Bài giảng Lựa chọn phương án và tính chọn sơ bộ các thông số cơ bản

Phần 2: Lựa chọn phương án và tính chọn sơ bộ các thông số cơ bản Lựa chọn phương án 1.1.Toàn bộ cổng trục là kết cấu dầm Kết cấu này có ưu điểm là đơn giản, dễ dàng khi chế tạo cũng như khi bảo dưỡng, sửa chữa. Dầm có độ bền mỏi cao hơn dàn . Việc chế tạo dầm đơn giản và dễ dàng do có thể áp dụng phương pháp hàn tự động. Tuy nhiên kết cấu này có nhược điểm là trọng lượng lớn với khẩu độ dài dầm sẽ chịu uốn nhiều do tải trọng bản thân lớn và diện tích chắn gió lớn. 1.2.Kết cấu thép được kết cấu theo kiểu dàn Dàn dược sử dụng trong kết cấu kim loại máy trục với kết cấu có khẩu độ lớn chịu tải trọng nhỏ. Do đó toàn bộ cổng trục là kết cấu dàn có ưu điểm là : trọng lượng kết cấu nhỏ, diện tích chắn gió nhỏ hơn so với kết cấu dầm nhiều .Nhưng bên cạnh đó dàn có độ bền mỏi thấp, công chế tạo cao do khó sử dụng phương pháp hàn tự động. Như vậy theo đặc tính kỹ thuật của cổng trục có sức nâng nhỏ và khẩu độ lớn ta chọn phương án thiết kế là kết cấu dàn. 1.3.Kết cấu nối chân với cầu Kết cấu của cổng trục là kết cấu tầng trên theo dạng cầu như cầu trục. Tầng trên được đặt trên hai chân đỡ cao tạo thành dạng cổng. Do đó chân đỡ được nối với cầu theo hai phương pháp sau: nối cứng ( chân đỡ cứng ) và nối bằng bản lề với cầu (chân dỡ mềm) ưu điểm của chân cứng so với chân mềm là : Kết cấu, cấu tạo đơn giản. nhược diểm: sinh ra lực đẩy ngang do tải trọng di động trên cầu hoặc do sự thay đổi nhiệt độ gây ra. Thông thường đối với cổng trục có khẩu độ nhỏ ( L < 25 m) có thể chế tạo cả hai chân cổng có liên kết cứng với dầm và như vậy sẽ giảm được công chế tạo và lắp dựng cổng trục. Như vầy với khẩu độ L = 35 m ta chọn cổng trục có 1 chân cứng và một chân mềm.Chân mềm có liên kết khớp với dầm cầu để đảm bảo cho kết cấu là một hệ tĩnh định , nó có thể lắc quanh trục thẳng đứng đến 50 để bù trừ các sai lệch của kết cấu và đường ray do chế tạo và lắp đặt , ảnh hưởng của biến dạng do nhiệt độ . Như vậy chân mềm của cổng trục có tác dụng giảm ma sát thành bánh xe với đường ray , giảm tải trọng xô lệch và tránh khả năng kẹt bánh xe di chuyển trên ray . Tính chọn các thông số kích thước của dàn chính Với cổng trục được thiết kế theo kiểu dàn có rất nhiều loại kết cấu khác nhau, tiêu biểu là : \ Cổng trục có kết cấu dàn với thanh biên dưới cong có trọng lượng nhỏ nên hợp lý hơn so với các kiểu dàn khác. Tuy nhiên vì các thanh xiên và các thanh đứng có chiều dài khác nhau nên phức tạp trong chế tạo và giá thành cao hơn nên kiểu này ít được dùng. \ Cổng trục có kết cấu dàn với thanh biên trên và dưới song song với nhau chủ yếu dùng khi cổng trục có xe lăn phụ chạy trên thanh biên dưới. ưu điểm của loại này là chiều dài của các thanh trung gian là bằng nhau, chế tạo đơn giản và giá thành chế tạo thấp. Tuy nhiên nhược diểm chủ yếu của loại này là trọng lượng lớn. \ Cổng trục có kết cấu dàn với thanh nghiêng ở hai đầu của thanh biên dưới là loại được dùng phổ biến nhất vì nó điều hoà được các ưu nhược diểm của hai loại trên. Vậy ta chọn cổng trục có kết cấu dàn với tthanh nghiêng ở hai đầu của thanh biên dưới với các thông số sau: + Sức nâng: Q = 12T + Khẩu độ : L = 35 m chiều dài công xol được tính theo công thức kinh nghiệm sau: Lcx = 0,2L = 0,2.35 = 7m ị Lt = 49 m + Chiều cao nâng : H = 10,5 m + Vận tốc di chuyển xe con: Vx = 22,4 m/p + Vận tốc di chuyển cổng trục: Vc = 35 m/p + Vận tốc nâng: Vn = 14,6m/p + Trọng lượng của xe con được tính theo công thức kinh nghiệm: Gx = 1,5 + 0,2Q = 1,5 + 0,2.12 Gx = 3,9 T Chọn Gx = 4T + Các thông số kích thước của dàn chính : Chiều dài đoạn nghiêng C = ( 0,1 - 0,2 )L = 0,35 - 7 m Chọn C = 4,5 m Chiều cao dàn đứng chính ở giữa: H = (1/12 - 1/16)L = 2,9 - 2,18 m chọn H = 2,2 m Chọn số khoang \ Số khoang ở đoạn nghiêng là : n0 =2 Chiều dài của số khoang ở đoạn nghiêng l0 = 4500 mm ị chiều dài của một khoang ở đoạn nghiêng là: \ Số khoang ở đoạn trong là : n1 =16 Chiều dài của số khoang ở đoạn trong l1 =40000 mm ị chiều dài của một khoang ở đoạn trong là: Chiều rộng của dàn ngang là : b = (0,6 - 0,8)H = (0,6 - 0,8).2,2 = 1320 đ 1760 mm chọn b = 1400 mm Khoảng cách giữa hai đường ray di chuyển của xe con S = 1,7 m Ta chọn loại thép CT3 là loại thép phổ thông có các thông số cơ bản: - Mô men đàn hồi E = 2.1x106KG/cm3 - Giới hạn chảy sc = 2400á2800 KG/cm3 - Giới hạn bền sb = 3800á4200 KG/cm3 - Độ dai va đập ak > 70 j/cm2 - Độ gãn dài khi đứt e = 21% - Trọng lượng riêng g = 7.83 T/m3 - Trong phần tính toán này ta chọn hệ số an toàn của thép là 1,5 ị ứng suất cho phép [s] = 1600 KG/cm2 = 160 N/mm2 Các thanh của dàn được làm bằng thép định hình hàn lại với nhau. Cạnh để hàn là cạnh rộng của thanh thép còn cạnh để chừa là cạnh hẹp của thanh thép. ở đây ta chọn loại thép góc không đều cạnh dạng chữ L làm các thanh của dàn vì kết cấu dạng này dễ hàn và trọng lượng tương đối nhỏ so với các loại thép khác. Cụ thể ở đây ta dùng hai thép góc không đều cạnh hàn lại với nhau để làm thanh biên trên của dàn. đối với các thanh biên dưới, thanh xiên, thanh đứng của dàn ta dùng một thép góc không đều cạnh. Kích thước của mỗi loại thanh ở trong dàn được tính theo điều kiện bền. Từ những lựa chọn sơ bộ trên ta có hình dạng của dàn chính như sau: \ Trọng lượng của 1 dàn đứng chính có thể xác định theo công thức kinh nghiệm (Gô man ) sau: Gch = 10Q(L- 5) +700 (kG) Trong đó: Q = 12 T : là sức nâng của cổng trục L = 49 m : là chiều dài của toàn bộ cổng đ Gch = 10.12(49 - 5) + 700 = 59800 N \ Trọng lượng của 1 dàn đứng phụ là: \ Trọng lượng của 1 dàn ngang( gồm có dàn ngang trên và dàn ngang dưới ) là: \ Trọng lượng các phần khác của kết cấu kim loại lấy như sau: + Trọng lượng của 1 sàn là: Gs = k. L. b. d. g Trong đó: k = 0,5 là hệ số kể đến các lỗ trên sàn b = 0,8 m là bề rộng mặt phẳng ngang của dàn d = 0,003 m là chiều dày của sàn g = 78000 N/m3 là trọng lượng riêng của thép đ Gs = 0,5. 49. 0,8. 0,003. 78000 = 4586,4 N Kết hợp với biểu đồ quan hệ Q, L, G sách kết cấu thép máy trục hình 8-7 ta chọn trọng lượng sơ bộ của dàn là: GD = 26 T + Trọng lượng của dầm đầu là: Gđ = 9000 N + Trọng lượng của dầm cuối là: Gđ = 9000 N + Trọng lượng của cơ cấu di động cổng là: Gd = 23000 N + Trọng lượng của buồng lái và các thiết bị điện là: Gbl = 15000 N + Trọng lượng xe con và thiết bị mang hàng là: Gx = 42720 N + Trọng lượng của chân cổng chọn sơ bộ là: Gch = 150000 N ( chân cứng = 8 T và chân mềm = 7 T ) Vậy trọng lượng của cổng trục là: G = 260000 + 2.9000 + 4586,4 + 23000 + 15000 + 42720 + 150000 = 513306,4 N Sơ bộ chọn trọng lượng của cổng trục là: G = 52 T