Thiết bị động lực cho máy xây dựng
Trang 1Trang 1
Chương 1
THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC DÙNG TRÊN MÁY XÂY DỰNG
1.1 ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
Động cơ nói chung và động cơ đốt trong nói riêng là cung cấp cơ năng cho cácc
bộ công tác của máy làm việc trong quá trình làm việc Động cơ đốt trong chuyển đổi nhiệt năng từ sự đốt cháy nhiên liệu tỏa ra nhiệt năng và biến nhiệt năng đó thành thành cơ năng ngay ở bên động cơ nên được gọi là động cơ đốt trong
Nhiên liệu sử dụng cho động cơ đốt trong có thể là nhiên liệu hóa thạch như: xăng, dầu diesel, khí hóa lỏng LPG… hoặc có thể là nhiên liệu sinh học như: cồn, biogas… nhưng phổ biến và sử dụng đa số
hiện nay vẫn là nhiên liệu xăng và dầu diesel
Mặc dù động cơ đốt trong có nhiều
nhược điểm như: chi phí sử dụng cao, cấu tạo
phức tạp, gây ô nhiểm môi trường nhưng
những ưu điểm của nó hiện nay chưa có loại
động cơ nào có thể thay thế được
1.1.1 Các khái niệm cơ bản của động cơ đốt
trong
1.1.1.1 Điểm chết
Điểm chết là vị trí cuối cùng của piston
khi chuyển động một hành trình trong xilanh
Tại vị trí này tốc độ của piston bằng không và
piston bắt đầu đổi chiều chuyển động Có hai
Hành trình của piston là khoảng dịch
chuyển của piston giữa hai điểm chết, ký hiệu
là S, và S có mối quan hệ với bán kính của trục khuỷu R như sau:
R
S2Với R: bán kính quay của trục khuỷu
1.1.1.3 Thể tích công tác (V h )
Thể tích công tác Vh là khoảng không gian trong xilanh được giới hạn bởi hai mặt cắt vuông góc với đường tâm xilanh qua hai điểm chết, hay là thể tích mà đỉnh piston quét qua khi dịch chuyển từ điểm chết này sang điểm chết kia
Hình 1.1: Sơ đồ động cơ đốt trong
Trang 2Đối với động cơ có 1 xilanh thì thể tích công tác Vh được xác định như sau:
S D
V h 2 4
1
Trong đó: D là đường kính của xilanh
Đối với động cơ nhiều xilanh thì thể tích công tác được tính như sau:
i V
V h h
Với i là số xilanh trong động cơ và D là đường kính của xilanh
Lưu ý: trong thực tế, khi nói đến dung tích làm việc của động cơ chính là thể tích
công tác Vh và thể tích xilanh thường xác định bằng cm3
1.1.1.7 Kỳ
Kỳ (hay thì) là hành trình thực hiện được của piston giữa hai điểm chết Khi động
cơ hoạt động, trong xilanh phải diễn ra trình tự các quá trình: nạp, nén, cháy giãn nở
và xả tạo nên chu trình công tác của động cơ, cả 4 quá trình trên có thể thực hiện trong
2 lần dịch chuyển của piston (gọi là động cơ 2 kỳ), hay 4 lần dịch chuyển của piston (gọi là động cơ 4 kỳ)
1.1.2 Các cơ cấu và hệ thống chính của động cơ đốt trong
1.1.2.1 Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền
Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền là cơ cấu chính trong động cơ và bao gồm hầu hết các chi tiết chủ yếu như: piston, trục khuỷu, thanh truyền… nó có nhiệm vụ chính
là biến lực khí thể thành chuyển động quay của trục khuỷu và đóng vai trò nén không khí hoặc hỗn hợp nhiên liệu trong xilanh lên áp suất cao
Các chi tiết chính gồm:
Piston: Vai trò chủ yếu của piston là cùng với các chi tiết khác như xilanh, nắp
xilanh bao kín tạo thành buồng cháy, đồng thời truyền lực của khí thể cho thanh truyền cũng như nhận lực từ thanh truyền để nén khí
Xecmang: Có hai loại: xecmang khí có nhiệm vụ bao kín tránh lọt khí, còn xecmang
dầu ở dưới có nhiệm vụ ngăn dầu bôi trơn từ hộp trục khuỷu sục lên buồng cháy
Trang 3Trang 3
Thanh truyền: là chi tiết nối giữa piston và trục khuỷu, biến chuyển động tịnh tiến
của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu
Trục khuỷu: nhận lực tác dụng từ piston tạo ra momen quay kéo máy công tác và
nhận năng lượng của bánh đà, sau đó truyền cho thanh truyền và piston thực hiện quá trình nén cũng như trao đổi khí trong xilanh
Bánh đà: giữ cho động cơ ổn định, tích lũy năng lượng ở kỳ cháy để chi phí cho các
kỳ tiêu thụ công như kỳ nạp, nén và xả
1.1.2.2 Cơ cấu phối khí
Cơ cấu phối khí có nhiệm vụ điều khiển quá trình nạp và xả khí vào ra xilanh Yêu cầu đối với cơ cấu phối khí là nạp đầy và xả sạch Các chi tiết chính:
Xupap: đóng và mở các đường nạp và thải để thực hiện quá trình trao đổi khí
Trục cam: trục cam mang các cam dẫn động cơ cấu phối khí, các vấu cam này tác
động trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua đũa đẩy và cò mổ để mở xupap
1.1.2.3 Hệ thống làm mát
Khi động cơ làm việc, các chi tiết của động cơ nhất là các chi tiết trong buồng cháy tiếp xúc với khí cháy nên có nhiệt độ rất cao, nhiệt độ các chi tiết tăng quá cao có thể dẫn đến: giảm sức bền của các chi tiết, bó kẹt các chi tiết chuyển động, giảm hệ số nạp của động cơ, gây ra hiện tượng kích nổ … vì vậy trong động cơ cần phải có hệ thống làm mát giữ cho nhiệt độ các chi tiết không vượt quá giá trị cho phép
Hình 1.2 dưới đây là một hệ thống làm mát bằng nước dùng trong động cơ đốt trong:
Nước sau khi nhận nhiệt từ các xilanh và các bộ phận sinh nhiệt khác trong động
cơ được đưa đến bộ tản nhiệt (1), tại đây có quạt gió thổi gió qua két làm nhiệt độ của nước làm mát giảm xuống, sau đó nó được bơm nước (3) đưa trở lại động cơ, trên một
số động cơ còn có bố trí bộ phận làm mát dầu bôi trơn trên đường nước làm mát
1 Bộ tản nhiệt
2 Van hằng nhiệt
3 Bơm nước
4 Đồng hồ báo nhiệt độ nước
10 Nước sau khi làm mát
A Đường dầu vào và dầu ra
Hình 1.2: Sơ đồ hệ thống làm mát động cơ đốt trong
Ngoài ra còn có hệ thống làm mát bằng không khí, loại này thường dùng cho các động cơ có công suất nhỏ, như động cơ xe máy, động cơ máy cắt cỏ, máy đầm bàn…
Trang 41.1.2.4 Hệ thống bôi trơn
Hệ thống bôi trơn có nhiệm vụ đưa dầu bôi trơn đến các bề mặt làm việc của các chi tiết để:
Hình 1.3: Sơ đồ hệ thống làm mát động cơ đốt trong
Làm giảm ma sát giữa các chi tiết chuyển động tương đối với nhau
Rửa sạch hạt mài hình thành trong quá trình làm việc
Làm mát các chi tiết
Làm kín các khe hở nhỏ
Chống gỉ rét các bề mặt kim loại
Nguyên lý làm việc của hệ thống như sau: dầu bôi trơn chứa trong cacte được
bơm dầu hút lên đưa qua bầu lọc vào trong đường dầu chính đi đến trục khuỷu để bôi trơn các bạc lót giữa trục khuỷu với gối đỡ và thanh truyền, một lượng dầu tại đây được đưa dọc theo thân thanh truyền lên bôi trơn đầu nhỏ thanh truyền và phun vào phía dưới của piston để làm mát đỉnh piston Một lượng dầu theo đường dầu đi lên bôi trơn trục cam, xupap và trở về cacte
1.1.2.5 Hệ thống cung cấp nhiên liệu
Hệ thống cung cấp nhiên liệu nói chung có nhiệm vụ cung cấp một lượng nhiên liệu thích hợp ứng với các chế độ làm việc của động cơ vào trong xilanh để thực hiện quá trình cháy sao cho hiệu suất là cao nhất và ít ô nhiễm môi trường
a) Hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ xăng
Loại dùng chế hòa khí:
Hình 1.4 là sơ đồ hệ thống nhiên liệu dùng bộ chế hòa khí Xăng từ thùng chứa 1 được bơm 3 hút qua lọc 2 đến buồng nhiên liệu hay còn gọi là buồng phao 4 của bộ chế hòa khí Cơ cấu van kim – phao giữ cho mức xăng trong buồng nhiên liệu ổn định trong quá trình làm việc trong quá trình nạp, không khí được hút vào động cơ phải lưu thông qua họng khuếch tán 6 có tiết diện bị thu hẹp, khi dòng khí qua họng này thì áp suất giảm hút một lượng xăng từ buồng phao, lượng nhiên liệu này phụ thuộc vào lượng khí đi qua họng, khi xăng đi vào họng khuếch tán thì bị xé tơi hòa trộn với không khí tạo thành hỗn hợp nạp vào động cơ
Trang 5Trang 5
Hình 1.4: Sơ đồ cấu tạo hệ thống nhiên liệu động cơ xăng dùng Chế hòa khí
1.Thùng xăng; 2.Lọc; 3.Bơm; 4.Buồng phao; 5.Jiclơ; 6.Họng khuếch tán; 7.Bướm ga
Loại dùng phun xăng điện tử:
Hình 1.5: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ xăng dùng EFI
Khác với hệ thống nhiên liệu dùng chế hòa khí, hệ thống nhiên liệu phun xăng (cụ thể là phun xăng điện tử) phun nhiên liệu trực tiếp vào trong đường ống bên nạp cạnh xupap nạp Việc điều chỉnh lượng phun được điều khiển bởi bộ điều khiển trung tâm ECU khi tiếp nhận các thông tin từ các cảm biến đưa về
b) Hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ diesel
Hình 1.6: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ xăng dùng EFI
Trang 6Đối với hệ thống nhiên liệu động cơ diesel, nhiên liệu được phun vào trực tiếp trong xilanh với áp suất cao dưới dạng sương mù nhờ các bơm cao áp và các vòi phun
để hình thành hỗn hợp không khí – nhiên liệu
1.1.3 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ đốt trong
Hình 1.7: Thứ tự làm việc của động cơ xăng 4 kỳ
Thực ra để tăng hiệu suất nạp, xupap nạp được mở sớm hơn, tức là trước ĐCT để chuẩn bị cho kỳ nạp, và đóng muộn hơn một chút để tận dụng quán tính của dòng khí
b) Kỳ nén (quá trình nén)
Khi xupap nạp đóng lại, piston dịch chuyển từ ĐCD lên ĐCT, thể tích trong xilanh giảm dần làm cho hòa khí bị nén lại, áp suất và nhiệt độ của hòa khí tăng lên Khi đi đến gần ĐCT bugi đánh tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp chuẩn bị cho quá trình cháy giãn nở và sinh công
c) Kỳ cháy giãn nở và sinh công
Sau khi bugi đánh tia lửa điện, màng lửa lan truyền ra toàn buồng cháy làm áp suất tăng nhanh tác động vào đỉnh piston đẩy piston đi xuống làm quay trục khuỷu Đây là kỳ sinh công duy nhất của động cơ Khi đi đến gần ĐCD, xupap xả mở ra quá trình cháy kết thúc
d) Kỳ xả
Khi xupap xả mở ra sản phẩm cháy có áp suất cao thoát ra khỏi buồng cháy, đồng thời do piston dịch chuyển từ ĐCD lên ĐCT nên sản phẩm cháy cũng bị đẩy ra ngoài, để xả sạch sản phẩm cháy ra khỏi xilanh thì xupap nạp sẽ đóng lại sau khi piston qua ĐCT một góc nhỏ
1.1.3.2 Động cơ diesel 4 kỳ
a) Kỳ I: (hút hay nạp)
Trang 7Trang 7
Piston chuyển dịch từ ĐCT xuống ĐCD, lúc này xupap nạp mở, do thể tích không gian phía trong xilanh và piston tăng lên nên hình thành độ chân không(áp suất không khí ở trong thấp hơn ở ngoài trời) vì vậy không khí được hút vào xilanh qua cổng xupap nạp ở đường ống nạp Trong thời gian này xupap xả đóng, lúc này trục khuỷu quay từ 0o÷180o
Thực ra thời trong thời kỳ nạp xupap nạp bắt đầu mở từ trước và đóng lại khi piston đi qua ĐCD một chút, để cho việc nạp được đầy hơn
Nạp nén nổ xả
Hình 1.8: Thứ tự làm việc của động cơ diesel 4 kỳ
1.Vòi phun; 2.Bơm cao áp
b) Kỳ II: (kỳ nén)
Ở hành trình này piston đi từ ĐCD lên ĐCT, thể tích của xilanh phía trên piston giảm dần Lúc này cả hai xupap đều đóng, không khí bị nén lại áp suất và nhiệt độ của không khí trong xilanh tăng lên
Cuối quá trình nén (khi piston ở ĐCT) nhiên liệu được phun vào trong xilanh nhờ vòi phun dưới dạng sương mù với áp suất cao hoà trộn với không khí ở nhiệt độ và áp suất cao thì tự bốc cháy Lúc này trục khuỷu quay một góc từ 180o ÷ 360o
Thực ra thời kỳ này bắt đầu khi xupap nạp bắt đầu đóng và kết thúc khi bắt đầu phun nhiên liệu vào buồng cháy (tức giai đoạn này xảy ra ngắn hơn 180o vòng quay của trục khuỷu)
c) Kỳ III: (kỳ cháy giãn nở và sinh công)
Quá trình xảy ra khi piston đi từ ĐCT xuống ĐCD Sau khi kết thúc giai đoạn chuẩn bị, các đám cháy đã hình thành và lan toả khắp buồng cháy thì quá trình cháy xảy ra, áp suất và nhiệt độ trong buồng cháy tăng cao tác dụng lên đỉnh piston đẩy piston đi xuống ĐCD Đây là kỳ sinh công duy nhất của chu trình làm việc của động
Trang 8ta đã nói ở trên thì cuối kỳ xả lúc piston chưa đến ĐCT thì xupap nạp mở ra, nên cả hai
xupap đều mở ra tạo thành góc trùng điệp của xupap
Đọc thêm:
Để tăng chất lượng nạp và xả khí
thời điểm mở và đóng xupap nạp và xupap
xả thay đổi đi một chút, cụ thể: để tăng
thời gian mở xupap thì xupap nạp không
mở ngay tại thời điểm piston ở điểm chết
trên mà mở sớm hơn một chút, để tận
dụng động năng của dòng khí nạp thì
xupap nạp đóng muộn một chút vì vậy
lượng khí nạp sẽ được nạp vào nhiều hơn
Đối với xupap xả, khi piston đi gần đến
điểm chết dưới trong kỳ cháy, lúc này áp
suất trong xilanh đã giảm nhiều, việc sử
dụng áp suất trong buồng cháy để biến
chuyển thành cơ năng của piston không
mang lại hiệu quả cao nên xupap xả được
mở sớm sản phẩm cháy được thổi ra ngoài, đồng thời để tận dụng động năng của dòng khí xả thì xupap xả được đóng muộn một chút sau khi piston đã đi qua ĐCT Vì vậy có thời điểm cả hai xupap nạp và xả cùng ở trạng thái mở, người ta gọi thời điểm này là góc trùng điệp của xupap Hình 1.9 là góc đóng mở của xupap của động cơ RENAULT CDI 11
hiện bởi piston nên cấu tạo đơn
giản hơn nhiều so với động cơ
xăng 4 kỳ Cửa xả được bố trí
cao hơn cửa xả, nhưng của nạp
không phải nạp hòa khí vào
trong xilanh của động cơ mà nạp
vào trong hộp trục khuỷu (vì vậy
hộp trục khuỷu không có chứa
dầu bôi trơn) sau đó được đưa
vào trong xilanh thông qua cửa
quét được đặt phía đối diện với
cửa nạp Để tăng hiệu quả nạp và
xả khí đỉnh piston thường có kết
cấu không phẳng
b) Quá trình làm việc
Hành trình I, piston đi lên:
Piston di chuyển từ ĐCT xuống ĐCD, cửa quét và cửa xả được piston đóng lại hòa khí bị nén lại làm cho nhiệt độ và áp suất tăng lên đồng thời cửa nạp mở ra hòa khí
Hình 1.9: Góc phối khí của xupap
Hình 1.10: Sơ đồ cấu tạo động cơ xăng 2 kỳ
Trang 9Trang 9
được hòa trộn ở chế hòa khí được đẩy vào trong cacte qua cửa nạp ở phía dưới (1) khi piston đi đến gần ĐCT bugi đánh tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp (2)
Hình 1.11: Thứ tự làm việc của động cơ xăng 2 kỳ
Hành trình II, piston đi xuống
Sau khi đánh tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp, màng lửa lan truyền ra cả buồng cháy làm nhiệt độ và áp suất trong xilanh tăng cao đẩy piston đi xuống, đầu tiên cửa xả được mở ra, do áp suất trong xilanh lớn nên sản phẩm cháy xả ra ngoài (3), khi piston tiếp tục di chuyển thì cửa quét khí cũng mở ra hòa khí từ cacte cũng được nạp vào trong xilanh nên hỗ trợ đẩy khí xả ra ngoài, vì vậy trong quá trình này một lượng hòa khí theo khí xả đi ra khỏi buồng cháy (4) Trong lúc này cửa nạp khí cũng được piston đóng lại
1.1.3.4 Động cơ diesel 2 kỳ
Khác với động cơ xăng 2 kỳ, động cơ diesel 2 kỳ có một xupap được bố trí ở cửa
xả, còn cửa nạp (lỗ quét khí) được đóng mở bởi piston Loại này được dùng trên những máy yêu cầu công suất rất lớn và tốc độ làm việc chậm như tàu thủy
a) Hành trình I
Khi piston di chuyển từ ĐCD lên ĐCT, xupap xả ở trạng thái đóng Đầu tiên các cửa quét khí (cửa nạp) của xilanh được mở ra, không khí từ ngoài môi trường được máy quét khí đẩy vào trong xilanh Khi piston tiếp tục di chuyển đi lên thì các cửa quét này đóng lại không khí trong xilanh bị nén lại làm áp suất và nhiệt độ tăng lên, khi đi đến gần ĐCT vòi phun phun nhiên liệu vào xilanh ở dạng sương mù hòa trộn với không khí ở áp suất và nhiệt độ cao nên tự bốc cháy
Hình 1.12: Thứ tự làm việc của động cơ diesel 2 kỳ
b) Hành trình II
Trang 10Vòi phun tiếp tục phun nhiên liệu vào buồng cháy và bị đốt cháy làm áp suất trong buồng cháy tăng lên đẩy piston đi xuống làm quay trục khuỷu, khi piston đi xuống đến gần cửa quét thì xupap nạp mở ra, sản phẩm cháy có áp suất cao trong xilanh xả ra ngoài, khi piston đi qua khỏi cửa nạp thì máy quét khí thổi vào trong xilanh hổ trợ đẩy hết khí xả ra bên ngoài
1.2 ĐỘNG CƠ ĐIỆN
Động cơ điện được sử dụng rộng rãi trên các máy cố định cũng như di động như các máy nghiền sàng đá, máy trộn bê tông, cần trục …
Ưu điểm: hiệu suất cao, gọn nhẹ, chịu vượt tải tương đối tốt, thay đổi chiều quay
và khởi động nhanh, giá thành hạ, làm việc tin cậy, dể tự động hóa, điều kiện vệ sinh công nghiệp tốt, ít gây ô nhiễm môi trường
Nhược điểm: khó thay đổi tốc độ quay, momen khởi động nhỏ, phải có nguồn và
mạng lưới cung cấp điện
Động cơ điện có nhiều loại, được chia ra làm các nhóm như sau:
1.2.1 Động cơ điện xoay chiều
Động cơ điện không đồng bộ với roto lồng sóc cấu tạo đơn giản, rẻ tiền, dể bảo quản, làm việc tin cậy nhược điểm của nó là: hiệu suất thấp, không điều chỉnh được tốc độ Loại này được sử dụng phổ biến nhưng công suất thường nhỏ hơn 10kW Động cơ không đồng bộ roto dây quấn có cấu tạo phức tạp, đắt tiền, vận hành phức tạp nhưng tính khởi động và điều tốc khá tốt, thường được chế tạo với công suất (7÷100)kW
Động cơ điện xuay chiều đồng bộ có ưu điểm là hiệu suất và hệ số cos cao, tốc
độ quay ổn định, hệ số quá tải lớn nhưng cấu tạo tương đối phức tạp, giá thành khá cao
vì phải có thiết bị phụ khởi động động cơ nên thường dùng cho các máy có yêu cầu tốc
độ quay không đổi
1.2.2 Động cơ điện một chiều
Động cơ điện một chiều mắc song song hoặc nối tiếp có phạm vi thay đổi tốc độ lớn, momen khởi động cao, đảm bảo khởi động êm, hãm và đảo chiều dể dàng, do đó được dùng trong các thiết bị vận chuyển bằng điện, máy đào, cần trục, thang máy … nhược điểm của chúng là giá thành đắt, phải tăng thêm vốn đầu tư để đặt các thiết bị chỉnh lưu hay máy phát điện 1 chiều
Đọc thêm:
Bơm và động cơ thủy lực
Bơm và động cơ thủy lực ngày nay được sử dụng rộng rải trong máy xây dựng và xếp dỡ Đặc điểm của máy thủy lực là có thể làm việc hai chiều: vừa là bơm (nhận cơ năng để tạo ra dòng chất lỏng với áp suất cao) hoặc động cơ (nhận dầu áp lực cao để tạo thành momen quay trên trục hoặc chuyển động tịnh tiến của cán piston) Có nhiều loại động cơ thủy lực, nhưng phổ biến có các loại sau:
Bơm bánh răng (hình1.13 a):
Gồm vỏ bơm 3 và các bánh răng 1 và 2 Một trong hai bánh răng dược dẫn động
từ động cơ, bánh răng thứ hai quya tự do trên trục các bánh răng quay ăn khớp dồn ép dầu từ khoang hút vào khoảng trống giữa các răng và vỏ bơm dẫn đến khoang đẩy, tốc
Trang 11Trang 11
độ làm việc của bánh răng thường (500÷1500)rpm Tùy theo tốc độ quay, áp lực và độ nhớt của dầu thủy lực, hiệu suất của bơm bánh răng (0,65÷0,85) Loại này thường làm việc tới áp suất 10Mpa và công suất có thể đến 40kW
Hình 1.13: Sơ đồ cấu tạo các loại bơm thủy lực
a)Bơm bánh răng; b)Bơm piston hướng trục (nguyên lý); c)Bơm cánh gạt; d)Sơ đồ cấu tạo
bơm piston hướng trục không điều chỉnh
1,2.Bánh răng; 3.Vỏ bơm; 4.Piston; 5.Tay biên; 6.Mâm nghiêng; 7.Khoang phân phối; 8.Rôto; 9.Cánh gạt; 10.Chốt trung tâm; 11.Vỏ bơm; 12,13 Ổ bi; 14.Mâm; 15.Tay biên;
16.Piston; 17.Xilanh; 18.Khoang phân phối; 19.Nắp bơm; 20.Trục bơm
Bơm piston (hình 1.13a, d)::
Được chia ra làm hai loại: loại hướng trục và hướng kính Trong đó loại hướng trục sử dụng phổ biến hơn vì bố trí truyền dẫn thủy lực gọn Nguyên lý làm việc của bơm hướng trục như sau: trục bơm làm quay mâm nghiêng 6 quanh tâm quay I-I, và qua các tay biên 5 làm quay khối xilanh – vỏ bơm 3 Các tay biên 5 được nối bằng khớp cầu với mâm nghiêng 6 trên đường tròn có đường kính Db và piston 4 Vì mâm đặt nghiêng so với trục quay của bơm, nên khi quay đồng thời tạo ra chuyển động tịnh tiến qua lại của piston trong các xilanh Khi mâm nghiêng quay được nửa vòng sẽ làm piston thực hiện trọn vẹn hành trình về một phía, ở nửa vòng quay tiếp theo sẽ thực hiện hành trình theo hướng ngược lại nhờ khoang phân phối 7, khi piston đi về phía trái sẽ thông với đường đẩy của hệ thống bơm, còn khi đi về phía phải thông với đường hút Năng suất bơm phụ thuộc vào góc nghiêng của mâm, ở một số bơm góc này có thể thay đổi được nhờ hệ thống điều khiển Hình 1.13d là kết cấu của loại bơm piston hướng trục không điều chỉnh được
Các loại bơm piston hướng trục có áp suất làm việc đến 50Mpa, năng suất bơm đến 750l/ph và số vòng quay tới 3000rpm Hiệu suất bơm có thể đạt (0,86÷0,9)
Trang 12 Bơm cánh gạt (hình 1.13c):
Cấu tạo gồm: vỏ bơm 3, trục dẫn động rôto 8 đặt lệch tâm trên trục, các cánh gạt
9 dịch chuyển trong các rãnh roto Khi roto quay, các cánh quét do lò xo ép vào thành
vỏ bơm tạo ra các khoang đưa dầu từ khoang hút B sang khoang đẩy H Khi độ lệch tâm e càng lớn, do dầu được lấy đi từ khoang hút nên tạo ra độ chân không hút dầu từ bình chứa vào
Bơm cánh gạt có áp suất tới 18Mpa và hiệu suất (0,8÷0,85)
1.3 KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG TRÊN DÙNG TRÊN MÁY XÂY DỰNG
Trong quá trình làm việc của máy móc nói chung và của máy xây dựng nói riêng, nguồng công suất do bộ phận động lực sinh ra cần phải được truyền tớii các bộ phận chức năng (hay còn gọi là bộ công tác) để cho các bộ công tác hoạt động Cơ cấu làm nhiện vụ truyền công suất được gọi là cơ cấu truyền động
Hình 1.14: Sơ đồ hệ thống truyền động
Phải đưa cơ cấu truyền động thành một khâu trung gian giữa động cơ và bộ công tác để giải quyết một số vấn đề mà động cơ không thể trực tiếp thực hiện được hoặc thực hiện không có hiệu quả Ví dụ: khi máy di chuyển, cần phải thay đổi tốc độ, momen và cả chiều chuyển động… trong một số chế độ làm việc khác nhau của máy như: leo dốc, bắt đầu di chuyển, lùi … Bản thân động cơ không tự thực hiện được các yêu cầu này vì nó chỉ làm việc ổn định trong phạm vi thay đổi không nhiều của trị số momen và tốc độ quay Khi sự thay đổi vượt quá phạm vi giới hạn động cơ sẽ ngừng làm việc Hoặc việc sử dụng động cơ cao tốc có thêm bộ truyền giảm tốc sẽ hiệu quả hơn so với sử dụng động cơ có tốc độ thấp mà không có bộ truyền
1.3.1 Truyền động cơ khí
1.3.1.1 Đặc điểm
Truyền động cơ khí là dạng truyền động dùng các cơ cấu để biến đổi các thông
số chuyển động phù hợp với đối tượng công tác như thay đổi tốc độ, momen, chiều và dạng chuyển động… Hiện nay, mặc dù có những kiểu truyền động hiện đại khác nhưng truyền động cơ khí vẫn chiếm phần lớn, đặc biệt trong ngành ô tô, máy kéo, máy xây dựng và xếp dỡ…
a) Ưu điểm
Có khả năng truyền lực lớn
Độ tin cậy làm việc cao
Cho phép thay đổi đặc tính làm việc một cách linh hoạt
Cơ cấu truyền động ma sát có khả năng chống quá tải do vậy tránh được hỏng
hóc đột xuất cho máy
Trang 13Trang 13
Chế tạo đơn giản và giá thành hạ
b) Nhược điểm
Độ ồn trong lúc làm việc cao
Điều khiển nặng và kém nhạy
Kích thước của một số cơ cấu cồng kềnh
Không truyền động đi xa
1.3.1.2 Phân loại
Hình 1.15: Các loại truyền động cơ khí
1.3.2 Truyền động điện
1.3.2.1 Đặc điểm
Trong máy xây dựng truyền động điện áp dụng khá phổ biến Hệ thống thực chất
là các thiết bị được dùng để biến đổi điện năng thành cơ năng cho các bộ phận công tác của máy đồng thời dùng để điều khiển các bộ phận công tác đó
Hệ thống bao gồm: động cơ điện, bộ phận truyền động, dâu dẫn và các thiết bị
điều khiển, ngoài ra, trong hệ thống truyền động điện còn có những bộ phận đặc biệt dùng để biến đổi điện năng với mục dích thay đổi các thông số của chúng, đó là các bộ nắn điện, bộ biến đổi tần số…
a) Ưu điểm
Truyền được xa và rất xa nhưng kích kích thước vẫn nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ
Có khả năng tự động hóa cao, truyền động nhanh, chính xác
Đảm bảo vệ sinh môi trường
Hoạt động tương đối êm dịu, không gây tiếng ồn lớn
Chăm sóc kỹ thuật dể dàng
b) Nhược điểm
Đòi hỏi các chặt chẻ các biện pháp và thiết bị an toàn cho người và thiết bị
Yêu cầu trình độ sử dụng cao
Thường phối hợp với các loại truyền động khác và công suất truyền động thường
không quá 100KW
1.3.2.2 Phân loại
Trang 14Phương pháp phân loại Các loại truyền động điện
Theo loại dòng điện a) TĐĐ dòng xoay chiều với tần số công nghiệp và tần số
cao b) TĐĐ dòng xoay chiều c) TĐĐ dòng xoay chiều – một chiều
Theo số lượng động cơ
dẫn động
a) TĐĐ một động cơ đơn chiếc (1 động cơ dẫn động một cơ
cấu máy)
b) TĐĐ một động cơ theo nhóm (1 động cơ dẫn động cho
nhiều cơ cấu máy)
c) TĐĐ nhiều động cơ (nhiều động cơ dẫn động cho một cơ
cấu máy) Theo cấu tạo động cơ
điện
a) TĐĐ dòng một chiều
TĐĐ với động cơ điện kích thích song song
TĐĐ với động cơ điện kích thích nối tiếp và hỗn hợp
b) TĐĐ dòng xoay chiều
TĐĐ xoay chiều 1 pha
TĐĐ xoay chiều 3 pha
TĐĐ với động cơ điện đồng bộ
TĐĐ với động cơ điện không đồng bộ: + Rôto lồng sóc
+ Rôto dây quấn
1.3.3 Truyền động thủy lực
1.3.3.1 Đặc điểm
Truyền động thủy lực là một tiến bộ khoa học kỹ thuật, được áp dụng rộng rải trong những năm gần đây Việc áp dụng TĐTL ngày càng nhiều đã góp phần nâng cao các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của máy móc, nhất là đáp ứng một phần nhu cầu tự động hóa ngày càng cao trong kỹ thuật Trên các máy xây dựng – xếp dỡ, đặc biệt là máy thi công, khuynh hướng thủy lực hóa dần dần đã chiếm ưu thế tuyệt đối
a) Ưu điểm
Có khả năng truyền được lực lớn và đi xa
Trọng lượng và kích thước của bộ truyền nhỏ
Có khả năng tạo những tỷ số truyền lớn
Quán tính của truyền động nhỏ
Truyền động êm dịu không gây ồn
Điều khiển nhẹ nhàng, dể dàng, tiện lợi, không phụ thuộc vào công suất truyền lực
Cho phép điều chỉnh vô cấp tốc độ của bộ công tác
Có khả năng tự bôi trơn bộ truyền, kéo dài tuổi thọ của máy
Có khả năng tự bảo vệ khi quá tải
Trang 15Trang 15
Có khả năng bố trí bộ truyền theo ý muốn, tạo hình dáng tổng thể đẹp, có độ thẩm mỹ cao
Dể dàng chuyển đổi chuyển động quay sang tịnh tiến và nguợc lại
Sử dụng các cụm máy đã được tiêu chuẩn hóa, thống nhất hóa, tiện lợi cho việc sửa chữa, thay thế các cụm chi tiết
b) Nhược điểm
Khó làm kín các bộ phận làm việc, chất lỏng công tác dể bị rò rỉ hoặc không khí bên ngoài dể lọt vào làm giảm hiệu suất và tính chất làm việc ổn định của bộ truyền động
Áp suất của dầu công tác khá cao, đòi hỏi phải chế tạo bộ truyền động từ các loại vật liệu đặc biệt và chất lượng công nghệ chế tạo phải rất cao do vậy giá thành đắt
1.3.3.2 Phân loại
Truyền động thủy động: năng lượng truyền đi do sử dụng động năng của dầu (tốc độ
di chuyển của dầu lớn) còn áp suất không cần lớn Ví dụ: ly hợp thủy lực, biến mô thủy lực Kiểu truyền động này hiện nay sử dụng phổ biến trong các máy hiện đại như: máy ủi, máy san, máy đầm lèn, các loại xe kéo có sức kéo lớn…
Hình 1.16: Sơ đồ truyền lực của máy ủi KOMATSU
Truyền động thủy tĩnh: năng lượng truyền động dưới hình thức dầu có áp suất cao
và chuyển động với vận tốc nhỏ
Hình 1.17: Sơ đồ truyền động thủy lực của cần cẩu LIEBHERR LTM1030
1.3.4 Truyền động khí nén
Trang 161.3.4.1 Đặc điểm
Trong máy xây dựng – xếp dỡ truyền động khí nén tuy không được sử dụng phổ biến như các kiểu truyền động cơ khí, thủy lực hay điện nhưng vẫn đóng vai trò quan trọng trong việc hổ trợ các hệ thống truyền động trên và đặc biệt trong các hệ thống
điều khiển như: phanh hãm và truyền lực của các loại cần trục, máy đào, máy khoan…
a) Ưu điểm
Cự ly truyền động tương đối xa
Môi chất công tác là không khí có sẵn trong thiên nhiên
Bộ truyền động sạch sẽ
Tốc độ truyền động nhanh dẫn tới các cơ cấu chấp hành cũng cao
Cấu trúc hệ thống mạch đơn giản hơn nhiều so với mạch truyền động thủy lực vì
khí ép dùng xong được xả ngay ra ngoài trời không cần dẫn về bình chứa
b) Nhược điểm
Áp lực truyền nhỏ nên lực và momen dẫn động nhỏ
Đòi hỏi khắt khe về vấn đề bảo đảm an toàn
Khó phát hiện rỏ rỉ hơi
Đòi hỏi chất lượng công nghệ chế tạo cao nên giá thành khá đắt
1.3.4.2 Phân loại
1.Máy nén khí 2.Đường ống chính 3.Xilanh khí nén 4.Van điện khí 5.Đường ống nhánh
Hình 1.18: Sơ đồ tổng thể hệ thống truyền động khí nén trong trạm trộn bêtông tự động
Loại truyền động áp suất thấp: có áp suất khí nén khoảng 0,01Mpa, loại này
dùng nhiều trong các hệ thống tự động hóa đo lường và điều khiển
Loại truyền động áp suất trung bình: có áp suất khí nén trong khoảng
(0,01÷0,02)Mpa, loại này được dùng trong hệ thống đo lường vạn năng
Loại truyền động có áp suất cao: áp suất khí nén (0,2÷1,0)Mpa, loại này dùng
phổ biến nhất trong các loại máy móc thiết bị nói chung
Loại truyền động áp suất rất cao: trên 1,0Mpa, được dùng trong các trường hợp
đặc biệt như bộ tăng áp của động cơ diesel cỡ lớn, hệ thống khí nén trong máy bay…
5 4 3
Trang 17Trang 17
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 1
1 Trình bày sơ đồ cấu tạo của động cơ và các khái niệm cơ bản của động cơ đốt trong?
2 Trình bày các chi tiết chính trong hệ thống trục khuỷu thanh truyền và cơ cấu phối khí?
3 Hãy trình bày chức năng của các hệ thống chính trong động cơ (hệ thống làm mát, hệ thống bôi trơn, hệ thống cung cấp nhiên liệu)?
4 Hãy trình bày quá trình làm việc của động cơ xăng và diesel 4 kỳ?
5 Hãy trình bày đặc điểm của các loại truyền động dùng trên máy xây dựng?
Trang 18Trong thực tế, máy và thiết bị nâng được sử dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực như:
Bốc xếp hàng tại các cảng sông, cảng biển, nhà ga, bến xe, nhà ga …
Lắp ráp thiết bị công nghiệp, lắp đặt đường ống v.v…
Xây lắp nhà cao tầng
Bốc dỡ vật liệu xây dựng tại các kho bãi
Thực hiện các nguyên công phục vụ sản xuất trong các phân xưởng cơ khí, sửa chữa và các phân xưởng khác
2.1.2 Phân loại
Dựa vào kết cấu và công dụng, máy và thiết bị nâng được chia thành ba nhóm chính:
2.1.2.1 Thiết bị nâng đơn giản
Là loại chỉ có một cơ cấu nâng (hạ) vật theo phương thẳng đứng như: Kích, tời, palăng Trong đó palăng là loại được treo cố định ở trên cao để nâng vật hoặc làm một
cơ cấu của máy nâng phức tạp ( ví dụ: Cơ cấu nâng của cần trục cầu )
2.1.2.2 Thang nâng xây dựng
Được đặt cố định tại một chỗ để nâng hạ vật Hàng và người tham gia xây dựng công trình được để trên bàn nâng hoặc trong ca bin Vì vậy, thang nâng thường có hai loại là thang nâng chở hàng và thang nâng chở hàng và người (còn gọi là thang máy thi công)
2.1.2.3 Cần trục
Đây là loại điển hình của máy nâng, đang được sử dụng rất phổ biến Cần trục là loại máy nâng phức tạp Tùy theo kết cấu và công dụng, cần trục được chia thành:
a) Cần trục tháp: được dùng để vận chuyển vật liệu và lắp ráp các cấu kiện xây dựng
trong xây dựng nhà cao tầng với không gian phục vụ rộng
b) Cần trục tự hành vạn năng: là cần trục kiểu cần và di động linh hoạt, cơ động
Chúng có thể phục vụ trong miền làm việc bất kỳ Ngoài thiết bị cần trục, trên máy cơ
sở của cần trục tự hành vạn năng còn có thể lắp nhiều thiết bị làm việc khác như các thiết bị làm việc của máy đào một gầu, thiết bị đóng (hạ) cọc, thiết bị khoan …
Trang 19Trang 19
c) Cần trục cột kiểu cần cố định: mà điển hình là cần trục cột buồm Nó được dùng để
nâng hạ và vận chuyển hàng trong miền diện tích bao của cần trục
2.1.2.4 Máy trục kiểu cầu
Được dùng để nâng hạ, vận chuyển vật liệu và lắp ráp cấu kiện trong miền làm việc có hình hộp chữ nhật Chúng gồm các loại sau:
a) Cầu trục
Thường được dùng trong các nhà máy để xếp dỡ và lắp ráp các cấu kiện xây dựng cũng như các thiết bị máy móc khác Sau khi công trình hoàn thành, cần trục cầu
có thể tiếp tục được sử dụng trong việc khai thác các công trình đó
Bộ phận chính của cần trục cầu là dàn cầu với cơ cấu di chuyển bằng bánh sắt trên đường ray Ray đó được đặt trên hai hàng vai cột bê tông cốt thép dọc nhà máy Trên dàn cầu, có palăng nâng hạ vật, palăng này được đặt trên xe con di động dọc theo dàn cầu Như vậy, vật nâng có thể di động cùng với xe con theo chiều ngang nhà máy, đồng thời xe con mang vật nâng lại di động cùng với cầu trục dọc nhà máy
b) Cổng trục
Được dùng để xếp dỡ hàng trong các kho bãi, trong các nhà máy bê tông đúc sẵn, để lắp ráp các cấu kiện khi xây dựng các nhà máy thủy điện, các công trình cầu… Kết cấu thép của cổng trục gồm có hai bộ phận chính: Dàn cầu và chân cổng Dàn cầu trục được đặt trên hai chân cổng, hai chân cổng này di chuyển trên hai đường ray Trên dàn cầu có xe con nâng hạ vật, xe con đó có thể di chuyển dọc theo dàn cầu nhờ tời và cáp kéo Đồng thời xe con cũng di chuyển cùng cổng trục
c) Cầu trục cáp:
Được dùng để vận chuyển vật liệu xây dựng qua thung lũng, lên đỉnh núi cao, qua sông, suối
Bộ phận chính của cần trục cáp là hai tháp có kết cấu ống hoặc dàn không gian
và cáp treo được nối với hai đầu của hai tháp Khoảng cách trung bình giữa hai tháp thường từ (400 ÷ 500)m, có thể lên đến 1000(m)
Cáp treo của cần trục cáp là loại cáp thép chuyên dùng được bao bọc một lớp vỏ đặc biệt để cáp có bề mặt nhẵn, tròn đều và không rỉ, đảm bảo cho xe con mang vật nâng (hoặc cabin chở người) có thể di chuyển dễ dàng trên cáp Hiện nay, ở nước ta đã
sử dụng cáp treo để vận chuyển người từ chân núi lên đỉnh núi cao như ở Yên Tử, Chùa Hương Tích, Đà Nẵng,…
2.1.3 Các thông số cơ bảng của máy nâng
Các thông số kỹ thuật cơ bản của các loại máy nâng gồm:
Hình 2.1: Các thông số cơ bản và đường đặc tính tải trọng của cần trục kiểu cần
Trang 202.1.3.1 Sức nâng
Được ký hiệu là Q, đơn vị tính là tấn, là trọng lượng của hàng (vật nặng) lớn nhất
mà máy nâng có thể nâng được ở tầm với đã cho Nói chung khi tăng tầm với, sức nâng giảm, sức nâng đạt đến cực đại khi tầm với nhỏ nhất
2.1.3.2 Mô men tải M T (T.m)
Là tích số giữa sức nâng và tầm với Mô men tải có thể là không đổi hoặc thay đổi theo tầm với
2.1.3.3 Tầm với R (m)
Là khoảng cách từ tâm quay của cần trục đến tâm của móc câu treo hàng, hoặc khẩu độ L đối với cầu trục, cổng trục, đơn vị tính là m
2.1.3.4 Chiều cao nâng móc câu lớn nhất H, (m):
Là khoảng cách từ mặt nền máy đứng đến tâm móc câu ở vị trí làm việc cao nhất Khi nâng hạ cần thì chiều cao nâng thay đổi phụ thuộc vào tầm với
Quan hệ giữa sức nâng, tầm với và chiều cao nâng móc câu được biểu thị bằng
đường đặc tính tải trọng (Hình 2.1b)
2.1.3.5 Khả năng vượt dốc của cần trục, (%):
Là độ dốc dọc theo đường di chuyển mà cần trục có thể vượt qua
2.1.3.6 Trọng lượng máy nâng, G j (T):
Là trọng lượng bản thân các bộ phận của máy nâng
2.1.3.7 Tốc độ làm việc của máy nâng gồm:
Là kích thước lớn nhất theo các chiều rộng, dài, cao (m) của máy
2.1.4 Năng suất của máy nâng
Năng suất sử dụng của máy nâng tính cho một giờ làm việc như sau:
T1 Thời gian làm việc của các bộ máy trong máy nâng
T2 Thời gian làm việc thủ công để tháo dỡ móc câu, điều chỉnh và đưa vật vào vị trí
kQ Hệ số sử dụng tải trọng, kQ < 1
kt Hệ số sử dụng thiết bị theo thời gian, kt < 1
Q Sức nâng của máy (tấn)
KQ =
Q m
Trang 21Trang 21
Khi cần trục đã lắp gầu ngoạm để xếp dỡ hàng rời, thì Qtb được tính như sau:
Qtb = V (Tấn)
Ở đây:
V Dung tích của gầu ngoạm (m3)
Tỷ trọng của vật liệu rời (tấn / m3)
Hệ số đầy gầu (Tra theo bảng)
2.2 CÁC CỤM VÀ CHI TIẾT CƠ BẢN CỦA MÁY NÂNG
2.2.1 Khái niệm về truyền động cáp
Truyền động cáp gồm có tời kết hợp với palăng cáp để nâng (hạ) vật theo phương đứng hoặc kéo xe con mang vật nâng di chuyển theo phương ngang Đôi khi, người ta còn dùng truyền động cáp để dẫn động cơ cấu quay của một số loại máy xây dựng
Sơ đồ truyền động cáp đơn giản để nâng vật được thể hiện trên (Hình 2.2)
Độ mềm cao, dễ uốn cong, đảm bảo độ nhỏ gọn của cơ cấu và của máy
Đảm bảo độ êm dịu, không gây ồn khi làm việc trong cơ cấu và máy nói chung
Trọng lượng riêng nhỏ, giá thành thấp
Đảm bảo độ bền lâu, thời hạn sử dụng lớn
Đặc điểm cấu tạo chung của thép được thể hiện trên (Hình 2.3) Cấu tạo của cáp
gồm:
Cáp thép được bện từ những sợi thép cacbon tốt bằng các thiết bị chuyên dùng Các sợi dây thép này được chế tạo bằng công nghệ kéo nguội có đường kính từ 0,5 đến (2÷3) mm và giới hạn bền kéo cao: (1400 ÷ 2000) N/mm2 Bên ngoài các sợi dây thép được tráng lớp kẽm để chống rỉ, tuy nhiên sợi thép sau khi tráng kẽm có độ bền giảm
đi 10% Cần lưu ý rằng, sử dụng những sợi thép có giới hạn bền tính toán theo kéo nhỏ
Trang 22để bện cáp sẽ dẫn đến cáp có đường kính lớn, còn dùng sợi thép có giới hạn bền tính toán theo kéo lớn thì cáp sẽ có độ cứng lớn làm giảm thời hạn sử dụng cáp Vì vậy nên dùng sợi thép có giới hạn bền tính toán theo kéo từ (1600 ÷ 1800) N/mm2 để bện cáp
Do nhiều sợi thép bện quanh một sợi ở giữa làm lõi (Hình 2.3a) Loại này có độ
cứng lớn nên thường dùng để treo, buộc Loại cáp bện đơn có lớp bọc kín bên ngoài
có ưu điểm là: Bề mặt trơn, chịu được tải trọng xô ngang và chống gỉ tốt nên được
dùng làm cáp treo chịu tải trọng cần trục cáp (Hình 2.3b)
ưu điểm là cáp có độ uốn cong tốt và khả năng tự bôi trơn tốt hơn Trên (Hình 2.3c) là
mặt cắt của loại cáp lõi đay với 8 và 6 dánh Thông dụng nhất là cáp bện kép với 6 dánh cáp
Là cáp có các sợi thép trong dánh bện cùng chiều với chiều bện của các dánh
quanh lõi (Hình 2.4b) Các sợi thép tiếp xúc với nhau tương đối tốt nên loại này tương
đối mềm và tuổi thọ cao song dễ bị bung ra và lại có xu hướng xoắn lại, nhất là khi treo vật trên một sợi cáp Vì vậy cáp bện xuôi thường chỉ dùng vào việc nâng vật theo dẫn hướng trong các loại thang nâng, tời kéo
Trang 23Trang 23
Hình 2.4: Các cách bện cáp thép
Cáp bện chéo:
Là cáp có chiều bện của các sợi thép trong dánh ngược với chiều bện của các
dánh quanh lõi (Hình 2.4a) Loại này có độ cứng lớn, tuổi thọ không cao nhưng khó bị
bung ra và không bị xoắn nên an toàn trong sử dụng Cáp bện chéo được dùng nhiều trong các loại cần trục, đặc biệt khi dùng để nâng gầu ngoạm
Cáp bện hỗn hợp:
Là cáp mà các sợi thép trong một số dánh được bện xuôi, trong các dánh khác thì bện chéo Loại này tuy khó chế tạo nhưng có ưu điểm của cả hai loại cáp bện xuôi và bện kép
- Cáp có tiếp xúc điểm là loại có đường kính các sợi thép trong dánh bằng nhau, hai lớp sợi thép cuốn trong dánh có bước bện khác nhau nên giữa các sợi thép có tiếp xúc điểm với nhau (Hình 2.4c) Do tiếp xúc điểm nên khi cáp bị cuốn cong, các sợi thép đè lên nhau với áp lực lớn và giữa các sợi thép có ma sát làm chúng chóng mòn, dễ bị đứt
- Cáp có tiếp xúc đường (Hình 2.4d) là loại cáp do những sợi thép có đường kính
khác nhau bện thành dánh với các lớp bện có bước bện bằng nhau làm các sợi kề nhau tiếp xúc với nhau trên suốt chiều dài Đường kính khác nhau của các sợi thép trong dánh tạo điều kiện cho chúng xếp đầy tiết diện cáp Loại này khắc phục được những nhược điểm của loại cáp có tiếp xúc điểm Các sợi thép nhỏ và lớn trong dánh được sử dụng hợp lý vừa đảm bảo độ mềm của cáp vừa đảm bảo
n - Hệ số an toàn bền của cáp được tra theo tiêu chuẩn tùy theo loại máy và chế
độ làm việc (n lấy không nhỏ hơn giá trị trong tiêu chuẩn)
Giá trị n có thể tham khảo ở bảng dưới đây:
Trang 24Cáp của tời chở người
Tùy theo công dụng, có hai loại puly được dùng trên máy nâng – vận chuyển:
Puly cố định để đổi hướng cáp (Hình 2.5a):
Trong trường hợp này lực căng cáp:
Puly di động để giảm lực căng cáp (Hình 2.5b)
Lực căng cáp: Trong đó ηpl – Hiệu suất của puly
Ngoài ra còn có puly cân bằng được dùng trong các palăng cáp
Hình 2.5: Cấu tạo puly
Các thông số cơ bản của puly gồm có (Hình 2.5c):
Chiều sâu h của rãnh đặt cáp phải đảm bảo sao cho cáp không bị tuột ra khỏi
rãnh puly khi vật nâng bị lắc hoặc quay trong quá trình nâng (hạ) Để thỏa mãn điều kiện đó thì h = (1,5 ÷ 2,5)dc, Trong đó: dc – đường kính cáp
Một số trường hợp đặc biệt, ví dụ: puly ở đầu cần của các loại cần trục, máy đào gầu dây hoặc máy đào gầu ngoạm điều khiển bằng cáp, thường có rãnh sâu hơn: h=5dc
Góc nghiêng giữa hai thành nghiêng của rãnh puly: φ = 400 ÷ 600 Khi = 600thì góc lệch cho phép giữa cáp và mặt phẳng puly là = 60
Đáy rãnh puly là một cung tròn bán kính: r = (0,5 ÷ 0,6)dc
Độ mở hay chiều rộng phía trên của rãnh puly: b = (2 ÷ 2,5)dc
Trang 25Tang có nhiều hình dạng khác nhau, nhưng được dùng phổ biến trên máy xây
dựng là tang hình trụ, Trên tang có thể dùng để quấn một lớp cáp (Hình 2.6b) hoặc nhiều lớp cáp (Hình 2.6a)
Khi tang quấn một lớp cáp thì bề mặt trụ của tang được chế tạo rãnh (Hình 2.6b)
để cho cáp nằm vào đó, các vòng cáp không tiếp xúc với nhau, đồng thời tăng diện tích tiếp xúc giữa cáp và tang, tránh hiện tượng cáp bị trượt dọc theo bề mặt tang Nhờ vậy, cáp không bị ăn mòn và tăng tuổi thọ cho cáp
Tang quấn nhiều lớp cáp (Hình 2.6a) có bề mặt trơn nhẵn, để quấn được nhiều
lớp cáp thì hai bên tang có thành đứng để các lớp cáp phía trên không bị trượt ra ngoài Loại này thường được sử dụng khi dung lượng cáp cần cuốn lớn, như tang cuốn cáp nâng hạ hàng của cần trục
Hình 2.6: Cấu tạo của tang
2.2.5 Pa lăng cáp
2.2.5.1 Công dụng và phân loại palăng cáp
Palăng cáp là một hệ thống gồm các puly cố định và di động được nối với nhau bằng cáp để giảm lực căng cáp so với lực kéo của hệ thống hoặc tăng tốc độ kéo của
Trang 26Hoặc cũng có thể định nghĩa như sau: Bội suất của palăng cáp là số lần lực căng trong các nhánh dây giảm đi so với trường hợp treo vật trực tiếp
m Số nhánh cáp quấn vào tang
Dựa vào công dụng, palăng cáp được phân thành:
Palăng lợi lực: gọi tắt là palăng lực (hay còn gọi là palăng thuận) Dùng palăng
này sẽ có lợi về lực nhưng thiệt về đường đi và vận tốc Palăng lợi lực gồm có palăng đơn và palăng kép
Palăng đơn: là palăng có một đầu cáp quấn vào tang
Palăng kép: là palăng có hai đầu cáp quấn vào tang
Palăng lợi về vận tốc: gọi tắt là palăng vận tốc (hay là palăng nghịch) Dùng
palăng này sẽ lợi về vận tốc và đường đi nhưng thiệt về lực
2.2.5.2 Palăng đơn lợi lực:
a) Palăng đơn loại một:
Là palăng có nhánh cáp ra khỏi puly cố định phía trên và loại này có số puly (n) bằng số nhánh cáp treo vật (m) Palăng đơn loại một là loại thông dụng nhất và thường được dùng trong cần trục quay kiểu cần
Hình 2.7: Pa lăng đơn loại một
b) Palăng đơn loại hai:
Là palăng có nhánh cáp ra khỏi palăng từ puly di động phía dưới và loại này có
số nhánh cáp treo vật (m) bằng số puly trong palăng (n) cộng với 1
Trang 27Trang 27
Hình 2.8: Pa lăng đơn loại hai
c) Palăng kép:
Là palăng có hai đầu cáp quấn lên tang
Palăng kép có thể xem như hai palăng đơn ghép lại, mỗi palăng đơn chịu ½ tải loại này thường ứng dụng trên cơ cấu nâng hàng của cầu trục có sức nâng lớn
Hình 2.9: Pa lăngkép
2.2.5.3 Palăng vận tốc (hay là pa lăng nghịch): Dùng palăng này sẽ lợi về vận tốc và
đường đi nhưng thiệt về lực
Hình 2.10: Pa lăng vận tốc 2.2.5.4 Tính toán palăng cáp (xét cho trường hợp palăng đơn)
a) Tính lực căng cáp lớn nhất:
Trong trường hợp vật nâng được treo tĩnh, lực căng trong các nhánh dây là như nhau và bằng Q/a Khi vật nâng dịch chuyển (chẳng hạn theo hướng đi lên) thì lực căng trong các nhánh dây có sự sai khác Như ở phần hiệu suất của puly, lực căng ở hai nhánh của puly có quan hệ:
r
vS
Trang 28
b) Hiệu suất của palăng:
Gọi plà hiệu suất của palăng, theo định nghĩa ta có:
p
=
h a S
h Q
max
=
)1.(
)
1(
Trang 29Trang 29
Để treo hàng người ta dùng móc thông qua dây cáp hoặc xích Móc gồm hai loại: móc đơn và móc kép đôi Móc được chế tạo bằng thép 20 là thép ít cacbon bằng phương pháp rèn hay dập Móc thể chế tạo bằng phương pháp đúc nhưng phải được kiểm tra bằng máy đo khuyết tật Không được dùng thép nhiều cacbon chế tạo móc, vì loại vật liệu này giòn dẽ bị gãy đôỵ ngột Đối với cần trục có sức nâng lớn người ta dùng móc ghép từ các tấm kim loại CT3 hoặc thép 20 bằng đinh tán, ưu điểm chủ yếu của nó là đơn giản trong quá trình chế tạo
Đối với tải trọng nâng nhỏ,móc được nối trực tiếp với dây cáp bằng cách làm lỗ luồn cáp ở phần cuối móc Đối với tải trọng nâng lớn, móc được treo vào giá cùng với ròng rọc Số lượng ròng rọc trong giá treo phụ thuộc vào bội suất của palăng giảm lực Kích thước của móc đơn đã được tiêu chuẩn hóa theo tải trọng nâng
2.2.6.2 Móc đôi (móc có 2 móc):
Móc đôi dùng để treo tải có chiều dài lớn như: dầm cầu, cột điện, ống dẫn, gỗ,…Móc đôi có thể chọn theo tiêu chuẩn Khi tính móc đôi cũng có thể dùng những công thức tính móc đơn
2.3 CÁC MÁY TRỤC ĐƠN GIẢN
2.3.1 Kích
2.3.1.1 Công dụng và phân loại
Kích thuộc nhóm máy nâng đơn giản thường được dùng để nâng vật có trọng lượng lớn nhưng chiều cao nâng nhỏ
Dựa vào cấu tạo và nguyên lý làm việc kích được phân thành ba loại: Kích thủy lực; kích vít; kích thanh răng
Trang 30Trong đó, kích thủy lực nâng được vật có trọng lượng lớn nhất; kích vít có cấu tạo gọn nhẹ và có khả năng tự hãm Bởi vậy, kích thủy lực và kích vít được sử dụng
phổ biến hơn
Kích thanh răng tuy có chiều cao nâng lớn hơn song có cấu tạo phức tạp vì phải dùng cơ cấu hãm nên ít được sử dụng trong thực tế
2.3.1.2 Kích trục vít
a) Cấu tạo của kích
Thân kích 1, vít 2, đầu kích 8 có thể quay được trên trục vít 2, mũ ốc 3, tay kích
4, cơ cấu cóc hai chiều 10, chi tiết định vị 9, vít để chuyển động dịch ngang 5, tay lắc
cơ cấu dịch ngang 7, bánh cóc kẹp chặt trên trục vít
Kích trục vít thường có khả năng nâng được vật nặng từ (0,2÷2) tấn với chiều cao nâng (0,25÷0,65)m
Kích trục vít có ưu điểm so với kích thanh răng và kích thủy lực là: nó có kết cấu gọn, nhẹ và có khả năng tự hãm Tuy nhiên, kích trục vít có hiệu suất thấp hơn so với các loại kích khác
Xác định lực tác dụng vào tay quay:
1.Thân kích 2.Vít
3 Mũ ốc
4 Tay kích
5 Vít để chuyển động dịch ngang
6 Giá đỡ khi dịch chuyển ngang
7 Tay lắc cơ cấu dịch ngang
8 Đầu kích
9 Chi tiết định vị
10 Cơ cấu cóc hai chiều
Hình 2.13: Kích vít
Trang 31Trang 31
Khi nâng vật: Lực cần thiết tác dụng lên tay quay:
l
tg r Q
P n . . ( ) (kG) (2.9)
Khi hạ vật: Lực cần thiết tác dụng lên tay quay:
l
tg r Q
P h . . ( ) (kG) (2.10) Trong đó:
Q Trọng lượng vật nâng (kg, tấn)
r bán kính trung bình của vít nâng (m)
l chiều dài của tay kích (m)
góc nâng ren vít;
góc ma sát trong ren vít
2.3.1.3 Kích thanh răng
a) Cấu tạo và nguyên lý làm việc
Kích thanh răng có thể nâng vật nặng từ (2 ÷6) tấn
chiều kim đồng hồ (theo hướng nhìn trên Hình 2.14) thì vật được nâng lên và ngược
lại vật được hạ xuống Để giữ vật nặng ở trên cao khi ngừng nâng thì ta đóng cóc 5
b) Xác định lực tác dụng cần thiết của công nhân
Trang 32Momen quay của công nhân tạo ra:
Trong đó:
P lực của công nhân tác động vào tay quay (kG)
l chiều dài của tay quay (m)
Momen do tải trọng nâng Q tác dụng vào bánh răng nhỏ 7:
Trong đó: r - bán kính của bánh răng nhỏ (m)
Tỷ số truyền cần thiết của kích khi hiệu suất của bộ truyền là là:
M i
r.Q
2.3.1.4 Kích thủy lực
Cấu tạo của kích thủy lực:
Hình 2.15: Sơ đồ cấu tạo kích thủy lực
1- Bơm dầu kiểu xilanh – pittông; 2- Thùng chứa dầu; 3,4- Van bi một chiều; 5- Pittông
kích; 6- xilanh kích; 7- Khóa dầu; 8- Tay kích
Nguyên lý làm việc của kích thủy lực
Khi lắc tay kích số 8 sang trái (ngược chiều kim đồng hồ), pittông số 1 của bơm dầu tịnh tiến sang phải tạo ra chân không trong xilanh bơm dầu Khi đó van bi số 3 mở
ra, van số 4 đóng, dầu từ thùng dầu số 2 qua van 3 vào trong xilanh bơm dầu Tiếp theo, lắc tay kích sang phải (thuận chiều kim đồng hồ), pittông số 1 tịnh tiến sang trái
Áp suất trong xilanh 1 tăng lên van 3 đóng lại, khi áp suất trong xi lanh 1 để đẩy van bi của van một chiều 4 mở ra đưa dầu từ trong xi lanh 1 vào xilanh kích số 6, đẩy pittông
số 5 đi lên
Trang 33Trang 33
Như vậy, khi ta lắc qua lắc lại tay kích 8 thì ta đưa dầu từ thùng 2 qua van bi một chiều 3 vào xi lanh 1, sau đó qua van một chiều 4 vào xilanh kích 6 đẩy pis tông nâng
5 đi lên vật được nâng lên
Muốn hạ vật, mở khóa số 7, xilanh kích số 6 được thông với ngoài trời, áp suất dầu trong xilanh 6 giảm xuống cân bằng với áp suất khí quyển Dưới tác dụng trọng lượng của vật nâng, pittông số 5 từ từ đi xuống và hạ vật xuống Dầu trong xilanh 6 đi qua khóa số 7 trở về thùng chứa số 2
(2.15)
Trong đó:
P’ – Lực đẩy pittông số 1 chuyển động tịnh tiến, có phương trùng với đường tâm của pittông
Q – Trọng lượng của vật cần nâng
d – Đường kính trong của xi lanh bơm dầu
D – Đường kính trong của xi lanh kích
Giữa lực P tác dụng vào tay kích và lực P’ tác dụng trực tiếp vào tâm của pittông bơm dầu có quan hệ với nhau qua phương trình cân bằng mômen
P.l2 = P’.l1 P =
2
1 '
2
l
l D
d
Trong công thức (2.16), ta chưa kể đến ma sát giữa các bộ phận của kích cũng như sự rò rỉ dầu trong quá trình làm việc Nếu kể đến ảnh hưởng của các yếu tố thì lực thực tế tác dụng lên tay kích được xác định theo công thức:
Pt =
1
2
1 2 2
l
l D
d Q P
Trong đó:
- hiệu suất của kích
Ngoài việc dẫn động bằng tay như loại kích trình bày ở trên, kích thủy lực còn được dẫn động bằng bơm thủy lực hoặc trạm bơm thủy lực Loại kích này có thể nâng được những vật có trọng lượng rất lớn, đến 500 (tấn) hoặc lớn hơn nữa như các nhịp cầu, các lò cao, các sàn nhà bêtông cốt thép của các tầng nhà
2.3.2 Các loại tời xây dựng
2.3.2.1 Công dụng và phân loại tời:
a) Công dụng:
Trang 34Tời xây dựng được dùng phổ biến để nâng hạ các cấu kiện xây dựng và các thiết
bị máy móc khác theo phương thắng đứng Ngoài ra, nó còn được dùng để kéo xe con mang vật nâng di chuyển theo phương ngang Tời thường được sử dụng kết hợp với palăng cáp để tạo thành một cơ cấu các loại cần trục, thang nâng và các loại máy xây dựng có truyền chuyển động cáp
b) Phân loại:
Tùy theo nguồn động lực dẫn động cho tời, có:
Tời dẫn động tay (gọi tắt là tời tay)
Tời dẫn động bằng động cơ (gọi tắt là tời máy)
Tùy theo công dụng, có:
Tời nâng để nâng hạ vật - loại này được dùng phổ biến
Tời kéo xe con để di chuyển vật theo phương ngang
Tùy theo số tang trong tời có:
Tời nâng một tang
Tời nhiều tang
Tời với tang ma sát
2.3.2.2 Tời dẫn động tay (tời tay)
Cụm bánh răng số 5 (gồm có hai bánh răng với đường kính khác nhau) có thể di chuyển dọc trục Nó vừa để truyền mômen vừa để thay đổi tỷ số truyền từ trục I sang trục II tức là thay đổi mômen quay và tốc độ quay của tang
Cụm bánh răng số 4 cũng gồm có hai bánh răng với đường kính khác nhau Khi nâng vật nặng, cần có tỷ số truyền lớn thì cho bánh răng nhỏ của cụm bánh răng số 5 vào ăn khớp với bánh răng nhỏ của cụm bánh răng số 4, tỷ số truyền sẽ nhỏ hơn so với trường hợp trên Do đó, làm tăng tốc độ nâng vật
1- Tang cuốn cáp 2- Giá tời
3,4,5- Các bánh răng để truyền chuyển động quay
6- Tay quay I- Trục dẫn động
II, III - Các trục trung gian IV- Trục của tang
Hình 2.16: Sơ đồ tời dẫn động tayLực người công nhân tác dụng vào tay quay để kéo dây cáp với lực căng Sc được xác định như sau:
Trang 35Trang 35
P = Sc.D
2k.n.l.i.η (2.19)
Trong đó:
Sc lực căng của cáp quấn vào tang;
D đường kính vòng tròn đi qua tâm của lớp ngoài cùng
k hệ số kể đến sự làm việc không đều của mỗi người
l chiều dài tay quay
n số người đồng thời quay tay quay
i tỷ số truyền chung của các bộ truyền bánh răng
η hiệu suất của tời
2.3.2.3 Tời dẫn động máy (còn gọi là tời điện)
Tời điện được dẫn động bằng động cơ Tùy thuộc vào đặc điểm làm việc của động cơ và sự liên kết giữa tang cuốn cáp và động cơ mà tời điện được chia thành hai loại:
a) Tời điện đảo chiều
Tời điện đảo chiều được dẫn động bởi động cơ điện xoay chiều Động cơ này có thể đảo được chiều quay và được liên kết cứng với tang cuốn cáp qua hộp giảm tốc
Sơ đồ tời điện đảo chiều được thể hiện
trên (Hình 2.17) Tời điện đảo chiều
thường được sử dụng kết hợp với palăng
cáp tạo thành cơ cấu có thể nâng được vật
với trọng lượng lớn Nó cũng là cơ cấu của
các loại cần trục, thanh nâng và các máy
xây dựng khác Việc đảo chiều quay của
tang 3 để cuốn hoặc nhả cáp nâng vật hạ
vật, được thực hiện bằng cách đảo chiều
quay của động cơ điện số 1, đây là động cơ
điện xoay chiều Phanh số 4 là phanh hai
má thường đóng Bánh phanh là nửa bị
động của khớp đàn hồi nối trục động cơ
với trục vào hộp giảm tốc Hộp giảm tốc số
2 để tăng mômen quay của động cơ rồi
truyền đến tang 3
b) Tời với ma sát
Tời với khớp ma sát có thể có một hay nhiều tang dẫn động từ một động cơ
(Hình 2.18) Mỗi tang có khớp ma sát 14 và hoạt động khi đóng khớp ma sát Động cơ
không đảo chiều quay và khi động cơ quay vật được nâng lên Vật được hạ xuống do trọng lượng bản thân vật nâng khi mở khớp ma sát và tốc độ hạ vật được điều chỉnh bằng phanh đai 13 loại thường đóng Để ngăn ngừa khả năng vật hạ ngẫu nhiên, trên mỗi tang còn có cơ cấu dừng kiểu bánh cóc 12 điều khiển bằng tay Khi nâng vật, con cóc ăn khớp với răng bánh cóc Khi hạ, dùng tay gạt điều khiển nhấc con cóc khỏi răng bánh cóc và điều chỉnh tốc độ hạ bằng phanh đai Khi vật ở trạng thái treo, con cóc
phải ăn khớp với răng bánh cóc
Hình 2.17: Tời điện đảo chiều
Trang 3612 Cơ cấu dừng bánh cóc
13 Phanh đai
14 Tang có khớp ma sát
Hình 2.18: Tời với khớp ma sát
2.3.3 Thang nâng (máy vận thăng)
Thang nâng được dùng để nâng hàng hoặc người (được đặt trên bàn nâng hoặc trong cabin) lên theo phương thẳng đứng
Thang nâng thường được đặt cố định tại chỗ
Tùy theo công dụng, thang nâng gồm :
Thang nâng phục vụ cho xây dựng, gọi tắt là thang nâng xây dựng
Thang nâng để vận chuyển người, gọi tắt là thang máy
Thang nâng xây dựng có hai loại: Thang nâng để chở hàng và thang nâng để chở hàng với người
2.3.3.1 Thang nâng chở hàng
a/ Hình chung b/ Sơ đồ mắc cáp
Trang 37Trang 37
Cấu tạo của thang nâng chở hàng gồm: Cột chính số 4 được đặt cố định trên bệ
số 1 Dọc theo chiều cao của cột có lắp ray dẫn hướng để dẫn hướng cho bàn nâng số
7 Bàn nâng này được lắp với giá trượt số 6 Tời điện đảo chiều số 2 và dây cáp số 3 để nâng hạ bàn số 7
Cáp số 3 vòng qua các puly đổi hướng ở đỉnh cột và puly di động số 8 được lắp trên bàn nâng Khi cần thi công các nhà cao tầng thì chiều cao cột của thang nâng phải lớn Nếu chiều cao cột lớn hơn 10m thì phải liên kết cột với khung nhà bằng các thanh giằng số 5
2.3.3.2 Thang nâng chở hàng và người
Trong khi thi công phần thô các nhà cao tầng (còn chưa lắp thang máy chở người), để vận chuyển vật liệu lên cao và tạo điều kiện thuận lợi cho công nhân trong việc đi lên hoặc xuống trong khi làm việc, người ta sử dụng thang nâng xây dựng kết hợp chở hàng và chở người trong cabin
Nó có thể phục vụ cho việc thi công các tòa nhà cao 30 tầng (đến 110m)
Thang nâng chở hàng và người (hay còn gọi là thang máy thi công) có cấu tạo cơ bản giống như thang máy chở người chỉ khác là: cabin để xếp hàng và người nằm bên cạnh cột và di chuyển lên, xuống theo ray dẫn hướng được lắp dọc theo chiều cao của cột Còn cabin của thang máy chở người nằm trong giếng thang
Để nâng hạ cabin có thể dùng tời và truyền động cáp hoặc truyền động bánh răng – thanh giằng
Sơ đồ truyền động cáp để nâng (hạ) cabin
của thang nâng chở hàng và người với puly dẫn
hướng cáp bằng tời ma sát được thể hiện ở
(Hình 2.20)
Cabin số 1 được nâng hạ bởi dây cáp số 5
Cáp này quấn vòng qua tời điện đảo chiều số 3
với các puly số 2 dẫn hướng cáp bằng tời ma
sát Đầu kia của cáp được cố định vào đối trọng
số 4
Trên thang nâng chở hàng và người có lắp
đặt một số thiết bị an toàn như: bộ hãm bảo
hiểm để giữ cabin không bị rơi xuống nếu cáp
nâng cabin bị đứt, cáp rơle hạn chế hành trình di
chuyển của cabin
2.3.3.3 Xác định năng suất của thang nâng
chở hàng
Năng suất kĩ thuật của thang nâng chở
hàng được xác định theo công thức:
Nkt = 3600
Tck Q ( T/h) (2.20) Trong đó:
Q – trọng lượng hàng đặt trên bàn nâng (T)
Tck – thời gian một chu kì làm việc (s)
Hình 2.20: Sơ đồ mắc cáp của thang
máy thi công 1.Ca bin; 2.Puly dẫn hướng; 3.Tời điện đảo chiều; 4.Đối trọng
Trang 38Tck = h
vn +
h
vh + td (s) hay Tck = tn+ th+ td (s)
tn, th, td – thời gian nâng, hạ và dừng máy để bốc hàng (s)
h - chiều cao năng (m)
Để xây dựng các nhà cao tầng và các tháp có chiều cao lớn, người ta dùng cần trục tháp cố định, neo tháp vào công trình hoặc cần trục tháp có chiều cao nâng đến 150(m) và tầm với 50(m), thậm chí đến 70(m) Do đó, cần trục tháp có miền phục vụ rất rộng, nó có thể bao quát được toàn bộ công trình mặc dù tháp được đặt cố định tại một chỗ
Đặc điểm của cần trục tháp là: Nó có đủ các cơ cấu: nâng hạ vật, thay đổi tầm với, quay và di chuyển Các cơ cấu này thường được dẫn động riêng bởi các động cơ điện xoay chiều
Tải trọng nâng Q của cần trục tháp thường thay đổi theo tầm với L Bởi vậy, thông số cơ bản đặc trưng cho cần trục tháp là mômen tải trọng: M = Q.L
Đường đặc tính tải trọng của cần trục tháp là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của tải trọng nâng Q vào tầm với L của cần trục
b) Phân loại: Cần trục tháp được phân loại theo các đặc điểm sau:
Theo sự hoạt động của tháp trong làm việc có:
Cần trục tháp với tháp quay;
Cần trục tháp có đầu tháp quay (tháp không quay)
Theo phương pháp thay đổi tầm với có:
Cần trục tháp thay đổi tầm với bằng cách nâng hạ cần
Cần trục tháp thay đổi tầm với bằng cách kéo xe con mang vật di chuyển trên cần
Theo phương pháp lắp đặt trên công trường có: Cần trục tháp di chuyển trên ray và
cần trục tháp đặt cố định tại một chõ
Dựa vào công dụng có:
Cần trục tháp công dụng chung dùng trong xây dựng và nhà công nghiệp
Cần trục tháp chuyên dùng để xây dựng các công trình đặc biệt như ống khói, lò cao…của các nhà máy lớn
Cần trục tháp dùng trong xây dựng nhà cao tầng
Trang 39và hệ thống cáp 13 để nâng hạ vật
Khi cơ cấu quay cần trục làm việc thì bánh răng hành tinh nhận được chuyển động từ động cơ điện, qua hộp giảm tốc, nó sẽ quay bánh răng hành tinh xung quanh vành răng, làm cho bàn quay số 4 quay 360o, do đó, đối trọng số 7, các cơ cấu nâng hạ vật, nâng hạ cần, cơ cấu quay, tháp và cần quay đồng thời cùng với bàn quay
(Hình 2.21b) là sơ đồ mắc cáp của cần trục tháp với bội suất của palăng cáp nâng
vật a=2 và của palăng cáp nâng cần a = 4 Một đầu của cáp nâng vật 13 được cuốn vào tang nâng vật số 9 vòng qua các puly lắp ở đầu cần và puly di động Đầu kia của cáp
13 được cuốn vào phần có đường kính nhỏ của tang nâng cần số 8 và ngược chiều với chiều cuốn của cáp nâng cần Bởi vậy, sơ đồ cáp này được gọi là sơ đồ mắc cáp phụ thuộc
Nguyên lý làm việc của nó như sau:
Khi tang số 8 quay ngược chiều kim đồng hồ, cáp nâng cần số 10 được cuốn lại, qua cáp 12, đầu cần sẽ được nâng lên, tầm với của cần trục được thu nhỏ lại; trong khi
Trang 40đó, cáp nâng vật 12 lại được nhả ra khỏi tang số 8 và vật được hạ xuống (mặc dù tời nâng vật số 9 không làm việc) Khi tang số 8 quay thuận chiều kim đồng hồ để nhả cáp
số 10, hạ cần xuống để tăng tầm với của cần trục thì cáp nâng vật 13 được cuốn lại và được nâng lên
Quan hệ giữa đường kính phần lớn và đường kính phần nhỏ của tang nâng cần phù hợp với quan hệ giữa bội xuất của palăng nâng cần và bội xuất của palăng nâng vật, đảm bảo sao cho đầu cần được nâng lên độ cao bằng bao nhiêu thì vật sẽ được hạ xuống độ cao bằng bấy nhiêu và ngược lại Như vậy, vật sẽ không thay đổi độ cao so với mặt đất mà chỉ di chuyển theo phương ngang cùng với đầu cần trong quá trình nâng hạ cần để thay đổi tầm với Vì thế, giảm được thời gian chu kỳ làm việc và tăng năng suất cần trục Đó là tính ưu việt của sơ đồ mắc cáp phụ thuộc
Ngoài ra, một số cần trục tháp cón sử dụng sơ đồ mắc cáp độc lập Trong trường hợp đó, cáp nâng hạ cần và cáp nâng hạ vật làm việc độc lập với nhau Khi nâng hạ cần để thay đổi tầm với thì vật cũng bị thay đổi độ cao so với mặt đất
Một số cần trục tháp với tháp quay có cần nằm ngang Phần dưới bụng cần có gắn dầm thép chữ I làm đường ray cho xe con mang vật di chuyển dọc theo cần để thay đổi tầm với của cần trục Trong khi thay đổi tầm với, vật di chuyển cùng với xe con mà không thay đổi độ cao so với mặt đất
2.4.1.3 Cần trục tháp với đầu tháp quay (tháp không quay)