CHƯƠNG I NHIỆM VỤ, YÊU CẦU VÀ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 1.1. NHIỆM VỤ YÊU CẦU THIẾT KẾ 1.1.1. Nhiệm Vụ Thiết Kế Thiết kế là một quá trình sáng tạo, trong quá trình này người thiết kế cần phải tìm hiểu, đề cập và giải quyết thỏa đáng hàng loạt các yêu cầu khác nhau về phương pháp tính toán, chỉ tiêu khả năng làm việc, công nghệ chế tạo và quy trình lắp ráp, sử dụng và sửa chữa theo nhiều phương pháp khác nhau. Mục đích chính của phương pháp thiết kế là tìm ra và cụ thể hóa các giải pháp kỹ thuật để từ đó lựa chọn ra phương pháp tối ưu, phù hợp với nhiệm vụ như thiết kế và cuối cùng đưa ra những thông tin về đối tượng thiết kế, từ những thông tin đó có thể tạo ra một sản phẩm cụ thể. Việc thiết kế phải đảm bảo khả năng thực hiện được các giải pháp kỹ thuật, nghóa là phải có sự phù hợp giữa các đặc tính kỹ thuật của các đối tượng mới với các giải pháp kỹ thuật và mức độ phát triển của khoa học kỹ thuật cũng như thực tế sản xuất. 1.1.2. Yêu Cầu Thiết Kế 1.1.2.1. Những yêu cầu chung Trong quá trình thiết kế, chế tạo, lắp đặt và sử dụng cần cẩu trên tàu phải tuân thủ theo các yêu cầu và những quy đònh cụ thể sau: 1.1.2.1.1. Vật liệu chế tạo Vật liệu phải có chất lượng cao và phải được sử dụng thích hợp, đúng mục đích và đúng nhãn mác của vật liệu. Trong quá trình cất giư,õ vật liệu không bò hư hỏng khi nhiệt độ không khí thay đổi trong khoảng từ 30 o C đến 65 o C. Vật liệu chế tạo các chi tiết có thể làm việc tốt khi nhiệt độ nước biển thay đổi từ 1 o C đến 30 o C nếu chúng tiếp xúc với nước biển. Không bò ăn mòn, rỉ, mục và các ảnh hưởng xấu khác của nước biển, dầu và các chất ăn mòn khác. Phải đảm bảo đúng với các quy đònh của các cơ quan có chức năng. Cơ quan đăng kiểm phải xác đònh thời gian sử dụng các trang thiết bò cần cầu có xu hướng hư hỏng theo thời gian. * Thử nghiệm chế tạo Các loại vật liệu trước khi đưa vào chế tạo đều phải được thử nghiệm theo qui đònh, phải có sự giám sát của cơ quan có chức năng để đảm bảo cho các trang thiết bò cần cẩu được chế tạo theo đúng tiêu chuẩn đã được xét duyệt. 1.1.2.1.2. Đánh giá thử nghiệm và duyệt các bộ phận cần cẩu. Cần cẩu phải được chính quyền hành chính, các cơ quan có chức năng xét duyệt. Trước khi đưa vào sử dụng cần cẩu thì chính quyền hành chính phải đảm bảo rằng các bộ phận cần cẩu đó: - Đã được thử nghiệm để xác đònh chúng thỏa mãn các yêu cầu đã được quy đònh phù hợp với các khuyến cáo của các tổ chức có liên quan. - Đã được thử nghiệm thành công thỏa mãn các yêu cầu của chính quyền hành chính. Các thử nghiệm đó về cơ bản là tương đương với những thử nghiệm đã được nêu trong khuyến cáo. - Có các tiêu chuẩn an toàn tương đương với các yêu cầu đã được quy đònh và đã được đánh giá thử nghiệm phù hợp với các khuyến cáo của các tổ chức có liên quan. - Đã được đánh giá thử nghiệm thành công, thỏa mãn các tiêu chuẩn của chính quyền hành chính. 1.1.2.1.3. Việc tính toán phải tuân thủ theo qui phạm thiết kế. 1.1.2.2. Những yêu cầu cụ thể của cần cẩu Yêu cầu đầu tiên đối với việc thiết kế cần cẩu đó là cần, cột và tất cả các máy móc thiết bò để cẩu hàng phải thiết kế sao cho đầy đủ có thể cẩu hàng một cách an toàn và tiện lợi nhất. Các thiết bò phụ kiện của nó như các tời, phanh ., phải có đủ độ bền để chúng có thể chòu được các cuộc thử nghiệm tónh với tải trọng bằng 2.2 lần tải trọng làm việc đònh mức. Cần cẩu phải được thiết kế sao cho chúng có kết cấu đơn giản để thuận tiện trong công việc bảo dưỡng cần thiết, thường xuyên và được giảm nhẹ đều khối lượng cần trục. Đối với tất cả các chi tiết cần được bảo dưỡng thường xuyên bởi các thủy thủ thì cần phải được bố trí sao cho dễ đến gần nhất và dễ bảo dưỡng nhất. Khi thiết kế thiết bò phanh dừng của tời nâng hàng của cần cẩu phải thiết kế sao cho chúng có đủ độ bền và an toàn, có thể làm việc tốt khi: + Thử tónh với tải trọng bằng 1,5 lần tải trọng làm việc đònh mức. + Thử động với tải trọng bằng 1,1 lần tải trọng đònh mức. + Có thể ngừng ngay việc nâng hạ hàng hóa ở bất kỳ vò trí nào khi đang bốc dở hàng. Ngoài ra các bộ hãm dừng này còn luôn được bảo dưỡng chống thấm nước, dầu theo quy đònh. + Đối với các loại phanh làm việc bởi sức người phải có kết cấu sao cho chúng luôn ở tư thế sẵn sàng làm việc, trừ khi có người điều khiển hoặc được tác dụng bởi một cơ cấu nào đó do người điều khiển nó giữ phanh ở trạng thái mở. Khi thiết kế cần cẩu phải chú ý đến các thành phần kết cấu của các ròng rọc, dây cáp, dây quay cần, các mối nối, phụ tùng khác, chúng phải được thiết kế với hệ số an toàn tối thiểu trên cơ sở của tải trọng làm việc đònh mức và độ bền tới hạn của loại vật liệu được dùng để chế tạo. Phải sử dụng hệ số an toàn tối thiểu bằng 6 cho tất cả các thành phần kết cấu của cần cẩu. Các loại dây cáp ở đây phải là loại cáp thép kiểu không xoắn, không rỉ. Cần được thay thế khi có hiện tượng hư hỏng, cáp đã bò sổ và đứt quá số sợi cho phép trong thời điểm không quá năm năm. Các yêu cầu kỹ thuật của tời nâng hàng theo TOCT 12617- 78 như sau: - Năng suất của tời (số chu kỳ làm việc trong một giờ) không nhỏ hơn trò số cho trong bảng [5.52 tr 260 sổ tay thiết bò tàu thủy]. - Tời nâng, hạ, giữ được hàng có trọng lượng bằng 1,2 lần lực kéo danh nghóa. - Tời được chế tạo theo kiểu tời trái hoặc tời phải. Tời phải là tời có hộp giảm tốc nằm ở bên phải tang khi nhìn từ phía động cơ hoặc tay tang điều khiển tời. Tang của tời phải khi cuốn cáp vào, phải quay theo chiều kim đồng hồ nếu nhìn từ phía hộp giảm tốc. Tời trái có hộp giảm tốc nằm ở bên trái tang, tang quay ngược chiều kim đồng hồ khi cuốn cáp. - Tời thuộc nhóm tốc độ 1 không có bộ xếp cáp, tời nhóm tốc độ 2,3,4 có thể có bộ xếp cáp hoặc không. Khi không có bộ xếp cáp số lớp cáp trên tang không quá ba lớp. - Tời phải có phanh tự động, thường đóng. Phanh phải hãm tời khi đưa tay điều khiển về vò trí “dừng” hoặc khi mất điện. Lực phanh tính toán không nhỏ hơn 1.5 lần lực kéo danh nghóa của tời. - Tời có thể hoặc không có tang cong. - Khi tời chòu lực kéo danh nghóa ứng suất tính toán trong các chi tiết không lớn hơn 0.4  ch và 0,28 b của vật liệu. - Thiết bò điện của tời phải làm việc với điện áp xoay chiều 380V, tần số 50Hz. Tời nhóm tốc độ 1 phải làm việc với điện áp xoay chiều 220V, tần số 50Hz và điện áp một chiều 220V động cơ điện xoay chiều của tời phải tạo ra được ở mọi cấp tốc độ (trừ cấp tốc độ nhỏ nhất) mômen khởi động được tính toán bằng 1,5  2,5 mômen ứng với lực kéo danh nghóa. Ở cấp tốc độ nhỏ nhất, mômen khởi động tính toán (ở điện áp đònh mức) không được nhỏ hơn 1,3 mômen đònh mức. - Quãng đường hãm hàng (m) ứng với lực kéo danh nghóa (tính từ lúc bắt đầu hãm) không vượt quá 0,6 lần trò số tốc độ hạ lớn nhất của hàng nói trên (m/s). Khi nâng hàng ứng với lực kéo danh nghóa, gia tốc không quá 3m/s 2 . - Cáp nâng hàng dùng trong tời là cáp có giới hạn bền của sợi  b = 1600M pa (160kg/s 2 ) OCT 7668-69 và OCT 2688-69 (đối với tời 1,2,3). - Tời giữ cần là một loại tời nâng cần không có hàng trên móc nhưng giữ được hàng đònh mức trên móc. . CHƯƠNG I NHIỆM VỤ, YÊU CẦU VÀ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 1.1. NHIỆM VỤ YÊU CẦU THIẾT KẾ 1.1.1. Nhiệm Vụ Thiết Kế Thiết kế là một quá trình sáng tạo, trong. thiết kế. 1.1.2.2. Những yêu cầu cụ thể của cần cẩu Yêu cầu đầu tiên đối với việc thiết kế cần cẩu đó là cần, cột và tất cả các máy móc thiết bò để cẩu hàng