ĐỀ TÀI: Thiết kế Derrick đôi tàu chở hàng khô, với các thông số kích thước như sau: Trọng tải Pn = 6000 (T) Kích thước tàu : L x B x H x T = 96,5 x 16,8 x 9,2 x 6,8 (m) Kích thước khoang hàng : Lh x Bh = 26,5 x 16,8 (m) Kích thước miệng hầm hàng : Lk x Bk x Hk = 20,5 x 14,0 x 1,4 (m) MỤC LỤC Phần I Xác định các đặc trưng hình học của cần cẩu 4 1. Phân tích lựa chọn phương án. 4 2. Xác định các kích thước cơ bản của Derrick. 4 2.1. Góc nâng cần: 4 2.2. Khoảng cách từ cột cẩu đến miệng hầm hàng: 4 2.3. Khoảng cách giữa hai chân cần: 4 2.4. Chiều cao chân cần tính từ sàn: 4 2.5. Tầm với ngoài mạn: 4 2.6. Chiều dài cần: 4 2.7. Vị trí giới hạn đầu cần 5 2.8. Chiều cao cột tính từ chân cần đến điểm treo dây nâng cần 6 Phần II Tính Toán ứng lực phát sinh trên cần và trong các dây 6 1. Trọng lượng hàng. 6 2. Trọng lượng cần : 6 3. Vị trí tính toán của hệ cần. 6 4. Xác định lực trong hệ cần đôi. 7 Phần III kết cấu cần cẩu và cột cẩu 10 3.1 Vật liệu chế tạo cần, cột cẩu. 10 3.2 Kết cấu của cần. 10 3.2.1. Xác định quy cách các dây: 10 3.2.2. Xác định tiết diện cần 10 3.2.3. Thiết kế cần theo điều kiện ổn định : 11 3.2.4. Kiểm tra ổn định theo nén 12 3.2.5. Kiểm tra cần theo điều kiện bền : 13 3.3. Kết cấu tháp cẩu 14 3.3.1. Tính toán lực tác dụng lên tháp cẩu : 14 3.3.2. Tính sơ bộ kích thước tháp cẩu: 15 3.3.3. Kiểm tra bền tháp cẩu : 17 Phần IV Tính chọn và nghiệm bền các chi tiết khác của hệ cần cẩu cột cẩu 21 4.1. Chạc đuôi cần : 21 4.2. Mã treo hàng đầu cần: 22 4.3. Cụm mã quay bắt dây nâng cần 23 4.4 . Gối đỡ cần :( lực nén cần P0 = 138 KN ) 25 4.5 . Móc treo hàng : 27 4.6.Puli nâng hàng đầu cần 29 4.7.Mã quay cần 30 4.8.Tấm tam giác : 30 Phần V Tính truyền động 31 5.1. Tời nâng hàng 31 5.2.Động cơ 31 5.3.Hộp giảm tốc : 32
Thiết kế môn học - Thiết bị tàu Trờng đại học hàng hải Khoa đóng tàu Ngời thực hiện: nguyễn văn a Thiết kế môn học thiết bị tàu Đề tài: Thiết kế Derrick đôi tàu chở hàng khô, với thông số kích thớc nh sau: * Trọng tải Pn = 6000 (T) * KÝch thíc tµu L x B x H x T = 96,5 x 16,8 x 9,2 x 6,8 (m) * KÝch thíc khoang hµng Lh x Bh = 26,5 x 16,8 (m) * KÝch thíc miệng hầm hàng Lk x Bk x Hk = 20,5 x 14,0 x 1,4 (m) HảI phòng 20 Thiết kế môn học - Thiết bị tàu Thiết kế môn học - Thiết bị tàu Mục lục Thiết kế môn học - Thiết bị tàu Phần I - Xác định đặc trng hình học cần cẩu Phân tích lựa chọn phơng án Theo yêu cầu thiết kế đà đề ta chọn Derrick đôi có sức nâng P = 2,5T số lợng Derrick đôi miệng hầm Xác định kích thớc Derrick 2.1 Góc nâng cần: - Góc nâng cần : = 15 , max = 60°.( øng víi cÈu nhĐ ) - Gãc n©ng cần hoạt động: = (35 - 40) 2.2 Khoảng cách từ cột cẩu đến miệng hầm hàng: Khoảng cách từ cột cẩu đến miệng hầm hàng a = ( Lh - Lk )/ = ,m 2.3 Khoảng cách hai chân cần: Với cần cẩu có cột cẩu kiểu thân khoảng cách hai chân cần thoả mÃn điều kiện: c ( 4,5 ữ ),m Chọn khoảng cách hai chân cần c = ,m 2.4 Chiều cao chân cần tính từ sàn: Chiều cao chân cần phải đảm bảo cho ngời lại phía dới thuận tiện hc = (2,25 ÷ 2,5) ,m Chän hc = 2,4 ,m 2.5 Tầm với mạn: Tầm với mạn phải đủ để xếp dỡ hàng lên cầu tàu Trị số R o tối thiểu để xếp dỡ hàng hoá lên cầu tàu 2,0 ữ 2,5 ,m Chọn tầm với mạn : R0 = ,m 2.6 Chiều dài cần: Thiết kế môn học - Thiết bị tàu Chiều dài cần phải thoả mÃn điều kiện bốc hết hàng khoang đa hàng mạn : l0 = max ( l01 , l02 ) ∗ Theo điều kiện bốc hết hàng khoang l01.cosmin.cos1 a + 3/4 lk (1) Trong ®ã: lk = 20,5 ,m - chiỊu dµi miƯng khoang hµng a = ,m - khoảng cách từ cột cẩu đến miệng hầm hàng = 15o - góc giới hạn dới nâng hàng : góc quay cần hầm tg = O1 H ' 0,5( B K − C ) − = = = 0,2177 ' a + / LK 18,38 HH α1 = 12,3o ⇒ l01.cosθmin cosα1 ≥ 18,38 ,m ⇔ l01 ≥ 18,81/(cos15o.cos12,3o) = 19,47 ,m Theo điều kiện đa hàng mạn: l02.cos.sin2 ≥ R0 +Bh/ - c/ Trong ®ã : θ = 56,36o α2 xÐt ë gãc lµm viƯc cđa cần góc quay cần mạn R0 = ,m tầm với mạn Bh = 16,8,m chiều rộng khoang hàng tg α = O2 A 0,5( Bh − c ) + R0 10,4 = = = 1,28 MA a + / LK 8,125 c = ,m chân cần = 52o l02 (R0 +B/2 - c/2)/ cosθ.sinα2 = 23,82 , m kho¶ng cách Thiết kế môn học - Thiết bị tàu l0 = max ( l01 , l02 ) = 23,82 ,m VËy ta chän l0 = 24 ,m 2.7 VÞ trí giới hạn đầu cần Khoảng cách thẳng đứng từ đầu cần mạn đến miệng hầm hàng phải không nhỏ + 0,3W (m) Trong W khoảng cách đầu cần hình chiếu bằng, theo h×nh vÏ ta cã W = 21,06 ,m Ta cã h1 = (hc - hk) + l0sinθ = (2,4 - 1,4) + 25.sin40o = 20,09 ,m + 0,3W = 12,32 ,m Vậy vị trí giới hạn đầu cần thoả m·n ®iỊu kiƯn h1 > + 0,3W 2.8 ChiỊu cao cột tính từ chân cần đến điểm treo dây nâng cần Đối với cần nhẹ tỷ số h/ lo = 0,4 ÷ ,ta chän h/ lo = 0,6 => h = 0,6.24 = 14,4 ,m Xác định chiều cao cột cẩu Chiều cao cột cẩu đợc xác ®Þnh: H = h + hc =14,4 + 2,4 = 16,8 ,m Vậy Derrick thiết kế có chiều dài cần lo = 24 ,m chiÒu cao cét cÈu H = 16,8 ,m Phần II - TíNH TOáN ứng lực phát sinh cần dây Trọng lợng hµng Q = 2,5 ,T = 2500 ,kG = 24,52 ,KN Trọng lợng cần : P2 = Gc = 14P1/3(3,4.l0 - 16) = 1246,46 ,kG = 12,23 ,KN Thiết kế môn học - Thiết bị tàu Vị trí tính toán hệ cần Vị trí tính toán lực hệ cần đôi xác định nh sau : * Trên hình chiếu bằng, đầu cần hầm H cách mép dọc miệng hầm hàng 2m cách mép ngang phÝa cét cÈu c/ = 7,69 m ( c = 3/4L K = 15,38 m : chiỊu dµi diƯn tích phục vụ hệ cần đôi ) Chân dây giằng K cần hầm mạn giả thờng đặt vị trí KH O2H để giảm lực hệ cần Đầu cần mạn M cách mép ngang miệng hầm hàng phía cột cẩu đoạn c/ = 5,13 m cách mạn tàu chỗ rộng đoạn tầm với cần thiết R0 = 4,0 m Chân dây giằng L cần mạn đặt ngang đờng chân cần O1O2 * Sau vẽ hình chiếu bằng, vị trí thật cần, dây giằng, dây nâng hàng mặt phẳng vuông góc với mặt boong chứa dây giằng cần, dây nâng hàng : + Vẽ hình chiếu đứng cột AB + Từ tâm chốt đuôi cần O vẽ đoạn nằm ngang OH= O 2H, qua H dựng đờng thẳng đứng, cung tròn tâm O bán kính l = 24m ( chiều dài cần ) cắt đờng thẳng đứng H, đoạn OH vị trí thật cần hầm mặt phẳng cần Đặt dọc mạn giả đoạn HK = HK (H : chân đờng thẳng đứng HH mạn giả ) Đoạn HK vị trí thật dây giằng cần hầm mặt phẳng dây Làm tơng tự cho cần mạn + Qua H, M hình chiếu đứng kẻ đờng nằm ngang, ta xác định đợc H1, M1 cách đoạn a đo đợc hình chiếu H1, M1 vị trí đầu cần mặt phẳng dây treo hàng Vẽ đờng nằm ngang bb cách đỉnh mạn giả đoạn h > 6m ( Q = 2,5T > 2T) Vẽ cung tròn qua H 1, M1 tiếp xúc với bb T Điểm T điểm treo móc dây nâng hàng H 1T M1T nối với Góc dây nâng hàng = H1TM1 ta xét cho trêng hỵp nguy hiĨm nhÊt ψ0 = 120o Khi khoảng cách từ bb tới miệng hầm h = 16,60m > 6m Xác định lực hệ cần đôi Ta xác định lực hệ cần đôi phơng pháp vẽ hoạ đồ lực ứng với vị trí treo móc cung tròn H 1TM1 Tại vị trí T , vẽ trọng lợng hàng Q = 2500 KG theo tØ lÖ xÝch 1mm ∼ 0,82 KN Từ điểm đầu cuối véctơ Q vẽ hai đờng song song với TH1 TM1 ta đợc sức căng dây nâng hàng Sm Sh Phân lực Sm Sh thành thành phần thẳng đứng Sm, Sh thành phần nằm ngang Sm=Sh=S Thiết kế môn học - Thiết bị tàu Trên hình chiếu hệ cần, từ điểm M đặt véctơ S dọc đoạn thẳng MH, từ đầu véctơ S kẻ đờng thẳng song song ML cắt O1M ta đợc thành phần nằm ngang sức căng dây giằng Zm sức căng dây nâng cần Tm Trên hình chiếu đứng, từ chân dây giằng L đặt theo phơng ngang véctơ Zm , từ đầu véctơ Zm kẻ đờng thẳng đứng cắt ML ta đợc sức căng dây giằng mạn Zm thành phần thẳng đứng Zm Cũng hình chiếu ®øng, tõ ®iĨm M vÏ vÐct¬ T’ m n»m ngang, từ đầu Tm đặt lần lợt véctơ Sm, Zm nửa trọng lợng cần 0,5Gc Từ đầu véctơ 0,5Gc kẻ đờng song song với dây nâng cần AM cắt đờng trục cần OM, ta đợc lực nén cần Nm = MOm sức căng dây nâng cần Tm Lực nén thực vào cần, kể sức căng dây nâng hàng chạy dọc cần : Nm = Nm + k.Sm víi k : hƯ sè kéo ròng rọc đầu cần : k = + , ta chọn dây cáp cáp thép chạy puli ổ trợt : = 0,05 k = 1,05 Lực căng dây lực nén cần trờng hợp đợc ghi vẽ đợc tổng hợp bảng sau (đơn vị KN) Lực căng dây Kí hiệu Dây giằng cần mạn 43.03 TH TH 39.22 TH TH TH Dây giằng cần hầm Zh 56.12 66.67 Dây nâng cần cần mạn Tm 2.66 5.47 13.65 16.19 20.59 Dây nâng cần cần hầm Th 52.53 60.92 43.60 53.54 46.53 Dây nâng hàng cần mạn Sm 15.75 19.94 17.68 26.34 27.63 Dây nâng hàng cần hÇm Sh 28.37 27.50 18.84 22.38 19.49 Lùc nÐn thËt vào cần mạn Nm = Nm + k.Sm Lực nén thật vào cần hầm 54.90 137.32 74.84 161.0 68.80 114.25 97.72 151.1 98.96 133.72 Nh = Nh + k.Sh Zm 88.08 60.25 55.04 61.24 94.71 86.46 ThiÕt kÕ m«n học - Thiết bị tàu K = 1,05 ứng với trờng hợp dây cáp treo chạy buli ổ trợt * Xác định vị trí điểm T để lực nén dọc cần lớn nhất: Nhận xét: Các lực căng dây giằng mạn, nâng hàng, nâng cần, lực nén cần cần hầm lớn nên ta tính toán theo cần hầm Dựa vào hoạ đồ lực ta biểu diễn lực theo công thức : Giả sử góc hợp Sh Sh nh hình vẽ 64.13 A C Zh Zh Zh B 74.83° Th 49.93° S Sh T S Sm Q Sm β Sh H Zh Ta cã: " " Q = Sh + Sm = S ' tg β + tg (120 − β ) Q.tg β tg (120 − β ) ⇒ S’ = tgβ + tg (120 − β ) Th F H 62.44° E Sh Th' sin( 49.93) = S '.sin ( 64.13) Zh o S '.sin(64,13 ) o ⇒ T’h = sin(49,93 ) = 1,176.S’ 27.56° L Z’h = T’h.cos(49,93o) + S’.cos(64,13o) = 1,193.S’ N 0,5G c Z”h = Z’h.tg(74,83 ) = 3,688.S’ o S' Sh = sin β M Nh S' S”h = tgβ 30.67° O Th ThiÕt kÕ m«n häc - Thiết bị tàu Nh = ON + NE + EH = ( ) NM " " + S h + Z h + 0,5.Gc cos 27,56 + Th' cos 62,44 tg 30,67 EF NM = NL.sin27,56o = (Sh” + Zh” + 0,5Gc).sin27,56o - tg 27,56 EF = Th’.sin62,44 2,382 S '+5,902.S '+1,192.Gc tg β Nh = 2,382 1,05 S '. tg β + sin β + 5,902 + 1,192.Gc Nh = Nh + 1,05.Sh = Lực nén Nh đạt cực đại góc = 44,63o ứng với vị trí 2, ta lấy để tính chọn cần Phần III - kết cấu cần cẩu cột cẩu 3.1 Vật liệu chế tạo cần, cột cẩu - Vật liệu chế tạo cần cẩu cột cẩu thép CT3c - Giới h¹n chÈy cđa vËt liƯu: σch = 2400 , KG/cm2 3.2 Kết cấu cần 3.2.1 Xác định quy cách dây: Đờng kính loại dây cáp đợc chọn dựa sở lực căng lớn phát sinh dây đợc ghi bảng với hệ số an toàn n = Cáp đợc chọn cáp thép cấp N0.4 (6x24) - Bảng 7B /4.3 Quy phạm phân cấp đóng tàu biển vỏ thép TCVN 6259 -1 , 2003” 10 ThiÕt kÕ m«n häc - ThiÕt bị tàu D F= (1 ) πD Wx =Wy = 32 πd Wρ = 16 = 79,67 (1 − η ) (1 − η ) ,(cm2) = 482,45 ,(cm3) = 964,9 ,(cm3) Ta xác định ứng suất cho phép cuả vËt liÖu: [σ] = 0,6 [σT] =14,4 ,( KN/ cm2) max < [] Vậy cần thoả mÃn điều kiện bỊn 3.3 KÕt cÊu th¸p cÈu 3.3.1 TÝnh to¸n lực tác dụng lên tháp cẩu : Ngoại lực cần làm việc đơn tác dụng lên tháp cẩu gồm có * Lực T palăng nâng cần tác dụng lên cụm ròng rọc đầu cột Ta * Lực nén dọc cần P0 tác dụng vào gối đỡ cần e1 * Sức căng dây hàng chạy dọc cần S A * Sức căng dây hàng vào tời S * Sức căng nhánh dây nâng cần chạy dọc cét T1 T T1 h Qa e2 ho 14 C α Tt ε hc Tc Trơc cÇn P - S' o Qc Qt B S" Mặt boong Thiết kế môn học - Thiết bị tàu Độ lớn lực đợc xác định phơng pháp vẽ hoạ đồ lực góc nâng cần = 15 , max = 60 đợc ghi bảng trang sau Từ kết đo ta thấy lực tác dụng vào cần lớn góc nâng cần nhỏ Các lực đợc phân thành lực theo phơng ngang Ta , Tc ,Tt lực theo phơng thẳng đứng Qa , Qc , Qt * Các lực đợc tính theo công thức : Ta = Tc = ( P0 - S’ ).cosα = 36,83 (KN) Qa = T.sinβ + T1 = 62,24 (KN) Qc = ( P0 - S’ ).sinα = 9,87 (KN) Tt = Qt = 0,707.S” = 19,21 (KN) Trong ®ã : α =15o : góc nghiêng cần = 27o: góc nghiêng dây nâng cần 3.3.2 Tính sơ kích thớc tháp cẩu: - Ta chọn tháp cẩu cột tiết diện tròn không đổi suốt chiều dài cột xà ngang đỉnh cột dầm hộp có mặt cắt ngang hình chữ nhật * Theo điều kiƯn bỊn : Wc = 0,785.D2.S ≥ 10.ΣQ.l = 3924 Wc=Wx=Wy > 3924 Trong : 15 Thiết kế môn học - Thiết bị tàu Wc - mô men chống uốn mặt cắt cột ( cm3 ) D - Đờng kÝnh trung b×nh cét ( cm ) S - ChiỊu dµy cét ( cm ) ΣQ.l - TÝch cđa søc căng chiều dài cần Q = 24,53 kN - Trọng lợng hàng (KN) l =16 - Chiều dài cần ( m ) *Theo điều kiên cứng L2 Ic=0,393.D3.S 24 h ∑ Ql = 16,5.104 (cm4) Trong ®ã : h = 12 ( m) - Khoảng cách từ gối đuôi cần tới điểm treo palăng nâng cần đỉnh cột L =14,5 ( m) - Khoảng cách từ gối cột đến điểm treo palăng nâng cần đỉnh cột -Thông thờng: D = (50 ữ 80 ).S , chọn D = 50S thay vào điều kiện bền điều kiện cứng ta có 1962,5.S3 3924 49125S4 ≥ 16,5.104 ⇒ S ≥ 1,259 ( cm ) S ≥ 1,354 ( cm ) VËy ta chän S = 1,4 ( cm ) => Dn = 70 ,(cm ) * §êng kÝnh trong: Dt = Dn - 2.S = 672 ,(mm) * Diện tích mặt cắt ngang cột: A = .D.S = 301,72 ,(cm2) *Mô men quán tính cét: Ix = Iy = 0,393.D3.S =17,8.104 ,(cm4) *M« men chèng uèn : Wx = WY = 0,785.D 2.S = 5172 ,(cm3) * B¸n kÝnh qu¸n tÝnh: rx = ry = 0,353.D = 24.,22 (cm) Tại chỗ cột qua boong chiều dày cột tăng (20 ữ30)% S1=(1,2ữ1,3)S = 16,8ữ18,2 chọn S1 =18 ,(mm) 16 Thiết kế môn học - Thiết bị tàu Với thông số kích thớc nh cột cẩu thoả mÃn điều kiện bền điều kiện cứng Chọn xà ngang có dạng tiết diện hình chữ nhật không đổi suốt chiều dài với thông số: Chiều cao a = 200 ,(mm) ChiỊu réng b = 400 ,(mm) ChiỊu dµy S=8 ,(mm) *Diện tích mặt cắt ngang xà ngang : A = 2(a+b).S = 96 (cm2) *Mô men quán tính xµ ngang: b2 ( 3a + b ).S I’x = =2,133.104 ,(cm4) a2 ( a + 3b ).S I’z = =7,467.103 ,(cm4) *M« men chèng uèn : b (3a + b).S W’x = =1067 ,(cm3 ) a (a + 3b).S W’z = = 747 ,(cm3 ) *B¸n kÝnh qu¸n tÝnh : b 3a + b rx = 3(a + b) = 14,91 ,(cm) a a + 3b rz = 3(a + b) = 8,82 ,(cm) 3.3.3 KiĨm tra bỊn th¸p cÈu : * TÝnh hệ số : Cột đợc hàn vào vách ngang cđa tµu : 3L C1 = L + k i = 0,362 3L + k i C2 = L + k i = 0,638 17 ThiÕt kÕ m«n học - Thiết bị tàu Với : L = 14,5(m) : chiều cao từ mặt boong đến đỉnh tháp cÈu k = Ic/Ix = 8,33 Ic = 26,7.104 ,(cm4) : mômen quán tính cột Ix = Ix = 2,133.104 ,(cm4) :mômen quán tính xà ngang tính với trục tâm vuông góc với mặt phẳng tháp cẩu * TÝnh c¸c hƯ sè ρ, ϕa , ϕM , N : Cột đợc hàn vào vách ngang (coi cột bị ngàm boong trên) mặt cắt không ®æi ⇒ ρ = 0,5 ; ϕa = ϕ’a =1,0 ; ϕM = ϕ’M =3,0 ; ϕN = ϕ’N =1,5 * TÝnh c¸c hƯ sè : η Ma hc ϕ'N 6L = h ρ (ϕ ' M −ϕ ' N ) − c ϕ ' M 6L = 0,312 η Ca ρ h = −3. c L η Maϕ ' M +ϕ ' N =- 0,018 δ = E I T G.I ρ (ϕ ' N −ϕ ' a ) − víi : = 0,0525 E = 2.106 KG/cm2 : môđun đàn hồi kéo nén G = 8.105 ,(KG/cm2 ) : môđun đàn hồi trợt vật liệu IT = Iz = 7467 ,(cm4) mômen quán tính xà ngang ứng với trục hình tâm thẳng đứng nằm mặt phẳng tháp cẩu I0 = 2.Ix = 35,52.104 ,(cm4) mômen qu¸n tÝnh cùc cđa cét * TÝnh c¸c lùc thành phần phân phối cột theo hớng dọc tµu : Ta " = 2.Ta L3 3.L3 + 6.k δ L.i = 23,02 ,(KN) Ta’ = Ta - Ta = 13,81 ,(KN) * Tính mômen uốn lực nén tháp bị uốn mặt phẳng tháp cần đặt vơn mạn gây : MAy = - 0,5.Ta.L.C1 + Tc.L.ηCa.ηMa = - 99,60 ,(KNm) 18 Thiết kế môn học - Thiết bị tàu M Cy T L.C hc 1 − + T η (η L − h) = a C1 c Ca Ma L(1 − C ) = 107,73 ,(KNm) M By = Ta L.C + Tc L.ηCa (η Ma − 1) − Tc hc = 85,12 ,(KNm) M Dy = Ta L.C1 Tc L.ηCa + (C1 − 2.η Ma ) 2 = 97,83 ,(KNm) M Ey = − (Ta + η Ca Tc ) L.C 2 = -167,35 M Ky = M Dy hc h + M Ey (1 − c ) L L = -121,63 ,(KNm) ,(KNm) NAy = Qa + 0,5.Gx = 63,72 N Cy = M By − M Cy i − ,(KN) Ta L + Qa + q.h + 0,5G x i = -47,56 ,(KN) NBy = NCy + Qc + Qt + q.hc = -12,67 NEy = q.L = 33,69 Víi : ,(KN) ,(KN) Gx = A’.l γ = 301,4(kg) = 2,96 ,(KN): trọng lợng xà ngang l = (m) : chiỊu dµi xµ ngang γ = 7,85 ,(T/m3) q = Gb /L = A.γ = 2,32 ,(KN/m) : träng lỵng m cét * TÝnh nội lực tháp bị uốn theo hớng dọc tàu cần đặt dọc tàu gây : MAx = Qa.e = 32,18 ,(KNm) MCx = Ta’.h + Qa.e = 197,89 ,(KNm) MBx = Ta’.L + (Tt-Tc).hc + (Qa + Qt).e = 198,3 ,(KNm) M = T "a i (1 − i ) 2.( i + δ L) = -12,44 ,(KNm) MEx = Ta” L = 333,8 MKx = Ta”.h = 276,25 ,(KNm) M’xn = M0 = -12,44 19 ,(KNm) ,(KNm) ThiÕt kÕ m«n häc - ThiÕt bị tàu Mxn = Ta.i-M0 = 67,68 ,(KNm) NAx = Qa + 0,5Gx = 63,72 ,(KN) NCx = Qa + qh + 0,5Gx = 91,60 ,(KN) NBx = Qa + Qc + Qt + qL+0.5Gx = 126,49 ,(KN) Víi lùc tác dụng vào đỉnh cột RT =46(KN) dựa vào bảng 5.34 STTBTTtËp II ta cã: e = Dn/2 + A +A1 = 0,517 ,(m) * Mômen uốn lực nén tác dụng lên cột : 20 Mặt cắt tính toán Tại chỗ nối cột với xà ngang Tại gối đỡ cần Tại gối đỡ tháp Mômen xoắn cột Thiết kế môn học - Thiết bị tàu Mô men uốn lực nén Trường hợp Tại cột có cần đặt dọc tàu Tại cột lại tải Công thức Giá trị(KN ) Công thức Giá trị(KN ) 1cần quay Mx' = MAx 32.18 Mx" = 0.00 mạn 1cần My' =MDy 97.83 My" = MAy -99.60 dặt däc tµu N' =NAx 63.72 N" = N Ay 63.72 Mx' = Mx" = MAx 32.18 Cả cần đặt My' =My" = 0.00 däc tµu N' =N" = NAx 63.72 Mx' = Mx" = 0.00 C¶ cần My' =My" = MAy +MDy -1.77 quay mạn N' =N" = NAy 63.72 1cÇn quay Mx' = MCx 197.89 Mx" = MKx 276.25 mạn 1cần My' = MKy -121.63 My" = MCy 107.73 dặt dọc tàu N' = N Cx 91.60 N" = NCy -47.56 Mx' = Mx" = MCx + MKx 474.14 Cả cần đặt My' =My" = 0.00 däc tµu N' =N" = N Cx 91.60 Mx' = Mx" = 0.00 C¶ cÇn My' =My" = MCy +MKy -13.89 quay mạn N' =N" = N Cy -47.56 1cần quay Mx' = MBx 198.30 Mx" = MEx 333.80 mạn 1cần My' = MEy -167.35 My" =MBy 85.12 dặt dọc tàu N' =NBx 126.49 N" = N By -12.67 Mx' = Mx" = MBx + MEx 532.09 Cả cần đặt My' =My" = 0.00 däc tµu N' =N" = N Bx 126.49 Mx' = Mx" = 0.00 C¶ cÇn My' =My" = MBy +MEy -82.22 quay mạn N' =N" = N By -12.67 Cả cần Mz ' = M x ' + M x " 55.24 quay mạn 1cần quay Mz' = Mx' -12.44 Mz' = Mx" 67.68 mạn 1cần dặt dọc tàu * KiĨm tra bỊn theo thut bỊn : σtd = ( σ2 + 4.τ2 )1/2 ≤ [ σ ] Trong ®ã : σ = Mu/ Wu + N/ F =Mz/ W 21 Thiết kế môn học - Thiết bị tàu Ta thấy cần hoạt động trị số ứng suất lớn phát sinh cột có cần vơn mạn gối đỡ tháp Có Mu = M ''x +M '' y = 344,48 ,(KNm) σ = Mu/Wu + N”/A = 344,48.102/ 5172 - 12,67/ 301,72 = 6,62 ,(KN/ cm2) τ = M’Z/ Wρ = 67,68.102/10344 = 0,654 ,(KN/ cm2) VËy: σt® = 6,75 kN/ cm2 < 0,5.σch = 12 ,(KN/ cm2) Cột thoả mÃn điều kiện bền * Mômen uốn lực nén tác dụng lên xà ngang : Xà bị uốn mặt phẳng tháp mômen MAy MDy, bị uốn mặt phẳng vuông góc với tháp mômen Mxn Mxn , bị xoắn mômen MAx Có Mz = MAy + MDy = -1,77 ,(KNm) Mx = M’xn + M’’xn = 55,24 ,(KNm) σ = Mx/Wx + Mz/Wz = 4,94 τ = MAx/ Wρ = 1,77 * KiĨm tra bỊn theo thuyÕt bÒn : σtd = ( σ2 + 4.τ2 )1/2 σt® = 6,08 kN/ cm2 < 0,5.σch = 12 ,(KN/ cm2) Xà ngang thoả mÃn điều kiện bền Phần IV - Tính chọn nghiệm bền chi tiết khác hệ cần cẩu - cột cẩu 4.1 Chạc đuôi cần : Chạc đuôi cần đợc chọn theo OCT 8834 - 58 Lùc nÐn cÇn = 138 KN Vậy ta chọn chạc loại b có thông số nh sau 22 Thiết kế môn học - Thiết bị tàu Lực nén cần C R S S1 S2 a d 25 175 219 ( mm ) ( KN ) 150 80 62 34 12 Chän vËt liƯu chÕ t¹o chạc đuôi cần thép cacbon M 18a * Kiểm tra bền heo điều kiện chịu dập : d = P0 S d1 = 3,38(KN/cm2)< [σ] = 0,6 [σT] =14,4 ( KN/ cm2) Vậy chạc đuôi cần đủ bền 175 R6 62 12 60 219 34 80 Ch¹c đuôi cần 4.2 Mà treo hàng đầu cần: a) Kích thớc mà treo hàng đầu cần đợc xác định theo lùc nÐn cÇn , víi lùc nÐn = 138 kN ta chọn cần có qui cách nh sau d= 219 A= 390 B b b1 d1 R R1 r l S (mm ) (mm) (mm) ( mm) (mm) ( mm) ( mm ) (mm) ( mm ) 262 132 65 68 60 90 30 155 60 b) KiÓm tra m· treo hàng : Lực tác dụng : 23 Thiết kế môn học - Thiết bị tàu S = S pl = 28,27/ 0.95 =29,75(KN) Kiểm tra điều kiện chịu c¾t : S' (R − r) π τ= = 1,05 (KN/cm2) < [τ] = 0,4[σT ] = 9,6(KN/cm2) c)Kiểm tra mà nâng cần đầu cần : Lùc t¸c dơng : H = 36(KN) KiĨm tra theo điều kiện chịu cắt : H = S(R d1 ) = 2,3(KN/cm2) < [τ] = 9,6(KN/cm2) VËy m· treo hàng đà chọn thoả mÃn điệu kiện bền 12 390 219 65 R30 R90 30 R90 15 M· treo hàng đầu cần Tỉ lệ : 4.3 Cụm mà quay bắt dây nâng cần Cụm mà quay bắt dây nâng cần đợc hàn lên đỉnh tháp đà lắp cụm ròng rọc palăng nâng cần để đổi hớng dây nâng cần Lực tác dụng vào cụm mà đợc tính theo phơng pháp vẽ hoạ đồ lực RT = 46 KN 24 ThiÕt kÕ m«n häc - Thiết bị tàu 12 36 KN R T =46 KN 37.9 KN Chän cơm m· cã kÝch thíc nh sau D D1 H h0 h1 h2 A A1 A2 b S R B 55 85 265 140 40 80 75 92 - 36 10 42 112 85 A 10 40 A 265 B 80 B R42 55 A-A 10 112 24 36 B-B 92 25 75 ThiÕt kÕ m«n häc - Thiết bị tàu V Qa RT Tc V lx = 82 Tc lp= 200 a)KiĨm tra bỊn cho cụm mà bắt dây nâng cần : -Ta có : h1 + h 2 lp = h0 + = 200(mm) ⇒ V1= (Tc.lx + Qa A1 ):lp => V1 =28,07(KN) Trong ®ã : Qa = 30,1(KN) Tc = 34,7(KN) A1 = 9,2(cm) Mô men uốn lớn điểm đặt Tc : Mmax = V1.(lp- lx ) = 331,26(KNcm) øng suÊt lín nhÊt σmax = M max wu M max = 0,1.D = 13,58(KN/cm2) < [σ] = 0,6 [σT] =14,4 ( KN/ cm2) VËy m· ®· chọn phù hợp 26 Thiết kế môn học - Thiết bị tàu 4.4 Gối đỡ cần :( lực nén cần P0 = 138 KN ) Chọn gối đỡ cần có thông số nh sau Kích thớc ( mm ) Lùc nÐn D D1 D3 D4 d1 h0 h1 h2 h3 B B1 A s 150 125 195 190 165 60 120 80 120 100 55 260 175 15 A A-A Φ A Φ 27 s1 34 H H1 446 360 d2 20 ThiÕt kÕ m«n học - Thiết bị tàu P cos P cos P P sinθ V H l P a h P V Sơ đồ lực tác dụng gối đ? cần nhẹ a Kiểm tra gối theo điều kiện bền uốn kiểm tra bền cho bu lông gối quay cần *Kiểm tra bền cña gèi : h1 aP = h0 + = 160 (mm) h2 h1 lP = H - - h0- = 226(mm) 28 .. .Thi? ?t kế môn h? ??c - Thi? ?t b? ?? t? ?u Thi? ?t kế môn h? ??c - Thi? ?t b? ?? t? ?u Mục l? ??c Thi? ?t kế môn h? ??c - Thi? ?t b? ?? t? ?u Phần I - X? ?c định đặc trng h? ?nh h? ??c cần cẩu Phân t? ?ch l? ??a chọn phơng án Theo yêu cầu thi? ?t. .. R0 = ,m 2.6 Chiều dài cần: Thi? ?t kế môn h? ??c - Thi? ?t b? ?? t? ?u Chiều dài cần phải thoả mÃn điều kiện b? ??c h? ? ?t h? ?ng khoang đa h? ?ng m¹n : l0 = max ( l0 1 , l0 2 ) Theo điều kiện b? ??c h? ? ?t h? ?ng khoang l0 1.cosmin.cos1... m Thi? ?t kế môn h? ??c - Thi? ?t b? ?? t? ?u N lt = P.v = 15,5( KW ) 102.60 Trong P = 3162(KG) L? ??c kéo tang v = 30 (m/ph) T? ??c độ nâng h? ?ng Công su? ?t thùc t? ? cÇn thi? ?t Ntt = Nlt /η = 17,82 (W) Trong =0 ,87