Thuyết minh tính toánThuyết minh tính toán cổng trục Tính cổng trục hai dầm dẫn động điện tải trọng 25 + 25 T Đ1.. đây là thiết bị hoàn chỉnh, điều kiện làm việc đúng với yêu cầu thiết k
Trang 1Thuyết minh tính toán
Thuyết minh tính toán cổng trục
Tính cổng trục hai dầm dẫn động điện tải trọng (25 + 25) T
Đ1 Mô tả khái quát
Cổng trục đợc thiết kế với tính năng kỹ thuật sau:
1 Cổng trục kiểu - Cổng trục 2 dầm khôngcon son lắp 2 xe tời có
sức nâng nh sau
1
1
1
1
1
1
Cấu tạo, hình dạng kích thớc của cổng trục nh (H1-I)
Các bán thành phẩm của cổng trục có xuất xứ nh sau:
1 02 xe tời 25 tấn của Nga
2 04 cụm bánh xe dịch cổng của Nga
3 Kết cấu thép chế tạo tại Việt Nam
4 Thiết bị điện có xuất xứ từ Nhật Bản, Hàn Quốc& Đông Âu
Đ2 Phần tính toán chung I/ Trong phần tính toán có các việc sau:
02 xe tời của Nga đây là thiết bị hoàn chỉnh, điều kiện làm việc đúng với yêu cầu thiết kế nên không phải tính toán thiết kế cũng nh không phải tính toán kiểm nghiệm
Trang 2Thuyết minh tính toán
04 cụm dịch chuyển cổng của Nga không phải tính toán thiết
kế mà chỉ kiểm nghiệm động cơ & sức bền tiếp xúc của bánh xe
Kết cấu thép chế tạo tại Việt Nam phải tính trong các trờng hợp tải trọng sau:
1 Tổ hợp tải trọng I: khi các cơ cấu của cổng trục làm việc trong trạng thái bình thờng
2 Tổ hợp tải trọng II: khi các cơ cấu của cổng trục làm việc trong trạng thái ngoài tải trọng còn có thêm lực quán tính và gió
3 Tổ hợp tải trọng III: Khi cổng trục không làm việc chịu tải trọng trong gió bão
4 Tính độ võng khi thử tải
II/ Tính diện tích chắn gió căn cứ kích thớc (H1-I)
Tính diện tích chắn gió vuông góc với dầm chính: F1
F1 = 1,5Fd + 4Fc + 2Fx
- 1,5: là hệ số kể đến diện tích chắn gió lần thứ 2 đứng sau
nó Theo [1] do khoảng cách 2 dầm chính = 3300 < 2H H = 1989 là chiều cao của dầm chính nên diện tích chắn gió dầm sau= 50% dầm trớc nó
- 4: là hệ số kể đến hai chân bên của cổng trục Mặc khác mỗi bên lại có 2 chân cách nhau > 2H nên 2*2 = 4
nh hình thang cao 16m, hai đáy là 1,5 & 0,5
- Fx = 2,2x 1.128= 2,48 m2 : Diện tích chắn gió của xe con
F1 = 1,5 * 62,43 + 4 * 16 + 2 * 2,48 = 162,6 m2
Tính diện tích chắn gió song song với dầm chính: F2 gồm 2 phần
diện tích chắn gió phía ru lô cáp
- F2.2 = 2 (0,75.1989 + 0,375.14,76) + 8,4.0,782 + 2.1,25 = 23,1 m2 ; diện tích chắn gió phía cabin
- Fx1= 3,8 x 1,15 x 2 = 8,74 m2 ; diện tích chắn gió xe con
Diện tích chắn gió với vật nâng tra bảng chắn gió với Q = 50 tấn F = 25 m2
III/ Các tải trọng tác động lên cổng trục
Tải trọng nâng Q1 = Q2 = 25.000kg
Tự trọng xe con Gxl = Gx2 = 5.300
Tự trọng của dầm và lan tác dụng phân bố q= 13,105 kg/cm
Trang 3Thuyết minh tính toán
Pcb = 800 kg: Trọng lợng cabin điều khiển
Pct = 400 kg: Trọng lợng cầu thang
Pbt = 420 kg: Trọng lợng bộ thu rải cáp
Gt = 75.935 kg: Tổng trọng lợng của cổng trục
Đ3 phần kiểm tra cơ cấu dịch cổng I/ Tính kiểm tra công suất động cơ di chuyển cổng
Xác định lực cản chuyển động của cổng trục:
Wt = Kt W1 + W2 + W3
Kt Hệ số cản do ma sát thành bánh vào ray theo bảng 3 - 6 [1] Kt
= 2,2
W1 = (G0 + Q)(2 + f.d) / Dbx = (75935 + 50000)(2*0,6 + 0,015*90)/500 =632kg
Trong đó: G0 = 75935 kg: Tự trọng của cổng trục;
Q = 50000 kg: Tải trọng nâng;
đầu vồng theo
bảng 3 - 7 [1];
f= 0,015 hệ số ma sát ổ trục tra bảng 3-8 [1];
d = 90 mm đờng kính ổ trục bánh xe;
W2 = (F1 + F3)25 = (162,6 + 25)25 = 4690 kg;
F1 = 162,6 diện tích chắn gió theo 2-II
25 kg/ m2 : áp lực gió lúc làm việc
W3 = ( G0 + Q) = 0,001(75935 + 50000) = 126 kg
: góc dốc với ray trên nền bê tông
Công suất động cơ tính theo công thức sau :
Cổng trục chọn cả 4 cơ cấu di chuyển là cụm chủ động lắp
động cơ MT 22-6;
2,5 kw là thoả mãn
II/ Tính kiểm tra ứng suất dập của bánh xe
Kiểm tra sức bền tiếp xúc điểm bánh xe thép với ray theo công
thức:
- Kt = 0,111 hệ số tra trang 218 [2]
- P = 89,112,5/4 = 22,278 kg: áp lực nén bánh theo 2-IV
Trang 4Thuyết minh tính toán
- b = 71 mm chiều rộng mặt ray
- R = 250mm Bán kính bánh xe
Mô men quán tính của dầm
Vậy bánh xe thoả mãn điều kiện tiếp xúc
$.4 tính toán ổn định cổng trục
P
1700 cm
Để đơn giản trong việc tính toán ta chỉ xét đến ổn định của từng chân cổng
ở đây ta tính ổn định đối với tải trọng gây nén cho chân cổng Chọn tổ hợp tải trọng 2
Lực nén qui đổi tác dụng lên mỗi đầu chân cổng:
P = 52457,5 kg
Chọn vật liệu chân cổng bằng thép CT3 có: E = 2*106 kg/
cm2
ứng suất bền cho phép: [ cp ] = 1600 kg/ cm2 Mômen quán tính nhỏ nhất của trụ chân cổng ta chọn tại mặt cắt C-C thep phơng y: Jy(c-c) = 368408,7 cm4
ứng suất tới hạn cho phép: [ ]th = Pth / F =
Trong đó:
Pth : Tải trọng tới hạn cho phép Kg
F = 360 cm2: Tiết diện nguy hiểm
Jmin : Mômen quán tính nhỏ nhất ( ở đây chọn Jmin = Jy (c-c)
)
đồ chịu tải trọng)
Trang 5Thuyết minh tính toán
kg/ cm2
Chọn hệ số an toàn ổn định n = 1,92
[ ]od = th /n = 6982,6 / 1,92 = 3636,7 kg/ cm2
Kiểm tra ổn định của một chân cổng:
lv = P/F = 52457,5,/ 360 = 145,7 kg/ cm2
lv < [ ]od
Vậy cổng trục đảm bảo điều kiện ổn định
Đ5 tính toán kết cấu thép I/ Tính đặc trng hình học của kết cấu thép
Các thông số hình học của dầm chính & chân cổng trụ đợc thể hiện
nh (H.4-I)
Mô men quán tính của dầm chính theo mặt cắt: A-A ký hiệu J (a-a) tính nh sau:
- J (a-a) = 1/12 (184,43 75 + 1803 75) = 3.516.472,4 cm4
Cổng trục có hai dầm mômen quán tính của hai dầm là:
- Jy (a-a) = 1/12 (693 180 + 753 4,4 - 68,843 180) = 2.266.647
cm4
Mô men quán tính của mặt cắt: B-B ký hiệu J(b-b) & và Mô men quán tính của mặt cắt: C-C ký hiệu J(c-c) tính nh sau:
- Jx (b-b) = 1/12 (153,23 37,5 + 1503 1,2 - 1503 37,5) = 1.027.002,4 cm4
2Jx (b-b) = 2.054.004,8 cm4
- Jy (c-c) = 1/12 (32,53 50 - 31,53 50 - 37,53 1,2) = 137.660 cm4
Mômen quán tính dầm đầu của cổng trục:
- J(d- d) = 1/12 (79,23 50 + 753 1,6 - 753 50) = 368.408,7 cm4
II/ Tính kết cấu thép với tổ hợp tải trọng 1
Chọn vật liệu chế tạo cổng trục là thép CT3 sôi là loại thép dẻo
có tính hàn cao
Tổ hợp tải trọng trong trạng thái bình ổn, ứng suất bền cho phép ở trạng thái này [1.600] kg/cm2
Sơ đồ chất tải tính nh hình (H4-II) ta nhận thấy sơ đồ tính là
hệ khung tĩnh định bậc I có phơng trình chính tắc nh sau:
11X1 + 1p = 0
(H.4-III) Sơ đồ chịu lực tơng đơng
(H.4-IV) Biểu đồ M1
(H.4-V) Biểu đồ Mp
(H.4-VI) Biểu đồ mômen tổng
Trang 6Thuyết minh tính toán
(3000.1700.1700) =
= 3275333333/EJ1 + 867000000/EJ2
Biết J2 = 3.42 J1
11 = 19871639999/ EJ2
+ 53043905.180.1700 + 2/3.13269.45.1700 + 56089356.45.1700)
X1 = 11/1p = 195585324224000/19871639999 = 9842
Rb = 63.357 kg Ra = 62.577 kg
Từ biểu đồ mômen tổng tính độ bền dầm
= Udầm /2 = = Mmax / J2 = 184,4/2.39371225/7032944,8 = 516 kg/cm2 < [] = 1600 kg/cm2
Tính độ bền chân cổng
= 624 kg/cm2 < [] = 1600kg/cm2
III/ Tính kết cấu thép với tổ hợp tải trọng 2
Tổ hợp trọng tải này có tính đến tải trọng quán tính và gió (H.4 -VII) Sức bền trọng tải này là [] = 1800kg/cm2
- Pt1 = Pt2 = Pt3 = Pt4 = 1250 kg: lực quán tính do tải trọng nâng
- N1 = N2 = 3.030 kg: lực quán tính của xe con và vật nâng
- Gq = 50.25 = 1.250 kg: lực gió thổi vào vật nâng
- Gx1= Gx2 = 8,74x25 = 109 : lực gió tác dụng vào xe con
- GC1 = F21 x 25 = 20,6 x 25 = 515 kg : lực gió thổi vào phía chân ca bin áp lực phân bố q1 = 515/1700 = 0,3 kg/ cm2
- GC2 = F22 x 25 = 23,1 x 25 = 577 kg: lực gió thổi vào phía chân ca bin áp lực phân bố
- (H4 - VIII) sơ đồ chịu lực tơng đơng
- (H4-IX) Biểu đồ mômen M1
- (H4- X) Biểu đồ momen Mp
- (H4-X) Biểu đồ mômen tổng
11 = 19871639999 / EJ2 ($4-II)
1p =
[476850*1257*1700 +
62057517*1275*1700 + 62534367*180*1700 +
4092962*180*1700 + 66627329
= - 304352365705959/ EJ2
Trang 7Thuyết minh tính toán
19871639999/ EJ2 *X1 - 304352465705959 / EJ2 = 0 với X1 = 15315 kg
Từ sơ đồ mômen tổng tính độ bền dầm
= 92,2 * Mmax / J2
= 92,2*41003083/ 7032944,8 = 537 kg / cm2 < [] = 1800 kg/ cm2
Tính độ bền chân cổng
= 953 kg/ cm2 < [] = 1800 kg/ cm2