- Ma sát giữa cápmặt tang và cáp tấm kẹp trong đoạn AB,CD Ma sát giữa cápmặt tang trong đoạn BC.
3. Dẫn và truyền động các cơ cấu máy nâng 1 Cấu tạo chung.
593.2.1 Đặ c đ i ể m.
Dẫn động bằng tay Là cơ cấu có mặt trong tất cả các thiết bị máy trục. TCVN 5862-95 quy định 8 nhóm chếđộ làm việc cho cơ cấu nâng, kí hiệu M1...M8. Tuỳ theo nguồn dẫn động, cơ cấu
nâng được chia thành cơ cấu nâng dẫn động bằng tay và cơ cấu nâng dẫn động bằng máy.
Dẫn động bằng máy - Tải trọng lớn, có thểđạt đến 500T
- Yêu cầu cao về vật liệu, công nghệ chế tạo và lắp ráp các bộ phận máy.
- Bộ phận truyền động thường được bố chế
tạo dưới dạng hộp giảm tốc, che kín và bôi trơn thường xuyên bằng dầu. - Bố trí phanh má hoặc phanh đĩa lò xo điện từ hoặc phanh thủy lực. 3.1.2 Tính toán hệ thống nâng hạ hàng. Nguyên lý hoạt động của cơ cấu nâng vật thực chất là một cụm ròng rọc và tang cáp. trong pa lăng cáp có những ròng rọc cốđịnh và những ròng rọc di động còn phần kia được cuốn vào tang tời sau khi đã đặt lên sàn máy. Bội suất pa lăng cáp phụ thuộc vào số lượng ròng rọc di dộng hoặc số nhánh cáp vắt qua ròng rọc. Nói chung thường có 4 kiểu mắc cáp:
a. Nhánh cáp từ tang tời vắt qua ròng rọc cốđịnh, còn đầu kia của cáp kẹp vào cụm ròng rọc cốđịnh.
b. Nhánh cáp từ tang tời vắt qua ròng rọc cốđịnh, nhưng đầu kia của cáp kẹp chặt vào cụm ròng rọc di động.
c. Nhánh cáp từ tang tời vắt qua ròng rọc di động, còn đầu kia của cáp kẹp vào cụm ròng rọc cốđịnh.
d. Nhánh cáp từ tang tời vắt qua ròng rọc di động, nhưng đầu kia của cáp kẹp chặt vào cụm ròng rọc di động.
Loại mắc cáp a và b thường dùng cho các cần trục, còn loại mắc cáp c và d thường dùng cho các loại cầu trục, cổng trục.
60
Trong đó: Q: trọng lượng vật nâng và thiết bị phụ
a: bội suất pa lăng
ηa: hiệu suất pa lăng
Đặc trưng cơ bản của pa lăng là bội suất a của nó, tức là tỷ số giữa tốc độ v của nhánh cáp vào tang tời và tốc độ nâng vật vn. Bội suất của pa lăng cũng chính bằng số nhánh cáp vắt qua các ròng rọc.
Lực căng trong các nhánh cáp và hiệu suất xác định theo công thức tính lực căng ở pa lăng.
Trong quá trình làm việc bộ máy nâng trải qua 3 giai đoạn: mở máy, chuyển
động ổn định, và dừng máy. Trong quá trình mở máy, lực cản không chỉ do trọng lượng vật nâng , mà còn do lực quán trính sinh ra khi vật nâng chuyển động từ
trạng thái tĩnh sang trạng thái làm việc. Tốc độ từ 0 đến tốc độ làm việc.
Ở giai đoạn phanh dừng, vật nâng sẽ sinh ra lực quán tính do tốc độ biến đổi từ tốc độ lam việc đến bằng 0.
Ở giai đoạn chuyển động ổn định, tốc độ làm việc ổn định (không thay đổi), không có lực quán tính., ta quen gọi là trạng thái tĩnh. Các tính toàn ở tiai đoạn này gọi là tính toãn tĩnh.
Mô men tĩnh trên trục tang tời Mt:
Trong đó: dc: đường kính cáp Dt: đường kính tang cáp. ηt: hiệu suất của tang tời.
Khi tang tời cuốn nhiều lớp cáp (m lớp cáp) thì đường kính tang tính toán sẽ
61
Tốc độ tiếp tuyến (tốc độ dài) trên tang tời bằng tốc độ nhánh cáp vào tời (m/s)
Vt = aVn Tốc độ vòng quay của tang tời:
Công suất yêu cầu của động cơ:
ởđây, hiệu suất η của máy nâng bằng tích các hiệu suât pa lăng, ròng rọc chuyển hướng, tang tời và hộp giảm tốc.
η =ηaηr ηt ηh
Sau khi có chọn được động cơ ta sẽ có tốc độ vòng quay trên trục dẫn của
động cơ nđc và đến đây ta xác định tỷ sổ truyền yêu cầu của hộp giảm tốc. ih ih = nđc/ nt
Mô men phanh cần thiết Mph đểđảm bảo an toàn choc ơ cấu nâng. Mph = β. M0
Trong đó: β: hệ số an toàn phanh
M0 Mô men tĩnh trên trục đặt phanh.
Trong giai đoạn mở máy, mô men mở máy phải thắng được mô men càn tĩnh Mct, mô men quán tính của các chuyển động tịnh tiến Mđ1, mô men cản tĩnh của các chuyển động quay Mđ2
Mkd = Mct + Mđ1 + Mđ2
Mô men cản tĩnh khi nâng hàng đưa về trục động cơ bằng:
Với: i: tỷ số truyền chung của toàn bộ máy i = a.ih
Trong cần trục, khối lượng chuyển động tịnh tiến là vật nâng và móc cẩu. Nên mô men lực quán tính của nó đưa về trục dộng cơ bằng:
62
g: là gia tốc trọng trường thường lấy = 9.81 m/s2
j: gia tốc của vật nâng, ta có thể coi chuyển động là nhanh dần đều, gia tốc j có thểđược xác định bằng: m/s2
tkđ: thời gian khởi động của bộ máy tính bằng giây,thay vào công thức ta có:
Khối lượng quay bao gồm khối lượng trên động cơ trục dẫn, vsvd khối lượng trên các trục trung gian. Mô men lực quán tính gây trên các trục trung gian đưa về
trục đọng cơ chr bằng 10 – 20% giá trị mô men lực quán tính. Do đó, trong thực tế
người ta chi nhân với hệ số c = 1,1- 1,2 để xét đến ảnh hưởng của các trục trung gian. Mô men lực quán tính do các khối lượng quay sinh ra đưa về trục động cơ được tính gần đúng bằng
Mđ2 = C J0 .ε
J: mô men quanstinhs đối với trục quay của các khối lượng trên trục động cơ
ε: gia tốc góc 1/s2
Gi, Di là khối lượng và đường kính quán tính của vật thứ I trên trục dẫn động cơ. (trục dộng cơ)
ω: tốc độ góc của trục động cơ, 1/s nđc: tốc độ quay trên trục động cơ. v/ph thay vào ta có:
63
Mô men khởi động trên trục động cơ sẽ là
Nếu cho trước thời gian khởi động tkđ, ta sẽ tính được mô men khởi động yêu cầu theo công thức trên, dùng công thức này để kiểm tra mô men mở máy động cơ
Mđcđã chọn sơ bộ. Mô men mở máy của động cơ phải lớn hơn hoặc bằng mô men khởi động yêu cầu.
Nếu không cho trước thời gian khởi động tkđ (hoặc gia tốc j). ta sẽđặt giá trị
mô men mở máy của động cơđã chọn vào công thức trê n, từđấy tính được tkđ theo công thức:
Dấu “-” ứng với trạng thái nâng, dấu “+” ứng với trạng thái hạ. Từ tkđ ta co thể tính được gia tốc j thực tế và đối chiếu với các số liệu kinh nghiệm. Nếu j vượt xa so với số liệu kinh nghiệm thì phải chọn lại động cơ sao cho phù hợp.
Quá trình phanh diễn ra ngược lại với quá trình khởi động, ta cần tạo gia tốc âm choc ơ cấu để chuyển cơ cấu từ trạng thái chuyển động sang trạng thái tĩnh. tương tự như tính toán ở trên phương trình chuyển động của cơ cấu thời kỳ phanh như sau:
Mph = M’ct + M’đ1 + M’đ2
Phanh khi đang hạ vật sẽ bất lợi hơn khi đang nâng vật, nên ởđây ta chỉđể
dấu dương cho M’ct tương ứng với đang hạ vật.
Nếu đặt phanh trên trục dẫn động cơ ta có công thức:
Giá trị Mph được tính toán theo công thwcstreen pahir so sánh với công thức về an toàn tính cho phan cho thiết bị nâng. Ta lấy giá trị lớn hơn trong hai giá trị
64
Nếu cho trước Mph thì ta sẽ sử dụng công thức đê tính thời gian phanh tph, sau
đó so sánh với các số liệu kinh nghiệm thực tế, khi cần thiết sẽđiều chỉnh tăng Mph cho phù hợp.
Đối với thiết bị nâng sử dụng hệ thống thủy lực. mô men khởi động của động cơ thủy lực được tính toán dựa trên áp lực cho phép tại van tràn và lưu lượng riêng của mô tơ thủy lực. Do vậy khi tính cần trục truyền động bằng hệ thống thủy lực khì có thể bỏ qua phần tính mô men mở máy của động cơđiện (do động cơ có thể khởi
động máy không tải rồi mới bắt đầu truyền động).