1- Cabin
2.3. CÁC MÁY TRỤC ĐƠN GIẢN
2.3.1 Kớch
2.3.1.1. Cụng dụng và phõn loại
Kớch thuộc nhúm mỏy nõng đơn giản thường được dựng để nõng vật cú trọng lượng lớn nhưng chiều cao nõng nhỏ.
Dựa vào cấu tạo và nguyờn lý làm việc kớch được phõn thành ba loại: Kớch thủy lực; kớch vớt; kớch thanh răng.
Trang 30
Trong đú, kớch thủy lực nõng được vật cú trọng lượng lớn nhất; kớch vớt cú cấu tạo gọn nhẹ và cú khả năng tự hóm. Bởi vậy, kớch thủy lực và kớch vớt được sử dụng phổ biến hơn.
Kớch thanh răng tuy cú chiều cao nõng lớn hơn song cú cấu tạo phức tạp vỡ phải dựng cơ cấu hóm nờn ớt được sử dụng trong thực tế.
2.3.1.2. Kớch trục vớt
a)Cấu tạo của kớch
Thõn kớch 1, vớt 2, đầu kớch 8 cú thể quay được trờn trục vớt 2, mũ ốc 3, tay kớch
4, cơ cấu cúc hai chiều 10, chi tiết định vị 9, vớt để chuyển động dịch ngang 5, tay lắc cơ cấu dịch ngang 7, bỏnh cúc kẹp chặt trờn trục vớt.
Nguyờn lý làm việc
Muốn nõng (hoặc hạ) vật, ta chỉ việc quay tay quay số 4, qua con cúc số 10 và bỏnh cúc làm trục vớt số 2 quay theo.
Nhờ được liờn kết bằng ren với đai ốc 8 nờn khi quay, trục vớt 2 đồng thời chuyển động tịnh tiến. Tựy theo chiều quay của tay quay mà trục vớt tịnh tiến đi lờn để nõng hoặc đi xuống để hạ vật. Con cúc 10 được giữ ở vị trớ cố định (khi ngừng ngoại lực tỏc dụng vào tay quay) là nhờ lũ xo và chi tiết định vị số 9. Khi cần dịch chuyển ngang ta lắc tay quay 7.
Kớch trục vớt thường cú khả năng nõng được vật nặng từ (0,2ữ2) tấn với chiều cao nõng (0,25ữ0,65)m.
Kớch trục vớt cú ưu điểm so với kớch thanh răng và kớch thủy lực là: nú cú kết cấu gọn, nhẹ và cú khả năng tự hóm. Tuy nhiờn, kớch trục vớt cú hiệu suất thấp hơn so với cỏc loại kớch khỏc
Xỏc định lực tỏc dụng vào tay quay:
1.Thõn kớch 2.Vớt
3. Mũ ốc 4. Tay kớch
5. Vớt để chuyển động dịch ngang 6. Giỏ đỡ khi dịch chuyển ngang 7. Tay lắc cơ cấu dịch ngang 8. Đầu kớch
9. Chi tiết định vị
10. Cơ cấu cúc hai chiều
Trang 31
Khi nõng vật: Lực cần thiết tỏc dụng lờn tay quay:
l tg r Q
Pn . . () (kG) (2.9) Khi hạ vật: Lực cần thiết tỏc dụng lờn tay quay:
l tg r Q Ph . . () (kG) (2.10) Trong đú: Q Trọng lượng vật nõng (kg, tấn) r bỏn kớnh trung bỡnh của vớt nõng (m) l chiều dài của tay kớch (m)
gúc nõng ren vớt; gúc ma sỏt trong ren vớt. 2.3.1.3. Kớch thanh răng a)Cấu tạo và nguyờn lý làm việc Kớch thanh răng cú thể nõng vật nặng từ (2 ữ6) tấn. 1.Vỏ kớch 2.Thanh răng 3.Cỏc cặp bỏnh răng ăn khớp 4.Tay quay 5.Cơ cấu hóm bỏnh cúc 6.Đầu kớch
7.Bỏnh răng ăn khớp thanh răng 8.Bàn nõng phụ
Hỡnh 2.14:Kớch thanh răng
Trong vỏ 1 đặt thanh răng 2 cú thể di chuyển lờn xuống. Đầu trờn thanh răng cú đặt đầu kớch 6 cú thể quay được, đầu dưới cú bàn nõng phụ (ngàm cụng son) 8 để nõng cỏc vật nặng dưới thấp với tải trọng nõng chỉ bằng nữa tải trọng của đầu kớch. Thanh răng di chuyển lờn xuống nhờ ăn khớp với bỏnh răng 7 và thụng qua cỏc cặp bỏnh răng ăn khớp 3, cỏc bỏnh răng quay được nhờ tay quay 4. Khi quay tay quay theo chiều kim đồng hồ (theo hướng nhỡn trờn Hỡnh 2.14) thỡ vật được nõng lờn và ngược lại vật được hạ xuống. Để giữ vật nặng ở trờn cao khi ngừng nõng thỡ ta đúng cúc 5.
Trang 32
Momen quay của cụng nhõn tạo ra:
Mp = P.l (kG.m) (2.11)
Trong đú:
P lực của cụng nhõn tỏc động vào tay quay (kG) l chiều dài của tay quay (m)
Momen do tải trọng nõng Q tỏc dụng vào bỏnh răng nhỏ 7:
MQ = Q.r (kG.m) (2.12)
Trong đú: r - bỏn kớnh của bỏnh răng nhỏ (m)
Tỷ số truyền cần thiết của kớch khi hiệu suất của bộ truyền là là:
.. . . Pl r Q M M i P Q (2.13)
Vậy lực cần thiết của cụng nhõn:
. i . l r . Q P ; ( KG) (2.14) 2.3.1.4. Kớch thủy lực Cấu tạo của kớch thủy lực: Hỡnh 2.15: Sơ đồ cấu tạo kớch thủy lực
1- Bơm dầu kiểu xilanh – pittụng; 2- Thựng chứa dầu; 3,4- Van bi một chiều; 5- Pittụng kớch; 6- xilanh kớch; 7- Khúa dầu; 8- Tay kớch
Nguyờn lý làm việc của kớch thủy lực
Khi lắc tay kớch số 8 sang trỏi (ngược chiều kim đồng hồ), pittụng số 1 của bơm dầu tịnh tiến sang phải tạo ra chõn khụng trong xilanh bơm dầu. Khi đú van bi số 3 mở ra, van số 4 đúng, dầu từ thựng dầu số 2 qua van 3 vào trong xilanh bơm dầu. Tiếp theo, lắc tay kớch sang phải (thuận chiều kim đồng hồ), pittụng số 1 tịnh tiến sang trỏi. Áp suất trong xilanh 1 tăng lờn van 3 đúng lại, khi ỏp suất trong xi lanh 1 để đẩy van bi của van một chiều 4 mở ra đưa dầu từ trong xi lanh 1 vào xilanh kớch số 6, đẩy pittụng số 5 đi lờn.
Trang 33
Như vậy, khi ta lắc qua lắc lại tay kớch 8 thỡ ta đưa dầu từ thựng 2 qua van bi một chiều 3 vào xi lanh 1, sau đú qua van một chiều 4 vào xilanh kớch 6 đẩy pis tụng nõng 5 đi lờn vật được nõng lờn.
Muốn hạ vật, mở khúa số 7, xilanh kớch số 6 được thụng với ngoài trời, ỏp suất dầu trong xilanh 6 giảm xuống cõn bằng với ỏp suất khớ quyển. Dưới tỏc dụng trọng lượng của vật nõng, pittụng số 5 từ từ đi xuống và hạ vật xuống. Dầu trong xilanh 6 đi qua khúa số 7 trở về thựng chứa số 2.
Xỏc định lực tỏc dụng lờn tay kớch:
Để xỏc định lực P tỏc dụng lờn tay kớch, ta dựa vào sự cõn bằng ỏp suất của dầu trong xilanh bơm dầu p1 và ỏp suất p2 của dầu trong xilanh kớch số 6. Khi van 4 mở thỡ:
P1 = P2 4 2 ' d P 4 2 D Q P’= 2 2 . D d Q (2.15) Trong đú:
P’ – Lực đẩy pittụng số 1 chuyển động tịnh tiến, cú phương trựng với đường tõm của pittụng
Q – Trọng lượng của vật cần nõng
d – Đường kớnh trong của xi lanh bơm dầu D – Đường kớnh trong của xi lanh kớch
Giữa lực P tỏc dụng vào tay kớch và lực P’ tỏc dụng trực tiếp vào tõm của pittụng bơm dầu cú quan hệ với nhau qua phương trỡnh cõn bằng mụmen
P.l2 = P’.l1 P = 2 1 ' . l l P (2.16)
Thay P’ từ cụng thức (2.14) vào cụng thức (2.15), ta được: P = 2 1 2 2 . . l l D d Q (2.17)
Trong cụng thức (2.16), ta chưa kể đến ma sỏt giữa cỏc bộ phận của kớch cũng như sự rũ rỉ dầu trong quỏ trỡnh làm việc. Nếu kể đến ảnh hưởng của cỏc yếu tố thỡ lực thực tế tỏc dụng lờn tay kớch được xỏc định theo cụng thức:
Pt = 1 . . . 2 1 2 2 l l D d Q P (2.18) Trong đú:
- hiệu suất của kớch
Ngoài việc dẫn động bằng tay như loại kớch trỡnh bày ở trờn, kớch thủy lực cũn được dẫn động bằng bơm thủy lực hoặc trạm bơm thủy lực. Loại kớch này cú thể nõng được những vật cú trọng lượng rất lớn, đến 500 (tấn) hoặc lớn hơn nữa như cỏc nhịp cầu, cỏc lũ cao, cỏc sàn nhà bờtụng cốt thộp của cỏc tầng nhà.
2.3.2 Cỏc loại tời xõy dựng
2.3.2.1. Cụng dụng và phõn loại tời:
Trang 34
Tời xõy dựng được dựng phổ biến để nõng hạ cỏc cấu kiện xõy dựng và cỏc thiết bị mỏy múc khỏc theo phương thắng đứng. Ngoài ra, nú cũn được dựng để kộo xe con mang vật nõng di chuyển theo phương ngang. Tời thường được sử dụng kết hợp với palăng cỏp để tạo thành một cơ cấu cỏc loại cần trục, thang nõng và cỏc loại mỏy xõy dựng cú truyền chuyển động cỏp.
b)Phõn loại:
Tựy theo nguồn động lực dẫn động cho tời, cú: Tời dẫn động tay (gọi tắt là tời tay).
Tời dẫn động bằng động cơ (gọi tắt là tời mỏy). Tựy theo cụng dụng, cú:
Tời nõng để nõng hạ vật - loại này được dựng phổ biến. Tời kộo xe con để di chuyển vật theo phương ngang. Tựy theo số tang trong tời cú:
Tời nõng một tang. Tời nhiều tang. Tời với tang ma sỏt.
2.3.2.2. Tời dẫn động tay (tời tay)
Cụm bỏnh răng số 5 (gồm cú hai bỏnh răng với đường kớnh khỏc nhau) cú thể di chuyển dọc trục. Nú vừa để truyền mụmen vừa để thay đổi tỷ số truyền từ trục I sang trục II tức là thay đổi mụmen quay và tốc độ quay của tang.
Cụm bỏnh răng số 4 cũng gồm cú hai bỏnh răng với đường kớnh khỏc nhau. Khi nõng vật nặng, cần cú tỷ số truyền lớn thỡ cho bỏnh răng nhỏ của cụm bỏnh răng số 5 vào ăn khớp với bỏnh răng nhỏ của cụm bỏnh răng số 4, tỷ số truyền sẽ nhỏ hơn so với trường hợp trờn. Do đú, làm tăng tốc độ nõng vật. 1-Tang cuốn cỏp 2-Giỏ tời 3,4,5- Cỏc bỏnh răng để truyền chuyển động quay 6- Tay quay I-Trục dẫn động II, III - Cỏc trục trung gian
IV- Trục của tang
Hỡnh 2.16: Sơ đồ tời dẫn động tay
Lực người cụng nhõn tỏc dụng vào tay quay để kộo dõy cỏp với lực căng Sc được xỏc định như sau:
Trang 35
P = Sc.D
2k.n.l.i.η (2.19) Trong đú:
Sc lực căng của cỏp quấn vào tang;
D đường kớnh vũng trũn đi qua tõm của lớp ngoài cựng k hệ số kể đến sự làm việc khụng đều của mỗi người l chiều dài tay quay
n số người đồng thời quay tay quay
i tỷ số truyền chung của cỏc bộ truyền bỏnh răng. η hiệu suất của tời.
2.3.2.3. Tời dẫn động mỏy (cũn gọi là tời điện)
Tời điện được dẫn động bằng động cơ. Tựy thuộc vào đặc điểm làm việc của động cơ và sự liờn kết giữa tang cuốn cỏp và động cơ mà tời điện được chia thành hai loại:
a)Tời điện đảo chiều
Tời điện đảo chiều được dẫn động bởi động cơ điện xoay chiều. Động cơ này cú thể đảo được chiều quay và được liờn kết cứng với tang cuốn cỏp qua hộp giảm tốc.
Sơ đồ tời điện đảo chiều được thể hiện trờn (Hỡnh 2.17). Tời điện đảo chiều thường được sử dụng kết hợp với palăng cỏp tạo thành cơ cấu cú thể nõng được vật với trọng lượng lớn. Nú cũng là cơ cấu của cỏc loại cần trục, thanh nõng và cỏc mỏy xõy dựng khỏc. Việc đảo chiều quay của tang 3 để cuốn hoặc nhả cỏp nõng vật hạ vật, được thực hiện bằng cỏch đảo chiều quay của động cơ điện số 1, đõy là động cơ điện xoay chiều. Phanh số 4 là phanh hai mỏ thường đúng. Bỏnh phanh là nửa bị động của khớp đàn hồi nối trục động cơ với trục vào hộp giảm tốc. Hộp giảm tốc số 2 để tăng mụmen quay của động cơ rồi truyền đến tang 3.
b)Tời với ma sỏt
Tời với khớp ma sỏt cú thể cú một hay nhiều tang dẫn động từ một động cơ (Hỡnh 2.18) Mỗi tang cú khớp ma sỏt 14 và hoạt động khi đúng khớp ma sỏt. Động cơ khụng đảo chiều quay và khi động cơ quay vật được nõng lờn. Vật được hạ xuống do trọng lượng bản thõn vật nõng khi mở khớp ma sỏt và tốc độ hạ vật được điều chỉnh bằng phanh đai 13 loại thường đúng. Để ngăn ngừa khả năng vật hạ ngẫu nhiờn, trờn mỗi tang cũn cú cơ cấu dừng kiểu bỏnh cúc 12 điều khiển bằng tay. Khi nõng vật, con cúc ăn khớp với răng bỏnh cúc. Khi hạ, dựng tay gạt điều khiển nhấc con cúc khỏi răng bỏnh cúc và điều chỉnh tốc độ hạ bằng phanh đai. Khi vật ở trạng thỏi treo, con cúc phải ăn khớp với răng bỏnh cúc.
Trang 36
12. Cơ cấu dừng bỏnh cúc 13. Phanh đai
14. Tang cú khớp ma sỏt
Hỡnh 2.18:Tời với khớp ma sỏt
2.3.3 Thang nõng (mỏy vận thăng)
Thang nõng được dựng để nõng hàng hoặc người (được đặt trờn bàn nõng hoặc trong cabin) lờn theo phương thẳng đứng.
Thang nõng thường được đặt cố định tại chỗ. Tựy theo cụng dụng, thang nõng gồm :
Thang nõng phục vụ cho xõy dựng, gọi tắt là thang nõng xõy dựng. Thang nõng để vận chuyển người, gọi tắt là thang mỏy.
Thang nõng xõy dựng cú hai loại: Thang nõng để chở hàng và thang nõng để chở hàng với người.
2.3.3.1. Thang nõng chở hàng
a/ Hỡnh chung b/ Sơ đồ mắc cỏp 1.Bệ cố định
2.Tời điện đảo chiều 3.Cỏp nõng hạ bàn nõng 4.Cột chớnh 5.Thanh giằng 6.Giỏ trượt 7.Bàn nõng 8.Puly di động Hỡnh 2.19:Thang nõng chở hàng
Trang 37
Cấu tạo của thang nõng chở hàng gồm: Cột chớnh số 4 được đặt cố định trờn bệ số 1. Dọc theo chiều cao của cột cú lắp ray dẫn hướng để dẫn hướng cho bàn nõng số 7. Bàn nõng này được lắp với giỏ trượt số 6. Tời điện đảo chiều số 2 và dõy cỏp số 3 để nõng hạ bàn số 7.
Cỏp số 3 vũng qua cỏc puly đổi hướng ở đỉnh cột và puly di động số 8 được lắp trờn bàn nõng. Khi cần thi cụng cỏc nhà cao tầng thỡ chiều cao cột của thang nõng phải lớn. Nếu chiều cao cột lớn hơn 10m thỡ phải liờn kết cột với khung nhà bằng cỏc thanh giằng số 5.
2.3.3.2. Thang nõng chở hàng và người
Trong khi thi cụng phần thụ cỏc nhà cao tầng (cũn chưa lắp thang mỏy chở người), để vận chuyển vật liệu lờn cao và tạo điều kiện thuận lợi cho cụng nhõn trong việc đi lờn hoặc xuống trong khi làm việc, người ta sử dụng thang nõng xõy dựng kết hợp chở hàng và chở người trong cabin.
Nú cú thể phục vụ cho việc thi cụng cỏc tũa nhà cao 30 tầng (đến 110m).
Thang nõng chở hàng và người (hay cũn gọi là thang mỏy thi cụng) cú cấu tạo cơ bản giống như thang mỏy chở người chỉ khỏc là: cabin để xếp hàng và người nằm bờn cạnh cột và di chuyển lờn, xuống theo ray dẫn hướng được lắp dọc theo chiều cao của cột. Cũn cabin của thang mỏy chở người nằm trong giếng thang.
Để nõng hạ cabin cú thể dựng tời và truyền động cỏp hoặc truyền động bỏnh răng – thanh giằng.
Sơ đồ truyền động cỏp để nõng (hạ) cabin của thang nõng chở hàng và người với puly dẫn hướng cỏp bằng tời ma sỏt được thể hiện ở (Hỡnh 2.20).
Cabin số 1 được nõng hạ bởi dõy cỏp số 5. Cỏp này quấn vũng qua tời điện đảo chiều số 3 với cỏc puly số 2 dẫn hướng cỏp bằng tời ma sỏt. Đầu kia của cỏp được cố định vào đối trọng số 4.
Trờn thang nõng chở hàng và người cú lắp đặt một số thiết bị an toàn như: bộ hóm bảo hiểm để giữ cabin khụng bị rơi xuống nếu cỏp nõng cabin bị đứt, cỏp rơle hạn chế hành trỡnh di chuyển của cabin.
2.3.3.3. Xỏc định năng suất của thang nõng chở hàng
Năng suất kĩ thuật của thang nõng chở hàng được xỏc định theo cụng thức:
Nkt = 3600
Tck Q ( T/h) (2.20) Trong đú:
Q – trọng lượng hàng đặt trờn bàn nõng (T) Tck – thời gian một chu kỡ làm việc (s).
Hỡnh 2.20: Sơ đồ mắc cỏp của thang mỏy thi cụng
1.Ca bin; 2.Puly dẫn hướng; 3.Tời điện đảo chiều; 4.Đối trọng
Trang 38
Tck = h vn +
h
vh + td (s) hay Tck = tn+ th+ td (s) tn, th, td – thời gian nõng, hạ và dừng mỏy để bốc hàng (s) h - chiều cao năng (m)
vn, vh – vận tốc nõng và hạ bàn năng ( m/s).