TS NGUYÊN ĐĂNG CƯỜNG (Chủ biên)
TS LE CONG THANH - BÙI VĂN XUYÊN - TRẦN ĐÌNH HỒ: ¬
MÁY NÂNG CHUYỀN
VÀ THIẾT BỊ CỬA VAN 42
|
IIII 400000914
Chas ming ban da din ust thee uitn cia ching thé
Trang 2TS NGUYEN DANG CƯỜNG (Chủ biên)
TS LE CONG THANH - BUI VAN XUYEN - TRAN BINH HOA
MAY NANG CHUYEN
VA THIET BI CUA VAN
NHA XUAT BAN XAY DUNG
Trang 3LỜI NÓI ĐẦU
Máy nàng chuyển và thiết bị của van là một trong những món học chính cấu thành chuyền ngành máy aây dựng, Đây là nhóm máy chuyên dùng để thay đổi vị trí của đời tượng công tác nhờ các thiết bị mang tải trực tiếp hay giản tiếp Theo tính chải của chuyển dộng chính hay tính chất của vật liệu vận chuyển, máy nàng chuyển và thiết bị của van được chìa thành hai nhóm: máy nâng (trong đó có máy đồng mở cửa van) nà máy vận chuyển liên tục y nding chuyển đóng vai trò quan trọng trong việc cơ giới hoá, tự động hoá Các
iy chuyên sản xuất nhằm nâng cao năng suất lao động, chất lượng sản phẩm và hạ uid thành sản phẩm Máy nâng chuyển cũng có thể thực hiện cơ giới hố mội cơng
doạu nặng nhọc; giảm nhẹ sức lao động cho con người
Chồn "Máy nắng chuyển và thiết bị của van" nhằm cùng cấp những kiến thức cơ bản về cấu tạo, nguyên lý làm việc, các ngự
loại máy nâng vận chuyển tháng dụng, phạm ví n tắc tính toán chính một số các bộ phận tà cơ cấu công tắc củu nội s ứng dụng lớn
Sách dùng làm tài liệu học tập cho sinh viên ngành Máy xây đựng và Thiết bị tlutỷ lợi và là tài liệu tham khảo cho sinh viên các ngành khác, Sách cũng có thể làm phang phi thêm tài liệu tham khảo cho cần bộ kỹ thuật để tra cứu, tính toán Khi thiết kế; chế tạo và sử đựng các máy nâng rận chuyển va thiết bị năng hạ của van
Phản công biên soạn
Nguyên Đăng Cường (cụt biên) các chương Ú, 2, 3, 4, 5,6, 7, 9, 10, 11, 12, 13, 1, 15 tả l6; TS, Lê Công Thành chương 8; KS, Bài Văn Xuyên: tham gia chương 4; KS Trần Đình Hoa tháp: gia chường LÍ,
Nhám tác giả xin chân thành cảm ơn 1S, Bài Quốc Tuấn, TS Trần Trung Tám và các đông nghiệp trong khoa Máy xây dụng và Thiết bị thuỷ lợi dã góp nhiều ý kiến trong quá trình biên soạn tất liệu này Nhóm tác giả cũng xin chân thành cẩm ơn các độc giá, các bạn đồng nghiệp tiếp tực góp ý kiến để lài liện ngày một hoàn chữnh hơn, đập ứng được yên câu học tập, tìm hiển của bạn đọc
Trang 4
Chuong 1
NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VE MAY NÂNG CHUYỂN
1.1 MỘT VÀI NÉT VỀ SỰPHÁT TRIỂN MÁY NÂNG
Trong buổi đầu phát triển công đồng của xã hội loài người, thì việc vận chuyển vật nặng
chủ yếu là dùng sức người trực tiếp Dân dẩn con người biết dùng các phương tiện và thiết
bị thô sơ để vận chuyển (chủ yếu là những tảng đá nặng) nhằm giảm nhẹ lực tác động, rút
ngắn thời gian thực hiện vận chuyển Bằng các thiết bị và công cụ này, con người đã biết
đùng sức của súc vật và phần lớn vẫn đùng sức người và vẻ sau dã biết lợi dụng sức gió, sức
nước để chạy các máy thô sơ như cối xay gió
Thiết bị dùng để vận chuyển vật liệu nặng trên mật phẳng ngang hoặc có độ dốc nhỏ từ
thời cổ đại đến cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ nhất vẫn không có gì biển đổi
nâng được vật nặng theo chiều thẳng đứng, đòi hỏi ngày cầng phải chế tạo được các thiết bị
cổ công suất lớn hơn và vật nâng có tải trọng nặng hơn Yêu cầu cấp bách nhất lúc bấy giờ
là thiết bị nâng ở các bến cảng, nó có ý nghĩa phát triển và mở rộng giao lưu thương mại
không ngừng (ví dụ các thiết bị năng từ thế kỉ 14 còn được giữ lại, làm việc trên nguyên lý tời kéo do sức người) Thiết bị này truyền dộng có xu hướng chỉ đùng lực cơ bắp của người
hay súc tất nhiên khong thé nàng được vật nặng thường xuyên, chỉ trừ những trường
hợp đặc biệt mới nâng vật nặng
Năng lượng cơ học được đừng để nâng vặt lần đầu tiên trong ngành mỏ, dó là các loại
tời bằng sức nước Chiểu cao nâng tương đổi cao, hàng chục mét, tải trọng nâng tương đối
nhẹ, bằng cách dùng các bình nhỏ đựng vật liệu rời để có thể chúa ra khối lượng nhỏ
Mấy nâng hơi nước dầu tiên được nhắc đến vào năm I820 Nó mở ra một loại thiết bị nâng mới đáp ứng được yêu cầu chính, máy nâng có công suất lớn và nâng được tải trọng lớn Đồng thời với việc nâng được tải trọng lớn còn có tốc độ nâng vật lớn
Máy nâng chạy diện đầu tiên được sử dụng vào nám !887 Loại máy này mang lại
nhiều ưu điểm hơn, đặc biệt về kinh tế, đơn giản trong kết cấu và vận hành Sử đụng truyền
động điện, các thiết bị nàng vận chuyển phát triển nhanh chóng Nó đã đáp ứng đây đủ các
đồi hỏi về kinh tế kỹ thuật của công nghiệp phát triển Ngày nay nhiều máy cẩu đã có sức nâng trên 400 T và không có trở ngại nào trong việc chê tạo thiết bị nâng có tải trọng lớn
hơn khi cần thiết Sự phát triển của máy năng chưa đừng lại Để đáp ứng yêu cầu phát triển và đòi hỏi của các ngành công nghiệp khác, kỹ thuật nâng vận chuyển còn tiếp tục xuất
hiện nhiều loại máy nâng vận chuyển mới, luôn cải tiến và hợp lý hoá phương pháp phục
vụ nâng cao hơn độ tin cây làm việc, tự động hoá các khâu điều khiển, tiện nghỉ và thoả
Trang 5
mãn mọi yêư cầu của người sử dụng, kết hợp cùng các thiết bị nâng vận chuyển và thiết bị
công tác khác nhau tạo nên đây chuyển công nghệ sản xuất đáp ứng ngày một cao của đời
sống và kỹ thuật
L.2 PHÂN LOẠI NÂNG VẬN CHUYỂN VÀ VẬT LIỆU VẬN CHUYỂN
1.2.1 Phân loại nâng vận chuyển
Trong hầu hết các ngành sản xuất kỹ thuật thì vật liệu đẩu vào và thành phẩm, bán thành phẩm đầu ra trong quá trình sản xuất, chế tạo, lắp rip déu phéi dịch chuyển vị trí trong một không gian hẹp hoặc rộng Khối lượng và khoảng cách vận chuyển vô cùng đa dạng: khối lượng có thể từ vài kilôgam đến hàng trăm tấn và có thể vận chuyển trong một khoảng cách dài và cũng có thể chỉ địch chuyển trong một phạm ví vài centimet
Từ khái niệm về khoáng cách địch chuyển ta có thể chỉa ra hai loại: Vận chuyển dường
đài và vận chuyển nội bộ
Chúng ta đặc biệt chú ý tới vận chuyển nội bộ: đó là vận chuyển trong phạm vi nhà
máy, phân xưởng, bến cảng, hầm lò khai thác, đây chuyển sản xuất, lấp ráp Trong vận
chuyển nội bộ có thể chia ra vận chuyển kỹ thuật công nghệ và phí kỹ thuật công nghệ
Trong vận chuyển kỹ thuật công nghệ thì vật liệu vận chuyển bị biến đổi về tính chất ở đầu ra so với đầu vào (ví dụ: sấy, phân loại vật liệu bao gói ), hoặc biến đổi hình đạng, kích thước ví dụ có sự tắc động như rèn, đập và quá trình biến đổi khác Vận chuyển phì ký
thuật công nghệ là chỉ vận chuyển đơn thuần tức là thay đổi vị trí vật liệu vận chuyển một
cách đơn thuần Các loại mầy nâng vận chuyển có thể tham gia vào các quá trình đó
Đường vận chuyển, trên đó vật liệu vận chuyển đi qua, có thể có độ dốc hoặc bằng phẳng, có độ nghiêng hoặc thẳng đứng Trong trường hợp vật liệu vận chuyển thẳng đứng
ta gọi là sảng hoặc ñạ vật :
“Từ những khái niệm vận chuyển vật liệu có thể phân ra:
a) Vận chuyển hàng rời, vụa (dòng vật liệu chuyển động liên tục theo thiết hị vận
chuyển): Loại này thường đùng cho vật liệu rời hại nhỏ, không bao gói như cát sỏi, xi
mang
h) Vận chuyển hàng khối: Hàng vận chuyển loại này thường là vật liệu vụn rời đã được bao gói thành khối hay hàng cục lớn, nguyên khối
Đặc điểm của vận chuyển liên tục là sự cung cấp vật liệu đầu vào liên tục, không đứt
quãng Như vậy, khối lượng vật phù hợp với năng suất của máy vận chuyển va khong
thay đổi trên toàn tuyến vận chuyển từ vị trí cấp liệu đến vị trí đỡ liệu Đường vận chuyển
của vật liệu chảy qua được xác dịnh chính xác và liên tục không thay đổi kể cả khi kéo dài
hay rút ngắn khoảng cách vận chuyển
Cần phân biệt rằng: Vận chuyển liên tục là dòng vật liệu chuyển động một cách đều đận và khối lượng vận chuyển được tính theo đơn vị thời gian Tuy nhiên trên các thiết bị vận
chuyển liên tục cũng chuyên chở các vật liệu dã bao gói hoặc dòng vật liệu cách quãng
Trang 6
'Từ đó phân biệt vận chuyển dòng vật liệu liên tục và dòng vật liệu đứi quãng:
- Dòng vật liệu liên tục là vật liệu được chia đều đạn trên cả quãng dường vận chuyển
- Đồng vật liệu đứa quãng là vật liệu được bố trí cách quãng đều trên thiết bị vận chuyển liên tục và năng suất máy vẫn tính khối lượng trên một đơn vị thời gian
Vận chuyển hàng khối là đặc trưng chuyển động của các thành phần riêng lẻ không phụ thuộc lấn nhau, với thời gian và đường vận chuyển khác nhau
Bảng 1-1 Khối lượng riêng và góc nội ma sát của một số vật liệu rời
CÓ vay | KhốiMượng |ócBôima| và yeu Khối lượng | Góc noi ma
riêng, Tím` { sát tĩnh, độ i Tiêng, Tâm sát nh, độ
AHacit 0,8 + 0,95 L 45 Min cua 62+0.5
| Than quả bàng 10 Cal kho 13+ 15 a “Than đá 1ì ! Cát ưới 1,5 +2 4?
Khoai tây 02 Lata mach tring 0.7+08 35
| Xi màng 11+ L3 40 | Than bùn khô 03+ 0.5 45+ 50
| Đường hat to 07211 | 35470 | Quang sit 50
Lata dại mạch 08 | 35 | Cúcải đường
“than ede 0,36 + 0.53 50 | Đádăm 39
| Ngo 0.7 + 0,75 35 | Tham 0,75 + 0,85 45
Lua kiéu mach 0,4 + 0.58 a8 “Than cám 65+ L0 30 ‘ Von nung _ 12+ 1,3 _ Da voi l2 40
1.3.2 Phán loại vật Hiệu vận chuyển
Vật liệu vận chuyển (gọi tên vật liệu mà ta sử dụng đối với một thành phần thöng nhất cho bất kỳ vật chất vận chuyển nào) có thể phù hợp với thiết bị sử dụng vận chuyển, cũng nhự quy luật chuyển động dude chia ra vật liệu hàng loạt và đơn chiếc Vật liệu hàng loạt
tiếp tục được chia ra vật liệu thể khối tát liệu rời vụn
Vật liệu rời vụn là các loại vật liệu có thể bốc đổ thành đống Các loại này có hạt nhỏ vụn, ví dụ dá đâm, xỉ màng rồi, các loại ngũ cốc, cát, sói, than đá, khoái tây, củ cải đường
Vật liệu cục hàng loạt là những loại vật liệu rời đã được bao gói thành từng khối, bao riêng biệt, chúng có khối lượng, kích thước và hình đạng giống nhau
Ví dụ: bao xi măng công-te-nơ hàng cơ khí rời, bó thép
Vật liệu vận chuyển riêng lẻ là bất cứ một loại vật thể vận chuyển đơn tẻ nào Chúng có
thẻ không cùng một khối lượng, không giống nhàn về hình dáng cũng như kích thuớc
Tinh chat của vật liệu vận chuyển đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn thiết bị
nàng vận chuyển Thiết bị năng vận chuyển phải bảo đảm tính kinh tế, kỹ thuật, công nghệ
Trang 7của vật liệu vận chuyển Khi chọn máy nâng vận chuyển phải biết được đặc điểm cụ thể
của các loại vị như :
Đối với vật liệu hàng cục, khối lớn:
Kích thước hình học của khối vật nâng và hình dáng của chúng
Khối lượng nhỏ nhất và lớn nhất của một vật nâng
Khối lượng riêng của vật nâng
Độ cứng, chất lượng bề mặt, nhiệt độ
Tính chất công nghệ trong quá trình nâng chuyển
Đổi với vật liệu rời, vụn:
Độ lớn của hạt, phần trăm tồn tại các loại hạt có kích thước khác Khối lượng riêng Độ đính Độ mài mòn Độ ẩm, nhiệt độ Góc nội ma sắt Tính chất công nghệ :rong quá trình vận chuyển 1.2.3 Phan loại thị:
“Theo phương pháp công tác, khoảng cách vận chuyển và hình dạng kết cấu thép mà thiết
bị nâng được chia thành ba nhóm:
1 Máy nâng đơn giản: Vật chỉ nâng lên hạ xuống theo một phương thẳng đứng Nhóm
này chỉ có một cơ cấu nâng
2 Máy trục: Vật nâng vừa được nâng hạ và vận chuyển ngang trong một không gian
nhất định Loại này có ít nhất hai cơ cấu cùng phối hợp công tác
j nâng +
3 Thang máy, vận thâng: Loại này chủ yếu là nâng hạ theo một chiều, đặt cố định tại
một vị trí và có những yêu cầu riêng
"Trong tài liệu này chủ yếu trình bày về các loại kích nâng và máy trục mà ta thường gặp trong các ngành kỹ thuật nói chung và trong thuỷ lợi nông nghiệp nói riêng Mỗi một loại
thiết bị nâng dé có kết cấu riêng, mục đích sử dụng và không gian công tác khác nhau, tải
‘trong nang, điều kiện sử dụng cũng khác nhau và rất đa dạng Một số thiết bị nâng trong
thuỷ lợi có dậc thù riêng, dược trình bày tách ra một phần mà không nhập vào các loại máy nâng có công dụng chung Trong sự đa dạng của kết cấu máy nâng, có một số bộ phận
giống nhau mà máy nào cũng có như: các bộ phận mang tải, các cơ cấu dựa trên nguyên lý chung như cơ cấu nâng, cơ cấu di chuyển, cơ cấu quay, được trình bày có tính chất chung
và có thể áp đụng cho bất cứ máy nâng nào có cơ cấu đó Chúng ta cần phân biệt để tìm ra
phương pháp tính toán thiết kế thích hợp và đồng thời sử dụng, khai thác có hiệu quả, kinh
tế và an toàn nhất
Trang 81.2.4 Phan loai thiết bị vận chuyển liên tục
Máy vận chuyển liên tục ding dé van chuyển vật liệu rời vụn như cát sỏi, Xí mãng, lúa,
ngô hoặc các loại vật liệu rời vụn đã được bao gói như bao xỉ màng, hòm các chỉ iiết cơ
khí Máy vận chuyển liên tục thực hiện ở công đoạn trung gian nhằm chuyển tải các sân
phẩm theo một quy trình cong nghé sản xuất nhất dịnh đã dược chọn trước Máy có thể làm
việc riêng lẻ, dộc lập ở một công đoạn như chuyển cát sỏi cho :náy trộn, chuyển than khai thác trong hầm lò Máy vận chuyển liên tục đóng vai trò chủ đạo cơ giới hoá và tự động hoá trong các dây chuyển sản xuất hang loạt như sản xuất xe máy, chế tạo cơ khí, nhà máy
thực phẩm, dồ hộp đông lạnh, bao gói Như vậy các loại máy này có thể lắp i
hình khác nhau, điều kiện luôn dịch chuyển, vị trí đỡ tải và quãng đường vận chuyển luôn thay đối, có thể làm việc ở hẹp, tuyến vận chuyển có thể có độ cong khác nhau,
độ dốc luôn thay đổi, có thể chất tải và đỡ tải bất cứ vị trí nào, đáp ứng mọi tính chất của
Vật liện vận chuyển như độ ẩm, mài mòn, áp suất, nhiệt độ, a xít
'Từ những đặc điểm của quá trình vận chuyển ta có các loại máy vận chuyển liên tục như:
- Băng tải cao su; băng chuyền lắc, băng chuyền rung; bang con lăn - Băng bản; vận chuyển thuỷ lực;
- Máng cào; vận chuyển khí nén; xích treo không gian
~ Vit tai; guồng tải
áp treo
1.3 CÁC YÊU CAU CHINH CUA MAY NANG
1.3.1 Cac yéu cdu vé kỹ thưật
Ngày nay các thiết bị nâng cần phải đảm bảo các yêu cầu chũ yếu sau đây:
1 Có năng suất làm việc lớn và khối lượng riêng nhỏ: Nâng suất làm việc phụ thuộc loại máy nâng, như chư kỳ lầm việc, khối lượng công việc, nâng suất moi chu ky téng chu kỳ thực tế trong một đơn vị thời gian Năng suất vận hành phụ thuộc vào tải trọng nâng và tổng thời gian có thể vận hành hay tuổi thọ của máy
Các loại máy nâng dùng gầu ngoạm (để khai thác mỏ hay xếp dỡ hàng rồi) thường làm
việc 20 + 30 chu kỳ trong một giờ, trong đó khối lượng trong mỗi chủ kỳ thường xuyên
khoảng 2 + 5 tấn Những thông số này là rất quan trọng, nó liên quan tới việc xác định khối
lượng của các chỉ tiết chuyển dộng trong máy nâng như cơ cấu nâng, cơ cấu di chuyển, cơ cấu
quay hay co cau thay đổi tầm vươn Van đề này sẽ được trình bày trong những chương sau
Ta có thể rứt ngắn chu kỳ làm việc bằng cách chọn tốc độ làm việc của máy nâng lớn
"Tuy nhiên tốc độ lớn nhất cũng chỉ dến một giới bạn nhất định Chẳng hạn tốc độ di chuyển
của máy nâng không thể quá lớn vì ảnh hưởng tới thời gian mở máy và thời gian phanh, mặt khác còn phụ thuộc chiều đài đường vận chuyển trong một chu ky, vat nang khong được chao đảo, dao động lắc quá lớn do chuyển động không đều của máy Góc lác của vật nâng không quá 6P vì lúc đó gia tốc khoáng Im/s” Việc nâng cao tải trọng nâng cũng có
Trang 92 An toàn trong vận hành về có độ tin cậy cao: An toàn và dé tin cậy trong vị
phụ thuộc vào các thiết bị kiểm tra an toàn, các thiết bị khống chế không cho bất
xẩy ra đo người điều khiển hay do nguyên nhân khách quan nào khác
3 Kết cấu đơn giản và có thể tự động hoá điều khiển: Dé đạt dược độ tìn cậy cao và
an toàn, người ta không ngừng tự động hoá quá trình vận hành và điều khiển máy nâng Các loại náy nâng hiện đại có thể nhớ và xác định chính xác được chiều dài vận chuyển của một hay nhiều vị trí, diéu này có ý nghĩa trong việc đặt tải trọng vào đúng vị tí theo yêu
cầu mà người điều khiển không nhìn thấy một cách chính xắc
4 Sự tương thích của thiết bị trong tỗ hợp cơ giới hoá của quá trình vận chuyển tổng
thể Một yêu cầu quan trọng của một máy nâng là làm sao tương thích được khi lắp đặt vào dây chuyên vận chuyển tổng thể Vấn để là ở chỗ khi đặt thiết bị nâng vào giữa hai thiết bị khác, thì đây chuyển hoạt dộng thông suốt không bị gián đoạn, nó trở thành một bộ phận
trong dây chuyển cơ giới hố hồn chỉnh, đôi khí nó lại là khâu điều khiển của các bộ phận tự
động hoá
5 Tiêu chuẩn hoá và chủng loại hoá thiết bị, tăng năng suất và hạ giá thành sản phẩm, Một yếu tố kỹ thuật - kinh tế hết sức quan trọng đối với máy nâng chuyển là không những
phải hạ giá thành sản phẩm mà còn phải đảm bảo thuận lợi trong việc bảo đưỡng thay thế
phụ tùng thiết bị nâng Điều này chỉ đạt được khi đã tiêư chuẩn hoá và chủng loại hoá thiết bị nâng, lắp ráp Lổng thẻ từ mỗi một chỉ tiết
1.3.2 Năng suất máy nâng
Năng suất của máy nâng phụ thuộc vào đây chuyển công nghệ hoặc yêu cầu cần nâng
chuyển Năng suất của máy có thể tính theo thể tích, theo trọng lượng và số lượng val nâng
1 Năng suất lý thuyết
4) Tính năng suất máy nâng theo thể tích V, m /h: V=Von GD b) Nang suất theo trọng lượng Q T/h: Q=Vy= Vựn (1-2) Hay Q= Qua c) Năng suất theo số lượng vat nang N, c/h: Ne=nz, (1-3)
Trong đó: Vạ- thể tích vat duge nang trong mét chu ky, m?:
1-86 chu ky Him vie trong một giờ;
Qi - trọng lượng trung bình của vat nang, T; y - trọng lượng riêng của vật nâng, T/m”;
z - số lượng vật được nâng trong mội chu kỳ làm việc
Trang 10Irong những công thức trên, số chu kỳ n trong một giờ có thể xác dịnh như sau: ae 3600) ny Anh, „ 36008; (1-4) tet eeh th vy w T
Trong dó: ñ„ - hệ số sủ đụng máy theo thời gian; Hị - chiều cao nâng vật, Im:
H; - chiều cao hạ vật, m; vị - vận tốc nâng, m/s +; - vận tốc ha vat, m/s;
t„- thời gian móc tải, s:
1¡ - thời gian di chuyển vật năng từ nơi nâng đến nơi hạ s:
tạ tạ - thời gian đỡ tải và thời gian đi chuyển móc không tải, s; T - thời gian của một chủ kì làm việc, s
Đối với cần trục có trọng tải thay đổi theo tầm với của cần, thì trọng lượng trung bình vậi nâng có thể xác định theo công thức:
Q„=Qa Lị- In Lạ);
Trong đó: Q - trọng tải của cần trục ở tầm với L¡ N;
Lự- tầm với nhỏ nhất của cần trục, m;
In - lôgrit tự nhiên
2, Năng suất kỹ thuật của máy nâng là khối lượng công việc lớn nhất mà máy có thể thực hiện được Irong một giờ ở hiện trường Khác với năng suất lý thuyết, năng suất kỹ
thuật có những khác biệt sau:
a) Yếu tế con người: Khả năng hay kinh nghiệm của người điều khiển máy Yếu tố này
duọc tính đến bằng hệ số k„
b) Thời gian không làm việc của máy như nghỉ giải lao, thời gian bảo dưỡng sửa chữa, sản xuất được thể hiện bảng hệ số k„ Vậy năng suất kỹ thuật được tỉnh hay tổ chức lạ theo công thức: sứ Qu = Oknks Ciic hé 56 ky, kyy phu thudc timg loại máy, địa điểm thực hiện công việc và các đặc điểm kỹ thuật khác
3 Năng suất thực tế là khối lượng công việc thực tế của máy đạt được sau một đơn vị
thời gian nhất định do có ảnh hưởng của các yếu tổ như thời tiết, nhiệt độ
Trang 11Chương 2
CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY NANG
2.1 NHỮNG THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY NÂNG
2.1.1 Tải trọng náng và tải trọng tính toán 1 Tải trọng nắng danh nghĩa
Tải trọng nâng của máy nâng là trọng lượng danh nghĩa của vật nâng mà máy có thể
nâng, hạ được theo tính toán thiết kế Tải trọng nâng của máy Q, N hao gồm trọng lượng vật nâng và trọng lượng của bộ phận mang tải:
Q=Q,+Qm: 2D
Trong dé: Q, - rong lượng vật nâng, Ñ;
Qhe- trọng lượng bộ phận mang tải, N
Đối với các máy nâng đùng móc hay quang treo để nâng hàng, do trọng lượng các chỉ
tiết này nhỏ sơ với trọng lượng vật nàng nên có thể coi Q„ = 0 va tdi trong nang bang trong
lugng vat nang
Để thuận tiện cho việc si dụng và thiết kế, nhiều nước trên thế giới đã tiêu chuẩn hoá tải trọng nâng của các thiết bị nâng ghỉ trong bảng 2-1
Trang 12‘Tai rong nang cla may nang bat bude phải ghí rõ trên một tấm biển và gản vào máy:
nàng hoặc móc cẩu ở chỗ dễ nhìn thấy nhất Đối vối máy nâng có hai móc cầu thì nhất thiết
phải ghi rõ tải trọng nâng của mỗi móc không được ghỉ tổng tải trọng nâng của hai móc vào mội, trừ trường hợp máy cấu có hai móc làm việc đồng thời
ẩn
Doi với cần cẩu tải trọng nâng bái buộc phải thay đổi theo chiều vươn của cải
càng vươn xa, tải trọng nâng cảng nhỏ và ngược lại tầm vườn cần càng gắn thì tải trọng
nâng càng lớn Mối quan hệ này dược thể hiện bằng công thức:
Mo= QL, =a thang 56}; (22)
Trong dó: Q, - tải trọng nâng ở tắm vươn L.: Mẹ - mô men tải
Mô men này cũng có thể thay đổi theo tắm vươn, nhưng để bảo đảm an toàn rất ít máy nang sử dụng
2 Tải trọng từ trọng lượng bản thân máy
“Trọng lượng bản than máy bao gồm trọng lượng các cơ cau, trọng lượng phần kết cấu
thép và trọng lượng các chỉ tiết phụ trợ Khi tính toán các cơ cấu hay toàn bộ máy thường
không biết trước các trọng lượng này, do đó khi tính sơ bộ có thể bỏ qua hoặc có thể chọn trước đựa vào các máy tương tự, hoặc dựa vào công thức kinh nghiệm hoặc kinh nghiệm của người thiết kế Sau khi đã có kích thước sơ bộ thì tính kiểm tra bền và xác định chính
xác trọng lượng bản thân máy Ngày nay nhờ các chương trình tính của máy tính nên việc xác định trọng lượng bản thán máy trở nén để dàng và nhanh chóng
3 Tải trọng gió
Máy nâng có chiều cao lớn làm việc ngoài trời như cẩn trục cảng cẩn trục xây dựng, phải tính tải trọng do gió gây nén Tải trọng gió cũng có tác động tới độ bền của các bộ phận và cbỉ tiết máy nâng, độ ổn định của máy khi làm việc Cường độ tải trọng giỏ tbay đổi theo chiều cao, theo cấp gió, thco thời tiết khí hậu của từng vùng và phụ thuộc vào điện tích chắn gió của các bộ phận máy nâng
Khi tính kết cấu thếp máy nâng tải trọng gid được xem xét trong hai trường họp:
* Máy nâng dang vận hành: Xác định áp lực gìó lớn nhất mà máy nâng có thể làm
việc được
* Máy nâng không làm việc: Xác định áp lực gió lớn nhất tác đụng lên máy nâng để tính
toán thiết kế bộ phận khoá hãm của máy nâng trên đường ray
4) Tải trọng gió tác dụng lên mây nâng khí dang vận hành: Tổng tải trọng, gió được xác định theo công thức:
Wi=ak,EF; (23)
Trang 13Với : gị - cường độ tải trọng gió đơn vị theo bảng 2-2
kị - hệ số kể đến hình dạng chịu gió của máy nâng theo bảng 2-3
#F- tổng diện tích chịu gió, m? Phương pháp tính diện tích F là diện tích có hướng gió vưông góc với bể mặt đó Diện tích hứng gió được xác định theo công thức:
E=F,k; (2-4)
Trong dé: F,-dién tích bẻ mật được giới hạn bởi đường biên ngoài của kết cấu, m”: kạ - hệ số kể đến phần hổng của kết cấu: k; = 0,2 + 0,4 đối với kết cấu gì
kạ=0,8 + 0,l đối với các cơ cấu máy; k; = 1 đối với các kết cấu thành kín Bang 2-2 Giá trị cường độ tải trọng gió 4,
Tải trọng gid q,, Nim? dé tink ket
Loai may nang cấu tép, các cơ cấu và ổn định máy
“Tai ed cde loại may nang từ cần cầu cảng và cần cầu nổi 250
- Cần cẩu cảng và cần cấu nổi i 400
Bảng 2-3 Hệ số hình đạng của các bộ phận chịu gió k,
Các bộ phận của máy nâng He sok,
Dâm liên 1,00
Xết cấu thép kiểu gian thép binb (1, L, T) Las
Xếi cấu thép kiểu giần thép ống 1.00
Ca bia, bệ máy, đối trọng 085 Kết cấu dạng trụ | 0.80 Việc tính điện tích F, cha dim theo [ | quy định như sau: ane a ” - Chỉ tính điện tích của đấm chắn q
gió đầu tiên nếu khoảng cách giữa các
đảm aÁ(m) nhỏ hơn chiếu cao h ela ———— đâm (hình 2-1) ——— ak 4 [Lash _ - F, la téng dign tích của đầm chắn
gió đầu tiên và 50% của các đấm tiếp Hình 2-1 Sơ đồ tính điện tích chắn gió thí
treo nếu h <a,< 2h (bình 22), i lơ đồ tính điện tích chắn giá khí a, <h
- Fạ là tổng diện tích của dầm chắn gió đầu tiên và 75% diện tích của mỗi đầm tiếp theo nếu khoảng cách giữa các đầm là 2h <a; < 5h (hình 2-3)
- F„ là tổng điện tích của tất cả các đầm chắn gió nếu khoảng cách giữa các dâm là a, > 5h (hình 2-4)
Trang 14ai F = 5F 7 gg = _ te
| tsa, $ 2h fsa,$ 2h hse $ 2b
Hình 2-2 Tỉnh diện tích chân gio khi Su; S2h af kz — + 5
i 2hsas 5h Sas Sh 2hsas Sh |
Hinh 2-3 Tính diện tích chắn id khi 2h Sa, <5h * T oF = -——— di te azSh i a2 5h > Sh
Hình 2-3 Tỉnh diện tích châu gid khi a, > 5h b) Tải trọng gió tắc dụng lên máy nâng khí không rận hành:
Tải trọng gió tác dụng lèn máy oâng kbi máy đứng yên được tính để xác định độ bên của bộ phận chịu gió, bộ phận kẹp ray, ổn dịnh của máy, Giá trị tải trọng gió được tính theo công thức : Wz=q;2(kjF); 25) Với: dạ - giá trị cường độ gió phụ thuộc vào chiều cao của bộ phận chịư pió cho trong bảng 2-4;
kị- hệ số hình đạng cửa các bộ phận chịu gió của máy nâng theo bảng 2-3;
3 F- tổng điện tích của máy nâng và vật nâng cbịu gió, m”
Trang 15Thong thường đối với các loại máy nâng có chiểu cao đến 20m thì q; lấy theo từng khoảng theo chiều cao 5m/khoảng Đối với máy nâng có chiều cao trên 20m thì các khoảng từ 20m ở lên dược chia ra l0m/khoảng và lấy giá trị lớn nhất trong bảng 2-4 Bằng 2-5 dùng để tra điện tích húng gió của vật nâng
Bang 2-5 Diện tích hứng gió của vat nang Q.KN 10 20 32 50 100 200 30 | 60 F„mẺ | 28 4 $6 74 10 16 20 28 Đối với những kết cấu có độ nghiêng tạo với chiều gió một góc œ (hình 2-5) thi áp lực gió được tính: W= qFsind; @-6) “Trong đó q được lấy như qị theo bảng 2-2 hoặc q; theo bảng 2-4 4 Tải trọng động
Là tải trọng xuất hiện khi máy hoạt động thực Dé tính được tải trọng động, cẩn phải xảy dựng mơ hình bài tốn động lực học máy nâng và giải phương trình chuyển
dộng của cơ hệ đã lập được trên cơ sở quy về sơ đồ một,
hai, ba hoặc nhiều Khối lượng Các khối lượng liên kết với nhau bằng các liên kết đần hổi và quy din về một điểm nhất định Bài toán càng nhiều khối lượng càng
phức tạp, tuy nhiên kết qua tìm được sẽ mô tả chính xác — Hình 2-5 Diện tích mặt nghiêng
hơn quá trình làm việc của máy
Ngoài các tải trọng nêu ở trên, trong quá trình vận chuyển dựng cũng phát sinh
các tải trọng từ trọng lượng bản thân và tải trọng đo gió Vì vậy cần xem xét và nghiên cứu để xác định các tải trọng này cho phù hợp,
2.1.2 Các thông sở hình học
Các thông số hình học là những kích thước cơ bản của một máy nâng Dựa vào kích thước đó ta có thể xác định được không gian làm việc của máy, Nhiều nước công nghiệp
phát triển đã tiêu chuẩn hoá kích thước một số loại máy nâng như cầu trục, cẩn trục cột Sau đây là một số kích thước hình học cơ bản của máy nâng:
1 Khẩu độ máy nâng là khoảng cách tâm giữa hai đướng ray của bánh xe đì chuyển
máy, được kí hiệu là L, m
2 Khoảng cách hai cầu là khoảng cách tâm trục bánh trước và bánh sau của máy nâng Đối với máy cẩu có nhiều hơn 2 bánh xe chạy trên cùng một ray thì khoảng cách này tính chơ hai bánh ngoài cùng về hai phía, ký hiệu là a, m
Trang 163 Tam vem cia may nâng là khoảng cách nằm ngang từ tâm quay của máy dén tam vật
nang, ký biệu Lạ, m Tâm vươn chỉ ở các máy cầu có tay cần
4 Chiểu cao nâng là khoảng cách thẳng đứng từ vị trí thấp nhất đến vị trí cao nhất của
móc cẩu khi làm việc ký biệu là H, m
Ngoài ra còn quy định các kích thước, khoảng cách tối thiểu từ vị trí ngoài cùng của
máy cẩu đến tường trần nhà xưởng để lấp ráp máy nâng vào công trình xây đựng
2.1.3 Các thông số động học
thông số động học là vận tốc và gia tốc làm việc của máy nâng Các vậ
chú yếu dược áp đụng cho cơ cấu nâng, cơ cấu đi chuyển và cơ cấu quay của máy nâng
1 Vận tốc năng là tốc độ nâng tải danh nghĩa của máy nâng, kí hiệu V„ (m/s) bay (m/ph) Vận tốc nâng phụ thuộc tải trọng nâng, tính chất công việc mà máy nâng phục vụ
và nhiều yếu tố khác nữa
2 Vận tốc di chuyển tà tốc độ dì chuyển danh nghĩa của máy nâng hoặc di chuyển xe
con trên máy nang, ki hiéu V, (m/s) hoặc (m/ph) Van tốc di chuyển phụ thuộc trọng lượng
máy, tải trọng nâng, tính chất công việc và nhiền yếu tố khác
Vận tốc danh nghĩa cũng được quy chuẩn để đễ lựa chọn khi sử dựng và thiết kế Dãy
thông số vận tốc để tham khảo cho trong bang 2-6
Bang 2-6 Vận tốc năng và vận tốc di chuyển đanb nghĩa của máy năng V, và Vụ, (m/ph) 0,20 240 20 0/25 25 25 0,32 32 3 0.40 40 40 0,50 30 30 0,63 63 63 0,80 8,0 80 1,00 100 100 1,25 12,5 125 1,60 16,0 160
3 Tốc độ quay: Đối với một số máy nàng như cần trục xây đựng, ô tô cẩu, cẩn trục nổi có bộ phận quay theo trục thẳng đứng của máy nhằm di chuyển vật nâng đến các vị
trí khác nhau xung quanh mình nó Tốc độ quay nụ veto) thutmg chi tay tir | + 3,5 vg/ph
để tránh tải trọng quán tính lớn
4 Tốc độ thay đổi tâm vươn trung bình (vụ, rn/s) là tốc độ đi chuyển vật nâng từ vị trí
xa nhất đến vị trí gần nhất so với tâm quay đứng của máy }
Trang 172.1.4 Chế độ làm việc của máy nâng
Khi chọn máy nâng, cần quan tâm tới tải trọng nâng và thời gian làm việc của máy Nhưng trong thực tế sử dụng không phải lúc nào cũng nâng với tải tối đa và làm việc liên tục, mà tải trọng nâng có thể thay đổi theo từng thời gian làm việc trong ca, trong ngày, trong tháng, trong năm tuỳ theo yêư cầu của công việc Để bảo đảm tính chất kỹ thuật, kinh
tế người ta lựa chọn, thiết kế máy nâng theo chế độ làm việc Vậy chế độ làm việc danh nghĩa của một co cấu hoặc toàn bộ máy nâng là một thông số tổng hợp tính đến điều kiện
sử đụng, mức độ chịu tải theo thời gian của một cơ cấu hay toàn bộ máy
Lựa chọn máy nâng theo chế độ làm việc sẽ đáp ứng đẩy đủ mọi tính chất và yêu cảu
công việc, bảo đấm tính kinh tế kỹ thuật và thuận lợi cho sửa chữa, bảo dưỡng Các nhà chế
tạo cũng tính toán thiết kế đựa vào các chế độ làm việc để dễ tiêu chuẩn hoá tiết kiệm và hạ giá thành sản phẩm
Theo TCVN 5862-1995 nhóm máy nâng được phân theo hai chỉ tiêu cơ bản là cấp xử
dụng và cấp tải của thiết bị:
1 Cấp sử đụng được quy định ghỉ trong bằng 2-7 và ký hiệu từ Lạ đến U, tuỳ thuộc chụ
trình vận hành của thiết bị Một chu trình được xác định bắt đầu khi tải đã được chuẩn bị
xong để nâng và kết thúc khi thiết bị đã sắn sàng để nâng tải tiếp theo Tổng chu trình vận
hành là tổng tất cả các chu trình thao tác trong suốt thời hạn sử dụng của thiết bị
Có thể tính tổng chu kỳ vận hành của máy trong một năm theo công thức:
U, = ntkT; (2-7)
Trong đó: _n - tổng số ngày làm việc trong một nam; t- tổng thời gian làm việc trong một ngày; k - hệ số sử đụng thời gian của máy, k = tu:
tụ - tổng thời gian thực sự làm việc của máy, h; T - tổng chu kỳ làm việc trong một giờ, h Bảng 2-7 Cấp sử dụng thiết bị Cấp sử dụng 'Tổng chu trình vận hành Đặc điểm Ủy Dén 1,6.10° Uy Trên 1,6.10* đến 3,2 10° Sử dụng thát thường U; “Trên 3,2.10° đến 6.3 10* Uý “Trên 6,3.!0° đến 1,25 10"
Uy Trên 1,25.10° đến 2.5 10° Sir dung it, déu dan
Us Trén 2,5.10° dén 5,0 10° Sử dụng gián doan, déu đặn
Trang 182 Cấp tải được quy định theo bang 2-8 vi ký hiệu tứ Q1 đến Q4 tuỳ thuộc bệ số phổ tải
kạ Hệ số phổ tải phản ánh tình hình gia tải cúa thiết bị, được tính theo công thức:
u-B EC) (2-8)
Trong đó:
C=C), Cy, Cy Cy + số chủ trình vận hành với từng mức tải khác nhau
C, = EC, - tổng chu trình vận hành với từng mức tải khác nhau
P, - cường độ tải (mức tải) tương ứng số chu trình Cụ
Pạyy - tải lớn nhất được phép vận hành đối với thiết bị nâng Sơ đồ phổ tải tương ứng 4 cấp tải trình bày trên hình 2-6 Ẹ Ra 40 10 10 40 0733 08 0461 04 o4 92 01 - 1 | - oar 05 10 6 167 0,533 05 10 6 05” T0 0 8810 ẹ k,=0,125 * k= 0.25 k,=05 kt
Hình 2-6 Biểu do gia tdi chuẩn Bang 2-8 Cấp tải thiết bị nâng,
; Cấp tải Hệ số phố tai ky Đặc điểm
QI - Nhe Đến 0,125 Í\ khi vận hành với tải tối đa, thông thường tải nhẹ
Q2 - Vừa Trên 0,125 đến 0,25 Nhiễu khi vận hành với tải tối đa, thông thường tải vừa
| Q3 - Nạng Trên 0.25 đến 0,5 Vận hành tương đổi nhiều với tải tối đa
thông thường tải nặng
=————— — we
Q4- Rat nang | Tren 0,5 den 1 ¡ Thường xuyên vận hành với tải tối da
-— a i
Trang 193 Xde dinh nhém chế độ lám việc của máy nâng
Thiết bị máy nâng được phân loại thành tảm nhóm chế độ làm việc theo bảng 2-9 và
được kí hiệu từ AI đến A8, trên cơ sở phối hợp chỉ tiêu về cấp sử đụng và cấp tải Nhóm chế độ làm việc của thiết bị nâng vận hành với tải co nhiệt độ trên 300C, hoặc kim loại
lòng, xỉ, chất độc hại, chất nồ và các tải nguy hiểm khác phải lấy không đưới A6; riêng với
các cần trục tự hành trong trường hợp này lấy không đưới A3
Trong một số trường hợp không có số liệu để xác định cấp sử dụng và cấp tải, có thể
tham khảo các chỉ đắn phân loại nhóm chế độ làm việc ở bảng 2-13 (đối với máy cầu kiểu cầu) và bảng 2-14 (đối với máy cẩu kiểu cần) Mức chế độ làm việc trong bảng 2-13 và
bang 2-4 là tối thiểu
Bảng 2-9 Chế độ làm việc của thiết bị nâng oe Cấp sit dung
ÚU | U | U [TU |JU [U [DU [U [1U [0
al: ~ [ar [ a2 [as [aa [as [ ae | a7 | aa
œ AI A2 A3 Ad A5 A6 AT A8 Ag “|
af ar | az [a3 | A4 [as | A6 | Av | as | as | -
Q4 | A2 | A3 | A4 | A5 | A6 | A? | A§ | A8 - - |
Bảng 2-10 Cấp sử dụng cơ cấu thiết bị nâng
Cặp sử dựng "Tổng thời gian sử đụng, h Đặc điểm Ts Ben 200
T Trên 200 đến 400 —]
T; “Trên 400 đến 800 Sử đụng thất thường |
T “Trên B00 đến 1600
T, Trên 1600 đến 3200) Sit dung ít, đêu đặn |
+ "Tren 3200 dén 6300 Sử đụng gián đoạn, đều đạn + “Trên 6300 đến 12300 Sử dụng căng, thất thường,
T; ‘Tren 12500 dén 25000 TT]
Ty Tren 25000 đến 50000 Sử đụng cáng
Ty “Trên 50000
4 Nhóm chế độ làm việc của các cơ cấu máy nâng
Phân loại các cơ cấu thiết bị nâng theo các nhõm chế độ làm việc phải cân cứ vào hai
chỉ tiêu cơ bản là cấp sử đụng và cấp tải của cơ cấu
Trang 20Cấp sử dụng của cơ cấu được quy dịnh wong bang 2-10 và kí hiệu từ Tạ đến Tạ, tuỳ
thuộc tổng thời gian sử đụng
Chỉ tính thời gian sử dụng đối với cơ cấu khí nó ở trạng thái chuyển động (vận hành)
Tổng thời gian sử dụng cơ cấu (tính bằng giờ) có thể suy từ thời gian sử đụng trung bình
hàng ngày, số ngày làm việc trong nam va sé nam phục vụ
Cấp tải của cơ cấu dược quy dinh trong bang 2-]1 và kí hiệu từ LI đến L4; tuỳ thuộc hệ
số phổ tải K„
Bang 2-11 Cấp tải của cơ câu thiết bị
Cap tai Hệ số phổ tải K,, Đặc điểm
1.1 - Nhẹ Đến 0,125 Cơ cấu ít khi chịu tải tối đa, thông thường
chịu tấi nhẹ
Trên 0,125 đến 0,25 { Cơ cấu nhiều khi chịu tài tối da, thong thường chịu tải vira
Trên 0.25 đến 05 ˆ Cơ cấu chịu tải tối đa tương đối nhiều,
thông thường chịu tải nặng La Rat nang Trên 0,5 dén t Cơ cấu thường xuyên chịu tải tối đa Bảng 2-12 Nhónn chế do làm việc của cơ cáu thiết hi nang Cấp sử đụng + T; Ts T Ty M5 | M6 | M? MB M6 | M? | M8 MB M? | M8 | M8 > M§ | M8 | - qT T | yk - Mi | M2 | M3 Mt M2 | M3 Ma ! M2 | M3 | M4 | MS 14 M2 M3 M4 MS Mé Hệ số phổ tải phản ánh tình hình gia tải cơ cấu, được tính theo công thức: woo Slt} Sl tr Pat _ Trong dé:
T= Ũ Sy, ty, byes ty - thời gian (số giờ) sử dụng cơ cấu với từng mức tải khác nhau
tạ = EU - tổng thời gian (số giờ) sử dụng cơ cấu với từng mức tải khác nhau
P; - cường độ tải (mức tải) tương ứng số chu trình 1¡
P„„„ - tải lớn nhất được phép vận hành đổi với cơ cấu Sơ đồ phổ tải tương ứng 4 cấp tải
trình bày trên hình 2-6
Trang 21Bằng 2-13 Hướng dẫn phân loại nhóm chẽ độ làm việc cho cân trúc, cổng trạc và các cơ cấu của chúng Nhóm chế độ làm việc
Nhom cơ cấu
TT | Loại máy và công dung Điểukiện | chếdo sit dung lâm việc Di Di
tổng thể | Nâng | chuyển | chuyển xe con máy
| 1 _|May dan dong tay Al MI MI MI
2 [May & phân xưởng lắp rấp AL M2 | MI M |
3a |Máy ở phân xưởng động lực At M2 | MI M3
3b | Máy phục vụ kho bảo quản AI M3 Mi M2
đa |Máy ở phân xưởng Sử dụng ít, A2 M3 M2 M3
déu dan
4b |Máy ở phân xuống Sử đụng gián | A3 | M4 | M3 M4
đoạn, đều đạn
4e |Máy ở phân xưởng Sử dụng cảng | A4 | MS | M3 MS
$a |Máy phục vụ sân kho.trangbị | Sirdung it, A3 M3 M2 Mã
móc đều đặn
Sh |Máy phục vụ sân kho, trang bị | Sử đụng câng A6 M6 M6 M6
gầu ngoạm, nam châm diện
6a | May phục vụ bãi thải, trang Sử đụng ít, A3 M4 M3 M4
bị móc déu dan
6p | Máy phục vụ bãi thải, trang bị | Sữ đụng gián A6 M6 MS M6
8ẩu ngoạm, nam châm điện đoạn, đều đạn
7 |Máy phục vụ xếp đỡ tầu AT M§ M6 M?
8a |Máy bốc dỡ công-tc-nơ AS M6 M6 M6
8b_ | May b6c xép cong-te-na lên bờ AS M6 M6 M4
9 |Máy ở phân xưởng thép
9a |Máy phục vụ thay trục cán A2 M4 | M3 M4
9b |Máy chở kim loại lỏng Az MB M6 M7? 9c |Máy phục vụ lò giếng AT MB | M? M7 94 | Máy phục vụ đỡ khuôn A8 M8 M8 M8 9e |Máy phục vụ xếp kho AB M8 M8 M8 10 [Máy phục vụ phân xường đức A5 M5 M4 M5
5 Xác định nhóm chế độ lâm việc của cơ cấu máy nâng
Các cơ cấu thiết bị nâng được phân loại thành tám nhóm chế độ làm việc theo bảng 2-12 và kí hiệu từ MI đến Mã, trên cơ sở phối hợp cấp sử dụng và cấp tải
Trang 22
Nhóm chế độ làm việc của cơ cấu nâng tải và cơ cấu nâng cần ở thiết bị nâng vận hành với tải có nhiệt độ trên 300°C, hoặc kim loại lỏng, xỉ, chất độc hại, chất nổ và các loại tải nguy hiểm khác phải lấy không dưới MT, riêng đối với cẩn trục tự hành trong trường hợp này lấy không dưới M5
'Trong một số trường hợp không có số liệu để xác địnb cáp sử dụng và cấp tải của cơ cấu, có thể tham khảo các chỉ dẫn phân loại nhóm chế độ làm việc ở bảng 2-13 (đối với máy nâng kiếu cẩu) và bảng 2-14 (đối với máy nâng kiểu cần) Mức chế độ làm việc trong bang 2-13 và bảng 2-14 là tối thiểu
Bing 2-14 Hướng dân phân loại nhóm cie độ làm việc của một số loại cản trục và cu cau cua ching
Nhóm 'hóm chế độ làm việc cơ cấu
TT Loại máy Điểukiện | chếđộ Na Di Di
và công đụng sử dụng - | làm việc | Nang | N88 | chuyén | Quay | chuyển
tổng thể can | may xe con
[Can true din dong tay AI VI | MI | MI MI 2 | Cần trục ở phân xưởng lắp rip A2 | M2 MI| M2 |M2| MỸ 3a | Cần trục trên boong, A4 M3 M3 M3 trang bị móc 3b |Cần trục trên bong
trang bị gầu ngoam, A6 Ms | Ms M3
|—_ luam cham điện _
4 [Can yc phue vu A4 | M5 | ata] Ms | M4 | M4
| |dóng tàu _ Mã
+ Sa I Cần trục kho bãi, Sử dạng gián | A4 | M4 | MS | M4 | M4 | M4 |_ jmangbi móc doan, đều đặn
| Sb | Cần trục kho bãi, Ab M6 | Ma | MS Mô M6
trang bị gầu ngoạm, nam chăm điện
$e |Cẩn trực kho BÀI, Í gựqungcăngl AE | MS [MP M6 | M?| MỸ?
trang bị pẩu ngoạm,
nam chám điện
6a [Can trục cảng trang | Sử đụng gián | A6 M5 [M4 | Mã | M5
bị móc đoạn, déu din
6b {Can trục cảng trang | Sirdungcing| A7 | m7 | Ms wa | M6
bị móc
6e | Cẩn trục cảng trang | Sửdụnggián| A7 | M7 [M6 M4 | M6 bị gầu ngoạm, nam _ | đoạn đều dan
châm diện
Trang 232.2 PHAN LOAI MAY TRUC
Phân loại các loại máy trục (máy cẩu) theo hình đạng tổng thể hay hình đạng đặc trưng của một bộ phận, loại truyền động, loại chuyển động, loại công việc và vị trí sử dụng:
1 Từ hình dạng của phần kết cấu thép mà máy trục được chia ra ~ Cầu trục, - Cần trục cột, - Cổng trục và bán cổng trục, - Cần trục cảng, cần trục tháp, ~ Cần trục nổi, ~ Máy trục cấp 3 Theo động lực
- Máy trục chạy điện,
~ Máy trục động cơ đốt trong,
- Máy trục thuỷ lực,
- Máy trục khí nén,
- Máy trục quay tay
3 Theo loại công việc và vị trí sử dụng
Theo phương pháp này ta có (hể chia ra: máy trục lắp ráp, máy trục phân xưởng, máy
trạc luyện kim, máy trục xây đựng, máy trục cảng, máy trục đường sắt 2.3 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN CÁC CƠ CẤU MÁY NÂNG 2.3.1 Những yêư cầu chung khi tính toán
Mỗi loại máy năng được cấu thành từ hai bộ phận cơ bản: kết cấu thép và bộ phận cơ
khí Ngoài hai bộ phận trên còn có phần trang bị điện, các hộ phận điều khiến, các cơ cấu
bảo vệ an toàn Phần kết cấu thép có kích thước, hình dạng ngoài khác nhau, phù hợp với
không gian, tính chất công việc và đối tượng mà chúng phục vụ cũng như điển kiện kinh tế
kỹ thuật khác, Kết cấu thép là xương sống, là bộ phận chịu tải của cả máy nâng mà trong
quá trình làm việc trọng lượng các cơ cấu cơ khí, tải trọng nâng truyền đến Các cơ cẩu cơ
khí được lắp trực tiếp trên bộ phận kết cấu thép và thực hiện chức năng nâng hạ, đi chuyển
hoặc quay máy năng, thay đổi tấm vươn Người ta phối hợp các chức năng của các cơ cấu trên để nàng hạ, di chuyển vật trong không gian mà máy nâng có thể thao tác Ví đụ: kết hợp cơ cấu nâng với hai co cấu di chuyển ở cầu trục, cổng trục làm việc trong nhà xưởng cơ
khí; cơ cấu nâng với cơ cấu di chuyển, cơ cấu quay và thay đổi tầm với ở cần trục tháp để
nâng hạ vật liệu, thiết bị xây dựng nhà và công trình v.v
Bộ phận cơ cấu cơ khí là tập hợp các bộ truyền dẫn động từ động co đến bộ công tác
Các bộ truyền động này có thể là cơ khí, thuỷ lục, khí nén hoặc hỗn hợp của các loại đó
Trang 24Dai da sé cdc may ning sử dụng truyền động cơ khí mà kết ấu của chúng là: động
cơ hộp giám tốc, trong đó có các trục khớp nối, ở bí, các cặp bánh răng, cáp hoặc xích
truyền động, tang cuốn cáp, puli, phanh v.v được sắp xếp theo một thứ tự và quy luật
truyền dộng nhất định Tính toán cúc cơ cấu truyền động là tính toán chức nâng của máy (động học, động lực học như là số vòng quay, tốc độ phương chiều chuyển động, lực tác
động ), sức bên các cơ cầu để tù đó định ra kích thước hình học, công suất động cơ và các
thông số khác nhằm lầm cho máy nâng đại được các yêu cầu kỹ thuật phù hợp yêu cầu thực
tế đồi hỏi đặt ra
Đối với tính toán sức bền nhằm tìm được kích thước của các cơ cấu đạt độ cứng vững và
bến mòn Tính toán bền thường trải qua hai giai đoạn: trước tiên là lựa chọn sơ bộ và sau đó
là tính chính xác Lựa chọn sơ bộ là mục đích xác định nhanh những kích thước chính theo
phương pháp đơn giản và gần đúng Tính toán chí tiết hay tính chính xác nhằm mục đích
kiểm tra và điều chỉnh lại kích thước cơ cấu đã lựa chọn sơ bộ Cách tính này thường dựa
vào tính chất mỏi của vật Hệu
Liư hồng các cơ cấu máy nâng chủ yếu là đo gẫy và mòn Việc tính bền chỉ tiết là phải
xác dịnh chính xác kích thước để có khả nảng cứng vững chống lại các tả ‘ai trong tac dung
lêu chúng, bảo đảm tuổi thọ của chúng đồng thời bảo đảm tính kinh tế không quá lãng phí
vật liệu Môn của các chỉ tiết cơ cấu điển ra tù từ và làu dài Để đảm bảo độ mòn cho phép
cẩn quan tâm tới chất lượng vật liệu, chủng loại vật liệu và phương pháp xủ lý bể mặt các vậi liệu đó phù hợp diều kiện làm việc theo yêu cầu của tùng chỉ tiết, bộ phận và dạt được
tuổi thạ của cả máy đã xác định trước
2.3.2 Các trường hợp tải trọng tính toán máy nâng
Khi tính toán máy nâng, người ta phân biệt ba trường hợp tải trọng đốt với trạng thái tải
khi làm việc và không làm việc:
Trường hợp A
Tai trọng bình thường của trạng thái làm việc bao gồm trọng lượng đanh nghĩa của vật nâng cùng bộ phận mang tái, tải trọng trung bình của gió ở trạng thái làm việc, tải trọng động trung bình trong quá trình mở và phanh hãm cơ cấu
Đối với trường hợp này, các chỉ tiết trong cơ cấu được tính theo sức bền mỏi, theo tuổi thọ độ mòn phát nhiệt Trong tính toán mỏi và mòn có thể không tính áp lực gió
Trường hop B
‘Tai trọng lớn nhất của trạng thái làm việc bao gồm trọng lượng đanh nghĩa lớn nhất của
vật nâng cùng bộ phận mang tải, tải trọng lớn nhất của gió trạng thái làm việc, tải trọng động lớn nhất trong quá trình mở và phanh hãm đột ngột và tải trọng do độ đốc, đệ nghiêng mặt nên lớn nhất có thể Các giá trị tải trọng lớn nhất của trạng thái tải thường bị hạn chế bởi những điều kiện bên ngoài như sự trượt trơn của ray, mô men phanh lớn nhất, mô men giới hạn của khớp nối v.v
Trang 25
Đối với trường hợp này, các chỉ tiết trong cơ cấu và kết cấu kim loại được tính theo sic
bền tĩnh
Trường hợp C
Tải trọng lớn nhất của trạng thái không lầm việc đặt ngoài trời, bao gồm trọng lượng
bản thân máy, tải trọng gió lớn nhất trạng thái không làm việc, tải trọng đo độ dốc mặt
đường hoặc độ nghiêng mặt nền
Đối với trường hợp này cần tiến hành kiểm tra độ bên, độ ồn định toàn bộ cần trục và
các bộ phận của nó, đặc biệt kiểm tra chỉ tiết bộ phận kẹp ray, các chỉ tiết phanh hãm và
các chì tiết của cơ cấu thay đổi tầm với Khi tính toán xe con trên cần trục, cần trục đại ở vị trí nguy hiểm nhật
“Tính toán bền mỏi theo trường hợp A được tiến hành theo tải trọng tương đương, tức là tải trọng có tác đụng phá hỏng chỉ tiết trong thời gian phục vụ như tác dụng chung của tải
trọng thực Tải trọng tương dương được xác định theo đồ thị gia tải lập trên cơ sở làm việc thực của máy Trong trường hợp không xây dựng được thì có thể áp dung theo đồ thị tiêu chuẩn trên hình 2-6 Hệ số an toàn Hệ số an toàn tổng hợp k là tích số của các hệ số an toàn các bộ phận: k=kik;k; (2-10)
k; - hệ số nói lên mục đích của bộ phận tính toán; lựa chọn theo bảng 2-15
Bảng 2-15 Giá trị hệ số điều kiện làm việc Loại truyền động ky Cơ cấu nâng: Dẫn động bằng tay 12 Máy nâng có móc 13
Máy nâng có mám nam châm điện 12
Máy nâng có gầu ngoạm 12
Máy năng trong phân xưởng đúc, vận chuyển thép lỏng t3 Cơ cấu di chuyển cho tất cả các loại máy nắng 12 Cơ cấu quay cho tất cả các loại máy nâng, 12
Cơ cấu thay dồi tầm vươn cần 14
'Tất cả các cơ cấu dẫn dộng bằng tay (trừ cơ cấu nâng) 10
kạ- hệ số an toàn cho từng loại truyền động theo bảng 2-16
Trang 26Bang 2-16 Giá trị hệ số an toàn kạ cho từng loại truyền đông T.oại truyền động ky Nhe 10 “Trung bình tì Nang t2 Rat nang 13 k - hệ số vẻ độ tin cậy của vật liệu chế tạo: k; =1,3 cho thép các bon;
kạ =l,5 cho thép hợp kim và xử lý bẻ mặt bảng nhiệt
Khi tính toán các cơ cấu theo sức bẻn mỗi của trường hợp A, thì chọn các hệ số an toàn ở trên Trong trường hợp đặc biệt, ví dụ: cơ cấu dị chuyển của máy nâng trong luyện kim, cần phải có hệ số dự trữ an toàn cao trong vận hành nên lấy hệ số an toàn k > 3
Khi tính theo trường hợp B, C thì hệ số an toàn lấy k = 1,5
2.4 YEU CAU AN TOAN TRONG LAP DAT VA SUDUNG
Máy nàng đòi hỏi phải an toàn tuyệt đối trong sử dụng và trong láp đặt Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5863-1995 đã quy định vẻ yêu cầu an toàn và sử dụng thiết bị nâng
2.4.1 Yêu cầu an toàn trong lấp đặt thiết hị
1 Khi tiến hành lắp đật thiết bị nâng cần tuân thủ quy phạm kỹ thuật an toàn xây dựng an loan điện, an toàn về hàn điện, cháy nỗ
2 Các công việc lắp đặt, tháo đỡ phải tiến hành theo quy trình công nghệ lấp rấp và tháo đỡ thiết bị nâng
3 Phải kiểm tra tình trạng ray trước khi láp ráp, khi phát hiện sai lệch quá chỉ tiêu cho
phép phải dừng ngay công việc lắp ráp để xứ lý
4 Phải cổ biển báo cấm người qua lại khi lắp ráp
5, Khi có gió bão từ cấp 5 trở lên không được tiến hành lắp ráp thiết bị nâng trên cao và
ngoài trời
6 Khi lắp ráp ở độ cao trên 2m phải có dây an toàn và người lắp ráp phải có giấy chứng
nhận sức khoẻ
T Quá trình thảo lắp thiết bị nâng không cho phép:
- Dùng máy trục để nâng người;
- Người ở phía dưới tải dang nang:
- Để tải treo trên móc khi máy trục ngừng hoạt động;
Trang 27- Gia cố tạm các thành phần kết cấu riêng biệt không có đủ bu lông; ~ Nới lỏng giữa các kết cấu trước khí cố định hoàn toàn kết cấu; ~ Tiến hành nâng tải khi cáp đang kẹt hoặc cáp bật khỏi rồng rọc;
~ Thả bất kỳ vật gì từ trên cao xuống;
- Sử dụng lan can hoặc thiết bị phòng ngừa khác để làm điểm tựa cho kích hoặc palãng
8 Khi đạt thiết bị nâng phải khảo sát, tính toán khả năng chịu lực của địa điểm đặt, địa
hình hoạt động xung quanh để bố trí thiết bị làm việc an toàn
9, Vị trí đặt thiết bị nâng phải đâm bảo thử được tải trọng tinh, khi nâng tải không được
kéo lê tải và tải phải cao hơn chướng ngại vật trên đường di chuyển ít nhất là 500 mm
10 Trường hợp đặc biệt do mat bang thi công quá chật hep mà trong quá trình hoạt động các bộ phận của thiết bị nâng như cần, đối trọng và tải phải đi chuyển phía trên các dường giao thông thì lập phương án lấp đặt và thi cơng an tồn và phải được phép của cơ quan chức năng về kỹ thuậi an toàn
11 Đật thiết bị nâng đi chuyển theo ray ở trên cao và trên mật đất phải bảo đảm khoảng,
cách theo TCVN 4244-86
12 Đặt đường thiết bị nâng hoạt động trong vùng bảo vệ của đường dây tải điện trên
không, phải được cơ quan quản lý dutmg day cho phép
13 Vị trí đặt cần trục ôtô, cần trục bánh hơi, cần trục bánh xích phải đảm bảo khi làm
việc khoảng cách phần quay của chúng ở bất kỳ vị trí nào đến các kết cấu công trình, thiết bị, vật tư xung quanh không nhồ hơn 700mm
14 Khi đặt thiết bị nâng tại mép hào, hố, rãnh phải đảm bảo khoảng cách tối thiểu từ điểm
tựa gần nhất của thiết bị nâng đến mép hào hố không được nhỏ hon giá trị trong bảng 2-17
15, Nếu trên cùng một đường ray lắp đặt từ 2 máy trục trở lên, phải có biện pháp kỹ
thuật loại trừ khả năng chúng và chạm vào nhau trong quá trình sử dụng
16 Các cần trục tự hành không được phép đặt trên mặt bằng có độ đốc cho phép của cần
trục đó, và không được phép đật trên đất vừa lấp lên, chưa được dầm chặt
Bảng 2-17 Khoảng cách cho phép tối {
Trang 283.4.2 Yêu cầu an toàn trong sử dụng
1 Tất cả các thiết bị nâng thuộc đanh mục các cơ số máy, thiết bị cố yêu cầu về an
toàn theo quy định của Nhà nước đều phải được đăng ký và xin cấp giấy phép sit dung theo
các thủ tục hiện hành
2 Đơn vị sử dụng chỉ được phép sử dụng những thiết bị nâng có tình trạng kỹ thuật tốt, đã được đảng ký và có giấy phép sử đụng đang còn thời bạn Không được phép sử dựng
thiết bị nâng và các bộ phận mang tải chưa qua khám nghiệm và chưa được cấp giấy phép
sử đụng
3 Chỉ được phép bố trí những người điều khiển thiết bị nâng đã được đào tạo và cấp giấy chứng nhận Những người buộc móc tải, đánh tín hiệu phải là thợ chuyên nghiệp, hoặc thợ
nghẻ khác nhưng đã thông qua dào tạo
4 Công nhăn điều khiển thiết bị nâng phải nắm chắc tính kỹ thuật, tính năng tác dụng
của các bộ phận cơ cấu của các thiết bị, đồng thời phải nắm vững các yêu cầu về an toàn
trong quá trình sử đụng thiết bị
3 Chỉ dược phép sử dụng thiết bị nâng thco đúng tính năng, tác dụng và đặc tính kỹ
thuật của thiết bị đỏ nhà máy chế tạo quy định Không cho phép nàng tải có khối lượng,
vượi trọng tải của thiết bị
6, Không cho phép sử dụng thiết bị nâng có cơ cấu nâng được đóng mở bắng ly hợp ma sát hoặc ly hợp vấu để nâng hạ và đi chuyển người, kim loại lỏng, vật liệu nổ, chất độc,
bình dựng khí nén hoặc chát lỏng nén
7 Chỉ được phép chuyển tải bằng thiết bị năng qua nhà xưởng, nhà ở hoặc có người khi có biện pháp dảm bả an toàn riêng biệt loại trừ được khả năng gây sự cổ và tai nạn lao động,
§ Chỉ được dùng 2 hoặc nhiều thiết bị nâng để cùng năng một tải trong trường hợp đặc biệt và phải có giải pháp an tồn được tính tốn và duyệt Tải phân bố lên mỗi thiết bị nang không lớn hơn trọng tải Trong giải pháp an toàn phải có sơ dé buộc ¡nóc tải, sơ đồ di chuyển tải và chỉ rõ trình tự thực hiện các thao tác, yêu cầu về kích thước, vật liệu và công,
nghệ chế tạo các thiết bị phụ trợ để móc tải Phải giao trách nhiệm cho người có kinh nghiệm về công tác nâng chuyển chỉ huy suốt quá trình nâng chuyển
9 Trong quá trình sử đựng thiết bị nâng không cho phép:
- Người lên, xuống thiết bị nâng khi thiết bị nâng đang hoạt động; - Người ở trong bán kính quay của phần quay cần trục;
- Người ở trong vùng hoạt động của thiết bị nâng mang tải bằng nam châm, chân không
hoặc gầu ngoam;
~ Nâng, hạ chuyển tải khí có người đứng ở trên t
~ Nàng tải trong tình trạng tải chưa ồn định hoặc chỉ móc mội bên của móc kép;
Trang 29- Nang tai bi vai ở dưới đất, bị các vật khác đè lên, bị liên kết bằng bu lông hoặc bẻ tông với các vật khác;
- Dùng thiết bị năng để lấy cáp hoặc xích buộc tải đang bị vặt khác đè lén;
- Dưa tải qua lỗ của cửa sổ và ban công khi không có sàn nhận tải;
~ Chuyển hướng chuyển động của các cơ cấu khi cơ cấu chưa ngừng hẳn;
- Nâng tải lớn hơn trọng tải tương ứng với tầm với và vị trí của chân chống phụ của
cần trục;
- Cầu với, kéo lê tắt;
- Vừa dùng người đẩy hoặc kéo tải vừa cho cơ cẩu nâng, hạ tải
10 Phải đảm bảo lối đi tự đo cho người điều khiển thiết bị nâng khi điều khiển bằng nút bẩm từ mặt đất hoặc sàn nhà
11 Khi cầu trục và cần trục công xên di động dang làm việc, các lối lên và ra đường ray
phải được rào chắn
12 Căm người ở trên hành lang của cẩu trục và cần trục cóng xôn khi chúng đang hoạt động, Chỉ cho phép các công việc vệ sinh, tra đầu mỡ, sửa chữa trên cầu trục và cần trục công xôn khi đã thực hiện các biện pháp bảo đảm an toàn
13 Đơn vị sử dụng phải quy định và tổ chức thực hiện hệ thống trao đổi tín biệu giữa
người buộc móc tâi với người điều khiển thiết bị nâng Tín hiệu sử dụng phải được quy định
cụ thể và không thể lẫn được với các hiện tượng khác ở xung quanh
14 Khi người sử dụng thiết bị nâng không nhìn thấy tải trong suốt quá trình nàng hạ và
đi chuyển tải thì phải bố trí người đánh tín hiệu
15 Trước khi năng tải xấp xỉ trọng tải, phải tiến hành nhấc tải lên độ cao không lớn hơn
300mm, giữ tải ở dộ cao đó để kiểm tra phanh, độ bền của kết cấu kim loại và độ ồn định
của cần trục Nếu không dám dâm bảo an toàn, phải hạ tai xuống để xử lý
16 Khi nâng, chuyển tải ở gần các công trình, thiết bị và chướng ngại vậu, phải đảm bảo
an toàn cho các công trình, thiết bị và những người ở gần đó
17 Các thiết bị năng làm việc ở ngoài trời phải ngừng hoạt động khí tốc độ gió lớn hơn
tốc độ gió theo thiết kế của thiết bị đó
18 Đối với thiết bị nâng làm việc ngoài trời, không cho phép treo panô, áp phích, khẩu hiệu hoặc che chấn làm tăng điện tích chắn gió của thiết bị
19 Phải xiết chặt các thiết bị kẹp ray, thiết bị chống tự đt chuyển của các cần trục tháp,
cổng trục, cần trục cbân đế khi kết thúc làm việc hoặc khi tốc độ gió vượt tốc độ gió cho phép, khi có bão phải có biện pháp gia cố thêm đối với các loại máy trục nói trên
20 Chỉ dược phép hạ tải xuống vị trí đã định, nơi loại trừ dược khả năng rơi, để hoặc
trượt, Chỉ được phép tháo bỏ đây treo các kết cấu, bộ phận lắp ráp khỏi móc khi các kết cấu và bộ phận đó đã được cố định chắc chắn và ổn định
Trang 30
21, Truée khi ha lai xuéng hao, hố, giếng phải hạ móc không tải xuống vị trí để kiểm
tra số vòng cáp còn lại trên tang Nếu số vòng cáp còn lại trên tang lớn hơn 1,5 vòng thì
mới duợc phép nang hạ tải
22 Phải ngừng hoạt động của thiết bị nâng khi:
- Phát hiện vết nứt ở chỗ quan trọng của kết cấu kim loại; ~ Phát hiện biến dang dư của kết cấu kim loại;
- Phát hiện phanh của bất kỳ một cơ cấu nào bị hỏng;
- Phát hiện móc, cáp, ròng rọc, tang bị mòn quá giá trị cho phép bị rạn nứt hoậc hư
hồng khác;
~ Phát hiện đường ray của thiết bị nâng hư hỏng hoặc không dam bảo yêu cầu kỹ thuật
33, Kbi bốc xếp tải lên các phương tiện vận tải phải đảm bao do ổn định của phương tiện
van tai
24 Người huộc móc tải chí được phép đến gắn tát khi tải đã hạ xuống độ cao không lớn hơn Im tính từ mặt sàn chỗ người đứng
25 Thiết bị nâng phải được bảo dưỡng dịnh kỳ Phải sửa chữa, thay thế các chị tiết, bộ
phận đã bị hư hỏng, mòn quá quy dinh cho phép Khi sửa chữa, thay thế các chỉ tiết bộ
phận của thiết bị nâng, phải có biện pháp an toàn Sau khí thay thế, sửa chữa các bộ phận,
chỉ tiết quan trọng như kết cấu kim loại, cáp, móc, phanh phái tiến hành khám nghiệm có
thử tải thiết bị nâng trước khí đưa vào sử dụng
2.4.3, Công tác hạn chế hành trình nâng
Đối với các loại máy nâng chạy diện cần lắp ráp công tắc hạn chế hành trình để giới hạn
từng chuyển động tới một vị trí nhất định trên quãng dường hành trình cho phép Đối với máy nâng thuỷ lực khí nén thì công tác cuối thay thế bằng van
Vị trí biên trên của móc cầu hay phương tiện mang tải khác phải được giới hạn bằng công tắc cuối Công tắc cuối phái đừng được móc cầu ở vị trí cách vị trí thấp nhất của chỉ tiết đưới
đáy máy cẩu là 250mm Thiết bị nâng chạy điện có tải nàng đến 250 kg thì Khoảng cách này
là 50mm Thiết bị nâng thuỷ lực hoặc khí nén thì kboảng cách này là 100mm,
Khi thiết kế chiều cao nâng phải quan tâm tới khoảng cách giữa điểm trên cùng của
Trang 312.4.4 Công tác hạn chế quá tải
Mỗi một máy nâng chỉ cho phép nhấc tải đến một giá trị nhất định, tải trọng danh nghĩa Q (0), để bảo đầm an toàn và sử dụng lâu bên của máy nâng Do vậy cẩn có cơ cấu khống chế không cho phép nhấc tải quá tải cho phép gọi là cơ cấu hạn chế quá tải hay hạn chế mô men quá tải Nguyên tắc làm việc của cơ cấu hạn chế quá tải là đựa vào nguyên lý làm việc của lò xo hoặc độ lệch tâm của các trục puly có đây cáp luôn qua để khi tải lớn hơn tải cho phép thì tác động vào công tắc điện không cho động cơ khởi động
2.4.5 Công tác cuối của cơ cấu đi chuyển
Vị trí đặt công tắc hạn chế hành trình cửa cơ cấu di chuyển sao cho khí công tắc ngắt
mạch, động cơ đừng và phanh làm việc thì máy trục đừng hẳn mà chưa chạm vào barie cổ
định ở bai đầu đường ray
2.4.6 Công tác cuối của cơ cấu quay
Mục đích là hạn chế trong một góc quay nhất định và đặt công tắc hạn chế hành trình ở
hai phía của góc quay cần hạn chế Đối với cần trục xây dựng, cần trục láp ráp có thể lắp
thêm thiết bị như cời báo hoặc đèn báo trước khi tới công tắc hạn chế bành trình
Trang 32Chuong 3
CÁC CHÍ TIẾT CỦA BỘ PHAN MANG TAI
3.1 CÁP THÉP
3.1.1 Các loại cáp
Cáp thép là một bộ phận quan trọng trong hầu hết các máy cẩu, thang máy và các loại máy nàng khác Cáp thép có nhiều ưu điểm:
~ Khối tượng riêng nhỏ, giá thành thấp
- Dễ uốn cong có độ mềm cao, tạo nên sự gọn gàng cho kết cấu máy
- Êm dịu, chuyển động nhẹ nhàng, không gây ồn trong quá trình làm việc
~ Sử dụng an toàn, có tuổi thọ cao,
Dây cáp chỉ có khả năng chịu kéo, khi bị nén do cuốn lên tang hoặc ròng rọc thì cáp dễ bị hỏng
Dây cáp dược chế tạo từ các sợi dây thép có thành phần cacbon cao và được gia công
bảng công nghệ kéo nguội, lèn di lèn lại nhiều lấn, do đó giới hạn bẻn của đây thép có thể
i00N/mm” Thông thường các loại cáp được hện bằng các sợi thép có đường kính từ 02 + 5mm, có giới hạn bên trung bình 1400 + 2000N/mm” Cáp được cấu tạo từ các sợi
thép có độ bên thấp sẽ tnềm hơm, cấu tạo từ các sợi thép có độ bền cao sẽ cứng hơn và khi hị cuốn theo mặt tang hoặc ròng rọc, cáp bị uốn nhiều hơn làm giảm tuổi thọ Thông thường hay dùng cáp có sợt thép đạt độ bền từ 1600N/mm? +LR0ON/mmẺ Có thể tráng kẽm bề mặt sợi thép để chống rí nhưng loại này có độ bển thấp hơn 10% so với trước khí tráng
"Theo phương pháp sử dụng, cáp thép có thể chia làm hai loại:
1 Cáp thép động là các loại cáp ding nang ha vật trong các thiết bị nâng, có chuyển
động đọc theo chiều trục cáp và bị uốn cong trên tang hoặc ròng rọc
kéo 4,
2 Cap thép fink là cáp làm việc luôn luôn ở trạng t
tĩnh (neo cột diện ), hoặc tải trọng tác dụng vuông góc với chiều trục của cáp (dường cáp treo)
3.1.2 Cấu tạo cáp thép
p thép được bên từ các loại day thép theo cách:
~ Bên đơn ta loại cáp được bện trực tiếp từ những sợi thép nhỏ
thành những lớp đồng tam (hinh 3-1) Hình 3-1 Cáp bện đơn
Trang 33~ Bén kép [a loai cép cé céic soi thép dau tién duge bén thanh nbing tao, sau đó từ những, tao nay bén tiếp thành những dây cáp (hình 3-2)
- Bên ba là từ các sợi thép bên thành tao, từ các tao bện thành đây cáp, từ các đây cáp nhỏ tiếp tục bện xung quanh lõi mềm thành cáp có đường kính lớn hơn (hình 3-3)
Cáp bên đơn cứng, khó uốn cong trên tang và ròng rọc nên chỉ dùng để neo cột và dùng
làm đường cáp treo vận chuyển trên không; thông thường được chế tạo tù các đây thép có
đường kính lớn hơn 2,5mm
Cáp bện kép (hện đói và bện ba) mềm hơn, được dùng rộng rãi trong máy nâng chuyển,
chẳng buộc trong vận tải thuỷ Cáp có lõi mềm (sợi đay, bông, kim loại mềm, amiäng) làm tăng độ mém của dây và giữ đầu chống rỉ tốt; khi hị uốn, đầu bị ép chảy qua các kế ở giữa các sợi thép, nhờ vậy mà cáp được bôi đầu
Đối với các máy trục làm việc trong phân xưởng đúc hay ở mới trường có nhiệt độ cao
phải đừng cáp có lõi thép mẻm hoặc amiäng Đối với tang cuốn nhiều lớp cấp cũng nên
đùng loại này để lớp cáp trong cùng khơng hị bẹp Ngồi ra cần phân biệt chiều bện cáp:
bên xuôi và bện chéo
Bên xuôi là chiều bén của tao và các (ao bện thành cáp cùng một chiều (hình 3-4a); bện chéo là chiên bện của từng tao và chiều bện các tao thành cáp là ngược chiều nhau (hình 3-4b)
Cáp bện xudi mềm hơn, dễ uốn và bền lâu hơn cáp bện chéo: nhưng có nhược điểm là đễ bị
trượt độ dãn đài lớn hơn bện chéo khi cùng treo tải trọng = Suy Men a) de de 4 Hình 3-2 Cáp bện kép Hình 3-3 Cáp bén ba Hình 3-4 Chiều bện cáp 3.1.3 Tải trọng tác dụng lên cáp
Cáp động bị uốn khi vất qua mặt ròng rọc và quấn lên tang Cáp tĩnh bị uốn khi các bánh
xe chở hàng chạy trên đây căng 9 ¡ trục của đây Trạng
thái căng của cáp rất phức tạp vì các sợi thép xoắn theo một đường xoán ốc trong không gian Khi chịu tải, các sợi thép đồng thời chịu ứng suất kéo, uốn, dập, xoán, ứng suất dư v.v Do vậy chưa có một cơng thức tính tốn nào phản ảnh đầy đủ tính chất làm việc của cáp Để khảo
sát khả nâng chịu tâi của cáp, có thể xem xét ba loại ứng suất quan trọng sau đây:
1, Ứng suất dư: Ứng suất này sinh ra trong sợi thép đo trong quá trình chế tạo đây và
bên cáp Ứng suất đư này có khi rất lớn, khó tính chính xác và nếu loại trừ được thì tuổi thọ
Trang 342, Ung suất kéo: Xuất hiện trong đây thép khi
có tái trọng tác dụng dọc theo trục Trong tính toán, cáp dược coi là một bó sợi thép liên kết lại
nhưng giữa chúng coi như không có ma sát Gọi diện tích tiết diện các sợi thép của cáp là F, (mm”), lực kéo dọc trục là S (N), theo hình 3-5 tù có; Ung suất kéo: Gb ` Hình 3-5 Cấp uốn trên rồng rọc
Trong đó; F, - điện tích đường trồn ngoại tiếp các sợi thép tao thanh day cap, mm?
Khi n sợi thép được bện thành tao theo hình 3-6 lực tác dụng theo trục của sợt thép lúc đó sẽ là: S_ oN (3-2) noosa Ứng suất kéo sau khi bện: Ø5— —, Ninn? xR cosœ 33)
Hình 3-6 Lực trong sợi cáp khi có tdi
Vậy chỉ khi góc bện œ của cáp như nhau thì ứng suất trong sọi cáp mới bằng nhau Đối với cấp bên xuôi, ứng suất của sợi thép giảm dân từ ngoài vào trong lõi cấp do góc bện
cáp giảm
* Ứng suất uốn ở cáp động:
(Ứng suất uốn trong sợi tbếp xuất hiện khi cáp bị uốn theo một mat cong nào đó Trên
hình 3-5 cáp bị uốn theo bể mật ròng rọc có đường kính D Bán kính đường tâm dày cấp có
Tâm quay cùng tâm của ròng rọc :
Trang 35Xét tại gốc toạ độ tiếp xúc của tang với cáp, đối với dịch chuyến từng sợi thép cho phương trình : đy M_I 2 ấy M12 x Hl p D (3-4) Ứng suất uôn cực dại: Mỗ ö 2 Suman Am N/mm” (3-5) Trong đó: ô - đường kính sợi thép, mm; D - đường kính rồng rọc, mm; E - mô duyn đàn hồi của đây thép, N/mm’; 1 - mémen quán tính, mm”; d, - đường kính cap, mm * Ứng suất trong cấp tĩnh
Ung suất trong cáp tĩnh được xác định trong trường hợp sợi cấp được neo cảng, tại một vị trí có
bánh xe di chuyển trên cáp và lực tác dụng lên cấp
vuông góc với đường tâm của cáp (hình 3-7) ứng suất
trong cấp cững được tính gân đúng; ở dây bỏ qua
trọng lượng cáp trong quá trình tính Từ hình 3-7 có
thể viết phương trình vi phan cho phần cắp uốn cong
theo phương y và phương ngang x :
ty M&S:
oy _M_ Sy (3-6)
8x El EI Hình 3-7 Bánh xe lăn trêu cắp tink
Trang 36"Tòa độ tác dụng của lực với góc y nhỏ: soy ar (2-5 2-2 we yg TBS “os Vs 2sVs Bán kính đường cong được tính: pet H 2 yas 3-9) M Sy S Ứng suất uốn lớn nhất: Ta & fe RT 2p 2 4 Vis (3-10) Khi bện các sợi thép thành tao, thì trong cáp xuất hiện ứng suất uốn Đối với cáp bện chéo (hình 3-8), sự đan chéo cúa các lớp sợi thép của lớp trong tạo thành gối tựa hai đầu ngàm của lớp ngồi Mơmen uốn lớn nhất cho đạng ngầm này: -~ BÀ Bồ 16 l6sino Iïtg suất tốn lớn nhất trong trường hợp này: 32Minas BH 2 6,36 GID On = mổ đai
Trang 373.1.4 Độ bên lâu và tuổi thọ của cáp
1 Độ bên lâu của cáp: được xác định bằng tổng số lần cáp bị uốn qua lại trên mật ròng rọc hay tang một góc 180” cho đến khi dây cáp bị phá hỏng do mỏi Cáp không bị đứt dột ngội mà chỉ bị đứt một số sợi hoặc bị mòn đến độ cần phải thay cáp mới
Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến độ bản lâu hay tuổi thọ của cáp:
a) Ảnh hướng của yếu tố bên ngoài:
~ Tải trọng kéo trong quá trình làm việc càng lớn thì độ bền lâu càng nhỏ Khi có số lần uốn Z như nhau thì cáp bện xuôi có số sợi bị đứt ít hơn cáp bện chéo Khi bị uốn trên cùng một bán kính cong thì loại tiếp xúc diểm có số lần uốn giới hạn Z nhỏ hơn loại cáp tiếp xúc đường
- Bán kính uốn cong của cáp càng lớn thì tuổi thợ của cáp cằng cao, bởi ứng suất uốn giảm Trong thục tế, ảnh hưởng này được biểu thị thông qua tỉ số Dạ/đ, Hình dạng và kích thước của rãnh ròng rọc và tang rất có ảnh hưởng tới tuổi thọ của cáp Diều này thể biện
trên hình 3-10 qua thực nghiệm của Mullera Qua đó cho thấy tuổi thọ của cáp không
những phự thuộc hình dạng, kích thước rãnh rồng rọc mà còn phự thuộc cách bện cáp - Góc ôm của cáp lên rồng rọc có ảnh hưởng tới tuổi thọ của cáp Trên hình 3-i chỉ ra rằng góc ôm B < 6* thì tuổi thọ của cáp lớn nhất Khi B táng lên, tuổi thọ của cáp giám din cho đến B = 20° va hất đầu tang đến 60° Trên 60" thì tuổi thọ của cáp không phụ thuộc vào góc ôm nữa roid § sett grad "Tuổi thọ (tống số tần cớp bị uốn)
Hình 3-10 Ảnh hưởng tuổi thọ cáp Hình 3-11, Góc ôm ảnh hưởng tuổi thọcáp - Vật liệu của ròng rọc và tang càng mềm thì tuổi thọ của cáp càng cao nhưng vu liệu
mềm sẽ chóng mòn, độ bên kém
- Đổi chiều chuyển động của cáp: Cáp bị uốn cong theo nhiều chiều khác nhau sẽ tinh ra
ứng suất khác dấu trong sợi thép làm tăng quá trình mỏi Thí nghiệm cho thấy một lín uốn
Trang 38cong ngược chiéu tuong đương bai lần uốn cong cùng chiéu khi tinh Z Vi vay cố gắng giảm thiếu số rồng rọc đổi hướng cáp để tránh cáp uốn cong theo các chiều khác nhau
- Mòn và rÏ: Độ môn bên ngoài cáp phụ thuộc vào tâi trọng kéo, rãnh ròng rọc hoặc tang, tốc độ trượt giữa rãnh ròng rọc hoặc tang Khi cáp bị rỉ làm tăng ma sát giữa các sợi,
làm giảm tiết điện các sợi thép và tãng ứng suất khi làm việc Vì vậy cần bôi trơn thường,
xuyên để nâng cao tuổi thọ cáp
b] Ảnh hưởng các yếu tố bên trong cáp:
~ Tính chất cơ lý của vật liệu cáp: Các ảnh hưởng này chủ yếu được thể hiện ở độ bản của sợi thép Sợi thép có độ bền nhở sẽ chóng dứt, song có độ bền lớn sẽ cứng và khả
nàng chịu mỗi kém Thực tế cho thay ring cáp được chế tạo từ các sợi thép có độ bên từ 1600 + 1800N/mm” thuờng được sử dụng nhất
- Phương pháp bện cáp: Do ảnh hưởng của các sợi thép tiếp xúc với nhau trong tao và các tao bên thành cáp nên tuổi thọ của cáp cũng khác nhau Trong cùng điều kiện làm việc, cáp bện xuôi có tuổi thọ cao hơn cáp bện chéo
~ Đường kính cáp và đường kính sợi cáp: Các thí nghiệm đã chứng minh rằng mỗi loại
đường kính cáp có độ hẻn tối ru khi có số lượng sợi cáp nhất định
2 Tính tuổi thọ của cáp: Tuổi thọ của cáp là độ làm việc bên lâu của cấp trong diều
hành nhất định Nếu biết độ bền lâu Z (tổng số lần bị uốn) thì có thể tính tuổi thợ
của cáp theo công thức: a 3-12) 65.247, Zekskske Theo Zitkova |16] có thể tính Z như sau: Z= 000 —, BSC Ga (3-13) Did, -8 Trong đó:
Z - tổng số lần bị uốn trên táng hoặc rồng rọc của cáp; ơy - ứng suất kéo của sợi thép, NÀnm”;
C, - hệ số phụ thuộc độ bên của sợi thép và kết cấu của cáp Ví dự: dối với cấp thường loại 114 sợi thì lấy Cụ = 1,08 (cho thép có độ bền 1300N/mm2); Cụ = 1 (cho thép có
đó bến 1600N/mm`); C¡ = 0,95 (cho thép có độ bến 1800N/mm))
€; - hệ số phụ thuộc đường kính cáp Lấy C; = I (cho cáp có $ = 18 + 19mm); đường kính cáp nhỏ hơn lấy C; = 0,85 + !; đường kính lớn hơn thì giá trị Cạ càng lớn, ví dụ: cáp có ¿ = 35mm thì Cạ = 1.16
Trang 39D - dường kính tang hoặc ròng rọc, mm; á, - đường kính cáp, mm; kạ, kạ, k,- hệ sổ sử dụng thời gian năm, ngày, ca; Z, - tổng số lần bị uốn trong một chủ kì; Ty- téng số chu kì làm việc trong một giờ 3.1.5 Tính toán cáp
Để tính chọn cáp phải dua vào ứng suất cho phép của cáp Tuy nhiên chưa có công thức
tính toán sức bên cáp nào phản ánh đẩy đủ các trạng thái ứng suất của cáp khi làm việc; đặc biệt là ứng suất mỏi khi cáp tiếp xúc với ròng rọc hoặc tang Khảo sát khả năng làm việc
của cáp cho thấy tải trọng kéo và độ uốn cong trên mặt tang hoặc ròng rọc là những yếu tố
quan trọng nhất Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5864 - 1995 đã quy định cách tính chọn cáp
thép cho máy nâng Theo tiêu chuẩn này cáp thép phải được chọn, tính toán và bố trí phù hợp với đặc tính và công đụng của chúng và phải tính đến chế độ làm việc của thiết bị nang đã được phân loại theo TCVN 5862- 1995 1 Tính chọn cáp: Cáp được chọn phải đạt được tải trọng kéo đứt đạt giá trị tối thiểu Fạ: Fọ = Sun, (3-14) “Trong đó : S„„„- lực căng cáp lớn nhất trong dây cáp, N Lực này được xác định bởi các nhãn tố sau:
+ Tải lớn nhất cho phép vận hành đối với thiết bị nâng Qọ, NÑ;
+ Trọng lượng của bộ phận mang tải và bộ ròng roc dong Q,, N:
+ Bội suất palăng a;
+ Hiệu suất của rồng rọc Ị;
+ Trọng lượng phần cáp treo tải được tính đến Q., N (nếu độ dài của cáp ¿ > Sm) 'Từ các giá trị trên có thể tính: „.Q1-n,) _ Q_ “(=n n? an Sw 3-15) Trong đó: Q=Qs+Q,+Q, - tải trọng nâng, N; rị, - hiệu suất rồng rọc;
a - bội suất palăng;
m - số ròng rọc đổi huớng, không tham gia tạo bội suất paläng a;
rị,- hiệu suất chung palâng;
nạ- hệ số an toàn Chọn hệ số an toàn cho cáp phải phù hợp với nhóm chế độ làm
Trang 40Bảng 3-1 Giá trị nạ đối với cấp động L TML [M2 | M3 | M4 | M5 M6 M? 5,6 71 M8 90 a, 315 | 3,35 | 3,55 | 40 45
Đi với cơ cấu vận chuyển nguồi, hệ số sử đụng tối thiểu phải bằng 9,0 Trong diều kiện sử đụng nguy hiểm như vận cbuyển kim loại lông thì nhóm chế dộ làm việc lấy không duới M5 và với nhóm lớn hơn M5 thì nạ dược lấy tâng lên 23% so với giá trị trong bảng; giá trị tối đa là 9,0
DSi với cáp tĩnh đuợc cố định hai đầu và cáp không cuốn trên táng, giá trị n, tối thiểu
được quy định trong bảng 3-2
Bảng 3-2 Giá trị n, đối với cáp tĩnh MI | M2 | M3 | M4 | M5 | M6 | M? 25 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | 5Ơ M8 50 Nhóm chế độ làm việc h
Khi tính lực căng cáp lớn nhất phải căn cử vào tải trọng tĩnh và tải trọng đo gió mạnh
nhất cũng như các điều kiện xung lực khác gây nên
2 Điều kiện thay cáp: Cáp hong chủ yếu đo mỏi, cho nên nó không xẩy ra tức thời mà phát triển đần dần Thời gian phá hồng thường kéo dài, dạc biệt là cáp làm việc trong chế độ nhẹ Quá trình phá hỏng cáp là quá trình đứt đẩn từ ngoài vào trong Do đó trên cơ sở nghiên
cứu và kinh nghiệm sử đụng mà người ta đã quy dịnh số sợi đứt cho phép trên một bước bén,
chưa đến giới hạn đó cáp vân làm việc an toàn TCVN 4244-86 quy dịnh việc kiểm tra, bảo dưỡng và thay thế cáp Số sợi bị đứt cho phép của một số cáp cho trong bảng 3-3 sựi thép đứt cho phép trên một bước ben [TC TT Kết cầu cáp Hệ số an loàn bền, nụ 6x19 = 144 6x 37=222 Bên xuôi Bên chéo Bến xudi Bên chéo <6 6 12 " 12 &+1 7 14 13 t6 >1 8 l6 1? 30 Nếu số sợi đứt chưa đến giới hạn cho phép nhưng lớp sợi ngoài cùng đã mòn đến 40% thì vẫn phải thay cáp 3,L.6, Cô định đầu cáp
Kết cấu cố định cáp và bố trí cáp trên thiết bị nâng phải loại trừ dược khả năng cáp bật khỏi tang hoặc rong roc và cáp bị ma sát với các phân kết cấu của thiết bị hoặc cấp khác
