Đang tải... (xem toàn văn)
Tất cả cụm chi tiết máy trục. Dùng cho sinh viên nghiên cứu, kỹ sư áp dụng trong công việc, giảng viên về máy trục.........................................................................................................
Chương CÁC CHI TIẾT VÀ CỤM CHI TIẾT TRÊN MÁY TRỤC § 7.1 CÁP THÉP 7.1.1 Đặc điểm – Yêu cầu chung Cáp thép chi tiết dạng kết cấu dây mềm chòu lực sử dụng phổ biến hầu hết máy trục Cáp thép dùng làm dây treo hàng, dây chằng buộc, giữ dây treo cấu nâng hàng, nâng cần, kéo xe tời, … Các yêu cầu chung cáp thép: – An toàn sử dụng, độ mềm cao, dễ uốn cong, – Đảm bảo độ êm dòu chuyển động, không gây ồn làm việc cấu máy, – Trọng lượng riêng nhỏ, giá thành thấp, đảm bảo độ bền lâu, thời hạn sử dụng lớn Cáp thép chế tạo từ sợi thép cacbon tốt (ít lưu huỳnh, phốt pho) Các sợi thép chế tạo công nghệ kéo nguội giới hạn bền tính toán σb đạt 1400 ÷ 2000 N/mm2 Các sợi thép có đường kính (0,5 ÷3,5)mm bện lại với nhờ thiết bò bện chuyên dùng tạo thành dây cáp Ở dây cáp có lõi cáp 7.1.2 Phân loại cấu tạo cáp thép Phương pháp bện cáp có ảnh hưởng lớn đến độ bền, độ bền lâu độ uốn cong (độ mềm) dây cáp Dây cáp phân loại theo dấu hiệu sau: a) Phân loại cáp theo số lần bện – Cáp bện đơn: (Hình 7.1.a1, a2) cáp bện trực tiếp từ sợi thép bện quanh sợi lõi Cáp bện đơn cứng, khó uốn qua puly dẫn hướng loại cáp dùng làm dây giằng, buộc Loại cáp bện đơn có lớp bọc kín bên tạo nên bề mặt trơn có ưu điểm bề mặt trơn nhẵn, chòu tải trọng xô ngang, chống rỉ tốt nên dùng làm cáp treo chòu tải trọng cần trục cáp, đường cáp treo… – Cáp bện kép (bện lần): (Hình 7.1.b1, b2) sợi thép bện tạo thành dảnh cáp (strand) cáp bện đơn Các dảnh cáp lại bện với quanh lõi cáp để tạo thành dây cáp Cáp bện kép thường chế tạo với dảnh dảnh cáp – Cáp bện ba (bện lần): (Hình 7.1.b3) sợi thép bện lại tạo thành cáp bện đơn; cáp bện đơn bện lại tạo thành cáp bện kép Các cáp bện kép coi dảnh cáp, bện quanh lõi cáp lần tạo thành dây cáp bện ba Do có nhiều lõi nên cáp bện ba mềm cáp bện kép, song chế tạo phức tạp, giá thành cao, sợi thép cáp bé dễ bò đứt mòn Cáp bện ba thường dùng thiết bò phục vụ công tác lắp dựng cần trục Nhìn chung cáp bện kép loại cáp sử dụng rộng rãi máy trục, cáp bện kép với dảnh cáp lõi đay thông dụng b) Phân loại cáp theo chiều bện – Cáp bện xuôi: (Hình 7.2 a) cáp có sợi thép bện thành dảnh cáp có chiều với chiều bện dảnh cáp tạo thành dây cáp Cáp bện xuôi có sợi thép tiếp xúc với tương đối tốt nên cáp loại tương đối mềm có tuổi thọ cao, song có nhược điểm dảnh cáp dễ bò bung (tở ra) cáp dễ bò xoắn lại đầu cáp trạng thái tự – Cáp bện chéo: (Hình 7.2.b) cáp có chiều bện sợi thép tạo thành dảnh cáp ngược với chiều bện dảnh cáp quanh lõi tạo thành dây cáp Cáp bện chéo có độ cứng lớn, làm việc nhanh bò mòn, tuổi thọ không cao Cáp bện chéo khó bò bung không bò xoắn lại đầu dây cáp trạng thái tự nên an toàn sử dụng Cáp bện chéo dùng nhiều loại cần trục, đặc biệt dùng để nâng gầu ngoạm 78 Hình 7.1 – Phân loại cáp thép theo số lần bện Hình 7.2 – Phân loại cáp thép theo cách bện TK 6x19+1o.c ГОСТ 3070 – 55 TK 18x19+1o.c ГОСТ 3088 – 55 ЛK 6x19+1o.c ГОСТ 2688 – 55 ЛK-0 6x19+1o.c ГОСТ 3077 – 55 ЛK 6x19+7x7 ГОСТ 3081 – 55 TK 1x37 ГОСТ 3064 – 55 Dảnh cáp kiểu tam diện ГОСТ 3085 – 55 Kiểu xoắn ốc kín ГОСТ 3090 – 55 Hình 7.3 – Ký hiệu cáp thép – Cáp bện hỗn hợp: cáp mà sợi thép số dảnh cáp bện xuôi, dảnh cáp khác bện chéo Cáp bện hỗn hợp chế tạo phức tạp có ưu điểm loại cáp bện xuôi bện chéo 79 c) Phân loại cáp theo tiếp xúc sợi thép dây cáp – Cáp có sợi tiếp xúc điểm: (Hình 7.2.c) loại có đường kính sợi thép dảnh cáp nhau, hai lớp sợi thép dảnh có bước bện khác nên sợi thép lớp kề tiếp xúc với theo điểm Do tiếp xúc điểm nên cáp bò uốn cong, sợi thép đè lên với áp lực lớn sợi thép có ma sát làm chúng chóng bò mòn, dễ bò đứt – Cáp có sợi tiếp xúc đường: (Hình 7.2.d) loại cáp sợi thép có đường kính khác bện tạo thành dảnh với lớp bện có bước bện làm cho sợi thép kề tiếp xúc với suốt chiều dài – tiếp xúc đường Đường kính khác sợi thép dảnh tạo điều kiện cho chúng xếp đầy tiết diện cáp Các sợi thép nhỏ lớn dãnh sử dụng hợp lý vừa đảm bảo độ mềm cáp vừa đảm bảo độ bền lâu cáp (do tiếp xúc đường nên ứng suất tiếp xúc nhỏ, sợi thép lớn phía bảo vệ cáp đỡ mòn tiếp xúc với chi tiết puly, tang trống…) Với cáp tiếp xúc đường, việc bố trí sợi thép lớn, nhỏ (đường kính khác nhau) tạo thành dây cáp lại chia thành loại: + Cáp tiếp xúc đường ЛK-O loại có đường kính sợi thép lớp dảnh cáp + Cáp tiếp xúc đường ЛK-P loại có đường kinh sợi thép khác lớp dảnh cáp + Cáp tiếp xúc đường ЛK-P.O hỗn hợp có đường kính sợi thép khác lớp dảnh cáp + Cáp tiếp xúc đường kiểu chêm ЛK-3 có sợi thép đường kính nhỏ chêm vào khe trống lớp sợi dãnh cáp lõi mềm cáp Đối với cáp tiếp xúc đường: dây cáp có đường kính sợi thép khác nhau, sợi thép lớn thường xếp vành để bảo vệ cho cáp đỡ bò mòn, sợi thép nhỏ bên để làm tăng độ mềm cáp, tính chất học sợi sử dụng hợp lý so với cáp có sợi tiếp xúc điểm d) Phân loại cáp theo cấu tạo lõi cáp: Các sợi thép bện lại với quanh lõi cáp tạo thành dây cáp Vật liệu làm lõi cáp có ảnh hưởng đến độ cứng cáp Theo loại vật liệu chế tạo lõi cáp người ta chia làm loại: cáp lõi cứng cáp lõi mềm – Cáp lõi cứng: lõi cáp làm thép (Hình 7.1-a1, a2) – Cáp lõi mềm: vật liệu làm cáp loại sợi đay (cáp lõi đay), sợi amiăng, sợi hóa học, … (Hình 7.1 – b1, b2, b3) Đa số trường hợp người ta dùng cáp lõi đay với ưu điểm cáp có độ mềm (độ uốn cong) vòng qua puly, tang trống khả tự bôi trơn tốt Đối với cáp quấn lên tang có nhiều lớp cáp với dung lượng lớn, để giảm biến dạng cáp lớp đè lên nhau, người ta dùng cáp lõi cứng (lõi thép) Tuy nhiên trường hợp đường kính tang đường kính puly dẫn hướng cáp lớn Với cáp làm việc môi trường nhiệt độ cao (các cần trục xưởng luyện kim) người ta dùng cáp lõi amiăng Trên hình 7.3 mặt cắt số loại cáp thông dụng Liên Xô (cũ) với cách ký hiệu cáp sau: *) TK 6x19 + o.c cáp tiếp xúc điểm (TK) với dảnh cáp, dảnh có 19 sợi thép lõi đay.*) ЛK – O 6x19 + 7x7 cáp có tiếp xúc đường (ЛK) với dảnh, dảnh có 19 sợi thép có lớp sợi thép (O) Lõi cáp lõi thép bện từ dảnh, dảnh có sợi thép 80 *) ЛK – P 6x19 + o.c cáp có tiếp xúc đường (ЛK) với dảnh, dảnh có sợi, có lớp sợi thép với đường kính sợi khác (P) lõi đay (1 o.c) *) ЛK – PO 6x36 +1 o.c cáp có tiếp xúc đường (ЛK) với dảnh dảnh có 36 sợi thép kết hợp cách xếp (P) (O) dảnh bện quanh lõi đay *) ЛK – З 6x25 + o.c cáp có tiếp xúc đường gồm dảnh, dảnh có 25 sợi thép sợi thép đường kính to đường kính nhỏ xen kẽ lắp đầy tiết diện (З) – có lõi ñay (1 o.c) *) TЛK – O 6x27 + o.c cáp có kết hợp tiếp xúc điểm tiếp xúc đường với dảnh, dảnh có 27 sợi thép Các dảnh có lớp sợi thép có đường kính (O), dảnh quấn quanh lõi đay (1 o.c) 7.1.3 Tính chọn cáp thép a) Tình hình chòu lực cáp thép Cáp nhiều sợi thép hợp lại tạo thành hệ siêu tónh nhiều bậc, sợi thép xoắn theo đường phức tạp không gian Vì trạng thái căng sợi thép phức tạp Khi cáp chòu tải, sợi thép chòu nhiều ứng suất khác như: ứng suất kéo, uốn, dập, xoắn, ứng suất dư, … – Ứng suất kéo phát sinh cáp chòu tải, – Khi cáp lên tang puly, cáp biến đổi hình dạng sinh ứng suất uốn Ngoài ứng suất uốn phát sinh cáp có tiếp xúc điểm – Trong cáp có ứng suất dập sợi thép tiếp xúc với cáp chòu tải sợi thép đè lên – Ứng suất nén xuất cáp chòu tải đặt lên rãnh tang – Khi cáp chòu tải đồng thời xuất ứng suất xoắn – Ứng suất dư sinh sợi thép bện cáp Khi làm việc, cáp không bò đứt đột ngột mà sau thời gian làm việc, cáp bò mòn nhiều hay đứt sợi thép Vì độ bền lâu tiêu quan trọng tính toán sử dụng cáp b) Tính chọn cáp thép Hiện chưa có nghiên cứu xác đầy đủ trạng thái ứng suất sợi thép cáp tượng mỏi cáp chòu tải lâu dài Do người ta không dựa vào ứng suất sợi thép cáp để tính chọn cáp Kết nghiên cứu cho thấy yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ bền độ bền lâu cáp thép là: lực căng cáp lớn làm việc bán kính uốn cong cáp Vì tính toán người ta qui đònh chọn cáp theo lực kéo độ bền lâu cáp đảm bảo cách chọn hệ số an toàn n tỉ số đường kính tang puly với đường kính cáp D/d tùy thuộc loại máy chế độ làm việc máy Cáp thép chọn theo điều kiện sau: Smax n ≤ Sđ (7.1) Bảng 7.1 – Hệ số an toàn bền cáp – n Tt 01 02 02.1 02.2 02.3 Cáp Cáp Chế Chế Chế ĐIỀU KIỆN SỬ DỤNG tải dùng cho dẫn động tay nâng vật nâng cần dẫn động máy độ làm việc nhẹ độ làm việc trung bình độ làm việc nặng naëng n 5,5 6,0 Tt 03 04 05 06 Cáp Cáp Cáp Cáp ĐIỀU KIỆN SỬ DỤNG neo cần cột dùng cho gầu ngoạm dùng cho cấu nâng chở người dùng lắp dựng cần trục n 3,5 6,0 9,0 4,0 đó: Smax – Lực căng lớn phát sinh cáp trình làm việc Sđ – Tải trọng phá hỏng cáp (lực đứt cáp) nhà chế tạo xác đònh cho bảng cáp tiêu chuẩn tùy thuộc vào loại cáp, đường kính cáp giới hạn bền vật liệu sợi thép 81 Thông thường lực phá hỏng cáp không vượt 83% tổng lực phá hỏng tất sợi thép bện cáp n – Hệ số an toàn bền cáp chọn (tra) theo tiêu chuẩn tùy thuộc loại máy trục chế độ làm việc (Bảng 7.1) Đối với thang máy, hệ số an toàn bền n cho bảng 7.2 Bảng 7.2 – Hệ số an toàn bền cáp – n thang máy TT TỐC ĐỘ CÁP v (m/s) 01 V < 1,0 02 03 04 05 V < 1,0 1,0 ≤ V ≤ 2,0 2,0 < V ≤ 4,0 4,0 < V LOẠI THANG MÁY Chở người, chở hàng người Tời tang quấn cáp Tời với pu ly dẫn cáp ma sát 12 13 14 15 Chở hàng 10 11 12 13 Như vậy, tính chọn dây cáp tiến hành theo trình tự sau đây: – Căn vào tải trọng treo dây cáp, tiến hành xác đònh lực căng lớn Smax dây cáp – Chọn hệ số an toàn bền nhỏ cáp theo bảng 7.1 7.2 – Tính lực kéo đứt cáp S đ' = n.S max theo lực căng cáp – Chọn loại kiểu kết cấu dây cáp – Căn vào bảng tiêu chuẩn loại cáp với kết cấu cáp chọn, tiến hành chọn dây cáp có đường kính d bảng cho giá trò lực kéo đứt cáp tính toán ( S đ' ) phải nhỏ tải trọng phá hủy cáp ( S đ ) nhà chế tạo xác đònh cho bảng với giới hạn bền kéo sợi thép phạm vi (140 ÷ 200) kG/mm2 7.1.4 Tuổi thọ dây cáp Tuổi thọ dây cáp phụ thuộc nhiều vào số lần cáp bò uốn vòng qua puly hay tang quấn cáp đồng thời tuổi thọ dây cáp phụ thuộc nhiều vào độ mòn Đường kính puly tang nhỏ dây cáp chóng hỏng Vì vậy, sử dụng cáp thép, đường kính puly dẫn hướng cáp đường kính tang phải thỏa mãn điều kiện: D ≥ e.dc (7.2) đó: dc – Đường kính cáp (mm), D – Đường kính puly tang tính đến tâm lớp cáp thứ (mm), e – Hệ số tra bảng tiêu chuẩn tùy thuộc vào loại máy trục chế độ làm việc Đối với máy trục thường : e = (16 ÷ 30) Đối với thang máy : e = 30 – thang máy chở hàng : e = 40 – thang máy chở người có tốc ñoä cabin < 1,4 m/s : e = 45 – thang máy chở người có tốc độ cabin > 1,4 m/s Đường kính puly tang lớn số lần uốn giới hạn cáp cáp bò hỏng tăng lên có nghóa tuổi thọ cáp cao Do thiết kế máy trục với chế độ làm việc nặng cần chọn tỉ số D/d lớn (nghóa chọn hệ số e lớn) để đảm bảo tuổi thọ máy, song kích thước máy cồng kềnh mômen trục tang lớn Cáp bò hỏng chủ yếu mỏi, không xảy tức thời mà phát triển Dấu hiệu dây cáp bắt đầu bò phá hỏng sợi thép bắt đầu bò đứt nổ Nhưng 82 nghóa phải thay cáp trình đứt dần sợi từ vào Do sở nghiên cứu kinh nghiệm sử dụng mà người ta quy đònh số sợi đứt cho phép bước bện Số sợi đứt cho phép chiều dài bước bện số loại cáp cho bảng 02.04, chưa đến giới hạn đó, cáp làm việc an toàn Bảng 7.3 – Hệ số e nhỏ cho phép: A B C D E Loại máy trục Cần trục kiểu cần – Cơ cấu nâng vật nâng cần – Cơ cấu lắp dựng Palăng điện Tời nâng gầu ngoạm – Cần trục kiểu cần – Các loại khác (trừ palăng điện) Các puly gầu ngoạm Các loại tời – Nâng hàng – Nâng người F Các loại cần trục khác (trừ loại kể trên) Dạng dẫn động + Tay + Maùy + Maùy + Maùy + Maùy + Maùy + + + + + + Tay Maùy Tay Máy Tay Máy Chế độ làm việc Trò số e Nhẹ Trung bình Nặng Rất nặng 16 16 18 20 25 16 20 20 30 18 12 20 16 25 18 20 25 30 35 Nhẹ Trung bình Nặng Rất nặng Bảng 7.4 – Số sợi thép đứt cho phép bước bện cáp Kết cấu cáp Hệ số an toàn bền n ≤6 6÷7 ≥7 x 19 = 144 Bện xuôi x 37 = 222 Bện chéo 12 14 16 Bện xuôi 11 13 15 Bện chéo 12 26 30 Nếu số sợi đứt chưa đến giới hạn cho phép lớp sợi mòn đến 40% thay cáp Điều kiện để đảm bảo độ tin cậy độ an toàn cáp thép sử dụng cáp theo tính toán có tính đến yếu tố ảnh hưởng đến độ bền độ bền lâu cáp Trong cấu nâng, tuyệt đối không phép nối dài cáp để tăng chiều dài Để đảm bảo an toàn tăng tuổi thọ cáp thép cần phải bảo dưỡng, bôi trơn cáp theo đònh kỳ mỡ chuyên dùng §7.2 PULY VÀ PALĂNG CÁP 7.2.1 Puly Trên máy trục, puly dùng để đổi hướng dây cáp khâu hệ palăng cáp dùng để giảm lực kéo, tăng giảm tốc độ nâng vật Puly lắp trục puly thông qua ổ đỡ puly (hình 7.4) 83 Ổ đỡ puly sử dụng loại ổ lăn ổ trượt dây cáp chuyển động vòng qua puly, puly chuyển động quay quanh trục puly Trong hệ palăng cáp người ta phân thành: puly cố đònh puly di động có puly cân Trong cấu nâng với chế độ làm việc nhẹ trung bình, puly thường đúc gang xám Bề mặt làm việc rãnh puly phải gia công khí, kích thước rãnh Hình 7.4 – Pu ly sơ đồ mắc cáp a) Puly có lắp ổ lăn; b) Puly có lắp ổ trượt; c) Sơ đồ mắc cáp puly phải đảm bảo cho cáp vòng qua dễ dàng, không bò đứt kẹt, bề mặt tiếp xúc cáp đáy rãnh lớn để giảm ứng suất tiếp xúc cáp đỡ bò mòn Đáy rãnh puly cung tròn có bán kính r = (0,53 ÷ 0,6)dc , góc nghiêng thành bên rãnh puly 2β = 40 ÷ 600 Để đảm bảo độ bền lâu cáp, đường kính puly tính đến tâm cáp phải thỏa mãn điều kiện (7.2) Điều kiện (7.2) viết dạng đường kính puly: Dp ≥ ( e – 1).dc (7.3) Trong thường chọn e = (16 ÷ 30) Ổ trục puly dùng ổ lăn (ổ bi) ổ trượt (bạc) Ổ lăn dùng nhiều có hiệu suất tuổi thọ cao; độ tin cậy làm việc lớn Puly tiêu chuẩn hóa, chọn đường kính puly theo đường kính cáp quấn qua puly chọn puly theo tiêu chuẩn (các bảng tiêu chuẩn puly) 7.2.2 Hệ palăng cáp Palăng cáp hệ thống gồm puly cố đònh puly di động dùng dẫn hướng cáp Mục đích palăng nhằm làm giảm lực căng cáp so với lực kéo hệ thống tăng tốc độ kéo hệ thống so với tốc độ cáp Theo công dụng, người ta phân làm loại palăng là: – Palăng lực (hay gọi palăng thuận) palăng dùng để giảm lực căng cáp dẫn động so với lực kéo palăng, – Palăng vận tốc (hay gọi palăng ngược) palăng dùng để tăng tốc độ kéo hệ thống a) Palăng lực (palăng thuận): palăng lực gồm loại: palăng đơn palăng kép 84 – Palăng đơn: loại palăng có đầu cáp lên tang Palăng đơn lại chia thành: palăng đơn loại palăng đơn loại Hình 7.5 – Palăng đơn: a) Palăng đơn loại 1; b) Palăng đơn loại + Palăng đơn loại (hình 7.5a): palăng có nhánh cáp khỏi palăng từ puly cố đònh phía trên, loại có số puly n số nhánh cáp treo vật m (n = m) Palăng đơn loại loại thông dụng thường dùng cần trục quay kiểu cần (jib cranes) + Palăng đơn loại (hình 7.5b): loại có nhánh cáp khỏi palăng từ puly di Hình 7.6 – Hệ palăng kép động phía dưới, 85 loại có số nhánh cáp treo vật m số puly hệ palăng n cộng với (m = n + 1) Palăng đơn loại thường dùng palăng điện số tời nâng đặt cao (tời cầu trục, cổng trục… – Gantry Cranes) – Palăng kép: loại palăng có đầu cáp đồng thời lên tang (hình 7.6) Palăng kép coi palăng đơn loại hợp thành tính toán palăng đơn loại với tải Q trọng palăng Trong palăng kép có puly cân với tác dụng giữ thăng quay để tự điều chỉnh lực căng chiều dài nhánh cáp bên sai lệch kích thước – Bội suất palăng: Trong hệ palăng lực (palăng thuận), tải trọng nâng Q treo m nhánh cáp, lực căng cáp nhánh giảm Đại lượng đặc trưng cho palăng cáp bội suất palăng a Bội suất palăng lực số lần lực căng cáp giảm so với trọng lượng vật m nâng (số lần lợi lực) xác đònh theo biểu thức sau: a= (7.4) k đó: m – Số nhánh cáp treo vật, k – Số nhánh cáp lên tang Như vậy:Với palăng đơn-Bội suất palăng a số nhánh cáp treo vật m (do k = 1), Với palăng kép: bội suất palăng a số nhánh cáp treo vật chia cho (do k = 2) Trong trường hợp vật treo tónh lực căng nhánh cáp S palăng đơn giảm a lần so với tải trọng nâng Q Khi nâng vật Q, tốc độ cáp lớn gấp a lần so với tốc độ nâng vật chiều dài cáp quấn lên tang L lớn gấp a lần so với chiều cao nâng vật Q S= ; (7.5) a v c = a.v n ; (7.6) L = a.H (7.7) Đối với palăng kép, lực căng cáp palăng giảm 2a lần so với tải trọng nâng Palăng kép thường dùng cầu trục, cổng trục (Gantry Cranes) b) Palăng tốc độ (palăng ngược): Palăng tốc độ loại palăng dùng để tăng tốc độ hành trình (lợi tốc độ đường đi) Palăng vận tốc dùng hệ Hình 7.7 – Hệ palăng ngược (palăng tốc độ) palăng nâng xe nâng tự hành (Fork-lift – Puly di động; – Puly cố đònh; – Puly đổi hướng; Truck) nhằm tạo tốc độ nâng vật chiều – Thiết bò kéo (xilanh thủy lực); – Dây treo vật cao nâng lớn so với tốc độ hành trình phận dẫn động xilanh thủy lực nâng Tải trọng nâng Q treo nhánh tự (đầu tự do) palăng Thiết bò kéo palăng xilanh thủy lực Lực kéo palăng P đặt vào khối puly di động Khi tác dụng lực P lên trục khối puly di động làm khối puli di động dòch chuyển so với puli cố đònh (khoảng cách h) thông qua dây treo tiến hành nâng vật khoảng H Trong hệ palăng ngược, quan hệ đại lượng lực, tốc độ hành trình vật nâng so với thiết bò kéo có dạng: P = a.Q (7.8) = a.vk (7.9) H = a.h (7.10) đó: 86 , H – Tốc độ, hành trình vật nâng vk , h – Tốc độ, hành trình thiết bò kéo 7.2.3 Hiệu suất puly hiệu suất hệ palăng cáp a) Hiệu suất puly Khi cáp puly, độ cứng cáp ma sát ổ trục puly yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất puly – Ảnh hưởng độ cứng cáp: Khi cáp qua puly, cáp bò uốn cong vòng qua puly làm cho sợi thép dảnh cáp cọ sát vào gây lực ma sát làm cản trở thay đổi độ cong cáp Để tính lực cản W1 độ cứng cáp gây vòng qua puly Xét sơ đồ (hình 7.8a) Hình 7.8 – Sơ đồ tính lực cản puly Gọi : – lực căng nhánh cáp vào puly Sv = S – Lực căng nhánh cáp kéo (ra) khỏi puly Sr = S + W1 Lập phương trình cân baèng: S (R + c) = (S + W1) (R – b) (b + c ) S = λ.S (7.11) W1 = R−b Trong đó: R – Bán kính puly tính đến tâm cáp, b+c λ= – Hệ số độ cứng cáp phụ thuộc đường kính puly cáp, tính chất đàn hồi R −b sợi thép, cấu tạo cáp góc ôm cáp puly – Ảnh hưởng ma sát ổ trục quay (hình 7.8b) Khi cáp qua puly, puly quay quanh trục puly ma sát ổ trục puly gây lực cản W2 Để xác đònh lực cản ma sát ổ trục puly W2 ta lập phương trình cân mômen tâm trục puly F.d = W2 D α d (7.12) W2 = sin f S = ω S D Trong đó: f – Hệ số ma sát, d, D – Đường kính ổ trục đường kính puly tính đến tâm cáp, 87 *) L3 = Phần tang không tiện rãnh: khoảng ngăn hai phần tang xẻ rãnh Chiều dài L3 cần xác đònh để đảm bảo góc lệch cáp so với puly hệ pa lăng (góc γ) không vượt giá trò cho phép – cụm puly móc treo vò trí cao – cách trục tang khoảng hmin Khi cáp vòng qua puly, cáp phải nằm dọc theo rãnh puly, độ lệch cho phép (góc nghiêng γ) giới hạn cho cáp không đè lên thành bên puly tức phải thỏa mãn: tgγ < tgα 1+ D h ; (7.45) Nếu góc nghiêng thành bên rãnh puly 2α = 600 góc lệch cho phép γ = 60 Xác đònh chiều dài phần tang không xẻ raõnh: L3max = b + 2hmin.tgγ ; (7.46) L3min = b – 2hmin.tgγ ; (7.47) Như chiều dài tang kép có quấn lớp cáp: a H Lt = ( + , ) t + L3; π D (7.48) – Đối với tang đơn (hình 7.17 – a): cần đảm bảo móc treo vò trí cao nhất: + Với tang xẻ rãnh : khoảng cách LR giới hạn cho góc γr ≤ 60 ; + Với tang trơn: khoảng cách Lt giới hạn điều kiện cho góc γt ≤ 20 Khoảng cách tối thiểu từ trục tang đơn đến trục puly di động (cụm puly treo móc) hệ palăng cáp xác đònh để đảm bảo góc lệch cáp tang γ + Tang xẻ rãnh : + Tang trơn : Hình 7.16 – Puly cáp Hình 7.17 – Sơ đồ tính kích thước hình học tang Lt cotg60 L Lt = t cotg20 LR = (7.49) (7.50) c) Chiều dài tang quấn nhiều lớp cáp (tang trơn) tính sau: Tang có đường kính Dt, quấn n lớp cáp, lớp có Z vòng cáp, lượng cáp lớn mà tang quấn vào tang là: L = π.Z (D1 + D2 + + Dn ) ñoù: D1 = Dt + dc D2 = D1 + 2dc = Dt + 3dc Dn = Dn-1 + 2dc = Dt + (2n – 1).dc 95 vaäy: L = π.Z { n.Dt + [1+3+5+…(2n -1)].dc} L = π.Z (n.Dt +n2.dc ) (7.51) Mặt khác, chiều cao nâng H bội suất hệ pa lăng cáp a dung lượng cáp cần thiết lên tang là: Lc = a.H + 1,5.π.Dt (7.52) Số vòng cáp lớp cáp Z (cuốn lên tang n lớp cáp) để đạt chiều cao nâng H rút từ đẳng thức L = Lc:: Lc t.ϕ a.H + 1,5.π Dt (7.53) t.ϕ = Z= π (n.Dt + n d c ) π (n.Dt + n d c ) đây: t = dc – bước cáp tang trơn ϕ = 1,1 – hệ số xếp cáp không Trong thực tế, số lớp cáp quấn tang quấn nhiều lớp cáp không lớp, hạn chế chiều dài tang Lt = (2 ÷ 2,5).Dt Số lớp cáp quấn tang trơn (cuốn nhiều lớp) tham khảo chọn theo kinh nghiệm sau: Bảng 7.5 – Số lớp cáp quấn tang trơn 01 02 Dung lượng cáp quấn tang Số lớp cáp quấn tang trơn Lc , m n < 50 50÷ 125 125÷200 200÷350 350÷550 d) Tính toán kiểm tra sức bền tang Hình 7.18 – Sơ đồ tính ứng suất nén vỏ (thành) tang Hình 7.19 – Sơ đồ tính mômen xoắn mômen uốn tang Trong trình làm việc, tang chòu ứng suất nén, uốn, xoắn thân ống tang ng suất nén thành phần ứng suất lớn sinh tác dụng cáp quanh vỏ tang Để tính ứng suất nén, ta tách vành tang có độ dài bước cáp t xét vành phẳng 96 Lực căng cáp lớn Smax gây áp lực phân bố p vành tang giả thiết lực phân bố Để tính áp lực phân bố p, tách phân tố diện tích df vành tang dF = t.R.dϕ, ứng với lực tác dụng lên phân bố dF là: ds = p.dF = p.t.R.dϕ Lập phương trình cân cho cáp theo trục y – y: π 2Smax = ∫ p.t.R cosϕ dϕ = R.t p Vaäy: 2Smax = D2 t p 2S max p= D2 t (7.54) Để tính ứng suất nén vỏ tang p gây nên, coi tang ống dày áp dụng kết toán Lame Sức bền vật liệu với trường hợp ống dày chòu áp lực nén p từ phía ngoài: D22 (7.55) – ng suất điểm cùng: σ tr = −2 p D2 − D12 D22 + D12 – ng suất điểm cùng: (7.56) σ ng = − p D2 − D12 Như vậy, vỏ thành tang tác dụng p chòu ứng suất nén với ứng suất nén điểm lớn Thay giá trò p từ biểu thức (7.54) D1 = D2 – 2δ vào công thức tính σtr ta có: S (7.57) σ nmax = max δ t Các mô men uốn xoắn lớn xác đònh theo công thức: S L – Đối với tang đơn: M umax = max (7.58) D M x = S max (7.59) S ( L − L3 ) – Đối với tang kép: (7.60) M umax = max Mx = Smax.D (7.61) – ng suất uốn xoắn thành (vỏ) tang: M σu = u ; (7.62) Wu M τx = x (7.63) Wx đây: Wu , Wx – Mô men chống uốn chống xoắn mặt cắt tang Tang có đường kính D − D14 (7.64) D1 đường kính D2 thì: Wu = 0,1 D2 Wx = 2.Wu (7.65) – Tang lớp cáp, với loại có chiều dài tang không lớn lần đường kính tang (Lt ≤ 3Dt) thành phần ứng suất uốn xoắn tang nhỏ, theo kinh nghiệm cho thấy chiếm (10 ÷ 15)% so với ứng suất nén Trường hợp người ta cho phép kiểm tra bền thành tang theo ứng suất nén, ứng suất uốn xoắn tính đến cách tăng hệ số an toàn bền tính ứng suất nén cho phép: 97 σn = S max (1 − δ D1 ).δ t ≤ [σ n ] (7.66) Hệ số an toàn bền để tính ứng suất nén cho phép [σn] lấy n = (1,4 ÷ 1,5) với tang thép; n = ( ÷4.25) với tang gang – ng suất pháp tương đương uốn xoắn gây tính theo công thức: σ td = Mu + (0,75M x ) Wu ; (7.67) – Đối với tang lớp cáp có chiều dài tang lớn Lt > 3Dt phải tính sức bền thành vỏ tang chòu trạng thái ứng suất phức tạp: nén, uốn, xoắn đồng thời Trước tiên kiểm tra sơ thành tang theo ứng suất nén theo điều kiện (7.57) sau dùng thuyết bền Mo để kiểm tra Hình 7.20 – Sơ đồ tính ổn đònh tang bền (vì thuyết bền MO áp dụng cho loại vật liệu giòn dẻo (gang, thép) – Lưu ý: tang có chiều dài Lt đường kính Dt lớn (khi Lt > 1000mm Dt > 1200mm), chiều dày thành tang tương đối mỏng so với kích thước tổng thể tang Khi tang loại kết cấu có vỏ mỏng Dưới tác dụng áp lực p, tang đủ bền song vỏ tang hỏng bò ổn đònh mỏng (hình 7.20) Kiểm tra ổn đònh tang (có chiều dài đường kính lớn) theo công thức: 2S S p (7.68) p = max = max ≤ th Dt t R.t k ôđ đây: kôđ = 1,3 ÷ 1,5 – hệ số an toàn ổn đònh N pth p lực nén tới hạn, tính theo công thức sau: cm δ pth = A (7.69) R Hệ số A phụ thuộc vào loại vật liệu tang : với thép lấy A = 525000; với tang gang E A= (7.70) A = 250000 – 325000 Công thức chung để tính A: 41− µ N đây: E – mô đun đàn hồi, ; µ = 0,3 – hệ số poát-xông cm Trong trường hợp tang không đảm bảo ổn đònh phải tính lại kích thước tang gia cố thêm gân chòu lực – Kiểm tra sức bền tang nhiều lớp cáp: Khi kiểm tra sức bền tang lớp cáp ta giả thiết lực nén cáp lên tang phân bố theo chiều dài không xét đến ảnh hưởng biến dạng cáp tang chòu lực ảnh hưởng không lớn Nhưng tang quấn nhiều lớp cáp, không kể đến ảnh hưởng phạm phải sai số tính toán tang dày, thực tế lớp cáp đè lên lớp cáp gây biến dạng lớp cáp phần lại tải trọng hướng kính đặt lên vành tang tăng không tăng tiû lệ thuận với lớp số cáp Quan hệ nội lực biến dạng phức tạp tác giả đưa nhiều cách tính Một cách tính đơn giản cách nhân thêm hệ số An kể đến mức độ ( 98 ) tăng ứng suất nén tang n lớp cáp Vì tang nhiều lớp cáp thường có chiều dài Lt ≤ (2÷2,5)Dt nên ứng suất uốn xoắn nhỏ S max Kiểm tra sức bền tang theo ứng suất nén: σ n = (7.71) An ≤ [σ ]n δ 1 − .δ t Dt Ở đây, khi: n = 1; tang lớp cáp A1 = 1 n = 2; A2 = + 1+ λ + 3λ n = 3; A3 = + (1 + λ )(1 + 2λ ) + 12λ + 11λ n = 4; A4 = + (1 + λ )( + 2λ )(1 + 3λ ) + 30λ + 70λ + 50λ3 n = 5; A5 = + (1 + λ )(1 + 2λ )(1 + 3λ )(1 + 4λ ) E F hệ số: λ = c c ; với: Ec, Et – mô đun đàn hồi vật liệu làm cáp tang, Fc, Ft – lần E t Ft lượt diện tích tiết diện mặt cắt cáp tang Đối với cáp thép lấy Ec = (8.106 – 10.106) N/cm2 Trong phép tính thực tế chọn An sau: A2 = 1,2; A3 = 1,43; A4 = 2; A5 =2,85 Thường từ năm lớp cáp trở lên người ta lấy An = A5 lớp cáp thứ sáu trở lên không gây thêm áp lực hướng kính lên thành tang biến dạng lớp cáp phía – Tang côn: Ngoài tang trụ, cấu máy trục sử dụng tang côn – trường hợp lực căng cáp lên tang thay đổi, với khoảng cách lớn (hình 7.21) Ví dụ cấu nâng cần (cơ cấu thay đổi tầm với) củøa cần trục Khi cần vò trí thấp nhất, cáp có lực căng lớn lên tang với đường kính nhỏ Dmin Trong trình nâng cần, lực căng cáp giảm dần lên tang côn với đường kính tăng dần đến Dmax ứng với vò trí cao cần có lực căng cáp nhỏ Như trình nâng hạ cần tang côn, Hình 7.21 – Tang hình côn trục tang có mômen xoắn gần không đổi Đường kính nhỏ Dmin tang xác đònh từ điều kiện (7.2) – theo bán kính uốn cong cáp, đøng kính lớn Dmax tính từ điều kiện mômen xoắn trục tang không đổi: Dmax.Smin = Dmin.Smax; (7.72) 7.3.3 Tang puly ma sát a) Tang ma sát Trong trường hợp cần dòch chuyển tải trọng khoảng cách lớn để di chuyển xe thay đổi tầm với cần trục tháp, di chuyển xe tời cổng trục, dẫn động đường cáp treo cần trục cáp, người ta thường dùng tang ma sát Đặc điểm tang ma sát không cố đònh đầu cáp tang mà lên tang số vòng, tang quay nhánh cáp 99 vào tang với lực căng Sv = Smax nhánh nhả với lực căng Sr = Smin Tang truyền chuyển động nhờ ma sát cáp tang Tang ma sát gồm loại hình trụ loại có đường kính thay đổi (hình 7.22) Số vòng cáp cần thiết lên tang masát tính từ điều kiện cáp không bò trượt tang theo công thức Ơle: Smax = Smin.ef.2π.n; (7.73) đây: f Hệ số masát cáp tang Vậy số vòng cáp cần thiết là: lg S max lg S n= ; (7.74) 2π f lg e b) Puly masaùt Puly dẫn cáp masát (gọi tắt puly masát) dùng phổ biến thang máy, đường cáp treo cần trục cáp Khả kéo puly masát tính tang masát, theo công thức Ơle Khác với tang ma sát, pulymasát có Hình 7.22 – Tang masát rãnh cáp riêng biệt mà không theo hình xoắn ốc Số rãnh cáp puly masát tùy thuộc vào số sợi cáp dẫn động máy cách mắc cáp Đường kính puly masát tính từ điều kiện (7.2), với hệ số e lấy tùy theo loại máy điều kiện làm việc 7.3.4 Ví dụ tính toán Yêu cầu: Tính toán chọn phận (cụm chi tiết) cấu nâng cầu trục dùng điện với sức nâng Q = 5T để nâng chuyển hàng khối Tốc độ nâng hàng Vn = 0,25m/s Chiều cao nâng hàng H =15m Chế độ làm việc trung bình CĐ% = 25% Sơ đồ mắc cáp nâng hàng chọn dạng sơ đồ palăng kép Sơ đồ động cấu nâng mô tả hình vẽ Thực hiện: Các số liệu ban đầu: – Sức nâng (bao gồm trọng lượng cụm móc treo): Q = 5T, – Tốc độ nâng: Vn = 0,25m/s, – Chiều cao nâng: H = 15m, – Chế độ làm việc cấu: trung bình CĐ% = 25%, – Hệ palăng nâng: palăng kép (coi hai palăng đơn), Ổ đỡ puly loại ổ lăn (tra bảng) có hiệu suất η = 0,98, 100 Hình 7.23 – Sơ đồ cấu nâng – Động điện (ĐCĐ); – Khớp nối (ĐCĐ-HGT) ; – Thiết bò phanh; – Hộp giảm tốc (HGT); – Khớp nối HGT trục tang; – Tang cáp; – Palăng cáp; – Cụm móc treo Cần tính chọn phận: – Chọn cáp thép: loại cáp, đường kính cáp, chiều dài cáp, … – Chọn puly: đường kính mặt lăn, cụm treo móc câu, – Chọn kích thước tang cáp Tiến hành tính chọn phận cấu nâng – Lực căng lớn nhánh cáp vào tang xác đònh sau: Đây hệ palăng kép , hệ palăng loại 2, số palăng hệ Bội suất palăng a = (a = 4/2 =2) Hiệu suất puly (dùng ổ lăn) η = 0,98 Sử dụng công thức (7.33) tính lực căng lớn cáp vào tang hệ palăng kép, puly đổi hướng cáp: Q S max = 2.a.η pη r công thức: r = 0; a = 2; Q = 5000 kG (kilogam lực) Hiệu suất ηp hệ palăng sử dụng công thức (7.25): 1−ηa − 0,98 = 0,99 = ηp = a (1 − η ) 2.(1 − 0,98) Q 5000 = 1263 kG thay vào tính: = St = r 2.2.0,99.1 2.a.η pη Smax = St = 1263 kG ≈ 12.390 N phần: Hay: – Lực đứt tính toán Sđ dùng để chọn cáp xác đònh theo (7.1): Sđ ≥ Smax.n với thành Smax = St = 1263 kG; n – hệ số dự trữ độ bền cáp, chọn n = 5,5 Smax.n = 1263x5,5 = 6947 kG Sđ ≥ 12390x5,5 = 68145 N – Căn kết tính toán tra bảng để chọn cáp có đường kính dc Chọn cáp bện kép kiểu ЛK.P kết cấu 6x19(1+ 6+ 6/6+1lõi) theo tiêu chuẩn Liên xô ΓОCT 2688 – 69 có được: + Cáp có đường kính cáp dc = 11mm, giới hạn bền sợi thép σb = 180 kG/mm2, lực kéo đứt cáp Sđ = 7025 kG + Kiểm tra lại hệ số dự trữ độ bền thực tế cáp: 7025 = 5,57 > n = 5,5 ntt = 1263 Vaäy cáp chọn ЛK.P 6x19 có d = 11mm thỏa mãn điều kiện bền – Đường kính tang yêu cầu xác đònh theo công thức (7.2): D ≥ dc e đây: dc = 11mm – đường kính cáp; chọn: e = 25 – hệ số, chọn theo bảng (Tiêu chuẩn) D ≥ 11x25 = 275mm Chọn đường kính tang D = 300mm – Chọn cụm treo móc: Cụm treo móc gồm hai puly có lắp ổ lăn.Trục hai puly đồng thời làm trục để treo cuống móc câu Cụm treo móc câu chọn theo tiêu chuẩn (tiêu chuẩn nước: DIN (Đức); JIS (Nhật bản), … Theo bảng (Tính toán cấu máy nâng vận chuyển), Cụm treo móc câu chọn theo ΓOCT 6627 – 66, ΓOCT 6627 – 74 (Liên xô)-căn tiêu chuẩn chọn móc câu trục treo móc câu có thông số: 101 + Đường kính puly D = 320mm, khoảng cách hai puly b = 200mm – Trong hệ palăng có puly cân bằng: đường kính puly cân chọn giảm 20% so với puly hệ palăng: Dcb = 0,8.D – Chiều dài cáp lên tang với palăng đơn Zd = ; Zk =3 Lc = a.H + (π.Dt).(Zd + Zk) ñaây: H = 15m; a = 2; Zd = 2; Zk =3 Lc = 2x15 +3,14 0,3 (2 + 3) = 34,7m – Chiều dài làm việc tang kép tính theo công thức (7.44): Lt = 2(L1 + L2) + L3 Lc t 34,7.0,0125 = 442 mm L1 + L2 = = π (D + d c ) 3,14(0,3 + 0,011) đây: t = 12,5mm – bước rãnh cáp; D = 300mm – đường kính tang tính đến bề mặt tiếp xúc tang cáp; dc = 11mm – đường kính cáp – Chọn khoảng cách ngăn phần cắt rãnh phải rãnh trái L3 (phần không xẻ rãnh) khoảng cách puly cụm treo móc câu L3 = b = 200mm – Chiều dài toàn tang kép tời nâng cần trục: L = 2(L1 + L2) + L3 = 2x0,442 + 0,2 = 1084mm – Chiều dày vỏ (thành) tang: với tang gang đúc chọn theo công thức kinh nghiệm: δ = 0,02.Dt + (0,6 ÷ 1,0), cm = 0,02x30 + ( 0,6 ÷ 1,0) = ( 1,2 ÷ 1,6)cm; chọn δ = 1,4cm = 14mm Với vật liệu chế tạo tang gang đúc CЧ 15-32 có giới hạn bền nén: σn = 65kG/mm2 Ứng suất cho phép nén: [σn] = 15,3 kG/mm2 – Kiểm tra sức bền thành tang chòu nén theo công thức (7.57): S kG kG 1265 σ n = max = = 7,2 〈[σ ] = 15,3 δ t 14.12,5 mm mm Vậy chọn tang có chiều dày thành tang δ = 14mm đảm bảo điều kiện bền §7.4 CÁC CHI TIẾT CỐ ĐỊNH ĐẦU CÁP 7.4.1 Giới thiệu Trên cấu máy trục có sử dụng truyền động dùng cáp thép, thường phải cố đònh đầu cáp trục, chốt cố đònh đầu cáp tang Để đảm bảo an toàn sử dụng cáp thép, phải thực tốt việc cố đònh đầu cáp, thỏa mãn yêu cầu: – Cố đònh đầu cáp chắn, đảm bảo tin cậy, – Dễ kiểm tra tháo lắp sửa chữa thay thế, – Kết cấu đơn giản dễ chế tạo, – Tại chỗ cố đònh đầu cáp, cáp không bò uốn (gãy khúc) đột ngột, – Căn theo yêu cầu sử dụng, người ta chế tạo thiết bò kẹp đầu cáp trục (chốt) kẹp đầu cáp tang 7.4.2 Cố đònh đầu cáp trục, chốt Trên hình (7.24) thể dạng kết cấu thiết bò cố đònh đầu cáp với trục (hay chốt) 102 a) Vòng lót cáp (hình 7.24a) dùng để đỡ cáp vòng qua chốt Vòng lót chế tạo phương pháp rèn dập có rãnh cung tròn hình lòng máng để đỡ cáp Vòng lót có tác dụng tránh cho cáp khỏi bò uốn đột ngột vòng qua chốt (trục), giảm ứng suất tiếp xúc cáp không bò chà xát lên chốt làm việc b) Phương pháp tết đầu cáp(hình7.24b): tết đầu cáp thực cách tháo bung đầu cáp luồn rãnh đầu cáp tháo vào thân cáp dùng sợi thép quấn bên phần tết đoạn (20 ÷25) lần đường kính cáp Phương pháp tốn nhiều công người tết cáp phải có tay nghề cao để đảm bảo tết kỹ thuật c) Bulông kẹp đầu cáp (hình 7.24c): dùng bulông có thân vòng dạng chữ U để kẹp đầu cáp, đệm phía đai ốc, đệm có rãnh hình thang tròn để ép cáp Để giảm biến dạng cáp, đệm đặt phía nhánh cáp làm việc đầu tự (đầu cáp) ép thân bu lông (đáy chữ U) Có thể sử dụng bu lông thường với hai đệm dài có rãnh hình thang để kẹp đầu cáp (hình 7.24d) Số lượng bu lông kẹp cáp không ba chọn bu lông kẹp cáp theo đường kính cáp dc Khoảng cách bu lông kẹp cáp chiều dài đầu cáp tự do, không nhỏ sáu lần đường kính cáp Hình 7.24 – Kết cấu thiết bò cố đònh đầu cáp Bảng 7.6 – Số bu lông kẹp cáp Đường kính cáp dc, mm Số bu lông kẹp cáp 11 ÷ 18 a) Vòng lót cáp; b) Tết đầu cáp; c), d) Bulông vòng kẹp cáp; e) Ống hình côn; f) Khóa chêm 19 ÷ 24 25 ÷ 31 32 ÷ 34 35 ÷ 37 38 ÷ 44 d) Cố đònh đầu cáp ống côn(hình 7.24e):Ống côn có kết cấu hình vẽ, phần tai (chìa) có lỗ để liên kết với chốt Phần thân ống có dạng hình côn Xỏ đầu cáp qua đầu có đường kính nhỏ (lỗ nhỏ) ống, tháo bung đầu cáp cắt lõi cáp, bẻ gập đầu sợi thép cáp, lau dầu Rút dây cáp cho đầu cáp nằm ống côn với đầu sợi thép bẻ gập đổ chì vào ống côn từ phía đường kính lớn (lỗ lớn) e) Cố đònh đầu cáp khóa chêm (hình 7.24f): Đầu tự cáp luồn vào ống chân (có dạng nêm) cố đònh nhờ nêm Cách cố đònh tháo lắp nhanh mà không cần sử dụng dụng cụ chuyên dùng Các thiết bò cố đònh đầu cáp (nêu trên) tiêu chuẩn hóa Khi dùng tính chọn theo đường kính cáp dc lực căng cáp 7.4.3 Cố đònh đầu cáp tang 103 Với loại tang thông thường, để truyền lực cáp, đầu cáp cố đònh tang Có nhiều cách cố đònh đầu cáp tang thông dụng dùng đệm (tấm kẹp đầu cáp), dùng chêm a) Cố đònh đầu cáp tang đệm: Trên hình 7.25a thể cách cố đònh đầu cáp tang đệm lòng tang Tấm đệm ép đầu cáp lên tang nhờ vít cấy bu lông Phương pháp thường dùng cho tang nhiều lớp cáp loại tang không cho phép thiết bò kẹp đầu cáp (bulông kẹp) nằm bề mặt cáp tang Phương pháp kết cấu tang phức tạp, khó chế tạo, khó kiểm tra thay kẹp cáp, sử dụng b) Cố đònh đầu cáp tang chêm kẹp cáp: Trên hình 7.25b thể cách cố đònh đầu cáp tang chêm kẹp cáp Phương pháp tiện lợi dễ thay cáp song kết cấu tang phức tạp (trong tang phải có chế tạo rãnh để luồn đầu cáp đóng chêm kẹp cáp), khó chế tạo tang Phương pháp thường dùng cho tang nhiều lớp cáp Để đảm bảo tự hãm, độ côn chêm thường lấy từ 1:4 đến 1:5 (tgϕ < 2f) c) Cố đònh đầu cáp tang đệm bên ngoài: Trên hình hình 7.25c thể cách cố đònh đầu cáp tang đệm bên ngoài, ép cáp lên bề mặt tang bu lông Tấm đệm có rãnh hình thang để kẹp lên sợi cáp loại thông dụng Mỗi đệm Hình 7.25 – Các phương pháp cố đònh đầu cáp tang bắt bu lông (lên tang) a) Dùng đệm kẹp cáp; b) Dùng chêm kẹp cáp; c), d) Dùng số đệm không hai đệm bulông kẹp đầu cáp Nếu đệm dùng hai bu lông dùng đệm cáp có đường kính dc nhỏ 31mm dùng hai đệm cáp có đường kính lớn 31mm Việc tính chọn loại thiết bò kẹp đầu cáp lên trục cố đònh đầu cáp tang cần vào đường kính cáp dc lực căng cáp Smax Kiểm tra sức bền thiết bò cố đònh đầu cáp: tham khảo tài liệu chuyên ngành [1],[2] § 7.5 XÍCH VÀ CÁC CHI TIẾT CỦA TRUYỀN ĐỘNG XÍCH 7.5.1 Giới thiệu chung: Trên máy trục, để truyền lực kéo, nâng để chằng buộc hàng, người ta sử dụng hai loại xích Xích thường dùng là: xích hàn xích lề Xích loại kết cấu dây mềm, làm việc cần phải đảm bảo yêu cầu xích giống yêu cầu cáp thép 104 7.5.2 Xích hàn Xích hàn gồm mắt xích hình ô van tạo cách dùng thép tròn uốn cong hàn lại tạo thành mắt xích Các mắt xích liên kết với nhau, nằm hai mặt phẳng vuông góc với tạo thành dây xích; đảm bảo độ uốn cong (độ mềm) xích theo phương Xích hàn chế tạo từ thép bon: CT2, CT3 chứa lưu huỳnh (S) phốt (P), đảm bảo tính dễ hàn đảm bảo độ bền Để khử ứng suất dư mắt xích hàn, xích sau hàn mắt đem ủ Các kích thước xích hàn là: bước xích t, đường kính sợi thép d chiều rộng mắt xích (hình 7.27a) Xích sau chế tạo xong phải thử tải với tải trọng nửa lực kéo đứt xích – Theo tiû lệ chiều dài bước xích t đường kính sợi thép; xích hàn có hai loại: xích hàn bước xích ngắn t < 3d xích hàn bước xích dài t > 3d – Theo dung sai chế tạo kích thước t B, xích hàn có hai loại: xích thường xích xác + Xích thường: độ xác chế tạo bước xích (t) ± 10% thường dùng để chằng buộc hàng cấu dẫn động Hình 7.26 – Một số kết cấu tang cáp a) Dùng tang trơn nhiều lớp cáp; b) Dùng tang xẻ rãnh lớp cáp Hình 7.27 – Xích hàn: a) Các thông số kích thước; b) Xích chòu kéo; c) Xích chòu uốn dùng tang trơn + Xích xác, sai số bước xích (t) nhỏ ± 3% với mắt xích sau hàn nắn lại khuôn Xích xác dùng cấu nâng vật dẫn động đóa xích cần ăn khớp xích đóa xích êm xác – Đặc điểm xích hàn: + Ưu điểm: đơn giản, dễ chế tạo, rẻ tiền, uốn theo phương, dùng với tang, đóa xích có đường kính nhỏ 105 + Nhược điểm: trọng lượng xích lớn (so với cáp thép), chòu lực va đập kém, chóng mòn, dễ bò đứt đột ngột, tốc độ chuyển động xích hạn chế – Tính chọn xích hàn Việc tính toán xích theo cách tính xác phức tạp không đưa lại kết Vì người ta qui đònh cách tính chọn xích tương tự cách tính chọn cáp thép: Smax.n ≤ Sđ (7.75) đây: Smax – lực căng lớn xích, Sđ – lực đứt xích: tải trọng phá hủy xích, n – Hệ số an toàn bền xích tùy thuộc loại máy điều kiện làm việc, theo bảng 7.7 Trong thực tế sử dụng, xích hàn có số mắt xích sửa xích không rõ lai lòch tải trọng phải thử tải tra bảng để so sánh với xích tiêu chuẩn có kích thước Độ mòn cho phép mắt xích hàn không 10% Bảng 7.7 – Hệ số an toàn xích hàn Tt 01 02 03 Điều kiện làm việc Làm việc tang trơn Làm việc đóa xích Dùng để chằng buộc hàng Dẫn động tay 4,5 Dẫn động máy 7.5.3 Xích lề Xích lề hay xích (còn gọi xích ống lăn) gồm nhiều dãy má xích liên kết với nhờ chốt (hình 7.28) Các chi tiết xích chế tạo từ thép 40, thép 45 thép 50 sau nhiệt luyện Xích lề sau chế tạo xong phải thử tải giống xích hàn – Các thông số xích lề là: + Bước xích t: khoảng cách tâm hai chốt xích cạnh Hình 7.28 – Xích lề – Má xích trong; – Má xích ngoài; – Ống + Khoảng cách hai má xích cùng: b + Chiều dày má xích số lượng má xích lót; – Trục; – Con lăn (trên mặt cắt ngang) Xích lề tiêu chuẩn hóa với thông số quy đònh theo tiêu chuẩn Số lượng má xích (trên mặt cắt ngang) nhiều tải trọng phá hỏng xích lớn, thường dùng từ ÷ 12 má xích Tải trọng phá hỏng xích tra theo bảng lấy từ kết thực nghiệm xích tiêu chuẩn hóa Hệ số an toàn bền xích lề lấy theo bảng 7.8 Bảng 7.8 – Hệ số an toàn xích lề (xích tấm) Tt 01 02 Điều kiện làm việc Làm việc êm Làm việc có va đập Dẫn động tay Dẫn động máy 7÷8 ÷ 10 Xích lề làm việc an toàn xích hàn đồng thời tốc độ truyền động lớn 106 7.5.4 Các chi tiết truyền động xích a) Tang đóa xích dùng cho xích hàn – Tang xích hàn: Tang dẫn động dùng để xích hàn loại thường với bước xích ngắn gồm loại: – Loại mặt tang có gờ tròn lồi hình xoắn ốc, mắt xích lên tang có góc nghiêng o 45 so với mặt tang (hình 7.29c) – Loại mặt tang có rãnh sâu hình xoắn ốc, mắt xích chẵn tỳ lên mặt tang mắt xích lẻ nằm mặt phẳng rãnh tang (hình 7.29d) Cố đònh đầu xích hàn lên tang nhờ mắt xích cuối dây xích – Đóa xích dẫn động xích hàn: Để dẫn động cho xích chuyển động: dùng đóa xích Hình 7.29 – Tang đóa xích dùng cho xích hàn a) Đóa xích bò động mặt trơn; b) Đóa xích có gờ tròn rãnh đóa xích; c) Bề mặt tang xích; d) Bề mặt tang có rãnh sâu; e) Đóa xích chủ động để dẫn động xích hàn; f) Đóa xích kéo dùng pa lăng xích dẫn động tay – Đóa xích bò động: mặt trơn có hình dạng hình 7.29a Loại thường dùng cho xích hàn loại thường với bước xích ngắn để đổi hướng xích cấu Loại có nhược điểm xích hàn dễ bò trượt mặt đóa xích, để hạn chế trượt xích người ta làm gờ tròn lồi rãnh đóa xích hình 7.29b – Đóa xích chủ động: để dẫn động xích hàn loại xác với bước xích ngắn người ta dùng đóa xích có hình dạng hình 7.29e Đóa xích chủ động có hình đa giác đều, cạnh đa giác chiều dài mắt xích 107 Đường kính đóa xích chủ động xác đònh theo công thức: 2 t d (7.76) + D= 90 90 sin cos Z Z đây: t, d – bước xích đường kính sợi thép mắt xích; Z – Số (hốc) đóa xích (Z = ÷ 6) Trong cấu máy, xích hàn lên tang vòng qua đóa xích chủ động đóa xích bò động Tang xích loại đóa xích chế tạo từ gang xám thép đúc Đường kính tang đóa xích không bé để hạn chế ứng suất uốn phụ qua đóa xích tang: D ≥ 20d dẫn động tay; D ≥ 30d dẫn động máy b) Đóa xích dùng cho xích lề: Đóa xích dùng dẫn động cho xích lề chế tạo từ thép đúc thép CT4, CT5 có dạng bánh mà đáy khe có hình vòng cung chốt xích – hình 02.30 Khi ăn khớp đóa xích nằm má xích chốt nằm đáy khe Đường kính đóa xích dẫn động xích lề tính đến tâm chốt xích xác đònh theo công thức: t D= ; (7.77) 180 sin Z 7.5.5 So sánh cáp thép xích: Dựa vào yêu cầu chung cáp thép xích dùng làm dây treo để so sánh thấy rằng: – Cáp hỏng mỏi nên không bò Hình 7.30 – Đóa xích dùng cho xích lề đứt đột ngột xích mà đứt sợi trình làm việc – Cáp chòu tải trọng va đập, tải trọng chấn động, xích chòu tải trọng va đập kém, – Cáp uốn cong theo phương, song đòi hỏi đường kính tang đường kính puly lớn, làm tăng kích thước trọng lượng máy – Ở nhiệt độ cao, sức bền cáp giảm nhanh – Cáp làm việc êm, không ồn, làm việc với tốc độ cao, – Xích làm việc tốc độ cao gây ồn nên thích hợp tốc độ thấp – Cáp chòu tải trọng lớn, trọng lượng thân nhỏ, tải trọng phá hỏng xích hàn nặng cáp từ ÷ 11 lần, xích lề nặng cáp từ ÷ 13 lần – Xích thường dùng cấu có tốc độ làm việc thấp, chiều dài truyền động ngắn môi trường có nhiệt độ cao, phân xưởng hóa chaát 108 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 ... loại máy trục chế độ làm việc Đối với máy trục thường : e = (16 ÷ 30) Đối với thang máy : e = 30 – thang máy chở hàng : e = 40 – thang máy chở người có tốc độ cabin < 1,4 m/s : e = 45 – thang máy. .. có chi u dày thành tang δ = 14mm đảm bảo điều kiện bền §7.4 CÁC CHI TIẾT CỐ ĐỊNH ĐẦU CÁP 7.4.1 Giới thiệu Trên cấu máy trục có sử dụng truyền động dùng cáp thép, thường phải cố đònh đầu cáp trục, ... rãnh : khoảng cách LR giới hạn cho góc γr ≤ 60 ; + Với tang trơn: khoảng cách Lt giới hạn điều kiện cho góc γt ≤ 20 Khoảng cách tối thiểu từ trục tang đơn đến trục puly di động (cụm puly treo