Đề tài Công ty lắp máy và xây dựng lilama 45-4

Muïc luïc Môc : Trang : Lêi nãi ®Çu 3 PhÇn I : Giíi thiÖu chung Giíi thiÖu vÒ c«ng ty L¾p M¸y LILAMA 45-4 vµ Tram nghiÒn xim¨ng CÈm Ph¶ 5 PhÇn II : Ph©n tÝch lùa chän ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ LËp qui tr×nh c«ng nghÖ xÕp dì 7 I. Ph©n tÝch lùa chän ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ 7 II. TÝnh chÊt hµng ho¸. LËp qui tr×nh CNXD 11 PhÇn III : ThiÕt kÕ kü thuËt cÇn trôc ch©n ®Õ cã ch©n ®Õ cè ®Þnh t¹i cÇu c¶ng 15 Chän th«ng sè c¬ b¶n 16 TÝnh to¸n chung 17 Ch­¬ng I – TÝnh to¸n vµ chän c¸c thiÕt bÞ cho c¬ cÊu n©ng 23 I. Th«ng sè tÝnh to¸n vµ s¬ ®å truyÒn ®éng 23 II. TÝnh chän C¸p – Tang – ThiÕt bÞ mang hµng 24 III. TÝnh chän vµ kiÓm tra §éng c¬ ®iÖn – Khíp nèi – Hép gi¶m tèc – Phanh 31 Ch­¬ng II – TÝnh to¸n vµ chän c¸c thiÕt bÞ cho c¬ cÊu thay ®æi tÇm víi 39 Giíi thiÖu 39 I. Th«ng sè tÝnh to¸n vµ s¬ ®å truyÒn ®éng 40 II. X¸c ®Þnh kÝch th­íc hÖ cÇn vÏ ho¹ ®å vÞ trÝ 42 III. X©y dùng biªñ ®å m«men mÊt c©n b»ng cÇn 46 IV. X©y dùng biÓu ®å m«men mÊt c©n b»ng hµng 52 V. TÝnh to¸n t¶i träng t¸c dông lªn thanh r¨ng 54 VI. TÝnh chän vµ kiÓm tra §éng c¬ ®iÖn – Khíp nèi – Hép gi¶m tèc – Phanh 62 VII. TÝnh to¸n bé truyÒn cuèi cña c¬ cÊu thay ®æi tÇm víi 68 Ch­¬ng III. – TÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp cÇn vµ vßi 73 Giíi thiÖu 73 T¶i träng tÝnh to¸n – Tæ hîp t¶i träng tÝnh to¸n 74 A. TÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp vßi 75 I. X¸c ®Þnh vÞ trÝ tÝnh to¸n – C¸c tr­êng hîp t¶i träng tÝnh to¸n 75 II. TÝnh to¸n , kiÓm tra bÒn vµ æn ®Þnh vßi trong tr­êng hîp tæ hîp t¶i träng II a 77 III. TÝnh to¸n , kiÓm tra bÒn vßi trong tr­êng hîp tæ hîp t¶i trong II b 97 B. TÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp cÇn 102 I. X¸c ®Þnh vÞ trÝ tÝnh to¸n - Tr­êng hîp t¶i träng tÝnh to¸n 102 II. X¸c ®Þnh, vÏ biÓu ®å néi lùc t¸c dông lªn cÇn trong m¨t ph¼ng th¼ng ®øng ( mÆt ph¼ng n©ng ) 102 III. X¸c ®Þnh, vÏ biÓu ®å néi lùc t¸c dông lªn cÇn trong mÆt ph»ng ngang ( mÆt ph¼ng vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng ®øng ) 107 IV. KiÓm tra bÒn cÇn 110 Ch­¬ng IV – TÝnh to¸n liªn kÕt ch©n ®ì vµ nÒn mãng 123 Giíi thiÖu 123 I. X¸c ®Þnh ph¶n lùc liªn kÕt lín nhÊt sinh ra t¹i ch©n ®Õ 124 II. X¸c ®Þnh kiÓu liªn kÕt vµ tÝnh to¸n kiÓm tra 132 Ch­¬ng V – Yªu cÇu chung vÒ an toµn khi sö dông cÇn trôc 135 Lêi ngá 137 Tµi liÖu tham kh¶o 138 Lêi nãi ®Çu M¸y XÕp Dì – X©y Dùng lµ thiÕt bÞ kh«ng thÓ thiÕu trong c«ng cuéc x©y dùng c¬ së h¹ tÇng cña nÒn kinh tÕ thÞ tr­êng ®Þnh h­íng X· Héi Chñ NghÜa ë n­íc ta nhÊt lµ trong lÜnh vùc x©y dùng c¬ b¶n, khai th¸c c¶ng, giao th«ng, thuû lîi, thuû ®iÖn ... Víi vÞ trÝ rÊt thuËn lîi cho giao th«ng, bu«n b¸n, ngo¹i giao b»ng ®­êng thuû n­íc ta ngµy cµng cã nhiÒu c¶ng biÓn, c¶ng s«ng ra ®êi. V× thÕ c«ng t¸c xÕp dì hµng ho¸, gi¶i phãng tµu t¹i c¶ng lµ cùc k× quan träng . C¶ng CÈm Ph¶ lµ mét trong nh÷ng c¶ng thuéc khu vùc côm c¶ng ThÞ V¶i C¸i MÐp, cöa ngâ cña toµn vïng kinh tÕ träng ®iÓm phÝa Nam . C¶ng ®­îc x©y dùng víi môc ®Ých xÕp dì hµng chuyªn dïng cho tr¹m nghiÒn xim¨ng CÈm Ph¶ Khèi l­îng hµng ho¸ th«ng qua c¶ng t­¬ng ®èi lín vµ chñ yÕu lµ hµng rêi (nguyªn liÖu clinker hoÆc th¹ch cao), hµng bao (s¶n phÈm). Nªn qu¸ tr×nh xÕp dì hµng ho¸ t¹i c¶ng ph¶i ®­îc c¬ giíi ho¸, tù ®éng ho¸, thiÕt bÞ t¹i c¶ng ph¶i mang tÝnh chuyªn dïng cao. Víi nhòng yªu cÇu ®ã thiÕt bÞ xÕp dì t¹i c¶ng ph¶i lµ c¸c lo¹i b¨ng t¶i, cÇn trôc ch©n ®Õ dïng gÇu ngo¹m cã n¨ng xuÊt cao, thiÕt bÞ xÕp dì hµng bao chuyªn dïng ... CÇn trôc ch©n ®Õ ®Æt cè ®Þnh t¹i cÇu c¶ng, søc n©ng 28 T, thiÕt bÞ mang hµng b»ng gÇu ngo¹m tù ®éng lµ lo¹i cÇn trôc chuyªn dïng cã thÓ ®¸p øng ®­îc nhu cÇu nhËp liÖu cho tr¹m nghiÒn xi m¨ng CÈm Ph¶ . Víi nh÷ng kiÕn thøc ®· ®­îc häc t¹i nhµ tr­êng vµ kinh nghiÖm thùc tÕ t¹i c«ng ty L¾p M¸y & X©y Dùng LILAMA 45-4 t«i xin ®ãng gãp mét phÇn ý kiÕn cña m×nh vµo c«ng t¸c thiÕt kÕ, tæ chøc c¬ giíi ho¸ xÕp dì t¹i c¶ng CÈm Ph¶. PhÇn I Giíi thiÖu chung Giíi thiÖu vÒ c«ng ty l¾p m¸y Lilama 45-4 vµ tr¹m nghiÒn xim¨ng cÈm ph¶ Công ty Lắp máy & xây dựng 45 – 4 ( LILAMA 45 – 4 ) là một doanh nghiệp nhà nước hạng I thuộc tổng công ty LILAMA Việt Nam chuyên nhận thầu xây lắp, gia công chế tạo thiết bị, kết cấu thép các công trình công nghiệp và dân dụng trong và ngoài nước . Thành lập từ năm 1979,công ty đã tham gia lắp dặt hơn 200 công trình lớn nhỏ trên khắp mọi miền đất nước đã đưa vào sử dụng đạt chất lượng cao. Hơn 20 năm hoạt động và phát triển, vai trò của LILAMA 45 – 4 trong nền kinh tế quốc dân luôn luôn gắn liền với những công trình xây dựng có tầm cỡ quốc gia và góp phần quan trọng vào sự nghiệp đổi mới, công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước . LILAMA 45 – 4 đã lắp đặt nhiều dây chuyền công nghệ cuả các nhà máy thuỷ điện , nhiệt điện , hoá chất, công nghiệp nhẹ, công nghiệp thực phẩm, vật liệu xây dựng như : Lắp đặt các nhà máy thủy điện , nhiệt điện có công suất từ 500 – 1000 MW như : Nhiệt điện Tây Ninh, nhiệt điện Phả Lại, nhiệt điện Phú Mỹ, thuỷ điện Trị An, thuỷ điện Thác Mơ - Sông Bé ...Lắp các nhà máy xi măng công suất từ 1điến 2 triệu tấn/năm như : Nhà máy xi măng Bỉm Sơn - Thanh Hoá, nhà máy xi măng Hoàng Thạch - Hải Dương, nhà máy xi măng Sao Mai - Kiên Giang ..... Víi nh÷ng thµnh tùu ®ã th¸ng 6 - 2005 LILAMA 45 - 4 ®­îc chän lµ mét trong nh÷ng ®èi t¸c quan träng cña Tæng C«ng ty XuÊt KhÈu X©y Dùng (Vinaconex) trong dù ¸n x©y dùng & l¾p r¸p thiÕt bÞ cho nhµ m¸y xi m¨ng CÈm Ph¶. Tæng ®Çu t­ dù ¸n lµ 301,9 triÖu USD (kho¶ng 4.740 tû VND). C«ng suÊt thiÕt kÕ cña dù ¸n lµ s¶n xuÊt 2,3 triÖu tÊn xim¨ng PCB40/n¨m b»ng lß quay theo ph­¬ng ph¸p kh«, sö dông c«ng nghÖ tiªn tiÕn vµ tù ®éng ho¸ ë møc cao. Dù ¸n bao gåm nhµ m¸y chÝnh t¹i CÈm Ph¶ Qu·ng Ninh ®­îc x©y dùng trªn diÖn tÝch 75 ha c«ng suÊt thiÕt kÕ 1.890.000 tÊn Clinker / n¨m vµ mét tr¹m nghiÒn CÈm Ph¶ t¹i khu c«ng nghiÖp Mü Xu©n, tØnh Bµ RÞa Vòng Tµu . Tr¹m nghiÒn CÈm Ph¶ ®­îc x©y dùng t¹i khu c«ng nghiÖp Mü Xu©n huyÖn T©n Thµnh tØnh Bµ RÞa Vòng Tµu cã tæng diÖn tÝch kho¶ng 20 ha gåm : -Tr¹m nghiÒn Clinker. Tr¹m sÏ tiÕp nhËn kho¶ng 1.200.000 tÊn clinker/n¨m tõ nhµ m¸y chÝnh ®Ó s¶n xuÊt 1.480.000 tÊn xim¨ng /n¨m ®Ó ®¸p øng nhu cÇu tiªu thô ë c¸c tØnh phÝa Nam. - CÇu c¶ng chuyªn dïng ®Ó xÕp dì : Clinker , th¹ch cao vµ xim¨ng cho nhu cÇu s¶n suÊt cña tr¹m nghiÒn. Tæng chiÒu dµi cña cÇu c¶ng lµ 230 m, cã kh¶ n¨ng tiÕp nhËn tµu lµ 25.000 DWT. Tæng chi phÝ ®Çu t­ ban ®Çu lµ rÊt lín, trang thiÕt bÞ cho s¶n xuÊt hiÖn ®¹i V× vËy dù ¸n nhµ m¸y xi m¨ng CÈm Ph¶ Qu·ng Ninh nãi chung vµ Tr¹m nghiÒn xim¨ng CÈm Ph¶ tØnh Bµ RÞa Vòng Tµu nãi riªng høa hÑn sÏ gÆt h¸i ®­îc nhiÒu thµnh c«ng trong t­¬ng lai, ®ãng gãp mét phÇn kh«ng nhá cho c«ng cuéc x©y dùng nÒn kinh tÕ thÞ tr­êng ®Þnh h­íng X· Héi Chñ NghÜa ë n­íc ta . Phần III Ph©n tÝch lùa chän ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ LËp qui tr×nh c«ng nghÖ xÕp dì I. ph©n tÝch lùa chän ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ thiÕt bÞ xÕp hµng Khèi l­îng hµng ho¸ th«ng qua c¶ng CÈm Ph¶ t­¬ng ®èi lín vµ chñ yÕu lµ hµng rêi : clinker hoÆc th¹ch cao (nguyªn liÖu cho tr¹m nghiÒn), hµng bao : ximăng đóng bao (s¶n phÈm) Nªn qu¸ tr×nh xÕp dì hµng ho¸ t¹i c¶ng ph¶i ®­îc c¬ giíi ho¸, tù ®éng ho¸, thiÕt bÞ t¹i c¶ng ph¶i mang tÝnh chuyªn dïng cao. Víi nhòng yªu cÇu ®ã thiÕt bÞ xÕp dì t¹i c¶ng ph¶i lµ c¸c lo¹i b¨ng t¶i, cÇn trôc ch©n ®Õ dïng gÇu ngo¹m cã n¨ng xuÊt cao, thiÕt bÞ xÕp dì hµng bao chuyªn dïng ... 1. CÇn trôc «t« kiÓu Hitachi : Là loại cần trục tự hành có sức nâng lớn nhất 26T. Cần trục được chia làm 2 phần : Phần công tác và phần tự hành giữa chúng được liên kết với nhau bằng vòng tựa quay Trên phần công tác bố trí tay cần dạng dàn và các cơ cấu công tác như : Hệ thống truyền độn , cơ cấu nâng, cơ cấu thay đổi tầm với, cơ cấu quay, đối trọng và thiết bị điều khiển . Phần tự hành gồm : Khung xe ( chassi ), hệ thống di chuyển giúp cần trục cố thể di chuyển được trên đường nơi làm việc với vận tốc khoảng 60 Km/h * Cấu tạo và thông số cơ bản của cần trục ôtô : - Kèm theo bằng bản vẽ * Ưu điểm của cần trục : Loại cân trục này có tính cơ động cao nên được dùng nhiều để bốc xếp vật liệu ở kho bãi, nhà ga, bến cảng, lắp đặt máy móc, cấu kiện trong xây dựng dân dụng và công nghiệp Hệ thống công tác được đẫn động từ hai nguồn động lực khác nhau và độc lập với nhau nên kết cấu dẫn động không phức tạp và dễ điều khiển Cơ cấu nâng gồm 2 tang nâng : Nâng chính, nâng phụ nên dễ dàng sử dụng gầu ngoạm 2 dây loại nhỏ, khi không sử dụng gầu ngoạm có thể thay đổi móc cẩu một cách dễ dàng * Nhược điểm : Tính chuyên dùng không cao, khi đem vào sử dụng không khai thác hết công dụng của phần tự hành : Sức nâng của cần trục không những phụ thuộc vào tầm với mà còn phụ thuộc vào trạng thái làm việc của loại cần trục. Ví dụ : Loại thiết bị cần, chân chống ... do vậy với một loại cần trục cần trục ôtô sẽ có nhiều đường đặc tính tải trọng khác nhau. Chi phí đầu tư ban dầu tương đối lớn so với loại cần trục chuyên dùng nếu muốn đảm bảo năng suất . 2. Cần trục chân đế kiểu mâm quay di chuyển được trên hai ray cố định trên cầu cảng , kiểu KIROV : Cần tục chân đế là loại cần trục được dùng để phục vụ công tác trên bến cảng hoặc kho bãi. Cần trục có sức nâng định múc 16 T, cần trục loại này có kết cấu phần quay dạng mâm quay, phần chân đế có kết cấu chắc chắn và di chuyển được trên 2 ray cố định tại cấu cảng . Hệ cần cân bằng là cần có vòi, kết cấu cần dạng hộp và có tiết diện thay đổi. * Cấu tạo và thông số cơ bản của cần trục : - Kèm theo bằng bàn vẽ * Ưu điểm của loại cần trục này : Có kết cấu hoàn chỉnh, dẫn động điện độc lập, mỗi cơ cấu có một động cơ điện riêng, dùng diện từ mạng lưới điện công nghiệp. Không gây tiếng ồn và ôi nhiễm môi trường. Điều khiển dễ dàng. Có đối trọng di động để tạo mômen chống lật thay đổi phù hợp với mômen hàng thay đổi khi cần trục thay đổi tầm với đảm bảo tự ổn định (hệ cần cân bằng). Do đó sức nâng không thay đổi khi tầm với thay đổi và quĩ đạo chuyển động của vật nâng gần như nằm trong mặt phẳng nằm ngang . Cơ cấu thay đổi tầm với dạng thanh răng bánh răng có con lăn tỳ nên sự dẫn động êm dịu, cân bằng và ổn định hơn, mặt khác cơ cấu quay dạng mâm nên khả năng chống lật cao. Chân đế dạng cổng 4 chân đỡ, khổ rộng, chắc chắn, có thể di chuyển được trên ray nên có tính cơ động. Phương tiện vận tải có thể đi ngang qua cần trục theo mọi hướng nên thích hợp cho phương án chuyển thẳng ở cảng khi xếp hàng từ tàu lên ôtô. * Nhược điểm : Khi đem vào sử dụng thì ta không khai thác hết hiệu quả của phần di chuyển . Kết cấu giằng mềm khả gây xoắn cần cao Kết cấu thép kiểu cổ điển khá cồng kềnh chi phí sản xuất cao do giá thành thép hiện nay rất cao. 2. Cần trục chân đế kiểu mâm quay đặt cố định trên cầu cảng, kiểu FAM : Cần trục loại này có kết cấu phần quay dạng mâm quay, phấn đế dạng cột liên kết chắc chắn với cầu cảng bởi 4 chân và hệ thống móng . Hệ cần cân bằng, cần có vòi : Cần là dầm tiết diện thay đổi, vòi dạng dầm giàn kết hợp. Giằng cứng. Kết cấu chắc chắn. Kết cấu thép hoàn chỉnh và gọn * Cấu tạo và thông số cơ bản của cần trục : - Kèm theo bằng bản vẽ * Ưu điểm của loại cần trục này : So với lại ưu diểm của cần trục chân đế kiểu KIROV thì loại cần trục này có ưu điểm vợt trội hơn : Kết cấu hoàn chỉnh và gọng gàng hơn. Tiết kiệm vật liệu hơn . Kết cấu giằng cứng nên khẳ năng chống xoắn cần cao hơn . Cabin được bố trí ở vị trí thuận lợi cho người điều kiển quan sát khi làm hàng. Chân đế cố định phù hợp cho việc tổ chức vận chuyển hàng băng hệ thống băng tải chuyên dùng hơn. Hơn nữa khẳ năng chống lật của cần trục cao, không có các tải trọng sinh ra do di chuyền vì vậy ta có thể tăng vận tốc của các cơ cấu : Nâng, quay, thay đối tầm với, từ dó có thề nâng cao năng suất xếp dỡ Cơ cấu nâng có một tang nâng chính nên khi đem vào khai thác ta sử dụng thiết bị mang hàng là gầu ngoam tự động. Ưu điểm của thiết bị mang hàng gầu ngoạm tự động là dẫn động độc lập thời gian đóng mở gầu thấp, năng suất cao * KÕt luËn : Tõ nh÷ng ph©n tÝch trªn ta cã thÓ tÊy r»ng cÇn trôc ch©n ®Õ kiÓu m©m quay ®Æt cè ®Þnh t¹i cÇu c¶ng ( kiÓu FAM ) cã nh÷ng ­u ®iÓm vît tréi , phï hîp víi yªu cÇu xÕp hµng t¹i c¶ng CÈm Ph¶ . V× vËy viÖc thiÕt kÕ , thi c«ng vµ ®­a thiÕt bÞ nµy vµo khai th¸c lµ hîp lÝ II. lËp qui tr×nh xÕp dì hµng t¹i c¶ng Khèi l­îng hµng ho¸ th«ng qua c¶ng CÈm Ph¶ t­¬ng ®èi lín vµ lµ hµng rêi : clinker hoÆc th¹ch cao...hµng bao : ximăng đóng bao. Nªn qu¸ tr×nh xÕp dì hµng ho¸ t¹i c¶ng ph¶i ®­îc c¬ giíi ho¸, tù ®éng ho¸, thiÕt bÞ xÕp dì t¹i c¶ng ph¶i mang tÝnh chuyªn dïng cao . Víi nhòng yªu cÇu ®ã thiÕt bÞ xÕp dì t¹i c¶ng ph¶i lµ c¸c lo¹i b¨ng t¶i, cÇn trôc ch©n ®Õ dïng gÇu ngo¹m cã n¨ng xuÊt cao, thiÕt bÞ xÕp dì hµng bao chuyªn dïng ... 1. TÝnh chÊt hµng ho¸ th«ng qua c¶ng : a. Linker vµ th¹ch cao : * Th¹ch Cao ( γ = 1,1 ÷ 1,2 T/m3 ) : CÊu t¹o ho¸ häc cña th¹ch cao : CaSO 4.2H 2O C«ng dông : §iÒu chØnh thêii gian kÕt tinh vµ ®ãng r¾n cña xi m¨ng ®Ó cã dñ thêi gian thi c«ng . * CLinker ( γ = 1,1 ÷ 1,2 T/m3 ) : Lµ s¶n phÈm nung thªu kÕt ë 14500 C cña ®¸ v«i, ®Êt sÐt vµ mét sè phô gia ®iÒu chØnh hÖ sè nh­ quÆng s¾t, B«xÝt, c¸t ... Thµnh phÇn ho¸ häc chñ yÕu cña phèi liÖu gåm 4 oxit chÝnh nh­ : CaO, SiO2 , Fe 2O 3, Al 2O 3 nÕu thiÕu sÏ ®­îc ®iÒu chØnh bæ xung b»ng c¸c phô gia kÓ trªn 4 Oxit chÝnh trong phèi liÖu khi nung ®Õn 14500 C sÏ ph¶n øng víii nhau t¹o thµnh 4 kho¸ng chÝnh trong clinker C3S ( 3CaO.SiO2 ) ; C3S (2CaO.SiO2 ) ; C3A ( 3CaO.Al2O3 ) ; C4AF ( 4CaO . Al2O3 . Fe2O3 ) C¸c kho¸ng chÊt nµy cã cÊu tróc tinh thÓ kh¸c nhau vµ quyÕt ®Þnh ®Õn tÝnh chÊt cña clinker ChÊt l­îng cña clinker sÏ quyÕt ®Þnh tÝnh chÊt cña xim¨ng. Thµnh phÇn tæng qu¸t cña clinker : CaO = 62 ÷ 68%, SiO2 = 21÷24%, Al2O3 = 4÷8 % Fe2O3 = 2÷5%. Ngoµi ra cßn mét sè c¸c oxit kh¸c ë hµm l­îng nhá : Na2O , K2O , MgO ≤ 5 % . Tæng hµm l­îng kÒm kh«ng v­ît qu¸ 2 % * Yªu cÇu khi vËn chuyÓn xÕp dì : Clinker vµ th¹ch cao lµ thµnh phÇn quan träng cña xim¨ng, chÊt l­îng cña chóng quyÕt ®Þnh chÊt l­îng cña xim¨ng v× thÕ khi v©n chuyÓn vµ xÕp dì cÇn ph¶i ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu : Che ®Ëy kÝn, kh«ng xÕp dì khi trêi m­a, trang thiÕt bÞ xÕp dì ph¶i kh« r¸o . b. Ph©n loai vµ tÝnh chÊt cña xi m¨ng : * Ph©n lo¹i : - Xi m¨ng Poocl¨ng ( silicat ) gåm : lo¹i ®«ng kÕt nhanh, lo¹i kþ n­íc, lo¹i r¾n nhanh, lo¹i xi m¨ng tr¸t . - Xi m¨ng oxit nh«m, thµnh phÇn chñ yÕu : 40 % CaO , 10 % Sio vµ 50 % Al2O3. Xi m¨ng «xit nh«m ho¸ r¾n nhanh h¬n xim¨ng silicat nhiÒu. Nã chèng ®­îc t¸c dông cña n­íc biÓn nhiÒu h¬n. Cã 2 lo¹i : Xim¨ng oxit nh«m, xim¨ng th¹ch cao - Xim¨ng chÞu axit : lµ hçn hîp cac th¹ch anh t¸n mÞn víi chÊt cã silicat ®ioxit. Lo¹i nµy chÞu c¸c lo¹i axit trõ HCl - Xi m¨ng mµu tr¾ng gièng xi m¨ng Poocl¨ng nh­ng kÐm h¬n vÒ c­êng ®é nªn chØ dïng ®Ó tr¸t t­êng . * TÝnh chÊt xi m¨ng : - TÝnh bay bôi : V× kh« vµ h¹t nhá mÞnh nªn nÕu vËn chuyÓn rêi th× l­îng hoa hôt do bôi bay cã thÓ lªn tíi 20%. Bôi xim¨ng cã h¹i ®èi víi con ng­êi nh­ g©y viªm nhiÔm vµ h­ háng c¸c lo¹i hµng ho¸ kh¸c . - T¸c dông ®èi víi giã, kh«ng khÝ : Theo c¸c tµi liÖu th× xim¨ng nÕu ®Ó 3 th¸ng th× c­êng ®é gi¶m 20% , 6 th¸ng gi¶m 30% , 12 th¸ng gi¶m 60% - Kþ n­íc : Xi m¨ng khi gÆp n­íc t¹o thµnh cÊt keo , qu¸ tr×nh thuû ph©n diÔn ra, sinh nhiÖt vµ ®ãng cøng . Thêi gian s¬ ninh trong vßng 24 giê sau ®ã lµ thêi gian ninh kÕt r¾n ch¾c. - T¸c dông víi c¸c chÊt kh¸c : chØ cÇn 0,001% ®­êng sÏ lµm cho xim¨ng tinh chÊt ®«ng kÕt, gÆp NH3 xim¨ng ®«ng kÕt nhanh . * B¶o qu¶n vËn chuyÓn xim¨ng : Xim¨ng ®­îc vËn chuyÓn d­íi hai h×nh thøc : rêi vµ ®ãng bao Xu h­íng vËn chuyÓn hµng rêi ngµy cµng t¨ng v× nã cã ­­ ®iÓm n¨ng suÊt xÕo dì cao gi¶m chi phÝ bao gãi, nh©n lùc ®ãng gãi Khi vËn chuyÓn xi m¨ng tuyÖt ®èi kh«ng nhËn lo¹i xi m¨ng chua nguéi (nhiÖt ®é xim¨ng lín h¬n 650 C) Theo qui ®Þnh chØ vËn chuyÓn lo¹i xi m¨ng cã nhiÖt ®é d­íi 400 C . Xim¨ng rêi còng nh­ xim¨ng bao, trêi m­a kh«ng ®­îc xÕp dì, ph­¬ng tiªn vËn chuyÔn ph¶i kh«, s¹ch, cã ®Öm lãt c¸ch li m¹n tµu, tµu ph¶i cã n¾p ®Ëty kÝn hoÆc cã v¶i b¹t che m­a, n¾ng . Xim¨ng bao giÊy kh«ng xÐp cao qu¸ 13 -15 líp ®Ó tr¸nh bao d­íi cïng vì XÕp dì xi m¨ng ph¶i cã thiÕt bÞ c«ng cô phï hîp. Xi m¨ng rêi th­êng thùc hiÖn b»ng b¨ng chuyÒn hoÆc thiÕt bÞ hót ®Èy lªn tôc. Xim¨ng bao th­êng thùc hiÖn b»ng thiÕt bÞ xÕp dì chu k× (CÇn trôc, xe n©ng ...) vµ thiÕt bÞ xÕp dì liªn tôc (b¨ng t¶i) 2. Qui tr×nh xÕp hµng ( nhËp liÖu ) : * Qui tr×nh xÕp hµng rêi ( clinker , th¹ch cao ) tõ tµu lªn tr¹m nghiÒn Tµu – CÈu bèc ch©n ®Õ – B¨ng chuyÒn – B·i (Tr¹m nghiÒn) Nguyªn liÖu chÝnh ®Ò cung cÊp cho tr¹m nghiÒn xi m¨ng CÈm Ph¶ lµ Clinker vµ ®¸ v«i, ®Êt sÐt ... ®­îc dì t¶i tõ tµu b»ng cÈu bèc ch©n ®Õ ( theo kiÓu FAM ) víi thiÕt bÞ mang hµng lµ gÇm ngo¹m tù ®éng t¹i cÇu c¶ng. Sau khi bèc hµng tõ tµu lªn cÈu ch©n ®Õ sÏ dì hµng t¹i phÔu ( Hope ). Hµng sÏ ®­îc vËn chuyÓn tõ phiÔu vÒ tr¹m nghiÒn b»ng hÖ thèng b¨ng t¶i ®Æt cã ®Þnh tõ cÇu c¶ng ®Õn tram nghiÒn . 3. Qui tr×nh dì hµng : * Qui tr×nh xÕp hµng xim¨ng ( bao ) tõ tr¹m nghiÒn lªn tµu Tr¹m – HÖ thèng b¨ng t¶i – HÖ thèng dì hµng chuyªn dïng – Tµu Xim¨ng sau khi s¶n xuÊt song ®­îc ®ãng bao vµ ®­a ®Õn tr¹m dì t¶i. T¹i d©y xi m¨ng ®­îc xÕp lªn hÖ thèng b¨ng t¶i. HÖ thèng b¨ng t¶i vËn chuyÓn hµng tõ tr¹m ®Õn HÖ Thèng XÕp Dì Hµng Bao Chuyªn Dïng (Bag Ship Loader) vµ hµng ®­îc xÕp xuèng tµu b»ng hÖ thèng dì hµng ®Æc biÖt. Phần II ThiÕt kÕ kü thuËt cÇn trôc ch©n ®Õ cã ®Õ cè ®Þnh t¹i cÇu c¶ng Chän th«ng sè tÝnh to¸n c¬ b¶n CÇn trôc ch©n ®Õ thiÕt kÕ dùa theo mÉu cña cÇn trôc FAM. Theo c¸c th«ng sè kü thuËt cña m¸y mÉu, ta chän ®­îc mét sè th«ng sè sau ®Ó tÝnh to¸n : - Søc n©ng : Q = 28 T - ChiÒu cao n©ng : H = 12,5 m - ChiÒu s©u h¹ : H’ = 14 m - VËn tèc n©ng hµng : Vn = 60 m/ph - VËn tèc h¹ hµng : VH = 90 m/ph - TÇm víi nhá nhÊt : Rmin = 8 m - TÇm víi lín nhÊt : Rmax = 25 m - Tèc ®é quay : Vq = 1,2 vg/ph - Tèc ®é thay ®æi tÇm víi : Vt®tv = 60 m/ph - Träng l­îng ®èi träng ®éng : G®tr® = 11 T - Träng l­îng ®èi trong tÜnh : G®trt = 50 T - Khèi l­îng toµn bé cÇn trôc : G = 311 T tÝnh to¸n chung I. ChÕ ®é lµm viÖc cña m¸y : 1- C­êng ®é lµm viÖc cña ®éng c¬ : T0 : Thêi gian lµm viÖc cña ®éng c¬ ( c¬ cÊu n©ng, c¬ cÊu quay, c¬ cÊu thay ®æi tÇm víi ) trong 1 chu kú ho¹t ®éng . T: Toµn bé thêi gian ho¹t ®éng cña chu kú, gåm thêi gian më m¸y, thêi gian di chuyÓn víi tèc ®é æn ®Þnh, thêi gian phanh, thêi gian dõng m¸y . Theo m¸y mÉu ta cã ®­îc : ΠB %= 60% 2- HÖ sè sö dông trong ngµy: Kng= Sè giê lµm viÖc trong ngµy = 12 = 0,5 24 giê 24 3- HÖ sè sö dông trong n¨m : Kn= Sè ngµy lµm viÖc trong n¨m = 200 = 0,55 365 ngµy 365 4- HÖ sè sö dông theo t¶i träng : KQ= Träng l­îng trung b×nh vËt n©ng = 0,7 Träng t¶i danh nghÜa 5- Sè lÇn më m¸y : m = 120 lÇn/ ngµy 6- Sè chu kú lµm viÖc : a = 24 chu kú / ngµy 7- NhiÖt ®é m«i tr­êng xung quanh: t0C = 350C 8- Thêi gian phôc vô c¸c chi tiÕt : æ l¨n : 5 n¨m B¸nh r¨ng (c¬ cÊu quay ) : 10 n¨m Trôc ( tang ) : 15 n¨m Theo b¶ng 1.2 - s¸ch ThiÕt KÕ M¸y Trôc ta chän chÕ ®é lµm viÖc cña c¸c c¬ cÊu trung b×nh . II. C¸c tr­êng hîp t¶i träng vµ tæ hîp t¶i träng : 1. C¸c tr­êng hîp tÝnh to¸n t¶i träng Khi m¸y trôc lµm viÖc th× nã chÞu nhiÒu lo¹i t¶i träng kh¸c nhau t¸c dông lªn kÕt cÊu : T¶i träng cè ®Þnh , t¶i träng di ®éng , t¶i träng qu¸n tÝnh , t¶i träng l¾c ®éng hµng trªn c¸p , t¶i träng giã . Tæ hîp c¸c t¶i träng kh¸c nhau t¸c dông lªn m¸y trôc cã thÓ chia ra 3 tr­êng hîp tÝnh to¸n c¬ b¶n sau : a. Tr­êng hîp thø nhÊt ( I ) T¶i träng tiªu chuÈn ë tr¹ng th¸i lµm viÖc . C¸c t¶i träng ®ã t¸c dông lªn cÇn trôc ë nh÷ng ®iÒu kiÖn sö dông tiªu chuÈn nh­ : Träng l­îng hµng ®óng tiªu chuÈn , më m¸y vµ h·m yªm , ¸p lùc giã trung b×nh khi m¸y lµm viÖc . trªn c¬ së c¸c t¶i träng ®ã cã thÓ tiÕn hµnh tÝnh to¸n theo ®é bÒn vµ ®é bÒn mái . Khi tÝnh to¸n theo ®é bÒn mái th× ¸p lùc giã kh«ng tÝnh ®Õn . Khi t¶i träng thay ®æi , trong ®ã cã träng l­îng hµng thay ®æi th× klh«ng tÝnh theo trÞ sè t¶i träng cùc ®¹i mµ tÝnh theo trÞ sè t¶i trong t­¬ng ®­¬ng b. Tr­êng hîp thø hai ( II ) T¶i träng cùc ®¹i ë tr¹ng th¸i lµm viÖc . §ã lµ c¸c t¶i träng giíi h¹n t¸c dông lªn cÇn trôc khi nã lµm viÖc ë ®iÒu kiÖn nÆng nhÊt vµ lµm viÖc víi träng l­îng vËt n©ng ®óng tiªu chuÈn C¸c t¶i träng cùc ®¹i ë tr¹ng th¸i lµm viÖc cã thÓ t¹o nªn søc c¶n tØnh cùc ®¹i , më m¸y vµ h·m nhanh sÏ t¹o nªn c¸c lùc qu¸n tÝnh cùc ®¹i , lùc giã cùc ®¹i t¸c dông lªn cÇn trôc ë tr¹ng th¸i lµm viÖc . C¨n cø vµo c¸c t¶i träng ®ã cã thÓ tÝnh to¸n ®é bÒn cña c¸c bé phËn kÕt cÊu vµ æn ®Þnh cÇn trôc . Khi dïng t¶i träng trong tr­êng hìp thø hai ph¶i c¨n cø trªn c¬ së thùc tÕ sö dông cÇn trôc mµ chän hÖ sè anh toµn tæng hîp . T¶i träng cùc ®¹i ë tr¹ng th¸i lµm viÖc th­êng ®­îc h¹n chÕ bëi nh÷ng ®iÒu kiÖn ngoµi . Nã lµ c¬ së sù quay , tr­ît , gi¶ ®Þnh møc cho c¸c thiÕt bÞ khíp nèi m«men giíi h¹n , c¸c thiÕt bÞ b¶o vÖ ®iÖn , thiÕt bÞ h·m lµm viÖc ... c. Tr­êng hîp thø ba ( III ) T¶i träng cùc ®¹i ë tr¹ng th¸i kh«ng lµm viÖc . C¸c t¶i träng ®ã gåm cã : Träng l­îng b¶n th©n cÇn trôc vµ giã b·o t¸c dông lªn cÇn trôc ë tr¹ng th¸i kh«ng lµm viÖc . C¨n cø vµo c¸c t¶i träng ®ã ®Ón tiÕn hµnh kiÓm tra bÒn kÕt cÊu vµ æn ®Þnh cÇn trôc ë tr¹ng th¸i kh«ng lµm viÖc 2. Tæ hîp t¶i träng C¨n cø vµo tr¹ng th¸i lµm viÖc cña m¸y trôc ng­êi ta tæ hîp c¸c t¶i träng t¸c dông lªn m¸y trôc vµ chia thµnh c¸c tæ hîp t¶i träng : - Tæ hîp Ia , IIa : T­¬ng øng víi tr¹ng th¸i cÇn trôc lµm viÖc , cÇn trôc ®øng yªn chØ cã mét c¬ cÊu n©ng lµm viÖc , tÝnh to¸n khi khëi ®éng ( hoÆc h·m ) c¬ cÊu n©ng mét c¸ch tõ tõ ( Ia ) , khëi ®éng ( hoÆc h·m ) c¬ cÊu n©ng mét c¸c ®ét ngét ( IIa ) - Tæ hîp Ib , IIb : CÇn trôc mang hµng l¹i ®ång thêi cã thªm mét c¬ cÊu kh¸c ho¹t ®éng ( Quay , thay ®æi tÇm víi ... ) tiÕn hµnh khëi ®éng ( hoÆc h·m ) c¬ cÊu mét c¸ch tõ tõ ( Ib ) , khëi ®éng ( hoÆc h·m ) c¬ cÊu mét c¸ch ®ét ngét ( IIb ) - Tæ hîp III : CÇn trôc kh«ng lµm viÖc vµ chØ chÞu t¸c dông cña träng l­îng b¶n th©n vµ giã b·o II. tÝnh to¸n c¸c t¶i träng : 1. Träng l­îng b¶n th©n : Chän träng l­îng b¶n th©n kÕt cÊu G theo cÇn trôc cã s½n ( h·ng FAM ) víi c¸c th«ng sè kÜ thuËt t­¬ng ®­¬ng . 2. Träng l­îng hµng : Søc n©ng cho phÐp Q : lµ träng l­îng hµng lín nhÊt ®­îc phÐp n©ng kÓ c¶ bé phËn dïng ®Ó mang hµng ( GÇu ngo¹m , d©y ,xµ mãc hµng l­íi ... ) ë m· hµng ®­îc n©ng . Träng l­îng hµng lµ lo¹i t¶i träng ®éng t¸c dông lªn kÕt cÊu thÐp cña cÇn trôc khi lµm viÖc . a. Khi tÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp theo ®é bÒn l©u ( Tæ hîp Ia , Ib ) Träng l­îng hµng ®Ó tÝnh kÕt cÊt thÐp lµ lo¹i t¶i träng t­¬ng ®­¬ng : Qt® = φ . Q ( 4.1 ) [1] CT 4.1 – S¸ch tham kh¶o [1] ë phÇn tµi liÖu tham kh¶o Trong ®ã : Q : Träng l­îng hµng φ : HÖ sè t­¬ng ®­¬ng phô thuéc vµo qui luËt thay ®æi t¶i träng vµ chÕ ®é lµm viÖc cña m¸y trôc ( B¶ng 4.1 – [1] ) b. Khi tÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp theo ®é bÒn vµ ®é æn ®Þnh ( Tæ hîp , IIa , IIb , III ) QtÝnh to¸n = Q®Þnh møc = Q 3. T¶i träng giã : CÇn trôc lµm viÖc ngoµi trêi do vËy cÇn ph¶i tÝnh ®Õn t¶i träng giã trong tÝnh to¸n søc bÒn vµ tÝnh to¸n æn ®Þnh cña m¸y. T¶i träng giã cã ph­¬ng song song víi mÆt ®Êt .Toµn bé t¶i träng giã ®­îc xem lµ t¸c dông theo ph­¬ng ngang vµ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : ( 4.4 ) [1] Trong ®ã : Pg : Toµn bé t¶i träng t¸c dông lªn cÇn trôc FH : DiÖn tÝch ch¾n giã tÝnh to¸n cña kÕt cÊu vµ vËt n©ng ( trong trang th¸i lµm viÖc ) pg : ¸p lùc giã t¸c dông lªn kÕt cÊu ( 4.6 ) [1] Víi : q0 : C­êng ®é giã ë ®é cao 10 mm so víi mÆt ®Êt ( B¶ng 4.1 – [1] ) n : HiÖu sè hiÖu chØnh kÓ ®Õn sù t¨ng ¸p lùc phô thuéc vµo chiÒu cao kÕt cÊu so víi mÆt ®Êt. ( B¶ng 4.5 – [1] ) c : HÖ sè khÝ ®éng häc ( B¶ng 4.6 – [1] ) g : HÖ sè qu¸ t¶i ( khi tÝnh to¸n theo ph­¬ng ph¸p øng suÊt cho phÐp th× g = 1 b : HÖ sè tÝnh ®Õn ¶nh h­ëng ®éng cña giã g©y lªn do ¸p lùc xung, khi x¸c ®Þnh c«ng suÊt ®éng c¬ cña c¬ cÊu cho phÐp qu¸ t¶i ng¾n h¹n b = 0,6 . Khi tÝnh to¸n chi tiÕt theo ®é bÒn b = 1 3. T¶i träng do qu¸n tÝnh a. T¶i träng qu¸n tÝnh khi n©ng h¹ hµng : S = ψ.Q ( 4.13 ) [1] Víi : S : T¶i träng qu¸n tÝnh khi n©ng ( h¹ ) hµng : ψ : HÖ sè ®éng phô thuéc vµo chÕ ®é lµm viÖc vµ thiÕt bÞ mang hµng cña cÇn trôc . b.T¶i träng qu¸n tÝnh khi cã chuyÓn ®éng quay : Khi quay phÇn quay cña cÇn trôc víi tèc ®é ω , gia tèc ε sÏ lµm ph¸t sinh c¸c lùc qu¸n tÝnh li t©m vµ lùc qu¸n tÝnh tiÕp tuyÕn . - Lùc qu¸n tÝnh ly t©m ( 4.29 ) [1] - Lùc qu¸n tÝnh tiÕp tuyÕn : ( 4.30 ) [1] c. T¶i träng qu¸n tÝnh khi thay ®æi tÇm víi : Khi cÇn trôc thay ®æi tÇm víi t¶i träng sinh ra vÒ nguyªn t¸c t­¬ng tù nh­ khi tÝnh lùc qu¸n tÝnh khi quay IV- Ph­¬ng ph¸p tÝnh : §Ó tÝnh to¸n søc bÒn c¸c chi tiÕt cña c¬ cÊu vµ mét sè bé phËn cÇn trôc ta sö dông ph­¬ng ph¸p TÝnh to¸n theo ph­¬ng ph¸p øng suÊt cho phÐp. øng suÊt cho phÐp : s0 : øng suÊt nguy hiÓm cña vËt liÖu (giíi h¹n bÒn, giíi h¹n ch¶y, giíi h¹n mái ) øng cña tr¹ng th¸i øng suÊt ®· cho. s : øng suÊt lín nhÊt t¸c dông trong chi tiÕt [s ]: øng suÊt cho phÐp ®èi víi chi tiÕt . K0 : HÖ sè tÝnh ®Õn ¶nh h­ëng c¸c khuyÕt tËt bªn trong cña vËt liÖu . K : HÖ sè an toµn chung . K = K1. K2 K1 : HÖ sè an toµn phô thuéc vµo c«ng dông vµ møc ®é quan träng cña chi tiÕt. K2 : HÖ sè t¶i träng tÝnh ®Õn chÕ ®é lµm viÖc cña c¬ cÊu . C¬ cÊu n©ng : K1 = 1,2 ¸ 1,3 C¬ cÊu thay ®æi tÇm víi : K1 = 1,3 ¸ 1,4 C¬ cÊu quay : K1 = 1,1 ¸ 1,2 Víi chÕ ®é lµm viÖc trung b×nh : K2 = 1,1 V- TÝnh to¸n hiÖu suÊt : Khi x¸c ®Þnh t¶i träng tÝnh to¸n theo ®éng häc cña c¬ cÊu cÇn ph¶i tÝnh ®Õn c¸c tæn thÊt do ma s¸t trong c¸c kh©u th«ng qua c¸c gi¸ trÞ hiÖu suÊt cña c¸c bé phËn cña nã. Khi x¸c ®Þnh t¶i träng lªn bé phËn truyÒn ®éng, trôc, khi chän ®éng c¬ xuÊt ph¸t tõ nh÷ng gi¸ trÞ nhá nhÊt cã thÓ cña hiÖu suÊt cßn khi x¸c ®Þnh m« men phanh nªn lÊy gi¸ trÞ lín nhÊt cã thÓ. Chän hiÖu suÊt c¸c bé phËn c¸c c¬ cÊu trong cÇn trôc thiÕt kÕ : - Rßng räc c¸p vµ tang : h = 0,95 ¸ 0,98 - C¬ cÊu n©ng víi bé truyÒn b¸nh r¨ng : h = 0,8 ¸ 0,85 - C¬ cÊu quay víi bé truyÒn b¸nh r¨ng : h = 0,8 ¸ 0,85 Ch­¬ng I TÝnh to¸n vµ chän c¸c thiÕt bÞ cho c¬ cÊu n©ng I. Th«ng sè tÝnh to¸n vµ s¬ ®å truyÒn ®éng c¬ cÊu 1. Th«ng sè tÝnh to¸n : - Q max = 28 T = 28000 KG - Tèc ®é n©ng hµng : Vn = 60 m/ ph - ChiÒu cao n©ng hµng : H = 12,5 m - ChiÒu s©u h¹ hµng : H’ = 14 m - ChÕ ®é lµm viÖc cña c¬ cÊu : Trung b×nh 2. S¬ ®å c¬ cÊu : C¬ cÊu n©ng cña cÇn trôc ch©n ®Õ thuéc lo¹i c¬ cÊu dÉn ®éng b»ng ®iÖn. Do tÝnh chÊt quan träng vµ c¸c yªu cÇu cao ®èi víi m¸y dÉn ®éng b»ng ®iÖn, nã ph¶i ®¶m b¶o ®é an toµn, ®é tin cËy, ®é æn ®Þnh cao khi lµm viÖc, ®­îc chÕ t¹o víi chÊt l­îng tèt ë tÊt c¶ c¸c kh©u . * S¬ ®å truyÒn ®éng : 1. §éng c¬ ®iÖn 2. Khíp nèi kÕt hîp phanh 3. Phanh 4. Hép gi¶m tèc 5. Tang quÊn c¸p Hình 1.1 : Sô ñoà truyeàn ñoäng cô caá naâng * S¬ ®å m¾c c¸p : H×nh 1.2 : S¬ ®å m¾c c¸p II . tÝnh chän c¸p tang - trôc tang thiÕt bÞ mang hµng 1. chän thiÕt bÞ mang hµng : Hµng th«ng qua c¶ng lµ lo¹i hµng rêi ( linker vµ th¹ch cao ) nªn thiÕt bÞ mang hµng ph¶i lµ gÇu ngo¹n . §Ó n©ng cao n¨ng suÊt ta dïng thiÕt bi mang hµng lµ gÇu ngo¹m 1 d©y vµ ®­îc dÉn ®éng ®éc lËp kiÓu ®iÖn - thuû lùc . * ThiÕt bÞ mang hµng : H×nh 1.3 : ThiÕt bÞ mang hµng lµ gÇu ngo¹m * Th«ng sè c¬ b¶n cña gÇu ngo¹m : BÒ réng gÇu : B = 3550 mm §é më réng tèi ®a cña gÇu : L = 4400 mm B¸n kÝnh cong cña gÇu : R = 611 mm ChiÒu dµi thanh kÐo : l = 1967 mm C«ng suÊt ®éng c¬ ®iÖn dÉn ®éng : P = 54 kW Thêi gian ®ãng / më gÇu : t = 13/ 7 s 2. TÝnh chän c¸p: TÝnh chän c¸p dùa theo s¬ ®å m¾c c¸p ®· chän. §Ó ®¶m b¶o kh¶ n¨ng chiô t¶i cña c¸p khi cÇn thiÕt, ta tÝnh chän c¸p theo lùc kÐo ®øt c¸p : §iÒu kiÖn chän c¸p : S® ³ k . Sk ( 2-10 ) [3] Víi : - S® : Lùc kÐo ®øt cña c¸p ( KG) - Sk : Lùc c¨ng lín nhÊt trong d©y cuén vµo tang khi n©ng vËt ( KG). - k : HÖ sè an toµn xuÊt ph¸t tõ lùc ®øt c¸p vµ giíi h¹n bÒn c¸c sîi c¸p k ®­îc chän phô thuéc vµo lo¹i m¸y vµ chÕ ®é lµm viÖc cña c¬ cÊu. Theo B2-3 – [2] víi c«ng dông cña c¸p n©ng vËt vµ chÕ ®é lµm viÖc trung b×nh , ta chän k = 6 . Ta cã : ( 1.14 ) [3] Víi : hp : HiÖu suÊt cña pal¨ng. hp = 0,98 ( B 2-2 - [3] ) h : HiÖu suÊt cña puli . h = 0,98 r : Sè pu ly ®æi h­íng . r = 2 Q : Søc n©ng tèi ®a . Q = 28 T = 28000 KG a : Béi suÊt pal¨ng . a = 1 VËy : S® ³ 14870 . 6 = 89220 ( KG ) Theo B III.3 – [3] - Ta chän lo¹i c¸p bÖn kÐp lo¹i TpK-O cã kÕt cÊu 6 x 37 ( 1 + 6 + 15 + 15 ) + 1 lâi theo GOCT 3097 - 69 §­êng kÝnh c¸p : d = 43 mm Giíi h¹n bÒn cña d©y c¸p : sb = 160 KG/mm2 Lùc ®øt cho phÐp : d® = 91150 ( KG ) Khèi l­îng tÝnh to¸n 1000 m : 6675 ( KG) 3. TÝnh tang : Ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ : Sö dông lo¹i tang kÐp cã xÎ r·nh, lo¹i nµy cã kh¶ n¨ng chÞu nÐn tèt h¬n tang tr¬n, ®é mµi mßn c¸p còng nhá h¬n . a - X¸c ®Þnh ®­êng kÝnh tang : §­êng kÝnh cÇn thiÕt cña tang theo ®­êng trung b×nh cña d©y c¸p thÐp cuén vµo : D ³ dc . e ( 2-9 ) [3] Víi : D: §­êng kÝnh cña tang ( mm) dc : §­êng kÝnh cña d©y c¸p quÊn trªn tang. dc = 43 mm e : HÖ sè tÝnh ®­êng kÝnh tang, e ®­îc chän phô thuéc lo¹i m¸y, lo¹i truyÒn ®éng cña c¬ cÊu vµ chÕ ®é lµm viÖc . Víi lo¹i cÇn trôc cã cã cÇn têi dïng gÇu ngo¹m chän e = 25 . ( B 2T - [3] ) VËy : D ³ 43 . 30 = 1075 (mm) Chän : D = 1250 (mm) b - ChiÒu dµi tang : ChiÒu dµi tÝnh to¸n cña tang ph¶i ®¶m b¶o sao cho khi h¹ vËt xuèng vÞ trÝ thÊp nhÊt, trªn tang uèn cßn l¹i Ýt nhÊt 1 vßng d©y, kh«ng kÓ sè vßng n»m trong kÑp c¸p ( qui ®Þnh vÒ an toµn ). H×nh 1.4 : X¸c ®Þnh kÝch th­íc tang ChiÒu dµi tang : L = 2.( L1 + L2 ) + L3 Víi : - L1 : ChiÒu dµi phÇn tang kh«ng xÎ r·nh ®Ó kÑp ®Çu c¸p lªn tang : L1 = 4.t t : B­íc c¸p . t = dc + ( 2 ¸ 3 ) = 46 ( mm ) L1 = 4.46 = 184 ( mm ) Chän L1 = 210 ( mm ) - L2 : ChiÒu dµi phÇn c¾t r·nh trªn tang ( mm ) L2 = t.z t : B­íc c¸p . t = 46 mm z : Sè vßng c¸p cuèn lªn tang H : ChiÒu cao n©ng hµng . H = 12,5 ( m ) H’ : ChiÒu s©u h¹ hµng . H’ = 14 (m) z’ : Sè vßng dù tr÷ trong tang . z’ = 4 ( vßng ) a : Béi suÊt pa l¨ng . a =1 D : §­êng kÝnh tang . D = 1,25 ( m ) ( vßng ) . Chän : Z = 11 ( vßng ) L2 = 11.46 = 506 ( mm ) . Chän L2 = 520 (mm) - L3 : ChiÒu dµi phÇn tang kh«ng tiÖn r·nh L3min = b - 2.hmin.tg L3 = 320 ( mm ) (Theo m¸y mÉu) - Chän chiÒu dµi tang : L = 2.( L1 + L2 ) + L3 = 2.( 210 + 520 ) + 320 = 1780 mm Chän : L = 1780 mm c - BÒ dµy thµnh tang : ( mm ) d - ChiÒu cao gê tang : ( mm ) e - TÝnh to¸n søc bÒn cña tang . Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc, tang quÊn c¸p chÞu uèn, nÐn xo¾n ®ång thêi, nh­ng do tØ sè : Nªn ¶nh h­ëng cña c«ng suÊt uèn vµ xo¾n lµ nhá ( 10 ¸ 15 % ) . Do vËy ta chØ kiÓm tra bÒn thµnh tang theo øng suÊt nÐn cßn øng suÊt uèn vµ xo¾n ®­îc tÝnh ®Õn b»ng c¸ch t¨ng hÖ sè an toµn bÒn khi tÝnh øng suÊt cho phÐp. Tang ®­îc ®óc b»ng gang Cφ 15-32 cã : KG/mm2 øng suÊt cho phÐp vÒ nÐn cña tang : ( KG/mm2 ) øng suÊt nÐn lín nhÊt trong tang (1.23 ) [2] Víi : Smax : Lùc c¨ng lín nhÊt cña nh¸nh c¸p cuén vµo tang . Smax = 14870 ( KG) t : B­íc c¸p trªn tang . t = 46 ( mm ) Dt : §­êng kÝnh tang . Dt = 1250 ( mm ) : BÒ dµy thµnh tang . ( mm ) ( KG/mm2 ) VËy : - Thµnh tang ®ñ bÒn . g -KÑp ®Çu c¸p trªn tang. §Ó n©ng t¶i, ®Çu c¸p ph¶i ®­îc g¾n chÆt trªn tang, ta dïng tÊm kÑp 1 bu l«ng ®Ó kÑp c¸p trªn tang. - Lùc c¨ng cña c¸p t¹i chç kÑp vµo tang . ( 2.19 ) [3] Trong ®ã : St : Lùc c¨ng lín nhÊt trong c¸p, St =14870 KG m : HÖ sè ma s¸t gi÷a tang vµ c¸p .m= 0,1¸0,16 . Chän m =0,15 a : Gãc «m cña c¸c vßng dù tr÷ trªn tang . a = 1,5. 2p = 3p - Lùc kÐo mét bu l«ng : ( 2.20 ) [3] Trong ®ã : Z: Sè bu l«ng ë tÊm kÑp : Z=1 m1 : HÖ sè ma s¸t qui ®æi gi÷a ®¸y c¸p vµ tÊm kÑp, víi r·nh h×nh nöa trßn, lÊy m1=m =0,15 a1 : Gãc «m tang b»ng vßng c¸p kÑp . a1 =2p - Lùc uèn bu l«ng : T= m1 . N = 0,15 . 1690 = 253,5 ( KG ) ( 2.21 ) [3] - øng suÊt uèn trong cña bu l«ng khi chÞu kÐo vµ uèn ( 2.22 ) [3] Víi K : HÖ sè an toµn kÑp c¸p, k ³ 1,5 . Chän K =2 l : Kho¶ng c¸ch tõ ®Çu bu l«ng ®Õn tang, ®o thùc tÕ l =90 mm d : §­êng kÝnh bu l«ng . Chän d = 30 mm d1 : §­êng kÝnh ch©n ren bu l«ng . Chän d1 =28mm §Ó bu l«ng ®ñ bÒn, cÇn cã : : øng suÊt cho phÐp kÐo ®øt cña vËt liÖu lµm bu l«ng, bu l«ng ®­îc lµm b»ng thÐp 50Γ2 th­êng ho¸ cã øng suÊt cho phÐp : = 292,8 N/mm2 h- TÝnh chän Pu ly: Puly ®­îc dïng ®Ó gi¶m lùc kÐo chuyÓn h­íng d©y c¸p, gi¶m hoÆc t¨ng tèc ®é h¹ - n©ng vËt. Trong c¬ cÊu n©ng nµy, ta bè trÝ mét sè puly dÉn h­íng ®Æt cè ®Þnh, mét sè puly di ®éng ë mãc treo. KÕt cÊu cña puly ph¶i ®¶m b¶o cho c¸p khi lµm viÖc kh«ng bÞ tr­ît ra khái r·nh cña nã, kh«ng bÞ uèn nhiÒu vµ kh«ng bÞ mµi mßn nhanh. CÊu t¹o cña puly : Trßn, cã r·nh, ®­îc l¾p trªn trôc víi æ tr­ît vµ ®­îc ®óc b»ng gang CY 15-32 Puly ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn ®¶m b¶o ®é bÒn l©u cña c¸p : Dp ³ dc.e ( 1.2 ) [4] Víi : Dp : §­êng kÝnh puly dc : §­êng kÝnh c¸p , dc = 43 (mm) e : HÖ sè ®­êng kÝnh puly, e ®­îc chän phô thuéc lo¹i m¸y, lo¹i truyÒn ®éng cña c¬ cÊu vµ chÕ ®é lµm viÖc . Chän e = 25 DP ³ 43.25 = 1075 mm . Chän DP =1200 (mm) VËy ®­êng kÝnh ®¸y r·nh lµ : DP0 ³ DP - 44 = 1200 - 44 = 1156 VËy : Ta chän puly cã ®­êng kÝnh ®¸y r·nh lµ : DP0 = 1160 (mm) III. tÝnh chän , kiÓm tra ®éng c¬ ®iÖn hép gi¶m tèc - khíp nèi - Phanh 1 - TÝnh chän ®éng c¬ ®iÖn : Ta tÝnh chän ®éng c¬ trong tr­êng hîp tang lµm viÖc víi toµn bé t¶i . C«ng suÊt tÜnh cña ®éng c¬ c¬ cÊu n©ng hµng: Trong ®ã : Q : Träng l­îng hµng : Q = 28 T = 28000 (KG) Vn : VËn tèc n©ng . Vn = 60 ( m/ph ) = 1 ( m/s ) h : HiÖu suÊt bé truyÒn ®éng h = hp. ntêi hp: HiÖu suÊt cña pa l¨ng ( 2.20 ) [3] hpl : HiÖu suÊt puly. §­îc chän phô thuéc vµo lo¹i æ ®ì vµ ®iÒu kiÖn b«i tr¬n. Víi æ l¨n b«i tr¬n b×nh th­êng ( B 2-2 – [3] ) : hpl =0,98 a: Béi suÊt p l¨ng . a =1 hp = htpl = 0,984 = 0,922 htêi : hiÖu suÊt bÖ têi. Chän htêi = 0,85 ( B 1.9 - [3] ) h = 0,922 .0,85 =0,782 VËy : ( kW ) Ta chän ®éng c¬ ®iÖn roto lång sãc (AC squirrel cage motor) theo tiªu chuÈn CHLB §øc 7-DS355LR víi c¸c th«ng sè theo catalogue : C«ng suÊt trªn trôc : N = 375 ( kW ) Sè vßng quay : n = 1500 vßng/ phót Momen ®Þnh møc : M®m = 241,2 KGm , GD2 = 14 kGm2 H×nh 1.5 : §éng c¬ ®iÖn ΠB = 60% d 0 = 100 mm (®­êng kÝnh trôc ra) 2 - TÝnh chän hép gi¶m tèc : Chän hép gi¶m tèc cho c¬ cÊu dùa trªn tØ sè tuyÕn chung cña bé truyÒn tõ trôc ®éng c¬ ®Õn trôc tang. ( 3.15 ) [3] Víi : ndc : Sè vßng quay danh nghÜa cña ®éng c¬ . n®c = 1500 vßng/phót nt : Sè vßng quay cña tang . ( vßng/phót ) VËy : C¨n cø vµo tØ sè truyÒn vµ c«ng suÊt truyÒn ta chän lo¹i hép gi¶m tèc 4 cÊp cña CHLB §øc : HiÖu FLENDER ( Theo m¸y mÉu ) TØ sè truyÒn i = 98 B = 655 mm L = 2555 mm d n = 125 mm D = 300 mm H×nh 1.6 : Hép gi¶m tèc Ta cã : Tèc ®é n©ng hµng thùc tÕ: Vn = 60,1 (m/ph) 3 - Chän khíp nèi : Ta chän khíp nèi tõ trôc ®éng c¬ ®Õn HGT lµ lo¹i khíp nèi trôc vßng ®µn håi cã cÊu tao ®¬n gi¶n dÔ chÕ t¹o vµ gi¸ thµnh rÎ. Cã thÓ l¾p vµ lµm viÖc khi 2 trôc kh«ng ®ång trôc tuyÖt ®èi, ngoµi ra lo¹i khíp nµy cßn gi¶m ®­îc chÊn ®éng vµ va ®Ëp khi më m¸y hoÆc phanh ®ét ngét. PhÝa nöa khíp bªn hép gi¶m tèc kÕt hîp lµm b¸nh phanh . Khi më m¸y n©ng vËt sÏ xuÊt hiÖn m«men më m¸y lín nhÊt mµ khíp nèi ph¶i truyÒn ®­îc . Mk = Mdn . k1 . K2 ( 1.68 ) [3] Víi : Mdn : M« men danh nghÜa trªn trôc ®éng c¬. Mdn = 241,2 (kG.m) k1 : HÖ sè tÝnh ®Õn møc ®é quan träng cña c¬ cÊu. Theo B1-21 TTMVCLT, phô thuéc vµo d¹ng kÕt cÊu. Chän k1 = 1,3 øng víi c¬ cÊu n©ng . k2 : HÖ sè tÝnh ®Õn chÕ ®é lµm viÖc cña c¬ cÊu , theo B.1-21 – [3] phô thuéc vµo chÕ ®é lµm viÖc.Chän k2 =1,2 øng víi chÕ ®é lµm viÖc trung b×nh. VËy : Mk = 241,2.1,3.1,2 = 376,27 ( KGm) = 3762,7 ( Nm ) Chän khíp nèi cã kÝch th­íc lín kh¼ n¨ng chÞu M«men xo¾n 8000 Nm . ( B 9-11 – [5] ) . PhÇn nöa khíp nèi víi hép gi¶m tèc kÕt hîp lµm b¸nh phanh cã D = 500 mm GD2 = 20 kGm2 ( B III.36 – [3] ) 4 - Chän phanh : Phanh lµ thiÕt bÞ dïng ®Ó dõng h¼n chuyÓn ®éng hoÆc h¹n chÕ tèc ®é cña c¬ cÊu. ViÖc chän ®óng lo¹i phanh phï hîp víi tõng ®iÒu kiÖn lµm viÖc cô thÓ cã vai trß quyÕt ®Þnh ®Õn ®é an toµn cña cÇn trôc khi lµm viÖc. Khi chän phanh, ta nªn chän phanh cã kÝch th­íc nhá, gän, lµm viÖc tèt vµ ®­îc sö dông réng r·i. M«men c¶n tÜnh trªn trôc ®éng c¬ khi phanh c¬ cÊu: ( 1.18 ) [3] Smax : Lùc c¨ng lín nhÊt trªn d©y cuén vµo tang. Smax = 14870 (KG) Dt : §­êng kÝnh tang . D= 1,25 ( m ) hc : HiÖu suÊt bé truyÒn ®éng. hc = 0,782 a: Sè nh¸nh c¸p vµo tang. a =2 ; i : tû sè truyÒn . i = 98 Momen phanh : Mph = Kh .. Kh =1,75 : HÖ sè an toµn phanh, khi c¬ cÊu lµm viÖc ë chÕ ®é trung b×nh ( B 2 -9- [3] ) Ta sö dông 2 phanh ®Ó t¨ng ®é an toµn VËy : Chän 2 phanh m¸ nam ch©m ®iÖn hµnh tr×nh ng¾n kiÓu TKT Γ -500M cã: M«men phanh lµ 250 ( kGm ) . §­êng kÝnh b¸nh phanh D = 500 mm Ta bè trÝ 1 phanh ngay t¹i khíp nèi tõ ®éng c¬ ®Õn trôc quay nhanh cña hép gi¶m tèc vµ 1 phanh ë trôc quay nhanh phÝa bªn kia hép gi¶m tèc 5. KiÓm tra ®éng c¬ ®iÖn : Thieát bò mang haøng laø gaàu ngoaïm neân : Cô caáu naâng seõ laøm vieäc vôùi caùc troïng löôïng vaät naâng: Q1 = Q; Q2 = 0,8Q; Q3 = 0,6 Q vaø tyû leä thôøi gian laøm vieäc vôùi caùc troïng löôïng naøy töông öùng laø 2: 5 : 3 Ñoäng cô ñaõ choïn coù coâng suaát danh nghóa nhoû hôn coâng suaát tính do ñoù phaûi ñöôïc kieåm tra veà nhieät ñeå coù theå thöïc hieän ñöôïc pheùp tính naøy ta phaûi laàn löôït xaùc ñònh caùc thoâng soá tính toaùn trong caùc thôøi kyø laøm vieäc khaùc nhau cuûa cô caáu. * Thôøi gian môû maùy khi naâng haøng ( 1.41 ) [3] Trong ñoù : Troïng löôïng vaät naâng cuûa boä phaän mang: Q0 = Q + Qm = 28000 kG Löïc caêng daây caùp treân tang khi naâng haøng : ( 2.1 ) [3] Víi : hp : HiÖu suÊt cña pal¨ng. hp = 0,98 h : HiÖu suÊt cña puli . h = 0,98 r : Sè pu ly ®æi h­íng . r = 2 Q : Søc n©ng tèi ®a . Q = 28 T = 28000 KG a : Béi suÊt pal¨ng . a = 1 Hieäu suaát cuûa cô caáu khoâng tính hieäu suaát cuûa palaêng khi laøm vieäc: h’ = 0,98 Moâmen treân truïc ñoäng cô khi naâng haøng: ( 2.32 ) [3] M«men ®µ t­¬ng ®­¬ng khi khëi ®éng n©ng : b = 1,1 n1 = 1500 soá voøng quay cuûa truïc ñoäng cô. Moâmen ñònh möùc treân truïc ñoäng cô Mñm = 241,2 ( kGm) Moâmen môû maùy trung bình cuûa ñoäng cô : = 2,4 : HÖ sè m«men lín nhÊt cña ®éng c¬ ( Tra trong catalogue ) = 1,5 : HÖ sè momen më m¸y cña ®éng c¬ ( Tra trong catalogue ) → Thôøi gian môû maùy khi naâng haøng : Gia toác môû maùy vôùi taûi troïng Q1 = Q seõ baèng: Gia toác naøy naèm trong giôùi haïn thoûa ñaùng ñoái vôùi MT. * Thôøi gian môû maùy khi haï haøng : (1.42) [3] Trong ñoù : Löïc caêng daây treân tang khi haï haøng : (2.1’ ) [3] Moâmen treân truïc ñoäng cô khi haïhaøng : (1.19) [3] → Thôøi gian môû maùy khi haï vaät : Treân ñaây ta chæ trích vaøi caùch tính caùc thoâng soá cho 1 tröôøng hôïp taûi troïng Q1 = Q ñoái vôùi caùc tröôøng hôïp Q2 vaø Q3 cuõng tính töông töï theo nhöõng coâng thöùc ñaõ daãn, keát quaû pheùp tính caùc thoâng soá cho caùc taûi troïng khaùc nhau ghi trong baûn döôùi ñaây : Teân Chæ Soá Kí hieäu Q1 = Q Q2 = 0,8Q Q3 = 0,6Q Troïng löôïng haøng ñònh möùc Löïc caêng cua daây caùp khi naâng Hieäu suaát Momen khi naâng haøng Löïc caêng caùp khi haï haøng Momen khi haï haøng Thôøi gian mô maùy khi naâng Thôøi gian môû maùy haï Q0 ( kG ) Sn ( kG ) h Mn ( kGm ) Sh ( kG ) Mh ( kGm ) ( s ) ( s ) 28000 14285 0,98 185,92 13720 171,5 1,1 0,33 22400 12675 0,94 172 10528 126,22 0,983 0,354 16800 11522 0,90 163,3 7560 86,78 0,93 0,36 Thôøi gian chuyeån ñoäng vôùi vaän toác oån ñònh: Choïn : Htb = 0,8Hmax = 0,8 . 12,5 = 10 m → Toång thôøi gian naâng vaø haï haøng trong chu kì laøm vieäc cuûa cô caáu Toång thôøi gian môû ñoäng cô trong moät chu kì Moâmen trung bình bình phöông treân truïc ñoäng cô: Coâng suaát trung bình bình phöông ñoäng cô phaûi phaùt ra: Ntb = (1.62 ) [3] Keát quaû pheùp tính kieåm tra nhieät thaáy raèng ñoäng cô ñöôïc choïn coù toång coâng suaát danh nghóa laø Mñm = 375 kW ñöôïc coi laø thoûa maõn yeâu caàu khi laøm vieäc. 6. KiÓm tra phanh : Thêi gian phanh khi h¹ hµng : §èi víi chÕ ®é lµm viÖc trung b×nh theo B 1.12 – [3] ta chän ®o¹n ®­êng phanh c¬ cÊu n©ng lµ S = 0,6 m Thêi gian phanh : Nhö vaâïy gaàn ñuùng vôùi giaù trò thöïc teá Gia toác khi phanh : Vaäy gaàn ñuùng vôùi giaù trò ñöôïc cho trong taøi lieäu KÕt luËn : Phanh ñuû ñieàu kieän laøm vieäc Ch­¬ng II TÝnh to¸n vµ chän c¸c thiÕt bÞ cho c¬ cÊu thay ®æi tÇm víi Giíi thiÖu C¬ cÊu thay ®æi tÇm víi trong cÇn trôc ch©n ®Õ kÕt hîp víi c¬ cÊu n©ng, c¬ cÊu quay cã thÓ dÔ dµng ®­a mãc tíi to¹ ®é cÇn thiÕt, t¹o ®iÒu kiÖn cho cÇn trôc lµm viÖc trªn diÖn tÝch lín. C¬ cÊu thay ®æi tÇm víi trong cÇn trôc ch©n ®Õ thay ®æi tÇm víi b»ng ph­¬ng ph¸p l¾c cÇn (thay ®èi gãc nghiªng cña cÇn so víi ph­¬ng n»m ngang cßn gäi lµ c¬ cÊu n©ng cÇn). NÕu c¨n cø vµo nguyªn t¾c chuyÓn ®éng, ng­êi ta cã thÓ chia c¬ cÊu thay ®æi tÇm víi thµnh c¸c lo¹i nh­ sau: - Thay ®æi tÇm víi dïng pa l¨ng c¸p - Thay ®æi tÇm víi dïng thanh r¨ng - b¸nh r¨ng - Thay ®æi tÇm víi dïng vÝt - Thay ®æi tÇm víi dïng thuû lùc - Thay ®æi tÇm víi dïng tay quay thanh truyÒn - Thay ®æi tÇm víi dïng rÎ qu¹t, b¸nh r¨ng. Tuy nhiªn, ®èi víi c¬ cÊu thay ®æi tÇm víi cña cÇn trôc ch©n ®Õ, th­êng sö dông c¬ cÊu thay ®æi tÇm víi dïng thanh r¨ng b¸nh r¨ng. ¦u ®iÓm cña c¬ cÊu thay ®æi tÇm víi nµy lµ cã kÕt cÊu gän, träng l­îng nhÑ, ®é tin cËy khi lµm viÖc lín, cã kh¶ n¨ng chèng lËt cÇn vÒ phÝa sau, gi¸ thµnh gi¸ thµnh kh«ng cao l¾m . I. Th«ng sè tÝnh to¸n - s¬ ®å truyÒn ®éng c¬ cÊu 1- Chän th«ng sè tÝnh to¸n : Theo yªu cÇu cña nhiÖm vô thiÕt kÕ, dùa trªn th«ng sè m¸y mÉu ta chän mét sè th«ng sè ®Ó tÝnh to¸n cho c¬ cÊu thay ®æi tÇm víi cÇn trôc nh­ sau: - CÇn cã søc n©ng: Q = 28 T khi R = 8 ¸ 25 (m) R = 7 m : Khi b¶o d­ìng thiÕt bÞ . - Thêi gian thay ®æi tÇm víi tõ tÇm víi lín nhÊt (Rmax) tíi tÇm víi nhá nhÊt (Rmin): t = 18 s - VËn tèc thay ®æi tÇm víi vt = 60 m/phót - Träng l­îng cÇn : Chän theo m¸y mÉu . Gc = 14,6 T - Träng l­îng vßi : Chän theo m¸y mÉu. Gv = 8,7 T - Träng l­îng thanh gi»ng : GG = 3,5 T - C¬ cÊu lµm viÖc ë chÕ ®é trung b×nh * C¬ cÊu thay ®æi tÇm víi: 1 – Vßi 2 - CÇn 3 - Gi»ng vßi 4 - Tay ®ßn 5 - §èi träng 6- Thanh r¨ng 7- B¸nh r¨ng . H×nh 2.1 : C¬ cÊu thay ®æi tÇm víi 2 - S¬ ®å truyÒn ®éng cña c¬ cÊu: 1- §éng c¬ ®iÖn 2- Khíp nèi kÕt hîp b¸nh phanh 3- Phanh 4- Hép gi¶m tèc 5- Thanh r¨ng ¨n khíp 6- Thanh r¨ng H×nh 2.2 : S¬ ®å truyÒn ®éng c¬ c¸u TDTV * Ho¹t ®éng: Khi ®ãng ®iÖn cho ®éng c¬, b¸nh r¨ng ¨n khíp 5 quay . Thanh r¨ng 6 sÏ tr­ît trªn c¸c thanh r¨ng ®ì. Mét ®Çu cña thanh r¨ng nµy liªn kÕt b¶n lÒ víi cÇn do vËy mµ cÇn ®­îc n©ng lªn hoÆc h¹ xuèng. Ii. X¸c ®Þnh kÝch th­íc hÖ cÇn - vÏ ho¹ ®å vÞ trÝ H×nh 2.3 : X¸c ®Þnh kÝch th­íc cÇn Víi : Lx : ChiÒu dµi vßi Lc : ChiÒu dµi cÇn b: ChiÒu dµi gi»ng a: ChiÒu dµi ®u«i vßi 1 - X¸c ®Þnh chiÒu dµi cÇn vµ chiÒu dµi ®Çu vßi. §Ó x¸c ®Þnh chiÒu dµi cÇn vµ chiÒu dµi ®Çu vßi, ta vÏ cÇn ë 2 vÞ trÝ øng víi gãc nghiªng jmin vµ jmax ( C¸p n©ng // víi trôc cÇn, vßi th¼ng) KÝch th­íc hÖ cÇn khi thiÕt kÕ ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn : H ³ [Hmax] Rmax ³ [Rmax] Rmin ³ [Rmin] Tõ c¸c gi¸ trÞ kinh nghiÖm, ta th­êng lÊy jmin ³300; jmax ³800 T­¬ng øng Chän Víi jmin : Vßi hîp víi ph­¬ng ngang 1 gãc g3 = 10 ¸250 Chän g3 = 25 0 jmax: Vµ hîp víi ph­¬ng th¼ng gãc 1 gãc g1; g2 g1 = 5 ¸100 → Chän g1 = 50 g2 = 5 ¸100 → Chän g2 = 5 0 Ta ®Æt ( K : HÖ sè tØ lÖ ) Ta cã c«ng thøc : + Khi cÇn ë vÞ trÝ jmin ( vÞ trÝ 1) + Khi cÇn ë vÞ trÝ jmax (vÞ trÝ 2) H = Lc (cos g1 - Kcos g2) Rmin = LC (sin g1 + K sin g2 ) → Ta c©n b»ng H ë 2 vÞ trÝ jmin = jmax VËy ta cã : Tõ (1) : Lx =0,559 LC (3) Thay (3) vµo (2) : 25 = LC cos 450 + 0,559 LC cos 250 VËy : LC = 19,475 (m) LX = 10,920 ( m ) 2 - X¸c ®Þnh chiÒu dµi ®u«i vßi vµ chiÒu dµi gi»ng - ChiÒu dµi ®u«i vßi ®­îc x¸c ®Þnh theo CT kinh nghiÖm: a = (0,3 ¸ 0,6) LX = 0,37.10,92 = 4,05 ( m ) - ChiÒu dµi vßi : LV = LX + a = 10,92 + 4,05 = 14,970 (m) - ChiÒu dµi gi»ng b : §Ó x¸c ®Þnh ®­îc, ng­êi ta vÏ cÇn ë 3 vÞ trÝ jmin ; jTB ; jmax . VÞ trÝ jTB ph¶i chän sao cho: Tõ 3 vÞ trÝ cña ®Çu cÇn D1,D2, D3 ta kÐo dµi ®Çu vßi vÒ phÝa sau 1 ®o¹n =1, ®iÓm mót cuèi cña c¸c ®iÓm lµ E1,E2,E3. C¸c ®iÓm nµy chÝnh lµ c¸c ®iÓm n»m trªn ®­êng trßn cã t©m lµ chèt ®u«i gi»ng cã b¸n kÝnh chÝnh b»ng ®o¹n tõ chãt ®u«i gi»ng ®Õn ®u«i vßi. §Ó x¸c ®Þnh ®­îc chèt ®u«i gi»ng B vµ chiÒu dµi b, ta vÏ 2 ®­êng trung trùc cña ®o¹n E1E2 vµ E2E3 . Giao 2 ®­êng nµy c¾t nhau t¹i B . B chÝnh lµ chèt ®u«i gi»ng. Kho¶ng c¸ch BE1 = BE2 = BE3=b chÝnh lµ chiÒu dµi gi»ng b Tõ phÐp dùng h×nh, ta x¸c ®Þnh ®­îc b = 15,83 m 3 - X¸c ®Þnh ho¹ då vÞ trÝ cÇn : Ho¹ ®å vÞ trÝ cÇn ®­îc x¸c ®Þnh b»ng c¸ch vÏ trªn m¸y vi tÝnh H×nh 2.4 : X¸c ®Þnh ho¹ ®å vÞ trÝ * Ho¹ ®å vÞ trÝ Ta cã : H×nh 2.5 : Ho¹ ®å vÞ trÝ φmin = 450 → Rmax = 25 m φ = 62,50 → R = 18,09 m φ = 500 → R = 22,84 m φ = 700 → R = 13,16 m φ = 550 → R = 20,60 m φ = 750 → R = 10,30 m φmax = 800 → Rmin = 7,00 m III. X©y dùng biÓu ®å m« men mÊt C©n b»ng cÇn 1- X©y dùng ®å thÞ thay ®æi m« men cÇn theo tÇm víi : Khi cÇn trôc lµm viÖc, cÇn cña cÇn trôc ph¶i n»m ë c¸c vÞ trÝ kh¸c nhau, do vËy kho¶ng c¸ch tõ träng t©m cña nã tíi chèt cÇn còng thay ®æi.Vµ sù thay ®æi nµy dÉn ®Õn sù thay ®æi m«men cña cÇn ®èi víi chèt ®u«i cÇn. §Ó x©y dùng ®å thÞ thay ®æi m«men cÇn theo tÇm víi ta xÐt ë mét sè vÞ trÝ kh¸c nhau cña cÇn. Chän vÞ trÝ tÇm víi cña cÇn dùa vµo häa ®å vÞ trÝ, ta tÝnh ®­îc Mc ë c¸c vÞ trÝ tÇm víi kh¸c nhau. ë cÇn trôc thiÕt kÕ, träng l­îng thiÕt bÞ cÇn vµ träng l­îng ®èi träng ®­îc bè trÝ nh­ h×nh vÏ. H×nh 2.6 : Ph©n tÝch lùc song song theo tØ lÖ c¸nh tay ®ßn §Ó c©n b»ng, th× ®èi träng G® ph¶i c©n b»ng víi träng l­îng thiÕt bÞ cÇn, ®èi träng nµy ®­îc bè trÝ th«ng qua hÖ tay ®ßn. Gäi Gc: Träng l­îng thiÕt bÞ cÇn Gx : Träng l­îng thiÕt bÞ vßi 2G0 : Träng l­îng thiÕt bÞ gi»ng Gd: Träng l­îng ®èi träng §Ó dÔ dµng x¸c ®Þnh ®­îc ,ta ph©n c¸c träng l­îng nµy nh­ sau : + Träng l­îng vßi : Gx’: §Æt t¹i ®iÓm ®Çu cÇn Gx” : §Æt t¹i ®iÓm ®Çu vßi + Träng l­îng gi»ng 2G0 = G0(vßi) + G0 (gi»ng) G0 : §Æt t¹i ®iÓm ®u«i vßi G0 : §Æt t¹i chèt ®u«i gi»ng MÆt kh¸c : G0 ®Æt t¹i ®u«i vßi l¹i ®­îc chia lµm 2 thµnh phÇn . G0 = G0’ + G0” G0’: §Æt t¹i ®iÓm ®Çu cÇn G0” §Æt t¹i ®iÓm ®Çu vßi . ViÖc ph©n tÝch nµy dùa vµo ph­¬ng ph¸p ph©n tÝch lùc song song theo tØ lÖ c¸nh tay ®ßn ( sù c©n b»ng m« men) Hîp lùc cña (Gx” - G0”) t¹o ra lùc kÐo K” ë gi»ng. Vµ hîp lùc (Gx”, G0”) víi K” ë gi»ng. Vµ hîp lùc (Gx”, G0”) víi K’ lµ lùc N ( Lùc N g©y g·y cÇn). Trªn h×nh vÏ th× lùc N c¸ch chèt ®u«i cÇn 1 ®o¹n f( f lµ 1 gi¸ trÞ dao ®éng quanh gèc A). Trong qu¸ tr×nh thay ®æi tÇm víi nh­ vËy, träng l­îng thiÕt bÞ cÇn sÏ g©y ra 1 m« men ®èi víi gèi A: MC (A) = Gc .Lc + (Gx’ + G0’)Lx ±Nf (4.20) [6] Tuy nhiªn khi kùc N ®i qua ®iÓm A th× f = 0 m«men do ¸p lùc N g©y ra sÏ b»ng 0. Gi¸ trÞ Mc lu«n thay ®æi tõ Rmax¸Rmin. Ta x¸c ®Þnh Mc t¹i 7 gi¸ trÞ cña cÇn khi gãc nghiªng cÇn biÕn thiªn tõ jmin =450 ®Õn jmax =800. Sau ®ã lËp ho¹ ®å vÞ trÝ cña cÇn t¹i 7 vÞ trÝ . X¸c ®Þnh m« men cÇn t¹i c¸c vÞ trÝ tÝnh to¸n cã : Gäi : Trong ®ã : Gx : Träng l­îng vßi . Gx = 8700 ( kG ) X1 : Lµ kho¶ng c¸ch gi÷a ®­êng th¼ng ®øng ®i qua ®Çu cÇn vµ träng t©m vßi. X2 : Lµ kho¶ng c¸ch tõ träng t©m vßi ®Õn ®­êng th¼ng ®øng ®i qua ®Çu vßi. X3 : lµ kho¶ng c¸ch tõ ®Çu cÇn tíi ®­êng th¼ng ®øng ®i qua ®u«i vßi. §Æt : Cã : Víi X4 : Lµ kho¶ng c¸ch tõ ®Çu cÇn - Thanh gi»ng ; + Cã : G0 : Träng l­îng thanh gi»ng : G0 = 0,507T = 5070 ( KG ) VËy : G0’ = G0 - G0” GX’ = GX - GX” §Æt R = GX” - G0” N = R + K” Dùa vµo ho¹ ®å vÞ trÝ cña cÇn vµ vßi, ta x¸c ®Þnh ®­îc c¸c gi¸ trÞ X1 , X2 ; X3 ; X4 ; f. B¶ng tÝnh gi¸ trÞ Mc t¹i 7 vÞ trÝ . VÞ trÝ I II III IV V VI VII X1 6246 5662 5057 3995 2849 1744 44 X2 3108 2887 2647 2210 1720 1236 470 X3 3139 2775 2410 1729 1128 508 -426 X4 3750 4027 4077 3775 3161 2488 1509 f 418 241 474 285 -993 -1367 1113 LC 6885 6259 5585 4421 3330 2520 1724 LX 16879 15405 13810 11051 8381 6276 3919 G”X 5809 5762 5710 5601 5424 5091 744 GX’ 2891 2938 2989 3098 3275 3608 7955 G0” 503 486 469 418 370 255 -1242 G0’ 997 1013 1030 1019 1129 1244 2743 K” 13235 11200 9903 8531 7305 5792 676 R 5306 5276 5241 5192 5054 4836 1987 N 18541 16476 15144 13723 12359 10628 2663 Mc ( kGm ) 158396 156217 144253 113954 73255 52714 70059 * §å thÞ thay ®æi m« men cÇn theo tÇm víi 2- X©y dùng ®å thÞ thay ®æi m« men ®èi träng theo tÇm víi Träng l­îng cña ®èi träng di ®éng ®­îc lÊy ®èi víi vÞ trÝ trung b×nh tõ ®iÒu kiÖn c©n b»ng tæng m«men cña cÇn víi gÇu vµ m« men ®èi träng . MC = M® NÕu ta xÐt t­¬ng quan víi Mc th× m« men ®èi träng lÊy víi chèt ®u«i cÇn A ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Víi : a,b, l® lµ c¸c c¸nh tay ®ßn lÊy ë vÞ trÝ trung b×nh khi thay ®æi tÇm víi G® : träng l­îng ®èi träng Tõ ®iÒu kiÖn c©n b»ng m« men ®èi träng vµ tæng m«men cÇn vµ gÇu t¹i vÞ trÝ trung b×nh ta cã : ( KG ) Víi M = 113954000 KGmm a = 2793 mm , b = 2034 mm , l® = 8255 mm ( x¸c ®Þnh dùa vµo ho¹ ®å vÞ trÝ ) Chän : G® = 10052 KG Còng t­¬ng tù nh­ khi x¸c ®Þnh m« men do h×nh vÏ cÇn ta cã thÓ x¸c ®Þnh m« men do ®èi träng b»ng c¸ch vÏ ®å thÞ trªn cïng hÖ täa ®é trong kho¶ng tõ Rmin ¸Rmax sao cho t¹i vÞ trÝ trung gian cã Mc = M® Dùa vµo häa ®å vÞ trÝ hÖ tay ®ßn ®èi träng, ta x¸c ®Þnh ®­îc a,b,l® . VÞ trÝ I II III IV VI VII VII L® 8170 8403 8378 8255 8032 7859 7730 a 4456 4065 3617 2793 1967 1314 627 b 2263 2300 2247 2034 1766 1557 1369 M® (kG.m) 161709 149286 135562 113954 89926 66669 35587 §å thÞ thay ®æi m« men ®èi träng theo tÇm víi 3- X©y dùng ®å thÞ Momen kh«ng c©n b»ng cÇn: Gäi : MKC : M« men mÊt c©n b»ng do träng l­îng thiÕt bÞ cÇn MKC =Σ M - M® (4.13) [6] Ta cã gi¸ trÞ MKC ë 8 vÞ trÝ ®­îc cho trong b¶ng nh­ sau : VÞ trÝ I II III IV VI VII VIII MKC -3313 6931 8691 0 -16671 -13955 34472 Dùa vµo c¸c kÕt qu¶ ®· tÝnh to¸n trªn, ta vÏ c¸c biÓu ®å Mc, M® MKC ë c¸c tÇm víi kh¸c nhau. §å thÞ Momen kh«ng c©n b»ng cÇn IV. X©y dùng biÓu ®å quÜ ®¹o chuyÓn ®éng cña hµng vµ biÓu ®å m«men mÊt c©n b»ng do hµng 1- X©y dùng quÜ ®¹o chuyÓn ®éng cña hµng. CÇn cña cÇn trôc thiÕt kÕ lµ cÇn c©n b»ng dïng vßi cã c¸p n©ng song song víi trôc cÇn ( trôc gi»ng). Khi thay ®æi tÇm víi, hµng kh«ng di chuyÓn tuyÖt ®èi theo ph­¬ng ngang mµ cã ®é nhÊp nh«. Ta x©y dùng biÓu ®å tuyÖt ®èi quÜ ®¹o chuyÓn ®éng cña hµng dùa vµo häa ®å vÞ trÝ cña cÇn . C¨n cø vµo hai yÕu tè ®ã lµ sù thay ®æi vÞ trÝ cña cÇn, vßi vµ chiÒu dµi gi»ng kh«ng ®æi. Tõ 2 yÕu tè trªn, ta x©y dùng ®é nhÊp nh« y(a) mét c¸ch t­¬ng ®èi chÝnh x¸c quÜ ®¹o chuyÓn ®éng cña hµng th«ng qua b¶ng sau: VÞ trÝ I II III IV VI VII VII R(mm) 25000 22841 20598 18254 13162 10299 7000 Y(mm) 0 -13 78 231 247 170 124 §å thÞ quÜ ®¹o chuyÓn ®éng cña hµng 2- X©y dùng biÓu ®å m« men mÊt c©n b»ng do hµng. Ta thÊy r»ng, khi hµng di chuyÓn theo ph­¬ng ngang mét c¸ch tuyÖt ®èi th× n¨ng l­îng ®Ó chi phÝ cho viÖc n©ng cÇn nhá.Trong thùc tÕ tÝnh to¸n, ®Çu cÇn kh«ng di chuyÓn ®­îc theo ph­¬ng ngang do nhiÒu nguyªn nh©n, nh­ng chñ yÕu lµ do cÇn vµ gi»ng kh«ng song song, nghÜa lµ kh«ng h×nh thµnh mét kh©u h×nh b×nh hµnh. Do kÕt cÊu cña cÇn trôc thiÕt kÕ, hµng kh«ng di chuyÓn theo ph­¬ng ngang mµ cã ®é nhÊp nh« theo ph­¬ng th¼ng ®øng.V× vËy ®é nhÊp nh« cña hµng sÏ g©y nªn mét m« men mÊt c©n b»ng do hµng. Trong ®ã : Q = 28000 kG : Khèi l­îng vËt n©ng : Gi¸ trÞ vi ph©n ®å thÞ Y(φ) * C¸ch vi ph©n ®å thÞ :(Tham kh¶o Bµi gi¶ng m«n häc Nguyªn Lý M¸y) - Dùng hÖ trôc vi ph©n d­íi d¹ng hÖ trôc nguyªn hµm Y(φ) - Chän cùc vi ph©n ®å thÞ H ( OH = 1 ®¬n vÞ ) - Chia ®Òu trôc hoµnh - Tõ c¸c ®iÓm chia c¾t ®­êng cong nguyªn hµm ta kÎ c¸c tiÕp tuyÕn víi ®­êng cong Y(φ) - Tõ cùc H kÎ c¸c ®­êng song song víi tiÕp tyÕn t­¬ng øng c¾t trôc oy’ ë c¸c ®iÓm , tõ c¸c ®iÓm nµy dãng c¸c ®­êng song song trôc hoµnh c¾t c¸c ®­êng th¼ng ®øng t¹i c¸c ®iÓm vi ph©n cÇn t×m. * Vi ph©n ®å thÞ ta ®­ù¬c B¶ng gi¸ trÞ m«men mÊt c©n b»ng do hµng : VÞ trÝ I II III IV VI VII VII R(mm) 25000 22841 20598 18254 13162 10299 7000 Y(mm) 0 -13 78 231 247 170 124 dY/dφ 7 21 35 -41 -65 -17 29 MA( kGm ) 196 - 588 980 - 1148 - 1280 - 476 812 V. TÝnh t¶i träng t¸c dông lªn thanh r¨ng Gäi F lµ tæng lùc t¸c dông lªn thanh r¨ng trong qu¸ tr×nh thay ®æi tÇm víi. F gåm: F = F1 + F2 + F3 + F4 + F5 + F6 (9.1) [2] Víi : F1 : Lùc trong thanh r¨ng do m« men mÊt c©n b»ng cña hµng F2 : Lùc trong thanh r¨ng do m« men mÊt c©n b»ng cña cÇn vµ ®èi träng F3 : Lùc do ¶nh h­ëng cña t¶i träng giã t¸c dông lªn cÇn ,vßi vµ vËt n©ng . F4 : Lùc do t¶i träng ngang khi c¸p hµng nghiªng gãc so víi ph­¬ng th¼ng ®øng. F5 : Lùc li t©m cña khèi l­îng cÇn, vßi, ®èi träng, thanh kÐo khi cÇn trôc quay. F6 : Lùc ma s¸t trong c¸c khíp cña thiÕt bÞ cÇn vµ tæn thÊt táng c¸c pu li khi c¸p n©ng l¨n qua c¸c puli lóc thay ®æi tÇm víi . F : §­îc tÝnh t¹i nhiÒu vÞ trÝ cña cÇn. 1- TÝnh lùc trªn thanh r¨ng do ¶nh h­ëng cña t¶i träng giã t¸c dông lªn cÇn vßi vµ vËt n©ng : F3 Coi t¶i träng giã ph©n bè ®Òu trªn cÇn , vßi , hµng . Ta cã : (4.21) [6] Trong ®ã : Pgc , Pgv : lµ ¸p lùc giã t¸c dông lªn cÇn , vßi rn : Kho¶ng c¸ch tõ chèt ®u«i cÇn ®Õn thanh r¨ng. hc , hv : Kho¶ng c¸ch tõ träng t©m cña cÇn , vßi vµ hµng tíi chèt ch©n cÇn Ta cã : Pcg = Pg.F Víi : F : §iÖn tÝch chÞu giã cña thiÕt bÞ Pg : Áp lùc giã lªn thiÕt bÞ Pg = q0. C.n.b g + Trong ®ã : q0 = 25 ( kG/m2 ): C­êng ®é giã ë ®é cao 10m so víi mÆt ®Êt ë tr¹ng th¸i lµm viÖc ®èi víi cÇn trôc c¶ng . n = 1,32 : HÖ sè hiÖu chØnh kÓ ®Õn sù t¨ng ¸p lùc phô thuéc vµo chiÒu cao kÕt cÊu c = 1,2 : HÖ sè khÝ ®éng häc cña kÕt cÊu . g: HÖ sè qu¸ t¶i, tÝnh theo ph­¬ng ph¸p øng suÊt cho phÐp; g=1 b : HÖ sè tÝnh ®Õn ¶nh h­ëng ®éng cña giã g©y nªn do ¸p lùc xung. Khi x¸c ®Þnh c«ng suÊt ®éng c¬, c¬ cÊu lÊy b = 1 → Pg = 25. 1,2 .1,32 .1.1 = 36,9 ( KG/m2) + Áp lùc giã t¸c dông lªn cÇn : FC = 17,05 ( m2) → PgC = Pg . FC = 626 ( kG ) + Áp lùc giã t¸c dông lªn vßi : Fv = 2,6 m2 → Pgv = Pg .Fv = 96 ( kG ) B¶ng tÝnh gi¸ trÞ F3 ë 7 vÞ trÝ cña cÇn : VÞ trÝ I II III IV V VI VII Pcg 626 626 626 626 626 626 626 Pgv 96 96 96 96 96 96 96 hc(m) 6,9 7,4 7.9 8,6 9,1 9,4 9,5 hv(m) 12,6 13 13,7 14,6 15,3 15,5 15,7 rn(m) 4,42 4,52 4,6 4,7 4,75 4,75 4,70 F3 ( kG ) 1250 1300 1361 1443 1508 1552 1586 2- TÝnh lùc trªn thanh r¨ng do ¶nh h­ëng cña t¶i träng ngang khi c¸p hµng nghiªng gãc so víi ph­¬ng th¼ng ®øng : F4 T = Q.tga Ta cã a = 150 : Gãc lÖch cña c¸p treo hµng so víi ph­¬ng th¼ng ®øng . T = Q. Tga T = 28000.tg150 T = 7502 ( KG) MÆt kh¸c : LÊy m« men víi ®iÓm ®Çu cÇn B : Gäi N lµ hîp lùc cña T vµ P ®Æt t¹i ®Çu cÇn : LÊy m«men t¹i ®iÓm O t¹i chèt ch©n cÇn ta ®­îc : (4.16) [6] B¶ng gi¸ trÞ cña lùc F4 VÞ trÝ I II III IV V VI VII a(m) 5,64 6,8 7,74 8,98 9,92 10,5 10,90 x(m) 3,75 4,02 4,07 3,77 3,16 2,48 1,50 P ( kG ) 11283 12689 14226 17869 23550 31762 54514 N 5931 7862 9847 14188 20257 28740 51459 r 4,89 4,39 3,83 2,39 1,03 -0,81 - 3,4 rn ( m ) 4,42 4,52 4,6 4,7 4,75 4,75 4,70 F4 ( kG ) 6561 7635 8198 7214 4392 -4900 - 37225 3- TÝnh lùc trªn thanh r¨ng do lùc li t©m cña khèi l­îng cÇn Gc vµ vßi GV khi quay cÇn trôc : F 5 Lùc trªn thanh r¨ng do lùc li t©m cña khèi l­îng cÇn va vßi : (4.17) [6] Trong ®ã : + Lùc qu¸n tÝnh li t©m do träng l­îng vßi g©y nªn t¹i chèt liªn kÕt cÇn vµ vßi : Ta cã : Gv = 8700 ( kG ) : Träng l­îng b¶n th©n vßi : VËn tèc gãc cña cÇn ®èi víi trôc quay c¬ cÊu quay rv : Kho¶ng c¸ch tõ träng t©m cÇn tíi trôc quay cña c¬ cÊu quay + Lùc qu¸n tÝnh li t©m do träng l­îng cÇn g©y nªn : Ta cã : GC = 14600 ( kG ) : Träng l­îng b¶n th©n cÇn : VËn tèc gãc cña c¬ cÊu quay rc : Kho¶ng c¸ch tõ träng t©m cÇn tíi trôc quay cña c¬ cÊu quay * B¶ng gi¸ trÞ cña lùc F5 VÞ trÝ I II III IV V VI VII rv 16,87 15,4 13,81 11,05 11,23 8,02 3,9 rc 6,88 6,25 5,58 4,42 3,33 2,5 1,7 ( kG ) 2293 2079 1864 1491 1516 1082 526 ( kG ) 1568 1425 1272 1007 557 570 387 hc(m) 6,9 7,4 7.9 8,6 9,1 9,4 9,5 hv(m) 12,6 13 13,7 14,6 15,3 15,5 15,7 rn(m) 4,42 4,52 4,6 4,7 4,75 4,75 4,70 F4 ( kG ) 8984 8312 7736 6474 5950 4658 2539 4- TÝnh lùc trªn thanh r¨ng do ¶nh h­ëng cña lùc F6: Lùc ma s¸t trong c¸c khíp cña thiÕt bÞ cÇn vµ tæn thÊt trong c¸c puli lóc thay ®æi tÇm víi khi c¸p n©ng l¨n qua puli. Do c¸c khíp vµ æ puli lµ æ l¨n lªn F6 coi nh­ rÊt nhá cã thÓ bá qua. 5- TÝnh l¹i trªn thanh r¨ng do ¶nh h­ëng cña m« men mÊt c©n b»ng cña cÇn vµ ®èi träng F2 F2 ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : * Tõ c¸c kÕt qu¶ cña MKC & rn ë trªn, ta x¸c ®Þnh U2 t¹i 7 vÞ trÝ : VÞ trÝ I II III IV V VI VII MKC(kG/m) -3313 6931 8691 0 -16671 -13955 34472 rn(m) 4,42 4,52 4,6 4,7 4,75 4,75 4,70 F2( kG) -749 1533 1889 0 -3509 - 2937 7334 6- TÝnh lùc trªn thanh r¨ng do ¶nh h­ëng cña m« men mÊt c©n b»ng cña hµng F1 : F1 ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : Tõ c¸c kÕt qu¶ cña MA ë trªn, ta x¸c ®Þnh F1 t¹i 7 vÞ trÝ : VÞ trÝ I II III IV V VI VII MA(kGm) 196 - 588 980 - 1148 - 1280 - 476 812 rn(m) 4,42 4,52 4,6 4,7 4,75 4,75 4,70 F1( kG ) 44,3 130 213 244 269 1 2 7- TÝnh to¸n tæng lùc kÐo trªn thanh r¨ng: F = F1 + F2 + F3 + F4 LËp b¶ng : VÞ trÝ I II III IV V VI VII F1 44,3 130 213 244 269 1 2 F2 -749 1533 1889 0 -3509 - 2937 7334 F3 6561 7635 8198 7214 4392 -4900 - 37225 F4 8984 8312 7736 6474 5950 4658 2539 FC 14840 17610 18036 13932 7102 -3179 -27352 Gi¸ trÞ trung b×nh cña c¸c lùc nµy : Ta tÝnh ®­îc : 8 - X©y dùng biÓu ®å vËn tèc thay ®æi tÇm víi cÇn : Tèc ®é thay ®æi tÇm víi cÇn chÝnh lµ thµnh phÇn n»m ngang cña vËn tèc ®iÓm C (®iÓm ®Çu vßi) T¹i mçi vÞ trÝ cÇn, vËn tèc nµy cã gi¸ trÞ kh¸c nhau vµ cã ý nghÜa lµ vËn tèc tøc thêi. Dùa vµo häa ®å vÞ trÝ cña cÇn, tõ Rmax ¸ Rmin, ta x¸c ®Þnh ®­îc hµnh tr×nh S cña thanh r¨ng, S =3300 ( mm ) -VËn tèc thanh r¨ng ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Víi : t = 18 s : Thêi gian thay ®åi tÇm víi tõ Rmax ↔ Rmin Gäi A lµ khíp nèi gi÷a cÇn vµ thanh r¨ng ta cã : VA = Vt . cosα Víi a lµ gãc hîp bëi ph­¬ng cña vËn tèc VA víi ph­¬ng cña thanh r¨ng. Dùa vµo häa ®å vÞ trÝ, ta x¸c ®Þnh ®­îc gãc a nµy. - VËn tèc t¹i ®Óm B ( ®Çu cÇn ) ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : ( l : chiÒu dµi cÇn ) - §iÓm C vøa chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn võa quay xung quanh ®iÓm B nªn : ( VCB cã ph­¬ng vu«ng gãc víi cÇn ) §Ó t×m vËn tèc t¹i C ta ®i vÏ ho¹ ®å v©n tèc t¹i tõng vÞ trÝ cña hÖ cÇn B¶ng gi¸ trÞ vËn tèc : VÞ trÝ I II III IV V VI VII cosα 0,719 0,766 0,798 0,857 0,906 0,939 0,970 VA 0,131 0,140 0,146 0,157 0,166 0,172 0,177 VB 0,5798 0,6196 0,6462 0,6949 0,7347 0,7613 0,7834 VCB 0,4888 0,5277 0,5435 0,5953 0,6708 0,8759 0 Vc 0,6762 0,8209 0,9268 1,1240 1,3123 1,5888 0,7834 Ta xem mçi lùc Ftb t¸c dông trong mét thêi gian lµ t1 , t2, t3.. Thêi gian nµy x¸c ®Þnh tõ qu·ng ®­êng thay ®æi tÇm víi S gi÷a 2 ®iÓm ®ang kh¶o s¸t t­¬ng øng víi gãc quay a cña cÇn so víi thanh r¨ng : Víi : Si lµ qu·ng ®­êng thay ®æi tÇm víi tÝnh theo ph­¬ng ngang tõ i tíi (i+1) Vtbi : VËn tèc thay ®æi tÇm víi trung b×nh gi÷a 2 vÞ trÝ ®ang kh¶o s¸t. LËp b¶ng tÝnh thêi gian thay ®æi tÇm víi VÞ trÝ I II III IV V VI Si ( m ) 0,764 1,048 2,277 2,632 2,429 3,342 Vtbi ( m/s ) 0,748 0,873 1,02 1,21 1,45 1,18 ti ( s ) 1,02 1,20 2,23 2,20 1,70 2,83 vi. TÝnh chän , kiÓm tra ®éng c¬ ®iÖn hép gi¶m tèc - kHíp nèi - phanh 1- TÝnh chän ®éng c¬ ®iÖn : Sau mét thêi gian cÇn thay ®æi tÇm víi tõ Rmax ®Õn Rmin th× lùc b×nh ph­¬ng trung b×nh cña cÇn víi trong thanh r¨ng ®­îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc: C«ng suÊt b×nh ®éng c¬ cÇn thiÕt lµ : (4.24) [6] Trong ®ã : V= 0,183 (m/s) : Tèc ®é chuyÓn ®éng tÝnh tiÕn cña thanh r¨ng h : HiÖu suÊt truyÒn ®éng c¬ cÊu tõ ®éng c¬ ®Õn thanh r¨ng hBH = 0,95 : HiÖu suÊt bé truyÒn hHGT =0,97 HiÖu suÊt hép gi¶m tèc hot = 0,97 hiÖu suÊt c¸c æ trôc → h =0,894 VËy : §©y lµ c«ng suÊt cÇn thiÕt cña ®éng c¬. Dùa vµo c«ng suÊt tÝnh ®­îc Ta chän ®éng c¬ ®iÖn roto lång sãc (AC squirrel cage motor) theo tiªu chuÈn CHLB §øc 7-DS225SN víi c¸c th«ng sè theo catalogue : C«ng suÊt trªn trôc : N = 37 ( kW ) Sè vßng quay : n = 1500 vßng/ phót Momen ®Þnh møc : M®m = 241,2 KGm GD2 = 0,57 kGm2 ΠB = 60% d 0 = 60 mm (®­êng kÝnh trôc ra) 2- TÝnh chän hép gi¶m tèc : Hép gi¶m tèc c¬ cÊu ®­îc chän dùa vµo tû sè truyÒn i cña c¬ cÊu vµo c«ng suÊt truyÒn qua hép gi¶m tèc . S¬ bé ta chän ®­êng kÝnh b¸nh r¨ng lµ 340 mm . Do vËy, sè vßng quay cña trôc ra hép gi¶m tèc lµ : (vßng / phót) Trong ®ã : V: Lµ vËn tèc cña thanh r¨ng ; V =0,183 v/ph R : Lµ b¸n kÝnh b¸nh r¨ng ; R = 0,17m TØ sè truyÒn cña hép gi¶m tèc : Dùa vµo i vµ c«ng suÊt truyÒn, ta chän hép gi¶m tèc hiÖu Flender theo nhµ s¶n xuÊt thiÕt bÞ cã th«ng sè nh­ sau: i = 146 ; L = 1385 (mm) ; H = 662 (mm) ; B = 390 mm ; d = 80 mm 3- Chän khíp nèi : Khíp nèi ®éng c¬ víi hép gi¶m tèc Khíp nèi trôc ®­îc chän dùa vµo m« men tÝnh to¸n truyÒn qua khíp: MM = MH . k1 . k2 Theo B1-26 TTMT ta cã : K1 =1,4 : HÖ sè tÝnh ®Õn chÕ ®é quan träng cña c¬ cÊu K2 = 1,2 : HÖ sè tÝnh ®Õn chÕ ®é lµm viÖc cña c¬ cÊu MH : M« men ®Þnh møc truyÒn qua khíp ®­îc tÝnh qua c«ng suÊt ®éng c¬. Dùa vµo m«men tÝnh to¸n cña khíp, ta chän khíp vßng ®µn håi phÇn nöa khíp kÕt hîp lµm b¸nh phanh : M«men xo¾n lín nhÊt : 400 ( kGm ) §­êng kÝnh b¸nh phanh : D = 300 mm GD2 = 2,5 (kGm2) 3- Chän phanh : Phanh c¬ cÊu chän ph¶i ®¶m b¶o sao cho gi÷ ®­îc cÇn ë vÞ trÝ bÊt kú trong tr¹ng th¸i lµm viÖc vµ kh«ng lµm viÖc. M« men phanh ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : Trong ®ã : K = 1,75 : Lµ hÖ sè an toµn cña phanh Fmax : Lùc kÐo lín nhÊt trªn thanh r¨ng Fmax = 27352 ( kG) D = 340 mm: Lµ ®­êng kÝnh b¸nh r¨ng Theo s¬ ®å truyÒn ®éng, do l¾p ®Æt 2 phanh, nªn m«men mçi phanh sÏ lµ : Dùa vµo m« men phanh trªn, ta chän lo¹i phanh cã kÝ hiÖu : TKTΓ - 300 M M«men phanh 80 ( kGm ). §­êng kÝnh b¸nh phanh: D = 300 (mm) 4- KiÓm tra ®éng c¬ ®iÖn : §éng c¬ ®iÖn chän ®­îc cÇn ph¶i kiÓm tra, theo thêi gian khëi ®éng khi cã t¶i träng lín nhÊt vµ thêi gian khëi ®éng khi cã t¶i nhá nhÊt. KiÓm tra thêi gian khëi ®éng : * Khi lùc kÐo trªn thanh r¨ng lµ lín nhÊt Fmax ( trong tr­êng hîp giã b×nh th­êng ë tr¹ng th¸i lµm viÖc vµ gãc nghiªng c¸p hµng víi ph­¬ng th¼ng ®øng gãc α ). Thêi gian khëi ®éng ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : ( 3.26 ) [3] Trong ®ã : - MC : M« men c¶n tÜnh b»ng m« men lín nhÊt trªn trôc ®éng c¬ øng víi Fmax = 27352 ( kG ) - §éng n¨ng cña hÖ cÇn vµ hµng E: : VËn tèc gãc cña cÇn . : VËn tèc gãc cña thanh kÐo vßi . w1 = 0,045 ( rad/s) : VËn tèc gãc tay ®ßn ®èi träng Q : Träng l­îng hµng ; Q= 28000 (KG) Vc : Tèc ®é thay ®æi tÇm víi ; Vc = 1 (m/s) - Ψmax = 3: HÖ sè m«men lín nhÊt më m¸y cña ®éng c¬ (Tra trong Catalo) Ψkd = 2 : HÖ sè m«men më m¸y cña ®éng c¬ ( Tra trong Catalo ) MH : M«men ®Þnh møc cña ®éng c¬ M«men ®µ t­¬ng ®­¬ng khi khëi ®éng thay ®æi tÇm víi : VËy : Thêi gian khëi ®éng tÝnh to¸n ph¶i nhá h¬n 5¸6 (s) tkd < [t] ( tho¶ ) *Khi lùc kÐo trªn thanh r¨ng lµ nhá nhÊt Fmin x¸c ®Þnh ®­îc lµ dùa vµo ®iÒu kiÖn thay ®æi tÇm víi kh«ng cã hµng vµ giã, ®ång thêi cÇn trôc kh«ng quay). E = 3468 ( kGm ) : §éng n¨ng cña hÖ cÇn, vßi, hµng Thêi gian khëi ®éng : Thêi gian khëi ®éng tÝnh to¸n ph¶i nhá h¬n hoÆc b»ng 2¸2,5 (s) VËy : tkd < [t] ( tho¶ ) 4- KiÓm tra phanh : KiÓm tra thêi gian phanh : * Khi cã m« men M1 ¸p dông, M1 lµ m« men trªn trôc phanh do lùc kÐo lín nhÊt trªn thanh r¨ng g©y nªn. M« men nµy ®­îc tÝnh khi cÇn trôc quay cã giã lín nhÊt ë tr¹ng th¸i lµm viÖc vµ gãc cña c¸p hµng víi ph­¬ng th¼ng ®øng α II Do ®ã : Thêi gian phanh ®­îc tÝnh : VËy * Trong thêi gian phanh khi kh«ng cã hµng, kh«ng cã giã vµ kh«ng quay cÇn trôc víi m«men nhá nhÊt Thêi gian phanh : VËy : Phanh ®ñ an toµn vii. TÝnh to¸n bé truyÒn cuèi cña c¬ cÊu thay ®æi tÇm víi 1. Chän vËt liÖu vµ c¸ch nhiÖt luyÖn: Do b¸nh r¨ng chÞu t¶i träng trung b×nh cã va ®Ëp, lµm viÖc hai chiÒu nªn ta chän vËt liÖu chÕ t¹o lµ thÐp th­êng ho¸ 50. Thanh r¨ng lµ thÐp th­êng ho¸ 45. Theo B.61 s¸ch HDTKHD§CK ta cã sè liÖu sau: Tªn chi tiÕt Giíi h¹n bÒn Giíi h¹n ch¶y §é r¾n Nh·n hiÖu Thanh r¨ng 600 340 180 45 B¸nh r¨ng 640 350 175 50 Do bé truyÒn cña ta lµ hë, ma s¸t lín, b«i tr¬n kÐm, b¸nh r¨ng vµ thanh r¨ng chãng bÞ mßn. Khi thiÕt kÕ, ta thiÕt kÕ theo øng suÊt uèn vµ kiÓm tra theo øng suÊt tiÕp xóc. (3.6) [5] Víi : : øng suÊt uèn cho phÐp s-1 : Giíi h¹n mái trong chu kú ®èi xøng s-1 =1,8 HB ( MPa) ( B.6.2) - HB : ®é r¾n : + Víi b¸nh r¨ng : s-1 =1,8 .175 = 315 ( MPa) + Víi thanh r¨ng : s-1 =1,8 .180 = 324 ( MPa) n : HÖ sè an toµn , ®èi víi thÐp th­êng ho¸ ; n =1,75 ( 6.2 ) [5] KN : HÖ sè tuæi thä , x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : (2) ( 6.3 ) [5] m : BËc cña ®­êng cong mái khi tÝnh víi øng suÊt uèn vµ tiÕp xóc (víi thÐp th­êng ho¸), m=6 N0 : sè chu k× thay ®æi øng suÊt khi : + TÝnh søc bÒn tiÕp xóc : N0= 1.107 + TÝnh søc bÒn uèn : N0 = 30.HB2,4 - Víi b¸nh r¨ng : N0 =30.1752,4 =0,7 .107 - Víi thanh r¨ng : N0 = 30.1802,4 =0,77 .107 - Ntd : Sè chu kú thay ®æi øng suÊt t­¬ng ®­¬ng. Trong ®ã : lµ tØ sè øng suÊt t¶i träng thø i vµ c¸c chÕ ®é tÝnh ®æi. Do thiÕt kÕ míi nªn ch­a biÕt øng suÊt, ta ®æi thµnh . Cã Ntd = 60. a.n. T. Víi : Mi : M«men xo¾n. Ta cã ®å thÞ ra t¶i ë chÕ ®é qu¸ t¶i nh­ sau: a : Sè lÇn ¨n khíp cña mét r¨ng khi b¸nh r¨ng quay 1 vßng, a=1 n : Sè vßng quay cña trôc trong 1 phót ; n=7 (vßng/ phót) tc : Thêi gian lµm viÖc trong 1 ca ; tc =6 (h) ti : Thêi gian lµm viÖc ë chÕ ®é thø i T : Tæng thêi gian lµm viÖc. T = Na. Nn. Ca.tc Na : Sè n¨m lµm viÖc, Na = 40 n¨m Nn : Sè ngµy lµm viÖc trong 1 n¨m, Nn =270 ngµy Nc : Sè ca lµm viÖc trong ngµy ; Nc = 2 ca → T = 40.270.2.6 = 129600 ( giê ) - Víi øng suÊt tiÕp xóc: - Víi øng suÊt uèn : + TÝnh theo sóc bÒn uèn . - Víi b¸nh r¨ng : Do Ntd > N0 -> KN =1 -> - Víi thanh r¨ng : 2. KiÓm tra bÒn . - Chän hÖ sè chiÒu réng b¸nh r¨ng : yba = 0,45 - C«ng suÊt trôc ra: N2 = N1.h N1 : C«ng suÊt ®éng c¬, N1 = 37 ( KW) h : HiÖu suÊt bé truyÒn ; h = 0,894 → N2 =37 .0,894 = 33,07 ( KW) - Chän s¬ bé hÖ sè t¶i träng K . K = KH . K® Víi : KH : hÖ sè t¶i träng tËp trung . Bé truyÒn cã kh¶ n¨ng ch¹y mßn HB £ 350, chÞu t¶i träng thay ®æi : Chän chiÒu réng b¸nh r¨ng : b =190 ( mm ) §­êng kÝnh vßng ®Ønh : D = 260 (mm) Do æ trôc ®èi xøng theo B 3.12 – [5] cã: Kttb¶ng =1,04 → Chän cÊp chÝnh x¸c lµ 9 Theo B3.13 ( TKCTM ) cã HB < 350 : K® =1,1 → K = KH . K® = 1,02 .1,1 = 1,12 Chän b¸nh r¨ng cã m =20 , sè r¨ng Z =10 * KiÓm tra ®iÒu kiÖn bÒn uèn : * Víi b¸nh r¨ng cã hÖ sè dÞch dao x =0 Tra b¶ng cã g = 0,338 Víi: 2T : M« men xo¾n, 2T =19,1.106 ( N.mm) a : Sè lÇn ¨n khíp cña mét r¨ng ; a=1 Víi thanh r¨ng : KÕt luËn : Thanh r¨ng vµ b¸nh r¨ng ®ñ ®é bÒn uèn. 3. C¸c kÝch th­íc bé truyÒn : a. KÝch th­íc b¸nh r¨ng : - §­êng kÝnh vßng ®Ønh :D1 = 260 (mm) - §­êng kÝnh vßng chia : D0 = 200 (mm) - §­êng kÝnh vßng ch©n : D2 = 185 (mm) - Sè r¨ng : Z =10 ; m=20 - ChiÒu réng b¸nh r¨ng : b =190 (mm) b. KÝch th­íc thanh r¨ng : f =252 (mm) ; h= 60 (mm) ; s3 = 24 mm s1 =18 (mm) ; s2 = 37mm ; b = 210,5 (mm) Ch­¬ng III TÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp cÇn vµ vßi Giíi thiÖu C¸c thanh thÐp ®Þnh h×nh hoÆc thÐp tÊm liªn kiÕt víi nhau t¹o nªn nh÷ng kÕt cÊu c¬ b¶n , sau ®ã c¸c kÕt cÊu c¬ b¶n l¹i ®­îc l¹i ®­îc liªn kÕt víi nhau t¹o thµnh mét kÕt cÊu chÞu lùc hoµn chØnh gäi lµ kÕt cÊu thÐp. Trong ngµnh M¸y XÕp Dì : CÇn trôc, m¸y n©ng, b¨ng truyÒn... ®Òu cã cÊu t¹o c¬ b¶n lµ kÕt cÊu thÐp. NhiÖm vô cña thiÕt kÕ kÕt cÊu thÐp lµ ph¶i ®¹t ®­îc nh÷ng yªu cÇu sau : Yªu cÇu vÒ sö dông : Tho¶ m·n vÒ mÆt h×nh häc do yªu cÇu lµm viÖc ( chiÒu cao n©ng , tÇm víi , yªu cÇu vÒ hÖ cÇn c©n b»ng ... ),tho¶ m·n yªu cÇu chÞu lùc ( ®é bÒn , ®é cøng v÷ng , ®é bÒn mái , ®é æn ®Þnh ) , tÝnh thÈm mü ( h×nh d¸ng hµi hoµ , ®Ñp ). Yªu cÇu vÒ kinh tÕ : TiÕt kiÖm vËt liÖu , tÝnh c«ng nghÖ , tÝnh ®iÓn h×nh ho¸ trong thiÕt kÕt cÊu thÐp. ViÖc nghiªn cøu tÝnh to¸n øng dông kÕt cÊu thÐp cña m¸y cã liªn quan ®Õn c¸c ngµnh khoa häc nh­ : C¬ kÕt cÊu, søc bÒn vËt liÖu , lý thuyÕt ®µn håi, lý thuyÕt vÒ dao ®éng, c«ng nghÖ hµn... Khi thiÕt kÕ kÕt cÊu kim lo¹i cña M¸y XÕp Dì vµ M¸y X©y Dùng ng­íi ta th­êng dïng 2 ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n : Ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n theo øng suÊt cho phÐp vµ ph­¬ng ph¸p tÝnh theo trang th¸i tíi h¹n. Trong phÇn tÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp cÇn vµ vßi nµy ta sö dung ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n kÕt cÊu kim lo¹i theo øng suÊt cho phÐp . Kim loai dïng ®Ó chÕ t¹o kÕt cÊu thÐp vßi vµ cÇn lµ thÐp c­êng ®é cao 16Γ2AΦ ( thÐp tÊm cã ®é dµy 4 -32 mm ) cã c¬ tÝnh : + Giíi h¹n ch¶y tiªu chuÈn : σctc = 4500 kG/cm2 + Giíi h¹n bÒn tiªu chÈn : σbtc = 6000 kG/cm2 + Giíi h¹n ch¶y tÝnh to¸n : σc = 4100 kG/cm2 + Giíi h¹n bÒn tÝnh to¸n : σb = 5400 kG/cm2 + Ngoµi thÐp cßn cã ®é bÒn c¬ häc ®¶m b¶o , tÝnh dÎo cao , dÔ hµn . Sö dông lo¹i thÐp nµy cã thÓ gi¶m 25 – 30 % träng l­îng kÕt cÊu . T¶i träng tÝnh to¸n - tæ hîp t¶i träng tÝnh to¸n Khi m¸y trôc lµm viÖc, nã chÞu nhiÒu lo¹i t¶i träng kh¸c nhau t¸c dông lªn kÕt cÊu, ngoµi ra néi lùc trong cÇn vµ vßi cßn phô thuéc vµo c¸c lùc t¸c dông lªn nã.V× vËy, ta cÇn tÝnh cÇn vµ vßi theo c¸c tæ hîp t¶i träng cô thÓ sau: Tæ hîp t¶i träng tÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp cÇn vµ vßi theo ph­¬ng ph¸p øng suÊt cho phÐp T¶i träng Tr­êng hîp t¶i träng I II III [σ] = σrk/ nI [σ] = σc/ nII [σ] = σc/ nIII Tæ hîp t¶i träng Ia Ib IIa IIb III 1. Träng l­îng b¶n th©n G cã kÓ tíi K® , K®’ G K®’ . G G K® . G G 2. Träng l­îng hµng vµ thiÕt bÞ mang hµng cã kÓ ®Õn hÖ sè ®éng ψ vµ hÖ sè va ®Ëp K® , K®’ ψI.Qt® K®’ . Qt® ψII . Q K® . Q - 3. C¸c lùc qu¸n tÝnh theo ph­¬ng ngang cña cÇn trôc ( khi t¨ng gia tèc hoÆc h·m phanh ) Pq _ Pqtdc _ Pqtdcmax 4. Gãc nghiªng cña hµng so víi ph­¬ng th¼ng ®øng _ αI _ αII _ 4. T¶i träng giã t¸c dông lªn kÕt cÊu _ _ PgIII C¸c tæ hîp t¶i träng qui ®Þnh cho c¬ cÊu nh­ sau: Tæ hîp Ia , IIa : T­¬ng øng víi tr¹ng th¸i cÇn trôc lµm viÖc , cÇn trôc ®øng yªn chØ cã mét c¬ cÊu n©ng lµm viÖc , tÝnh to¸n khi khëi ®éng ( hoÆc h·m ) c¬ cÊu n©ng mét c¸ch tõ tõ ( Ia ) , khëi ®éng ( hoÆc h·m ) c¬ cÊu n©ng mét c¸c ®ét ngét ( IIa ) Tæ hîp Ib , IIb : CÇn trôc mang hµng l¹i ®ång thêi cã thªm mét c¬ cÊu kh¸c ho¹t ®éng ( Quay , thay ®æi tÇm víi ... ) tiÕn hµnh khëi ®éng ( hoÆc h·m ) c¬ cÊu mét c¸ch tõ tõ ( Ib ) , khëi ®éng ( hoÆc h·m ) c¬ cÊu mét c¸ch ®ét ngét ( IIb ) Tæ hîp III : CÇn trôc kh«ng lµm viÖc vµ chØ chÞu t¸c dông cña träng l­îng b¶n th©n vµ giã b·o A. TÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp vßi KÕt thÐp cÊu vßi : H×nh 3.1 : KÕt cÊu thÐp vßi I. X¸c ®Þnh vÞ trÝ tÝnh to¸n - tr­êng hîp t¶i trong tÝnh to¸n §Ó tÝnh KÕt cÊu ThÐp vßi ta tiÕn hµnh tÝnh to¸n vßi trong 2 mÆt ph¼ng - MÆt ph¼ng th¼ng ®øng ( mÆt ph¼ng n©ng ) - MÆt ph¼ng n»m ngang ( mÆt ph¼ng v«ng gãc víi mÆt ph¼ng n©ng ) Trong mÆt ph¼ng th¼ng ®øng ta tÝnh vßi trong tr­êng hîp tæ hîp t¶i träng IIa ( Khi cÇn trôc n©ng hµng tõ mÆt ®Êt lªn víi toµn bé tèc ®é hoÆc h·m hµng mét c¸ch ®ét ngét khi h¹ hµng ) Trong tr­êng hîp tæ hîp t¶i träng IIb ( khi cÇn trôc chØ cã c¬ cÊu quay lµm viÖc vµ h·m c¬ cÊu quay mét c¸c ®ét ngét ) th× ta cÇn ph¶i tÝnh vßi trong c¶ hai mÆt ph¼ng ®øng vµ ngang v× lóc nµy ngoµi t¶i träng do hµng t¸c dông lªn cÇn vµ vßi cßn cã lùc x« ngang do gãc ngiªng cña hµng so víi ph­¬ng ®øng g©y nªn Trong mÆt ph¼ng n©ng, vßi ®­îc tÝnh nh­ dµn dÇm tùa trªn 2 gèi B & C. B : Chèt b¶n lÒ liªn kÕt vßi víi dÇu cÇn C : Chèt b¶n lÒ liªn kÕt vßi víi gi»ng vßi Khi tÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp vßi ta tiÕn hµnh nh­ sau : VÞ trÝ tÝnh to¸n : Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc néi lùc sinh ra trong vßi lu«n thay ®æi v× vËy ta cÇn ph¶i x¸c ®Þnh ®­îc néi lùc lín nhÊt sinh ra trong c¸c thanh biªn vµ dÇm chÝnh cña cÇn ®Ó tiÕn hµnh kiÓm tra bÒn vµ æn ®Þnh. §Ó x¸c ®Þnh néi lùc lín nhÊt sinh ra trong c¸c thanh ta chän 3 vÞ trÝ tÝnh to¸n lµ Rmax , Rtb , Rmin C¸c b­íc tÝnh to¸n : - Coi vßi nh­ mét khung siªu tÜnh tùa trªn hai gèi ( mét gèi cè ®Þnh , mét gèi di ®éng ) B & C . - T×m c¸c ph¶n lùc lªn c¸c trôc puli b»ng c¸ch xÐt c©n b»ng puli . - Trong tr­êng hîp tæ hîp t¶i träng IIa th× ta ®Æt ngay c¸c ph¶n lùc lªn trôc puli råi dïng phÇn mÒm Sap2000 t×m biÓu ®å néi lùc ( M , N , Q ) trong c¸c thanh . Lóc nµy c¸c thanh sÏ ®­îc tÝnh to¸n kiÓm tra theo ®iÒu kiÖn bÒn vµ æn ®Þnh. - Trong tr­êng hîp tæ hîp t¶i trong IIb th× cßn lùc ngang t¸c dông lªn vßi khi dã t¶i trong t¸c dông lªn vßi d­îc chia lµm 2 mÆt ph¼ng : MÆt ph¼ng ®øng vµ mÆt ph¼ng ngang . * øng suÊt cho phÐp khi tÝnh vßi : ( 2.1 ) [1] Víi : σ : øng ng suÊt do t¶i träng tiªu chuÈn sinh ra trong cÊu kiÖn [σ ] : øng ng suÊt cho phÐp σ 0 : øng ng suÊt giíi h¹n ®èi víi thÐp 16Γ2AΦ lµ giíi h¹n ch¶y Chän σ 0 =4100 kG/cm2 n : HÖ sè an toµn . Trong tr­êng hîp II .Chän n = 1,4 VËy : II. tÝnh to¸n kiÓm tra bÒn vµ æn ®Þnh vßi trong tr­êng hîp tæ hîp t¶i träng II a Tæ hîp t¶i träng IIa ®­îc tÝnh khi cÇn trôc ®øng yªn, n©ng hµng tõ mÆt mái hoÆc h·m víi toµn bé tèc ®é. Trong tæ hîp t¶i träng nµy, cã c¸c thµnh phÇn t¶i träng t¸c dông sau : + Träng l­îng b¶n th©n vßi : G = 8,7T = 8700 (KG) + Träng l­îng hµng : Q =28T = 28000 ( KG) Víi tæ hîp t¶i träng IIa : QtÝnh to¸n = Q = 28000 (KG) + Lùc c¨ng trong nh¸nh c¸p n©ng theo h­íng cuèn c¸p ®Æt t¹i vÞ trÝ ®Çu vßi vµ vÞ trÝ rßng räc dÉn h­íng (D). Víi : yII : HÖ sè ®éng phô thuéc chÕ ®é lµm viÖc, víi chÕ ®é lµm viÖc trung b×nh dïng gÇu ngo¹m yII =1,5 1. Coi vßi lµ mét khung siªu tÜnh tùa trªn 2 gèi B vµ C. X¸c ®Þnh c¸c ph¶n lùc ®Æt t¹i c¸c trôc puly : Chän : Trôc X cã ph­¬ng däc theo dÇm chÝnh cña vßi . Trôc Y cã ph­¬ng vu«ng gãc trôc X H×nh 3.2 : Coi vßi nh­ 1 khung siªu tØnh tùa tren 2 gèii H×nh 3.3 : X¸c dÞnh c¸c ph¶n lùc ®Æt tai c¸c trôc Puly §Ó tiÖn tÝnh to¸n ta ph©n c¸c lùc thµnh c¸c thµnh phÇn nh­ sau: + Ph©n träng l­îng hµng Q thµnh 2 thµnh phÇn, thµnh phÇn vu«ng gãc víi vßi vµ thµnh phÇn n»m däc theo vßi : - QX = Q .sing ; - QY = Q .cosg g : Gãc hîp bëi ph­¬ng cña hµng vµ trôc Y tÝnh to¸n + T¹i C Ta ph©n Sh thµnh 2 thµnh phÇn : - ShCX = Sh. sin(β - 900) ; - ShCY = Sh. cos(β - 900) β : Gãc hîp bëi ph­¬ng cña gi»ng vµ trôc Y tÝnh to¸n - Ph¶n lùc t¹i A - Ph¶n lùc t¹i C * Träng l­îng b¶n th©n vßi ®Æt t¹i A , B , C : GA = G .cosθ + GAX = GA .cos6,40 ; + GAY = GA .sin6,40 GB = G .cosθ’ + GBX = GB .cos230 + GBY = GB .sin23,60 GC = G .cosθ’’ + GCX = GC .cos8,70 + GCY = GC .sin8,70 θ , θ’ , θ’’ : Gãc hîp ph­¬ng träng l­îng b¶n th©n vßi víi ph­¬ng träng t©m vßi qua ba ®iÓm A , B , C C¸c gãc : 6,4 0 ; 23 0 ; 8,7 0 lµ gãc hîp bëi ph­¬ng cña träng trong t©m vßi qua 3 ®iÓm A , B , C víi ph­¬ng X tÝnh to¸n 2. X¸c ®Þnh néi lùc trong c¸c thanh: §Æt c¸c ph¶n lªn trôc Puli ta ®­îc s¬ ®å tÝnh vßi trong tr­êng hîp tæ hîp t¶i träng IIa : H×nh 3.4 : §Æt c¸c lùc lªn trôc puly vµ gèi ®ì §Ó x¸c ®Þnh chÝnh x¸c néi lùc trong c¸c thanh ta sö dông phÇn mÒm Sap2000 ®Ó vÏ biÓu då néi lùc cña vßi . a. T¹i tÇm víi lín nhÊt R max Ta cã : g = 330 : Gãc hîp bëi ph­¬ng cña hµng víi ph­¬ng th¼ng ®øng tÝnh to¸n β = 1200 : Gãc hîp bëi vßi vµ gi»ng θ = 50 0 ; θ’=990 ; θ’’=1140 ( C¸c gi¸ trÞ nµy ®o ®­îc trªn m¸y vi tÝnh ) QX = Q .sing = 28000. sin 330 = 15250 ( KG) QY = Q .cosg = 28000. cos 330 = 23482 ( KG) ShCX = Sh. sin(β - 900) = 42000.sin300 = 21000 ( KG ) ShCY = Sh. cos(β - 900) = 42000.cos300 = 36373 ( KG ) C¸c lùc t¸c dông lªn vßi theo ph­¬ng nh­ h×nh vÏ : T¹i A GA = G .cosθ = 8700. cos500 = 5592 ( KG) GAX = GA .cos6,60 = 5592. cos6,40 = 5555 ( KG) GAY = GA .sin6,60 = 5592. sin6,40 = 642 ( KG) T¹i B GB = G .cosθ’ = 8700. cos 990 = -1361 ( KG) GBX = GB .cos23,60 = -1361. cos230 = -1247 ( KG) GBY = GB .sin23,60 = -1361. sin230 = -545 ( KG) T¹i C GC = G .cosθ’’ = 8700. cos 1140 = -3538 ( KG) GCX = GC .cos90 = -3538. cos8,70 = -3494 ( KG) GCY = GC .sin90 = -3538. sin8,70 = -553 ( KG) BiÓu ®å néi lùc t¹i vÞ trÝ Rmax BiÓu ®å lùc däc truc BiÓu ®å lùc c¾t BiÓu ®å momen H×nh 3.5 : BiÓu ®å néi lùc t¹i tÇm víi lín nhÊt Gi¸ TrÞ Néi Lùc Trong C¸c Thanh t¹i Rmax Thanh VÞ trÝ Lùc däc Lùc c¾t M«men uèn mm N N N-mm 1 0 -869907.5 3318.7 -1114412.55 1 1500 -869907.5 3318.7 -6092458.94 1 3000 -869907.5 3318.7 -11070505.3 2 0 1060205.97 -3185.06 -27984085.4 2 2523.26 1060205.97 -3185.06 -19947338.1 2 5046.52 1060205.97 -3185.06 -11910590.9 3 0 886253.85 -2227.84 -29098498 3 5658.44 886253.85 -2227.84 -16492409.5 3 11316.88 886253.85 -2227.84 -3886320.99 4 0 -1065906.09 -4154.26 -41444971 4 992 -1065906.09 -4154.26 -37323944 4 1984 -1065906.09 -4154.26 -33202918 4 2480 -1065906.09 -4154.26 -31142404.3 4 3472 -1065906.09 -4154.26 -27021377.8 4 3968 -1065906.09 -4154.26 -24960864.6 4 4960 -1065906.09 -4154.26 -20839838.1 4 5952 -1065906.09 -4154.26 -16718811.6 4 7936 -1065906.09 -4154.26 -8476758.54 4 8928 -1065906.09 -4154.26 -4355732.03 4 9920 -1065906.09 -4154.26 -234705.52 4 10912 -1065906.09 -4154.26 3886320.99 5 0 -1095577.38 -15876.31 -52515476 5 450.89 -1095577.38 -15876.31 -45357024 5 1803.56 -1095577.38 -15876.31 -23881668.5 5 2705.33 -1095577.38 -15876.31 -9564764.73 5 3607.11 -1095577.38 -15876.31 4752139.02 5 4058 -1095577.38 -15876.31 11910590.89 Gi¸ trÞ néi lùc lín nhÊt : Thanh 1 : N = -869907,5 (N) ; Q = 3318,7 (N) ; M = 11070505,3 (Nmm) Thanh 2 : N = 1060205,9 (N) ; Q = -3185 (N) ; M = -27984085,4 (Nmm) Thanh 3 : N = 886253,85 (N) ; Q = -227,84 (N) ; M = -2908498 (Nmm) DÇm ngang : N = - 1095577,38 (N) ; Q = 15876,31 (N) ; M = -52515476 (Nmm) a. T¹i tÇm víi trung b×nh Rtb : Ta cã : g = 540 : Gãc hîp bëi ph­¬ng cña hµng víi ph­¬ng th¼ng ®øng tÝnh to¸n β = 800 : Gãc hîp bëi vßi vµ gi»ng θ = 30 0 ; θ’= 1210 ; θ’’= 135 0 QX = Q .sing = 28000. sin 540 = 22652 ( KG) QY = Q .cosg = 28000. cos 540 = 16457 ( KG) ShCX = Sh. sin(800 - 900) = 42000.sin(-100) = -7293 ( KG ) ShCY = Sh. cos(800 - 900) = 42000.cos100 = 41361 ( KG ) C¸c lùc t¸c dông lªn vßi cã ph­¬ng chiÒu nh­ h×nh vÏ : T¹i A GA = G .cosθ = 8700. cos300 = 7534 ( KG) GAX = GA .cos6,40 = 7534. cos6,40 = 7487 ( KG) GAY = GA .sin6,40 = 7534. sin6,40 = 839 ( KG) T¹i B GB = G .cosθ’ = 8700. cos 1210 = -4480 ( KG) GBX = GB .cos230 = -4480. cos230 = -4123 ( KG) GBY = GB .sin230 = -4480. sin230 = -1750 ( KG) T¹i C GC = G .cosθ’’ = 8700. cos 135 0 = -6151 ( KG) GCX = GC .cos8,70 = -6151. cos8,70 = -6080 ( KG) GCY = GC .sin8,70 = -6151. sin8,70 = -930 ( KG) Gi¸ trÞ néi lùc trong c¸ thanh t¹i vÞ trÝ RTB Thanh VÞ trÝ Lùc däc Lùc c¾t M«men mm N N N-mm 1 0 -616899.99 -4313.78 -13483942.3 1 1500 -616899.99 -4313.78 -7013268.97 1 3000 -616899.99 -4313.78 -542595.66 2 0 753469.83 -1278.52 -21579037.6 2 2523.26 753469.83 -1278.52 -18352991.1 2 5046.52 753469.83 -1278.52 -15126944.5 3 0 623834.04 -2680.05 -35062980 3 5658.44 623834.04 -2680.05 -19898103.4 3 11316.88 623834.04 -2680.05 -4733226.95 4 0 -719414.9 -5003.26 -49862305 4 992 -719414.9 -5003.26 -44899075 4 1984 -719414.9 -5003.26 -39935845 4 2976 -719414.9 -5003.26 -34972615 4 3472 -719414.9 -5003.26 -32491000 4 3968 -719414.9 -5003.26 -30009384.5 4 4960 -719414.9 -5003.26 -25046154.3 4 5952 -719414.9 -5003.26 -20082924.1 4 7936 -719414.9 -5003.26 -10156463.7 4 8928 -719414.9 -5003.26 -5193233.46 4 9920 -719414.9 -5003.26 -230003.26 4 10912 -719414.9 -5003.26 4733226.95 5 0 -51388.67 -16148.8 -50404901 5 450.89 -51388.67 -16148.8 -43123585 5 1803.56 -51388.67 -16148.8 -21279636.3 5 2705.33 -51388.67 -16148.8 -6717003.96 5 3607.11 -51388.67 -16148.8 7845628.37 5 4058 -51388.67 -16148.8 15126944.54 Gi¸ trÞ néi lùc lín nhÊt : Thanh 1 : N = -616899,9 (N) ; Q = - 4313,7 (N) ; M = -13483942,3 (Nmm) Thanh 2 : N = 753469,8 (N) ; Q = - 1278,5 (N) ; M = - 21579037 (Nmm) Thanh 3 : N = 623834 (N) ; Q = - 2680 (N) ; M = - 35062980 (Nmm) DÇm ngang : N = - -51388,67 N ; Q = -51388,67 N ; M = -50404901 Nmm a. T¹i tÇm víi nhá nhÊt Rmin Ta cã : g = 780 : Gãc hîp bëi ph­¬ng cña hµng víi ph­¬ng th¼ng ®øng tÝnh to¸n β = 360 : Gãc hîp bëi vßi vµ gi»ng θ = 6 0 ; θ’= 145 0 ; θ’’= 159 0 QX = Q .sing = 28000. sin 780 = 27388 ( KG) QY = Q .cosg = 28000. cos 780 = 5821 ( KG) ShCX = Sh. sin(360 - 900) = 42000.sin(-540) = -33978 ( KG ) ShCY = Sh. cos(360 - 900) = 42000.cos(-540) = 24687 ( KG ) C¸c lùc t¸c dông lªn vßi cã ph­¬ng chiÒu nh­ h×nh vÏ : T¹i A GA = G .cosθ = 8700. cos60 = 8652 ( KG) GAX = GA .cos6,40 = 8652. cos6,40 = 8598 ( KG) GAY = GA .sin6,40 = 8652. sin6,40 = 964 ( KG) T¹i B GB = G .cosθ’ = 8700. cos 1450 = - 7126 ( KG) GBX = GB .cos230 = -7126. cos230 = -6559 ( KG) GBY = GB .sin230 = -7126. sin230 = -2784 ( KG) T¹i C GC = G .cosθ’’ = 8700. cos 159 0 = -8122 ( KG) GCX = GC .cos8,70 = -8122. cos8,70 = -8028 ( KG) GCY = GC .sin8,70 = -8122. sin8,70 = -1128 ( KG) B¶ng gi¸ trÞ néi lùc trong c¸c thanh t¹i vÞ trÝ Rmin Thanh VÞ trÝ Lùc däc Lùc c¾t Momen mm N N N-mm 1 0 -245256.05 -9129.94 -16063819.9 1 1500 -245256.05 -9129.94 -2368908.48 1 3000 -245256.05 -9129.94 11326002.92 2 0 304119.84 1955.4 3429707.45 2 2523.26 304119.84 1955.4 -1504266.11 2 5046.52 304119.84 1955.4 -6438239.68 3 0 245622.89 -960.34 -12634112.4 3 5658.44 245622.89 -960.34 -7200082.09 3 11316.88 245622.89 -960.34 -1766051.75 4 0 -296720.75 -1811.69 -18003073.2 4 992 -296720.75 -1811.69 -16205880 4 1984 -296720.75 -1811.69 -14408686.8 4 2480 -296720.75 -1811.69 -13510090.2 4 3472 -296720.75 -1811.69 -11712897.1 4 3968 -296720.75 -1811.69 -10814300.5 4 4960 -296720.75 -1811.69 -9017107.3 4 5952 -296720.75 -1811.69 -7219914.13 4 7936 -296720.75 -1811.69 -3625527.78 4 8928 -296720.75 -1811.69 -1828334.6 4 9920 -296720.75 -1811.69 -31141.42 4 10416 -296720.75 -1811.69 867455.16 4 10912 -296720.75 -1811.69 1766051.75 5 0 594349.31 -3231.96 -6677070.27 5 450.89 594349.31 -3231.96 -5219813.61 5 1803.56 594349.31 -3231.96 -848043.63 5 3607.11 594349.31 -3231.96 4980983.01 5 4058 594349.31 -3231.96 6438239.68 Gi¸ trÞ néi lùc lín nhÊt : Thanh 1 : N = - 245256 (N) ; Q = - 9129 (N) ; M = - 16063819 (Nmm) Thanh 2 : N = 344119 (N) ; Q = 1955 (N) ; M = - 6428239 (Nmm) Thanh 3 : N = 245622 (N) ; Q = - 960 (N) ; M = - 12634112 (Nmm) DÇm ngang : N = - 296720,5 (N) ; Q = -1811,6 (N) ; M = - 18003073 Nmm → Gi¸ trÞ néi lùc lín nhÊt ®Ó tÝnh to¸n kiÓm tra : Thanh 1 : N = -869907,5 (N) ; Q = 3318,7 (N) ; M = 11070505,3 (Nmm) Thanh 2 : N = 1060205,9 (N) ; Q = -3185 (N) ; M = -27984085,4 (Nmm) Thanh 3 : N = 886253,85 (N) ; Q = -227,84 (N ) ; M = -2908498 (Nmm) * Thanh 3 : N = 245622 (N) ; Q = - 960 (N) ; M = - 12634112 (Nmm) * Thanh 1 : N = -616899,9 (N) ; Q = - 4313,7 (N) ; M = -13483942,3 (Nmm) DÇm ngang : N = - 1095577,38 (N) ; Q = 15876,31 (N) ; M = -52515476 (Nmm) 3. KiÓm tra bÒn vµ æn ®Þnh c¸c thanh a. KiÓm tra bÒn §Ó tiÕn hµnh kiÓm tra bÒn ta thùc hiÖn c¸c mÆt c¾t qua c¸c vÞ trÝ nguy hiÓm cña c¸c thanh : H×nh 3.6 : X¸c ®Þnh c¸c mÆt c¾t nguy hiÓm * T¹i mÆt c¾t B - B : Ta cã : M = 52515476 ( Nmm ) , Q = 1587631 ( N ) , N = - 1095577,38 ( N ) *KÝch th­íc mÆt c¾t : H×nh 3.7 MÆt c¾t qua vÞ trÝ chèt liªn kÕt cÇn vµ vßi * DiÖn tÝch tiÕt diÖn : * X¸c ®Þnh m«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn ®èi víi c¸c trôc X vµ Y - XÐt 2 tÊm biªn : TÞnh tiÕn hÖ trôc (X1O1Y) vµ (X2O2Y) vÒ hÖ trôc XOY víi kho¶ng c¸ch trôc. Ta ®­îc : - XÐt 2 tÊm thµnh : TÞnh tiÕn hÖ trôc (XO3Y3) vµ (XO4Y4) vÒ hÖ trôc XOY víi kho¶ng c¸ch trôc: Ta ®­îc : - XÐt toµn bé mÆt c¾t tiÕt diÖn M«men chèng uèn cña tiÕt diÖn ®èi víi trôc X. M«men chèng uèn cña tiÕt diÖn ®èi víi trôc Y * VËy ta cã : - øng suÊt ph¸p lín nhÊt sinh ra trªn tiÕt diÖn : - øng suÊt tiÕp do Q g©y ra : Q : Lùc c¾t lín nhÊt t¹i tiÕt diÖn gi÷a vßi trong mÆt ph¼ng n©ng Q = 1586,31 ( KG ) Scx : M«men tÜnh c¸c phÇn bÞ c¾t bæ ®«i víi trôc x Jx : M«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn ®èi víi trôc x, Jx = 352.107 ( mm4 ) bxc : ChiÒu réng tiÕt diÖn bÞ c¾t bcx = 2.dt = 2.22 = 44 ( mm ) - øng suÊt t­¬ng ®­¬ng : Víi thÐp 16Γ2AΦ : [s] = 292,85 ( N/mm2 ) std < [s] : TiÕt diÖn ®ñ bÒn. * T¹i mÆt c¾t D - D : Ta cã : M = -27984085,4 ( Nmm ) , Q = -3185,06 ( N ) , N = 1060505,9 ( N ) *KÝch th­íc mÆt c¾t : H×nh 3.8 : MÆt c¾t N-N vµ D-D * DiÖn tÝch tiÕt diÖn : * X¸c ®Þnh m«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn ®èi víi c¸c trôc X vµ Y - XÐt 2 tÊm biªn : TÞnh tiÕn hÖ trôc (X1O1Y) vµ (X2O2Y) vÒ hÖ trôc XOY víi kho¶ng c¸ch trôc. Ta ®­îc : XÐt tÊm thµnh : - XÐt toµn bé mÆt c¾t tiÕt diÖn M«men chèng uèn cña tiÕt diÖn ®èi víi trôc X. M«men chèng uèn cña tiÕt diÖn ®èi víi trôc Y * VËy ta cã : øng suÊt ph¸p lín nhÊt sinh ra trªn tiÕt diÖn : V× Q nhá nªn ta bá qua øng suÊt tiÕp sinh ra trªn tiÕt diÖn. Ta cã : std = σmax = 74,6 N/mm2 < [s] = 292,85 N/mm2 VËy : TiÕt diÖn ®ñ bÒn * T¹i mÆt c¾t N – N : Ta cã : TH1 : N = 886253,85 ( N ) , Q = -2227,84 ( N ) , M = -29098498 ( Nmm ) TH2 : N = -616899,9 (N) , Q = - 4313,7 (N) , M = -13483942,3 (Nmm) M«men chèng uèn cña tiÕt diÖn ®èi víi trôc X. M«men chèng uèn cña tiÕt diÖn ®èi víi trôc Y DiÖn tÝch tiÕt diÖn : * VËy ta cã : - øng suÊt ph¸p TH1 lín nhÊt sinh ra trªn tiÕt diÖn : V× Q nhá nªn ta bá qua øng suÊt tiÕp sinh ra trªn tiÕt diÖn. Ta cã : std = σmax = 64,8 N/mm2 < [s] : TiÕt diÖn ®ñ bÒn - øng suÊt ph¸p TH2 lín nhÊt sinh ra trªn tiÕt diÖn : V× Q nhá nªn ta bá qua øng suÊt tiÕp sinh ra trªn tiÕt diÖn. Ta cã : std = σmax = 9,25 N/mm2 < [s] : TiÕt diÖn ®ñ bÒn * T¹i mÆt c¾t H - H Ta cã : TH1 : M = 11070505,3 ( Nmm ) , Q = 3318,7 ( N ) , N = -869907,5 ( N ) TH2 : M = -13483942,3 (Nmm) , Q = - 4313,7 (N) , N = - 616899,9 (N) *KÝch th­íc mÆt c¾t : H×nh 3.9 : MÆt c¾t H- H * DiÖn tÝch tiÕt diÖn : * X¸c ®Þnh m«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn ®èi víi c¸c trôc X vµ Y - XÐt 2 tÊm biªn : TÞnh tiÕn hÖ trôc (X1O1Y) vµ (X2O2Y) vÒ hÖ trôc XOY víi kho¶ng c¸ch trôc. Ta ®­îc : XÐt tÊm thµnh : - XÐt toµn bé mÆt c¾t tiÕt diÖn M«men chèng uèn cña tiÕt diÖn ®èi víi trôc X. M«men chèng uèn cña tiÕt diÖn ®èi víi trôc Y * VËy ta cã : øng suÊt ph¸p TH1 lín nhÊt sinh ra trªn tiÕt diÖn : V× Q nhá nªn ta bá qua øng suÊt tiÕp sinh ra trªn tiÕt diÖn. Ta cã : std = σmax = 35,52 N/mm2 < [s] : TiÕt diÖn ®ñ bÒn øng suÊt ph¸p TH2 lín nhÊt sinh ra trªn tiÕt diÖn : → std = σmax = 35,52 N/mm2 < [s] : TiÕt diÖn ®ñ bÒn b. KiÓm tra æn ®Þnh c¸c thanh : * KiÓm tra æn ®Þnh dÇm chÝnh : * æn ®Þnh côc bé d­íi t¸c dông cña øng suÊt ph¸p do m«men uèn M g©y ra t¹i mÆt c¾t nguy hiÓm : øng suÊt ph¸p tíi h¹n sinh ra ®èi víi dÇm hai thµnh : HÖ sè æn ®Þnh côc bé : VËy : DÇm ®ñ æn ®Þnh d­íi t¸c dông cña m«men uèn M * æn ®Þnh d­íi t¸c dông cña lùc nÐn : - §Æc tr­ng h×nh häc cña dÇm t¹i mÆt c¾t nguy hiÓm : JX = 352.10 7 mm 4 JY = 376.10 7 mm 4 F = 63800 mm 4 Ta cã : §é m¶nh cña thanh : μ = 1 ( Theo s¸ch KÕt CÊu Kim Lo¹i M¸y Trôc ) Tra b¶ng ta 10-2 - Søc BÒn VËt LiÖu ta ®­îc φ = 0,81 VËy : DÇm ®ñ æn ®Þnh theo nÐn * KiÓm tra æn ®Þnh thanh 1 : M«men sinh ra trªn thanh lµ nhá nªn ta cã thÓ bá qua b­íc kiÓm tra æn ®Þnh côc bé do m«men uèn M g©y nªn * æn ®Þnh d­íi t¸c dông cña lùc nÐn : - §Æc tr­ng h×nh häc cña thanh : JX = 256,23.10 7 mm 4 JY = 80,23.10 4 mm 4 F = 25680 mm 4 Ta cã : §é m¶nh cña thanh : μ = 0,5 ( Theo s¸ch KÕt CÊu Kim Lo¹i M¸y Trôc ) Tra b¶ng ta 10 - 2 - Søc BÒn VËt LiÖu ta ®­îc φ = 0,21 VËy : Thanh ®ñ æn ®Þnh theo nÐn * KiÓm tra æn ®Þnh thanh 2 : * æn ®Þnh d­íi t¸c dông cña lùc kÐo : Ta cã : VËy : Thanh 2 ®ñ æn ®Þnh theo kÐo * KiÓm tra æn ®Þnh thanh 3 : * æn ®Þnh d­íi t¸c dông cña lùc kÐo : Ta cã : VËy : Thanh 3 ®ñ æn ®Þnh theo kÐo II. tÝnh to¸n kiÓm tra bÒn vµ æn ®Þnh vßi trong tr­êng hîp tæ hîp t¶i träng II b Trong tr­êng hîp tæ hîp t¶i trong IIb th× cßn lùc ngang t¸c dông lªn vßi khi dã t¶i trong t¸c dông lªn vßi d­îc chia lµm 2 mÆt ph¼ng : MÆt ph¼ng ®øng vµ mÆt ph¼ng ngang TÝnh vßi ë tÇm víi lín nhÊt ( Rmax ). - Trong mÆt ph¼ng th¼ng ®øng : Ta tÝnh vßi gièng tr­êng hîp tæ hîp t¶i träng IIa ( tuy nhiªn lóc nµy ta cã thÒ bá qua hÖ sè ®éng häc ψII ) . Trong phÇn tÝnh to¸n nµy ta sö dông lu«n b¶ng gi¸ trÞ néi lùc ®· tÝnh ®­îc ë tr­êng hîp tæ hîp t¶i träng IIa - Trong mÆt ph¼ng n»m ngang :§©y lµ hÖ cÇn cã vßi vµ gi»ng cøng nªn khi tÝnh to¸n vßi trong vßi trong mÆt ph¼ng n»m ngang ta vÉn coi cÇn vµ gi»ng vßi lµ c¸c gèi tùa cña vßi. 1. X¸c ®Þnh néi lùc cña c¸c thanh cña vßi trong mÆt ph¼ng ®øng : Ta lÊy gi¸ trÞ néi lùc nh­ trong b¶ng tæ hîp t¶i trong IIa 2. X¸c ®Þnh néi lùc cña vßi trong mÆt ph¶ng ngang : Ta xem nh­ : T¶i träng theo ph­¬ng ngang T ®Æt ngay tai ®Çu vßi vµ do dÇm chÝnh chÞu .T¶i träng giã lµ t¶i träng ph©n bè trªn suèt chiuÒ dµi vßi C¸c thµnh phÇn t¶i träng t¸c dông trong mÆt ph¼ng ngang : Thµnh phÇn t¶i träng ngang T do l¾c ®éng c¸p hµng g©y ra : T =Q.tga Q : Träng l­îng hµng ; Q = 28 T = 28000 KG a : Gãc nghiªng cña c¸p treo hµng so víi ph­¬ng th¼ng ®øng khi TK, s¬ bé chän a =150. T = 28000.tg150 = 7502 (KG) ¸p lùc giã t¸c dông lªn vßi theo ph­¬ng ngang : Víi : FV = 15229384 mm 2 PV = 57,75 KG/m 2 = 0,057 .10 -3 KG/mm 2 Coi t¶i träng giã t¸c dông trong mÆt ph¼ng ngang lµ lùc ph©n bè trªn suèt chiÒu dµi: S¬ ®å tÝnh vßi trong mÆt ph¼ng n»m ngang : H×nh 3.10 : S¬ ®å tÝnh vßi trong mÆt ph»ng ngang – BiÓu ®å néi lùc Sau khi x¸c ®Þnh d­îc c¸c ph¶n lùc trªn c¸c gèi ®ì ta vÏ ®­îc biÓu ®å néi lùc nh­ trªn . Néi lùc lín nhÊt sinh ra trªn dÇm chÝnh cña vßi lµ t¹i chèt liªn kÕt vßi vµ cÇn : Q = -144120 ( N ) , M = -1153108320 ( Nmm ) 3. KiÓm tra bÒn vßi : KiÓm tra bÒn vßi t¹i mÆt c¾t di qua chèt liªn kÕt cña cÇn vµ vßi : * KÝch th­íc mÆt c¾t : H×nh 3.11 : MÆt c¾t B – B. Ta cã : MX = 52515476 ( Nmm ) Qd = 1587,631 ( N ) MY = 11531083 (Nmm ) Qng = 144120 ( N ) N = 1095577,38 ( N ) * DiÖn tÝch tiÕt diÖn: M«men chèng uèn cña tiÕt diÖn ®èi víi trôc X. M«men chèng uèn cña tiÕt diÖn ®èi víi trôc Y * VËy ta cã : - øng suÊt ph¸p lín nhÊt sinh ra trªn tiÕt diÖn : - øng suÊt tiÕp do Qd g©y ra : Qd : Lùc c¾t lín nhÊt t¹i tiÕt diÖn gi÷a vßi trong mÆt ph¼ng n©ng Q = 1586,31 ( KG ) Scx : M«men tÜnh c¸c phÇn bÞ c¾t bæ ®«i víi trôc x Jx : M«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn ®èi víi trôc x, Jx = 352.107 ( mm4 ) bxc : ChiÒu réng tiÕt diÖn bÞ c¾t bcx = 2.dt = 2.22 = 44 ( mm ) - øng suÊt tiÕp do Qng g©y ra. Víi : Qn : Lùc c¾t lín nhÊt t¹i tiÕt diÖn trong mÆt ph¼ng ngang Qn = 144120 ( N ) Syc : M«men tÜnh cña phÇn bÞ c¾t bá ®èi víi trôc y . J : M«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn ®èi víi trôc y : Jy =376.107 byc : ChiÒu réng tiÕt diÖn bÞ c¾t byc =2db = 2.22 = 44 ( mm ) - øng suÊt t­¬ng ®­¬ng : Víi thÐp 16Γ2AΦ : [s] = 285,7 ( N/mm2 ) std < [s] : TiÕt diÖn ®ñ bÒn B. TÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp cÇn KÕt cÊu thÐp cÇn : H×nh 3.12 : KÕt cÊu thÐp cÇn I. X¸c ®Þnh vÞ trÝ tÝnh to¸n - tr­êng hîp t¶i träng tÝnh to¸n CÇn cã hÖ kh©u khíp ( cÇn cã vßi ) nªn ta chän ta chän vÞ tÝ tÝnh to¸n khi vßi vu«ng gãc víi cÇn . Khi ®ã d­íi t¸c dông cña mÆt ph¼ng ngang vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng l¾c cña vßi lªn ®Çu cÇn l¸m ph¸t sinh gi¸ trÞ lín nhÊt cña M«men xo¾n cÇn . Ta tÝnh cÇn trong tr­êng hîp tæ hîp t¶i träng II b Ii. x¸c ®Þnh vµ vÏ biÓu ®å néi lùc t¸c dông lªn cÇn trong mÆt ph¼ng th¼ng ®øng * Ph¶n lùc t¹i chèt liªn kÕt cÇn vµ vßi : H×nh 3.13 Lùc t¸c dông lªn vßi khi vßi vu«ng gãc víi cÇn Ta cã : + Trong l­îng vßi : GV = 8700 ( kG ) + Träng l­îng hµng : Q = 28 T = 28000 ( kG ) + Lùc c¨ng trong nh¸nh c¸p khi n©ng ( h¹ ) hµng Trong ®ã : a = 1 lµ béi suÊt pal¨ng , η = 0,98 lµ hiÖu suÊt pal¨ng Ta cã : QY = Q.cos400 = 28000.cos400 = 21449 ( kG ) QX = Q.sin400 = 28000.sin400 =17998 ( kG ) GY = G.cos400 = 8700.cos400 = 6664 ( kG ) GX = G.sin400 = 8700.sin400 = 5592 ( kG ) S hCY = S h.cos170 = 28571.cos170 = 27322 ( kG ) S hCX = S h.sin170 = 28571.sin170 = 8353 ( kG ) RCY = RC .cos170 RCX = RC .sin170 * Lùc t¸c dông lªn cÇn trong mÆt ph¼ng th¼ng ®øng : H×nh 3.14 : Lùc t¸c dông lªn cÇn khi cÇn vu«ng gãc víi vßi Ta cã : + RBX = 115271 ( kG ) + RBY = 4347 ( kG ) + RIX = RI . cos52,60 + RIY = RI . sin52,60 + Lùc qu¸n tÝnh li t©m do träng l­îng vßi g©y nªn t¹i chèt liªn kÕt cÇn vµ vßi : Trong ®ã : Gv = 8700 ( kG ) : Träng l­îng b¶n th©n vßi : VËn tèc gãc cña cÇn ®èi víi trôc quay c¬ cÊu quay r = 17,2 m : Kho¶ng c¸ch tõ träng t©m cÇn tíi trôc quay cña c¬ cÊu quay + Träng l­îng b¶n th©n cÇn : GC = 14600 ( kG ) Coi träng l­îng b¶n th©n cÇn ph©n bè ®Òu suèt chiÒu dµi cÇn vµ ph©n thµnh 2 thµnh phÇn : + Lùc qu¸n tÝnh li t©m do träng l­îng cÇn g©y nªn : Trong ®ã : GC = 14600 ( kG ) : Träng l­îng b¶n th©n vßi : VËn tèc gãc cña cÇn ®èi víi trôc quay c¬ cÊu quay r = 8190 mm : Kho¶ng c¸ch tõ träng t©m cÇn tíi trôc quay cña c¬ cÊu quay Coi lùc qu¸n tÝnh li t©m do khèi l­îng cÇn trong mÆt ph¼ng th¼ng ®øng lµ lùc ph©n bè ®Òu ( d¹ng h×nh thang ) trªn suèt chiÒu dµi cÇn : Trong ®ã : Lc = 19475 mm : ChiÒu dµi cÇn , : Lùc qu¸n tÝnh li t©m ph©n bè ®Òu ®Æt t¹i ®Çu cÇn vµ ch©n cÇn Tõ (1) , (2) ta ®­îc : = 0,021 ( kG/mm ) = 0,17 ( kG/mm ) + Lùc trong thanh gi»ng ®èi träng : Trong ®ã : GDT = 22000 KG . Träng l­îng ®èi träng Ldt = 11297 mm . Kho¶ng c¸ch tõ träng t©m ®èi träng tíi vÞ trÝ ®Æt ®èi träng . b = 6135 mm . Kho¶ng c¸ch tõ thanh gi»ng tíi vÞ trÝ ®Æt ®èi träng * VÏ biÓu ®å néi lùc t¸c dông lªn cÇn trong mÆt ph¼ng th¼ng ®øng : Sau khi x¸c ®Þnh c¸c gi¸ trÞ ph¶n lùc ta vÏ ®­îc biÓu ®å néi lùc cña cÇn : H×nh 3.15 : BiÓu då néi lùc Gi¸ trÞ néi lùc lín nhÊt sinh ra trªn cÇn trong mÆt ph¼ng th¼ng ®øng t¹i mÆt c¾t ®i qua chèt liªn kÕt gi÷a cÇn vµ thanh kÐo cña ®èi träng : M = 145079659 ( kG.mm ) , N = - 131452 ( kG ) , Q = -43886 ( kG ) Iii. x¸c ®Þnh vµ vÏ biÓu ®å néi lùc t¸c dông lªn cÇn trong mÆt ph¼ng vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng ®øng * Trong mÆt ph¼ng ngang : H×nh 3.16 : Lùc t¸c dông lªn cÇn trong mÆt ph¼ng ngang + Thµnh phÇn t¶i träng ngang T do l¾c ®éng c¸p hµng g©y ra : T = 28000.tg150 = 7502 (KG) + Lùc q¸n tÝnh tiÕp tuyÕn do träng lùc b¶n th©n vßi g©y ra : Trong ®ã : Gv = 8700 kG r = 17,2 m : Kho¶ng c¸ch tõ träng t©m vßi tíi ®­êng t©m quay cña cÇn trôc + ¸p lùc giã t¸c dông lªn vßi theo ph­¬ng ngang : Trong ®ã : FV = 15229384 mm 2 PV = 57,75 KG/m 2 = 0,057 .10 -3 KG/mm 2 + RB : Lùc uèn gi»ng vßi . Chän gi»ng d¹ng dÇm hép cã ®é cøng chèng uèn nhá nªn khi tÝnh to¸n ta bá qua ph¶n lùc R B + MA : M«men xo¾n do cÇn chÞu + MB : M«men xo¾n do gi»n chÞu + M«men xo¾n cÇn vµ vßi ph¶i chiu : MA + MB = T.10920 + .3435 + .3435 - R B.4050 = 7502.10920 + 848,27.3435 + 6135.3435 = 105909372 Chän : MA = 2.MB VËy : MB = 35303124 ( kG.mm ) MA = 70606247 ( kG.mm ) + T¶i träng giã t¸c dông lªn cÇn : ¸p lùc giã t¸c dông lªn cÇn theo ph­¬ng ngang : Víi : FC = 21104720 mm 2 PC = 57,75 KG/m 2 = 0,057 .10 -3 KG/mm 2 Coi t¶i träng giã t¸c dông trong mÆt ph¼ng ngang lµ lùc ph©n bè trªn suèt chiÒu dµi cÇn : + Lùc quµn tÝnh tiÕp tuyÕn do träng l­îng b¶n th©n cÇn g©y nªn : Trong ®ã : Gv =14600 kG r = 8190 m : Kho¶ng c¸ch tõ träng t©m c©n tíi ®­êng t©m quay cña cÇn trôc Coi lùc qu¸n tÝnh tiÕp tuyÕn do khèi l­îng cÇn trong mÆt ph¼ng ngang lµ lùc ph©n bè ®Òu ( d¹ng h×nh thang ) trªn suèt chiÒu dµi cÇn : Trong ®ã : Lc = 19475 mm : ChiÒu dµi cÇn , : Lùc qu¸n tÝnh tiÕp tuyÕn ph©n bè ®Òu ®Æt t¹i ®Çu cÇn vµ ch©n cÇn Tõ (1) , (2) ta ®­îc : = 0,048 ( kG/mm ) = 0,383 ( kG/mm ) * BiÓu ®å néi lùc do t¶i trong giã vµ lùc qu¸n tÝnh tiÕp tuyÕn g©y ra cho cÇn trong mÆt ph¼ng ngang : H×nh 3.17 : BiÓu ®å néi lùc Iii. KiÓm tra bÒn vµ æn ®Þnh cÇn §Ó tiÕn hµnh kiÓm tra bÒn cÇn ta thùc hiÖn 3 mÆt c¾t : MÆt c¾t di qua vÞ trÝ chèt liªn kÕt cÇn vµ thanh kÐo ®èi träng ( mÆt c¾t cã n«i lùc sinh ra lín nhÊt ) MÆt c¾t di qua chèt liªn kÕt cÇn vµ vßi MÆt c¾t di qua chèt liªn kÕt ®u«i cÇn . Ta ®Æt c¸c tÊm l¸t liªn tôc trªn tÊm biªn chÞu nÐn c¶n trë sù xoay cña tiÕt diÖn dÇm nªn cã thÓ b­íc kiÓm tra æn ®Þnh tæng thÓ cña cÇn khi chÞu xo¾n. 1. MÆt c¾t di qua chèt liªn kÕt cÇn vµ thanh kÐo ®èi träng * KÝch th­íc h×nh häc mÆt c¾t : H×nh 3.17 : KÝch th­íc mÆt c¾t qua ch«t liªn kÕt thanh víi thanh kÐo ®è trong cña cÇn Ta cã : M X = 145079659 kGmm Q Y = 43886 kG M Y = 66809344 kGmm Q X = 5404,9 kG M Z = 70606247 kGmm N Z = -131452 kG H×nh 3.18 : Ứng suÊt, lùc nÐn , lôc c¾t sinh ra t¹i mÆt c¾t * DiÖn tÝch tiÕt diÖn : * X¸c ®Þnh m«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn ®èi víi c¸c trôc X vµ Y - XÐt 2 tÊm biªn : TÞnh tiÕn hÖ trôc (X1O1Y) vµ (X2O2Y) vÒ hÖ trôc XOY víi kho¶ng c¸ch trôc. Ta ®­îc : - XÐt 2 tÊm thµnh : TÞnh tiÕn hÖ trôc (XO3Y3) vµ (XO4Y4) vÒ hÖ trôc XOY víi kho¶ng c¸ch trôc: Ta ®­îc : - XÐt toµn bé mÆt c¾t tiÕt diÖn M«men chèng uèn cña tiÕt diÖn ®èi víi trôc X. M«men chèng uèn cña tiÕt diÖn ®èi víi trôc Y M«men qu¸n tÝnh chèng xo¾n tù do cña tiÕt diÖn : Víi : γ =1 : HÖ sè hiÖu chØnh víi dÇm hµn . b = B0 + 15 = 1190 + 15 = 1205 mm h = H0 +15 = 1600 + 15 = 1615 mm δ1 = δ1 = 15 mm - øng suÊt ph¸p lín nhÊt sinh ra trªn tiÕt diÖn : - øng suÊt tiÕp do QY g©y ra : Q y = 43886 ( kG ) : Lùc c¾t lín nhÊt t¹i tiÕt diÖn gi÷a vßi trong mÆt ph¼ng n©ng Scx : M«men tÜnh c¸c phÇn bÞ c¾t bæ ®«i víi trôc x Jx : M«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn ®èi víi trôc x, Jx = 5,228.1010 ( mm4 ) bxc : ChiÒu réng tiÕt diÖn bÞ c¾t bcx = 2.dt = 2.15 = 30 ( mm ) - øng suÊt tiÕp do QX g©y ra. Víi : QX : Lùc c¾t lín nhÊt t¹i tiÕt diÖn trong mÆt ph¼ng ngang QX = 5404,9 ( kG ) Syc : M«men tÜnh cña phÇn bÞ c¾t bá ®èi víi trôc y . J Y : M«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn ®èi víi trôc y : JY =5.1010 byc : ChiÒu réng tiÕt diÖn bÞ c¾t byc =2db = 2.15 = 30 ( mm ) - øng suÊt tiÕp do M«men xo¾n g©y ra. - øng suÊt t­¬ng ®­¬ng : Víi thÐp 16Γ2AΦ : [s] = 292,85 ( N/mm2 ) std < [s] : TiÕt diÖn ®ñ bÒn 2. MÆt c¾t tai vÞ trÝ chèt liªn kÕt cÇn vµ vßi : - Tai vÞ trÝ chèt ®Çu cÇn, chñ yÕ chÞu nÐn vµ xo¾n Ta cã : N Z = 115271 kG ; M Z = 70606247 kGmm Ta cã : H×nh 3.19 : MÆt c¾t dÇu cÇn Ta cã : * DiÖn tÝch tiÕt diÖn : M«men qu¸n tÝnh chèng xo¾n tù do cña tiÕt diÖn : Víi : γ =1 : HÖ sè hiÖu chØnh víi dÇm hµn . b = B0 + 50 = 660 + 50 = 710 mm h = H0 +15 = 554 + 15 = 569 mm δ1 = 50 δ2 = 15 mm - øng suÊt ph¸p lín nhÊt sinh ra trªn tiÕt diÖn : - øng suÊt tiÕp do M«men xo¾n g©y ra. - øng suÊt t­¬ng ®­¬ng : Víi thÐp 16Γ2AΦ : [s] = 292,85 ( N/mm2 ) VËy : std < [s] : TiÕt diÖn ®ñ bÒn 3. MÆt c¾t ®i qua chèt ®éi cÇn : Ta cã : H×nh 3.20 : MÆt c¾t ®u«i cÇn * KÝch th­íc h×nh häc mÆt c¾t * Ta cã : Q X = 5404,9 (kG) M Z = 70606247 (kGmm) N Z = 131452 (kG) M Y = 93491441 (kGmm) Q Y = 40248 kG * DiÖn tÝch tiÕt diÖn : * X¸c ®Þnh m«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn ®èi víi c¸c trôc X vµ Y - XÐt 2 tÊm biªn : TÞnh tiÕn hÖ trôc (X1O1Y) vµ (X2O2Y) vÒ hÖ trôc XOY víi kho¶ng c¸ch trôc. Ta ®­îc : - XÐt 2 tÊm thµnh : TÞnh tiÕn hÖ trôc (XO3Y3) vµ (XO4Y4) vÒ hÖ trôc XOY víi kho¶ng c¸ch trôc: Ta ®­îc : - XÐt toµn bé mÆt c¾t tiÕt diÖn M«men chèng uèn cña tiÕt diÖn ®èi víi trôc Y - øng suÊt ph¸p lín nhÊt sinh ra trªn tiÕt diÖn : M«men qu¸n tÝnh chèng xo¾n tù do cña tiÕt diÖn : Víi : γ =1 : HÖ sè hiÖu chØnh víi dÇm hµn . b = B0 + 15 = 2678 + 80 = 2758 mm h = H0 +15 = 560 + 15 = 1575 mm δ1 = 15 δ2 = 80 - øng suÊt tiÕp do QY g©y ra : Q y = 40248 ( kG ) : Lùc c¾t lín nhÊt t¹i tiÕt diÖn gi÷a vßi trong mÆt ph¼ng n©ng Scx : M«men tÜnh c¸c phÇn bÞ c¾t bæ ®«i víi trôc x Jx : M«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn ®èi víi trôc x, Jx = 24,6.1010 ( mm4 ) bxc : ChiÒu réng tiÕt diÖn bÞ c¾t bcx = 2.dt = 2.80 = 160 ( mm ) - øng suÊt tiÕp do QX g©y ra. Víi : QX :