Phần 2 cuốn sách Tìm hiểu kiến thức về máy nâng chuyển và thiết bị cửa van giới thiệu các nội dung: Máy nâng đơn giản, các loại máy trục, thiết bị đóng mở cửa van, máy vận chuyển liên tục, băng tải cao su, băng bản, vít tải, guồng tải. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Trang 1Chuong 9
MAY NANG DON GIAN
Máy nâng đơn giản là các loại máy chỉ có một co cấu nắng; thông thường là một thiết bị riêng lẻ, làm việc độc lập, đễ tháo lấp, di chuyển đến vị trí mới Các loại máy năng đơn giản thường gập: kích, tời, các loại pa lăng
9.1 KÍCH
Cơng dung: Kích là một máy nang đơn giản đũng để nâng vặt lên một chiều cao nhỏ, có
thể nâng được tải trọng từ 0,5 + 750T, chiều cao nâng đến 0,8m, kích chuyên đùng trong ngành đường sắt có chiều cao nâng đến 2m Kích thường được đũng trong sửa chữa, lắp ráp
như kich 6 tô, tàu hoả, trong xây đựng v.v Do đó kích phải có kích thước nhỏ gọn, trọng lượng bé để dé vận chuyển Dẫn động kích thường bằng tay Kích có 3 loại chính: Kích thanh răng, kích vít và kích thuỷ lực
9,1,1 Kích thanh răng
Kích thanh răng có cẩu tạo tương đối đơn giản bao gồm thanh răng 2 chỉ chuyển dộng
tịnh tiến lên xuộng (đo thân
thanh răng là hình chữ nhật trượt trong bạc dần hướng 3} nhờ hệ thống truyền động từ lực K trên tay quay ó qua hai
cập banh rang 5 dén bánh răng cuối 4 an khép với thanh răng 2 (hình 9-I) Trên đỉnh thanh rang 1A mii kich / dat vat nang
Q Kích có thể có bần nàng phụ 7 đặt bên hóng của thân kích (đặt bàn nâng kiểu này tải đặt
bị lệch tâm và chi nang được
tải trọng bằng một nửa tải trọng
Trang 2Thông thường kích thanh răng có thể năng được tải trọng dén 30T va chiéu cao nâng được đến 0,8m (bảng 9-1 và 9-2) Để có kích thước nhỏ, các bánh râng đắn có số
răng ít nhất thường từ 4 đến 6 răng và phay trực tiếp trên trục Vật nâng được giữ ở bất cử vị trí nào, nhờ có hệ thống cóc hãm lắp trên tay quay Để an toàn trong sử dụng
người ta đùng tay quay an toàn có phanh tự động với mặt ma sát tách rời Khi hạ Vật, ta đổi chiều cóc hãm, chiều quay và tốc độ hạ vật được khống chế bởi hệ thống phanh tự động hoặc cơ cấu an toàn Nguyên lý loại phanh này dã được trình bày trong chương 4 mục 4.3.2 Từ hình 9-1, có thể xác định tỷ số truyền của truyền động: BH, (9-1) Kan 4 Z2 Trong đó: K - lực tác đụng trên tay quay, N; a - bán kính tay quay (0,25 + 0,3m); ị -hiệu suất của bộ truyện (0,55 + 0,65, giá trị lớn đùng cho kích có tải trọng nâng nhỏ) Q- tải trọng nâng, N;
R, - bán kính vòng chia của bánh răng cuối ăn khớp với thanh răng, m;
Z¡ =7; = 4- số răng của các hánh răng chủ động; Za = Z4 - SỐ răng của các bánh răng bị động
Trang 3Bang 9-1 Kich thanh rang có dé Chiêu Kích thước (mm) Tạo Lực | Khối Kiểu To] ¡ Q, mang | bự | g | ô | đ mm cao |blr |BÍN | ke K, | lượng, | Hình 220 25 343 80 6L 750 | 155 | 182 | 280 | 200 | 33 16 220 $ 370 90 77 | 780 | 195 | 225 | 280 | 200 | 47 2 z21 7.5 380 105 | 79 | 780 | 218 | 245 | 300 | 200 | 29 31 Z21 10 380 80° 80 | 800 | 228 | 245 | 300 | 200 | 46 36 Hình Z21 _ 15 400 135 | 90 | 870 | 248 | 265 | 380 | 300 | 57, 54 92 Z21 20 300 125 | 85 | 935 | 340 | 275 | 380 | 300 | 49 80 Z2I 30 330 125 } 85 | 1065 | 359 | 3:0 | 380 | 300 | 73 108
“Thanh răng trong quá trình làm việc bị nén bởi tải trọng Q Mặt khác chịu uốn do lực trên rang của thanh răng khí ăn khớp với bánh răng cuối gãy ra Công thức tổng quát tính bền thân thanh ráng là:
g=-g, — gu = _ <[o], Nim? 2)
©
4 (at pei
Oday Mày =[ap+PF |e Nmm; (9-3)
h b - các kích thước của canh mat cat than kich, mm;
© - khoảng cách từ tâm trục kích đến đường chía răng trên thanh rang, mm; P - lực vuông góc với trục thân kích, N,
Í - khoảng cách hai gối trượi của kích, mm;
đ, c - khoảng cách dat bánh răng an khớp với thanh rang đến 2 gối tựa, mm Bảng 9-2 Kích thanh răng để tròn
Tái Chiếu Kích thước (mm) Lực | Khối
Trang 49.1.2 Kich vit
Kích vít có cấu tạo đơn giản baa gồm một trục vít 3 (chỉ chuyển động tịnh tiến do thân
trục vít có rãnh trượt đẫn hướng), đai ốc 4 quay tròn ăn khớp với thân vít, bàn nâng /, tay quay 2 và vỏ kích 5 Khi làm việc, tác động lực K trên tay quay có cánh tay đồn 2, mô men
được truyền qua thân kích 3, nhờ ăn khớp với đai ốc # và dai ốc đứng yên trên đẩy thân vít
đi lên hoặc hạ xuống, thực hiện nâng hạ của kích vít (hình 9-3) Trên đỉnh trục vít là bàn
nâng 7 tải trọng Q Kích vít có thể nâng được tải trọng đến 30T và chiều cao nâng đến
0,4m Lợi dụng tính tự hãm của truyên động vít đai ốc để giữ vật nâng khi đừng tay quay Để không phải quay toàn vòng trong quá trình nâng hạ vật, người ta kết cấu tay quay theo kiểu lắc qua lại nbờ cơ cấu bánh cóc hai chiều Hiệu suất của kích vít thấp chỉ 0.3 + 0,4
Kícb vít dược sử dụng nhiều ở vận chuyển đường sắt, để lắp ráp khi sửa chữa đầu máy
loa xe Trong Tinh vuc
này, người ta thường sử dụng một cạm gồm 4 kích
VÍt với tổng tải trong nang
dược 100T, chiều cao nâng
đạt từ 1/2m + 2/2m Cố hai
loại truyền động: quay
tay và loại kích vít chạy bằng động cơ điện và cả 4 vít được truyển động từ một động cơ, nếu truyền động bằng nhiều động cơ khác nhau phải có chung khởi động từ, bộ khống
chế, kiểm soát để cơ cấu
Trang 5Mô men cần thiết trên tay đờn: M=Ka=Qr,, tg (a +p) (9-5) Điều kiện tự hãm khi: f =tạp =0,1 hay p= 6Ÿ, ở đây œ= 4 + 59 Nếu gọi r là hán kính trung bình giữa điện tích ma sát của đầu kích và f, là hệ số ma sát giữa chúng thì:
M=Ka= QIr, tg (at p) + rf] (9-6)
Hiệu suất của kích: tga n= — “+ (9-7) tg(Œ+p)+—h & Trong thực tế rị = 0,3 + 0,4 Thân trục vít bị nén và bị Vi vay ứng suất nén của thân vít: = 2 Nin? nd? (9-8) 4 0, Ứng suất cắt của thân vít: "` (9-9) We ad 16 Trong đó : dục đường kính của thân ren vit "Từ đó: =2 +4+ˆ <iø] (9-10)
[a] = 10000 = 15000 N/cm’ cho trudng hop quay tay;
Ic) = 8000 + 10000 N/cm? cho truyén động máy chế độ nhẹ; [o] = 6000 + 8000 N/cm? cho truyền động máy chế độ nặng
Thân vít bắt buộc phải kiểm tra theo điều kiện ổn định và đứng vững
9.1.3 Kích thuỷ lực
Kích thuỷ lực dược sử dụng để địch chuyển và nang hạ kết cấu nặng, thường đùng để
phục vụ lắp ráp, sửa chữa trong ngành xảy dựng, trong ngành chế tạo máy và nhiều ngành công nghiệp khác
Nguyên lý hoạt động của kích thuỷ lực được thể hiện trên hình 9-4 Khi lắc tay dan 8 có
tỷ số L/a sẽ làm chuyển động hơm pít tông 6 sang trái và ép chất lòng qua van một chiều 5
(lúc này van 4 được đóng lại) sang khoang đáy của xi lanh thuỷ lực 3 đẩy pít tông 2 di lên
Trang 6Khi pít tông 6 chuyén dong sang
phải, van 5 được đóng lại và van K
một chiều ở đưới bơm pít tông mở 7
ra, chất lỏng trong khoang chứa 7 a 4
vào bơm do chênh lệch áp suất Khi /
muốn hạ vật nâng Q, ta mở van xã ⁄ wa Vf fi;
và đo trong lượng vật nâng tác dụng, fi,
lên pít tông 2 nén và đẩy chất lòng D 4
được chảy về khoang chứa Tốc độ — j _# 2
hạ vật phụ thuộc lượng đầu được ’
chay qua van 4, Théng thudng chat
lông là dầu công nghiệp hoặc hợp :
chất của 2 phẩn nước 7 phẩn [R.TTHT
giyxêrin Bơm có thể gắn trực tiếp = 'Y
thành một khối với thân kích hoặc Kmememmam=tf
đặt rời và có ống đẫn nối với thân
kích Tải trọng nâng dược phụ thuộc Hình 9-4 Kích thuỷ lực vào áp suất p của bơm và diện tích
day cia pit tong 2
Kích thuỷ lực làm việc êm, chính xác, có độ tin cậy cao, dé điêu khiển Tải trọng nâng
đến 750T; chiều cao nâng đến 0,?m; khối lượng của kích trong khoảng 15 + 700 kg Din
động cho kích loại nhỏ bằng tay và loại lớn có thể bằng máy Từ hình 9-4 có thể tính: KL=Pa Trong đó P là lực trên bơm pít tông Từ điều kiện cân bằng áp suất ta có: 9P 2 = =—,Nimm’ 9-11) P FoR, l/mm' Lực cần thiết trên tay quay: 2, - “` (9-12) DLn n "Trong đó: F= T5 điện tích tiết điện pit tong nang vat 2, mm?; 2
F, = 4 diem tich tiet dign pít tông bơm, mm”;
d - đường kính pít tông của bơm (dz 16), mm; D - đường kính trong xi lanh nang vat, mm;
Trang 7L.- chiều đài tay quay (thường là nhỏ hơn 700), mm;
a - khoảng cách từ tâm quay của tay quay đến trục bơm pít tông, mm; p - áp suất bơm pít tông (p = 4000 + 5000 N/cm?),
rị - hiệu suất bộ truyền khoảng 0,7;
i - tỷ số truyền
3
đ z
Tỷ lệ Dp có thể chọn theo ý muốn nên có thể chế tạo được kích có sức nâng lớn mà khối lượng và kícb thước nhỏ Tuy nhiên giới hạn kích thước kích pbụ tbuộc độ bền của vật liệu làm kích Áp suất trên thành xi lanh có thể tính: ø =p(k ~]), N/mmỸ, (9-13) Trong đó: D 2 1 4 D ] k=——"*2;: k được xác định khi biết tỷ lệ > va cé thé tra theo bang 6-3, D ng I- (Du Dạ- đường kính ngoài của xi lanh Bảng 9-3 Hệ số k DAD, 01 02 03 04 05 0,6 07 08 09 0,97 k il 12 13 1.45 4,75 225 30 45 95 10
Kích thuỷ lực thông dụng thường có tải trọng nâng từ 7 + 300T; chiều cao nâng đến
0,16m, trọng lượng bản thân từ 45 + 700 kg Mat s6 thi du ghi trong bảng 9-4 Bảng 9-4 Kích thuỷ lực Tải trọng, T 25 50 100 200
Trang 89.2 TOL
Tời là một thiết bị nâng đơn giản, bộ phận nâng là dây mềm Tời được đặt cố định và
không thay đổi vị trí trong quá trình hoạt dộng nâng vật Tời đùng để nâng tải lên cao, kéo
tải trên mặt phẳng ngang hoặc xiên Tời có cấu tạo là một cơ cấu nâng, thường ding tang
trơn để có thể cuôn được nhiều lớp cáp mà kích thước nhỏ gọn hoặc cỏ thể dùng tang ma
sát để dung lượng cáp it ma văn bảo đảm chiều đài công tác Thông thường khí dàng tời
không đòi hỏi vận tốc nâng chính xác Bộ phận đẫn động của tời là động cơ điện, động cơ đốt trong hay lực cơ báp Bộ phận truyền động cũng là các cặp bánh răng và bộ phận phanh
hãm có thể là phanh tự động, phanh đai kết bợp các thiết bị cóc hãm như đá trình bày ở
chương 4; ngoài ra còn có các thiết bị điều khiển
Theo nguồn dẫn động có thể chia ra: tời tay va toi may "Theo công đụng có: tời nâng, tời kéo và tời cho cơ cấu quay
Theo số tang có thể chia ra: loại một tang và nhiều tang
Hình 9-5 Tôi tay gan trên tường
1-Tang; 2- Khang: 3, 6, 9, 10- Bánh răng; 4- Phanh: 3- Tay quay; 7- Trục; 8- Bánh cóc, cóc
9.2.1 Tời tay
‘Tdi tay thường kéo được lực 0,5 + 2 tấn Vì kích thước và khối lượng nhỏ nên tời được định vị trên tường (hình 9-5), trên trần và trên sàn (hình 9-6) Tời đùng để lắp ráp, xếp dỡ
hàng tại một vị trí nhất định Vĩ tải nhỏ nên đẫn động hằng tay Bộ phận truyền động có thể
là các cặp bánh râng thẳng hoặc bánh vít trực vít
“Trên hình 9-6 là sơ đồ cơ cấu nâng dẫn động bằng tay đặt trên nên Trong đó tay quay /
Trang 9cập bánh răng trung gian 3 Trên tang có cáp 7 Toàn bộ cơ cấu được lắp trên hai thành 5 có các cơ cấu định vị ổn định và được liên kết với nền bằng các bulông 6 P "Tỷ số trưyền chung của tời tay này có thể tính: 2 D, 1 1 Mm, Sot 3 a #2 2-355 - J = Mẹ Prmk = tigi 5 (9-14) 4 J Trong đó: Wi § a = bo
Mụ; - mô men trên trục tang, Nm; t— H
M,,- m6 men trén tay quay, Nm, x
“ h ái SỈ
iy in, là - tỷ số truyền của các cặp bánh răng
r - bán kính tay quay, m; Hình 9-6 Sơ đổ tời tay trên nên
k - hệ số không đều, 1-Tay quay; 2- Cóc hãm: 3- Các cặp
m - số người quay; bánh răng trang gian, 4- Tang,
Š - lực căng lớn nhất trong đây cáp, N 3- Thành hộp, 6- Bu lông đế; 7- Cáp
9.2.2 Toi máy
“Tời máy là tời mà bộ phận dẫn động bằng động cơ, thường là động cơ điện, cũng có thể bằng động cơ đốt trong Toàn bộ các bộ phận của tời: Động cơ dây cưỡn, bộ truyền, các
khớp, tang và các thiết bị điều khiển đều được liên kết bằng bu lông trên một bệ thép hàn Như vậy cả hệ thống luôn được ổn định, chống được lực kéơ ngang hoặc nghiêng, đồng thời để đàng trong việc vận chuyển, lắp đặt Tời điện có tượng cáp rất lớn đến 400 mị có thể kéo hoặc nâng được tải trọng lớn Khi sử dụng trong điều kiện nâng, kéo với nhiều tải trọng
khác nhau như trong làp ráp xây dựng, lắp đặt máy, tồi phải có nhiều tốc độ để có thể điều
chỉnh đúng vị trí lap đặt, tốc độ cao để kéo nhanh móc không tải nhằm rút ngần thời gian
trong một chu kỳ làm việc
‘Toi có nhiều loại: tời một tang (hình 9-7), tời ma sát, tời nhiều tốc độ
Tời điện trên hình 9-7 được sử dụng rộng rãi nhật trong các công trình xây dựng, trên các bến bãi lắp táp Thông thường động cơ của tời máy thường dùng loại dây cuốn và khởi động bằng các nấc diện trở Vì dung lượng cáp lớn, kéo hoặc nâng tải trọng lớn nên đòi hỏi
cần nhiều tốc dộ dể rút ngắn chu kỳ làm việc Động cơ 2 được liên kết với hộp giảm tốc
bằng khớp đàn hồi có bánh phanh 3, Phanh ở đây là loại điện thuỷ lực 5 lam việc êm và chắc chắn, khi phanh không bị dừng đột ngột
Tang cuốn cấp ó được nối với hộp giảm tốc nằm 4 bằng khớp răng và đầu thứ hai đặt trên gối đỡ 7 Phần cuối của trục tang có nối với cơ cấu hạn chế hành trình dể kiểm soát
tượng cáp có thể nhả hết và cuốn hết trên tang
Trang 101010 Hinh 9-7, Toi may J+ Khung thép hàn; 2- Déng co dién; 3- Kháp + phanh; 4- Hộp giảm tốc; 5- Bình điện thuỷ lực —=————T [| f / eae của phanh; 6- Tang cuốn cáp; 7- Gối đỡ tang, 8- Công tắc fy ạn chế hành tri 'hế hành trình ls Woe Lael | : | a t| 8 CS tì
Trên các bến cảng, bến tàu, nhà ga người !a thường sử dụng tời ma sát có tang lõm yên ngựa dể kéo tàu, kéo toa xe khi cẩn thiết Nguyên lý loại tang này đã được trình bày trong
phần tang ở chương 3
Trên hình 9-8 giới thiệu một loại tời máy đùng phanh tự động với mật ma sát tách rời
Trên hình 9-8a là cơ sở lý thuyết tính mô men ma sát trên đĩa ma sát dùng trong phanh: # 2ntuy Mạ, = zfp [ | dBdr = 2nfzp: fi Ow 3 (9-15) Lực đọc trục cần thiết để tạo mô men ma sát: N= apliy — tự)
'Trên hình 9-8b là kết cấu tay quay an toàn khi dẫn động bằng tay Trên hình 9-8c kết cấu phanh dủng trong pa King
Trang 11Trên hình 9-§d là cơ cấu phanh tự động có mặt ma sát tách rời Trên trục ren truyền
động / có gan đĩa ma sát 2 Trên trục có ren A án khớp với may ơ của bánh răng 3, Mặt bên của hánb răng 3 có mật ma sát B tiếp giáp với mặt bánh cóc 4 Bánh cóc 4 lắp lỏng
không với đường kính may ơ của bánh răng ? Trên trục / còn lắp bánh răng ố ăn khớp với Đánh ràng 7 trên trục tang 8
Hình 9-8 Tời máy sử dụng phanh tự động có mặt mã sắt tách rồi 1- Trục ren: 2- Đĩa ma sát; 3- Bánh răng; 4- Bánh cóc; 5- Các; 6- Bank rang truyén; 7- Bánh răng; 8- Tang; 9- Động cơ; 10- Bánh tăng
a) Khí nâng vật: Khi dộng cơ 9 làm việc để nấng vật, bánh răng 20 truyền chuyển động sang bánh ở làm cho bánh 3 vùa quay vừa tịnh tiến và mặt B ép bánh cóc 4 vào mật ma sát 2, Lúc đó các đĩa ma sát B, bánh cóc 4 và 2 tạo thành một khối quay cùng với trục / và
bánh rang 6 truyền chuyển động cho bánb răng 7 làm cho tang quay và cáp nang vật lên
Khi ngừng quay, vật được giữ ở trạng thái treo, đưới tác dụng của trọng lượng vật nâng, các đĩa ma sát B, 2 vẫn ép chặt vào bánh cóc Z và cóc 5 giữ cho bánh cóc cùng trục / không
cho quay theo chiều hạ
Trang 12b) Hạ vat: Động cơ quay theo chiều ngược lại, bánh ring /0 truyền chuyển động quay
cho bánh răng 3 làm chơ bánh rang 3 vừa quay vừa tịnh tiến đọc trục theo chiều ngược lai và tách khỏi bánh cóc 4 Bánh răng 3 quay theo chiều hạ vật với vận tốc không déi «) Khi đó vật được rơi tụ đo và bánh râng 7 truyền chuyển động cho bánh ráng 6, tốc độ
trục 7 tăng lên dần cho đến khi dại được vận tốc góc œ; thì bánh rãng 3 đứng yên, kbông chuyển động tịnh tiến Vật nâng tiếp tục rơi và vận tốc gốc của bánh răng 6 tiếp tục tăng
và khi lớn hon @, thi bánh răng 3 địch chuyển theo chiều ép đẩn mật ma sát B vào bánh cóc Z và đĩa 2 làm vặn tốc góc của bánh răng ó giảm, cho đến khi nhỏ hơn w, n6 fai tách
đĩa ma sát ra khỏi bánh cóc 4, Cứ như thế chu trình trên được lập lại Như vậy vật nâng
được hạ theo chu kỳ lập đi lập lại Đề tốc độ được đều người ta rút ngắn chu kỳ dịch
chuyển của bánh rang 3 bằng vòng điểu chỉnh sao cho khe hở giữa bánh rãng 3 và bánb cóc 4 là nhỏ nhất có thể
Các mật ma sát B, trong phanh tự động với mật ma sắt tách rời, thường được tra đầu để phanh làm việc êm Với cơ cấu dẫn động máy, phanh được đặt trong bể đầu Quãng đường
phanh phụ thuộc vào tỷ lệ giữa lực quán tínb của các phần quay trong cơ cấu và trọng lượng vật nâng quy về trục đặt phanh Trọng lượng vật nâng càng nhỏ thì quãng đường phanh
càng lớn và ngược lại Dề giảm quãng đường phanh, trong các cơ cấu dẫn động máy, người ta thường đặt thêm phanh thường đồng trên trục động cơ để đập tắt động năng của các phần quay trong cơ cấu tù trục động cơ đến trục phanh
Mô men xoắn trên trục dat phanh đo vật nâng gay ra:
a, - 22 Nmm; ai (9-16)
Trong đó:
Q - di trọng nâng, N;
D,- dường kính đanh nghĩa của tang, mm; a - bội suất palăng náng vật;
i.ny - tỷ số truyền và hiệu suất truyền động từ trục đại phanh đến trục tang
M, có xu hướng ép các đĩa ma sái M vào bánh cóc 4 và cân bằng với mô men ma
sắt tại đĩa ma sắt với bánh cóc 4 và ma sắt tại ren vít
M, = PIR,, + Prtg(œ + p) (9-17)
f - hệ số ma sắt giữa các đĩa và bánh cóc; r - bán kính trung bình của ren vít, mm; œ- góc nâng của ren vít;
Ð - góc ma sát của ren vít (o = 2+3”, ngâm trong dầu);
Rạ, - bán kính trung bình của các mặt ma sắt giữa 3 và 4,
Trang 139.3, PA LANG
Palang là một loại máy nâng dùng để nâng hạ vật, thông thường dược treo trên cao có
thể treo tại chỗ hoặc có lắp thêm cơ cấu đi chuyển để chạy dược trên cạnh đưới của dầm
chữ I Pa lãng có kích thước nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ Pa lãng có hai loại: pa lãng xích dẫn động tay và pa lãng điện 9.3.1 Pa lăng xích lện trên hình 9-0 Được thể Pa lãng xích thường dẫn động
bang tay được đùng trong các phân
xướng lầp rấp, sửa chữa, phản xưởng cơ khí riêng lẻ, nơi không có diện, sử dụng không thường xuyên,
không đồi hỏi tốc độ năng lớn,
chiều cao nâng thấp Thông thường khi làm việc, pa lâng xích được treo tại chỗ ở một độ cao cần thiết Do
vậy để đẫn động phải dùng xích kéo tay vòng qua bánh kéo lầm quay trac đẫn của pa làng Người điều khiển đứng ngay trên mậi nền
Trên hình 9-9 thể hiện một loại pa láng xích sử dụng bộ truyền hành tính, Xích kéo tay / ăn khớp với
rong rọc xích ⁄ để truyền chuyển
động sang trục Ø đến các cặp bánh
răng hành tính 7 Các bánh răng 7 ăn khớp với vành ráng cõ định $ gắn trên vô và làm cẩn 8 quay và dan đến đĩa xích nâng tải 2 quay và kéo theo xích tải /0 chuyển động lên xuống nâng hoặc hạ tải trên
móc treo Pa láng có sử dụng phanh
tự động 7 với mại ma sát tách rời
Pa lăng xích cũng có sử đụng bộ truyền bánh vít trục vít Kết cấu loại này cũng đơn giản, có khả
năng tự hãm Tuy nhiên hiệu suất
chỉ trong khoảng từ 0,55 + 0,7
Hình 9-9 Pa làng xích dẫn động tay 1- Xích kêo; 2- Đĩa xích tải; 3- Phanh tự á,
4- Đĩa xích kéo; 5- Vành răng cố định; 6- Bánh răng trung gian; 7- Bánh răng lành tỉnh; 8- Cẩn trưng
tâm hành tình; 9- Trục đân; 10- Xích tdi
Trang 14Palang ding banh răng có hiệu suất cao hon từ 0.7 + 0,9 Hiện nay pa lang xích kéo tay
được chế tạo có sức nâng từ 0,5 + 20T
9.3.2 Palang điện
Trên hình 9-10 là một loại
pa lãng điện hoàn chỉnh, có
cơ cấu đi chuyển để chạy
được trên cạnh dưới của dầm
chữ I Loại này thường sử đụng cho cầu trục, cầu trco,
cổng trục một đầm, hoặc dầm l được gắn trên trần nhà xưởng để nâng hạ vật trong
phạm vi không gian mà máy
bao quát Là một co cấu hoàn
chỉnh, được lắp trên cao nên
đòi hỏi phải gọn nhẹ, có độ
tin cậy cao, an toàn trong sử
dụng để điểu khiển và thay
thế phụ tùng
Hình 9-10 Pa lãng điện có cơ cấu di chuyển chạy trên cạnh dưới thép chủ Ï
1- Bánh xe; 2- Ray; 3- Bánh răng thanh rằng, Bảng 9-5 Palăng diện (hình 9-11b) 1 U- | U [1E HE [L [tr
ki a | ES) U8) ise | as |a0ns, 36 |sw3o| số
‘Tai trong, daN 200 | 400 | 750 | 750 | t500 | 1500 | 3000 | 3000 | soca
Trang 15
Hình 9-11 Cầu tạo pa lăng điện
1-Tang: 2- Ô dỡ tang; 3- Vỏ, 4- Động cơ; 5- Các cập bánh rằng:
6- Phanh đại; 7- Đối trọng; 8- Điện từ; 9- Vành răng trong,
13o sử đụng động cơ điện nên
loại này có tỷ số truyền lớn, phải sử dụng nhiều bộ truyền, số rầng và kích thước phải nhỏ nên vật liệu của bánh răng thường chế tạo từ thép hợp kim crôm, crôm
nicken Các bộ truyền thường
được gon trong lòng lang
cùng động cơ điện (hình 9-[ L)
Thông thường pa lãng điện có sức
nâng từ 0,32 + 10T (hin 9-12)
Ngày nay palang điện đã chế tạo
Trang 16Chương 10
CÁC LOẠI MÁY TRỤC
10.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY TRỤC
Máy trục thường là một máy hoàn chỉnh gồm có phần kết cấu thép và các cơ cấu cơ khí
như cơ cấu nâng, cơ cẩu di chuyển, có thể có cơ cấu quay, cơ cấu thay đổi tầm vươn cùng
các bộ phận diều khiển và các công tấc an toàn Máy trục thục hiện nâng hạ vat trong tồn
bộ khơng gian mà máy bao quát Tuỳ theo tính chất công nghệ nâng hạ, điều kiện không
gian, điểu kiện kinh tế mà lựa chọn các hình thức kết cấu thép khác nhau Như vậy tên gọi
của các mấy trục là dụa vào hình đạng kết cấu thép của chúng như: Cẩn trục cột, cầu trục,
cổng trục, cần trục thấp, cần trục tự hành, cân trục chân đế, cần trục cáp, cẩn trục nổi
Các bộ phận cơ khí của máy trục và các phương pháp tính toán chúng đã được nghiên cứu
kỹ ở các chương trước; tính toán kết cấu thép được trình bày ở giáo trình riêng vẻ kết cẩu thép Trong chương này chủ yếu nêu lên một cách tổng thể các loại máy trục tiêu biểu, có
tính chất liên kết các bộ phận cơ khí và kết cấu thép đã nghiên cứu thành một máy hoàn chỉnh, nêu những đặc điểm riêng cần lưu ý, điều kiện sử dụng cho từng loại và có phần tính
toán tổng thể
10.1.1 Kết cấu kim loại của máy trục
Trong máy trục phan kết cấu kìm loại chiếm 60 + 80% khối lượng của toàn máy Vì vậy việc chọn vật liệu và phương pháp tính để kết cấu kim loại bảo đảm dủ bền khi làm việc và đạt được chỉ tiêu kinh tế là điều rất quan trọng Phần kết cấu kim loại thường có hai dạng chính: dạng hộp va dang dan liên kết các bộ phận kết cấu với nhau bằng hàn hoặc
đình tần Do có nhiều ưu điểm vẻ kinh tế và công nghệ gia công nền thỏng thướng sử dụng hàn là chính
1 Vật liệu: Vật liệu sử đụng ở máy trục có đạng thép tấm hoặc dạng thép hình Để bảo đảm tính hần cao nên thường dùng thép các bon, thép kết cấu hợp kim thấp hay hợp kim nhôm Đối với loại máy trục có trọng tải lớn trên 75T, các thanh chịu tải thường chế tạo bằng thép kết cấu hợp kim thấp, có độ bên cao hơn thép các bon, nhằm mục đích giảm trọng lượng và chống an mòn khi làm việc ngoài trời Tuy nhiên khi dùng thép hợp kim cần chú ý sử dụng biện pháp công nghệ hợp lý để giảm ứng suất tập trung vì loại này có độ nhạy caơ đối với sự tập trung ứng suất khi tải thay đổi Một nhược điểm nữa khi dùng thép hợp kim là giá thành thường cao
Trang 17Biện pháp để giảm khối luợng kết cẩu là đùng hợp kim nhôm So với thép các bon thì khối lượng hợp kim nhôm nhỏ hơn 2,8 + 3 lần, có tính chống ăn mòn cao, cơ tính tương
đương thép các bon, nhưng có mỏ đun đần hỏi thấp, bằng một nữa thép các bon, nên làm
tăng biến dạng đàn hỏi và cbu kỳ dao động của kết cấu Do vậy sử đựng dang hop hay dang
ống thì lưu ý chiều cao dâm phải cao hơn loại thép các bon 20 + 30%
3 Tải trọng tính: Khí tính toán kết cấu thép máy trục, cẩn biết đầy đủ các loại tải trọng,
i tri đạt tải Các tải bao gồm: tải trọng cố định, tải đi dộng, lực quán tính, tải trọng gió và
4) Tdi cố định hay không di động: bao gồm trọng lượng phần kết cấu thép, cơ cấu di
chuyển, buồng điểu khiến và những phần cố định khác Thông thường các loại tải trọng trên được xem như phân bố déu trên suốt chiều đài kết cấu và được tính: tụ =kịg Đối với cần trục cần gật thì tải treo tại đầu cần tại thời điểm tinh coi nhu không di động: Pạ = kạQ, Nị Trong đó: k, - hệ số điều chỉnh kể đến hiện tượng va đập khi đi chuyển; khi v < 60mýph lấy k, = 1, khi v > 60m/ph thì lấy kị = LL q - tải không di động phân bố đều, Nún; ky phụ thuộc chế độ lầm việc của máy trục: chế độ làm việc nhẹ thi ky = 1,1; trung bình: kạ = 1,2; nặng: kạ = 113 b) Tải trọng di động: là tải của các bánh xe tác động đọc theo kết cấu trong quá trình di chuyển: P=Py.+ Py, Ni Trong đó: P,,- dp luc trong lượng xe, N; Pạ- áp lực do tải trọng nang, N
©) Lực quán tính ngang: là lực xuất hiện khi phanh hoặc mở máy, có hướng tác dụng thắng góc với hướng đi chuyển của máy trục
d) Tai trong xoắn: thường do mô men xoắn gây ra trong trường hợp sau đây:
- Khi tải trọng thắng đứng được đặt công xôn so với đầm chính
- Khi tải trọng thẳng đững đặt công xôn đo trục đường ray đặt lệch so với trục đứng của
đầm chính
- Khi lực quán tính ngang đật công xôn đối với trục ngang của tiết điện đảm cuối trong trường hợp không có hệ thống liền kết kín
Trang 18e) Tdi trong giá: khi máy làm việc ngoài trời (đã trình bày trong chương 2)
J) Ket hop tdi trọng tính: Kết hợp tải trong hai trường hợp:
Tải trọng chính: Bao gồm các loại tải trọng cố định và xoắn nếu có
‘Tai trọng phụ: Baơ gồm tải trọng quán tính ngang và gió ở trạng thái làm việc
Ngoài ra cồn có thể xét thêm trạng thái không làm việc để tính một số bộ phận như
kẹp ray
3 Các phương pháp tính kết cấu thép
Có thể chọn hai phương pháp để tính kết cấu kim loại:
4) Tính theo ứng suất cho phép: Xét điều kiện bên ở mặt cắt nguy hiểm nhất: may S[Ø];
IøI=^%; "n
[x]=0,6 [ø] b) Tính theo trạng thái giới hạn
Nhược điểm cơ bản của phương pháp tính theo ứng suất cho phép là không kể đến biến dạng đẻo của vật liệu, mà vật liệu của kết cấu chủ yếu là loại đẻø Do tính tại mặt cắt nguy
hiểm (để chọn kết cấu tổng thể)
nên đã coi kết cấu mất hết khả
năng chịu tải trong khi chỉ một †—FR1
điểm của kết cấu ở trạng thái 2 4
nguy hiểm Chính vì vay kết quả
tính toán theo phương pháp này có khối lượng vật liệu lớn,
thường không được tiết kiệm
Tính theo phương pháp giới
hạn là xét đến sự làm việc thực
tế của vật liệu ở ngoài giới hạn
đàn hồi Đây còn gọi là phương
pháp tải trọng phá hoại Như vậy kết cấu kim loại không đặt trong
trạng thái làm việc mà đặt trong trạng thái giới hạn, hay trạng thái kết cấu mất khả nâng chịu
tải, không làm việc bình thường, có biến dạng quá mức và sinh ra
Trang 19phương pháp này tiết kiệm vật liệu hơn Ngày nay do sự phát triển của kỹ thuật máy tính,
người ta đã có các phần mềm tính toán kết cấu thép để chọn được kết cấu hợp lý, tiết kiệm vật liệu, bảo đảm an toàn và ổn định cho máy trục làm việc
19.1.2 Các cơ cấu máy trục
Các cơ cấu máy trục đã được trình bày ở các chương trước Khi sử đụng chúng vào trường hợp cụ thể phái lựa chọn sao cho phù hợp với hình đạng kết cấu thép để dễ đàng
trong lap ráp, vận hành an toàn và bảo đảm mỹ thuật Các cơ cấu thay đổi tầm vươn chỉ có ở các loại máy trục có cần như cẩn trục cột, cần trục tháp, cần trục nổi, cần trục cảng và cũng chỉ có các loại này mới có cơ cấu quay Một đặc điểm của loại cần trục là khi thay đổi tầm vươn từ xa vào gần tâm quay (hay ngược lại) thì vật nâng phải đi chuyển ngang, không, thay đổi độ cao, để tránh gây ra tải trọng động Kỹ thuật này có nhiều cách và đã được trình bày ở phân trước Ngoài ra để bảo đảm độ én định của cần trục cẩn lưu ý sử dụng các công,
tắc hạn chế hành trình và mo men quá tải Trong đồ đáng lưu ý phải luôn bảo đảm công
thúc mô men tải:
Q,Ly= hang s6
Q, là tải nâng và biến đổi theo chiều vươn L„ của cần 10.2 CAN TRUC QUAY TINH TAI
Cần trục quay tĩnh tại gồm có hai chuyển động chính: nâng hạ vật và quay xung quanh cột cố định Cấu tạo chung của cần trục cột gồm có ba phần: phần kết cấu thép, cơ cấu nang và các hộ phận tựa quay cừng cơ cấu quay Phần cơ cấu quay có thể không có đối với loại tải trọng nhỏ, không quay thường xuyên, không quay toàn vòng, ví dụ: loại cần trục cột
đũng để nâng hạ phôi và lấy
sản phẩm trên máy công cụ Thông thường các loại cẩn trục quay tĩnh tại có chiế vươn cân không lớn Cũng có
Trang 20qua hep gidm t6c 8 dén cap banh rang 7, trong d6 bénh lén gin chat với cột 5 Cơ cẩu nâng 6 đặt trên giá gắn vào khung kết cấu thép Khung gồm thanh kéo 2 và thanh cẩn chống /0 Cáp 3 được vắt qua ròng rọc đầu cần đến ròng rọc đi động có lắp móc treo vật Trên hình
10-1b là cơ cấu quay khơng tồn vịng đùng ngun lý truyền động cáp ậ 1 I eye: 8 tt EE T2 T1 XS e ề 10 [“Z 6 à 4000 1000 1 } § 1000 | / 5000 5Tý 1080 5300 118 ÁẶ Hy pe 140 Hình 10-3 Cẩn trục cột có xe tải di chuyển
1- Cột quay; 2- Ổ đỡ dưới; 3- Ổ đỡ trên; 4- Các thang giảng; Š- Xe con: 6- Móc cẩu: 7- Cơ cấu chặn; 8- Cơ cấu nâng: 9- Quay tay; 10- Cơ cấu di chuyển tay: 11- Xích kéo xe
Cân trục quay tĩnh tại thường sử đụng để nâng hạ phôi lên máy công cụ, lắp trên ôtô để
xếp đỡ, ở phân xưởng sửa chữa, hoặc một khâu trong một đây chuyên sản xuất mà ở đó cần
thiết phải có cơ cấu nâng hạ vật
Theo phương pháp quay, cần trục cột được chia ra: Loại cột quay và loại cột cố định 10.2.1 Can truc cột quay
1 Cột được lắp và quay trén hai 6 dé
Ổ trên chống lại lục ngang có hướng vuông góc với đường tâm trục đứng của cột O
đưới có khả nang chống lại lực ngang và lực dọc đo tải trọng gây nên
Trên hình 10-2 là một loại cần trục cột áp tường, có các tải trọng tác dụng và biểu đồ
mô men uốn của phần kết cấu thép Cần có thể hàn cứng cũng với cột, có thanh kéo và
Trang 21thanh chống theo hình 10-1; cũng có thể có kết cấu cần nằm ngang để xe con có thể chạy
trên đó như hình 10-2, hình 10-3 Ổ trên được định vị cố định lên tường và máy có thể quay 180" quanh tâm cột Khi muốn quay toàn vòng thì ổ trên phải định vị trên trần nhà, hoặc
trên mội xà ngang (hình 10-5) Lúc này cẩn trục có thể quay được 360” Dé giảm hớt
lực tác đụng ngang, người ta có thể lắp thêm đối trọng ở phía đối điện với phía treo tải (hình 10-5) Tải trọng nâng của loại cân trục này từ 2 đến 5T, có bán kính quay đến 6,3m x r1 9 #) g 9)
Hình 10-4 Các loại ổ dữ trên, dưới và tải tác động
2 Xác định phần lực gối tựa khi quay
“Thông thường chiều cao lý thuyết của cột h = 0,5a {a là chiều vươn cần, hình !0-2) Khi cơ cấu nâng lắp trực tiếp trên thân máy thì coi đó là một ngoại lực tác đụng cùng với
Trang 22Khi tải trọng đặt ở đầu cần (hình 10-2), khoảng cách đến tâm quay là a, khoảng cách từ
tâm cẩu đến tâm quay là e Vậy mô men gây ra là:
Hyh = Hyh = Ge + Qa (10-2)
Từ đó: Hy, =Hp= wees (0-3)
Ổ dưới vừa chịu uốn đo mô men Hy, vừa chịu nén do lực V (hình 10-4a), đồng thời có lực cắt H Từ đó có thể xác định ứng suất tổng hợp tác dụng lên 6 đuới là: Hy, =to,-9,=+—4-—_ Og =t 5-5, = + ; ee = i 32 4 x= H sitl aa o= foi, +37 s[o] (10-4)
Ngỗng trục trên chịu lực uốn và cắt Để thuận tiện cho việc chế tạo, người ta thường chon
kích thước trục trên và trục đưới như nhau Ổ đỡ trên và đưới có thể là bạc (hình 10-4 e, h),
Trang 23Theo chiều ngang, H = «In; P= 7g <[Pol [p,] = 800 = 1200 Nem? “Trong trường hợp cụ thể trên, mô men ma sát khi quay có thể tính theo công thức: d+dy d+dy M=V T+2HS1= (v wd Nin (10-5)
Trong đó: f- hệ số ma sắt: ổ trượt f = 0,01, 6 bi f ~ 0,0015 Trudng hop tinh lay giá trị tầng lên 30% Các thông số còn lại theo hình 10-4
1.2.2 Cần trục cội cô định
Kết cấu của loại này cũng có các bộ phận: phần kết cấu thép có kể cả trục cố định, cơ cấu nâng, hệ thống tựa quay cùng cơ cấu quay
Trang 24Cần trục cột quay tại chỗ với trục cố định được sử dụng để nâng vật
xung quanh một bán kính nào đó Loại này sử dụng nhiều ở đầu máy
toa xe trong ngành đường sắt, có tải đến 5T và tầm với trong khoảng Sm
Khi cần lớn hơn 5m thường phải R
có thêm đối trọng để giảm mô men tác dụng lên phần không quay của cần trục Trọng lượng đối trọng được chọn sao cho khi có tải danh
nghĩa Q thì mô men M; = Mẹ vẻ
phía đối trọng khi không tải: M, = Qa +Gye- Gaye; My = Goze) - Gye Đặt MỊ=M; Hình 10-7 Cân trục cột cổ định cần xiên (10-6)
Phân cột cố định, thường chế tạo từ thép đặc hoặc thép ống kích thước có thể đến 300mm Một đâu ống có đế để lắp cố định lên nên bê tông bằng bu lông vững chắc Chiều
cao cột phải chọn sao cho ấp suất lên hai ổ không quá lớn, đồng thời ngỗng trục không qưá 1o trong điều kiện ứng suất lớn nhất cho phép của vật liệu làm cột và ổ, Cột chịu nền và uơi có thể tính được các tải trọng tác dụng (hình 10-8) theo phương trình cân bằng: V=Q+G;+Gpr Lực ngang trên và dưới: Qa+Gye-Gpre; Hy =Hp h “Tổng áp lực tác dụng lẽn ổ trên: R=vVˆ+H? 'Tiết điện chịu ưốn lớn nhất của cột là tại ổ dưới và có trị số mô men là: imax = Hh
Ngoài ra cần kiểm tra tiết diện ở ngỗng trục trên cách H một quãng y Do sự phân bố
lực cửa loại cần trục cột này nên cột thường có cấu tạo đạng nón cụt (hình 10-8a),
Trang 25Gối tựa trên của cẩn trục này
cũng chịu phản lực ngang và lực
thắng đứng, đo đó cũng sử dụng ổ LHe i
đỡ chặn tương tự như ổ đưới của cần
trục cột quay Gối tựa có thể làm lt
bằng ổ trượt (hình 10-8b) hoặc ổ bị
(hình 10-8c) =
Gối đỡ dưới có thể ding 6 bi
hay ổ trượt đơn giản cho cần trục có
tải nhỏ Đối với loại có tải trọng lớn thường sử dụng các con lần, ví dụ:
loại cần trục cột có đàng đối trọng
sử dụng 4 con lân nhu hình 10-8a
lắp trong một khung có thể điều chỉnh sao cho các con làn tiếp xúc với mặt cột ở vị trí lăn Áp lực lên
mỗi con lăn là:
H Doe
N= 2coso „ khi œ=30” thì Hình 10-8 Sơ đồ cột va 6 dé
N~0,58H
Cần trục thường chế tạo theo kiểu hộp hay kiểu đàn Kiểu hộp có kích thước không gian nhỏ hơn kiểu dàn Kết cấu kiểu đàn (hình 10-6a) dễ xác định lực trong từng thanh khi sử dụng phương pháp Cremona
Cơ cấu nâng của cần trục cột quay ứnh tại ngày nay thường đùng dẫn động bằng động cơ diện nhiều hơn là quay tay Nhưng cơ cấu quay vẫn dùng quay tay nhiều hơn đùng truyền động điện Bởi lẽ lực quay không lớn, không quay thường xuyên, và tốc độ quay
không đòi hỏi phải đều đạn như các loại cần trực lớn khác Riêng cơ cấu di chuyển xe con
thì hầu hết sử đụng quay tay do khoảng cách đi chuyển xe ngắn
10.2.3 Cần trục cột đi chuyển
Trong một số trường hợp đặc biệt người ta vẫn sử dụng kết cấu kiểu cần trục cột quay tĩnh tại này lắp lên bệ xe có cơ cấu đi chuyển trên một đường ray cố dịnh (hình 10-9) Để
ổn định cho quá trình di chuyển và làm việc, trên dỉnh cột phải có các bánh xe cữ chống lật
chạy trong rãnh và di chuyển cần trục này thường bằng xích kêo đặt phía trên Trong phân xưởng có trần thấp, không lắp đặt được cầu trục thì đùng loại cần trục cột di chuyển này rất thích hợp; nó có kết cấu dơn giản, giá thành đầu tư thấp, không gian chiếm chỗ nhỏ, phục vu ning hàng gấp dôi chiều vươn (sang cả 2 phía của đường đi chuyển)
Trang 26i ad tS] mm # Hep} PM, 1S Q ot 2l ữ BE Sted E = H at 4P a) bị b Hình 10-9, Cân trục cột di chuyển Tải trọng nâng có thể Q = 2 + IỮT và chiều vươn cẩn a = 3 + 7m; sử dụng truyền động điện là thích hợp nhất
Lực cần chuyển động: Khi chuyên động đều thì lực cân chuyển động chủ yếu là do ma
sát, vì loại này thường phục vụ trong nhà nên không có lực cản gió Nếu bán kính bánh xe
đi chuyển là R,, hán kính ngỗng trục của bánh xe là rị, bán kính bánh xe cũ trên và đưới
1a Ry, Rạ, bán kính ngỗng trục bánh xe cữ là rạ, rạ, thì lực cản lớn nhất khi di chưyển có
thể tính (cho trường hợp cẩn có tải và đang ở vị trí vuông góc với chiều chuyển động bình I0-9a): V+G 1 Wace (f5, rorvel trae tase) (10-7) 2 3
Trong trường hợp cầu dang mang tải lớn nhất và cần đang ở vị trí càng chiều với chiểu chuyển động của máy (hình I0-9b) thì cần kiểm tra lực bám của bánh xe: Kpin®tam> T (10-8) 1} G yt Hay: pea ran > T Hệ số bám lấy guạm = 0,1 + 0.2
Tốc đô đi chuyển của loại này trong khoảng v = 40 + 80m/ph tuỳ theo tải trọng nàng và chiêu đài cần vươn
Phần kết cấu thép cũng có thể có kết cấu hộp hoậc dàn Lực tác đựng lên kết cấu phụ thuộc vào vị trí của cần so với đường di chuyển Tính toán kết cấu rong trường hợp này cũng giống như cần trục cột đã nêu ở phân trước
Trang 27Ap lực lên bánh xe và các 6: Các tải trọng tác dụng lên bánh xe và các ö phụ thuộc vào vị trí cần Trên hình 10-b ta có thể xác định được các phan luc A, B: E~ccosœ A=i+v L ,Nị —+ccosơ B=92+v ,NÑ 2 L Trong đó : V=Q+Gi+G Khi a = 0 (can & vj trí theo hướng chuyển động của cần trục) thì: A = Ann và B= Boax Còn khi œ = 90” (hình 10-94) thi: A = B= iw +Gạ); “Trong đó:
Q - tai trong nang, N;
G, - t6ng trong luong phần quay, N;
G¿- tổng trọng luong bé va cét, N;
Gpr- trọng lượng đối trọng, N
Mé men can bằng được tính tới điểm lạt ngoài cùng của hai bánh xe (A mụ„ hoặc Bạm„):
Mụ= G5 sa ]xGn[ X+a ]x0;E (6i +Gọr +G2)Z ~G,e +ore; q09)
Mo men lat Miy = ofa-5) (40-10)
Hệ số ổn định:
“Mẹ _ (G + Gạt + G;)L +2(Gare; = Gia)
Mụ, Q(2a-L)
Khi phanh cần trục sẽ sinh ra lực quán tính; mô men phanh được xác định đựa vào vận tốc di chuyển v (m/ph) và thời gian phanh t,(s): (0-11) s= v M„y= m 60gtmụ (G¡hị + G;hạ ~ Gurhợr + Qhmi); (10-12) Trong đó:
hạ, hạ hay - chiều cao từ trọng tâm các khối lượng sinh ra lục quán tính so với
đường ray di chuyển, m;
Trang 28hạ,- chiêu cao tâm ròng rọc đầu cần với giả thiết tải trọng nâng sinh ra lực quán tính quy về đầu cần, m; 8 - gia tốc trọng trường, N/m” Hệ số ổn định khi phanh (tính cho vị trí của cần cùng chiêu với ray di chuyển hình I0-9h): M (G¡ + Gọr + G;)L + 2(Gorea — Giới ) = = (10-13) Mục+ Mm Q(2a-L)+ 6080, (Gihị +G;hị —Gprher + Qhm) Áp lực ngang H, tác dụng lên bánh xe chống lật: 1 oe Qa+ Gye; -Gprez _ Ve Hp = = =—————=—~ b = He = Ho q+h*+œ hy M6 men phanh:
Phan lực trong các ổ của cột:
~ Tính khi cần ở vị trí cùng chiều với ray đi chuyển (hình 10-9b); Hị = HẠ =Hụ =8 + Gie_~ Goren _ Ve (10-14) h h - Khi cần ở vị trí vuông góc với đường ray di chuyển (hình 10-9): hy _Qa+Gie-Gpr; hị _ Qa+Gie-OprS Ha Hị =H§ ee ath bị h+c h+Q bị _Qa+Gia-Gụe; —hị _ Qa+ Gye) - Corer yy» H=Hã = ath hy h+q h+c; Phản lực khi cần quay: N=_Hh 2cosơ
Bởi vì khi quay cần trục thì lực ngang thay đổi từ giá trị lớn nhất Hạ, (cần ở vị trí song
song cùng chiều với dường ray) đến giá trị nhỏ nhất (cần ở vị trí vuông góc với đường ray)
Áp lực lên bánh xe chống lật cũng hiến thiên tương tự Khì cần phải tính chính xác các giá trị, phải kiểm tra hai vị trí ngoài cùng Tốc độ quay chọn từ | đến 3 vg/ph
10.3 CẦU TRỤC
10.3.1 Những văn đẻ chung
Câu trực là một loại máy trục có phản kết cấu thép (đảm chính đọc) liên kết (bắc qua)
bai đầm ngang mà trên hai dâm ngang này có 4 bánh xe để đi chuyển trên hai đường ray
Trang 29song song dat teén vai cot nhà xưởng hay trên dàn kết cấu thép Câu trục được sử đụng rất ng hoá trong các nhà xưởng, phản xưởng cơ
khí, nhà kho, bến bãi Dầm cầu được gọi là đấm chính thường có kết cấu hộp hoặc dần, có
thể có một hoặc hai dầm, trên đó có xe cơn và cơ cấu nâng dị chuyển qua lại đọc theo dim chính Hai đầu của dầm chính liền kết hàn hoặc đỉnh tán với bai dầm đầu, trên
đâu có hai cụm bánh xe, cụm bánh xe chủ động và cụm bị động Nhờ cơ cấu di chuyển cầu
và kết hợp cơ cấu di cbuyển xe con (hoặc paláng) mà cầu trục có thể nâng hạ được hằng ở
Đất cứ vị trí nào trong không gian phía dưới mà cầu trục bao quất (bìnb 19-10 và 10-1 L) rộng rãi và tiện dụng để nàng hạ vật nắng, Y
Hình 10-10 Câu trục hai đâm
Xét về tổng thể cầu trục gồm có pbản kết cấu thép (dầm chính, đấm cuối, sàn công tác,
lan can), các cơ cẩu cơ khí (cơ cấu nâng, cơ cấu đi chuyển cầu và cơ cấu di chuyển xe con)
và các thiết bị điềư kbiển
Dân động cầu trục có thể bằng tay hoặc dẫn động điện Dân động bằng tay chủ yếu
dùng trong các phân xưởng sửa chữa, lắp ráp nhỏ, nâng hạ khong thường xuyên, không đời hỏi năng suất và tốc độ cao
Cáu trục được chế tạo với tải trọng Q = 1 + 500T, khẩu độ đầm chính trong khoảng
L= 4.5 + 32m; Chiểu cao nâng H đến lóm, tốc dộ nâng v = 2 + 40mjph; tốc độ di chuyển xe con dén 60m/ph va tốc dộ đi chuyển cầu đến 125m/ph Để thuận lợi cho nang ha, thao
Trang 30
Hình 10-11 Xe con tiêu chuẩn:
A- Cơ cấu nâng: 1- Động cơ: 2- Khóp nổi; 3- Kháp + paly phanh; 4- Bình điện thuỷ lực; 5- Hộp giảm tốc; 6- Tang: 7- Gối đỡ; 8- Khung đỡ:
9- Rồng rọc cố định: 10- Rồng rọc đi động; 11- Cơ cấu di chuyển xe con
Trang 31Bang 10-1 Câu trục bai dầm hai móc năng (theo tiêu chuẩn Tiệp Khác cũ 270200) bình (0-10 QT Toe độ m/ph Kích thước chính, m
| be OT Vat Ve | Yan | Vee
we ne m |NangiNang] Di |Dich| b| c |D |z|1|T|TIỊ s
jchinh} phy Ích xe| cầu 10,5 025 135 | 4.1 6.40} 2.2 |5.69 16/24] 2 as | 32 20 | 5 | 165 $ 7) F 0,55 so | so 225 | 44 942 285 o2sLoz | sẽ 38 105 0.24 | 0.75 589|I63|265| 2 135 8 04 3 | š | t65 32 054 225 059 24 28,5 0,79 | 0,90 604 10.5 20 | 32 025 135 am [0.40 | 0.91 | 3.2 16.94] 1,6 |2.65] 2.25 so jiasl 163s | | 25 46 | #0 |oaolosp 225 061 | 1.1 f 2,717.24 285 082 "Theo hình dang bộ phan nang ha và mục dích sử dụng mà cầu trục có thể chia
~ Cẩư trục dùng mốc tiêu chuẩn,
~ Cầu trục dùng gầu ngoam,
~ Cầu trục dùng nam châm điện,
- Cầu trục trong lưyện kim,
~ Cầu trục có cơ cấu nâng đặc biệt
Cũng có thể chia cầu trục thẹo hai loại:
- Cấu trục có công dụng chung: Loại này có mốc treo tiêu chuẩn đùng để xếp đỡ, lắp ráp sửa chữa máy móc thiết bị Thường tải trọng nâng không lớn, có thể sử dụng kết hợp gầu
ngoạm, nam châm điện hoặc các loại kìm cặp để nâng hàng rời, hàng khối
- Loại chuyên dùng: Thuờng được chế tạo cho một mục dích sử dụng nhất định do đó phải phù hợp yêu câu về tải trọng nâng và các yêu cầu khác
Trang 32Theo két cu cầu trục có loại một đầm và hai đầm
chính Cẩu trục một dâm thường dùng palăng điện
hoặc palăng tay đi chuyển trên cạnh dưới của dầm 4 chữ I (hình 10-12)
Loại hai dầm thường là dầm hộp, dầm chữ l đật
song song, hoặc đấm kiểu đàn Loại này thường dùng
cơ cấu nâng đặt trên xe con và di chuyển dọc theo Í Co đảm chính
Truyền động của cẩu trục có thể bằng tay hay
bằng điện Hình 10-12 Palằng di chuyển 5
Truyền động bằng tay chỉ cho loại cầu trục có tải tên cạnh thập chữ Ì trọng nâng nhỏ, dùng lấp ráp sửa chữa Loại chạy
điện được điều khiển từ ca bin hoặc bằng nút bấm điều khiển từ mặt đất; trong trường hợp này người điều khiển phải di theo sự di chuyển của cầu, đo vậy tốc độ di chuyển phải thích
hợp Trong điều kiện đặc biệt có thể điều khiến từ xa
10.3.2 Kết cấu kim loại cầu trực
Dụa vào kết cấu dầm chính, kết cấu kim loại cầu trục được chia làm hai loại: Cầu trục
một đầm và cầu trục hai dầm:
1 Kết cẩu thép cầu trục một dầm: thường sử dụng đảm thép hình chữ 1 Kích thước đầm thép chữ [ được chon tir diéu kiện bển theo tải trọng nâng, khẩu độ và khả nang di chuyển của palãng theo gờ dưới của đầm Ngoài ra cần kiểm tra độ cứng vững theo phương
ngang của dầm trong điều kiện làm việc cụ thể Trong trường hợp không đủ bên và không
ổn dịnh thì tăng thêm độ cứng cho đảm bằng cách hàn thêm đần vào cạnh đưới của dầm chính Người ta có thể hàn thêm thanh giảng một bên (hình 10-L3a) hoặc cả hai bên (hình
10-13b) cho các loại cầu trục có khẩu độ nhỏ
Khoảng cách a được chọn theo điều kiện ổn dịnh ngàng
của dâm chính Khi thanh
giảng không bảo đảm độ cứng
vững do khẩu độ lớn thì dùng
dàn một bên (hình 10-13c) a) b}
hoặc cả bai bên (hình 10-
134) Để tăng khả năng chống = a
uốn cho đảm, không muốn
Trang 33Thông thường cầu trục một dam chính kiểu thép I chỉ cho loại khẩu độ đến 15m, tai trọng nâng đến IỚT; có thể truyền động bằng tay hoặc bảng điện t2 Câu trục một đầm được
chia thành hai loại: loại có
bánh xe di chuyển chạy trên
ray và loại chạy trên mặt cạnh
dưới của dầm Ï thường gợi là
cầu tục treo (hay cầu treo) Hình 10-14 Tăng Áộ bên cho đấm So với loại cầu trục một đảm
có bánh xe chạy trên ray thì cầu trục treo có chiểu cao nâng thấp hơn, có thể treo trên nhiều đầm song song nên kết cấu có thể nhẹ hơn, có thể có độ dài dài hơn và nâng đuợc vật nâng cả ở vị trí dưới hoặc hên ngoài dường chạy của ray treo cơ cấu di chuyển cầu và có thể nối các dường ray giữa các phân xưởng với nhau su s.ư——Ess y, (222225520 a) 9 Độ vỡng của đầm chính Ï được kiểm tra theo công thức: 3 tr 48E, s1, (10-15) “Trong đó :
P=Q+G - lãi trọng đi động trên dim;
Q G - tất trọng nâng và trọng lượng xe con đi chuyển, N;
L - khẩu độ dâm chính, m;
E - môdun đàn bồi của vật liệu của dảm, N/mmÊ;
J,- mô men quán tính của tiết diện dầm đối với trục ngàng, mmnŸ;
Trang 34Tir trong luong palang: 1 Mụ =GuL (10-48) Mô men phanh của cơ cấu di chưyển cầu (1/2 tổng số bánh xe của cầu được phanh-hình 10-15) Lực phanh: Pay a6, +Gp)0,14 I ae) a ars) B ff EEE EE Et tt — Hình 10-15 Sơ đồ lực quản tỉnh ngang Lực phanh lớn nhất khi: Pạy, = (Q+ Gụ + Gp B Nếu lấy a = 0,07, m/s? thi mô men đo lực phanh là: 1 1 Mon = o07[ 4(Q + G2)L + so ] Mô men của lực ngang phía hông của cầu trục (giữa dầm): 1 Me = z actos Nm; Mõ men của lực ngang bông của xe con (giữa dấm): 1 Moga = pine Nm;
Mô men đo gió:
M,; = Lg qeL + gehen + Pyp)L, Nm: 1 1
Trong dé:
Trang 35Gp- trong luong của dầm chinh, N;
P,„ - lực ngang của cầu trục, Ñ;
P,g„ - lực ngang của palăng, Ñ;
a - gia tốc cầu trục khi phanh, m/s”; e, - khoảng cách hai bánh xe của cầu, m;
ep- khoảng cách hai bánh xe của palăng, m;
L - khẩu độ cầu trục, m
+ Tải trọng bất thường tác dựng lên câu trục: Là tải trọng khi cầu trục va chạm vào bộ phận giảm chấn đặt ở cuối đường ray khi phanh không đừng theo ý muốn Mô men do lực va chạm có thể tính:
My = : = L(2G,, + gol); & day a là gia tốc trung bình chậm dần đều khi phanh 5
+ Phới hợp tải trọng:
Khi phối hợp tải trọng, giả thiết rằng tác dụng của lực ngang hông của cầu trục nhỏ hơn lực ngang đo quần tính kbi phanh Công thức cơ bản tính ứng suất khi phối hợp các tải trọng tác dụng lên cầu trục: „„ VnoMo +e@np(Mụ + Mp) tpMpn + my Mg: w SR, Neem’; (10-23) w x y
Cũng có thể tính được ứng suất khi phôi bợp tải trọng ở trường hợp bất thường:
Trang 36- Theo mat phẳng xz sát thành: øy =4 St (19-25) ~ Theo mặt phẳng yz sát thành: (10-26) t oy = 1 (10-27) Trong dé : ky, kạ, kạ - hệ số phụ thuộc tỷ s6 & = ` theo biểu dé bên phải hình 10-16; a
t - chiển đày của gờ theo mặt cắt đứng của dam 1;
K - đi trọng tập trung của bánh xe với giả thiết có tải trọng động tác đụng lẫn nhau và có thể tính theo công thức: loop + ngQ) (10-28) 32 k | 28 24 20 18 ¡| J#⁄ˆ tt 08 Te # Ms 06 07 OL 09
Hình 10-16, Ứng suất uốn cục bộ cạnh dưới dâm t
3 Kết cấu thép cầu trục hai dâm + Các dạng dâm chính
Don giản nhất của kết cấu cầu trục hai dầm là dùng hai đấm thép | dat song song và gối
hai đầu lên hai đảm đầu; trên đấm ] có dường ray để xe con di chuyển (hình 10-17), chỉ có
một sàn và một bên lan can Liên kết đầm chính với dầm đầu bằng hàn hoặc bulông
Trang 372 3
Hinh 10-17 Cau truc hai dâm đơn giản: 1- Cơ cẩn nâng; 2- Dâm chính; 3- Dâm đâu
Đối với loại có tải trọng lớn hơn thường sử dụng dam I nhưng có gia cố mặt sàn công tác
và có lan can cả hai phía (hình 10-18) Để tăng khả năng chịu tải và ổn định cầu người ta gia công để tăng chiều cao dầm chính (hình 10-19) Hình 10-18 Cầu trục hai ddm chính dàng thép Ï
Hình 10-19 Giá công tầng chiêu cao đâm 1
Một đạng thường dùng nữa là dùng thép tấm liên hàn thành 3 mặt hở Kết cấu cơ bản
của loại này bao gồm mội tấm đứng đọc, một tấm trên và một tấm dưới và các cạnh đứng được hàn vuông góc và cách quăng với tấm đứng đọc Phía mặt trên của tấm trên có đặt ray
cho xe con đi chuyển (hình 10-20)
Trang 38j y Hình 10-20 Dắm chính 3 mặt hở Dạng thường dùng nhất cho đầm chính của
cầu trục hai dâm là hộp kín 4 mặt (hình 10-21) Mặt cắt ngang của đầm thường có hình chữ nhật Kích thước eo bản là chiều cao và chiều rộng hộp Để bảo đảm độ bên, cứng vững đối với cầu trục Q < 30T thì chọn: ›-Íx*g}" 1418 Sơ bộ có thể chọn: hy = 0.4 + 0,6)h; c = (0,1 + 0/2)L: Chống xoắn vận nên chọn: = (G+) v23; 5 3
h = (0,33 + 0,5)h Chiểu đầy thành không nhỏ bơn 6mm, tấm trên có đặt ray nên tối thiểu hằng 6mm tt Hình 10-21 Dâm hôn kín 4 mặt
Một kiểu dầm chính thường được sử đụng nữa là kiểu dàn Kiểu đàn có ưu điểm là trọng
lượng nhỏ hơn kiểu dầm hộp nên dược dùng cho cầu trục hai dầm có khẩu độ và tải trọng lớn (hình 10-22)
Kiểu dầm hộp tuy có nặng hơn nhưng chế tao don giản hơn, độ cứng vững trong rnật
phẳng đứng tốt hơn, độ bên chịu tải trọng thay đổi cao hơn đầm kiểu dàn không gian Dầm
kiểu đàn không gian được thể hiện trên hình 10-22
Dâm cuối của hai đầu dầm chính cầu trục thường được chế tạo theo đạng hộp, hay dùng thép hình ] [ ghép lưng lại và lắp cơ cấu bánh xe chủ động và bị động giữa chúng Liên kết
các đầm thường bằng hàn hoặc bit buldng
Trang 40Q 19 TT Tt x |i By e e L CI at % L3 Be lo "Tn - ^ b ! T B, Hinh 10-23, So dé luc quán tính từ Q và G của xe con Mya = 50,07 2*Gu L+ ; 0,07qpL2, Nm Mô men của lực phanh xe con (phanh hai bánh): Mone = 0,14(Qr + Gre) 3 “ 014325: m Nm
“Trong đó h là chiều cao dầm chính
Mò men của lực ngang hòng của cầu (giữa đầm):
My, = 4 Pees Nm 2
Mô men của lực ngang hông của xe con (giữa dâm):
More = 5 Fnxetac , Nm Nim Mô men do gió:
I 1
Mg = 3 goL +; „e + Bún), Nm;
"Trong đó:
đp- trọng lượng phân bố đều của đầm, N/m;
G,„- trọng lượng của xe con, N; ạ- trọng lượng của dầm chính, N,