CHƯƠNG 3: CÁC CHI TIẾT CỦA BỘ PHẬN MANG TẢI ppsx

Cáp đợc 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 cuốntheo mặt tang hoặc ròng rọc, cáp bị uốn nhiều hơn làm giảm tuổi

Chơng 3 Các chi tiết của bộ phận mang tải

3.1 Cáp thép

3.1.1 Các loại cáp

Cáp thép là một bộ phận quan trọng trong hầu hết các máy cẩu, thang máy và các loạimáy nâng khác Cáp thép có nhiều u điểm:

- Khối lợng 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 đợc chế tạo từ các sợi dây thép có thành phần các bon cao và đợc gia côngbằng công nghệ kéo nguội, lèn đi lèn lại nhiều lần, do đó giới hạn bền của dây thép có thể

đạt tới 2500N/mm2 Thông thờng các loại cáp đợc bện bằng các sợi thép có đờng kính từ 0,2

5mm, có giới hạn bền trung bình 14002000N/mm2 Cáp đợc 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 cuốntheo mặt tang hoặc ròng rọc, cáp bị uốn nhiều hơn làm giảm tuổi thọ Thông thờng haydùng cáp có sợi thép đạt độ bền từ 16001800N/mm2 Có thể tráng kẽm bề mặt sợi thép đểchống rỉ nhng loại này có độ bền thấp hơn 10% so với trớc khi tráng

Theo phơng 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 tĩnh 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 (đờng cáp treo)

3.1.2 Cấu tạo cáp thép

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

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

thành những lớp đồng tâm (hình 3-1)

- Bện kép là loại cáp có các sợi thép đầu tiên đợc bện thành

những tao, sau đó từ những tao này bện tiếp thành những dây cáp

Hình 3-1 Cáp bện đơn

- Bện ba là từ các sợi thép bện thành tao, từ các tao bện thành

dây cáp, từ các dây cáp

nhỏ tiếp tục bện xung quanh lõi mềm thành cáp có đờng kính lớn hơn (hình 3-3)

Cáp bện đơn cứng, khó uốn cong trên tang và ròng rọc nên chỉ dùng để neo cột

và dùng làm đờng cáp treo vận chuyển trên không; thông thờng đợc chế tạo từ cácdây thép có đờng kính lớn hơn 2,5mm

33

d

Cáp bện kép (bện đôi và bện ba) mềm hơn, đợc dùng rộng rãi trong máy nângchuyển, chằng buộc trong vận tải thuỷ Cáp có lõi mềm (Sợi đay, bông, kim loại mềm,amiăng) làm tăng độ mềm của dây và giữ dầu chống rỉ tốt; khi bị uốn, dầu bị ép chảy quacác kẽ ở giữa các sợi thép, nhờ vậy mà cáp đợc bôi dầu

Đối với các máy trục làm việc trong phân xởng đúc hay ở môi trờng có nhiệt độ caophải dùng cáp có lõi thép mềm hoặc amiăng Đối với tang cuốn nhiều lớp cáp cũng nêndùng loại này để lớp cáp trong cùng không bị bẹp Ngoài ra cần phân biệt chiều bện cáp:bện xuôi và bện chéo

Bện xuôi là chiều bện của tao và các tao bện thành cáp cùng một chiều (hình 3-4a);bện chéo là chiều bện của từng tao và chiều bện các tao thành cáp là ngợc chiều nhau (hình3-4b) Cáp bện xuôi mềm hơn, dễ uốn và bền lâu hơn cáp bện chéo; nhng có nhợc điểm là

dễ bị trợt, độ dãn dài lớn hơn bện chéo khi cùng treo tải trọng

Hình 3-2 Cáp bện kép Hình 3-3 Cáp bện ba Hình 3-4 Chiều bện cáp

3.1.3 Tải trọng tác dụng lên cáp.

Cáp động bị uốn khi vắt qua mặt ròng rọc và quấn lên tang Cáp tĩnh bị uốn khi cácbánh xe chở hàng chạy trên dây căng và có tải trọng tác dụng vuông góc với trục của dây.Trạng thái căng của cáp rất phức tạp vì các sợi thép xoắn theo một đờng xoắn ốc trongkhông gian Khi chịu tải, các sợi thép đồng thời chịu ứng suất kéo, uốn, dập, xoắn, ứng suất

d v.v Do vậy cha có một công thức tính toán nào phản ảnh đầy đủ tính chất làm việc củacáp Để khảo sát khả năng chịu tải của cáp, có thể xem xét ba loại ứng suất quan trọng sau

đây:

1.ứng suất d: ứng suất này sinh ra trong sợi thép do trong quá trình chế tạo dây và bện

cáp ứng suất d này có khi rất lớn, khó tính chính xác và nếu loại trừ đợc thì tuổi thọ của cáptăng lên gấp trên 2 lần Ngời ta loại trừ nó bằng các công nghệ gia công

2 ứng suất kéo: Xuất hiện trong dây thép khi có tải trọng tác dụng dọc theo

trục.Trong tính toán, cáp đợc coi là một bó sợi thép liên kết lại nhng giữa chúng coi nhkhông có ma sát Gọi diện tích tiết diện các sợi thép của cáp là Ft (mm2), lực kéo dọc trục là

Fc- diện tích đờng tròn ngoại tiếp các sợi thép tạo thành dây cáp, mm.

Khi n sợi thép đợc bện thành tao, theo hình 3-6 lực tác dụng theo trục của sợi thép lúc

S

t

k , N/mm2 (3-3) Vậy chỉ khi góc bện 

của cáp nh nhau thì ứng

suất trong sợi cáp mới bằng

nhau Đối với cáp bện xuôi,

ứng suất của sợi thép

giảm dần từ ngoài vào trong

ứng suất uốn trong sợi thép xuất hiện khi cáp bị uốn theo một mặt cong nào đó.

Trên hình 3-5 cáp bị uốn theo bề mặt ròng rọc có đờng kính D Bán kính đờng tâm dây cáp

D

2 1 EI

M x

E

D 2 I

M

max u

ứng suất trong cáp tĩnh đợc xác định trong

tr-ờng hợp sợi cáp đợc neo căng, tại một vị trí có bánh

o y

b)

y

S

a) S

xe di chuyển trên cáp và lực tác dụng lên cáp vuông góc với đờng tâm của cáp hình 3-7 ứngsuất trong cáp cũng đợc tính gần đúng; ở đây bỏ qua trọng lợng cáp trong quá trình tính Từhình 3-7 có thể viết phơng trình vi phân cho phần cáp uốn cong theo phơng y và phơng

ngang x :

EI

y.SEI

Mx

EI

S

e C

e  2  7)

Dựa vào các điều kiện biên để xác định các hệ số C1, C2:

Khi: x = 0 thì y = y0

x   thì y  0 do đó C1= y0; C2= 0

Từ đó: y = y0 S

EI x

EI

S

e y

 8)

(3-Toạ độ tác dụng của lực với góc  nhỏ:

S

EI S 2

S S

EI S 2

S S

EI tg S

EI y

h

v v

EI M

EI

v v







 (3-9)ứng suất uốn lớn nhất:

IS

E 4

d S 2

d E 2

d I

v c v

c v max

của các lớp sợi thép của lớp trong

tạo thành gối tựa hai đầu ngàm

F16

2

0 3

max

Trên hình 3-9 giới thiệu 2 loại ứng suất

uốn cáp 6 tao phụ thuộc tỷ số

c

R

d

D Trên đồ thịthể hiện rõ ràng loại cáp bện xuôi không có ứng

suất uốn thứ hai ứng suất cục bộ xuất hiện ở

điểm tiếp xúc của dây thép với tang và giữa các

sợi thép với nhau

3.1.4 Độ bền lâu và tuổi thọ của cáp.

1 Độ bền lâu của cáp: đợc xác định bằng tổng

số lần cáp bị uốn qua lại trên mặt ròng rọc hay

tang một góc 1800 cho đến khi dây cáp bị phá

hỏng do mỏi Cáp không bị đứt đột ngột mà chỉ

bị đứt một số sợi hoặc bị mòn đến độ cần phải

Hình 3-9 ứ ng suất trong cáp

Có nhiều yếu tố ảnh hởng đến độ bền lâu hay tuổi thọ của cáp:

a) ảnh hởng của yếu tố bên ngoài:

- Tải trọng kéo trong quá trình làm việc càng lớn thì độ bền lâu càng nhỏ Khi có số lầnuốn Z nh nhau thì cáp bện xuôi có số sợi bị đứt ít hơn cáp bện chéo Khi bị uốn trên cùngmột bán kính cong thì loại tiếp xúc điểm có số lần uốn giới hạn Z nhỏ hơn loại cáp tiếpxúc đờng

- Bán kính uốn cong của cáp càng lớn

thì tuổi thọ của cáp càng cao, bởi ứng suất

uốn giảm Trong thực tế , ảnh hởng này

đ-ợc biểu thị thông qua tỉ số DR/dc Hình

dạng và kích thớc của rãnh ròng rọc và

tang rất có ảnh hởng tới tuổi thọ của Cáp

Điều này thể hiện trên hình 3-10 qua thực

nghiệm của Mullera Qua đó cho thấy tuổi

thọ của cáp không những phụ thuộc hình

02

d DR 25 c



8 4.

4 10

4 10

r=0,53dc

- Vật liệu của ròng rọc và tang càng mềm thì tuổi thọ của cáp càng cao nhng vật liệu mềm

sẽ chóng mòn, độ bền kém

- Đổi chiều chuyển động của cáp:

cáp bị uốn cong theo nhiều chiều

khác nhau sẽ sinh ra ứng suất khác

dấu trong sợi thép làm tăng quá

trình mỏi Thí nghiệm cho thấy một

lần uốn cong ngợc chiều tơng đơng

hai lần uốn cong cùng chiều khi

tính Z Vì vậy cố gắng giảm thiểu

b.ảnh hởng các yếu tố bên trong cáp:

-Tính chất cơ lý của vật liệu cáp: các ảnh hởng này chủ yếu đợc thể hiện ở độ bền củasợi thép Sợi thép có độ bền nhỏ sẽ chóng đứt, song có độ bền lớn sẽ cứng và khả năng chịumỏi kém Thực tế cho thấy rằng cáp đợc chế tạo từ các sợi thép có độ bền từ 16001800N/

mm2 thờng đợc sử dụng nhất

- Phơng pháp bện cáp: do ảnh hởng của các sợi thép tiếp xúc với nhau trong tao và cáctao bện thành cáp nên tuổi thọ của cáp cũng khác nhau Trong cùng điều kiện làm việc, cápbện xuôi có tuổi thọ cao hơn cáp bện chéo

- Đờng kính cáp và đờng kính sợi cáp: các thí nghiệm đã chứng minh rằng mỗi loại ờng kính cáp có độ bền tối u khi có số lợng sợi cáp nhất định

đ-2 Tính tuổi thọ của cáp : Tuổi thọ của cáp là độ làm việc bền lâu của cáp trong điều

kiện vận hành nhất định Nếu biết độ bền lâu Z (tổng số lần bị uốn) thì có thể tính tuổi thọcủa cáp theo công thức:

6 5 4 c

h Z k k k T

24 365

CC5,8

920000Z

c

k 2

Z - tổng số lần bị uốn trên tang hoặc ròng rọc của cáp;

k - ứng suất kéo của sợi thép, N/mm2;

0

4 10 6 1044

.1044 10

12 10 1048

60 40

C1 - hÖ sỉ phô thuĩc ®ĩ bÒn cña sîi thÐp vµ kÕt cÍu cña c¸p VÝ dô: ®ỉi víic¸p thíng lo¹i 114 sîi th× lÍy C1=1,08 (cho thÐp cê ®ĩ bÒn 1300N/mm2); C1=1 (cho thÐp cểng suÍt 1600N/mm2); C1=0,95 (cho thÐp cê øng suÍt 1800N/mm2).

C2 - hÖ sỉ phô thuĩc ®íng kÝnh c¸p LÍy C2=1 (cho c¸p cê  = 1819 mm);

§íng kÝnh c¸p nhâ h¬n lÍy C2=0,85  1; ®íng kÝnh lín h¬n th× gi¸ trÞ C2 cµng lín vÝ dô: c¸p

cê  = 35 th× C2 = 1,16

D - ®íng kÝnh tang hoƯc rßng rôc, mm;

dc - ®íng kÝnh c¸p, mm;

k4, k5, k6 - hÖ sỉ sö dông thíi gian trong n¨m, ngµy, ca;

Zc- tưng sỉ lÌn bÞ uỉn trong mĩt chu k×;

Th- tưng sỉ chu k× lµm viÖc trong mĩt gií

3.1.5 TÝnh to¸n c¸p.

§Ó tÝnh chôn c¸p ph¶i dùa vµo øng suÍt cho phÐp cña c¸p Tuy nhiªn cha cê c«ngthøc tÝnh to¸n søc bÒn c¸p nµo ph¶n ¸nh ®Ìy ®ñ c¸c tr¹ng th¸i øng suÍt cña c¸p khi lµmviÖc; ®Ưc biÖt lµ øng suÍt mâi khi c¸p tiÕp xóc víi rßng rôc hoƯc tang Kh¶o s¸t kh¶ n¨nglµm viÖc cña c¸p cho thÍy t¶i trông kÐo vµ ®ĩ uỉn cong trªn mƯt tang hoƯc rßng rôc lµnh÷ng yÕu tỉ quan trông nhÍt Tiªu chuỈn ViÖt Nam TCVN 5864-1995 ®· quy ®Þnh c¸chtÝnh chôn c¸p thÐp cho m¸y n©ng Theo tiªu chuỈn nµy c¸p thÐp ph¶i ®îc chôn, tÝnh to¸n vµ

bỉ trÝ phï hîp víi ®Ưc tÝnh vµ c«ng dông cña chóng vµ ph¶i tÝnh ®Õn chÕ ®ĩ lµm viÖc cñathiÕt bÞ n©ng ®· ®îc ph©n lo¹i theo TCVN 5862-1995

1 TÝnh chôn c¸p: C¸p ®îc chôn ph¶i ®¹t ®îc t¶i trông kÐo ®øt ®¹t gi¸ trÞ tỉi thiÓu F0:

F0 = Smaxnp , (3-14)trong ®ê :

Smax- lùc c¨ng c¸p lín nhÍt trong d©y c¸p, N Lùc nµy ®îc x¸c ®Þnh bịi c¸c nh©n tỉ sau: + t¶i lín nhÍt cho phÐp vỊn hµnh ®ỉi víi thiÕt bÞ n©ng Q0, N;

+ trông lîng cña bĩ phỊn mang t¶i vµ bĩ rßng rôc ®ĩng Qv, N;

+ bĩi suÍt pal¨ng a;

+ hiÖu suÍt cña rßng rôc ;

+ Trông lîng phÌn c¸p treo t¶i ®îc tÝnh ®Õn Qc, N (nÕu ®ĩ dµi cña c¸p l> 5m)

Tõ c¸c gi¸ trÞ trªn cê thÓ tÝnh:

Smax=

p

m r

a r

r

a

Q)

1(

)1(Q

a - bĩi suÍt pal¨ng;

m - sỉ rßng rôc ®ưi híng, kh«ng tham gia t¹o bĩi suÍt pa l¨ng a

p - hiÖu suÍt chung pal¨ng

np- hÖ sỉ an toµn Chôn hÖ sỉ an toµn cho c¸p ph¶i phï hîp víi nhêm chÕ ®ĩlµm viÖc cña c¬ cÍu ®· ®îc ph©n lo¹i theo TCVN 5862-1995, theo b¶ng 3-1

39

Đối với cơ cấu vận chuyển ngời, hệ số sử dụng tối thiểu phải bằng 9,0 Trong điều kiện

sử dụng nguy hiểm nh vận chuyển kim loại lỏng thì nhóm chế độ làm việc lấykhông dới M5 và với nhóm lớn hơn M5 thì np đợc lấy tăng lên 25% so với giá trị trongbảng; giá trị tối đa là 9,0

Đối với cáp tĩnh đợc cố định hai đầu và cáp không cuốn trên tang, giá trị np tối thiểu

2 Điều kiện thay cáp: Cáp hỏng chủ yếu do mỏi, cho nên nó không xẩy ra tức thời mà

phát triển dần dần Thời gian phá hỏng thờng kéo dài, đặc biệt là cáp làm việc trongchế độ nhẹ Quá trình phá hỏng cáp là quá trình đứt dần từ ngoài vào trong Do đó trên cơ sởnghiên cứu và kinh nghiệm sử dụng mà ngời ta đã quy định số sợi đứt cho phép trên một b-

ớc bện, cha đến giới hạn đó cáp vẫn làm việc an toàn TCVN 4244-86 quy định việc kiểmtra, bảo dỡng, và thay thế cáp Số sợi bị đứt cho phép của một số cáp cho trong bảng 3-3

 6

6  7

 7

6 7 8

12 14 16

11 13 17

12 16 30

Nếu số sợi đứt cha đến giới hạn cho phép nhng lớp sợi ngoài cùng đã mòn đến 40% thìvẫn phải thay cáp

3.1.6 Cố định đầu cáp

Kết cấu cố định cáp và bố trí cáp trên

thiết bị nâng phải loại trừ đợc khả năng cáp

bật khỏi tang hoặc ròng rọc và cáp bị ma sát

với các phần kết cấu của thiết bị hoặc cáp

(20-25)d

khác Việc cố định đầu cáp phải thoả mãn yêu cầu: chắc chắn, giữ đợc tải trọng bằng tải

Hình 3-12 V òng lót

trọng tác dụng khi thử tải tĩnh đối với thiết bị nâng,

dễ kiểm tra, dễ tháo lắp thay thế, kết cấu đơn giản dễ

chế tạo, tại chỗ cố định cáp trên tang không bị uốn

đột ngột TCVN 5864-1995 cho phép sử dụng các kết

cấu vòng lót, bu lông chữ U, ống côn, khoá chêm, các

tấm đệm và bu lông cố định đầu cáp trong máy nâng

- Vòng lót đợc dùng để đỡ cáp khi treo vòng qua

chốt Vòng lót có tác dụng tránh cho cáp khỏi bị uốn

đột ngột, giảm ứng suất tiếp xúc và cáp không bị

chà xát lên chốt khi làm việc Vòng cáp đợc chế tạo

bằng rèn hoặc dập Cáp đợc tết bằng cách tháo

Hình 3-13 Bu lông chữ U

tung đầu cáp và đan các sợi thép vào thân cáp phía không bị tháo và dùng sợi thép quấnngoài một đoạn l =20dc, hình 3-12

- Bu lông chữ U cũng đợc dùng để kẹp cáp Tấm đệm phía đai ốc có rãnh hình thang

hoặc tròn để ép cáp (hình 3-13) Tấm đệm đặt về phía nhánh cáp làm việc để giảm biến

dạng của cáp khi vặn ép bu lông Số lợng bu lông sử dụng tuỳ thuộc đờng kính cáp vàkhông nhỏ hơn 3, chọn theo bảng 3-4

Bảng 3-4 Số lợng bulông chữ U dùng kẹp cáp

Đờng kính cáp, mm 11 đến

18

19 đến 24

25 đến 31

32 đến 34

35 đến 37

38 đến 41

-ống côn là thiết bị cố định đầu cáp tốt nhất Xỏ đầu cáp qua lỗ nhỏ của ống côn, tháo

tung đầu cáp, cắt bỏ lõi và bẻ gập

thể tháo lắp rất dễ dàng và nhanh chóng, không cần các dụng cụ chuyên môn Các chi tiết

cố định đầu cáp trên đã đợc tiêu chuẩn hoá Khi dùng có thể tính toán hoặc chọn theo tiêuchuẩn (hình 3-15a) Loại khoá chêm này thích hợp nhất cho loại cáp nhiều tao bởi vì cáp đ -

ợc giữ chủ yếu bằng ma sát Khi tính toán cần phù hợp những điều kiện sau (hình 3-15b):

41

Điều kiện cân bằng lực khi giữ cáp trên hình 3-15b:

SF

),fg(cotf1

SF

2 2

2 1

(3-16a)

Đồng thời đối với độ lớn của lực S

không phụ thuộc điều kiện giữa độ lớn

của hệ số ma sát và góc nêm 

0 sin f

1 f 2

Độ tin cậy của cáp đợc giữ trong

khoá chêm phụ thuộc vào tỷ số f0/f; độ

lớn của nó phụ thuộc vào góc nêm 

và đợc thể hiện trên đồ thị (hình 3-15c)

với f0=0,15 Trong đó f0 là giá trị hệ số

ma sát lớn nhất giữa cáp và khoá chêm, còn hệ số ma sát thực tế f đợc xét trên từng góc nêm

 cụ thể

Điều kiện tự hãm của khoá chêm:

F1f – F2 ( sin - f cos) = 0 (3-16c)Thay các giá trị F1, F2 từ công thức (3-16a) vào (3-16c) ta có giá trị lực không phụthuộc điều kiện tự hãm:

2

min

min max

f1

f2arctg







- Tấm kẹp cáp lên tang: Để cố định đầu cáp lên tang có thể dùng ít nhất hai tấm

kẹp (hình 3-16) Tấm kẹp có rãnh hình thang là tốt nhất (hình 3-17) Mỗi tấm kẹp thờng bắtvào tang bằng 1 đến 2 bu lông Kích thớc các tấm kẹp loại một bulông cho trong bảng 3-5

Để tính toán kẹp cáp trong trờng hợp này ta giả thiết rằng:

+ Các lực tác dụng vào cáp không làm thay đổi tiết diệnmặt cắt ngang của cáp;

+ Cáp đợc coi nh dây mềm có bề mặt ngoài là hình trụ nhẵn;

+ Thay một số tấm đệm bằng một tấm đệm kẹp cáp với cùng số bu lông

+ Cáp đợc giữ trên mặt tang bằng lực ma sát và tính nh sau:

Thông thờng trên tang có 1,5 đến 2 vòng cáp dự trữ mới đến vòng cáp làm việc

(3-+ Lực ma sát giữa cáp và tang ở phần cáp cuốn 1,5 vòng cáp dự trữ trên là:

e

1e

F F

+ Lực ma sát giữa cáp và tang dới tấm đệm:

1 4

F2

F

1 1

3 2

f

2

e

)ff2

PSe

 = 600 - góc nghiêng của rãnh tấm kẹp;

Smax - lực lớn nhất trong dây cáp khi làm việc, N;

d

c 1

P 2



 sin

ff

S2

mF4

d][

3,1.P

d1 - đờng kính chân ren của bulông, mm;

[] - ứng suất cho phép của vật liệu bulông, N/mm2,

1,3 - hệ số kể đến ứng suất xoắn xuất hiện khi xiết chặt bulông;

m - Cánh tay đòn đặt lực S1 gây uốn bulông (hình 3-18)

Bảng 3-6 Bảng giá trị e f khi tính lực kéo trong cáp cho n bu lông với f = 0,13

3.2.1 Xích bản lề

Xích bản lề gồm nhiều má xích đợc chế tạo theo phơng pháp dập và liên kết vớinhau bằng chốt xích có tán hai đầu hoặc định vị bằng chốt chẻ có vòng đệm (hình 3-19).Các chi tiết của xích đợc chế tạo từ thép 40, 45, 50 và giới hạn bền kéo từ 570 đến600N/mm2 và có thể đợc xử lý bề mặt vật

liệu So với cáp, xích bản lề có khối lợng

và độ dãn dài lớn Xích đã đợc tiêu chuẩn

Tính toán xích chủ yếu theo chịu

kéo và giả thiết lực phân bố đều trên các mắt xích Từ đó tính các má xích theo chịu kéo,dập và chốt chịu uốn Nhng trong thực tế lực kéo không phân bố đều và cũng không cântheo trục xích

Vì vậy quy định tính chọn xích theo sức bền tổng hợp Tải trọng phá hỏng xích đợc tratheo bảng lấy từ kết quả thực nghiệm vì xích đã đợc tiêu chuẩn hoá (TCVN 1785-76 TCVN 1789-76)

Hệ số an toàn của xích bản lề có thể lấy theo bảng 3-7 và phụ thuộc vào tốc độ cho phép

- Xích mắt dài có t=3,5d, b=3,3d.

Bảng 3-7 Hệ số an toàn cho tính toán xích bản lề theo tốc độ cho phép.

Số răng của bánh xích Hệ số an toàn k khi biết tốc độ làm việc của xích, m/s

19,2 18,6 18,0 16,8 15,6 15,0 13,8 13,2 12,6 12,0

20,4 19,8 19,2 18,0 16,8 16,2 15,0 14,4 13,8 13,2

21,6 21,0 20,4 19,2 18,0 17,4 16,2 15,6 15,0 14,4

24,0 23,4 22,8 21,6 20,4 19,8 18,6 18,0 17,4 16,8 25

Theo độ chính xác chế tạo chia xích ra hai loại:

-Xích hàn không chính xác, sai số chế tạo theo kích thớc t, b cho phép 10%d Loạinày dùng để neo buộc tải và dùng ở cơ cấu nâng cuốn cáp vào tang trơn và ròng rọc ở phân xởng rèn để vận chuyển các vật nung đỏ

- Xích hàn chính xác, sai số chế tạo kích thớc b cho phép  5%d và t = 3%d Loạinày đợc sử dụng trong cơ cấu nâng quay tay nh palăng xích, các loại xe con có tải trọngnâng nhỏ Ưu điểm của xích hàn là dễ chế tạo, rẻ tiền, kết cấu đơn giản, các mắt xích nằmtrong hai mặt phẳng vuông góc với nhau nên dễ uốn gấp đợc theo các phơng, có thể dùngvới các tang và đĩa xích có đờng kính nhỏ Xích hàn có nhợc điểm là trọng lợng lớn,

chịu lực va đập kém, dễ bị đứt đột ngột do chất lợng mối hàn và chóng mòn, gây tiếng ồntrong quá trình làm việc Không đợc sử dụng xích hàn ở tốc độ cao: không quá 0,1m/s đốivới xích hàn chính xác, không quá 0,2m/s đối với xích hàn không chính xác

Khi tính toán xích, ta coi mắt xích nh một dầm siêu tĩnh với các ứng suất sinh ratrong tiết diện mắt xích là ứng suất kéo do lực kéo S và ứng suất uốn do mômen uốn Mu khixích vòng quanh đĩa xích gây nên (hình 3-20b, c)

ở đây lực kéo lớn nhất của xích cho phép S:

6 8 5

Để giảm ứng suất uốn phụ, trong máy nâng ngời ta hay dùng xích hàn bớc ngắn Cáchtính trên đây cũng phức tạp và khó tìm đợc kết quả chính xác, vì vậy ngời ta hay tính lựckéo cho phép theo tải trọng phá hỏng:

Sk  Sđ ; (3-29)trong đó:

ợc sử dụng Để hạn chế trợt xích, ngời ta làm gờ tròn lồi ở giữa rãnh đĩa xích nh hình 21b Nhng loại này cũng khó bảo vệ xích trợt ra ngoài trong quá trình làm việc Loại ròngrọc xích đợc sử dụng nhiều

Đờng kính danh nghĩa, đo đến tâm xích, thờng lấy D  20d cho truyền động bằng tay

và D30d cho truyền động máy

3.3.2 Ròng rọc chủ động

Đối với ròng rọc xích chủ động, trên bề mặt đợc chế tạo thành các hốc ăn khớpvới từng mắt xích và để mắt xích có thể lọt vào đó dễ (hình 3-22, 3-23) Vì sử dụng xíchhàn chính xác nên kích thớc và hình dạng các hốc cũng chế tạo rất chính xác Số hốc của

dàng ròng rọc z = 58 thì gọi là ròng rọc xích dẫn dạng quả dứa Số hốc càng ít thì càngchóng mòn xích và giảm hiệu suất Trong khi làm việc đòi hỏi phải có ít nhất hai hốc ăn

khớp hoàn toàn với xích

Đờng kính của ròng rọc xích chủ động đợc tính theo công thức:

2

0 2

0

z

90 cos d z

90 sin

t D

d

0rất bé có thể bỏ qua Khi đó đờng kính ròng rọc xích chủ động tính theo công thức:

z

90 sin

Đĩa xích làm việc với xích bản lề đợc chế tạo từ thép 45, 45г, 50, 50г, 45л, 50л…và

đã đợc tiêu chuẩn hoá, TCVN 1785-76  TCVN 1789-76

Hình dạng đĩa xích giống nh một bánh răng và các đáy của khe răng có dạng hìnhvòng cung giống nh chốt xích Khi ăn khớp, các răng của đĩa xích nằm giữa các má xích vàcác chốt xích nằm trên đáy của khe răng đĩa xích Đờng kính đĩa xích tính đến tâm chốtxích đợc xác định theo công thức:

z

90 sin

Hiệu suất của đĩa xích:

 = 0,94 cho loại đờng kính lớn;  =

0,93 cho loại đờng kính nhỏ

3.3.4 Lực cản và hiệu suất

Đối với ròng rọc cho xích hàn, lực cản

xuất hiện khi xích vòng quanh đĩa xích và tạo

thành góc  =

z

180 0 (hình 3-25) là góc xoay

đợc một nửa mắt xích kể từ tâm xoay với trục

thẳng đứng Mô men ma sát giữa các mắt xích

tiếp xúc với nhau và quay quanh ròng rọc

xích ở hai điểm vào khớp và ra khớp là:

M1+ M2 =

2

d f Q F ( 2

d Ff 2

(3-Khi không kể mất mát do ma sát, ta có thể đặt F + Q  2Q, vậy:

F = Q (1 

R

rf2R

 ) 33)

Dấu “+” tính khi nâng; dấu “-“ cho khi hạ

Hiệu suất khi nâng là : =

1

1 r f 2 d f R

R F

Ròng rọc cáp là một cơ cấu quan trọng trong máy nâng đợc dùng để đỡ cáp, đổi hớngchuyển động của cáp khi làm việc và kết hợp nhiều ròng rọc theo một trật tự nhất định cóthể làm giảm lực căng trong cáp (hình 3-26).

Theo phơng pháp sử dụng chia ra: ròng rọc dẫn hớng và ròng rọc cân bằng Ròng rọccân bằng làm nhiệm vụ cân bằng lực kéo trong mỗi nhánh cáp Ròng rọc ở cơ cấu nâng Hình 3-26 Ròng rọc cáp lắp bạc và ổ bi đỡ

với chế độ nhẹ và trung bình thờng chế tạo bằng gang xám đúc theo khuôn mẫu Đối vớichế độ nặng thờng sử dụng thép đúc đúc liền với đờng kính D600mm, hoặc hàn với đờngkính D > 600mm Ròng rọc lớn thờng đúc hoặc hàn có

Đờng kính ròng rọc có ảnh hởng rất lớn đến tuổi thọ của cáp.

Đờng kính càng lớn, tuổi thọ cáp càng cao Tuy nhiên cần xét

đến kích thớc, khối lợng của ròng rọc và tốc độ của dây cáp

Hình 3-27 Rãnh ròng rọc

Rãnh ròng rọc là bề mặt làm việc, đỡ và giữ cáp, có ảnh hởng tới tuổi thọ và lực cản trong quá trình làm việc của cáp, do đó cần đợc gia công cơ khí chính xác Cáp khi vòng quanh ròng rọc không đơc dắt, kẹt Cáp tiếp xúc với đáy rãnh ròng rọc là tiếp xúc đờng nênứng suất tiếp xúc nhỏ, đỡ mòn Bán kính đáy rãnh tròn của ròng rọc phải là r = (0,53 0,6)d; b = (3,5  5,0)r; Góc mở của rãnh 2  600 để không bị kẹt cáp, đồng thời cho phépcáp lệch sang 2 phía so với đờng tâm rãnh một góc  = 5  60 Nhiều nớc đã xây dựng mốiquan hệ kích thớc giữa dây cáp và các kích thớc của phần rãnh của ròng rọc cáp (hình 3-27) Có thể tham khảo kích thớc mặt cắt vành ngoài ròng rọc theo bảng 3-9

Bảng 3-9 Hình dạng và kích thớc rãnh ròng rọc đúc bằng gang

d

2a a

Q (a+ R) = (S + W1) (R-b)

Từ đó: W1= Q Q

b R

b a

 - hệ số phụ thuộc đờng kính ròng rọc, cáp tính chất đàn hồi và cấu tạo của cáp

đồng thời phụ thuộc góc ôm của cáp trên ròng rọc

Lực tĩnh tác dụng lên ổ trục của ròng rọc là:

2 1



 (3-38)

Tổng lực cản của ròng rọc khi kéo cáp có tải:

W = W1+W2 = ( +)Q

Trong máy nâng có ròng rọc cố định và ròng rọc di động Hiệu suất của ròng rọc cố

định là tỉ số giữa công có ích ở nhánh cuốn S1H và công của nhánh nhả S2H (hình 3-29a)

S

SHS

HS

1

1 2

1

c (3-39)Hiệu suất của ròng rọc di động (hình 3-29b):

2

1S

2

)1(SS2

QH2S

2

c 2 2 2

Nh vậy hiệu suất của ròng rọc di động lớn hơn hiệu suất của ròng rọc cố định.

3.4.3 Palăng, bội suất và hiệu suất palăng cáp (hình 3-30, 3-31)

1 Palăng, bội suấtpa lăng: Khi nâng tải trọng Q lên một chiều cao H với tốc độ

nâng vn, phải cuốn lên tang chiều dài cáp L với vận tốc v Theo định luật bảo toàn năng ợng:

L S

a b

Hình 3-29 Hiệu suất ròng rọc

Q

v

S S

Hình 3-30 Bội suất pa lăng đơn

2 Hiệu suất Palăng:

Palăng đơn là loại palăng chỉ

có một đầu cáp đợc cuốn lên tang

(hình 3-29) Palăng kép có hai đầu

cáp cuốn lên tang (hình 3-31)

a) Xét trờng hợp tải đợc treo vào

tâm một ròng rọc di động, một đầu

cáp đợc cố định và đầu cáp thứ hai

đợc cuốn lên tang thì gọi palăng cáp

này là palăng đơn (hình 3-32) Nếu

bỏ qua ma sát thì:

S0 =

2 Q

2

1 Q 2

) 1 ( Q S

QQ

1 1

2 1

 Hiệu suất chung:

2

)1(Q

2

)1(QS

k

c) Khi chỉ có một đầu cáp cuốn lên tang và đầu thứ hai định vị trên khung Tải trọngnâng Q treo lên a (bằng Hình 3-33.

bội suất pa lăng) nhánh cáp (hình 3-33)

Không kể ma sát: S0 =

a Q

)1(Q)1(Q

a 1 1

1 1

a 1 1

(3-Hiệu suất chung:

)1(a

)1(S

S

1

a 1 1 0

)(

1Q

SS

;

SS

1 1 1

1 S

S

1

a 1 1

K 0

d) Khi tải trọng nâng Q treo trên a dây cáp với a-1 ròng rọc và một

đầu dây cuốn lên tang (hình 3-34):

S0=

a Q





 (3-48)

Hiệu suất chung:

)1(a

1S

S

1

a 1 1

3 Lực kéo trong dây cáp và lực cản di chuyển ở xe con (hình 3-35).

a) Xe con đứng yên, tải trọng nâng đang đợc nâng Hiệu suất của ròng rọc:

Có kể ma sát: S = 3

1 2

1 





 (3-50)

Trong khi nâng, tác dụng lên xe con theo

chiều ngang một lực bằng hiệu S1 và S4 và lực này

1 1

(3-b) Xe con đứng yên, tải trọng nâng đang đợc hạ:

S

Q

Xe con