ĐỒ án THIẾT kế cần cẩu DERRICK đôi tàu HÀNG KHÔ

Đây là bài đồ án mẫu thiết kế cần cẩu derrick loại cần cẩu đôi dùng cho tàu hàng khô. Đây là bài đồ án mẫu thiết kế cần cẩu derrick loại cần cẩu đôi dùng cho tàu hàng khô. Đây là bài đồ án mẫu thiết kế cần cẩu derrick loại cần cẩu đôi dùng cho tàu hàng khô. Đây là bài đồ án mẫu thiết kế cần cẩu derrick loại cần cẩu đôi dùng cho tàu hàng khô.

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK ĐÔI TÀU HÀNG KHễ Thiết kế Derrick đôi tàu chở hàng khô, với thông số kích th-ớc nh- sau: * Trọng tải * KÝch th-íc tµu * KÝch th-íc khoang hµng * Kích th-ớc miệng hầm hàng Pn = 6000 (T) L x B x H x T = 96,5 x 16,8 x 9,2 x 6,8 (m) Lh x Bh = 26,5 x 16,8 (m) Lk x Bk x Hk = 20,5 x 14,0 x 1,4 (m) Page ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK ĐƠI TÀU HÀNG KHƠ PhÇn I - Xác định đặc tr-ng hình học cần cẩu Phân tích lựa chọn ph-ơng án Theo yêu cầu thiết kế đà đề ta chọn Derrick đôi có sức nâng P = 2,5T số l-ợng Derrick đôi miệng hầm Xác định kích th-ớc Derrick 2.1 Góc nâng cần: - Góc nâng cần : = 15 , max = 60.( øng víi cÈu nhĐ ) - Gãc nâng cần hoạt động: = (35 - 40) 2.2 Khoảng cách từ cột cẩu đến miệng hầm hàng: Khoảng cách từ cột cẩu đến miệng hầm hàng a = ( Lh - Lk )/ = ,m 2.3 Khoảng cách hai chân cần: Với cần cẩu có cột cẩu kiểu thân khoảng cách hai chân cần thoả mÃn điều kiện: c ( 4,5 ữ ),m Chọn khoảng cách hai chân cần c = ,m 2.4 Chiều cao chân cần tính từ sàn: Chiều cao chân cần phải đảm bảo cho ng-ời lại phía d-ới thuận tiện hc = (2,25  2,5) ,m Chän hc = 2,4 ,m 2.5 Tầm với mạn: Tầm với mạn phải đủ để xếp dỡ hàng lên cầu tàu Trị số R o tối thiểu để xếp dỡ hàng hoá lên cầu tàu 2,0 2,5 ,m Chọn tầm với mạn : R0 = ,m 2.6 Chiều dài cần: Chiều dài cần phải thoả mÃn điều kiện bốc hết hàng khoang đ-a hàng m¹n : l0 = max ( l01 , l02 ) Theo điều kiện bốc hết hàng khoang l01.cosmin.cos1  a + 3/4 lk (1) Trong ®ã: lk = 20,5 ,m - chiỊu dµi miƯng khoang hµng a = ,m - khoảng cách từ cột cẩu đến miệng hầm hàng = 15o - góc giới hạn d-ới nâng hàng : góc quay cần hầm tg  O1 H ' 0,5( BK  C )     0,2177 ' a  / LK 18,38 HH Page ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK ĐÔI TÀU HÀNG KHÔ 1 = 12,3o  l01.cosmin cos1  18,38 ,m  l01  18,81/(cos15o.cos12,3o) = 19,47 ,m  Theo ®iỊu kiƯn ®-a hàng mạn: l02.cos.sin2 R0 +Bh/ - c/ Trong ®ã :  = 56,36o xÐt ë gãc làm việc cần góc quay cần mạn R0 = ,m tầm với mạn Bh = 16,8,m chiều rộng khoang hàng c = ,m khoảng cách chân cần tg O2 A 0,5( Bh  c)  R0 10,4    1,28 MA a  / LK 8,125  2 = 52o l02  (R0 +B/2 - c/2)/ cos.sin2 = 23,82 , m l0 = max ( l01 , l02 ) = 23,82 ,m VËy ta chän l0 = 24 ,m 2.7 Vị trí giới hạn đầu cần Khoảng cách thẳng đứng từ đầu cần mạn đến miệng hầm hàng phải không nhỏ + 0,3W (m) Trong W khoảng cách đầu cần hình chiÕu b»ng, theo h×nh vÏ ta cã W = 21,06 ,m Ta cã h1 = (hc - hk) + l0sin = (2,4 - 1,4) + 25.sin40o = 20,09 ,m + 0,3W = 12,32 ,m Vậy vị trí giới hạn đầu cần thoả mÃn điều kiện h1 > + 0,3W 2.8 Chiều cao cột tính từ chân cần đến điểm treo dây nâng cần Đối với cần nhẹ tỷ sè h/ lo = 0,4  ,ta chän h/ lo = 0,6 => h = 0,6.24 = 14,4 ,m Xác định chiều cao cột cẩu Chiều cao cột cẩu đ-ợc xác định: H = h + hc =14,4 + 2,4 = 16,8 ,m VËy Derrick thiÕt kÕ cã chiều dài cần lo = 24 ,m chiều cao cột cẩu H = 16,8 ,m Phần II - TíNH TOáN ứng lực phát sinh cần dây Trọng l-ợng hàng Page N THIT K CẦN CẨU DERRICK ĐÔI TÀU HÀNG KHÔ Q = 2,5 ,T = 2500 ,kG = 24,52 ,KN Träng l-ỵng cÇn : P2 = Gc = 14P1/3(3,4.l0 - 16) = 1246,46 ,kG = 12,23 ,KN Vị trí tính toán hệ cần Vị trí tính toán lực hệ cần đôi xác định nh- sau : * Trên hình chiếu bằng, đầu cần hầm H cách mép dọc miệng hầm hàng 2m cách mép ngang phía cột cẩu c/ = 7,69 m ( c = 3/4LK = 15,38 m : chiỊu dµi diƯn tÝch phơc vơ cđa hệ cần đôi ) Chân dây giằng K cần hầm mạn giả th-ờng đặt vị trí KH O2H để giảm lực hệ cần Đầu cần mạn M cách mép ngang miệng hầm hàng phía cột cẩu đoạn c/ = 5,13 m cách mạn tàu chỗ rộng đoạn tầm với cần thiết R0 = 4,0 m Chân dây giằng L cần mạn đặt ngang đ-ờng chân cần O1O2 * Sau vẽ hình chiếu bằng, vị trí thật cần, dây giằng, dây nâng hàng mặt phẳng vuông góc với mặt boong chứa dây giằng cần, dây nâng hàng : + Vẽ hình chiếu đứng cột AB + Từ tâm chốt đuôi cần O vẽ đoạn nằm ngang OH= O2H, qua H dựng đường thẳng đứng, cung tròn tâm O bán kính l = 24m ( chiều dài cần ) cắt đ-ờng thẳng đứng H, đoạn OH vị trí thật cần hầm mặt phẳng cần Đặt dọc mạn giả đoạn HK = HK (H : chân đường thẳng đứng HH mạn giả ) Đoạn HK vị trí thật dây giằng cần hầm mặt phẳng dây Làm t-ơng tự cho cần mạn + Qua H, M hình chiếu đứng kẻ đ-ờng nằm ngang, ta xác định đ-ợc H1, M1 cách đoạn a đo đ-ợc hình chiếu H1, M1 vị trí đầu cần mặt phẳng dây treo hàng Vẽ đường nằm ngang bb cách đỉnh mạn giả đoạn h’ > 6m ( Q = 2,5T > 2T) Vẽ cung tròn qua H1, M1 tiếp xúc với bb T Điểm T điểm treo móc dây nâng hàng H1T M1T nối với Góc dây nâng hàng = H1TM1 ta xÐt cho tr-êng hỵp nguy hiĨm nhÊt 0 = 120o Khi khoảng cách từ bb tới miệng hầm h = 16,60m > 6m Xác định lực hệ cần đôi Ta xác định lực hệ cần đôi ph-ơng pháp vẽ hoạ đồ lực ứng với vị trí treo móc cung tròn H1TM1 Tại vị trí T , vẽ trọng l-ợng hàng Q = 2500 KG theo tỉ lệ xích 1mm 0,82 KN Từ điểm đầu cuối véctơ Q vẽ hai đ-ờng song song với TH1 TM1 ta đ-ợc sức căng dây nâng hàng Sm Sh Phân lực Sm Sh thành thành phần thẳng đứng Sm, Sh thành phần n»m ngang S’m=S’h=S’ Page ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CN CU DERRICK ễI TU HNG KHễ Trên hình chiếu hệ cần, từ điểm M đặt véctơ S dọc đoạn thẳng MH, từ đầu véctơ S kẻ đường thẳng song song ML cắt O1M ta đ-ợc thành phần nằm ngang sức căng dây giằng Zm sức căng dây nâng cần Tm Trên hình chiếu đứng, từ chân dây giằng L đặt theo phương ngang véctơ Z m , từ đầu véctơ Zm kẻ đường thẳng đứng cắt ML ta sức căng dây giằng mạn Zm thành phần thẳng đứng Zm Cũng hình chiếu đứng, từ điểm M vẽ véctơ Tm nằm ngang, từ đầu Tm đặt véctơ Sm, Zm nửa trọng l-ợng cần 0,5Gc Từ đầu véctơ 0,5Gc kẻ đ-ờng song song với dây nâng cần AM cắt đ-ờng trục cần OM, ta đ-ợc lực nén cần Nm = MOm sức căng dây nâng cần Tm Lực nén thực vào cần, kể sức căng dây nâng hàng chạy dọc cần : Nm = Nm + k.Sm víi k : hƯ sè kÐo cđa rßng räc ®Çu cÇn : k = +  , ta chọn dây cáp cáp thép chạy puli ổ tr-ỵt :  = 0,05  k = 1,05 Lùc căng dây lực nén cần tr-ờng hợp đ-ợc ghi vẽ đ-ợc tổng hợp bảng sau (đơn vị KN) Lực căng dây Kí hiệu TH TH TH TH TH Dây giằng cần mạn Zm Zh 56.12 88.08 39.22 Dây giằng cần hầm Dây nâng cần cần mạn Dây nâng cần cần hầm Dây nâng hàng cần mạn Dây nâng hàng cần hầm Lực nén thật vào cần mạn Lực nén thật vào cần hÇm 43.03 66.67 61.24 60.25 94.71 55.04 86.46 Tm 2.66 5.47 13.65 16.19 20.59 Th 52.53 60.92 43.60 53.54 46.53 Sm 15.75 19.94 17.68 26.34 27.63 Sh 28.37 27.50 18.84 22.38 19.49 54.90 74.84 68.80 97.72 98.96 Nm = Nm + k.Sm Nh = Nh + k.Sh 137.32 161.04 114.25 K = 1,05 ứng với tr-ờng hợp dây cáp treo chạy buli ổ tr-ợt 151.19 133.72 * Xác định vị trí điểm T để lực nén dọc cần lớn nhất: Nhận xét: Các lực căng dây giằng mạn, nâng hàng, nâng cần, lực nén cần cần hầm lớn nên ta tính toán theo cần hầm Dựa vào hoạ đồ lực ta biểu diễn lực theo công thức : Giả sử góc hợp Sh Sh h×nh vÏ T S Page Sm S Q Sm ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK ĐÔI TÀU HÀNG KHÔ 64.13°A C Zh Zh Zh B 74.83° Zh Ta cã: S Th 49.93° H    Q  S h"  S m"  S '    tg tg 120     Q.tg tg 120     S’ = tg  tg 120    ' Th sin49.93  S '.sin64.13  T’h = Th F H 62.44° E Sh S '.sin(64,13o ) = 1,176.S’ sin(49,93o ) Zh Z’h = T’h.cos(49,93o) + S’.cos(64,13o) = 1,193.S’ Z”h = Z’h.tg(74,83o) = 3,688.S’ S' tg  S' Sh = sin  27.56° S”h = L N 0,5G c Nh M 30.67° Th O Nh = ON + NE + EH =   NM  Sh"  Z h"  0,5.Gc cos 27,56  Th' cos 62,44 tg 30,67 NM = NL.sin27,56o = (Sh” + Zh” + 0,5Gc).sin27,56o - EF tg 27,56 EF = Th’.sin62,44 2,382 S '5,902.S '1,192.Gc tg  2,382 1,05    5,902   1,192.Gc Nh = Nh + 1,05.Sh = S '. sin tg Nh = Lực nén Nh đạt cực đại góc = 44,63o ứng với vị trí 2, ta lấy để tính chọn cần Page ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK ĐÔI TÀU HÀNG KHễ Phần III - kết cấu cần cẩu cột cẩu 3.1 Vật liệu chế tạo cần, cột cẩu - Vật liệu chế tạo cần cẩu cột cẩu thÐp CT3c - Giíi h¹n chÈy cđa vËt liƯu: ch = 2400 , KG/cm2 3.2 KÕt cÊu cđa cÇn 3.2.1 Xác định quy cách dây: Đ-ờng kính loại dây cáp đ-ợc chọn dựa sở lực căng lớn phát sinh dây đ-ợc ghi bảng với hệ số an toàn n = Cáp đ-ợc chọn cáp thép cấp N0.4 (6x24) - Bảng 7B /4.3 Quy phạm phân cấp đóng tàu biển vỏ thép TCVN 6259 -1 , 2003 Loại dây Dây giằng Dây nâng cần Dây nâng hàng Lực căng lớn nhÊt Pmax(KN) Pmax x n (KN ) 71 36 28 357 179 141 Đ-ờng kính Lực kéo đứt Khối l-ợng/1m cáp (mm ) dây (KN ) (kg ) 28 20 20 357 181 181 2.6 1.33 1.33 3.2.2 Xác định tiết diện cần Từ kết đo đ-ợc ta thấy lực nén lớn vào cần P0 = 137,73 ,(KN) Từ Po l0 theo bảng 5.26 / 233- STTBTT ta chọn cần loại III Cần gồm đoạn ống trụ đoạn ống côn 3.2.3 Thiết kế cần theo điều kiện ổn định : - Lực nén tới hạn ơle: Pe = n.P0 (Với cần thép n = 5- hƯ sè an toµn ) VËy Pe = 5.138 = 690 ,(KN) = 70336 ,(KG) Page ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK ĐÔI TÀU HÀNG KHễ - Mô men quán tính tiết diện cần n.Po  l 02 I= kE l0 : ChiỊu dµi cần (16 m) E : Mô đun đàn hồi vật liệu làm cần ( E = 2.106 KG/ cm2 ) = hệ số liên kết đầu cần k : hƯ sè phơ thc vµo tØ sè I1/ I0 vµ l1/ l0 l1 = 0,4 l0 Ta cã : D/ = i = (35 40) chän i = 35 F1/F = 0,7 = D12 i D  = 0,837 D0 D0 i I1 D = ( ) = 0,49 I0 D0 Tra b¶ng ta đ-ợc k = 9,262( xác định ph-ơng pháp nội suy ) => I = 9720 ,(cm4) Đ-ờng kính sơ phần trụ tròn : D = 16.I = 25,99 ,(cm)   η4   * Tõ ®-êng kÝnh D = 25,99 (cm) vµ lùc nÐn däc cần Pmax = 138 (KN) ta chọn cần có th«ng sè nh- sau : Lùc nÐn (KN ) L 150 16 L l l D d (m) 6.11 33 S S S S Khèi l-ỵng ( kg ) 830 ( mm) 39 25 19 7 Chọn vật liệu làm cần thép CT3 có tính hàn tốt giới hạn tiêu chuẩn sau : Giới hạn chảy :ch = 24 ( KG/ cm2) Mô đun đàn hồi : E = 2.106 (KG/ cm2) Đối với cần có sức nâng nhỏ 10 T giới hạn bền cho phép : = 1100 (KG/ cm2 ) = 10,79 (KN/ cm2) 3.2.4 KiĨm tra ỉn định theo nén Để tính ổn định theo nén ta coi cần nh- hình vành khăn có tiết diện không đổi đ-ờng kính trung bình Dtb = ( D + d ) / = ( 325+219 )/ = 272 (mm)  ®-êng kÝnh Dt = 268 (mm) đ-ờng kính Dn = 276 (mm) Diện tích mặt cắt ngang: F = 68,4 cm Page ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK ĐÔI TU HNG KHễ Khi điều kiện ổn định : n = P/F  od = th/ Kod X¸c định độ mảnh : = .l / imin : Hệ số phụ thuộc điều kiện liên kết đầu cần (cần chịu nén đầu gối đỡ đầu liên kết tựa) = l : chiều dài cần ; l =16 (m )= 1600 (cm) imin : B¸n kính quán tính mặt cắt = 0,353.Dtb = 9,60 (cm) = 166,64 < 175 ( thoả mÃn yêu cầu độ mảnh Derrick có lực nén lớn 20 kN - Bảng 5.9 STTBTT ) th = 2.E/ 2 = 6,97 (KN/ cm2) P = P0 ( lùc nÐn däc cÇn ) =138 ,(KN) Kod : Hệ số an toàn ổn định, chọn Kod = n = 138/ 68,4 = 2,02 (KN/ cm2) od = 6,97/ = 2,33( KN/ cm2) VËy cÇn đủ điều kiện ổn định 3.2.5 Kiểm tra cần theo ®iỊu kiƯn bỊn : Ta coi cÇn nh- mét dÇm tựa gối tự chịu tải trọng: + Chịu nén lực nén dọc cần Po + Chịu uốn trọng l-ợng thân p = P2/lo = + Chịu uốn lực nén Po đặt lệch tâm với mômen uốn Mo = Po.e - D-ới tác dụng p cần có mômen uốn lớn nhịp có trị số m p.l o2 = c Trong đó: c = 7.5 cần có tiết diện thay đổi suốt chiều dài - Lực nén Po sinh øng suÊt: n = Po/F  øng suất max nhịp uốn nén: max  Po M o m   F Wx Wu  Po 1   PE  Po  = Trong đó: Mo = Po.e = Xác định e cách lấy mômen lực với trục cần tr-ờng hợp Po.e + RS.cos(2) e2 = H.cos(.e1 e= F= πD 1  η  Wx =Wy = W = πd 16 πD 32 1  η  = 482,45 1  η  = 79,67 ,(cm2) ,(cm3) = 964,9 ,(cm3) Page ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK ễI TU HNG KHễ Ta xác định ứng st cho phÐp cu¶ vËt liƯu:  = 0,6 T =14,4 ,( KN/ cm2)  max   VËy cÇn thoả mÃn điều kiện bền 3.3 Kết cấu tháp cẩu 3.3.1 Tính toán lực tác dụng lên tháp cẩu : Ngoại lực cần làm việc đơn tác dụng lên tháp cẩu gồm có * Lực T palăng nâng cần tác dụng lên cụm ròng rọc đầu cột * Lực nén dọc cần P0 tác dụng vào gối đỡ cần * Sức căng dây hàng chạy dọc cần S * Sức căng dây hàng vào tời S * Sức căng nhánh dây nâng cần chạy dọc cét T1 e1 A  Ta T T1 h Qa e2 ho C Tt  hc Tc Trơc cÇn  Po - S' Qc Qt B S" Mặt boong Độ lớn lực đ-ợc xác định ph-ơng pháp vẽ hoạ đồ lực góc nâng cần = 15 , max = 60 đ-ợc ghi bảng trang sau Page 10 N THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK ĐƠI TÀU HÀNG KHƠ *M« men qu¸n tÝnh cét: Ix = Iy = 0,393.D3.S =17,8.104 ,(cm4) *M« men chèng uèn : Wx = WY = 0,785.D 2.S = 5172 ,(cm3) * B¸n kÝnh qu¸n tÝnh: rx = ry = 0,353.D = 24.,22 (cm) Tại chỗ cột qua boong chiều dày cột tăng (20 30)% vËy S1=(1,21,3)S = 16,818,2 chän S1 =18 ,(mm) Víi c¸c thông số kích th-ớc nh- cột cẩu thoả mÃn ®iỊu kiƯn bỊn vµ ®iỊu kiƯn cøng Chän xµ ngang có dạng tiết diện hình chữ nhật không đổi suốt chiều dài với thông số: Chiều cao a = 200 ,(mm) ChiÒu réng b = 400 ,(mm) Chiều dày S = ,(mm) *Diện tích mặt cắt ngang xà ngang : A = 2(a+b).S = 96 (cm2) *Mô men quán tính xà ngang: b2 3a  b .S =2,133.104 ,(cm4) a2 I’z = a  3b .S =7,467.103 ,(cm4) I’x = *M« men chèng uèn : b a W’z = (a  3b).S = 747 ,(cm3 ) W’x = (3a  b).S =1067 ,(cm3 ) *B¸n kÝnh qu¸n tÝnh : rx = b 3a  b = 14,91 ,(cm) 3(a  b) rz = a a  3b = 8,82 ,(cm) 3(a  b) 3.3.3 KiĨm tra bỊn th¸p cẩu : * Tính hệ số : Cột đ-ợc hàn vào vách ngang tàu : 3L = 0,362 L  k i 3L  k i C2 = = 0,638 L  k i C1 = Page 12 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK ĐÔI TÀU HÀNG KHƠ Víi : L = 14,5(m) : chiỊu cao từ mặt boong đến đỉnh tháp cẩu k = Ic/Ix = 8,33 Ic = 26,7.104 ,(cm4) : m«men qu¸n tÝnh cét Ix = I’x = 2,133.104 ,(cm4) :mômen quán tính xà ngang tính với trục tâm vuông góc với mặt phẳng tháp cẩu * TÝnh c¸c hƯ sè , a , M , N : Cột đ-ợc hàn vào vách ngang (coi cột bị ngàm boong trên) mặt cắt không đổi  = 0,5 ; a = ’a =1,0 ; M = ’M =3,0 ; N = ’N =1,5 * TÝnh c¸c hƯ sè : hc 'N L  Ma  = 0,312 hc  ( ' M  ' N )   ' M 6L  h  =- 0,018 Ca  3. c   L   Ma ' M  ' N E.I T = 0,0525  G.I  ( ' N  ' a )  víi : E = 2.106 KG/cm2 : môđun đàn hồi kéo nén G = 8.105 ,(KG/cm2 ) : môđun đàn hồi tr-ợt vật liệu IT = Iz = 7467 ,(cm4) mômen quán tính xà ngang ứng với trục hình tâm thẳng đứng nằm mặt phẳng tháp cẩu I0 = 2.Ix = 35,52.104 ,(cm4) mômen quán tính cực cột * Tính lực thành phần phân phối cét theo h-íng däc tµu : Ta "  2.Ta L3 = 23,02 ,(KN) 3.L3  6.k  L.i Ta’ = Ta - Ta” = 13,81 ,(KN) * Tính mômen uốn lực nén tháp bị uốn mặt phẳng tháp cần đặt v-ơn mạn gây : MAy = - 0,5.Ta.L.C1 + Tc.L.Ca.Ma = - 99,60 ,(KNm) M Cy     T L.C hc 1    T  ( L  h) = 107,73 ,(KNm)  a C1  c Ca Ma   L(1  C )    Ta L.C  Tc L.Ca ( Ma  1)  Tc hc = 85,12 T L.C1 Tc L.Ca M Dy  a  (C1  2. Ma ) = 97,83 2 M Ey   (Ta  Ca Tc ) L.C = -167,35 M By  ,(KNm) , (KNm) , (KNm) Page 13 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK ĐÔI TÀU HÀNG KHÔ M Ky  M Dy hc h  M Ey (1  c ) = -121,63 L L ,(KNm) NAy = Qa + 0,5.Gx = 63,72 N Cy  M By  M Cy i  ,(KN) Ta L  Qa  q.h  0,5G x = -47,56 i , (KN) NBy = NCy + Qc + Qt + q.hc = -12,67 , (KN) NEy = q.L = 33,69 ,(KN) Víi : Gx = A’.l  = 301,4(kg) = 2,96 ,(KN): träng l-ỵng xµ ngang l = (m) : chiỊu dµi xµ ngang  = 7,85 ,(T/m3) q = Gb /L = A. = 2,32 ,(KN/m) : träng l-ỵng m cét * Tính nội lực tháp bị uốn theo h-ớng dọc tàu cần đặt dọc tàu gây : MAx = Qa.e = 32,18 ,(KNm) MCx = Ta’.h + Qa.e = 197,89 ,(KNm) MBx = Ta’.L + (Tt-Tc).hc + (Qa + Qt).e = 198,3 ,(KNm) M  T "a i(1  i ) = -12,44 2.(i   L) MEx = Ta” L = 333,8 MKx = Ta”.h = 276,25 M’xn = M0 = -12,44 M”xn = T’a.i-M0 = 67,68 NAx = Qa + 0,5Gx = 63,72 NCx = Qa + qh + 0,5Gx = 91,60 NBx = Qa + Qc + Qt + qL+0.5Gx = 126,49 ,(KNm) ,(KNm) ,(KNm) , (KNm) ,(KNm) ,(KN) ,(KN) ,(KN) Với lực tác dụng vào đỉnh cột RT =46(KN) dựa vào bảng 5.34 STTBTTtập II ta có: e = Dn/2 + A +A1 = 0,517 ,(m) * M«men uèn lực nén tác dụng lên cột : Page 14 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK ĐÔI TÀU HNG KHễ Mặt cắt tính toán Tr-ờng hợp tải 1cần quay mạn 1cần dặt dọc tàu Tại chỗ nối Cả cần đặt cột với xà dọc tàu ngang Cả cần quay mạn 1cần quay mạn 1cần dặt dọc tàu Tại gối đỡ Cả cần đặt cần dọc tàu Cả cần quay mạn 1cần quay mạn 1cần dặt dọc tàu Tại gối đỡ Cả cần đặt dọc tàu tháp Cả cần quay mạn Cả cần quay mạn Mômen 1cần quay xoắn cột mạn 1cần dặt dọc tàu Mô men uốn lực nén Tại cột có cần đặt dọc tàu Tại cột lại Giá trị(KN ) Giá trị(KN ) Công thức Công thức Mx' = MAx 32.18 Mx" = 0.00 My' =MDy My" = MAy 97.83 -99.60 N' =NAx N" = NAy 63.72 63.72 Mx' = Mx" = MAx 32.18 My' =My" = 0.00 N' =N" = NAx 63.72 Mx' = Mx" = 0.00 My' =My" = MAy +MDy -1.77 N' =N" = NAy 63.72 Mx' = MCx Mx" = MKx 197.89 276.25 My' = MKy My" = MCy -121.63 107.73 N' = NCx N" = NCy 91.60 -47.56 Mx' = Mx" = MCx + MKx 474.14 My' =My" = 0.00 N' =N" = NCx 91.60 Mx' = Mx" = 0.00 My' =My" = MCy +MKy -13.89 N' =N" = NCy -47.56 Mx' = MBx Mx" = MEx 198.30 333.80 My' = MEy My" =MBy -167.35 85.12 N' =NBx N" = NBy 126.49 -12.67 Mx' = Mx" = MBx + MEx 532.09 My' =My" = 0.00 N' =N" = NBx 126.49 Mx' = Mx" = 0.00 My' =My" = MBy +MEy -82.22 N' =N" = NBy -12.67 Mz' = Mx' + Mx" Mz' = Mx' -12.44 55.24 Mz' = Mx" 67.68 * KiĨm tra bỊn theo thuyÕt bÒn : td = ( 2 + 4.2 )1/2     Trong ®ã :  = Mu/ Wu + N/ F vµ  =M”z/ W Page 15 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK ĐÔI TÀU HNG KHễ Ta thấy cần hoạt động trị số ứng suất lớn phát sinh cột có cần v-ơn mạn gối đỡ cđa th¸p Cã Mu = M ' ' x  M ' ' y = 344,48 ,(KNm)  = Mu/Wu + N”/A = 344,48.102/ 5172 - 12,67/ 301,72 = 6,62 ,(KN/ cm2)  = M’Z/ W = 67,68.102/10344 = 0,654 ,(KN/ cm2) VËy: t® = 6,75 kN/ cm2 < 0,5.ch = 12 ,(KN/ cm2) Cét tho¶ m·n điều kiện bền * Mômen uốn lực nén tác dụng lên xà ngang : Xà bị uốn mặt phẳng tháp mômen MAy MDy, bị uốn mặt phẳng vuông góc với tháp mômen Mxn Mxn , bị xoắn mômen MAx Có Mz = MAy + MDy = -1,77 ,(KNm) Mx = M’xn + M’’xn = 55,24 ,(KNm)  = Mx/Wx + Mz/Wz = 4,94  = MAx/ W = 1,77 * KiÓm tra bÒn theo thuyÕt bÒn : td = ( 2 + 4.2 )1/2 t® = 6,08 kN/ cm2 < 0,5.ch = 12 ,(KN/ cm2) Xà ngang thoả mÃn điều kiện bền Phần IV - Tính chọn nghiệm bền chi tiết khác hệ cần cẩu - cột cẩu 4.1 Chạc đuôi cần : Chạc đuôi cần đ-ợc chän theo OCT 8834 - 58 Lùc nÐn cÇn = 138 KN VËy ta chän ch¹c lo¹i b cã thông số nh- sau Lực nén cần ( KN ) C R S S1 ( mm ) S2 a d 150 80 62 34 12 25 175 219 Chän vật liệu chế tạo chạc đuôi cần thép cacbon M 18a * Kiểm tra bền heo điều kiện chịu dËp : d = P0 (KN/cm2)  = 0,6 T =14,4 ( KN/ cm2) S d1 Vậy chạc đuôi cần đủ bền Page 16 N THIT K CN CẨU DERRICK ĐÔI TÀU HÀNG KHÔ 175 R6 62 12 60 219 34 80 Chạc đuôi cần 4.2 Mà treo hàng đầu cần: a) Kích th-ớc mà treo hàng đầu cần đ-ợc xác định theo lực nén cần , víi lùc nÐn = 138 kN ta chän cÇn cã qui c¸ch nh- sau d= 219 B (mm ) A= 390 262 b (mm) b1 (mm) d1 ( mm) R (mm) R1 ( mm) r ( mm ) l (mm) S ( mm ) 132 65 68 60 90 30 155 60 b) KiĨm tra m· treo hµng : Lùc t¸c dơng : S’ = S = 28,27/ 0.95 =29,75(KN) pl Kiểm tra điều kiện chịu cắt : = S' = 1,05 (KN/cm2)   = 0,4T  = 9,6(KN/cm2) (R  r)  c)KiÓm tra mà nâng cần đầu cần : Lực tác dơng : H = 36(KN) KiĨm tra theo ®iỊu kiƯn chịu cắt : H d S(R ) = 2,3(KN/cm2)   = 9,6(KN/cm2) VËy m· treo hàng đà chọn thoả mÃn điệu kiện bền Page 17 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK ĐÔI TÀU HÀNG KHÔ 12 390 219 65 R30 R90 30 R90 15 Mà t r eo h n g đầu c Çn TØlƯ : 4.3 Cơm m· quay bắt dây nâng cần Cụm mà quay bắt dây nâng cần đ-ợc hàn lên đỉnh tháp đà lắp cụm ròng rọc palăng nâng cần để đổi h-ớng dây nâng cần Lực tác dụng vào cụm mà đ-ợc tính theo ph-ơng pháp vẽ hoạ đồ lực RT = 46 KN 12 36 KN RT =46 KN 37.9 KN Chän cơm m· cã kÝch th-íc nh- sau D 55 D1 85 H 265 h0 140 h1 40 h2 80 A 75 A1 92 A2 - b 36 S 10 R 42 B 112 Page 18 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK ĐÔI TÀU HÀNG KHÔ 85 A 10 40 A 265 B 80 B R42 55 A-A 10 24 36 112 B-B 92 75 V Tc Tc RT V lx = 82 Qa lp= 200 a)KiÓm tra bền cho cụm mà bắt dây nâng cần : -Ta cã :  lp = h0 + h1  h = 200(mm) V1= (Tc.lx + Qa A1 ):lp => V1 =28,07(KN) Trong ®ã : Qa = 30,1(KN) Tc = 34,7(KN) A1 = 9,2(cm) Page 19 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK ĐƠI TÀU HÀNG KHƠ M« men uốn lớn điểm đặt Tc : Mmax = V1.(lp- lx ) = 331,26(KNcm) øng suÊt lín nhÊt max = M max M max = = 13,58(KN/cm2)   = 0,6 T =14,4 ( KN/ cm2) wu 0,1.D Vậy mà đà chọn phù hợp 4.4 Gối đỡ cần :( lực nén cần P0 = 138 KN ) Chọn gối đỡ cần có thông số nh- sau h1 h2 h3 B B1 A s 80 12 10 55 26 17 15 H H1 d2 34 44 36 A P cos P cos   P A-A P P sin a A s1 V P 190 h0 l 12 195 D4 d1 6 D3 h D1 D H 150 KÝch th-íc ( mm )  Lực nén Page 20 V Sơ đồ lực tác dụng gối đ? cần nhẹ N THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK ĐÔI TÀU HÀNG KHÔ a Kiểm tra gối theo điều kiện bền uốn kiểm tra bền cho bu lông gối quay cần *Kiểm tra bỊn cđa gèi : h1 = 160 (mm) h h lP = H - - h0- = 226(mm) 2 aP = h + -M« men n lín nhÊt t¹i gèi : max = max M umax P sinθ P0 cos θa p P sinθ + o = + o = 8,789(KN/cm2) wu F 0,1D πD = 8,789(KN/cm2)   = 0,6 T =14,4 ( KN/ cm2) Vậy thoả mản điều kiện bền *Kiểm tra bu lông chốt quay cần : - Đ-ờng kình bu lông d1 = 60(mm) Mô men lớn nhịp bu lông : P0 (B  S) = 310.5 (KNcm) (S :chiỊu dµy cđa chạc đuôi cần) = M max = M max = 14.3( KN/ cm2)   = 0,6 T =14,4 ( KN/ cm2) wu 0,1d Mmax =  max Theo điều kiện cắt ta có: P P0  o = 4.88(KN/cm2)   = 9,6(KN/cm2) F d heo điều kiện chịu dập : d = P0 (KN/cm2)  = 0,6 T =14,4 ( KN/ cm2) Bd Vậy gối đỡ cần nhẹ đủ bền 4.5 Mãc treo hµng : Chän mãc treo hµng với sức nâng cho phép P = 30KN Tải trọng cho phÐp 30 c D d1 H h0 h1 h2 h3 R S S1 S2 S3 168 80 35 298 90 60 34 50 40 32 50 24 40 Page 21 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK ĐÔI TÀU HÀNG KHƠ  KiĨm tra bỊn cho mãc : -Tõ điều kiện móc chịu cắt kiểm tra bền cho móc theo điều kiên chịu cắt : 24,525 Q /cm2  = 0,4ch = 11(KN/cm2) h3 ( S  S ) F VËy mãc ®đ bỊn Trong đó: ch = 27,5 (KN/cm2) :theo bảng 5.41 sổ tay TBTTtËp II * KiĨm tra bỊn cho chèt : -Từ điều kiện chốt chịu cắt kiểm tra bền cho chốt theo điều kiên chịu cắt : Q 24,525  /cm2  = 9,6(KN/cm2) F d Vậy chốt đủ bền 4.6.Puli nâng hàng đầu cần Tải trọng Ppl tác dụng vào puli hợp lực sức căng S dây nâng hàng sức căng S nhánh dây nâng hàng chạy dọc cần, Ppl = 43,5 (KN) Đ-ờng Tải kính cho cáp B phÐp lín (KN) nhÊt (mm) b b1 D D1 d d1 d2 H h1 h2 h3 h4 h6 r s Khèi S1 l-ỵng (Kg) Page 22 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK ĐÔI TÀU HÀNG KHÔ 22,5 8 2 1M 33 5 5 2 4 10 21 40 26 34 105 34 60 220 550 1M33 155 180 225 90 44 10 48 265 puly nâng hàng đầu cần *KiĨm tra bỊn cho trơc rßng räc : Ta kiĨm tra bền cho trục theo điều kiện chịu cắt : Ppl 43,5   /cm2  = 9,6(KN/cm2) F d Vậy trục ròng rọc đủ bền 4.7.Mà quay cần Tải trọng tác dụng lên mà quay cần lực căng dây giằng cần Z =71 (KN) Ta chọn mà quay cần có kích th-ớc nh- sau T¶i träng cho phÐp (KN) 75 e B1 b b1 R2 r1 c S1 50 190 94 48 64 22 106 42 Page 23 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK ĐƠI TÀU HÀNG KHƠ *KiĨm tra bỊn cđa mà : Một cách gần coi mà chịu cắt c  Z S1 ( B1  c) = 4,02 (KN/cm2)   = 0,4 T =9,6 ( KN/ cm2) Vậy mà quay cần đà chọn đủ bền 4.8.Tấm tam giác : Từ sức căng dây nâng hàng Sh = 28,27 (KN) ta chän T¶i träng cho phÐp (KN) 30 m· quay cÇn : C d r S Khèi l-ỵng (kg) 110 40 38 20 *KiĨm tra bền : Theo điều kiện bền cắt : Sh 28,27  (KN/cm2)  = 9,6(KN/cm2) d F (r ).S Tấm t am giá c phần V.Tính truyền động 5.1 Tời nâng hàng Căn vào sức nâng P = S = 31,02 KN , tời bè trÝ cho derrick ta chän lo¹i têi b¶ng 5.54.STTBTT-2 Page 24 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK ĐƠI TÀU HÀNG KHƠ Sè têi Nhãm tèc ®é Sức nâng (KN) Lực kéo danh nghĩa tang 32 36 kN Tốc độ xác lập Khi quấn cáp có Khi thả lực kéo danh cáp nghĩa 38 – 45 m /ph 16 m/ ph Tang têi D L l-ợng quấn cáp 0,53 m 0,63 m 60 m 5.2.Động Công suất lí thuyết động N lt  P.v  15,5( KW ) 102.60 Trong ®ã P = 3162(KG) –Lùc kÐo trªn tang v = 30 (m/ph) Tốc độ nâng hàng Công suất thực tế cần thiết Ntt = Nlt /W) Trong iệu suất cấu truyền động Ta chọn tời nâng hàng Liên Xô có thông số kỹ thuật 0,7 1,2 60 40/60 300 18 1160 40 T  kÝ hiƯu M41 M« men phanh (daN.m) 32 KÝ hiƯu Sè vòng quay(V/P) Hệ số mở máy (%) Tốc Tốc Sức độ độ nâng nâng nâng (KN) hàng móc (m/s) (m/s) Phanh Công suất (KW) Động Số lần Hệ Năng mở số suất máy mở (chu máy kì / mét (%) giê) giê KiÓu tay khèng chÕ 40,0 Tõ 5.3.Hộp giảm tốc : Tốc độ quay tang nâng hàng định mức ntang = v/.D = 18,04 (vòng/phút) v : tốc độ nâng hàng ,v = 30 (m/phút) Tỉ số truyền hộp giảm tốc i = nđcơ /ntang = 1160/18,04 =43,2 VËy ta chän hép gi¶m tèc cã tØ sè truyÒn i = 64,3 Page 25 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK ĐÔI TÀU HÀNG KHÔ Page 26 ...ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK ĐÔI TÀU HÀNG KHễ Phần I - Xác định đặc tr-ng hình học cần cẩu Phân tích lựa chọn ph-ơng án Theo yêu cầu thiết kế đà đề ta chọn Derrick đôi có sức nâng... để tính chọn cÇn Page ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK ĐƠI TÀU HÀNG KHƠ PhÇn III - kÕt cÊu cÇn cẩu cột cẩu 3.1 Vật liệu chế tạo cần, cột cẩu - Vật liệu chế tạo cần cẩu cột cẩu thép CT3c - Giới hạn... 14 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK ễI TU HNG KHễ Mặt cắt tính toán Tr-ờng hợp tải 1cần quay mạn 1cần dặt dọc tàu Tại chỗ nối Cả cần đặt cột với xà dọc tàu ngang Cả cần quay mạn 1cần quay mạn 1cần