Tìm hiểu cấu tạo,nguyên lí hoạt động của máy nghiền. quy trình công nghệ sản xuất ximăng - P1

Tài liệu tham khảo kỹ thuật công nghệ cơ khí Tìm hiểu cấu tạo,nguyên lí hoạt động của máy nghiền. quy trình công nghệ sản xuất ximăng

PHầN 1

QUY TRìNH CÔNG NGHệ SảN XUấT XI MĂNG TạICÔNG TY Cổ PHầN XI MĂNG Hà TIÊN 1CHƯƠNG 1: GIớI THIệU Về CÔNG TY XIMĂNG Hà TIÊN 1

1.1 Quá trình hình thành và phát triển của công ty:

1.1.1 Giới thiệu sơ lợc:

 Công ty ximăng Hà Tiên 1 trực thuộc tổng công ty ximăng Việt Nam, là một trongnhững doanh nghiệp nhà nớc sản xuất và tiêu thụ ximăng hàng đầu cả nớc tại khuvực phía Nam

 Công ty ximăng Hà Tiên 1 cũng là đơn vị chủ lực của tổng công ty ximăng ViệtNam tại miền Nam Với nhãn hiệu Kỳ Lân Xanh, sản phẩm ximăng Hà Tiên 1 trởnên quen thuộc và tạo đợc uy tín với khách hàng trong nhiều năm qua Sau gần 40năm, công ty đã cung cấp cho thị trờng trên gần 20.000.000 tấn ximăng với cácloại với chất lợng cao và ổn định, phục vụ các công trình cấp quốc gia, các côngtrình xây dựng trọng điểm và dân dụng

 Công ty hoạt động trong môi trờng sạch và xanh với công suất thiết kế là1.500.000 tấn/năm

 Công tác tiêu thụ sản phẩm đợc tổ chức lại từ cuối năm 1999 theo phơng châm tạothuận lợi nhất, cùng với các dịch vụ tốt nhất cho khách hàng

đảm nhận

 Năm 1981,nhà máy xi măng Hà Tiên đợc tách ra 2 nhà máy độc lập bao gồm:

+ Nhà máy ximăng Kiên Lơng

 Nhà máy ximăng Hà Tiên 1(Thủ Đức)

 Nhà máy ximăng Hà Tiên 2(Kiên Lơng)

 Tháng 4-1993, sát nhập công ty cung ứng Vận tải số 1 vào nhà máy ximăng HàTiên 1.

 Tháng 1-1994, do nhu cầu quản lý nhà máy ximăng Hà Tiên 1 đổi tên thành công

 Ngày 19-8-1986 công ty tăng thêm dây chuyền nghiền 70.000 tấn /năm

 Năm 1988 dây chuyền nghiền ximăng và đóng bao mới ở Thủ Đức chính thức đavào họat động

 Năm 1994, công ty thành lập các chi nhánh tại 7 tỉnh khu vực IV TP.Hồ Chí Minhnhằm đẩy mạnh mức cung ứng ximăng cho thị trờng, củng cố và mở rộng hệthống mạng lới cửa hàng bán lẻ, tạo điều kiện cho khách hàng tiếp cận sản phẩm.Ngoài ra, công ty còn triển khai xây dựng mỏ đá Pouzolan tại xã Vĩnh Tân, lắp đặtcác trạm biến thế và đờng dây điện

 Năm 1994 còn có sự kiện nổi bật là công ty ximăng Hà Tiên 1 hợp tác với tập

đoàn HOLDERBANK (THụY Sĩ) thành lập công ty liên doanh Sao Mai (nay làHolcim) có công suất 1.760.000 tấn/năm, với vốn đầu t là 269.000.000 USD, trong

 Trải qua quá trình phát triển không ngừng, công ty ximăng Hà Tiên 1 đã đáp ứng

đợc những nhu cầu của khách hàng, luôn thõa mãn các nhu cầu trao đổi góp ý tìmhiểu của khách hàng về thị trờng và sản phẩm của Hà Tiên 1, không giới hạnkhông gian và thời gian, chứng tỏ đợc khả năng cạnh tranh và uy tín trên thị trờng.Chính vì thế công ty đạt đợc những danh hiệu về chất lợng sản phẩm trong suốtnhững năm từ 1997 đến nay

1.1.4 Định hớng phát triển:

1.Tiếp tục duy trì hệ thống quản lý chất lợng theo TCVN ISO 9001-2000 tại công ty

cổ phần xi măng hà tiên 1

2.Thực hiệnc các dự án:

Trạm nghiền xi măng Phú Hữu(quận 9 tphcm)và nhà máy xi măng Bình phớc

 Kết thúc việc ký hợp đồng các gói thầu còn lại

 Đẩy mạnh tiến độ thi công-lắp các hạng mục chính của dự án và nhà máy ximăng bình phớc

 Đa trạm nghiền xi măng phú hữu vào hoạt động cuối năm 2008

 Hoàn thành 80% giá trị công trình của dây chuyền sản xuất Clinker để tạotiêu đề dây chuyền vào hoạt động năm 2009

3.Kế hoạch sản xuất và tiêu thụ:

 Sản xuất xi măng:1860.000 tấn

 Sản xuất tiêu thụ:3000.000 tấn

 Đá puzzolan:315.000 tấn

 Vỏ bao xy măng:45000.000 chiếc

 Các tiêu chuẩn:120 tấn

 Gạch các loại:4200.000 tấn

 Vữa xây tô:42.000 tấn

4 Duy trì chất lợng sản phẩm xi măng PCB 40 vợt TCVN 6260-1997 các tiêu chuanthoã mản TCVN 6227-1996 các sản phẩm khác luôn đạt tiêu chuẩn đã công bố

5 Giữ vững thị trờng truyền thống phát triển thị trờng tiềm năng và các kênh phânphối.Duy trì họp mặt các nhà phân phối chính mỗi quý một lần

6 Thực hiện mức tiêu hao vật t,nguyên liệu chính và điện năng cho mỗi tấn xi măngkhông vợt các chỉ tiêu sau:

 0.76 tấn Clinker/1 tấn xi măng PCB 40

 0.85 tấn clinker/1 tấn xi măng xá công nghiệp

 0.045 tấn thạch cao/1 tấn xi măng PCB 40

 0.195 tấn phụ gia/1 tấn xi măng PCB 40

 20.1 vỏ bao/1 tấn xi măng bao

 42 kwh/1 tấn xi măng nghiền

7 Thực hiện kế hoạch đào tạo năm 2008 bao gồm:

 Đào tạo và đào tạo lại cán bộ quản lý

 Tiếp tục đào tạo lại cán bộ tiềm năng cho công ty

8 Đảm bảo an toàn lao động và bảo vệ môi trờng trong sản xuất kinh doanh và thicông các dự án

9 Đảm bảo hệ thống quản lý chất lợng phù hợp theo TCVN ISO9001-2000.Phòng thínghiệm phù hợp theo tiêu chuẩn TCVN ISO/IEC 17025-2005

1.2 Đặc điểm tổ chức hoạt động SXKD:

1.2.1.Nhiệm vụ sản xuất:

 Công ty ximăng Hà Tiên 1 có nhiệm vụ chính là sản xuất ximăng cung cấp chủyếu cho khu vực phía nam, đáp ứng nhu cầu xây dựng ngày càng tăng, góp phầnthúc đẩy nền kinh tế, thực hiện chính sách chủ trơng của Đảng và Nhà nớc

 Những năm gần đây do nhu cầu tiêu thụ ximăng trên thị trờng tăng cao, công ty đã

mở rộng sản xuất cải tiến máy móc thiết bị hiện đại và hoạt động vợt công suấtthiết kế mà cũng không đáp ứng đủ nhu cầu Trong diều kiện đó Tổng công ty chophép nhập thêm Clinker để sản xuất, cũng nh nhập các loại ximăng để cung ứng

và bình ổn trên thị trờng Đồng thời cũng bổ sung nhiều chức năng hoạt động nh:liên doanh, liên kết với các nguồn kinh tế trong và ngoài nớc nhằm phục vụ nhucầu sản xuất… ngoài ra công ty còn thành lập các x ngoài ra công ty còn thành lập các xởng phụ sản xuất phụ trợ phục

vụ cho sản xuất chính và tiêu thụ sản phẩm

 Trong thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nớc, đẩy mạnh tiến trình xây dựng

và phát triển cơ sở hạ tầng nh hiện nay, bên cạnh nhiệm vụ sản xuất và tiêu thụximăng công ty còn:

 Giải quyết việc làm cho xã hội, nâng cao tay nghề cho công nhân

 Nâng cao đời sống vật chất tinh thần cho cán bộ công nhân viên

 Thực hiện nghĩa vụ tài chính đối với Nhà nớc

 Góp phần tăng GDP cho đất nớc

1.2.2.Các chủng loại ximăng:

 Các chủng loại ximăng Hà Tiên 1 đều mang nhãn hiệu Kỳ LÂN XANH nổi tiếngvới phụ gia Pudolan có hoạt tính cao, tăng độ dẻo khi thi công, chống thấm bề mặttốt hơn, bền vững hơn trong môi trờng xâm thực

 Ưu điểm của ximăng Hà Tiên 1:

 Chất lợng cao: ximăng xuất xởng luôn có số d mác >=20%

 ổn định: trong suốt quá trình xây dựng, tô hoặc đổ bê tông, không bị rạn nứt

 Độ dẻo: dể dàng khi tô chát, đi viền, kẻ chỉ, trộn hồ, đổ bê tông … ngoài ra công ty còn thành lập các x

 Giao hàng: nhanh và thuận lợi

Chủng loại TCVN Công dụng

Ximăng Hà Tiên 1 PCB.30

PCB.40 6260 : 1997 Dùng cho các công trình thôngdụng, đúc bê tông đà kiềng

Ximăng Hà Tiên 1 PC.30

PCB.40 2682 : 1999 Xây dựng nhà cao tầng, trụcầu, bến cảng, sân bay

Ximăng Hà Tiên 1 ít tỏa

nhiệt

(Bền sulfate)

6069 : 1995 Dùng trong công trình thủy

điện, bê tông khối lớnXimăng Hà Tiên 1 chống

xâm thực

6067 : 1995 Dùng trong môi trờng nớc mặn

nh :cầu,cảng biển… ngoài ra công ty còn thành lập các x

 Bộ phận sản xuất:quản lý và điều hành hoạt động dây chuyền sản xuất

 Bộ phận bảo trì:bảo trì tất cả các trang thiệt của nhà máy

 Bộ phận bao bì: sản xuất bao bì, in thơng hiệu của công ty

 Bộ phận thí nghiệm:kiểm tra chất lợng của ximăng trong phòng thí nghiệmnhằm tạo các thí nghiệm chất lợng cao trong nớc

 Bộ phận sản xuất mới: sản xuất những sản phẩm có liên quan nhằm thoảmãn nhu cầu khách hàng, bộ phận mỏ đá Vĩnh Tân: khai thác và cung cấpnguyên liệu phụ gia cho việc sản xuất xy măng

 Phòng thí nghiệm: phù hợp với tất cả đòi hỏi của tiêu chuẩn quốc gia và làmột thành viên chính thức của hệ thống Vilas

1.3:Quy trình công nghệ sản xuất xi măng

1.3.1: Nhu cầu xi măng trên thị trờng

 Đất nớc ta đang trên đờng công nghiệp hóa hiện đại hóa , mọi ngời đang trongcông cuộc đổi mới và xây dựng đất nớc Vì thế nhu cầu xây dựng ngày càng cao,dẫn đến nhu cầu cấp thiết về vật liệu xây dựng Trong đó xi măng là một sảnphẩm có nhu cầu rất lớn

 Hiện tại ngày càng có nhiều công ty sản xuất xi măng ra đời để đáp ứng nhu cầucủa thị trờng Không chỉ có các công ty trong nớc mà có cả các công ty nớc ngoàicũng quan tâm đầu t cho vấn đề sản xuất xi măng

 Trớc thực trạng đó vấn đề đặt ra là phải có một dây chuyền sản xuất xi măng tiêntiến Vừa đáp ứng đợc năng suất đặt ra vừa phải phù hợp với mặt bằng xây dựng

Vì vậy công ty xi măng Hà Tiên 1 đã đặt ra yêu cầu là thiết kế một dây chuyềnsản xuất xi măng mới phù hợp hơn

1.3.2 Yêu cầu đặt ra khi thiết kế

1.3.2.1 Yêu cầu về mặt bằng

 Khi thiết kế dây chuyền sản xuất xi măng khó khăn đầu tiên gặp phải là vấn đề vềmặt bằng lắp đặt Diện tích mặt bằng và cấu tạo địa lý sẽ ảnh hởng rất lớn khithiết kế dây chuyền , nó quyết định việc lắp đặt và bố trí các thiết bị máy móc saocho hợp lý

 Với vị trí một bên tiếp giáp với một nhánh sông Sài Gòn , còn một bên tiếpgiáp với đờng quốc lộ 1A nên rất thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên vậtliệu và sản phẩm Chủ yếu sẽ vận chuyển bằng hai con đờng : đờng thủy

và đờng bộ

 Hiện nay nguyên liệu để sản xuất xi măng ngoài các nguồn cung cấp trongnớc thì chủ yếu là nhập từ bên ngoài là Thái Lan Nh vậy nguyên vật liệuchủ yếu vận chuyển bằng đờng thủy qua các xà lan Điều này đặt ra yêucầu lớn đó là việc bốc dỡ nguyên vật liệu từ xà lan lên các kho bãi chứa Ngoài ra tì sản phẩm xi măng hầu nh cung cấp cho toàn bộ thị trờng nội địanên chủ yếu vận chuyển bằng ô tô trên đờng bộ và vì vậy nó cũng đặt ra yêucầu khi thiết kế khu xuất bao sản phẩm

1.3.2.2 Yêu cầu về năng suất

 Yếu tố thứ hai ảnh hởng tới việc thiết kế dây chuyền sản xuất đó là sản lợng ximăng hàng năm Hàng năm yêu cầu cung cấp cho thị trờng khoảng 1500000T/năm vì vậy dây chuyền sản xuất mới phải cung cấp cho thị trờng khoảng 900000T/năm tức là khoảng 110 T/giờ Điều này quyết định tới năng suất của các thiết bị

Hình 1.1:Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng

Chú thích

* Khu cấp liệu (A) AC1 : Cần cẩu quay thuỷ lực AH1ữAH5 : Máy hút bụi AP1ữAP4 : Phễu tiếp liệu ASR1 : Sàng rung

AB1ữAB5 : Băng tải chuyển liệu nghiềnAX1 : Xilô chứa liệu

AB6ữAB8 : Băng tải định lợng AB9 : Băng tải cấp liệu

* Khu máy nghiền (B)BH6, BH7 : Máy hút bụi BPH1, BPH2 : Phân hạt động BPH3 : Phân hạt tĩnh

BMT1ữBMT5 : Máng trợt BMN : Máy nghiền biBG1 : Gầu tải

BB1, BB2 : Bình bơm MN1 : Máy nén khí

* Khu vô bao (C)CH8ữCH11 : Máy hút bụiCX2 : Xi lô chứa xi măng thành phẩmCMT6ữCMT12 : Máng trợt

CG2, CG3 : Gầu tải CBS1, CBS2 : Bàn sàng rungCP1, CP2 : Phễu chứa xi măng thành phẩm có vách ngăn CS1ữCS4 : Các SAS dới phễu

CB10ữCB19 : Băng tải vận chuyển bao xi măng CM1, CM2 : Máy đóng bao

CV1, CV2 : Các vít tải

* Ngoài ra ở mỗi khu còn có các cầu trục dùng cho sửa chữa và bảo trì , các cầutrục này tuỳ theo trọng lợng của mỗi máy mà có tải trọng nâng khác nhau và đợc

bố trí phù hợp với từng máy

 3.2 Thuyết minh quy trình công nghệ:

 3.2.1.Khu cấp liệu:

Clinker đợc cẩu A1 đa vào phiễu A2 từ xà lan Để tháo clinker từ phiễu A2 có hai thiết bịsàn rung A3.1 và A3.2 đặt dới phiễu A2 Tại đây clinker đợc tháo theo hai đờng:

 Clinker từ sàn rung A3.1 xuống băng tải A4 sau đó đến băng tải A7 tiếp tục đợc

đổ xuống băng tải A8 Sau đó đổ vào kho kín A9 Vật liệu chuyển tới băng tảiA10 thông qua 15 cửa rút dới đáy kho A9 Từ A10 clinker đợc vận chuyển tớibăng tải A11

 Clinker tháo xuống sàn rung A3.2 xuống băng tải A5 đổ vào băng tải A6 Từ đâyclinker đợc đổ thẳng vào kho A15 Clinker đợc tháo từ silo xuống các băng tải vậnchuyển thông qua hệ thống cửa 5 rút dẹt có động cơ, ba băng tải nhận clinker từsilô qua hệ thống cửa rút là các băng tải A17, A18, A19 bố trí cửa rút ở mỗi băngtải là: băng tải A17 có 6 cửa rút, băng tải A18 có 6 cửa rút, băng tải A19 có 6 cửarút Dới đáy silô 15 liệu đợc đổ vào băng trải A20 sau đó đổ trực tiếp vào băng tảiA22

Từ hai kho tồn trữ A15 và A19 thông qua hệ thống băng tải A10, A11, A17, A18, A19,A20, A22 clinker đợc vận chuyển vào trong phiễu TL (D1) để cung cấp clinker cho máynghiền 1, 3 và 4 Nhằm hạn chế việc gây ô nhiễm môi trờng, ngoài các tấm băng che làmkín cho các băng tải dây chuyền vận chuyển clinker còn bố trí các lọc bụi tay áo tạinhững điểm gây bụi nhiều nh: điểm tiếp chuyển của các băng tải, các điểm nạp liệu haytháo liệu… ngoài ra công ty còn thành lập các x

 3.2.2.Khu nghiền:

Clinker đợc dự trữ trong các kho A9, A15 đợc vận chuyển bằng hệ thống băng tải khuvực cấp rút liệu đổ vào phễu cấp liệu TL13 Từ phễu cấp liệu TL13 clinker đợc phân chiathành 2 đờng Đờng thứ nhất cung cấp clinker cho máy nghiền 3, đờng thứ hai cung cấpcho máy nghiền 1 và 4 Dới đáy các phễu TL13 là hệ thống băng tải định lợng TN01, hệthống này bao gồm 3 băng tải D1- clinker, D2 - thạch cao, D3 – puzzolane, tuỳ theoyêu cầu tỉ lệ các thành phần mà cài đặt hệ thống điều khiển định lợng.

Nguyên liệu sau khi định lợng sẽ chuyển xuống băng tải TN02 và nạp vào máy nghiềnTN03, tại đây nguyên liệu đợc nghiền qua 2 ngăn và đợc đổ vào máng trợt khí độngTN05 chuyển vào gầu tải TN06 Ximăng bán thành phẩm sẽ đợc gầu tải TN06 chuyểnlên đổ vào máng trợt khí dộng TN07 và nạp vào máy phân hạt động TN08 để phân loại.Tại đây nguyên liệu đợc phân li thành hai loại:

 Những hạt đạt yêu cầu (ximăng thành phẩm) đợc đa vào máng trợt khí động TP01

và TP02 đa về bình bơm TP03 để bơm lên các Silô chứa

 Những hạt có kích thớc không đạt yêu cầu sẽ theo máng trợt khí động TN09 trảngợc lại máy nghiền để tiếp tục nghiền lại

Trong suốt quá trình hoạt động, quạt hút TN12 tạo dòng chảy cho nguyên liệu qua ốngnghiền, đồng thời mang theo một phần hạt bụi lơ lửng trong không khí Trong thànhphần không khí này có thể có một phần là ximăng thành phẩm và một phần là ximăngbán thành phẩm, sau khi qua thiết bị phân hạt tĩnh TN10, những hạt lớn bị tách trả về gầuTN06 phần còn lại tiếp tục đi vào lọc bụi tĩnh điện TN11 và rơi xuống vis tải TN15chuyển về máng trợt TP01,TP02 nạp vào bình bơm TP03 để bơm vào các silô chứaximăng Trong quá trình làm việc hai bơm ximăng làm việc xen kẽ nhau khi bìmh mộtthực hiện nạp thì bình hai thực hiện việc bơm ximăng về silô, thời gian nạp lớn hơn thờigian bơm ở mỗi bình là 30s

 3.2.3.Khu đóng bao và vô bao:

Dàn 1:

Khi có tín hiệu báo cạn của phểu chứa xi măng của máy đóng bao,cửa rút xi măng dới

đáy silo C1 hoặc C2 mở ra.Xi măng bột trong silo đợc sục khí tơi ra và rơi vào máng trợtTQ02 qua định lợng xuống máng trợt TQ05,nhờ gió của quạt máng và độ dốc 8% ximăng bột đợc đa vào gầu tải TR01.03 múc đổ vào sàng rung TR02.02 đến phểu chứa.Cácsas TR03.03 hoặc TR03.04 đặt dới đáy phểu quay đa xi măng bột đều đặn vào máy đóngbao TR05.19,sau khi đợc đóng vào bao đủ trọng lợng 50 kg,bao xi măng đổ xuống băngtải gân TR06.03 chuyển đến băng tải TR07.03 và băng tải TR08.03 rồi xuống cầu chấtbao TR09.31 hoặc TR09.32 ra xe lấy hàng.Xi măng bột rơi vải theo vis thu hồi TR10.10

đa về gầu tải TR01.03

Dàn 2:

Khi có tín hiệu báo cạn của phểu chứa xi măng của máy đóng bao,cửa rút xi măng dới

đáy silo C1 hoặc C2 mở ra.Xi măng bột trong silo đợc sục khí tơi ra và rơi vào máng trợtTQ02 qua định lợng xuống máng trợt TQ05,nhờ gió của quạt máng và độ dốc 8% ximăng bột đợc đa vào gầu tải TR01.04 múc đổ vào sàng rung TR02.03 đến phểu chứa.Các sas TR03.05 hoặc TR03.06 đặt dới đáy phểu quay đa xi măng bột đều đặn vào máy

đóng bao TR05.20,sau khi đợc đóng vào bao đủ trọng lợng 50 kg,bao xi măng đổ xuốngbăng tải gân TR06.04 chuyển đến băng tải TR07.04 và băng tải TR08.04 rồi xuống cầuchất bao TR09.33 hoặc TR09.34 ra xe lấy hàng.Xi măng bột rơi vải theo vis thu hồiTR10.10 đa về gầu tải TR01.04

CHƯƠNG 2: LựA CHọN PHƯƠNG áN THIếT Kế2.1: Các phơng án thiết kế:

Tại nơi bốc dỡ nguyên liệu nghiền với vị trí cạnh nhánh sông và việc vận chuyểnbằng xà lan ta có thể thực hiện các phơng án bốc dỡ nh sau :

Phơng án 1:

Sử dụng một cần trục quay để bốc dỡ nguyên liệu từ xà lan lên các phễu tiếp liệu Các dạng cần trục quay có thể thực hiện ở đây khá nhiều chẳng hạn nh : cần trục tháp ,cần trục chân đế , cần trục cột quay , cần trục cột cố định.ở đây sử dụng cần trục quaytruyền động thủy lực dùng gầu ngoạm

Hình 2.1: cần trục quay

 Ưu điểm:

 Việc dở tải linker một cách chính xác,nhanh,đạt năng suất cao

 Điều khiển dể dàng,tiện lợi trong dở tai linker

 Không tốn nhiều diện tích,cũng nh việc xây dựng nhà xởng

Tầm với: 30 m Vận tốc thay đổi tầm với : V tv  35m/ph

Chiều cao nâng H n  25 , 5m Khối lợng toàn cần cẩu G = 300 T

Chiều sâu hạ : H h  20m Thời gian quay n q  1v/ ph

Tầm với lớn nhất : R = 42m Vận tốc di chuyển : V dc  4 , 8km/h

Chiều cao nâng : H n  30m Vận tốc thay đổi tầm với : V tv  0 , 75m/s

Chiều sâu hạ : H h  15m Khối lợng toàn cần cẩu : G = 300-400 tấn

 Cần của cẩu có thể tự hạ xuống nên việc bảo dỡng và sữa chữa thực hiệnkhá dễ dàng

 Nhợc điểm:

Chi phí hoạt động cao do sử dụng động cơ diesel

2.2.Kết luận:

Trong phơng án trên phơng án 1 với u điểm vợt trội hơn so với phơng án còn lại , thích

hợp trong truyền động bằng thủy lực,cho năng suất cao nhất nên phơng án 1 đợc chọn đểthiết kế cho việc dở tải linker

PHÇN 2

TÝNH TO¸N Vµ THIÕT KÕ CÇN TRôC QUAYCH¦¥NG 1: GIíI THIÖU CHUNG VÒ CÇN TRôC QUAY1.1 Giíi thiÖu chung cÇn trôc

1.1.1 KÕt cÊu tæng thÓ

12 11 9

8 7

6 5 4

3

2

1

10

Hình 1.1:Cấu tạo cần trục

4:Xi lanh cần phụ 10:Cơ cấu quay

1.1.2 Mô tả kết cấu

Cẩu thủy lực(ký hiệu A1) là thiết bị đầu tiên của dây chuyền sản xuất mới,thuộc

dự án đầu t chiều sâu và cải tạo môi trờng.Đây là thiết bị cầu trục có đối trọng cố

định,dùng cho việc bốc dỡ linker từ xà lan vận chuyển đến kho tồn trữ

Thiết bị bao gồm một cột cố đứng hình trụ làm chân đế(phần này gắn với đế móngbêtông hình tru).Lắp trên cột đứng là toàn bộ kết cấu chính của cẩu:sàn thao tác hay còngọi là sàn quay,san thao tác quay quyanh trục của cột thông qua bộ răng ăn khớp và vànhquay ổ bi cầu

Sàn thao tác chứa hệ thống thủy lực và hệ thống điện,hai hệ thống này đặt gọntrong buồng máy

Trên sàn thao tác ở độ cao 12m so với mặt đất là phòng điều khiển của ngời vậnhành(còn gọi là phòng lái).Việc vận hành thông qua hai cần điều khiển chính,mọi hoạt

động bốc dỡ của cẩu thủy lực đều do hai cần điều khiển này.Từ phòng lái,ngời vận hành

có thể quan sát một cách tốt nhất khu vực vận hành của mình

Cơ phận chủ yếu cho mọi hoạt động bốc dỡ của cẩu là hai tay cần chuyển động vàgầu ngoạm:cần chính gắn với sàn thao tác,cần nhấc nối với cần chính và gầu ngoạm liênkết với cần nhấc thông qua khớp nối vạn năng(là loại khớp nối có thể xoay và dịchchuyển theo mọi phơng)

Chi phối tất cả các hoạt động của cẩu thủy lực là hệ thống thủy lực điều khiển,ápsuất vận hành trung bình la 250 bar,kết hợp với một động cơ điện 275 kw và chơng trình

Cẩu thủy lực hoạt động theo nguyên lý chuyển động quay tròn quanh một trục cố

định,chuyển động nâng hạ của cần chính và chuyển động co duỗi của cần nhấc,nhằm xác

định vị trí của gầu múc,thực hiện bốc dỡ nguyên liệu.Gầu xuống và mở ra để bốc vậtliệu,sau đó gầu nâng lên(thông qua hoạt động của cần),quay đến phểu chứa(bằng độngtác quay) và mở gầu để dỡ nguyên liệu.Quá trính nh thế đợc lặp đi lặp lại nhiều lần cho

đến khi hoàn tất công việc.Toàn bộ hoạt động của cẩu đợc điều khiển bằng hệ thống thủylực trung tâm

1.2 Thông số kĩ thuật và sơ đồ động của cần trục:

1.2.1 Thông số kĩ thuật:

Tải trọng nâng 12.5 (T) Tầm với Rmax = 15 (m) Năng suất Q = 600 (T/giờ) Vận tốc nâng 100 (m/ph) Góc xoay n x 360 độ Thể tích gầu 5.5 (m3)1.2.2 Sơ đồ động của cần trục:

ra gầu ngoạm có thể dùng trong công việc nạo vét kênh mơng, vệ sinh môi ờng,vv… ngoài ra công ty còn thành lập các x

tr- Gầu ngoạm hàng rời bốc xúc theo nguyên lý ngoạm hàng vào gầu Gầu ngoạm làthiết bị xếp dở hàng rời mang tính tự động cao, khi sử dụng gầu ngoạm để bốc xếphàng rời tạo ra năng suất cao, tốn ít sức lao động chân tay của con ngời

 Gầu ngoạm đợc sử dụng rất rộng rải và đợc lắp trên cần trục để xếp dở hàng rời ởcác cảng biển, các kho bải, các nhà ga, các công trờng khai thác cát sỏi, các nhàmáy sản xuất vật liệu xây dựng

2.1.2 Phân loại:

- Thông thờng gầu đợc chia làm hai loại gầu ngoạm :

+ Gầu ngoạm có hai cánh : Thờng dùng để bốc dỡ các loại vật liệu cục nhỏ vàvừa hoặc vật liệu dạng hạt

+ Gầu ngoạm có nhiều cánh : Thờng dùng để bốc dỡ các loại vật liệu dạng cụclớn

- Theo cách điều khiểu ta có thể chia ra làm hai loại :

+ Loại điều khiển bằng cơ khí + Loại điều khiển bằng thuỷ lực

- Với nhu cầu bốc dỡ có năng suất lớn và sự linh hoạt khi bốc xếp ta chọn gầungoạm hai má dẫn động bằng thuỷ lực

2.1.3 Cấu tạo của gầu ngoạm:

1 2 3

5 4

Chú thích 1: Má gầu 2: Xi lanh đóng mở gầu 3: Xi lanh quay gầu 4: Chốt

Hình 2.1.Sơ đồ động của gầu ngoạm

2.1.4 Nguyên lý hoạt động của gầu ngoạm:

Khi có tín hiệu mở gầu, xi lanh mở gầu co lại làm gầu mở ra đồng thời lúc ta cóthể điều khiển xi lanh quay xoay gầu làm cho gầu có thể xoay vòng 3600 Khi có tínhiệu đóng gầu thì hai xi lanh đóng mở gầu duỗi ra làm hai má gầu khép lại và tiếnhành ngoạm vật liệu vàu trong gầu

2.2.Các thông số cơ bản của gầu ngoạm:

Với năng suất 600 (T/h) ta chọn gầu có các thông số sau :+ Thể tích có ích : 5.5 (m3)

+ Trọng lợng gầu : 4.2 (T)+ Các kích thớc khác : (trong bản vẽ)2.3 Vật liệu chế tạo gầu:

2.3.1: Phân nhóm vật liệu chế tạo:

Do điều kiện và tính năng làm việc mà gầu ngoạm có cấu tạo phực tạp cả về nguyên lýhoạt động, về kết cấu và vật liệu chế tạo Để chế tạo các chi tiết cảu gầu ngoạm, dùngchủ yếu các loại thép các bon, thép tấm Chúng ta có thể chia nhóm các chi tiêt của gầungoạm theo vật liệu chế tạo nh sau:

 Nhóm 1: Vật liệu làm kết cấu thép cảu các chi tiết nh: má gầu,cụm dẫn động,vv Yêu cầu vật liệu của nhóm này là thép nhóm C, vừa có khả năng chịu lực, vừa

 Nhóm 4: Vật liệu làm lỡi cắt: phải chịu sự mài mòn cao nhất so với tất cả các chitiết khác

 Nhóm 5: Vật liệu làm bạc cho ổ trợt( chịu mài mòn, đợc bôi trơn), khi mòn có thểthay thế bạc mà không cần thay đổi chốt hay trục

2.3.2 Chọn vật liệu chế tạo:

Các bảng sau đây đa ra vật liệu chế tạo cho từng nhóm, vật liệu chế tạo có thể thay thếbằng vật liệu có tính chất tơng đơng Do điều kiện thực tế nên có thể chấp nhận các vậtliệu chế tạo theo bảng sau đây:

2.3.2.1 Thành phần hóa học và cơ tính của thép chế tạo các chi tiết nhóm 1 và 2

đ-đờng kínhgối uốn cho độdày

# 20 20#40 40#100 >100 # 20 20#40 >40

(*)- Đờng kính gối uốn tăng lên theo độ dày của mẫu

Bảng 03 – thành phần hóa học % của thép CCT38 (TCVN 1765 – 75 (trang 23, {03}):Mác

thép C Mn Si P,max S, max Cr, max Ni, max Cu, maxCCT34 0.09-0.15 0.25-0.30 0.12-0.30 0.04 0.05 0.30 0.30 0.30

CCT38 0.14-0.22 0.40-0.65 0.12-0.30 0.04 0.05 0.30 0.30 0.30

Ghi chú: R0,2 -Giới hạn chảy quy ớc, (0,2) ; Mpa; Rm –Giới hạn bền, (b); Mpa

2.3.2.3 Thành phần hóa học và cơ tính của thép chế tạo các chi tiết nhóm 3 và 4:

-Vật liệu chế tạo các chi tiết nhóm 3 và nhóm 4 ( có thể chấp nhận) là thép 45

Nhãn hiệu thép Đờngkính phôi

mm Giới hạn bền kéo,bk, N/mm2 Giới hạn chảy

c, N/mm2 Độrắn

HB

45

Thờng hóa

Dới 100 600 300

170 –220

Ghi chú các phơng án chế tạo lỡi cắt.

– PA1 : Có thể dùng thép nhóm 1 , sau đó hàn bằng các que hàn chịu mài mòn đểtăng cứng cho bề mặt lỡi cắt

– PA2 : Chế tạo toàn bộ lỡi cắt bằng vật liệu chống mài mòn

– PA3 : Chế tạo lỡi cắt bằng thép 45 sau đó đem nhiệt luyện để tăng độ cứng bềmặt

Do điều kiện thực tế nên có thể chấp nhận các vật liệu chế tạo lỡi cắt theo PA3.2.3.2.4 Chọn que hàn

Que hàn đợc sử dụng là : E7018 – G hay E7016 – G theo tiêu chuẩn của hiệp hội hànhoa kỳ AWS (American Welding Society ) hoặc các que hàn khác có cơ tính và thànhphần hóa học tơng đơng

Theo AWS cơ tính của que hàn E7016 – G là:

Cờng độ tiêu chuẩn ( giới hạn bền kéo): Rtc,g = 550 Mpa = 5600 kG/cm2

Cờng độ tiêu chuẩn ( giới hạn chảy ): Rch = 460 Mpa = 4690 kG/cm2

Nh đả lựa chọn ở phần trên chúng ta có các bảng để lựa chọn vật liệu chế tạo gầu Sau

đây chúng ta tiến hành xác định ứng suất cho phép của các phần tử cảu gầu Để chế tạocác chi tiết của gầu ngoạm , chủ yếu ta dùng các loại thép cacbon và thép tấm Với cácchi tiết nh : xi lanh,ống lót,trục má gầu,lỡi gầu dùng vật liệu là thép 45 tôi cải thiện.a) Định ứng suất cho phép của thép nhóm 1, và 2:

Ta chọn vật liệu chế tạo là thép CT34, hoặc CCT38 có các u điểm sau:

RH : là sức bền định mức của vật liệu chế tạo

m0 : hệ số điều kiện làm việc:

m0 = m1.m2 m3 = 0,684 (2.1)

m1 : hệ số tính đến mức độ quạn trọng của phần tính toán; m1 = 0,9

m2 : là hệ số tính đến sự sai lệch kích thớc hình học của kết cấu và chất lợng

m3 : là hệ số tính đến ảnh hởng do việc tính toán không hoàn hảo ; m3 = 0,95

K0 : hệ số đồng chất của vật liệu chế tạo, với thép cacbon lấy K0 = 0,9

b) Định ứng suất cho phép của thép nhóm 3, và 4:

 Ưng suất cho phép : [ ] = m0 K0 RH = 246 (N/mm2 )

Trong đó :

RH : là sức bền định mức của vật liệu chế tạo

m0 : hệ số điều kiện làm việc:

m0 = m1.m2 m3 = 0,684 (2.1)

m1 : hệ số tính đến mức độ quạn trọng của phần tính toán; m1 = 0,9

m2 : là hệ số tính đến sự sai lệch kích thớc hình học của kết cấu và chất lợng

m3 : là hệ số tính đến ảnh hởng do việc tính toán không hoàn hảo ; m3 = 0,95

K0 : hệ số đồng chất của vật liệu chế tạo, với thép cacbon lấy K0 = 0,9

2.4 Tính toán xi lanh đóng mở gầu:

2.4.1: Tính toán khi đóng gầu:

- Khi đóng gầu xi lanh chịu tác động của các lực : trọng lợng gầu và liệu, lực ma sátgiữa liệu và gầu, ma sát giữa các hạt liệu với nhau

- Sơ đồ lực nh sau :

Hình 2.2.Sơ đồ tính toán lực khi đóng gầu

* Tính lực ma sát giữa các hạt liệu với nhau

+ Lực ma sát giữa các hạt liệu với nhau chia làm hai loại : Lực chống cắt và lựcdính Do là vật liệu dạng cát khô nên lực dính không đáng kể

+ Lực chống cắt

Hình 2.3 Sơ đồ tính lực cắt giữa các hạt vật liệu

1 1 * * 1

Trong đó f1 tg là hệ số ma sát giữa các hạt vật liệu, tra theo

bảng 1.3[VI], ta có f 1 0.75, với a là góc ma sát trong của vật liệu

1

*cos

P S

* Lực ma sát giữa gầu và vật liệu

+ Là lực ma sát ngoài, nó phụ thuộc vào tính chất cơ lý của vật liệu và

bề mặt của bộ phận công tác Hệ số ma sát tăng khi độ ẩm tăng và áp lực của

P 2

P 1

P Hửụựng

Trửụùt

Maởt Trửụùt

Vậy ta cài đặt áp suất an toàn tại van an toàn là 290 (bar)

b: Tính toán khi mở gầu:

- Khi mở gầu chỉ có trọng lợng gầu liệu tác dụng lên xi lanh, gầu mở đến một vị tríthì vật liệu rơi xuống khi đó ta có sơ đồ lực tác dụng nh hình vẽ:

Hình 2.3 Sơ đồ tính toán lực khi mở gầu

- Mômen với điểm A ta có

Vậy ta cài đặt áp suất an toàn tại van an toàn là 250 (bar)

2.4.3 Tính chốt xoay giữa cần nhỏ và gầu ngoạm:

Các chốt xoay trên cần cẩu là một chi tiết quan trọng, việc tính toán phải chínhxác nếu không sẽ gây h hại nghiêm trọng và gây ra mất an toàn cho ngời sử dụng

Chốt xoay giữa cần nhỏ và gầu ngoạm

355

Hình 5.1 Chốt xoay giữa cần nhỏ và gầu ngoạm

 Khi làm việc chốt chịu các lực tác dụng nh : lực quán tính ly tâm của gầu ngoạm,trọng lợng của gầu ngoạm và trọng lợng của vật liệu Ta gọi tổng trọng lợng củagầu ngoạm và vật liệu chứa trong gầu là G, gọi lực quán tính ly tâm là F qtlt qi ta có sơ

- Khi máy làm việc thì chốt chịu cắt và chịu uốn do chốt có chiều dài khá lớn do

đó khi tính đờng kính chốt ta tính theo mômen tơng đơng và kiểm tra theo ứngsuất cắt Ta có biểu đồ mômen của chốt

G

FhlY

Từ 1 và 2 ta có : 1 2 62785 

2

hl F

  (cth 1.11a[V] trang 22 ) Trong đó : sch là ứng suất chảy cho phép của vật liệu khi kéo

[s] là hệ số an toàn cho phép

e là hệ số kích thớc

* Tính hệ số an toàn cho phép

 s S S1 * 2 *S3 (cth 1.19[V] trang 30)Trong đó :

S1 là hệ số xét đến ảnh hởng của mức chính xác khi tính toán và thiết kếchi tiết, giá trị từ 1,2#1,3

S2 là hệ số xét đến ảnh hởng tính đồng nhất của cơ tính vật liệu dùng chếtạo chi tiết, giá trị từ 1,2#1,3 (đối với thép hợp kim và thép các bon cónhiệt độ ram cao); từ 1,5#2 (đối với thép có đô bền cao nhng tính chấtdẻo thấp hoặc với các chi tiết chế tạo từ kim loại màu ; từ 2#2,5 (đối vớigang có độ bền cao)

S3 là hệ số tính đến mức độ quan trọng của chi tiết, giá trị 1 (đối với chitiết không quan trọng, khi hỏng không làm ngừng máy ) ; từ 1,1#1,2 (đốivới chi tiết khi hỏng làm ngừng máy ) ; từ 1,.2#1,3 ( đối với chi tiết khihỏng gây sự cố )

td M d



Trong đó : Mtd là mômen tơng đơng, do chỉ có mômen uốn nên

d   mm , theo tiêu chuẩn ta lấy d = 90 mm

* Kiểm tra theo ứng suất cắt



Trong đó :

   0,6*  100 Mpa  là ứng suất cắt cho phép

F = 62785 (N) là lực cắt tác dụng lên chốt

d = 90 (mm) là đờng kính chốt vậy ta có t = 10 (Mpa) < [t], đờng kính đã chọn thỏa mãn điều kiện cắt

2.5 Tính toán các phần tử của má gầu:

2.5.1 Điều kiện đảm bảo độ cứng của đáy thùng gầu:

Chiều dày của lỡi cắt (lỡi miệng gầu) đợc xác định theo công thc kinh nghiệm sau:

) ( 0296 , 0 5 , 5 4 , 1 012 , 0

 : Khối lợng riêng cảu vật liệu,  = 1,4 T/m3

Giá trị d nhận đợc sẽ xác định chính xác hơn trong quá trình gia công theo bản

vẽ công nghệ

 Để tăng khả năng chịu mòn, phần đầu lỡi cắt cảu miệng gầu thờng đợc hàn đắpbằng que hàn chống mòn, hoặc chọn loại vật liệu có tính chống mòn tốt,đồng thờiphải đảm bảo về độ bền và độ cứng khi làm việc

2.5.2 Tính toán độ bền lỡi cắt(lỡi miệng gầu) theo điều kiện bền uốn:

Chiều rộng của lỡi cắt (lỡi miệng gầu) b d 2580 mm( )

Chiều rộng của đáy thùng gầu : B = 2500 (mm)

Ưng suất uốn cho phép của vật liệu làm lỡi miệng gầu:    142 (N/mm2 )

Ưng suất uốn của lỡi miệng gầu đợc xác định theo công thức sau:

  142 ( / ) )

/ ( 24 , 18

8

.

b

B S d tt

Trong đó: S gd là tải trọng giả định,tác dụng vào lỡi cắt,lấy bằng sức nâng cần trục

S gd = 12500 (kG)

CHƯƠNG 3 : TíNH TOáN KếT CấU THéP

3.1.Giới thiệu và các thông số cơ bản

3.1.1 Giới thiệu

Các thép định hình hoặc thép tấm liên kết với nhau tạo nên những kết cấu cơ bản, sau

đó cá kết cấu cơ bản đợc liên kết với nhau tạo thành một kết cấu chịu lực hoàn chỉnh gọi

là kết cấu thép

Nhiệm vụ của việc thiết kế kết cấu thép là phải đảm bảo các yêu cầu sau:

Yêu cầu về sử dụng: Thỏa mãn về hình học nh: Chiều cao nâng, tầm với, thỏa mãn vềyêu cầu chịu lực nh: độ bền, độ cứng vững, độ bền mỏi, độ ổn định, Tính thẩm mỹ: hìnhdáng hài hòa, đẹp

Yêu cầu về kinh tế: Tiết kiệm vật liệu, tính công nghệ, tính điển hình hóa trong kết cấuthép

Việc nghiên cứu tính toán kết cấu thép có liên quan đến các nghành khoa học nh : Cơkết cấu, sức bền vật liệu, lí thuyết đàn hồi, lí thuyết về dao động, công nghệ hàn… ngoài ra công ty còn thành lập các x

Khi tính toán kết cấu thép ngời ta sử dụng 2 phơng pháp tính toán: Phơng pháp tính toántheo ứng suất cho phép và phơng pháp tính toán theo trạng thái tới hạn

Trong phần tính toán kết cấu thép của cần và vòi ta sử dụng phơng pháp tính toán theoứng suất cho phép

3.1.3 Tổ hợp tải trọng và các tải trọng tính toán:

Khi máy trục làm việc nó chịu nhiều loại tải trọng khác nhau tác dụng lên kết cấu, ngoàinội lực trong cần và vòi còn phụ thuộc vào các lực tác dụng lên nó Vì vậy ta cần tínhtoán cần và vòi theo các tổ hợp tải trọng cụ thể sau:

Bảng tổ hợp tải trọng tính toán kết cấu thép cần và vòi theo phơng pháp ứng suất chophép



II

c n



III

c n

3 Các lực quán tính theo phơng ngang của

cần trục( khi tăng tốc hoặc hãm phanh cơ

tv qt

5 Tải trọng gió tác dụng lên kết cấu - - - - P gIII

Các tổ hợp tải trọng tính toán kết cấu thép cần trục chân đế tơng ứng với sự làm việc củacác cơ cấu của cần trục

Tổ hợp Ia, IIa: Cần trục đứng yên chỉ có một cơ cấu nâng làm việc; tính toán khi khởi

động ( hoặc hãm ) cơ cấu nâng một cách từ từ ( Ia ), khi khởi động ( hoặc hãm ) cơ cấunâng một cách đột ngột ( IIa )

Tổ hợp Ib, IIb: Cần trục mang hàng đồng thời lại có thêm một cơ cấu thay đổi tầm với hoạt động, tiến hành khởi động ( hoặc hãm ) cơ cấu một cách từ từ ( Ib ), khởi động(hoặc hãm ) cơ cấu một cách đột ngột ( IIb )

Tổ hợp III: Cần trục không làm việc mà chỉ chịu tác dụng của trọng lợng bản thân và gió bão

3.2 Tính toán kết cấu thép vòi

3.2.1 Xác định vị trí tính toán – trờng hợp tải trọng tính toán

Để tính toán kết cấu thép vòi ta tiến hành tính toán vòi trong hai mặt phẳng:

- Mặt phẳng nâng hạ

- Mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng nâng hạ

Trong mặt phẳng nâng hạ ta tính vòi trong trờng hợp tổ hợp tải trọng IIa

Trong trờng hợp tổ hợp tải trọng IIb thì ta tính vòi trong cả hai mặt phẳng đứng và ngangvì lúc này ngoài tải trọng do hàng tác dụng lên cần và vòi còn có lực tác dụng của lựcxô ngang do góc nghiêng của hàng so với phơng đứng gây lên

Trong mặt phẳng đứng ta coi vòi nh một dầm tựa trên 2 gối là chốt liên kết đuôi vòi vớigiằng ( gối di động ) và chốt liên kết vòi với đầu cần ( gối cố định )

1 Vị trí tính toán:

Trong quá trình làm việc nội lực sinh ra trong vòi luôn thay đổi vì vậy ta cần phải xác

định nội lực lớn nhất sinh ra trong các thanh biên và dầm chính của cần để tiến hànhkiểm tra bền và ổn định

Để xác định đợc nội lực lớn nhất sinh ra trong các thanh ta tính toán vòi tại 3 vị trí là: Rmax, Rtb, Rmin

2 Trình tự tính toán:

- Coi vòi nh một khung siêu tĩnh tựa trên hai gối

- Tính các lực tác dụng lên vòi

- Đặt các lực lên sơ đồ tính sau đó dùng phần mềm SAP2000 để tìm biểu đồ nội lực ( M,

N, Q ) tác dụng lên vòi và kiểm tra theo điều kiện bền và ổn định

3.2.2 Tính toán vòi trong trờng hợp tổ hợp tải trọng IIa

Tổ hợp tải trọng IIa đợc tính khi cần trục đứng yên, nâng hàng hoặc hãm với toàn bộ tốc

độ Việc tính toán vòi ở mặt phẳng ngang trong trờng hợp tải trọng IIa có thể bỏ qua vì

nó ít nguy hiểm so với vòi trong mặt phẳng ngang ở trờng hợp tải trọng IIb Trong trờnghợp này có các thành phần tải trọng tác dụng nh sau:

+ Trọng lợng bản thân vòi: Gv = 6000 KG

 Trọng lợng phân bố trên chiều dài vòi

) / ( 600 10

6000

m KG L

G q v

v

+ Trọng lợng hàng có kể đến hệ số động:

) ( 15000 12500

2 , 1

q  vy q v cos  ( Ta bỏ qua trọng lợng vòi theo phơng x )

Khi đó ta có sơ đồ tính vòi nh sau:

) ( 7 , 2604 10

sin

) ( 2 , 14772 10

cos

) ( 2 , 166711 )

90 10 sin(

.

) ( 68 , 29395 )

90 10 cos(

.

) ( 92 , 601 10

cos 2 ,

Biểu đồ nội lực của vòi tại vị trí tầm với Rmax:

Bieồu ủoà lửùc caột Q(KG)

Bieồu ủoà momen:

41282,08 5002,8

 Tại tầm với R tb:

) ( 7 , 13907 68

sin

) ( 5619 68

cos

) ( 6 , 23559 )

90 82 sin(

.

) ( 55 , 167635 )

90 82 cos(

.

) ( 96 , 228 68

cos 2 ,

Biểu đồ nội lực của vòi tại vị trí tầm với R tb:

Bieồu ủoà lửùc caột

Bieồu ủoà lửùc doùc

19213,45

1478,5

 Tại tầm với Rmin:

) ( 02 , 14854 82

sin

) ( 6 , 2087 82

cos

) ( 55 , 152150 )

90 26 sin(

.

) ( 78 , 74208 )

90 26 cos(

.

) ( 85 82 cos 2 ,

Biểu đồ nội lực của vòi tại vị trí tầm với Rmin:

Bieồu ủoà lửùc caột Q(KG)

Bieồu ủoà momen:

M(KG.m)

Bieồu ủoà lửùc doùc

N(KG)

25587,34 12411,2

80546,92

30433,8

7125,07

3.2.3.Tính toán vòi trong trờng hợp tổ hợp tải trọng IIb.

Trong trờng hợp tổ hợp tải trọng IIb thì còn có lực ngang tác dụng lên vòi đợc chia làmhai mặt phẳng: Mặt phẳng đứng và mặt phẳng ngang

-Trong mặt phẳng thẳng đứng: Ta tính vòi tơng tự nh trong trờng hợp tổ hơtrọng IIa, tuynhiên có lực quán tính tiếp tuyến do cơ cấu thay đổi tầm với gây ra

.-Trong mặt phẳng nằm ngang: Đây là hệ cần có vòi giằng mềm nên khi tính ta coi vòi

nh một dầm nằm trên 2 gối tại vị trí liên kết vòi với đầu cần.Trong tính toán ta có thể coivòi ở mặt phẳng ngang là một dầm có liên kết ngàm tại vị kết dầm với đầu cần

+ Lực quán tính do phần cơ cấu thay đổi tầm với thay đổi gây ra

Đối với vòi :

t

V g

Q G

qtvtt   .+ Vt: vận tốc di chuyển ngang của hàng tại vị trí xét

+ t: thời gian khởi động (hãm ) của cơ cấu thay đổi tầm với

Đối với vòi ta chỉ xét lực này tại đầu vòi nơi có treo hàng:

) ( 16 , 344 4

);

/ ( 73 ,

) ( 16 , 344 9

);

/ ( 73 ,

) ( 25 , 203 9

);

/ ( 97 ,

sin

) ( 09 , 12310 10

cos

) ( 76 , 59 10 sin 16 ,

) ( 93 , 338 10

cos 16 ,

Biểu đồ nội lực của vòi tại vị trí tầm với Rmax:

Bieồu ủoà lửùc caột Q(KG)

Bieồu ủoà momen:

M(KG.m)

Bieồu ủoà lửùc doùc N(KG)

34021,2 32219,8

81123,2

252230,2

42216,8 4806,66

83240,5

6521,38

 Tại tầm với R tb:

) ( 79 , 11589 68

sin

) ( 58 , 4682 68

cos

) ( 09 , 319 68

sin 16 ,

) ( 9 , 128 68

cos 16 ,

Biểu đồ nội lực của vòi tại vị trí tầm với R tb:

Bieồu ủoà lửùc caột

66176,08 67202,6

201321,6

1192,6 17862,4

 Tại tầm với Rmin:

) ( 35 , 12378 82

sin

) ( 66 , 1739 82

cos

) ( 8 , 340 82

sin 16 ,

) ( 89 , 47 82 cos 16 ,

Biểu đồ nội lực của vòi tại vị trí tầm với Rmin:

Bieồu ủoà lửùc caột

24012,8 23104,2

81002,8

5404,6 28812,6

2.Tính vòi trong mặt phẳng ngang:

Các thành phần tải trọng tác dụng lên vòi trong mặt phẳng ngang:

+ Thành phần tải trọng ngang T do lắc động của hàng gây ra:

) ( 36 , 3349 15

12500

 : góc nghiêng của xi lanh treo gầu so với phơng thẳng đứng

Để thuận tiện cho việc tính toán ta đặt lực T tại đầu mút của vòi

+ Tải trọng gió phân bồ đều theo phơng ngang:

Chọn sơ bộ dầm có tiết điện đều 10 m

Fv : diện tích chắn gió của vòi, Fv =0,4.10 =4 m2

Tải trọng gió phân bố suốt chiều dài vòi:

v

v g v g L

Sơ đồ tính vòi trong mặt phẳng ngang:

Biểu đồ nội lực của vòi tại mặt phẳng ngang ta dùng Sap2000 để tìm nội lực trong vòi trong mặt phẳng ngang:

qg

T

X Y

Biểu đồ nội lực của vòi trong mặt phẳng ngang:

Tại vị trí Rmax:

Biểu đồ lực cắt

182,2

T¹i vÞ trÝ Rmin:

Bieồu ủoà lửùc caột

61224,4

186,3

3.3 Kiểm tra điều kiện bền,độ ổn định và mối hàn của vòi:

3.3.1 Kiểm tra điều kiện bền:

Việc tính toán vòi dựa vào momen uốn doc,momen uốn ngang,lực cắt,lực dọc trên biểu

,

32219 KG

Q y 

) ( 06

,

4806 KG

Kích thớc mặt cắt:

341

* diện tích tiết diện :

) ( 17388 9108

8280

) ( 9108 4554

2

) ( 4554 18

253

2

) ( 16560 8280

2

) ( 8280 18

460

2

2 2

2 0

2 1

2

2 2

1

mm F

F F F

mm F

mm H

F F F

mm F

mm B

F F F

t b i t

t t

t t

b

b b

b b

18 460 12

.

) ( 2682720 12

18 460 12

.

4 3

3 2 1

4 3

3 2

1

mm

B J

J

mm

B J

J

b y

y

b x

18 271 2

0 0

0

0

mm

H Y

X b



Ta đợc :

) ( 146004000

) ( 175571190 8280

5 , 144 2682720

4 2

2 0 2

0 2

0

1

4 2

2

2 0 2

X J J

J

mm F

Y J J

J

b y

y

y

b x

) ( 105462 12

217 18 12

.

) ( 5 , 15327469 12

217 18 12

.

4

3 0 3 4 3

4 3

3 0 4

3

mm

H J

J

mm

H J

J

t y y

t x x

18 341 2

0

0 0

) ( 5 , 15327469 )

0 (

) ( 1726823670

) ( 2682720

4 2

2 0 3

0 4

0

3

4 0

2

2 0 3

0 4

0

3

4 2

2 0 2

0 2

0

1

4 2

2 0 2

X J J

J

mm Y

F Y J J

J

mm F

X J J

J

mm F

Y J J

J

b y

y y

b x

x x

b y

y

y

b x

4 0

3

0 1

4 0

3

0 1

mm J

J

J

mm J

J J

y y Y

x x X

, 144

max

mm Y

, 179

max

mm X

66 ,

max

max

mm KG F

c x x Q

b J

S Q

18 253 (

16560

H F H

Jx : Momen quán tính của tiết diện đối với trục x, Jx = 36020379 ( mm4 )

bxc : Chieu rộng tiết diện bị cắt

bc

x = 2.t = 2.18 = 36 ( mm )

) / ( 66 , 2 36 36020379

520636

4 ,

mm KG

x



- Ưng suất tơng đơng

2 2

2 2

2 max 3 0 , 27 3 2 , 66 4 , 62 KG/mm

VËy tiÕt diÖn mÆt c¾t tháa m·n ®iÒu kiÖn bÒn

2.KiÓm tra mÆt c¾t vßi qua gèi t¹i vÞ trÝ liªn kÕt víi ®Çu cÇn:

) ( 2 ,

6857 KG

Q x 

) ( 5 ,

83240 KG

Q y 

) ( 8 ,

42216 KG

) ( 2 ,

252230 KG m

) ( 4 ,

16560

) ( 50832 25416

2

) ( 25416 18

1412

2

) ( 16560 8280

2

) ( 8280 18

460

2

2 2

2 0

2 1

2

2 2

1

mm F

F F F

mm F

mm H

F F F

mm F

mm B

F F F

t b i t

t t

t t

b

b b

b b

18 460 12

.

) ( 2682720 12

18 460 12

.

4 3

3 2 1

4 3

3 2

1

mm

B J

J

mm

B J

J

b y

y

b x

18 1412 2

0 0

0

0

mm

H Y

X b



Ta đợc :

) ( 146004000

) ( 4235625720 8280

715 2682720

4 2

2 0 2

0 2

0

1

4 2

2

2 0 2

X J J

J

mm F

Y J J

J

b y

y

y

b x

1412 18 12

.

) ( 4222749792 12

1412 18 12

.

4

3 0 3 4 3

4 3

3 0 4

3

mm

H J

J

mm

H J

J

t y y

t x x

18 399 2

0

0 0

) ( 4222749792 )

0 (

) ( 505954230

) ( 2682720

4 2

2 0 3

0 4

0

3

4 0

2

2 0 3

0 4

0

3

4 2

2 0 2

0 2

0

1

4 2

2 0 2

X J J

J

mm Y

F Y J J

J

mm F

X J J

J

mm F

Y J J

J

b y

y y

b x

x x

b y

y

y

b x

4 0

3

0 1

4 0

3

0 1

mm J

J

J

mm J

J J

y y Y

x x X

max

mm Y

, 208

max

mm X

max

/ 6

, 5 15 , 50378

2 , 252230 5

, 8312620

4 , 59882 67392

8 , 42216

mm KG W

M W

M F

N

X

X Y

Y Z

c x x Q

b J

S Q

18 1448 (

16560

H F H

Jx : Momen quán tính của tiết diện đối với trục x, Jx = 360203790 ( mm4 )

bxc : Chieu rộng tiết diện bị cắt

bc

x = 2.t = 2.18 = 36 ( mm )

) / ( 2 , 3 36 360203790

6048316

2 ,

mm KG

2 2

2 max 3 5 , 6 3 3 , 2 7 , 879 KG/mm

Vậy tiết diện mặt cắt thỏa mãn điều kiện bền

- ứng suất tiếp do Q y gây ra

c y y

c y y Q

b J

S Q

18 399 (

50832 2

460 16560 )

B F

) (

1733181384mm3

J y 

) ( 36 18 2

) / ( 33 , 3 36 1733181384

2500574

5 ,

mm KG

2 2

2 max 3 5 , 6 3 3 , 33 8 , 03 KG/mm

Vậy tiết diện mặt cắt thỏa mãn điều kiện bền

3 Kiểm tra tại tiết diện đuôi vòi:

) ( 2

,

23104 KG

Q x 

) (