TÍNH TOÁN VÀ SỬ DỤNG THIẾT BỊ NÂNG CHUYỂN

Khi tính toán móc đơn dạng tấm hình F - diện tích tiết diện ngang, cn r; e, - khoảng cách từ trọng tâm của tiết diện đến mép của thớ trong, cm; a - bán kính của miệng móc treo, cm; K - h

PHẠM HUY CHÍNH

NHÀ XUẤT BẢN XẢY DựNG

LỜI NÓI ĐẨU

Cuốn "Tính t o á n sử d u n g các t h i ế t b i n ã n g c h u y ê n "

trin h bày những tính toán đơn giản thường gặp trong q u á trình

k h a i thác chúng đê phục vụ thi công các công trìn h xâ y dự ng hoặc trong sán xuất công nghiệp.

N ội d u n g cụ th ế của sách được thế hiện trong các chương sau: Chương 1 - Tính toán các thiết bị m a n g tải.

Chương 2 - Tính toán các thiết bị nâng tải đơn giản.

Chương 3 - Tính toán cần trục.

Chương 4 - Tính toán một sô'chi tiết của m áy n ă n g tải.

C hương 5 - T ính toán công suất và năng s u ấ t của m á y vận

chuyến liên tục.

Chương 6 - Tính toán kết cấu kim loại của cần trục.

Vì trìn h độ và k in h nghiệm có hạn, nên trong q u á tr in h biên soạn khó tránh khỏi có thiếu sót.

R ấ t m ong nhận được những ý kiến đóng góp q u ý báu của q u ý độc giả Mọi góp ý xin gửi về phòng B iên tập sách K hoa học kỹ

th u ậ t N h à xuất bán Xảy dựng 37 Lê Đ ại H à n h , H à Nội Điện th o ạ i; 04 9741954

T á c giả

Chương 1

T ÍN H TOÁN CÁC THIẾT BỊ M A N G TẢI

1.1 M Ó C CẨU

1.1.1 T ính toán kiêm tra móc đơn

Móc đơn (hình 1.1) gồm phần thẳng là thanh hình trụ có cắt ren, phần cong có tiết diện ngang hình thang

Việc tính toán, kiểm tra IIIÓC được thực

hiện như sau:

Phần ren của móc được kiếm tra từ điều

kiện cường độ chịu kéo:

Trong đó:

d, - đường kính trong của ren, cm;

| ơ | k - ứng suất chịu kéo cho phép,

kG /cm :

Ở phần cong của móc, ứng suất phát

sinh ở tiết diên nguy hiểin do tác dụng uốn

và kéo đồng thời Tiết diện của móc chịu

tác dụng của ngẫu lực và lực Q Lực Q gây

nên ứng suất kéo, ngẫu lực gây nên ứng

suất uốn, phân bô' đều trên toàn bộ tiết

diện nguy hiểm

ứ i g suất lớn nhất sẽ phát sinh ở điểm tại thớ xa nhất của mép trong của móc:

H ình 1.1: Móc dơn

ơ, = ơ k + ơ u

ơị = Q _M F

, kG/cm

ứng suất nhỏ nhất sẽ phát sinh ở điểm nằm tại thớ xa nhất của mép ngoài của móc:

ơ 2 - ơ k ơ u

kG/cm2

F w 7Trong đó:

e, - khoảng cách từ trục đi qua trọng tâm tiết diện móc đến thớ xa nhất

ớ mép trong của nó, cm;

e 2 - khoảng cách từ trục đi qua trọng tâm tiết diện đến thớ xa nhất ở

m ép ngoài của nó (e, = h - e,);

M ôm en quán tính của tiết diện hình thang:

Q ' = -, kG;

2c o s4 5

ứ ng suất tổng cộng:

ơ l.c = ơ u + JTC kG /cm ;Trong đó, ứng suất uốn ở tiết diện thắng đứng:

ứ ng suất pháp cho phép ở móc rèn có truyền động máy khi tiết diện ngang

và tiết diện thẳng đứng giống nhau là 1500kG/cnr còn khi những tiết diện này khác nhau, là 1200 kG /cnr Với phuơng pháp tính toán trên, ứng suất cho phép giảm 2,0 - 30%

1.1.2 Kiểm toán dầm ngang treo móc

Trên hình 1.2 chi rõ sơ đồ nguyên

tắc của hệ thống treo móc Sơ đổ thứ

nhất làm tăng kích thước giới hạn

(kích thước phủ bì) của nút treo theo

chiều cao, do đó làm giám chiều cao

giới hạn nâng tải Việc áp dụng sơ đồ

thứ hai với palăng kép có tỉ số truyền 2

Iỉìn h 1.2: Sơ đồ treo móc

1.1.3 T ính toán móc đơn dạng tấm

Những m óc đơn dạng tấm được chế tạo từ những tấm thép riêng biệt bằng thép CT-3 và thép 20, có chiều dày > 20mm, cắt theo dưỡng và tán đinh liên kết chúng với nhau

Đường kính ngõng trục của dầm ngang xác định từ phương trình:

— = 0 lđ 3 [ct]u , kG.cm ;

Khi tính toán móc đơn dạng tấm (hình

F - diện tích tiết diện ngang, cn r;

e, - khoảng cách từ trọng tâm của tiết

diện đến mép của thớ trong, cm;

a - bán kính của miệng móc treo, cm;

K - hộ số, phụ thuộc vào hình dạng

tiết diện ngang và đường cong

trục trung hoà của móc

Đối với tiết diện chữ nhật:

h - chiều cao của tiết diện, cm;

r - bán kính cong của trục đi qua

trọng tâm tiết diện, cm

k G / c m

Trong đó:

Ọ - trọng tải của móc, kG;

F, - diện tích tiết diện thẳng đứng, cirr

Tiết diện của mặt cắt đi qua lỗ cần phải kiểm tra vể chịu kéo

ú h g suất cho phép đối với móc dạng tám

Lực vuông góc với tiết diện A-A:

Tiếp theo, xác định ứng suất ở tiết diện A-A theo những công thức tính toán móc đơn, trong đó thay lực Q bằng lực P|

1.2 TÍNH TOÁN L ực TÁC DỰNG VÀO GÀU NGOẠM

ớ tư th ế xúc (hình 1.6, a), gàu ngoạm chịu tác dựng của những lực: lực kéo của dây cáp đóng gàu và lực cản khi đưa hàm gàu vào vật liệu Lực kéo

ớ cá hai cáp p, và p2 bằng trọng lượng của gàu chất tải:

Trên hình 1.6, b chỉ rõ tất cả những lực đặt vào gàu ngoạm chứa đầy vật liệu và đóng kín Những kí hiệu trên hình vẽ:

G| và G, - trọng lượng bản thân của phần dưới và phần trên của gàu ngoạm;

G : - trọng lượng của vật liệu chứa trong gàu ngoạm;

Q - trọng lượng của gàu ngoạm chất tải

Lực z, tác dụn g lên phía trên, đặt vào bộ phận trung tâm của gàu ngoạm:

z , = ( n + 1)P, , kG;

Lực Z 2 tác dụng xuống phía dưới, đặt vào cấu kiện ngang bên trên:

z ; = nP, , kG;

Trong đó: n - số puli của palăng

Đế xác định lực xúc, ta xem xét sơ đồ lực của phần bên phái của gàu ngoạm (hình 1.6c), thay tác dụng lực của phần bên trái bằng các phán lực thành phần

Lập phương trình m ôm en đối với điểm A ( I M A = 0):

T rong đó:

p - lực ép của hai nửa kẹp vào mũi

núng, kG;

Q - trọng lượng của thỏi đúc, kG

Nhữno kích thước của bộ ghắp được

xác định từ điều kiện cân bằng khi đó

lực m a sát tạo nên bởi cái kẹp, giữ vật:

2(J.N = QLực tác dụng vào thanh kéo, không

tính trọng lượng của cái kẹp:

T = — ——

2 c o syKhi cân bằng tay đòn:

Chương 2

TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ NÂNG TẢI ĐƠN GIẢN

2.1 TANG QUẤN

2.1.1 Tính chiều dày thành tang

Với kết cấu của tang quấn, người ta xác định sơ bộ chiều dày thành của nó (hình 2.1) theo công thức kinh nghiệm: Đối với tang đúc bằng gang, công thức này là:

a = 0,02D + (6 + 10)mm > 12mmTrong đó:

a - chiều dày thành tang, mm;

D - đường kính của tang tính theo đường tim cáp, mm

Hình 2.1: cắ t (lọc tliành tang a) Có rãnh quăn cáp bìnli thường; b) Có rãnh quấn cáp sáu

Theo điều kiện của công nghệ đúc, người ta chọn chiều dày của thành tang > 12mm

Đối với tang quấn c h ế tạo bằng thép, thì lấy a = d, trong đó d là đường kính của cáp, mm

Kiểm tra những kích thước nhận được theo biến dạng nén bằng công thức:

p

ơ = — < [ơ ]n , k G / c n r ; a.t

T rong đó:

p - lực kéo cáp, kG;

a - chiều dày của thành tang, cm;

t - bước xoắn quấn cáp, cm

ứ n g suất nén cho phép đối với vật liệu chế tạo tang quấn lấy như sau:

p - lực kéo của nhánh cáp dẫn vào tang, kG;

D - đường kính của tang quấn, m

Sau đó, xác định mômen uốn theo cônq thức:

- Đối với tang có rãnh quấn cáp một chiều: (hình 2.2a):

p /

M = — kG.m;

4-Đối với tang có rãnh quấn cáp bên trái và bên phái (hình 2.2 b ):

Mu = p.a , kGm ;Trong đó:

p - lực kéo của cáp, kG;

/ - nhịp của tang, tính theo tim ổ chặn, m;

a - khoảng cách từ trục ổ chặn đến dường tác dụng của tải trọng, m

Xác định m ôm en của hợp lực:

M = J m 2 x + M Ỉ , kG m

Hình 2.2: Sơ dồ tái trọng của tưnẹ quấn

a) Taiìg có rãnh quấn cáp một chiêu; b) Tưng có rãnh quân trái và phủi

ứ n g suất lớn nhất ở thành tang, tính theo cỏng thức:

ơ max = ’ kG/cm 2

X

Trong đó: W x - m ô m e n kháng uốn xích đạo của tiết diện tang quấn, cm' Khi tính toán tang quấn ớ trạng thái chịu lực phức tạp, do tác dụng đồng thời của uốn và xoắn, thì ứng suất uốn cho phép lấy đối với tang đúc báng thép là 1200 kG /cm 2; còn đối với tang hàn là 1400 kG/crrr

2.1.2 Tính du ng lượng cáp của tang quấn

Dung lượng cáp củ a tang quấn phụ thuộc vào chiều cao nâng tải và chiều dài quân cáp:

Lc = H.m,

T ro n2 đó:

H - chiều cao nâng tai lớn nhất, m;

m - tí số truyền động cùa palăng;

L - chiều dài cáp, m

Xác định số vòng làm việc đối với tang quấn có rãnh xoắn một chiều:

Trong đó:

n, - số vòng cáp làm việc;

D - đường kính tang quấn, m

Dự tính C Ó 2 - 3 vòng cáp dự trữ, những vòng này không quấn vào tang.Như vậy số vòng cáp của tang sẽ là:

n = n, + (2 + 3)Những vòng cáp dự trữ tạo nên lực ma sát, giữa bề mặt tang quấn và cáp,làm giảm lực tác dụng tại chỗ cố kết đầu cáp vào tang quấn

Xác định bước cáp ờ tang:

t = d + (1 - 2 ) , mmTrong đó:

ở những tang có rãnh xoắn hai chiều,

chiều dài của tang (hình 2.3) bằng

/, = 2t (n, + 2,5) + /,, mm

Trong đó:

/ị - khoảng cách (mm) giữa các rãnh

xoắn, đảm bảo độ sai lệch của cáp so

với đường tim rãnh xoắn khi quấn nổ

Đối với tang quấn palăng kép, chiều dài đầy đủ của tang được xác định theo công thức sau:

/ = 2 mH + 5,5

71.DChiều dài đầy đủ của tang quấn palăng đơn được tính tương tự:

/

7T.D7,5t = l,5t + 4t + 2t, mm;

Trong đó:

l,5t - đoạn dỡ tải củ a nút cố kết, mrn;

4t - đoạn cố kết đầu cáp, mm;

2t - đoạn tang quấn, từ mép đến điểm c ố kết cáp, mm;

m - tỉ số truyền đợng của palăng

2.1.4 Ví dụ tính toán

Xác định những kích thước tối thiểu của tang quấn bằng gang của cơ cấu nâng của cần trục điện kiểu cầu, có sức nâng 10T, làm việc ở ch ế độ trung bình, nếu đường kính cáp là 17,5mm, chiều cao nâng tải là 12m số nhánh của palăng

là 4, tang có rãnh xoắn hai chiều, trọng lượng của bộ kẹp móc là 200kG

- Xác định đường kính của tang quấn:

D > d.e, mmTrong đó, e là hệ số, phụ thuộc vào loại thiết bị nâng và chế độ sử dụng, ở đây,

e = 25 (xem bảng 4.2 trong sách "Máy và thiết bị nâng chuyển” - Phạm Huy Chính - NXBXD-2007)

Để chọn cáp của palăng và tính toán tới cần phải xác định lực kéo cáp s,

đi ra từ puli cuối và dần vào tang của tời Khi nâng tải lực kéo đó sẽ bằng tải trọng tính toán lớn nhất ở cáp:

Trong đó:

i - tỉ số truyền động của palăng ( i_ — , trong đó V, là tốc độ quấn cáp

v n

ở tang, vn là tốc độ nâng tải);

r|p - hệ số hiệu dụng của palăng

Lực kéo trong nhánh cáp của palăng (hình 2.4) xác định theo phương trình:

s , = s , t | , ; s , = s , IV = s, n 2 ;s~ = s , T) = s, r ir- s„ ; (2.2)Trong đó:

n - số các nhánh cáp của palăng, bao gổm cả nhánh kéo;

r |r - hệ số hiệu dụng của ròng rọc (puli)

Đ ể xác định lực kéo S|, người ta cắt cáp bằng mặt cắt I-I và lập phương trình cân bàng của phần dưới Đối với những palăng m à nhánh kéo đi ra từ ròng rọc chuyển hướng phía trên (hình 2.4, a, b) thì:

St + S-Ị + + Sn - Q = 0;

V ' V

a , s 2S 3, s 4

r S

v„ I T ^ 1

H ình 2.4: Sơ dồ palăng đơn

CI, b - có nhánh cáp di ra từpali ở bên trên;

c, d - có nhánh cáp di ra từpuli ở phía dưới

với nhau và quay quanh trục o , Một dây xích

vòng được luồn vào rãnh các bánh xe của ròng

rọc động và ròng rọc cố định

Khi lực kéo F tác dụng vào nhánh xích 4,

bánh xe bán kính R quay về phía trái, kéo

nhánh xích 4 nâng ròng rọc động 0 2 lên, đồng

thời bánh xe có bán kính r cũng quay ngược

chiều kim đồng hồ kéo xích ở nhánh 3 về

nhánh 2 để hạ ròng rọc động 0 2 xuống Vì

R > r nên mỗi lần quay ngược chiều kim đồng

hồ, đoạn xích 4 bị kéo về nhánh 1 dài hơn

đoạn xích ở nhánh 2 xả ra, nên ròng rọc động

2 được nâng cao và đoạn xích 1 - 3 dài ra

f = 4

2

rRTrong đó:

F - lực kéo;

Q - trọng lượng của vật nâng;

r - bán kính bánh xe nhỏ của ròng rọc cô định;

R - bán kính bánh xe lớn của ròng rọc cố định;

r| - hệ s ố hiệu dụng của palăng xích kéo tay kiêu trục vít, r| = 0,75.

2.3.2 Palãng xích kéo tay kiểu bánh răng (hay còn gọi là palăng xích kiểu trục vít vô tận)

định gắn chặt với bánh xe răng khía 1, ăn

khớp với trục vít vô tận 2 Khi có lực F tác

dụng vào dày xích 4, thì bánh xe 3 quay

đồng thời cũng làm cho trục vít quay theo và

nhờ bánh xe rãng khía m à ròng rọc cố định

quay nâng ròng rọc động cùng với vật

treo lên

b) Tính toán lực kéo

Nếu trục vít vô tận có số răng là m, thì khi

quay bánh xích 3 một vòng, độ dài của

dường quay sẽ là 2ĩtR, và trỤc vít vồ tận sễ

làm quay ròng rọc cố định — vòng, và độ

mdài đường quay của nó sẽ là 2rcR

m

Lực kéo F làm quay bánh xe một vòng sẽ Hình 2.6: Sơ đồ tính toán palăng

2ĩĩRTrọng lượng Q của vật treo được nâng lên một đoạn ——— sẽ sản ra một

mcông là:

Q - trọng lượng của vật nâng;

m - số răng của trục vít vô tận;

TỊ - hệ SỐ hiệu dụng của palăng xích

2.4 TỜI

2.4.1 Tòi tay

a) Tính kết cấu tay quay

Đường kính tay nắm ở chỗ liên kết

với tay quay được tính toán từ

phương trình độ bền uốn theo

-Hình 2.7: Sơ đồ tính kết cấu tay quay

Tiết diện nguy hiểm của tay quay F = b.ỗ được tính chịu tác dụng đồng thời của uốn và xoắn theo mômen tương đương:

M u = P./p, kGcm ;

M x = 0,5 p /, , kGcm ;

ơ = tđbd'

< [ ơ ] u , kG/crrr

- Công thức tính đơn giản:

N, - số răng hoặc bán kính của pinhông nhỏ;

N2 - số rãng hoặc bán kính của pi nhông lớn;

Q - trọng lượng của vật, kG

V í dụ:

Hãy tính toán xem phải dùng một

lực quay tời bằng bao nhiêu để có thể

F - w ọ

0 ,8 R 1.N2.N4 ’

T rong đó:

N 3 - số bánh răng của pi nhông nhỏ;

N4 - số bánh răng của pi nhông lớn

Trong tính toán cần chú ý đến ti lệ bánh răng:

N ,Đối với tời một căp trục: I' = — ,

0 N,

V • 1 • - _ _ Tir ^ ? -N 1

Đối với tời hai căp truc: I' = — —1 ,

N ,.N 3Thay vào hai công thức trên ta có:

Đối với tời một cặp trục:

Đối với tời hai cặp trục:

lý và I" - tra trong lý lịch của tời;

Q - trọng lượng vật cần nâng hay kéo, kG

Ví dụ:

Dùng tời tay hai cặp trục có đường kính tang quấn 20cm , bán kính tay quay 35cm, tỉ lệ bánh răng 1/28 để cẩu vật nặng 3T Hỏi phải dùng lực quay tời là bao nhiêu? Nếu sức quay của một người là 14 kG , thì cần bao nhiêu người?

Trong đó: 0,7 là hệ số kể đến sự không đồng đều khi quay tời.

c) C ô n g thứ c tính sức kéo của tời

Đ ối với tời m ột cặp trục:

Trong đó:

p - sức qu ay tời của mỗi người, lấy bằng 12kG;

m - số người quay tời;

Vị/ - hệ số không đồng đều khi quay tời, lấy bằng 0,7;

T) - hệ sô' hiệu dụng của tời, bằng 0,8 -ỉ- 0,88;

ĩ 0, R,, R 2 - ý nghĩa như đã nêu ở những công thức trên

T hay các giá trị p = 12kG, \\I = 0,7, r| = 0,88 vào cổng thức trên, ta có

cô n g thức tính sức kéo của tời một cặp trục:

D ù n g 4 người để quay một tời hai cặp trục có R, = 35cm, R 2 = lOcm và tỉ

iệ bánh răng 1/28 Hỏi có thể di chuyển được một vật nặng bao nhiêu?

H - lực hãm tời, kG:

s - lực kéo của tời, kG;

e - cơ số logarit nepe, e = 2,718;

Giải:

Theo đầu bài có n = 4, s = 5000kG

Tra bảng 2.1: H = 0,0231.5000

= 115,5kG > 2 X 15 = 30kG Như vậy bố trí hai người thì không thê hãm được

r| = TỊị.rỊp - hệ số hiệu dụng của tời và palăng;

D Ib - đư ờ ng kính trung bình quấn cáp ở tang, m;

iiđ - tỉ số truyền động của hộp giảm tốc hay của cơ cấu truyền động hở

c ủ a tời

2.5 KÍCH

2.5.1 Kích thanh răng (xem hình 2.10)

Lực cần thiết tác dụng Yầo tay quay để

nâng vật:

Q 1

r.i.TỊTrong đó:

Q - trọng lượng của vật nâng, kG;

d - đường kính đường bao ban đầu

của bánh răng dẫn động nối với

thanh răng, m ; '

Hình 2.10: Kích thanh răng

a ) Sơ đổ; b) Kết cấu

r - chiều dài tay đòn của tay quay, rn;

i - ti số truyền của truyền động bánh răng;

r| - hệ số hiệu dụng của cơ cấu kích, bằng 0,8 + 0,85 khi có sự ăn khớp trực tiếp của bánh dẫn với thanh răng, và bằng 0,65 + 0,67 khi có bánh răng trung gian

2.5.2 Kích trục vít (xem hình 2.11)

Với chiều dài tay cầm là /, và bán kính

trung bình của thanh vít là r, thì lực p tác

dụng theo đường chu vi, cần thiết đê quay

thanh vít chịu tải G sẽ là:

kG

p = Q.d2 L| , kG

D L ĩ ị Trong đó:

D - đường kính của pittông kích, cm;

d - đường kính của pittông bơm, cm;

L,, L - chiều dài cánh tay

M g - m ô m e n giữ của các lực đối với điểm O;

M, - m ôm en lật của các lực đối với điểm O;

k - hệ số ốn định chống lật, lấy bằng 1,5;

G.a + F.c' q Ĩ T

kiểm toán cẩn và dây giằng

Gọi: Q là trọng lượng vật cẩu;

Ta có:

- Lực nén cần: N = Q, + p, ;

- Lực căn g dây giằng T = Q: - p , ;

Kiểm tra khả năng chịu lực của cần và dây giằng:

N r 1r

T ro n g đó:

N - lực nén cần;

T - lực căng dây giằng;

F - diện tích tiết diện ngang của cần;

Fc - diện tích tiết diện ngang của dây cáp giằng;

[ơ]nd - ứng suất nén dọc thớ cho phép của gỗ;

[ơ ]c - ứng suất cho phép của dây cáp;

k - hệ số an toàn khi sử dụng dây cáp

3.1.2 Cần trục cột buồm (xem hình 3.3)

Ỵ M I K Ỵ M Ỵ m Ỵ Ilìn h 3.3: Sơ đồ tính toán cần trục cột buồm

Tuỳ thuộc vào cách bô trí hệ thống ròng rọc (một hoặc nhiều ròng rọc kép) m à tính ra sức kéo đế chọn tời và đường kính dây cáp

Tính cột chịu nén - uốn:

Lực nén lên cột gồm trọng lượng bản thân cột G, trọng lượng Q của vật, lực kéo p, trọng lượng hệ puli, cáp v v

Cột còn chịu m ôm en uốn do các tải trọng tác dụng lệch tâm

Công thức kiểm tra khả năng chịu nén uốn của cột sẽ là:

N M r , cpF + w ~ ơ Trong đó: N - lực nén cột, kG;

M - m ômen uốn do nén lệch tám, kG.cm;

(3.5)

F - tiết diện ngang của cột, c m :;

w - m ôm en kháng uốn của tiết diện cột, cm-'1;

cp - hệ số uốn dọc, phụ thuộc vào độ mảnh của cột

[ơ ]n - ứng suất nén cho phcp của vật liệu làm cột

3.2 TÍNH TOÁN M ỘT s ố CHI TIẾT CỦA CẨN TRỰC

3.2.1 Tính lực trong dây văng cúa cần trục cột

Sơ đồ cần trục cột xem trên hình 3.4

(hình 3.5) là bài toán phức tạp, bời

vì dưới tác dụng của tải trọng, đính

cột bị nghiêng đi và ứng lực trong

dây vãng được phân b ố phụ thuộc

vào một số yếu tố: sự bố trí dây

Hỉnh 3.5: Sơ đó tính toán lực ỏ dây vâng

văng và vị trí của chúng trên mặt bằng, trị số của lực câng trước v.v Với

độ chính xác đầy đủ (thiên về an toàn một chút) người ta xác định lực trong

dây vãng với giá thiết rằng cần của cần trục nằm trong mặt phẳng của dây

văng và toàn bộ tái trọng của cần được truyền cho một dây văng

Từ phương trình m ôm en đối với điểm o , lực trong dây vãng sẽ bằng:

Q ( l c o s a + k) + Q (0 5 1 co sa + k) + 0,5W H

H cospTrong đó:

Ọ - trọng lượng hàng, kể cả móc treo và palăng, kG;

Q c - trọng lượng của cần, kG;

w - lực do áp lực gió, kG

Từ công thức (3.6) cho thấy, lực tronc dây vãng tăng cùng với sự tăng độ vươn của cần và góc xiên p của dây văng Vì thế người ta bố trí dây văng với tính toán sao cho góc xiên của chúng không lớn hơn 30°

Trong thực tế, cột của cầu trục được giữ bởi một số dây văng, và khi bố trí chúng đều nhau theo đường tròn, thì lực trong dây văng chịu tải lớn nhất phụ thuộc vào số dây văng và có thể tính chính xác theo công thức:

Trong đó: k, - hệ số phụ thuộc vào số dây văng

Người ta chọn cáp thép để làm dây vãng theo lực lớn nhất, trong đó hệ số

an toàn về cường đô lấy > 3,5

3.2.2 Tính cơ cáu quay cúa cần trục xoay

Sc đổ của cần trục xoay cho trên hình 3.6

Khi tính toán cơ cấu xoay của cần trục, người ta xác định những lực tác dụng lên ổ đứng Lực đứng dùng để thiết kế gồm tất cả những lực tác dụng trên trục đứng:

G - trọng lượi\o của cầm tirục, kG;

L - độ vươn của cần trục, m;

/ - khoảng cách từ trục CỘ I xoáy đến trọng tâm của cần trục, m;

h - khoảng cách giữa các trục gối tựa của cột xoay, m.

M ôm en của lực masát do tải trọng tháng dứng ở ngõng tựa xác định theo công thức:

M| = |.i(Q + G ) ^ ^ , kG m ;

M ôm en của lực m a sát do các tải trọng ngang, tác dụng ở ổ gối đỡ (trên và dưới khi đường kính như nhau) xác định theo công thức:

M 2 = 2 |iH r , kG.m ;Khi các ổ đỡ có kích thước khác nhau, thì:

M 2 = | i ( H , r ' + H 2r") , kG.m

Trọng đó:

r, - bán kính ngoài của ngõng tựa, m;

ru - bán kính trong của ngõng tựa, m;

p - lực tác dụng vào tay quay, kG;

a - cánh tay đờn của tay quay, bằng 0,3 - 0,4m

M

1 — t.m t.c

M t q - n

Trong đó:

ilc = ic.i| - tí số truyền của cơ cấu truyền động bánh răng côn và bánh

răng trụ;

r| - hệ số hiệu dụng của máy

Công suất động cơ điện của cơ cấu xoay cần trục:

J, - m ôm en quán tính của dàn, bằng tổng mômen quán tính của khối lượng các thanh dàn đối với trục xoay, kG.m.s2;

J2 - m ôm en quán tính của vật nâng đối với trạc xoay của cần trục,

t - thời gian tăng tốc của động cơ diộn, sec;

L - khoảng cách từ trục cột xoay đến vật nâng, m

Tỉ số truyền của của cơ cấu xoay cột:

nTrong đó: nd - số vòng quay của động cơ điện trong 1 phút

3.2.3 Tính gối quay của cần trục

Trong những cần trục đường sắt, cần trục ôtô và một số cần trục kim loại, người ta cấu tạo phần bên trên quay đối với bệ sàn Trong những trường hợp này, cơ cấu gối quay truyền trọng lượng của phần quay 2 của cần trục lên phần không quay 3 thông qua bánh xe hoặc trục lăn 5 và bánh lăn 6 (hình 3.7) ở đường ray tròn 4 Trong trường hợp thứ nhất, áp lực của phần quay được trục bánh xe hoặc trực lăn tiếp nhận còn trong trường hợp thứ hai,

áp lực đó truyền trực tiếp vào -vành bánh lãn Trong cả hai trường hợp, cổ trục trung tâm 1 định tâm lăn của bánh xe, trục lăn và bánh lăn đối với trục

quay của cần trục.

Bánh lăn gối có thê không có vành hoặc có vành hình trụ và hình côn Tốt hơn cả là bánh lăn hình côn, khi làm việc nó không bị trượt Cơ cấu quay của cần trục (hình 3.8) có động cơ điện 1, khớp nối 2 và hộp giảm tốc 3, trên trục ra của nó, cố định bánh răng 4, quay vành bánh răng 5, cố định với phần không quay của cần trục Ớ khớp 2 đặt phanh.

H ình 3.8: Sơ đồ cơ cấu quay cần trục

Nếu trong tâm phần quay của cần trục nằm ở bên trong chu vi tựa, thì

m ôm en chống quay do lực m a sát ở bên trong ổ đỡ và m ôm en chống lăn của bánh xe hay trục lăn trên ray đường tròn đối với trục quay của cần trục (hình 3.7) bằng:

M n = ( Q + G) |id + 2 f

D

Dtb.p , kG.inĐối với cơ cấu gối quay nhiều con lăn, thì m ômen này phát sinh chỉ dosức chống lăn của con lăn trên đường ray tròn:

M ms= ( Q + G ) ^ - f p ,k G mTrong đó: Q - trọng lượng của vật nâng, kG;

G - trọng lượng của phần quay cùng với đối trọng, kG;

D - đường kính của trục lãn, con

lăn, bánh xe hình trụ hay đường

kính trung bình của bánh xe

hình côn, cm;

d - đường kính ổ đỡ của bánh xe

hay của trục lăn, cm;

Dlb - đường kính trung bình của co

cấu gối quay, hay của đường

Đối với những cần trục kiểu cần làm

việc trên bãi lộ thiên, khi xác định

m ôm en chống xoay, người ta tính tác

dụng của gió và trọng Urợng các bộ phận

được đặt ở tư th ế nghiêng (hình 3.9).

3.2.4 Tính toán bánh xe dẫn động của cần trục

Khi tính toán bánh dẫn của cần trục, người ta tiến hành kiểm tra bánh xe

và ray về ứng suất ép m ặt cục bộ theo công thức:

- Đối với bánh xe hình trụ bằng thép và ray phẳng:

CTem = 600 / Sd! E ^ £ Ĩ S [o ]0m

Hình 3.9: Sơ đồ tủi trọng gió

Đ ối với bánh xe hình trụ bằng gang và ray phẳng:

Q max - tải trọng lớn nhất tác dụng ở bánh xe, kG;

b0 - bể rộng chịu lực của đỉnh ray, cm;

R - bán kính cửa bánh dẫn (đối với bánh hình côn là bán kính trung bình của vòng tròn lăn), cm;

r - bán kính đỉnh ray của đường di chuyến cần trục, cm;

c , - hệ số chế độ làm việc, bằng 1 với ch ế độ nhẹ; 1,2 với c h ế độ trung bình; 1,4 với chế độ nặng và bằng 1,6 với ch ế độ làm việc rất nặng;

c , - hệ số vận tốc, bằng 1 - 0,02v (trong đó V là vận tốc của bánh dãn, m/s)

3.2.5 Tính toán thiết bị chông xô

Khi tính toán thiết bị chống xô, người ta xác định lực xô cần trục bởi gío vớ' Qmax = 275kG/rrr