Máy nâng chuyển và thiết bị cửa van - Nguyễn Đăng Cường (chủ biên) và những người khác.pdf

Máy nâng chuyển và thiết bị cửa van - Nguyễn Đăng Cường (chủ biên) và những người khác.pdfMáy nâng chuyển và thiết bị cửa van - Nguyễn Đăng Cường (chủ biên) và những người khác.pdf

MAY NANG CHUYEN

VA THIET BI CVA VAN

TS, NGUYEN ĐANG CƯƠNG (C hủ biên)

TS LÊ CÔNG THÀNH - BÙI VĂN XUXậN - TRẦN ĐÌNH HOÀ

へ 、、

NHÀ XUAT BẢN XÂY

TS NGUYỄN ĐĂNG CƯỜNG (Chủ biên)

TS LÊ CÔNG THÀNH - BÙI VĂN XUYÊN - TRẦN ĐÌNH H〇À

MÁY NÂNG CHUYỂN

VÀ ĨHIÊT BỊ CỈTA VAN

則 叫

H u V i ậ í ỉ

NHÀ XUAT BẢN XÂY DựNG

HÀ NỘ卜 2003

LỜI NÓI ĐẦU

Máy nâtig chuyển và ỉlìicí bị cửa van là một í rong những môn h ọc chính cấu tlìủnlỉ chuyẻỉì n^ùnh máy xây dựng Đáy là nhóm m áy chuyên dùng đ ể thay dổi vị trí cùa đối ỉượmị cỏỉìiỊ íác nlĩở củc thiết bị mang tái trực tiếp hay ^ián tiếp T heo tính chải của chuyển độỉiịị chính hay tính chất của vậí liệu vận chuyển, máy nâng chuyển

vù tlỉiểĩ bị cửa van được chia thành hai nhóm : m áy náng (trong đ ó có máy đómị m ở cửa van) và máy vận chuyển liên tục.

Máy nân^ chuyển dóng vai trò quan trọng trong việc c ơ giơi h oá, tự động hoa cac dây clìuyển sản xuất nhầm nâng ca o năng suấí la o động, chất lượng sản phẩm và hạ giá thành sản phẩm M áy nâng chuyển cũng có th ể thực hiện c ơ giới h o á một công đoạn nặmỊ n học; giảm nhẹ sức lao động cho con người.

Cuổn nM áy náng chuyên và thiet bị củ a v an n nhằm cung cấp những kiến thức

c ơ bản về cấu tạo, nguyên lý làm việCy cá c nguyên í ắ c tính toán chính một s ổ c á c b ộ phận và c ơ cấu công túc của mội s ố loạ i máy năng vận chuyển íhỏng dụng, phạm vi ứng dung lớn.

Sách clùmị làm tài liệu học ĩập cho sinh viên ngành M áy xảy dựng và Thiết bị tlĩuy lợi và lủ tài liệu tham khảo cho sinh viên cá c ngành khác Sách cũng có th ể lùm photiịị plìíi ílỉâm íài liệu íham kh ảo cho cán b ộ kỹ ílìiiậĩ đ ể tra CÍCIỈ, tính íoán khi thiết

k ế y c h ế íạ o và sửclụmỊ cá c máy nâììịị vận clìỉíyển và thiết bị nânẹ hạ cửa van.

Phân cỏmỊ bicn soạn:

TS Ngirọễn Đăng Cường (ciìíi bién) cá c chương I ， 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, w , 11 ， 12, 13,

141 /5 và 16; TS L ê Công Thành chương 8 ; KS Bùi Văn Xiiyên: tham gia chương 4 ;

K S.T rán Đìnlĩ H oà tlumĩ Ịịici chương 11.

N/ìóm tác ỉỊÌâ xin chân thành càm ơn TS Bùi Quốc Tuấn, TS Trán Trưng Tám và

c á c dồng nghiệp íroníỊ kh oa Máy xây dựng và Thiet bị íhuy lợi d ã gỏp nhiều ỷ kiến trong quá íìình biên soạn íài liệu này Nhóm í á c giả cũng xin chân thành cảm ơn cá c

d ộ c ỊỊÌd, cá c bạn cỉổỉìiỊ nghiệp tiếp tục góp ý kiến a e íai liệu ngày một hoàn chỉnh hơn,

d á p ữníỊ dược yêu cầu học tập, tìm hiểu của bạn đọc.

Nhóm tác giả

Thiết bị dùng để vận chuyên vật liệu nặng trên mặt phẳng ngang hoặc có độ dốc nhỏ từ thời cổ đại đến cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ nhất vẫn không có gì biến đổi Để nâng được vật nặng theo chiều thẳng đứng, đòi hỏi ngày càng phải chế tạo được các thiết bị

có công suất lớn hơn và vật nâng có tải trọng nặng hơn Yêu cầu cấp bách nhất lúc bấy giờ

là thiết bị nâng ở các bến cảng, nó có ý nghĩa phát triển và mở rộng giao lưu thương mại không ngừng (ví dụ các thiết bị nâng từ thế kỉ 14 còn được giữ lại, làm việc trên nguyên lý tời kéo do sức người) Thiết bị này truyền động có xu hướng chỉ dùng lực cơ bắp của người hay súc vật, tất nhiên không thể nâng được vật nặng thường xuyên, chỉ trừ những trường hợp đặc biệt mới nâng vật nặng.

Năng lượng cơ học được dùng để nâng vật lần đầu tiên trong ngành mỏ, đó là các loại tời bàng sức nước Chiều cao nâng tương đối cao, hàng chục mét, tải trọng nâng tương đối nhẹ, bằng cách dùng các bình nhỏ đựng vật liệu rời để có thể chia ra khối lượng nhỏ.

Máy nâng hơi nước đầu tiên được nhắc đến vào năm 1820 Nó mở ra một loại thiết bị nâng mới đáp ứng được yêu cầu chính, máy nâng có công suất lớn và nâng được tải trọng lớn Đồng thời VƠI việc nâng được tải trọng lớn còn có tốc độ nâng vật lớn.

Máy nâng chạy điện đầu tiên được sử dụng vào nãm 1887 Loại máy này mang lại nhiều ưu điểm hơn, đặc biệt về kinh tế, đơn giản trong kết cấu và vận hành Sử dụng truyền động điện, các thiết bị nâng vận chuyển phát triển nhanh chóng Nó đã đáp ứng đầy đủ các đòi hỏi về kinh tế kỹ thuật của công nghiệp phát triển Ngày nay nhiều máy cẩu đã có sức nâng trên 400 T và khỏng có trở ngại nào trong việc chế tạo thiết bị nâng có tải trọng lớn hơn khi cần thiết Sự phát triển của máy nâng chưa dừng lại Để đáp ứng yêu cầu phát triển

và đòi hỏi của các ngành công nghiệp khác, kỹ thuật nâng vận chuyển còn tiếp tục xuất hiện nhiều loại máy nâng vận chuyển mới, luồn cải tiến và hợp ly hoá phương pháp phục

vụ, nâng cao hơn độ tin cậy làm việc, tự động hoá các khâu điều khiển, tiện nghi và thoả

mãn mọi yêu cầu của người sử dụng, kết hợp cùng các thiết bị nâng vận chuyển và thiết bị công tác khác nhau tạo nên dây chuyền công nghệ sản xuất đáp ứng ngày một cao của đời sống và kỹ thuật.

1.2 PHÂN LOẠI NÂNG VẬN CHUYỂN VÀ VẬT LIỆU VẬN CHUYỂN

1.2.1 Phản loại nâng vận chuyển

Trong hầu hết các ngành sản xuất kỹ thuật thì vật liệu đầu vào và thành phẩm, bán thành phẩm đầu ra trong quá trình sản xuất, chế tạo, lắp ráp đều phải dịch chuyển vị trí trong một không gian hẹp hoặc rộng Khối lượng và khoảng cách vận chuyển vỏ cùng đa dạng: khối lượng có thể từ vài kilôgam đến hàng trãm tấn và có thể vận chuyển trong một khoảng cách dài và cũng có thể chỉ dịch chuyển trong một phạm vi vài centimet.

Từ khái niệm về khoảng cách dịch chuyển ta có thể chia ra hai loại: Vận chuyển đường dài và vận chuyển nội bộ.

Chúng ta đặc biệt chú ý tới vận chuyển nội bộ: đó là vận chuyển trong phạm vi nhà máy, phân xưởng, bến cảng, hầm lò khai thác, dây chuyền sản xuất, lắp ráp Trong vận

chuyển nội bộ có thể chia ra vận chuyển kỹ thuật cồng nghệ và phi kỹ thuật công nghệ

Trong vận chuyển kỹ thuật công nghệ thì vật liệu vận chuyển bị biến đổi về tính chất ở đầu

ra so với đầu vào (ví dụ: sấy, phân loại vật liệu, bao gói ), hoặc biến đổi hình dạng, kích thước ví dụ có sự tác động như rèn, dập và quá trình biến đổi khác Vận chuyển phi kỹ thuật công nghê là chỉ vận chuyển đơn thuần tức là thay đổi vị trí vật liêu vận chuyển một cách đơn thuần Các loại máy nâng vận chuyển có thể tham gia vào các quá trình đó.

Đường vận chuyển, trên đó vật liệu vận chuyển đi qua, có thể có độ dốc hoặc bằng phẳng, có độ nghiêng hoặc thẳng đứng Trong trường hợp vật liệu vận chuyển thẳng đứng

ta gọi là nâng hoặc hạ vật

Từ những khái niệm vận chuyển vật liệu có thể phân ra:

a) Vận chuyển hàng rời, vụn (dòng vật liệu chuyển động liên tục theo thiết bị vận chuyển): Loại này thường dùng cho vật liệu rời hạt nhỏ, không bao gói như cát sỏi, xi măng

b) Vận chuyển hàng khối: Hàng vận chuyển loại này thường là vật liệu vụn rời đã được bao gói thành khối hay hàng cục lớn, nguyên khoi.

Đặc điểm của vận chuyển liên tục là sự cung cấp vật liệu đầu vào liên tục, khổng đứt quãng Như vậy, khối lượng vật liệu phù hợp với năng suất của máy vận chuyển và không thay đổi trên toàn tuyến vận chuyển từ vị trí cấp liệu đến vị trí dỡ liệu Đường vận chuyển của vật liệu chảy qua được xác định chính xác và liên tục không thay đổi kể cả khi kéo dài hay rút ngắn khoảng cách vận chuyển.

Cần phân biệt rằng: Vận chuyển liên tục là dòng vật liệu chuyển động một cách đều đặn

và khối lượng vận chuyển được tính theo đơn vị thời gian Tuy nhiên trên các thiết bị vận chuyển liên tục cũng chuyên chở các vật liệu đã bao gói hoặc dòng vật liệu cách quãng.

Từ đó phân biệt vận chuyển dòng vật liệu liên tục và dòng vật liệu đứt quãng:

- Dòng vật liệu liên tục là vặt liệu được chia đều đặn trên cả quãng đường vận chuyển.

- Dòng yật liệu đứt quãng là vật liệu được bố trí cách quãng đều trên thiết bị vận chuyển liên tục và nãng suất máy vẫn tính khối lượng trên một đơn vị thời gian.

Vận chuyển hàng khối là đặc trưng chuyên động của các thành phần riêng lẻ không phụ thuộc lẫn nhau, với thời gian và đường vận chuyển khác nhau.

Bảng 1-1 Khối lượng riêng và góc nội ma sát của một số vặt liệu rời

Vật liệu Khối lượng

riêng, T/m'

Góc nội ma sát tĩnh, độ Vật liệu

Khối lượng riêng ， T/m 、

1.2.2 Phản loại vật liệu vận chuyên

Vật liệu vận chuyển (gọi tên vật liêu mà ta sử dụng đối với một thành phần thống nhất cho bất kỳ vật chất vận chuyển nào) có thể phù hợp với thiết bị sử dụng vận chuyển, cũng như quy luật chuyển động được chia ra vật liệu hàng loạt và đơn chiếc Vật liệu hàng loạt tiếp tục được chia ra vật liệu thê khối và vặt liệu rời vụn.

Vật liệu rời vụn là các loại vật liệu có thể bốc đổ thành đống Các loại này có hạt nhỏ vụn, ví dụ đá dãm, xi mãng rời, các loại ngũ cốc, cát, sỏi, than đá, khoai tây, củ cải đường Vật liệu cục hàng loạt là những loại vật liệu rời đã được bao gói thành từng khối, bao riêng biệt, chúng có knoi lượng, kích thước và hình dạng giống nhau.

Ví dụ: bao xi măng, công-te-nơ hàng cơ khí rời, bó thép

Vật liệu vận chuyển riêng lẻ là bất cứ một loại vật thể vận chuyển đơn lẻ nào Chúng có thê không cùng một knoi lượng, không giống nhau về hình dáng cũng như kích thước.

Tính chất của vật liệu vận chuyển đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn thiết bị nàng vặn chuyển Thiết bị nâng vận chuyển phải bảo đảm tính kinh tế, kỹ thuật, công nghệ

của vật liệu vận chuyển Khi chọn máy nâng vận chuyển phải biết được đặc điểm cụ thể của các loại vật liệu như :

Đ ối với vật liệu hàng cục, knot lớn:

Kích thước hình học của khối vật nâng và hình dáng của chúng.

Khối lượng nhỏ nhất và lớn nhất của một vật nâng.

Khối lượng riêng của vật nâng.

Độ cứng, chất lượng bề mặt, nhiệt độ.

Tính chất công nghệ trong quá trình nâng chuyển.

Đ ối với vật liệu rời, vụn:

Độ lớn của hạt, phần trăm tồn tại các loại hạt có kích thước khác.

Khối lượng riêng.

Độ dính.

Độ mài mòn.

Độ ẩm, nhiệt độ.

Góc nội ma sát.

Tính chất công nghệ trong quá trình vận chuyển.

1.2.3 Phân loại thỉết bị nâng

Theo phương pháp công tác, khoảng cách vận chuyển và hình dạng kết cấu thép mà thiết

bị nâng được chia thành ba nhóm:

này chỉ có một nâng.

2 May trục: Vật nâng vừa được nâng hạ và vận chuyển ngang trong một không gian

nhất định Loại này có ít nhất hai cơ cấu cùng phối hợp công tác.

3 Thang máy, vận thăng: Loại này chủ yếu là nâng hạ theo một chieu, đặt cố định tại

một vị trí và có những yêu cầu riêng.

Trong tài liệu này chủ yếu trình bày về các loại kích nâng và máy trục mà ta thường gặp trong các ngành kỹ thuật nói chung và trong thuỷ lợi nỏng nghiệp nói riêng Mỗi một loại thiết bị nâng đều có kết cấu riêng, mục đích sử dụng và không gian công tác khác nhau, tải ìrọng nâng, điều kiện sử dụng cũng khác nhau và rất đa dạng Một số thiết bị nâng trong thuỷ lợi có đặc thù riêng, được trình bày tách ra một phần mà không nhập vào các loại máy nâng có công dụng chung Trong sự đa dạng của kết cấu máy nâng, có một số bộ phận giống nhau mà máy nào cũng có như: các bộ phận mang tải, các cơ cấu dựa trên nguyên lý chung như cơ cấu nâng, cơ cấu di chuyển, cơ cấu quay, được trình bày có tính chất chung

và có thể áp dụng cho bất cứ máy nâng nào có cơ cấu đó Chúng ta cần phân biệt để tìm ra phương pháp tính toán thiết kế thích hợp và đồng thời sử dụng, khai thác có hiệu quả, kinh

te va an toàn nhất.

1.2.4 Phán loại thiết bị vận chuyển liên tục

Máy vận chuyển liên tục dùng để vận chuyển vật liệu rời vụn như cát sỏi, xi mãng, lúa, ngô hoặc các loại vật liệu rời vụn đã được bao gói như bao xi măng, hòm các chi tiết cơ khí Máy vận chuyển liên tục thực hiện ở công đoạn trung gian nhằm chuyển tải các sản phẩm theo một quy trình công nghệ sản xuất nhất định đã được chọn trước Máy có thể làm việc riêng lẻ, độc lập ở một công đoạn như chuyển cát sỏi cho máy trộn, chuyển than khai thác trong hầm lò Máy vận chuyển liên tục đóng vai trò chủ đạo cơ giới hoá và tự động hoá trong các dây chuyền sản xuất hàng loạt như sản xuất xe máy, chế tạo cơ khí, nhà máy thực phẩm, đồ hộp đông lạnh, bao gói Như vậy các loại máy này có the lăp đặt ở các địa hình khác nhau, điều kiện luôn dịch chuyển, vị trí dỡ tải và quãng đường vận chuyển luôn thay đổi, có thể làm việc ở địa thế chật hẹp, tuyến vận chuyển có thể có độ cong khác nhau,

độ dốc luôn thay đổi, có thể chất tải và dỡ tải bất cứ vị trí nào, đáp ứng mọi tính chất của vật liệu vận chuyển như độ ẩm, mài mòn, áp suất, nhiệt độ, a xít

Từ những đặc điểm của quá trình vận chuyển ta có các loại máy vận chuyển liên tục như ：

- Băng tải cao su; bãng chuyền lắc, băng chuyền rung; băng con lãn.

- Băng bản; vận chuyển thuỷ lực; cáp treo.

- Máng cào; vận chuyển khí nén; xích treo không gian.

- Vít tải; guồng tải.

1.3 CÁC YÊU CẦU CHÍNH CỦA MÁY NÂNG

1.3.1 C ác yêu cầu về kỹ thuật

Ngày nay các thiết bị nâng cần phải đảm bảo các yêu cầu chủ yếu sau đây:

/ Có năng suất làm việc lớn và khối lượng riêng nhỏ: Nãng suất làm việc phụ thuộc

loại máy nâng, như chu kỳ làm việc, khối lượng công việc, năng suất một chu kỳ, tổng chu

kỳ thực tế trong một đơn vị thời gian Năng suất vận hành phụ thuộc vào tải trọng nâng và tổng thời gian có thể vận hành hay tuổi thọ của máy.

Các loại máy nâng dùng gầu ngoạm (để khai thác mỏ hay xếp dỡ hàng rời) thường làm việc 20 ^ 30 chu kỳ trong một giờ, trong đó khối lượng trong mỗi chu kỳ thường xuyên khoảng 2 -^ 5 tấn Những thông số này là rất quan trọng, nó liên quan tới việc xác định khối lượng của các chi tiet chuyển động trong máy nâng như cơ cấu nâng, cơ cấu di chuyển, cơ cấu quay hay cơ cấu thay đổi tầm vươn Vấn đề này sẽ được trình bàv trong những chương sau.

Ta có thể rút ngắn chu kỳ làm việc bằng cách chọn tốc độ làm việc của máy nâng lớn Tuy nhiên tốc độ lớn nhất cũng chỉ đến một giơi hạn nhất định Chẳng hạn tốc độ di chuyển của máy nâng không thể quá lớn vì ảnh hưởng tới thời gian mở máy và thời gian phanh, mặt khác còn phụ thuộc chiều dài đường vận chuyển trong một chu kỳ, vật nâng không được chao đảo, dao động lắc quá lớn do chuyển động không đều của máy Góc lắc của vật nâng không quá 6° vì lúc đó gia tốc khoảng lm/s2 Việc nâng cao tải trọng nâng cũng có một giới hạn nhất định vì kích thước gầu ngoạm đã có sẵn.

2 An toàn trong vận hành và có độ tin cậy cao: An toàn và độ tin cậy trong vận hành

phụ thuộc vào các thièt bị kiểm tra an toàn, các thiết bị khống chế không cho bất trắc có thể xẩy ra do người điều khiển hay do nguyên nhân khách quan nào khác.

3 Kết cấu đơn giản và có thể tự động hoá điều khiển: Đê đạt được độ tin cậy cao và

an toàn, người ta không ngừng tự động hoá quá trình vận hành và điều khiển máy nâng Các loại náy nâng hiện đại có thể nhớ và xác định chính xác được chiều dài vận chuyển của một hay nhiều vị trí, điều này có ý nghĩa trong việc đặt tải trọng vào đúng vị trí theo yêu cầu mà người điều Khien không nhìn thấy một cách chính xác.

4 S ự tương thích của thiết bị trong tổ hợp cơ giới hoá của quá trình vận chuyển tổng

thể Một yêu cầu quan trọng của một máy nâng là làm sao tương thích được khi lắp đặt vào dây chuyền vận chuyển tổng thể Vấn đề là ở chỗ khi đặt thiết bị nâng vào giữa hai thiết bị khác, thì dây chuyền hoạt động thông suốt không bị gián đoạn, nó trở thành một bộ phận trong dây chuyền cơ giới hoá hoàn chỉnh, đôi khi nó lại là khâu điều khiển của các bộ phận tự động hoá.

5 Tiêu chuẩn hoá và chủng loại hoá thiết bị, tăng năng suất và hạ giá thành sản phẩin

Một yếu tố kỹ thuật - kinh tế hết sức quan trọng đối với máy nâng chuyển là không những phải hạ giá thành sản phẩm mà còn phải đảm bảo thuận lợi trong việc bảo dưỡng thay thế phụ tùng thiết bị nâng Đieu này chỉ đạt được khi đã tiêu chuẩn hoá và chủng loại hoá thiết

bị nâng, lắp ráp tổng the tư mỗi một chi tiết.

1.3.2 Nảng suất máy nảng

Năng suất của máy nâng phụ thuộc vào dây chuyền công nghệ hoặc yêu cầu cần nâng chuyển Nãng suất của máy có thể tính theo thể tích, theo trọng lượng yà số lượng vật nâng.

1 N ăng suất lý thuyết

a) Tính năng suất máy nâng theo thể tích V, m3/h:

V = V〇 n b) Năng suất theo trọng lượng Q, T/h:

Trong đó: V 〇 - thể tích vật được nâng trong một chu kỳ, m3;

n - số chu kỳ làm việc trong một giờ;

Qlb - trọng lượng trung bình của vật nâng, T;

y - trọng lượng riêng của vật nâng, T/m3;

z - số lượng vật được nâng trong một chu kỳ làm việc.

Trong những công thức trôn, số chu kỳ 11 trong một giờ có thổ xác định như sau:

Trong đó: Pq - hệ số sử dụng máy theo tnơi gian;

H| - chiều cao nâng vật, m;

H2 - chiều cao hạ vật, m;

Vị - vận tốc nâng, m/s v7 - vận tốc hạ vật, m/s;

t 〇 - thời gian móc tải, s;

tị - thời gian di chuyển vật nâng từ nơi nâng đến nơi hạ, s;

t2, t3 - thời gian dỡ tải và thời gian di chuyển móc khồng tải, s;

T - thời gian của một chu kì làm việc, s.

Đối với cần trục có trọng tải thay đổi theo tầm với của cần, thì trọng lượng trung bình vật nâng có thể xác định theo công thức:

Qlb= Q ( ln L r ln L 〇 );

Trong đó: Q - trọng tải của cần trục ở tầm với Lị, N;

L 〇 - tầm với nhỏ nhất của cần trục, m;

ln - lôgrit tự nhiên.

thực hiện được trong một giờ ở hiện trường Khác với năng suất lý thuyết, nãng suất kỹ thuật có những khác biệt sau:

a) Yếu tố con người: Khả năng hay kinh nghiệm của người điều khiển máy \eu tố này được tính đến bằng hệ số kn.

b) Thời gian không làm việc của máy như nghỉ giai lao, thời gian bảo dương sửa chữa, hay tổ chức lại sản xuất được thể hiện bằng hệ số ksd Vậy năng suất kỹ thuật được tính theo công thức:

Qkt - Qknk‘sc丨Các hệ số kn, kscị phụ thuộc từng loại máy, địa điểm thực hiện công việc và các đặc điểm

kỹ thuật khác.

thơi gian nhất định do co anh hưởng của các yếu tố như thơi tiết, nhiệt độ

Chương 2

C ơ SỞ THIÈT KÊ MÁY NÂNG

2 1 NHŨNG THÔNG s ố c ơ BẢN CỦA MÁY NÂNG

2.1.1 Tải trọng nâng và tải trọng tính toán

1 Tải trọng nâng danh nghĩa

Tải trọng nâng của máy nâng là trọng lượng danh nghĩa của vật nâng mà máy có thể nâng, hạ được theo tính toán thiết kế Tải trọng nâng của máy Q, N bao gồm trọng lượng vật nâng và trọng lượng của bộ phận mang tải:

Trong đó: Qv - trọng lượng vật nâng, N;

Qmt - trọng lượng bộ phận mang tải, N.

Đối với các máy nâng dùng móc hay quang treo để nâng hàng, do trọng lượng các chi tiet này nhỏ so với trọng lượng vật nâng nên có thể coi Qmt = 0 và tải trọng nâng bằng trọng lượng vật nâng.

Để thuận tiện cho việc sử dụng và thiết kế, nhiều nước trên thế giới đã tiêu chuẩn hoá tải trọng nâng của các thiết bị nâng ghi trong bảng 2-1.

Bảng 2-1 Dãy tải trọng nâng danh nghĩa của máy nâng

Tái trọng nâng của máy nâng bắt buộc phải ghi rõ trên một tấm biển và gắn vào máy nâng hoặc móc cẩu ở chỗ dễ nhìn thấy nhất Đối với máy nâng có hai móc cẩu thì nhất thiết phái ghi rõ tải trọng nâng của mỗi móc, khỏng được ghi tổng tải trọng nâng của hai móc vào một, trừ trường hợp máy cẩu có hai móc làm việc đồng thời.

Đối với cần cẩu, tải trọng nâng bắt buộc phải thay đổi theo chiều vươn của cần: cẩn càng vươn xa, tải trọng nâng càng nhỏ và ngược lại tầm vươn cần càng gần thì tải trọng nâng càng lớn Mối quan hệ này được thê hiên bằng công thức:

Trong dó: Q x - tải trọng nâng ở tầm vươn Lx;

M ọ - mô men tải.

Mỏ men này cũng có thể thay đổi theo tầm vươn, nhưng để bảo đảm an toàn rất ít máy nâng sử dụng.

2 Tải trọng từ trọng lượng bản thán máy

Trọng lượng bản thân máy bao gồm trọng lượng các cơ cấu, trọng lượng phần kết cấu

thép và trọng lượng các chì tiet phụ trợ Khi tính toán các cơ cấu hay toàn bộ máy thường

không biết trước các trọng lượng này, do đó khi tính sơ bộ có thể bỏ qua hoặc có thể chọn trước dựa vào các máy tương tự, hoặc dựa vào cồng thức kinh nghiệm hoặc kinh nghiệm của người thiết kế Sau khi đã có kích thước sơ bộ thì tính kiểm tra bền và xác định chính xác trọng lượng bản thân máy Ngày nay nhờ các chương trình tính của máy tính nên việc xác định trọng lượng bản thân máy trở nẽn dể dàng và nhanh chóng.

3 Tải trọng gió

Máy nâng có chiều cao lớn làm việc ngoài trời như cần trục cảng, cần trục xây dựng, phái tính tải trọng do gió gây nên Tải trọng gió cũng có tác động tới độ bền của các bộ phặn và cni tiet máy nâng, độ ổn định cua máy khi làm việc Cường độ tải trọng gió thay đổi theo chiều cao, theo cấp gió, theo thời tiết khí hậu của từng vùng và phụ thuộc vào diện tích chắn gió của các bộ phận máy nâng.

Khi tính kết cấu thép máy nâng, tải trọng gió được xem xét trong hai trường hợp:

* Máy nâng đatĩiỊ vận hành: Xác định áp lực gió lớn nhất mà máy nâng có thể làm

viỏc được.

* Máy nâỉìỊỊ klìông làm việc: Xác định áp lực gió lớn nhất tác dụng lên máy nâng ae tinh

toán thiết kế bộ phận khoá hãm của máy nâng trên đường ray.

a) Tải í rạng gió tác dụng lên máy nãng khi đang vận hành:

Tổng tải trọng gió được xác định theo công thức:

Với : qj - cường độ tải trọng gió đơn vị theo bảng 2-2.

kị - hệ số kể đến hlnh dạng chịu gió của máy nâng theo bảng 2-3.

ZF- tổng diện tích chịu gió, m2 Phương pháp tính diện tích F là diện tích có hướng gió vuông góc với bề mặt đó Diện tích hứng gió được xác định theo cổng thức:

Trong đó : F。 - diện tích bề mặt được giơi hạn DƠI đường biên ngoai của kết cấu, m2;

kっ- hệ số kể đến phán hổng của kết cấu: b = 0,2 + 0,4 đối với kết cấu giàn; k9 = 0,8 H- 0,1 đoi với các cơ cấu máy; kọ = 1 aoi với các kết cấu thành kín.

Bảng 2-2 Gia trị cường độ tai trọng gio qi

Loại máy nâng Tai trọng gio q,,N/mm2, đe tinh kết

cấu thép, các cơ cấu và ổn định Iĩiáy

- Tất cả các loại máy nâng trừ cần cẩu cảng và cần cẩu nổi 250

Bảng 2-3 Hệ số hình dạng của các bộ phận chịu gió kj

Viẹc tính diện tích F0 của dầm theo

quy định như sau:

- Chỉ tính diện tích của dầm chắn

gió đầu tiên nếu khoảng cách giữa các

dầm ai(m) nhỏ hơn chiều cao h của

Hình 2-1 Sơ đồ tính diên tíclì chắn gió khi ơ < lì

- F0 là tổng diện tích của dầm chắn gio đầu tien và 75% diện tích của môi dầm tiếp theo

nếu khoảng cách giữa các dầm là 2h < aị < 5h (hình 2-3).

- F0 là tổng diện tích của tất cả các dầm chắn gió nếu khoảng cách giữa các dầm là a > 5h (hình 2-4).

b) Tai trọng ^ió túc dụng lên máy nàng khi knong vận hành:

la i trọng gio tác dụng lên máy nâng khi máy đứng yên được tính để xác định độ bền của

bộ phận chịu gio, bộ phận kẹp ray, ổn định của máy.

Uia trị tải trọng gio được tính theo công thức :

Với: q2 - giá trị cường độ gió phụ thuộc vào chiều cao của bộ phận chịu gió cho trong

bảng 2-4;

kị - hệ số hình dạng của các bộ phận chịu gió của máy nâng theo bảng 2-3;

LF- tổng diện tích cúa máy nâng và vật nâng chịu gio, m^.

Bang 2-4 (ỉiá trị cường độ lai trọng gió q,

Độ cao từ

Thông thường đối với các loại máy nâng có chieu cao đến 20m thì q2 lấy theo từng khoảng theo chiều cao 5m/khoảng Đối với máy nâng có chiều cao trên 20m thì các khoảng

từ 20m trở lên được chia ra lOm/khoảng và lấy giá trị lớn nhất trong bảng 2-4 Bảng 2-5 dùng đê tra diện tích hứng gió của vật nâng.

Bảng 2-5 Diện tích hứng gió của vật nâng

Là tải trọng xuất hiện khi máy hoạt động thực Để

tính được tải trọng động, cần phải xây dựng mô hình bài

toán động lực học máy nâng và giải phương trình chuyển

động của cơ hệ đã lập được trên cơ sở quy về sơ đồ một,

hai, ba hoặc nhiều khối lượng Các khối lượng liên kết

với nhau bằng các liên kết đàn hồi và quy dẫn về một

điểm nhất định Bài toán càng nhiều khối lượng càng

phức tạp, tuy nhiên kết quả tìm được sẽ mô tả chính xác Hình 2-5 Diện tích mặt nghiêng

hơn quá trình làm việc của máy.

Ngoài các tải trọng nêu ơ trên, trong quá trình vận chuyển và lắp dựng cũng phát sinh các tải trọng từ trọng lượng bản thân và tải trọng do gió Vì vậy cần xem xét và nghiên cứu

để xác định các tải trọng này cho phù hợp.

2.1.2 Các thông sồ hình học

Các thông số hình học là những kích thước cơ bản của một máy nâng Dựa vào kích thước đó ta có thể xác định được không gian làm việc của máy Nhiều nước công nghiệp phát tnen đã tiêu chuẩn hoá kích thước một số loại máy nâng như cầu trục, cần trục cột Sau đây là một số kích thước hình học cơ bản của máy nâng:

máy, được kí hiệu là L, m.

2 Khoảng cách hai cầu là khoảng cách tâm trục bánh trước và bánh sau của máy nâng

Đối với máy cẩu có nhiều hơn 2 bánh xe chạy trên cùng một ray thì khoảng cách này tính cho hai bánh ngoài cùng về hai phía, ký hiệu là a, m.

3 Tám vươn của máy nâng là khoảng cách nằm ngang từ tâm quay của máy đến tâm vật

nâng, ký hiệu L|, m Tâm vươn chỉ ở các máy cẩu có tay cần.

4 Chiều cao nâng là khoảng cách thẳng đứng từ vị trí thấp nhất đến vị trí cao nhất của

IĨ1ÓC cẩu khi làm việc, ký hiệu là H, m.

Ngoài ra còn quy định các kích thước, khoảng cách tối thiểu từ vị trí ngoài cùng của máy cẩu đến tường, trần nhà xưởng để lắp ráp máy nâng vào cồng trình xây dựng.

2.1.3 Các thông sô động học

Các (hông số động học là vận tốc và gia tốc làm việc của máy nâng Các vận tốc này chủ yếu được áp dụng cho cơ cấu nâng, cơ cấu di chuyển và cơ cấu quay của máy nâng.

/ Vận tốc náng là tốc độ nâng tải danh nghĩa của máy nâng, kí hiệu Vn (m/s) hay

(m/ph) Vận tốc nâng phụ thuộc tải trọng nâng, tính chất công việc mà máy nâng phục vụ

và nhiều yếu tố khác nữa.

con trên máy nâng, kí hiệu Vd (m/s) hoặc (m/ph) Vận tốc di chuyển phụ thuộc trọng lượng máy, tải trọng nâng, tính chất công việc và nhiều yếu tố khác.

Vận tốc danh nghĩa cũng được quy chuẩn để dễ lựa chọn khi sử dụng và thiết kế Dãy thồng số vận tốc để tham khảo cho trong bảng 2-6 3 4

Bảng 2-6 Vận tốc nâng và vận tốc dí chuyển danh nghĩa của máy nàng

3 Tốc độ quay: Đối với một số máy nâng như cần trục xây dựng, ô tô cẩu, cần trục

nổi có bộ phận quay theo trục thẳng đứng của máy nhằm di chuyển vật nâng đến các vị trí khác nhau xung quanh mình nó Tốc độ quay nq (vg/ph) thường chỉ lấy từ 1 -ỉ- 3,5 vg/ph

để tránh tải trọng quán tính lớn .

4 Tốc độ thay đổi tầm vươn trung bình (vtb, m/s) là tốc độ di chuyển vật nâng từ vị trí

xa nhất đến vị trí gần nhất so với tâm quay đứng của máy.

THtf VítN !]

Khi chọn máy nâng, cần quan tâm tới tải trọng nâng và thơi gian làm việc của máy Nhưng trong thực tế sử dụng không phải lúc nào cũng nâng với tải tối đa và làm việc liên tục, mà tải trọng nâng có thể thay đổi theo từng thời gian làm việc trong ca, trong ngày, trong tháng, trong năm tuỳ theo yêu cầu của công việc Để bảo đảm tính chất kỹ thuật, kinh

tế người ta lựa chọn, thiết kế máy nâng theo chế độ làm việc Vậy chế độ làm việc danh nghĩa của một cơ cấu hoặc toàn bộ máy nâng là một thồng số tổng hợp tính đến điều kiện

sử dụng, mức độ chịu tải theo thời gian của một cơ cấu hay toàn bộ máy.

Lựa chọn máy nâng theo chế độ làm việc sẽ đáp ứng đầy đủ mọi tính chất và yêu cầu công việc, bảo đảm tính kinh tế kỹ thuật và thuận lợi cho sửa chữa, bảo dưỡng Các nhà chế tạo cũng tính toán thiết kế dựa vào các chế độ làm việc để dễ tiêu chuẩn hoá, tiết kiệm và

hạ giá thành sản phẩm.

Theo TCVN 5862-1995 nhóm máy nâng được phân theo hai chỉ tiêu cơ bản là cấp sử

dụng và cấp tải của thièt bị:

trình vận hành của thiết bị Một chu trình được xác định bắt đầu khi tải đã được chuẩn bị xong để nâng và kết thúc khi thiết bị đã sẵn sàng để nâng tải tiếp theo Tổng chu trình vận hành là tổng tất cả các chu trình thao tác trong suốt thời hạn sử dụng của thiết bị.

Có thể tính tổng chu kỳ vận hành của máy trong một nãm theo công thức:

Trong đó: n - tổng số ngày làm việc trong một năm;

t - tổng thời gian làm việc trong một ngày;

k - hệ số sử dụng thời gian của máy, k = tth/t;

tth - tổng thời gian thực sự làm việc của máy, h;

T - tổng chu kỳ làm việc trong một giờ, h.

2.1.4 Chế độ làm việc của máy nâng

Ư4 Trên 1 ， 25.105dến 2,5•105 Sử dụng ít, đểu đặn

u 5 Trên 2,5 l 〇 5 đến 5 ,0 105 Sử dụng gián đoạn, đều đặn

u 6 Trên 5,0.105 đến 1 ,0 106 Sử dụng căng, thất thường

u 7 Trên 1 ， 0.106 đến 2 ia6

Us Trên 2,0.106 đến 4 ,0 106 Sử dụng căng

u 9 Trên 4,0.106

2 Cap tải được quy định theo bảng 2-8 và ký hiệu từ Q1 đến Q4 tuỳ thuộc hệ số phổ tải

kp ト lệ số phổ tái phán ánh tình hình gia tải cúa thiết bị, được tính theo công thức:

= ì

i=ỉ

C, Cr

(2-8)

Trong đó:

Cj = C|, c 9, Cm - số chu trình vận hành VƠI từng mức tai khác nhau

= ZCj - tổng chu trình vận hành với từng mức tai khác nhau.

Pj - cường độ tải (mức tải) tương ứng số chu trình Cj.

Pmax - tai lớn nhất được phép vận hành đoi VƠI thiết bị nâng Sơ đồ phổ tải tương

ứng 4 cấp tải trình bày trên hình 2-6.

Q 1 - Nhẹ Đến 0 ，125 ít khi vận hành với tai tối đa, thông thường

tải nhẹ Q2 - Vừa Trên 0 ，125 đến 0,25 Nhiều khi vận hành với tải tối đa, thông

thường tải vừa Q3 - Nặng Trẽn 0,25 đến 0,5 Vận hành tương đối nhieu với tai tối da,

thông thường tai nạng Q4 - Rất nặng Trên 0,5 đến 1 Thường xuyên vận hành VƠI tải tối đa.

Thiết bị máy nâng được phân loại thành tám nhóm chế độ làm việc theo bảng 2-9 và được kí hiệu từ A I đến A8, trên cơ sở phối hợp chỉ tiêu về cấp sử dụng và cấp tải Nhóm chế độ làm việc của thiết bị nâng vận hành với tải có nhiệt độ trên 300°c, hoặc kim loại lỏng, xỉ, chất độc hại, chất nổ và các tải nguy hiểm khác phải lấy không aươi A6; riêng với các cần trục tự hành trong trường hợp này lấy không dưới A3.

Trong một số trường hợp khồng có số liệu để xác định cấp sử dụng và cấp tải, có thể tham khảo các chỉ dẫn phân loại nhóm chế độ làm việc ở bảng 2-13 (đối với máy cẩu kiểu cầu) và bảng 2-14 (đối với máy cẩu kiểu cần) Mức chế độ làm việc trong bảng 2-13 và bảng 2-14 là tối thiểu.

3 Xác định nhóm chê độ làm việc của máy náng

Bảng 2-9 Chế độ làm việc của thiết bị nâng

-Bảng 2-10 Cấp sử dụng cơ cấu thiết bị nàng

t7 Trên 12500 đến 25000

4 Nhóm c h ế độ làm việc của các cơ cấu máy náng

Phân loại các cơ cấu thiết bị nâng theo các nhồm chế độ làm việc phải căn cứ vào hai chỉ tiêu cơ bản là cấp sử dụng và cấp tải của cơ cấu.

Cấp sử dụng của cơ cấu được quy định trong bảng 2-10 và kí hiệu từ T 〇 đến r 9, íuỳ thuộc tổng thời gian sử dụng.

Chí tính thời gian sử dụng đối với cơ cấu khi nó ơ trạng thái chuyển động (vận hành) Tổng thời gian sử dụng cơ cấu (tính bằng giờ) có thể suy từ thời gian sử dụng trung bình hàng ngày, số ngày làm việc trong năm và số năm phục vụ.

Cấp tải của cơ cấu được quy định trong bảng 2-11 và ki hiẹu từ L I đến L4; tuỳ thuộc hệ

số phố tải Km.

Bảng 2-11 Cấp tải của cơ cấu thiết bị

L I - Nhẹ Đến 0，125 Cơ cấu ít khi chịu tai toi đa, thông thường

chịu tải nhẹ

し 2 - Vừa Trên 0， 125 đến 0,25 Cơ cấu nhiều khi chịu tải tối đa, thồng

thường chịu tai vừa L3 - Nặng Trẽn 0,25 đến 0,5 Cơ cấu chịu tai tối đa tương đoi nhieu,

thông thường chịu tải nặng L4 - Rất nặng Trên 0,5 đến 1 Cơ cấu thường xuyên chịu tai tối đa

Bảng 2-12 Nhóm chế độ làm việc của cơ câu thiết bị nâng

t, = tị, t2, tn - thời gian (số giờ) sử dụng cơ cấu với từng mức tải khác nhau,

tT = Itị - tổng thơi gian (số giờ) sử dụng cơ cấu với từng mức tải khác nhau,

pị - cường độ tải (mức tải) tương ứng số chu trình tj.

Pmax - tải lớn nhất được phép vận hành đối với cơ cấu Sơ đồ phổ tải tương ứng 4 cấp tải trình bày trên hình 2-6.

Bảng 2-13 Hướng dẫn phân loại nhóm chẽ độ làm việc cho cần trục,

cổng trục và các cơ cấu của chúng

TT Loại máy và công dụng Điều kiện

sử dụng

Nhóm chế độ làm việc tổng thể

Nhóm chế độ làm việc

cơ cấu Nâng

Di chuyển

xe con

Di chuyển máy

đều đặn

đoạn, đều đặn

gầu ngoạm, nam châm điện

gầu ngoạm, nam châm điện đoạn, đều đặn

9 Máy ở phân xưởng thép

5 Xác định nhóm c h ế độ ỉàỵn việc của cơ cấu máy nàng

Các cơ cấu thiết bị nâng được phân loại thành tám nhóm chế độ làm việc theo bảng 2-12

và kí hiệu từ M I đến M8, trên cơ sở phối hợp cấp sử dụng và cấp tải.

Nhóm chế độ làm việc của cơ cấu nâng tải và cơ cấu nâng cần ở thiết bị nâng vận hành với tải có nhiệt độ trên 300°c, hoặc kim loại lỏng, xỉ, chất độc hại, chất nổ và các loại tải nguy hiểm khác phải lấy không dưới M7; riêng đối với cần trục tự hành trong trường hợp này lấy không dưới M5.

Trong một số trường hợp không có số liệu để xác định càp sử dụng và cấp tải của cơ cấu,

có thế tham khảo các chỉ dẫn phân loại nhóm chế độ làm \'iộc ở bảng 2-13 (đối với máy nâng kiểu cầu) và bảng 2-14 (đối với máy nâng kiểu cần) Mức chế độ làm việc trong bảng 2-13 và bảng 2-14 là tối thiểu.

Bảng 2-14 Hướng dản phân loại nhóm chõ độ làm việc của một sô loại cần trục và CƯ cáu của chúng

Nhóm N hóm chế dộ làm việc cơ cấu

trang bị gầu ngoạm,

4 Cần trục phục vụ

trang bị móc đoạn, đều dặn

5b Cần trục kho bãi,

trang bị gầu ngoạm,

nam châm điện

5c Cần trục kho bãi,

trang bị gầu ngoạm,

nam châm điện

6a Cần trục cảng, trang

bị móc

Sử dụng gián đoạn, đều đặn

2.2 PHÂN LOẠI MÁY TRỤC

Phân loại các loại máy trục (máy cẩu) theo hình dạng tổng thể hay hình dạng đặc trưng của một bộ phận, loại truyền động, loại chuyển động, loại cồng việc và vị trí sử dụng:

1 T ừ hình dạng của phần kết cấu thép mà máy trục được chia ra

- Máy trục chạy điện,

- Máy trục động cơ đốt trong,

- Máy trục thuỷ lực,

- Máy trục khí nén,

- Máy trục quay tay.

3 Theo loại công việc và vị trí sử dụng

Theo phương pháp này ta có thể chia ra: máy trục lắp ráp, máy trục phân xưởng, máy trục luyện kim, máy trục xây dựng, máy trục cảng, máy trục đường sắt.

2.3 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CÁC c ơ CẤU MÁY NÂNG

2.3.1 Những yêu cầu chung khi tính toán

Mỗi loại máy nâng được cấu thành từ hai bộ phận cơ bản: kết cấu thép và bộ phận cơ khí Ngoài hai bộ phận trên còn có phần trang bị điện, các bộ phận điều khiển, các cơ cấu bảo vệ an toàn Phần kết cấu thép có kích thước, hình dạng ngoài khác nhau, phù hợp với không gian, tính chất công việc và đối tượng mà chúng phục vụ cũng như điều kiện kinh tế

kỹ thuật khác Kết cấu thép là xương sống, là bộ phận chịu tải của cả máy nâng mà trong quá trình làm việc trọng lượng các cơ cấu cơ khí, tải trọng nâng truyền đến Các cơ cấu cơ khí được lắp trực tiếp trên bộ phận kết cấu thép và thực hiện chức năng nâng hạ, di chuyển hoặc quay máy nâng, thay đổi tầm vươn Người ta phối hợp các chức năng của các cơ cấu trên để nâng hạ, di chuyển vật trong không gian mà máy nâng có thể thao tác Ví dụ: kết hợp cơ cấu nâng với hai cơ cấu di chuyển ở cầu trục, cổng trục làm việc trong nhà xưởng cơ khí; cơ cấu nâng với cơ cấu di chuyển, cơ cấu quay và thay đổi tầm với ở cần trục tháp để nâng hạ vật liệu, thiết bị xây dựng nhà và công trình v.v

Bộ phận cơ cấu cơ khí là tập hợp các bộ truyền dẫn động từ động cơ đến bộ công tác Các bộ truyền động này có thể là cơ khí, thuỷ lực, khí nén hoặc hỗn hợp của các loại đó.

Đại đa số các máy nâng sử dụng truyền dộng cơ khí mà kết cấu chủ yếu của chúng là: động

cơ, hộp giảm tốc, Irong đó có các trục, khớp nối, ổ bi, các cặp bánh răng, cáp hoặc xích truyền động, tang cuốn cáp, puli, phanh v.v được sắp xếp theo một thứ tự và quy luật truyền động nhất định Tính toán các cơ cấu truyền động là tính toán chức năng của máy (động học, động lực học như là số vòng quay, tốc độ, phương chiều chuyển động, lực tác dộng ), sức bền các cơ cấu đế từ đó định ra kích thước hình học, công suất động cơ và các thông số khác nhằm làm cho máy nâng đạt được các yêu cầu kỹ thuật phù hợp yêu cầu thực

tế đòi hỏi đặt ra.

Đối với tính toán sức bền nhằm tìm được kích thước của các cơ cấu đạt độ cứng vững và bền mòn Tính toán bền thường trải qua hai giai đoạn: trước tiên là lựa chọn sơ bộ và sau đó

là tính chính xác Lựa chọn sơ bộ là mục đích xác định nhanh những kích thước chính theo phương pháp đơn giản và gần đúng Tính toán chi tiết hay tính chính xác nhằm mục đích kiểm tra và điều chỉnh lại kích thước cơ cấu đã lựa chọn sơ bộ Cách tính này thường dựa vào tính chất mỏi của vật liệu.

Hư hỏng các cơ cấu máy nâng chủ yếu là do gẫy và mòn Việc tính bền chi tiết là phải xác định chính xác kích thước để có khả năng cứng vững chống lại các tải trọng tác dụng lên chúng, bảo đảm tuổi thọ của chúng đồng thời bảo đảm tính kinh tế không quá lãng phí vật liệu Mòn của các chi tiết cơ cấu diễn ra từ từ và lâu dài Để đảm bảo độ mòn cho phép cần quan tâm tới chất lượng vật liệu, chủng loại vật liệu và phương pháp xử lý bề mặt các vật liệu đó phù hợp điều kiện làm việc theo yêu cầu của từng chi tiết, bộ phận và đạt được tuổi thọ của cả máy đã xác định trước.

2.3.2 Các trường hợp tải trọng tính toán máy nâng

Khi tính toán máy nâng, người ta phân biệt ba trường hợp tải trọng đối với trạng thái tải khi làm việc và khỏng làm việc:

Trường họp A

Tái trọng bình thường của trạng thái làm việc bao gồm trọng lượiig danh nghĩa của vật nâng cùng bộ phận mang tải, tải trọng trung bình của gió ở trạng thái làm việc, tải trọng động trung bình trong quá trình mở và phanh hãm cơ cấu.

Đối với trường hợp này, các chi tiết trong cơ cấu được tính theo sức bền mỏi, theo tuổi thọ, độ mòn phát nhiệt Trong tính toán mỏi và mòn có thể không tính áp lực gió.

Trường họp B

Tải trọng lớn nhất của trạng thái làm việc bao gồm trọng lượng danh nghĩa lớn nhất của vật nâng cùng bộ phận mang tải, tải trọng lớn nhất của gió trạng thái lầm việc, tải trọng động lớn nhất trong quá trình mở và phanh hãm đột ngột và tải trọng do độ dốc, độ nghiêng mặt nền lớn nhất có thể Các giá trị tải trọng lớn nhất của trạng thái tải thường bị hạn chế bởi những điều kiện bên ngoài như sự trượt trơn của ray, mỏ men phanh lớn nhất, mô men ÍỈIOÌ hạn của khớp nối v.v

Đối với trường họp này, các chi tiết trong cơ cấu và kết cấu kim loại được tính theo sức bền tĩnh.

Tải trọng lớn nhất của trạng thái không làm việc đặt ngoài trời, bao gồm trọng lượng bản thân máy, tải trọng gió lớn nhất trạng thái không làm việc, tải trọng do độ dốc mặt đường hoặc độ nghiêng mặt nền.

Đối với trường hợp này cần tiến hành kiểm tra độ bền, độ ổn định toàn bộ cần trục và các bộ phận của nó, đặc biệt kiểm tra chi tiết bộ phận kẹp ray, các chi tiết phanh hãm và các chi tiết của cơ cấu thay đổi tầm với Khi tính toán xe con trên cần trục, cần trục đặt ỏ vị trí nguy hiểm nhất.

Tính toán bền mỏi theo trường hợp A được tiến hành theo tải trọng tương đương, tức là tải trọng có tác dụng phá hỏng chi tiết trong thời gian phục vụ như tác dụng chung của tải trọng thực Tải trọng tương đương được xác định theo đồ thị gia tải lập trên cơ sở làm việc thực của máy Trong trường hợp không xây dựng được thì có thể áp dụng theo đồ thị tiêu chuẩn trên hình 2-6.

2.3.3 Hệ sô an toàn

Hệ số an toàn tổng hợp k là tích số của các hệ số an toàn các bộ phận:

kị - hệ số nói lên mục đích của bộ phận tính toán; lựa chọn theo bảng 2-15.

Bảng 2-15 Giá trị hệ sô điều kiện làm việc

Cơ cấu nâng:

Tất cả các cơ cấu dẫn động bằng tay (trừ cơ cấu nâng) 1，0

k2 - hệ số an toàn cho từng loại truyền động theo bảng 2-16.

Bảng 2-16 Giá trị hệ sỏ an toàn k2 cho từng loại truyền dộng

k3 =1,5 cho thép hợp kim và xử lý bề mặt bằng nhiệt.

Khi tính toán các cơ cấu theo sức bền mỏi của trường hợp A, thì chọn các hệ số an toàn

ở trên Trong trường hợp đặc biệt, ví dụ: cơ cấu di chuyển của máy nâng trong luyện kim, cần phải có hệ số dự trữ an toàn cao trong vận hành nên lấy hộ số an toàn k > 3.

Khi tính theo trường hợp B, c thì hộ số an toàn lấy k = 1 ,5

2.4 YÊU CẨU AN TOÀN TRONG LẮP ĐẶT VÀ SỬDỤNG

Máy nâng đòi hỏi phải an toàn tuyệt đối trong sử dụng và trong lắp đặt Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5863-1995 đã quy định về yêu cầu an toàn và sử dụng thiết bị nâng.

2.4.1 Yêu cầu an toàn trong láp đặt thiết bị

1 Khi tiến hành lắp đặt thiết bị nâng cần tuân thủ quy phạm kỹ thuật an toàn xây dựng,

an toàn điện, an toàn về hàn điện, cháy nổ.

2 Các công việc lắp đặt, tháo dỡ phải tiến hành theo quy trình công nghệ lắp ráp và tháo

dỡ thiet bị nâng.

3 Phải kiểm tra tình trạng ray trước khi lắp ráp, khi phát hiện sai lệch quá chỉ tiêu cho phép phải dừng ngay công việc lắp ráp để xử lý.

4 Phải có biển báo cấm người qua lại khi lắp ráp.

5 Khi có gió bão từ cấp 5 trở lên không được tiến hành lắp ráp thiết bị nâng trên cao và ngoài trời.

6 Khi lắp ráp ở độ cao trên 2m phải có dây an toàn và ngườiiắp ráp phải có giấy chứng nhận sức khoẻ.

7 Quá trình tháo lắp thiết bị nâng không cho phép:

- Dùng máy trục để nâng người;

- Ngươi ơ phía dưới tải đang nâng;

- Để tải treo trên móc khi máy trục ngừng hoạt động;

- Gia cố tạm các thành phần kết cấu riêng biệt không có đủ bu lông;

- Nới lòng giữa các kết cấu trước khi cố định hoàn toàn kết cấu;

- Tiến hành nâng tải khi cáp đang kẹt hoặc cáp bật khỏi ròng rọc;

- Thả bất kỳ vật gì từ trên cao xuống;

- Sử dụng lan can hoặc thiết bị phòng ngừa khác để làm điểm tựa cho kích hoặc palăng.

8 Khi đặt thiết bị nâng phải khảo sát, tính toán khả nãng chịu lực của địa điểm đặt, địa hình hoạt động xung quanh để bố trí thiết bị làm việc an toàn.

9 Vị trí đặt thiết bị nâng phải đảm bảo thử được tải trọng tĩnh, khi nâng tải không được kéo lê tải và tải phải cao hơn chướng ngại vật trên đường di chuyển ít nhất là 500 mm.

10 Trường hợp đặc biệt do mặt bằng thi công quá chật hẹp mà trong quá trình hoạt độnơ các bộ phận của thiết bị nâng như cần, đối trọng và tải phải di chuyển phía trên các đường giao thồng thì lập phương án lắp đặt và thi công an toàn và phải được phép của cơ quan chức năng về kỹ thuật an toàn.

1 1 Đặt thiết bị nâng di chuyển theo ray ở trên cao và trên mặt đất phải bảo đảm khoảng cách theo TCVN 4244-86.

12 Đặt đường thiết bị nâng hoạt động trong vùng bảo vệ của đường dây tải điện trên không, phải được cơ quan quản lý đường dây cho phép.

13 Vị trí đặt cần trục ôtô, cần trục bánh hơi, cần trục bánh xích phải đảm bảo khi làm việc khoảng cách phần quay của chúng ở bất kỳ vị trí nào đến các kết cấu công trình, thiết

bị, vật tư xung quanh không nhỏ hơn 700mm.

14 Khi đạt thiet bị nâng tại mép hào, hố, rãnh phải đảm bảo khoảng cách tối thiểu từ điểm tựa gần nhất của tniet bị nâng đến mép hào hố không được nhỏ hơn giá trị trong bảng 2-17.

15 Nếu trên cùng một đường ray lắp đặt từ 2 máy trục trở lên, phải có biện pháp kỹ thuật loại trừ khả nâng chúng va chạm vào nhau trong quá trình sử dụng.

16 Các cần trục tự hành khồng được phép đặt trên mặt bằng có độ dốc cho phép của cần trục đó, và không được phép đặt trên đất vừa lấp lên, chưa được đầm chặt.

Bảng 2-17 Khoảng cách cho phép tối thiểu

từ điểm tựa gần nhất của thiết bị đến mép hào hô

Độ sâu hào hố, m Khoảng cách cho phép nhỏ nhất đối với các loại đất, m

2.4.2 Yêu cầu an toàn trong sử dụng

1 Tất cả các tnièt bị nâng thuộc danh mục các cơ số máy, thiết bị có yêu cầu về an toàn theo quy định của Nhà nước đều phải được đăng ký và xin cấp giấy phép sử dụng theo các thủ tục hiện hành.

2 Đơn vị sử dụng chỉ được phép sử dụng những thiết bị nâng có tình trạng kỹ thuật tốt,

đã được đăng ký và có giấy phép sử dụng đang còn thời hạn Không được phép sử dụng thict bị nâng và các bộ phận mang tải chưa qua khám nghiệm và chưa được cấp giấy phép

sử dụng.

3 Chỉ được phép bố trí những người điều khiển thièt bị nâng đã được đào tạo và cấp giấy chứng nhận Những người buộc móc tải, đánh tín hiệu phải là thợ chuyên nghiệp, hoặc thợ nghe khac nhưng đã thông qua đào tạo.

4 Công nhân điều khiển thiết bị nâng phải nắm chắc tính kỹ thuật, tính năng tác dụng của các bộ phận cơ cấu của các thiết bị, đồng thời phải nắm vững các yêu cầu về an toàn trong quá trình sử dụng thiết bị.

5 Chỉ được phép sử dụng thiết bị nâng theo đúng tính năng, tác dụng và đặc tính kỹ thuật của thiết bị do nhà máy chế tạo quy định Không cho phép nâng tải có khối lượng vượt trọng tải của thiết bị.

6 Không cho phép sử dụng thiết bị nâng có cơ cấu nâng được đóng mở bằng ly hợp ma sát hoặc ly hợp vấu để nâng hạ và di chuyển người, kim loại lỏng, vật liệu nổ, chất độc, bình đựng khí nén hoặc chất lỏng nén.

7 Chỉ được phép chuyển tải bằng íniet bị nâng qua nhà xưởng, nha ơ hoặc có người khi có biện pháp đảm bảo an toàn riêng biệt loại trừ được khả năng gây sự cố và tai nạn lao động.

8 Chỉ được dùng 2 hoặc nhiều thiết bị nâng để cùng nâng một tải trong trường hợp đặc biệt và phải có giải pháp an toàn được tính toán và duyệt Tải phân bố lên mỗi thiết bị nâng không lớn hơn trọng tải Trong giải pháp an toàn phải có sơ đồ buộc móc tải, sơ đồ di chuyển tải và chỉ rõ trình tự thực hiện các thao tác, yêu cầu về kích thước, vật liệu và công nghệ chế tạo các thiết bị phụ trợ để móc tải Phải giao trách nhiệm cho người có kinh nghiệm về cồng tác nâng chuyển chỉ huy suốt quá trình nâng chuyển.

9 Trong quá trình sử dụng thiet bị nâng không cho phép:

- Người lên, xuống thiết bị nâng khi thiet bị nâng đang hoạt động;

- Ngươi ơ trong bán kính quay của phần quay cần trục;

- Người ở trong vùng hoạt động của thiết bị nâng mang tải bằng nam châm, chân không hoặc gầu ngoạm;

- Nâng, hạ chuyển tải khi có người đứng ở trên tải;

- Nâng tải trong tình trạng tải chưa ổn định hoặc chỉ móc một bên của móc kép;

- Nâng tải bị vùi ở dưới đất, bị các vật khác đè lên, bị liên kết bằng bu lồng hoặc bẻ tông với các vật khác;

- Dùng thiết bị nâng để lấy cáp hoặc xích buộc tải đang bị vật khác đè lên;

- Đưa tải qua lỗ của cửa sổ và ban công khi không có sàn nhận tải;

- Chuyển hướng chuyển động của các cơ cấu khi cơ cấu chưa ngừng hẳn;

- Nâng tải lớn hơn trọng tải tương ứng với tầm với và vị trí của chân chống phụ của cần trục;

- Cẩu với, kéo lê tải;

-V ừ a dùng người đẩy hoặc kéo tải vừa cho cơ cấu nâng, hạ tải.

10 Phải đảm bảo lối đi tự do cho người điều khiển thiết bị nâng khi điều khiển bằng nút bấm từ mặt đất hoặc sàn nhà.

1 1 Khi cầu trục và cần trục công xôn di động đang làm việc, các lối lên và ra đường ray phải được rào chắn.

12 Cấm ngươi ơ trên hành lang của cầu trục và cần trục công xôn khi chúng đang hoạt động Chỉ cho phép các cồng việc vệ sinh, tra dầu mỡ, sửa chữa trên cầu trục và cần trục công xỏn khi đã thực hiện các biện pháp bảo đảm an toàn.

13 Đơn vị sử dụng phải quy định và tổ chức thực hiện hệ thống trao đổi tín hiệu giữa người buộc móc tải với người điều khiển thiết bị nâng Tín hiệu sử dụng phải được quy định

cụ thể và không thể lẫn được với các hiện tượng khác ở xung quanh.

14 Khi người sử dụng thiết bị nâng không nhìn thấy tải trong suốt quá trình nâng hạ và

di chuyển tải thì phải bố trí người đánh tín hiệu.

15 Trước khi nâng tải xấp xỉ trọng tải, phải tiến hành nhấc tải lên độ cao không lớn hơn 300mm, giữ tải ở độ cao đó ae Kiem tra phanh, độ bền của kết cấu kim loại và độ ổn định của cần trục Nếu không dám đảm bảo an toàn, phải hạ tải xuống để xử lý.

16 Khi nâng, chuyển tải ở gần các công trình, thiết bị và chướng ngại vật, phải đảm bảo

an toàn cho các cỏng trình, thiết bị và những người ở gần đó.

17 Các thiết bị nâng làm việc ở ngoài trời phải ngừng hoạt động khi tốc độ gió lớn hơn tốc độ gió theo thiết kế của thiết bị đó.

18 Đối với thiết bị nâng làm việc ngoài trời, không cho phép treo panô, áp phích, khẩu hiệu hoặc che chắn làm tăng diện tích chắn gió của thiết bị.

19 Phải xiết chặt các thiết bị kẹp ray, thiết bị chống tự di chuyển của các cần trục tháp, cổng trục, cần trục chân đế khi kết thúc làm việc hoặc khi tốc độ gió vượt tốc độ gió cho phép, khi có bão phải có biện pháp gia cố thêm đối với các loại máy trục nói trên.

20 Chỉ được phép hạ tải xuống vị trí đã định, nơi loại trừ được khả năng rơi, đổ hoặc trượt Chỉ được phép tháo bỏ dây treo các kết cấu, bộ phận lắp ráp khỏi móc khi các kết cấu

và bộ phận đó đã được cố định chắc chắn và ổn định.

2 1 Trước khi hạ tải xuống hào, hố, giếng phải hạ móc không tải xuống vị trí để kiểm tra số vòng cáp còn lại trên tang Nếu số vòng cáp còn lại trên tang lớn hơn 1,5 vòng thì mới được phép nâng hạ tải.

22 Phải ngừng hoạt động của thiết bị nâng khi:

- Phát hiện vết nút ớ chỗ quan trọng của kết cấu kim loại;

- Phát hiện biến dạng dư của kết cấu kim loại;

- Phát hiện phanh của bất kỳ một cơ cấu nào bị hỏng;

- Phát hiện móc, cáp, ròng rọc, tang bị mòn quá giá trị cho phép, bị rạn nứt hoặc hư hỏng khác;

- Phát hiện đường ray của thiết bị nâng hư hỏng hoặc không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.

23 Khi bốc xếp tải lên các phương tiện vận tải phải đảm bảo độ ổn định của phương tiện vận tải.

24 Người buộc móc tải chỉ được phép đến gần tải khi tải đã hạ xuống độ cao không lớn hơn lm tính từ mặt sàn chỗ người đúng.

2.V Thiết bị nâng phai được bảo dưỡng định kỳ Phải sửa chữa, thay thế các chi tiết, bộ phận đã bị hư hỏng, mòn quá quy định cho phép Khi sửa chữa, thay thế các chi tiết bộ phận của thiết bị nâng, phải có biện pháp an toàn Sau khi thay thế, sửa chữa các bộ phận, chi tiết quan trọng như kết cấu kim loại, cáp, móc, phanh phải tiến hành khám nghiệm có thử tải thiết bị nâng trước khi đưa vào sử dụng.

2.4.3 Công tác hạn chê hành trình náng

Đối với các loại máy nâng chạy điện cần lắp ráp công tắc hạn chế hành trình để giới hạn từng chuyển động tới một vị trí nhất định trên quãng đường hành trình cho phép Đối với máy nâng thuỷ lực, khí nén, thì công tắc cuối thay thế bằng van.

VỊ tri bien trên của móc cẩu hay phương tiện mang tải khác phải được giơi nạn bằng công tắc cuối Công tắc cuối phải dừng được móc cẩu ở vị trí cách vị trí thấp nhất của chi tiết dưới đáy máy cẩu là 250mm Thiết bị nâng chạy điện có tải nâng aen z50 kg thì khoảng cách này

là 50mm Thiết bị nâng thuỷ lực hoặc khí nén thì khoảng cách này ỉà 100mm.

Khi thiết kế chiều cao nâng phải quan tâm tới khoảng cách giữa điểm trên cùng của ròng rọc hoặc phương tiện mang tải khác với vị trí thấp nhất của đáy xe con hay máy trục

2.4.4 Công tắc hạn chê quá tải

Mỗi một máy nâng chỉ cho phép nhấc tải đến một giá trị nhất định, tải trọng danh nghĩa

Q (N), để bảo đảm an toàn và sử dụng lâu bền của máy nâng Do vậy cần có cơ cấu khống chê Khồng cho phép nhấc tải quá tải cho phép gọi là cơ cấu hạn chế quá tải hay hạn chế mỏ men quá tải Nguyên tắc làm việc của cơ cấu hạn chế quá tải là dựa vào nguyên lý làm việc của lò xo hoặc độ lệch tâm của các trục puly có dây cáp luồn qua để khi tải lớn hơn tải cho phép thì tác động vào công tắc điện không cho động cơ khởi động.

2.4.5 Công tác cuối của cơ cấu di chuyển

Vị trí đặt công tắc hạn che hanh trình của cơ cấu di chuyển sao cho khi công tắc ngắt mạch, động cơ dừng và phanh làm việc thì máy trục dừng hẳn mà chưa chạm vào barie cố định ở hai đầu đường ray.

2.4.6 Công tác cuối của cơ cấu quay

Mục đích là hạn chế trong một góc quay nhất định và đặt công tắc hạn chế hành trình ở hai phía của góc quay cần hạn chế Đối với cần trục xây dựng, cần trục lắp ráp có thể lắp thêm thiết bị như còi báo hoặc đèn báo trước khi tới công tắc hạn che hanh trình.

- Khối lượng riêng nhỏ, giá thành thấp.

- Dễ uốn cong, có độ mềm cao, tạo nên sự gọn gàng cho kết cấu máy.

- Êm dịu, chuyển động nhẹ nhàng, không gây ồn trong quá trình làm việc.

- Sử dụng an toàn, có tuổi thọ cao.

Dây cáp chỉ có khả năng chịu kéo, khi bị nén do cuốn lên tang hoặc ròng rọc thì cáp dễ

bị hỏng.

Dây cáp được chế tạo từ các sợi dây thép có thành phần cacbon cao và được gia công bằng công nghệ kéo nguội, lèn đi lèn lại nhiều lần, do đó giới hạn bền của dây thép có thể dạt tởi 2500N/mm2 Thông thường các loại cáp được bện bằng các sợi thép có đường kính

từ 0,2 + 5mm, có giới hạn bền trung bình 1400 + 2000N/mm2 Cáp được cấu tạo từ các sợi thép có độ bền thấp sẽ mềm hơn, cấu tạo từ các sợi thép có độ bền cao sẽ cứng hơn và khi bị cuốn theo mặt tang hoặc ròng rọc, cáp bị uốn nhiều hơn làm giảm tuổi thọ Thông thường hay dùng cáp có sợi thép đạt độ bén từ 1600N/mm2 +1800N/mm2 Có thể tráng kẽm bề mặt sợi thép dế chống rỉ nhưng loại này có độ bền thấp hơn 10% so với trước khi tráng.

Theo phương pháp sử dụng, cáp thép có thể chia làm hai loại:

1 Cáp thép động là các loại cáp dùng nâng hạ vật trong các thiết bị nâng, có chuyển

động dọc theo chiều trục cáp và bị uốn cong trên tang hoặc ròng rọc.

2 Cáp thép tình là cáp làm việc luôn luôn ở trạng thái kéo

tĩnh (neo cột điện ), hoặc tải trọng tác dụng vuông góc với chiều

trục của cáp (đường cáp treo).

3.1.2 Cấu tạo cáp thép

Cáp thép được bện từ các loại dây thép theo cách:

- Bện đơn-.là loại cáp được bện trực tiếp từ những sợi thép nhỏ

- B ệ n k ép là lo ạ i c á p c ó c á c sợ i th ép đầu tiên đ ư ợc b ện th àn h nhữ ng ta o , sau đó từ n hữ ng tao n ày b ện tiếp th ành nhữ ng d ây c á p (h ìn h 3 - 2 )

C áp b ện k é p (b ệ n đ ô i và b ện b a ) m ềm h ơn, đ ư ợc d ù n g rộ n g rãi tro n g m áy n ân g c h u y ể n ,

ch ằ n g b u ộ c tron g vận tải th u ỷ C áp c o lô i m ềm (s ợ i đ ay , b ô n g , k im lo ạ i m ể m , a m iă n g ) làm tăn g đ ộ m ề m củ a d ây và g iữ dầu ch ố n g rỉ tố t; k h i b ị u ốn , dầu b ị ép c h ả y q u a c á c k e ơ giữ a

c á c sợ i th ép , n h ờ v ậy m à cá p đư ợc b ô i dầu

Đ ố i với c á c m áy trụ c làm v iệ c tro n g phân x ư ở n g đú c h ay ở m ô i trư ờ n g c ó n h iệt đ ộ c a o

p h ải dù ng c á p c ó lõ i th ép m ề m h o ặ c a m iã n g Đ ố i v ớ i tan g c u ố n n h iều lớp c á p c ũ n g n ên

dù ng lo ạ i riày để lớp cá p tro n g cù n g k h ô n g bị b ẹp N g o à i ra c ầ n p h ân b iệ t ch iề u b ệ n cá p :

b ện x u ô i và b ện ch é o

B ệ n x u ô i là c h iề u b ệ n c ủ a ta o và c á c ta o b ệ n th àn h c á p c ù n g m ộ t c h iề u (h ìn h 3 - 4 a ) ; b ện

ch é o là ch iều bộn củ a từng tao và ch iều bện cá c tao thành cáp là ngư ợc cm eu nhau (hình 3 -4 b )

C áp b ện x u ô i m ềm h ơ n , dễ uốn và b ền lâu hơn c á p b ệ n c h é o ; như ng c ó n h ư ợ c đ iểm là d ễ bị trư ợt, độ dãn dài lớn h ơ n b ện c h é o k h i cù n g tre o tải trọn g

dc

3.1.3 rải trọng tác dụng lên cáp

C áp đ ộn g bị uốn k h i vắt q u a m ặt rò n g rọ c và q u ấn lê n tan g C áp tĩn h b ị u ốn k h i c á c b án h

x e c h ở h àn g ch ạ y trên d ây c ă n g và c ó tải trọ n g tá c d ụ ng v u ô n g g ó c v ới trụ c củ a d ây T rạ n g

th ái căn g củ a cá p rất phức tạp vì c á c sợ i thép x o ắ n th eo m ộ t đường x o ắ n ố c trong k h ô n g gian

K h i ch ịu tải, c á c sợ i thép đ ồn g thời ch ịu ứng suất k éo , u ốn, dập, x o ắ n , ứng suất dư v v D o vậy chư a c ó m ộ t cô n g thức tm h toán n ào phản ảnh đầy đủ tửửi ch ấ t làm v iệ c củ a cáp Đ ể khảo sát k h ả nâng ch ịu tải củ a cá p , c ó thể x e m x é t b a lo ạ i ứng su ất qu an trọ n g sau đây:

1 ứ n g suất dư ： ứ n g su ất n ày sin h ra tron g sợ i thép d o tron g q u á trìn h c h ế tạ o d ây và

b ện cá p ứ n g su ất dư n ày c ó k h i rất lớ n , k h ó tính ch ín h x á c v à nếu lo ạ i trừ được thì tu ổ i thọ

củ a c á p tăn g lê n g ấp trên 2 lầ n N gư ờ i ta lo ạ i trừ n ó b ằ n g c á c c ô n g n g h ệ g ia cô n g

b)

Hỉnh 3-4 Chiểu bện cáp

2 ứ n g suất kéo: X u ấ t h iện tro n g dây thép khi

c ó tải trọng tá c dụng d ọc th eo trụ c T ro n g tính

toán, c á p được c o i là m ột bó sợi thép liên k ết lại

nhưng giữa ch ú n g c o i như k h ỏ n g c ó m a sát G ọ i

diện tích tiết diện c á c sợi thép củ a cáp là F t (m m 2),

T ro n g đó: F c - d iện tích đường tròn n goại tiếp c á c sợ i th ép tạo th ành dây cá p , m m 2

K h i n sợi th ép đư ợc bện th àn h tao , th eo h ìn h 3 - 6 lự c tá c dụ ng th eo trụ c củ a sợi thép lú c

Hình 3-6 Lực trong sợi cáp khi có tải

V ậ y ch ỉ kh i g ó c bện a củ a c á p như nhau th ì ứng su ất tro n g sợ i c á p m ớ i b ằn g nhau Đ ố i

v ớ i c á p b ện x u ô i, ứng su ất c ủ a sợ i th ép g iả m d ần từ n g o à i v ào tro n g lõ i c á p d o g ó c b ện

c á p g iả m

* ứng suất uốn ỏ cáp động:

ứ n g su ất uốn tro n g sợi thép xu ất h iện khi cá p bị uốn th e o m ộ t m ặt co n g n ào đó T rên

h ìn h 3 -5 c á p bị uốn th eo bề m ặt ròng rọ c c ó đư ờng k ín h D B á n k ín h đ ư ờng tâm d ây cá p c ó tâm q u ay cù n g tâm củ a rò n g rọc :

X é t tạ i g ố c to ạ độ tiếp x ú c c ủ a tan g với cá p , đ ố i v ớ i d ịc h ch u y ể n từng s ợ i th é p c h o phư ơng trin h :

ứ n g su ất tro n g cá p tin h đư ợc x á c đ ịn h tron g

trư ờng h ợ p sợ i cá p đư ợc n e o c ă n g , tại m ộ t vị trí c o

b án h x e di c h u y ể n trên c á p và lự c tá c dụng lên cá p

v u ô n g g ó c VƠI đư ờng tâm củ a c á p (h ìn h 3 - 7 ) ứng su ất

tro n g c á p cu n g được tín h g ần đ ú n g ; ở đ ây b ỏ q u a

K h i bộn c á c sợ i th ép thành tao , th ì tro n g cá p x u ấ t h iệ n ứng su ất uốn Đ ố i với c á p bện

c h é o (h ìn h 3 - 8 ) , sự đan ch é o củ a c á c lớp sợi th ép củ a lớp trong tạo thành g ố i tựa h ai đầu ngàm củ a Iơp n g o a i

6 ,3 6 F〇

ô2

sin co

T rê n h ìn h 3 - 9 g iớ i th iệu 2 lo ại ứng su ất u ốn cáp 6 tao phụ th u ộ c tỷ s ố D R/d c T rê n đ ồ thị

th ể h iệ n rõ rà n g lo ạ i cá p bện x u ô i k h ô n g c ó ứng su ất u ốn thứ h ai ứ n g su ất c ụ c b ộ x u ấ t h iệ n

ớ điem tiep x ú c c ủ a d ây tn ep VƠI tang và giữ a c á c sợi thép với nhau

Hình 3-10 Ảnh hưởng tuổi thọ cáp Hình 3-11 Góc ôm ảnh hưởng tuôi thọcúp

- V ậ t liệ u củ a rò n g rọ c và tan g cà n g m ềm th ì tu ổ i th ọ c ủ a c á p c à n g c a o n h ư n g vit liệu

m ểm sẽ c h ó n g m ò n , độ b ền k ém

- Đ ổ i ch iề u ch u y ể n đ ộ n g củ a cáp : C áp bị uốn co n g th eo n n ieu ch iề u k h á c n h au sẽ ãn h ra ứng su ất k h á c dấu tro n g sợi th ép là m tăn g qu á trìn h m o i iTií n g h iệ m ch o th ấ y m ộ t lcỉi uốn

3.1.4 Độ bền lảu và tuổi thọ của cáp

L Độ bền láu của cáp: đư ợc x á c địn h bằn g tổ n g s ố lần c á p bị u ốn qu a lại trên m ặt ròng

rọ c h ay tan g m ộ t g ó c 1 8 0 ° c h o đến kh i d ây c á p bị phá h ỏ n g d o m ỏ i C áp k h ô n g bị đứl đột

n g ộ t m à ch ỉ bị đứt m ộ t s ố sợ i h o ặc b ị m ò n đến độ cầ n phải th ay c á p m ới

C ó n h iều yếu tố ảnh hưởng đến độ bền lâu h ay tu ổ i th ọ củ a cáp :

a) Ánh hưởng của yếu t ố bên ngoài:

- T ả i trọ n g k é o tro n g q u á trìn h làm v iệc cà n g lớ n th ì độ b ền lâu cà n g n h ỏ K h i c ó s ố lần

u ố n z như nh au th ì c á p b ện x u ô i c ó s ố sợ i bị đứt ít hơ n c á p b ệ n c h é o K h i b ị uốn trên

c ù n g m ộ t b án k ín h c o n g th ì lo ạ i tiếp x ú c đ iể m c ó s ố lầ n u ốn g iơ i n ạn z n h ỏ h ơ n loại cáp tiế p x ú c đư ờng

- B á n k ín h u ốn co n g củ a c á p cà n g lớn th ì tu ổ i th ọ củ a c á p c à n g c a o , b ở i ứ ng suất uốn

g iả m T ro n g th ự c tế , ảnh hư ởng n ày đư ợc biểu thị th ô n g q u a tỉ s ố D R/d c H ìn h d ạn g và k ích

th ư ớ c củ a rãnh rò n g rọ c và tan g rất c ó ảnh hư ởng tớ i tu ổ i th ọ củ a cáp Đ iề u n à y thể h iện trên h ìn h 3 - 1 0 q u a th ự c n g h iệ m củ a M u lle ra Q u a đó c h o th ấy tu ổ i th ọ c ủ a c á p k h ôn g nhữ ng phụ th u ộ c h ìn h d ạn g , k íc h th ư ớc rãnh rò n g rọ c m à c ò n phụ th u ộ c c á c h b ê n cáp

- G ó c ô m củ a cá p lên rò n g rọ c c ó ảnh hư ởng tớ i tu ổ i th ọ c ủ a cá p T rê n h ìn h 3 -1 1 c h i ra rằn g g ó c ô m p < 6° th ì tu ổ i th ọ củ a cá p lớ n n h ất K h i p tăn g lê n , tu ổ i th ọ củ a c á p giảm dần

c h o đ ến p = 2 0 ° và b ắt đầu tăn g đến 6 0 ° T rê n 6 0 ° th ì tu ổ i th ọ củ a c á p k h ô n g phụ thuộc vào

g ó c Ồm nữa

co n g n g ư ợ c ch iều tương đương hai lần uốn co n g cù n g ch iều khi tính z Vì vậy c ố gắng giảm th iểu số rò n g rọ c đổi hướng cá p để tránh cá p uốn co n g th eo c á c ch iều k h á c nhau.

- M ò n và rỉ: Đ ộ m òn bẽn n g o ài cá p phụ th u ộ c vào tải trọ n g k éo , rãnh ròn g rọ c h o ặc tang, tố c đ ộ trượt giữ a rãnh ròng rọ c h o ặc tan g K h i cá p bị n làm tăn g m a sát giữa c á c sợi, làm g iả m tiết d iện c á c sợi thép và tũíng ứng suất k h i làm v iệc V ì vậy cần bôi trơn thường

x u y ên để nâng c a o tu ổi thọ cáp

b) Ánh hưởng c á c yếu t ố bên trong cáp :

- T ín h c h ấ t c ơ lý củ a vật liệu cá p : C á c ảnh hư ởng n ày ch ủ yếu đ ư ợc th ể h iệ n ở độ bền

củ a sợ i th ép S ợ i th ép có độ bền n h ò sẽ c h ó n g đứt, so n g c ó đ ộ b ền lớn sẽ cứ n g và khả

n ăn g c h ịu m ò i k é m T h ự c tế c h o th ấy rằn g c á p đ ư ợc c h ế tạ o từ c á c sợ i th ép c ó độ b ền từ

1 6 0 0 -T 1 8 0 0 N /m m 2 thường được sử dụng nhất

- P h ư ơ n g pháp bện cáp : D o ảnh hưởng củ a c á c sợ i thép tiếp x ú c với nhau trong tao và

c á c ta o b ện thành c á p nên tu ổi thọ củ a cá p cũ n g k h á c nhau T ro n g cù n g đ iều k iệ n làm v iệc,

cá p b ện x u ô i c ó tu ổ i th ọ c a o hơn cá p bện ch é o

- Đ ư ờ n g k ín h c á p và đường k ín h sợ i cá p : C á c th í n g h iệ m đ ã ch ứ n g m in h rằng m ỗ i lo ạ i

đư ờng k ín h cá p c ó độ bền tối ưu khi c ó s ố lư ợng sợ i cá p nhất định

2 Tính tuổi thọ của cáp: T u ổ i th ọ củ a cá p là đ ộ làm v iệc bền lâu củ a cá p trong điềư

k iện v ận hành nh ất định N ếu b iết đ ộ bền lâu z (tổ n g s ố lần bị u ố n ) th ì c ó thể tính tu ổi thọ

b iệ t là ứ ng suất m ỏ i khi c á p tiếp x ú c với ròng rọ c h o ặ c ta n g K h ả o sát khả n ãn g làm v iệ c

c ủ a cá p c h o th ấy tải trọ n g k é o và độ u ốn c o n g trên m ặt ta n g h o ặ c rò n g rọ c là nh ữ n g y ếu tố

q u a n trọ n g nhất T iê u ch u ẩ n V iệ t N am T C V N 5864 -1995 đ ã q u y đ ịn h c á c h tín h c h ọ n c á p

th ép c h o m á y n ân g T h e o tiêu ch u ẩ n n ày cá p th ép p hải đ ư ợ c c h ọ n , tín h to án và b ố trí phù

h ợ p với đ ặ c tính và c ô n g d ụ ng củ a ch ú n g và p hải tín h đ ến c h ế đ ộ là m v iệ c c ủ a th iế t b ị n â n g

Bảng 3-1 Giá trị npđối với cáp động

Đ ố i với c ơ cấ u vận ch u y ển n g ư ờ i, h ệ s ố sử dụng tố i th iểu phải b ằ n g 9 ,0 T ro n g đ iều k iện

sử dụng n g u y h iể m như vận ch u y ển k im lo ạ i lỏ n g th ì n h ó m c h ế đ ộ làm v iệc lấ y k h ô n g dưới M 5 và với n h óm lớn hơn M 5 th ì np được lấ y tăn g lên 2 5 % so với g iá trị tron g b ả n g ;

2 Điêu kiện thay cáp: C áp h ỏ n g ch ủ yếu do m ỏ i, c h o n ên nó k h ô n g x ẩ y ra tức th ờ i m à

phát triển dần dần T h ờ i gian phá h ỏ n g thường k éo dài, đ ặc b iệt là c á p làm v iệc trong c h ế độ nhẹ Q u á trình phá hòng cáp là quá trình đứt dần từ n g o ài vào trong D o đó trên c ơ sở n g h iên cứu và kinh n g h iệm sử dụng m à người ta đã qu y định số sợi đứt ch o phép trên m ột bư ớc bện,

ch ư a đến g iớ i hạn đó cáp vẫn làm v iệc an toàn T C V N 4 2 4 4 - 8 6 qu y định v iệc K ie m tra, bảo

dư ỡng và th ay th ế cáp S ố sợi b ị đứt ch o phép củ a m ộ t s ố c á p c h o tron g bản g 3 -3

Bảng 3 -3 Số sợi thép dứt cho phép trên m ột bước bện

K ế t cấu c ố địn h cáp và b ố trí cá p trên th iet bị n ân g phải lo ại trừ đư ợc k h ả n ãng c á p bật

k h ỏ i tan g h o ặc ròng rọ c và cá p bị m a sá t với c á c phần k ết cấu củ a th iết bị h o ặ c c á p k h á c