Luận án Tính nghiệm – lập hồ sơ kỹ thuật

Lêi nãi ®Çu Vaän taûi ñoùng moät vai troø quan troïng trong neàn kinh teá thò tröôøng hieän nay vaø laø ngaønh saûn xuaát ñaëc bieät. Hoaït ñoäng vaän taûi laø maïch maùu cuûa neàn kinh teá quoác daân. Neáu khoâng phaùt trieån vaän taûi thì khoâng theå noùi ñeán phaùt trieån coâng nghieäp, noâng nghieäp vaø caùc ngaønh kinh teá khaùc. Trong coâng cuoäc xaây döïng neàn kinh teá quoác daân, ngaønh maùy xeáp dôõ ñoùng moät vai troû quan troïng , baèng vieäc söõ duïng caùc loaïi maùy tính tham gia vaøo caùc quaù trình saûn xuaát ñeå giaõm nheï lao ñoäng naëng nhoïc, taêng naêng suaát lao ñoäng. Maùy truïc hieän nay ñöôïc söõ duïng raát roäng raõi vôùi nhieàu loaïi khaùc nhau theo keát caáu vaø coâng duïng, vieäc tính toaùn, thieát keá naâng caáp, hoaùn caûi, söõa chöõa caùc thieát bò cuû laø caàn thieát. Nhaèm ñaùp öùng nhu caàu, taïo ñieàu kieän aùp duïng coâng ngheä tieân tieán trong saûn xuaát. Nöôùc ta laø moät nöôùc ñang phaùt trieãn ôû khu vöïc Ñoâng Nam Aù coù bôø bieån daøi, nhieàu caûng lôùn ra ñôøi thuaän lôïi cho quan heä ngoaïi giao vôùi caùc nöôùc baïn trong khu vöïc vaø treân theá giôùi. Vì vaäy coâng taùc xeáp dôõ haøng hoaù ñeå giaûi quyeát phöông tieän nhanh taïi Caûng laø moái quan taâm haøng ñaàu cuûa caùc nhaø ñaàu tö cuõng nhö nhaø nöôùc. Trong haøng loaït Caûng bieån ôû Vieät Nam, Caûng Saøi Goøn laø moät trong nhöõng caûng lôùn, ñaây laø ñaàu moái giao thoâng vaø giao löu haøng hoaù quan troïng cuûa khu vöïc phía nam vaø caû nöôùc. Maät ñoä haøng hoaù haèng naêm thoâng qua caûng töông ñoái lôùn. Ñoøi hoûi qui trình xeáp dôõ trong caûng phaûi cô giôùi hoaù vaø töï ñoäng hoaù. Do ñieàu kieän vaø thöïc teá noùi treân, thì vieäc ñaàu tö trang thieát bò cho caûng laø caàn thieát. Tuy nhieân vieäc ñaàu tö moät thieát bò môùi cho Caûng laø vaán ñeà kinh teá vaø kyõ thuaät, neân raát khoù khaên cho vieäc ñaàu tö. Ñaây laø coâng trình nghieân cöùu ñaàu tieân baùo caùo keát quaû sau 5 naêm hoïc taäp taïi tröôøng.Vôùi trình ñoä chuyeân moân coøn haïn cheá neân khoâng traùnh khoûi nhöõng sai soùt. Em raát mong quí thaày coâ ñoùng goùp yù kieán cho baøi luaän aùn cuûa em ñöôïc toát hôn. Moät laàn nöõa em xin chaân thaønh caûm ôn. MUÏC LUÏC Muïc Trang Lôøi noùi ñaàu 1 Muïc luïc 2 PHAÀN I : TÍNH NGHIEÄM – LAÄP HOÀ SÔ KYÕ THUAÄT 4 Chöông 1 : Giôùi thieäu chung veà Caûng Nhaø Roàng – Khaùnh Hoäi 5 1.1 giôùi thieäu sô löôïc veà caûng Nhaø Roàng - Khaùnh Hoäi 5 1.2 Cô sôû vaät chaát cuûa Caûng 5 1.3 Nhöõng ñieàu kieän töï nhieân cuûa caûng 7 Chöông 2 : Giôùi thieäu chung veà caàn truïc Chaân Ñeá 8 2.1 Giôùi thieäu chung veà caàn truïc Chaân Ñeá 8 2.2 Caùc thoâng soá kyõ thuaät 9 2.3 Nguyeân lyù hoaït ñoäng 10 2.4 Moâ taû thieát bò ñieän cuûa caàn truïc 10 Chöông 3 : Tính nghieäm cô caáu naâng 12 3.1 Caùc thoâng soá ño ñaït vaø sô ñoà cô caáu 12 3.2 Tính nghieäm Caùp – Tang – Truïc Tang 13 3.3 Tính nghieäm ñoäng cô 18 3.4 Tính nghieäm Hoäp giaûm toác – Khôùp noái - Phanh 24 3.5 Tính nghieäm truïc tang 27 3.6 Tính choïn oå laên cho truïc 31 3.7 Tính nghieäm caùc thieát bò coøn laïi 32 Chöông 4 : Tính nghieäm cô caáu thay ñoåi taàm vôùi 36 4.1 Caùc thoâng soá töø maùy thöïc teá vaø sô ñoà cô caáu 36 4.2 Xaây döïng bieåu ñoà moâ men maát caân baèng caàn 38 4.3 Xaây döïng bieåu ñoà quæ ñaïo chuyeån ñoäng cuûa haøng bieåu ñoà maát caân baèng caàn do haøng 44 4.4 Taûi troïng taùc duïng leân thanh raêng 45 4.5 Xaây döïng bieåu ñoà vaän toác thay ñoåi taàm vôùi 49 4.6 Tính nghieäm ñoäng cô ñieän 51 4.7 Tính nghieäm hoäp giaûm toác 54 4.8 Tính nghieäm phanh 55 4.9 Tính nghieäm khôùp noái 56 4.10 Tính nghieäm boä truyeàn cuoái 57 4.11 Tính nghieäm truïc 61 4.12 Tính choïn oå ñôõ 64 Chöông 5 : Tính nghieäm keát caáu theùp caàn vaø voøi 67 5.1 Taûi troïng – Toå hôïp taûi troïng tính nghieäm 67 5.2 Tính nghieäm keát caáu theùp voøi 68 5.3 Tính nghieäm keát caáu theùp caàn 83 5.4 Tính nghieäm vaø kieåm tra beàn caàn 101 PHAÀN II : LAÄP QUI TRÌNH COÂNG NGHEÄ SÖÕA CHÖÕA LÔÙN 106 Chöông 6 : Löïa choïn thieát bò söõa chöõa 107 6.1 Caùc phöông aùn ñaàu tö thieát bò xeáp dôõ cho caûng Nhaø Roàng - Khaùnh Hoäi 107 6.2 Löïa choïn phöông aùn söõa chöõa. 112 Chöông 7 : Qui trình coâng ngheä söõa chöõa lôùn caàn truïc 114 7.1 Moâ taû caáu truùc toång theå caàn truïc 114 7.2 Khaùi nieäm veà söõa chöõa lôùn 118 7.3 Söõa chöõa cô caáu naâng 119 7.4 Söõa chöõa cô caáu thay ñoåi taàm vôùi 132 7.5 Söõa chöõa keát caáu theùp 135 KEÁT LUAÄN 143 Lôøi caùm ôn 143 Taøi lieäu tham khaûo 145 PhÇn I tÝnh NGHIEÄM LAÄP HOÀ SÔ KYÕ THUAÄT CHÖÔNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CẢNG NHAØ ROÀNG – KHAÙNH HỘI š 0 › 1.1 GIÔÙI THIEÄU SÔ LÖÔÏC VEÀ CAÛNG NHAØ ROÀNG - KHAÙNH HOÄI (Taøi lieäu tham khaûo: Giôùi thieäu veà caûng Khaùnh Hoäi) Caûng Saøi Goøn laø moät trong nhöõng cöûa ngoû chính cuûa Vieät Nam trong quan heä thöông maïi vôùi caùc nöôùc trong khu vöïc vaø treân theá giôùi. Caûng Saøi Goøn coù 3 Caûng thaønh vieân laø Caûng Nhaø Roàng, Caûng Khaùnh Hoäi vaø Caûng Taân Thuaän. Laø moät trong ba xí nghieäp xeáp dôõ cuûa caûng Saøi Goøn, Xí nghieäp xeáp dôõ Nhaø Roàng - Khaùnh Hoäi laø moät ñôn vò xeáp dôõ chuû löïc cuûa caûng. Xí nghieäp xeáp dôõ Nhaø Roàng - Khaùnh Hoäi ñöôïc trang bò khaù nhieàu thieát bò phuïc vuï cho coâng taùc xeáp dôõ, cuøng vôùi beán baõi khaù roäng neân xí nghieäp naøy ñöôïc xem laø moät trong nhöõng ñôn vò chuû löïc cuûa caûng Saøi Goøn cuõng nhö ôû Mieàn Nam. Nhôø coù caùc ñieàu kieän veà cô sôû kyõ thuaät cuõng nhö cô sôû haï taàng khaù toát maø saûn löôïng xeáp dôõ haøng hoùa doài daøo hôn so vôùi xí nghieäp xeáp dôõ khaùc laø Taân Thuaän vaø Nhaø Roàng. Ngaøy 20/9/2008, theo quyeát ñònh 274 do Boä Giao Thoâng Vaän Taûi vaø Thaønh Phoá kyù quyeát ñònh hôïp nhaát Caûng Nhaø Roàng vaø Caûng Khaùnh Hoäi thaønh Caûng Nhaø Roàng – Khaùnh Hoäi. Chuyeån Caûng Nhaø Roàng trôû thaønh Caûng du lòch cuûa thaønh phoá. Vì vaäy toaøn boä trang thieát bò cô sôû vaät chaát cuûa Caûng Nhaø Roàng ñöôïc chuyeån veà Caûng Khaùnh Hoäi vaø ñoåi teân thaønh coâng ty xeáp dôõ Nhaø Roàng – Khaùnh Hoäi . Giaùm Ñoác Caûng kyù, Khu Xeáp Dôõ Khaùnh Hoäi ñöôïc naâng leân thaønh xí nghieäp xeáp dôõ Nhaø Roàng - Khaùnh Hoäi, bieân cheá 38 toå boác xeáp tröïc tieáp ñöôïc chæ ñaïo cuûa ban Giaùm Ñoác. Böôùc sang naêm 2009 do qui moâ vaø vò theá cuûa xí nghieäp thay ñoåi neân ngaøy 20/09/2008 Toång Coâng Ty Haøng Haûi Vieät Nam ñaõ quyeát ñònh ñoåi teân Xí nghieäp Xeáp dôõ Khaùnh Hoäi thaønh Coâng ty Xeáp Dôõ Nhaø Roàng - Khaùnh Hoäi. Caùc trang thieát bò xeáp dôõ cuûa caûng Nhaø Roàng ñaõ ñöôïc hôïp nhaát vôùi caûng Khaùnh Hoäi. Do ñoù maùy moùc cuûa caûng ñöôïc ñaàu tö vôùi soá löôïng ñaùng keå. Hieän nay caûng Khaùnh Hoäi khoâng ngöøng phaùt trieån, naâng cao chaát löôïng phuïc vuï cho khaùch haøng ñeå ñaùp öùng kòp nhu caàu phaùt trieån kinh teá cho TP. Hoà Chí Minh vaø caû khu vöïc. 1.2 Cô sôû vaät chaát cuûa caûng 1.2.1 Heä thoáng kho baõi : - Vôùi dieän tích maët baèng laø 244500 m2 ñöôïc boá trí 11 caàu taøu vôùi toång chieàu daøi 1249 m - 20 kho chieám dieän tích laø 44608 m2 - 7 baõi bao goàm caû baõi container chieám 68169 m2. Taát caû caùc kho baõi ñöôïc boá trí moät caùch hôïp lyù ñeå thuaän tieän cho vieäc xeáp dôõ cuõng nhö vieäc giao thoâng trong caûng 1.2.2 Thieát bò cô giôùi xeáp dôõ: Laø moät Caûng toång hôïp, Caûng Nhaø Roàng - Khaùnh Hoäi ñöôïc trang bò khaù ñaày ñuû caùc thieát bò cô giôùi hieän ñaïi vaø taän duïng nhöõng thieát bò cuû ñeå phuïc vuï cho vieäc xeáp dôõ nhö : Caàn truïc chaân ñeá, caàn truïc oâtoâ, caàn truïc baùnh xích, caàn truïc Gottwall, caàn truïc thaùp baùnh loáp, xe naâng container…… Caûng coù nhieàu ñoäi xe cô giôùi xeáp dôõ nhö : xe ben, xe naâng chaïc, gaàu, xe ñaøo, uûi, xe caåu baùnh xích, hôi… Heä thoáng coâng cuï laøm haøng ña daïng goàm caùc loaïi gaàu ngoaïm, maùng, voõng löôùi, moùc caâu, cao baûn, pheãu rung… Caùc trang thieát bò cuûa coâng ty ñöôïc ñaàu tö, söûa chöõa nhaèm naâng cao naêng suaát ñaùp öùng nhu caàu xeáp dôõ hieän nay cuûa Caûng. Hieän nay thieát bò xeáp dôõ cuûa caûng bao goàm caùc loïai tieâu bieåu sau :Baûng (1.1). STT Teân phöông tieän xeáp dôõ Soá löôïng Taûi troïng (taán) 1 Caàn truïc chaân ñeá 05 6 – 12,5 2 Caàn truïc oâ toâ 12 1 – 7 3 Caàn truïc baùnh xích 05 1 – 35 4 Xe taûi 24 6 – 18 5 O toâ keùo 15 24 – 32 6 Xe ben 23 9 – 10 7 Xe chuyeân duøng 09 2 m3 8 Xe naâng 61 2,5 – 35 9 Caàn truïc Gottwall 05 60 – 100 Beân caïnh ñoù caùc cô sôû haï taàng ñöôïc naâng caáp thöôøng xuyeân taïo ñieàu kieän thuaän lôïi nhaát ñeå naâng cao naêng suaát laøm vieäc cuûa taäp theå lao ñoäng 1.2.3 Caùc cô sôû vaät chaát khaùc: - Xöôûng söûa chöõa, baûo trì vaø cheá taïo môùi. - Traïm cung caáp nhieân lieäu, ñieän - Traïm doùng bao. - Vaên phoøng, Nhaø ñaäu xe, caên tin, nhaø baûo veä… - Traïm caân. 1.3 Nhöõng ñieàu kieän töï nhieân cuûa caûng Vôùi ñieàu kieän töï nhieân laø traûi daøi treân Soâng Saøi Goøn, soâng naøy noái lieàn vôùi heä thoáng keânh raïch chaèng chòt ôû khu vöïc phía Nam, neân coâng ty xeáp dôõ Nhaø Roàng - Khaùnh Hoäi – Caûng Saøi Goøn coù ñieàu kieän thuaän lôïi cho vieäc thöïc hieän caùc phöông aùn xeáp dôõ lieân hôïp vôùi caùc phöông tieän vaän taûi trong khu vöïc ñem laïi hieäu quûa cao. Maët soâng Saøi Goøn coøn noái lieàn vôùi Soâng Ñoàng Nai ñoå vaøo bieån Ñoâng thoâng qua cöûa bieån Caàn Giôø. Ngoaøi ra soâng Saøi Goøn coøn coù moät öu theá laø naèm saâu trong noäi ñòa thuaän lôïi cho vieäc xuaát nhaäp haøng hoùa neân löôïng taøu thuyeàn haøng naêm tôùi Caûng ngaøy moät taêng.Baûng (1.2). Chieàu haøng 9 thaùng ñaàu naêm 1999(taán) 9 thaùng ñaàu naêm 2000 (taán) Xuaát ngoaïi 913.765 841.647 Nhaäp ngoaïi 1.005.829 1.267.996 Noäi ñòa 620.928 911.453 Toång coäng 2.585.522 3.031.097 CHÖÔNG II GIÔÙI THIEÄU CHUNG VEÀ CAÀN TRUÏC CHAÂN ÑEÁ š 0 › 2.1 Giôùi thieäu chung veà caàn truïc chaân ñeá Caàn truïc chaân ñeá ñöôïc öùng duïng ñeå boác haøng phuïc vuï tuyeán tieàn phöông vaø haäu phöông nhôø boä phaän gaàu ngoaïm, ôû nhöõng ñòa ñieåm nhö caûng soâng, caûng bieån vaø cô sôû coâng nghieäp. Ngoaøi gaàu ngoaïm caàn truïc chaân ñeá coøn coù theå thöïc hieän chöùc naêng cuûa moät moùc caåu ñeå boác haøng. Ñaëc ñieåm cuûa caàn truïc tính nghieäm theo ñeà taøi laø loaïi caàn truïc coù caàn vaø voøi, di chuyeån treân ray khoå 10,5m, toaøn boä boä phaän quay ñöôïc ñaët treân chaân ñeá cao, cô caáu quay söû duïng heä thoáng vaønh raêng – baùnh raêng vaø thieát bò ñôõ quay kieåu maâm. Moãi chaân ñeá bao goàm baùnh xe vaø boä phaän truyeàn löïc rieâng. Caùc chaân ñeá naøy ñeàu coù boä phaän keïp ray baèng tay ñeå giöõ caàn truïc khoâng di chuyeån khi laøm haøng vaø khi ñöùng yeân döôùi taùc ñoäng cuûa gioù. Phaàn treân cuûa chaân ñeá laø heä thoáng quay bao goàm caùc chi tieát sau : Beä ñôõ, khung ngoaøi, phoøng maùy, phoøng ñieàu khieån vaø moät heä thoáng caàn ñöôïc gheùp noái phöùc taïp. Heä thoáng caàn bao goàm : Caàn, voøi, daây giaèng vaø ñoái troïng caàn. Boä phaän ñoái troïng laø nhaèm laøm thaêng baèng heä thoáng caàn. Chuyeån ñoäng naâng leân vaø haï xuoáng cuûa caàn laø nhôø caëp thanh raêng baùnh raêng ñöôïc daãn ñoäng bôûi moät cô caáu truyeàn löïc rieâng ñaët treân giaù ñôõ beân treân caàn truïc. Chuyeån ñoäng quay laø nhôø cô caáu truyeàn ñoäng quay daãn ñoäng baùnh raêng vaønh raêng ñaët ôû beä ñôõ cuûa heä thoáng quay. Cô caáu naâng bao goàm Tang quaán caùp. Boä phaän naøy ñöôïc thieát keá phuø hôïp vôùi cheá ñoä laøm vieäc vôùi gaàu ngoaïm vaø moùc caåu. Nhaèm haïn cheá chuyeån ñoäng naâng haøng, chuyeån ñoäng naâng leân vaø haï xuoáng cuûa caàn vaø di chuyeån cuûa caàn truïc ta söû duïng caùc coâng taéc giôùi haïn chuyeån ñoäng. Ñeå traùnh tình traïng quaù taûi cuûa caàn truïc coøn coù boä phaän an toaøn khi quaù taûi. Taát caû caùc chi tieát, boä phaän cô caáu cuûa caàn truïc ñeàu hoaït ñoäng baèng doøng ñieän ba pha. Caàn truïc ñöôïc cung caáp ñieän töø caùc truï phaân phoái ñieän ñöôïc ñaët treân maët ñaát thoâng qua moät daây caùp coù theå ñieàu chænh ñöôïc. Chieàu daøi cuûa daây caùp naøy cho pheùp caàn truïc di chuyeån ñi xa ñöôïc 50m veà hai höôùng di chuyeån cuûa caàn truïc so vôùi truï phaân phoái ñieän. Caùp naøy ñöôïc quaán vaøo trong moät tang coá ñònh ôû phaàn döôùi chaân cuûa caàn truïc. Caàn truïc ñöôïc vaän haønh bôûi moät coâng nhaân ngoài trong cabin, cabin naøy ñöôïc thieát keá naèm ôû beä ñôõ cuûa heä thoáng quay. Keát caáu toång theå cuûa caàn truïc nhö: Hình (2.1). Hình 2.1 Toång theå caàn truïc 1.Cô caáu di chuyeån 2.Chaân ñeá 3.Thieát bò ñôõ quay 4.Ca bin laùi 5.Caàn 6. Moùc 7.Puly ñaàu voøi 8.Voøi 9.Caùp giaèng 10.Caùp naâng 11.Ñoái troïng caàn 12.Giaù ñôõ 13.Buoàng maùy 14.Ñoái troïng phaàn quay 15.Caàu thang 16.Tang cuoán ñieän 2.2 Caùc thoâng soá caàn truïc Caàn truïc chaân ñeá ñöôïc tính nghieäm döïa vaøo maùy thöïc teá KIROV 16T, taïi Caûng Nhaø Roàng – Khaùnh Hoäi. Söùc naâng : Q = 16 (T) Taàm vôùi lôùn nhaát : Rmax = 30 (m) Taàm vôùi nhoû nhaát : Rmin = 8 (m) Chieàu cao naâng haøng : H = 25 (m) Chieàu saâu haï haøng : H’ = 20 (m) Toác ñoä naâng haøng : Vn = 57 (m/phuùt) Toác ñoä haï haøng : Vh = 60 (m/phuùt) Toác ñoä thay ñoåi taàm vôùi : Vt = 44 (m/phuùt) Toác ñoä di chuyeån : Vdc = 33 (m/phuùt) Toác ñoä quay : nq = 1,1 (voøng/phuùt) Soá löôïng baùnh xe : 16 (baùnh) Soá löôïng baùnh xe daãn ñoäng : 8 (baùnh) Doøng ñieän hoaït ñoäng : 3 pha Ñieän aùp : 380 V Taàn soá : 60 Hz Khoái löôïng toaøn boä caàn truïc : 230 (T) 2.3 Nguyeân lí hoaït ñoäng : Caàn truïc chaân ñeá di chuyeån treân ray baèng boán cuïm baùnh xe, khaåu ñoä ray laø 10,5 m, ñuû cho hai laøn xe rômooùc di chuyeån phía döôùi tieän cho quaù trình xeáp dôõ haøng hoaù. Caàn truïc hoaït ñoäng theo heä thoáng ñieän cô khí. Nguoàn cung caáp ñieän cho caàn truïc laø heä thoáng caùp chaïy doïc caàu caûng, heä thoáng caùp naøy laø daïng caùp ngaàm. Caàn truïc nhaän nguoàn ñieän thoâng qua heä thoáng caùc tuû ñieän doïc chieàu daøi caàu caûng. Caàn truïc nhaän ñòeân töø caùc tuû ñieän thoâng qua caùp ñieän loaïi KΓ-T3X150+90 coù chieàu daøi 66m, khi caàn truïc di chuyeån caùp ñieän ñöôïc thu vaøo hay thaû ra nhôø heä thoáng tang caùp vaø qua aùptoâmaùt toång, ñeán heä thoáng voøng nhaän ñieän cung caáp ñieän cho caùc thieát bò cuûa caåu. Thieát bò ñieàu khieån caåu ñaët taïi cabin bao goàm caùc tay trang vaø caùc nuùt aán, caùc tay trang coù nhieäm vuï ñoùng môû caùc tieáp ñieåm cuûa cô caáu naâng haï moùc, thay ñoåi taàm vôùi, quay. Caàn truïc bao goàm coù boán cô caáu chính: - Cô caáu naâng - Cô caáu thay ñoåi taàm vôùi - Cô caáu quay - Cô caáu di chuyeån 2.4 Moâ taû thieát bò ñieän cuûa caàn truïc : - Ñaây laø loaïi caàn truïc maø nguoàn ñoäng löïc hoaït ñoäng chính laø loaïi naêng löôïng ñieän. - Ñieän söû duïng trong caùc cô caáu (di chuyeån, quay, cô caáu naâng haï caàn, cô caáu naâng haøng) laø doøng 3 pha, ñieän aùp 380V, taàn soá 50Hz. - Ñieän söû duïng cho vieäc chieáu saùng laø doøng xoay chieàu 220V. - Ñieän cung caáp cho cô caáu ñieàu khieån laø doøng xoay chieàu: 220V - Chieáu saùng söûa chöõa doøng moät chieàu: 13V - Caùc thieát bò ñieän bao goàm: Caùc loaïi daây daãn, ñoäng cô ñieän, ñoäng cô phanh, bieán theá, caùc coâng taéc vaø tay trang, caùc heä thoáng ñieän trôû vaø tuû ñieän. - Tuû ñieän bao goàm: aùptoâmaùt, caàu chì, rôle thôøi gian, rôle ñieän aùp, coâng taéc tô, caàu giao. - Vieäc ñieàu khieån caùc ñoäng cô truyeàn ñoäng ñieän ñöôïc thöïc hieän baùn töï ñoäng. - Ñieàu khieån laàn löôït caùc coâng taéc (boä ñoùng caét) ngaét maïch theo töøng möùc ñieän trôû töø maïch cuûa ñoäng cô ñieän theo chu kyø thôøi gian. Vieäc môû caàu dao laàn löôït ñöôïc thöïc hieän baèng thieát bò kieåm tra. Vieäc ñieàu khieån ñöôïc truyeàn ñoäng nhôø ngöôøi ñieàu khieån caàn caåu taùc ñoäng (vaän haønh). - Trong caùc thieát bò ñieän ñöôïc xaây döïng 1 heä thoáng baûo veä thöïc hieän coâng vieäc töông öùng vôùi caùc yeâu caàu cuøng moät luùc. - Beân caïnh ñoù boä phaän chieáu saùng cuûa caàn truïc baûo ñaûm chieáu saùng toát caùc caàu thang cuõng nhö caùc vuøng laøm vieäc vôùi söï hoã trôï cuûa ñeøn pha vaø caùc ñeøn treân caàn caåu. - Vieäc cung caáp ñieän ñöôïc thöïc hieän qua tang quaán caùp ñieän vaø caùp ñieän coù boïc phuû cao su. Vieäc quaán hoaëc môû ñöôïc thöïc hieän nhôø söï giuùp ñôõ cuûa ñoái troïng. CHÖÔNG III TÍNH NGHIEÄM CÔ CAÁU NAÂNG GIÔÙI THIEÄU C¬ cÊu n©ng cña cÇn trôc ch©n ®Õ ñöôïc daãn ñoäng baèng ñieän thoâng qua ñoäng cô ñieän, truyeàn ñoäng qua khôùp noái ñeán hoäp giaûm toác vaø qua tang daãn ñoäng quaán caùp ñöôïc trang bò thieát bò mang haøng. Vì vaäy khi ñoäng cô hoaït ñoäng thì haøng ñöôïc naâng hoaëc haï theo yeâu caàu cuûa ngöôøi laùi. C¬ cÊu n©ng duøng ñeå naâng haï haøng theo phöông thaúng ñöùng. Ngoaïi löïc taùc duïng vaøo cô caáu laø troïng löïc vaø löïc quaùn tính. Cô caáu naâng laø moät boä phaän cuûa maùy laøm vieäc ñoäc laäp. Theo caùch truyeàn ñoäng phaân ra caùc loaïi sau: Tôøi caùp, tôøi xích vaø tang quaán caùp hoaëc puly ma saùt. Kích thanh raêng, kích vít tôøi truyeàn ñoäng baùnh raêng, thanh raêng hay truyeàn ñoäng vít. Kích thuûy löïc. 3.1 Caùc thoâng soá cuûa maùy thöïc teá vaø sô ñoà cô caáu 3.1.1 Caùc thoâng soá cuûa maùy thöïc teá: §­êng kÝnh cña d©y c¸p quÊn trªn tang d = 25 (mm) Taûi troïng naâng Qmax = 16T = 16000 kG Ñöôøng kính tang D =0,55 (m) Soá voøng caùp quaán treân tang 25 (vßng) Chieàu daøi tang L = 1400 (mm) ChÕ ®é lµm viÖc cña c¬ cÊu : trong phaàn tính nghieäm naøy ta choïn cheá ñoä laøm vieäc cuûa maùy laø cheá ñoä Trung b×nh 3.1.2 Sô ñoà cô caáu. C¬ cÊu n©ng cña cÇn trôc ch©n ®Õ thuéc lo¹i c¬ cÊu dÉn ®éng b»ng ®iÖn. Do tÝnh chÊt quan träng vµ c¸c yªu cÇu cao ®èi víi m¸y dÉn ®éng b»ng ®iÖn, nã ph¶i ®¶m b¶o ®é an toµn, ®é tin cËy, ®é æn ®Þnh cao khi lµm viÖc, ®­îc chÕ t¹o víi chÊt l­îng tèt ë tÊt c¶ c¸c kh©u . 4 5 3 2 1 3.1.3 Sô ñoà truyeàn ñoäng Hình 3.1 Sô ñoà cô caáu naâng 1. §éng c¬ ®iÖn 4. Hép gi¶m tèc 2. Khíp nèi 5. Tang trèng 3. Phanh 3.1.4 Sô ñoà maéc caùp Hình 3.2 Sô ñoà maéc caùp. 3.2 Tính nghieäm Caùp Tang – Truïc Tang. 3.2.1 Tính nghieäm moùc Trong m¸y trôc th­êng sö dông lo¹i mãc ren, chÕ t¹o b»ng thÐp 20. H×nh d¹ng kÝch th­íc ®­îc tiªu chuÈn ho¸ theo t¶i träng. Do ñoù, ngöôøi ta chän m· theo tiªu chuÈn søc n©ng cña cÇn trôc . Hình 3.3 Moùc treo Th«ng sè cuûa moùc: Träng t¶i d­íi mãc : Q = 20 T Träng l­îng mãc : G = 325 KG D = 480 mm ; b1 = 342 mm B = 564 mm ; b = 270 mm H = 978 mm 3.2.2 Kieåm nghieäm caùp. TÝnh nghieäm c¸p dùa theo s¬ ®å m¾c c¸p nhö : (Hình 3.2) §Ó ®¶m b¶o kh¶ n¨ng chiô t¶i cña c¸p khi cÇn thiÕt, ta phaûi chän c¸p theo lùc kÐo ®øt c¸p : §iÒu kiÖn chän c¸p : Theo coâng thöùc (2.6) [2] S® ³ k. Sk (3.1) Víi : S® : Lùc kÐo ®øt cho phÐp cña c¸p ( kG) - Sk : Lùc c¨ng lín nhÊt trong d©y cuén vµo tang khi n©ng vËt ( kG). - k : HÖ sè an toµn xuÊt ph¸t tõ lùc ®øt c¸p vµ giíi h¹n bÒn c¸c sîi c¸p; k ®­îc chän phô thuéc vµo lo¹i m¸y vµ chÕ ®é lµm viÖc cña c¬ cÊu. Theo Baûng 2-3 [2], víi c«ng dông cña c¸p n©ng vËt vµ chÕ ®é lµm viÖc trung b×nh, ta chän k = 5,5 . Vaäy löïc caêng cuûa nhaùnh caùp cuoän vaøo tang laø: Theo coâng thöùc (1.13 ) [1] . Ta cã : (3.2) hp : HiÖu suÊt cña pu li ( Theo BANG 2-2 [2] ) n : Sè pu ly ®æi h­íng : n = 4 Q : Søc n©ng tèi ®a Q = 16T = 16000 kG m : Sè nh¸nh d©y quÊn vµo tang, m = 4 Thay (1.2) vµo (1.1) - S® ³ 4336,7 x 5,5 S® ³ 23851,85 ( kG) Theo thoâng soá ño ñaït ta coù D­êng kÝnh c¸p : d = 25mm, töông öùng vôùi löïc ñöùt caùp noùi treân. Vaäy theo Baûng III.3 [2] . Lo¹i caùp ñaõ choïn laø loaïi c¸p bÖn kÐp lo¹i pK-P cã cÊu t¹o 6 x 19 ( 1 +6+6 ) 6+1 l«i theo GOCT 2688 – 69 Giíi h¹n bÒn cña d©y c¸p : sb = 180 kG/mm2 Lùc ®øt cho phÐp : d® = 32050 (kG) Khèi l­îng tÝnh to¸n 1000 m : 2110 ( kG). Ñieàu kieän loaïi boû caùp (Nhö phaàn söõa chöõa Caùp Naâng ). Caùp ñöôïc söõ duïng trong moät thôøi gian töông ñoái. Do öùng suaát moûi vaø giaûn caùp, neân phaûi tieán haønh thay caùp. 3.2.3 Tính nghieäm tang : Theo thoâng soá ño ñaït töø maùy thöïc teá ta tính nghieäm laïi tang nhö sau: a. Ñöôøng kính tang. Ôû maùy thöïc teá sö dông lo¹i tang kÐp cã xÎ r·nh, lo¹i nµy cã kh¶ n¨ng chÞu nÐn tèt h¬n tang tr¬n, ®é mµi mßn c¸p còng nhá h¬n . ®­êng kÝnh tang : D = 550 (mm) ChiÒu dµi tang : L = 1400 (mm) Soá voøng caùp quaán treân tang laø 25 voøng §­êng kÝnh cÇn thiÕt cña tang theo ®­êng trung b×nh cña d©y c¸p thÐp cuén vµo : Ph¶i ®¶m b¶o ®é bÒn l©u cña c¸p, theo CT 2-9 [1]. D ³ de =>D ³ 25.18 -> D ³ 432 (mm) (3.3) Theo baûng 2.7 [2], víi lo¹i cÇn trôc cã cÇn, truyÒn ®éng b»ng m¸y vµ lµm viÖc ë chÕ ®é trung b×nh, ta lÊy e =18. Nhö vaäy heä soá D ngöôøi ta choïn laø:D=550 (mm) b. Chieàu daøi tang. Hình 3.4 Sô ñoà tang. ChiÒu dµi tang L = 2 L0 + L1 (3.4) Víi : L1 : ChiÒu dµi phÇn tang kh«ng xÎ r·nh ®Ó kÑp ®Çu c¸p lªn tang : L1 = 2 x ( 2 ¸1d) (3.5) d : §­êng kÝnh d©y c¸p : d = 25 (mm) L1 = 2 .2. 25 = 100 (mm) L0 : ChiÒu dµi phÇn c¾t r·nh trªn tang (mm) L0 = z.t . Theo coâng thöùc (1.15) [1]. t : B­íc c¸p , th¸o mãc treo, t = dc + ( 2¸3 mm) -> t = 25+3=28 (mm) z : Sè vßng c¸p cuèn lªn tang ( Theo coâng thöùc 1-16) [1] (3.6) H’ : ChiÒu s©u h¹ hµng : H’ = 20 (m) z’ : Sè vßng dù tr÷ trong tang , Z’ = 2 (vßng) H : ChiÒu cao n©ng hµng : H = 25 (m) a : Béi suÊt pa l¨ng , a =1 Dt : §­êng kÝnh tang , Dt = 550 (mm) -> (vßng ) = 25 (vßng) -> L0 = 25. 28 = 625 (mm) -> L = 2.625 + 100 = 1350 (mm) Nhö vaäy ngöôøi ta choïn chiÒu dµi tang : L = 1400(mm) ChiÒu dµi tÝnh to¸n cña tang ph¶i ®¶m b¶o sao cho khi h¹ vËt xuèng vÞ trÝ thÊp nhÊt, trªn tang uèn cßn l¹i Ýt nhÊt 1 vßng d©y, kh«ng kÓ sè vßng n»m trong kÑp c¸p ( qui ®Þnh vÒ an toµn ). c. Tính nghieäm söùc beàn cuûa tang . Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc, tang quÊn c¸p chÞu uèn, nÐn xo¾n ®ång thêi, nh­ng do tØ sè : (Theo tiªu chuÈn TKMT) Nªn ¶nh h­ëng cña c«ng suÊt uèn vµ xo¾n lµ nhá, do vËy tang chØ chòu nÐn thuÇn tuý. ChiÒu dµy thµnh tang tÝnh theo nÐn ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc (2.16) [2] (3.7) Víi : dk : Lùc c¨ng cña nh¸nh c¸p cuén vµo tang dk = 4336, 7 ( kG) t : B­íc c¸p trªn tang , t = 28 (mm) Y : hÖ sè suy gi¶m lùc c¨ng do ®é biÕn d¹ng ®µn håi cña c¸p tang, biÕn d¹ng ngang c¸p. Vµ vËt liÖu chÕ t¹o b»ng thÐp, Y = 0,7 . k : HÖ sè kÓ ®Õn sè líp c¸p cuèn trªn tang, k =1 d : ChiÒu dµy thµnh tang, ®­îc x¸c ®Þnh theo ño ñaït thöïc teá. [s] ³ 3,747 ( kG/mm2) = 36,758 ( N/mm2) øng suÊt cho phÐp cña tang lµm b»ng thÐp ®óc cã sè hiÖu 35l ta tra baûng s¬ bé chän øng suÊt chaûy cña vËt liÖu : sch = 24+ 28 kG/cm2 => [s] > sn ( Tho¶ m·n ) Nhö vaäy tang vaãn coøn laøm vieäc ñöôïc. Tuy nhieân ñeå ñaûm baûo an toaøn trong vaän haønh laøm vieäc. Neân khi söûa chöõa lôùn ta phaûi tieán haønh söûa chöõa laïi tang baèng caùch haøn theâm caùc taám theùp gia cöôøng, haøn ñaép raûnh caùp. Sau ñoù tieán haønh gia coâng laïi sao cho ñaõm baûo ñoä beàn caàn thieát nhö ñaõ tính toaùn. 3.3 Tính nghieäm ñoäng cô 3.3.1 Tính nghieäm coâng suaát ñoäng cô : ÔÛû maùy thöïc teá ®éng c¬ laøm vieäc trong tr­êng hîp 1 tang lµm viÖc ®ång thêi víi toµn bé t¶i. Soá nhaùnh caùp vaøo tang laø 2 nhaùnh. §Ó tính ®éng c¬ ®iÖn, ta tÝnh c«ng suÊt tÜnh cña ®éng c¬ c¬ cÊu n©ng hµng: Trong ®ã : Q : Träng l­îng hµng : Q = 16T = 16000 (kg) hc : HiÖu suÊt bé truyÒn ®éng hc = hp. ntêi hp: HiÖu suÊt cña pa l¨ng theo coâng thöùc (1.11) [1] (3.8) hpi : HiÖu suÊt puly, theo b¶ng 2-2 [2] ®­îc chän phô thuéc vµo lo¹i æ ®ì vµ ®iÒu kiÖn b«i tr¬n. Víi æ l¨n b«i tr¬n b×nh th­êng ; hpl =0,98 a: Béi suÊt pa l¨ng: a =1 hp = htpl = 0,984 = 0,922 htêi : hiÖu suÊt bÖ têi, chän htêi =0,85 (Baûng 1.9 [3] ) hc : 0,922 .0,85 =0,782 => C«ng suÊt tónh caàn thieát cho ®éng cô laø: =>Nt= (3.9) C¨n cø vµo c«ng suÊt tÝnh nghieäm, ngöôøi ta chän lo¹i ®éng c¬, Theo coâng thöùc (2.31) [2] Vaän toác naâng cuûa caàn truïc laø : v =57m/phuùt = 0,95 m/s. => (3.10) -> C«ng suÊt tÝnh cho 1 ®éng c¬ : N®c ³ NH vaäy ®éng c¬ ®iÖn ôû maùy thöïc teá laø loaïi coù coâng suaát. N =125 kW. Tra baûng(III.3{2} ) ta thaáy toác ñoä ñoäng cô laø: n =850 vßng/ phót 3.3.2 KiÓm tra ®éng c¬ : §éng c¬ ®iÖn cña c¬ cÊu n©ng ®· chän ®­îc kiÓm tra theo thêi gian vµ gia tèc khi khëi ®éng . §Ó tr¸nh cho ®éng c¬ trong qu¸ tr×nh lµm viÖc kh«ng bÞ nãng qu¸ giíi h¹n cho phÐp vµ ®¶m b¶o gia tèc yªu cÇu, ta ph¶i tÝnh ®Õn c¶ c«ng suÊt b×nh th­¬ng trung b×nh cña ®éng c¬ ®Ó so víi c«ng suÊt ®Þnh møc. Ta chän ®å thÞ gia t¶i trung b×nh c¸c c¬ cÊu m¸y trôc lµm viÖc ë chÕ ®é trung b×nh, ®­îc x©y dùng trªn c¬ së kinh doanh cÇn trôc . Hình 3.5 Sô ñoà gia taûi. Theo s¬ ®å gia t¶i c¬ cÊu n©ng khi Q = Q0 . * Khi n©ng vËt : Thêi gian më m¸y khi n©ng vËt, theo coâng thöùc (1.41) [2] (3.11) Trong ®ã : Q0 : Träng l­îng vËt n©ng, Q0 =16000 kG. D0 : §­êng kÝnh tang ; D0 =550 (mm) =0,55 (m) a : Béi suÊt pa k¨ng ; a=1 i : TØ sè truyÒn chung cña bé truyÒn tõ trôc ®éng c¬ ®Õn trôc tang ; i =36,85 h : HiÖu suÊt chung cña toµn bé c¬ cÊu : h =0,782 n1 : Sè vßng quay cña trôc ®éng c¬ ( trôc I) ; n1 =850 (vßng/ phót ) b : HÖ sè kÓ ®Õn ¶nh h­ëng qu¸n tÝnh cña c¸c tiÕt m¸y quay trªn trôc sau trôc ®éng c¬. b =1,1 ¸1,2 -> Chän b =1,1 å(GiDi)2 : Tæng m« men v« l¨ng cña c¸c tiÕt m¸y quay trªn trôc ®éng c¬ (N.m2). Cã thÓ lÊy å(GiDi)2 = (GiDi)2roto Víi (GiDi)2roto : m«men v« l¨ng cña r«to ®éng c¬ ®iÖn, víi ®éng c¬ ®· chän, (GiDi2) = 25 kG.m2 - Mm : M«men më m¸y khi n©ng vËt, víi ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu kiÓu d©y cuèn ta cã thÓ tÝnh theo coâng thöùc (2.1) [2] (3.12) Víi Mmmax : M«men më m¸y lín nhÊt -> Mmmax = ymax .Mdn ymax : HÖ sè m«men më m¸y lín nhÊt cña ®éng c¬ ymax = 1,8 ¸2,5 ( theo Katolo ®éng c¬ ) Mdn : M«men danh nghÜa cña ®éng c¬ : -> Mmmin : HÖ sè m«men më m¸y nhá nhÊt Ymin =1,1 -> Mmmin = 1,1.146,3 = 160,93 ( kG.m) Mmmax = 2. 146,3 = 292,6 ( kG.m) Mt : M«men tÜnh trªn trôc ®éng c¬ ®Ó th¾ng träng l­îng vËt n©ng. Theo coâng thöùc (2.32) [2] (3.13) §Æt A = 375 ( Mm - Mt) -> A = 375 ( 226,7-152,7) A= 27750 ( kG.m). Thay caùc thoâng soá vaøo coâng thöùc (1.11) ta coù: Vaäy thôøi gian môû maùy khi naâng haøng cuûa ñoäng cô laø * Khi h¹ hµng : Thêi gian më m¸y khi h¹ hµng (s) Theo coâng thöùc (1.42) [2] (3.14) Gäi B = 375 ( Mm + Mt) Thay caùc thoâng soá vaøo coâng thöùc (1.14) ta coù: Vaäy thôøi gian môû maùy khi haï haøng cuûa ñoäng cô laø Theo s¬ ®å gia t¶i c¬ cÊu n©ng khi Q= 0,5 Q0 Khi n©ng haøng : Theo coâng thöùc (2.32) [2] Thay caùc thoâng soá vaøo coâng thöùc (1.11) ta coù: Vaäy thôøi gian môû maùy khi naâng haøng cuûa ñoäng cô laø (1.15) * Khi h¹ haøng : Theo coâng thöùc (1.42) [2]. (3.15) Gäi B = 375 ( Mm + Mt) Thay caùc thoâng soá vaøo coâng thöùc (1.15) ta coù: Vaäy thôøi gian môû maùy khi naâng haøng cuûa ñoäng cô laø Theo s¬ ®å gia t¶i c¬ cÊu n©ng khi Q= 0,1 Q0 . * Khi n©ng haøng : Theo coâng thöùc (2.32) [2] (3.16) Thay caùc thoâng soá vaøo coâng thöùc (1.15) ta coù: Vaäy thôøi gian môû maùy khi naâng haøng cuûa ñoäng cô laø * Khi h¹ haøng : Gäi B = 375 ( Mm + Mt) = 375 (226,7+15,27) =90738,75 ( kG.m) Thay caùc thoâng soá vaøo coâng thöùc (1.15) ta coù: Vaäy thôøi gian môû maùy khi naâng haøng cuûa ñoäng cô laø Coi chiÒu cao n©ng (h¹) trung b×nh : Htb = (0,5¸0,8) H -> Htb = 0,7. 45 = 31,5 ( m) Khi ®ã thêi gian chuyÓn ®éng æn ®Þnh t M« men b×nh ph­¬ng trung b×nh cã thÓ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc (1.63) [2] . (3.17) Víi åtm : Tæng thêi gian n©ng vµ h¹ hµng trong chu kú lµm viÖc cña c¬ cÊu øng víi c¸c t¶i träng kh¸c nhau. -> åtm =1,02+ 1,16+ 5.0,445 + 5.0,35 + 4. 0,35 + 4.0,32 =8.83(s) åt : Tæng thêi gian ®éng c¬ lµm viÖc trong 1 chu kú bao gåm thêi gian lµm viÖc, trong c¸c thêi kú chuyÓn ®éng æn ®Þnh vµ kh«ng æn ®Þnh (s) åt = ( 1+5+4) tod + åtm åt = 10.31,3+8,83=321,83 (s) tv : Thêi gian chuyÓn ®éng víi vËn tèc æn ®Þnh khi kµm viÖc víi tõng t¶i träng ; tv= to® =31,3 (s) - Mt : M«men c¶n tÜnh t­¬ng øng víi t¶i träng nhÊt ®Þnh trong thêi gian chuyÓn ®éng æn ®Þnh víi t¶i träng ®ã . Mt = (152,72 + 93,362 + 5.76,352 + 5.46,682 + 4.15,272 + 4.9,3372) Mt = 73356,5 (KG.m) - Mm : M« men më m¸y cña ®éng c¬ ®iÖn C«ng suÊt b×nh ph­¬ng trung b×nh cña ®éng c¬ . Theo coâng thöùc (1.62) [1] (3.18) KÕt luËn : KÕt qu¶ tÝnh kiÓm tra vÒ nhiÖt cho thÊy r»ng, ®éng c¬ ®­îc chän hoµn toµn tho¶ m·n trong qu¸ tr×nh lµm viÖc . qua ñaây ta thoáng keâ ñöôïc thôøi gian naâng vaø haï cuûa haøng ôû caùc taûi trong khaùc nhau. Ta coù baûng thoáng keâ caùc thoâng soá nhö sau. Baûng 3.1 Q=Q0 Q=0,5 Q0 Q=0,1 Q0 tmn (s) 1,02 0,445 0,35 thm (s) 1,16 0,35 0,32 3.4 Tính nghieäm Hoäp Giaûm Toác- Khôùp Noái – Phanh 3.4.1 TÝnh nghieäm tyû soá truyeàn hép gi¶m tèc : Hép gi¶m tèc cho c¬ cÊu dùa trªn tØ sè tuyÕn chung cña bé truyÒn tõ trôc ®éng c¬ ®Õn trôc tang. Theo coâng thöùc (2.36) [2] (3.19) Víi : ndc : Sè vßng quay danh nghÜa cña ®éng c¬. Theo tính nghieäm ôû treân soá voøng quay cuûa ñoäng cô laø: ndc = 850 vßng/ phót nt : Sè vßng quay cña tang . (3.20) C¨n cø vµo tØ sè truyÒn vµ c«ng suÊt truyÒn, neân HGT cuûa cô caáu laø loaïi CTT 1000-II cã i = 36,85 Ta cã : (3.21) Vaäy tèc ®é n©ng hµng thùc tÕ: Vn = 39,72 (m/phót) 3.4.2 Tính nghieäm moment khôùp noái : Ôû ñaây khíp nèi tõ trôc ®éng c¬ ®Õn HGT lµ lo¹i khíp vßng ®µn håi. Ñaây lµ lo¹i khíp nèi di ®éng, cã thÓ l¾p vµ lµm viÖc khi 2 trôc kh«ng ®ång trôc tuyÖt ®èi, ngoµi ra lo¹i khíp nµy cßn gi¶m ®­îc chÊn ®éng vµ va ®Ëp khi më m¸y hoÆc phanh ®ét ngét. PhÝa nöa khíp bªn hép gi¶m tèc kÕt hîp lµm b¸nh phanh . - Khi më m¸y n©ng vËt sÏ xuÊt hiÖn m«men më m¸y lín nhÊt mµ khíp nèi ph¶i truyÒn ®­îc . Theo coâng thöùc (1.68) [2] Mk = Mdn . k1 . K2 (3.22) Mdn : M« men danh nghÜa trªn trôc ®éng c¬. Mdn = 204,05 (kG.m) k1 : HÖ sè tÝnh ®Õn møc ®é quan träng cña c¬ cÊu. Theo Baûng 1-21 [2] , phô thuéc vµo d¹ng kÕt cÊu, ta chän k1 = 1,3 øng víi c¬ cÊu n©ng . k2 : HÖ sè tÝnh ®Õn chÕ ®é lµm viÖc cña c¬ cÊu, theo Baûng 1-21 [2] phô thuéc vµo chÕ ®é lµm viÖc. Ta chän k2 =1,2 øng víi chÕ ®é lµm viÖc trung b×nh. -> Mk =204,05.1,3.1,0 =318,32 ( kG.m) => vaäy khôùp noái coù momen truyeàn laø Mk=318,32 ( kG.m). Hình 3.6 Khôùp noái truïc Caùc thoâng soá nhö sau: D=350 (mm) B=250 (mm) d=80 (mm) L= 300 (mm) d2=250 (mm) d1=150 (mm) 3.4.3 Tính nghieäm moment phanh : Phanh lµ mét bé phËn quan träng cña m¸y trôc, mäi ho¹t ®éng b×nh th­êng cña m¸y còng nh­ an toµn trong c¬ cÊu n©ng, h¹ ®Òu phô thuéc vµo kh¶ n¨ng lµm viÖc cña phanh. Khi chän phanh, ngöôøi ta chän phanh cã kÝch th­íc nhá, gän, lµm viÖc tèt vµ ®­îc sö dông réng r·i. - M«men c¶n tÜnh trªn trôc ®éng c¬ khi phanh c¬ cÊu:Theo coâng thöùc (2.37) [2] (3.23) Smax : Lùc c¨ng max trªn d©y cuén vµo phanh, Smax = 4336,7 (kG) D0 : §­êng kÝnh phanh ; D= 0,55m. hc : HiÖu suÊt bé truyÒn ®éng, hc = 0,782 Hình 3.7 Phanh cô khí thuûy löïc a: Sè nh¸nh c¸p vµo tang, a =2 ; i : tû sè truyÒn ; i =36,85 Kh : HÖ sè an toµn phanh, khi c¬ cÊu lµm viÖc ë chÕ ®é trung b×nh. Tra b¶ng 2-9 [2] kh =1,75 -> Mph = 1,75 .50,6 = 88,57 ( kG.m) Do ñoù phanh ôû ñaây laø loaïi phanh cã Mph = 150 (kG.m). Phanh coù thoâng soá nhö sau: Chieàu roäng baùnh phanh B=180 mm. Ñöôøng kính baùnh phanh D=400 mm Khoái löôïng phanh 257kg. Haønh trình phanh E=1,0 mm Ta coù Baûng 3.2 A (mm) C (mm) E (mm) F (mm) H (mm) R (mm) h (mm) 948 520 355 560 660 780 320 3.5 Tính nghieäm truïc tang: Truïc tang coù taàm quan troïng trong quaù trình laøm vieäc cuûa cô caáu. Noù quyeát ñònh ñeán ñoä laøm vieäc oån ñònh cuûa tang. Vì vaäy vieäc tính nghieäm kích thöôùc cuûa truïc tang laø ñieàu caàn thieát. Vì ta söû duïng tang keùp neân vò trí cuûa hôïp löïc caêng daây treân tang seõ khoâng thay ñoåi vaø naèm ôû ñieåm giöõa tang. Hình 3.8 Maët caét tang Sô ñoà truïc : Hình 3.9 Sô ñoà tính truïc Trò soá cuûa hôïp löïc naøy : R =2. Smax = 2.4336,7 = 8673,4 (kG) (3.24) Ta phaân phaûn löïc R laøm 2 phaûn löïc ñaët taïi 2 thanh taêng cöùng cuûa tang (RD; RC) Vieäc xaùc ñònh hai phaûn löïc naøy döïa vaøo tæ leä caùc caùnh tay ñoøn nhö hình veõ treân RD = (kG) ÞRC = R – RD = 8673,4– 4336,7 = 4336,7 (kG) (3.25) Xaùc ñònh phaûn löïc taïi hai goái A vaø B Laáy moâmen taïi goái B ta coù : åmB = 0 Û RA.2100 = RD.(700 + 700 + 400) + RC.400 Û RA = RA = (kG) ÞRB = R – RA = 8673,4– 4543,2 = 4130,2(kG) Moâmen uoán taïi ñieåm D MD = RA.300 =4543,2.300 = 1362960 (kG.mm) Moâmen uoán taïi ñieåm C MC = RB.400 = 4130,2.400 = 1652080 (kG.mm) Hình 3.10 Bieåu ñoà moâmen Vì truïc tang khoâng truyeàn moâmen xoaén, chæ chòu uoán. Ñoàng thôøi truïc quay cuøng vôùi tang khi laøm vieäc, neân noù seõ chòu öùng suaát uoán theo chu kyø ñoái xöùng. Ta choïn vaät lieäu truïc tang : laø loaïi theùp 45 thöôøng hoaù coù öùng suaát beàn keùo sbk = 580 (N/mm2) = 58 (kG/mm2) giôùi haïn moûi s-1’=290 (N/mm2) = 29 (kG/mm2). Þ ÖÙng suaát uoán vôùi chu kyø maïch ñoäng xaùc ñònh theo coâng thöùc: [s] = (N/mm2) (3.26) Trong ñoù : [n] : Heä soá an toaøn ;ta coù [n] = 1,6 k’ : Heä soá tính ñeán möùc taäp trung öùng suaát; ta coù k’ = 2 Thay caùc thoâng soá treân vaøo ta coù : [s] = (kG/mm2) Theo coâng thöùc 7-3 [13] ta coù ñöôøng kính truïc taïi tieát dieän Dø – D tieát dieän nguy hieåm nhaát d ³ (mm) (3.27) d ³ (mm) Choïn d = 115 (mm) Ñeå an toaøn vaø ñôn giaûn trong coâng vieäc cheá taïo ta choïn ñöôøng kính truïc taïi tieát D baèng ñöôøng kính truïc taïi tieát dieän C. Hình 3.11 Truïc tang * Kieåm tra truïc taïi tieát dieän nguy hieåm. Ñeå kieåm tra truïc ta duøng coâng thöùc: (3.28) Trong ñoù : (3.29) ÖÙng suaát phaùp (uoán) bieán ñoåi theo chu kì ñoái xöùng (3.30) Caùc öùng suaát lôùn nhaát. (3.31) Giôùi haïn moûi uoán vaø xoaén vôùi chu kì ñoái xöùng . s-1 = (0,4¸0,5)sb; laáy s-1 = 0,45 ; s-1 = 0,45 ´ 1000 = 450 (N/mm2) T-1 = (0,2¸0,3)Tb; laáy T-1 = 0,25 ; T-1 = 0,25 ´ 1000 = 250 (N/mm2) Heä soá xoaén aûnh höôûng cuûa trò soá öùng suaát trung bình ñeán söùc beàn moûi ys vaø yT choïn theo vaät lieäu . Ñoái vôùi theùp 45 thöôøng hoùa choïn ys = 0,1 ; yT = 0,05 Tính heä soá ks , kT, es , eT: Choïn theo baûng [(7-4), [13] ] ñöôïc es = 0,65 , eT = 0,53 , taäp trung öùng suaát do raõnh then ( Baûng 7-8) [13] ks = 2 , kT = 2,1 Tyû soá Taäp trung öùng suaát do laép caêng , vôùi kieåu laép T3 , aùp suaát treân beà maët laáy = 30 N/mm2 , tra Baûng (7-10) [13] ta coù (3.32) Ta thay nT,ns vaøo coâng thöùc (1.28): Laáy [n] = 1,5 ¸ 2,5 Vaäy truïc ñuû beàn. 3.6 Tính choïn oå laên cho truïc: * Heä soá khaû naêng laøm vieäc cuûa oå: Theo coâng thöùc 8-[13] C=Qtñ(n.h)0,3 (3.33) Trong ñoù : h : thôøi gian phuïc vuï cuûa oå (giôø); vôùi thôøi gian phuïc vuï cuûa oå laø 5 naêm laøm vieäc ôû cheá ñoä trung bình ta coù toång soá giôø laøm vieäc T = 14460(giôø) Þ soá giôø laøm vieäc thöïc teá cuûa oå : h = T.25% = 3620 (giôø) - n : soá voøng quay cuûa oå (v/ph); n = ntang = 114,65 (v/ph) - Qtd : taûi troïng töông ñöông taùc duïng leân oå (daN) + Qtñ=Kv.Kn.Kt.RA (3.34) Vôùi : . Kt : Heä soá taûi troïng ñoäng; baûng 8-3 [13] coù Kt=1,2 . Kv : Heä soá xeùt ñeán voøng naøo cuûa oå laø voøng quay; Baûng 8-5 [13] coù Kv=1 . Kn : Heä soá nhieät ñoä; baûng 8-4 [13] coù Kn=1 . RA : Phaûn löïc taïi goái ñôõ (A); ôû ñaây ta xeùt taïi goái A vì RA > RB RA = 4543,2 (kG) = 45432 (N) Þ Qtd =1.1.1,2. 45432=59970,3 (N) C=59970,3.(114,65.3620)0,3 = 2906437,6 (N) = 290643,76 (daN) Vaäy ta choïn oå bi coù caùc thoâng soá sau: C = 320000 (daN) d = 100 mm D= 215 mm B=42 mm Khoái löôïng m= 6,8 kg Hình 3.12 OÅ ñôû 3.7 Tính nghieäm caùc thieát bò coøn laïi. 3.7.1 KÑp ®Êu c¸p trªn tang. §Ó n©ng t¶i, ®Çu c¸p ph¶i ®­îc g¾n chÆt trªn tang, ôû ñaây ngöôøi ta dïng tÊm kÑp 1 bu l«ng ®Ó kÑp c¸p trªn tang. - Ta tính nghieäm lùc c¨ng cña c¸p t¹i chç kÑp vµo tang . Theo coâng thöùc 2-19 [2] (3.35) Trong ®ã : St : Lùc c¨ng lín nhÊt trong c¸p, St =4336,7 kG m : HÖ sè ma s¸t gi÷a tang vµ c¸p m= 0,1¸0,16 -> Chän m =0,15 a : Gãc «m cña c¸c vßng dù tr÷ trªn tang . a = 1,5. 2p = 3p - Lùc kÐo mét bu l«ng : Theo coâng thöùc (2.20) [2] (3.36) Trong ®ã : Z: Sè bu l«ng ë tÊm kÑp : Z=1 m1 : HÖ sè ma s¸t qui ®æi gi÷a ®¸y c¸p vµ tÊm kÑp, víi r·nh h×nh nöa trßn, lÊy m1=m =0,15. a1 : Gãc «m tang b»ng vßng c¸p kÑp . a1 =2p - Lùc uèn bu l«ng : Theo coâng thöùc (2.21) [2] T= m1 . N (3.37) -> T =0,15 . 986,97 = 148,05 (kG) - øng suÊt uèn trong cña bu l«ng khi chÞu kÐo vµ uèn: Theo coâng thöùc (2.22) [2] (3.38) Víi K : HÖ sè an toµn kÑp c¸p, k ³ 1,5 -> K =1,7 l : Kho¶ng c¸ch tõ ®Çu bu l«ng ®Õn tang, ®o thùc tÕ l =32mm d1 : §­êng kÝnh ch©n ren bu l«ng d1 =18mm §Ó bu l«ng ®ñ bÒn, cÇn cã : då £ [d] [d] : øng suÊt cho phÐp kÐo ®øt cña vËt liÖu lµm bu l«ng, bu l«ng ®­îc lµm b»ng thÐp CT3 cã øng suÊt cho phÐp. [d] = ( 38,00 ¸42,00) kG/cm2 3.7.2 Tính nghieäm puly. Puly ®­îc dïng ®Ó gi¶m lùc kÐo chuyÓn h­íng d©y c¸p, gi¶m hoÆc t¨ng tèc ®é h¹ - n©ng vËt. Trong c¬ cÊu n©ng nµy, ngöôøi ta bè trÝ mét sè puly dÉn h­íng ®Æt cè ®Þnh, mét sè puly di ®éng ë mãc treo. KÕt cÊu cña puly ph¶i ®¶m b¶o cho c¸p khi lµm viÖc kh«ng bÞ tr­ît ra khái r·nh cña nã, kh«ng bÞ uèn nhiÒu vµ kh«ng bÞ mµi mßn nhanh. CÊu t¹o cña puly : Trßn, cã r·nh, ®­îc l¾p trªn trôc víi æ tr­ît vµ ®­îc ®óc b»ng gang. Puly ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn ®¶m b¶o ®é bÒn l©u cña c¸p : Pp ³ dc.e (1.2) [1] Víi : Dp : §­êng kÝnh puly dc : §­êng kÝnh c¸p , dc = 25 (mm) e : HÖ sè ®­êng kÝnh puly, e ®­îc chän phô thuéc lo¹i m¸y, lo¹i truyÒn ®éng cña c¬ cÊu vµ chÕ ®é lµm viÖc . Theo Baûng 2.7 [2] , víi lo¹i cÇn trôc cã cÇn, truyÒn ®éng b»ng m¸y vµ lµm viÖc ë chÕ ®é trung b×nh, ta lÊy e=18 . -> DP ³ 25. 18 -> DP ³ 450 (mm) VËy ®­êng kÝnh ®¸y r·nh lµ : DP0 ³ DP - 24 DP0 ³ 426 (mm) Vaäy ôû ñaây ngöôøi ta choïn puly cã ®­êng kÝnh ®¸y r·nh lµ : Dpo = 600 (mm). B=150mm. KEÁT LUAÄN Teân Thoâng soá tính nghieäm Thoâng soá maùy thöïc teá Tang(mm) Þ0,342xL1350 Þ0,55xL1400 Caùp 24,9 voøng 25voøng Truïc (mm) Þ109,2 Þ115 Puly (mm) Dpu426xB150 Dpu600xB150 Ñoäng cô 114,33(kW) 125(kW),n=850(voøng/phuùt) Khôùp Mkh318,32(kG.m) D350xB180 (mm) Phanh Mph88,58(kG.m) Mph150(kG.m) OÅ C=290634,76daN C=320000daN d=110 (mm) Töø caùc thoâng soá tính nghieäm ôû treân vaø caùc thoâng soá cuûa maùy thöïc teá . ta thaáy thoûa maõn. Nhö vaäy trong quùa trình tính nghieäm caùc thoâng soá cuûa maùy maãu laø thoûa maõn yeâu caàu nhö maùy thöïc teá. CHUÙ YÙ: Vôùi nhöõng thoâng soá vöøa tính nghieäm ñöôïc laø cô caáu vaãn laøm vieäc toát. Tuy nhieân ñeå ñaõm baûo tính an toaøn cho cô caáu cuõng nhö caàn truïc vaø an toaøn trong saûn xuaát. Ngöôøi vaän haønh phaûi tuaân thuû caùc yeâu caàu kó thuaät theo hoà sô sau khi söõa chöõa. CHÖÔNG IV TÍNH NGHIEÄM CÔ CAÁU THAY ÑOÅI TAÀM VÔÙI GIÔÙI THIEÄU C¬ cÊu thay ®æi tÇm víi trong cÇn trôc ch©n ®Õ kÕt hîp víi c¬ cÊu n©ng, c¬ cÊu quay cã thÓ dÔ dµng ®­a mãc tíi to¹ ®é cÇn thiÕt, t¹o ®iÒu kiÖn cho cÇn trôc lµm viÖc trªn diÖn tÝch lín. C¬ cÊu thay ®æi tÇm víi trong cÇn trôc ch©n ®Õ thay ®æi tÇm víi b»ng ph­¬ng ph¸p l¾c cÇn (thay ®«Ø gãc nghiªng cña cÇn so víi ph­¬ng n»m ngang cßn gäi lµ c¬ cÊu n©ng cÇn). NÕu c¨n cø vµo nguyªn t¾c chuyÓn ®éng, ng­êi ta cã thÓ chia c¬ cÊu thay ®æi tÇm víi thµnh c¸c lo¹i nh­ sau: - Thay ®æi tÇm víi dïng pa l¨ng c¸p - Thay ®æi tÇm víi dïng thanh r¨ng - b¸nh r¨ng - Thay ®æi tÇm víi dïng vÝt - Thay ®æi tÇm víi dïng thuû lùc - Thay ®æi tÇm víi dïng tay quay thanh truyÒn - Thay ®æi tÇm víi dïng rÎ qu¹t, b¸nh r¨ng. Tuy nhiªn, ®èi víi c¬ cÊu thay ®æi tÇm víi cña cÇn trôc ch©n ®Õ, th­êng sö dông c¬ cÊu thay ®æi tÇm víi dïng thanh r¨ng b¸nh r¨ng. ¦u ®iÓm cña c¬ cÊu thay ®æi tÇm víi nµy lµ cã kÕt cÊu gän, träng l­îng nhÑ, ®é tin cËy khi lµm viÖc lín, cã kh¶ n¨ng chèng lËt cÇn vÒ phÝa sau, gi¸ thµnh h¹. 4.1 Caùc thoâng soá cuûa maùy thöïc teá vaø sô ñoà cô caáu. 4.1.1 Caùc thoâng soá töø maùy thöïc teá. Lv= 7,49 (m) : ChiÒu dµi vßi Lc=26,9 (m) : ChiÒu dµi cÇn B = 26 (m) : ChiÒu dµi gi»ng a = 2,95 (m) : ChiÒu dµi ®u«i vßi. Gc= 12T : Troïng löôïng caàn. Gv= 0,4T : Troïng löôïng voøi. Gãc thay ñoåi taàm vôùi : jmin= 300 vµ jmax= 800. ChÕ ®é lµm viÖc cña c¬ cÊu : trong phaàn tính nghieäm naøy ta choïn cheá ñoä laøm vieäc cuûa maùy laø cheá ñoä Trung B×nh Sô ñoà cô caáu thay ñoåi taàm vôùi nhö (Hình 4.1). Hình 4.1 Cô caáu thay ñoåi taàm vôùi 1- Vßi 4- Tay ®ßn ®èi träng 7- thanh chö A 2- CÇn 5- Thanh r¨ng 3- C¸p gi»ng vßi 6 -capin 4.1.2 S¬ ®å c¬ caáu: Hình 4.2 Sô ñoà cô caáu 1,2- Phanh 3- §éng c¬ ®iÖn 4- Thanh r¨ng 5- B¸nh r¨ng ¨n khíp 6 Boä phaân daãn ñoäng 7- Khíp nèi 8- Hép gi¶m tèc * Ho¹t ®éng: Khi ®ãng ®iÖn ®éng c¬ 3 quay, truyeàn ñoäng cho baùnh raêng hoäp giaûm toác, truyeàn ñoäng cho b¸nh r¨ng ¨n khíp 5 quay. Thanh r¨ng 4 sÏ tr­ît trªn c¸c thanh r¨ng ®ì. Mét ®Çu cña thanh r¨ng nµy liªn kÕt b¶n lÒ víi cÇn do vËy mµ cÇn ®­îc n©ng lªn hoÆc h¹ xuèng. Sô ñoà hình hoïc caàn vaø voøi. Sô ñoà hình hoïc caàn (Hình 4.4) vaø sô ñoà hình hoïc voøi (Hình 4.3) Hình 4.3 Sô ñoà Voøi Hình 4.4 Sô ñoà Caàn 4.2 Xaây döïng bieåu ñoà moâ men maát caân baèng caàn. Caàn vaø voøi thay ñoåi ta coù hoaï ñoà vò trí nhö (Hình 4.5): Ta xaùc ñònh löïc caûn cuûa caàn thoâng qua 7 vò trí. Hình 4.5 Hoïa ñoà vò trí 4.2.1 X©y dùng ®å thÞ thay ®æi m« men cÇn theo tÇm víi : Khi cÇn trôc lµm viÖc, cÇn cña cÇn trôc ph¶i n»m ë c¸c vÞ trÝ kh¸c nhau, do vËy kho¶ng c¸ch tõ träng t©m cña nã tíi chèt cÇn còng thay ®æi.Vµ sù thay ®æi nµy dÉn ®Õn sù thay ®æi m«men cña cÇn ®èi víi chèt ®u«i cÇn. §Ó x©y dùng ®å thÞ thay ®æi m«men cÇn theo tÇm víi ta xÐt ë mét sè vÞ trÝ kh¸c nhau cña cÇn. Chän vÞ trÝ tÇm víi cña cÇn dùa vµo häa ®å vÞ trÝ, ta tÝnh ®­îc Mc ë c¸c vÞ trÝ tÇm víi kh¸c nhau. CÇn truïc coù troïng l­îng caùc thiÕt bÞ cÇn vµ träng l­îng ®èi träng ®­îc bè trÝ nh­ (H×nh 4.6). §Ó c©n b»ng, th× ®èi träng G® ph¶i c©n b»ng víi träng l­îng thiÕt bÞ cÇn, ®èi träng nµy ®­îc bè trÝ th«ng qua hÖ tay ®ßn. Hình 4.6 Phaân tích löïc treân heä caàn Gäi Gc: Träng l­îng thiÕt bÞ cÇn. Gv : Träng l­îng thiÕt bÞ vßi 2G0 : Träng l­îng thiÕt bÞ gi»ng Gd: Träng l­îng ®èi träng DÓ dÔ dµng x¸c ®Þnh ®­îc ,ta ph©n c¸c träng l­îng nµy nh­ sau : +Träng l­îng vßi : Gx’: §Æt t¹i ®iÓm ®Çu cÇn Gx” : §Æt t¹i ®iÓm ®Çu vßi + Träng l­îng gi»ng 2G0 = G0(vßi) + G0 (gi»ng) (4.1) G0 : §Æt t¹i ®iÓm ®u«i vßi G0 : §Æt t¹i chèt ®u«i gi»ng MÆt kh¸c : G0 ®Æt t¹i ®u«i vßi l¹i ®­îc chia lµm 2 thµnh phÇn . G0 = G0’ + G0” (4.2) G0’: §Æt t¹i ®iÓm ®Çu cÇn G0” §Æt t¹i ®iÓm ®Çu vßi . ViÖc ph©n tÝch nµy dùa vµo ph­¬ng ph¸p ph©n tÝch lùc song song theo tØ lÖ c¸nh tay ®ßn ( sù c©n b»ng m« men) Hîp lùc cña (Gx” - G0”) t¹o ra lùc kÐo K” ë gi»ng. Vµ hîp lùc (Gx”, G0”) víi K” ë gi»ng. Vµ hîp lùc (Gx”, G0”) víi K’ lµ lùc N ( Lùc N g©y g·y cÇn). Trªn h×nh vÏ th× lùc N c¸ch chèt ®u«i cÇn 1 ®o¹n f( f lµ 1 gi¸ trÞ dao ®éng quanh gèc A). Trong qu¸ tr×nh thay ®æi tÇm víi, träng l­îng thiÕt bÞ cÇn sÏ g©y ra moät m« men ®èi víi gèi A: MC(A) = Gc .Lc + (Gx’ + G0’)Lx ±Nf . (4.3) Tuy nhiªn khi kùc N ®i qua ®iÓm A th× f= 0 -> m«men do ¸p lùc N g©y ra sÏ b»ng 0. Gi¸ trÞ Mc lu«n thay ®æi tõ Rmax¸Rmin. Ta x¸c ®Þnh Mc t¹i 7 gi¸ trÞ cña cÇn khi gãc nghiªng cÇn biÕn thiªn tõ jmin =300 ®Õn jmax =800. Sau ®ã lËp ho¹ ®å vÞ trÝ cña cÇn t¹i 7 vÞ trÝ . X¸c ®Þnh m« men cÇn t¹i c¸c vÞ trÝ tÝnh to¸n cã : Cã : (4.4) Trong ®ã : -Gv : Träng l­îng vßi : 4000 kg = Gv X1 : Lµ kho¶ng c¸ch gi÷a ®­êng th¼ng ®øng ®i qua ®Çu cÇn vµ träng t©m vßi. X2 : Lµ kho¶ng c¸ch tõ träng t©m vßi ®Õn ®­êng th¼ng ®øng ®i qua ®Çu vßi. X3 : lµ kho¶ng c¸ch tõ ®Çu cÇn tíi ®­êng th¼ng ®øng ®i qua ®u«i vßi. §Æt : (4.5) Cã : (4.6) Víi X4 : Lµ kho¶ng c¸ch tõ ®Çu cÇn - Thanh gi»ng ; + Cã : (4.7) G0 : Träng l­îng thanh gi»ng : G0 = 0,2T = 200 (kg) VËy : G0’ = G0 - G0” GX’ = GX - GX” §Æt R = GX” - G0” -> N = R + K” (4.8) Dùa vµo ho¹ ®å vÞ trÝ cÇn vµ vßi, ta x¸c ®Þnh ®­îc c¸c gi¸ trÞ X1 , X2 ; X3 ; X4: f B¶ng tÝnh gi¸ trÞ Mc t¹i 7 vÞ trÝ . Baûng 4.1 VÞ trÝ I II III IV V VI VII X1 (m) 1,625 1,5904 1,215 1,05 1 0,45 0,25 X2(m) 5,615 4,625 4,415 3,635 2,7 1,35 0,65 X3(m) 2,550 2,49 2,1 1,9 1,395 0,65 0,45 X(m) 7,240 6,2154 5,626 4,685 3,7 1,80 0,90 F 9,625 8,64 10,25 9,4 5,6 3,45 1,75 LC (m) 10,98 9,73 8,44 6,98 5,4 3,8 2,45 LX(m) 20,40 18,40 15,8 12,925 10,53 7,25 4,52 G”X 6346,6 6791,7 7064,22 7407,4 7335,9 6829,3 6304,5 GX’ 33653,4 33208,3 32935,8 32592,6 32664,4 33170,7 33695,5 G0” 348,7 339,56 338,57 350,98 348,8 360,7 367,8 G0’ 1151,3 1160,44 1161,43 1149,02 1151,2 1139,3 1132,2 K”(N) 16934,8 14189,5 12706,8 11597,1 10398,4 10200,5 9497,6 R 5997,9 6452,14 6725,7 7056,42 6987,1 6168,6 5936,7 N 22932,7 20636,6 19432,5 18653,5 17385,5 16669,1 18134,3 Mc(Nm) 2017532 1711619 1522485 1425097 1221428 1173789 1059261 Hình 4.7:Ñoà thò thay ñoåi momen heä caàn theo taàm vôùi 4.2.2 X©y dùng ®å thÞ thay ®æi m« men ®èi träng theo tÇm víi Träng l­îng cña ®èi träng di ®éng ®­îc ®èi víi vÞ trÝ trung b×nh tõ ®iÒu kiÖn c©n b»ng m« men cña cÇn vµ m« men ®èi träng. Mc = M® (4.9) NÕu ta xÐt t­¬ng quan víi Mc th× m« men ®èi träng lÊy víi chèt ®u«i cÇn A ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: (4.10) Víi a,b, l® lµ c¸c c¸nh tay ®ßn nh­ trªn h×nh vÏ G® : träng l­îng ®èi träng Tõ ®iÒu kiÖn c©n b»ng m« men ®èi träng vµ m« men cÇn t¹i vÞ trÝ trung b×nh : (4.11) Víi Mc = 1425097 -> G® = 100985,89 ( N) Còng t­¬ng tù nh­ khi x¸c ®Þnh m« men do h×nh vÏ cÇn ta cã thÓ x¸c ®Þnh m« men do ®èi träng b»ng c¸ch vÏ ®å thÞ trªn cïng hÖ täa ®é trong kho¶ng tõ Rmin ¸Rmax sao cho t¹i vÞ trÝ trung gian cã Mc = M® Dùa vµo häa ®å vÞ trÝ hÖ tay ®ßn ®èi träng, ta x¸c ®Þnh ®­îc a,b,l® . Baûng 4.2 VÞ trÝ I II III IV V VI VII L® 6,35 6,315 6,725 6,875 6,725 6,25 5,25 a 6,75 6,125 5,75 4,875 4,15 3,215 2,75 b 2,125 2,25 2,5 2,375 2,125 1,175 1,125 M® 2037027 1775589 1535577,7 1425097 1208018 1159581 1043899 Hình 4.8 Ñoà thò thay ñoåi momen ñoái troïng theo taàm vôùi 4.2.3 X©y dùng biÓu ®å kh«ng c©n b»ng cÇn: gäi MKC : M« men mÊt c©n b»ng do träng l­îng thiÕt bÞ cÇn MKC =MC -M® (4.12) Ta cã gi¸ trÞ MKC ë 7 vÞ trÝ ®­îc cho trong b¶ng nh­ sau : Baûng 4.3 VÞ trÝ I II III IV V VI VII MKC(Nm) -19495 -13940 -130927 0 13410 14208 -15362 Dùa vµo c¸c kÕt qu¶ ®· tÝnh to¸n trªn, ta vÏ c¸c biÓu ®å Mc, M® MKC ë c¸c tÇm víi kh¸c nhau. Hình 4.9 Ñoà thò momen khoâng caân baèng caàn. 4.3 X©y dùng biÓu ®å quÜ ®¹o chuyÓn ®éng cña hµng biÓu ®å mÊt c©n b»ng do hµng. 4.3.1 X©y dùng quÜ ®¹o chuyÓn ®éng cña hµng. CÇn cña cÇn, lµ cÇn c©n b»ng dïng vßi cã c¸p n©ng song song víi trôc cÇn ( trôc gi»ng). Khi thay ®æi tÇm víi, hµng kh«ng di chuyÓn tuyÖt ®èi theo ph­¬ng ngang mµ cã ®é nhÊp nh«. Ta x©y dùng biÓu ®å tuyÖt ®èi quÜ ®¹o chuyÓn ®éng cña hµng dùa vµo häa ®å vÞ trÝ cña cÇn . C¨n cø vµo hai yÕu tè ®ã lµ sù thay ®æi vÞ trÝ cña cÇn, vßi vµ chiÒu dµi gi»ng kh«ng ®æi. Tõ 2 yÕu tè trªn, ta x©y dùng ®é nhÊp nh« y(a) mét c¸ch t­¬ng ®èi chÝnh x¸c quÜ ®¹o chuyÓn ®éng cña hµng th«ng qua b¶ng sau: Baûng 4.5 VÞ trÝ I II III IV V VI VII R(m) 30 27,875 25,125 20,75 17,35 12,5 8 Y(m) 0 -0,385 -0,625 0 0,75 0,45 0 Hình 4.10 :Quyõ ñaïo chuyeån ñoäng ngang ñieåm ñaàu voøi. 4.3.2 X©y dùng biÓu ®å m« men mÊt c©n b»ng do hµng. Xaùc ñònh bieåu ñoà quæ ñaïo chuyeån ñoäng cuûa haøng. Bieåu ñoà naøy döïa vaøo hoïa ñoà vò trí cuûa caàn xaùc ñònh ñöôïc ñoä nhaáp nhoâ cuûa haøng so vôùi phöông ngang . Momen maát caân baèng do haøng ñöôïc xaùc ñònh döïa vaøo phöông trình : (4.13) Ta vi phaân ñoà thò naøy theo roài nhaân ñoà thò naøy (ñoà thò vi phaân ñöôïc vôùi) ta ñöôïc MA ñaây chính laø bieåu ñoà momen maát caân baèng cuûa haøng. Choïn khoaûng caùch OH = 15 mm Ta xaùc ñònh tyû xích cuûa hoïa ñoà theo caùc tyû xích my vaø mj (4.14) vôùi:mj = 0,067 ( rad/mm) my = 0,05 (m/mm) Töø ñoù ta coù ñöôïc baûng sau: Baûng 4.6 Vò trí I II III IV V VI VII Y=d(m) 0 -0,26 -0,22 0 0,5 0,7 0 m dy/dj 0,0198 0,0165 0 0,0365 0,0469 0 0,503 MA(N.m) -987 -827 0 883 -1023 0 -1526 Hình 4.11 Baûng xaùc ñònh giaù trò MA 4.4 Taûi troïng taùc duïng leân thanh raêng. Gäi Uc lµ tæng lùc t¸c dông lªn thanh r¨ng trong qu¸ tr×nh thay ®æi tÇm víi. Uc gåm: UC = U1 + U2 + U3 +U4 + U5 +U6 Víi : U1 Lùc trong thanh r¨ng do m« men mÊt c©n b»ng cña hµng U2 : Lùc trong thanh r¨ng do m« men mÊt c©n b»ng cña cÇn vµ ®èi träng U3 : Lùc do ¶nh h­ëng cña t¶i träng giã t¸c dông lªn cÇn vµ vßi. U4 Lùc do t¶i träng ngang khi c¸p hµng nghiªng gãc so víi ph­¬ng th¼ng ®øng. U5 : Lùc li t©m cña khèi l­îng cÇn, vßi, ®èi träng, thanh kÐo khi cÇn trôc quay. U6 : Lùc ma s¸t trong c¸c khíp cña thiÕt bÞ cÇn vµ tæn thÊt táng c¸c pu li khi c¸p n©ng l¨n qua c¸c puli lóc thay ®æi tÇm víi . Uc : §­îc tÝnh t¹i nhiÒu vÞ trÝ cña cÇn. 4.4.1 TÝnh lùc trªn thanh r¨ng do ¶nh h­ëng cña t¶i träng giã t¸c dông lªn cÇn vµ vßi : U3 (4.15) Trong ®ã : Pcg; Pgv : lµ ¸p lùc giã t¸c dông lªn cÇn vµ voi Gc : Kho¶ng c¸ch tõ chèt ®u«i cÇn ®Õn thanh r¨ng. Hình 4.12: Sô ñoà taûi troïng gioù Theo h×nh vÏ, ta cã : Pcg = PC.Fc Víi PC: ¸p lùc giã lªn cÇn FC : §iÖn tÝch chÞu giã cña cÇn . Theo coâng thöùc (4.6) [4] PC = q0. C.n.b g (4.16) Víi q0 : C­êng ®é giã ë ®é cao 10m so víi mÆt ®Êt ë tr¹ng th¸i lµm viÖc : q0 = 15 ( kG/m2). Theo coâng thöùc (4.7) [4] n : HÖ sè hiÖu chØnh kÓ ®Õn sù t¨ng ¸p lùc phô thuéc vµo chiÒu cao kÕt cÊu; c= 1,4. Baûng 4.5 [4] g: HÖ sè qu¸ t¶i, tÝnh theo ph­¬ng ph¸p øng suÊt cho phÐp; g=1 b : HÖ sè tÝnh ®Õn ¶nh h­ëng ®éng cña giã g©y nªn do ¸p lùc xung. Khi x¸c ®Þnh c«ng suÊt ®éng c¬, c¬ cÊu lÊy b = 1. Baûng 4.8 [4] -> PC = 15. 1,4 .1,5 .1.1 = 31,5 ( kG/m2) DiÖn tÝch ch¾n giã cña cÇn lÊy theo mÉu : FC = 27, 27,94 (m2) VËy Pgc = PC . FC . sin a (4.17) a lµ gãc hîp bëi cÇn víi ph­¬ng ngang. MÆt kh¸c : Fv = 5,024 m2 Pgv = P.Fv . sin g ; g lµ gãc hîp bëi vßi víi ph­¬ng ngang . B¶ng tÝnh gi¸ trÞ U3 ë 7 vÞ trÝ cña cÇn : Baûng 4.7 VÞ trÝ I II III IV V VI VII Sin a 0,707 0,766 0,838 0,891 0,939 0,965 0,984 Pcg (N) 6557,07 7104,27 7772,03 8263,58 8708,76 8949,89 9126,11 sin g 0,309 0,438 0,601 0,720 0,882 0,906 0,965 Pgv (N) 898,54 1273,66 1747,65 2093,6 2564,76 2634,55 2806,12 Hv(m) 18 19,125 20,25 22,325 23,5 24,35 25 Hc(m) 8,5 9,125 10,35 11,85 12,25 12,75 13,125 rn(m) 4,2 4,515 4,725 4,935 5,1 5,313 5,625 U3(N) 17121,2 19753,1 24512,6 29313,7 37736,1 33467,4 33765,1 4.4.2 TÝnh lùc trªn thanh r¨ng do ¶nh h­ëng cña t¶i träng ngang khi c¸p hµng nghiªng gãc so víi ph­¬ng th¼ng ®øng : U4 T = Q.tga (4.18) Theo Baûng 9 40 [4] , ta cã a = 150 -> Ta sÏ cã lùc t ë 7 vÞ trÝ cña cÇn nh­ sau : T = Q. Tga T = 16000.tg150 T = 4287,2 ( kG) MÆt kh¸c : Gäi N lµ hîp lùc cña T vµ lùc trong thanh gi»ng P do lùc T g©y nªn. Hình 4.9 Löïc theo phöông ngang LÊy m« men víi ®iÓm ®Çu cÇn D: (4.19) Lùc trªn thanh r¨ng do ¶nh h­ëng cña lùc: (4.20) Ta coù : Baûng 4.8 VÞ trÝ I II III IV V VI VII a(m) 3,58 4,8 6,45 7,68 9,375 10 11,25 x(m) 3,2 4,25 4,4 4,6 4,25 3,65 3,75 P(N) 25156,8 25396,5 32963,2 3754,2,6 49602,5 61606,8 674459,5 N(N) 47643,3 47883 55449,7 60029,1 72089 84093,3 89946 r(m) 13,6 14,15 14,8 15,4 14,8 13,25 11,75 rn(m) 4,2 4,815 47,25 4,935 5,1 5,315 5,625 U4( N) 154273,5 150065,2 173683,7 187324,9 209639,9 209639,9 187887,2 4.4.3 TÝnh lùc trªn thanh r¨ng do lùc li t©m cña khèi l­îng cÇn Gc vµ vßi GV khi quay cÇn trôc : U5 Do cÇn trôc tính nghieäm cã tèc ®é quay n =1,1 (vßng/ phót) -> ¶nh h­ëng cña lùc li t©m tíi khèi l­îng cÇn vµ vßi lµ nhá -> cã thÓ bá qua. 4.4.4 TÝnh lùc trªn thanh r¨ng do ¶nh h­ëng cña lùc U6: Lùc ma s¸t trong c¸c khíp cña thiÕt bÞ cÇn vµ tæn thÊt trong c¸c puli lóc thay ®æi tÇm víi khi c¸p n©ng l¨n qua puli. Do c¸c khíp vµ æ puli lµ æ l¨n lªn U6 coi nh­ rÊt nhá -> cã thÓ bá qua. 4.4.5 TÝnh l¹i trªn thanh r¨ng do ¶nh h­ëng cña m« men mÊt c©n b»ng cña cÇn vµ ®èi träng : U2 : U2 ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : (4.21) Tõ c¸c kÕt qu¶ cña MKC & rn ë trªn, ta x¸c ®Þnh U2 t¹i 7 vÞ trÝ : Baûng 4.9 VÞ trÝ I II III IV V VI VII MKC( N/m) -19495 -13940 13092,7 0 13410 14208 15362 rn(m) 4,2 4,515 4,725 4,935 5,1 5,313 5,625 U2( N) -4641,6 -3087,5 -2785,7 0 2629,4 2674,2 2731,02 4.4.6 TÝnh lùc trªn thanh r¨ng do ¶nh h­ëng cña m« men mÊt c©n b»ng cña hµng U1 : U1 ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : (4.22) Tõ c¸c kÕt qu¶ cña MA ë trªn, ta x¸c ®Þnh U1 t¹i 7 vÞ trÝ : Baûng 4.10 VÞ trÝ I II III IV V VI VII MA(Nm) 220727 178300 199183 175342 97358,8 57508,9 26484,5 rn(m) 4,2 4,515 4,725 4,935 5,1 5,313 5,625 U1(N) 52554 39534,4 42155 35530,3 19471,8 11501,6 4708,6 4.4.7 TÝnh to¸n tæng lùc kÐo trªn thanh r¨ng: UC = U1 + U2 + U3 + U4 (4.23) LËp b¶ng : Baûng 4.11 VÞ trÝ I II III IV V VI VII U1(N) 0 49364,3 25159,7 11954,02 9788,2 15594,5 12000 U2 -4641,6 -3087,5 -2143,7 0 2629,4 2674,2 2731,02 U3 17121,2 19753,1 24512,6 29313,7 32736,1 33467,4 33765,1 U4 154273,5 150065,2 173683,7 187324,9 209199,5 209639,9 187887,2 UC(N)) 171394,7 219182,4 22182,4 228592,6 254380,2 261376 236383,3 Gi¸ trÞ trung b×nh cña c¸c lùc nµy : (4.24) Ta tÝnh ®­îc : 4.5 X©y dùng biÓu ®å vËn tèc thay ®æi tÇm víi cÇn : Hình 4.9 Hoïa ñoà tính vaän toác. Xaây döïng bieåu ñoà vaän toác thay ñoåi taàm vôùi cuûa ñieåm ñaàu voøi: Toác ñoä thay ñoåi taàm vôùi cuûa caàn chính laø vaän toác naèm ngang taïi ñieåm C. Taïi moãi vò trí cuûa caàn naøy coù giaù trò khaùc nhau vaø coù yù nghóa la vaän toác töùc thôøi . Choïn sô boä vaän toác thanh raêng laø VF = 6,7 m/p Coù VI = VF + VIF ( VIF laø vaän toác cuûa ñieåm I quay quanh F Bieát phöông VI laø phöông vuoâng goùc truïc caàn VIF vuoâng goùc vôùi thanh raêng . Töø hoïa ñoà vò trí (D vaän toác ) ta xaùc ñònh ñöôïc ñieåm I Xaùc ñònh vaän toác ñieåm B do cuøng thanh cöùng Ta coù : VB = VI = VI (4.25) Xaùc ñònh VC = VB +VCB Bieát VB vaø phöông vuoâng vôùi truïc caàn VCB : phöông vuoâng truïc voøi VC : phöông ngang Ta xaùc ñònh ñöôïc ñoä lôùn VC Xaùc ñònh cho 7 vò trí Vôùi tröôøng hôïp tính VI choïn m = 0,3 (m/p/mm) Khi tính VC choïn m = 0,1 (m/p/mm) Sau khi xaùc ñònh ñöôïc vaän toác dòch ngang cuûa ñieåm ñaàu voøi ta laäp thaønh baûng vaø veõ ñoà thò thay ñoåi vaän toác ñieåm ñaàu voøi theo taàm vôùi ( goùc nghieâng caàn) roài xaùc ñònh thôøi gian caàn thieát ñeå thay ñoåi taàm vôùi. Baûng 4.12 Vò trí I II III IV V VI VII NVI(mm) 25 24 23,4 23 22,5 22 21,5 VI(m/p) 7,5 7,2 7,05 6,9 6,75 6,6 6,5 VB(m/p) 30,5 29,3 28,8 28,4 27,6 28,4 28,7 MVC(mm/p) 32 42 44 46 45 48 43 VC(m/p) 32 42 44 46 47 48 43 Ta xem mái lùc Utb t¸c dông trong mét thêi gian lµ t1 , t2, t3.. Thêi gian nµy x¸c ®Þnh tõ qu·ng ®­êng thay ®æi tÇm víi S gi÷a 2 ®iÓm ®ang kh¶o s¸t t­¬ng øng víi gãc quay a cña cÇn : (4.26) Víi : Stbi lµ qu·ng ®­êng thay ®æi tÇm víi tÝnh theo ph­¬ng ngang tõ i tíi (i+1) + Vtbi : VËn tèc thay ®æi tÇm víi trung b×nh gi÷a 2 vÞ trÝ ®ang kh¶o s¸t. (4.27) LËp b¶ng tÝnh thêi gian thay ®æi tÇm víi. Baûng 4.13 VÞ trÝ I II III IV V VI Si 2,125 2,75 4,375 3,4 4,85 4,5 Vtbi 0,4745 0,597 0,6945 0,7895 0,787 0,8 ti(s) 4,478 4,6 6,299 4,3 6,16 5,625 4.6 TÝnh nghieäm ®éng c¬ ®iÖn Sau mét thêi gian cÇn thay ®æi tÇm víi tõ Rmax ®Õn Rmin th× lùc b×nh ph­¬ng trung b×nh cña cÇn víi trong thanh r¨ng ®­îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc: (4.28) C«ng suÊt b×nh ph­¬ng trung b×nh cña ®éng c¬ ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : (4.29) V : Tèc ®é chuyÓn ®éng tÝnh tiÕn cña thanh r¨ng, V =0,1125 (m/s) Vôùi : Vôùi : - s = 3,6 laø haønh trình cuûa thanh raêng , xaùc ñònh ñöôïc töø hoïa ñoà vò trí cuûa caàn ; vaø t = 32 s thôøi gian thay ñoåi taàm vôùi cuûa caàn töø Rmax -Rmin h : HiÖu suÊt truyÒn ®éng c¬ cÊu tõ ®éng c¬ ®Õn thanh r¨ng : (4.30) hBH = 0,95 : HiÖu suÊt bé truyÒn hHGT =0,97 HiÖu suÊt hép gi¶m tèc hot =0 0,97 hiÖu suÊt c¸c æ trôc h =0,894 -> NCK =14,7 ( kW) §©y lµ c«ng suÊt cÇn thiÕt cña ®éng c¬. Dùa vµo c«ng suÊt tÝnh nghieäm, neân ñoäng cô ñaõ choïn : N =15 kW n =720 vßng/ phót Hình 4.10 Ñoäng cô ñieän KiÓm tra ®éng c¬ ®iÖn : §éng c¬ ®iÖn chän ®­îc cÇn ph¶i kiÓm tra, theo thêi gian khëi ®éng khi cã t¶i träng lín nhÊt vµ thêi gian khëi ®éng khi cã t¶i nhá nhÊt. Kieåm tra theo thôøi gian khôûi ñoäng khi coù haøng : Khi lùc kÐo trªn thanh r¨ng lµ lín nhÊt Ucmax (trong tr­êng hôïp giã b×nh th­êng ë tr¹ng th¸i lµm viÖc vµ gãc nghiªng c¸p hµng víi ph­¬ng th¼ng ®øng gãc xI). Thêi gian khëi ®éng ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : (3.26) [1] (4.31) Trong ®ã : + MC : M« men c¶n tÜnh b»ng m« men lín nhÊt trªn trôc ®éng c¬ øng víi Ucmax =261376 ( N) (4.32) + §éng n¨ng cña hÖ cÇn vµ hµng E: (4.33) wc : Tèc ®é gãc cña cÇn (4.34) wOT : Tèc ®é cña thanh kÐo vßi: mµ Tõ (2.34)vµ (2.35)cã : w1 : Tèc ®é gãc tay ®ßn ®èi träng w1 = 0,02739 ( rad/s) Q : Träng l­îng hµng ; Q= 16000 (kG) Vc : Tèc ®é thay ®æi tÇm víi ; Vc =0,780(m/s) -> Thay vµo (2.32) ta ®­îc jn : Béi sè m«men ho¹t ®éng cña ®éng c¬ jmax =1,8 ¸ 2,5 MH : M«men ®Þnh møc cña ®éng c¬ Thay vµo (2.30) : ta coù Thêi gian khëi ®éng tÝnh nghieäm ph¶i nhá h¬n 5¸6 (s) tkd=3,72 tho¶ m·n Kieåm tra theo thôøi gian khôûi ñoäng khi khoâng coù haøng : Khi lùc kÐo trªn thanh r¨ng lµ nhá nhÊt Ucmin ( Ucmin x¸c ®Þnh ®­îc lµ dùa vµo ®iÒu kiÖn thay ®æi tÇm víi kh«ng cã hµng vµ giã, ®ång thêi cÇn trôc kh«ng quay). (4.35) E : §éng n¨ng cña hÖ cÇn, vßi, hµng Thêi gian khëi ®éng : Vµ thêi gian khëi ®éng tÝnh to¸n ph¶i nhá h¬n hoÆc b»ng 2¸2,5 (s) tho¶ m·n 4.7 Tính nghieäm hoäp giaûm toác Hép gi¶m tèc c¬ cÊu ®­îc chän dùa vµo tû sè truyÒn i cña c¬ cÊu vµo c«ng suÊt truyÒn qua hép gi¶m tèc . S¬ bé ta chän ®­êng kÝnh b¸nh r¨ng lµ 0,380m . Do vËy, sè vßng quay cña trôc ra hép gi¶m tèc lµ : (vßng / phót) (4.36) (vßng / phót) Trong ®ã : V: Lµ vËn tèc cña thanh r¨ng ; V =0,15 v/ph R : Lµ b¸n kÝnh b¸nh r¨ng ; R = 0,19m TØ sè truyÒn cña hép gi¶m tèc : Dùa vµo i vµ c«ng suÊt truyÒn, ta chän hép gi¶m tèc cã kÝ hiÖu PCP-450 cã th«ng sè nh­ sau: i =133 L =1510 (mm) ; H = 867 (mm) B =1230 (mm) Hình 4.11 Hoäp giaûm toác 4.8 Tính nghieäm phanh : Phanh c¬ cÊu chän ph¶i ®¶m b¶o sao cho gi÷ ®­îc cÇn ë vÞ trÝ bÊt kú trong tr¹ng th¸i lµm viÖc vµ kh«ng lµm viÖc. M« men phanh ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : (4.37) Trong ®ã : K lµ hÖ sè an toµn cña phanh, K =1,75 UCmax : Lùc kÐo lín nhÊt trªn thanh r¨ng UC = 261376 ( N) D : lµ ®­êng kÝnh b¸nh r¨ng ; D =380mm Theo s¬ ®å truyÒn ®éng, do l¾p ®Æt 2 phanh, nªn m« men mèi phanh sÏ lµ : Dùa vµo m« men phanh trªn, ta chän lo¹i phanh cã : DP = 250 mm ; MF = 600 ( N.m) Hình 4.12 Phanh cô khí KiÓm tra thêi gian phanh : Khi cã m« men M1 ¸p dông, M1 lµ m« men trªn trôc phanh do lùc kÐo lín nhÊt trªn thanh r¨ng g©y nªn. M« men nµy ®­îc tÝnh khi cÇn trôc quay cã giã lín nhÊt ë tr¹ng th¸i lµm viÖc vµ gãc cña c¸p hµng víi ph­¬ng th¼ng ®øng XII Do ®ã : M1F = MP* = 312,96 ( N.m) Thêi gian phanh ®­îc tÝnh : (4.38) E : §éng n¨ng cña hÖ cÇn, hµng (t ®­îc x¸c ®Þnh nh­ trªn) VËy ñoäng cô thoûa maõn thôøi gian phanh . KiÓm tra theo thêi gian phanh : Trong thêi gian phanh khi kh«ng cã hµng, kh«ng cã giã vµ kh«ng quay cÇn trôc víi m« men Mmin2 Cã Ucmin = U2V = 2629,4 (4.39) VËy . 4.9 Tính nghieäm khôùp noái. Khíp nèi ®éng c¬ víi hép gi¶m tèc Khíp nèi trôc ®­îc chän dùa vµo m« men tÝnh to¸n truyÒn qua khíp: Theo coâng thöùc (1.68) [2] MM = MH . k1 . k2 (4.40) K1 =1,4 : HÖ sè tÝnh ®Õn chÕ ®é quan träng cña c¬ cÊu . Theo Baûng 1-21 [2] K2 = 1,2 : HÖ sè tÝnh ®Õn chÕ ®é lµm viÖc cña c¬ cÊu . Theo Baûng 1-21 [2] MH : M« men ®Þnh møc truyÒn qua khíp ®­îc tÝnh qua c«ng suÊt ®éng c¬. Cã : (4.41) Dùa vµo m« men tÝnh to¸n cña khíp, ngöôøi ta chän khíp vßng ®µn håi coù caùc thoâng soá sau: Hình 4.13 Khôùp noái D=200 (mm) B=250 (mm) d=60 (mm) L= 300 (mm) d2=150 (mm) d1=100 (mm) MM = 500 (Nm) m= 25 kg (GD)2 =0,126 ( kG.m2) 4.10 Tính nghieäm boä truyeàn cuoái. 4.10.1 Choïn öùng suaát vaät lieäu laøm baùnh raêng. Caùc thoâng soá ta giaû ñònh. Do bé truyÒn cña ta lµ hë, ma s¸t lín, b«i tr¬n kÐm, b¸nh r¨ng vµ thanh r¨ng chãng bÞ mßn. Khi thiÕt kÕ, ngöôùi ta thieát keá theo øng suÊt uèn vµ kiÓm tra theo øng suÊt tiÕp xóc. Ta tính nghieäm. (4.42) Víi : - : øng suÊt uèn cho phÐp s-1 : Giíi h¹n mái trong chu kú ®èi xøng s-1 =1,8 HB ( MPa) ( B.6.2) - HB : ®é r¾n : + Víi b¸nh r¨ng : s-1 =1,8 .175 = 315 ( MPa) + Víi thanh r¨ng : s-1 =1,8 .180 = 324 ( MPa) n : HÖ sè an toµn , ®èi víi thÐp th­êng ho¸ ; n=1,75 Theo baûng 6.3 [13] KN : HÖ sè tuæi thä , x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : Theo coâng thöùc (6.3) [2] (4.43) m : BËc cña ®­êng cong mái khi tÝnh víi øng suÊt uèn vµ tiÕp xóc (víi thÐp th­êng ho¸), m=6 N0 : sè chu k× thay ®æi øng suÊt khi : + TÝnh søc bÒn tiÕp xóc : N0= 1.107 + TÝnh søc bÒn uèn : N0 = 30.HB2,4 - Víi b¸nh r¨ng : N0 =30.1752,4 =0,7 .107 - Víi thanh r¨ng : N0 = 30.1802,4 =0,77 .107 - Ntd : Sè chu kú thay ®æi øng suÊt t­¬ng ®­¬ng. Trong ®ã : lµ tØ sè øng suÊt t¶i träng thø i vµ c¸c chÕ ®é tÝnh ®æi. Ta ®æi thµnh . Cã Ntd = 60. a.n. T. Víi : Mi : M«men xo¾n. Ta cã ®å thÞ ra t¶i ë chÕ ®é qu¸ t¶i nh­ sau: a : Sè lÇn ¨n khíp cña mét r¨ng khi b¸nh r¨ng quay 1 vßng, a=1 n : Sè vßng quay cña trôc trong 1 phót ; n=7 (vßng/ phót) tc : Thêi gian lµm viÖc trong 1 ca ; tc =6 (h) ti : Thêi gian lµm viÖc ë chÕ ®é thø i T : Tæng thêi gian lµm viÖc. T = Na. Nn. Ca.tc Na : Sè n¨m lµm viÖc, Na = 40 n¨m Nn : Sè ngµy lµm viÖc trong 1 n¨m, Nn =270 ngµy Nc : Sè ca lµm viÖc trong ngµy ; Nc = 2 ca -> T = 40.270.2.6 = 129600 ( giê ) - Víi øng suÊt tiÕp xóc: - Víi øng suÊt uèn : + TÝnh theo sóc bÒn uèn . - Víi b¸nh r¨ng : Do Ntd > N0 -> KN =1 -> - Víi thanh r¨ng : 4.10.2 KiÓm tra bÒn . - Chän hÖ sè chiÒu réng b¸nh r¨ng : yba = 0,45 - C«ng suÊt trôc ra: N2 = N1.h N1 : C«ng suÊt ®éng c¬, N1 = 15 ( kW) h : HiÖu suÊt bé truyÒn ; h = 0,894 -> N2 =15 .0,894 = 13,4 ( kW) - Chän s¬ bé hÖ sè t¶i träng K . K = KH . K® Víi : KH : hÖ sè t¶i träng tËp trung . Bé truyÒn cã kh¶ n¨ng ch¹y mßn HB £ 350, chÞu t¶i träng thay ®æi : KiÓm tra ®iÒu kiÖn bÒn uèn : * Víi b¸nh r¨ng cã hÖ sè dÞch dao x =0 Theo coâng thöùc baøi boä truyeàn baùnh raêng [13] Tra b¶ng cã g = 0,338 (4.44) Víi: 2T : M« men xo¾n, 2T =19,1.106 ( N.mm) a : Sè lÇn ¨n khíp cña mét r¨ng ; a=1 Víi thanh r¨ng : KÕt luËn : Thanh r¨ng vµ b¸nh r¨ng ®ñ ®é bÒn uèn. C¸c kÝch th­íc bé truyÒn : * KÝch th­íc b¸nh r¨ng : - §­êng kÝnh vßng ®Ønh :D1 = 350 (mm) - §­êng kÝnh vßng chia : D0 = 290 (mm) - §­êng kÝnh vßng ch©n : D2 = 230 (mm) - Sè r¨ng : Z =15 ; m=20 - ChiÒu réng b¸nh r¨ng : b =200 (mm) * KÝch th­íc thanh r¨ng : Choïn kích thöôùc thanh raênh nhö hình veõ Hình 4.14 Thanh raêng Kieåm tra thanh raêng : (4.45) Löïc lôùn nhaát khi aên khôùp vôùi baùnh raêng: P = 674459,5 N R = 248879,6 + 674459,5 = 923339,1 N Thanh raêng ñöôïc laøm baèng theùp 45 Coù : [s] keùo = 600 N/mm Vaäy s < [s]keùo = 600 N/mm2 4.11 Tính nghieäm truïc : Choïn chieàu daøi truïc l = 900(mm) ( khoaûng caùch giöõa hai goái ñôõ ) Khi baùnh raêng vaø thanh raêng aên khôùp taïi choå tieáp xuùc xuaát hieän löïc voøng P vaø Hình 4.15 Bieåu ñoà noäi löïc Löïc höôùng taâm Pr Ta coù: (4.46) Trong ñoù : (4.47) Tính momen uoán toång coäng ôû tieát dieän b – b: (4.48) (4.49) Ñöôøng kính truïc taïi tieát dieän b-b: (4.50) choïn db-b = 165 mm Choïn ñöôøng kính truïc taïi oå d = 160 mm Hình 4.16 Truïc * Kieåm tra truïc taïi tieát dieän B – B Ñeå kieåm tra truïc ta duøng coâng thöùc: (4.51) Trong ñoù : (4.52) ÖÙng suaát phaùp (uoán) bieán ñoåi theo chu kì ñoái xöùng (4.53) Caùc öùng suaát lôùn nhaát. (4.54) Giôùi haïn moûi uoán vaø xoaén vôùi chu kì ñoái xöùng . s-1 = (0,4¸0,5)sb; laáy s-1 = 0,45 ; s-1 = 0,45 ´ 1000 = 450 (N/mm2) T-1 = (0,2¸0,3)Tb; laáy T-1 = 0,25 ; T-1 = 0,25 ´ 1000 = 250 (N/mm2) Heä soá xoaén aûnh höôûng cuûa trò soá öùng suaát trung bình ñeán söùc beàn moûi ys vaø yT choïn theo vaät lieäu . Ñoái vôùi theùp 45 thöôøng hoùa choïn ys = 0,1 ; yT = 0,05 Tính heä soá ks , kT, es , eT: Choïn theo baûng [(7-4), [13] ] ñöôïc es = 0,65 , eT = 0,53 , taäp trung öùng suaát do raõnh then ( Baûng 7-8) [13] ks = 2 , kT = 2,1 Tyû soá Taäp trung öùng suaát do laép caêng , vôùi kieåu laép T3 , aùp suaát treân beà maët laáy = 30 N/mm2 , tra Baûng (7-10) [13] ta coù (4.55) Ta thay nT,ns vaøo coâng thöùc : Laáy [n] = 1,5 ¸ 2,5 Vaäy truïc ñuû beàn 4.12 Tính nghieäm oå Choïn oå theo khaû naêng laøm vieäc ñöôïc ñaëc tröng bôûi heä soá C. * Heä soá khaû naêng laøm vieäc cuûa oå: Theo coâng thöùc 8-[13] C=Qtñ(n.h)0,3 (4.56) Trong ñoù : h : thôøi gian phuïc vuï cuûa oå (giôø); vôùi thôøi gian phuïc vuï cuûa oå laø 5 naêm laøm vieäc ôû cheá ñoä trung bình ta coù toång soá giôø laøm vieäc T = 14460(giôø) Þ soá giôø laøm vieäc thöïc teá cuûa oå : h = T.25% = 3620 (giôø) - n : soá voøng quay cuûa oå (v/ph); n = ntang = 114,65 (v/ph) - Qtd : taûi troïng töông ñöông taùc duïng leân oå (daN) + Qtñ=Kv.Kn.Kt.RA (4.57) Vôùi : . Kt : Heä soá taûi troïng ñoäng; baûng 8-3 [13] coù Kt=1,2 . Kv : Heä soá xeùt ñeán voøng naøo cuûa oå laø voøng quay; Baûng 8-5 [13] coù Kv=1 . Kn : Heä soá nhieät ñoä; baûng 8-4 [13] coù Kn=1 . RA : Phaûn löïc taïi goái ñôõ (A); ôû ñaây ta xeùt taïi goái A vì RA > RB RA = 251600 (N) Þ Qtd =1.1.1,2. 251600 =332112 (N) C=332112.(114,65.3620)0,3 = 16095681 (N) = 1609568,1 (daN) Hình 4.17: OÅ ñôõ Vaäy ta choïn oå bi coù caùc thoâng soá nhö Hình (4.17) C = 1750000 (daN) d = 165 mm D= 250 mm B=70 mm Khoái löôïng m= 7,6 kg Vôùi ñöôøng kính choå laép d = 160 (mm) OÅ bi loàng caàu moät daãy ñöôïc laép trong goái ñôõ truïc. KEÁT LUAÄN Teân Thoâng soá tính nghieäm Thoâng soá maùy thöïc teá Baùnh raêng (mm) D1=350, D0=290, D2=230 D1=350, D0=290, D2=230 Thanh raêng (mm) Z=15,m=20 Z=15,m=20,b=200 Truïc (mm) Þ162,5 Þ165 Puly (mm) Dpu426xB150 Dpu600xB150 Ñoäng cô 14,7(kW) 15(kW),n=850(voøng/phuùt) Khôùp Mkh 334,38(kG.m) Mkh 500, D350xB180 (mm) Phanh Mph33,5(kG.m) Mph60(kG.m), D= 250 (mm) OÅ C=1605968,1daN C=1750000daN d=160 (mm) Töø caùc thoâng soá tính nghieäm cuûa cô caáu thay ñoåi taàm vôùi ôû treân vaø caùc thoâng soá cuûa maùy thöïc teá . ta thaáy thoûa maõn. Nhö vaäy trong quùa trình tính nghieäm caùc thoâng soá tính nghieäm vaø caùc thoâng soá cuûa maùy maãu laø thoûa maõn yeâu caàu nhö maùy thöïc teá. Tuy nhieân ñaây laø cô caáu qui ñònh phaûi ñaûm baûo ñoä an toaøn tuyeät ñoái. Vì vaäy phaûi kieåm tra baûo döôõng vaø vaän haønh ñuùng qui ñònh cuûa hoà sô kó thuaät sau khi ñaõ tính nghieâm vaø söõa chöõa. CHÖÔNG V TÍNH NGHIEÄM KEÁT CAÁU THEÙP CAÀN VAØ VOØI 5.1 Taûi Troïng - Toå Hôïp Taûi Troïng tính nghieäm. Khi caàn trôc lµm viÖc, nã chÞu nhiÒu lo¹i t¶i träng kh¸c nhau t¸c dông lªn kÕt cÊu, ngoµi ra néi lùc trong cÇn vµ vßi cßn phô thuéc vµo c¸c lùc t¸c dông lªn nã.V× vËyta cÇn tÝnh nghieäm cÇn vµ vßi theo c¸c tæ hîp t¶i träng sau: Baûng 5.1 T¶i träng TÝnh theo søc bÒn TÝnh theo ®é bÒn ®é æn ®Þnh Ia Ib IIa IIb 1, Träng l­îng b¶n th©n c¸c cÊu kiÖn cÇn trôc :G G G G G 2, Träng l­îng hµng Q jIQ Qtd jIIQtd Q 3, Lùc n»m ngang T = Q.tga do c¸p treo hµng nghiªng gãc a so víi ph­¬ng th¼ng ®øng g©y ra - Qtd.tgaI - Qtd.tgaII 4,Lùc qu¸n tÝnh tiÕp tuyÕn do c¬ cÊu quay vµ ®èi träng g©y ra khi h·m c¬ cÊu quay(lùc qu¸n tÝnh cña hµm tÝnh víi gãc a) - Pq® - Pqdmax 5, Lùc qu¸n tÝnh tiÕp tuyÕn g©y ra khi h·m c¬ cÊu thay ®æi tÇm víi ( lùc qu¸n tÝnh cña hµng tÝnh v¬Ý gãc a) - Pq - Pqmax 6, Lùc qu¸n tÝnh li t©m khi quay cÇn trôc - Ptt - Pqmax 7, ¸p lùc giã lªn cÇn trôc (¸p lùc giã lªn tÝnh víi gãc a) - - - PgII C¸c tæ hîp t¶i träng qui ®Þnh cho c¬ cÊu nh­ sau: Ia,IIa : Mang hµng tõ mÆt ®Êt víi tèc ®é 50% (Ia) vµ tèc ®é toµn phÇn (IIa) hay h·m tõ tõ (Ia) vµ h·m ®ét ngét (IIa) khi h¹ hµng. Ib: H·m tõ tõ c¬ cÊu quay hay c¬ cÊu thay ®æi tÇm víi IIb: H·m ®ét ngét c¬ cÊu quay hay c¬ cÊu thay ®æi tÇm víi. Tröôùc khi tính nghieäm ta tieán haønh laáy maãu thöû cuûa maùy thöïc teá taïi caùc vò trí nguy hieåm ñeå tieán haønh keùo vaø neùn ñeå thöû öùng suaát cho pheùp. Ta laáy maãu thöû coù kích thöôùc 400x200 vaø tieán haønh keùo neùn ta thaáy caùc giaù trò öùng suaát nhö sau: Víi thÐp CT3 [sb] =1800 (kG/cm2) [sc] =1900 (kG/cm2) 5.2 Tính nghieäm keát caáu theùp voøi. Ta tÝnh nghieäm vßi trong tæ hîp t¶i träng IIa vµ tÝnh nghieäm vßi trong 2 mÆt ph¼ng : MÆt ph¼ng th¼ng ®øng (mÆt ph¼ng n©ng) vµ mÆt ph¼ng n»m ngang (mÆt ph¼ng vu«ng gãc mÆt ph¼ng n©ng). Hình 5.1 Sô ñoà tính Voøi Trong mÆt ph¼ng n©ng, vßi ®­îc tÝnh nh­ 1 dÇm tùa trªn 2 gèi D & E. D : Chèt b¶n lÒ liªn kÕt vßi víi ®Çu cÇn . E : Chèt b¶n lÒ liªn kÕt vßi víi gi»ng vßi. Trong mÆt ph¼ng n»m ngang, víi cÇn cã vßi dïng gi»ng mÒm th× vßi ®­îc coi lµ 1dÇm congxon trªn 2 gèc t¹i chèt liªn kÕt gi÷a cÇn vµ vßi. 5.2.1 TÝnh to¸n vßi trong mÆt ph¼ng n©ng : Tæ hîp t¶i träng IIa ®­îc tÝnh khi cÇn trôc ®øng yªn, n©ng hµng tõ mÆt mái hoÆc h·m víi toµn bé tèc ®é. Trong tæ hîp t¶i träng nµy, cã c¸c thµnh phÇn t¶i träng t¸c dông sau : + Träng l­îng b¶n th©n vßi : G = 4T = 4000(kG) + Träng l­îng hµng : Q =16T = 16000 ( kG) Víi tæ hîp t¶i träng IIa. Theo coâng thöùc (4.1) [4]. Qtd = Q. yII (5.1) yII : HÖ sè ®éng phô thuéc chÕ ®é lµm viÖc, víi chÕ ®é lµm viÖc trung b×nh, yII =1,4. -> Qtd = 1600 .1,4 = 22400 (kG) + Lùc c¨ng trong nh¸nh c¸p n©ng theo h­íng cuèn c¸p ®Æt t¹i vÞ trÝ ®Çu vßi vµ vÞ trÝ rßng räc dÉn h­íng (C). (5.2) Víi a: Béi suÊt pa l¨ng , a =1 h : HiÖu suÊt pa l¨ng , h = 0,98 Q : Träng l­îng hµng, Q =16000 kG + ¸p lùc giã t¸c dông lªn vßi trong mÆt ph¼ng n©ng : (5.3) Víi : Pv : ¸p lùc giã t¸c dông lªn bÒ mÆt chÞu giã cña kÕt cÊu ë ®é cao ®· cho ( KG/m2). Theo coâng thöùc (4.6) [4] Pv= q0 .n. C.b.g ( kG/m2) (5.4) q0 : ¸p suÊt ®éng cña giã ë ®é cao 10m so víi mÆt ®Êt, ë tr¹ng th¸i lµm viÖc; q0 = 15 kg/m2. Theo coâng thöùc (4.7) [4] n : HÖ sè hiÖu chØnh t¨ng ¸p lùc phô thuéc vµo ®é cao so víi mÆt ®Êt, n=1,5 Baûng 4.5 [4] C: HÖ sè khÝ ®éng häc, phô thuéc h×nh d¸ng kÕt cÊu, ®èi víi dÇm kÝn ,c=1,4 Baûng 4.5 [4]. g : HÖ sè qu¸ t¶i, phô thuéc ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n, khi tÝnh theo ph­¬ng ph¸p USCF, g =1 b: HÖ sè ®éng lùc, do ®Æc tÝnh m¹ch ®éng cña ¸p suÊt ®éng cña giã khi tÝnh KCT; b=1 -> Pv =15. 1,5 .1,4 .1.1 = 31,5 ( kG/m2) g : gãc hîp bëi ph­¬ng cña vßi víi ph­¬ng n»m ngang ; g = 400 Fv : DiÖn tÝch ch¾n giã cña vßi (m2) Fv = F1 + F2 ; F1= 4,064 m2 F2 = 0,96 m2 -> Pv =5,024 (m2) -> Pgv = 5,024 .31,5 . sin 400 =153,72 (kG) §Ó tÝnh to¸n vßi, ta ph©n c¸c lùc thµnh coù thµnh phÇn nh­ sau: + Ph©n träng l­îng hµng Q thµnh 2 thµnh phÇn, thµnh phÇn vu«ng gãc víi vßi vµ thµnh phÇn n»m däc theo vßi. Qx = Q .sing = 22400. sin 40 =14398 ( kG) Qy = Q .sing = 22400. cos 40 = 17159 ( kG) g : Gãc hîp bëi ph­¬ng cña vßi víi ph­¬ng n»m ngang (tr­êng hîp vßi n»m vu«ng gãc víi cÇn ): g = 400 + Coi träng l­îng b¶n th©n vßi, lùc giã ph©n bè suèt chiÒu dµi vßi: - Träng l­îng b¶n th©n vßi : Gv = 4000 (kG) (5.5) Lv: ChiÒu dµi vßi : Lv = 10,44 (m) Ph©n tÝch qv thµnh 2 thµnh phÇn: qvx = qv . sin g = 2 46 ( kG/m) qvy = qv . sin g = 2 93 ( kG/m) - T¶i träng giã : Pgv = 153,72 (kG) -> qvgx = qgv . cos g = 12,5 ( kG/m) qgyv = qqv . sin g = 10,5 ( kG/m) - T¹i D, ta ph©n Sh thµnh 2 thµnh phÇn : Shx = Sh. cos g = 12766 ( kG/m) Shy = Sh. sin g =10713 ( kG/m) * X¸c ®Þnh c¸c thµnh phÇn ph¶n lùc : 1- Thµnh phÇn ph¶n lùc RDY (5.6) Trong ®ã : CE : ChiÒu dµi vßi , CE =10,44 (m) DE : ChiÒu dµi ®u«i vßi : DE = 2,95 (m) (5.7) 2- Thµnh phÇn ph¶n lùc RE Ph©n tÝch RE thµnh 2 thµnh phÇn REX = RE. cos j REY = RE.sinj Víi j : gãc hîp bëi ph­¬ng cña Vßi vµ ph­¬ng cña gi»ng : j = 550 Hình 5.2 Sô ñoà löïc Voøi Chieáu tÊt c¶ c¸c lùc nÐn ph­¬ng Y. 3- Thµnh phÇn ph¶n lùc RDX (5.8) * X¸c ®Þnh vµ vÏ biÓu ®å M,Q, N * X¸c ®Þnh m« men t¹i c¸c mÆt c¾t vßi: + T¹i mÆt c¾t 1-1 : Gi÷ l¹i phÇn bªn tr¸i mÆt c¾t. Hình 5.3 Sô ñoà tính moâmen (5.9) Víi : X1 =0 -> M1-1 =0 X1 = 7,49 -> M1-1 = 138229,6 ( kG.m). + T¹i mÆt c¾t 2-2 : Gi÷ l¹i phÇn bªn ph¶i mÆt c¾t. (5.10) Víi X2 =0 -> M2-2 =0 X2 = 2,95 -> M2-2 = -137175,88 ( kG.m) * X¸c ®Þnh gi¸ trÞ lùc c¾t t¹i vÞ trÝ vßi . + T¹i mÆt c¾t 1-1 : Q11 + Qy + qvy .X1 +qgy.X1 = 0 (5.11) Q11 = -Qy -X1 (qvy +qgy) = Q11 = -308X1 - 17159 Víi x1 =0 -> Q11=-17159( kG) X1 =7,49 -> Q11=-19465,92( kG) + T¹i mÆt c¾t 2-2 Q22 - REy - qvy.x2 - qgy.x2 = 0 (512.) Q22 = Rey + X2 (qvy +qgy) Q22 = 308X2 + 46040 víi X2 =0 -> Q22 = 46040 (kG) X2 =2,95 -> Q22 = 46948,6 (kG) * X¸c ®Þnh gi¸ trÞ lùc däc : + T¹i mÆt c¾t 1-1 N11 +Sh - Qx - qvx (5.13) N1-1 = - Sh +Qx + qvx .x1 -Pxg .x1 N1-1 = -2268,7 +228X1 N1-1 = -2268,7 +228.7,49 (kG) N1-1 = -560,98 (kG) + T¹i mÆt c¾t 2-2 N2-2 = - REx +pgx. X1 - qvx .x2 (5.14) N2-2 = -228 X2 +32237 N2-2 = 32237 (kG) N2-2 = 31564,4 (kG) Hình 3.4 Bieåu ñoà noäi löïc voøi trong maët phaúng naâng 5.2.2 TÝnh to¸n vßi trong mÆt ph¼ng n»m ngang V× gi»ng vßi lµ gi»ng mÒm, nªn trong mÆt ph¼ng n»m ngang, khi tÝnh to¸n, ta coi vßi lµ 1 dÇm c«ng xon trªn hai gèi tùa t¹i chèt liªn kÕt gi÷a cÇn vµ vßi. Ta tiÕn hµnh tÝnh vßi ë tÇm víi lín nhÊt (Rmax, jmin). Khi ®ã, gãc hîp bëi ph­¬ng cña vßi víi ph­¬ng n»m ngang g =180. C¸c thµnh phÇn t¶i träng t¸c dông trong mÆt ph¼ng ngang . + Thµnh phÇn t¶i träng ngang T do l¾c ®éng c¸p hµng g©y ra : T =Q.tga (5.15) Q : Träng l­îng hµng ; Q =16T =16000kG a : Gãc nghiªng cña c¸p treo hµng so víi ph­¬ng th¼ng ®øng khi TK, s¬ bé chän a =150. -> T = 4287,2 (kG) + ¸p lùc giã t¸c dông lªn vßi. (5.16) Coi t¶i träng giã t¸c dông trong mÆt ph¼ng ngang lµ lùc ph©n bè trªn suèt chiÒu dµi: §Ó thuËn tiÖn cho viÖc tÝnh to¸n, ta ®Æt lùc T ngay ®Çu mót cña vßi : D­íi t¸c dông cña ngo¹i lùc t¹i D, cïng xuÊt hiÖn 2 ph¶n lùc cïng ph­¬ng, ng­îc chiÒu vµ cïng ®é lín, t¹o thµnh 1 cÆp ngÉu lùc, ta biÓu diÔn cÆp ngÉu lùc nµy b»ng 1 m«men vµ 1 ph¶n lùc nh­ h×nh vÏ. * X¸c ®Þnh MD. LÊy åMD =0 (5.17) * X¸c ®Þnh ND : (5.18) * X¸c ®Þnh noäi löïc. + X¸c ®Þnh gi¸ trÞ m«men M : - T¹i mÆt c¾t 1-1 : (5.) - T¹i mÆt c¾t 2-2 Hình 5.5 Sô ñoà tính Voøi trong mp ngang X¸c ®Þnh gi¸ trÞ lùc c¾t Q T¹i m¾t c¾t 1-1 : (5.19) T¹i m¾t c¾t 2-2 (5.20) BiÓu ®å M,Q t¹i c¸c mÆt c¾t cña vßi : Hình 5.6 Bieån ñoà noäi löïc voøi trong maët phaúng ngang 5.2.3 TÝnh vµ kiÓm tra bÒn vßi : ViÖc tÝnh to¸n tiÕt diÖn vßi dùa vµo m«men uèn däc, m«men uèn ngang, lùc c¾t, lùc däc trªn c¸c biÓu ®å néi lùc. ViÖc x¸c ®Þnh h×nh d¸ng vßi dùa vµo biÓu ®å m«men uèn trong mÆt ph¼ng n©ng, h×nh d¸ng vßi nh­ sau: Trong mÆt ph¼ng n»m ngang, h×nh d¸ng vßi : Hình 5.7 Hình daùng Caàn vaø Voøi * X¸c ®Þnh ®Þnh mÆt c¾t ngang nguy hiÓm ®Ó tÝnh vßi : MÆt c¾t nguy hiÓm lµ mÆt c¾t cã m«men uèn, lùc c¾t, lùc däc lín vµ nh÷ng mÆt c¾t cã tiÕt diÖn, kÝch th­íc nhá. KiÓm tra vßi t¹i tiÕt diÖn 1-1 (mÆt c¾t qua gèi D) M® =138229,6 ( kG.m) Q® = 46948,6 (kG) Hình 5.8 Maët caét N® =31564,4 ( kG) Mn =32795 ( kG.m) Qn = 4468, 6 (kG). * KÝch th­íc mÆt c¾t : * DiÖn tÝch tiÕt diÖn : * X¸c ®Þnh m«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn ®èi víi c¸c trôc X vµ Y (5.21) TÞnh tiÕn hÖ trôc (X1O1Y) vµ (X2O2Y) vµ XOY víi kho¶ng c¸ch trôc. Ta ®­îc : + XÐt tÊm 3,4 trong hÖ täa ®é ( XO3Y3) vµ (XO4Y4) (5.22) TÞnh tiÕn hÖ trôc (XO3Y3) vµ (XO4Y4) vÒ XOY víi kho¶ng c¸ch trôc. + XÐt toµn bé mÆt c¾t tiÕt diÖn. M«men chèng uèn cña tiÕt diÖn ®èi víi trôc X. (5.23) M«men chèng uèn cña tiÕt diÖn ®èi víi trôc Y (5.24) VËy ta cã : -> øng suÊt ph¸p lín nhÊt sinh ra trªn tiÕt diÖn . Theo coâng thöùc (8.20) [14] (5.25) øng suÊt tiÕp do Q® g©y ra. Theo coâng thöùc (7.9) [14] (5.26) Q® : Lùc c¾t lín nhÊt t¹i tiÕt diÖn gi÷a vßi trong mÆt ph¼ng n©ng Q® = 46948,6 (kG) Scx : M«men tÜnh c¸c phÇn bÞ c¾t bæ ®«i víi trôc x (5.27) Jx : M«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn ®èi víi trôc x, Jx =111.104 (cm4) bxc : ChiÒu réng tiÕt diÖn bÞ c¾t bcx = 2.dt = 2.1 = 2(cm) * øng suÊt tiÕp do Qn g©y ra. Víi : Qn : Lùc c¾t lín nhÊt t¹i tiÕt diÖn giao vµ trong mÆt ph¼ng ngang Qn =4468,6 (kG) Syc : M«men tÜnh cña phÇn bÞ c¾t bá ®èi víi trôc y . (5.28) J : M«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn ®èi víi trôc y : Jy = 489400 (cm4) by : ChiÒu réng tiÕt diÖn bÞ c¾t byc =2db = 2.1,5 = 5 (cm) * øng suÊt t­¬ng ®­¬ng ( theo TNB§HD) (5.29) Víi thÐp CT3 [s] =1800 ( kG/cm2) -> std TiÕt diÖn ®ñ bÒn. 1.2. KiÓm tra vßi t¹i tiÕt diÖn ®Çu vßi : Q® = 17159 ( kG) N® = 2268 ( kG) Qn = 4287,2 (kG) * KÝch th­íc mÆt c¾t : sb =15 (mm) st =10 (mm) B = 370 (mm) B0 =340 H =480 (mm) H0 =450 (mm) * DiÖn tÝch tiÕt diÖn : Hình 5.9 Maët caét Fb = 2. db .B = 2.15.370 =11100 ( mm2) Ft = 2.dt =2.10.480 = 10800 (mm2) F = åFi =11900 (mm2) * X¸c ®Þnh m«men qu¸n tÝnh ®èi víi c¸c trôc X,Y + XÐt tÊm 1,2 + XÐt tÊm 3,4 * XÐt toµn bé mÆt c¾t tiÕt diÖn : * M«men chèng uèn. VËy ta cã : * øng suÊt ph¸p : * øng suÊt tiÕp do Q® : øng suÊt tiÕp do Qn * øng suÊt t­¬ng ®­¬ng. Víi thÐp CT3 , [sb] =1800 (kG/cm2) -> std tho¶ m·n 1.3 - KiÓm tra t¹i tiÕt diÖn ®u«i vßi. Víi Q® =46040 (kG) N =32237 (kG) * KÝch th­íc mÆt c¾t : sb =15 (mm) st = 10 (mm) B = 430 (mm) B0 =400 (mm) H = 520 (mm) H0 =490 (mm) Hình 5.10 Maët caét * DiÖn tÝch tiÕt diÖn : * X¸c ®Þnh m«men qu¸n tÝnh ®èi víi c¸c trôc X,Y + XÐt tÊm 1,2 + XÐt tÊm 3,4 : * XÐt toµn bé mÆt c¾t tiÕt diÖn : + M«men choáng uèn tiÕt diÖn: VËy ta cã : * øng suÊt ph¸p : . * øng suÊt tiÕp do Qd . * øng suÊt t­¬ng ®­¬ng. Theo coâng thöùc Víi thÐp CT3 , [sb] =1720 (kG/cm2) -> std tho¶ m·n . 5.3 TÍNH NGHIEÄM KEÁT CAÁU THEÙP CAÀN Ta tiÕn hµnh tÝnh to¸n cÇn trong tæ hîp t¶i träng IIa, øng víi 3 vÞ trÝ cña cÇn: jmin ; jTB ; jmax . Vµ tiÕn hµnh tÝnh cÇn trong 2 mÆt ph¼ng: MÆt ph¼ng th¼ng ®øng (mÆt ph¼ng n©ng) vµ mÆt ph¼ng n»m ngang (mÆt ph¼ng vu«ng gãc mÆt ph¼ng n©ng). Trong mÆt ph¼ng n©ng, coi cÇn lµ 1 dÇm c«ng xon ®Æt trªn 2 gèi : - Mét gèi cè ®Þnh lµ chèt ®u«i cÇn - Mét gèi di ®éng lµ chèt liªn kÕt thanh kÐo thay ®æi tÇm víi. Hình 5.11 Sô ñoà tính trong mp ñöùng Trong mÆt ph¼ng ngang, coi cÇn lµ 1 dÇm c«ng xon cã 2 gèi tùa lµ chèt ®u«i cÇn vaø choát lieân keát thay ñoåi taàm vôùi Hình 5.12 Sô ñoà tính trong mp ngang 5.3.1Caùc taûi trong taùc duïng leân caàn: 1- Träng l­îng b¶n th©n cÇn : G = 14T = 14000(kG) 2- Hîp lùc N (do träng l­îng vßi vµ gi»ng) t¸c dông vµo ®Çu cÇn. (Baûng 5.2). VÞ trÝ 1(jmin) 2 (jTB) 3(jmax) N(KG) 2293,25 1865,35 1513,47 3. X¸c ®Þnh lùc trong thanh gi»ng ®èi träng T. Víi G®tr : Träng l­îng ®èi träng ; G® =10100 (kG) L® : C¸nh tay ®ßn tõ träng t©m ®èi träng tíi vÞ trÝ ®Æt ®èi träng. b : Kho¶ng c¸ch tõ thanh gi»ng - vÞ trÝ ®Æt ®èi träng. Baûng 5.3 VÞ trÝ 1(jmin) 2 (jTB) 3(jmax) L® (m) 6,35 6,875 5,25 b(m) 2,125 2,375 1,125 T(KG) 30178 29233,9 47128,6 4. Lùc giã t¸c dông lªn cÇn : Trong mÆt ph¼ng n©ng : Caùc thoâng soá ñöôïc laáy töø caùc baûng ôû cuoán [4]. Töông töï nhö ñaõ trình baøy ôû phaàn taûi troïng gioù ôû voøi. (5.30) Víi : Pc : ¸p lùc giã t¸c dông lªn bÒ mÆt chÞu giã cña cÇn (kG/m2) (kG/m2) q0 : ¸p lùc giã t¸c dông lªn bÒ mÆt ë ®é cao 10m so víi mÆt ®Êt, ë tr¹ng th¸i lµm viÖc ; q0 =15 (kG/m2) n : HÖ sè hiÖu chØnh ¸p lùc phô thuéc vµo ®é cao so víi mÆt ®Êt, n=1,5 C: HÖ sè khÝ ®éng häc, phô thuéc vµo h×nh d¸ng kÕt cÊu, ®èi víi dÇm kÝn , C=1,4 g : HÖ sè qu¸ t¶i, phô thuéc ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n, khi tÝnh theo ph­¬ng trÝnh USCF , g = 1; b : HÖ sè ®éng lùc, b= 1 Pc : 15 .1,5 .1,4 .1.1 = 31,5 ( kG/m2) a : Gãc hîp bëi ph­¬ng cña cÇn so víi ph­¬ng n»m ngang . Fc : DiÖn tÝch ch¾n giã cña cÇn (m2); Fc = 27,94 (m2). Baûng 5.4 VÞ trÝ 1(jmin) 2 (jTB) 3(jmax) sina 0,707 0,891 0,984 Pgc (KG) 588,84 777 866,64 Trong mÆt ph¼ng ngang . Pcg = Pc. Fc Pc = 31,5 (kG/m2) Fc = 24,68 (m2) -> Pcg = 777,42 (kG) 5. Lùc c¨ng nh¸nh c¸p treo hµng t¸c dông vµo puly dÇu cÇn : Sh =16326,5 (kG) 5.3.2 Tính nghieäm caàn trong maët phaúng naâng: 1. TÝnh to¸n ë vÞ trÝ 1 ( jmin) j = 420 ( Gãc hîp bëi ph­¬ng cña cÇn víi ph­¬ng n»m ngang) j j Hình 3.13 Sô ñoà löïc Caàn * Ph©n thµnh phÇn ph¶n lùc RB lµm 2 thµnh phÇn : RB : Ph¶n lùc t¹i vÞ trÝ l¾p thanh r¨ng RBx : N»m däc cÇn RBy : N»m vu«ng gãc víi cÇn -> RBx = RB .cosa RBy = RB .sina Víi a : Gãc hîp bëi ph­¬ng cña cÇn víi ph­¬ng cña thanh r¨ng ë vÞ trÝ 1; a =420 Ph¶n lùc T trong thanh gi»ng ®èi träng thµnh 2 thµnh phÇn . Víi :g : Gãc hîp bëi ph­¬ng cña thanh gi»ng ®èi träng víi ph­¬ng cÇn : g = 480 T = 30178 (kG) Ph©n Pcg thµnh 2 thµnh phÇn . Víi j: Gãc hîp bëi ph­¬ng cña cÇn víi ph­¬ng n»m ngang ; j = 420 Pgc = 588,84 Ph©n träng l­îng cÇn: Gcx = Gc .cosj = 10404 kG Gcy = Gc .sinj = 9367,8 kG j = 420 ; Gc = 14000 kG Ph©n hîp lùc N thµnh 2 thµnh phÇn : Víi x : Gãc hîp bëi ph­¬ng cña cÇn víi ph­¬ng hîp lùc N x =150 ; N= 2293,27 (kG) Ph©n lùc c¨ng trong nh¸nh c¸p n©ng Sn: b : Gãc hîp bëi ph­¬ng cña Sn víi trôc cÇn. b =900 ; Sn = 16326,5 (kG) Coi träng l­îng cÇn vµ lùc giã lµ ph©n bæ ®Òu trªn chiÒu dµi cÇn : X¸c ®Þnh c¸c thµnh phÇn ph¶n lùc liªn kÕt. X¸c ®Þnh RBy (5.31) Trong ®ã : AB : Kho¶ng c¸ch tõ chèt cÇn tíi vÞ trÝ l¾p thanh r¨ng ; AB = 6(m) AC:Kho¶ng c¸ch tõ chèt cÇn tíi vÞ trÝ l¾p thanh gi»ng ®èi träng; AC=6,75 (m) AD : ChiÒu dµi cÇn , AD = 26,9 (m) X¸c ®Þnh RAy . . (5.32) X¸c ®Þnh RAx . (5.33) VÏ biÓu ®å M, N, Q cña cÇn : Hình 5.14 Sô ñoà tính noäi löïc X¸c ®Þnh vµ vÏ biÓu ®å M«men M : * T¹i mÆt c¾t 1-1 : (5.34) -> M11 =0 khi X1=0 M11 =-34735 (kG.m) khi X1 =20,15 (m) * T¹i mÆt c¾t 2-2 : (5.35) -> M22 = 0 khi X2 =0 M22 =48006 khi X2 = 6 (m) * T¹i mÆt c¾t 3-3 (5.36) -> Khi M33 =45024 ( kG.m) khi X3 =6 (m) M33 = 32383,4 (kG.m) khi X3 =6,75 (m) X¸c ®Þnh vµ vÏ biÓu ®å lùc c¾t Q * T¹i mÆt c¾t 1-1 -> Khi Q11 =1960,9 khi X1 =0 Q11 =-5640,1 khi X1 = 20,15 * T¹i mÆt c¾t 2-2 Q22 =-8614,04 (kG) khi X2 =0 Q22 = -6388,04 khi X2 =6 (m) * T¹i mÆt c¾t 3-3 Q33 = RAY + RBy + x2 (371) Q33 = 14465,3 + 371 X2 Q33 = 16691,3 (kG) khi X3 = 6 (m) Q33 =16969,56 (kG) khi X3 =6,75 (m) X¸c ®Þnh vµ vÏ biÓu ®å lùc däc N : * T¹i mÆt c¾t 1-1 khi X= 0 khi X1=20,15m * T¹i mÆt c¾t 2-2 khi X3 =0 (m) khi X3 = 6 (m) * T¹i mÆt c¾t 3-3 N33 =-46429, 42 khi X3 =6 (m) N33 = -46158,3 khi X3 = 6,75 (m) Töø caùc thoâng soá cuûa moâmen, löïc caét, löïc doïc nhö treân. Ta veõ bieåu ñoà moâmen, löïc caét, löïc doïc nhö (Hình 5.15) Hình 5.15 Bieåu ñoà noäi löïc taïi vÞ trÝ 1 ( jmin) 2 . TÝnh to¸n cÇn trong mÆt ph¼ng n©ng ë vÞ trÝ 2( jTB) j2 = 620 * Ph©n T : Víi g = 700 T = 29233,9 kG * Ph©n Gc (5.37) j = 620 : Gãc hîp bëi ph­¬ng cña cÇn víi ph­¬ng n»m ngang ë vÞ trÝ 2. * Ph©n hîp lùc N : Víi x = 170 ; N =1865,35 (kG) * Ph©n Pgc * Ph©n RB thµnh 2 thµnh phÇn : (5.38) Víi a = 520 * Ph©n lùc c¨ng Sh (5.39) Víi b = 70 Sh =16326,5 (kG) X¸c ®Þnh c¸c thµnh phÇn ph¶n lùc liªn kÕt . X¸c ®Þnh RBy (5.40) X¸c ®Þnh RAy. . (5.41) X¸c ®Þnh RAx (5.42) X¸c ®Þnh gi¸ trÞ vµ vÏ biÓu ®å M, N,Q. X¸c ®Þnh vµ vÏ biÓu ®å m«men M . * T¹i mÆt c¾t 1-1 -> M11 =0 Khi X1 = 0 M11 = -69276,6 (kG.m) khi x1 =20,15 (m) * T¹i mÆt c¾t 2-2 -> M22 =0 khi X2 =0 M22 = 32635,5 ( kG.m) khi x2 = 6(m) * T¹i mÆt c¾t 3-3 : (5.43) -> M33 = 39898,8 (kG.m) khi X3 =6 (m) M33 = 27942,3 ( kG.m) khi X3 =6,75 (m) X¸c ®Þnh vµ vÏ biÓu ®å ®o Q . * T¹i mÆt c¾t 1-1 (5.44) -> Q=1444,4 (kG) khi x1 =0 Q11 = -8320,29 (kG) khi x1 = 20,15 (m) * T¹i mÆt c¾t 2-2. Q22 = - RAy +x2 (qgy + qcy) (5.45) Q22 = -6891,25 (kG) khi x2 =0 Q22 = -3987,25(kG) khi x2 =6 (m) * T¹i mÆt c¾t 3-3 -> Q33 = 18785,55 (kG) khi X2 =6 (m) Q33 = 19148,55 (kG) khi x2 =6,75 (m) X¸c ®Þnh vµ vÏ biÓu ®å N : * T¹i mÆt c¾t 1-1 -> N11 =-17987,8 (kG) khi x1 =0 N11 = -22631,2 (kG) khi x1 = 20,15 (m) * T¹i mÆt c¾t 2-2 N22 = -16392,7 + 230,44 x2 -> N22 = - 16392,7 khi x2 = 0 N22 = -15011 (kG) khi x2 = 6(m) * T¹i mÆt c¾t 3-3 N33 = -34185,5 + 230,44 x3 -> N33 =32803,1 (kG) khi x3 =6 (m) N33 = -32630,3 (kG) khi x3 = 6, 75 (m). Töø caùc thoâng soá cuûa moâmen, löïc caét, löïc doïc nhö treân. Ta veõ bieåu ñoà moâmen, löïc caét, löïc doïc nhö ( Hình 5.16) Hình 5.16 Bieåu ñoà noäi löïc taïi vÞ trÝ 2( jTB) 3- TÝnh to¸n cÇn trong mÆt ph¼ng n©ng ë vÞ trÝ 3( jmax) j = 800 * Ph©n T . (5.46) Víi * Ph©n Gc : (5.47) Víi j = 800 * Ph©n hîp lùc N : (5.48) Víi x = 70 ; N = 1513,47 (kG) * Ph©n t¶i träng giã Pgc : (5.49) Víi j = 800 ; Pcg = 866,64 (kG) Ph©n RB thµnh 2 thµnh phÇn : (5.50) Víi a = 600 * Ph©n Sh thµnh 2 thµnh phÇn : (5.51) Víi b = 70 Sh = 16326,5 (kG) X¸c ®Þnh c¸c thµnh phÇn ph¶n lùc liªn kÕt X¸c ®Þnh RBy . RBy = 59855,24 ( kG) X¸c ®Þnh RAy. RAy = 25626,4 ( kG) X¸c ®Þnh RAx RAx =-12103,82 (kG) X¸c ®Þnh gi¸ trÞ vµ vÏ biÓu ®å M, N, Q X¸c ®Þnh vÏ biÓu ®å m«men M : * T¹i mÆt c¾t 1-1 : M11 = -272,11 X12 + 1805,2 x1 (5.52) -> M11 =0 khi X1=0 M11 = - 74150,9 (kG.m) khi X1= 20,15 (m) * T¹i mÆt c¾t 2-2 : M22 = 25626,4 x2 - 272,11 x22 (5.53) -> M22 =0 khi x2 =0 M22 = 143962,4 (kG.m) khi x2 = 6 * T¹i mÆt c¾t 3-3 M33 = -272,11 X23 - 34229 x3 + 359130 (5.54) M33 = 143960 (kG.m) khi x3 =6(m) M33 =115686,24 (kG.m) khi x3 =6,75 (m) X¸c ®Þnh vµ vÏ biÓu ®å Q. * T¹i mÆt c¾t 1-1 Q11 = 1805,3 - 544,2 X1 (5.55) Q11 =1805,3 (kG) khi x1 =0 Q11 =-9160,33 (kG) khi x1 = 20,15 (m) * T¹i mÆt c¾t 2-2 : Q22 =-25626,4 + 544,2 x2 (5.56) -> Q22 =- 25626,4 (kG) khi x2 =0 Q22 = -22361,2 (kG) khi x2 =6 (m) * T¹i mÆt c¾t 3-3 Q33 = 34229 + 544,2 X3 (5.57) -> Q33 =37494,2 (kG) khi x2 = 0 (m) Q33 = 37962,4 (kG) khi x2 =6,75 (m) X¸c ®Þnh vµ vÏ biÓu ®å N : * T¹i mÆt c¾t 1-1 : N11 =-17706,18 - 84,17 x1 (5.58) -> N11 = -17706,18 (kG) khi x1 =0 N11 =-19402,20 (kG) khi x1 =20,15 (m) * T¹i mÆt c¾t 2-2 : N22 = 12103,82 + 84,17 x2 (5.59) N22= 12103,82 (kG) N22 = 12608,84 (kG) * T¹i mÆt c¾t 3-3 : N33 = 22453 + 84,17 x2 ->N33 = 22958,2 (kG) N33 =23021,34 (kG). Töø caùc thoâng soá cuûa moâmen, löïc caét, löïc doïc nhö treân. Ta veõ bieåu ñoà moâmen, löïc caét, löïc doïc nhö (Hình 5.17). Hình 5.17 Bieåu ñoà noäi löïc taïi vÞ trÝ 3( jmax) 5.3.3 Tính nghieäm caàn trong maët phaúng ngang. C¸c t¶i träng t¸c dông lªn cÇn trong mÆt ph¼ng ngang bao gåm c¸c thµnh phÇn t¶i träng t¸c dông trong mÆt ph¼ng ngang cña vßi vµ cÇn. Ta cã s¬ ®å tÝnh to¸n cÇn trong mÆt ph¼ng n»m ngang nhö: Hình 1.17 AD : ChiÒu dµi cÇn, AD = 26,9 (m). Hình 3.18 Sô ñoà tính T­¬ng tù nh­ vßi, trong mÆt ph¼ng n»m ngang nµy, ta xem cÇn nh­ 1 dÇm congxon, cã liªn kÕt ngµm t¹i A. * C¸c thµnh phÇn lùc t¸c dông : + Ph¶n lùc ND tõ vßi t¸c dông lªn cÇn ( vµ vu«ng gãc víi cÇn): ND = 4540,16 (kG) + T¶i träng giã ph©n bè trªn suèt chiÒu dµi cÇn : + M«men My g©y uèn ngang cÇn t¸c dông t¹i D do m«men uèn vßi MD truyÒn xuèng. -> My = MD . cos 620 -> My = 15344,68 (kG.m) Víi MD : M«men uèn vßi MD =32685,4 ( kG.m) . + Ngoµi ra, m«men MD cßn g©y xo¾n cÇn : Mz = MD . sin 620 =28859 ( kG.m) * TÝnh to¸n cÇn trong mÆt ph¼ng ngang . Hình 3.19 Sô ñoà tính noäi löïc - VÏ ph­¬ng chiÒu c¸c lùc ph©n bè t¸c dông lªn cÇn : - VÏ biÓu ®å My, Mz, Q trong mÆt ph¼ng ngang + Dïng mÆt c¾t 1-1 : (5.60) Khi : (5.61) Khi Vôùi caùc thoâng soá tính toaùn ta veõ bieåu ñoà noäi löïc nhö hình (Hình 3.19) Hình 5.20 Bieåu ñoà noäi löïc 5.4 TÝnh vµ kiÓm tra bÒn cÇn : ViÖc tÝnh to¸n tiÕt diÖn cÇn dùa vµo m«men uèn, m«men xo¾n, lùc c¾t, lùc däc trªn c¸c biÓu ®å néi lùc . ViÖc x¸c ®Þnh h×nh d¸ng cÇn dùa vµo biÓu ®å m«men uèn cÇn . Trong mÆt ph¼ng n©ng, h×nh d¸ng cÇn nh­ sau: Trong mÆt ph¼ng ngang, h×nh d¸ng cÇn nh­ sau: Hình 5.21 Hình daùng Caàn Víi c¸ch chän h×nh d¸ng cÇn nh­ trªn, võa ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn bÒn chÞu t¶i, võa tiÕt kiÖm ®­îc vËt liÖu chÕ t¹o, ®ång thêi gi¶m träng l­îng cÇn . 5.4.1 KiÓm tra cÇn t¹i tiÕt diÖn B (T¹i vÞ trÝ l¾p thanh r¨ng ) M® = 143962 ( kG.m) Mn =116563 ( kG). Q® = 37494 (kG) Mx = 28859 (kG.m) N® = 22958 (kG) Qn =5144,3 (kG) * KÝch th­íc mÆt c¾t : db = 15 (mm) dt = 10 (m) B = 1524 (mm) B0 =1500 (mm) H = 1630 (mm) H0 = 1600 (mm) * DiÖn tÝch tiÕt diÖn : Hình 5.22 Maët caét * X¸c ®Þnh m«men qu¸n tÝnh ®èi víi c¸c trôc X, Y * XÐt tÊm 1,2 Jx1,2 = 42,86 (cm4) Jy1,2 = 442450 (cm4) TÞnh tiÕn hÖ trôc ( X1O1Y) vµ (X2O2Y) vÒ (XOY) X0=0 Y0 =80,75 (cm) Ta ®­îc : XÐt tÊm 3,4 Jx3,4 =409600 (cm4) Jy3,4 = 23,04 (cm4) TÞnh tiÕn hÖ trôc ( XO3Y3) vµ ( XO4Y4) vÒ ( XOY) X0 = 75,6 (cm) Y0=0 Ta ®­îc : * XÐt toµn bé mÆt c¾t tiÕt diÖn : * M«men chèng uèn cña tiÕt diÖn ®èi víi trôc x, y VËy ta cã : + øng suÊt ph¸p lín nhÊt sinh ra trªn tiÕt diÖn. Theo coâng thöùc (8.20) [14] + øng suÊt tiÕp do Q®: Theo coâng thöùc (7.9) [14] Víi Sxc : M«men tÝnh cña phÇn tiÕt diÖn bÞ c¾t bá ®èi víi trôc x. + øng suÊt tiÕp do Qn: Víi Syc : M«men tÝnh cña tiÕt diÖn bÞ c¾t bá ®èi víi trôc y . + øng suÊt tiÕp do Mx: + øng suÊt t­¬ng ®­¬ng khi kiÓm tra bÒn : Theo coâng thöùc lí thuyeát beàn 3 [11] Víi vËt liÖu chÕ t¹o lµ thÐp CT3 -> [s] = 1800 kG/cm2 -> std TiÕt diÖn ®ñ bÒn. 5.4.2 KiÓm tra beàn cÇn t¹i tiÕt diÖn ®u«i cÇn . M® =0 Mx = 28859 (kG.m) Q® = 8614 (kG) Mn =147926 (kG.m) N® = 22966 (kG) Qn =5317,41 (kG) * KÝch th­íc mÆt c¾t : db = 15 (mm) dt =10(mm) B= 300 (mm) B0 =250 (mm) H = 600(mm) H0 = 570 (mm) * DiÖn tÝch tiÕt diÖn : Fb =2B. db = 90 (cm2) Ft = 2H0. dt = 114 (cm2) Hình 5.23 Maët caét F = 204 (cm2) * X¸c ®Þnh m«men qu¸n tÝnh ®èi víi c¸c trôc X, Y + XÐt tÊm 1,2 : Jx1,2 =8,4375 (cm4) Jy1,2 = 3375 (cm4) Ta cã : X0 = 4,25 ; Y0= 0 J0x1,2 = 38508,75 (cm4) J0y1,2 = 3375 (cm4) * XÐt tÊm 3,4 : Jx3,4 = 15432,8 (cm4) Jy3,4 = 4,75 (cm4) Ta cã -> X0= 0 ; Y0= 13 J0x3,4 = 15432,8 (cm4) J0y3,4 = 9637,75 (cm4) M«men chèng uèn cña tiÕt diÖn ®èi víi c¸c trôc: VËy ta cã: øng suÊt ph¸p lín nhÊt sinh ra trªn tiÕt diÖn : øng suÊt tiÕp do Q® øng suÊt tiÕp do Qn = 293,78 (kG/cm2) * øng suÊt tiÕp do m«men xo¾n Mx: øng suÊt t­¬ng ®­¬ng: Theo coâng thöùc lí thuyeát beàn 3 [11] TiÕt diÖn t¹i chèt ®u«i cÇn ®ñ bÒn . KEÁT LUAÄN Nhö vaäy qua quùa trình tính nghieäm, veà maët keát caáu theùp ta thaáy caàn truïc ñuû beàn ôû taát caû caùc tieát dieän. Tuy nhieân taïi vò trí laêp thanh raêng öùng suaát sinh do ngoaïi löïc taùc duïng vöøa ñuùng baèng öùng suaát cho pheùp cuûa vaät lieäu. Vì vaäy khi vaän haønh maùy. Ngöôøi laùi phaûi naâng haøng khoâng vöôït quaù möùc qui ñònh. Cuï theå ta chæ cho pheùp naâng caùc loaïi haøng hoùa coù taïi troïng naâng döôùi 13 Taán. Toác ñoä naâng, haï, thay ñoåi taàm vôùi, quay phaûi ñaûm baûo yeâu caàu kyõ thuaät ñeà ra. Ñeå ñaûm baûo ñoä an toaøn cho caàn truïc ta tieán haønh söõa chöõa keát caáu theùp Caàn vaø Voøi taïi vò trí laép thanh raêng vaø vò trí laép Voøi vôùi Caàn, baèng caùch haøn theâm caùc taùm theùp gia cöôøng. PHAÀN II QUI TRÌNH COÂNG NGHEÄ SÖÕA CHÖÕA LÔÙN CAÀN TRUÏC KIROV 16T CHÖÔNG VI LÖÏA CHOÏN THIEÁT BÒ SÖÕA CHÖÕA 6.1. Caùc phöông aùn ñaàu tö thieát bò xeáp dôõ cho caûng Nhaø Roàng - Khaùnh Hoäi Cô giôùi hoaù xeáp dôõ laø moät trong nhöõng coâng vieäc taát yeáu cho söï phaùt trieån cuûa caùc caûng ôû Vieät Nam hieän nay noùi chung vaø caûng Nhaø Roàng - Khaùnh Hoäi noùi rieâng. ÔÛ caûng Nhaø Roàng - Khaùnh Hoäi ñaõ coù nhieàu loaïi maùy xeáp dôõ khaùc nhau ñaõ ñöôïc ñaàu tö töông ñoái laâu naêm vaø ñaõ qua thôøi gian söû duïng töông ñoái nhieàu. Vì vaäy caùc loaïi hoà sô kó thuaät cuûa caùc caàn truïc töông ñoái cuû naùt vaø bi thaát laïc . Laøm khoù khaên cho vieäc quaûn lí kó thuaät vaø quaù trình vaän haønh maùy cuûa coâng nhaân. Do ñoù khi ñaàu tö môùi moät loaïi thieát bò xeáp dôõ cho Caûng caàn phaûi ñöôïc caân nhaéc löïa choïn cho phuø hôïp vôùi yeâu caàu cuûa caûng caû veà ñieàu kieän kinh teá , kyõ thuaät laãn ñieàu kieän töï nhieân vaø phöông aùn truøng tu söõa chöõa caùc loaïi caàn truïc ñaõ quaù haïn söõ duïng hieän coù. Sau ñaây laø caùc thieát bò xeáp dôõ caàn xem xeùt ñeå löïa choïn tính nghieäm kieåm tra, laäp hoà sô, vaø laäp qui trình söõa chöõa cho thieát bò xeáp dôõ taïi caûng Nhaø Roàng - Khaùnh Hoäi. Ñeå xeáp dôõ haøng baùch hoaù ôû caûng coù theå söû duïng nhieàu loaïi caàn truïc nhö: - Caàn truïc caûng di ñoäng baùnh loáp (Harbour Mobile Crane) - Caàn truïc Kirov - Caàn truïc Ganz - Caåu truï quay di ñoäng - Caàn truïc baùnh loáp - caàn truïc baùnh xích 6.1.1. Phöông aùn 1 : Caàn truïc Kirov Hình 6.1. Caàn truïc Kirov Caàn truïc Kirov laø loaïi caàn truïc di chuyeån treân ray doïc caàu caûng, hoaït ñoäng baèng nguoàn ñieän löôùi. Caàn hoäp coù voøi, giaèng meàm. Loaïi naøy thöôøng ñöôïc söû duïng taïi caùc caûng ña naêng, xeáp dôõ ñöôïc nhieàu loaïi haøng hoaù. Loaïi caàn truïc naøy ñaõ ñöôïc ñaàu tö töông ñoái laâu. Ñaây laø loaïi caàn truïc cuûa lieân xoâ cuû saûn xuaát töø naêm 1985. Hieän nay loaïi naøy ñaõ maát nhieàu taøi lieäu kyõ thuaät vaø xaõy ra caùc hieän töôïng hö hoûng thöôøng xuyeân. Vì vaäy nhu caàu söõa chöõa ñaïi tu cho caàn truïc laø caàn thieát. * Caùc thoâng soá chung : . Söùc naâng Q = 16 T . Taàm vôùi: 30 m . Chieàu cao naâng Hn =25m . Chieàu saâu haï Hh = 20 m . Vaän toác naâng Vn = 57 m/ph . Thôøi gian quay nq =1,1 v/ph . Vaän toác di chuyeån Vdc =40 m/ph . Vaän toác thay ñoåi taàm vôùi Vtv =40 m/ph . Khoái löôïng toaøn caàn caåu G = 390 T * Öu ñieåm: - Keát caáu ñöôïc ñaët treân chaân ñeá cao treân 30m neân coù theå laøm haøng ôû caùc taøu lôùn, coù taàm vôùi roäng. - Coù theå xeáp dôõ ñöôïc nhieàu loaïi haøng hoaù khaùc nhau neân thöôøng ñöôïc caùc caûng ña naêng söû duïng. * Nhöôïc ñieåm: Söû duïng ñieän löôùi neân phaûi ñaàu tö theâm maùy phaùt ñieän döï phoøng ñeå hoaït ñoäng ñöôïc lieân tuïc. 6.1.2. Phöông aùn 2 : Caàn truïc baùnh loáp. Hình 6.2 Caàn truïc baùnh loáp Caùc thoâng soá cô baûn: Söùc naâng: Q =25T Taàm vôùi lôùn nhaát: Rmax =14m Taàm vôùi nhoû nhaát: Rmin =4m Chieàu cao naâng: H =14m Vaän toác naâng: Vn =12m/ph Vaän toác di chuyeån: Vdc =15km/h Vaän toác quay: Vq =2 v/ph Khoái löôïng caàn truïc: G =40T Caàn truïc baùnh loáp coù theå laøm caùc loaïi haøng nhö :baùch hoùa,haøng rôøi,haøng bao…Nguoàn ñoäng löïc cuûa caàn truïc chuû yeáu töø ñoäng cô Diesel.Caàn truïc hoaït ñoäng theo nguyeân lyù Diesel - Ñieän Loaïi caàn truïc naøy coù tính cô ñoäng cao,toác ñoä di chuyeån töông ñoái,toác ñoä quay cao neân hieäu suaát raát toát. Caàn truïc môùi ñöôïc ñaàu tö, thôøi gian söõ duïng coøn toát. Khoaûng thôøi gian baûo döôõng vaãn coøn. Kích thöôùc nhoû goïn,troïng löôïng caàn truïc nhoû.Coù theå laáy nguoàn ñieän tröïc tieáp töø löôùi ñieän ñeå hoaït ñoäng. 6.1.3 Phöông aùn 3: Caàn truïc thaùp baùnh loáp. Hình 6.3: Caàn truïc thaùp baùnh loáp. Caàn truïc thaùp baùnh loáp laø loaïi caàn truïc caûng di chuyeån baèng baùnh loáp. Noù laø loaïi caåu ña duïng coù naêng suaát xeáp dôõ töông ñoái cao, vôùi söùc naâng 104T caåu coøn coù khaû naêng xeáp dôõ nhöõng loaïi haøng sieâu tröôøng, sieâu troïng. Caàn truïc môùi ñöôïc ñaáu tö, caùc thieát bò vaãn coøn thôøi haïn baûo haønh. Chi phí ñaàu tö khoaûng 2,3 trieäu USD/chieác vaø chi phí baûo döôõng khoaûng 30000 35000 USD/naêm/chieác. Loaïi caåu naøy phuø hôïp vôùi caùc caûng ña duïng. - Caùc thoâng soá cô baûn: + Söùc naâng : Q = 104 (T). + Taàm vôùi lôùn nhaát : Rmax = 45 (m). + Chieàu cao naâng toái ña : Hmax = 43 (m). + Chieàu cao naâng toái thieåu : Hmin = 30 (m). + Vaän toác naâng : Vn = 13,5 (m/phuùt). + Vaän toác quay : Vq = 1,5 (voøng/phuùt). + Vaän toác di chuyeån : Vdc = 6 (km/h). + Vaän toác thay ñoåi taàm vôùi : Vtv = 50 (s). + Khoái löôïng toaøn caàn caåu : G = 375 (T). - Ñaëc ñieåm cuûa caàn truïc: + Öu ñieåm: Caåu coù tính cô ñoäng toát, coù theå di chuyeån töø caàu caûng naøy sang caàu caûng khaùc hoaëc xeáp dôõ haøng ôû baõi. Laøm ñöôïc nhieàu loaïi haøng khaùc nhau nhôø caùc loaïi coâng cuï mang haøng khaùc nhau ñöôïc cung caáp theo caåu nhö moùc treo (laøm haøng baùch hoaù), gaàu ngoaïm (laøm haøng rôøi), khung caåu (laøm haøng contianer). Caàn vaø thaùp cuûa caåu coù theå töï haï xuoáng neân vieäc baûo döôõng vaø söûa chöõa ñöôïc thöïc hieän khaù deã daøng. Caåu laøm vieäc coù ñoä an toaøn, ñoä tin caäy cao, chi phí duy tu thaáp, tuoåi thoï cao, deã töï ñoäng hoaù. Caåu laøm vieäc ñöôïc caùc loaïi haøng naëng, coàng keành maø caùc loaïi maùy truïc khaùc khoù coù khaû naêng laøm ñöôïc, coù naêng suaát cao neân giaûi phoùng taøu nhanh do ñoù giaûm caùc chi phí cuûa caûng. + Nhöôïc ñieåm: Chi phí hoaït ñoäng cao do söû duïng ñoäng cô diesel. Taàm vôùi khoâng xa khi naâng caùc container naëng, quaù khoå. Khoâng coù khoaûng khoâng ôû döôùi phaàn chaân caàn truïc ñeå caùc phöông tieän vaän taûi di chuyeån qua laïi. Khaû naêng quan saùt cuûa coâng nhaân bò haïn cheá. Phöông aùn 4: Caàn truïc baùnh xích. Caùc thoâng soá so saùnh: Söùc naâng: Q=32T Taàm vôùi lôùn nhaát: Rmax=15m Taàm vôùi nhoû nhaát: Rmin=4,5m Chieàu cao naâng: H=15m Vaän toác naâng: Vn=10m/ph Vaän toác di chuyeån: Vdc=5km/h Vaän toác quay: Vq=1,5 v/ph Khoái löôïng caàn truïc: G=70T Hình 6.4 Caàn truïc baùnh xích Caàn truïc baùnh xích coù theå laøm caùc loaïi haøng nhö :baùch hoùa,haøng rôøi,haøng bao…Nguoàn ñoäng löïc cuûa caàn truïc chuû yeáu töø ñoäng cô Diesel. Tuy nhieân loaïi caàn truïc naøy tính cô ñoäng khoâng cao,toác ñoä di chuyeån chaäm,toác ñoä quay khoâng cao neân hieäu suaát thaáp. Caàn truïc ñöôïc ñaàu tö töông ñoái laâu. 6.2. Löïa choïn phöông aùn söõa chöõa. Khi löïa choïn thieát bò xeáp dôõ, caàn quan taâm ñeán nhieàu khía caïnh nhö chi phí, naêng suaát cuõng nhö phaûi löïa choïn ñeå phaùt huy heát öu ñieåm cuûa thieát bò, löïa choïn ñeå phuø hôïp vôùi yeâu caàu saûn xuaát thöïc teá. Söû duïng, toå chöùc, hoaït ñoäng hôïp lyù ñeå khai thaùc heát naêng suaát cuûa thieát bò, taêng saûn löôïng haøng thoâng qua. Ñoàng thôøi cuõng phaûi keå ñeán phöông aùn truøng tu, söõa chöõa lôùn caùc caàn truïc ñeå phuø hôïp vôùi nhu caàu cuûa thöïc teá cuõng nhö naêng xuaát cuûa thieát bò. Nhö ñaõ phaân tích ôû treân, ta thaáy raèng moãi loaïi thieát bò xeáp dôõ ñeàu coù öu nhöôïc ñieåm khaùc nhau. Ñöôïc ñaàu tö vaøo nhöõng thôøi ñieåm khaùc nhau. Vì vaäy naêng suaát xeáp dôõ cuûa töng thieát bò bò giaûm ñaùng keå. Caên cöù vaøo öu ñieåm vaø nhöôïc ñieåm cuûa töøng thieát bò, xu höôùng hieän nay laø phaùt trieån container hoaù vaø ñoäi nguõ caùn boä kó thuaät cuûa Caûng cuõng nhö tình hình kinh doanh vaø quan heä cuûa Caûng vôùi caùc haõng taøu trong nöôùc cuõng nhö nöôùc ngoaøi. Ñoàng thôøi vieäc xeáp dôõ haøng rôøi cuõng laø moät phaàn quan troïng khoâng keùm. Töø yeâu caàu ñoù cuûa Caûng, ta löïa choïn phöông aùn söõa chöõa caàn truïc kirov chaân ñeá laø thích hôp nhaát vì: + Taøu ñeán Caûng Nhaø Roàng – Khaùnh Hoäi chuû yeáu laø taøu chôï do ñoù löôïng haøng container xeáp dôõ laø khoâng nhieàu vaø vò trí container caàn xeáp dôõ treân taøu laø baát kì, khoâng phaûi laø laáy heát theo haøng naøy ñeán haøng khaùc. + Vôùi chieàu daøi caàu caûng khaù lôùn nhöng thieát bò tieàn phöông cuûa Caûng laïi khoâng nhieàu do ñoù moät thieát bò phaûi di chuyeån khaù nhieàu ñeå phuïc vuï cho vieäc xeáp dôõ. Vôùi boä phaän di chuyeån baèng baùnh saét di chuyeån treân ray thì caàn truïc thaùp coù phaïm vi hoaït ñoäng tuy heïp nhöng hieäu quaû vôùi phöông aùn di chuyeån doïc caàu taøu nhanh. + Vieäc söûa chöõa vaø baûo döôõng cuõng deã daøng coù theå haï