kết cấu kim loại máy trục

Tài liệu tham khảo kết cấu kim loại máy trục

Kết cấu kim loại máy trục V- Ki ể m tra di ề u ki ệ n b ề n c ủ a v : 1. Tại mặt cắt B –B M = 322188( KGm ) , Q = 79825 ( KG ) , N = 33478 ( KG ) *Kích thước mặt cắt chọn sơ bộ * diện tích tiết diện : )(514002760023800 )(2760013800.2 )(1380030.460. 2 )(2380011900.2 )(1190010.1190. 2 2 2 2 021 2 2 21 mmFFFF mmF mmHFF F mmF mmBFF F tbi t ttt t b bbb b =+=+=∑= ==⇒ ===== ==⇒ ===== δ δ * Xác đònh momen quán tính của tiết diện đối với trục X và Y - Xét tấm biên : )(10.14,0 12 10.1190 12 . )(99167 12 10.1190 12 . 410 3 3 21 4 3 3 21 mm B JJ mm B JJ b yy b xx ==== ==== δ δ 1 Kết cấu kim loại máy trục Tònh tiến hệ trục (X 1 O 1 Y) và (X 2 O 2 Y) về hệ trục OXY với khoảng cách trục      = + = + = = )(235 2 10460 2 0 0 0 0 mm H Y X b δ Ta được : )(10.147. )(10.37411900.23599167. 47 2 2 02 0 2 0 1 472 2 2 02 0 2 0 1 mmFXJJJ mmFYJJJ byyy bxxx =+== =+=+== - Xét 2 tấm thành : )(84375 12 460.30 12 . )(10.375,3 12 460.30 12 . 4 3 0 3 43 47 3 3 0 43 mm H JJ mm H JJ t yy t xx ==== ==== δ δ Tònh tiến hệ trục (XO 3 Y 3 ) và (XO 4 Y 4 ) về hệ trục OXY với khoảng cách trục:      = = + = + = 0 )(610 2 301190 2 0 0 0 Y mm B X t δ Ta được : )(10.147. )(4921875020460.099167. 47 2 2 02 0 2 0 1 42 2 2 02 0 2 0 1 mmFXJJJ mmFYJJJ byyy bxxx =+== =+=+== - Xét toàn bộ mặt cắt tiết diện : ( ) ( ) )(10.5762 )(10.3522 470 3 0 1 470 3 0 1 mmJJJ mmJJJ yyY xxX =+= =+= Momen chống uốn của tiết diện đối với trục X )(10.213 165 10.352 35 7 max mm Y J W X X === Momen chống uốn của tiết diện đối với trục Y )(10.82 700 10.576 35 7 max mm X J W Y Y === * vậy ta có : Ứng suất pháp lớn nhất sinh ra trên tiết diện: 2 Kết cấu kim loại máy trục 2 5 max max /72,2 10.213 322188 114000 337480 mmKG W M W M F N X X Y Y =+= ++= σ σ - Ứùng suất tiếp do Q gây ra : c xx c xd Qd bJ SQ . . = τ Q : lực cắt lớn nhất tại tiết diện Q = 79825 ( KG ) S c x : Momen tónh các phần bò cắt bỏ đối với trục X ( ) 36 10.04,55 2 330 .9000)75330.(210000 2 mm H FHFS tbb c x =+−=       +−= δ J x : Momen quán tính của tiết diện đối với trục x, J x = 352.10 7 ( mm 4 ) b x c : Chiều rộng tiết diện bò cắt b c x = 2. δ t = 2.15 = 30 ( mm ) )/(16,4 30.10.352 10.04,55.79825 2 7 6 mmKG Qd == τ - Ứng suất tương đương 22222 max /7,716,4.372,23 mmKG td =+=+= τσσ < [ σ ] = 18 KG/mm 2 Vậy tiết diện mặt cắt thỏa mãn điều kiện bền VI- KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH 1- Kiểm tra ổn đònh dầm chính : * Ổn đònh cục bộ dưới tác dụng ứng suất pháp do momen uốn M gây ra tại mặt cắt nguy hiểm : - Đặc trưng hình học của dầm tại mặt cắt nguy hiểm : J X = 352.10 7 mm 4 J Y = 376.10 7 mm 4 F = 51400 mm 4 3 δ γ o R o' q cy q cx R Fy b a R o'' s b R b Kết cấu kim loại máy trục Ta có : mm F J i X 8,234 63800 10.352 7 min === Độ mảnh của thanh : 1,61 8,234 16000.1. min === i l µ λ µ = 1 ( theo [4] ) tra bảng 10-2 [7] ta được ϕ = 0,81 Vậy: [ ] 22 /5,1418.81,0./5,6 51400 337480 mmNmmN n ==≤== σϕσ Dầm đủ ổn đònh VII-: TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP CẦN 1- VỊ TRÍ TẦM VỚI LỚN NHẤT. TỔ HP ΙΙ a 1. Các thông số: δ = 50 0 a = 18 m γ = 30 0 b = 5 m L c = 23 m 2. Các lực tác dụng lên cần:  Trọng lượng bản thân cần phân bố đều theo chiều dài cần: q c = 27 16000 = c c L G = 593 KG/m Phân tích q c thành 2 thành phần : vuông góc với trục cần và dọc theo trục cần. + q cx = q c .sin γ = 593.sin 30 0 =296.5 KG/m + q cy = q c .cos γ = 593.cos 30 0 =513.5 KG/m 4 δ γ o R o' f qt q cx R B R Fy b a R o'' q cy S B Kết cấu kim loại máy trục  Phản lực tại chốt liên kết cần và vòi: R B = ByBx RR 22 + = 166931 KG S B = ByBx SS 22 + = 39183 KG 1. Các phản lực gối tựa: Phản lực trong thanh răng R F  ∑ Mo=0 ⇔ R F sin 50 0 .b- q cy .L.L/ 2=0 R F =363234 KG +Xét mặt cắt (1-1) Mx=- q cy. z.z/ 2 Z =0 ⇒ Mx=0 Z=18 ⇒ Mx=-85212KG Q=- q cy .z Z=0 ⇒ Q=0 Z=18 ⇒ Q=-9468 KG N= R B + q cx z+ S B Z=0 ⇒ N=206114KG Z=18 ⇒ N=211586 KG +Xét mặt cắt (2-2) Mx=- q cy .(z+18).(z+18/ 2)- R Fy .z Z=0 ⇒ Mx=-85212KG Z=5 ⇒ Mx=0 Q=- q cy .(z+18)+ R Fy Z=0 ⇒ Q=-9468 KG Z=5 ⇒ Q=15727 KG N= R B + q cx .(z+18) + S B + R Fx . cos δ Z=0 ⇒ N=206114KG Z =5 ⇒ N=279845 K TỔ HP ΙΙ b 1. Trong mặt phẳng thẳng đứng: Các lực tác dụng : 5 Kết cấu kim loại máy trục  Trọng lượng bản thân cần phân bố đều theo chiều dài cần: q c = 27 1600 = c c L G = 593 KG/m Phân tích q c thành 2 thành phần : vuông góc với trục cần và dọc theo trục cần. + q cx = q c .sin γ = 593.sin 30 0 =296.5 KG/m + q cy = q c .cos γ = 593.cos 30 0 =513.5 KG/m  Phản lực tại chốt liên kết cần và vòi: R B = ByBx RR 22 + = 166936 KG S B = ByBx SS 22 + =32653 KG  Lực quán tính tiếp tuyến của cần khi thay đổi tầm với coi như phân bố đều theo chiều dài cần: f qt = 27 1,0 c c qt G L F = = 27 16000.1,0 = 59.26 KG/m Các phản lực gối tựa:  Phản lực trong thanh răng R F  Phản lực gối tựa tại chốt đuôi cần R o’ , R o’’  ∑ Mo=0 ⇔ R F sin 50 0 .b- q cy .L.L/ 2 – Fqt.L.L/ 2 R F =40526 KG +Xét mặt cắt (1-1) Mx=-( q cy. Z.Z/ 2+ Fqt.Z.Z/ 2) Z =0 ⇒ Mx=0 Z=18 ⇒ Mx=-753523 KG Q=- q cy .Z+ Fqt.Z.Z/ 2 Z=0 ⇒ Q=0 Z=18 ⇒ Q=-8372KG N= R B + q cx Z+ S B 6 17677 8372 29827 75352 N (KG) Q (KG) M x (KGm) R o'' a b RF R B q cx q cy R o' o γ δ f qt 176547 221064 186015 313787 Kết cấu kim loại máy trục Z=0 ⇒ N=176547KG Z=18 ⇒ N=186015 KG +Xét mặt cắt (2-2) Mx=- q cy .(Z+18).(Z+18/ 2)- R F . sin 50 0 .Z+ Fqt.(Z+18).(Z+18)/ 2 Z=0 ⇒ Mx=-75352 KG Z=5 ⇒ Mx=0 Q=- q cy .(Z+18)+ R F . sin 50 0 .Z+ Fqt.(Z+18). Z=0 ⇒ Q=-17677 KG Z=5 ⇒ Q=29827 KG N= R B + q cx .(z+18) + S B + R F . cos50 Z=0 ⇒ N=186015KG Z =5 ⇒ N=313787 K 2. Trong mặt phẳng ngang: Các lực tác dụng :  tải trọng gió phân bố đều theo phương ngang: P g c = P c .F c P c : áp lực gió lên cần. P c = q 0 .n.c. η . β (Kg/m 2 ) 7 63938 M x (KGm) M u (KGm) Q (KG) q g M B 945 54765 Kết cấu kim loại máy trục q 0 : áp suất động của gió ở độ cao 10m so với mặt đất ở trạng thái làm việc, q 0 = 15 kg/m 2 . n : hệ số hiệu chỉnh tăng áp lực phụ thuộc vào độ cao so với mặ đất, n=1,5 ( bảng 1.6 [1] ). c : hệ số khí động học , c = 1,4 ( bảng 1.7 [1] ). η : hệ số quá tải, tính theo phương pháp ứng suất cho phép η =1 β : hệ số động lực, β = 1 F c : diện tích chắn gió của cần, F c =30 m 2 . P g c = 945 KG q g = c c g L P = 41 KG/m 2  Khi lực ngang T tác dụng ở đầu vòi sẽ gây ra uốn và xoắn cần cũng như giằng vòi. Momen tương hỗ từ vòi truyền lên cần do lực ngang T gây ra : M B = 63938 (KGm) Các phản lực gối tựa: Phản lực tại chốt chân cần Q= q g .L M= M B - q g .L.L/ 2 2- VỊ TRÍ TẦM VỚI TRUNG BÌNH. TỔ HP ΙΙ a 1. Các thông số: δ = 65 0 a = 18 m γ = 50 0 b = 5 m L c = 23 m 8 Kết cấu kim loại máy trục 2. Các lực tác dụng lên cần:  Trọng lượng bản thân cần phân bố đều theo chiều dài cần: q c = 27 16000 = c c L G = 593 KG/m Phân tích q c thành 2 thành phần : vuông góc với trục cần và dọc theo trục cần. + q cx = q c .sin γ = 593.sin 50 0 =454 KG/m + q cy = q c .cos γ = 593.cos 50 0 =381 KG/m  Phản lực tại chốt liên kết cần và vòi: R B = ByBx RR 22 + = 114172 KG S B = ByBx SS 22 + = 39183 KG 2. Các phản lực gối tựa: Phản lực trong thanh răng R F  ∑ Mo=0 ⇔ R F sin 65 0 .b- q cy .L.L/ 2=0 R F =22763 KG +Xét mặt cắt (1-1) Mx=- q cy. z.z/ 2 Z =0 ⇒ Mx=0 Z=18 ⇒ Mx=-63180KG Q=- q cy .z Z=0 ⇒ Q=0 Z=18 ⇒ Q=-7020 KG N= R B + q cx z+ S B Z=0 ⇒ N=153355KG Z=18 ⇒ N=161725 KG +Xét mặt cắt (2-2) Mx=- q cy .(z+18).(z+18/ 2)- R Fy .z Z=0 ⇒ Mx=-63180KG Z=5 ⇒ Mx=0 Q=- q cy .(z+18)+ R Fy Z=0 ⇒ Q=-13609 KG Z=5 ⇒ Q=11609 KG N= R B + q cx .(z+18) + S B + R Fx . cos δ 9 N (KG) Q (KG) M x (KGm) R o'' a b R F R B q cx q cy R o' o γ δ S B 68130 13609 7020 11660 153355 161725 171345 173670 R o'' a b R F R B q cx q cy R o' o γ δ f qt S B Kết cấu kim loại máy trục Z=0 ⇒ N=171345KG Z =5 ⇒ N=173670 KG TỔ HP ΙΙ b 1. Trong mặt phẳng thẳng đứng: Các lực tác dụng :  Trọng lượng bản thân cần phân bố đều theo chiều dài cần: q c = 27 16000 = c c L G = 593 KG/m Phân tích q c thành 2 thành phần : vuông góc với trục cần và dọc theo trục cần. + q cx = q c .sin γ = 593.sin 50 0 =454 KG/m + q cy = q c .cos γ = 593.cos 50 0 =381 KG/m 10 [...]... (z+18) + SB + RF cos65 11 Kết cấu kim loại máy trục Z=0 ⇒ N=148353KG Z =5 ⇒ N=153468 KG RB qcx qcy a fqt RF δ Ro' γ o Ro'' b 73029 15371 Mx (KGm) 8115 Q(KG) 131654 13476 137234 N (KG) 148353 153468 2- VỊ TRÍ TẦM VỚI NHỎ NHẤT TỔ HP ΙΙ a 1 Các thông số: δ = 720 γ = 800 a = 18 m b=5m Lc = 23 m 2 Các lực tác dụng lên cần: SB RB qcx qcy a RF δ Ro' γ b o Ro'' 12 Kết cấu kim loại máy trục  Trọng lượng bản thân... 3- TÍNH ỔN ĐỊNH CẦN TRỤC Theo qui đònh về an toàn, tất cả các máy trục di động kiểu cần đều phải được thiết kế và chế tạo đảm bảo đứng vững không bò lật 3.1 Tính đứng vững của cần trục khi có vật nâng: Hình 8.1: Sơ đồ các tải trọng tác dụng lên cần trục 27 Kết cấu kim loại máy trục Hệ số đứng vững khi có vật nâng, tức là tỉ số giữa mômen do trọng lượng tất cả các bộ phận của cần trục với mômen do vật... Trong đó: + L = 30 (m) : Tầm với của cần (đo trong mặt phẳng ngang khoảng cách từ vật đến trục quay của cần trục) + l = 2,2 (m) : Khoảng cách từ trục quay của cần trục đến cạnh lật + Q = 30 (T) : Tải trọng của vật nâng => Mv = 30 x (30 – 2,2) = 834 (T.m) 28 Kết cấu kim loại máy trục • Mf - Mômen phục hồi của cần trục trên mặt nghiêng: ' Mf = G q (l + lq – H2.sin) + G.l.cos (4-4) [5] Trong đó; ' + G... trình làm việc, ta sử dụng loại bulông có cường độ cao Loại bulông này được làm từ thép hợp kim 40X, sau đó được gia công nhiệt Giống như các loại buông thường (bulông thô), độ chính xác của bulông có cường độ cao không cao, nhưng do bulông được làm từ thép có cường độ cao nên ta có thể vặn đai ốc rất chặt (bằng cờ lê lực) làm cho thân bulông chòu kéo và 26 Kết cấu kim loại máy trục gây lực ép rất lớn... chốt kiên kết cần và thanh kéo dối trọng ( mặt cắt có nội lực sinh ra lớn nhất ) 16 Kết cấu kim loại máy trục  Mặt cắt đi qua vò trí chốt kiên kết cần và vòi  Mặt cắt đi qua vò trí chốt kiên kết đuôi cần Ta đặt các tấm lát liên tục trên tấm biên chòu nén cản trở sự xoay của tiết diện dầm nên có thể bỏ qua bước kiểm tra ổn đònh tổng thể của cần khi chòu xoắn 1 Mặt cắt đi qua vò trí chốt kiên kết cần... + 3.(1,1 + 0,08 + 0,01) 2 = 2,17 ( kG / mm 2 ) σ td < [σ ] : vậy tiết diện đủ bền ξ2.5 KIỂM TRA MỐI GHÉP HÀN Phần kết cấu thép nâng cao được cấu tạo từ các tấm thép liên kết với nhau bằng mối ghép hàn, các mối hàn này chạy dọc theo mép của tấm biên và tấm thành 25 Kết cấu kim loại máy trục Mối hàn trong dầm sẽ chòu ứng suất tiếp do các lực cắt và lực dọc gây ra, chòu ứng suất dưới tác dụng momen uốn... 10.2200 3 = = 5,12.10 9 ( mm 4 ) 12 12 3 3 δ H 10 2200 = t 0 = = 4,5.10 5 (mm 4 ) 12 12 J x3 = J x 4 = J y3 = J y 4 Tònh tiến hệ trục (XO3Y3) va ø(XO4Y4) về hệ trục OXY với khoảng cách trục B + δ t 1460 + 10  = = 602,5 (mm) X0 = 0  2 2  Y0 = 0  Ta được : 18 Kết cấu kim loại máy trục 0 0 J x 3 = J x 4 = J x 3 + Y02 Ft 2 = 5,12.10 9 + 602,5 2.24000 = 13,82.10 9 0 0 2 J y 3 = J y 4 = J y 2 + X 0 Fb 2 =... x3 = J x 4 = J y3 = J y 4 Tònh tiến hệ trục (XO3Y3) và (XO4Y4) về hệ trục XOY với khoảng cách trục: B + δ 3300 + 70  = 1379 (mm) X0 = 0 t =  2 2  Y0 = 0  Ta được: 0 0 J x1 = J x 2 = J x 2 + Y02 Ft 2 = 1,1.10 9 + 1379 2.44800 = 8,6.1010 0 0 2 J y 3 = J y 4 = J y 2 + X 0 Ft 2 = 4,5.10 5 (mm 4 ) ( mm 4 ) - Xét toàn bộ mặt cắt tiết diện 23 Kết cấu kim loại máy trục ( = 2( J ) ( ) = 2.( 2,9.10 ) 0 0... Các lực tác dụng : qcy a fqt RF δ Ro' γ b o Ro'' 14 Kết cấu kim loại máy trục  Trọng lượng bản thân cần phân bố đều theo chiều dài cần: Gc 16000 qc = L = 27 = 593 KG/m c Phân tích qc thành 2 thành phần : vuông góc với trục cần và dọc theo trục cần + qcx = qc.sinγ = 593.sin 800 =584 KG/m + qcy = qc.cosγ = 593.cos 800 =103KG/m  Phản lực tại chốt liên kết cần và vòi: RB = R 2 Bx + R 2 By = 15032 KG SB... suất tiếp do QY gây ra : τ QY c QY S x = c J x bx 19 Kết cấu kim loại máy trục Q y = 54765 ( kG ) : Lực cắt lớn nhất tại tiết diện giữa cần trong mặt phẳng nâng Scx : Momen tónh các phần bò cắt bỏ đối với trục X 1630 H  c S x = Fb ( H − δ b ) + Ft   = 37800.(1630 − 15) + 24000 = 80,6.10 6 2 2 mm 3 Jx : Momen quán tính của tiết diện đối với trục x, Jx = 5,228.1010 ( mm4 ) bxc : chiều rộng tiết