chương 2 thiết bị neo tàu

CHƯƠNG II

THIẾT BỊ NEO TÀU

§1. KHÁI NIỆM CHUNG
Khi tàu không chuyển động, tàu chòu tác động của gió, lực cản của dòng nước chảy, lực
va đập của sóng và các ngoại lực va đâïp ngẫu nhiên khác.
Neo là một thiết bò dùng để giữ cho tàu không chuyển động tònh tiến dưới tác dụng của
các ngoại lực đó, hay neo là một tổ hợp các kết cấu và cơ cấu dùng để neo tàu.
Trên mỗi con tàu thường được trang bò neo chính và neo phụ, neo chính thường được
đặt ở mũi và được gọi là neo dừng (đứng) dùng để cố đònh tàu. (Vì mũi tàu có dạng thoát
nước nên làm giảm sức cản hơn so với đuôi tàu, hơn nữa khoang mũi thường không dùng
nên dùng làm hầm xích neo là thuận tiện.
1.Neo

HÌNH VẼ

2.Xích neo
3.Hãm xích neo.
4.Tời neo.
5.Lỗ thả neo
6. Hầm xích neo
7.Thiết bò nhả nhánh gốc xích neo.
8.Lỗ thả neo trên boong
9. Lỗ thả neo bên mạn
10. ống thả neo
1)Lưc bám của neo : Kí hiệu T
Lưc bám của neo là khả năng bám vào nền đất của neo, Lực bám neo phụ thuộc vào
trọng lượng neo, kết cấu của từng loại neo và độ cứng của nền đất nơi thả neo. Trong đó
trọng lượng neo là yếu tố qua trọng nhất, trọng lượng neo càng lớn thì lực bám càng lớn.
Neo có cán càng dài thì neo bám càng chắc đồng thời làm tăng tính ổn đònh của neo

trên nền đất. Vì vậy trong một số trường hợp người ta thường làm thanh ngang để tăng
tính ổn đònh của neo.
T =k.Gn
T:

Lực bám của neo.

Gn: Trọng lượng neo.
k: Là hệ số bám được xác đònh nhờ thực nghiệm phụ thuộc vào từng loại neo, tuỳ theo
từng nền đất.

Trang 1


2) Chiều sâu thả neo: Kí hiệu h
Trong khai thác ở điều kiện thuận lợi có thể đỗ tàu bằng neo, thì chiều dài dây neo là
chiều dài từ lỗ thả neo ở mạn đến nơi thả neo ở nền đất . Chiều dài cáp neo phụ thuộc vào
chiều sâu nơi thả neo.
l = 4h nếu h  25 m
Hình vẽ
l = 3h nếu 25< h  50 m
l = 2h nếu 50< h  150 m
h: là chiều sâu thả neo.
l: là chiều dài của dây neo

§2. PHÂN LOẠI NEO VÀ CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA NEO
1)Phân loại neo
Tuỳ theo từng loại tàu, công dụng và đặc tính của nó người ta bố trí các loại neo khác
nhau.
Theo kết cấu người ta phân làm hai loại neo: neo có thanh ngáng và neo không có

thanh ngáng.
Neo có thanh ngáng bao gồm: Neo Matrôxov, neo Hải quân, neo một lưỡi, chúng thường
được sử dụng trên các tàu nội thủy.
Neo không có thanh ngáng bao gồm: neo Hall, neo Grudông.
2) Các đặc trưng hình học và đặc trưng kết cấu của neo.
-Góc ngập lưỡi  (Là góc nghiêng giữa lưỡi và trục cán neo)
-Góc tấn hay góc làm việc ( độ) ( là góc tạo bởi phương của lưỡi neo với nền)
- Chiều rộng thân neo tại phần liên kết với lưỡi neo An
- Chiều dài thân: H1
- Độ mở của lưỡi: L1
- Chiều cao của lưỡi: h1
- Chiều rộng của đế: B1
3)Đặc điểm kết cấu của các loại neo
a) Neo HALL
Neo Hall được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay hầu hết trên các tất cả các loại tàu: Tàu cỡ
lớn và nhỏ, tàu sông, tàu biển và tàu hồ.
Trang 2


-Ưu điểm: chế tạo đơn giản, làm việc tin cậy, có tính cơ giới cao không cần thời gian
chuẩn bò khi thả neo, việc tháo lắp và sửa chữa neo cũng dễ dàng, mặt khác sử dụng loại
neo này có xu hướng làm giảm chiều dài mỏ neo.
-Nhược điểm.
Loại neo này có thể bò kẹt tại lỗ thả neo khi kéo neo.
-Đặc điểm kết cấu của neo Hall.
+Neo không có thanh ngáng. Cán neo, đế neo đúc rời. Lưỡi neo có thể quay so với cán
neo một góc  =45o. Đồng thời 2 lưỡi có thể cùng cắm trên nền đất.
Trọng lượng neo: Gn = (100 8000) kg.
Lực bám neo: T = (3 4)Gn hoặc k = 3 4
-Các thông số chính:

Hình vẽ

1. Lưỡi neo
2. Cán neo
3. Đế neo
4. Chốt
5. Móc
Các kích thước của neo được xác đònh theo An.
Trong đó:
An = 18,5. 3 Gn
Chiều dài thân:

H1 = 9,6.An

Độ mở của lưỡi:

L1 = 6,4.An

Chiều cao của lưỡi: h1 =5,8.An
Chiều rộng của đế: B1 = 2,65.An
Góc làm việc:  = 64o

b) Neo Hải Quân: là neo có thanh ngáng
Ngày nay loại neo này chỉ dùng cho tàu nhỏ, dùng làm neo đuôi, neo hãm cho tàu
chuyên dụng cỡ nhỏ.
-Ưu và nhược điểm:
Ưu điểm:
Neo có kết cấu đơn giản, lực bám cao và làm việc tin cậy đối với tất cả các loại nền.
Nhược điểm:

Trang 3


- Loại neo này có thanh ngáng nên nhổ neo chậm và có khi bò vướng.
-Loại neo này khi thả chỉ bám vào nền đất một lưỡi còn một lưỡi quay ngược lên phía
trên gây khó khăn cho tàu nhất là ở vùng nước cạn, loại neo này không được cơ giới hoá
khi thả và kéo neo
(dùng cần cẩu).
Đặc điểm kết cấu:
-Neo Hải Quân là neo có thanh ngáng
Thông thường lưỡi neo và cán neo được đúc liền thành một khối hoặc kết cấu hàn
Trọng lượng neo: Gn = (10 3000) kg.
Lực bám neo: T = (6 8)Gn hoặc k = 6 8
- Các thông số chính:
Hình vẽ
1. Cán neo
2. Lưỡi neo
3. Đế neo
4. Chốt hãm
5 Thanh ngáng.
6. Quai neo, Móc neo
Kích thước của neo được tính theo An:
Trong đó:
An = 23. 3 Gn
Chiều dài thân neo: H1 = 11,4.An.
Độ mở của lưỡi: L1 = 7,35.An.
Chiều cao của lưỡi: h1 =2,75 An.
Chiều rộng của đế: B1 = 2,15.An.
Chiều dài thanh ngáng: Bo = (10,8 11,3).An

c) Neo một lưỡi (sttbtt t1/195)
Là neo có thanh ngáng và một lưỡi cố đònh. Neo được tiêu chẩn hoá.
Neo một lưỡi thường dùng làm neo đứng hoặc neo để đònh vò trên các đội tàu kó thuật.

d) Neo Matrôxov
Thường dùng cho các tàu nhỏ, tàu quốc, tàu hút bùn, dùng vừa để đònh vò, vừa cơ
động và chỉ sử dụng trên nền đất mềm.
-Đặc điểm kết cấu: Là Neo có thanh ngáng và lưỡi quay.
Trang 4


Lưỡi neo và cán neo được đúc rời, lưỡi có thể quay so với cán một góc , để tăng lực
bám người ta tăng chiều dày của lưỡi. Để tăng độ ổn đònh người ta làm thanh ngáng.
Trọng lượng neo: Gn = (5 1500) kg – Neo hàn
Trọng lượng neo: Gn = (25 200) kg – Neo đúc
Lực bám neo: T = (6 11)Gn hoặc k = 6 11
- Các thông số chính:

Hình vẽ

1. Cán neo
2. Lưỡi neo
3. Đế neo
4. Chốt hãm
5. Thanh ngáng
-Các kích thước cơ bản trong
bảng (2-11),(2-12) STTBTT T1/196.

Trang 5

§3 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC VÀ TRỌNG LƯNG CỦA NEO
1.Xác đònh trọng lượng neo theo quy phạm
a)Tàu biển:
- Đặc trưng cung cấp
EN = W2/3 + 2,0hB + 0,1A (m2) (1)
Trong đó:
W: Lượng chiếm nước toàn tải của tàu.
h = f + h/
f: Khoảng chách thẳng đứng tại giữa tàu đo từ đường nước chở hàng thiết kế lớn nhấ t đến
mặt trên của xà ngang boong liên tục tại cùng một mạn.(m)
h/ : Chiều cao từ boong liên tục trên cùng đến nóc thượng tầng trền cùng hoặc lầu trên
cùng có chiều rộng lớn hơn B/4 (m).
A = fL + h//l
h//l: Tổng các tích số của chiều cao h// (m) và chiều dài l(m) của kết cấu thượng tầng có
chiều rộng lớn hơn B/4 và chiều cao lớn hơn 1,5 m.
Khi đó trọng lượng neo sẽ được tra theo quy phạm phần trang thiết bò của ĐKVN 2010
cho tàu biển đối với tàu biển và quy phạm ĐKVN 2005 cho tàu sông đối với tàu sông.
b ) Tàu sông:
-Đặc trưng cung cấp
Nc =L (B +D) + A (2)
Trong đo:ù
L, B, D – là kích thước chính của tàu.
A – Là đại lượng điều chỉnh cho thượng tầng và lầu .
A = klihi

(i = 1 n)

k = 1 cho các tàu có ùtổng chiều dài của lầu và thượng tầng bố trí trên tất cả các boong lớn
hơn 0,5L

k = 0,5 cho các tàu có tổng chiều dài của lầu và thượng tầng bố trí trên tất cả các boong
nằm trong giới hạn (0,250,5)L.
k = 0: cho các tàu có tổng chiều dài của lầu và thượng tầng bố trí trên tất cả các boong có
li < 0,25L.
Khi đó trọng lượng neo sẽ được tra theo quy phạm hoặc sổ tay thiết bò tàu thuỷ tập 1.
-Tàu hai thân:
Trang 6


Nc = 2L(Bt + d) + L(Bc +D – d) + klihi

(i = 1 n)

Bt – Chiều rộng của một thân (m).
Bc – Chiều rộng toàn bộcủa tàu (m)
D – Chiều chìm của tàu khi đầy tải
2-Trọng lượng Neo theo phương pháp lý thuyết.
Hình vẽ:

Phương pháp lý thuyết dùng để tính toán các tàu không nằm trong sự giám sá t của ĐK
(khi h> 150 m).
Khi tính toán trọng lượng neo ta coi tàu như một bức tường chắn sóng, chòu tác dụng
của sóng gió dòng chảy. Khi tàu neo bằng một neo dưới tác dụng của ngoại lực tàu sẽ tự
quay sao cho tổng mô men của những ngoại lực đó bằng 0 và TP hợp lực của chúng trong
mặt phẳng hình chiếu bằng với thành phần To của lực căng dây các neo tàu, phương của
hợp lực này hợp với mặt phẳng đối xứng một góc .
Nếu gọi lực bám của neo tàu là To  Điều kiện để tàu đứng yên khi tàu chỉ có một neo
là:
To  R.
R – Ngoại lực tác dụng lên tàu.

Trang 7


R = Rgió + Rsóng + Rdòng chảy (KG)
To = n (kGn + afq).
a – Đoạn xích neo nằm trên mặt nền.
k – hệ số bám của neo
f – Hệ số ma sát của xích neo với mặt nên.
q – Tải trọng phân bố của xích neo.
n – Số neo.
a ) Sức cản của gió:
Gỉa sử hướng gió tác dụng hợp với mặt phẳng đối xứng của tàu một góc  , khi đó:
Rgió = q(S1sin + S2 cos)Ck

(KG)

Trong đo:ù
Ck = 0,8: là hệ số hứng gió
S1, S2 (m2): Là diện tích hình chiếu phần khô của vỏ tàu lên mặt mặt phẳng đối xứng và
mặt phẳng sườn giữa.
q (KG/m2): là áp lực gió tính toán trung bình tác dụng lên phần khô của thân tàu xđ theo
bảng gió Bôfo.
b ) Sức cản của nướcù: (xem động lực học)
Khi tàu đứng yên dòng nước do thuy triều lên xuống cũng như dòng nước chảy từ thượng
nguồn đến bao quanh thân tàu. Ta coi dòng nước đứng yên, tàu chuyển động với vận tốc
bằng vận tôùc của dòng nước.
Rdc = R1 + R2.
R1: Sức cản được tính như sức cản phần động học.
R2: Sức cản phần nhô.
R1 = Rd + Rms

(KG)

R2 = 50AE.D2B.v2p

(KG)

Ao
AE/Ao =  - là tỉ số đóa
DB : đường kính chân vòt
vp; Vận tốc dòng nước chảy tới chân vòt

Trang 8


c) Sức cản của sóng: (Rs)
R = k.m.Pn cos (KG)
k: Hệ số
k = 0.25 gọi là hệ số làm giảm chấn động cho dây
m: Số thân tàu.
: góc giưã phương truyền sóng và mặt phẳng đối xứng của tàu.
Pn : Lực va đập của sóng.
Pn = Pztb. Sn.sin2.sin2
Sn(m2) là diện tích phần mũi tàu bò sóng phủ.
,: là góc nghiêng của sống mũi so với phương nằm ngang và góc giữa phương truyền
sóng với hướng diện tích vùng mũi bò sóng phủ.
Pztb – lực va đập sóng trung bình. Pztb phụ thuộc vào hs, h, .
h – Chiều sâu lớp nước quan sát được.
hs – Chiều cao sóng.
: Bước sóng .

Gía trò Pztb được xđ theo bảng.
No

Công thức tính

Đơn vò

1

ro = hs/2

m

2

T = 2/

-

3

h1 = 2h/

m

4

rz =ro e –h1

m

5

Pz = 2r2z/

KG

6

Pztb = Pz/n

KG

7

n = 5(Số lần
qsát)

(m) = , hs(m) = , h(m) =

To  R  To = (kGn + afq)  R
Trong đó :
q : Trọng lượng đơn vò của xích neo q = Gn/k1
k1 : Hệ số phụ thuộc vào vùng hoạt động của tàu
Gn  k1R/n(kk1 +af) (*)
Vậy trọng lượng neo của tàu được tính theo công thức (*).
Trang 9


§ 4) DÂY NEO

Dây neo dùng để nối neo với tàu (Thả neo, kéo neo, đảm bảo truyền lực bám của neo
để tàu đứng yên).
Dây neo có thể là cáp, xích, có thanh ngáng, hoặc không có thanh ngáng. Nhưng ở
trên tàu ngøi ta thường dùng dây neo là xích neo bởi vì nó có độ bền cao không hay bò
rối khi thả neo.
Nếu trên tàu bố trí hai neo thì phải bố trí hai hầm xích neo. Dây neo phải có khả năng
dải đều trong hầm xích neo, phải có khả năng tăng tính ổn đònh và tăng lực bám cho neo.
1)Phân loại xích neo.
a)Phân loại theo phương pháp chế tạo.
Có 2 loại: loại xích neo có thanh ngáng và không có thanh ngáng.
Xích neo có thanh ngáng gồm có
-Xích neo hàn áp lực có thanh ngáng:

d = (13100)mm.

-Xích neo hàn điện có thanh ngáng:

d = (1562)mm.

-Xích neo đúc có thanh ngáng:

d = (34100)mm.

Xích neo không có thanh ngáng gồm có
- Xích neo hàn áp lực không có thanh ngáng với d = (737)mm.
- Xích neo hàn điện không có thanh ngáng với d = (537)mm.
b)Phân loại theo vật liệu chế tạo.
Bao gồm:
-Xích neo có độ bền thông thường
-Xích neo có độ bền cao

-Xích neo có độ bền đặc biệt cao.
2)Cấu tạo của dây neo
Xích neo được tạo thành từ một chuỗi các mắt xích được nối ghép lại với nhau gồm:
Mắt cuối, mắt xoay, mắt nối, mắt ba chạc.
+Mắt cuối dùng để nối giữa neo với xích neo.
+Mắt xoay dùng để tránh rối khi sử dụng neo.
+Mắt nối dùng để thay đổi chiều dài của xích neo.
+Mắt thường chiếm hầu hết chiều dài dây neo.
+Mắt ba chạc dùng để thay đổi phương của dây neo.

Trang 10


Hình vẽ

3)Tính toán chiều dài xich neo.
a)Tính theo quy phạm do ĐKVN quy đònh
Tổng chiều dài của xích neo: l = f(Đặc trưng cung cấp)
b)Tính theo lý thuyết: (Chương 3- STTBT1)
Gọi chiều dài xích neo là:
l=

Hình vẽ

h
2,1. (k1Gn )  h 2 (m)
q

k1: Hệ số bám
q = Gn/k1 Trọng tải phân bố của xích neo.

h: Chiều sâu thả neo (m).
ln = lo + l + a
lo : Chiều dài xích neo từ ống dẫn xích neo
đến thiết bò hãm nhả khâu cuối cùng của xích neo
a: Chiều dài xích neo nằm trên nền đất.

Trang 11


§5) LỖ THẢ NEO
1)Yêu cầu:
- Khi thả neo, neo không đi lệch sang mạn kia lúc tàu chòng chành 5 o.
- Neo cân đi lọt hẳn vào lỗ thả ở bất kì vò trí nào của lưỡi
Khi thân neo lọt vào lỗ thả, lưỡi neo phải tựa chắc vào vỏ mạn tàu hoặc vào hốc (nếu có),
còn đế neo tựa vào gia cường mép của lỗ.
- Neo dễ dàng thả khỏi hốc dưới tác tác dụng của tự trọng.
- Khi đã nằm lọt vào lỗ, neo không chạm xuống mặt nước hoặc gây cản trở khi tàu
chuyển động.
- Chiều dài lỗ thả neo phải vừa đủ để thân neo nằm lọt vào nó.
- Trên tàu có nhiều boong, phần lỗ khoét ở mạn phải bố trí sao cho ống dẫn không chạm
vào boong dưới.
- Lỗ thả ở phần boong mạn và ống dẫn phải bố trí sao cho độ gẫy khúc của xích neo là
nhỏ nhất.
2) Các đặc trưng của lỗ thả neo. ( T207 – STTBTT-T1)

§6)HÃM XÍCH NEO
(T201-STTBTT-T1)
Hãm xích neo được bố trí ở mũi để giữ chặt neo trong quá trình khai thác tàu.
Hãm xích neo bao gồm hãm lệch tâm và hãm ma sát (hãm tay quay và hãm trục vít)
Hãm trục vít được chế tạo theo tiêu chuẩn.

§7) THIẾT BỊ GIỮ VÀ NHẢ GỐC XÍCH NEO
(T204-STTBTT-T1)
Để giữ gốc xích neo và thả chúng khi cần thiết, người ta dung những thiết bò chuyên
dung có móc bản lề.
Thiết bò giữ và nhả gốc xích neo được đặt trong hầm xích neo ở vò trí thẳng đứng hoặ c
nằm ngang. Để thiết bò này không cản trở sự chuyển động của xích neo khi nhổ hoặc khi
thả, người ta đặt nó vào hốc trong hầm xích neo.
Kích thước của hốc này được đảm bao sao cho có thể nắp ráp và sửa chữa thiết bò được
thuận tiện và không chiếm nhiều diện tích.

§8) ỐNG DẪN XÍCH NEO
(T217-STTBTT-T1)
Ống dẫn xích neo dùng để dẫn hướng xích neo vào cơ cấu neo và hầm xích neo. ốáng
dẫn xích neo có thể đặt thẳng đứng hoặc nằm nghiêng..
Trang 12


Ống dẫn xích neo dùng kết cấu hàn hoặc đúc, chiều dày của chúng được chọn gần bằng
0,2 lần cỡ xích. Kích thước ống dẫn được cho trong bảng (2.21 STTBTT-T1).

§9)HẦM XÍCH NEO
(T221-STTBTT-T1)
Hầm xích neo dùng để chứa xích neo trên tàu. Bố trí hầm xích neo phụ thuộc vào bố
cục của toàn tàu. Đối với neo mũi, hầm xích neo thường được bố trí ở khoang mũi. Đối
với neo đuôi, hầm xích neo thường được bố trí ở sau khoang đuôi.
Hầm xích neo có dạng chữ nhật hoặc hình tròn.
-Hầm hình chữ nhật: Có ưu điểm là dễ gia công nhưng lại dễ bò rối xích khi thả hoặc
kéo.
- Hầm tròn : Xích có thể tự dải đều trong hầm xích  không bò rối khi thả hoặc kéo neo

nhưng khó gia công.
Đáy hầm được lát gỗ, có rãnh để tiêu thoát nước. Thành hầm được quét ximăng, hắc
ín hoặc sơn, thông thường là sử dụng hắc ín ( do môi trường làm việc khắc nghiệt, luôn
tiếp xúc với nước, bùn… hắc ín là chống ăn mòn tốt nhất.

§10)MÁY NEO
(T230-STTBTT-T1)
Máy neo thường được sử dụng để thực hiện các thao tác sau.
-Thả neo khi dừng tàu, có thể dùng điện hoặc thả tự do khi nhả dần phanh máy neo.
-Giữ cáp neo bằng phanh khi tàu dùng.
-Nhổ neo gồm kéo tàu về phía neo, nhổ và nâng neo khỏi mặt đất, kéo nao vào nỗ thả
neo.
-Nâng một lúc hai neo (đối với máy neo nằm), nhưng khi nhổ neo khỏi đất không đồng
thời.
Các kiểu máy neo cho trong bảng (2-26), (2-27)/T234 STTBTT-T1.

Trang 13