thiết kế kết cấu và lập quy trình công nghệ tàu container 232teu

Bộ giáo dục và đào tạo bộ giao thông vận tải TRườNG ĐạI HọC hàng hải khoa đóng tàu Luận văn tốt nghiệp đại học Thiết kế kết cấu và lập qui trình công nghệ tàu container 232teu Chuyên

Bộ giáo dục và đào tạo bộ giao thông vận tải

TRườNG ĐạI HọC hàng hải

khoa đóng tàu

Luận văn tốt nghiệp đại học

Thiết kế kết cấu và lập qui trình công

nghệ tàu container 232teu

Chuyên ngành: Vỏ tàu thuỷ

Mã số: 18 - 04 -21

Người thực hiện: Phạm Mạnh Tuấn Người hướng dẫn: PGs.TS PHạM TIếN TỉNH

hải phòng - năm 2007

Chương 1 Giới thiệu tàu hàng Container 232 TEU 5

Chương 4 Điều kiện nhà máy và chọn phương án công nghệ 54

Chương 8 Quy trình công nghệ phân đoạn đáy 8 95 Chương 9 Quy trình công nghệ phân đoạn Mạn Boong 8 110

- 2 -

Lời nói đầu

Thế giới ngày càng phát triển thì hàng hóa lại càng nhiều do nhu cầu của con người Mỗi quốc gia, đất nước có khả năng sản xuất ra một số loại hàng hóa nào đó và cũng có nhu cầu về những loại hàng hóa mà họ không tự làm ra Do nhu cầu về việc giao lưu trao đổi hàng hóa ngày càng nhiều nên yêu cầu về phương thức vận chuyển, phương tiện phải có những cải tiến vượt bậc mới có thể

đáp ứng được yêu cầu trên Ngành vận tải thủy có nhiệm vụ vận chuyển hàng hóa cực kì quan trọng, như chiếc cầu nối giữa nơi sản xuất hàng hóa với người tiêu dùng Những con tàu là những phương tiện có thể mang một lượng hàng rất lớn từ nước này đến nước khác hoặc từ châu lục này đến châu lục khác Tuy nhiên việc sử dụng các phương tiện khác nhau để chuyên chở các loại hàng hóa khác nhau đòi hỏi phải có những loại tàu khác nhau đảm nhiệm mỗi loại hàng

Đầu năm 1972, chiếc tàu Container đầu tiên ra đời với lượng chiếm nước

10000 tấn với 218 thùng loại 20 tấn Tỉ trọng của tàu là 6000 tấn với tốc độ hàng hải 15 hải lí/giờ Sau đó Liên Xô đã cho ra đời một loạt tàu loại này với khả năng bốc xếp hàng hóa tốt hơn, nhanh hơn và kinh tế hơn

Ngày nay, người ta chú ý nhiều đến loại tàu này và tiếp tục nghiên cứu bởi

nó đạt những chỉ tiêu về kinh tế tốt hơn so với các hình thức khác Điều này đã chở thành xu thế bởi hiệu quả mà nó đem lại cho nền kinh tế quốc dân vận chuyển với chất lượng cao mà chi phí là tối thiểu:

+ Tiết kiệm chi phí bao bì và đóng gói hàng hóa Việc đóng các thùng theo tiêu chuẩn để xếp hàng sẽ làm giảm chi phí Mặt khác các thùng được sử dụng lại nhiều lần Có thể nói chi phí đóng bao kiện được thay bằng phí thuê các thùng

+ Tiết kiệm chi phí cho công tác xếp dỡ : Việc sử dụng các Container cho phép cơ giới hóa toàn bộ quá trình xếp dỡ Do đó giảm được công bốc xếp cũng như thời gian bốc xếp Cũng có nghĩa là giảm giá nhân công bốc xếp và giảm chi phí cho thời gian tàu cập cảng

- 3 -

Hiện tại các cảng vẫn đang cố gắng cải tiến và trang bị mới các thiết bị làm hàng để đảm bảo cho việc xếp dỡ được các loại thùng cỡ lớn cũng như thuận tiện hơn cho quá trình xếp dỡ tại cảng

+ Tăng nhanh tốc độ đưa hàng: tiết kiệm thời gian là chỉ tiêu quan trọng nhất quyết định hiệu quả kinh tế quốc dân của mọi biện pháp kế hoạch Trong nhiều trường hợp Container hóa quá trình vận chuyển hàng hóa cho phép thay

đổi hình thức cung cấp hàng cho người tiêu dùng mà không phải qua các khâu trung gian trong sự luân chuyển hàng hóa Điều đó giảm nhiều chi phí vận

chuyển mà vẫn tăng nhanh tốc độ đưa hàng đeesn người tiêu dùng

+ Nâng cao mức độ bảo quản hàng hóa Ngoài việc chú ý đến tốc độ vạn chuyển và chi phí vận chuyển thì mức độ bảo quản hàng hóa là một trong những chỉ tiêu quan trọng về chất lượng phục vụ vận tải đối với nền kinh tế quốc dân Thực tế chứng tỏ rằng những tổn thất hư hỏng và những thiệt hại khác do không

được bảo quản và những nguyên nhân hàng hóa chóng hỏng còn nảy sinh trong quá trình xếp dỡ và vận chuyển Đối với hình thức vận chuyển bằng thùng hàng hóa được bảo quản gần như tuyệt đối

+ Giá thành vận chuyển hàng bằng thùng được đánh giá bằng chỉ tiêu và chi phí vận chuyển hàng hóa Giá thành vận chuyển ít là tiết kiệm lao động xã hội và làm tăng lợi nhuận

+ Vốn đầu tư: Với các phương thức vận chuyển khác nhau và yêu cầu phải

có kho tiếp nhận hàng hóa tại cảng Trong lúc đó thì việc chở bằng thùng không

đòi hỏi phải có các kho kín để bảo quản tạm thời hàng hóa Các thùng sẽ được bảo quản tại các kho bãi ngoài trời, giá thành đầu tư cho kho bãi là rẻ

Do những đặc điểm riêng biệt của phương thức vận chuyển bằng thùng nên hiện nay ở nước ta đội tàu vận chuyển bằng thùng đang phát triển

Là một trong những sinh viên của nghành đóng tàu Việt Nam bản thân em

đã nhận thức được vai trò , trách nhiệm của một kỹ sư đóng tàu trong tương lai Sau thời gian học tập ở Trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam em rất vinh dự

được khoa Đóng Tàu và nhà trường giao đề tài thiết kế tốt nghiệp là :

- 4 -

“ Lập quy trình công nghệ tàu hàng Container sức chở 232 TEU tại Công ty đóng tàu Đại Dương “

Để đề tài này được hoàn thành em đã nhận được sự hướng dẫn tận tình ,giúp

đỡ to lớn và vô cùng quí báu của thầy giáo :

- 5 -

Ch¦¬ng 1

Giíi thiÖu tµu hµng container

232teu

- 6 -

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ TÀU CONTAINER 232 TEU

1.1 Kiểu tàu và các đặc tính chung

Loại tàu : Tàu vỏ thép kết cấu hàn, tự hành

Cấp tàu: Cấp hạn chế I, kí hiệu phân cấp VRH I

Tàu được tính toán thỏa mãn Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép Việt Nam TCVN- 6259:2003

Loại hàng chuyên chở: Chở hàng khô- hàng Container Các Container có kích thước tiêu chuẩn ISO 20 và 40 ft được xếp cả ở trong hầm hàng và trên boong

Tàu lắp 01 máy chính, 01 chân vịt Tàu có đáy đôi, mạn kép, boong mạn khô là boong chính chạy liên tục Chân vịt biến bước

Tàu có hai khoang hàng, 1 buồng máy Khu vực sinh hoạt đặt ngay phía sau tàu Tàu có mũi quả lê

Lượng chiếm nước: D = 6055.3 tấn

Khả năng chở hàng: Cap max = 232.0 Teu

Tải trọng toàn phần: P = 4373.7 tấn

Hệ số béo thể tích: δ = 0.768

Hệ số béo đường nước: a = 0.887

Hệ số béo sườn giữa: b = 0.993

Thuyền viên: 24 người

- 7 -

Máy chính: Số lượng 1.0

Công suất máy chính: Ne= 3000CV

Dự trữ nhiên liệu tối đa cho máy chạy liên tục 456.0 giờ

Nhiên liệu sử dụng: DO và HFO, 180cst/500C

Công suất x vòng quay: 2206kW x 600vg/ph

01 bầu làm mát nước ngọt, 01 bầu làm mát vòi phun, 02 chai gió khởi động 320 lít và các phụ kiện khác.v.v theo tiêu chuẩn của nhà chế tạo

- 9 -

Hệ trục chân vịt:

Đường tâm trục nằm trong mặt phằng đối xứng và song song cách đường chuẩn 1950mm Chiều dài toàn bộ 7430mm Hệ trục gồm có 2 trục : trục chân vịt có đường kính 255m dài 5130mm đặt trong ống bao trên có 2 ổ đỡ phi kim loại (FEROFORM-14), bôi trơn bằng nước ngoài tàu; trục trung gian có đường kính 250mm dài 2300 đặt trên 01 ổ đỡ nâng tráng ba bít, bôi trơn bằng dầu Bích hộp số lắp với trục trung gian tại Sườn 14

1.5 Thiết bị neo:

02 neo HALL loại : 2460kg/ chiếc

Tồng chiều dài xích 440m, loại xích cấp 2, F = 44mm có ngáng

Trang bị 02 hãm xích neo

1.6 Thiết bị chằng buộc và kéo:

Cáp kéo dài 190m, chọn cáp Vinilon cấp 2 F40

04 cáp chằng buộc 170m/sợi

10 cột bích đôi thẳng hàn F220

04 Xôma dây 3 con lăn D200

04 Xôma dây 1 con lănD200

10 lỗ luồn dây D200

1.7 Trang thiết bị cứu sinh

1.7.1 Xuồng cấp cứu( SOLAS) 1 chiếc

1.7.2 Phao bè cứu sinh(Tự thổi) 2 chiếc loại 25 người

1.7.5 Thiết bị phóng dây 01 bộ gồm 4 đầu phóng và 4 dây

1.7.6 Bộ quần áo bơi 03 bộ

TÍNH TOÁN KẾT CẤU

CHƯƠNG 2:

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG

2.1.1 Loại tàu, công dụng:

Tàu vỏ thép kết cấu hàn, chuyên chở Container sức chở 232 Teu

Tàu được đóng bằng thép đóng tàu CT3 có ứng suất chảy d = 2400 KG/cm

2.1.5 Hệ thống kết cấu và khoảng sườn thực:

Thân tàu kết cấu theo hệ thống hỗn hợp

Nên số vách ngang tối thiểu là 4

Theo yêu cầu bố trí ta chọn số vách ngang là 5, ta có sơ đồ phân khoang như sau

Chiều dài khoang(m)

Phân khoang Từ sườn ¸ sườn

6.6015.0026.00Khoang máy

Khoang hàng I

2.2 TÍNH CHỌN CHIỀU DÀY TÔN BAO

Hệ số giảm chiều dày tôn theo cấp tàu:

hct = 1.00

2.2.1 Tôn bao đáy

2.2.1.1 Chiều dày tôn bao đáy:

Tboong tính toán ở dàn boong

2.2.2.1 Tôn bao ở phần mũi và phần đuôi tàu

b Bồi thường cục bộ tại lỗ luồn xích neo:

Bồi thường tấm kép có chiều dày 8mm

2.2.4 Tôn đáy vùng gia cường

Theo 4-[1]

1.95 ,m 2.80 ,m

Chiều dày nẹp gia cường sống chính 10.24 ,mm Chọn 12 ,mm

Chiều cao tiết diện nẹp gia cường sống chính

S = 0.36 ,m Khoảng cách giữa các dầm dọc

l= 1.30 ,m Khoảng cách giữa các đà ngang đặc

Môdun chống uốn của nẹp

Sườn khỏe khoang máy

Chiều cao tiết diện

S khoảng cách giữa các sườn khỏe( m)

l khoảng cách từ mặt tôn đáy trên tới đỉnh sườn khỏe (m)

d1 Chiều cao tiết diện sườn khỏe (m)

Zmax= 33.226 cm3

h khoảng cách từ dầm dọc đang xét tới điểm d + 0.044L-0.54 (m)

l khoảng cách giữa các sườn khỏe (m)

Zmax= 23.378 cm3W=J/Zmax 869.16 cm3

b Sườn thường vùng giữa tàu( sau 0.15 L từ đường vuông góc mũi)

Môđun chống uốn yêu cầu

Trong đó:

S khoảng cách giữa các sườn thường( m)

l khoảng cách từ mặt tôn đáy trên tới đỉnh sườn khỏe (m)

æ-

B B

y

y

5,15

÷ø

öç

è

æ

-'

5,15

Y

y y

D

÷ ø

ö ç

-÷÷

ø

öçç

öç

D

÷ ø

ö ç

S khoảng cách giữa các sườn thường( m)

l khoảng cách hai gối tựa của sườn ngang (m)

Zmax= 26.066 cm3W=J/Zmax 2055.0 cm3

Trong đó:

S khoảng cách giữa các sườn thường( m)

l khoảng cách hai gối tựa của sườn ngang (m)

Sườn ngang khoang lái

Môđun chống uốn yêu cầu

3798.35

Trong đó:

S khoảng cách giữa các sườn thường( m)

l khoảng cách từ mặt tôn đáy trên tới đỉnh sườn khỏe (m)

Zmax= 13.199 cm3W=J/Zmax 941.15 cm3

2.3.3.5 Sống dọc khoang mũi và khoang đuôi

Môđun chống uốn yêu cầu

35 18.70 654.50 12239.2 3572.9

e=B/A= 12.222 cmJ=C+D-e2*A 20319 cm4

Zmax= 23.378 cm3W=J/Zmax 869.16 cm3

Chiều dày dải tôn dưới cùng Chọn 10 ,mm

Zmax= 24.385 cm3W=J/Zmax 869.21 cm3

2.3.4.2 Kết cấu vỏch ngang khoang đuụi:

Dàn vách kết cấu dạng nẹp đứng sống nằm ,

với các nẹp đứng cách nhau 0.6(m)

các sống nằm cách sàn buồng máy 1.7 (m)

Chọn chiều dày các tấm là : t = 8 (mm)

Tấm dưới cùngcó chiều dày là : t = 10 (mm)

0.3L phía mũi - 0.2L phía lái(boong chính) 1.37 2.05

0.3L phía mũi - 0.2L phía lái(boong chính) 15.91 23.80 13.70

0.3L phía mũi - 0.2L phía lái(boong chính) 28.51 23.80 13.70 13.70

Boong kín nước dưới boong dâng 11.79 17.96 6.35 6.35

Trong đó:

S = 0.52 (m) Khoảng cách giữa các xà dọc boong

h = 28.51 ( KN/m2) tải trọng boong tính toán

b Tôn boong ngoài lỗ khoét vùng giữa tàu kc hệ thống ngang:

Trong đó:

S = 0.60 (m) Khoảng cách giữa các xà ngang boong

h = 28.51 ( KN/m2) tải trọng boong tính toán

c Tôn boong trong vùng kín:

Trong đó:

S = 0.60 (m) Khoảng cách giữa các xà ngang boong

h = 11.79 ( KN/m2) tải trọng boong tính toán

d Tôn boong dâng mũi:

Trong đó:

S = 0.60 (m) Khoảng cách giữa các xà ngang boong

h = 64.21 ( KN/m2) tải trọng boong tính toán

e Tôn boong còn lại:

Trong đó:

S = 0.60 (m) Khoảng cách giữa các xà ngang boong

h = 12.80 ( KN/m2) tải trọng boong tính toán

2.3.5.3 Sống boong

a Sống boong chính khu vực buồng máy

Chiều dày bản thành

do (m) Chiều cao tiết diện sống

l (m) Khoảng cách giữa các gối tựa của sống

Zmax= 27.574 cm3W=J/Zmax = 1263.6 cm3

do (m) Chiều cao tiết diện sống

l (m) Khoảng cách giữa các gối tựa của sống

do (m) Chiều cao tiết diện sống

l (m) Khoảng cách giữa các gối tựa của sống

Zmax= 22.336 cm3W=J/Zmax 1204.7 cm3

d Xà ngang thường boong thượng tầng

Môđun chống uốn yêu cầu

e Xà ngang thường boong lầu

Môđun chống uốn yêu cầu

chiều cao đường tâm trục máy trùng với chiều cao tâm trục chân vịt

trong tuyến hình tàu thiết kế

Dựa vào các kích thước từ đáy các te tới đường tâm trục ta có:

+ Chiều cao thành bệ máy:

39

KG/cm2

ưng

,mm

42

ành

62

ành

64

TÍNH UỐN CHUNG

CHƯƠNG 3:

3.1 GIỚI THIỆU CHUNG

3.1.1 Loại tàu, công dụng:

Tàu vỏ thép kết cấu hàn, chuyên chở Container sức chở 232 Teu

Tàu được đóng bằng thép đóng tàu CT3 có ứng suất chảy d = 2400KG/cm2

3.2 NỘI DUNG TÍNH TOÁN

3.2.1 Phân bố tải trọng tàu trên nước tĩnh

3.2.3.Phân bố lực nổi

3 Mômen uốn trên sóng

Trường hợp uốn vồng lên

Mw(VL) = 0.19C1C2L12BC'b*0.1 =

Chiều dài quả lê

-9457.1-11930.5-14403.8-14549.3

14019.3

-6983.7-4946.8-2909.9

-14549.3-13094.4-11057.5-9020.6

-14549.3-14549.3

9154.611537.913921.214019.3

0.02004.84388.16771.3

0.0

14019.314019.314019.314019.3

-1454.9

12617.410654.78692.06729.34766.62803.91401.90.0

3,158,345.4

Đặc trưng hình học mặt cắt ngang thân tàu

Bảng tính mômen chống uốn tiết diện ngang thân tàu

Đạt yêu cầu

54

0_1K.S

1692.6 2349.13911.7 4986.76924.2 6830.910518.6 8093.114510.2 8958.217030.0 11295.017296.9 11271.717099.4 11469.216567.9 12000.815129.4 13439.213102.0 15466.610802.8 17765.88058.3 17653.54539.3 17172.9411.1 17301.53268.1 10444.91890.0 11603.3452.9 5260.9219.4 2637.4

64

1166.8 2874.91901.9 6996.52282.0 11473.03754.9 14856.85931.9 17536.59013.4 19311.610297.7 18270.912315.0 16253.714739.6 13829.116979.0 11589.719330.6 9238.021511.1 7057.622552.7 3159.123169.6 1457.423621.2 5908.623907.1 10194.123849.6 14136.223131.8 17418.114811.8 11954.92644.2 2644.2

628.6

209.5

Tổng

68

69

598.7360.5

78

104.19 2931 174223

0.0 dm

54

-ChƯơng 4

điều kiện nhà máy

và chọn phương án công nghệ

55

-CHƯƠ NG 4: ĐIỀU KIỆN NHÀ MÁY VÀ PHÂN TÍCH

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CễNG NGHỆ 4.1 Điều kiện nhà mỏy:

4.1.1.Khỏi quỏt chung về cụng ty đúng tàu Đại Dương

Công ty TNHH đóng tàu Đại Dương được thành lập đầu năm 2006, với cơ

sở vật chất trang thiết bị hiện đại đội ngũ Kỹ sư, cán bộ quản lý giàu kinh nghiệm, công nhân kỹ thuật lành nghề được đào tạo chính quy Từ khi thành lập Công ty TNHH Đại Dương đã có sự định hướng phát triển vượt bậc trong sản xuất kinh doanh và đầu tư phát triển

*Năng lực của Công ty

- Đóng mới tàu hàng có trọng tải từ 1.000DWT ữ 5.000DWT

- Xà lan vận tải biển trọng tải đến 7000T, các loại tàu hút bùn, tàu công trình, tàu đánh cá

- Tàu Container 232TEU

- Tiến tới có khả năng đóng các loại tàu chuyên dụng khác…

* Định hướng phát triển của công ty

Công ty đang đầu tư máy móc thiết bị đào tạo nhân lực, chuyển giao công nghệ tiên tiến phục vụ đóng tàu tới 5.000 DWT và chuẩn bị thị trường cho những năm tiếp theo

56

Trong thời gian tới, Công ty tập trung vào các vấn đề rút ngắn chu kỳ

đóng tàu, đổi mới cách thức tổ chức sản xuất và chuẩn bị sản xuất, đặc biệt là việc đào tạo, thu hút phát triển nguồn nhân lực cũng là những vấn đề đòi hỏi cấp thiết, giúp cho các sản phẩm của Công ty TNHH Đại Dương ngày càng hoàn thiện hơn, đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao của thị trường và vững vàng trong quá trình phát triển vươn lên trở thành một doanh nghiệp lớn, có uy tín trên thị trường trong nước và quốc tế

*Chức năng chính của Công ty như sau:

- Đóng mới và sửa chữa phương tiện vận tải thuỷ

- Sản xuất, gia công các sản phẩm cơ khí công nghiệp

- Kinh doanh vật tư, thiết bị, phụ tùng, phục vụ ngành công nghiệp tàu thuỷ và dân dụng

4.1.2 Đ ặc điểm về cơ cấu tổ chức và quản lý của Công ty TNHH Đóng Tàu Đại Dương

Hiện tại nhà máy có hơn 500 công nhân, đội ngũ cán bộ kĩ thuật phòng ban phân xưởng ở đây ta chỉ tìm hiểu các phòng ban và phân xưởng quan trọng của nhà máy:

- Xây dựng các định mức kinh tế kỹ thuật

- Thực hiện việc kiểm tra quá trình hoạt động của sản phẩm trong thời gian bảo hành, đề ra các biện pháp khắc phục sự cố

- Hướng dẫn nghiệp vụ, đôn đốc kiểm tra thực hiện công tác chất lượng sản phẩm ở các đơn vị trong Công ty

- Thanh tra, kiểm tra và giảm quyết khiếu nại, tố cáo thuộc lĩnh vực được giao

4.1.2.3 Phòng Điều độ - Sản xuất

Chức năng:

- Tham mưu cho Giám đốc về công tác tổ chức sản xuất

Nhiệm vụ :