DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG
LỜI MỞ ĐẦU
Nhằm nâng cao hiệu suất làm việc,tiết kiệm thời gian ở cảng ,tăng tính kinh tế cho
các con tàu hàng thì trên các con tàu này có bố trí các thiết bị làm hàng như derrick,cần
trục,hoặc bố trí tổng hợp của loại thiết bị trên.
Đồ án thiết bị xếp dỡ giúp ích cho sinh viên nâng cao kiến thức về cách bố trí,tính
toán kích thước,nguyên lí hoạt động của thiết bị này.
Để hoàn thành đồ án này kịp tiến độ, ngoài việc em tìm hiểu các tài liệu như giáo
trình thiết bị tàu,sổ tay thiết bị tàu thủy tập II,qui chuẩn 2010,qui phạm thiết bị nâng hàng
tàu biển 2003,thì có sự hướng dẫn tận tình của thầy NGUYỄN VĂN CÔNG.
Mặc dù cố gắng nhưng trong quá trình làm đồ án không thể tránh khỏi những sai
sót,mong thầy chỉ bảo thêm để em rút kinh nghiệm cho những môn đồ án tiếp theo.Em
xin chân thành cám ơn!
Sinh viên thực hiện
Đặng Văn Dũng
SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 1
DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG
ĐỀ TÀI : TÍNH TOÁN THIẾT BỊ LÀM HÀNG TÀU HÀNG RỜI
(DERRICK)
I ) ĐIỀU KIỆN BAN ĐẦU :
1 ) Các thông số chính của tàu :
+ Chiều dài của tàu : L = 203 m
+ Chiều rộng của tàu : B = 29,85 m
+ Chiều cao của tàu : D = 20,93 m
+ Chiều chìm của tàu : d = 13,95 m
+ Chiều dài khoang hàng : = 29,75 m
+ Chiều rộng khoang hàng: = 23,7 m
Loại hàng mà tàu chuyên chở là gạo
Vùng hoạt hoạt động không hạn chế
2) Phân tích,lựa chọn cẩu :
+ Lựa chọn thiết bị xếp dỡ phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau:

19-cơ cấu định vị dây điều chỉnh; 20-hai nhánh dây điều chỉnh; 21-tấm tam giác
III ) TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC VÀ ỨNG LỰC CỦA CẦN CẨU :
1 ) Tính toán kích thước của cần cẩu :
+ Các kích thước chính :
= 28,9 m là chiều dài khoàng hàng
= 23,7 m là chiều rộng khoang hàng
= 20,4 m là chiều dài miệng khoang hàng
= 20,4 m là chiều rộng miệng khoang hàng
= là góc nghiêng cần nhỏ nhất
= là góc nghiêng cần lớn nhất

= là góc nghiêng cần khi làm việc
ω = là góc quay cần từ mặt phẳng đối xứng tàu ra phía mạn
b= 4,25 m là khoảng cách từ cột cẩu đến miện hầm hàng
a = R
0
+ = 18,925 m là khoảng cách từ đầu cần đến mặt phẳng dọc tâm tàu
( điều kiện tầm với của cần ra ngoài mạn)
= 4m là tầm với ngoài mạn ( 4÷ 4,5m khi trên cầu tàu không có cầu di động,ta chọn =
4m )
SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 4
DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG
B
max
= 29,85 m chiều rộng lớn nhất của tàu
+ Xác định chiều dài cần với điều kiện là bốc hết hàng trong khoang :
0A’ = b + (2/3).l
k
= 4,25 + 13,6 = 17,85 mm
Chiều dài cần trong điều kiện bốc hết hàng trong khoang:

nhất ).
Xác định ứng lực ở derrick đơn nhẹ được tiến hành theo phương pháp họa đồ vecto,các
bước tiến hành xác định ứng lực được tiến hành như sau:
_Chọn tỉ lệ biểu diễn lực .Từ A vẽ vecto thẳng đứng =Q + 0,5.
(Với Q là trọng lượng hàng , trọng lượng cần) .Tại đầu sẽ vẽ vecto = Q. k (Sức căng
trong nhánh dây nâng hàng)song song với cần OA. Từ đầu vẽ đường thẳng song song
với CA cắt OA tại 1 điểm ,ta xác định được vecto T ( sức căng lớn nhất trong palang
nâng cần ) và N ( lực nén cần).
_Từ O vẽ vecto = . k (sức căng trong nhánh dây nâng hàng vào tời)Nếu chưa bố trí được
tời thì có thể lấy phương nghiêng góc .Từ vecto vẽ vecto .Hợp lực của , là lực tác dụng
vào rong rọc chân cầu.
SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 6
DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG
_Từ C vẽ vecto T . Từ đầu vecto thẳng đứng ( là sức căng trong nhánh dây nâng cần
chạy dọc theo cột ) . = trong đó i = bội suất hệ palang nâng cần . là hiệu suất của hệ
palang nâng cần .Hợp lực là hợp lực tác dụng vào ròng rọc đỉnh cột .
_Từ B vẽ vecto thẳng đứng Q. Từ đầu Q vẽ song song với OB.Hợp lực là lực tác dụng
lên ròng rọc treo hàng .
Ta có: Trọng lượng hàng Q =2,5 Tấn
G
c
= 14.Q
1/3
[3,4.l
c
- 16] = 14 . = 988 kG = 0,988 (Tấn) [1]
= 2,5 + 0,5. 0,988 = 2,994 (Tấn) = 29,35 (kN)
= Q. k =24,5. 1,05 = 25,725 (kN) ( k= 1 + µ,với µ = 0,05 khi dây cáp kéo trên ròng rọc ổ
trượt,Q = 2,5 (Tấn) = 24,5 ( kN) [2]
.

Cần derrick được tiêu chuẩn hóa (ΓOCT 8835-58) (Sổ tay thiết bị tàu thủy tập 2,trang
228)
_Kiểu I : Cần có mặt cắt không đổi ,lực nén cần từ 10 ÷100KN,chiều dài cần từ
4 ÷10m.
Hình có tính chất minh họa cho cần kiểu I
_Kiểu II: Cần bao gồm một đoạn ống lớn và hai đoạn ống nhỏ ,nối với nhau bằng hai ống
côn ngắn,lực nén cần từ 50 ÷ 200KN,chiều dài cần từ 8 ÷ 16m.
Hình có tính chất minh họa cho cần kiểu II
_Kiểu III: Cần bao gồm 1 đoạn ống trụ và hai đoạn ống côn,lực nén cần 100
÷900KN,Chiều dài từ 10 ÷ 22m
Hình có tính chất minh họa cho cần kiểu III
2) Phân tích ưu nhược điểm của từng loại cần :
a) Kiểu I:
+ Ưu điểm :
_Dễ chế tạo,sữa chữa
_Ứng suất phân bố đều
+ Nhược điểm:
_Chiều dài của cần ngắn
_Lực nén cần thấp
_Để chịu được lực nén cần cần thiết thì phải tăng mặt cắt ống lêm nên dẫn đến cần cẩu
cồng kềnh,chi phí cao,khó vận hành.
SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 12
DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG
b) Kiểu II:
+ Ưu điểm:
_Chiều dài của cần tương đối lớn
_Cần chịu được lực nén cần tương đối lớn
_Chịu được momen uốn lớn.
+ Nhược điểm:
_Trọng lượng bản thân phân bố không đều

Lực nén cần :N = 64,8 (kN)
Độ lệch tâm: e
Vì trong quá trình làm việc thì lực nén cần bị lệch tâm khoảng e, độ lệch tâm này dẫn
đến sinh ra một momen uốn ở đầu cần. M= N.e
Từ các thông số của cần và lực nén,momen tác dụng lên cần thì ta xác định được momen
lớn nhất tác dụng lên cần thông qua phần mền Sap.
Ta tính toán ở góc nâng cần nhỏ nhất,và góc nâng cần lớn nhất.
Khi ta chọn cần chịu lực nén N = 200 kN, thì tra ( bảng 5.28 _Kích thước mã treo
hàng đầu cần nhẹ được tiêu chuẩn hóa ( ΓOCT 8834-58),trang 239, sổ tay thiết bị tàu,tập
2) được các thông số của mã treo hàng đầu cần như sau:
= 325 mm
A = 500 mm
B = 226 mm
= 132 mm
= 65 mm
= 75 mm
SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 14
DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG
= 65 mm
= 90 mm
= 30 mm
= 155 mm
S = 60 mm
+Đối với góc nâng cần lớn nhất:
Độ lệch tâm e = 0,1419m
M = N.e = 64,8 . 0,1419 = 9,2 kN.m
Biểu đồ nội lực có tính đến trọng lượng bản thân.
Cần làm việc ở góc nghiêng lớn nhất Tính toán trên sap2 000 :
SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 15
DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG

SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 18
DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG
Ứng suất của cần tính theo sức bền :
= = 5,95
a) Kiểm tra độ bền bằng qui phạm:
Áp dụng QCVN 23:2010/BGTVT ,Qui phạm thiết bị nâng hàng tàu thủy
Theo điều kiện bền thì : ≤
Với = 0,34
= 235 N/
(Bảng 3.2 ,trang 18, QCVN 23:2010/BGTVT ,Qui phạm thiết bị nâng hàng tàu biển)
= 0,34 . 235 = 79,9 = 7,99
Thõa mãn điều kiện bền.
d) Kiểm tra theo điều kiện ổn định:
Áp dụng QCVN 23:2010/BGTVT ,Qui phạm thiết bị nâng hàng tàu thủy
σ= 1,15 .ω . ≤ (công thức 3.4.3 ,trang 18)
Với là ứng suất nén dọc trục.
hệ số tính theo công thức bảng 3.3 ,tương ứng với độ mảnh và kiểu của kết cấu liên
quan.
Mặt khác λ = (m)
Với = 22.0,5 = 11
K = 0,5 ,được xác định dựa vào bảng giá trị K trang 26
,và dựa vào đặc tính làm việc của cần thì ta chọn 1 hạn chế xoay và hạn chế chuyển
chuyển vị,một đầu kia tự hạn chế xoay và hạn chế chuyển vị.
A= 117,84 ( = 11,784 .
I= = 0,393 . .S = 0,393 . .9 = 256473929 (0,0002565 (
λ = = 74,56
Độ mảnh giới hạn được tính theo công thức:
E = 2. (KN/ Modun đàn hồi vật liệu
= 235 N/
= 129,5

+ Mật độ thép ρ = 7,9 g
Chọn sơ bộ kích thước mặt cắt ngang của cột cẩu:
Căn cứ vào điều kiện về đảm bảo độ ổn định cục bộ của ống ,thì đường kính ngoài của
ống và chiều dày ống S phải thỏa mãn điều kiện :
Đối với S ≤ 15mm thì (mục 3.5.5 ,trang 204,công thức 5.65)
Đối với S ≥ 15mm thì ≤ 100.S(mục 3.5.5 ,trang 204,công thức 5.66)
Thông thường thì = (50 ÷ 80) .S
+ Đường kính ngoài
+ Chiều dày cột cẩu S = 2 cm
+ Đường kính trung bình của cột = 98 cm
b) Các đặc trưng hình học của mặt cắt :
+ Diện tích mặt cắt: A =π . D.S = 3,14 . 98. 2 = 615,44 (
+ Modun chống uốn: =0,785.15078,28
+ Momen quán tính: = 0,393. = 739776,9
c) Kiểm tra điều kiện bền,điều kiện cứng:
+ Điều kiện bền:
≥ 10. (công thức 5.58,trang 202,sổ tay thiết bị tàu,tập 2)
: Modun chống uốn của mặt cắt cột.
: Đường kính trung bình của cột (cm)
SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 21
DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG
S: Chiều dày tôn (cm)
l chiều dài cần (m)
= 15078,3 ≥ 10. 24,5 . 22 = 5390
Thõa mãn điều kiện bền
+ Theo điều kiện cứng :
= 739776,9
24. = 24. = 5609
≥ 24.
Thỏa mãn điều kiện cứng.

_Các thông số chọn sơ bộ của cột cẩu đã trình bày ở phần V.2.
a) Khi cần ở góc quay cần là :
= . e = 42,44 . 0,775 = 32,89 (kN.m)
= 42,44 (kN)
= . cos= 37,74 . cos = 18,87 (kN)
= . s = 37,74 . s = 32,68 (kN)
= . e = 32,68 . 0,775 = 25,327 (kN.m)
= 10,113 (kN)
= . cos = 37,74.cos60 =18,87(kN)
= . s = 37,74.sin60 =32,68 (kN)
= = 19,097 (kN)
= . = 19,097 . 0,8125 = 15,5 (kN.m)
Tính toán trên sap 2000 ta được biểu đồ nội lực như sau:
SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 23
DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG

N(kN) M(kN.m)

SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 24
DAMH: THIẾT BỊ TÀU GVHD: NGUYỄN VĂN CÔNG
( kN)
SVTH:Đặng Văn Dũng ND10 Page 25