Tài liệu Tính toán cần cẩu Derrick tải trọng nâng 3T dùng cho tàu thủy - chương 14: tính toán kết cấu cần cẩu, cột cẩu docx

CHƯƠNG 14 TÍNH TOÁN KẾT CẤU CẦN CẨU, CỘT CẨU 3.1. TÍNH CHỌN KẾT CẤU CẦN CẨU 3.1.1. Sơ Đồ Tính Cần Sơ đồ tính của hệ cần Mo – Xlêvinh như trên hình (3-1) - Sức căng trong palăng nâng cần T khi không tính tải trọng gió tác dụng lên cần, và ở góc nghiêng cần nhỏ nhất được tính theo công thức:  sin. 1 .2 1 1 2 hh QT o         Với: h- chiều cao cột tính từ chân cần, h = 9m. l – chiều dài cần, l = 12m  NT 8500 9 12 .2 9 12 1.25500 2         Lực nén trong palăng nâng cần tính theo công thức: AQS h l QN oo 95,0. 1  Trong đó: + S 1 – lực căng trong nhành dây nâng hàng, tính theo công thức S 1 = k.Q 0 = 1,02 . 36000 = 39780N Với: k – hệ số tính bằng k = 1 + ; cáp bằng thép thì  = 0,02 + A- hệ số cho trong bảng [5.15-tr.186 sổ tay thiết bò tàu thủy T2] dựa vào tỷ số h/l. 12 36000. 39780 0,95.36000.1, 45 137370 9 N N    3.1.2. Chọn Cần Cần derrick đã được tiêu chuẩn hóa (OCT 8835 – 58) gồm 3 kiểu: - Kiểu I- Cần có mặt cắt không đổi, lực nén từ 10  100 kN, chiều dài cần từ 4  10m. - Kiểu II- Cần gồm một đoạn ống lớn, hai đoạn ống nhỏ, nối với nhau bằng 2 đoạn ống côn gắn, lực nén từ 50  200kN, chiều dài từ 8  16m - Kiểu III- cần một đoạn ống trụ và hai đoạn ống côn, lực nén từ 100  900 kN, chiều dài từ 10  22m. Cần được làm bằng thép ống đònh hình hoặc cuốn bằng các tấm tôn phẳng lên máy cuốn tôn, rồi lại bàn lại bằng các mối hàn dọc. Thép làm cần là thép không hàn OCT 8731-58 và OCT 8732-58, thép tấm 09T2-OCT 5058-87, thép 20-OCT 1050-57, thép M21a- OCT 380-57 hoặc các thép có tính chất tương đương tính hàn tốt. Từ lực nén N cần ta chọn kiểu cần III hình (3-2) có các thông số sau: Bảng 3-1. Các thông số kỹ thuật của cần Lực nén, kN 100 d,mm 180 L,m 12 S,mm 7 L 1 ,m 12,1 S 1 ,mm 6 l 1 ,m 4 S 2 ,mm 6 l 2 ,m 4,05 S 3 ,mm 7 D,mm 245 Khối lượng, kg 420 3.2. TÍNH CHỌN CỘT 3.2.1. Sơ Đồ Ngoại Lực Tác Dụng Lên Cột Với hệ cần Mo – Xlêvinh cột cẩu là một cột cẩu đơn giản. Ngoại lực tác dụng lên cột cẩu như hình (3-3) bao gồm: + Lực T của palăng nâng cần tác dụng vào cụm ròng rọc đỉnh cột. S T = 40018N + Lực nén dọc cần N tác dụng vào gối đỡ cần. N = 95136N. + Sức căng S t của đoạn dây nâng hàng chạy dọc cần. S t = 12750N + Sức căng T 1 của đoạn dây nâng hàng chạy vào tời. T 1 = 13552N. Các lực trên được phân thành các thành phần thẳng đứng Q a , Q c , Q t và nằm ngang T a , T c , T t như trên hình. Với cần nhẹ lắp trên cột, các thành phần lực nén trên được xác đònh theo công thức: T a = T c = (N-S t ). cos Q a = T.sin + T 1 Q c = (N –S 1 ). sin T 1  Q t  0,707.S t Trong đó:  - là góc nghiêng cần tính lớn nhất khi góc nghiêng là 15 0 - là góc nghiêng palăng nâng cần,  = 62 0 Ta được: T a = T c = (95136 – 12750). cos15 = 79578N Q a = 40017.sin62 + 13552 = 48970N Q c = (95136 – 12750). Sin15 = 21323N T t  Q t  0,707 . 13552 = 9581N 3.2.2. Chọn Sơ Bộ Kích Thước Mặt Cắt Tháp Cấu Cột cẩu thường có mặt cắt tròn. Mỗi đoạn có thể là tấm tôn được cuốn thành hình trụ, hình côn và được nối với nhau bằng một mối hàn dọc. Khi ghép các đoạn cột với nhau, cần ghép sao cho mối hàn dọc ở hai đoạn lệch nhau 90 0 , chiều dài cũng lệch nhau không ít hơn 0,125 chu vi ống. Các mối hàn cần có vát mép chữ V, hàn giáp mối hàn phải được kiểm tra bằng tia rơnghen hoặc tia gramma. Tại chỗ cột đi qua ngang boong chiều dày cột tăng lên 20  30%. Đường kính cột tại chỗ lắp cụm ròng rọc nâng cần bằng (0,6  0,75) đường kính lớn nhất. Chiều dày cột tại đó cũng bằng (0,7  0,75) chiều dài cột ở boong đỡ trên. Kích thước mặt cắt tháp cẩu có thể chọn sơ bộ theo mẫu. Khi không có mẫu ta chọn theo công thức sau: - Theo điều kiện bền: W c  0,785.   1 24. 2 3 Q h L D tb  Trong đó: W c - mômen chống uốn của mặt cắt cột I e – mômen quán tính của mặt cắt cột D tb – đường kính trung bình cột (cm)  - chiều dài tôn (cm) L – khoảng cách từ gối trên của cột đến điểm treo palăng, nâng cần trên đỉnh cột (m) h - khoảng cách từ gối đuôi cần đến điểm treo palăng nâng cần trên của đỉnh cột (m) Q.l – tổng các tính của sức nâng Q(kN) với chiều dài cần l(m) của tất cả các thành phần của cần ở về một phía cột 10 Q.l = 10 (Q 0 .l + G c 1/2) = 10 (25,5.12 + 4.6) = 3264 979203264. 9 25,11 .241 24 2   Q h L Ta được: - W c  0,785.50 2 = 3925 > 3264 cm 3 - I c  0,393. 50 3 .2 = 98250 > 97920cm 4  thỏa mãn Vậy ta có kích thước của cột cẩu là D = 480mm D n = 500mm  = 20mm . CHƯƠNG 14 TÍNH TOÁN KẾT CẤU CẦN CẨU, CỘT CẨU 3.1. TÍNH CHỌN KẾT CẤU CẦN CẨU 3.1.1. Sơ Đồ Tính Cần Sơ đồ tính của hệ cần Mo – Xlêvinh như trên hình ( 3-1 ). làm cần là thép không hàn OCT 873 1-5 8 và OCT 873 2-5 8, thép tấm 09T 2- OCT 505 8-8 7, thép 2 0- OCT 105 0-5 7, thép M21a- OCT 38 0-5 7 hoặc các thép có tính