Tài liệu Tính toán cần cẩu Derrick tải trọng nâng 3T dùng cho tàu thủy - Chương 10: Kích thước của tang và ròng rọc doc

1 Chương 10: Kích thước cơ bản của tang và ròng rọc Đường kính nhỏ nhất cho phép đối với tang và ròng rọc xác đònh theo công thức: D t  d e (e-1) = 15 (18-1) = 255 mm Chọn D t = D rr = 300mm, tang trơn không cắt rãnh hình (2- 11) Chiều dài làm việc của dây cáp là: 1 = (l 1 + l n ) a c = (13,1 – 4,28).4 = 35m Với: l 1 . l n – chiều dài của palăng ứng với tầm với xa nhất và tầm với gần nhất, xác đònh từ sơ đồ hình học của cần trục (bảng 2-10) Chiều dài đoạn dây cáp trên một bước cuốn 1 lớp là: l t =  (D t + d c ) = 3,14 (0,3 + 0,015) = 0,989m Số bước cuốn cáp: 35 35 0,989 t l Z l    vòng Chiều dài cần thiết của tang L = Z.d c = 35.15= 525 mm Bề dày của tang theo công thức kinh nghiệm:  = 0,02.D + (6  10) = 0,02 . 300 + 6 = 12mm 2 Ứng suất nén theo công thức   n dm n t Sk      . Với: S đm – lực căng cáp lớn nhất  - bề dày thành tang t - bước cuốn cáp  - hệ số giảm ứng suất, tăng bằng gang  = 0.8 k – hệ số phụ thuộc số lớp cuốn cáp trên tang, k=1 2 /62 5,11.12 10611.8,0.1 mmN  Tang được đúc bằng gang CБ 15-32 là vật liệu phổ biến nhất có giới hạn bền nén là:  bn = 565N/mm 2 . 2 /113 5 565 5 ][ mmN bn    Vật tang có bề dày  = 12mm, tang làm việc đủ bền 2.3.3. Động Cơ Điện Ta phân thành 10 vò trí của cần tương ứng với các góc nghiêng,  1 ,  1  1. Ứng với 15 0 , 20 0 , 30 0 , 73 0 . Để tính lực trung bình bình phương lên palăng nâng cần trong quá trình thay đổi tầm với từ L max đến L min . Ở đây ta trình bày cách tính cho vò trí tương ứng với góc  1 = 15 0 , đối với các vò trí khác cũng tính tương tự. Kết quả cho ta như sau: Vận tốc thay đổi chiều dài palăng nâng cần sm t ll v n p /538,0 2,16 28,401,13 1      3 Với: l 1 , l n – chiều dài palăng cần ở vò trí đầu và vò trí cuối của cần. t- thời gian thay đổi từ L max đến L min sphut V LL t n 2,1627,0 30 5,36,11 minmax      Thời gian thay đổi tầm với từ vò trí 1 đến vò trí 2 s V ll t p 36,1 538,0 28,1201,13 21 1       Đối với các vò trí khác tính tương tự có được số liệu theo bảng (2-10) 4 Bảng 2-10. Các số liệu để tính động cơ và các chi tiết cơ cấu thay đổi tầm với Vò trí của cần tương ứng với góc nghiêng  -1 Các thông số tính toán I(15 0 ) II(20 0 ) III(25 0 ) IV(30 0 ) V(35 0 ) VI(45 0 ) VII(55 0 ) VIII(60 0 ) IX(65 0 ) X(73 0 ) Cánh tay đòn b,m 8,01 8,25 8,45 8,65 8,76 8,97 8,94 8,77 8,48 7,35 Chiều dài palăng l P , m 13,01 12,28 11,57 10,8 10,06 8,79 6,8 6,15 5,39 4,28 Thời gian thay đổi tầm với t,s 0 1,35 2,67 4,1 5,48 8,49 11,71 12,75 14,16 16,22 Lực trong palăng nâng cần S c , KN a) Q = 25 KN và q = 400N/m 2 40,01 38,93 36,77 35,06 33,0 28,28 24,03 22,03 19,78 17,25 b) Q = 0KN và q = 400N/m 2 3,9 3,805 3,66 3,56 34,2 3,07 2,78 2,64 2,48 2,41 c) Q = 20KN và q = 400 N/m 2 33,41 32,1 30,38 29,03 27,38 13,6 20,21 18,61 16,91 14,12 5 d) Q = 15 KN và q = 400N/m 2 19,03 18,42 17,6 16,96 16,15 14,23 12,56 11,77 10,87 10,15 Lực trung bình S TB KN ứng với tải trọng Theo mục a 39,52 37,85 35,92 34,06 30,58 26,23 23,07 20,82 18,54 Theo mục b 3,85 3,736 3,61 3,58 3,29 2,95 2,62 2,32 2,19 Theo mục c 32,75 31,24 29,92 28,41 25,48 21,88 19,82 17,72 15,7 Theo mục d 18,72 18,01 17,23 16,54 15,39 13,80 12,33 11,64 10,12 Theo mục e 11,75 11,41 11,52 10,62 10,09 9,29 8,58 7,85 8,09 Khoảng thời gian của lực S TB tác dụng t i , s 1,36 1,36 1,43 1,73 2,91 3,14 1,20 1,41 2,06 6 Lực trung bình bình phương tác dụng palăng nâng cần trong chu kỳ làm việc nâng có tải và hạ không tải theo công thức:     t tStS S TBTB tb 2 2 2 1 1 2 KN 21 2,16.2 06,2.19,241,1.32,22,1.62,214,3.95,291,2.29,337,1.58,3 43,1.61.332,1.73,336,1.85,306,2.54,1841,1.82,202,1.07,23 14,3.23,2691,2.58,3037,1.06,3443,1.92,3532,185,3735,1.52,39 222222 222222 222222      Hiệu suất chung của cơ cấu nâng cần:  c =  pc .  tc .  oc .  bl = 0,92 . 0,96. 0,83. 0,95 = 0,7 Trong đó:  pc = 0,913- hiệu suất palăng nâng cần  tc .  oc – hiệu suất tang và bộ truyền cơ cấu  bl – hiệu suất bản lề Công suất trung bình bình phương yêu cầu đối với động cơ điện trong chu kỳ làm việc nâng có tải và hạ không tải. KW VS N c pTB TB 14,16 7,0.1000 538,0.21000 .1000 .   Thời gian một chù kỳ với số chu kỳ trung bình trong một giờ là, a ck = 30 st ck 120 30 3600  7 Cường độ làm việc thực tế tối đa của động cơ điện khi hạ cần trục làm việc với các tầm với từ lớn nhất đến nhỏ nhất. %27 120 2,16.2 100.  ck lv t t C th Đ t lv = 2.16,2: thời gian thay đổi tầm với từ Max đến Min Công suất tính toán đối với động cơ điện 25% KW C C NN tbt 77,16 25 27 .14,16  dn th Đ Đ Ta chọn được động cơ điện có các thông số cơ bản sau: Bảng 2-11: Các thông số của động cơ của cơ cấu nâng cần Kiểu động cơ Công suất KW Vận tốc (v/ph) Cos  dm m M M dm M M max Mômen bánh đà của roto (GD 2 (kgm 2 ) Trọng lượng (kg) ĐK 84- 6 16 980 0,86 1,5 2,2 6,5 310 Kiểm tra khả năng quá tải tức thời, số vòng quay cần có của tang nâng cần: 60. . 60.0,538.4 131 / . 3,14.0,3150 p c tg c V a n v p D     8 Tỷ số truyền của bộ truyền trung gian là: 1 980 7,5 131 de c n i n    Mômen do lực tổng lớn nhất tác dụng trong palăng nâng cần (số liệu theo bảng 2-3) max max . 40144.0,315 300 2. . . 2.4.7,5.0,7 c c c c c S D M Nm a i     Mômen danh nghóa của động cơ: Nm n N M dc dc dn 156 980 16 .95509550  Mômen lớn nhất động cơ có thể phát ra khi quá tải M đemax =  gh . M dn = 3.156 = 468Nm Vậy M max < M đemax Kiểm tra thời gian mở máy với lực S max , mômen mở máy trung bình của động cơ, theo công thức: Nm MM M m 8,241 2 156).1,12( 2 minmax      Với: M max  1,8  2,8M dn – mômen máy lớn nhất, Nm M min  1,1 M dn – mômen mở máy nhỏ nhất, Nm Mômen vô lăng trên trục I động cơ  (GD 2 ) I = GD 2 1 + GD 2 kn = 65 + 103,5 = 168,5Nm 2 Với: GD 2 kn = 103,5Nm 2 mômen vô lăng của khớp nối cùng bánh phanh 9 Thời gian mở máy cccm ce tm ii n m iaMM nD L L GQ MM nDG t   22 1 1 2 2 2 1 11 2 )(375 ).( )(375 )(       2 2 2 2 1 36000 4000 .0,3150 .980 2 1,15.168,5.980 375(604,5 300) 375(604,5 300).4 .5,05 .0,7 1,75 0,040 1,79                       Vậy thời gian mở máy với lực tổng lớn nhất S cmax nằm trong giới hạn cho phép (4 5)s, động cơ điện chọn đã hợp lý. Dựa vào công suất, tỷ số truyền ta chọn được bộ truyền dưới dạng hộp giảm tốc tương ứng. . 1 Chương 10: Kích thước cơ bản của tang và ròng rọc Đường kính nhỏ nhất cho phép đối với tang và ròng rọc xác đònh theo công thức: D t  d e (e-1). khác tính tương tự có được số liệu theo bảng ( 2-1 0) 4 Bảng 2-1 0. Các số liệu để tính động cơ và các chi tiết cơ cấu thay đổi tầm với Vò trí của cần tương