Tính toán cơ cấu quay dàn ngang

tính toán cơ cấu quay dàn ngang CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CẦU BÊ TÔNG Ở NƯỚC TA 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC LOẠI CẦU BÊ TÔNG. Trong khoảng hai thập kỷ qua, cơ sở hạ tầng GTVT đã được đầu tư xây dựng với một khối lượng rất lớn, trong phạm vi cả nước. Nhiều tuyến đường giao thông huyết mạch đã được sửa chữa nâng cấp hay xây dựng mới. Trên các tuyến đường đó, rất nhiều cầu đã được xây dựng mới hoặc được xây dựng để thay các cầu, phà cũ không đáp ứng được năng lực giao thông hiện tại và trong tương lai. Do tính cạnh tranh về giá thành của vật liệu bê tông, nên hầu hết các cầu đường bộ ở Việt Nam được xây dựng gần đây là cầu bê tông. Cho đến nay, số lượng cầu BTCT và BTCTDƯL đã được xây dựng ở Việt Nam chiếm một tỷ lệ rất lớn, với ưu thế gần nh­ tuyệt đối so với cầu thép. Mặc dù, kết cấu BTCT đòi hỏi yêu cầu duy tu, bảo dưỡng Ýt hơn so với kết cấu thép, tuy nhiên nó vẫn cần được kiểm tra thường xuyên để sớm phát hiện và khắc phục các nguyên nhân gây hư hỏng cho vật liệu và kết cấu công trình. Do số lượng cầu bê tông rất nhiều vả trải nhiều trên các quốc lộ, các vùng miền của đất nước, nên công việc của người kiểm tra, duy tu, bảo dưỡng cầu trở nên vất vả hơn rất nhiều. Hơn nữa, do ứng dụng nhiều công nghệ tiên tiến vào lĩnh vực xây dựng cầu, các cầu BTCT và BTCTDƯL đã vượt dược khẩu độ nhịp khá lớn, kèm theo đó chiều rộng cầu và chiều cao dầm cũng khá lớn. Nh­ vậy mỗi lần kiểm tra, duy tu, bảo dưỡng, công việc của người thực hiện sẽ rất khó khăn và đòi hỏi hệ thống dàn giáo cũng rất phức tạp. Vì vậy người kiểm tra cầu rất cần những hệ thống dàn giáo kiểm tra cầu cơ động, gọn nhẹ để giảm sức lao động, đảm bảo an toàn và nâng cao sức lao động. Hệ thống dàn giáo cơ động đó chính là xe kiểm tra cầu, có thể cơ động và có hệ thống dàn giáo có thể tiếp cận được các vị trí cần kiểm tra một cách nhanh chóng và an toàn. ĐÓ chế tạo dàn giáo đặt trên xe kiểm tra cầu, cần thiết phải khái quát được các đặc điểm chung của các cầu bê tông đã, đang và sẽ xây dựng ở Việt Nam, từ đó xác định yêu cầu cơ bản đối với hệ dàn giáo đặt trên xe. Việc chế tạo một xe kiểm tra cầu đáp ứng được tất cả các dạng loại cầu trên cả nước là chuyện không tưởng. Do vậy việc chúng ta hướng đến chế tạo xe kiểm tra cầu đáp ứng được việc kiểm tra một phần lớn các cầu đã là thành công và đó cũng là mục tiêu để chúng ta thực hiện. 1.2. KHÁI QUÁT CÁC ĐẶC ĐIẺM CHUNG CỦA CẦU BTCT Ở VIỆT Nam. 1.2.1. Thông tin cơ bản về đặc điểm công trình Theo hồ sơ lý lịch quản lí cầu do cục đường bộ Việt Nam ban hành, có nhiều mục dữ liệu chuẩn để thông tin đầy đủ về các loại đặc điểm của một công trình cầu. Tuy vậy, với mục đích xác định yêu cầu đối với xe kiểm tra, chóng ta chỉ cần quan tâm đến ba mục dữ liệu chính sau để khái quát được các đặc điểm chung. Về dạng cầu Cầu dầm giản đơn Cầu bản liên tục Cầu bản giản đơn Cầu dầm hẫng mút thừa Câu dầm hẫng dầm đeo Cầu dầm liên tục chiều cao không đổi Cầu dầm liên tục chiều cao thay đổi Cầu khung tĩnh định Cầu khung siêu tĩnh Cầu khung hẫng dầm đeo Cầu dây văng Cầu vòm Về dạng dầm chủ Bản BTCT Bản BTCT DƯL Dầm T BTCT Dầm chữ P BTCT Dầm I BTCT Dầm T ngược BTCT Dầm hộp BTCT Dầm T BTCT DƯL Dầm T ngược BTCT DƯL Dầm super T BTCT DƯL Dầm I BTCT DƯL Dầm hộp BTCT DƯL VÒ đặc điểm cấu tạo mặt cầu Mặt cầu có gờ (hoặc lan can) phân cách giữa phần đường xe chạy và phần đường người đi bộ. Mặt cầu không có gờ (hoặc lan can) phân cách giữa phần đường xe chạy và phần đường người đi bộ, chỉ có vạch sơn phân giới. Cầu có đèn chiếu sáng và không có đèn chiếu sáng Câu đơn và cầu đôi. 1.3. THỐNG KÊ MỘT SỐ CẦU ĐIỂN HÌNH Trên cơ sở các mục thông tin cơ bản, thống kê một số cầu điển hình trong các dạng cầu nêu trên và đưa ra các kích thước cơ bản cần xem xét. STT Tên cầu, địa điểm Phần cầu Dạng cầu Dạng dầm Sơ đồ phân nhịp Chiều dài (m) Chiều rộng mặt cầu Kích thước yêu cầu Tầm với Chiều cao Chiều rộng 1 Cầu nút vọng Hà nội Cầu chính Dầm bản liên tục Bản BTCT DƯL (8x30) 240 16 0.5 2.5 8 2 Cầu nót Mai dịch Hà nội Cầu chính Dầm bản liên tục Bản BTCT DƯL 10x24 240 24 0.5 2.2 12 3 Nút Chương Dương Hà nội Cầu chính Dầm bản liên tục Bản BTCT DƯL 14.3 0.5 2 7.15 4 Cầu Thăng Long Hà nội Cầu dẫn Dầm giản đơn Dầm T BTCT DƯL 20.60 2 3 10.3 5 Cầu Đuống Hà nội Cầu chính Dầm liên tục chiều cao thay đổi Dầm hộp BTCT DƯL 65+7x100+65 830 14.7 2.35 7 7.35 6 Cầu Tân Đệ Thái Bình Cầu chính Cầu dẫn Dầm liên tục chiều cao thay đổi Dầm giản đơn nối liên tục Dầm hộp BTCT DƯL Dầm super T BTCT DƯL 7 + 3x120 +77.8 39 +4x40 +8x40 + 39 508 558 16.6 3.5 7.7 8.3 7 Cầu Non Nước Ninh Bình Cầu chính Cầu dẫn Dầm liên tục chiều cao thay đổi Dầm liên tục chiều cao không đổi Dầm hộp BTCT DƯL Dầm hộp BTCT DƯL 52 + 85 + 52 2x42 + 2x42 189 168 12 0.5 6.2 6 8 Cầu An Dương Hải Phòng Cầu chính Dầm liên tục chiều cao thay đổi Dầm hộp BTCT DƯL 606 + 100 + 60 220 11 1.5 7 5.5 9 Cầu Hoà Bình Cầu chính Dầm liên tục chiều cao thay đổi Dầm hộp BTCTDƯL 65 + 102 + 65 232 13.5 2.25 7.2 6.75 10 Cầu Hiền Lương Cầu chính Dầm liên tục chiều cao không đổi Dầm hộp BTCT DƯL 30.75 + 4x42 + 30.75 244 12 2 3.7 6 CHƯƠNG2 : GIỚI THIỆU VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN. 2.1. YÊU CẦU KĨ THUẬT CỦA THIẾT BỊ KIỂM TRA MẶT DƯỚI CẦU Đa số các cầu có gờ chắn xe để phân cách phần đường cho xe chạy với phần đường dành cho người đi bộ và xe thô sơ. Chính đặc điểm này làm cho phần tay hẫng của xe kiểm tra cầu phải tương đối dài thì mới có thể sử dụng được cho nhiều cầu khác nhau. Tuy nhiên, đối với một số cầu có cao độ mặt đường xe chạy và cao độ mặt đường xe thô sơ bằng nhau, đồng thời gờ phân cách giữa hai phần đường thấp thì xe kiểm tra cầu có thể chạy sát vào lan can ngoài cùng của cầu. Còn những cầu có cao độ mặt đường xe chạy và cao độ mặt đường xe thô sơ khác nhau hoặc giải phân cách giữa hai phần đường cao thì giải pháp cho xe chạy vào sát lan can ngoài cùng của cầu là không thực hiện được. -Loại xe kiểm tra cầu sử dụng hệ thống dàn kiểm tra chỉ thích hợp cho các loại cầu có kết cấu dầm, khung, bản…; còn đối với kết cấu nhịp của cầu treo dây văng thì sẽ gặp khó khăn bởi khoảng cách giữa các dây khá dày và độ xiên của dây văng. Vì vậy loại kết cấu này nên sử dụng loại xe kiểm tra giống xe kiểm tra điện Yêu cầu kỹ thuật của thiết bị kiểm tra: Với loại xe kiểm tra có dàn giáo, kết cấu dàn giáo thường được cấu tạo bởi 3 bộ phận chính : -Tay đỡ hệ thống dàn giáo: được đặt trên xe cơ sở, có đối tượng để giữ ổn định và có thể quay quanh trục công tác. -Dàn đứng : có thể trượt dọc trên hệ thống trượt để nâng hạ dàn giáo . -Dàn công tác : có thể quay quanh đầu dàn đứng và tiếp cận vị trí kiểm tra . Để chế tạo dàn giáo đặt trên xe kiểm tra, cần phải xác định các thông số về kích thước của càu liên quan đến điều kiện cơ động của dàn giáo nh­ sau: Khoảng cách từ mép trong giải phân cách giữa đường xe chạy và đường người đi bộ đến mép ngoài bề rộng mặt cầu - để xác định chiều dài tay đỡ hệ thống dàn giáo Chiều cao từ đỉnh lan can ngoài cùng đến đáy dầm ở vị trí sâu nhất để xác định chiều sâu nâng hạ của dàn đứng Một nửa chiều rộng mặt cầu để xác định chiều dài và tầm hoạt động của dàn công tác Theo số liệu thống kê một số cầu điển hình kiến nghị các kích thước chủ yếu như sau: Tay đỡ hệ thống dàn giáo: 3.5m Dàn đứng :8m Dàn công tác :12m 2.2. GIỚI THIỆU MỘT SỐ MÁY NƯỚC NGOÀI. 2.2.1. Thiết bị của hãng Aspen Aerials là loại cần hộp với ca bin kiểm tra thiết kế cho 2 người làm việc có tầm vươn từ 9,42 đến 22,8 m. Đó là những thiết bị UB 30 (Hình 2.1), UB 50 (Hình 2.2), UB 60 (Hình 2.3). Hình 2.1. Thiết bị UB 30 của hãng Aspen Aerials Hình 2.2. Thiết bị UB 40 của hãng Aspen Aerials Giải pháp về kết cấu của những thiết bị của hãng Aspen Aerials đặc trưng bởi việc không sử dụng đối trọng đặt trên sát xi của xe cơ sở. Toàn bộ đối trọng của thiết bị được lắp trên mâm quay. Với giải pháp này, thiết bị của hãng Aspen Aerials không cần có hệ chân chống cơ động. Hình 2.3. Thiết bị UB 60 của hãng Aspen Aerials Loại cần hộp có chiều vươn phía dưới bề mặt cầu 22.8 m là loại vươn dài nhất hiện nay của thiết bị Aspen Aerials và loại này được kí hiệu A – 75 (Hình 2.4) Loại A – 75 có 4 cần riêng biệt, trong đó cần hộp kéo dài với 3 đoạn. thiết bị A – 75 có thể vươn sâu đến 25.84 m để kiểm tra các mố, trụ cầu và vươn xa đến 13.68 m tính từ mặt cầu. Hình 2.4. Thiết bị A 70 của hãng Aspen Aerials Ngoài những loại thiết bị kiểu cần hộp, hãng Aspen Aerials còn có thiết bị kiểu cần kiểu dàn. Ví dụ cho loại cần dàn là thiết bị P – 33 ( Hình 2.5). Hình 2.5. Thiết bị P- 33 của hãng Aspen Aerials 2.2.2 Thiết bị của hãng Hydra Platforms Thiết bị kiểm tra thông dụng của hãng Hydra Platforms là loại thiết bị cần kiểu dàn. những loại thiết bị này được giới thiệu trên hình 1.6. Thiết bị của Hydra Platforms cho phép hạ dàn công tác đến độ sâu 5.47 m tính từ mặt cầu. Cơ cấu quay của thiết bị Hydra Platforms có thể thực hiện được góc quay đến 180°. Với giải pháp này, thiết bị của Hydra Platforms có thể kiểm tra được phía bên kia của trụ cầu mà không cần phải di chuyển lùi. Ngoài những loại thiết bị tự hành, Hydra Platforms còn giới thiệu loại thiết bị kéo theo với kết cấu đơn giản dùng cho việc kiểm tra những loại cầu có chiều rộng mặt cầu nhỏ ( Hình 2.7). Hình 2.6. Thiết bị tự hành của hãng Hydra Platforms Hình 2.7. Thiết bị kiểm tra dạng kéo theo của hãng Hydra Platforms 2.2.3. Thiết bị của hãng Moog. Moog là hãng của Đức nổi tiếng trên thế giới với nhiều loại thiết bị kiểm tra mặt dưới cầu đa dạng bao gồm cả loại có ca bin và loại có dàn công tác. Thiết bị có dàn công tác tải trọng thông dụng được hãng Moog phân thành 5 loại bao gồm các thiết bị có tầm vươn từ 4.56 đến 14 m. Thiết bị loại này có tải trọng đến 1057 KG tại dàn chính và 528 KG ở dàn kéo dài. Một trong những thiết bị có dàn công tác tải trọng thông dụng là thiết bị MBI 140- 1,4/ S được giới thiệu trên hình 2.8 Hình 2.8. Thiết bị MBI 140- 1,4/ S của hãng Moog Thiết bị có dàn công tác tải trọng cao được hãng Moog phân thành 4 loại bao gồm các thiết bị có tầm vươn từ 15.8 đến 20.9 m với chiều sâu hạ dàn đứng đến 9.7 m Mét trong những thiết bị có dàn công tác tải trọng cao là thiết bị MPG 180- 6 được giới thiệu trên hình 2.9. Hãng Moog hiện sản xuất 2 loại thiết bị có ca bin với tầm vươn ca bin 12.6 và 16.1 m. Thiết bị có ca bin của hãng Moog có tầm hoạt động linh hoạt. Ca bin có thể vươn cao 18 m trên bề mặt cầu và vươn sâu đến 16.6 m dưới sàn cầu. Mét trong những thiết bị có ca bin là thiết bị MBL 1200 T / MBL 1600 T được giới thiệu trên hình 2.10 Hình 2.9. Thiết bị MPG 180 – 6 của hãng Moog Thiết bị của hãng Moog có thể là loại tự hành lắp đặt trên xe ô tô chuyên dùng hoặc là loại thiết bị kéo theo. Hình 2.10. thiết bị MBL 1200 T / MBL 1600 T của hãng Moog 2.2.4 Thiết bị của hãng Paxton Mitchell Hãng Paxton Mitchell chế tạo thiết bị kiểm tra mặt dưới cầu bao gồm cả loại có ca bin và loại có dàn công tác. Hiện tại, hãng sản xuất 3 loại nhãn hiệu Snooper 140 (Hình 2.11), Snooper 230 (Hình 2.12) và Snooper 260 (Hình 2.13) Hình 2.11 Thiết bị Snooper 140 của Paxton Mitchell Loại Snooper 140 có dàn công tác với chiều dài 4.1 m, khi kéo dài nó đạt đến 8.5 m. Cơ cấu quay của thiết bị này thực hiện được góc quay 360°. Giải pháp kết cấu thiết bị Snooper 140 rất đặc biệt bởi dàn công tác được liên kết với kết cấu kiểu hộp (Hình 2.8). Nhờ giải pháp này, thiết bị của Paxton Mitchell vừa gọn lại vừa thoả mãn được yêu cầu kiểm tra cùng một lúc dọc theo chiều rộng phía dưới của cầu. Hình 2.12. Thiết bị Snooper 230 của Paxton Mitchell Loại Snooper 230 và Snooper260 là loại có ca bin với tầm vươn ca bin 9.7 m và 18.24 m Hình 2.13. Thiết bị Snooper 260 của hãng Paxton Mitchell 2.3. CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CHẾ TẠO TRONG NƯỚC. 2.3.1 Quan điểm chung được đặt ra khi thiết kế, chế tạo : Phải đảm bảo tính tiên tiến về trình độ kĩ thuật cũng như những đòi hỏi nghiêm ngặt về kĩ thuật an toàn của thiết bị khi di chuyển cũng như khi làm việc. Các nguyên lí về kết cấu, truyền, dẫn động, điều khiển cũng nh­ kiểu dáng phù hợp với xu hướng chung của kĩ thuật tiên tiến. Không quan niệm rằng việc chế tạo trong nước là tự chế tạo toàn bộ thiết bị, khái niệm tự chế tạo trong nước ở đây được hiểu là: Thiết bị được thiết kế, chế tạo tại Việt Nam và mang thương hiệu Việt Nam. Tận dụng tối đa tiềm năng sẵn có trong nước về gia công, chế tạo, vật tư….để có thể hạ giá thành tối đa Có thể nhập ngoại các vật tư, linh kiện, các chi tiết. Các côm chi tiết hoặc các bộ phận đồng bộ mà trong nước không hoặc chưa có khả năng chế tạo nhàm tối ưu tính năng của thiết bị cũng nh­ rút ngắn được thời gian nghiên cứu để có sớm đưa thiết bị vào ứng dụng trong thực tế. Tiến hành trong bước và thận trọng để kịp thời khắc phục những khiếm khuyết bộc lộ từ khâu thiết kế cũng nh­ chế tạo, đặc biệt lưu ý tính đồng bộ của thiết bị được khai thác trong nước hoặc nhập ngoại. 2.3.2. Những chỉ tiêu kinh tế- kĩ thuật cơ bản để lựa chọn chế tạo trong nước những cụm chi tiết của xe chuyên dùng tự hành kiểm tra mặt dưới cầu bê tông. Xuất phát từ chỉ tiêu chung của xe chế tạo trong nước được đặt ra cho đề tài là : Xe có tính năng kĩ thuật tương đương với xe được nhập ngoại nên chỉ tiêu kinh tế, kĩ thật của các bộ phận được chế tạo trong nước cũng như các bộ phận được nhập ngoại được định hướng như sau: Việc chế tạo các thiết bị trong nước cho dù có nhập ngoại một số linh kiện là việc làm hết sức cần thiết. Tuy nhiên việc lựa chọn các chi tiết hoặc các cụm chi tiết nào chế tạo trong nước là điều cần được cân nhắc. Xuất phát từ phân tích ở những phần trước có thể nhận thấy rằng nền cơ khí ở nước ta đã có những tiến bộ đáng kể. Về vật liệu: Mặc dù nhiều loại phôi và các loại thép hình chưa được sản xuất phổ biến song đã bắt đầu được chú ý và tong bước được sản xuất trên cơ sở nhập phôi từ nước ngoài. Điều quan trọng là việc thử thành phần hoá lí của thép đến nay không còn là vấn đề khó khăn (kể cả thử nhanh), do vậy có thể hoàn toàn yên tâm khi kiểm tra vật liệu. Về việc sản xuất kết cấu thép đã có những đầu tư rất đáng kể để nâng cao trình độ và năng lực sản xuất trên cả 3 phương diện: thiết bị cắt, thiết bị hàn cùng đồ gá chuyên dụng và các thiết bị đo kiểm tra hiện đại (kiểm tra bằng siêu âm, chụp bằng tia X..). hiện nay thiết bị tự động hàn có khí bảo vệ (hàn TIG, MIG, MAG ) đã dần trở thành phổ biến ở các công ty sản xuất (nh­ LILAMA, COMA, cơ khí Đông Anh…). Do vậy, xét về mặt chất lượng kĩ thuật cũng nh­ chỉ tiêu về kinh tế kể cả đơn vị nước ngoài đã hoàn toàn chấp nhận. Về gia công các chi tiết truyền động cơ khí nh­ bánh răng, xích, đĩa xích có trọng lượng không lớn, tạo phôi, gia công cắt gọt, nhiệt luyện đã trở thành mặt hàng truyền thống cuả nhiều công ty. Về việc nghiên cứu, chế tạo, lắp ráp các hệ điều khiển (kể cả bán tự động, tự động, theo PLC…) đã được nhiều cơ sở sản xuất, các viện nghiên cứu áp dụng thành công và trong nhiều máy hoặc tỏ hợp máy đã thay thế hoàn toàn thiết bị nhập ngoại (thí dụ hệ điều khiển, định lượng các trạm trộn, cân điện tử, hệ điều khiển tự động đóng bao…) Về hệ truyền động thuỷ lực đã và đang nghiên cứu và áp dụng thành công các mạch truyền động trên cơ sở các phần tử cơ bản của hệ được nhập ngoại như truyền động thuỷ lực trên máy xúc, cho cơ cấu nâng đẩy tháp cần trục tháp, kích nâng cầu,…với chất lượng rất tin cậy và giá thành hạ. Trên cơ sở phân tích nêu trên danh mục các chi tiết hoặc các cụm chi tiết chủ yếu được sản xuất trong nước hoặc được lắp ráp trong nước của xe tự hành kiểm tra mặt dưới của cầu phục vụ sửa chữa, nâng cấp cầu bê tông như sau: DANH MỤC , CHỦNG LOẠI NHỮNG CHI TIẾT CHÍNH ĐƯỢC CHẾ TẠO TRONG NƯỚC. TT TÊN CHỦNG LOẠI ĐẶC TÍNH GHI CHÓ 1 Trục đứng Kết cấu thép dạng hộp 2 Thiết bị dẫn hướng Kết cấu thép 3 Dàn đứng Kết cấu thép dạng dàn 4 Dàn ngang (dàn thao tác chính) Kết cấu thép dạng dàn và sàn công tác 5 Sàn thao tác phụ Kết cấu thép dạng dàn có sàn thao tác có thể thu hoặc đẩy ra so với dàn chính Ở máy nhập dàn này bằng hợp kim nhôm. để chế tạo được cần thay bằng thép và có kết cấu hợp lí để giảm trọng lượng. 6 Cơ cấu quay dàn ngang Truyền động bánh răng. Dẫn động thuỷ lực 7 Cơ cấu thu đẩy dàn thao tác phụ Truyền động xích, dẫn động thuỷ lực 8 Lan can Kết cấu 9 Thang hỗ trợ Kết cấu 10 Cơ cấu quay trụ đứng Thuỷ lực Lắp đặt phụ thuộc vào xe cơ sở được chọn 11 Cơ cấu quay hệ công tác vuông góc với mặt cầu Thuỷ lực Thiết kế + lắp đặt 12 Cơ cấu trượt dàn chính (thu đẩy) theo phương đứng Thuỷ lực Thiết kế + lắp đặt 13 Cơ cấu giữ dàn ngang vuông góc với dàn chính Thuỷ lực Lắp đặt 14 Cơ cấu quay dàn ngang Cơ khí + thuỷ lực Chế tạo hệ truyền động cơ khí 15 Cơ cấu thu đẩy dàn thao tác phụ Cơ khí + thuỷ lực Chê tạo hệ cơ khí 16 Đối trọng Chế tạo 17 Hệ chân tựa Cơ khí Chế tạo 18 Hệ điều khiển Thiết kế + chế tạo + lắp đặt từ linh kiện khai thác và nhập ngoại 19 Thiết bị an toàn 2.4. YÊU CẦU THỰC TẾ: Mô tả tổng quát về phương án thiết kế được lựa chọn: Thiết bị chuyên dùng phục vụ công tác kiểm tra, sửa chữa nâng cấp cầu nói chung và cầu bê tông dự ứng lực nói riêng (goị tắt là thiết bị kiểm tra) có rất nhiều dạng khác nhau tuỳ theo mục đích sử dụng, đặc điểm của cầu cần kiểm tra, yêu cầu đặt ra khi kiểm tra, số lượng thiết bị và cán bộ kĩ thuật tham gia trực tiếp kiểm tra. Dựa trên các đặc điểm về các cầu đã, đang hoặc sẽ thi công như: kết cấu chung của cầu, kết cấu dầm và mặt cầu, lựa chọn phương án thiết kếthiết bị dựa theo nguyên lí làm việc của thiết bị do hãng Moog sản xuất 140/ls Với dạng kết cấu đã được lựa chọn thiết bị kiểm tra mặt dưới cầu bê tông bao gồm các bộ phận chính sau: 2.4.1 Xe cơ sở: Thực chất là một ô tô chuyên dùng có kích thước gần đủ rộng để đặt thiết bị, có khả năng chở toàn bộ thiết bị khi di chuyển và đặc biệt có khả năng ổn định cao khi thiết bị làm việc. 2.4.2 Phần kết cấu thép (Bộ phận công tác )gồm: Trụ đứng có khả năng quay 90° trên sàn xe bằng cơ cấu quay dẫn động bằng thuỷ lực. Trụ có nhiệm vụ chịu toàn bộ tải trọng khi thiết bị làm việc cũng như không làm việc (thiết bị dẫn hướng, dàn đứng, dàn công tác) kiểu Teleescop và đối trọng cũng như các cơ cấu thiết bị lắp trên nó. Thiết bị dẫn hướng: Có chức năng dẫn hướng dàn đứng khi làm việc. Dàn đứng: đỡ dàn công tác và có khả năng nâng lên và hạ xuống phù hợp với độ cao kiểm tra yêu cầu để tránh va chạm vào các bộ phận của cầu. Dàn công tác: Đây là dàn phục vụ các công tác kiểm tra gồm dàn công tác cố định và dàn kéo dài. Chúng có thể chuyển động tương đối với nhau để đảm bảo khoảng cách cần thiết theo mặt cắt ngang của cầu cần kiểm tra. Lan can và thang bộ hỗ trợ. 2.4.3. Các cơ cấu chủ yếu cơ cấu quay trụ đỡ và quay dàn đứng. (cả hai đều quay 90°) cơ cấu dựng dàn đứng (từ nằm ngang dựng đứng theo phương thẳng đứng) cơ cấu dựng dàn đứng theo phương thẳng đứng. Cơ cấu quay dàn công tác 180° (90° về mỗi bên) Cơ cấu nâng hạ dàn công tác vuông góc với dàn đứng (90°) Cơ cấu thu đẩy dàn kéo dài. Toàn bộ các chuyển động nêu trên đều được dẫn động bằng thuỷ lực. 2.4.4. Hệ điều khiển. Hệ điều khiển của thiết bị làm việc theo nguyên tắc điện – thuỷ lực và được bố trí ở ca bin xe, trên sàn công tác và trên xe. Ngoài ra còn có thiết bị liên lạc nội bộ giữa người ở ca bin và sàn công tấc. 2.4.5. Thiết bị an toàn và kiểm tra: Gồm các thiết bị chiếu sáng, còi, các đồng hồ đo (gió, áp lực dẫn thuỷ lực, các bộ khống chế hành trình, các nút bấm dừng khẩn cấp, các thiết bị khoá liên động để tránh vận hành không đúng qui định,….các van khoá, van chống rơi…) Nh­ vậy, xét về mặt kết cấu có thể xem đây là loại thiết bị không những đòi hỏi về tính năng kĩ thuật hoàn hảo mà còn đòi hỏi nghiêm ngặt về kĩ thuật an toàn. 2.5. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT CỤ THỂ Có thể nói xe chuyên dùng tự hành kiểm tra mặt dưới của cầu phục vụ công tác khảo sát, kiểm tra, sửa chữa và nâng cấp cầu đã được các nước công nghiệp phát triển nghiên cứu khá đầy đủ và đã trở thành mặt hàng mang tính truyền thống của nhiều hãng trên thế giới, nên việc nhập một hoặc nhiều thiết bị xét về mặt yêu cầu không có gì khó khăn. Tuy nhiên việc nhầp ngoại, ngoài yếu tố cơ bản là có được thiết bị có tính năng yêu cầu trong khoảng thời gian không lâu thì trong điều kiện nước ta nó bộc lộ nhiều vấn đề hoặc là các đơn vị kinh doanh không thể đáp ứng hoặc xa hơn không phát huy được nội lực của các ngành cơ khí - điện – tự động hoá cả trên phương diện nghiên cứu và sản xuất đó là: Yêu cầu vốn đầu tư ban đầu rất lớn trong khi tần xuất sử dụng Ýt còng nh­ khả năng thu hồi vốn dài vì giá thành thiết bị rất đắt. Bị động trong việc sản xuất và thay thế các bộ phận hư hỏng của thiêt bị vì thường phụ tùng thay thế là rất đắt và phụ thuộc nhiều vào nhà sản xuất. Xét về mặt xã hội thì trên phương diện nào đó việc nhập ngoại là không khuyến khích việc nghiên cứu, sản xuất các thiết bị công nghiệp hay nói một cách rộng hơn là không thực hiện tốt chủ trương chung là tự lực tự cường nhằm vực dậy và phát triển ngành công nghiệp trong nước. Tuy nhiên cũng như việc nghiên cứu bất cứ một thiết bị mang tính tiên tiến khác, việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo xe chuyên dùng, tự hành kiểm tra bề mặt dưới cầu bê tông không thể xem nhẹ những khó khăn do trình độ công nghệ của nước ta đặt ra. 2.6 KHẢ NĂNG CUNG CẤP VẬT TƯ. Như đã nêu ở phần trên, việc nhập ngoại chỉ được tiến hành khi chủng loại thiết bị, chi tiết mà ở nước ta chưa được sản xuất hoặc không sản xuất. Khái niệm nhập ngoại ở đây được hiểu là các chi tiết, cụm chi tiết và thiết bị không có xuất sứ từ Việt Nam và có thể khai thác trên thị trường hoặc nhập trực tiếp. Có thể phân chúng thành các nhóm sau: Xe cơ sở Các phần tử hệ truyền động thuỷ lực Các linh kiện và bộ phận trong hệ điều khiển, hiển thị và an toàn. DƯỚI ĐÂY LÀ DANH MỤC CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THUỶ LỰC CẦN NHẬP. TT TÊN PHẦN TỬ SỐ LƯỢNG GHI CHÓ 1 Thùng dầu 300 lít TALK – 300 01 2,3 Nắp dầu + bộ thoát khí HY – 08 01 4 Thước đo dầu TS – 5 01 5 Bộ lọc đường hút 01 6 Bơm thuỷ lực A 50- FR- 01- C- 20 01 7 Bộ lọc đường hồi CF- 06 01 8 Van mọt chiều CV- 04T 01 9 Khoá đồng hồ SB – 02 01 10 Đồng hồ đo áp suất LA- 602- 300K 01 11 Hệ Panen lắp van D- 03- 06 01 12 Van an toàn MRV- 03P 01 13 Van phân phối điện từ AHD- G03- 3C4- D24 06 14 Van một chiều có điều khiển (chống rơi) MPCV- 03Ư 06 16,17 Van an toàn bảo vệ mô tơ thuỷ lực RV- 04T- H 04 18 Mô tơ thuỷ lực OMT- 200 02 19 Xi lanh quay cần chính 01 2.7. YÊU CẦU KĨ THUẬT CỤ THỂ. Các bộ phận được chế tạo trong nước: - Về thiết kế: ngoài việc đảm bảo về độ bền, độ cứng khi làm việc cũng như khi không làm việc phải đảm bảo chỉ tiêu về tính phổ biến của vật liệu (dễ kiếm, dễ mua…), phù hợp với điều kiện gia công ở nước ta (thí dụ không dùng hợp kim nhôm để làm dàn kéo dài như của nước ngoài). -Về kết cấu thép : quá trình chế tạo phải thực hiện đúng qui trình quản lí chất lượng ISO 9002. Phải đảm bảo đúng qui trình công nghệ khi hàn, không được vượt quá các sai sè cho phép và phải có biện pháp khử ứng suất dư trong và sau khi hàn. - Hệ thống truyền động thuỷ lực phải đảm bảo các chỉ tiêu sau: + Đảm bảo các thông số kĩ thuật của cấc cơ cấu (Khi quay n < 2 vòng/ phút; khi tịnh tiến v < 0,16 m/ s). +Làm việc tin cậy, ổn định. + An toàn khi sử dụng. + Dễ thay thế, sửa chữa. -Về hệ điều khiển, chỉ báo, an toàn: đảm bảo tương đương với chỉ tiêu tham khảo của xe nước ngoài. Các bộ phận nhập ngoại ( hoặc khai thác trong nước có xuất xứ từ nước ngoài) Có đặc tính kĩ thuật phù hợp với đặc tính yêu cầu. Có xuất xứ trực tiếp từ các nước công nghiệp phát triển hoặc có nguồn gốc từ các nước phát triển. (Được sản xuất hoặc lắp ráp tại các công ty của các nước công nghiệp phát triển ở ngoài nước sở tại) Cố gắng đồng bộ hoá khi nhập. 2.8. PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ. 2.8.1 Lựa chọn kết cấu chung Hiện nay, thiết bị kiểm tra bề mặt dưới cầu được sử dụng trên thế giới có 2 loại kết cấu chính là kết cấu kiểu hộp và kết cấu kiểu dàn. Thiết bị kết cấu kiểu hộp Thiết bị kiểm tra mặt dưới cầu kiểu hộp có hình dáng tương tự như các loại máy xúc hoặc các loại xe nâng người làm việc trên cao, truyền động thuỷ lực. Kết cấu hộp tạo cho thiết bị tính cơ động cao do gọn hơn nhiều so với kết cấu kiểu dàn. Thông thường đoạn hộp nối với ca bin thường được thiết kế kiểu hộp lồng, nhờ truyền độnh thuỷ lực, nó được đẩy ra hoặc thu ngắn vào làm cho việc thay đổi vị trí của ca bin phía dưới bề mặt cầu dọc theo thiết diện cầu được dễ dàng. Nhưng kết cấu kiểu hộp chỉ phù hợp với loại thiết bị kiểm tra có dạng ca bin. Do thiết bị kết cấu kiểu ộp có kích thước gọn nên nó cơ động và phù hợp với việc di chuyển trên đường bộ. Tuy nhiên, với thiết bị kết cấu kiểu hộp, trọng lượng toàn thiết bị có trị số lớn. Mặt khác như đã phân tích ở trên, kết cấu kiểu hộp chỉ phù hợp với những thit bị có ca bin, không thể dùng kết cấu kiểu này cho thiết bị có dàn công tác. Mặc dù đã có giải pháp kết cấu của một số hãng sản xuất lớn trên thế giới để cho ra đời thiết bị kết cấu kiểu hộp có dàn công tác, song trường hợp này, kích thước của thiết bị lại mất tính gọn gàng, cơ động do phải kết cấu thêm những bên thanh rằng cần thiết để phù hợp với việc liên kết giữa kết cấu hộp và kết cấu dàn. Thiết bị kết cấu kiểu dàn Thiết bị kiểm tra bề mặt dưới cầu kết cấu kiểu dàn được thiết kế với các cơ cấu tương tự nh­ các loại cần trục tháp thường được khai thác ở nước ta hiện nay. Ưu điểm nổi bật của kết cấu kiểu dàn là trọng lượng của thiết bị giảm đi đáng kể so với kết cấu dạng hộp cùng tầm với. Nhược điểm lớn nhất của thiết bị kết cấu dạng dàn là kích thước tổng thể của thiết bị lớn lên, trong khi đó kích thước tối đa cho phép của những loại ô tô tham gia giao thông bị khống chế. Thiết bị kết cấu kiểu dàn đặc biệt phù hợp với thiết bị kiểm tra dạng có dàn công tác. Nh­ vậy, khi đã chọn dạng thiết bị là loại có dàn công tác, theo phân tích trên đây thì phương án kết cấu của thiết bị phải là kết cấu kiểu dàn. Hiện nay, một vài hãng sản xuất lớn trên thế giới đã cho ra đời những loại thiết bị kết cấu kiểu hộp nhưng lại có dàn công tác. Tuy nhiên, việc chế tạo ra những thiết bị này rất phức tạp và đòi hỏi phải có nền công nghệ cao. 2.8.2 Lựa chọn các cơ cấu chính 2.8.2.1. Sơ đồ kết cấu thiết bị Sơ đồ thiết bị kiểm tra cầu có kết cấu kiểu dàn đang ở vị trí kiểm tra được giới thiệu trên hình 2.14 Hình 2.14. Sơ đồ thiết bị kiểm tra cầu. Thiết bị kiểm tra bề mặt dưới cầu kiểu dàn bao gồm các bộ phận kết cấu chính sau: Xe cơ sở Khung chính Dàn đứng Dàn công tác (bao qồm dàn công tác và dàn kéi dài) 2.8.2.2 Các thao tác đưa thiết bị vào vị trí kiểm tra. Để đưa thiết bị vào vị trí kiểm tra, cần phải có các thao tác sau đây: Quay toàn bộ phần kết cấu thép với góc 90° trong mặt phẳng nằm ngang xung quanh đường tâm thẳng đứng của khung chính. Thao tác này được cơ cấu quay chính thực hiện. Dựng dàn đứng cùng với dàn công tác từ vị trí nằm ngang lên vị trí thẳng đứng. Thao tác này được cơ cấu dựng dàn đứng thực hiện Hạ dàn đứng cùng với dàn công tác đến vị trí yêu cầu. Thao tác này được cơ cấu nâng hạ dàn đứng thực hiện. Hạ dàn công tác từ vị trí theo phương đứng thẳng xuống vị trí theo phương nằm ngang. Thao tác này được cơ cấu nâng hạ dàn công tác thực hiện. Quay dàn công tác xung quanh dàn đứng với một góc 90° vào vị trí dọc theo mặt cắt thiết diện ngang cầu. Thao tác này được cơ cấu quay dàn công tác thực hiện. Đẩy dàn kéo dài đến vị trí làm việc. Thao tác này được cơ cấu thu đẩy dàn công tác thực hiện. Sơ đồ thiết bị kiểm tra cầu có cùng với các cơ cấu chính được giới thiệu trên hình 2.15 Hình 2.15. Sơ đồ thiết bị kiểm tra cầu cùng với các cơ cấu chính. 2.8.2.3 Cơ cấu quay chính Các giải pháp truyền động cho cơ cấu quay thường được thực hiện theo 2 phương án sau đây Sử dụng hệ vành răng- bánh răng Sử dông xy lanh thuỷ lực Cơ cấu quay sử dụng hệ vành răng- bánh răng có kết cấu phức tạp. Vành răng thông thường có đường kính lớn, có thể kết cấu ăn khớp ngoài hoặc ăn khớp trong với báng răng chủ động. Việc gia công vành răng đường kính lớn đòi hỏi có thiết bị chuyên dùng và quá trình công nghệ phức tạp. Hiện tại, nước ta chưa có cơ sở nào có thể chế tạo loại vành răng đường kính lớn đáp ứng nhu cầu của ngành công nghiệp chế tạo thiết bị nâng và máy xây dựng. Mặt khác, với kết cấu vành răng- bánh răng, việc làm kín để tránh bụi rất khó thực hiện, do vậy phải thiết kế vành răng và bánh răng với vật liệu vừa đảm bảo độ bền nhưng phải chịu được mài mòn. Tuy nhiên với kết cấu vành răng- bánh răng, cơ cấu quay có thể quay được chọn vòng 360° một cách dễ dàng. Cơ cấu quay sử dụng xi lanh thuỷ lực có kết cấu đơn giản hơn nhiều so với cơ cấu sử dụng hệ vành răng- bánh răng. Sử dụng xi lanh thuỷ lực, cơ cấu quay có kết cấu gọn nhẹ. Nhưng nhược điểm cơ bản của cơ cấu truyền động bằng xi lanh thuỷ lực là góc quay của cơ cấu không lớn ( nhỏ hơn 180° ). Khác với các cơ cấu quay thông dụng trên các loại thiết bị nâng và máy xây dựng, cơ cấu quay chính của thiết bị kiểm tra mặt dưới của cầu có những đặc điểm chính sau đây: Không quay đầy góc 360° mà chỉ quay từ vị trí ban đầu đến một vị trí cố định với góc 90°. Vận tốc quay của cơ cấu quay chính không ảnh hưởng đến năng suất của thiết bị. Với những phân tích trên đây, cơ cấu quay của thiết bị thích hợp nhất là dùng xi lanh để truyền động. Sơ đồ làm việc của cơ cấu quay chính được giới thiệu trên hình 2.16 Hình 2.16. Sơ đồ làm việc của cơ cấu quay chính. 2.8.2.4 Cơ cấu dựng dàn đứng. Cơ cấu dựng dàn đứng của thiết bị kiểm tra bề mặt dưới cầu có chức năng giống nh­ cơ cấu nâng hạ cần của cần trục hoặc của máy xây dựng. Các giải pháp truyền động của cơ cấu câng hạ cần thông dụng thường gặp các phương án sau đây: Hệ bánh răng- thanh răng Hệ xi lanh thuỷ lực. Phương án truyền động bằng hệ bánh răng- thanh răng được phân tích về ưu, nhược điểm chủ yếu cũng tương tự nh­ phân tích cho cơ cấu quay sử dụng hệ vành răng- bánh răng. Ưu điểm nữa của phương án này là tạo được chuyển động của cơ cấu ổn định. Phương án này đặc biệt phù hợp cho những thiết bị nâng không truyền động thuỷ lực. Nhược điểm chủ yếu của giải pháp này là đòi hỏi gia công với độ chính xác cao. Do kết cấu của cơ cấu truyền động hở, vì vậy truyền động kiểu này không sử dụng được ở những nơi có người điều khiển đi lại. Phương án truyền động bằng xi lanh thuỷ lực có kết cấu gọn, nhẹ. Phương án này dặc biệt phù hợp với thiết bị đã có hệ thống truyền động thuỷ lực. Nhược điểm của phương án này là đòi hỏi phải có công nghệ chế tạo thiết bị thuỷ lực tiên tiến. Tuy nhiên, trong điều kiện hội nhập quốc tế hiện nay, với sự cộng tác của các nhà sản xuất trên thế giới, việc chế tạo các cụm, các chi tiết thuỷ lực ở nước ta không còn là vấn đề nan giải. Bằng những phân tích trên đây, cơ cấu dựng dàn đứng thiết kế theo phương án dùng xi lanh thuỷ lực là thích hợp nhất. Sơ đồ làm việc của cơ cấu dựng dàn đứng được giới thiệu trên hình 2.17 Hình 2.17 . Sơ đồ làm việc của cơ cấu dựng dàn đứng 2.8.2.5. Cơ cấu nâng hạ dàn đứng. Cơ cấu nâng hạ dàn đứng của thiết bị kiểm tra bề mặt dưới cầu cũng giống nh­ cơ cấu nâng hạ càng của xe hàng. Cơ cấu này được kết cấu theo các phương án sau: Xi lanh thuỷ lực kết hợp với hệ truyền động xích Xi lanh thuỷ lực Phương án sử dụng dụng xi lanh thuỷ lực kết hợp với hệ truyền động xích có ưu điểm nởi bật là hành trình nâng hạ có thể đạt được lớn hơn hành trình xi lanh thuỷ lực. Tuy nhiên phương án này không thể sử dụng được tại vị trí dàn đứng vì kết cấu hệ truyền động xích là kết cấu hở, trong khi dọc theo dàn đứng là lối lên xuống của người điều khiển. Phương án sử dụng xi lanh thuỷ lực đảm bảo được an toàn cho người kiểm tra. Tuy nhiên khi sử dụng xi lanh thuỷ lực, hành trình của xi lanh phải lớn. Những xi lanh hành trình lớn hơn chiều dài (chiều dài xi lanh ở vị trí hành trình bằnh 0) là những loại xi lanh lồng. Xy lanh loại này đòi hỏi chế tạo với công nghệ đặc biệt. Trong điều kiện công nghệ của nước ta hiện nay, xy lanh này chỉ có thể nhập ngoại. Bằng những phân tích trên đây, cơ cấu nâng hạ dàn đứng của thiết bị dùng phương án xy lanh thuỷ lực để truyền động là thích hợp nhất. Sơ đồ làm việc của cơ cấu nâng hạ dàn đứng được giới thiệu trên hình 2.18 Hình 2.18. Sơ đồ làm việc của cơ cấu nâng hạ dàn đứng Cơ cấu nâng quay dàn công tác. Cũng như cơ cấu quay chính, cơ cấu quay dàn công tác quay xung quanh tâm dàn đứng với góc có độ lớn 90°. Vận tốc quay của cơ cấu cũng không ảnh hưởng đến năng suất kiểm tra. Phương án kết cấu quay dàn công tác bao gồm: Vành răng- bánh răng truyền động động cơ điện hoặc mô tơ thuỷ lực Xi lanh thuỷ lực Riêng đối với cơ cấu quay dàn công tác, phương án kết cấu dùng xi lanh thuỷ lực để truyền động sẽ không thích hợp bởi việc thay đổi từ chuyển động tịnh tiến sang chuyển quay đòi hỏi phải có không gian cần thiết, trong khi đó, kết cấu dàn chính không cho phép lắp đặt hệ thống xi lanh trên mặt phẳng vuông góc với trục đối xứng của dàn đứng. Do vậy đối với cơ cấu quay dàn công tác chỉ còn phương án dùng hệ vành răng- bánh răng mới phù hợp. 2.8.2.7 Cơ cấu nâng hạ dàn công tác Cơ cấu nâng hạ dàn công tác thực hiện các giống như cơ cấu dựng dàn đứng. Như phân tích ở phần trên, cơ cấu này cũng có chứ năng giống như cơ cấu nâng hạ cần của cần trục hoặc của máy xây dựng. Các giải pháp truyền động của cơ cấu nâng cần thông dụng đã đề cập ở phần trên bao gồm các phương án sau: Hệ thanh răng- bánh răng Hệ xy lanh thuỷ lực Phương án truyền động bằng hệ bánh răng- thanh răng do kết cấu của nó là kết cấu hở vì vậy truyền động kiểu này không sử dụng được ở những nơi có người điều khiển đi lại. Do phương án truyền động thuỷ lực đặc biệt thích hợp với thiết bị đã có truyền động thuỷ lực nên truyền động cho cơ cấu này dùng phương án truyền động thuỷ lực là thích hợp nhất. Bằng những phân tích trên đây, cơ cấu nâng hạ dàn công tác thiết kế theo phương án dùng xi lanh thuỷ lực. Sơ đồ làm việc của cơ cấu nâng hạ dàn công tác được giới thiệu trên hình 2.19. Hình 2.19. Sơ đồ làm việc của cơ cấu nâng hạ dàn công tác. 2.8.2.8.Cơ cấu thu đẩy dàn công tác Cơ cấu thu đẩy dàn công tác thực hiện các thao tác giống như cơ cấu ra vào cần của cần trục kiểu cần hộp. Các phương án truyền động cơ cấu thu đẩy dàn công tác vì vậy có thể chọn giống như đối với cơ câú ra vào cần của cần trục. Các phương án truyền động này bao gồm: Bằng xy lanh thuỷ lực Bằng xy lanh thuỷ lực kết hợp với hệ truyền động xích Tuy nhiên tính năng làm việc của 2 cơ cấu này có sự khác nhau cơ bản, đó là: Lực hãm sự di chuyển dàn kéo dài của cơ cấu thu đẩy dàn kéo dài là nhỏ hơn nhiều so với lực hãm cần lồng của cơ cấu ra vào cần của cần trục. Lực đẩy cũng nh­ lực kéo dàn kéo dài tương đương nhau đối với cơ cấu thu đẩy dàn kéo dài, trong khi lực đẩy và lực thu cần lồng khác biệt nhau rất lớn Lực kéo dàn kéo dài đối với cơ cấu thu đẩy dàn kéo dài nhỏ, trong khi lực đẩy cần lồng lớn. Với sự khác nhau đó, phương án truyền động sử dụng cho cơ cấu ra vào cần sẽ không thích hợp với cơ cấu thu đẩy dàn kéo dài của thiết bị kiểm tra bề mặt dưới cầu. Sau khi nghiên cứu những đặc điểm riêng của cơ cấu thu đẩy này, chọn phương án truyền động cho cơ cấu này là phương án sử dụng mô tơ thuỷ lực kết hợp với hệ truyền động xích. Giải pháp này cho phép sử dụng đối với kết cấu đòi hỏi lực kéo nhỏ nhưng yêu cầu hành trình lớn. Sơ đồ làm việc của cơ cấu thu đẩy dàn công tác được giới thiệu trên hình 2.20. Hình 2.20. Sơ đồ làm việc của cơ cấu thu đẩy dàn công tác. 2.9. MÔ TẢ NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CỦA THIẾT BỊ ĐÃ CHỌN. Thiết bị làm việc về cơ bản dựa trên nguyên lí truyền động thuỷ lực với nguồn thuỷ lực gắn trên xe cơ sở. Cơ cấu quay chính được gắn trên xe cơ sở, khi làm việc nhờ xi lanh thuỷ lực dẫn động quay một góc 90° so với phương dọc trục của xe. Tiếp theo, xi lanh nâng dàn đứng làm việc nâng dàn đứng lên một góc 90° so với đường vuông góc với tâm xe trong mặt phẳng thẳng đứng. Khi dàn đứng đạt 90° so với mặt phẳng ngang, nhờ xi lanh thuỷ lực gắn trên dàn đứng cùng với giá trượt trên khung chính đưa dàn đứng xuống độ sâu yêu cầu cần nâng cấp, sửa chữa. Nhờ cơ cấu nâng hạ dàn công tác đưa dàn công tác xuống vị trí nằm ngang (dàn công tác quay một góc 90° so với trục của dàn đứng trong mặt phẳng thẳng đứng ).Nhờ cơ cấu quay dàn công tác được lắp ở cuối dàn đứng, dàn công tác được quay 90° theo mặt phẳng nằm ngang đưa dàn công tác vào vị trí làm viếc sát với bề mặt dưới của cầu. Khi chiều rộng của cầu lớn, nhờ động cơ thuỷ lực được lắp ở đầu dàn công tác có thể đưa dàn kéo dài ra xa so với dàn đứng tới vị trí cần kiểm tra. Trong quá trình kiểm tra, xe cơ sở có thể di chuyển dọc theo trục của xe nhờ các bánh đỡ bằng cao su đặc được dẫn động bằng thuỷ lực giúp xe và thiết bị kiểm tra có thể di chuyển chậm. Dọc theo chiều dài của cầu đảm bảo thiết bị luôn ổn định trong quá trình làm việc. 2.10. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP. 2.10.1. Số liệu ban đầu để thiết kế: Thiết bị tự hành Chiều sâu cần đạt ( Tính từ mặt cầu) > 9 m Chiều ngang cần kiểm tra > 12 m Số người tối đa khi chiều ngang 8 m là 2 2.10.2. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán Tổng quan về cầu bê tông ở nước ta Giới thiệu và lựa chọn phương án Tính toán kết cấu thép Tính toán cơ cấu quay dàn chính 2.10.3. Các bản vẽ và đồ thị Bản vẽ tổng quan về cầu A0 Bản vẽ tổng thể A0 Bản vẽ kết cấu thép A0 Bản vẽ cơ cấu quay A0 Các bản vẽ khác A0 hoặc A1 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP 3.1. NGOẠI LỰC TÁC DỤNG LÊN MÁY CÔNG TÁC ĐƯỢC XÁC ĐỊNH THEO 2 TRƯỜNG HỢP SAU: Khi khởi động máy vào vị trí làm việc. Khi máy đang làm việc. a/ - Khi khởi động máy vào vị trí làm việc: Khi khởi động máy vào vị trí làm việc, ngoại lực tác dụng lên máy bao gồm: + Trọng lượng bản thân của các thành phần kết cấu thép (tự trọng ) + Lực quán tính của các thành phần kết cấu thép chuyển động + Lực động + Lực gió Các lực này được coi là tổng hợp lực được áp dụng để tính toán kết cấu thép và tính toán các bộ máy công tác ( các bộ máy quay và nâng hạ kết cấu thép) b/ - Khi máy đang ở vị trí làm việc: Khi máy đang ở vị trí làm việc, ngoại lực tác dụng lên máy bao gồm: + Tự trọng của các thành phần kết cấu thép. + Lực động. + Lực gió. + Trọng lượng công nhân và các thiết bị công tác. Các lực này được áp dụng để tính độ bền kết cấu thép và độ ổn định của kết cấu thép trong quá trình máy làm việc. XÁC ĐỊNH CÁC NGOẠI LỰC KHI KHỞI ĐỘNG MÁY 3.2.1. Tự trọng kết cấu thép: Dựa vào cấu tạo của máy, kí hiệu: Gc – Tự trọng của khung chính, đối trọng và 2 xi lanh dung dàn đứng. Gd – Tự trọng của cơ cấu dung dàn đứng và xi lanh hạ dàn đứng. Gđ - Tự trọng của dàn đứng, bộ máy quay dàn công tác và 2 xi lanh. Gct - Tự trọng của dàn công tác. Gkd - Tự trọng của dàn léo dài. Qua sơ bộ chọn kích thước (Dài – Cao – Rộng ) của các dàn kết cấu thép và chọn tiết diện các thanh, ta xác định sơ bộ trọng lượng các bộ phận kết cấu thép nh­ sau: Gc = 4979 KG Gd = 417 KG Gđ = 1189 KG Gct = 493 KG Gkd = 459 KG Hình 3.1. Sơ đồ của máy sau khi khởi động máy vào vị trí làm việc. I – Cơ cấu quay trụ đỡ cùng với kết cấu thép, II - Cơ cấu dung dàn đứng; III - Cơ cấu nâng hạ dàn đứng; IV - Cơ cấu quay dàn công tác; V - Cơ cấu nâng hạ dàn công tác; VI - Cơ cấu thu đẩy dàn kéo dài. CÁC THAO TÁC CẦN THỰC HIỆN KHI ĐƯA MÁY VÀO VỊ TRÍ LÀM VIỆC. Khi đưa máy vào vị trí làm việc, cần thực hiện 6 thao tác sau đây: Quay toàn bộ kết cấu thép (kể cả đối trọng) một góc 90° trong mặt phẳng nằm ngang xung quanh đường tâm thẳng đứng của khung chính (Hình 3.2a). Dựng toàn bộ kết cấu thép (trừ khung chính) đứng thẳng lên một góc 90° (Hình 3.2b) Hạ dàn đứng (cùng với dàn công tác và dàn kéo dài) xuống đến độ sâu yêu cầu (Hình 3.2c). Hạ dàn công tác cùng với dàn kéo dài một góc 90° đến vị trí nằm ngang (Hình 3.2d). Quay dàn công tác cùng với dàn kéo dài 90° vào vị trí vuông góc với tâm cầu (dưới gầm cầu), (Hình 3.2e) Đẩy dàn kéo dài đến vị trí làm việc (Hình 3.2f) Hình 3.2.a. Quay toàn bộ kết cấu thép một góc 90° xung quanh đường tâm thẳng đứng của khung chính. Hình 3.2.b. Dựng toàn bộ kết cấu thép (trừ khung chính) đứng thẳng lên một góc 90° Hình 3.2.c. Hạ dàn đứng (cùng với dàn công tác và dàn kéo dài) xuống đến độ sâu yêu cầu (Hình 2.2c). Hình 3.2d. Hạ dàn công tác cùng với dàn kéo dài một góc 90° đến vị trí nằm ngang Hình 3.2e. Quay dàn công tác cùng với dàn kéo dài 90° vào vị trí vuông góc với tâm cầu Hình 3.2f : Đẩy dàn kéo dài đến vị trí làm việc 3.3. CƠ SỞ ĐỂ XÁC ĐỊNH CÁC NGOẠI LỰC. Trong các thao tác kể trên, có 4 thao tác (a,b,c,d,e) có chuyển động quay, hai thao tác còn lại có chuyển động tịnh tiến (c,f). Cách xác định các ngoại lực nh­ sau: a. Lực quán tính: Lực quán tính của các bộ phận có chuyển động quay được xác định nh­ sau [2,trang35]: Qqi = mi x= Gi x (KG ) Trong đó: Qqi – Lực quán tính do chuyển động quay của bộ phận thứ i gây ra (lực này tính theo phương tiếp tuyến của quĩ đạo chuyển động quay). Gi – Trọng lượng của bộ phận thứ i tham gia chuyển động quay, KG n- Số vòng quay của cơ cấu, (n= 2 v/p ) Ri – Bán kính quay của cơ cấu, (m) t – Thời gian phanh hãm cơ cấu, (giây) Lực quán tính do các bộ phận có chuyển động tịnh tiến gây ra [2, trang 34]: Chuyển động thẳng đứng: Qtđi = 0.107 x Gi x (KG ) Chuyển động ngang: Qtni = 0.102 x Gi x (KG ) Gi – Trọng lượng của bộ phận thứ i tham gia chuyển động tịnh tiến, KG. V – Vận tốc chuyển động của cơ cấu, m/s t- Thời gian phanh hãm cơ cấu (t = 1 s) Trên cơ sở các công thức trên, ta sẽ xác định được lực quán tính của các bộ phận kết cấu thép tương ứng cho 6 thao tác kể trên. b. Xác định lực động: Lực động phát sinh do ảnh hưởng chuyển động của các bộ phận cần phải được kể đến trong tính toán kết cấu thép. Với các chuyển động của các thành phần kết cấu thép nhỏ, cho nên lấy hệ số lực động Kđ = 1.1 [3, trang 219]. Hệ số này được nhân với trọng lượng của các thành phần kết cấu thép Giđ = 1.1 x Gi , KG Trong đó: Giđ - Lực động của thành phần kết cấu thép thứ i, KG. Gi – Trọng lượng tĩnh của thành phần kết cấu thép thứ i, KG c. Xác định lực gió: Lực gió tác dụng lên kết cấu thép của máy được xác định theo công thức Qgi = ko x qg x Fc x kh (KG) Trong đó: Qgi – Lực gió tác dụng lên kết cấu thép của máy ở trạng thái thứ i, KG qi – Cường độ gió, KG/m2 ( Để an toàn cho máy làm việc ta tính toán lực gió cấp VII. Với gió cấp này, ta có qg= 25 KG/m2, Vg = 20 m/s [2, trang 38] Fc – Diện tích chắn gió của kết cấu thép, m2 (Diện tích này bằng diện tích bao của kết cấu thép nhân với hệ số chắn gió Kg = 0.3) ko – Hệ số cản khí động học, ko = 1.2 – 1.4 kh – Hệ số kể đến ảnh hưởng của độ cao của kết cấu thép, kh = 1.47 – tương ứng h < 50 m. 3.4. XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ CÁC NGOẠI LỰC TÁC DỤNG LÊN KẾT CẤU THÉP TRONG CÁC THAO TÁC ĐƯA MÁY VÀO VỊ TRÍ LÀM VIỆC: a/- Thao tác a: Quay toàn bộ kết cấu thép một góc 90° trong mặt phẳng nằm ngang xung quanh tâm thẳng đứng của khung chính + Lực quán tính (Qaq): Theo công thức 1 ta có: Qaq = (Gc + Gd + Gđ + Gct + Gkd ) x ( KG ) Thay các giá trị vào biểu thức trên: Qaq = ( 4979 + 417 + 1189 + 493 + 459 ) x =376.8 ( KG ) + Lực động (qđ ): Trị số lực động (qđ ) của các thành phần kết cấu thép được xác định như sau: Khung chính và đối trọng: qđc = 1.1 x Gc = 5477 KG Cơ cấu dựng dàn đứng: qđd = 1.1 x Gd = 459 KG Dàn đứng: qđđ = 1.1 x Gđ = 1308 KG Dàn công tác: qđct = 1.1 x Gct = 542 KG Dàn kéo dài: qđkd = 1.1 x Gkd = 505 KG + Lực tác dụng của gió: Trong bước thao tác này, lực gió tác dụng bất lợi nhất theo phương dọc với đường tâm xe cơ sở ( Vuông góc với mặt bên của kết cấu thép) Qag = ko x qg x Fca x kh (KG) Trong đó: Qag – Lực của gió tác dụng lên kết cấu thép ở trạng thái a. qi – Cường độ gió, ( Để an toàn cho máy làm việc ta tính toán lực gió cấp VII. Với gió cấp này, ta có qg= 25 KG/m2, Vg = 20 m/s [2, trang 38] ) Fc – Diện tích chắn gió của kết cấu thép, m2 (Với kết cấu thép dạng dàn ta lấy hệ số chắn gió Kg = 0.3) ko – Hệ số cản khí động học, ko = 1.2 – 1.4 kh – Hệ số kể đến ảnh hưởng của độ cao của kết cấu thép, kh = 1.47 Thay các giá trị tính toán vào biểu thức ta có: Qag = 448.93 KG Nếu cho phân bố đều trên chiều dài kết cấu thép thì qag = 43.7 KG/m Như vậy, tổng hợp trạng thái chịu lực của kết cấu thép trong bước thao tác a như sau ( Xét trong 2 mặt phẳng ) Trong mặt phẳng thẳng đứng ( Nhìn từ sau xe) Q1đ = q dđ + q đđ + q ctđ + q kdđ = = 249 Hình 3.3. Lực tác dụng lên kết cấu thép trong mặt phẳng thẳng đứng. Trong mặt phẳng nằm ngang (Hình 3.4) Hình 3.4: Lực tác dụng lên kết cấu thép trong mặt phẳng nằm ngang b/-Thao tác b: Dựng toàn bộ kết cấu thép (Trừ khung chính) đứng thẳng lên một góc 90°. + Lực quán tính: Ở trạng thái này tác dụng theo phương thẳng đứng và có trị số lớn nhất tại mút cao nhất của kết cấu thép (Hình 3.5). Hình 3.5: Lực tác dụng lên kết cấu thép trong mặt phẳng thẳng đứng Thay các giá trị vào công thức ta có: Gbmax = Gd + Gđ + Gct + Gkd = 2558 ( KG ) Qbmax = 128 ( KG ) + Lực động: Trong trường hợp này, lực động cũng chỉ tính cho 4 thành phần kết cấu thép (Trừ khung chính) Cơ cấu dựng dàn đứng: qđd = 1.1 x Gd = 459 KG Dàn đứng: qđđ = 1.1 x Gđ = 1308 KG Dàn công tác: qđct = 1.1 x Gct = 542 KG Dàn kéo dài: qđkd = 1.1 x Gkd = 505 KG + Lực tác dụng của gió: Lúc này lực gió tác dụng bất lợi nhất theo phương như hình vẽ ( Đối diện với mặt tựa của khung chính, vì theo phương này diện tích chắn gió của kết cấu thép là lớn nhất) Qbg = ko x qg x Fbc x kh (KG) Trong đó: Fbc – Diện tích chắn gió của kết cấu thép ở trạng thái b, m2. Thay các giá trị ta được: Qbg = 245.6 (KG) Lực gió phân bố theo chiều dài: qbg = 24.8 (KG/m) + Tổng hợp tình trạng chịu lực của kết cấu thép trong thao tác b: Tự trọng của kết cấu thép trong trạng thái này được qui về một lực tập trung, có trị số bằng tổng trọng lượng của 4 thành phần kết cấu thép (Trừ khung chính) GbS = Gd + Gđ + Gct + Gkd = 2558 ( KG ) Hình 3.6.: Lực tác dụng lên kết cấu thép của máy ở trạng thái b c/- Thao tác c: Hạ dàn đứng cùng với dàn công tác và dàn kéo dài xuống đến độ sâu yêu cầu + Lực quán tính: Ở trạng thái này, lực quán tính được tính cho 3 thành phần kết cấu thép (Dàn đứng, dàn công tác và dàn kéo dài). Vì 3 thành phần này chuyển động theo phương thẳng đứng, do vậy lực quán tính được tính theo công thức (2). Qtđi = 0.107 x Gi x (KG ) Qctđ = 0.107 x ( 1189 + 493 + 459 ) x = 43 (KG) + Lực động: Lực động ở 3 trạng thái này cũng được tính theo 3 lực tập trung Gd , Gct , Gkd tức là: GđS = 1.1 x (Gđ + Gct + Gkd) = 1.1 x (1189 + 493 + 459) = 2355 (KG) + Lực tác dụng của gió: Lực gió ở trạng thái này cũng được xác định giống nh­ trạng thái b Qcg = Qbg = ko x qg x Fbc x kh (KG) = 255 (KG) Nh­ vậy, tình trạng chịu lực tổng hợp của kết cấu thép trong trạng thái c sẽ là (Hình 3.7 ): Hình 3.7. Sơ đồ lực tác dụng lên kết cấu thép của máy trong trạng thái c. d/ - Thao tác d: Hạ dàn công tác cùng với dàn kéo dài xuống một góc 90° đến vị trí nằm ngang. + Lực quán tính: Qdq = ( Gct + Gkd ) x ( KG ) Thay sè ta được: Qdq = ( 493 + 459 ) x = 38.1 (KG) + Lực động: Lực động ở trạng thái này được tính theo 2 lực tập trung là Gct , Gkd tức là: Dàn công tác: qđct = 1.1 x Gct = 542 KG Dàn kéo dài: qđkd = 1.1 x Gkd = 505 KG GSđ = 542 + 505 = 1047 KG Nếu phân bố theo chiều dài thì: qđ = = 140 ( ) + Lực tác dụng của gió: Lúc này lực gió tác dụng bất lợi nhất theo phương như hình vẽ ( Đối diện với mặt tựa của khung chính, vì theo phương này diện tích chắn gió của kết cấu thép là lớn nhất). Ta xác định lực này theo 2 thành phần: Một thành phần tác dụng lên mặt bên của dàn đứng: Qdg,đ = ko x qg x Fdc,đ x kh = 127.4 (KG) Trong đó: Fdc,đ – Diện tích chắn gió của dàn đứng ở trạng thái d, m2. Một thành phần tác dụng lên mặt bên của dàn công tác: Qdg,ct = ko x qg x Fdc,ctx kh = 128 (KG) Trong đó: Fdc,ct – Diện tích chắn gió của dàn công tác ở trạng thái d, m2. Từ đó: Qdg = 127.4 + 128 = 255.4 KG + Trong mặt phẳng thẳng đứng Hình 3.8. Sơ đồ lực tác dụng lên kết cấu thép của máy ở trạng thái d. + Trong mặt phẳng song song với đường tâm xe cơ sở Hình 3.9. Sơ đồ lực tác dụng lên kết cấu thép của máy ở trạng thái d. e/- Thao tác e: Quay dàn kéo dài cùng với dàn công tác một góc 90 vào vị trí vuông góc với đường tâm cầu. + Lực quán tính: Lực quán tính trong trường hợp này tác dụng theo phương nằm ngang và cũng do 2 thành phần kết cấu thép tạo nên ( Dàn kéo dài và dàn công tác). Trị số lớn nhất của lực quán tính ở tại đầu mút của dàn: Qdq = ( Gct + Gkd ) x ( KG ) = ( 493 + 459 ) x = 76 (KG) + Lực động: Cũng chỉ tính cho àn công tác và dàn kéo dài Dàn công tác: qđct = 1.1 x Gct = 542 KG Dàn kéo dài: qđkd = 1.1 x Gkd = 505 KG + Lực tác dụng của gió: Trong trạng thái này, lực gió tác dụng bất lợi được xác định theo phương dọc với đường tâm cầu. Ta xác định lực này theo 2 thành phần: Một thành phần tác dụng lên mặt bên của dàn đứng Qdg,đ =kox qg x Fdc,đ x kh (KG) = 12 (KG) Trong đó: Fdc,đ – Diện tích chắn gió theo mặt bên của dàn đứng ở trạng thái e, m2. Một thành phần tác dụng lên mặt bên của dàn công tác Qdg,ct =kox qg x Fdc,ct x kh (KG) = 130 (KG) Trong đó: Fdc,ct – Diện tích chắn gió theo mặt bên của dàn công tác ở trạng thái e, m2. + Tổng hợp tình trạng chịu lực của kết cấu thép trong trạng thái e: Hình 3.10. Sơ đồ lực tác dụng lên kết cấu thép của máy ở trạng thái e. f/ - Thao tác f: Đẩy dàn kéo dài đến vị trí làm việc + Lực quán tính: Trong thao tác này, lực quán tính tác dụng theo phương dọc theo dàn công tác và được qui về một lực tập trung: Qqđ = 0.102 x Gkd x (KG ) = 0.102 x 495 x = 7.5 (KG) + Lực đông: Lực động ở trạng thái này cũng được tính theo lực tập trung của trọng lượng dàn kéo dài (Gkd): Qđkd = 1.1 x Gkd = 505 (KG) + Lực gió: Trong trạng thái này, lực gió tác dụng bất lợi nhất được xác định theo phương dọc với đường tâm cầu. Ta xác định lực này theo 3 thành phần: Một thành phần tác dụng lên mặt bên của dàn đứng (Giống nh­ thao tác e): Qfg,đ =kox qg x Ffc,đ x kh (KG) = 126 (KG) Trong đó: Ffc,đ – Diện tích chắn gió theo mặt bên của dàn đứng ở trạng thái f, m2. (Ffc,đ = Fec,đ ) Một thành phần tác dụng lên mặt bên của dàn công tác (Giống nh­ thao tác e): Qdg,ct =kox qg x Ffc,ct x kh (KG) = 130 (KG) Trong đó: Ffc,ct – Diện tích chắn gió theo mặt bên của dàn công tác ở trạng thái f, m2. (Ffc,ct = Fec,ct ) Một thành phần tác dụng lên mặt bên của dàn kéo dài Qdg,kd =kox qg x Ffc,kd x kh (KG) = 118 (KG) Trong đó: Ffc,kd – Diện tích chắn gió theo mặt bên của dàn kéo dài ở trạng thái f, m2. + Tổng hợp tình trạng chịu lực của kết cấu thép ở trạng thái f: Hình 3.11. Sơ đồ lực tác dụng lên kết cấu thép của máy ở trạng thái f . XÁC ĐỊNH CÁC NGOẠI LỰC KHI MÁY ĐANG LÀM VIỆC Ngoại lực tác dụng lên máy khi máy đang làm việc được xét theo 2 trường hợp: 3.5.1 Tổng trọng lượng của công nhân và thiết bị công tác có trị số bằng 600 KG đặt tại đầu mút của dàn công tác. 3.5.2. Tổng trọng lượng của công nhân và thiết bị công tác có trị số bằng 300 KG đặt tại đầu mút của dàn kéo dài Ta lần lượt xét từng trường hợp một: Trường hợp thứ nhất: Tổng trọng lượng của công nhân và thiết bị công tác có trị số bằng 600 KG đặt tại đầu mút của dàn công tác. Ngoại lực tác dụng lên kết cấu thép trong trường hợp này chỉ bao gồm: Tự trọng kết cấu thép, lực gió, trọng lượng công nhân và thiết bị có kể đến hệ số lực động (kđ = 1.1). Sơ đồ lực tác dụng: Hình 3.12. Sơ đồ lực tác dụng lên kết cấu thép khi máy đang làm việc ở trạng thái thứ nhất Trường hợp thứ hai: Tổng trọng lượng của công nhân và thiết bị công tác có trị số bằng 300 KG đặt tại đầu mút của dàn kéo dài Trong trường hợp thứ hai, dàn kéo dài được đẩy ra hết cỡ, trọng lượng của công nhân và thiết bị chỉ cho phép tối đa bằng 300 KG đặt ở đầu mút dàn kéo dài. Sơ đồ lực tác dụng: Hình 3.13. Sơ đồ lực tác dụng lên kết cấu thép khi máy đang làm việc ở trạng thái thứ hai. CHƯƠNG4: TÍNH TOÁN CƠ CẤU QUAY DÀN NGANG 4.1. LỰC TÁC DỤNG LÊN CƠ CẤU. Dàn công tác cùng với dàn kéo dài sau khi được hạ xuống vị trí nằm ngang cần phải xoay đi một góc 90° vào vị trí vuông góc với tâm cầu Hình 4.1.Sơ đồ làm việc của cơ cấu quay dàn công tác 4.2.PHÂN TÍCH TÌNH HÌNH CHỊU LỰC VÀ TÍNH TOÁN CƠ CẤU Để quay được dàn công tác một góc 90, động cơ thuỷ lực (1) phải tạo nên một mô men xoay Mx có trị số lớn hơn mô men cản quay do dàn và đuôi quay (3) gây nên. Mô men cản quay được xác định theo biểu thức (6) Mq = Mms + Mg + Ma + Md Trong đó: + Mms – Mô men cản quay do ma sát trong ổ tựa quay. Mms= M – Mô men ngoại lực- tức là mô men do trọng lượng của dàn công tác, dàn kéo dài, đuôi quay (3) và do gió gây ra so với tâm quay. M = Gi.li + Pg.h + Mg – Mô men cản quay do tác dụng của gió. + Ma - Mô men cản quay do máy đứng trên góc nghiêng a. Trường hợp này ta xét máy đứng trên mặt phẳng nghiêng với góc a = 5. Ma = (Gct + Gkd) x Sina = 952 x 0.087 = 82.9 KG = 0.829 KN Mg = Mqt – Mô men quán tính của các phần tử quay gây nên (Dàn công tác, dàn kéo dài và đuôi quay) + Mqt = Md = Thay các giá trị của các đại lượng sau: G1 = Gct = 493 KG , l1 = lct = 3.12 m G2 = Gkd = 459 KG , l2 = lkd = 3.12 m. Q = Gct + Gkd + Gd = 493 + 459 + 369 = 1321 KG. Dtb = 0.8 m Pg = 130 kg – Lực gió tác dụng lên mặt bên của dàn công tác h = 3.52 (m) , nq = 1 vòng/ phút, tkđ = 2 giây. Thay vào biểu thức trên ta được: Mq = 632 KGm. = 6320 Nm 4.3.TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT CỦA ĐỘNG CƠ. Công suất của động cơ được xác định theo công thức: N = KW Trong đó: N: công suất của động cơ (KW) Mq: Mô men cản quay trên trục động cơ (Nm) nq: Tốc độ quay của động cơ (v/p) ho: Hiệu suất truyền động của cơ cấu Thay sè ta có: N = = 1.2 KW 4.4.CHỌN MẠCH THUỶ LỰC Hình 4.2. Sơ đồ thuỷ lực cơ cấu quay dàn chính. Trong đó: 1: Lọc dầu 6: Động cơ thuỷ lực 2: Động cơ thuỷ lực 7: Van an toàn 3: Van một chiều 8: Đường ống 4: Cơ cấu phân phối 9: Nắp dầu 5: Hệ thống phanh hãm 10: Kim dầu 11: Bình dầu 4.5.PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN CƠ CẤU Tỷ số truyền bộ truyền ngoài: i2 i2 = = = 5.5 Trong đó: D2 : Đường kính bánh răng lớn (mm) D1 : Đường kính bánh răng nhỏ (mm) Tỷ số truyền của hộp giảm tốc: i1 i1 = 5 4.6.CHỌN ĐỘNG CƠ THUỶ LỰC Tỷ số truyền bộ truyền bánh răng : i2 = 5,5 Chọn hộp số tiêu chuẩn với tỷ số truyền: i1 = 5 Suy ra: Mô men quay trên trục động cơ thuỷ lực. Mq,đc = = = 229.8 Nm Tốc độ quay của động cơ: nđc = 1,5 x 5 x 5,5 = 41,25 v/p Căn cứ vào giá trị mô men, chọn mô tơ thuỷ lực của hãng ADAN kí hiệu: AGMB – 150 với các thông số kĩ thuật: Áp suất làm việc của chất lỏng công tác: 110 BAR Mô men quay: 240 Nm Tốc độ quay ứng với lưu lượng lớn nhất: nmax = 400 v/p Lưu lượng cần thiết: 9,5 l/p Lưu lượng riêng của mô tơ: q = 106,7 cm3/v Suy ra lưu lượng của bơm thuỷ lực cấp cho mô tơ thuỷ lực là: Q = = = 6.63 l/p Tổn thất đường ống lấy bằng 75% Suy ra lưu lượng thực tế của bơm: Qtt = = = 8.84 l/p Suy ra công suất của bơm: N = = = 1.6 KW 4.7.CHỌN VÀNH TỰA QUAY Xét cho 2 trường hợp: 4.7.1. Tổng trọng lượng của công nhân và thiết bị bằng 600 KG đặt tại đầu mút dàn công tác. Trọng lượng bản thân của dàn công tác và dàn kéo dài có trị số: Gbt = Gct + Gkd = 493 + 459 = 952 KG = 9.52 KN (Đặt tại điểm giữa của dàn công tác) Trọng lượng công nhân và thiết bị có trị số (Có kể đến lực động): Qcnđ = 1.1 x Qcn = 660 KG = 6.6 KN Qui về vòng tựa quay: Vòng tựa quay chịu tác động của một lực dọc trục và một mô men uốn có trị số: Lực dọc trục: V = Qđcn + Qbt = 6.6 + 9.52 = 16.52 KN Mô men uốn: M = Gbt .l1 + Qđcn.l2 Trong đó: l1 , l2 là khoảng cách từ Gbt và Qđcn đến tâm quay. Thay số với l1 = 3.735 m, l2 = 7.47 m ta có: M = 85 KNm 4.7.2. Tổng trọng lượng của công nhân và thiết bị bằng 200 KG đặt tại đầu mút dàn kéo dài. Trọng lượng bản thân của dàn công tác và dàn kéo dài có trị số: Gbt = Gct + Gkd = 493 + 459 = 952 KG =9.52 KN . Trọng lượng công nhân và thiết bị có trị số (Có kể đến lực động): Qcnđ = 1.1 x Qcn = 220 KG = 2.2 KN Qui về vòng tựa quay ta có: Lực dọc trục: V = Qđcn + Qbt = 2.2 + 9.52 = 11.72 KN Mô men uốn: M = 2.2 x 12 + 4.93 x 3.735 + 4.59 x ( 7.47 + 2.2 ) = 89.2 KNm Vậy trong 2 trường hợp ta thấy trường hợp ta tính cho trường hợp thứ hai. Căn cứ vào gá trị lực dọc trục V và giá trị mô men M, chọn vòng tựa quay tiêu chuẩn hoá số 1 với đặc tính kĩ thuật nh­ sau: Con lăn: Đường kính: dp = 16 mm Số lượng: 130 Kích thước vòng, mm D = 800, D1 = 710, D2 = 640, D3 = 770, D4 = 715, D5 = 660, B = 60, h = 5 Khối lượng: 80 KG Vành răng: Mô đun: m = 6 Số răng: Z = 142 Số lỗ để cố định: Đường kính: d = 15 mm Số lượng: 24 4.8.TÍNH BỀN BÁNH RĂNG Chọn vật liệu làm bánh răng nhỏ: Thép 45, bánh răng lớn: Thép 35, đều thường hoá ( theo bảng 3-6). Cơ tính của 2 loại thép này nh­ sau: Thép 45: sb = 600 N/mm2 ; sch = 300 N/mm2 ; HB = 200 Thép 35: sb = 500 N/mm2 ; sch = 260 N/mm2 ; HB = 170 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng. Hệ số dạng răng ( Bảng 3-18) Bánh nhá y1 = 0.47 Bánh lớn y2 = 0.517 Kiểm nghiệm ứng suất uốn ( Công thức 3-34 ) đối với răng nhỏ su1 = ( N/mm2 ) Trong đó: K: Hệ số tải trọng. N: Công suất bộ truyền,KW y: Hệ số dạng răng. m: Mô đun của bánh răng Z: Số răng. n: Số vòng quay trong một phút của bánh răng cần tính. b: Chiều rộng bánh răng su1 = = 104.1 N/mm2 su1 < [s ]u1 = 143.3 N/mm2; Đối với bánh răng lớn ( Công thức 3-40 ) su 2 = su1 = = 94.8 N/mm2 , su 2 < [s ]u2 = 119.4 N/mm2 Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chịu quá tải đột ngột trong thời gian ngắn. Ứng suất tiếp xúc cho phép ( công thức 3-43) [s ] txqt = 2.5x [s]Notx Bánh nhá: [s ] txqt1 = 2.5x520 = 1300 N/mm2. Bánh lớn: [s ] txqt2 = 2.5x442 = 1105 N/mm2. Ứng suất uốn cho phép ( công thức 3-46): [s ] uqt = 0.8x sch ( N/mm2 ) Bánh nhá: [s ] uqt1 = 0,8x300 = 240 N/mm2. Bánh lớn: [s ] uqt2 = 0.8x260 = 208 N/mm2. Kiểm nghiệm sức bền tiếp xúc ( công thức 3-14 và 3-41): s txqt2 = Trong đó: A: Khoảng cách trục 2 bánh răng (mm) i : Tỷ số truyền cơ cấu n2 : Vận tốc quay của bánh răng bị dẫn (v/p) b: Chiều rộng bánh răng (mm) K: Hệ số tải trọng. N: Công suất bộ truyền (KW) s txqt2 = = 687 N/mm2. Trong đó hệ số quá tải Kqt = 1,8. Ứng suất tiếp xúc quá tải nhỏ hơn trị số cho phép đối với bánh răng lớn và bánh răng nhỏ. Kiểm nghiệm sức bền uốn ( công thức 3-38 và 3-42 ): suqt = su . Kqt < [ s ]uqt Bánh nhá: suqt1 = 104.1x1.8 = 187.4 N/mm2 < [s ]uqt1 Bánh lớn: suqt2 = 94.8x1.8 = 170.6 N/mm2 < [s ]uqt2 4.9.KẾT CẤU CỤM TỰA QUAY Chọn bu lông để liên kết giữa phần cố định của vành tựa quay với phần không quay của dàn đứng và bu lông liên kết giữa bánh răng của vành tựa quay với thép có cùng đường kính. Vì phần trên của vành tựa quay bố trí 24 bu lông, phần dưới bố trí 12 bu lông nên các bu lông phía dưới sẽ chịu lực lớn hơn. Vậy chọn bu lông tính cho các bu lông hàng dưới. Xét cho trường hợp vành tựa quay chịu lực lớn nhất.Tức thao tác quay dàn công tác và dàn kéo dài vào vị trí vuông góc với đường tâm cầu. Các bu lông chịu lực cắt do mô men quán tính của các phần tử quay quanh tâm O (tâm quay) của thiết bị tựa quay và lực gió tác dụng vào 2 dàn công tác và kéo dài gây ra. Quy về vành tựa quay, vành tựa quay chịu tác dụng của mô men M và lực ngang R. - Mô men: M = M1 + M2 (Nm) Trong đó: M1: Mô men do tác dụng của lực gió lên 2 dàn công tác và kéo dài khi ở vị trí làm việc M1 = Pg x l = (7.4 x 7.47 + 15.4 x 7.42 ) x 7.47 = 18226 Nm. ( Pg: áp lực gió, l: khoảng cách từ tâm áp lực đến tâm quay của vành tựa quay) M2 : Mô men quán tính do 2 thành phần kết cấu thép là dàn công tác và dàn kéo dài tạo nên khi quay dàn công tác và dàn kéo dài vào vị trí vuông góc với đường tâm cầu. M2 = Qqt x l = 760 x = 2838 Nm ( Qqt: Lực quán tính khi quay dàn, l: Khoảng cách từ lực quán tính đến tâm quay.) Lực ngang: R = Pg + Qqt = 2440 + 760 = 3200 N Dùng bu lông lắp không có khe hở giữa lỗ và bu lông. Do tác dụng của lực ngang R (đặt tại O) nên các bu lông chịu lực ngang P bằng nhau P = (N) Trong đó: R: Lực ngang đặt tại O Z: Số lượng bu lông bố trí P = = 266 N Lực ngang do mô men M gây nên tại các bu lông có trị số bằng nhau và bằng: Q = = = = 5319 N ( r: Khoảng cách từ tâm quay đến tâm bu lông, r = = = 330 mm = 0.33 m.) Các lực Q1, …, Q12 có phương vuông góc với bán kính r1,…, r12, còn lực P có phương theo lực R ( Hình dưới) Sử dụng phương pháp đồ thị, xác định được hợp lực P1 do P và Q1 tác dụng vào bu lông số 1 và hợp lực P5 do P và Q5 tác dụng vào bu lông số 5 là lớn nhất, có trị số: P1 = P5 = P + Q1 = 266 + 5319 = 5585 N Theo điều kiện sức bền cắt ( CTM – 81) xác định đường kính thân bu lông D = = = 12.31 mm Trong đó [ t] = 0.4 x sch = 0.4 x 220 = 88 N/mm2 ( bảng 5-3, 5-4 CTM) Theo trị số d tìm được, chọn bu lông tinh lắp vào lỗ doa ( TCVN 98 – 63 ) có đường kính danh nghĩa của lỗ ren M14 và đường kính phần không có ren 15 mm Kiểm nghiệm sức bền dập ( công thức 5 – 12 CTM) sd = = = 7.4 N/mm2. Trị số ứng suất dập cho phép ( Bảng 5 – 4 CTM) [ s] = 0.4 x sb = 0.4 x 280 = 110 N/mm2 Vậy điều kiện sức bền cắt được thoả mãn Hình 4.3. Kết cấu cụm tựa quay. 4.10.TÍNH CHỌN CÁC PHẦN TỬ THUỶ LỰC KHÁC Thùng dầu: Thể tích thùng dầu cần xác định theo công thức: V = (3 – 5) Q = (30 – 50) lít Chọn thùng dầu tiêu chuẩn có thể tich: V = 60 lít Thước đo dầu LS-5¢¢. Nắp dầu + Bộ thoát khí HY – 06 Bộ lọc hút MF – 06 Bơm thuỷ lực 10 cm3/v, 210 KG/cm2 Van an toàn RV – 04T – H Van một chiều CV – 04T Đồng hồ áp suất LA – 63D*250K Khoá đồng hồ GCT – 02 Đế van AFD – 02 –01 Van phân phối điện từ AHD – G02 – 3C3 – D24 Van an toàn kép MRV – 02 – W – H Van Shuttle Valve VU – SH02 Đường ống mềm Đường ống cứng Đầu nối các loại CHƯƠNG 5: CHỌN XE CƠ SỞ Phần lớn các hãng thiết bị kiểm tra bề mặt dưới cầu trên thế giới đều sử dụng các loại xe cơ sở thông dụng. Để phù hợp với xu thế chung đó đi sâu vào phân tích để chọn ra loại xe cơ sở phù hợp nhất trong điều kiện công nghệ, kinh tế, kĩ thuật của nước ta. 5.1 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CỦA XE CƠ SỞ Xe cơ sở của thiết bị kiểm tra bề mặt dưới cầu khác cơ bản với các loại xe tải hoặc xe chuyên dùng bình thường ở những điểm sau đây: -Di chuyển Xe cơ sở của thiết bị chủ yếu thực hiện việc di chuyển thiết bị đến nơi kiểm tra cần thiết. Trong khi kiểm tra, việc di chuyển của xe cũng không cần thực hiện thường xuyên. Đặc biệt, việc di chuyển của xe cơ sở trong quá trình kiểm tra thực hiện trên quãng đường rất ngắn trong thời gian dài. -Hoạt động: Ngoài việc phải di chuyển với quãng đường rất ngắn trong khi kiểm tra, xe cơ sở chỉ hoạt động khi đưa thiết bị vào vị trí làm việc. Phụ thuộc vào kết cấu, vào đặc thù của từng loại cầu bê tông nh­ khẩu độ cầu, cách lắp đặt đèn chiếu sáng trên cầu, lượng cột đèn chiếu sáng đặt phía thành cầu…mà thiết bị phải hoạt động nhiều hay Ýt trong quá trình kiểm tra. Nhưng nhìn chung xe cơ sở của thiết bị hoạt động rất Ýt và sự hoạt động của nó không ảnh hưởng đến năng suất kiểm tra. 5.2. QUAN ĐIỂM LỰA CHỌN Sau khi phân tích các đặc điểm cơ bản của xe cơ sở và nghiên cứu những yêu cầu cần thiết của công việc kiểm tra bề mặt dưới của cầu, quan điểm lựa chọn xe cơ sở được đặt ra nh­ sau: Không nên chọn loại xe đắt tiền Do xe hoạt động Ýt nên chỉ cần lựa chọn những loại đáp ứng những chỉ tiêu, tính năng kĩ thuật cần thiết, không cần phải chọn loại đắt tiền được chế tạo để đảm bảo độ bền lâu. Chọn loại xe cơ sở có hệ truyền động thuỷ lực và có máy phát điện. Vì năng suất kiểm tra không chịu ảnh hưởng nhiều của thiết bị nên có thể sử dụng bất kì hệ truyền động thuỷ lực nào của xe cơ sở để truyền động chi các cơ cấu của thiết bị cũng đảm bảo nếu hệ thống thuỷ lực đó có áp suất công tác phù hợp. Nếu xe cơ sở không có hệ thống thuỷ lực, trong điều kiện công nghệ nước ta hiện nay, việc lắp đặt bổ xung thêm hệ thuỷ lực trên xe cơ sở sẽ trở nên hết sức phức tạp. Nếu thiết kế thêm hệ thuỷ lực ngoài được truyền động bởi động cơ nổ khác thì thiết bị sẽ trở nên cồng kềnh và việc sử dụng nó lại phức tạp thêm. Tương tù nh­ vậy, nế trên xe cơ sở đã có hệ thống phát điện thì tránh được sự cồng kềnh, phức tạp khi phải trang bị thêm một hệ thống phát điện phục vụ cho việc kiểm tra. 5.3. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN Tổng quan về xuất xứ của xe cơ sở: Hiện nay, nước ta chưa sản xuất được sat-xi xe cơ giới và xe chuyên dùng, trừ một số xe cỡ nhỏ kiểu xe công nông được sản xuất tại Công ty TNHH Hoa Mai, Công ty TNHH Chiến Thắng, Hải Phòng. Để sản xuất xe cơ giới, nước ta thường nhập sát-xi từ các nước như Trung Quốc, Hàn Quốc, Nhật Bản và Nga. Như đã phân tích ở phần trên, việc chọn loại xe cơ sở có truyền động thuỷ lực và hệ thống phát điện là tối ưu nhất và phù hợp nhất với điều kiện công nghệ nước ta hiện nay. Xuất phát từ lÝ do trên, việc chế tạo xe cơ sở trên cơ sở xe sat-xi nhập từ nước ngoài sẽ không có tính khả thi cao và không mang lại lợi Ých về kinh tế. Nh­ vậy xe cơ sở ding cho thiết bị kiểm tra bề mặt dưới cầu chỉ là xe nhập ngoại hoặc là xe của nuức ngoài đang khai thác tại Việt Nam. Việc lựa chọn xe cơ sở tập chung vào 2 hướng chính là xe tải thông dụng và xe chuyên dùng. Để lựa chọn được loại phù hợp, cần phải nghiên cứu, phân tích ưu nhược điểm của từng loại xe này. Xe tải thông dụng Xe tải thông dụng được nhập vào nước ta rất rễ dàng, hàng năm nước ta nhập về khoảng 15000 chiếc với nhiều chủng loại. Trong sè xe tải nhập về có một số loại có thể dùng làm xe cơ sở cho thiết bị kiểm tra bề mặt dưới cầu. Ưu điểm nổi bật của xe tải là có thể chọn được loại có kích thước phù hợp với kết cấu của thiết bị. Toàn bộ thiết bị thiết kế trên cơ sở xe tải có kết cấu gọn nhẹ, có thể đảm bảo tính mĩ thuật theo ý đồ thiết kế. Nhưng với xe cơ sở là xe tải thông dụng sẽ tồn tại những nhược điểm sau đây: Phải cải tạo lại sát – xi. Trong điều kiện công nghệ nước ta, công việc này sẽ rất khó thực hiện có hiệu quả. Phải trích công suất để truyền động cho các cơ cấu. Không phải động cơ của xe nào cũng có thể trích được công suất để truyền động cho các cơ cấu phụ trợ. Trong trường hợp trchs được công suất thì với tang công suất sử dụng để truyền động cho các cơ cấu của thiết bị kiểm tra bề mặt dưới cầu, công suất được trích ra chưa chắc đã đủ lớn. Việc đặt hàng để nhà sản xuất lắp đặt riêng cho xe cơ sở được chọn loại động cơ phù hợp gây ra chi phí quá lớn trong trường hợp sản xuất đơn chiếc. Xe của các nước phương tây có sát – xi đủ bền để lắp đặt toàn bộ kết cấu của thiết bị thì giá thành đắt. Xe của Trung Quốc đảm bảo được yêu cầu về tính kinh tế nhưng độ bền của sát – xi thường không đảm bảo, nếu cải tạo thì không đảm bảo tính mỹ thuật. Tính kinh tế thấp Do phải nhập xe đắt và việc cải tạo ( trích công suất, lắp đặt hệ thống thuỷ lực) nên sẽ nâng giá thành của xe cơ sở lên cao. Nếu xe quá đắt thì việc chế tạo trong nước thiết bị kiểm tra này sẽ trở nên vô nghĩa vì thay cho chế tạo đắt, các cơ sở chỉ cần nhập ngoại thiết bị là xong. Xe chuyên dùng Trong phần tổng quan về thiết bị kiểm tra bề mặt dưới cầu trên đây cho thấy thiết bị kết cấu kiểu dàn được thiết kế với kết cấu tương tự như các loại cần trục tháp và thiết bị kết cấu kiểu hộp được thiết kế với kết cấu tương tự các loại máy xúc hoặc thiết bị nâng người làm việc trên cao truyền động thuỷ lực. Xuất phát từ việc phân tích này, xe cơ sở dùng cho thiết bị kiểm tra bề mặt dưới cầu kết cấu kiểu dàn nếu là cần trục kiểu cần dàn là thích hợp nhất. Cần trục của các nươc phương Tây có giá thành rất cao nên phương án chọn loại này không được xét đến. Trên cơ sở quan điểm lựa chọn xe cơ sở phân tích trên đây, đề tàI tập trung nghiên cứu các loại cần trục kiểu cần dàn của CHLB Nga hoặc của các nước Đông Ău. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, cần trục KC-4562 là loại kiểu cần dàn, có hệ truyền động thuỷ lực để nâng chân chống, có hệ thống phát điện để truyền động cho các cơ cấu của cần trục, nếu lựa chọn KC – 4562 làm xe cơ sở cho thiết bị kiểm tra bề mặt dưới cầu thì hoàn toàn thích hợp. Tuy nhiên, với kích thước sẵn có, cần trục KC – 4562 không hoàn toaàn thích hợp với kích thước dự định thiết kế của thiết bị mà đề tài thực hiện. Để phục vụ cho việc chọn phương án thiết kế, đề tàI sẽ đi vào phân tích tong phương án cụ thể. 5.3.3. Cần trục kiểu cần dàn KC – 4562. Cần trục KC-4562 do CHLB Nga sản xuất. Đặc tính cơ bản nh­ sau: Xe cơ sở: KRAZ-250. Sức nâng: 20 Tấn (tại tầm với 3,5m) Tầm với, max: 10m (với sức nâng 3 tấn) Cần: Kiểu dàn, chiều dài 10,295 m Chiều cao nâng móc, max: 10,3 m Động cơ : Diesel Kiểu: AMZ-238 Công suất/ số vòng quay: 240 mã lực / 2100 vòng/ phút Vận tốc di chuyển, max: 75 km/ h Kích thước bao khi di chuyển Dài x Rộng x Cao: 14,0 x 2,5 x 3,8 m Trọng lượng: 24,1 tấn. Hiện tại, giá nhập khẩu cần trục này khoảng 18.000 USD. Phương án thiết kế thiết bị trên xe KC – 4562 + Phương án 1: Cách bố trí kết cấu của thiết bị theo phương án 1 nh­ sau: Phương án này không sử dụng toa quay của cần trục. Tâm quay của cần trục được tính toán để khi thiết bị hoạt động, kết cấu của nó không bị vướng xe cơ sở. Sau khi tính toán và chọn sơ bộ kích thước của thiết bị, tâm quay của thiết bị được bố trí nh­ sau: Dịch lên phía trên một khoảng 1870 mm so với tâm quay của cần trục và dịch sang bên trái ( đứng theo chiều tiến của xe) một khoảng 490 mm. Phương án bố trí này có những ưu đIểm sau: Kích thước của thiết bị phù hợp với qui định về kích thước của xe cơ giới được phép tham gia giao thông. Kết cấu gọn . Hình dáng đẹp. Tuy nhiên, phương án này có những nhược điểm sau: Sat xi của xe cơ sở luôn phải chịu uốn rất lớn. Cần phải cải tạo sát xi của xe cơ sở Việc cải tại xe cơ sở để đủ độ bền kết cấu sẽ rất phức tạp vì kích thước xe cơ sở không cho phép thực hiện những thay đổi lớn. Sơ đồ bố trí việc lắp đặt phần kết cấu của thiết bị trên xe cơ sở được giới thiệu trên hình 6.1 + Phương án 2: Cách bố trí thiết bị theo phương án 2 nh­ sau: Phương án này bố trí kết cấu thiết bị gần giống phương án 1 là không sử dụng toa quay của cần trục. Tâm quay của thiết bị được tính toán cho vị trí để sát xi xe cơ sở chịu uốn Ýt. Với phương án này, tâm quay của thiết bị được đặt ở vị trí sau: Dịch lên phía đầu xe một khoảng 1313 mm so với tâm quay của cần trục tại đường nối tâm 2 chân chống trước và dịch sang bên trái (đứng theo chiều tiến của xe) một khoảng 490 mm. Ưu điểm của phương án: Phương án này có những ưu điểm giống nh­ phương án 1, cụ thể nh­ sau: Kích thước của thiết bị phù hợp với quy định về kích thước của xe cơ giới được phép tham gia giao thông. Kết cấu gọn. Hình dáng đẹp. Ngoài ra, phương án này còn có những ưu điểm sau: Sát xi của xe cơ sở không phải chịu uốn lớn. Không cần phải gia cường thêm sát xi của xe cơ sở Tuy nhiên, phương án này có những nhược điểm sau: Phải cải tạo lại khung chịu lực của xe. Việc bố trí bộ phận tựa quay, các cụm chi tiết của cơ cấu quay ngay trên trục nối 2 chân chống trên sẽ rất phức tạp vì liên kết với 2 chân chống trước là hệ xi lanh thuỷ lực đặt trong dầm hộp đi ngang qua đường nối 2 tâm chân chống này. Sơ đồ bố trí việc lắp đặt phần kết cấu của thiết bị trên xe cơ sở được giới thiệu trên hình 6.2. +Phương án 3: Cách bố trí thiết bị theo phương án 3 nh­ sau: Sử dụng toa quay của cần trục làm tâm cơ cấu quay của thiết bị kiểm tra. Tâm quay của mâm quay trùng với tâm quay của khung chính. Ưu điểm của phương án: Sát xi của xe cơ sở không chịu uốn lớn Không cần cải tạo lại sát xi của xe cơ sở Tuy nhiên, phương án này có những nhược điểm sau: Kết cấu cồng kềnh Chiều dài của thiết bị trong trường hợp này lên đến hơn 13 m và chiều ngang của nó có trị số gần 3 m. Kích thước này không phù hợp với kích thước của xe cơ giới được phép tham gia giao thông. Hình dáng không đẹp Sơ đồ bố trí việc lắp đặt phần kết cấu của thiết bị trên xe cơ sở được giới thiệu trên hình 6.2. + Phương án 4: Cách bố trí thiết bị theo phương án 4 nh­ sau: Sử dụng toa quay của cần trục làm tâm cơ cấu quay của thiết bị kiểm tra. Khi làm việc, tâm quay của mâm quay trùng với tâm quay của khung chính. Khi di chuyển, tâm quay của khung chính được dịch chuyển sang bên trái (đứng theo chiều tiến của xe) một khoảng 490 mm. Giải pháp dịch chuyển tâm khung chính sẽ làm tăng thêm những ưu điểm cho thiết bị và làm bớt đi những nhược điểm cơ bản của những phương án khác. Ưu điểm của phương án này là: Kích thước của thiết bị phù hợp với qiy định về kích thước của xe cơ giới được phép tham gia giao thông. Kết cấu gọn Hình dáng đẹp Sát xi của xe cơ sở không phải chịu uốn lớn Không cần phải gia cường thêm sat xi của xe cơ sở Không phải chế tạo thêm cơ cấu quay cho thiết bị. Tuy nhiên, phương án này có nhược điểm cơ bản là phải thiết kế thêm cơ cấu dịch chuyển khung chính để thay đổi vị trí lắp đặt khung chính trên xe cơ sở khi làm việc và khi di chuyển. Sơ đồ bố trí việc lắp đặt phần kết cấu của thiết bị trên xe cơ sở khi di chuyển được giới thiệu trên hình 6.4 5.3.5. Phương án chọn Sau khi phân tích từng đặc điểm của các phương án, phương án được chọn là phương án 3. Để khắc phục những nhược điểm nêu ra, đề tài nghiên cứu các giải pháp cần thiết cho phương án này nh­: Tăng thêm đối trọng tại hướng lệch tải trọng, cải tạo chân chống cố định thành chân chống di chuyển. Vấn đề quan trọng của phương án này là giải pháp dịch chuyển tâm khung chính. Trong giải pháp này, những vấn đề cần phải nghiên cứu bao gồm: Cơ cấu dịch chuyển Với cơ cấu này, phần dịch chuyển của cơ cấu được liên kết với khung chính, phần cố định của cơ cấu liên kết với mâm quay. Phần dịch chuyển chuyển động dọc theo phần cố định nhờ hệ truyền động của cơ cấu. Truyền động cho cơ cấu dịch chuyển Truyền động cho cơ cấu dịch chuyển sử dụng xi lanh thuỷ lực. Hành trình tối đa của xi lanh thuỷ lực là 490 mm.