5.2.1. Định hình thức kết cầu dầm đầu
Với tải trọng và khẩu độ nh vậy ta chọn kết cấu nh sau:
Để cho kết cấu dầm đầu đơn giản, dễ tính toán ta chọn một cách có dạng 2 ch [ quay lng vào nhau, 2 đầu dầm đặt các bánh xe di chuyển cầu
a-a b-b b
b a
a
Xác định khoảng cách giữa các bánh xe di chuyển cầu trục trên dầm cuối
Xét cần trục tựa trên 46 xe di chuyển A, B, C, D có khẩu độ L = 90.000 ta cần xác định khoảng cách E giữa các bánh xe trên dầm cuối. Do khẩu độ lớn hơn rất nhiều so với khoảng cách E và lực cản không đều giữa 2 bên ray cùng các nguyên nhân do chế tạo lắp đặt và dẫn động mà có thể xảy ra hiện tợng cần trục đang chạy thì một bên bị xô lêch. Hiện tợng đó làm cho bánh xe tiếp xúc với cạnh ray sinh ral ực cản phụ w, làm tăng tải trọng tác dụng lên cần trục. Để thắng lực cản phụ đó, động cơ dẫn động phải phát sinh thêm lực dẫn động w và lực dẫn động này đợc phân bố đều cho 2 bên ray, mỗi bên w/2
cv v n n l e w/2 W/2 b a d
Nh vậy nếu bên bị xô lệch là bên ray AB thì tác động có lực cản phụ w và lực dẫn động w/2 và do vậy vẫn tồn tại lực cản phụ w/2 tác dụng ngợc chiều chuyển động. Bên ray không bị xô lệch CD đợc tăng thêm lực dẫn động w/2 theo chiều chuyển động. Các lực ở hai bên ray ngợc chiều nhau tạo thành mô men xô lệch
Mômen này phát sinh ra lực cản phụ N giữa các bánh xe và cạch ranh
Nếu N quá lớn sẽ làm cho bánh xe không quay mà chỉ trợt để loại trừ khả năng này, ta phải đảm bảo lực dẫn động ở mỗi bên ray thắng lực cản do ma sát khi có lực w
→ trong đó f – hệ số ma sát giữa thành bánh xe và cạnh ray. Trong tính toán thờng lấy f = theo đề tài đựoc giao cần trục L = 900mm chọn sơ bộ E = 1800 (mm).
5.2.2. Xác định giản đồ tính toán của dầm
Từ kết cấu dầm đầu đã định nh trên ta coi dầm đầu nh một dầm giản đơn đặt trên 2 gối tựa. Dầm chịu các tải trọng tập trung do trọng lợng dầm chủ và trọng lợng hàng nâng cùng trọng lợng palăng tác dụng và giữa dầm và tải trọng
phân bố đều do trọng lợng của chúng gây ra hay trọng lợng bản thân gây ra. Vây ta có giản đồ tính toán của dầm
p
q
5.2.3. Xác định tải trọng tác dụng lên kết cầu dầm đầm trọng lợng dầm chính tác dụng lên một bên dầm đầu
chọn qd = 5744 (N)
Tải trọng di động p=66400 (N)
Tải trọng này tác dụng lên dầm đầu khi palăng di chuyển cách dầm đầu một khoảng l = 800 (mm)
a l db b p c qt p
Khi tải trọng p cách gối tựa D một khoảng l = 800 (mm). Cần xác định phải lực tại gối tựa D. Ta có:
Lấy mô men đối với điểm C
ΣMC = RD. L – p(L – 800) = 0
→ RD = = 60497,7(N)
Khi tải trọng p cách gối tựa C một khoảng l = 800 (mm) tơng tự xác định đợc: RC = RD = 60497,7(N)
Lực quán tính xô ngang tác dụng lên dầm đầu khi hãm palăng Pqtpl =
Trong đó: Rb – tổng áp lực bánh xe chủ động GPL: Trọng lợng palăng, GPL = 4960 (N)
n: số bánh xe chủ động của palăng, n = 2 n: tổng số bánh xe của palăng, n = 4 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
⇒ Pb = (50000 + 4960). = 27480 (N)
→ PqtPL = . 27480 = 4121,4 (N)
Giả định trọng lợng dầm đầu là 200kg. Tải trọng của kết cấu dầm đợc phấn bố trên toàn bộ chiều dài dầm. Căn cứ vào những tải xác định trên ta có giản đồ tính toán cho dầm đầu
q
d
c p
pqt
l=1800
Để xác định đợc mạch cách cần thiết của dầm đầu, ta phải xác định đợc mô men uốn lớn nhất do các tải rtọng trên gây ra theo hai phơng X và Y đối với dầm.
Coi tải trọng tác dụng lên dầm đầu phân bố đến trên 2 thanh thép [ Tải trọng do dầm chủ tác động lên một thanh thép ] là:
q1 =
Tải trọng hàng nâng và palăng tác dụng lên một thanh thép ] là
q2 = = 30248,85( ) 2 7 , 60497 N =
q3 = 1962,85( )2 2 7 , 3925 N =
Tải trọng bản thân của một thanh thép ] là: q4 =
Tải trọng phân bố trên suốt chiều dài của một thanh thép ] là:
Các tải trọng này có tác dụng lớn lên dầm đầu có điểm đặt lực tại giữa dầm. Khi đó ta có biểu đồ mô men uốn do các tải trọng gây ra đối với dầm đầu nh sau q + q3 p q 1 2 q (q +1 q )2 4 .l q.l2 8 .l 1 q ) (q + 2 4 + q.l82 q3.l my=
Vậy ta có mô men uốn lớn nhất do các tải trọng tác dụng theo phơng pháp đúng Mx = (2872 30248,85).1,8 555,6.1,82 + + = M
Mx = 15521,4 + 225 = 15746,4 (N. m)
Mô men uốn do tải trọng quán tính ngang tác dụng lên dầm đầu theo ph- ơng ngang là: My = 927,3( . ) 4 8 , 1 . 85 , 1962 4 3L N m q = =
Do tải trọng tác dụng theo hai mặt phẳng thẳng góc với nhau và đi qua trục quán tính chính, theo điều kiện cờng độ ta có:
σn = ↔ wx ≥
Trong đó: Mx, My – mô men tính toán của dầm lần lợt đối với các trục x – x và y – y.
wx, wy – mô men chống uốn của mạch cách dầm lần lợt đối với các trục x – x và y – y.
[σ] – ứng suất uốn cho phép [σ] = 160 (N/mm2) wx≥
wx≥ 144,78 (cm3)
5.2.4. Chọn mạch cắt
Căn cứ vào tình hình tác dụng của tải trọng, dựa theo điều kiện cờng đột a có thể chọn đợc mạch cắt của dầm. Sơ bộ ta chọn tiết diện dầm nh sau:
30
0 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
y
xx x
Căn cứ vào wx tra bảng thép hình chọn thep ] w0
30 có các thông số sau: wx = 387 (cm3) Jx = 5810 (cm4)
wy = 43,6 (cm3) Jy = 327 (cm4) h = 300 (mm) F = 40,5 (cm2) q = 31,8 (kg/m)
Kiểm tra mạch cắch dầm đã chọn – theo điều kiện cờng độ
σn =
Xác định mô men uốn theo phơng x
Với thép [ đợc chọn có khối lợng trên 1 mét dầm: q = 31,8 (kg) = 318 (N)
Thay số vào ta có Mx = = 15521,4 + 128,8 = 15650,2 (N.m) Mx = 15650,2 . 103 (N. m) σn = σn = 80,8 + 42,6 = 123,2 (N/mm2) Vậy σn < [σn] = 160 (N/mm2) - Theo điều kiện cờng độ f =
Trong đó ΣP = q1 + q2 tải trọng tác dụng lên dầm đầu
ΣP = 2 (2872 + 30248,85) = 66241,7 (N) L: Khẩu độ của dẩm L = 2000 (mm)
E: mô đun đàn hồi của vật liệu E = 2,1. 105 (N/mm2) Jx: mô men quán tính của tiết diện dầm đối với trục x Xác định tạo độ trọng tâm của dầm ta có:
xc = ∑ ∑ = = 2 1 2 1 i i i i i F y F yc = ∑ ∑ = = 2 1 2 1 i i i i i F y F
do tiết diện đối xứng xc = 0
yc = 0
Jx = Jx1 + Jx2 = 2. Jx1 = 2. 5810 = 11620 (cm2) Jy = Jy1 + Jy2 = 2Jy1 = 2. 327 = 654 (cm2) Độ võng
f = f =
Vậy f < [f] do đó thoả mãn điều kiện độ võng
- Kiểm tra mặt cắt của dầm đặt tại gối chõ cắt bánh xe.
Do lắp bánh xe vào dầm đầu phải cắt vát đi một phần để lắp bánh xe rời vào đó.
b-b
bb b
12 0 1 2 3 5 4 6 100 140 100 8 11 6.5
Ta xác định ứng suất cắt của mặt cắt theo công thức (TL ....)
τ = Trong đó: QC: lực cắt
S: mômen tĩnh của mặt cắt Jx: mô men qt của mặt cắt
b: bề rộng chỗ nhỏ nhất của mặt cắt b = 13 (mm)
Ta tính S và Jx
Trớc tiên ta xác định trọng tâm của mặt cắt gọi trọng tâm của mặt cắt có toạ độ là (xc, yc) xc = 0 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
F1 = F2 = 100. 11 = 1100 (mm2) y1 = y2 = 114,5 (mm) F3 = F4 = 6,5 (120 – 11) = 708 (mm2) y3 = y4 = 54,5 (mm) F5 = F6 = (100 – 6,5). 8 = 748 (mm2) y5 = y6 = 4 (mm) ⇒ yc =
Vậy toạ độ điểm C(0; 65; 5) Tính Jx: Jx = 2 + 2 + 112 . 708,5 + + 2 Tính Sx: Sx = 2(110. 49 + 708,5. 11 + 748. 61,5) Sx = 215391 (mm3) QC = b = 2. 6,5 = 13 (mm) Thay vào công thức
τ =
[τ] = 0,6 [σ] = 0,6 . 160 = 96 (N/mm2) Vậy τ < [τ] ⇒ mặt cắt đảm bảo
5.2.5. Tính toán mối hàn
a. Mối ghép hàn trong dầm
Lực tác dụng lên mối hàn la mô men do tải trọng quán tính của pa lăng di chuyển trên dầm chính gây ra lực quan tính này đã đợc tính ở trên.
x x
my y
y
370
Sơ đồ tính toán mối hàn của dầm đầu Pqt = 3925,7 (N)
Mômen của lực quan toán tác dụng lên mối hàn phía tên Mt = Pqt (350 + 8) = 3925,7 . 358 = 1405400,6 (N. mm) Mô men của lực quán tính tác dụng lên mối hàn phía dới Md = Pqt (35078 + 350) = 2917951,2 (N. mm)
Chọn chiều cao mối hàn k = 8 cho mối hàn phía trên khi đó chiều dài cần thiết của mối hàn phía trên là
áp dụng công thức tính mối hàn góc (TL ....) Lt = =
Lt = =
b. Tính mối hàn giữa dầm đầu và dầm chính
Dầm đầu và dàm chính liên kết với nhau bằng mối hàn chống. Chiều cao miệng hàn lấy bằng 8 (mm)
Tải trọng tác dụng lên mối hàn gồm có: Lực quán tính khi phanh hàn palăng đột ngột.
Pqt = 3925,7 (N)
và mô men lực qt do phanh cần Pđ = mc =
M = Pđ .
Điều kiện sức bền cho mối hàn đuợc tính theo nh công thức (TL...)
τ = τp + τm =
τ≤ [τ]
Sơ đồ tính liên kết dầm chính và dầm đầu Hình vẽ:
Trong đó
L = 2ld + ln = 2 ld + 300 Thay số vào ta có
τ = +
→ Chiều dài cần thiết ld = 135,6 (mm) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ta chọn chiều dài ld = 320 (mm) để hàn hết chiều rộng của dầm đầu.
ld
n
Phần VI