Điểm đặt gối xoay xilanh ảnh hưởng lớn đến lực kéo cũng như động lực khi kéo cửa. Lực kéo T phụ thuộc vò điểm đặt K. Khi thiết kế, toạ độ điểm đặt lực kéo cửa K thường ở càng gần phía tôn bưng càng tốt. Tuy nhiên, khảo sát trực tiếp đồ thị lực kéo khá phức tạp và thực tế cho thấy các thiết kế cũa vẫn đảm bảo được tính an toàn khi tính toán với công thức (3-24), (3-25), (3-26). Chúng ta nhận thấy ở vị trí trên cùng khi cửa lên hết góc mở á thì cửa gần như chạm vào xilanh kéo cửa. Như vậy, tại vị trí mở hoàn toàn đường tâm xilanh là gần cửa nhất do đó cánh tay đòn lực kéo lớn hay bé phụ thuộc vào vị trí xilanh khi cửa mở hoàn toàn. Do đó, chúng ta chỉ cần tính toán và tìm cách đặt điểm đặt lực kéo T sao cho khoảng cách h từ mép trên cửa đến đường tâm xilanh nhỏ nhất.
Chọn hệ toạ độ Decac tâm lề cối O(x0,y0) là gốc toạ độ tính toán O(0,0), ox được chọn hướng lên trên, oy hư ớng về phía thượng lưu.
Ở giữa hai càng cửa cung là đường tâm áp lực chính. Trọng tâm cửa G thường nằm ở gần hoặc trên đường này.
Trước tiên cần phải viết phương trình đường thẳng đi qua K(x6,y6) và T(x7,y7): (3-27)
- 37-
Hoặc viết dưới dạng chính tắc
A.x + B.y + C = 0 (3-28)
Trong đó:
(3-29)
Toạ độ điểm cao nhất của cửa, thong thường có thẻ coi trung với mép ngoài cao nhất H(x8,y8).
Mặt khác có thể tính các thông số các điểm K(x6,y6) và H(x8,y8) theo toạ độ cực. (3-30)
Góc là các góc tại vị trí thấp nhất của điểm K, H, G, Pa, i=6,8,g,a. Khi cửa quay một góc á thì các toạ độ biến đổi tương ứng:
(3-31)
Trong trường hợp tổng quát khoảng cách từ điểm H(x8,y8) đến đường thẳng KT: (3-32)
(3-33)
Hàm h(ρ,x7,y7) được sử dụng để giới hạn đường tâm xilanh cách cửa một khoảng cách cố định hmin < h(ρ,x7,y7) ρ,x7,y7.
- 38-
Hàm khoảng cách từ gốc O đến KT tương ứng với cánh tay đòn lực kéo T (3-34)
Toạ độ trọng tâm cửa G
G(xg,yg)=G (3-35)
Bố trí cửa cung như hình dưới đây. Phía bản mặt tôn bưng thường hướng về phía cột áp cao. Càng cửa cung bị nén và truyền toàn bộ áp lực nước theo phương hướng kính về phía gối quay. Lực ma sát trong cụm gối quay biến đổi theo áp lực tải P. Cần phải phân tích quá trình chuyển động của cửa khi chịu tác dụng của tải. Trong thực tế khi cửa chuyển động, thành phần lực Ph đổi dấu. Do đó, lực P chỉ có giá trị 0 khi cửa vận hành ở vị trí cao nhất. Điều này ảnh hưởng đến việc tính toán thiết kế cụm gối quay. Bộ phận chịu tác dụng toàn bộ các lực khi vận hành và khi không vận hành.
Điểm cao nhất của cửa H(x8,y8) có thể chạm vào xilanh khi cửa và xilanh chuyển động. Hàm h(α,x7,y7) xác định khoảng cách từ điểm H đến đường tâm xilanh với mọi vị trí điểm treo và góc mở của cửa.
Như vậy, chỉ cần tìm được điểm mà hàm h(α,x7,y7) cho giá trị nhỏ nhất là thoả mãn điều kiện cần của việc chọn điểm đặt gối xoay xilanh T(x7,y7).
Hàm h(α,x7,y7) với thông số của cửa van cung thuỷ điện Eakronggrou-Daklak R=10,95m; r6=9,2m; rg=9,16m;
. Việc khảo sát hàm h(α,x7,y7) không trình bày vì khá đơn giản và không cần thiết. Tuy nhiên, đồ thị hàm h(α,x7,y7) trên hình H2.11 chỉ ra rằng:
Với các vị trí của T(x7,y7) khác nhau hàm h(α,x7,y7) luôn có giá trị nhỏ nhất khi cửa ở độ mở lớn nhất.
- 39-
- 40-
Hình 3-11. Đồ thị hàm khoảng cách đỉnh và đường tâm xilanh