Chương BỘ PHẬN CUỐN DÂY VÀ DẪN HƯỚNG DÂY Khái niệm chung Tang: phận dây CCN, biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến nâng/hạ vật Ròng rọc: phận dẫn hướng dây Palăng: phận gồm ròng rọc, cố định di động, liên kết với dây, dùng để giảm lực căng dây tăng vận tốc 4.1 Tang cáp Cấu tạo chung Tang thường có dạng ống trụ, hai đầu có moayơ để lắp với trục, chuyển động quay Vật liệu tang: gang thép Bề mặt làm việc nhẵn (tang trơn) cắt rãnh dạng ren trịn có bước lớn đường kính cáp tránh cáp chà xát vào (tang xẻ rãnh) Tang dùng để lớp nhiều lớp cáp chồng lên Tang trơn Do gờ dc L gờ = 1,5.dc t = dc Khi nhiều lớp cáp, tang cần có gờ chặn Chiều cao gờ tính từ lớp cáp cần tối thiểu 1,5 đường kính cáp tránh cáp tuột khỏi tang Tang xẻ rãnh I dc L D Do D1 Do R I t R = 0,55dc t = dc+ Kích thước rãnh cáp Các kích thước Đường kính danh nghĩa Do Chiều dài tối thiểu phần cáp tang L Chiều dày thành Do gờ dc L gờ = 1,5.dc tang t = dc Đường kính danh nghĩa Đường kính đo theo tâm lớp cáp Xác định từ điều kiện tăng độ bền lâu cho cáp: D0 ≥ h1.dc với dc – đường kính cáp h1 – hệ số, tra tiêu chuẩn theo CĐLV cấu nâng TCVN 5864-1995 quy định giá trị tối thiểu h Lưu ý: với CCN dẫn động đ/cơ, đường kính tang cần tính lại, đảm bảo vận tốc nâng cho trước Chiều dài cáp Tính từ số vịng cáp lớp (Z) khoảng cách vòng cáp (bước cáp - t): L ≥ Z.t • Bước cáp t ≈ dc với tang trơn; t ≈ 1,1.dc với tang xẻ rãnh • Số vịng cáp lớp tính theo cơng thức: Z = Z + Z2 + Z3 với Z1 = a.H/(.D0) – số vòng làm việc (H – chiều cao nâng; D0 – đường kính tang; a – bội suất palăng) Z2 = 1,5 – số vòng cáp dự trữ tang Z3 = – số vòng phục vụ cố định cáp lên tang • Khi n lớp cáp tang lấy Z ≈ Z1/n 4-8 Chiều dày thành tang Chiều dày thường chọn trước theo vật liệu tang: • Thép: = 0,001.D0 + (mm) • Gang: = 0,002.D0 + (6…10) ≥ 12 (mm) với D0 – đường kính tang, tính mm Kiểm tra tang với kích thước chọn độ bền: • Với tang ngắn (L/D0 ≤ 3) cần kiểm nghiệm độ bền nén: tang tính ống dày chịu áp suất dây với lực căng Smax xiết lên tang sinh • Khi tang dài (L/D0 > 3) cần tính đến ảnh hưởng uốn xoắn Xem chi tiết… Cố định cáp lên tang A-A A A Cáp Bulông kẹp C¸p Vít chặn Lực cản hiệu suất rịng rọc W Khi chưa quay: S2 = S1 Khi quay theo chiều hình vẽ, lực cản W nên S2 > S1 hay S2 = S + W n Các loại lực cản chính: • Lực cản độ cứng S1 S2 dây (Wc) • Lực cản ma sát ổ đỡ trục (Wo) Lực cản độ cứng dây b Do độ cứng nên vào nhả khỏi ròng rọc dây bị lệch so với trường hợp lý tưởng khoảng b c hình vẽ S’2 = S1 + Wc Kết hợp phương trình cân mơmen tính lực cản độ cứng dây Wc = S1. c S1 S2' = S1+Wc S1(D0/2+b) = S’2(D0/2-c) S1(D0/2+b) = (S1+Wc)(D0/2c) Wc = S1(b+c)/(0,5D0- c) = Lực cản độ ma sát ổ Giả sử rịng rọc đường kính D0 lắp ổ trượt có đường kính ngõng d S”2 = S1 + Wo với Wo lực cản ma sát ổ Từ mơmen cản quay Tc tính lực cản ma sát ổ Wo = Tc / 0,5D0 = S1. d S1 S2'' =S1+Wo Lực tác dụng lên ổ: S = S + S''2 => S2S1.sin Lực ma sát ổ: F = S.f Tạo mômen cản quay: Tc = F.d/2 = 2sin(/2).f.d/D0 Hiệu suất rịng rọc Hiệu suất = cơng suất có ích / cơng suất bỏ * Trường hợp rịng S1 rọc S ,v0 cố định: C.s có ích n = Q.vn S1 C.s bỏ n Pci Pbr = S2.v0 Q, S , v0 Lực căng dây S1 = Q Q, Vận tốc dây v0 = Hiệu suất ròng rọc (tiếp ) Hiệu suất = cơng suất có ích / cơng suất bỏ * Trường hợp ròng rọc S1 S , v0 di động: n C.s có ích Pci = Q.vn C.s bỏ Pbr = S2.v0 Q, Lực căng dây S1+S2 = Q Hiệu suất * Trong tính toán thường lấy: dđVận = = 0,94 0,98 rọc tốc dây vớiv0ròng = 2.v n cáp; = 0,94 0,96 với rịng rọc xích (đĩa > S /S 4.3 Palăng Khái niệm chung Hệ thống ròng rọc cố định di động, liên kết với dây Tuỳ công dụng, palăng phân làm loại: Palăng lợi lực (hình a) Palăng lợi vận tốc (hình b) S1' Sa S1 S2 Sa Q,v n '' S2 S1 S1 P, vP tang Q (a) (b) 4.3.1 Palăng lợi lực Bội suất (a): số lần giảm lực căng dây so với treo vật trực tiếp dây xét trạng thái đứng im (các rịng rọc khơng quay) Có thể xác định bội suất a qua số nhánh dây treo vật Trên hình vẽ palăng có bội suất a = Trong tính tốn, palăng thể dạng khai triển Tính tốn palăng lợi lực Cho sơ đồ khai triển palăng Xác định lực căng dây lớn Smax=? nằm đâu? Khi nâng hay hạ? Hiệu suất hệ thống p=? S 1' Sa '' S2 S1 S1 Phương pháp: dựa vào quan hệ lực căng dây nhánh ròng rọc hiệu suất = Scuốn/Snhả tang Q (a) Từ đó, xét ròng rọc hệ thống palăng Tính tốn (tiếp) Khi nâng vật S'1 Các rịng rọc quay theo chiều hình vẽ Lực căng dây Sa Sa-1 S2 S1 S''1 nhánh vào ròng rọc bé nhánh nhả nên suy Smax = S”1 = Stang Lực căng lớn nằm nhánh vào tang tang Tổng lực căng dây cân với Q: Q S1 = S = S1.1 Q = S1 + S2 + + 1Sa • Smax = S1 / t = Q.(1-) / [(1S2 = S1. = S1. Từ quan hệ hiệu suất ròng rọc: a t ) ] Sa = Sa-1. = S1.a-1 • Hiệu suất palăng: p = Q / Khi hạ a-1 Q = Si = S1 (1+ + + (a.S ) max) nào? Palăng kép Palăng đơn Q Palăng kép Q = • Bội suất palăng kép ký hiệu "2a" số nhánh dây treo vật (trên sơ đồ : 2a = 4) • Rịng rọc trung gian khơng quay, đóng vai trị cân nên tính tốn Smax thay palăng đơn với bội suất a' = 2a/2 tải Q' = Q/2 • Hiệu suất palăng 4.3.2 Palăng lợi vận tốc S1 = S = S1.1 S2 = S1. = S1.1 S1 S2 Sa = Sa-1. Sa = S1.a-1 P = Si = S1 (1+ + + a-1 ) (1) Q, Smax = S1; (2) Sa = Q / => Q = S1.a P, vP Từ (1) (2) (3) tìm quan hệ P, Q, Smax (3) Các lưu ý chung palăng Lực căng cáp Palăng kép Số rịng rọc “t” Sơ đồ đặc biệt h¹ max S 1 Q (1 a ) n© ng max S 1 Q (1 a ) t Bội suất ký hiệu “2a” Ròng rọc cân khơng quay Tính tốn coi palăng đơn với a’ = “2a”/2 Q’=Q/s Chỉ tính số rịng rọc phía tang cáp Trường hợp gặp sơ đồ đặc biệt cần thiết lập cơng thức để tính lực căng cáp lớn S’1 S1 S S2 Q next… Hệ số đường kính với tang rịng rọc (TCVN 5864-1995) Nhóm CĐLV M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 h1 11,2 12,5 14,0 16,0 18,0 20,0 22,4 25,0 h2 12,5 14,0 16,0 18,0 20,0 22,4 25,0 28,0 h3 11,2 12,5 12,5 14,0 14,0 16,0 16,8 18,0 cấu GHI CHÚ: Đường kính danh nghĩa tang: D0 h1.dc Đường kính rịng rọc dẫn hướng: D2 h2.dc Đường kính rịng rọc cân bằng: D3 h3.dc Với cần trục tự hành: h1 = 16; h2 = 18; h3 = 14 với CCN tải h1 = 14; h2 = 16; h3 = 12,5 với CCN cần Đường kính rịng rọc ma sát thang máy: D 40.dc (TCVN 6395:1998) Back Kiểm tra tang cáp độ bền Với tang ngắn (L/D0 ≤ 3) cần kiểm nghiệm độ bền nén: tang tính ống dày chịu áp suất ngồi dây với lực căng Smax xiết lên tang sinh ra: n = k.Smax/(t.) ≤ [] k = 1; 1,28; 1,37; 1,45; 1,52; 1,53 tùy số lớp cáp từ [] = 70…90 MPa với gang; 100…120 MPa với thép 2 n tđ n Khi tang dài, cần tính đến uốn xoắn: M u2 0,75T tđ Wu Back S hạ vật max • Khi hạ vật, ròng rọc quay theo chiều ngược lại Các nhánh cuốn/nhả đổi vai trò cho Lực căng lớn nă,f nhánh xa tang S'1 S''1 Sa Sa-1 S2 S1 • Tổng lực căng dây cân với Q: tang Q = S1 + S2 + + Sa • Từ dễ dàng suy ra: S*max = Sa = Q.(1-) / (1) a Q Back ... D0 – đường kính tang; a – bội suất palăng) Z2 = 1,5 – số vòng cáp dự trữ tang Z3 = – số vòng phục vụ cố định cáp lên tang • Khi n lớp cáp tang lấy Z ≈ Z1/n 4-8 Chiều dày thành tang Chiều dày... đường kính cáp tránh cáp chà xát vào (tang xẻ rãnh) Tang dùng để lớp nhiều lớp cáp chồng lên Tang trơn Do gờ dc L gờ = 1,5.dc t = dc Khi nhiều lớp cáp, tang cần có gờ chặn Chiều cao gờ tính... tăng vận tốc 4.1 Tang cáp Cấu tạo chung Tang thường có dạng ống trụ, hai đầu có moayơ để lắp với trục, chuyển động quay Vật liệu tang: gang thép Bề mặt làm việc nhẵn (tang trơn) cắt rãnh