Đề tài Tổng quan về cần trục tháp

LÔØI NOÙI ÑAÀU Phaùt trieån neàn coâng nghieäp vaø quy hoaïch hoaù ñoâ thò laø hai vaán ñeà ñöôïc quan taâm lôùn cuûa nöôùc ta hieän nay, trong ñoù coâng vieäc ñaàu tieân caàn giaûi quyeát laø xaây döïng caùc khu coâng nghieäp vaø khu daân cö taäp trung phuø hôïp vôùi muïc tieâu saûn xuaát vaø ñieàu kieän sinh hoaït cuûa ngöôøi daân. Muoán coâng vieäc xaây döïng naøy nhanh choùng vaø hieäu quaû cao caàn phaûi trang bò caùc loaïi caàn truïc thaùp töï haønh ñeå naâng haï vaø laép raùp caùc loaïi thieát bò, vaät tö khi thi coâng taäp trung cuøng moät luùc. Thieát keá caàn truïc thaùp ñaùp öùng yeâu caàu treân laø ñeà taøi toát nghieäp maø em ñöôïc giao. Ñeå hoaøn thaønh ñeà taøi naøy, em ñaõ tìm hieåu caùc taøi lieäu, baûn veõ, caùc thieát bò coù lieân quan vaø tham khaûo moät vaøi keát caáu cuï theå caùc caàn truïc thaùp hieän coù trong thaønh phoá. Ñaây laø coâng trình ñaàu tay cuûa em neân chaéc chaén coù nhieàu sai soùt. Raát mong nhaän ñöôïc söï goùp yù cuûa quyù thaày coâ vaø baïn beø.  MUÏC LUÏC Trang Lôøi noùi ñaàu 1 Chöông 1: Toång quan veà caàn truïc thaùp 4 Chöông 2: Choïn phöông aùn thieát keá 12 Chöông 3: Tính toaùn cô caáu naâng vaät 18 3.1 Tính caùp 18 3.2 Tính tang vaø chieàu daøi caùp naâng vaät 18 3.3 Choïn ñoäng cô ñieän cho cô caáu naâng vaät 22 3.4 Tæ soá truyeàn chung 23 3.5 Tính phanh 23 3.6 Tính thôøi gian môû maùy vaø thôøi gian phanh cuûa cô caáu naâng vaät 24 3.7 Boä truyeàn 25 Chöông 4: Tính toaùn cô caáu naâng caàn 26 4.1 Tính caùp 26 4.2 Tính caùc kích thöôùc cô baûn cuûa tang vaø chieàu daøi caùp 26 4.3 Choïn ñoäng cô 30 4.3.1 Xaùc ñònh löïc trong heä thoáng naâng caàn 30 4.3.2 Ñoäng cô ñieän 33 4.4 Tính phanh 39 4.5 Boä truyeàn 40 Chöông 5: Tính toaùn cô caáu quay 43 Chöông 6: Tính toaùn cô caáu di chuyeån 52 6.1 Tính aùp löïc leân treân baùnh xe 52 6.2 Choïn ñoäng cô 58 6.3 Kieåm tra veà löïc baùm 61 6.4 Quaù trình môû maùy vaø phanh 63 Chöông 7: Tính toaùn keát caáu kim loaïi 67 1. Tính keát caáu caàn 67 1.1 Kieåm tra oån ñònh cuûa caàn 67 1.2 Kieåm tra ñoä beàn cuûa caàn 70 2. Tính keát caáu thaùp 84 2.1 Tính ñoä maûnh cuûa thaùp 85 2.2 Kieåm tra ñoä beàn cuûa thaùp 88 Chöông 8: Tính oån ñònh caàn truïc thaùp 101 8.1 Tính ñöùng vöõng khi coù vaät naâng 101 8.2 Tính ñöùng vöõng khi khoâng coù vaät naâng 105 8.3 Tính ñöùng vöõng döôùi taùc duïng cuûa caùc löïc quaùn tính tieáp tuyeán 107 Chöông 9: Heä thoáng ñieän 110 9.1 Giaûi thích nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa heä thoáng ñieän 110 9.2 Caùc thieát bò phuï 112 Chöông 10: Phöông phaùp laép ñaët caàn truïc 120 10.1 Laép ñaët taïi nôi laøm vieäc 120 10.2 Phöông phaùp thaùo dôõ caàn truïc 120 Chöông 11: Söû duïng vaø baûo döôõng caàn truïc 122 Taøi lieäu tham khaûo 137 CHÖÔNG 1: TOÅNG QUAN VEÀ CAÀN TRUÏC THAÙP Caàn truïc thaùp loaïi coù moät thaân thaùp thöôøng cao töø 30 ñeán 75m hoaëc cao hôn nöõa ( ñeán 100m ). Phía treân gaàn ñænh thaùp coù gaén caàn daøi töø 12m ñeán 50m, ñoâi khi leân ñeán 70m, baèng choát baûn leà. Moät ñaàu caàn coøn laïi ñöôïc treo baèng caùp hoaëc thanh keùo ñi qua ñænh thaùp. Keát caáu chung cuûa caàn truïc thaùp goàm hai phaàn: phaàn quay vaø phaàn khoâng quay. Treân phaàn quay boá trí caùc cô caáu coâng taùc nhö: tôøi naâng vaät, tôøi naâng caàn, tôøi keùo xe con, cô caáu quay, ñoái troïng, trang thieát bò ñieän vaø caùc thieát bò an toaøn. Phaàn khoâng quay coù theå ñaët coá ñònh treân neàn hoaëc coù khaû naêng di chuyeån treân ñöôøng ray nhôø cô caáu di chuyeån. Taát caû caùc cô caáu caàn truïc ñöôïc ñieàu khieån töø cabin treo ôû treân cao gaàn ñænh thaùp. Do coù chieàu cao naâng vaø taàm vôùi lôùn, khoaûng khoâng gian phuïc vuï roäng nhôø caùc chuyeån ñoäng naâng haï vaät, thay ñoåi taàm vôùi, quay toaøn voøng vaø dòch chuyeån toaøn boä maùy maø caàn truïc thaùp ñöôïc söû duïng roäng raõi trong xaây laép caùc coâng trình xaây döïng daân duïng, xaây döïng coâng nghieäp hoaëc duøng ñeå boác dôõ, vaän chuyeån haøng hoaù, caáu kieän, vaät lieäu ôû caùc kho baõi. Tuy nhieân do keát caáu phöùc taïp, thaùp cao vaø naëng, toán keùm trong vieäc thaùo dôõ, laép döïng, di chuyeån, chuaån bò maët baèng neân caàn truïc thaùp chæ neân söû duïng ôû nôi coù khoái löôïng xaây laép töông ñoái lôùn, vaø khi söû duïng caàn truïc töï haønh laø khoâng kinh teá hoaëc khoâng coù khaû naêng ñaùp öùng ñöôïc yeâu caàu cuûa coâng vieäc. Do tính chaát laøm vieäc cuûa caàn truïc thaùp laø luoân thay ñoåi ñòa ñieåm neân chuùng thöôøng ñöôïc thieát keá sao cho deã thaùo dôõ, döïng laép vaø vaän chuyeån hoaëc coù khaû naêng töï döïng vaø ñöôïc di chuyeån treân ñöôøng döôùi daïng toå hôïp toaøn maùy. Ñieàu naøy cho pheùp giaûm chi phí vaø thôøi gian döïng laép caàn truïc. Thöôøng caàn truïc thaùp ñöôïc cheá taïo coù söùc naâng töø 1 ñeán 12taán, caù bieät ñeán 75t. Moâmen taûi ñaït ñeán 350Tm, taàm vôùi töø 8 ñeán 50m, chieàu cao naâng ñeán 100m hoaëc hôn nöõa. Do coù chieàu cao naâng lôùn neân toác ñoä naâng naèm trong khoaûng 0,32 – 2m/s vaø coù theå thay ñoåi toác ñoä theo caáp hoaëc voâ caáp. Toác ñoä naâng haï vaät ñeå ñieàu chænh haøng ≤ 0,08m/s. Toác ñoä quay 0,3 – 1vg/ph. Thôøi gian thay ñoåi taàm vôùi töø 25 ñeán 100s. Toác ñoä di chuyeån xe con 0,2 – 1m/s, di chuyeån caàn truïc 0,2 – 0,63m/s. Caàn truïc thaùp laø moät trong nhöõng loaïi maùy naâng phoå bieán nhaát ñöôïc duøng trong xaây döïng daân duïng vaø xaây döïng coâng nghieäp. Keát caáu caàn truïc goàm coù: Thaùp, caàn vôùi, coângxoân ñeå laép ñoái troïng, boä phaän töïa quay, cabin cuøng vôùi caùc thieát bò ñieàu khieån, caùc heä palaêng naâng caàu, naâng vaät vaø caùc cô caáu khaùc. Vieäc di chuyeån caàn truïc ñöôïc thöïc hieän theo caùc ñöôøng ray, naêng löôïng cung caáp cho caàn truïc thaùp thöôøng laø ñieän naêng, laáy ñieän töø maïng löôùi ñieän xoay chieàu. Ñieàu khieån caàn truïc bôûi moät coâng nhaân. Duøng caàn truïc thaùp coù caùc öu nhöôïc ñieåm sau: Öu ñieåm: _ So vôùi caùc loaïi caàn truïc khaùc, caàn truïc thaùp ñöôïc boá trí taàm vôùi treân moät ñoä cao lôùn do ñoù khoâng bò vöôùng caùc keát caáu cuûa coâng trình laép ñaët _ Khi döøng moät choã coù khaû naêng phuïc vuï cho vaøi coâng trình laép ñaët. _ Vieäc di chuyeån caàn truïc theo ñöôøng ray thöïc hieän ñôn giaûn, ngöôøi laùi coù taàm nhìn toát vôùi vuøng laép ñaët. _ Caàn truïc thaùp söû duïng ñôn giaûn vaø tin caäy. Nhöôïc: _ Thôøi gian laép ñaët vaø khoái löôïng laép ñaët, thaùo dôõ nhieàu. _ Phaûi xaây döïng ñöôøng chaïy, chi phí cho caùc nguyeân coâng naøy chieám khoaûng 30% ÷ 40% toång giaù trò söû duïng caàn truïc. Trong moät soá maãu caàn truïc môùi coù xeùt ñeán moät loaït giaûi phaùp veà keát caáu nhö sau: vieäc laép ñaët theo töøng khoái, töï naâng laép… nhaèm giaûm giaù thaønh vaø thôøi gian ñöa maùy vaøo söû duïng. * Phaân loaïi caàn truïc thaùp: Xuaát phaùt töø quan ñieåm caùc giaûi phaùp keát caáu vaø khaû naêng coâng ngheä söû duïng caàn truïc trong xaây döïng, taát caû caùc kieåu caàn truïc thaùp ñöôïc ñaëc tröng bôûi 4 nhoùm yeáu toá chính sau: Theo coâng duïng coù caùc loaïi sau: _ Caàn truïc thaùp coù coâng duïng chung duøng trong xaây döïng daân duïng vaø moät phaàn trong xaây döïng coâng nghieäp. Loaïi naøy coù moâmen taûi töø 4 ñeán 160Tm söùc naâng 0,4 – 8t. Chieàu cao naâng 12 – 100m, taàm vôùi lôùn nhaát 10 - 30m. Ñeå xaây döïng nhaø baèng phöông phaùp laép gheùp taám hoaëc khoái beâtoâng, coøn coù caùc caàn truïc thaùp coù söùc naâng ñeán 12t vaø moâmen taûi 40 – 250tm. _ Caàn truïc thaùp ñeå xaây döïng caùc coâng trình coù ñoä cao lôùn (caàn truïc thaùp töï naâng). Loaïi naøy coù momen taûi töø 30 – 250tm, ñoâi khi ñeán 500tm. Söùc naâng ôû taàm vôùi lôùn nhaát 2 – 4t, ôû taàm vôùi nhoû nhaát ñeán 12t, coù theå ñeán 20t. Taàm vôùi ñaït 20 – 50m, ñoâi khi ñeán 70m. Chieàu cao naâng 50 – 100m, coù theå ñeán 250m. _ Caàn truïc thaùp chuyeân duøng trong xaây döïng coâng nghieäp. Loaïi naøy coù moâmen taûi ñaït ñeán 600tm, caù bieät 1500tm. Söùc naâng 2 – 75t. Taàm vôùi lôùn nhaát 20 – 40m. Theo phöông phaùp laép ñaët taïi hieän tröôøng coù theå chia ra: caàn truïc thaùp di chuyeån treân ray, caàn truïc thaùp ñaët coá ñònh vaø caàn truïc thaùp töï naâng. Caàn truïc thaùp ñaët coá ñònh coù chaân thaùp gaén lieàn vôùi neàn hoaëc töïa treân neàn thoâng qua beä ñôõ hoaëc caùc goái töïa coá ñònh. Caàn truïc thaùp töï naâng coù theå naèm ngoaøi hoaëc trong coâng trình, thaùp ñöôïc töï noái daøi ñeå taêng ñoä cao naâng theo söï phaùt trieån chieàu cao cuûa coâng trình, khi thaùp coù ñoä cao lôùn, noù ñöôïc neo vôùi coâng trình ñeå taêng oån ñònh vaø taêng khaû naêng chòu löïc ngang. Vôùi caàn truïc thaùp töï naâng ñaët treân coâng trình xaây döïng, khi laøm vieäc seõ töï naâng toaøn boä caàn truïc theo chieàu cao coâng trình. Toaøn boä taûi troïng caàn truïc ñöôïc truyeàn xuoáng coâng trình. Theo ñaëc ñieåm laøm vieäc cuûa thaùp coù caàn truïc thaùp loaïi thaùp quay vaø loaïi thaùp khoâng quay. ÔÛ loaïi thaùp quay, toaøn boä thaùp vaø cô caáu ñöôïc ñaët treân baøn quay. Baøn quay töïa treân thieát bò töïa quay ñaët treân khung di chuyeån. Khi quay, toaøn boä baøn quay quay cuøng vôùi thaùp. ÔÛ loaïi thaùp khoâng quay, phaàn quay ñaët treân ñaàu thaùp. Khi quay chæ coù caàn, ñaàu thaùp, ñoái troïng vaø caùc cô caáu ñaët treân ñoù quay. Theo phöông phaùp thay ñoåi taàm vôùi chia ra: caàn truïc thaùp vôùi caàn naâng haï vaø caàn truïc thaùp vôùi caàn naèm ngang coù xe con di chuyeån treân caàn ñeå thay ñoåi taàm vôùi. Caàn kieåu naâng haï coù keát caáu nheï vaø chieàu cao naâng lôùn hôn so vôùi loaïi caàn naèm ngang. Caàn naèm ngang coù keát caáu naëng hôn nhöng do thay ñoåi taàm vôùi baèng xe con neân ñoä cao naâng vaø toác ñoä di chuyeån ngang cuûa vaät laø oån ñònh, ñaëc bieät laø coù theå ñöa moùc treo tieán gaàn saùt thaân thaùp neân taêng ñöôïc khoâng gian phuïc vuï cuûa caàn truïc. * Sau ñaây laø moät soá hình aûnh veà caùc loaïi caàn truïc thaùp trong thöïc teá hieän nay: CHÖÔNG2: CHOÏN PHÖÔNG AÙN THIEÁT KEÁ Döïa vaøo caùch phaân loaïi caàn truïc thaùp nhö treân ta thaáy caàn truïc thaùp coù raát nhieàu daïng khaùc nhau, moãi daïng coù nhöõng öu nhöôïc ñieåm rieâng cuûa noù. ÔÛ nöôùc ta hieän nay thöôøng söû duïng hai loaïi caàn truïc sau: Loaïi caàn truïc coù thaùp ñöùng yeân, caàn quay quanh thaùp thay ñoåi taàm vôùi baèng moät hoaëc hai xe laên chaïy treân caàn, vaø loaïi caàn truïc di chuyeån treân caùc cuïm baùnh xe thay ñoåi taàm vôùi baèng goùc quay cuûa caàn. Loaïi 1: _Öu ñieåm: Coù keát caáu ñôn giaûn nhoû goïn, deã laép ñaët vaø thaùo gôõ, phaïm vi thay ñoåi taàm vôùi lôùn. Loaïi naøy khi laøm vieäc ñöôïc laép ñaët taïi moät vò trí coá ñònh duøng ñeå xaây döïng caùc nhaø cao taàng. _ Nhöôïc ñieåm: Do laép ñaët taïi moät vò trí coá ñònh neân phaïm vi hoaït ñoäng cuûa caàn truïc heïp chæ giôùi haïn trong voøng baùn kính quay cuûa caàn, cuøng moät luùc khoâng theå phuïc vuï cho nhieàu coâng trình. Söùc naâng thaáp phuï thuoäc vaøo xe laên chaïy treân caàn vaø khoâng thay ñoåi treân suoát chieàu daøi caàn. Loaïi naøy coù ñoái troïng naèm treân cao cuøng vôùi caàn neân troïng taâm caàn truïc cao, khaû naêng oån ñònh thaáp deã bò laät. Do ñoù khi laøm vieäc ngöôøi ta thöôøng giaèng thaân thaùp vaøo töôøng nhaø coá ñònh ñeå choáng laät. Ngoaøi ra do xe laên vaø cô caáu quay caàn naèm treân cao neân vieäc baûo döôõng vaø söûa chöõa phöùc taïp. Vôùi loaïi caàn truïc naøy khoâng coù khaû naêng töï laép raùp. Loaïi 2: _ Öu ñieåm: Loaïi naøy di chuyeån treân caùc cuïm baùnh xe neân phaïm vi hoaït ñoäng roäng, cuøng moät luùc coù theå phuïc vuï nhieàu coâng trình. Söùc naâng lôùn coù khaû naêng thay ñoåi ñöôïc phuï thuoäc vaøo taàm vôùi cuûa caàn. Do baøn quay vaø ñoái troïng naèm döôùi thaáp neân troïng taâm caàn truïc thaáp, tính oån ñònh cao khoù laät. Caùc thieát bò chính cuûa caàn truïc naèm döôùi thaáp neân deã baûo trì vaø söûa chöõa. Loaøi caàn truïc naøy coù khaû naêng töï laép raùp. _ Nhöôïc ñieåm: Keát caáu phöùc taïp, coàng keành, vieäc laép ñaët vaø thaùo dôõ khoù khaên. Ñeå caàn truïc laøm vieäc ñöôïc phaûi xaây döïng ñöôøng chaïy cho caàn truïc, vieäc naøy phöùc taïp vaø toán keùm. Do ñoù loaïi caàn truïc naøy thöôøng duøng ôû caùc beán caûng hoaëc xaây döïng caùc khu nhaø coâng nghieäp. Vôùi yeâu caàu thieát keá caàn truïc xaây döïng caùc khu nhaø coâng nghieäp hoaëc khu chung cö vôùi nhieàu toøa nhaø thi coâng cuøng moät luùc vaø coù chieàu cao trung bình töø 28÷32 meùt, coù moment naâng yeâu caàu 100 taán.meùt. Neân ta choïn phöông aùn thieát keá caàn truïc thuoäc loaïi 2, caàn vaø thaùp keát caáu kieåu daøn. Ñieàu khieån caàn truïc thaùp bôûi moät coâng nhaân ngoài ôû cabin, trong cabin coù caùc thieát bò ñieàu khieån. Vò trí cabin coù theå ñaët döôùi thaáp ôû baøn quay hoaëc ôû treân cao taïi vò trí ñuoâi caàn. * Loaïi cabin ñaët döôùi thaáp: _ Öu: Leân xuoáng deã daøng, trong quaù trình laøm vieäc cabin ít bò laéc lö, ngöôøi laùi ñôõ meät. _ Nhöôïc: Vì cabin ñaët döôùi thaáp neân taàm quan saùt cuûa ngöôøi laùi bò haïn cheá, ñieàu khieån naâng haï vaät thieáu chính xaùc. * Loaïi cabin ñaët beân treân: _ Öu: Ngöôøi laùi caàn truïc ngoài treân cao neân taàm quan saùt roäng, khaû naêng ñieàu khieån naâng haï vaät ñöôïc chính xaùc. _ Nhöôïc: Cabin ñaët treân cao neân vieäc leân xuoáng khoù khaên, trong quaù trình laøm vieäc cabin bò laéc lö nhieàu, ngöôøi laùi mau meät. Vôùi vieäc phaân tích öu nhöôïc ñieåm cuûa hai caùch ñaët cabin nhö treân ta choïn caùch ñaët cabin treân cao ngay döôùi ñuoâi caàn, vôùi loaïi naøy ngöôøi laøm vieäc tuy meät moät chuùt, nhöng ñieàu khieån caàn truïc chính xaùc vaø taàm nhìn roäng bao quaùt nhaát. GIÔÙI THIEÄU CAÀN TRUÏC THAÙP THIEÁT KEÁ 100 T.M: Ñaây laø loaïi caàn truïc thaùp thay ñoåi söùc naâng vaø chieàu cao naâng theo taàm vôùi cuûa caàn, caàn vaø thaùp coù keát caáu kieåu daøn, loaïi caàn truïc naøy coù baøn quay vaø ñoái troïng ñaët ôû döôùi, loaïi caàn truïc naøy töï di chuyeån treân 4 cuïm baùnh xe chaïy treân hai ñöôøng ray song song. Ñaëc tính kyõ thuaät cuûa caàn truïc: _ Söùc naâng: 5 taán _ Taàm vôùi: max: 20 meùt min: 10 meùt _ Chieàu cao naâng : max : 33,8 meùt min : 23,2 meùt _ Khoaûng caùch taâm hai ray: 4,5 meùt _ Khoaûng caùch truïc baùnh xe: 4,5 meùt _ Soá baùnh xe di chuyeån: 8 _ Toác ñoä : + Naâng vaät : 20m/ph + Toác ñoä haï vaät : 4 m/ph + Quay :0,7 voøng/ph + Di chuyeån caàn truïc : 30 m/ph _ Thôøi gian thay ñoåi taàm vôùi : 40 giaây _ Baùn kính löôïn voøng : 7meùt * Giôùi thieäu ñaëc ñieåm töøng boä phaän cuûa caàn truïc thieát keá (xem hình veõ toång theå caàn truïc hình 1) 1. Caàn : Coù keát caáu kieåu daøn goàm 4 ñoaïn : ñuoâi caàn, hai ñoaïn caàn trung gian vaø ñoaïn ñaàu caàn gheùp laïi vôùi nhau nhôø buloâng. Ñoaïn ñuoâi caàn vaø ñaàu caàn coù daïng hình choùp cuït, 2 ñoaïn thaân caàn coù daïng hình hoäp chöõ nhaät, ôû ñaàu caàn coù laép cuïm puli daãn höôùng, ôû ñuoâi caàn coù laép moät giaù ñôõ phuï ñeå laøm giaù ñôõ ñaàu thaùp vaø caêng caùp khi laép raùp. Caàn ñöôïc noái vaøo thaân thaùp nhôø hai choát vaø caàn quay trong maët phaúng ñöùng quanh hai choát naøy. 2. Cabin : Ñöôïc cheá taïo rôøi so vôùi thaân thaùp, coù daïng hình hoäp chöõ nhaät beân trong coù laép caùc thieát bò ñieàu khieån, cabin laép vaøo thaân thaùp ôû ñoaïn gaàn ñuoâi caàn. Ngöôøi laùi ngoài trong cabin ñeå quan saùt vaø ñieàu khieån caàn truïc thaùp. 3. Thaùp : Coù keát caáu kieåu daøn goàm 3 ñoaïn gheùp laïi vôùi nhau baèng buloâng :ñoaïn ñaàu thaùp, ñoaïn thaân thaùp vaø ñoaïn ñuoâi thaùp. Ñaàu thaùp vaø ñuoâi thaùp coù daïng hình choùp, ñoaïn thaân thaùp coù daïng hình hoäp. Treân ñaàu thaùp coù laép caùc cuïm puli daãn höôùng caùp naâng caàn vaø naâng vaät, thaân thaùp coù laép cabin, thaùp noái vôùi baøn quay nhôø hai choát ôû ñuoâi thaùp vaø ñöôïc giöõ coá ñònh khoâng cho thaùp quay nhôø caùc thanh giaèng, beân trong thaùp coù laép thang leo ñeå ngöôøi laùi leo leân cabin. 4. Ñoái troïng : Laø caùc khoái beâtoâng coù daïng hình hoäp coù taùc duïng giöõ caàn truïc thaùp oån ñònh khoâng bò laät trong quaù trình laøm vieäc. 5. Baøn quay : Coù keát caáu phöùc taïp duøng laøm giaù ñôõ ñoái troïng, thaùp, ñoäng cô, hoäp giaûm toác, tang tôøi naâng caàn, naâng vaät. Beân trong baøn quay coù chöùa vaønh töïa quay, khi laøm vieäc toaøn boä caùc boä phaän gaén treân baøn quay keå caû caàn vaø vaät naâng seõ quay quanh taâm cuûa vaønh töïa quay. Vaønh töïa quay lieân keát vôùi khung di chuyeån nhôø caùc buloâng. 6. Khung di chuyeån : Laø giaù ñôõ toaøn boä caàn truïc thaùp. Khung di chuyeån ñaët treân 4 cuïm baùnh xe di chuyeån, khi laøm vieäc khung di chuyeån mang toaøn boä caàn truïc di chuyeån theo ñöôøng ray. 7. Cuïm baùnh xe di chuyeån : Bao goàm 4 cuïm laép vaøo 4 chaân cuûa khung di chuyeån, trong moãi cuïm coù hai baùnh xe hình truï coù gôø hai beân. Trong 4 cuïm baùnh xe coù hai cuïm chuû ñoäng vaø hai cuïm bò ñoäng, moãi cuïm chuû ñoäng coù gaén ñoäng cô vaø hoäp giaûm toác. Caùc cuïm baùnh xe naøy chaïy treân hai ñöôøng ray song song ñaët caùch nhau 4,5 meùt. 8. Boä tôøi naâng vaät : Bao goàm ñoäng cô naâng vaät, khôùp noái + phanh, hoäp giaûm toác, tang cuoán caùp naâng vaät 9. Boä tôøi naâng caàn : Bao goàm ñoäng cô naâng caàn, khôùp noái + phanh, hoäp giaûm toác vaø tang quaán caùp. Tang quaán caùp naøy laø moät tang baäc goàm hai phaàn : Phaàn lôùn quaán caùp naâng caàn, phaàn nhoû quaán caùp naâng vaät, hai sôïi caùp naøy quaán ngöôïc chieàu 10. Puli : Caùc puli duøng ñeå chuyeån höôùng cho caùp naâng vaät vaø caùp naâng caàn. 11. Caùp : Sô ñoà maéc caùp ñöôïc bieåu dieãn ôû hình 2. 12. Thanh giaèng : Caùc thanh giaèng laøm giaù ñôõ cho caùc puli chuyeån höôùng. 13. Cuïm moùc caâu : Laø thieát bò mang vaät vaïn naêng. Hình 1 : Toång theå caàn truïc thaùp Hình 2 : Sô ñoà maéc caùp CHÖÔNG 3 : TÍNH TOAÙN CÔ CAÁU NAÂNG VAÄT: Caùc soá lieäu ban ñaàu: + Troïng löôïng vaät naâng: 50000 N + Troïng löôïng boä phaän mang: 2400 N + Chieàu cao naâng toái ña khi caàn ôû vò trí cao nhaát 33,8 meùt _ taàm vôùi 10m + Chieàu cao naâng toái ña khi caàn ôû vò trí thaáp nhaát 23,2 meùt _ taàm vôùi 20m + Toác ñoä naâng: 20 m/ph 3.1) Tính caùp: Löïc caêng lôùn nhaát xuaát hieän ôû caùp cuoán leân tang trong quaù trình naâng vaät ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc [2-18-1]: Smax = _ Q0 = 50000 + 2400 = 52400N : Troïng löôïng vaät naëng keå caû boä phaän mang. _ l = 0,98 : Hieäu suaát cuûa roøng roïc ( Vôùi loaïi roøng roïc ñaët treân oå laên boâi trôn baèng môõ). _ a = 2 : Boäi suaát cuûa palaêng naâng vaät. _ t = 4: soá roøng roïc ñoåi höôùng khoâng tham gia taïo boäi suaát palaêng. _ m = 1: Soá nhaùnh quaán leân tang. Smax = Theo qui ñònh an toaøn caùp ñöôïc tính theo keùo vaø choïn caùp theo löïc keùo ñöùt: Sñ = Smax . n ≤ [Sñ] _ n = 5,5: Heä soá an toaøn laáy vôùi cheá ñoä laøm vieäc trung bình . Sñ = 28692 . 5,5 = 157806N Ta choïn loaïi caùp naâng vaät coù ñöôøng kính d = 16,5mm Vôùi giôùi haïn beàn cuûa sôïi sb = 1600N/mm2 vaø ñöôøng kính caùp d= 16,5mm löïc keùo ñöt cho pheùp cuûa caùp laø: [Sñ] = 164500N Sñ < [Sñ] vaäy caùp ñuû beàn 3.2) Tính tang vaø chieàu daøi caùp naâng vaät : _ Ñöôøng kính tang: ñöôøng kính tang nhoû nhaát cho pheùp phaûi ñaûm baûo ñoä beàn laâu cuûa caùp ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc [2-12-1]: Dt ³ dc (e-1) = 16,5.(20-1) = 313,5mm e = 20 heä soá thöïc nghieäm, phuï thuoäc vaøo maùy vaø cheá ñoä laøm vieäc; baûng 2-4-1 Ôû ñaây choïn Dt = 400mm. Chieàu daøi phaàn caùp laøm vieäc quaán vaøo tang naâng vaät : l = H . a= 33,8. 2 = 67,6m Ta choïn tang quaán caùp naâng vaät laø loaïi tang ñôn coù xeû raõnh Soá voøng caùp laøm vieäc treân tang: Z1 =voøng Soá voøng caùp döï tröõ treân tang Z2 = 2 Chieàu daøi phaàn xeû raõnh treân tang: L0 = t .(Z1 + Z2) = 20. (52+2) = 1080mm Vôùi t = 20mm laø böôùc raõnh cuûa tang Chieàu daøi phaàn tang ñeå keïp caùp : L1 = 3 . 20 = 60mm Beà daøy thaønh tang L2 = 20mm Chieàu daøi toaøn boä tang: L = L1 +L0 +2L2 = 60 + 1080 + 2.20 = 1180mm Beà daøy tang ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc kinh nghieäm : d = 0,02Dt + (6÷10) = 0,02 . 400 + 8 = 16mm Hình 3 : Sô ñoà tang naâng vaät Vì chieàu daøi tang khoâng ñöôïc lôùn hôn 3 laàn ñöôøng kính tang neân ta kieåm tra söùc beàn cuûa tang theo coâng thöùc ( 2-15-1) sn = Trong ñoù : _ Smax = 28324N :laø löïc caêng caùp lôùn nhaát _ d = 16mm : beà daøy tang _ j = 0,8 : heä soá giaûm öùng suaát vôùi tang ñuùc baèng gang _ k= 1 : heä soá phuï thuoäc vaøo soá lôùp caùp cuoán leân tang Do ñoù : sn= Tang ñöôïc ñuùc baèng gang xaùm (15÷32) coù giôùi haïn beàn neùn sbn = 565N/mm2 Öùng suaát cho pheùp ñöôïc xaùc ñònh theo giôùi haïn beàn neùn vôùi heä soá an toaøn K = 5 [s] = sn < [sn] vaäy tang ñuû beàn Muoán tính chieàu daøi caùp naâng vaät ta döïa vaøo sô ñoà ñi caùp vaø caùc kích thöôùc cuûa caàn truïc thaùp. Khi tính chieàu daøi caùp ta phaûi tính cho caû hai tröôøng hôïp :khi caàn laøm vieäc vôùi taàm vôùi xa nhaát vaø gaàn nhaát. + Tính chieàu daøi caùp naâng vaät trong tröôøng hôïp caàn ôû taàm vôùi gaàn nhaát vaø moùc caâu chaïm ñaát. Khi caàn ôû vò trí cao nhaát ñaàu cuûa caàn caùch ñaát moät ñoaïn : H = Hmax + lmoùc caâu + l0 = 33800 +1000 +1000= 35800mm Vôùi l0 = 1m : laø khoaûng caùch toái thieåu khoâng cho cuïm moùc caâu chaïm vaøo ñaàu caàn, ñoái vôùi loaïi caàn truïc naøy l0 ñöôïc giôùi haïn bôûi boä phaän haïn cheá chieàu cao naâng . Ñöôøng kính cuûa caùc puli haãn höôùng ñöôïc choïn sao cho ñaûm baûo ñieàu kieän beàn laâu cuûa caùp. ÔÛ ñaây ta choïn ñöôøng kính caùc puli coù kích thöôùc ghi treân sô ñoà ñi caùp. Caùc cuïm puli 10,11,12,13 coù cuøng ñöôøng kính f = 300mm(H.2) Chieàu daøi phaàn caùp quaán qua moãi puli naøy : l1 =f . p/2 = 300 .3,14/2 = 471mm (ÔÛ ñaây ta xem nhö daây caùp quaán ñöôïc nöûa chu vi cuûa moãi puli) Chieàu daøi phaàn caùp quaán qua cuïm moùc caâu : l2 = 400.p/2 = 628mm Chieàu daøi phaàn caùp treo cuïm moùc caâu keå töø ñaàu caàn ñeán maët ñaát l’2 = a.h+ l2 = 2. 35800 + 628 = 72228mm Khoaûng caùch töø ñaàu thaùp ñeán puli daãn höôùng 10,11 (xem H.4) AE = Chieàu daøi caùp ñi töø ñaàu thaùp ñeán tang naâng vaät (naâng caàn) l3= 2 . (7396 + 16940) = 48672mm Chieàu daøi caùp ñi töø ñaàu thaùp ñeán ñuoâi caàn : l4 = 2. 13186 = 26372mm Hình 4 : Sô ñoà tính chieàu daøi caùp Chieàu daøi phaàn caùp döï tröõ quaán treân tang naâng vaät : l5 = Dtv .p/2= 400 . 3,14/2 = 628mm Chieàu daøi phaàn caùp döï tröõ quaán treân tang naâng caàn : l6 = Dtc . p/2 = 280 . 3,14/2 = 440mm (Dtc= 280 : xem ôû phaàn tính cô caáu naâng caàn) Toång chieàu daøi caùp naâng vaät : L = 6l1 +l¢2 +l3 +l4 + l5 +l6 = 6.471 + 72228 + 48672 + 26372 + 628 + 440 = 151166mm L = 151,2m + Tính chieàu daøi caùp cho tröôøng hôïp caàn ôû vò trí thaáp nhaát vaø cuïm moùc caâu naèm döôùi ñaát. Khi caàn ôû vò trí thaáp nhaát ñaàu caàn (D) caùch maët ñaát 1 ñoaïn : h¢ = 23200 + 1000 + 1000 = 25200mm Trong tröôøng hôïp naøy chæ khaùc tröôøng hôïp ñaàu caùc giaù trò l¢2 vaø l4 Chieàu daøi phaàn caùp treo cuïm moùc caâu keå töø ñaàu caàn ñeán maët ñaát l²2 = 2 . 25200 + 618 = 51018mm Giaûi tam giaùc ADC ta ñöôïc khoaûng caùch töø ñaàu thaùp (B) ñeán ñaàu caàn (C) laø 18808mm(H.4) Chieàu daøi thaùp ñi töø ñaàu thaùp ñeán ñuoâi caàn l¢4 = 2. 18808 = 37616mm Toång chieàu daøi caùp : L¢= 6l1 + l²2 + l3 + l¢4 + l5 + l6 = 6.416 + 51018 + 48672 + 37616 + 628 + 440 = 140870mm L = 140,87m Ta thaáy L > L¢ vaäy ta laáy toång chieàu daøi caùp naâng vaät L = 152m 3.3) Choïn ñoäng cô ñieän cho cô caáu naâng vaät : Coâng suaát tónh khi naâng vaät coù troïng löôïng baèng troïng taûi lôùn nhaát xaùc ñònh theo coâng thöùc (2-78-1) : N = Trong ñoù : - Q0 = Q + Qm = 52400N : Troïng löôïng vaät naâng keå caû boä phaän mang - Vn= 20m/ph : Vaän toác naâng - h : Hieäu suaát cô caáu naâng Tính h : h= ht.h0.hp Trong ñoù : - ht= 0,96 Hieäu suaát cuûa tang [baûng (1-9-1)] - h0= 0,92 Hieäu suaát cuûa boä truyeàn keå caû khôùp noái. Giaû thieát boä truyeàn laø hoäp giaûm toác baùnh raêng truï 2 caáp [baûng (1-9-1)] - hp= 0,99 Hieäu suaát cuûa Palaêng Þ h= 0,96. 0,92. 0,99= 0,87 Do ñoù N = Töông öùng vôùi coâng suaát tónh vaø cheá ñoä laøm vieäc trung bình ta choïn ñoäng cô ñieän loaïi MTB 411-6 coù caùc thoâng soá sau : _ Coâng suaát danh nghóa : 22Kw _ Soá voøng quay : 960v/ph _ Cöôøng ñoä laøm vieäc : CÑ= 25% _ Heä soá quaù taûi : y= 2,5 _ Moment voâ laêng : (GiDi2)roto= 20N.m2 _ Khoái löôïng : 280Kg _ Heä soá cosj= 0,74 Vôùi coâng suaát danh nghóa cuûa ñoäng cô lôùn hôn coâng suaát tónh neân ñoäng cô ñaõ choïn thoaû maõn yeâu caàu laøm vieäc vaø ta khoâng phaûi kieåm tra veà nhieät ñoäng cô . 3.4) Tæ soá truyeàn chung : Tæ soá truyeàn chung töø truïc ñoäng cô deán truïc tang ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc [3-15-1] i0 = Soá voøng quay cuûa tang ñeå ñaûm baûo vaän toác naâng cho tröôùc: ntg = voøng i0 = 3.5) Tính phanh: Ñeå phanh ñöôïc nhoû goïn ta ñaët phanh ôû truïc thöù nhaát töùc truïc ñoäng cô. Moment ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: Mph = Vôùi k= 1,75 : laø heä soá an toaøn phanh vôùi cheá ñoä laøm vieäc trung bình [baûng 3-2-1] Loaïi phanh coù kích thöôùc nhoû goïn, laøm vieäc toát vaø ñöôïc söû duïng hieän nay laø phanh maù ñieän töø xoay chieàu. Döïa vaøo moment phanh caàn thieát ta choïn phanh TKT-300 coù moment phanh 500Nm vaø ñöôøng kính baùnh phanh D = 300mm. 3.6) Tính thôøi gian môû maùy vaø thôøi gian phanh cuûa cô caáu naâng vaät: Vôùi ñoäng cô ñaõ choïn laø ñoäng cô kieåu daây quaán neân moment danh nghóa ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc [2-75-1] Mm = Mdn : moment danh nghóa cuûa ñoäng cô Mdn = Mm = 1,8 . Mdn = 1,8 . 219 = 394 Nm Moment tónh treân truïc ñoäng cô ñeå thaéng troïng löôïng vaät naâng : Mt = Vôùi Qo = 50000 + 2400 = 52400N laø troïng löôïng vaät naâng vaø boä phaän mang. Thôøi gian môû maùy khi naâng vaät (coâng thöùc 3-3-1) : + ∑( GiDi2 )I : toång moment voâlaêng cuûa caùc chi tieát maùy treân truïc I ∑( GiDi2 )I = ∑( GiDi2 )Iroto + ∑( GiDi2 )Ikhôùp = 20 + 20,55 = 40,55Nm2   + b = 1,1 : laø heä soá keå ñeán aûnh höôûng quaùn tính cuûa caùc chi tieát maùy quay treân caùc truïc sau truïc I. Thôøi gian phanh khi naâng vaät (3-6-1) Muoán tính thôøi gian môû maùy vaø thôøi gian phanh khi haï vaät tröôùc heát ta phaûi tính löïc caêng daây treân tang Sh vaø moment treân truïc ñoäng cô haï vaät (Mh) Löïc caêng treân tang khi haï vaät xaùc ñònh theo [2-22-1] Sh = Moment treân truïc ñoäng cô khi haï vaät [3-9-1] Mh = Thôøi gian môû maùy khi haï vaät : Thôøi gian phanh khi haï vaät : 3.7) Boä truyeàn : Boä truyeàn ñöôïc thöïc hieän döôùi daïng hoäp giaûm toác baùnh raêng truï 2 caáp. Ñeå tieän lôïi mua saün hoäp giaûm toác tieâu chuaån caên cöù vaøo yeâu caàu coâng suaát phaûi truyeàn vôùi CÑ25%, vaø tæ soá truyeàn caàn thieát io = 31,35 ta choïn hoäp giaûm toác PM_650 III-3M coù caùc ñaëc tính sau : _ Kieåu hoäp : hai caáp baùnh raêng truï raêng nghieâng. _ Toång khoaûng caùch truïc A = An + Ac = 250 + 400 = 650mm _ Tæ soá truyeàn i = 31,5 _ Khôùp noái truïc duøng khôùp noái raêng Caùc boä phaän khaùc cuûa cô caáu naâng vaät laáy theo tieâu chuaån. CHÖÔNG 4: TÍNH TOAÙN CÔ CAÁU NAÂNG CAÀN : Caùc thoâng soá ban ñaàu : + Chieàu daøi caàn : 18,5m + Troïng taûi naâng : Q = Qcaàn + Qvaät + Qmang + Qgiaùphuï + Qpuli ñaàu caàn _ Qcaàn = 12800N _ Qmang = 2400N _ Qpuli ñaàu caàn = 1000N _ Qvaät = 50000N _ Qgiaùphuï = 1050N Q = 12800 + 50000 + 2400 + 1050 + 1000 = 67250N + Goùc quay cuûa caàn thay ñoåi töø : 200 ÷ 660 + Thôøi gian thay ñoåi taàm vôùi t = 40s 4.1) Tính caùp : Töông töï nhö phaàn tính toaùn cô caáu naâng vaät Löïc caêng caùp lôùn nhaát : Smax = Vôùi a = 8 laø boäi suaát cô caáu naâng caàn t = 4 soá puli ñoåi höôùng khoâng tham gia taïo boäi suaát palaêng l = 0,98 hieäu suaát cuûa roøng roïc (vôùi loaïi roøng roïc ñaët treân oå laên boâi trôn baèng môõ). m = 1 soá nhaùnh caùp quaán leân tang Löïc keùo ñöùt : Sñ = Smax . n = 9771 . 5,5 = 53740,5N Ta choïn caùp naâng caàn coù ñöôøng kính dc = 18mm Vôùi giôùi haïn beàn cuûa sôïi theùp sb = 1600 N/mm2 ñöôøng kính caùp d=18mm löïc keùo ñöùt cho pheùp cuûa caùp laø [Sñ] = 195500N Ta thaáy : Sñ < [Sñ] Vaäy caùp ñuû beàn. 4.2) Tính caùc kích thöôùc cô baûn cuûa tang vaø chieàu daøi caùp : Ñöôøng kính tang ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc : Dt ³ dc .(e-1) = 18 . (20-1) = 342mm Nhö ñaõ giôùi thieäu phaàn ñaàu tang naâng caàn laø loaïi tang baäc goàm 2 phaàn : phaàn lôùn quaán caùp naâng caàn, phaàn nhoû quaán caùp naâng vaät, hai sôïi caùp naøy quaán ngöôïc chieàu nhau nhaèm muïc ñích giöõ cho vaät naâng luoân ôû ñoä cao khoâng ñoåi so vôùi maët ñaát khi caàn thay ñoåi taàm vôùi. Do ñoù ñöôøng kính tang cuûa hai phaàn phaûi theo moät tæ leä nhaát ñònh phuï thuoäc vaøo chieàu daøi cuûa caùp laøm thay ñoåi taàm vôùi caàn vôùi phaàn caùp caàn thieát ñeå giöõ cho ñoä cao vaät naâng khoâng thay ñoåi. Sô ñoà kích thöôùc caàn truïc ñeå tính chieàu daøi caùp naâng caàn xem Hình 4 Chieàu daøi phaàn caùp laøm vieäc thay ñoåi taàm vôùi quaán vaøo tang naâng caàn : l1 = 8 . (18808-13168) = 37120mm = 37,12m Trong ñoù khoaûng caùch töø ñaàu thaùp ñeán ñaàu caàn khi caàn ôû vò trí cao nhaát h1 = 13168mm, vaø vò trí khoaûng caùch töø ñaàu thaùp ñeán ñaàu caàn khi caàn ôû vò trí thaáp nhaát h2 = 18808mm caùc khoaûng caùch naøy tính ñöôïc nhôû giaûi caùc tam giaùc ADB vaø ADC ( Hình 4). Chieàu daøi phaàn caùp naâng vaät quaán vaøo tang naâng caàn phuï thuoäc vaøo söï cheânh leäch ñoä cao cuûa ñaàu caàn so vôùi maët ñaát khi caàn thay ñoåi töø vò trí cao nhaát ñeán vò trí thaáp nhaát. l = av (Hmax – Hmin) = 2 . (33800- 23200) = 21200mm Vôùi ñöôøng kính nhoû cuûa tang ta choïn D1 = 280mm Ñöôøng kính phaàn lôùn cuûa tang naâng caàn : Soá voøng caùp naâng caàn laøm vieäc quaán leân tang : Z1 = voøng Soá voøng caùp döï tröõ vaø soá voøng caùp duøng ñeå keïp caùp Z2 = 5voøng Chieàu daøi gôø tang lo = 20mm Hình 5 : Sô ñoà tang naâng caàn Chieàu daøi phaàn tang quaán caùp naâng caàn L1 = 2lo + l2 + l1 = 2.20 + 22.(Z1 + Z2) = 2.20 + 22.(24+5) = 678mm Vôùi böôùc raõnh tang trong = 22 Soá voøng caùp naâng vaät quaán treân tang naâng caàn Z3 = voøng Soá voøng caùp döï tröõ vaø duøng ñeå keïp caùp Z4 = 5 Chieàu daøi phaàn tang quaán caùp naâng vaät L2 = l’1 + l’2 + l’o = 20.(24+5) + 20 = 600mm Toång chieàu daøi cuûa tang vaät L = L1 + L2 = 678 + 600 = 1278mm Beà daøy tang : ta choïn beà daøy cuûa hai phaàn tang gioáng nhau : d = 0,02 . Dt + (6÷10) = 16mm Tang baäc naøy vöøa chòu neùn vöøa chòu xoaén, moment xoaén sinh ra do hai sôïi caùp ôû hai phaàn ngöôïc chieàu nhau Söùc beàn neùn cuûa tang ñöôïc kieåm tra theo coâng thöùc [2-15-1] k =1 heä soá phuï thuoäc soá lôùp caùp cuoán leân tang j = 0,8 heä soá giaûm öùng suaát ñoái vôùi tang laøm baèng gang d = 16 beà daøy thaønh tang t = 20 böôùc cuoán caùp Vôùi Smax laø löïc caêng caùp lôùn nhaát taùc duïng leân tang trong hai phaàn, so saùnh löïc caêng do caùp naâng caàn vaø caùp naâng vaät gay ra ta thaáy Smax = Shaï = 23922N Tang ñöôïc ñuùc baèng gang xaùm (15÷32) coù giôùi haïn beàn neùn sbn = 565N/mm2 Öùng suaát cho pheùp ñöôïc xaùc ñònh theo giôùi haïn beàn neùn vôùi heä soá an toaøn K = 5 sn < [sn]. Vaäy tang ñuû beàn khi chòu neùn Ñeå kieåm tra öùng suaát tieáp cuûa tang gaây ra do moment xoaén ta xem nhö tang chòu xoaén phaúng thuaàn tuyù. Moment xoaén gaây ra do löïc caêng caùp naâng caàn Moment xoaén gaây ra do löïc caêng caùp naâng vaät Moment choáng xoaén phaàn tang nhoû tính theo coâng thöùc [8-8a-3] ÖÙng suaát tieáp sinh ra do xoaén : Theo thuyeát beàn thöù III öùng suaát tieáp cho pheùp cuûa gang Ta thaáy < [] Tính chieàu daøi caùp naâng caàn : Döïa vaøo sô ñoà ñi caùp vaø caùc kích thöôùc cô baûn cuûa caàn truïc ta tính chieàu daøi caùp naâng caàn. Chieàu daøi phaàn caùp quaán leân tang naâng caàn keå caû phaàn caùp döï tröõ : l1 = ac.H + 5pDtg = 8 .(18808 - 13168) + 5 . 3,14 . 490 = 52813mm Ta choïn ñöôøng kính caùc puli cuûa cuïm 6, cuïm 7 vaø puli nhoû cuûa cuïm 8 (Hình 2) laø d = 350mm Chieàu daøi phaàn caùp quaán qua moãi puli naøy : l2 = 350 . p/2 = 550mm Luùc caàn ôû vò trí cao nhaát thì khoaûng caùch giöõa cuïm puli 7 vaø cuïm puli 6 laø ngaén nhaát ta choïn khoaûng caùch truïc giöõa hai cuïm puli naøy ôû vò trí naøy laø l3 = 6,5m Ñoä dòch chuyeån cuûa cuïm puli 7 baèng ñoä dòch chuyeån cuûa ñaàu caàn töø vò trí thaáp nhaát ñeán vò trí cao nhaát : h = 18808 – 13168 = 5640mm Ta choïn l3 sao cho l3 + h naèm trong khoaûng töø cuïm puli 6 ñeán thanh giaèng : l3 + h < 16940 – 2920 = 14020mm Chieàu daøi caùp ñi töø cuïm puli giaèng caàn ñeán tang l4 = = 17995mm Chieàu daøi caùp ñi töø cuïm puli 6 ñeán cuïm puli 8 l5 = 16940 – 2920 = 14020mm (2920mm : khoaûng caùch töø baøn quay ñeán cuïm puli 6) Toång chieàu daøi cuûa caùp naâng caàn : L = l1 + 9l2 + 6l3 + l1 + 3l5 = 52813 + 9.550 + 6.6500 + 17995 + 3.14020 = 156818mm 4.3) Choïn ñoäng cô : 4.3.1) Xaùc ñònh löïc trong heä thoáng naâng caàn :(xem hình 6) Hình 6 : Sô ñoà tính löïc trong palaêng naâng caàn Löïc suaát hieän trong palaêng naâng caàn khi naâng caàn vôùi vaät (3-17-1) Sc= S1 + S2 + S3 + .... Trong ñoù : + S1: löïc trong palaêng naâng caàn do troïng löôïng vaät naâng, boä phaän mang, troïng löôïng caàn vaø troïng löôïng giaù phuï : ( coâng thöùc 3-18-1): Q0 : Troïng löôïng vaät naâng vôùi boä phaän mang, N; Gc : Troïng löôïng caàn , N; + S2: Löïc trong palaêng naâng caàn do taûi troïng gioù (coâng thöùc 3-19-1) W1 vaø W2 : Taûi troïng gioù taùc duïng leân caùc dieän tích chòu gioù cuûa caàn vaø vaät naâng, N; + S3 : Löïc trong palaêng naâng caàn do löïc caêng daây naâng vaät ( coâng thöùc 3-20-1) Sv : löïc caên daây naâng vaät, N; Ngoaøi ra khi naâng caàn phoái hôïp vôùi vieäc quay caàn truïc coøn xuaát hieän theâm löïc S4 trong palaêng naâng caàn do löïc ly taâm taùc duïng leân khoái löôïng baûn thaân caàn (P2) vaø khoái löôïng vaät naâng cuøng boä phaän mang (P2) : Löïc ly taâm cuûa caàn, N; : Löïc ly taâm cuûa vaät vôùi boä phaän mang, N; nq :vaän toác quay cuûa caàn truïc, voøng / phuùt R = a + a2 : Khoaûng caùch töø vaät ñeán taâm quay . Hình 7 : Sô ñoà keát caáu cuûa caàn trong hình chieáu baèng Dieän tích chòu gioù cuûa caàn ( Coâng thöùc 1-3-1) F0 = k.F Trong ñoù: _ F0 : Dieän tích chòu gioù cuûa caàn _ F : Dieän tích tính trong ñöôøng vieàn caàn _ k = 0,3 : Heä soá thöïc nghieäm, ñoái vôùi caàn kieåu daøn Dieän tích chòu gioù cuûa vaät naâng laáy sô boä theo khoái löôïng vaät naâng laáy theo baûng ( 9-1-1) : Fv = 7m2 Aùp löïc gioù taùc duïng leân caàn truïc ôû traïng thaùi laøm vieäc laáy theo baûng (1-2-1) : q = 250 N /m2. Löïc caêng trong palaêng naâng caàn lôùn nhaát khi caàn laøm vieäc vôùi taàm vôùi xa nhaát ( b=200) vaø naâng vaät vôùi taûi troïng Q= 5 taán goàm caùc thaønh phaàn sau: + Löïc caêng do troïng löôïng vaät naâng, boä phaän mang vaø troïng löôïng baûn thaân caàn ( bao goàm caû troïng löôïng giaù phuï vaø troïng löôïng cuûa puli ñaàu caàn). Ôû ñaây ta xem troïng taâm cuûa caàn ñaët taïi giöõa caàn, troïng taâm cuûa vaät naâng vaø boä phaän mang ñaët taïi ñaàu caàn Vôùi b xaùc ñònh töø vieäc giaûi tam giaùc ABD (xem hình 4). AD.BD sin(ADB) = b.AB Þ b= AB2 = AD2 + DB2 – 2.AD.BD.cos(ADB) Taûi troïng gioù taùc duïng leân caàn : W1 = kk . q. F0 . sinb1 = 1,2. 250. 4,98. sin200 = 511N Vôùi kk = 1,2 : Heä soá caûn ñoäng hoïc Taûi troïng gioù taùc duïng leân vaät naâng xaùc ñònh theo coâng thöùc (1-2-1) W2 = kk . q. Fv = 1,2 . 250 . 7 = 2100N + Löïc caêng trong palaêng naâng caàn do taûi troïng gioù sinh ra: + Löïc trong palaêng naâng caàn do löïc caêng daây naâng vaät: Vôùi b = c vì caùp naâng caàn vaø caùp naâng vaät chaïy song song Khi naâng caàn phoái hôïp vôùi quay caàn truïc trong palaêng naâng caàn xuaát hieän löïc S4 do löïc ly taâm taùc duïng leân khoái löôïng baûn thaân caân , khoái löôïng vaät naâng vaø boä phaän mang. Löïc ly taâm cuûa caàn: Löïc ly taâm cuûa vaät naâng vaø boä phaän mang: Vaäy löïc caêng lôùn nhaát xuaát hieän trong palaêng naâng caàn: Sc = S1 + S2 + S3 + S4 = 146772 +2086 – 28692 + 554 = 120720 N 4.3.2) Ñoäng cô ñieän : Ta xeùt quaù trình laøm vieäc cuûa caàn ôû 6 vò trí töông öùng vôùi caùc goùc nghieâng caàn b1= 200, b2= 300, b3= 400, b4 = 500, b5 = 600, b6= 660 ñeå tính löïc trung bình bình phöông leân palaêng naâng caàn trong quaù trình thay ñoåi taàm vôùi töø Lmax ñeán Lmin. Ôû treân ta ñaõ trình baøy caùch tính löïc caêng lôùn nhaát xuaát hieän trong palaêng Smax = Sc1 öùng vôùi caùc vò trí b1 = 200. Ñoái vôùi caùc vò trí khaùc tính töông töï. * Vò trí 2 : b2 = 300 W1 = 1,2 . 250 . 4,98 . sin30 = 747 N W2 = 1,2 . 250 . 7 = 2100 N S3 = 28692 N * Vò trí 3: b = 400 W1 = 1,2 . 250 . 4,98 . sin40 = 960 N W2 = 1,2 . 250 . 7 = 2100 N S3 = 28692 N * Vò trí 4: b = 500 W1 = 1,2 . 250 . 4,98 . sin50 = 1144 N W2 = 1,2 . 250 . 7 = 2100 N S3 = 28692 N * Vò trí 5: b = 600 W1 = 1,2 . 250 . 4.98 . sin60 = 1294 N W2 = 1,2 . 250 . 7 = 2100 N S3 = 28692 N * Vò trí 6: b = 660 W1 = 1,2 . 250 . 4.98 . sin66 = 1365 N W2 = 1,2 . 250 . 7 = 2100 N S3 = 28692 N Trong khoaûng thôøi gian t(s) taàm vôùi thay ñoåi töø Lmin ñeán Lmax goùc nghieâng caàn thay ñoåi töø 200 ñeán 660, khoaûng caùch töø ñaàu thaùp ñeán ñaàu caàn thay ñoåi töø 13,168m ñeán 18,808m. Vôùi loaïi caàn truïc thaùp tra baûng [3-5-1] ta choïn vaän toác trung bình thay ñoåi taàm vôùi Vt = 15m/ph. Thôøi gian thay ñoåi taàm vôùi (coâng thöùc 3-30b-1): Vaän toác thay ñoåi chieàu daøi palaêng naâng caàn (coâng thöùc 3-30-1): Thôøi gian thay ñoåi töø vò trí 1 sang vò trí 2 : Thôøi gian thay ñoåi töø vò trí 2 sang vò trí 3 : Thôøi gian thay ñoåi töø vò trí 3 sang vò trí 4 : Thôøi gian thay ñoåi töø vò trí 4 sang vò trí 5 : Thôøi gian thay ñoåi töø vò trí 5 sang vò trí 6 : Trò soá trung bình cuûa löïc caêng treân palaêng naâng caàn qua caùc vò trí töø 1 ñeán 6 : Löïc trung bình bình phöông taùc duïng leân palaêng naâng caàn trong chu kyø laøm vieäc naâng coù taûi vaø haï khoâng taûi xaùc ñònh theo coâng thöùc (3-31-1) : Hieäu suaát toaøn boä cô caáu naâng caàn : hc = hpc . htc . hoc . hbl = 0,904 . 0,96 . 0,85 . 0,95 = 0,7 Trong ñoù: _ hpc = 0,904 : Hieäu suaát cuûa palang naâng caàn . _ htc , hoc : Hieäu suaát cuûa tang vaø boä truyeàn cô caáu naâng caàn _ hbl = 0,95 : Hieäu suaát cuûa baûn leà caàn. Coâng suaát bình phöông yeâu caàu ñoái vôùi ñoäng cô ñieän trong thôøi gian naøy laø ( coâng thöùc 3-32-1) : Döïa vaøo Ntb ta choïn ñoïng cô loaïi MTF 311-6 coù caùc ñaëc tính: _ Coâng suaát danh nghóa : 13Kw _ Soá voøng quay : 935v/ph _ Cöôøng ñoä laøm vieäc : CÑ= 25% _ Heä soá quaù taûi : y = 2,8 _ Moment voâ laêng : (GiDi2)roto = 9N/m2 _ Khoái löôïng : m= 170kg _ Heä soá sosj = 0,74 * Kieåm tra khaû naêng quaù taûi töùc thôøi: Soá voøng quay cuûa tang naâng caàn : voøng/phuùt Tæ soá truyeàn chung cuûa boä truyeàn trung gian : Moment lôùn nhaát taùc duïng trong palaêng naâng caàn: Moment dang nghóa cuûa ñoäng cô: Moment lôùn nhaát ñoäng cô coù theå phaùt ra khi quaù taûi : Mñc max = Mdn . y = 132,78 . 2,8 = 372Nm Vaäy : M1 max < Mñc max * kieåm tra thôøi gian môû maùy vôùi löïc caêng Sc max : Ñoäng cô ta duøng laø ñoäng cô coù roto kieåu daây quaán co moment môû maùy trung bình : Moment voâ laêng treân truïc ñoäng cô : ∑(GiDi2)I = (GiDi2)roto + (GiDi2)khop = 9 + 103,5 = 112,5Nm2 Thôøi gian môû maùy xaùc ñònh theo coâng thöùc (3-27-1): (Vì L1 = L/2 neân L12/L2 = 1/4) Vaäy thôøi gian môû maùy öùng vôùi toång löïc lôùn nhaát Sc max naèm trong giôùi haïn cho pheùp (5÷6s). Ñoäng cô ñaõ choïn laø hôïp lyù. 4.4 Tính phanh: Ñeå phanh ñöôïc nhoû goïn ta ñaët phanh ôû truïc thöù nhaát töùc truïc ñoäng cô. Moment phanh ñöôïc tính theo coâng thöùc (3-35-1): k = 1,75 heä soá an toaøn phanh Kieåm tra thôøi gian phanh theo coâng thöùc (3-29-1) cho vò trí nguy hieåm nhaát khi phanh caàn coù vaät naâng ñang haï xuoáng vò trí thaáp nhaát: Vôùi Mt laø moment lôùn nhaát treân truïc phanh khi haï caàn. Neáu ñaët phanh ôû truïc thöù nhaát thì: Thôøi gian phanh vôùi löïc toång lôùn nhaát ôû vò trí nguy hieåm nhaát naèm trong giôùi haïn cho pheùp (4÷5s). * Ta kieåm tra khaû naêng giöõ caàn cuûa phanh döôùi taùc duïng cuûa taûi troïng gioù ôû traïng thaùi khoâng laøm vieäc (khi khoâng coù vaät naâng) ôû baát kyø traïng thaùi naøo cuûa caàn phanh cuõng phaûi ñaûm baûo giöõ ñöôïc caàn vôùi heä soá an toaøn phanh k > 1,25. ÔÛ ñaây ta kieåm tra cho tröôøng hôïp nguy hieåm nhaát töùc caàn ôû vò trí cao nhaát b = 660 Löïc caêng palaêng naâng caàn trong tröôøng hôïp naøy goàm 2 phaàn: + Löïc do troïng löôïng boä phaän mang vaø troïng löôïng baûn thaân caàn: + Löïc do taûi troïng gioù ôû traïng thaùi khoâng laøm vieäc taùc duïng leân caàn : W1 = kk .q.F0.sinb = 1,2 . 1000 . 4,98 . sin660 = 5459N W2 = 0 Toång löïc taùc duïng leân palaêng naâng caàn: Sc0 = S11 + S20 = 13108 + 15566 = 28674N Moment tónh taùc duïng leân truïc phanh luùc naøy: Heä soá an toaøn cuûa phanh giöõ caàn : Vaäy moâmen phanh ñaõ tính laø hôïp lyù. Vôùi moâmen ñaõ tính ta choïn loaïi phanh maù ñieän töø xoay chieàu vì loaïi phanh naøy coù kích thöôùc nhoû goïn, laøm vieäc toát vaø söû duïng roäng raõi. Ta choïn phanh kyù hieäu TKT-300 coù moment phanh danh nghóa 500Nm 4.5 Boä truyeàn: Boä truyeàn cuûa cô caáu naâng caàn döôùi daïng hoäp giaûm toác baùnh raêng truï 2 caáp raêng nghieâng coù caùc thoâng soá nhö sau: Tæ soá truyeàn: i0 = in . ic = 22,5 Hình 8 :Sô ñoà ñoäng cô caáu naâng caàn 1_ Ñoäng cô ñieän MTF_3116 2_ Khôùp noái ñaøn hoài 3_ Phanh TKT 300 4,5,6,9_ Caùc baùnh raêng 7_ Goái ñôõ 8_ Tang naâng caàn Ôû ñaây ta khoâng ñi saâu vaøo thieát keá boä truyeàn maø chæ neâu caùc thoâng soá cô baûn cuûa caùc boä truyeàn baùnh raêng trong HGT: Baùnh raêng m1= 4; Z4= 81 (4) theo sô ñoà ñoäng Baùnh raêng m1= 4; Z9= 18 (9) Baùnh raêng m2= 6; Z5= 16 (5) Baùnh raêng m2= 6; Z6= 80 (6) Tæ soá truyeàn: Khoaûng caùch truïc: A = A1 + A2 * Tính caùp giaèng caàn: Döïa vaøo sô ñoà maéc caùp (hình 2) ta thaáy löïc taùc duïng leân caùp giaèng caàn (3) goàm: troïng löôïng vaät, troïng löôïng thieát bò mang, troïng löôïng caàn, troïng löôïng gioù phuï, troïng löôïng puli ñaàu caàn vaø troïng löôïng cuïm puli ñoäng (7) Q = Qv + Qm + Qc + Qgp + Qpuli + Qpuli ñoäng = 67250 + 3000 = 70250N Qpuli ñoäng = 3000N Löïc caêng caùp lôùn nhaát: Vôùi a=2 Löïc keùo ñöùt: Sñ = Smax . n = 38466 . 5,5 = 211563N Choïn caùp coù dc = 30,5mm Vôùi giôùi haïn beàn cuûa sôïi sb = 1600N/mm2 vaø ñöôøng kính caùp dc = 30,5mm löïc keùo ñöùt cho pheùp cuûa caùp [Sñ]= 450000N Sñ < [Sñ]. Vaäy caùp ñuû beàn Tính chieàu daøi caùp giaèng caàn: Choïn ñöôøng kính puli caùp giaèng caàn ñi qua puli 8 vaø 9 (hình 2) coù D = 500mm Chieàu daøi caùp quaán qua moãi puli naøy: l1 = 500 . p/2 = 785mm Döïa vaøo sô ñoà maéc caùp ta tính ñöôïc chieàu daøi caùp giaèng caàn: l = 2[13168 + 8545 + (16940 -2920 - 6500)] + 4.785 = 61606mm * Tính caùp giaèng (4): (xem hình 2) Caùp giaèng (4) ñi töø ñaàu thanh giaèng ngang ñeán ñaàu thaùp coù taùc duïng giöõ cho thanh giaèng ngang trong quaù trình laøm vieäc. Töø sô ñoà ñi caùp ta thaáy löïc taùc duïng leân caùp giaèng (4) baèng löïc taùc duïng leân caùp giaèng caàn coäng vôùi troïng löôïng baûn thaân thanh giaèng ngang do ñoù ta choïn caùp giaèng coá ñöôøng kính dc = 30mm laø ñuû beàn. Chieàu daøi caùp giaèng: l = 2. 8545 = 17090mm = 17,1m Ta laáy l = 18m ñeå tröø ñi phaàn caùp keïp ôû hai ñaàu . Töông töï ta laáy caùp giaèng nhaùnh döôùi (5) coù ñöôøng kính caùp dc = 30,5mm, chieàu daøi caùp l = 15,5m CHÖÔNG5 : TÍNH TOAÙN CÔ CAÁU QUAY _ Caùc soá lieäu ban ñaàu: _ Troïng löôïng vaät naâng vaø boä phaän mang : Q = 53400N. _ Troïng löôïng caàn vaø gía phuï : Qc = 13850N. _ Troïng löôïng thaùp : Qt = 39360N. _ Troïng löôïng cabin : Qcb = 3800N. _ Troïng löôïng ñoái troïng : Qñt = 240000N. _ Troïng löôïng baøn quay : Qbq = 22000N. _ Troïng löôïng caùp : Qcaùp = 8000N. _ Troïng löôïng caùc cô caáu naâng caàn, naâng vaät vaø quay : QCC = 7000N. _ Vaän toác quay cuûa caàn truïc : nq = 0,7 Voøng/phuùt. _ Cheá ñoä laøm vieäc cuûa cô caáu trung bình. (ÔÛ ñaây troïng löôïng baøn quay, troïng löôïng ñoái troïng, troïng löôïng caùp vaø troïng löôïng caùc cô caáu ta laáy theo soá lieäu cuûa caàn truïc thaùp KB 100 do Nga saûn xuaát). Hình 9: Caáu taïo vaønh töïa quay Hieän nay ñoái vôùi cô caáu quay ngöôøi ta duøng roäng raõi loaïi voøng töïa quay moät daõy con laên hình caàu hoaëc hai daõy con laên hình caàu. Loaïi moät daõy con laên hình caàu duøng cho caàn truïc coù söùc naâng nhoû. Loaïi hai daõy con laên hình caàu duøng cho caàn truïc coù söùc naâng lôùn. Loaïi cô caáu quay naøy coù vaønh töïa coá ñònh, phaàn ngoaøi goàm hai daõy noái vôùi nhau baèng buloâng. Thieát bò töïa quay coù hai daõy con laên tieáp thuï coù taûi troïng ngang laãn caùc taûi troïng moment laät maø khoâng ñoøi hoûi caùc phaàn töû ñònh taâm phuï. ÔÛ giöõa ñöôøng chaïy caùc daàm töïa quay laø caùc con laên baèng theùp hình caàu (Caùc con laên naøy duøng loaïi con laên tieâu chuaån). Vieäc söû duïng caùc voøng töïa quay duøng con laên hình caàu hay ñuõa cho pheùp giaûm toån thaát do ma saùt, caùc vaønh ñöôïc cheá taïo baèng theùp coøn ñöôøng chaïy ñöôïc toâi ñeå choáng moøn vaø giaûm ñoä moøn cho caùc phaàn töû keát caáu. Caùc cô caáu töïa quay duøng loaïi con laên ñuõa tieáp thuï ñöôïc taûi troïng lôùn hôn so vôùi con laên hình caàu nhöng keát caáu duøng cho con laên hình caàu coù toån thaát ma saùt nhoû hôn vaø ñeå buø tröø sai soá khi cheá taïo hoaëc khi khung bò bieán daïng. Khi xaùc ñònh taûi troïng caùc con laên leân caùc cô caáu töïa quay ta xeùt toaøn coä heä thoáng laø heä sieâu tónh vaø söï phaân boá taûi troïng cuûa caùc con laên rieâng bieät phuï thuoäc vaøo ñoä cöùng cuûa heä vaø ñoä chính xaùc cheá taïo caùc phaàn töû cuûa chuùng. Khi thieát keá coá gaéng taïo ra cô caáu coù ñoä cöùng cao. Trong ñoù lo = 20m laø khoaûng caùch töø vaät naâng ñeán taâm quay (xem hình 10). lc = 1,2 +1,4 + 9,25.cos20o = 11,308m laø khoaûng caùch töø troïng taâm cuûa caàn ñeán taâm quay. lcb =1,46 m : laø khoaûng caùch töø troïng taâm cabin ñeán taâm quay. lt = 1,2m laø khoaûng caùch töø taâm thaùp ñeán taâm quay. lbq = lcaùp = lcc = 0 laø khoaûng caùch töø troïng taâm baøn quay, troïng taâm caùc cô caáu vaø troïng taâm caùp ñeán taâm quay ( ÔÛ ñaây ñeå ñôn giaûn ta xem caùc troïng taâm cuûa caùc cô caáu naøy ñaët taïi taâm quay) lñt = 2,75m : laø khoaûng caùch töø troïng taâm ñoái troïng ñeán taâm quay. Mkp = 53400.20 + 13850.11.308 +3800.1,46 + 39360.1,2 + (77000 + 22000 + 8000).0 – 240000.2,75 = 619040 Nm N = ( 457140 + ) . = 25105N Vôùi tæ soá : = = 1,35 > = Hình 10: Sô ñoà tính hoaønh ñoä troïng taâm Neân moment ma saùt ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc:. M1 = . Vôù v=45o laø goùc nghieâng so vôùi phöông ngang cuûa löïc taùc duïng leân con laên : vôùi N ñöôïc tíng baèng KN. f laø heä soá qui ñoåi ñoái vôùi con laên hình caàu : f = 0,01 M1 = = 6947 Nm Moment caûn quay do ñoä nghieâng cuûa maët neàn ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc (3- 83-1). M2 = ( Qo*.L + Gc*.lc - Gq’.ln’ + Gt*.lt* + Gñt*.lñt* + Gcb*.lcb*). sina = (53400.20 + 13850.11,308 + 39360.1.2 + 240000.2,75 + 3800.1,46) . sin30 = 101395Nm Moâmen caûn quay do gioù tính theo coâng thöùc (3-84-1): M3 = q.(Fv.l + Fv.av + Ft.at + Fcb.acb - Fñt.añt) q= 250N/m2 aùp löïc gioù tính toaùn [baûng 1-2(1)]. Hình 11: Sô ñoà tính dieän tích chaén gioù cuûa caàn Dieän tích chaén gioù cuûa thaùp tröø ñi phaàn bò che khuaát bôûi cabin Hình 12: Sô ñoà tính dieän tích chaén gioù cuûa thaùp Ft = 0,3. = 6,857 m2 Dieän tích chaén gioù cuûa cabin : Fcb = 1,92 x 2,85 = 5,472 m2 Dieän tích chaén gioù cuûa ñoái troïng : Fñt = 0,6 x 0,6 x 8 = 2,88 m2 M3 = 250 x = 46856 Nm. Moâmen tónh caûn quay ñoái vôùi cô caáu quay cuûa caàn truïc: Mq = M1 + M2 + M3 (3-75-1) Mq = 6947 + 101395 + 46856 = 155198 Nm Coâng suaát tónh yeâu caàu ñoái vôùi ñoäng cô: Döïa vaøo Ntb ta choïn ñoïng cô loaïi MTF 311-6 coù caùc ñaëc tính: _ Coâng suaát danh nghóa : 13Kw _ Soá voøng quay : 935v/ph _ Cöôøng ñoä laøm vieäc : CÑ= 25% _ Heä soá quaù taûi : y = 2,8 _ Moment voâ laêng : (GiDi2)roto = 9N/m2 _ Khoái löôïng : m= 170kg _ Heä soá sosj = 0,74 Moment danh nghóa cuûa ñoäng cô : Kieåm tra moment môû maùy vaø thôøi gian môû maùy : Moment môû maùy trung bình cuûa ñoäng cô : Mm = = == 205,8 Nm Moment caûn tónh cuûa cô caáu quay gaây ra treân truïc ñoäng cô : Mt = = = 126 Nm. Thôøi gian môû maùy cuûa cô caáu quay : tm = + Trong ñoù : ∑(GiDi2)I= (Gi.Di2)roâto + (Gi.Di2)khôùp = 9 + 3,79 = 12,79 Nm2 Vôùi : (GiDi2)khôùp = 3,79 Nm2 laø moment voâlaêng cuûa khôùp noái vôùi baùnh phanh. b∑(GiDi2)I = 1,1x 12,79 = 14 Nm2 β = 1,1 heä soá keå ñeán aûnh höôûng quaùn tính cuûa caùc tieát maùy quay sau truïc I. (G.D2)q = Moment quaùn tính cuûa khoái löôïng phaàn quay keå caû vaät naâng. (GD2)q = QLmax2 + Gclc2 + Gt.lt2 + Gcb.lcb2 + Gñt.lñt2 = 53400 x 202 + 13850 x 11,3082 + 39360 x 1,22 + 3800 x 1,42 + 240000 x 2,752 = 25010790 Nm2. tm = + = 1 (s) Goùc quay khôûi ñoäng lôùn nhaát cho pheùp : j = = = 0,35 rad Thôøi gian môû maùy vaø phanh cho pheùp cuûa cô caáu quay t= = = 9,55s [2-82-1] Vaäy vôùi thôøi gian môû maùy ñaõ tính ôû treân laø hôïp lyù . Moment môû maùy yeâu caàu cuûa cô caáu quay cho truïc I : Mm = + + [3_86_1] Mm = + += 199 Nm Ta thaáy moment môû maùy trung bình cuûa ñoäng cô lôùn hôn moment môû maùy yeâu caàu . Vaäy ñoâïng cô ñieän ñaõ choïn laø hôïp lyù , *Tính phanh : Ñeå moâmen phanh ñöôïc nhoû goïn ta ñaët phanh ôû truïc thöù nhaát. Thôøi gian phanh coù theå laáy baèng thôøi gian môû maùy ñaõ tính oû treân : tph = tm = 2,1s. Maët khaùc theo soá lieäu cuûa baûng ( 3-16-1) töông öùng vôùi tröôøng hôïp taàm vôùi lôùn nhaát Lmax = 20m. Khoâng tính löïc gioù vaø ñoä nghieâng cuûa neàn thì tph = 6s. Ta xuaát phaùt töø thôøi gian naøy ñeå tính moment quaùn tính khi phanh theo coâng thöù (3-85-1). M4 = = = 7781 Nm Moment phanh caàn thieát tính theo coâng thöc (3_91_1) Mph = Kph(-M1 + M2 + M3 +M4). Kph = 1,1 : heä soá tính ñeán quaùn tính roâto ñoäng cô ñieän vaø caùc chi tieát maùy quay khaùc trong cô caáu : Mph = 1,1(-7529 + 1238 + 46856 + 7781). = 37,5 Nm. Döïa vaøo moâmen phanh yeâu caàu ta choïn loaïi phanh maù ñieän töø kyù hieäu TKT_200/100 coù moâmen phanh lôùn nhaát : Mph = 40 Nm, ñöôøng kính baùnh phanh D = 200 mm. * Boä truyeàn : (xem hình 13) Boä truyeàn cô caáu quay ñöôïc thieát keá thaønh hai phaàn : Boä truyeàn kín laø hoäp giaûm toác baùnh raêng truï 3 caáp coù tæ soá truyeàn i1 = 133,78 vaø boä truyeàn hôû baùnh raêng truï 1 caáp i2 = 10. nq = 0,7 voøng/phuùt voøng/phuùt Hình 13: Sô ñoà ñoäng cô caáu quay *Chuù thích: 1_ Phanh 2_ Ñoäng cô 3_ Khôùp noái 4_ Baùnh raêng m = 3, Z = 13 5_ Baùnh raêng m = 4, Z = 68 6_ Baùnh raêng m = 6, Z = 12 7_ Baùnh raêng m = 3, Z = 95 8_ Baùnh raêng m = 4, Z = 13 4_ Baùnh raêng m = 6, Z = 42 10_ Baùnh raêng m = 12, Z = 15 11_ Vaønh raêng coá ñònh m = 12, Z = 150 CHÖÔNG 6 : TÍNH TOAÙN CÔ CAÁU DI CHUYEÅN CAÀN TRUÏC 6.1) Tính aùp löïc leân treân baùnh xe : Caùc thoâng soá ban ñaàu : Khoái löôïng caùc boä phaän cuûa caàn truïc : _ Khoái luôïng vaät naâng + boä phaän mang + puli ñaàu caàn : 5,34 taán _ Khoái löôïng caùp : 0.8 taán _ Khoái löôïng thaùp : 3.936 taán _ Khoái löôïng cabin : 0,38 taán _ Khoái löôïng ñoái troïng : 24 taán _ Khoái löôïng baøn quay : 2,2 taán _ Khoái löôïng caùc cô caáu naâng caàn, naâng vaät,quay : 7,7 taán. _ Khoái löôïng khung di chuyeån : 5 taán Vaän toác di chuyeån cuûa caàn truïc : 30m/ph Cheáâ ñoä laøm vieäc cuûa cô caáu : trung bình. Ñoái vôùi loaïi caàn truïc quay thì aùp löïc taùc duïng leân baùnh xe di chuyeån phuï thuoäc vaøo vò trí cuûa caàn. Ngoaøi ra traïng thaùi cuûa ñöôøng chaïy vaø ñoä ñaøn hoài cuûa ñöôøng chaïy cuõng nhö keát caáu theùp cuûa khung di chuyeån coù aûnh höôûng ñeán trò soá cuûa taûi troïng leân baùnh xe. Ña soá tröôøng hôïp cô caáu di chuyeån goàm 4 cuïm baùnh xe laø moät heä sieâu tónh ñoøi hoûi khi xaùc ñònh phaûn löïc caùc goái töïa tieán haønh raát phöùc taïp vaø tính ñeán bieán daïng cuûa keát caáu theùp vaø caùc ñieåm töïa. Trong tính toaùn ta giaû söû raèng caùc goái töïa naèm trong moät maët phaúng vaø daãn tôùi khaûo saùt moät heä tónh ñònh. Khi xem xeùt keát caáu cuûa boä khung di chuyeån nhö laø moät keát caáu cöùng vöõng tuyeät ñoái. Ñoái vôùi caàn truïc naøy ta duøng khung di chuyeån cuûa caàn truïc thaùp Kb100 do Nga saûn xuaát neân ta xem keát caáu naøy laø cöùng vöõng tuyeät ñoái. Hình 14: Sô ñoà khung di chuyeån cuûa caàn truïc Ôû ñaây ta duøng cô caáu di chuyeån caàn truïc kieåu daãn ñoäng rieâng. Toaøn boä cô caáu ñaët treân 4 cuïm baùnh xe trong ñoù 2 cuïm chuû ñoäng vaø 2 cuïm bò ñoäng, moãi cuïm baùnh xe goàm 2 baùnh xe rieâng bieät lieân keát vôùi nhau bôûi khung hoäp. Caùc cuïm baùnh xe ñaët treân hai ñöôøng ray song song caùch nhau 4,5m vaø khoaûng caùch truïc giöõa hai baùnh xe laø 4,5m. Ta xeùt taûi troïng taùc duïng leân baùnh xe khi caàn truïc laøm vieäc vôùi taûi troïng lôùn nhaát vaø taàm vôùi xa nhaát. Nhö treân ñaõ noùi taûi troïng taùc duïng leân baùnh xe phuï thuoäc goùc quay cuûa caàn, vieäc khaûo saùt ñeå tìm goùc quay laøm cho taûi troïng taùc duïng leân baùnh xe laø lôùn nhaát raát phöùc taïp,ôû ñaây ta chæ xeùt tröôøng hôïp ñaëc bieät :khi maët phaúng treo caàn vuoâng goùc vôùi caïnh CD cuûa khung di chuyeån vaø khi maët phaúng treo caàn chöùa ñöôøng cheùo BD cuûa khung di chuyeån. +Tröôøng hôïp 1 : tröôøng hôïp maët phaúng treo caàn vuoâng goùc vôi caïnh CD Muoán xaùc ñònh ñöôïc löïc taùc duïng leân caùc cuïm baùnh xe tröôùc tieân ta phaûi xaùc ñònh ñöôïc vò trí troïng taâm cuûa caàn truïc. Sô ñoà tính toaùn toaï ñoä troïng taâm ( xem hình 15) Choïn truïc Ox naèm trong maët phaúng chöùa hai ray, ñi qua taâm quay cuûa caàn truïc vaø song song vôùi hai ray. Truïc Oy naèm trong maët phaúng chöùa Ox vuoâng goùc vôùi Ox taïi taâm quay O cuûa caàn truïc. Truïc Oz naèm trong maët phaúng treo caàn, ñi qua taâm quay O vaø vuoâng goùc vôùi maët phaúng (Ox;Oy). Ta thaáy maët phaúng thaúng ñöùng chöùa Ox laø maët phaúng ñoái xöùng cuûa caàn truïc ( chæ coù cabin naèm leäch so vôùi maët phaúng naøy) neân troïng taâm cuûa caàn truïc phaûi naèm trong maët phaúng naøy. Ñeå tính aùp löïc leân baùnh xe ta chæ caàn hoaønh ñoä cuûa troïng taâm caàn truïc. Hình 15: Sô ñoà tính hoaønh ñoä troïng taâm Goïi c laø hoaønh ñoä troïng taâm caàn truïc. x1 = 20m : laø hoaønh ñoä troïng taâm cuûa vaät mang vaø vaät naâng. x2 = 11,308m : laø hoaønh ñoä troïng taâm cuûa caàn. x1 = 1,2m : laø hoaønh ñoä troïng taâm cuûa thaùp. x1 = 1,46m : laø hoaønh ñoä troïng taâm cuûa cabin. x1 = -2,75m : laø hoaønh ñoä troïng taâm cuûa ñoái troïng. x1 = 0m : laø hoaønh ñoä troïng taâm cuûa caùc cô caáu naâng caàn, naâng vaät quay, baøn quay vaø khung di chuyeån. Laáy toång moment ñoái vôùi truïc Oy ta ñöôïc : Sô ñoà ñieåm ñaët troïng taâm caàn truïc nhö hình veõ luùc naøy hai cuïm baùnh xe C,D chòu löïc lôùn hôn 2 cuïm baùnh xe A,B. Löïc taùc duïng leân moãi cuïm baùnh xe C,D Löïc taùc duïng leân moãi cuïm baùnh xe A,B: Löïc taùc duïng leân 1 baùnh xe cuûa cuïm C hoaëc D: Löïc taùc duïng leân 1 baùnh xe cuûa cuïm A hoaëc B: Hình 16: Sô ñoà ñieåm ñaët troïng taâm caàn truïc + Tröôøng hôïp 2: Xeùt tröôøn hôïp maët phaúng treo caàn chöùa ñöôøng cheùo BD vaø vaät naâng naèm veà phía D. Choïn truïc Ox laø ñöôøng cheùo BD, truïc Oy laø ñöôøng cheùo AC vaø truïc Oz giöõ nguyeân nhö tröôøng hôïp 1. Töông töï nhö tröôøng hôïp treân ta tìm ñöôïc hoaønh ñoä troïng taâm caàn truïc c’ = c = 1,22m . Hình 17: Sô ñoà phaân boá löïc taùc duïng leân caùc cuïm baùnh xe Khoaûng caùch töø Gå ñeán caùc ñieåm A,B,C,D, vaø caùc caïnh cuûa hình vuoâng ABCD ñöôïc xaùc ñònh nhö treân hình 17. Goïi E laø ñieåm ñaët hôïp löïc cuûa hai phaûn löïc taïi A vaø D, vieát phöông trình moment ñoái vôùi truïc BC ta ñöôïc: Taûi troïng taïi D: Taûi troïng C vaø A baèng nhau Phaûn löïc taïi B : Taûi troïng cuûa moät baùnh xe taïi cuïm D : Taûi troïng cuûa moät baùnh xe taïi cuïm A hoaëc C: Taûi troïng cuûa moät baùnh xe taïi cuïm B: So saùnh hai tröôøng hôïp treân ta thaáy löïc taùc duïng leân moät baùnh xe lôùn nhaát Pmax=121412N. Taûi troïng töông ñöông taùc duïng leân baùnh xe tính theo coâng thöùc (3-65-1) Trong ñoù: _ Kbx = 1,2 : Laø heä soá tính ñeán cheá ñoä laøm vieäc cuûa cô caáu tra theo baûng (3-12-1), öùng vôùi cheá ñoä laøm vieäc trung bình. _ Pmax = 121412N : Taûi troïng lôùn nhaát taùc duïng leân baùnh xe. _ g : Heä soá tính ñeán söï thay ñoåi cuûa taûi troïng xaùc ñònh theo coâng thöùc: _ Q = 50000N : Laø troïng löôïng vaät naâng. _ G0 = 457410N : Laø troïng löôïng caàn truïc khoâng keå vaät naâng. Ta choïn baùnh xe di chuyeån caàn truïc coù daïng hình truï coù hai thaønh beân coù caùc kích thöôùc theo OCT 3569_60. Choïn ñöôøng kính baùnh xe Dbx = 500mm vôùi ñöôøng kính naøy tra baûng (9-4-1) ta ñöôïc ngoãng truïc laép oå d= 90mm. Töông öùng vôùi Dbx = 500mm chieàu roäng vaønh baùnh xe keå caû hai gôø beân 15mm, chieàu roäng phaàn trong giöõa hai gôø 140mm. Vôùi kích thöôùc baùnh xe nhö theá ta choïn ray xe löûa P80 laøm ray cho caàn truïc thaùp. Söùc beàn daäp cuûa baùnh xe ñöôïc kieåm tra theo coâng thöùc (2-67-1): Vôùi : b = 80mm : laø chieàu roäng laøm vieäc cuûa baùnh xe. r = 250mm : baùn kính baùnh xe. Baùnh xe ñöôïc cheá taïo baèng theùp 50T coù ñoä cöùng HB = 300¸320. ÖÙng suaát daäp cho pheùp cuûa baùnh xe tra theo baûng (2-19-1) laø [sd] = 750N/mm2. Ta thaáy sd < [sd] Vaäy baùnh xe ñuû beàn. 6.2) Choïn ñoäng cô: * Xaùc ñònh löïc caûn chuyeån ñoäng xe laên cuûa caàn truïc: Löïc caûn tónh goàm coù (3-39-1): Trong ñoù: - kt : Heä soá keå ñeán löïc caûn do ma saùt giöõa thaønh baùnh xe vaø maët ñaàu moayô . - W1 : Löïc caûn do ma saùt laên vaø ma saùt oå truïc, N ; - W2 : Löïc caûn do ñoä doác cuûa ñöôøng ray, N; - W3 : Löïc caûn do gioù, N; * Löïc caûn do ma saùt tính theo coâng thöùc (3-44) [taøi lieäu 1]: Trong ñoù: G0 = 457410N : troïng löôïng caàn truïc (khoâng keå vaät naâng). Q = 50000N : troïng löôïng vaät naâng. Dbx = 500mm : ñöôøng kính baùnh xe. d= 90mm : ñöôøng kính ngoãng truïc laép oå baùnh xe. m = 0,6mm : heä soá ma saùt laên (3-7-1). f = 0,015 : heä soá ma saùt trong oå truïc laáy baûng (3-8-1). * Löïc caûn do ñoä doác ñöôøng ray tính theo coâng thöùc (3-41-1) : W2 = a . (Go + Q) a = 0,002 : ñoä doác ñöôøng ray laáy theo baûng (3-9-1) : Þ W2 = 0,002 . (457410 + 50000) = 1015N Vôùi keát caáu cuï theå cuûa caàn ta laáy löïc caûn gioù lôùn nhaát naèm trong maët phaúng vuoâng goùc maët phaúng treo caàn xaûy ra khi caàn truïc laøm vieäc vôùi taûi troïng lôùn nhaát vaø taàm vôùi nhoû nhaát, chieàu gioù thoåi song song vôùi maët phaúng treo caàn. * Löïc caûn gioù (1-2-1) : W3 = kk . q . F kk = 1,2 : heä soá caûn khí ñoäng hoïc. - q = 150N/m2 : aùp löïc gioù tra theo baûng (1-2-1). - F : dieän tích chaén gioù cuûa caàn truïc : F = Fvaät + Fcaàn + Fthaùp + Fcabin + Fñoái troïng Phaàn baøn quay vaø khung di chuyeån naèm ôû döôùi thaáp ta xem nhö khoâng coù taûi troïng gioù taùc duïng leân hai phaàn naøy. Caùc dieän tích naøy ñeàu tính trong maët phaúng thaúng ñöùng. Dieän tích chaén gioù cuûa vaät naâng : Fvaät = 7m2. Dieän tích chaén gioù cuûa caàn : Fc = F0 . sinb = 4,98 . sin660 = 4,55m2. Vôùi F0 = 4,98m2 laø dieän tích chòu gioù tính toaùn cuûa caàn xem phaàn tính toaùn cô caáu naâng caàn. Sô ñoà kích thöôùc cuûa thaân thaùp trong maët phaúng vuoâng goùc vôùi maët phaúng treo caàn (hình 18). Dieän tích chaén gioù cuûa thaùp (tröø ñi phaàn bò ñoái troïng che khuaát) Dieän tích chaén gioù cuûa cabin Fcabin = 2,08 . 1,35 = 2,808m2 Ñoái troïng goàm 8 khoái beâ toâng gheùp laïi vôùi nhau coù kích thöôùc treân hình 19. Dieän tích chaén gioù cuûa ñoái troïng. Fñoái troïng = 4,1 . 0,6 . 4= 9,84m2 Þ W3 = 1,2. 150.(7 + 4,55 + 7,65 + 2,808 + 9,84) = 5733N. + kt = 2 : tra theo baûng (3-6-1) öùng vôùi Do ñoù: Wt = 2 . 2588 + 1015+ 5733 = 9336N Coâng thöùc tónh yeâu caàu ñoái vôùi ñoäng cô ñieän tính theo coâng thöùc (3-60-1) Vc = 30m/ph : vaän toác di chuyeån caàn truïc. hdc = 0,95 : hieäu suaát cuûa ñoäng cô tra theo baûng (1-9-1). Ñoái vôùi loaïi caàn truïc naøy ta duøng phöông phaùp daãn ñoäng cuûa cô caáu di chuyeån laø daãn ñoäng rieâng do ñoù coâng suaát tónh yeâu caàu ñoái vôùi moãi cuïm baùnh xe laø: Nt1 = Nt2 = 0,6. Nt = 0,6 . 5,5= 3,3Kw 0,6 laø heä soá tính ñeán söï phaân boá taûi troïng khoâng ñeàu giöõa caùc cuïm baùnh xe chuû ñoäng. Vôùi coâng tónh yeâu caàu ñaõ tính öùng vôùi cheá ñoä laøm vieäc trung bình ta choïn ñoäng cô ñieän loaïi MTF 111_6 coù caùc thoâng soá sau: Coâng suaát danh nghóa : 3,5Kw. Soá voøng quay : 895v/ph. Cöôøng ñoä laøm vieäc : CÑ = 25%. Heä soá quaù taûi : y = 2,5. Moment voâ laêng : (GiDi2)roto = 1,95Nm2 Khoái löôïng : m = 76Kg. Heä soá cosj = 0,81. Soá voøng quay yeâu caàu cuûa baùnh xe: voøng/phuùt Tæ soá truyeàn chung cuûa cô caáu: Hình 18:Hình daïng thaân thaùp trong maët phaúng vuoâng goùc vôùi maët phaúng treo caàn Hình 19: Hình daïng ñoái troïng Hình 20: Hình daïng cabin 6.3) Kieåm tra veà löïc baùm: Cô caáu di chuyeån caàn phaûi ñöôïc kieåm tra veà löïc baùm sao cho ñaûm baûo heä soá an toaøn baùm nhaát ñònh ñeå traùnh hieän töôïng tröôït trôn cuûa baùnh xe treân ñöôøng ray. Quaù trình tröôït trôn xaûy ra khi môû maùy cô caáu di chuyeån. Muoán kieåm tra veà löïc baùm tröôùc heát ta phaûi xaùc ñònh aùp löïc nhoû nhaát taùc duïng leân cuïm baùnh xe trong quaù trình laùm vieäc cuûa caàn truïc. Ta tính taûi troïng taùc duïng leân caùc cuïm baùnh xe khi caàn truïc khoâng mang taûi vaø coù taàm vôùi nhoû nhaát. Sô ñoà hình hoïc ñeå tính troïng taâm caàn truïc trong tröôøng hôïp naøy nhö hình beân. Töông töï nhö caùch tìm troïng taâm trong tröôøng hôïp 1 hoaønh ñoä troïng taâm c” ñöôïc xaùc ñònh nhö sau: Hình 21: Sô ñoà ñieåm ñaët troïng taâm caàn truïc Löïc taùc duïng leân caùc cuïm baùnh xe A hoaëc B : Löïc taùc duïng leân caùc cuïm baùnh xe C hoaëc D : So saùnh löïc taùc duïng leân moãi cuïm baùnh xe trong ba tröôøng hôïp treân ta thaáy aùp löïc nhoû nhaát xaûy ra ôû cuïm B trong tröôøng hôïp 2: Pmin = 48206N. Nhö vaäy ta phaûi kieåm tra heä soá an toaøn baùm cho tröôøng hôïp caàn truïc mang vaät naâng toái ña laøm vieäc ôû taàm vôùi lôùn nhaát vaø maët phaúng treo caàn chöùa. Ñoái vôùi caàn truïc daãn ñoäng rieâng heä soá an toaøn baùm ñöôïc kieåm tra theo coâng thöùc (3-50-1): Trong ñoù : G’d= Pmin= 48206N : toång aùp löïc taùc duïng leân baùnh daãn trong tröôøng hôïp baát lôïi nhaát. f= 0,015 : heä soá ma saùt oå laên. 0,6 : heä soá keå ñeán söï phaân boá taûi troïng khoâng ñeàu giöõa caùc baùnh daãn. W0t= 11314N : toång löïc caûn tónh cuûa caàn truïc trong tröôøng hôïp ñang xeùt. j = 0,12: heä soá baùm cuûa baùnh xe vaøo ray. Ta thaáy kb = 1,123 > 1,1 Vaäy ñaït yeâu caàu. 6.4) Quaù trình môû maùy vaø phanh: Moâmen danh nghóa cuûa ñoäng cô: Moâmen môû maùy trung bình cuûa ñoäng cô : Moâmen do löïc caûn tónh gaây ra treân truïc ñoäng cô : Vôùi hdc = 0,85 : laø hieäu suaát cuûa boä truyeàn cô caáu di chuyeån. Thôøi gian môû maùy di chuyeån (3-53-1) : tm = + Trong ñoù : ∑(GiDi2)I= (Gi.Di2)roâto + (Gi.Di2)khôùp = 1,95 + 3,75 = 5,7 Nm2 Moment môû maùy yeâu caàu caàn coù : Ta thaáy moâmen môû maùy trung bình cuûa ñoäng cô lôùn hôn moâmen môû yeâu caàu. Vaäy ñoäng cô ñaõ choïn laø hôïp lí. Phanh : Moment phanh phaûi xaùc ñònh xuaát phaùt töø yeâu caàu khi caàn truïc di chuyeån treân ñöôøng ray trong moïi tröôøng hôïp seõ khoâng xaûy ra tröôït trôn trong thôøi kyø phanh. Gia toác haõm khi khoâng coù vaät naâng töông öùng vôùi tæ leä soá baùnh daãn vôùi toång soá baùnh xe laø 4/8 vaø heä soá baùm j = 0,12 tra theo baûng (3-10-1) ta choïn j0phanh = 0,45m/s2. Thôøi gian phanh khi khoâng coù vaät naâng : Vôùi phanh ñaët ôû truïc thöù nhaát moâmen phanh ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc (3-58-1) : Vôùi W0t : laø löïc caûn tónh khi khoâng coù vaät naâng. Vì caàn truïc laøm vieäc ngoaøi trôøi maø khoâng coù boä phaän haõm gioù neân moment phanh phaûi kieåm tra veà haõm giöõ khi coù taûi troïng gioù ôû traïng thaùi khoâng laøm vieäc. Trong tröôøng hôïp naøy moment phanh phaûi ñaûm baûo ñieàu kieän : - W02 : Löïc caûn do ñoä doác cuûa ñöôøng ray khi khoâng coù vaät naâng. - W03 : Löïc caûn gioù khi khoâng coù vaät naâng. W30 = kk . q . F = 1,2 . 1000 . (4,55 + 7,65 + 2,808 + 9,84) = 29818N - - k= 1,2 : heä soá an toaøn phanh. Vôùi moâmen phanh naøy ta choïn loaïi phanh maù ñieän töø xoay chieàu loaïi TKT 200 coù moment phanh M0ph = 157N ñaûm baûo caùc yeâu caàu treân. Boä truyeàn: ta choïn boä truyeàn cho cô caáu di chuyeån döïa treân hai yeâu caàu ñaûm baûo coâng suaát truyeàn 3,3Kw vaø tæ soá truyeàn chung iñc = 46,86. Töø ñoù ta choïn boä truyeàn goàm hai phaàn: boä truyeàn kín hai caáp vaø boä truyeàn hôû moät caáp. Boä truyeàn hôû laø boä truyeàn baùnh raêng truï moät caáp goàm moät caëp baùnh raêng aên khôùp coù m = 10mm; Z1 = 53; Z2 = 21. Tæ soá truyeàn: Boä truyeàn kín laø hoäp giaûm toác truïc vít, baùnh raêng hai caáp kyù hieäu TKT coù tæ soá truyeàn i2 = 18,57. Hình 22: Sô ñoà ñoäng cô caáu di chuyeån caàn truïc 1. Hoäp giaûm toác 2. Ñoäng cô 3. OÅ bi 4. Caùc baùnh xe chuû ñoäng 5. Baùnh raêng m = 10 ; z = 53 6. Baùnh raêng m = 10 ; z = 21 7. OÅ bi 8. Baùnh raêng m = 10 ; z = 53 9. Phanh Hình 23: Sô ñoà caàn truïc thaùp luùc laøm vieäc CHÖÔNG 7: TÍNH TOAÙN KEÁT CAÁU KIM LOAÏI Ñoái vôùi caàn truïc thaùp vieäc tính toaùn keát caáu theùp raát phöùc taïp ta phaûi tính cho nhieàu boä phaän nhö: caàn, thaùp, baøn quay, khung di chuyeån … ÔÛ ñaây chæ giôùi haïn tính keát caáu theùp cho caàn vaø thaùp coøn baøn quay, khung di chuyeån ta choïn theo caàn truïc thaùp KB 100 cuûa Nga. 1) Tính keát caáu caàn: Caùc thoâng soá cô baûn cuûa caàn: Chieàu daøi toång coäng 18,5m goàm 4 ñoaïn laép laïi. Ñuoâi caàn daøi 4,195m Hai ñoaïn trung gian 4,91m. Ñaàu caàn 4,485m Vaät lieäu laøm caùc thanh bieân treân, bieân döôùi laø theùp goùc ñeàu caïnh L70x70x7. Vaät lieäu laøm caùc thanh giaèng ngang, giaèng cheùo laø theùp goùc ñeàu caïnh L50x50x5 coù [sb] = 3923Kg/cm2. Heä palaêng naâng caàn a= 8; caùp Æ 18 Heä palaêng naâng vaät a= 2; caùp Æ 16,5 Khoái löôïng caàn + giaù phuï = 1385Kg Khoái löôïng vaät naâng lôùn nhaát 5000Kg Khoái löôïng moùc caâu vaø puli ñaàu caàn 340Kg 1.1 Kieåm tra oån ñònh cuûa caàn: Theo sô ñoà maéc caùp vaøo ñaàu caàn vaø caùch laép caàn vaøo thaân thaùp ta coù sô ñoà tính toaùn caàn theo hình 24. Chieàu daøi töông ñöông tính toaùn laáy baèng chieàu daøi caàn = 18500mm Tính ñoä maûnh cuûa caàn: Vôùi theùp goùc ñeàu caïnh cuûa caùc thanh bieân coù caùc thoâng soá (theo “söùc beàn vaät lieäu” [2]) dieän tích maët caét ngang F = 9,42cm2, moment quaùn tính Jx= Jy= 43cm4 khoaûng caùch töø troïng taâm ñeán meùp ngoaøi cuûa caùnh Z = 1,99cm. Moment choáng uoán tính theo coâng thöùc [6-5-3] Baùn kính quaùn tính ix = iy = 2,41cm Toaï ñoä töø troïng taâm tieát dieän caét ngang cuûa caàn (ñoaïn caàn trung gian coù tieát dieän khoâng ñoåi). Hình 24: Sô ñoà hình hoïc cuûa caàn Goïi lx laø ñoä maûnh cuûa thanh bieân ñoái vôùi truïc X0, ly laø ñoä maûnh cuûa thanh bieân vôùi truïc Y0 ; Vôùi m = 1: Heä soá l= 1850cm Ñeå tính ta tính [5-15-3]: Ñoä maûnh töông ñöông tính theo coâng thöùc trong baûng (8-6-1) Trong ñoù: + F1, F2 laø dieän tích caùc caëp thanh bieân vôùi truïc chung 1_1 vaø 2_2. ÔÛ ñaây 4 thanh bieân gioánh nhau neân F1= F2 = 9,42cm2 + Fb1, Fb2 dieän tích tieát dieän caùc thanh giaèng ngang naèm trong caùc maët phaúng thaúng goùc vôùi caùc truïc 1_1 vaø 2_2 (dieän tích maët treân, maët döôùi vaø 2 maët beân). 27 : Heä soá qui ñònh cho tröôøng hôïp tính toaùn cuï theå cuûa caàn kieåu daøn. Döïa vaøo keát caáu cuï theå cuûa caàn (baûn veõ keát caáu theùp cuûa caàn) ta coù ñöôïc chieàu daøi cuûa caùc thanh giaèng ngang vaø caùc thanh giaèng ñöùng. Xeùt caùc maët caét ngang vuoâng goùc vôùi truïc 1_1 vaø 2_2 ñi qua ñöôøng taâm cuûa caùc thanh bieân ta tính ñöôïc dieän tích caùc thanh giaèng: Trong maët phaúng vuoâng goùc vôùi truïc 1_1: Fb1 = [(18,5x0,007x2) + (0,86x0,005x8)x2+ (1,4+1,34+1,25+1,2+1,1+1,07)x0,005 + (0,62+0,69+0,77+0,835+0,89+0,95)x0,005] = 1,33085m2 = 13088,5cm2 Trong maët phaúng vuoâng goùc vôùi truïc 2_2: Fb2 = [(18,5x0,007x2) + (0,86x0,005x8)x2 + (0,63+0,64+0,65+0,75+0,6)x0,005 + (0,57+0,62+0,67+0,82+0,81+0,81)x0,005]x2 = 1,2519m2 = 12519cm2 Ñoä maûnh giôùi haïn cuûa keát caáu kim loaïi caàn tra theo baûng [8-7-1] _ Trong maët phaúng treo caàn [lX-X] = 100. _ Trong maët phaúng vuoâng goùc [ly-y] = 180 Ta thaáy: lxtñ < [lx-x], lytñ < [ly-y] Vaäy caàn thoûa maõn ñieàu kieän oån ñònh trong caû hai maët phaúng treo caàn vaø maët phaúng vuoâng goùc vôùi maët phaúng treo caàn. 1.2 Kieåm tra ñoä beàn cuûa caàn: Ta kieåm tra ñoä beàn cuûa caàn trong 2 tröôøng hôïp laøm vieäc nguy hieåm sau: Tröôøng hôïp 1: caàn laøm vieäc vôùi taûi troïng lôùn nhaát vôùi taàm lôùn nhaát (bao goàm caû caùc taûi troïng phuï taùc duïng leân). Tröôøng hôïp 2: caàn laøm vieäc vôùi taûi troïng lôùn nhaát ôû taàm vôùi nhoû nhaát (bao goàm caùc taûi troïng phuï taùc duïng leân caàn). 1.2.1 Kieåm tra ñoä beàn cuûa caàn trong tröôøng hôïp 1: (goùc nghieâng caàn b = 200) Caùc thoâng soá ban ñaàu: Chieàu daøi caàn 18,5m Troïng löôïng baûn thaân caàn 14850N (Tính luoân khoái löôïng giaù phuï vaø puli ñaàu caàn). Goùc nghieâng nhoû nhaát bmin= 200 a)_Taûi troïng taïm thôøi tính theo coâng thöùc (8-50-1): PT = k2.Q + G3 = 1,2.50000 + 2400 = 62400N vôùi Q, G3 : troïng löôïng vaät naâng vaø boä phaän mang; Q = 50000N; G3 = 2400N k2 = 1,2 : Heä soá ñieàu chænh tính ñeán aûnh höôûng cuûa löïc quaùn tính khi cheá ñoä laøm vieäc trung bình. b)_Löïc quaùn tính ngang do troïng löôïng cuûa vaät naâng vaø boä phaän mang xuaát hieän khi môû maùy hay cô caáu quay, löïc naøy taäp trung ôû ñaàu caàn (8-53-1). Png = 0,1.(Q + Gmoùc) = 0,1.(50000 + 2400) = 5240N c)_Löïc quaùn tính ngang do troïng löôïng cuûa caàn xuaát hieän khi môû maùy hoaëc phanh cô caáu quay, löïc naøy phaân boá doïc theo chieàu daøi caàn. G1ng = 0,1Gcaàn = 0,1.14850 = 1485N d)_Taûi troïng gioù ôû traïng thaùi laøm vieäc vaø khoâng laøm vieäc: taûi troïng gioù cuûa caàn phaân boá ñeàu treân toaøn boä chieàu daøi caàn, taûi troïng gioù cuûa vaät: (taûi troïng gioù tính trong maët phaúng vuoâng goùc vôùi maët phaúng treo caàn) Pg/ng = 1,2.400 . 3,25 = 1560N Xem phaàn tính toaùn cô caáu quay. Löïc naøy taäp trung taïi troïng taâm vaät. Pgc = Kk.q.Fc = 1,2 . 400 . 1,7 = 818N Pgv = Kk.q.Fv = 1,2 . 400 . 7 = 3360N Vôùi: Kk = 1,2 : heä soá caûn khí ñoäng hoïc. q = 400N/m2 : aùp löïc gioù; baûng 1-2-1. Fc = 4,98.sin200 = 1,7m2 (xem phaàn tính cô caáu naâng caàn). Fv = 7m2 (choïn sô boä theo troïng löôïng vaät) e)_Löïc trong daây caùp treo vaät: (ñaët ôû ñaàu caàn) f)_Löïc trong daây caùp treo caàn : (xeùt trong maët phaúng treo caàn) Laáy toång moâmen ñoái vôùi ñieåm A (hình 25) Xaùc ñònh phaûn löïc taïi ñuoâi caàn hay löïc neùn ôû ñaàu caàn: Troïng löôïng caàn phaân boá ñeàu theo chieàu daøi caàn Þ taûi troïng phaân boá cuûa troïng löôïng caàn: Vôùi k1 = 1 heä soá chính khi vaän toác naâng < 60m/ph Phaûn löïc ôû ñuoâi caàn baèng löïc neùn ôû ñaàu caàn Löïc neùn trong moãi thanh bieân döôùi taùc duïng cuûa löïc thaúng ñöùng. Vôùi : a = 30 : goùc giöõa truïc maët treân (döôùi) vaø truïc caàn. ab = 3,40 : goùc giöõa truïc maët beân vôùi truïc caàn. Tính löïc taùc duïng cuûa caùc taûi troïng ngang: Caùc taûi troïng ngang taùc duïng trong maët phaúng goùc vôùi maët phaúng treo caàn goàm coù taûi troïng gioù, löïc quaùn tính xuaát hieän khi quay caàn truïc vaø thaønh phaàn ngang cuûa taát caû caùc taûi troïng xuaát hieän khi caàn truïc nghieâng. Theo phöông ngang caàn bò ngaøm ôû ñuoâi caàn. Moment gaây ra do löïc quaùn tính ngang cuûa caàn Moment gaây ra do löïc quaùn tính ngang cuûa vaät boä phaän mang vaø taûi troïng cuûa vaät naâng theo phöông ngang. M2max = 8600.17,384 = 149502Nm Moment gaây ra do taûi troïng gioù cuûa caàn : M3max = 1560.0,5.17,384 = 13560Nm Toång moment uoán ngang taùc duïng leân caàn Mv/ng = åMi = 12908 + 149502 + 13560 = 165970Nm Phaûn löïc ngang döôùi taùc duïng cuûa moment töïa do toång taûi troïng ngang sinh ra Mng laø moät caëp löïc Vôùi b0 = 1,4m laø khoaûng caùch giöõa 2 taám baûn leà. Löïc neùn leân thanh bieân döôùi: Toång löïc neùn leân thanh bieân döôùi Sbå = Sb + Sb = 46774 + 59438 = 106212N Ñoä oån ñònh cuûa thanh bieân ñöôïc kieåm tra theo coâng thöùc: Trong ñoù: F : dieän tích cuûa thanh bieân j : heä soá giaûm öùng suaát cho pheùp [s] öùng suaát cho pheùp laáy töông öùng vôùi tröôøng hôïp phoái hôïp taûi troïng. Vaäy thanh bieân döôùi ôû ñoaïn ñuoâi caàn ñuû beàn. Phaàn giöõa cuûa caàn laø moät khoái chöõ nhaät chòu taùc duïng cuûa N vaø MUng vaø cuûa moâmen uoán M döôùi taùc duïng cuûa troïng löôïng baûn thaân vaø leäch taâm löïc neùn trong thanh bieân xaùc ñònh theo coâng thöùc: Trong ñoù b vaø h laø khoaûng caùch giöõa caùc ñöôøng taâm cuûa caùc thanh bieân trong maët töông öùng: h = 740 – 1,9.2 = 736,2mm = 73,62cm b = 900 – 1,9.2 = 896,2mm M ñöôïc xaùc ñònh laø giaù trò moâmen uoán cuûa troïng löôïng baûn thaân caàn: Ñoä oån ñònh cuûa thanh bieân. Vaäy thanh bieân ñaõ ñuû beàn. *Tính löïc trong caùc thanh giaèng: Ta choïn theùp cho caùc thanh gaèng laø theùp goùc ñeàu caïnh Lx50x50x5 co caùc thoâng soá ñaëc tröng sau: Dieän tích maët caét 4,8cm2 Moment quaùn tính Jx = Jy = 11,2cm4 Caùc thanh giaèng cuûa csc thanh chòu neùn ñöôïc tính theo löïc ngang giaû ñònh, trò soá cuûa löïc ngang giaû ñònh ñöôïc caùc ñònh theo coâng thöùc (8-71-1): S = 0,015Nmax Vôùi Nmax laø löïc neùn lôùn nhaát trong thanh ñoù. ÔÛ ñaây, Nmax = Sb = 182714N S = 0,015 . 182714 = 2741N Löïc trong caùc thanh giaèng xieân. b1 = 50mm : beà roäng cuûa thanh giaèng. l1 = 1227,5mm : khoaûng caùch giöõa 2 thanh giaèng song song lieân tieáp. a1 = 30,630 laø goùc ôû giöõa taïo bôûi thanh giaèng xieân vaø thanh ñöùng. Caùc thanh giaèng xieân chòu neùn ñöôïc kieåm tra theo ñoä oån ñònh. Vaäy thanh naøy ñuû beàn. - Löïc taùc duïng trong caùc thanh giaèng ñöùng: V1 = P1/2 = 33646/2 = 16823N Caùc thanh giaèng ñöùng chòu neùn ñöôïc kieåm tra ñoä oån ñònh: s = V1/ jF = 3894N/cm2 s < [s] = 39230N/cm2 Vaäy thanh naøy ñuû beàn. Hình 25: Sô ñoà löïc taùc duïng leân caàn vaø caùc bieåu ñoà moâmen uoán khi goùc nghieâng caàn laø 200 (βmin) 1.2.2 Tröôøng hôïp 2: khi caàn truïc laøm vieäc vôùi taûi troïng lôùn nhaát, taàm vôùi nhoû nhaát. (goùc nghieâng caàn b = 660) a)_Taûi troïng taïm thôøi Pt = k2Q + Gmang = 1,2 . 50000 + 2400 = 62400N b)_Löïc quaùn tính ngang do troïng löôïng cuûa caàn truïc xuaát hieän khi môû maùy vaø phanh cô caáu quay: Gc/ng = 0,1Gc = 0,1 . 14850 = 1485N c)_Löïc quaùn tính ngang do troïng löôïng cuûa vaät naâng vaø boä phaän mang gaây ra khi môû maùy hoaëc phanh cô caáu quay: Png = 0,1(Q + Gm) = 0,1.(50000 + 2400) = 5240N d)_Taûi troïng gioù. ÔÛ traïng thaùi laøm vieäc vaø khoâng laøm vieäc taûi troïng gioù phaân boá ñeàu treân toaøn chieàu daøi cuûa caàn. Taûi troïng gioù ta tính trong 2 maët phaúng : maët phaúng treo caàn vaø maët phaúng vuoâng goùc vôùi maët phaúng treo caàn. - Trong maët phaúng treo caàn: taûi troïng gioù cuûa caàn Pg/c = Kk . q. F01 = 1,2 . 400 . 4,55 = 2184N Vôùi F01 = 4,98.sin660 = 4,55m2 laø dieän tích chaén gioù cuûa caàn trong maët phaúng naøy Þ Pgv = 1,2 . 400 . 7 = 3360N Fv = 7m2 Taûi troïng gioù trong maët phaúng vuoâng goùc vôùi maët phaúng treo caàn : Pg/cng = Kk.q.F02 = 1,2.400.3,25 = 1560N Vôùi F02 = 3,25m2 (xem phaàn tính toaùn cô caáu quay) e)_Löïc caêng trong daây caùp treo vaät (ñaët ôû ñaàu caàn): f)_Löïc trong daây caùp naâng caàn. Laáy toång moment ñoái vôùi ñieåm A (hình 27) * Löïc taùc duïng cuûa caùc taûi troïng trong maët phaúng treo caàn: Muoán tính phaûn löïc R ta phaûi tính caùc phaûn löïc thaønh phaàn ngang RH vaø ñöùng RV. Phaûn löïc RV ôû ñuoâi caàn baèng löïc neùn ôû ñaàu caàn. Löïc neùn trong moãi thanh bieân döôùi taùc duïng cuûa taûi troïng maët phaúng treo caàn. Vôùi a = 30 : goùc giöõa truïc caàn vaø maët treân (hay döôùi) (xem hình 24). ab = 3,4 : goùc giöõa truïc caàn vaø maët beân. Tính löïc taùc duïng cuûa caùc taûi troïng ngang : caùc taûi troïng ngang taùc duïng trong maët phaúng thaúng goùc vôùi maët phaúng treo caàn goàm coù taûi troïng gioù, löïc quaùn tính ngang xuaát hieän khi môû maùy hoaëc phanh cô caáu quay vaø thaønh phaàn ngang cuûa taát caû caùc taûi troïng xuaát hieän khi caàn truïc nghieâng. Theo phöông ngang caàn bò ngaøm ôû ñuoâi caàn. Moâmen uoán ngang gaây ra bôûi: Löïc quaùn tính ngang do troïng löôïng cuûa keát caáu caàn (M1). Löïc quaùn tính do troïng löôïng vaät naâng vaø maù caâu vaø löïc do taûi troïng gioù ngang cuûa vaät naâng M2. Löïc gioù cuûa caàn M2. Sô ñoà löïc taùc duïng leân caàn (xem hình 27). M1max = Gc/ng.Lc/2.cos66 = 1485.9,25.cos66 = 5587Nm M2max = Png.Lc.cos66 = (5240+3360).18,5.cos66 = 64712Nm M3max = Pg/ng.Lc/2.cos66 = 1560.9,25.cos66 = 5869Nm Mu/ng = åMi = 5587+ 64712 + 5869 = 76159Nm Löïc neùn leân thanh bieân döôùi. Vaäy toång löïc neân leân thanh bieân döôùi laø: Sbå = Sb + Sb’ = 36481 + 27274 = 63755N Ñoä beàn cuûa thanh bieân ñöôïc kieåm tra theo coâng thöùc: Vaäy thanh ñuû beàn. * Ñoaïn giöõa caàn laø moät khoái hình chöõ nhaät chòu taùc duïng cuûa N vaø Mng vaø moment uoán M döôùi taùc duïng cuûa troïng löôïng baûn thaân vaø leäch taâm. Löïc neùn trong thanh bieân ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: Sb = N/4 + M/2h + Mng/2b (8-66-1) Khoaûng caùch giöõa caùc ñöôøng taâm trong maët phaúng töông öùng h = 736,2mm b = 896,2mm Hình 26: Tieát dieän ngang cuûa caàn N = 145525N; Mng = 76159Nm. M ñöôïc xaùc ñònh laø giaù trò cöïc ñaïi cuûa moment uoán ngang do troïng löôïng baûn thaân caàn Ñoä beàn cuûa thanh bieân ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc : s = Sb/jF = 11543N/cm2 s < [s] = 39230N/cm2 Vaäy thanh ñuû beàn. Hình 27: Sô ñoà löïc taùc duïng leân caàn vaø caùc bieåu ñoà moâmen uoán khi goùc nghieâng caàn laø 660 (βmax). * Tính löïc trong caùc thanh giaèng: Caùc thanh giaèng hay taâm noái cuûa caùc thanh chòu neùn ñöôïc tính theo coâng thöùc: S = 0,015.Nmax = 0,015.97858 = 1468N Löïc trong caùc thanh giaèng xieân: Löïc trong caùc thanh ñöùng V = P/2 = 18020/2 = 9010N Kieåm tra caùc thanh giaèng xieân chòu neùn theo ñoä oån ñònh. s = D/jF = 2425N/cm2 s < [s] = 39230N/cm2 Vaäy thanh giaèng xieân ñuû beàn. Kieåm tra thanh ñöùng chòu neùn theo ñoä oån ñònh s = V/jF = 2086N/cm2 s < [s] = 39230N/cm2 Vaäy thanh ñöùng ñuû beàn Hình 28: Sô ñoà tính löïc trong caùc thanh giaèng ñöùng cuûa caàn. Hình 29: Sô ñoà tính löïc trong caùc thanh giaéng xieân cuûa caàn 2) Tính toaùn keát caáu thaùp: Thaùp goàm 3 ñoaïn laép laïi : ñaàu thaùp, thaân thaùp, ñuoâi thaùp. Coù caùc kích thöôùc nhö hình veõ. Vaät lieäu laøm caùc thanh bieân laø goùc ñeàu caïnh 100x100x10 coù [s] = 39230n/cm2. Vaät lieäu laøm caùc thanh giaèng xieân vaø thanh giaèng ñöùng laø theùp goùc ñeàu caïnh 70x70x10 coù [s] = 39230N/cm2. Kieåm tra oån ñònh: Theo sô ñoà boá trí thaùp treân caàn truïc vaø caùch lieân keát thaùp vaøo baøn quay ta coù sô ñoà xaùc ñònh chieàu daøi töï do cuûa thaùp chòu neùn nhö sau: (hình 30). Ôû ñaây ta xeùt trong maët phaúng treo caàn thì thaùp bò ngaøm taïi B. Coøn trong maët phaúng vuoâng goùc vôùi maët phaúng treo caàn thì thaùp bò ngaøm ôû A. Sô ñoà vôùi chieàu daøi töông ñöông tính toaùn laáy baèng hai laàn chieàu daøi thaùp (hình 30). L = 24,160 x 2 = 48,32m 2.1) Tính ñoä maûnh cuûa thaùp: Hình30: Sô ñoà keát caáu thaân thaùp Hình 31: Sô ñoà tính ñoä maûnh cuûa thaùp Vôùi vaät lieäu laø theùp goùc ñeàu caïnh L100x100x10 coù caùc thoâng soá cô baûn nhö sau: Dieän tích maët caét ngang F = 19,2cm2 Moment quaùn tính Jx = Jy = 179cm4 Baùn tính quaùn tính ix = iy = 3,05cm Khoaûng caùch töø troïng taâm ñeán meùp ngoaøi cuûa caùnh Z = 2,83cm Goïi lx vaø ly laø ñoä maûnh cuûa toaøn thanh bieân ñoái vôùi truïc x-x, y-y. Ta coù: ; Vôùi m = 1; ltñ = 48,32m Ñeå tính i0x vaø i0y ta tính caùc trò soá Jxt , Jyt moment quaùn tính ñoái vôùi heä truïc Oxy. Ñoä maûnh töông ñöông tính theo coâng thöùc trong baûng (8-6-1) Trong ñoù F1 vaø F2 : dieän tích thieát dieän caëp thanh bieân vôùi truïc chung 1-1 vaø 2-2. Trong tröôøng hôïp 4 thanh bieân gioáng nhau thì F1 = F2 = 19,2cm2 Fb1, Fb2 : dieän tích caùc thanh giaèng ngang naèm trong caùc maët phaúng thaúng goùc vôùi caùc truïc 1-1 vaø 2-2 (truïc 1-1 naèm trong maët phaúng vuoâng goùc vôùi maët phaúng treo caàn, truïc 2-2 naèm trong maët phaúng treo caàn). Heä soá 27 qui ñònh cho tröôøng hôïp tính toaùn cuï theå ñoái vôùi thaùp kieåu daøn. Döïa vaøo keát caáu cuï theå cuûa thaùp ta tính caùc dieän tích Fb1 vaø Fb2. Fb1 = {[21,96x0,01x2] + [(0,9+1,1+1,27+1,48+1,6+1,45+2.1,4).0,007] + [1,5x10x0,07] + [(0,9+0,52+0,7+1,02+0,95+1,5+1,42+1,22+1,35.3).0,007]}.2 = 1,445m2 Fb2 = {[21,96x0,01x2] + [(1+1,67+1,6+1,5+1,4+1,4+1,48+1,6+1,45).0,007] + [1,5x10x0,07] + [(0,65+0,82+1+1,4+1,22+1,4+1,35.3).0,007]}.2 = 1,43m2 Ñoä maûnh giôùi haïn cuûa keát caáu kim loaïi thaùp. Trong maët phaúng treo caàn [lX-X] = 100. Trong maët phaúng vuoâng goùc [lY-Y] = 180. Ta thaáy : lXtñ < [lX-X] lYtñ < [lY-Y] Vaäy thaùp ñaûm baûo ñieàu kieän oån ñònh trong caû 2 maët phaúng x-x vaø y-y. 2.2) Kieåm tra ñoä beàn cuûa thaùp : Ta kieåm tra ñoä beàn cho hai tröôøng hôïp. - Tröôøng hôïp 1 : khi caàn laøm vieäc vôùi taûi troïng lôùn nhaát ôûù taàm vôùi lôùn nhaát vaø coù caû taûi troïng phuï taùc duïng leân caàn vaø thaùp. Khi tính toaùn ta xem nhö thaùp khoâng bò bieán daïng trong maët caét ngang. - Tröôøng hôïp 2 : khi caàn laøm vieäc vôùi taûi troïng lôùn nhaát ôû taàm vôùi nhoû nhaát coù caû caùc taûi troïng phuï taùc duïng leân caàn vaø thaùp. Tröôøng hôïp 1 : Xeùt trong maët phaúng treo caàn löïc taùc duïng leân thaùp bao goàm : Phaûn löïc N do caàn gaây ra ôû ñuoâi caàn, löïc caêng caùp, Sc, Sv troïng löôïng baûn thaân thaùp vaø cabin. Taûi troïng gioù taùc duïng leân thaùp vaø cabin. Caùc soá lieäu ban ñaàu : caùc kích thöôùc vaø soá ño caùc goùc cho treân hình 32. Löïc neùn do caàn gaây ra : N = 194438N Sv = 32500N Sc = 146249N Troïng löôïng thaùp vaø cabin Gt = 39360 + 3800 = 43160N Hình 32: Sô ñoà tính löïc taùc duïng leân thaùp Taûi troïng gioù taùc duïng leân thaùp vaø cabin trong maët phaúng treo caàn. Pg = kk.q.(Ft + Fcb) = 1,2.400.(7,442 + 2,808) = 4920N (xem caùch tính ôû phaàn cô caáu di chuyeån) Taûi troïng gioù taùc duïng leân thaùp phaân boá ñeàu leân toaøn boä chieàu daøi cuûa thaùp (hình 32). Trong maët phaúng treo caàn thaùp vöøa chòu neùn vaø vöøa chòu uoán. Ta tính phaûn löïc taïi goái A: (hình 32) Phaûn löïc ôû chaân thaùp baèng löïc neùn ôû ñaàu thaùp : R = N Löïc neùn trong moãi thanh bieân cuûa thaùp döôùi taùc duïng cuûa löïc thaúng ñöùng Ta tính moment uoán cuûa thaùp trong maët lieân keát giöõa thaân thaùp vaø ñuoâi thaùp (hình 32). Hình 33: Caùc bieåu ñoà moâmen uoán cuûa thaùp Vôùi Så laø hôïp löïc taùc duïng taïi ñaàu thaùp theo phöông vuoâng goùc vôùi truïc thaùp trong maët phaúng treo caàn. M3max = Så.l = 83102.20,61 = 1712732 N.m M2max = N.lrd.cos20 = 194438.13,39.cos20 = 2446513N M1max = Pg.l/2 = 4920.20,61/2 = 50700N Toång moâmen uoán taùc duïng leân maët lieân keát giöõa thaân thaùp vaø ñuoâi thaùp (hình 32). M = M1max – M2max + M3max = 1712732 – 2446513 + 50700 = -683081N.m Tính moâmen choáng uoán cuûa thaùp taïi maët caét ngang ñi qua thaân thaùp. Vôùi theùp goùc ñeàu caïnh 100x100x10 coù caùc thoâng soá ñaëc tröng sau : Dieän tích maët caét ngang : F = 19,2cm2 Khoaûng caùch töø troïng taâm ñeán caùc caïnh Z = 2,83cm Moment quaùn tính Jk = Jy = 179cm4 Choïn Oxy laø heä truïc trung taâm cuûa maët caét ngang. Moment quaùn tính chính trung taâm Moâmen choánh uoán Öùng suaát uoán taïi maët caét ngang ñi qua thaân thaùp Ñoái vôùi cheá ñoä laøm vieäc trung bình öùng suaát cho pheùp [s] = 160N/mm2 = 160.106N/m2 Vaäy sMAX < [s] ñieàu naøy thoaû maõn. Ta xeùt tröôøng hôïp thaân thaùp chòu löïc quaùn tính xuaát hieän khi môû maùy vaø phanh cô caáu di chuyeån. Ta xem löïc naøy phaân boá leân toaøn boä chieàu daøi thaùp. Moâmen löïc naøy gaây ra taïi maët lieân keát giöõa thaân thaùp vaø ñuoâi thaùp. Mqt = Fqt . l/2 = 3067 . 20,61/2 = 31605 Nm Ta xem moment löïc naøy cuøng chieàu vôùi moment löïc toång ñeå kieåm tra ñoä beàn. Toång moment löïc uoán gaây ra taïi maët lieân keát giöõa thaân thaùp vaø ñuoâi thaùp (hình 32) Må = Mt + Mqt = 683081 + 31605 = 714686 Nm Öùng suaát uoán taïi B smax = Må/W = 714686/5169.10-6 = 138,3.106N/m2 Trong tröôøng hôïp phoái hôïp taûi troïng vôùi cheá ñoä laøm vieäc trung bình [s] = 180N/mm2 = 180.106N/m2 smax < [s] Vaäy thaùp ñuû beàn trong maët phaúng treo caàn. Tính ñoä beàn thaùp trong maët phaúng vuoâng goùc vôùi maët phaúng treo caàn Tröôøng hôïp 1 : khi caàn laøm vieäc vôùi taûi troïng lôùn nhaát ôû taàm vôùi lôùn nhaát vaø coù caû caùc taûi troïng phuï taùc duïng leân caàn vaø thaùp. Trong maët phaúng naøy löïc taùc duïng leân thaùp goàm : Löïc gioù xoâ ngang, löïc quaùn tính cuûa thaùp vaø cabin sinh ra khi môû maùy hoaëc phanh cô caáu quay, moâmen uoán ngang gaây ra do taûi troïng cuûa caàn, moâmen naøy ñaët taïi ñuoâi caàn. Trong maët phaúng naøy thaùp bò ngaøm taïi maët phaúng lieân keát giöõa thaân thaùp vaø ñuoâi thaùp (hình 32). Taûi troïng gioù taùc duïng leân thaùp theo phöông ngang. Pg = Kk.q.F = 1,2 . 400 . 6,812 = 3270N Vôùi F = 6,812 laø dieän tích chaén gioù cuûa thaùp (xem phaàn tính toaùn cô caáu quay). Löïc naøy phaân boá treân toaøn boä chieàu cao thaùp. Löïc quaùn tính do troïng löôïng thaùp sinh ra khi môû maùy hoaëc phanh cô caáu quay. Pqt = Gt/g.wq/tq Vôùi Gt = (3800 + 39360) = 43160N : laø troïng löôïng cuûa thaùp vaø cabin wq = 0,7.2p/60 = 0,07rad/s : laø vaän toác goùc khi quay. Tq = 1,3(s) thôøi gian môû maùy cô caáu quay. Pqt = 43160/9,8 . 0,07/1,3 = 248N Löïc naøy phaân boá ñeàu treân toaøn boä chieàu cao thaùp. Hình 34: Sô ñoà löïc taùc duïng leân thaùp vaø bieåu ñoà moâmen uoán cuûa thaùp.(tröôøng hôïp 1) Moâmen gaây ra do löïc gioù vaø löïc quaùn tính taïi chaân thaùp. M1MAX = (Pg + Pqt).lt/2 = (3270 + 248). 20,61/2 = 36253 Nm M2 = 165970 Nm (xem phaàn tính caàn) Toång moment taùc duïng leân ñuoâi thaùp Mw = M1 + M2 = 36253 + 165970 = 202223 Nm Phaûn löïc töïa ngang sinh ra do moment uoán ngang: Png = Muå /bo = 202223/1,74 = 116220N Löïc neùn leân thanh bieân döôùi Vaäy löïc taùc duïng leân thanh bieân döôùi: Sbå = Sb + S’b = 95570 + 61718 = 157288N Ñoä oån ñònh cuûa thanh bieân döôùi ñöôïc kieåm tra theo coâng thöùc : s = Sbå/jF = = 9102N/cm2 [s] = 39230n/cm2 s < [s] vaäy thanh bieân ñuû beàn. Phaàn giöõa thaùp laø moät khoái chöõ nhaät chòu taùc duïng cuûa N, Mng (vì thaân thaùp thaúng ñöùng neân moment uoán döôùi taùc duïng cuûa troïng löôïng baûn thaân thaùp M=0) Löïc neùn leân thanh bieân xaùc ñònh theo coâng thöùc Sb = N/4 + M/2h + Mng/2b (8-66-1) Trong ñoù h = b = 134,34cm : laø khoaûng caùch töø ñöôøng taâm caùc thanh bieân trong maët caét töông öùng. Sb = 357408/4 + 202223/2.1,3434 = 164617N Ñoä oån ñònh cuûa thanh bieân ñöôïc kieåm tra theo coâng thöùc s = Ss2/jF = 9526N/cm2 s < [s] = 39230N/m2. Vaäy thanh ñuû beàn. Tính löïc trong caùc thanh giaèng. Caùc thanh giaèng hay taám noái cuûa caùc thanh chòu neùn ñöôïc tính theo löïc ngang giaû ñònh S = 0,015Nmax (8-71-1) Trong ñoù Nmax = 164617 laø löïc neùn lôùn nhaát trong thanh ñoù S = 0,015.164617 = 2469N Hình 35: Sô ñoà tính thanh giaèng cuûa thaùp (l1 laáy töø baûn veõ thieát keá). Löïc trong caùc thanh giaèng xieân D = P/2cosa Vôùi P = S.l1/2 = 28617N Vôùi b = 0,07m : beà roäng cuûa theùp goùc ñeàu caïnh 70x70x7 laøm thanh giaèng xieân. D = 28617/2cos300 = 16522N Caùc thanh xieân chòu neùn ta coù theå kieåm tra ñuùng theo ñoä oån ñònh. s = D/jF = 1949N/cm2 s < [s] thanh ñuû beàn. Tröôøng hôïp thöù 2: khi caàn laøm vieäc vôùi taûi troïng lôùn nhaát ôû taàm vôùi nhoû nhaát coù caû caùc taûi troïng phuï. Caùc thoâng soá ban ñaàu: Löïc neùn do caàn gaây ra: N = 145525N Löïc caêng caùp naâng vaät: Sv = 32500N Löïc caêng caùp naâng caàn: Sc = 49167N Goùc nghieâng caàn: b = 660 Hình 36: Sô ñoà löïc taùc duïng leân thaùp trong maët phaúng treo caàn (tröôøng hôïp 2). Ta tính löïc taùc duïng taïi goái töïa A (hình 36): Löïc neùn trong moãi thanh bieân cuûa thaùp: Moâmen uoán cuûa thaùp trong maët phaúng treo caàn: Vôùi Så laø löïc taùc duïng taïi ñaàu thaùp theo phöông vuoâng goùc vôùi truïc thaùp trong maët phaúng treo caàn: Så = (Sc + Sv)cos30,30 – 49167sin32,350 – 32500sin8,350 = 39482N Moâmen uoán do gioù gaây ra: M1max = Pg.l/ 2 = 4920 . 20,61/2 = 50700Nm Moâmen uoán do phaûn löïc ôû ñuoâi caàn gaây ra: M2max = N.lrd.cos66 = 145525.13,39.cos66 = 792559Nm Moment uoán do Så gaây ra: M3max = Så .l = 39482 . 20,61 = 813724Nm Moment taùc duïng leân maët caét BC: Mu = M1max + M3max – M2max = 50700 + 813724 – 792559 = 71865Nm Öùng suaát uoán taïi maët caét qua BC: Vaäy taïi maët lieân keát giöõa thaân thaùp vaø ñuoâi thaùp ñuû beàn. Ta xeùt tröôøng hôïp thaân thaùp chòu löïc quaùn tính xuaát hieän khi môû maùy hoaëc phanh cô caáu di chuyeån Ta xem löïc naøy phaân boá ñeàu treân toaøn boä chieàu daøi thaùp. Moment uoán do löïc naøy gaây ra: Mqt = Fqt .l/2 = 3067 .20,61/ 2 = 31605Nm Toång moment uoán gaây ra taïi B: Må = Mt + Mqt = 71865 + 31605 = 103470Nm Öùng suaát uoán lôùn nhaát taïi B: Ta thaáy smax < [su] = 160N/mm2 Tính beàn thaùp trong maët phaúng treo caàn : Taûi troïng gioù taùc duïng leân thaân thaùp theo phöông ngang Pg = kk.q.F = 1,2 . 400 . 6,812 = 3270N Löïc quaùn tính sinh ra do khoái löôïng thaùp gaây ra khi môû maùy hoaëc phanh cô caáu quay : Löïc naøy phaân boá ñeàu treân toaøn boä chieàu daøi thaùp Moâmen gaây ra do löïc gioù vaø löïc quaùn tính taïi chaân thaùp : M1max = (Pg + Pqt).l/ 2 = (3270 + 248).20,61/ 2 = 36253Nm Moâmen gaây ra taïi ñuoâi caàn : M2 = 76159Nm Toång moment taùc duïng leân ñuoâi thaùp theo phöông ngang : Må = M1 + M2 = 36253 + 76159 = 112412Nm Phaûn löïc töïa ngang do moment uoán ngang gaây ra : Löïc neùn leân thanh bieân döôùi Toång löïc taùc duïng leân thanh bieân döôùi: Sbå = Sb + Sb’ = 54310 + 17154 = 71464N Ñoä oån ñònh cuûa thanh bieân döôùi ñöôïc kieåm tra theo coâng thöùc Phaàn giöõa thaùp laø moät khoái chöõ nhaät chòu taùc duïng cuûa löïc neùn N vaø moment uoán Mng. Löïc neùn leân thanh bieân ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: Sb = N/4 + M/2h + Mng/2b =209117/4 + 112412/2.1,3434 = 94118N Vôùi h = b = 134,34cm Ñoä oån ñònh cuûa thanh bieân ñöôïc kieåm tra theo coâng thöùc: Vaäy thanh bieân ñuû beàn. Tính löïc trong caùc thanh giaèng: Caùc thanh giaèng hay taám noái vôùi caùc thanh chòu neùn tính theo löïc ngang giaû ñònh S = 0,015Nmax = 0,015 .94118 = 1412N Löïc trong caùc thanh giaèng xieân: D = P/ 2cosa = 16137/ 2cos300 = 9421N Vôùi : Caùc thanh xieân chòu neùn ñöôïc kieåm tra theo ñoä oån ñònh: CHÖÔNG 8: TÍNH OÅN ÑÒNH CAÀN TRUÏC THAÙP Theo quy ñònh veà an toaøn taát caû caùc loaïi caàn truïc di ñoäng ñeàu phaûi ñöôïc thieát keá vaø cheá taïo ñeå ñaûm baûo ñöùng vöõng khoâng bò laät. 8.1) TÍNH ÑÖÙNG VÖÕNG KHI COÙ VAÄT NAÂNG Heä soá ñöùng vöõng khi coù vaät naâng töùc laø tæ soá giöõa moment troïng löôïng taát caû caùc boä phaän cuûa caàn truïc vôùi moment do vaät naâng gaây ra ñoái vôùi caïnh laät coù tính ñeán taát caû caùc taûi troïng phuï (gioù, löïc quaùn tính vaø aûnh höôûng do ñoä nghieâng lôùn nhaát cho pheùp cuûa maët ñöôøng) phaûi khoâng ñöôïc nhoû hôn 1,15. Tính ñöùng vöõng cuûa caàn truïc baát lôïi nhaát xaûy ra khi caàn truïc laøm vieäc vôùi taûi troïng toái ña ôû taàm vôùi xa nhaát (caàn truïc laøm vieäc vôùi treân ray nghieâng moät goùc a so vôùi phöông ngang) vaø maët phaúng treo caàn vuoâng goùc vôùi caïnh CD cuûa khung di chuyeån. Luùc naøy caïnh CD chính laø caïnh laät cuûa caàn truïc. Taûi troïng taùc duïng leân caàn truïc goàm: Troïng löôïng vaät naâng Q = 50000N Troïng löôïng boä phaän mang Qm = 2400N Troïng löôïng caàn beá caùc thieát bò phuï laép leân noù G = 14850N Troïng löôïng thaân thaùp Qt = 39360N Troïng löôïng cabin Qcb = 3800N Troïng löôïng caùc cô caáu quay, naâng caàn, naâng vaät Qcôcaáu = 77000N Troïng löôïng khung di chuyeån Qdc = 50000N Troïng löôïng baøn quay Qquay = 22000N Troïng löôïng ñoái troïng Qñt = 240000N Löïc li taâm cuûa caùc boä phaän xuaát hieän khi môû maùy hoaëc phanh cô caáu naâng vaät. Löïc gioù taùc duïng leân caùc dieän tích chòu gioù cuûa vaät naâng, caàn, thaùp, cabin, vaø ñoái troïng. Khoaûng caùch töø troïng taâm ñeán caùc boä phaän cuûa caàn truïc ñeán taâm laät ñöôïc xaùc ñònh treân hình veõ. Vaø boä phaän mang moment laät naâng vaät xaûy ra. Mu = Q.(L - l) = 52400.(20 – 2,25) = 930100Nm Trong ñoù l = 2,25m : khoaûng caùch töø taâm laät ñeán taâm quay caàn truïc. Moment laät do troïng löôïng caàn gaây ra Mc = Gc(lc - l) = 14850(11,308 – 2,25) = 134511Nm Moment phuïc hoài do troïng löôïng thaùp Mt = Qt.lt = 39360(2,25 – 1,2) = 41328Nm Moment phuïc hoài do troïng löôïng caùc cô caáu naâng caàn, naâng vaät, quay, baøn quay, khung di chuyeån (caùc troïng löôïng naøy ta xem nhö ñaët taïi taâm quay cuûa caàn truïc). MCC = (QCC + QDC + QBQ).2,25 = (77000 + 22000 + 50000). 2,25 = 335250Nm Hình 37: Sô ñoà caàn truïc ôû traïng thaùi baát lôïi nhaát Moment phuïc hoài do troïng löôïng cabin Mcb = 3800(2,25 – 1,46) = 3002Nm Moment phuïc hoài do ñoái troïng gaây ra Mñt = Qñt.(lñt +l) = 240000(2,75 + 2,25) = 1200000Nm Moment laät do löïc quaùn tính cuûa boä phaän mang vaø vaät naâng gaây ra khi môû maùy hoaëc phanh cô caáu naâng vaät Troïng ñoù Vn = 0,33m/s laø vaän toác naâng. tnm = 1,034 laø thôøi gian môû maùy khi naâng vaät. Caàn truïc quay vôùi vaän toác 0,7voøng/phuùt Þ vaän toác cuûa caàn truïc w = 0,07rad/s. Moment laät do löïc li taâm cuûa vaät naâng gaây ra Trong ñoù Hv = 33m laø chieàu daøi daây caùp treo vaät keå töø ñaàu caàn. Löïc li taâm cuûa caàn: Pc1 = Gc/g.w2.rc = 11,308.(0,07)2.14850/ 9,8 = 102N rc = 11,308 laø baùn kính quay cuûa troïng taâm caàn. Moment laät gaây ra do löïc li taâm cuûa caàn Mc1 = Pc1.H1 = 102 . 22 = 2244Nm Löïc li taâm do thaùp gaây ra Ft1 = rt .w2.Qt/ g = 1,2.(0,07)2.39360/ 9,81 = 23N Moment do löïc li taâm cuûa thaùp Mt1 = 23 . 13,98 = 322Nm 13,98 laø khoaûng caùch töø troïng taâm thaùp ñeán taâm laät. Do khoái löôïng saøn cabin nhoû neân moment laät sinh ra bôûi cabin nhoû boû qua. Löïc li taâm sinh ra do troïng löôïng ñoái troïng Pñt1 = rñt .w2.Qñt/ g = 2,75.(0,07)2.240000/ 9,8 = 324N Moment phuïc hoài cuûa löïc li taâm ñoái troïng Mñt1 = 324 . 3,1 = 1004Nm b3 = 3,1 laø khoaûng caùch töø troïng taâm ñoái troïng ñeán maët ray. Vaäy toång moment laät do löïc li taâm gaây ra taïi taâm laät M1å = Mv1 + Mc1 + Mt1 - Mñt1 = 13456 + 2244 + 324 – 1004 = 15020Nm Ta tính aùp löïc gioù taùc duïng leân caàn truïc, aùp löïc naøy ta tính maët phaúng vuoâng goùc vôùi maët phaúng treo caàn. Aùp löïc gioù taùc duïng leân vaät mang Pvg = 1,2 . 250 . 7 = 2100N Moment laät do taûi troïng gioù cuûa vaät mang gaây ra Mvg = Pvg .(H - Hv) = 2100.(23,3 – 3,3) = 42000Nm Aùp löïc gioù taùc duïng leân caàn Pcg = 1,2 . 250 . 4,98sin200 = 511N Moment laät do taûi troïng gioù cuûa caàn Mcg = Pcg .H1 = 511 . 22 = 11242Nm Aùp löïc gioù taùc duïng leân thaùp Ptg = 1,2 . 250 . 7,442 = 2233N 7,442 laø dieän tích chaén gioù cuûa thaùp (xem phaàn tính toaùn cô caáu di chuyeån). Moment laät do taûi troïng gioù cuûa thaùp gaây ra Mt2 = 2233 . 1398 = 31217N Aùp löïc gioù taùc duïng leân cabin Pcbg = 1,2 . 250 . 2,808 = 842N Moment laät do taûi troïng gioù cuûa cabin Mcb2 = 842 . 19,88 = 16734Nm Taûi troïng gioù taùc duïng leân ñoái troïng Pñtg = 1,2 . 250 .9,84 = 2952N Moment laät gaây ra bôûi taûi troïng gioù cuûa ñoái troïng Mñt2 = 2952 . 3,1 = 9151N Toång moment laät do taûi troïng gioù taùc duïng leân caùc boä phaän cuûa caàn truïc M2å = Mv2 + Mc2 + Mt2 + Mcb2 + Mñt2 = 42000 + 11242 + 31217 + 16734 + 9151 = 110344Nm Toång moment phuïc hoài do troïng löôïng caùc boä phaän cuûa caàn truïc gaây ra Mf = Mcc + Mcb + Mt + Mtñ = 335250 + 3002 + 41328 + 1200000 = 1579580Nm Heä ñöùng vöõng cuûa caàn truïc khi coù vaät naâng vaø caùc cô caáu ñang laøm vieäc ñöôïc tính theo coâng thöùc: (4-11-1) Ta thaáy Kv > 1,15. Vaäy ñieàu kieän ñöùng vöõng cuûa cô caáu trong tröôøng hôïp naøy thoaû maõn. * Tính heä soá ñöng vöõng cuûa caàn truïc ôû vò trí baát lôïi nhaát, ñaàu caàn coù treo vaät naâng, caàn ôû taàm vôùi xa nhaát vaø caùc cô caáu khoâng laøm vieäc. Trong tröôøng hôïp naøy caùc taûi troïng phuï do löïc quaùn tính vaø löïc li taâm sinh ra baèng 0. Kieåm tra heä soá ñöùng vöõng theo coâng thöùc Tröôøng hôïp naøy thoaû maõn tính ñöùng vöõng cuûa caàn truïc. 8.2) TÍNH ÑÖÙNG VÖÕNG BAÛN THAÂN KHI KHOÂNG COÙ VAÄT NAÂNG. Khi khoâng coù vaät naâng caàn truïc maát oån ñònh nhaát khi caàn ôû vò trí cao nhaát vôùi goùc nghieâng lôùn nhaát (bmax = 660), vò trí cuûa noù baát lôïi nhaát treân maët nghieâng cuûa neàn. Luùc naøy caïnh AB cuûa cuïm baùnh xe di chuyeån laø taâm laät cuûa caàn truïc (hình beân). Trong tröôøng hôïp naøy moment laät gaây ra bôûi troïng löôïng ñoái troïng vaø taûi troïng gioù. Taûi troïng gioù taùc duïng leân caàn Pcg = Kk.q.Fc = 1,2 . 1000 . 4,98sin660 = 5460N Moment laät gaây ra bôûi gioù taùc duïng leân caàn Mcg = Pcg .h = 5460.(1,9 + 16,94 + 9,25sin660) = 149005Nm Taûi troïng gioù taùc duïng leân thaùp Ptg = 1,2 .1000 . 7,442 = 8930N Moment laät gaây ra bôûi gioù taùc duïng leân thaùp Mtg = 8930 . 13,98 = 124847Nm Taûi troïng gioù taùc duïng leân cabin Pcbg = 1,2 . 1000 . 2,808 = 3370N Moment laät do taûi troïng gioù taùc duïng leân cabin Mcbg = 3370 . 19,88 = 66988Nm Taûi troïng gioù taùc duïng leân ñoái troïng Pñtg = 1,2 . 1000 . 9,84 = 11808N Toång moment do taûi troïng gioù cuûa ñoái troïng Mñt = 11808 . 3,1= 36605Nm Toång moment laät do caùc taûi troïng gioù gaây ra Mgå = Mcg + Mtg + Mcbg + Mñtg = 149005 + 124847 + 66988 + 36605 = 377445Nm Moment laät do troïng löôïng ñoái troïng gaây ra Mñt1 = 240000.(2,75 – 2,25) = 120000Nm Moment phuïc hoài do troïng löôïng caùc cô caáu naâng caàn, naâng vaät, quay, troïng löôïng baøn quay vaø troïng löôïng khung di chuyeån. Mcc = (77000 + 22000 + 50000). 2,25 = 335250Nm Hình 38: Sô ñoà caàn truïc ôû vò trí baát lôïi nhaát khi khoâng coù vaät naâng. Moment phuïc hoài do troïng löôïng thaùp Mt = 39360.(2,25 + 1,2) = 135792Nm Moment phuïc hoài do troïng löôïng cabin Mcb = 3800.(1,46 + 2,25) = 14098Nm Moment phuïc hoài do troïng löôïng caàn Mc = 14850.(2,25 + 2,6 + 9,25cos660) = 14850 . 8,612 = 127893Nm Toång moment phuïc hoài M0f = Mcc + Mt + Mcb + Mc= 335250 + 135792 + 14098 + 127893 = 613033Nm Heä soá ñöùng vöõng ñöôïc kieåm tra theo coâng thöùc Vaäy trong tröôøng hôïp naøy caàn truïc ñaûm baûo tính ñöùng vöõng. 8.3) TÍNH ÑÖÙNG VÖÕNG DÖÔÙI TAÙC DUÏNG CAÙC LÖÏC QUAÙN TÍNH TIEÁP TUYEÁN: Ñeå traùnh khaû naêng laät döôùi taùc duïng cuûa caùc löïc quaùn tính tieáp tuyeán xuaát hieän trong quaù trình môû maùy vaø phanh cô caáu quay caàn phaûi tieán haønh kieåm tra ñöùng vöõng khi caàn truïc ôû vò trí baát lôïi nhaát töùc laø luùc caàn mang vaät naâng ôû taàm vôùi xa nhaát. Trong tröôøng hôïp naøy caïnh BC cuûa khung di chuyeån laø caïnh laät. Trong tröôøng hôïp naøy ta tính taûi troïng gioù taùc duïng leân caàn truïc trong maët phaúng treo caàn (caùc dieän tích chaén gioù cuûa boä phaän caàn truïc ta xem trong phaàn tính toaùn cô caáu quay). Taûi troïng gioù taùc duïng leân caàn Pcg = 1,2 . 250 . 3,46 = 1038N Moment laät do taûi troïng gioù taùc duïng leân caàn gaây ra Mcg = 1038 . 22 = 22836Nm Moment laät do taûi troïng gioù taùc duïng leân vaät Mvg = 42000Nm Moment do taûi troïng gioù taùc duïng leân thaùp Mtg = 2044 . 13,98 = 28570Nm Taûi troïng gioù taùc duïng leân cabin Pcg = 1,2 . 250 . 5,472 = 1642N Moment laät do taûi troïng gioù cuûa cabin gaây ra Mcbg = 1642 . 19,88 = 32643Nm Taûi troïng gioù taùc duïng leân ñoái troïng Pñtg =