Đồ án thiết kế Cổng trục có sức nâng 205T (1)

Thực tế xây dựng ở các n-ớc tiên tiến cũng nh- ở n-ớc ta đã chỉ ra rằng việc xây dựng các nhà cao tầng không thể thiếu đ-ợc các cần trục có chiều cao nâng, tầm với, tải trọng nâng lớn, c

2 Các số liệu ban đầu:

- Sức nâng Q = 20T; khẩu độ L = 30m; chiều cao nâng H =

12m

- Sức nâng tời phụ Q = 5T; chế độ làm việc: trung bình (A5)

- Tốc độ nâng tời chính: 9,82m/s; tốc độ nâng tời phụ: 19,9

m/s

- Tốc độ di chuyển cổng: 20m/s; tốc độ di chuyển xe con:

38,4m/s

- Sử dụng xe con tiểu chuẩn đã có sẵn

3 Nội dung các phần thuyết minh tính toán:

- Giới thiệu chung về cổng trục

- Tính toán thiết kế kết cấu thép

- Tính toán thiết kế cơ cấu di chuyển cổng

- Tính toán thiết kế mạch điện điều khiển

- Tính toán thiết kế cụm tang rải cáp

Khoa c¬ khÝ x©y dùng - líp 44M - 2 -

- B¶n vÏ chÕ t¹o chi tiÕt A1

- B¶n vÏ côm tang r¶i c¸p ®iÖn A1

- B¶n vÏ quy tr×nh l¾p dùng A1

5 C¸n bé h-íng dÉn chÝnh :

TS Tr-¬ng Quèc Thµnh

6 Ngµy giao nhiÖm vô thiÕt kÕ: Ngµy 14 th¸ng 10 n¨m 2003

7 Ngµy hoµn thµnh : Ngµy 9 th¸ng 2 n¨m 2004

I Giíi thiÖu chung vÒ cæng trôc 7

Ch-ơng IV: Thiết kế hệ thống điều khiển điện

I Giới thiệu chung

II Tính chọn các thiết bị điện

III Thiết kế hệ thống điều khiển

64

64

64

68 Ch-ơng V: Tính toán tang rải cáp điện

1 Sơ đồ cụm tang

2 Chọn sơ bộ các thiết bị

3 Tính toán hệ tang cuốn cáp

4 Thiết kế cụm lấy điện

Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M - 5 -

Lời nói đầu

Đất n-ớc ta đang trong thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá Nên nhu cầu về xây dựng là rất lớn Để xây dựng các công trình lớn, hiện đại

đòi hỏi tiến độ thi công và chất l-ợng công trình ngày càng cao Cùng với

sự phát triển của ngành Xây dựng thì ngành Máy Xây dựng cần đáp ứng nhu cầu về tiến độ thi công và hiệu quả kinh tế của công trình xây dựng Vì vậy bên cạnh việc tăng c-ờng đầu t- về tài chính thì việc áp dụng những công nghệ mới nhằm nâng cao chất l-ợng, hạ giá thành sản phẩm cũng nh- đảm bảo tiến độ thi công là việc làm hết sức cần thiết Với việc ứng dụng các công nghệ mới tiên tiến thì sử dụng các máy và thiết

bị là điều tất yếu Khi đó máy và thiết bị xây dựng không những chỉ tăng năng suất lao động, tăng nhịp độ thi công mà còn là yếu tố không thể thiếu đ-ợc để đảm bảo chất l-ợng và hạ giá thành công trình, thậm chí trở thành nhân tố quyết định đến sự hình thành một công trình hiện đại Thực tế xây dựng ở các n-ớc tiên tiến cũng nh- ở n-ớc ta đã chỉ ra rằng việc xây dựng các nhà cao tầng không thể thiếu đ-ợc các cần trục có chiều cao nâng, tầm với, tải trọng nâng lớn, các máy bơm bêtông hiện đại cũng nh- nhiều thiết bị khác Việc xây dựng các công trình thuỷ điện bến cảng cầu đ-ờng không thể hoàn thành và đảm bảo chất l-ợng nếu không sử dụng các máy làm đất và các thiết bị gia cố nền móng, các thiết

bị sản xuất vật liệu và nhiều thiết bị khác có tính năng kỹ thuật phù hợp Chính vì những lí do trên, máy xây dựng ngày càng có ý nghĩa và vai trò lớn hơn trong công tác xây dựng cơ bản nói riêng và nền kinh tế nói chung Sau khoảng thời gian học tập và nghiên cứu ở tr-ờng thì đồ án tốt nghiệp là sự hệ thống lại toàn bộ những kiến thức đã học tr-ớc đó, chuẩn

Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M - 6 -

bị cho quá trình ra tr-ờng đi làm sau này Cụ thể trong đồ án này là thiết

kế “Cổng trục có sức nâng 20/5T” Trong quá trình làm ĐATN được sự h-ớng dẫn và giúp đỡ tận tình của thầy giáo TS Tr-ơng Quốc Thành em đã hoàn thành đồ án đúng thời hạn và đầy đủ khối l-ợng mà bộ môn và thầy

đã giao

Do quá trình tìm hiểu thực tế ch-a kỹ càng và tài liệu tham khảo ch-a

đầy đủ nên đồ án còn nhiều sai sót mong các thầy cô bỏ qua

Nhân đây em muốn gửi lời cảm ơn đến thầy Tr-ơng Quốc Thành và các thầy cô trong bộ môn đã giúp đỡ em trong quá trình học tập và làm đồ

Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M - 7 -

Ch-ơng I: giới thiệu chung

I Giới thiệu chung về cổng trục

1 giớ thiệu chung

Cổng trục là một loại cần trục kiểu cầu có dầm cầu đặt trên các chân cổng với các bánh xe di chuyển trên ray đặt d-ới đất

Theo công dụng có thể phân thành cổng trục có công dụng chung còn gọi là cổng trục dùng để xếp dỡ, cổng trục dùng để lắp ráp trong xây dựng và cổng trục chuyên dùng

Cổng trục có công dụng chung có tải trọng nâng từ 3,2 - 10T, khẩu độ dầm cầu 10- 40m, chiều cao nâng 7 - 16m Cổng trục dùng để lắp ráp trong Xây dựng có tải trọng nâng 50 - 400t, khẩu độ đến 80m và chiều cao nâng đến 30m Cổng trục dùng để lắp ráp có tốc độ nâng, di chuyển xe con và di chuyển cổng nhỏ hơn so với cổng trục có công dụng chung Đặc biệt nó có tốc độ chậm khi dùng lắp ghép, nâng hạ vật 0,05- 0,1 m/ph và di chuyển xe con di chuyển cổng 0,1 m/ph

Hình 1.1: cổng trục một dầm

Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M - 8 -

Cổng trục có công dụng chung dùng để bốc dỡ, vận chuyển hàng thể khối, vật liệu rời trong các kho bãi bến cảng nhà ga, đ-ờng sắt Cổng trục dùng để lắp ráp dùng trong lắp ráp thiết bị trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt trong các công trình năng l-ợng và lắp ghép các công trình giao thông Thiết bị mang vật của cổng trục th-ờng là móc treo, gàu ngoạm hoặc là nam châm điện Cổng trục chuyên dùng th-ờng đ-ợc sử dụng trong các nhà máy thuỷ điện

Theo kết cấu thép có cổng trục không có côngxôn (hình 1.1), cổng trục có một đầu côngxôn và hai đầu côngxôn (hình 1.2) Kết cấu dầm cầu và kết cấu chân cổng cũng rất da dạng Dầm cầu có thể đ-ợc chế tạo d-ới dạng dầm hộp hàn, dạng ống, dầm dàn không gian và có thể một hoặc hai dầm Kết cấu chân cổng có thể là dàn hoặc hộp

Hình1.2: cổng trục một dầm có côngxôn

Ray di chuyển xe con trên dầm cầu có thể đặt phía trên hoặc treo ở phía d-ới dầm cầu Chân cổng th-ờng có một chân cứng (có kết cấu hộp hoặc dàn không gian liên kết cứng với dầm cầu) và một chân mềm (có kết cấu ống hoặc giàn phẳng và liên kết khớp với dầm cầu) Chân mềm có liên kết khớp với dầm cầu để đảm bảo cho kết cấu là hệ tĩnh định, nó có thể lắc quanh trục thẳng đứng

đến 50 để bù trừ sai lệch của kết cấu và đ-ờng ray do chế tạo, lắp

đặt và ảnh h-ởng của biến dạng do nhiệu độ Nh- vậy chân mềm

Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M - 9 -

của cổng trục có tác dụng giảm ma sát thành bánh xe với ray, giảm tải trọng xô lệch và tránh kẹt ray khi di chuyển Cổng trục có khẩu độ d-ới 25m có thể chế tạo haichân cứng Đối với cổng trục hạng nặng

có sức nâng trên 100T th-ờng là hai ray di chuyển cho mỗi bên và cụm bánh xe di chuyển gồm nhiều bánh xe đặt trên cầu cân bằng

để đảm bảo cho chúng có lực nén bánh đều nhau Các cổng trục có sức nâng lớn th-ờng đ-ợc bố trí thêm một đến hai tời nâng phụ

Xe con của cổng trục có thể là palăng điện hoặc tời treo chạy trên ray treo và có thể là xe con giống nh- cầu trục Cơ cấu nâng và cơ cấu di chuyển xe con có thể bố trí trên kết cấu thép của cổng truc, dẫn động xe con bằng cáp kéo

2 Kết cấu thép cổng trục

Kết cấu thép của cổng trục bao gồm dầm cầu và các chân cổng

a Kết cấu thép của dầm cầu

Cổng trục một dầm có kết cấu dầm là tổ hợp đ-ợc sử dụng rất phổ biến với sức nâng từ 5 - 10 t Các cổng trục một dầm th-ờng sử dụng palăng điện chạy trên ray treo d-ới dầm (hình 1.1,1.2) Một số tr-ờng hợp dùng xe con chạy trên hai ray đặt d-ới dầm (hình 1.3g,h,i) Dầm cầu dạng dàn không gian th-ờng có thêm các thanh xiên ở bên trong để tăng cứng

b kÕt cÊu thÐp cña ch©n cæng

Ch©n cæng cã kÕt cÊu hép hoÆc dµn, víi kÕt cÊu dµn th× ch©n cã kh¶ n¨ng chÞu t¶i träng lín tuy nhiªn chóng cã nh-îc ®iÓm lµ th-êng chiÕm nhiÒu diÖn tÝch, ch©n cæng kiÓu hép kh¾c phôc ®-îc nh-îc ®iÓm nµy cña ch©n dµn Trªn h×nh 1.5a,b lµ ch©n cøng cña cæng trôc cã d¹ng hép

vµ mÆt c¾t dÇm cÇu nh- trªn h×nh 1.4, víi kÕt cÊu nµy cæng trôc cã thÓ

cã mét hoÆc hai ®Çu c«ngx«n

Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M - 11 -

a b c

Hình 1.5: chân cổng Chân cổng có kết cấu giàn cùng dầm cầu loại giàn không gian (một dầm), trong tr-ờng hợp này th-ờng xe con di chuyển trên ray bên d-ới dầm cầu, vật nâng đ-ợc treo trên các palăng cáp (hình 1.5c)

Cabin của cổng trục có thể đ-ợc đặt cố định tại chân cứng hoặc treo trên xe con và di chuyển cùng xe con

Cổng trục hai dầm có xe con chạy trên ray đặt trên hai dầm th-ờng có thêm sàn thao tác để bảo d-ỡng và sửa chữa

Cổng trục có khẩu độ d-ới 25m có thể chế tạo với hai chân cứng (hình 1.6a), cổng trục có khẩu độ lớn th-ờng một chân liên kết cứng với dầm còn chân kia liên kết khớp với dầm Trên sơ đồ 1.6b,c có chân cổng liên kết khớp với dầm Sơ đồ 1.6b có chân cổng bên trái liên kết cứng với dầm còn chân cổng bên phải liên kết khớp với dầm nhờ khớp quay hình trụ với trục xoay nằm trong mặt phẳng ngang Với sơ đồ này chân cổng có thể lắc quanh trục thẳng đứng tới 50 về cả hai phía và góc lắc đ-ợc khống chế bởi khe hở giữa vỏ khớp phía d-ới và phía trên Trong tr-ờng hợp này cổng trục bị xô lệch do tốc độ hai bên không đồng đều nhau thì dầm cầu bị uốn trong mặt phẳng ngang

đ-ợc liên kết với dầm bằng nút tr-ợt (nút B) cho phép dầm có thể xoay t-ơng đối quanh vấu định vị thẳng đứng (nút C) Chân mềm bên phải liên kết với dầm bằng khớp cầu cho phép xoay theo h-ớng bất kỳ Khi cổng trục bị xô lệch thì dầm cầu không bị uốn và hoàn toàn tránh đ-ợc khả năng bị kẹt

3 Xe con của cổng trục

Kết cấu xe con của cổng trục rất đa dạng tuỳ thuộc vào kết cấu của dầm cầu và tải trọng nâng của cổng trục

Cổng trục một dầm có tải trọng nâng nhỏ th-ờng dùng palăng điện chạy dọc ray treo ở d-ới dầm Loại cổng trục này th-ờng đ-ợc điều khiển từ cabin hoặc hộp nút bấm từ d-ới nền

Cổng trục hai dầm có tải trọng nâng lớn th-ờng dùng xe con chạy trên các ray đặt trên hai dầm Một số cổng trục có xe con tựa hoặc treo trên hai ray đặt d-ới dầm (th-ờng là dầm dàn không gian) Theo cách dẫn

động có loại xe con tự hành và xe con di chuyển nhờ cáp kéo

Hình 1.7: sơ đồ mắc cáp trên xe con di chuyển bằng cáp kéo

a cơ câu nâng vật, b cơ cấu di chuyển xe con 1,2 các thiết bị điều chỉnh lực căng cáp kéo

3 xe con, 4 cabin, 5 tang của cơ cấu di chuyển

6 các puly đổi h-ớng cáp Cơ cấu di chuyển xe con bằng cáp kéo th-ờng đặt ngoài xe con (trên kết cấu thép của cổng trục) Sơ đồ mắc cáp của cơ cấu di chuyển xe con nh- hình 1.7b, hai đầu của cáp đ-ợc quấn vào tang theo chiều ng-ợc nhau do đó khi tang quay thì một đầu cuốn còn một đầu nhả đảm bảo cho xe con di chuyển đ-ợc Tang của cơ cấu này có thể là tang th-ờng hoặc tang ma sát Cabin điều khiển có thể đ-ợc gắn trên xe con và di chuyển cùng nó

Cơ cấu nâng của cổng trục cũng có thể đ-ợc đặt trên xe con hoặc ngoài xe con (trên kết cấu thép của cổng trục) Khi đặt ngoài xe con (hình 1.7a), để đảm bảo chiều cao nâng không đổi khi xe con di chuyển thì cáp nâng vắt qua các puly trên xe con và trên cụm móc treo sau đó đi ra khỏi xe con về phía cuối dầm cầu và cáp đ-ợc cố định vào dầm cuối Ph-ơng án này cho phép giảm đáng kể kích th-ớc và trọng l-ợng của xe con do đó trọng l-ợng của dầm cầu cũng giảm đáng kể khoảng

Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M - 14 -

20% Nh-ợc điểm của ph-ơng án này là cáp nâng có thể có độ võng rất lớn khi xe con di chuyển không tải trọng nâng Để khắc phục nh-ợng điểm này, ng-ời ta làm các con lăn đỡ cáp nâng và tăng trọng l-ợng của cụm móc treo

4 Cơ cấu di chuyển cổng trục

ở một số cổng trục nhỏ loại cũ cơ cấu di chuyển cổng trục th-ờng dùng ph-ơng án dẫn động chung và cơ cấu đặt trên dầm cầu Ph-ơng án này tuy giảm tải trọng xô lệch cổng song cồng kềnh, khó lắp đặt và đắt nên hiện nay không dùng Hiện nay cơ cấu di chuyển cổng th-ờng dùng ph-ơng án dẫn động riêng Trên mỗi chân cổng có một cơ cấu di chuyển riêng, số bánh xe chủ động th-ờng không v-ợt quá 50% tổng số bánh xe

Hình 1.8: các sơ đồ dẫn động cơ cấu di chuyển cổng trục

Cổng trục hiện đại th-ờng dùng cơ cấu di chuyển có hộp giảm tốc đặt

đứng hoặc hộp giảm tốc trục vít - bánh vít và động cơ lắp mặt bích với hộp giảm tốc Kết cấu này vừa gọn nhẹ vừa dễ tháo lắp Cổng trục cỡ lớn th-ờng có chân cổng tựa trên các bánh xe, số bánh xe trên mỗi cụm là hai

đến bốn bánh để giảm tải cho bánh Các cụm bánh xe th-ờng lắp trên các cầu cân bằng để đảm bảo lực nén đều trên các bánh xe Ray di chuyển cổng có thể là một hoặc hai ray Trên hình 1.8 là các sơ đồ dẫn động của cơ cấu di chuyển cổng

Cổng trục chủ yếu làm việc ngoài trời do đó cần phải có cơ cấu kẹp ray để đảm bảo an toàn trong tr-ờng hợp gió lớn khi không làm việc Thiết

Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M - 15 -

bị kẹp ray dẫn động bằng tay làm việc t-ơng đối tin cậy song mất nhiều thời gian và nặng nhọc, hiện nay phổ biến loại kẹp ray dẫn động bằng máy Loại này hoạt động tự động nhờ tác động của thiết bị đo gió khi áp lực gió v-ợt quá giá trị cho phép Tuy nhiên cổng trục vẫn phải có thiết bị kẹp ray dẫn động bằng tay đề phòng thiết bị kẹp ray bằng máy hỏng

5 Một số dạng kết cấu đặc biệt của cổng trục

a Cổng trục tự lắp dựng

Hình 1.9: sơ đồ lắp dựng cổng trục tự lắp dựng Lắp dựng cổng trục là một công việc nặng nhọc và tốn thời gian Kết cấu cổng trục tự lắp dựng cho phép giảm nhẹ mức độ nặng nhọc và rút ngắn thời gian lắp dựng Loại cổng trục này ngày càng đ-ợc sử dụng rộng rãi Sơ đồ lắp dựng nh- hình 1.9, tải trọng nâng của cổng trục tự lắp dựng th-ờng không v-ợt quá 20t

b Cổng trục xếp dỡ côngtơnơ

Loại cổng trục này chuyên dùng để xếp dỡ côngtơnơ trong các nhà ga bến cảng, kho bãi Đặc điểm chính là dùng các thiết bị mang chuyên dùng rút ngắn thời gian xếp dỡ và giảm nhẹ sức lao động Cổng trục xếp

dỡ côngtơnơ th-ờng có hai đầu côngxôn Một đầu côngxôn th-ờng đặt trong nhà kho chứa côngtơnơ một đầu là ở bãi để côngtơnơ Phần phía trong chân cổng th-ờng có ray di chuyển để tàu hoả hoặc các ph-ơng tiện khác vào để vận chuyển hàng hoá đến hoặc đi

Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M - 16 -

Tải trọng nâng của cổng trục xếp dỡ côngtơnơ th-ờng đ-ợc chọn theo tải trọng của côngtơnơ và thiết bị mang chuyên dùng vì chúng khá nặng

c Cổng trục phục vụ nhà máy thuỷ điện

Cổng trục này th-ờng đ-ợc dùng trong lắp ráp và vận hành khai thác nhà máy thuỷ điện Chúng th-ờng có tải trọng nâng lớn (từ 100 - 500t) và

có khẩu độ dầm cầu không lớn

Có thể chia cổng trục trong nhà máy thuỷ điện làm 3 loại:

- Cổng trục dùng để lắp ráp và phục vụ các thiết bị trong nhà máy thuỷ điện

- Cổng trục phục vụ các thiết bị và nâng hạ của đập

- Cổng trục để phục vụ lắp ráp cửa đập

Cổng trục trên có thể có hoặc không có côngxôn Cơ cấu nâng của cổng trục loại này có đặc điểm là dùng hai tờ nâng đặt cách nhau đúng bằng chiều rộng của cửa đập và để tránh khả năng bị kẹt cửa đập trong khung dẫn h-ớng của nó, hai tời nâng phải đồng đều Cửa đập trong các nhà máy thuỷ điện phải đ-ợc nâng với tốc độ chậm Còn khi không nâng thì phải có tốc độ nhanh để rút ngắn thời gian do vậy tời nâng phải có hai tốc độ

II giới thiệu cổng trục thiết kế

1 cấu tạo chung

Với nhiệm vụ thiết kế là cổng trục có sức nâng Q=20/5t và khẩu độ L=30m ta lựa chọn ph-ơng án thiết kế là cổng trục hai dầm xe con di chuyển trên ray đặt trên hai dầm Sơ đồ hình chung cổng trục thiết kế nh- hình 1.10

Cổng trục này đ-ợc thiết kế với hai chân liên kết khớp trụ với dầm, với kết cấu khớp sẽ giúp cho công việc lắp dựng đơn giản hơn, giảm thời gian

do đó tăng năng suất lao động

Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M - 17 -

5

76

5 sàn thao tác, 6 chân mềm, 7 cơ cấu di chuyển

8 cơ cấu tang rải cáp điện

2 Kết cấu thép của cổng trục thiêt kế

Hai bên dầm còn có sàn thao tác dùng để sửa chữa và bảo hành máy

Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M - 18 -

Hình 1.11: kết cấu dầm cầu

1 tai liên kết, 2 dầm cầu

3 dầm nối, 4 ray di chuyển xe con

b Kết cấu thép chân cổng

Chân cổng trục cũng đ-ợc hàn từ các thép tấm CT3 Chân cổng trục

có hai loại chân cứng và chân mềm Chân mềm cho phép cổng bù trừ sai lệch do chế tạo và lắp đặt Chân cứng đ-ợc liên kết cứng với dầm bằng bốn chốt, còn chân mềm liên kết với dầm bằng hai chốt

Các chân cổng tựa trên các cụm bánh xe, mỗi bên có hai cụm bánh xe và chúng đ-ợc liên kết với nhau bằng thanh giằng Vì tải trọng nâng lớn nên

để giảm tải trọng tác dụng vào bánh xe ta bố trí hệ bánh xe kép trên mỗi cụm bánh Mỗi bên chân cổng đ-ợc bố trí một cơ cấu di chuyển riêng Trên chân cứng còn có bố trí hệ tang cuốn cáp điện, cabin điều khiển và cầu thang dẫn lên sàn thao tác

3 Xe con

Xe con sử dụng trên cổng trục là xe con tiêu chuẩn đ-ợc lựa chon theo

átlát máy xây dựng Xe con di chuyển trên ray đặt trên hai dầm của cổng trục bằng cơ cấu di chuyển riêng Trên xe con bố trí 3 cơ cấu chính là: cơ cấu nâng chính Q=20t, cơ cấu nâng phụ Q= 5t và cơ cấu di chuyển xe con

Các thông số cơ bản của xe con:

- Chiều rộng giữa 2 bánh xe: b = 2000 (mm)

- Khoảng cách giữa 2 bánh xe: l = 2500 (mm)

- Khoảng cách từ tâm móc đến ray di chuyển xe con h1 = 1440 (mm)

Hình 1.12: cơ cấu nâng chính

1 động cơ, 2 khớp nối, 3 phanh, 4 hộp giảm tốc

5 tang, 6 palăng cáp, 7 gối đỡ trục tang Các thông số của cơ cấu nâng chính:

1 động cơ, 2 khớp nối, 3 phanh, 4 hộp giảm tốc

5 tang, 6 palăng cáp, 7 gối dỡ trục tang Các thông số của cơ cấu nâng phụ:

c cơ cấu di chuyển xe con

Cơ cấu di chuyển xe con nh- hình 1.14:

5 6

7

Hình 1.14: cơ cấu di chuyển xe con

1 động cơ, 2 phanh, 3 khớp nối, 4 hộp giảm tốc

5 bánh xe di chuyển, 6 khớp nối trục

7 gối đỡ trục bánh xe Các thông số của cơ cấu di chuyển xe con:

Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M - 23 -

Để tính bền dầm ta cho xe con ở giữa dầm là vị trí nguy hiểm nhất

đối với dầm Sơ đồ tính kết cấu thép của dầm cổng trục thể hiện trên hình 2.1

qg

G+Qtt

Pg Pqtq

Hình 2.1 Các lực tác dụng lên cổng trục trong tr-ờng hợp nguy hiểm đối với dầm

) = 6562,5(kg) = 65,625 (kN) (Theo c«ng thøc kinh nghiÖm trang 1 - TTKCTCT)

- Khèi l-îng ch©n mÒm

Pcm= 0,8.12.(240 + 85 +

2

30 5 , 7

) = 4200 (kg) = 42 (kN) (Theo c«ng thøc kinh nghiÖm trang 1 - TTKCTCT)

e ¸p lùc giã

q = 0,0613 V2 (trang 2 - TÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp cæng trôc)

v: vËn tèc giã khi cæng lµm viÖc

Tải trọng trong cổng trục đ-ợc tính cho 2 tr-ờng hợp:

- Tr-ờng hợp tải trọng I: kể đến toàn bộ các tải trọng không di động, tải trọng động (gọi chúng là tải trọng chính - các tải trọng này tác dụng trong mặt phẳng đứng) Tr-ờng hợp tải trọng I ứng suất cho phép lớn nhất trong kết cấu thép là:

Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M - 26 -

- Tr-ờng hợp tải trọng II: ngoài các tải trọng chính trên còn tính đến lực quán tính ngang và các tải trọng gió ở trạng thái làm việc Tr-ờng hợp tải trọng II ứng suất cho phép lớn nhất trong kết cấu thép là:

2 = 1800 (daN/cm2) (trang 7 - Tính toán kết cấu thép cổng trục)

3 3

6y

b h b h

3 3

2

2

3

cm h

2

3

cm b

h b b h

x y

12737 2

2

3

cm h

7600 2

2

3

cm b

I y





3 3

3 3

Khoa c¬ khÝ x©y dùng - líp 44M - 30 -

y

x

6 6

100

H×nh 2.5 DiÖn tÝch tiÕt diÖn

2

2 3



k l h

l l l q

869191

2

L

h I

I

VA

HD

VD30

Hình 2.5: biểu đồ nội lực do tải trọng phân bố dầm gây nên Vậy

) 3 2 , 48 2 ( 30 64 , 12 2

15 15 30 5 , 7 3

.

kN l

) ( 3





k L h

c a

P a

30 64 , 12

) 5 , 2 75 , 13 ( 75 , 13 5 , 162 3

Khoa c¬ khÝ x©y dùng - líp 44M - 33 -

H =

) 3 2 (

) ( 3





k L h

c a

P a

) 3 2 , 48 2 (

30 64 , 12

) 5 , 2 75 , 13 ( 75 , 13 6 3

6kN 6kN

1,3581,2

= 2,7 (kN)

Khoa c¬ khÝ x©y dùng - líp 44M - 34 -

Mx (kNm)

25 , 1 35 , 0 2 3 64 ,

12 2  2

= 0,9 (kN/m) +Ph¶n lùc ngang H:

Ph¶n lùc t¹i gèi A

HA =

2 8

3 2

64 , 12 9 , 0 3 4 , 34 2

18 2 , 48 11







= 10,34 (kN)

Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M - 35 -

Mx (kNm)

3 2

64 , 12 9 , 0 3 4 , 34 2

6 2 , 48 5







= 6,03 (kN) + Biểu đồ mômen

30 2

 = 32,5 (kN) + Biểu đồ mômen

M W

M

y

y U x

x

2 2

=

76 , 285 2

10 9 , 4 10865 2

10 2 ,

 = 1388,9 (daN/cm2) + øng suÊt tiÕp

 =

S

P W

10 5 , 162 10865 2

10

 = 43,63 (daN/cm2) øng suÊt gi÷a dÇm

M W

M

y

y U x

x

2 2

=

76 , 285 2

3 , 1337 4708

2

10 5 , 262 10865

2

10 1 ,

10 5 , 168 10865 2

10

33 4  2 = 44,7 (daN/cm2) ứng suất giữa dầm

 = 2 2

3 

7 , 44 3 5 ,

1710  = 1712,2 (daN/cm2)  < [] = 1800 (daN/cm2) : đảm bảo điều kiện

Vậy trong cả hai tr-ờng hợp tải trọng ứng suất sinh ra đều nằm trong giới hạn cho phép nên tiêt diên đã chọn là đủ bền

6 Tính toán độ ổn định cục bộ của thành đứng

a ở tiết diện nơi mà ảnh h-ởng chính là lực cắt, còn ảnh h-ởng của mômen có thể bỏ qua (đầu dầm), phần thành đứng nằm giữa các thành biên và giữa các gân tăng cứng chịu nén và có thể mất ổn định, ứng

Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M - 38 -

suất tiếp tới hạn phân bố đều dọc theo tất cả các cạnh của nó (hình 2.11)

và tính gần đúng theo công thức kinh nghiệm nh- sau:

72 , 18

= 1,82 > [K]

b ở tiết diện, nơi mà ảnh h-ởng chính là mômen uốn còn ảnh h-ởng của lực cắt có thể bỏ qua đ-ợc (giữa dầm), phần thành đứng nằm giữa các thành biên và giữa các gân tăng cứng có thể đ-ợc xem nh- tấm bị uốn thuần tuý Trong tr-ờng hợp này tấm có thể bị mất ổn định trong vùng chịu nén của dầm, ứng suất pháp tới hạn của tấm phân bố theo 2 cạnh của tấm và bằng:

: chiều dày thành đứng của dầm = 6 (mm)

h1: chiều cao từ gân tăng cứng dọc đến mép trên của dầm

75 , 987

= 5,7 Tiết diện dầm và các gân tăng cứng đã chọn đủ bền

7 Tính chuyển vị

a Tính chuyển vị ngang của cổng trục

Để tính chuyển vị ngang của cổng trục ta tạo trạng thái K trong hệ cơ bản: chuyển cổng trục thành một hệ tĩnh định có lực ngang một đơn

vị tác dụng vào cổng theo chiều bất lợi nhất đó là chiều của gió tác dụng

và chiều di chuyển của xe con Vẽ biểu đồ Mo

k nh- hình 2.12 Sau đó nhân biểu đồ mômen trạng thái K với biểu đồ mômen tổng cộng hình 2.13

Chuyển vị ngang tại dầm đ-ợc tính theo công thức:

1 1

EJ 12,64.30.2407,9 +

2

1 2

1 2

EJ 12,642.48,96

X = 8 3

10 4 , 17 10 1 , 2

1

 228268,92 + 8 6

10 152 10 1 , 2

1

 1955,6

10 869191

10 1 , 2

10 3106 2

 = 34.10-3 (m) = 3,4 (cm)

f < [f]: vậy tiết diện đã chọn là đủ bền