xuồng cứu sinh Bảng 5.1. Các đặc tính cơ bản của xuồng cứu sinh gỗ loại 1A Số Sức Chiều Chiều Chiều Độ Số Số loại chứa, dài lớn rộng lớn cao mạn lượn lượng cong xuồn người. nhất L, nhất B, dọc: a, g xà xà dưới H, m. g m m. mm ngang 1 12 4,7 1,8 0,7 180 3 - 2 13 5,2 1,8 0,7 200 3 - 3 16 5,7 1,9 0,75 220 3 - 4 20 6,2 2,0 0,8 240 3 - 5 25 6,7 2,2 0,85 260 3 - 6 30 7,2 2,3 0,9 280 4 - 7 36 7,7 2,4 0,95 300 4 3 8 42 8,2 2,5 1,0 320 4 3 9 46 7,7 2,8 1,15 340 5 2 10 53 8,7 3,2 1,22 360 5 2 11 60 8,2 3,2 1,22 380 6 2 Bảng 5.2. Đặc tính cơ bản của xuồng cứu sinh làm bằng chất dẻo và hợp kim nhẹ. Chiề Chiề Chiề Khoản Lượn Trọng Sức Kiểu Tốc Ký hiệu lượng chứa, động độ, u dài u u g g xuồn L, m. rộng chiếm xuồng người. cơ cao cách hl/g. mạn nước g B, m. các và 128
H, m. móc toàn trang treo A, bộ, T. thiết bị có m. người , T. Xuồng cứu sinh làm bằng chất dẻo 1 5,20 1,91 1,10 4,00 1,83 0,85 10 Chèo - tay 2 5,70 2,02 1,22 4,50 2,20 1,00 13 " - 3 6,70 2,26 1,35 5,50 3,10 1,23 24 " - Truyề 4 6,60 2,30 1,45 6,00 4,07 2,20 25 - n động tay 5 7,10 2,40 1,53 6,00 4,17 1,70 33 " - 6 7,40 2,50 1,78 6,00 4,77 1,87 38 " - 7 7,60 2,50 2,50 6,50 5,09 2,00 40 " - 8 8,10 2,95 2,09 7,00 6,59 2,13 57 " - 9 8,10 2,50 2,50 7,00 7,40 2,46 57 " - 10 8,60 3,15 2,14 7,50 8,02 2,85 69 " - 11 8,60 3,15 2,70 7,50 8,36 3,20 69 " - 12 6,60 2,30 1,45 6,00 4,07 2,20 25 ..... 13 7,10 2,40 1,53 6,00 4,87 2,38 33 " 6 14 7,40 2,50 1,78 6,00 4,86 2,50 38 " " 15 7,40 2,50 2,50 6,50 5,50 2,73 37 " " 16 8,10 2,95 2,09 7,00 7,08 2,96 55 " " 17 8,10 2,50 2,50 7,00 7,40 3,28 55 " " 18 8,60 3,15 2,14 7,50 8,43 3,48 66 " " 19 8,60 3,15 2,70 7,50 8,65 3,70 66 " " Xuồng cứu sinh làm bằng hợp kim nhẹ Truyề 1 6,70 2,27 1,50 5,25 2,85 1,20 22 - n động tay 2 8,13 2,62 1,94 6,75 4,44 1,74 36 " - 3 9,15 3,00 2,03 7,80 6,98 2,86 55 " - 4 6,70 2,27 1,50 5,25 3,50 2,00 20 ... 6 5 8,13 2,62 1,94 6,75 4,70 2,45 30 " " 6 9,15 3,00 2,03 7,80 6,80 2,98 51 " " 7 8,64 2,65 2,30 6,30 5,10 2,95 30 " " Bảng 5.3. Trang bị xuồng cứu trên các tàu khách vùng bơi lội hạn chế cấp I Chiều dài đăng Số lượng Số lượng xuồng Thể tích nhỏ nhất ký của tàu: L, m. xuồng cứu của tất cả các cứu tối thiểu cho phép giảm đến xuồng cứu, m3. (trường hợp ngoại lệ) 129
31 ≤ L < 37 2 2 11 37 ≤ L < 43 2 2 18 43 ≤ L < 49 2 2 26 49 ≤ L < 53 3 3 33 53 ≤ L < 58 3 3 38 58 ≤ L < 63 4 4 44 63 ≤ L < 67 4 4 50 67 ≤ L < 70 5 4 52 70 ≤ L < 75 5 4 61 75 ≤ L < 78 6 5 68 78 ≤ L < 82 6 5 76 82 ≤ L < 87 7 5 85 87 ≤ L < 91 7 5 94 91 ≤ L < 96 8 6 102 96 ≤ L < 101 8 6 110 101 ≤ L < 107 9 7 122 107 ≤ L < 113 9 7 135 113 ≤ L < 119 10 7 146 119 ≤ L < 125 10 7 157 125 ≤ L < 133 12 9 171 133 ≤ L < 140 12 9 185 140 ≤ L < 149 14 10 202 149 ≤ L < 159 14 10 221 159 ≤ L < 168 16 12 238 Bảng 5.4. Kích thước xuồng của Liên xô (cũ). Số người Kích thước chủ yếu của xuồng, Trọng lượng lớn nhất trên xuồng của xuồng, người, m. trang thiết bị, T. L B T 25 6,5 2,2 0,85 3,3 33 7,0 2,3 0,9 3,9 40 7,5 2,4 1,0 4,7 48 7,5 2,65 1,1 5,5 47 8,0 2,55 1,0 5,4 60 8,0 2,85 1,15 6,9 55 8,5 2,70 1,05 6,1 73 8,5 3,05 1,20 8,5 74 9,0 2,9 1,25 8,8 85 9,0 3,2 1,25 9,9 87 9,5 3,1 1,3 10,3 95 9,5 3,33 1,3 11,5 5.2.4. Phân loại phao cứu sinh 130
Phao cứu sinh được chia ra làm hai loại chủ yếu: phao cứng và phao mềm (hơi). Phao cứng có thể làm bằng kim loại (thép, hợp kim, v.v. ), chất dẻo hoặc gỗ, còn phao mềm - vải tẩm cao su có bơm hơi. 5.2.4.1. Yêu cầu đối với phao cứu sinh Kết cấu và hình dạng của phao cứu sinh phải đảm bảo đủ dự trữ tính nổi, ổn đ ịnh, có đủ chiều cao mạn khô cần thiết khi phao được chất đầy tải (đặc biệt khi gặp bão, với l ực tác dụng lên phao là F1 và lực tác dụng của dòng chảy là F2, còn lực tác dụng của gió lên phần nhô của phao không được xét đến, vì khi đó thường xuyên phao bị phủ kín bởi sóng nước. Khi đó nguy hiểm nhất là trường hợp F 1, F2 cùng chiều, và lực tác dụng lên phao là: Fmax = F1max + F2 , F1max ứng với cấp gió 11). Sức chứa tối thiểu của phao là: 6 người, tối đa là 25 người. Trọng l ượng toàn bộ phao không quá 180 kG. Tự trọng phao (không kể các thiết bị) có thể lớn hơn nếu trên tàu có thiết bị nâng hạ chúng. Kết cấu của phao phải thoả mãn sao cho các trang thiết bị liền chúng không bị hư hỏng khi quăng chúng từ vị trí đặt phao trên tàu xuống nước ở độ cao lớn (độ cao tối thiểu không quá: 18,3 m). Đối với phao hơi (loại 1 săm, 2 săm, hình tròn hoặc ô van) thì xăm chính và khung mái che được nạp khí từ chai thép đặt ở đáy phao. Dưới đáy phao có túi nước dằn để tăng tính ổn định, túi này có khả năng thoát nước nhanh khi cần thiết (kéo phao). 5.2.4.2. Các đặc tính của phao Bảng 5.5. Các đặc tính cơ bản của phao cứng Các đặc tính Kiểu phao của phao Phao hợp kim nhẹ Phao chất dẻo CΠ A4 CΠ A6 CΠ A12 CΠ Π 4 CΠ Π 6 CΠ Π 12 CΠ Π 18 Chiều dài Lp 1,95 2,58 3,26 1,77 2,46 3,04 3,98 m. Chiều rộng 1,70 1,82 2,59 1,50 1,64 2,19 2,29 Bp m. Đường kính 0,5 0,5 0,5 - - - - thân D, m. Chiều cao 2,19 2,19 2,19 2,03 2,03 2,04 2,07 móc đáy Hp, m. Chiều cao 8,3 18,3 18,3 18,3 18,3 18,3 18,3 thả phao cho phép, m. Diện tích 1,51 2,47 4,46 1,84 2,64 4,60 7,00 khoang chứa, m2. Thể tích 0,81 1,24 1,69 0,6 0,90 1,26 1,89 131
buồng khí, m3. Sức chứa, 4 6 12 4 6 12 18 người. Khối lượng 150 180 280 150 170 240 320 phao có kể đến trang thiết bị, kg. Khối lượng 450 630 1180 450 620 1140 1670 phao có kể đến trang thiết bị và người không được quá, kg. Bảng 5.6. Các đặc tính của phao. Các đặc tính Kiểu phao Π CH -6M Π CH -10M Sức chứa, người. 6 10 Kích thước sau khi nạp khí, mm. Dài 3050 3700 Rộng 1820 2400 Cao 1200 1350 Chiều dài thùng chứa, mm. 1160 1410 Đường kính thùng chứa, mm. 600 600 Số lượng chai khí. 1 1 Dung tích một chai khí, l. 4 6 Thời gian nạp khí vào phao, phút. 0,5 1,0 5.2.5. Các loại thiết bị cứu sinh khác Ngoài xuồng và phao cứu sinh, trên tàu còn được trang bị bởi các phương tiện cứu sinh khác như dụng cụ cứu sinh và các phương tiện cứu sinh cá nhân, có đ ủ l ực nâng đ ể giúp người ở trong nước bám vào phao. Dụng cụ cứu sinh là các thiết bị cứu sinh tập thể gồm: phao nhẹ, ghế cứu sinh, bàn cứu sinh và các vật nổi khác. Phao nhẹ cứu sinh có kết cấu giống như phao cứu sinh nhưng không có mái che, nhỏ nhơn, có dây cứu sinh để người bám xung quanh phao. Ghế cứu sinh giống như ghế tựa tàu thuỷ, đáy có đặt bình khí, xung quanh có dây bám, hai bên bằng gỗ. Bàn cứu sinh là bàn gỗ thông thường của tàu thuỷ, có bố trí bình khí và dây bám nh ư ghế cứu sinh. Thiết bị cứu sinh cá nhân gồm: phao tròn, phao nịt, áo cứu sinh. 132
Phao tròn được bố trí trên tất cả các tàu, số lượng phụ thuộc vào loại tàu và vùng hoạt động của nó. Phao làm từ vật liệu khó bốc lửa và chịu dằn, xung quanh có dây bám chịu nổi (đường kính dây 3 mm, chiều dài dây không nhỏ hơn 27,5 m). Phao nịt và áo cứu sinh giữ cho người nổi trên mặt nước ở vị trí có lợi nhất, phao nịt thường được làm bằng nhiều tấm nhựa bọt nối với nhau. Yêu cầu: Phao tròn cứu sinh phải có màu vàng da cam có ghi trên tàu, chủ tàu. Tín hiệu tự bốc cháy được nối với phao bằng đoạn dây dài 1,5 m. Phao cứu sinh phải giữ cho người nổi được 24 g (nước ngọt). áo cứu sinh phải có hai lớp mỗi lớp nhiều bông, dồn đầy nỉ. Các đặc tính cơ bản của thiết bị cứu sinh cá nhân. Bảng 5.7. Trang bị phao tròn cứu sinh cho các tàu Loại tàu Chiều dài tàu Số lượng phao tròn cứu sinh L, m. Số lượng Số phao có đèn Số phao có tự đốt dây cứu sinh chung Mỗi mạn ≤ 1 Tàu khách L < 15 4 1 Tàu công nghiệp 15 ≤ L < 31 6 2 Hải sản và tàu có 31 ≤ L < 61 50% nhưng ≤ 6 8 công dụng đặc 12 nt 61 ≤ L < 122 biệt 18 nt 122 ≤ L < 183 24 nt 183 ≤ L < 244 36 nt 244 ≤ L Tàu hàng L < 15 2 1 Tàu dầu và tàu cá 15 ≤ L < 31 4 2 8 4 31 ≤ L Bảng 5.8. Các đặc tính của phao nhẹ cứu sinh. Các đặc tính CΠ C12 CΠ C18 CΠ C24 Các kích thước chính, mm. Chiều dài 1730 2250 3550 Chiều rộng 1530 1550 1850 Chiều cao 460 500 500 Khối lượng phao (có người và trang thiết bị), 475 780 1275 kg. Khối lượng phao có thiết bị, kg. 180 270 420 Số lượng người trên phao 4 8 Số lượng người bám vào dây cứu sinh. 10 14 16 Số khoang kín nước 6 8 10 Bảng 5.9. Đặc tính cơ bản của phao tròn cứu sinh. Loại Vật liệu Lực giữ Đường Kích thước, mm. Khối lượng nổi phao (không kính phao (không d b h 133
nhỏ Không nhỏ hơn lớn hơn), ngoài D, hơn), mm. kg. kg. Cao su xốp I 14,5 740 400 150 100 4,8 Cao su xốp II 8 680 400 120 80 2,8 Nhựa bọt III 14,5 760 440 160 60 3,0 Bảng 5.10. Đặc tính cơ bản của phao nịt, áo cứu sinh. Vật liệu Kích thước chính, mm. Khối lượng, kg. Rộng Dài Dày Nhựa xốp ΠXB 1320 315 42 1,65 -1 Nhựa xốp ΦΦ 1320 315 42 2,80 Nhựa xốp ΠC -1 1320 320 45 1,43 5.3. YÊU CẦU ĐỐI VỚI VIỆC BỐ TRÍ XUỒNG CỨU SINH TRÊN TÀU THUỶ Đối với các tàu biển, được trang bị xuồng cứu sinh thì vị trí đặt nó trên tàu ph ải tuân theo một số qui định (yêu cầu) sau: Xuồng nên được bố trí ở vùng giữa tàu, mà không nên bố trí ở đầu hoặc đuôi tàu. Không bố trí xuồng trên boong mũi và gần với vị trí của chong chóng tại phía đuôi tàu, khoảng cách từ mặt phẳng đĩa thiết bị đẩy đến mặt phẳng song song với nó, đi qua điểm mút cuối của xuồng cứu, đo theo phương ngang phải không nhỏ hơn chiều dài xuồng lX. Nếu trên tàu có bố trí một số xuồng cứu thì tốt nhất các xuồng đó nên đ ặt ở cùng m ột boong. Nếu một boong đặt không hết mà phải bố trí ở nhiều boong khác nhau, thì phải chú ý đến vị trí của các xuồng, theo chiều dài tàu, phải so le nhau để tránh va chạm khi thả xuồng. Việc bố trí các xuồng phải đảm bảo sao cho không va chạm vào các phương tiện khác khi tàu áp mạn, xuồng phải được bảo vệ, không bị phá hỏng dưới tác dụng của sóng gió và các tác động khác khi tàu hành hải. Xuồng cần phải hạ nhanh và an toàn khi tàu nghiêng đến 200, hoặc chúi 150. Xuồng phải được đặt trên giá đỡ và được giữ chặt khi tàu hành hải. Kích thước xuồng và việc bố trí số người trên xuồng theo điều kiện tạm sống của con người trên xuồng, người ta qui định: Khi chiều dài xuồng: lX ≤ 7,3 m thì thể tích 1 người trên xuồng là: 0,283 m3. lX ≤ 4,9 m thì thể tích 1 người trên xuồng là: 0,396 m3. Việc chọn số lượng xuồng cứu sinh phải thỏa mãn yêu cầu của Qui phạm như đã giới thiệu ở trên. 5.4. THIẾT BỊ NÂNG, HẠ XUỒNG Thiết bị nâng hạ xuồng, chủ yếu ta xét là cẩu xuồng và các thiết bị phụ của cẩu xuồng và gọi là giá xuồng. Giá xuồng có nhiệm vụ hạ xuồng cứu sinh có đ ầy đ ủ các trang thi ết b ị và người gặp nạn xuống nước, cũng như nâng, xếp xuồng lên boong, giữ xuồng trên tàu. 134
Giá xuồng phải có kết cấu và tính toán sao cho chúng đưa được xuồng và toàn b ộ số người, các trang thiết bị khác từ vị trí đặt xuồng trên boong, ra mạn và hạ xuống nước ở điều kiện tàu nghiêng 200, chúi 150. Khi nâng xuồng từ mặt nước lên tàu được tiến hành với toàn bộ người và các trang thiết bị, còn khi đưa xuống từ mạn vào vị trí đặt xuồng trên boong, chỉ tính với s ố người phục vụ ít nhất. Giá xuồng gồm có: giá xuồng quay quanh trục thẳng đứng; giá xuồng quay theo trục nằm ngang và giá xuồng kiểu trọng lực. 5.4.1. Giá xuồng quay quanh trục thẳng đứng (giá xuồng quay) Đặc điểm của giá xuồng quay Kết cấu đơn giản (như cần trục công-sơn), giá thành rẻ, dễ chế tạo. Nhược điểm: tầm với hạn chế và khó khăn khi thả xuồng, nhất là khi tàu nghiêng (vì thường phải ti ến hành bằng tay). Vì vậy loại này chỉ dùng trên các tàu nhỏ, nội địa, tàu phụ trợ, tàu kéo đẩy (có khối lượng xuồng không quá 500 kg). Các kích thước cơ bản của giá xuồng kiểu này, tìm thấy ở bảng 4.11. STTBTT-T2. Ghi chú: cẩu xuồng quay quanh trục thẳng đứng còn gọi là cẩu xuồng quay. Thường có 2 loại: loại có đế: các ổ đỡ được đặt trong đế, đế được liên kết chặt với boong tàu. Loại không có đế: các ổ đỡ liên kết ngay vào thân tàu. Hình 5.1. Giá xuồng quay. 1- xuồng; 2- giá đỡ xuồng; 3 - dây nâng hạ xuồng; 4 - giá xuồng; 5 - gối xoay. 5.4.2. Giá xuồng quay quanh trục nằm ngang (giá xuồng lắc) 135
Hình 5.2. Giá xuồng lắc. 1 - cần cẩu xuống; 2 - vít lắc; 3 - cơ cấu tay quay; 4 - trụ đỡ. Đặc điểm của giá xuồng lắc Xuồng được đưa từ nơi đặt trên boong ra mạn hoặc ngược lại nhờ chuyển động lắc của cẩu xuồng. Ưu điểm: kết cấu đơn giản, tầm với lớn, do đó có khả năng thả xuồng trong điều kiện bất kỳ nghiêng hay chúi của tàu, tức là trong trường hợp ổn định của tàu là bất lợi. Giá xuồng lắc thường được sử dụng cho những xuồng có trọng l ượng không quá 2300 kg trên tàu khách và trên tàu hàng khô, tàu dầu trọng tải PN < 1600 T. Công ước Quốc tế năm 1960 qui định trang bị loại này cho tàu cho tàu khách nhỏ, tàu hàng kích thước vừa phải và tàu dầu có dung tích nhỏ hơn 6000 T.Đ.K. Nhược điểm: chiếm nhiều diện tích mặt boong. Ghi chú: Giá xuồng kiểu lắc có nhiều loại: cẩu xuồng lắc cần thẳng; (cẩu xuồng lắc Iolko); cẩu xuồng lắc cần cong (kiểu cần cong có vòi). Các đặc tính của xuồng lắc được tìm thấy ở bảng 4.12. STTBTT-T2. 5.4.3. Giá xuồng kiểu trọng lực 136
Hình 5.4. Giá xuồng kiểu trọng lực. 1 - cần cẩu xuồng; 2- xuồng; 3- dây giữ xuồng; 5 - giá đỡ xuồng; 6 - dây xuồng; 7 - đế giá xuồng; 8 - chốt hãm dây xuồng; 9 - thanh ngang giá xuồng; 10 - bản lề sau; 11 - bản lề trước. Đặc điểm cơ bản của kiểu giá xuồng này là: Ưu điểm cơ bản của loại giá xuồng này là quá trình hạ xuống, đưa xuồng từ boong ra mạn, được tiến hành nhờ tự trọng của xuồng mà không cần tác động vào (kể cả quay tay). Thời gian hạ xuồng ngắn. Số lượng người tối thiểu trong xuồng khi nâng là: nếu s ức chứa là 41 người thì khi nâng là 2. Loại giá xuồng này chiếm ít diện tích mặt boong, tầm với lớn và có thể thả xuống trong mọi điều kiện nghiêng, chúi hoặc mất ổn định của tàu. Kết cấu phức tạp, giá thành đắt. Nhưng vì yêu cầu an toàn cho tính mạng c ủa con người trên biển là cao nhất nên nó vẫn được áp dụng phổ biến, rộng rãi cho đ ội tàu bi ển hiện nay. Ghi chú: giá xuồng kiểu trọng lực gồm nhiều loại như: cẩu xuồng có con lăn di chuyển trên ray dẫn hướng đặt trên boong; cẩu xuồng có bản lề (loại 1 bản l ề; lo ại 2 b ản l ề); c ẩu xuồng có con lăn và bản lề. Ngoài ra còn một số xuồng đặc biệt khác như: cẩu xuồng "Dvon"; cẩu xuồng Vrenqdenhl; cẩu xuồng Séctơ "Velin"; cẩu xuồng ROS; cẩu xuồng của hãng Boizenburg; cẩu xuồng Minhevít , v.v. Các đặc tính của giá xuồng trọng lực thể hiện theo bảng 4.13; 4.14 STTBTT-T2. 5.5. TÍNH TOÁN GIÁ XUỒNG 137
5.5.1. Những số liệu sử dụng để tính toán giá xuồng 5.5.1.1. Ứng suất cho phép và vật liệu chế tạo Với mỗi một chi tiết của giá xuồng: cần, giá, trục, ổ đỡ, v.v. được chế tạo bằng các vật liệu khác nhau. Song các chi tiết thiết kế phải thoả mãn: σMAX ≤ [σ] (phương pháp ứng suất cho phép) trong đó: σMAX - ứng suất phát sinh lớn nhất trong chi tiết khi có ngoại lực tác dụng. Khi tính toán các chi tiết của thiết bị nâng hạ xuồng ở tải trọng khai thác thì đ ộ dự tr ữ bền phải lấy n = 5 đối với giới hạn bền của vật liệu tức là: [σ] = 0,2σB trong đó: σB - giới hạn bền của vật liệu. [σ] - ứng suất cho phép. Đối với thép các-bon thường, giới hạn chảy bằng khoảng 0,5.σB. Khi đó độ dự trữ bền được lấy bằng 2,5.σCH (σCH - giới hạn chảycủa vật liệu), tức là: [σ] = 0,4.σCH Nếu σCH > 0,7.σB thì lúc đó ứng suất cho phép được lấy là: [σ] = 0,4 x 0,7.σB = 0,28.σB Khi tác dụng bằng tải trọng ngẫu nhiên, ví dụ: mô men dừng của động cơ điện khi ngắt điện kết thúc sự làm việc hoặc khi đã nâng xuồng đến vị trí tới hạn và cần đã co hết vào trong boong (kiểu trọng lực) nhưng động cơ vẫn tiếp tục làm việc do cơ cấu giới hạn hành trình bị hỏng thì: [σ] = 0,9.σCH và trị số ứng suất tiếp cho phép được lấy là: [τ] = 0,6.[σ] Ứng suất tương đương xác định theo công thức của thuyết bền 4: σTĐ = σ 2 + 3τ 2 Đối với thép hợp kim, hệ số dự trữ độ bền được tính theo công thức: nH = nC.σCHh/(0,5.σB) trong đó: nC - hệ số dự trữ bền ứng với giới hạn chảy của thép các-bon, lấy nC = 2,5. σCHh- giới hạn chảy của thép hợp kim. σB - giới hạn bền của thép các-bon. Với các chi tiết chịu nén, cần phải tính toán theo điều kiện ổn định. Đối với giá xuồng, trường hợp chủ yếu được tính toán theo điều kiện ổn định là tính toán các thanh quay t ự do trong các chốt. Độ mảnh của thanh λ = l/imin ,với: l- chiều dài thanh, i- bán kính quán tính của thanh: i = Imin . F Nếu λ >100 thì độ ổn định là: n0 = PE/PN = σE/σN trong đó: PN, σN - lực và ứng suất nén thanh. PE, σE - lực tới hạn Ơ-le và ứng suất Ơ-le. 2 i  π 2 .EI P ; σ E = E = π 2 .E min  PE =  µl  µl 2 F   138
trong đó: E - mô đun đàn hồi của vật liệu. µ - hệ số chiều dài thanh, phụ thuộc vào liên kết hai đầu ( µ = 1 - cho hai đầu là liên kết bản lề) I - mô men quán tính của tiết diện thanh. Nếu: µ < 100, ứng suất Ơ-le xác định theo công thức: σE =3100.(1 - 0,0368.λ). 5.5.1.2. Xác định tải trọng tính toán 1 - Tải trọng tính toán trên giá xuồng Tải trọng trên giá xuồng khi hạ xuồng bao gồm: trọng lượng xuồng với đầy đủ các trang thiết bị, trọng lượng của số người đủ trên xuồng khi góc nghiêng tĩnh của tàu đ ến 20 0 về một bên mạn và góc chúi dọc đến 150. Khi nâng xuồng cũng phải tính tải trọng gồm đầy đủ trang thiết bị và số người trên xuồng nhưng có thể lấy góc nghiêng và chúi nhỏ hơn để tính toán: góc nghiêng lấy bằng 15 0, góc chúi lấy bằng 100. Tải trọng tính toán trên hai giá xuồng khi nâng, hạ và đưa xuồng từ vị trí đặt trên boong ra mạn xác định theo công thức:  x Pf = 2. 0,5 + .( P1 + q1m1 ) + q 2 + q 3  a   trong đó: | x| - giá trị tuyệt đối của khoảng cách có đầy đủ tải trọng của xuồng, trang thiết bị và người đến điểm giữa khoảng cách giữa các giá xuồng, m. a- khoảng cách giữa các điểm treo xuồng, m. P1- trọng lượng xuồng với đầy đủ các trang thiết bị, kG. q1- trọng lượng của một người, thường q1 = 75 kG. m1- số người chứa trong xuồng theo đúng sức chứa của nó. q2- là trọng lượng tổng cộng của hai giá treo có xích và các chi tiết liên kết khác đ ể phục vụ cho việc nâng hạ xuồng, kG. q3- trọng lượng của các bàn trượt hạ, kG. Tải trọng tác dụng lên cặp giá xuồng khi xuồng được đưa từ mạn vào boong: Pv = P1 + q1m2+ q2 + q3 trong đó: m2 - số người trên xuồng cho phép khi nâng hạ xuồng. m1, m2 : lấy theo bảng 4.17.STTBTT-T2. Ngoài ra, tải trọng Pf , Pv còn có thể tính theo công thức sau: Pf = [(P1 + q1.m1)k + q2 + q3]k1 Pv = [(P1 + q1.m2)k + q2 + q3]k1 trong đó: k = 1,1 - hệ số tải trọng không đều. k1 = 1,1÷ 1,25 - hệ số động (tính đến khi phanh nhẹ, hoặc tàu chòng chành khi hạ xuồng). Trong các công thức trên. Nếu tính lực căng trên dây cáp cẩu xuồng thì trong khối lượng q2 sẽ không có thành phần khối lượng của hầm xích và khối ròng rọc trên của hệ pa-lăng nâng xuồng. Tải trọng tác dụng lên từng cẩu xuồng là: Pt1 = Pt.(0,5.a + | x| )/a. Pt2 = Pt.(0,5.a - | x| )/a. 139
trong đó: Pt, Pt1 và Pt2 tải trọng tính lên các cặp cẩu xuồng (Pf và Pv) và lên cẩu xuồng phía lái, phía mũi tàu. Tải trọng tính cho cẩu xuồng là giá trị lớn nhất của (Pt 1, Pt2) có phương phù hợp với góc nghiêng của tàu. Lưu ý: khi tính toán ở các trạng thái với: m 1, m2 - số lượng người khi nâng, hạ xuồng (bằng sức chứa của xuồng) ứng với lượng chiếm nước của tàu là: D 1, D2 và toạ độ trọng tâm xuồng: x 1, x2, m. Theo ISO: a = (0,86.LP - 0,3), m. Hình 5.5. Bố trí cặp giá xuồng. Các thông số về dao động của tàu khi có và không có hàng: τ, τ1- chu kỳ dao động ngang và dọc tàu, s. θm, ψm - biên độ dao động ngang và dọc tàu, độ. xG, zG- toạ độ trọng tâm tàu có tải, không tải tính từ đường cơ bản, m. 2 - Tải trọng tính toán trên các chi tiết cố định giá xuồng và xuồng Các tải trọng như trên chỉ tính cho các cẩu xuồng, còn đối với các chi tiết hoặc cơ cấu của cẩu xuồng, các chi tiết liên kết xuồng vào giá xuồng hoặc vào tàu khi tàu chạy, thì t ải trọng tính toán sẽ là tải trọng động. Khi tàu chòng chành gồm: lực quán tính c ủa khối l ượng xuồng, thành phần động của cẩu xuồng và thành phần trọng lượng khi góc nghiêng mạn lớn nhất. Ngoài ra cần tính đến ảnh hưởng của gió khi xác định tải trọng này. 5.5.2. Tính toán giá xuồng 5.5.2.1. Giá xuồng quay quanh trục thẳng đứng 1 - Kết cấu Giá xuồng quay quanh trục thẳng đứng được tạo thành từ các cần và trụ đế. Cần là ống thép hàn hoặc ống thép đặc quay quanh trục thẳng đứng, còn trụ đế là ống hàn với các mã. Đầu dưới của ống có đặt các ổ trượt còn đầu mút trên có đặt ổ chặn. Có hai dạng giá xuồng là: giá xuồng có trụ đế và giá xuồng không có trụ đế. Kích thước của giá xuồng lấy theo bảng 4.11 STTBTTT2. Đường kính giá xuồng đặc d, mm, được tính theo công thức: 140
d = 27. 3 LBH( h + 4l ) , mm. trong đó: L, B, H - chiều dài, chiều rộng, chiều cao mạn của xuồng, m. h - chiều cao phần trên của giá xuồng kể cả ổ đỡ trên, m. l - là tầm với của giá xuồng, m. Nếu giá xuồng làm bằng thép rỗng thì đường kính ngoài d H và đường kính trong dB có thể tính thông qua đường kính d như sau: dH k4 với: k = d3 = (dH4 - dB4)/dH và dH = d 3 dB k −1 4 Hình 5.6. Các kích thước của giá xuồng quay Chiều cao của giá xuồng kể từ mặt boong được xác định theo công thức: HC = H ± h1 + h2 + h3. trong đó: H - chiều cao mạn xuồng, m. h1- chiều cao giá đặt xuồng trên boong, thường h1 = (0,15 ÷ 0,3), m. h2 - chiều dài tổng cộng của pu-li trên đến pu-li dưới của pa-lăng treo, m. h3 - khoảng cách nhỏ nhất của các pu-li của pa-lăng, m. trong lần gần đúng thứ nhất có thể lấy: (h3 + h2) = (0,8 ÷ 1,2), m. Tầm với của giá xuồng được xác định theo công thức: l = 1,05.(B/2 ± a +b +c), m. trong đó: a - khoảng cách từ trục quay giá xuồng đến mạn tàu, m. 141
b - độ lớn phần nhô ở mạn tại vị trí đặt xuồng cứu (độ cong của tuy ến hình mạn tại vùng đặt xuồng), m. c - khe hở nhỏ nhất giữa mạn tàu và mạn xuồng, thường: c = 0,25, m. 2 - Tính toán kiểm tra bền giá xuồng Tính toán kiểm tra bền giá xuồng tiến hành theo hai trường hợp là khi nâng xuồng và khi hạ xuồng. 2.a. Khi nâng xuồng (θ = 150) Lực tác dụng gồm 1/2.Pf , lực căng của dây sau qua pa-lăng là T, tính theo: Pf k n ( k − 1) T= . 2 kn −1 với: k = 1 + µ; µ - hệ số ma sát của cáp vào ròng rọc. µ = 0,04 ÷ 0,05 - đối với thép cacbon; µ = 0,1 - đối với cáp sợi gai. n - số lượng pu-li trong hệ pa-lăng nâng xuồng. Tại pu-li đổi hướng, hợp của lực căng dây T với T1 cho ta hợp lực R0. trong đó: T1 gọi là lực căng của dây cáp dẫn động tại tang trống khi nâng xuồng T1 = T. k n , với: n1 - số lượng pu-ly dẫn hướng. 1 Tại các gối (1), (2) có các phản lực: R1, R2, R3. Trọng lượng của giá xuồng là G đặt tại trọng tâm của giá C. Theo sơ đồ lực ta thấy, gối (1) sẽ chịu một mô men uốn lớn nhất được tính như sau [lấy mô men với gối (1)]: pf MU(1) = .l1 + G.l2 + R0.l3 - T.l4. 2 với: l1 = l.cosθ + h.sinθ l2 = a1.cosθ + b1.sinθ pf (l.cosθ + h.sinθ) + G(a1.cosθ + b1.sinθ) + R0.l3 - T.l4. do đó: MU(1) = 2 Để tìm lực nén R3, ta dùng phương trình hình chiếu các lực nên phương thẳng đứng: pf + G).cosθ + R0.cosθ + T.sinθ R3 = ( 2 Vậy ứng suất lớn nhất do uốn và do nén lên cần là: M U (1) R3 σ= ≤ [σ]. + WU F trong đó: WU , F - mô men chống uốn và diện tích tiết diện cần tại tiết diện (1). Dây cáp nâng xuồng được tính chọn theo T1 với hệ số an toàn: n = 7 - cho cáp thực vật; n = 5 - cho cáp thép. 142
Hình 5.7. Sơ đồ lực tác dụng lên cần cẩu xuồng quay. 2.b. Khi hạ xuồng θ = 200 Làm tương tự như khi nâng xuồng, chỉ khác: Pf ( k − 1) . Lực căng dây T được tính bằng: T = . 2 k.(k n − 1) và T1 tính bằng: T1 = T. k − n . 1 5.5.2.2. Giá xuồng quay quanh trục nằm ngang (giá xuồng lắc) Nhận xét: lực tác dụng lên cẩu xuồng được xác định ở ba vị trí làm việc cơ bản: Xuồng có đủ trang thiết bị và số người m1 (bằng sức chứa của xuồng) được nâng khỏi giá đặt trên boong, tàu nghiêng ngang về phía nâng cần. Xuồng có đủ trang thiết bị và số người m1 đã được đưa ra ngoài mạn chuẩn bị hạ, tàu nghiêng ngang về phía hạ cần. Xuồng có trang thiết bị và số người m1 được nâng lên boong, cần chuẩn bị nâng, tàu nghiêng về phía hạ cần. 143
Sơ đồ lực tác dụng tính toán ở tầm với lớn nhất không kể đến góc nghiêng ngang, từ sơ đồ này dùng các phương trình cân bằng hình học xác định nội lực trong cần: 1- Khi nâng, hạ xuồng mà tàu nghiêng góc θ . Hình 5. 8. Sơ đồ lực tác dụng lên cần cẩu xuồng lắc. Pf Lực tác dụng gồm: lực ; lực căng dây T; trọng lượng giá xuồng G 1 và trọng lượng 2 thanh rằng G2. Pf Hợp hai lực và T cho ta hợp lực R0. Phân tích R0 theo phương trục giá xuồng cho ta 2 các thành phần: R1 , R2. Với sơ đồ lực như trên cho ta thấy tiết diện ngang tại gối (3) có ứng suất lớn nhất: Mô men uốn theo phương trục x: MU (x) = R1.l0 Mô men uốn theo phương trục y: MU (y) = R2.( l2 - l1) Mô men xoắn tại gối (3): MX = R2.l0 Lực nén tiết diện cần tại gối(3): N = R1 Ứng suất pháp do uốn và nén tại tiết diện (3) là: N M U(x ) M U(y ) + + σ= F WU ( x ) WU ( y ) trong đó: F, MU (x) , MU (y) tương ứng là: diện tích tiết diện; mô men chống uốn của tiết diện theo trục (x - x) và (y - y) của tiết diện (1). Ứng suất tiếp do xoắn: 144
MX τ= WX trong đó: WX - mô men chống xoắn của tiết diện. Vậy ứng suất tính toán σTT theo thuyết bền 4 là: σTT = σ + 3τ ≤ [σ] 2 2 2. Khi nâng, hạ xuồng không có góc nghiêng, chúi. Lực tác dụng: Pf/2, lực căng dây T, trọng lượng của giá xuồng G 1 và của thanh rằng G2 , tại gối (1) có phản lực R, tại gối (2) có phản lực Q. Hình 5. 9. Sơ đồ tính toán giá xuồng khi tàu không nghiêng, chúi. Để tìm phản lực Q, dùng phương trình cân bằng mô men viết cho gối (1): Pf M (1) = Q.b3 + G2.b2 + T.b4 - G1.b1 - .b = 0 2 Pf .b + G1 .b1 − T.b 4 − G 2 .b2 Q= 2 b3 Nếu Q > 0 thì thanh chịu kéo, còn Q < 0 thì thanh chịu nén. Để tìm phản lực R ta cũng dùng phương trình cân bằng mô men với gối (2). Sau khi có R, Q ta dùng nó để tính toán kiểm tra cần và thanh r ằng theo đi ều ki ện ch ịu Ri kéo hoặc nén theo công thức: σK,N = . F Chú ý: Ngoài việc kiểm tra bền (tính bền cho cần cẩu thì phải kiểm tra ổn định theo ứng suất Euler. Chỉ chú ý đến điều kiện liên kết hai đầu cần ở từng mặt ph ẳng mà xác đ ịnh h ệ s ố chi ều dài µ). µ ≈ 1 - khi tính trong mặt phẳng cần (coi cần là một thanh có 2 đầu khớp). 145