Tổng quang tất các loại máy trục (thiết bị nâng hạ). Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của tất cả các loại máy trục. Dùng cho sinh viên, kỹ sư............................................................................................
CÁC LOẠI MÁY TRỤC Chương 12 PHÂN LOẠI Căn vào hình dáng kết cấu đặc điểm làm việc, người ta có nhiều cách phân loại máy trục, xem Bảng 12 Bảng 12 – Phân loại máy trục Máy trục đơn giản Kích Tời Palăng Vận thăng xây dựng Thang máy MÁY TRỤC Máy trục kiểu cầu Cần trục có cần (Gantry crane) (Jib crane) Cầu trục, Cần trục chân đế Cổng trục bánh ray Cần trục ô tô Bán cổng trục Cần trục bánh lốp Cổng trục bánh lốp Cần trục bánh xích Cầu chuyển tải Cần trục tháp bánh ray Cáp treo (cần trục cáp) Cần trục tháp bánh lốp Cần trục cầu cáp Cần trục cột buồm Cần trục công son Cần trục quay tónh Cần trục tàu & cần trục Cần trục Thiết bò XD tàu – Cần trục đerrick đơn – Cần trục đerrick đôi – Cần trục quay – Cổng trục tàu thủy – TBXD hàng rời §12.1 CẦU TRỤC (Mостовые Краны – Overhead Bridge Cranes) 12.1.1 Công dụng Phân loại: a) Công dụng: Cầu trục máy trục dùng để xếp dỡ vận chuyển hàng nhà kho, phân Hình 12.1 Cầu trục dầm 1- Ca bin điều khiển; 2- Ray đặt vai cột, dọc phân xưởng; 3- Bánh xe di chuyển toàn cầu trục; 4dầm cuối; 5- Cáp điện; 6- Cơ cấu nâng phụ; 7- Cơ cấu nâng chính; 8- Xe mang hàng; 9- Dây treo cáp điện (cấp điện cho cấu đặt xe con); 10- Sàn đứng (để kiểm tra đường điện cấp cho cầu trục); 11Dầm chính; 12- Cơ cấu di chuyển xe con; 13- Cơ cấu di chuyển cầu trục 175 xưởng sửa chữa lắp ráp khí, phân xưởng luyện kim Cầu trục di chuyển ray, ray đặt dọc tường nhà kho, dọc tường phân xưởng, v.v… – Cầu trục có chuyển động công tác: + Nâng (hạ) hàng theo phương thẳng đứng: Được thực nhờ tời nâng bố trí xe tời Với cầu trục có sức nâng lớn thường bố trí cấu nâng: cấu nâng cấu nâng phụ + Di chuyển xe tời có mang hàng theo phương ngang (dọc theo phương dầm chính): nhờ cấu di chuyển xe tời + Di chuyển cầu trục hai đường ray bố trí tường dọc theo nhà kho, phân xưởng: nhờ cấu di chuyển cầu trục Nhờ chuyển động công tác mà cầu trục nâng, hạ vận chuyển hàng theo yêu cầu điểm không gian nhà xưởng Cầu trục sử dụng rộng rãi nhiều lónh vực kinh tế quốc dân với thiết bò mang vật đa dạng móc treo, thiết bò cặp, nam châm điện, gầu ngoạm, v.v… Đặc biệt cầu trục sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp chế tạo máy luyện kim với thiết bò mang vật chuyên dùng Sức nâng cầu trục từ đến 500 tấn; độ dầm cầu tới 32 m; chiều cao nâng hàng tới 16 m; tốc độ di chuyển xe đến 60 m/ph; tốc độ di chuyển cầu trục đến 125 m/ph Cầu trục có tải trọng nâng 10 t thường trang bò hai cấu nâng vật: cấu nâng cấu nâng phụ Tải trọng nâng loại cầu trục thường ký hiệu phân số với tải trọng nâng nâng phụ, ví dụ: 15/3 t; 20/5 t; 150/20/5 t, v.v… b) Phân loại: – Theo công dụng: có loại cầu trục có công dụng chung cầu trục chuyên dùng Cầu trục công dụng chung chủ yếu dùng với móc treo để xếp dỡ, lắp ráp sửa chữa máy Hình 12.2 Các kiểu kết cấu cầu trục dầm 176 móc Loại cầu trục có sức nâng không lớn cần dùng với gầu ngoạm, nam châm điện, thiết bò cặp để xếp dỡ loại hàng đònh Cầu trục chuyên dùng sử dụng công nghiệp luyện kim với thiết bò mang vật chuyên dùng chế độ làm việc nặng – Theo kết cấu thép dầm cầu: có loại cầu trục dầm (hình 12.2; 12.3; 12.7), cầu trục hai dầm (hình 12.1; 12.4; 12.5; 12.6) Hình 12.3 – Bố trí chung cầu trục dầm (kiểu ray treo) Hình 12.4 Hình dáng chung cầu trục dầm kết cấu hộp Hình 12.5 – Hình dáng chung cầu trục dầm kết cấu dầm dàn không gian + Cầu trục dầm: dầm cầu cầu trục dầm thường dầm chữ I dầm tổ hợp với dàn thép tăng cứng ngang cho dầm (hình 12.2) Cầu trục dầm thường dùng palăng điện chạy dọc theo cánh dầm chữ I nhờ cấu di chuyển palăng 177 + Cầu trục hai dầm: có loại kết cấu dầm hộp (hình 12.1; 12.3; 12.4) dầm dàn không gian (hình 12.5) – Theo cách tựa dầm cầu lên đường ray di chuyển cầu trục có loại cầu trục tựa (hình 12.1; 12.2; 12.4;12.5), cầu trục treo (hình 12.3) Sử dụng phổ biến loại cầu trục tựa – Theo cách bố trí cấu di chuyển cầu trục có loại: cầu trục dẫn động chung cầu trục dẫn động riêng – Ngoài ra, theo nguồn dẫn động có loại cầu trục dẫn động tay cầu trục dẫn động máy Theo vò trí điều khiển có loại cầu trục điều khiển từ cabin gắn dầm cầu cầu trục điều khiển từ hộp nút bấm Điều khiển từ thường dùng cho cầu trục dầm có tải trọng nâng nhỏ Hiện việc điều khiển cầu trục dùng phương thức điều khiển từ xa 12.1.2 Các thông số cầu trục: Cầu trục có thông số sau: – Sức nâng cầu trục: Q, Tf – Khẩu độ cầu trục L, m : khoảng cách tâm hai đường ray cầu trục – Cơ sở cầu B, m: khoảng cách theo phương dọc ray trục cụm bánh xe di chuyển cầu trục – Chiều cao nâng hàng H, m: khoảng cách theo phương thẳng đứng tính từ mặt (kho, xưởng) đến tâm móc câu – Các tốc độ công tác: tốc độ nâng hạ hàng Vn,h, m/s, tốc độ di chuyển xe tời Vxc, m/s, tốc độ di chuyển cầu trục Vdc, m/s – Trọng lượng thân cầu trục G, Tf – Tổng công suất động điện N, kW Hình 12.6 – Cầu trục dầm kết cấu hộp với thông số – Ca bin điều khiển; – Dầm chính; – Xe mang hàng; – Cụm bánh xe di chuyển cầu; –Dầm chính; – Dầm đầu 178 12.1.3 Cấu tạo cầu trục: a) Cầu trục dầm: Cầu trục dầm dẫn động động gồm loại: cầu trục tựa cầu trục treo Hình 12.7 – Cầu trục tựa loại dầm – Dầm đầu; – Dầm (thép chữ I); – Cơ cấu di chuyển cầu (truyền động chung); – Dàn ngang tăng cứng; – Cơ cấu nâng palăng điện; – Cơ cấu di chuyển palăng điện Trên hình 12.7 kết cấu cầu trục tựa dầm Cấu tạo cầu trục gồm nhóm kết cấu chính: nhóm kết cấu thép nhóm cấu: – Kết cấu thép: bao gồm dầm số (thường dùng thép đònh hình chữ I chuyên dùng) liên kết với dầm đầu số Để tăng cứng theo phương ngang cho cầu trục người ta kết cấu thêm dàn ngang số Kết cấu thép chòu lực theo phương thẳng đứng: (trọng lượng thân; trọng lượng hàng; tải trọng quán tính nâng, hạ hàng) tải trọng theo phương ngang cầu trục khởi động hay hãm di chuyển dọc phân xưởng Hình 12.8 – Palăng điện: a) Tang trống đặt ngang dầm; b) Tang – Các cấu cầu trục trống đặt dọc dầm dầm: để thực chuyển động – Khung treo; – Bánh xe di chuyển; – Hạn chế hành trình công tác cầu trục dầm sử dụng di chuyển; – Tay điều khiển; – Hạn chế hành trình nâng palăng điện (hình 12.8) cấu di hàng; – Dầm thép chữ I chuyển cầu (hình 12.7) 179 + Palăng điện có bánh xe di chuyển đặt cánh dầm chữ I, thực chuyển động công tác: nâng, hạ hàng theo phương thẳng đứng di chuyển hàng theo phương ngang dọc theo dầm + Cơ cấu di chuyển cầu trục thực việc di chuyển toàn cầu trục dọc theo phân xưởng Cầu trục di chuyển phép mang hàng Truyền động cho cấu di chuyển dùng truyền động chung truyền động riêng Bánh xe di chuyển cầu trục đặt dầm đầu, di chuyển đường ray đặt dọc phân xưởng – Nguồn điện cung cấp cho cầu trục: lấy từ đường điện chạy dọc nhà xưởng – Điều khiển cầu trục: tùy theo yêu cầu mà cầu trục dầm chế tạo với cabin điều khiển hộp nút bấm điều khiển từ nhà, điều khiển từ xa b) Cầu trục dầm: Trong trường hợp sức nâng độ lớn người ta sử dụng cầu trục dầm Tương tự cầu trục dầm: cấu tạo cầu trục gồm nhóm kết cấu nhóm kết cấu thép nhóm cấu – Kết cấu thép cầu trục dầm có loại: kết cấu thép kiểu dầm hộp kết cấu thép kiểu dầm dàn không gian (thường dùng dàn không a) b) gian mặt nên gọi loại cầu trục cầu Hình 12.9 – Tiết diện cắt ngang dầm dàn) cầu trục dầm a) Tiết diện cắt ngang + Kết cấu thép dầm hộp (trên hình 12.1; dầm cầu trục dầm hộp b) Tiết diện cắt 12.9a): Phần kết cấu thép chòu lực ngang dầm cầu trục dầm dàn không dầm 11 liên kết cứng với dầm đầu số gian mặt 1- Dàn đứng chính; – Thanh giằng tạo thành khung cứng mặt phẳng chéo – chống biến hình; – Dàn ngang trên; ngang Kết cấu dầm hộp chế tạo từ thép – Dàn đứng phụ; – Dàn ngang Hình 12.10 – Xe mang hàng cầu trục: – Móc treo; – Nam châm điện; – Gầu ngoạm hàn lại với (xem hình 12.9a) Tiết diện dầm bao gồm: biên trên; biên thành Ngoài bên dầm hộp đặt ngăn đứng gân dọc dầm nhằm đảm bảo độ cứng vững ổn đònh cục cho dầm Trên biên đặt ray cho xe di chuyển Trên dầm đầu đặt bánh xe di chuyển toàn cầu trục + Kết cấu thép dầm dàn không gian mặt: Dầm chòu lực chế tạo từ thép đònh hình tạo thành kết cấu dầm dàn không gian mặt (hình 12.9 b) Dàn không 180 gian bao gồm: dàn đứng số 1; giằng chéo (chống biến hình) số 2; dàn ngang số 3; dàn đứng phụ số dàn ngang số Kết cấu dàn không gian sử dụng trường hợp độ cầu trục L lớn + Kết cấu thép dầm đầu thường dùng kết cấu hộp liên kết với dầm bu lông hàn – Các cấu cầu trục dầm: để thực chuyển động công tác, cầu trục dầm có cấu: cấu nâng, cấu di chuyển xe con, cấu di chuyển cầu Trên xe đặt cấu nâng hàng cấu di chuyển xe con, toàn xe mang hàng đặt ray, ray đặt dầm Xe mang hàng chạy dọc theo dầm + Cơ cấu nâng: Cơ cấu nâng cầu trục thường dùng tang kép có xẻ rãnh với palăng kép Cơ cấu nâng đặt xe mang hàng Tùy theo công dụng cầu trục mà Hình 12.11 – Xe con: – Cơ xe có cấu nâng Cơ cấu nâng làm cấu nâng phụ; 2- Cơ cấu nâng nhiệm vụ di chuyển (nâng, hạ) hàng theo phương thẳng đứng chính; – Cơ cấu di chuyển xe Cơ cấu nâng sử dụng với móc treo (hình 12.10a), với Hình 12.12 – Sơ đồ truyền động cấu xe a) Cơ cấu di chuyển xe con; b) Cơ cấu nâng chính; c) Cơ cấu nâng phụ – Động điện; – Khớp nối phanh; – Hộp giảm tốc nam châm điện (hình 12.10b) với gầu ngoạm (hình 12.10c) Cơ cấu nâng dùng móc treo khác với cấu nâng dùng gầu ngoạm chỗ: cấu nâng dùng gầu ngoạm có tốc độ nâng hạ gầu lớn để lưỡi gầu vục sâu vào đống vật liệu + Cơ cấu di chuyển xe con: Có nhiệm vụ di chuyển xe dọc theo dầm Trên xe bố trí cấu nâng hàng cấu di chuyển xe Cơ cấu di chuyển xe thường sử dụng hộp giảm tốc đặt đứng với sơ đồ truyền động chung (hình 12.12) + Cơ cấu di chuyển cầu trục: thực theo phương án: dẫn động chung dẫn động riêng Trong phương án dẫn động chung, động dẫn động thường đặt khoảng dầm truyền chuyển động tới bánh xe chủ động bên ray nhờ trục truyền Trục truyền trục quay nhanh, quay chậm, quay trung bình Ở phương án dẫn động riêng bánh xe cụm bánh xe chủ động trang bò cấu dẫn động Đặc điểm sơ đồ truyền động xem chương 11 Để đảm bảo cho xe di chuyển tốt dầm cầu, cấu phải đặt cho áp lực lên bánh xe tương đối có tải không tải Độ chênh áp lực bánh xe di chuyển xe thường không vượt 20% 181 §12.2 CỔNG TRỤC (Kозловые Краны – Gantry Transfer Cranes) 12.2.1 Công dụng, Phân loại: a) Công dụng: Cổng trục loại máy trục kiểu cầu, làm việc trời có cầu liên kết với chân đỡ tạo thành hình cổng Chân đỡ liên kết với bánh xe di chuyển ray (đặt nền) di chuyển bánh lốp Theo công dụng phân thành cổng trục có công dụng chung hay gọi cổng trục dùng để xếp dỡ, cổng trục dùng để lắp ráp xây dựng cổng trục chuyên dùng Cổng trục có công dụng chung có tải trọng nâng Q = (3,2 ÷ 10)t, độ dầm cầu L = (10 ÷ 40)m chiều cao nâng H = (7 ÷ 16)m Cổng trục dùng để lắp ráp xây dựng có tải trọng nâng Q = (50 ÷ 400)t, độ dầm đến 80m chiều cao nâng đến 30m Cổng trục dùng để lắp ráp có tốc độ nâng, di chuyển xe di chuyển cổng trục nhỏ so với cổng trục có công dụng chung Đặc biệt có tốc độ chậm dùng lắp ráp kết cấu: nâng hạ vật 0,05 ÷ 0,1 m/ph di chuyển xe con, cổng trục 0,1 m/ph Hình 12.13 Kết cấu chung cổng trục 1- Dầm chính; 2- Chân đỡ; 3- Giằng chân; 4- Bánh xe di chuyển cổng trục; 5- Tang quấn cáp điện Cổng trục có công dụng chung dùng để xếp dỡ vận chuyển hàng thể khối, vật liệu rời kho bãi bến cảng nhà ga đường sắt Cổng trục dùng để lắp ráp dùng lắp ráp thiết bò nhiều lónh vực, đặc biệt công trình lượng lắp ráp công trình giao thông Thiết bò mang vật cổng trục thường là: móc treo, gầu ngoạm, nam châm điện Cổng trục chuyên dùng thường sử dụng để phục vụ nhà máy thủy điện b) Phân loại cổng trục: Có nhiều cách phân loại cổng trục (xem hình từ hình 12.13 đến hình 12.28) – Căn vào kết cấu cầu trên, cổng trục phân thành loại: cổng trục son cổng trục có son – Căn vào liên kết đầu son với dầm cầu trên, cổng trục phân thành loại: cổng trục có son cứng (công son liên kết cứng với dầm cầu trên) cổng trục có son mềm (công son liên kết với dầm cầu qua khớp 182 lề) công son nâng lên, hạ xuống quay quanh khớp lề nhờ cấu nâng hạ công son – Căn vào liên kết cầu với chân đỡ, cổng trục phân thành loại: cổng trục có chân cứng (công son liên kết cứng với dầm cầu trên) cổng trục có chân cứng, chân mềm – chân cổng trục liên kết cứng với đầu trên, chân liên kết với cầu qua khớp lề (khớp xoay) gọi chân mềm – Căn vào số lượng dầm chính, cổng trục phân thành loại: cổng trục dầm cổng trục dầm – Căn vào hình thức kết cấu thép, cổng trục phân thành loại: cổng trục kết cấu kiểu dầm hộp; cổng trục kết cấu kiểu dầm dàn không gian – Căn vào công dụng, cổng trục phân thành loại: cổng trục có công dụng chung, cổng trục có công dụng đặc biệt (chuyên dùng): dùng xây dựng, lắp ráp; cổng trục chuyên dùng xếp dỡ container – Căn vào cấu di chuyển cổng trục, cổng trục phân thành loại: cổng trục Hình 12.14 Cổng trục kết cấu dàn a- Cổng trục K-30-32 – không công son (sức nâng 30 tấn); b- Cổng trục KC-50 – 42M có xe với cấu nâng (chạy phía dàn chính) xe với cấu nâng phụ (chạy biên dàn chính) di chuyển bánh xe ray RMG (Rail Mounted Gantry) cổng trục di chuyển bánh lốp RTG (Rubber – Tyred – Gantry) 183 Hình 12.15 Cổng trục kết cấu dầm hộp Hình 12.16.Bán cổng trục Hình 12.17 – Các hình thức kết cấu chân đỡ a – Kết cấu chân cứng (J1= J2); b – Kết cấu chân cứng, chân mềm dùng khớp lề; c – Kết cấu chân cứng, chân mềm mômen chống uốn J1 >> J2 ; d – Kết cấu bán cổng 184 b) Hệ thống cân bằng: Để cân hàng (hàng di chuyển theo phương nằm ngang thay đổi tầm với), cần trục tháp bánh lốp dùng hệ palăng cân (tham khảo 12.5.4) Palăng nâng hàng có bội suất m = 1, đầu cố đònh móc treo, đầu lại vòng qua pu ly đầu cần qua puly đầu tháp cho bội suất palăng cân hàng a = Palăng cân hàng có nhiệm vụ bổ sung cáp treo hàng tầm với cần thay đổi: – Khi tăng tầm với: đầu cần hạ xuống đồng thời với việc chiều dài palăng cân hàng (tính từ cụm puly đầu tháp số tới cụm puly đầu cần số 18) Lm tăng lên làm cáp nâng hàng nâng lên, kết hàng di chuyển theo phương ngang Khi giảm tầm với trình xảy ngược lại – Palăng cân nhiệm vụ động học làm cho hàng di chuyển theo phương ngang đóng vai trò lớn việc nâng, hạ cần Vì lực căng cáp palăng cân đóng vai trò gối tựa di động đầu cần Cần xem dầm gối Khi đó, để thay đổi tầm với xilanh nâng hạ cần cần thắng phần mômen không cân (tức thành phần mômen dư) hệ thống Kết ứng lực xilanh nâng hạ 222 Hình 12.58 – Biểu đồ sức nâng cần trục tháp bánh lốp Gottwalld – HKM 360E cần công suất truyền động giảm thiểu đáng kể Lưu ý ứng lực xilanh lực nén lực kéo, việc cần xác đònh tính toán c) Các cấu công tác: – Nguồn động lực sử dụng động diesel Phương pháp truyền động cho cấu công tác dùng truyền động thủy lực – khí – Các cấu công tác: để thực chuyển động công tác, cần trục tháp bánh lốp có cấu sau: 1- Cơ cấu nâng hàng: Động dẫn động cấu dùng động thủy lực Xét sơ đồ truyền Hình 12.59 – Sơ đồ động tời nâng dùng truyền phức hợp đặt lòng tang cáp – Động thủy lực; – Hộp giảm tốc phức hợp; – Tang cáp; – Con lăn động cấu nâng có truyền động – thủy lực dùng hệ thống bánh phức hợp (hệ bánh thường hệ bánh hành tinh) hình 12.59 Tỷ số truyền xác đònh sở phân tích sau: Bộ truyền thường bánh trụ bao gồm: Z1 Z2; Bộ truyền visai phẳng thứ bao gồm : Z3, Z4 Z5; Bộ truyền visai phẳng thứ hai bao gồm : Z6, Z7 Z8 Từ tỷ số truyền từ động tới tang quấn cáp là: Z Z Z ichung = (nđc/ntang) = ( − ).(1+ ) (1+ ) (12.7) Z1 Z3 Z6 Kết cấu tang quấn cáp cấu nâng xem hình 12.60 Sức nâng cho phép cần trục nằm miền xác đònh sau (xem hình 12.58): – Giới hạn trái tầm với Rmax = 54m; – Giới hạn phải tầm với Rmin = 12m; – Đoạn đường cong xây dựng tính ổn đònh cần trục; sức nâng cho phép cần trục nằm miền đường cong; – Đoạn đường thẳng sức nâng tối đa cấu nâng; sức nâng cho phép cần trục nằm miền đường thẳng Miền xác đònh tức sức nâng cho phép cần trục nằm giao miền Khi cần trục có tải trọng lớn nâng với tốc độ chậm, cần trục có tải trọng nhỏ nâng với tốc độ lớn để tăng suất 223 Hình 12.60 – Cơ cấu nâng cần trục tháp bánh lốp 2- Cơ cấu di chuyển: di chuyển bánh lốp truyền động thủy lực Cần trục tháp bánh lốp di chuyển không phép mang hàng 3- Cơ cấu quay: thường dùng truyền, truyền dùng động thủy lực piston rôtor hướng trục có điều chỉnh tốc độ thông qua hộp giảm tốc hành tinh cấp cặp bánh hở ăn khớp Cần trục tháp bánh lốp quay toàn vòng 224 Hình 12.61 – Cần trục tháp bánh lốp Gottwalld HMK – 170E 225 4- Cơ cấu thay đổi tầm với: Thường dùng xilanh thủy lực Xilanh thủy lực tính chọn theo áp lực cho phép Cần piston kiểm tra theo độ bền độ ổn đònh tải trọng lớn tác dụng lên cần xilanh Vỏ xilanh tính ống trụ dày chòu áp suất từ phía – theo “sức bền vật liệu” Ví dụ thông số cần trục tháp bánh lốp HMK 360E Tt 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 Tên thông số Ký hiệu Sức nâng 1.1 Chế độ bình thường 1.2 Chế độ làm hàng nặng Vận tốc nâng, hạ hàng max Vận tốc quay Vận tốc di chuyển Số trục bánh xe Số trục lái Số trục chủ động Chiều cao nâng hàng Chiều sâu hạ hàng Bán kính quay vòng phía Bán kính quay vòng phía Trọng lượng toàn cần trục Tốc độ gió cho phép làm việc Trò số Qbt Qhn Vn/Vh nq Vdc ntrbx ntrl ntrchñ H H’ Rtr Rng GΣ Vg 60 120 120 1,5 80 32 – 40 15 8,5 18,5 480 20,0 Đơn vò đo Tf Tf m/ph vg/ph m/ph trục trục trục m m m m Tf (gần đúng) m/s § 12.9 THIẾT BỊ XẾP DỢ TRÊN TÀU 12.9.1 Giới thiệu, công dụng: Cần trục bố trí tàu thủy, thực công tác xếp dỡ tàu, chủ yếu bao gồm loại sau : loại cần trục đerrick; loại cần trục quay; phương tiện xếp dỡ khác như: cổng trục tàu thủy, thiết bò chuyên dùng xếp dỡ hàng rời v.v… 12.9.2 Phân loại: Hình 12.62 – Cần trục tàu kiểu cần trục quay 226 Thiết bò xếp dỡ gồm tổ hợp kết cấu cấu để thực thao tác xếp dỡ vận chuyển hàng hóa tàu Sơ đồ phân loại thiết bò xếp dỡ cho bảng sau: Derrick Thiết bò xếp dỡ (TBXD) TBXD hoạt động theo chu kỳ Cần trục Cổng trục Thang Máy quay tàu thủy máy nâng TBXD hoạt động liên tục Băng TBXD dùng khí ép tải dùng chất lỏng Lựa chọn thiết bò xếp dỡ phụ thuộc yếu tố: – Loại tàu, kiểu tàu vùng hoạt động tàu; – Kích thước tốc độ tàu (tàu lớn, tốc độ cao suất thiết bò xếp dỡ phải cao để giảm bớt thời gian đỗ bến); – Loại hàng mà tàu chở Trên tàu hàng thông thường (không phải tàu chuyên dùng) thường bố trí loại thiết bò xếp dỡ dùng phổ biến tàu derrick cần trục quay bố trí hỗn hợp thiết bò Trên hình 12.62 giới thiệu tàu bố trí cần trục quay, với tàu chở container thường sử dụng phương án Trên hình 12.63 giới thiệu tàu bố trí cần trục derrick đơn Hình 12.63 _ Cần trục tàu kiểu đerrick đơn 227 § 12.10 CẦN TRỤC NỔI 12.10.1 Giới thiệu, công dụng: a) Giới thiệu chung: Cần trục cần trục đặt thiết bò nổi, có khả di chuyển sông, biển, có tính động cao Cần trục (hình 12.64 đến 12.67) bao gồm: thiết bò công tác cần trục đặt phao xà lan đặc biệt b) Công dụng: – Cần trục sử dụng công trình xây dựng như: xây dựng bến cảng, xây dựng cầu cống xây dựng công trình thủy lợi, thủy điện – Cần trục sử dụng công tác xếp dỡ hàng Hình 12.64 – Cần trục sức nâng 250 tấn, kết cấu dàn cảng biển, cảng sông Phục vụ công tác lắp ráp giàn khoan biển Cần trục có sức nâng lớn thường sử dụng để xếp dỡ hàng siêu trường, siêu trọng (xem hình 12.66) – Phạm vi hoạt động: Cần trục có sức nâng đến 32 Tf dùng để bốc xếp hàng rời khối, bố trí gầu ngoạm, thường dùng để bổ sung phương tiện Hình 12.65 – Cần trục hệ cần có kết cấu hộp cần trục bến cảng không đáp ứng yêu cầu công việc để bốc xếp, chuyển hàng tàu biển, tàu sông với Nó sử dụng để phục vụ công tác lắp ráp, sửa chữa 228 Cần trục có sức nâng 50 Tf, 250 Tf tới hàng ngàn Tf sử dụng để bốc xếp hàng khối phục vụ đóng sửa chữa tàu, xây dựng cảng cầu, trục vớt biển Loại cần trục hoạt động độc lập hoạt động phối hợp với cần trục khác bờ hay với thiết bò khác Thiết bò công tác phận công tác cần trục chân đế, cổng trục, cần trục có cần,v.v… 12.10.2 Phân loại a) Căn vào phương thức truyền động, cần trục có loại: – Cần trục truyền động điezel – điện; – Cần trục truyền động điezel – thủy lực; b) Căn vào tính tự hành, cần trục có cách phân loại: – Cần trục loại không tự hành: loại thường di chuyển cự ly ngắn, dùng tời dây cáp đặt đuôi phao, di chuyển xa phải dùng ca nô kéo (tàu lai dắt); thường hoạt động cảng sông – Cần trục loại tự hành: cần trục bố trí phao nổi, có bố trí hệ thống động lực để cần trục tự di chuyển sông, biển tương tự tàu thủy c) Căn vào hệ cần, cần trục có loại: – Cần trục có hệ cần không cân bằng, – Cần trục có hệ cần cân 12.10.3 Cấu tạo đặc tính chung a) Cần trục không tự hành: Cần trục bố trí phao phải thỏa mãn quy đònh ngành tàu biển, phải đảm bảo ổn đònh Độ nghiêng ngang dọc thiết bò có tải không vượt 3o Mạn mặt nước có tải gió phải lớn 300mm Để đảm bảo thiết bò tròng trành, trọng tâm cần trục phải thấp Kích thước kết cấu phân bố trọng lượng thiết bò cần đảm bảo: độ lệch lớn phía trước treo tải có kể đến lực quán tính, gió trạng thái làm việc, độ lệch phía sau không tải với gió lớn Vò trí cần trục thiết bò bố trí lệch phía theo hướng dọc, nhờ mà có mặt tự để làm việc, sân thiết bò nơi xếp hàng Liên kết thiết bò với sàn thông qua vòng tựa quay kiểu lăn bi, nhờ hệ thống ổ tựa lăn đỡ hình 11.28 Cơ cấu thay đổi tầm với sử dụng loại palăng cáp thông thường dùng hệ thống cần cân Hình 12.66 – Cần trục phục vụ lắp ráp cầu chuyển tải Khi sử dụng đối trọng cân bằng, bố trí vò trí thấp điều kiện Thiết bò động lực cần trục hệ diesel – điện với dòng xoay chiều chiều 229 Tính toán cấu nâng, hạ cần cấu quay phải kể đến tổn hao công suất thiết bò bò lệch (nghiêng, chúi) Hình 12.67 – Cấu tạo chung cần trục 60 Tf – Tời nâng chính; – Tời nâng phụ; – Cơ cấu quay; – Tời nâng cần; – Ổ chặn; – Các lăn đỡ dưới; – Cột; – Đối trọng; – Cáp nâng cần; 10 – Cáp đối trọng 230 b) Cần trục tự hành: Cần trục bố trí thiết bò có bố trí hệ thống động lực để cần trục tự di chuyển sông, biển (như tàu thủy) Cần trục tự hành thường dùng công trình biển, lắp ráp thiết bò dàn khoan § 12.11 KHAI THÁC MÁY TRỤC Việc khai thác máy trục nói chung sử dụng máy trục công tác xếp dỡ, chuyển tải cảng biển nói riêng cần phải tuân thủ tiêu chuẩn quy phạm an toàn thiết bò nâng (TCVN 4244 – 86, TCVN 4244 – 2005) (TCVN 5863 – 1995) nhà nước ban hành Các tiêu chuẩn quy phạm an toàn nhằm đảm bảo cho máy trục làm việc lâu dài với độ tin cậy cao, đạt suất cao an toàn cho người thiết bò 12.11.1 Năng suất máy trục Năng suất tiêu kinh tế máy xếp dỡ, phụ thuộc vào đặc tính kỹ thuật loại hàng hóa vận chuyển Người ta phân biệt loại suất: – Năng suất lý thuyết : Plt – Năng suất kỹ thuật : Pkt – Năng suất sử dụng : Psd (khai thác) a) Năng suất lý thuyết : Plt Năng suất lý thuyết máy trục số lượng hàng hóa chuyển tải sau làm việc máy sử dụng đặc tính kó thuật theo thiết kế không kể tới khoảng thời gian ngừng làm việc Tổng quát, suất lý thuyết máy trục (máy xếp dỡ hoạt động theo chu kỳ) 3600 xác đònh theo công thức: Plt = n.Q0 = (12.8) Q0 , (T/h) T đây: n – Số chu kỳ làm việc máy trục Qo – Trọng lượng hữu ích khối hàng xếp dỡ, T; T – Khoảng thời gian chu kỳ làm việc; s 3600 với: n= số chu kỳ làm việc máy trục T Khoảng thời gian chu kỳ T làm việc máy trục xác đònh theo công thức: T = Σti, tổng thời gian thực thao tác công nghệ liên tiếp để nâng chuyển hàng hoàn thành chu kỳ làm việc b) Năng suất kỹ thuật Pkt Năng suất kó thuật máy trục lượng hàng hóa chuyển tải sau làm việc máy có tính đến điều kiện kó thuật thông số kỹ thuật máy không hoàn toàn lý thuyết Pkt = kk Plt (T/h) (12.9) kk – Hệ số suất kỹ thuật c) Năng suất sử dụng ca Psd Năng suất sử dụng suất thực tế, điều kiện làm việc xác đònh có tính đến việc không sử dụng toàn sức nâng khoảng thời gian ngừng (không làm việc) Psd = kQ kt n.Qo (T/ca) (12.10) 231 kQ – Hệ số sử dụng sức nâng cần trục; kt – Hệ số sử dụng thời gian; n – Số làm việc ca Các hệ số sử dụng chọn theo kinh nghiệm sở thống kê Có thể chọn tùy thuộc thiết bò mang hàng [4]: – Khi sử dụng móc câu : KQ = 0,8 ÷ 0,9; Kt = 0,8 ÷ 0,88 – Khi sử dụng gầu ngoạm : KQ = 0,8 ÷ 0,9; Kt = 0,85 ÷ 0,95 *) Trong trường hợp tổng quát, xét chu kỳ làm việc cần trục có cần quay thực công tác nâng – chuyển (xếp dỡ) hàng (hình12.68õ) Giả sử chu kỳ, cần trục có chuyển động công tác (có mang hàng ) là: – Nâng (hạ) hàng; – Quay để vận chuyển hàng; – Thay đổi tầm với có hàng Thời gian chu kỳ làm việc T tổng thời gian thao tác công nghệ ti coi chuyển động công tác thực độc lập Thời gian chu kỳ T xác đònh: T = Σti + Σt0 = t1 + t01 + t2 + t3 + t4 + t5 + t6 + t02 + t7 + t8 (12.11) Các khoảng thời gian: t1 t01 t2 t3 t4 t5 t6 t02 t7 t8 – – – – – – – – – – thời thời thời thời thời thời thời thời thời thời gian gian gian gian gian gian gian gian gian gian hạ móc không hàng; thao tác thủ công (treo hàng vào móc); nâng hàng; thay đổi tầm với; quay – di chuyển hàng; thay đổi tầm với; hạ hàng xuống vò trí đặt hàng ; thao tác thủ công (tháo hàng khỏi móc); nâng móc không hàng; quay hàng; t1 = t01 t2 = t3 = t4 = t5 = t6 = t02 t1 = t8 = to h tn ttv tq ttv th to n tq đưa móc câu vò trí ban đầu, kết thúc chu kỳ làm việc, chuẩn bò chu kỳ làm việc Σti – Tổng thời gian chuyển động công tác máy trục (nâng, quay, thay đổi tầm với, …) Σt0 – Tổng thời gian thao tác thủ công (treo hàng vào móc, tháo hàng khỏi móc) 232 Hình 12.68 – Các thao tác thực chu kỳ làm việc cần trục Trên ví dụ để mô tả chu kỳ làm việc cần trục có cần, quay; hoạt động có thực chuyển động công tác: nâng, quay, thay đổi tầm với, có mang hàng Với máy xếp dỡ hoạt động theo chu kỳ, vào công thức tổng quát điều kiện làm việc cụ thể để xác đònh thời gian chu kỳ làm việc T Để nâng cao suất cần trục, người lái cần trục kết hợp lúc số chuyển động công tác (gọi phối hợp thao tác) đồng thời quay thay đổi tầm với Trong trường hợp phối hợp thao tác, thời gian để xác đònh tính với thao tác (chuyển động) có thời gian làm việc lớn số chuyển động kết hợp lúc 12.11.2 Ổn đònh cần trục a) Những quy đònh chung Khi cần trục đứng mặt nền, tác dụng ngoại lực trọng lượng vật nâng, tải trọng gió, lực quán tính phát sinh cấu máy làm việc, ảnh hưởng độ nghiêng (dốc) mặt … cần trục dẫn đến trạng thái bò lật (gây đổ cần trục): trạng thái gọi cần trục bò ổn đònh Các cần trục phải đảm bảo điều kiện ổn đònh trạng thái: – Trạng thái cần trục làm việc (gọi ổn đònh có tải); – Trạng thái cần trục không làm việc (gọi ổn đònh không tải) Ổn đònh cần trục phải kiểm tra tính toán thông qua hệ số ổn đònh Các hệ số ổn đònh cần trục tương ứng với trạng thái làm việc tổ hợp tải trọng nguy hiểm tác dụng đồng thời cần phải xác đònh tuân theo quy phạm an toàn sử dụng thiết bò naâng (TCVN 4244 – 86, TCVN 4244 – 2005) b) Hệ số ổn đònh có tải: Trên hình 07.71 mô tả sơ đồ tính toán hệ số ổn đònh cần trục có tải Cần trục đứng mặt có độ nghiêng (dốc) phía trục lật với góc dốc α, chòu tải trọng gió tải trọng quán tính có xu hướng làm tăng khả lật Mômen chống lật (mômen giữ) mômen có chiều ngược với chiều lật cần trục Mômen chống lật chủ yếu trọng lượng thân cần trục tạo Khi cần nằm vuông góc với trục lật AB, hệ số ổn đònh động có tải là: Q.n rmax h3 Qv1 Qv k 1’ = – {G[0,5S + e) – h1.sinα] – (a − 0,5S ) – h3 – Q (a − 0,5S ) gt1 gt 900 − n h4 – k 1” (Q + G o' ).v 3" (Q + Go' ).v 3' Qv h1 – (a − 0,5S ) – Pg.h2 – PgQ.h3} ≥ 1,15 h3 – gt gt gt (12.12) Khi cần có hướng tạo với trục lật góc 45o, hệ số ổn đònh động là: 0,7Q.n rmax h3 66(Q + Go" ).nrmax h3 = – – {G[0,7(0,5S + e) – h1.sinα] – 0,7Q(a − 0,5S ) (900 − n h4 ) gt 900 − n h4 – 0,7 (Q + Go' ).v 3' (Q + Go' ).v3" Qv Qv1 Gv (a − 0,5S ) – h1 – 0,7 h3 – (a − 0,5S ) h3 – 0,7 gt gt1 gt gt gt – Pg.h2 – PgQ.h3} ≥ 1,15 (12.13) Hệ số ổn đònh tónh có tải xác đònh góc dốc α = 0; không kể đến tải G (0,5S + e) trọng gió quán tính: k1”’ = ≥ 1,4 (12.14) Q (a − 0,5S ) đây: Q – trọng lượng vật nâng lớn ứng với tầm với xác đònh theo đường đặc tính tải trọng; G – trọng lượng cần trục, kG; 233 Hình 12.69 – Sơ đồ tính toán ổn đònh cần trục có tải Go – trọng lượng cần quy đầu cần, kG; rmax – tầm với lớn tương ứng với tải trọng nâng tính toán Q, m 0,5S – Khoảng cách từ trục quay cần trục đến trục lật 234 c) Hệ số ổn đònh không tải Hệ số ổn đònh không tải xác đònh cần trục vò trí bất lợi tác dụng tải trọng gió trạng thái không làm việc Trên hình 12.70 sơ đồ tính toán ổn đònh cần trục không tải Cần vò trí có tầm với nhỏ Cần trục có xu hướng lật quanh trục qua B – B tác dụng tải trọng gió bất lợi trạng thái không làm việc độ dốc mặt nơi máy đứng với góc nghiêng (dốc) α Hệ số ổn đònh không tải: G[(0,5S − e) − h1 sin α ] k2 = ≥ 1,15 (12.15) Pg h2 Pg – lực gió trạng thái không làm việc tác dụng lên cần trục Góc nghiêng đường kiểm tra ổn đònh cho trường hợp (ổn đònh có tải không tải) chọn sau: Cần trục đường sắt, cần trục ôtô, cần trục bánh lốp làm việc không hạ chân chống phụ: α = 30; làm việc có hạ chân chống phụ: α = 1,50; Cần trục làm việc đường tạm: α = 20; cần trục tháp α = 20 Hình 12.70 – Sơ đồ tính toán ổn đònh cần trục tải 235 This document was created with Win2PDF available at http://www.win2pdf.com The unregistered version of Win2PDF is for evaluation or non-commercial use only This page will not be added after purchasing Win2PDF ... cấu chân đế, cần trục chân đế có loại: – Cần trục loại chân đế 201 – Cần trục loại bán chân đế: c) Căn vào kết cấu thép thiết bò cần , cần trục chân đế có loại Hình 12.37 – Cần trục chân đế kiểu... loại cầu trục dẫn động tay cầu trục dẫn động máy Theo vò trí điều khiển có loại cầu trục điều khiển từ cabin gắn dầm cầu cầu trục điều khiển từ hộp nút bấm Điều khiển từ thường dùng cho cầu trục. .. cầu trục dùng phương thức điều khiển từ xa 12.1.2 Các thông số cầu trục: Cầu trục có thông số sau: – Sức nâng cầu trục: Q, Tf – Khẩu độ cầu trục L, m : khoảng cách tâm hai đường ray cầu trục