chương 9: Tính cặp lệch tâm Hình 2.7. Thiết bị cặp lệch tâm. Trong thực tế, để nâng các dầm thép hoặc các tấm thép ở vị trí thẳng đứng người ta thường dùng thiết bị cặp lệch tâm. Cặp lệch tâm dùng để cặp tôn tấm. Lực ma sát để giữ vật nâng trong cơ cấu được tạo ra bởi sức ép của cam lệch tâm khi nâng vật hoặc dùng tay quay xiết chặt cam lệch tâm trước khi nâng (hình 2.7.). Khi cam lệch tâm ép vào t ấm vật liệu sinh ra phản lực N và lực ma sát F: F = F 1 + F 2 = N (f 1 + f 2 ) Q Trong đó: f 1 , f 2 - hệ số ma sát giữa tấm thép được nâng với cam lệch tâm và mặt r F 2 Q N N F1 F2 N F 1 trong của má kẹp; chọn f 1 = 0,15; f 2 = 0,1. V ậy: 40000 1,015,0 10000 21 ff Q N N T ừ điều kiện cân bằng của tấm thép trong cặp lệch tâm, ta viết phương tr ình mômen tại tâm cam lệch tâm ta có: 0cos cos sin. 21 rfNrfNrN 0cos.cos.sin 21 rfrfr cos1 21 r fftg Để đảm bảo an toàn cho vật không rơi người ta chọn góc lệch tâm nhỏ hơn góc ma sát nên ta có: Trong đó: r – bán kính cam lệch tâm. - bề dầy của tấm thép (vật nâng). Căn cứ vào công thức trên để xác định kích thước cam lệch tâm đảm bảo an toàn không rơi vật. Vậy để thoả mãn cho việc nâng vật với tải trọng 1tấn, sơ bộ ta chọn các thông số ban đầu cho cặp lệch tâm (theo các cặp đã chế tạo): = 10 0 – góc lệch tâm r = 100 mm – bán kính cam lệch tâm. = 10 16 mm - bề dầy cho phép của tấm tôn. Thay các thông số vào biểu thức trên ứng với hai trườnh hợp = 10 (16) mm. cos1 21 r fftg - Trường hợp 1: khi = 10 mm 259,0176,0 luôn đúng với mọi trường hợp. - Trường hợp 2: khi = 16 mm 265,0176,0 luôn đúng với mọi trường hợp. Vậy các thông số đã chọn hoàn toàn thoả mãn. - Tính chốt cam lệch tâm. Khi kặp tấm tôn với tải trọng nâng 1 tấn làm xuất hiện áp lực P tác dụng vào chốt của bánh lệch tâm. Để chốt làm việc an toàn ta phải tính chọn sao cho đủ bền. Tuy nhiên khi nâng tấm tôn với bề dầy giảm dần 10 16 mm thi áp l ực tác dụng lên chốt cũng thay đổi theo chiều giảm dần do góc lệch tâm thay đổi. vậy trong thường hợp này ta chỉ cần tính cho trường hợp nguy hiểm nhất l à khi cặp tấm tôn với bề dầy là 10 mm, ứng với góc lệch tâm là = 14,5 0 (với tg = 0,259). Khi đó áp lực tác dụng vào chốt được xác định theo công thức: P = N.cos = 40000.0,968 = 38720 N Ch ọn vật liệu là thép 45CT có giới hạn bền mỏi là ' 1 = 250 N/mm 2 . Đường kính chốt được xác định theo công thức: 3 .1,0 u M d Trong đó: M u – mômen uốn trên chốt, xác định theo công thức: 2 . l RM u Với: R – phản lực tại gối đỡ chốt; R = 19360 2 38720 2 P N l = 40 mm – chi ều dài chốt, chọn theo các cặp đã chế tạo. Vậy: M u = 19360.20 = 387200 N/mm 67,66 5,2.5,1 250 . ' ' 1 kn N/mm 2 Thay các thông số vào công thức trến sơ bộ ta xác đinh được đường kính chốt 72,38 67,66.1,0 387200 3 d mm Để đảm bảo cho chốt làm việc tin cậy đồng thời tiết kiệm vật liệu, sơ bộ ta chọn đường kính chốt d = 40 mm. Tính chốt chính của cặp lệch tâm. Khi nâng vật với tải trọng nâng 1tấn, chốt sẽ chịu uốn, để đảm bảo chốt làm việc an toàn ta ti ến hành tính chọn theo độ bền uốn. Tính tương tự như chốt cam lệch tâm ta xác định được đừơng kính chốt, ứng với l = 40 mm, P = 10000 N. 66,24 67,66.1,0 100000 3 d mm Để đảm bảo cho chốt làm việc tin cậy đồng thời tiết kiệm vật liệu, sơ bộ ta chọn đường kính chốt d = 25 mm. Trong thực tế để tăng độ tin cậy người ta thường làm cam lệch tâm có bề mặt với các khía hình răng cưa. Để mở rộng phạm vi sử dụng của cầu trục, ta có thể chế tạo chốt chính của cặp lệch tâm ở dạng bulong đai ốc, thuận tiện cho việc tháo lắp, có thể thay bằng các thiết bị mắc vật khác nhau tuỳ theo loại vật cần vận chuyển. . 16 mm - bề dầy cho phép của tấm tôn. Thay các thông số vào biểu thức trên ứng với hai trườnh hợp = 10 (16 ) mm. cos1 21 r fftg - Trường hợp 1: khi = 10 mm 2 59, 017 6,0 luôn. mãn cho việc nâng vật với tải trọng 1tấn, sơ bộ ta chọn các thông số ban đầu cho cặp lệch tâm (theo các cặp đã chế tạo): = 10 0 – góc lệch tâm r = 10 0 mm – bán kính cam lệch tâm. = 10 . F 1 + F 2 = N (f 1 + f 2 ) Q Trong đó: f 1 , f 2 - hệ số ma sát giữa tấm thép được nâng với cam lệch tâm và mặt r F 2 Q N N F1 F2 N F 1 trong của má kẹp; chọn f 1 = 0 ,15 ; f 2 = 0 ,1. V ậy: