Thiết kế cần trục chân đế kiểu mâm quay sức nâng: Q= 16 t
I – Giới thiệu: Máy trục (máy nâng chuyển) là những máy công tác dùng để thay đổi vị trí của đối tượng công tác nhờ các thiết bị mang hàng trực tiếp hoặc gián tiếp. Phạm vi sử dụng của máy trục rất rộng như: Phục vụ công tác xếp dỡ hàng hóa ở cảng biển, cảng sông, các phân xưởng trong nhà máy cơ khí, nhà máy luyện kim, khai khoáng, các công trình xây dựng Ngoài ra, còn một số máy trục còn phục vụ công tác chở người như: thang máy, cầu treo trong các khu du lịch. Với nền kinh tế phát triển như hiện nay, việc công nghiệp hóa, hiện đại hóa cần phải tiến sang một bước cao hơn. Vấn đề đưa máy móc vào trong sản xuất thay thế sức người ngày càng được hoàn thiện hơn. Công lao hàng đầu phải kể đến ngành cơ khí, đã cho ra đời những loại máy móc phục vụ cho nền kinh tế trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa không những trong nước mà trên toàn cả thế giới. Những năm trước đây, máy trục còn được chế tạo với sức nâng nhỏ, không lớn lắm mà kích thước thì rất lớn, cồng kềnh. Trong những năm gần đây, ngành cơ khí đã cho ra đời những loại máy trục có sức nâng lớn và rất lớn (lên đến hàng ngàn tấn), nhưng kết cấu bền vững, kích thước lại nhỏ gọn hơn. Vấn đề nào đã giúp cho ngành cơ khí có những bước tiến mạnh mẽ như vậy? Đó chính là quá trình nghiên cứu tính toán độ bền, độ ổn định, độ cứng kết cấu thép của toàn bộ cần trục. bên cạnh đó không thể không có những kinh nghiệm thực tế mà chúng ta đúc rút được từ những cần trục ra đời trước đó. Để giúp cho chúng ta biết được phương pháp tính toán kết cấu kim loại máy trục thì môn học KẾT CẤU THÉP đóng vai trò rất quan trọng. Đặc điểm của kết cấu thép là: Có khả năng chịu lực lớn; độ tin cậy cao; trọng lượng nhẹ; tính công nghiệp hóa cao;tính cơ động trong việc vận chuyển và lắp ráp; tính kín và tính dễ liên kết cao. Mặt khác, kết cấu thép là loại kết cấu đặc trưng trong máy trục. Nhưng vấn đề cần lưu ý khi chúng ta sử dụng kết cấu thép trong máy trục là nó dễ bị gỉ, chịu lửa kém và giá thành cao. II – Giới thiệu về cần trục chân đế: Cần trục chân đế là loại máy trục được sử dụng để phục vụ công việc xếp dỡ hàng hóa trên các bến cảng hoặc kho bãi. Cần trục chân đế có sức nâng từ Q = 3.2 T đến 40 T; chiều cao nâng H = 40[IMG]file:///C:/DOCUME~1/VINAGH~1/LOCALS~1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif[/IMG]60 m; vận tốc di chuyển của cần trục là vdc = 20[IMG]file:///C:/DOCUME~1/VINAGH~1/LOCALS~1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif[/IMG]25 m; tốc độ quay n = 1[IMG]file:///C:/DOCUME~1/VINAGH~1/LOCALS~1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif[/IMG]2 vòng/phút. Để đảm cho mã hàng được di chuyển theo phương ngang khi nâng hạ cần chúng ta có thể sử dụng phương pháp cân bằng bằng hệ palăng cáp hoặc dùng cơ cấu 4 khâu bản lề (cần có vòi). Cân bằng cần trục chân đế bằng đối trọng. Căn cứ vào thiết bị đỡ quay, cần trục chân đế được chia làm 2 loại: - Cần trục chân đế kiểu mâm quay - Cần trục chân đế kiểu cột quay. Căn cứ vào kết cấu thép hệ cần chía làm 2 loại: - Cần trục chân đế hệ cần không có vòi - Cần trục chân đế hệ cần – vòi. III – Tổng thể cần trục chân đế kiểu mâm quay hệ cần – vòi: Phần II: Tính toán thiết kế hệ cần – vòi I – Lựa chọn kết cấu thép hệ cần – vòi:
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Thiết kế cần trục chân đế kiểu mâm quay sức nâng: Q= 16 t, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
V- Kiểm tra diều kiện bền của voò:
1. Taïi maët caét B –B
M = 322188( KGm ) , Q = 79825 ( KG ) , N = 33478 ( KG )
*Kích thöôùc maët caét choïn sô boä
* dieän tích tieát dieän :
* Xaùc ñònh momen quaùn tính cuûa tieát dieän ñoái vôùi truïc X vaø Y
- Xeùt taám bieân :
Tònh tieán heä truïc (X1O1Y) vaø (X2O2Y) veà heä truïc OXY vôùi khoaûng caùch truïc
Ta ñöôïc :
- Xeùt 2 taám thaønh :
Tònh tieán heä truïc (XO3Y3) vaø (XO4Y4) veà heä truïc OXY vôùi khoaûng caùch truïc:
Ta ñöôïc :
- Xeùt toaøn boä maët caét tieát dieän :
Momen choáng uoán cuûa tieát dieän ñoái vôùi truïc X
Momen choáng uoán cuûa tieát dieän ñoái vôùi truïc Y
* vaäy ta coù :
ÖÙng suaát phaùp lôùn nhaát sinh ra treân tieát dieän:
- ÖÙùng suaát tieáp do Q gaây ra :
Q : löïc caét lôùn nhaát taïi tieát dieän
Q = 79825 ( KG )
Scx : Momen tónh caùc phaàn bò caét boû ñoái vôùi truïc X
Jx : Momen quaùn tính cuûa tieát dieän ñoái vôùi truïc x, Jx = 352.107 ( mm4 )
bxc : Chieàu roäng tieát dieän bò caét
bcx = 2.dt = 2.15 = 30 ( mm )
- ÖÙng suaát töông ñöông
< [s] = 18 KG/mm2
Vaäy tieát dieän maët caét thoûa maõn ñieàu kieän beàn
VI- KIEÅM TRA ÑIEÀU KIEÄN OÅN ÑÒNH
1- Kieåm tra oån ñònh daàm chính :
* OÅn ñònh cuïc boä döôùi taùc duïng öùng suaát phaùp do momen uoán M gaây ra taïi maët caét nguy hieåm :
- Ñaëc tröng hình hoïc cuûa daàm taïi maët caét nguy hieåm :
JX = 352.10 7 mm 4
JY = 376.10 7 mm 4
F = 51400 mm 4
Ta coù :
Ñoä maûnh cuûa thanh :
m = 1 ( theo [4] )
tra baûng 10-2 [7] ta ñöôïc j= 0,81
Vaäy:
Daàm ñuû oån ñònh
VII-: TÍNH TOAÙN KEÁT CAÁU THEÙP CAÀN
1- VÒ TRÍ TAÀM VÔÙI LÔÙN NHAÁT.
TOÅ HÔÏP IIa
1. Caùc thoâng soá:
d = 500 a = 18 m
g = 300 b = 5 m
Lc = 23 m
2. Caùc löïc taùc duïng leân caàn:
Troïng löôïng baûn thaân caàn phaân boá ñeàu theo chieàu daøi caàn:
qc = = 593 KG/m
Phaân tích qc thaønh 2 thaønh phaàn : vuoâng goùc vôùi truïc caàn vaø doïc theo truïc caàn.
+ qcx = qc.sing = 593.sin 300 =296.5 KG/m
+ qcy = qc.cosg = 593.cos 300 =513.5 KG/m
Phaûn löïc taïi choát lieân keát caàn vaø voøi:
RB == 166931 KG
SB = = 39183 KG
Caùc phaûn löïc goái töïa:
Phaûn löïc trong thanh raêng RF
Mo=0 RF sin 500.b- qcy.L.L/ 2=0
RF =363234 KG
+Xeùt maët caét (1-1)
Mx=- qcy.z.z/ 2
Z =0 Mx=0
Z=18 Mx=-85212KG
Q=- qcy.z
Z=0 Q=0
Z=18Q=-9468 KG
N= RB + qcxz+ SB
Z=0 N=206114KG
Z=18N=211586 KG
+Xeùt maët caét (2-2)
Mx=- qcy.(z+18).(z+18/ 2)- RFy.z
Z=0Mx=-85212KG
Z=5Mx=0
Q=- qcy.(z+18)+ RFy
Z=0 Q=-9468 KG
Z=5 Q=15727 KG
N= RB + qcx .(z+18) + SB + RFx. cosd
Z=0 N=206114KG
Z =5N=279845 K
TOÅ HÔÏP IIb
1. Trong maët phaúng thaúng ñöùng:
Caùc löïc taùc duïng :
Troïng löôïng baûn thaân caàn phaân boá ñeàu theo chieàu daøi caàn:
qc = = 593 KG/m
Phaân tích qc thaønh 2 thaønh phaàn : vuoâng goùc vôùi truïc caàn vaø doïc theo truïc caàn.
+ qcx = qc.sing = 593.sin 300 =296.5 KG/m
+ qcy = qc.cosg = 593.cos 300 =513.5 KG/m
Phaûn löïc taïi choát lieân keát caàn vaø voøi:
RB == 166936 KG
SB= =32653 KG
Löïc quaùn tính tieáp tuyeán cuûa caàn khi thay ñoåi taàm vôùi coi nhö phaân boá ñeàu theo chieàu daøi caàn:
fqt = = = 59.26 KG/m
Caùc phaûn löïc goái töïa:
Phaûn löïc trong thanh raêng RF
Phaûn löïc goái töïa taïi choát ñuoâi caàn Ro’ , Ro’’
Mo=0 RF sin 500.b- qcy.L.L/ 2 – Fqt.L.L/ 2
RF =40526 KG
+Xeùt maët caét (1-1)
Mx=-( qcy.Z.Z/ 2+ Fqt.Z.Z/ 2)
Z =0 Mx=0
Z=18 Mx=-753523 KG
Q=- qcy.Z+ Fqt.Z.Z/ 2
Z=0 Q=0
Z=18Q=-8372KG
N= RB + qcxZ+ SB
Z=0 N=176547KG
Z=18N=186015 KG
+Xeùt maët caét (2-2)
Mx=- qcy.(Z+18).(Z+18/ 2)- RF. sin 500 .Z+ Fqt.(Z+18).(Z+18)/ 2
Z=0Mx=-75352 KG
Z=5Mx=0
Q=- qcy.(Z+18)+ RF. sin 500 .Z+ Fqt.(Z+18).
Z=0 Q=-17677 KG
Z=5 Q=29827 KG
N= RB + qcx .(z+18) + SB + RF. cos50
Z=0 N=186015KG
Z =5N=313787 K
2. Trong maët phaúng ngang:
Caùc löïc taùc duïng :
taûi troïng gioù phaân boá ñeàu theo phöông ngang:
Pgc = Pc.Fc
Pc : aùp löïc gioù leân caàn.
Pc = q0.n.c.h.b (Kg/m2)
q0 : aùp suaát ñoäng cuûa gioù ôû ñoä cao 10m so vôùi maët ñaát ôû traïng thaùi laøm vieäc, q0 = 15 kg/m2.
n : heä soá hieäu chænh taêng aùp löïc phuï thuoäc vaøo ñoä cao so vôùi maë ñaát, n=1,5 ( baûng 1.6 [1] ).
c : heä soá khí ñoäng hoïc , c = 1,4 ( baûng 1.7 [1] ).
h : heä soá quaù taûi, tính theo phöông phaùp öùng suaát cho pheùp h =1
b : heä soá ñoäng löïc, b = 1
Fc : dieän tích chaén gioù cuûa caàn, Fc =30 m2.
Pgc = 945 KG
qg = = 41 KG/m2
Khi löïc ngang T taùc duïng ôû ñaàu voøi seõ gaây ra uoán vaø xoaén caàn cuõng nhö giaèng voøi. Momen töông hoã töø voøi truyeàn leân caàn do löïc ngang T gaây ra :
MB = 63938 (KGm)
Caùc phaûn löïc goái töïa:
Phaûn löïc taïi choát chaân caàn
Q= qg.L
M= MB- qg.L.L/ 2
2- VÒ TRÍ TAÀM VÔÙI TRUNG BÌNH.
TOÅ HÔÏP IIa
1. Caùc thoâng soá:
d = 650 a = 18 m
g = 500 b = 5 m
Lc = 23 m
2. Caùc löïc taùc duïng leân caàn:
Troïng löôïng baûn thaân caàn phaân boá ñeàu theo chieàu daøi caàn:
qc = = 593 KG/m
Phaân tích qc thaønh 2 thaønh phaàn : vuoâng goùc vôùi truïc caàn vaø doïc theo truïc caàn.
+ qcx = qc.sing = 593.sin 500 =454 KG/m
+ qcy = qc.cosg = 593.cos 500 =381 KG/m
Phaûn löïc taïi choát lieân keát caàn vaø voøi:
RB == 114172 KG
SB = = 39183 KG
Caùc phaûn löïc goái töïa:
Phaûn löïc trong thanh raêng RF
Mo=0 RF sin 650.b- qcy.L.L/ 2=0
RF =22763 KG
+Xeùt maët caét (1-1)
Mx=- qcy.z.z/ 2
Z =0 Mx=0
Z=18 Mx=-63180KG
Q=- qcy.z
Z=0 Q=0
Z=18Q=-7020 KG
N= RB + qcxz+ SB
Z=0 N=153355KG
Z=18N=161725 KG
+Xeùt maët caét (2-2)
Mx=- qcy.(z+18).(z+18/ 2)- RFy.z
Z=0Mx=-63180KG
Z=5Mx=0
Q=- qcy.(z+18)+ RFy
Z=0 Q=-13609 KG
Z=5 Q=11609 KG
N= RB + qcx .(z+18) + SB + RFx. cosd
Z=0 N=171345KG
Z =5N=173670 KG
TOÅ HÔÏP IIb
1. Trong maët phaúng thaúng ñöùng:
Caùc löïc taùc duïng :
Troïng löôïng baûn thaân caàn phaân boá ñeàu theo chieàu daøi caàn:
qc = = 593 KG/m
Phaân tích qc thaønh 2 thaønh phaàn : vuoâng goùc vôùi truïc caàn vaø doïc theo truïc caàn.
+ qcx = qc.sing = 593.sin 500 =454 KG/m
+ qcy = qc.cosg = 593.cos 500 =381 KG/m
Phaûn löïc taïi choát lieân keát caàn vaø voøi:
RB == 99001 KG
Löïc quaùn tính tieáp tuyeán cuûa caàn khi thay ñoåi taàm vôùi coi nhö phaân boá ñeàu theo chieàu daøi caàn:
fqt = = = 59.26 KG/m
Caùc phaûn löïc goái töïa:
Phaûn löïc trong thanh raêng RF
Caùc phaûn löïc goái töïa:
Phaûn löïc trong thanh raêng RF
Phaûn löïc goái töïa taïi choát ñuoâi caàn Ro’ , Ro’’
Mo=0 RF sin 650.b- qcy.L.L/ 2 – Fqt.L.L/ 2
RF =26312 KG
+Xeùt maët caét (1-1)
Mx=-( qcy.Z.Z/ 2+ Fqt.Z.Z/ 2)
Z =0 Mx=0
Z=18 Mx=-73209 KG
Q=- qcy.Z-Fqt.Z.Z/ 2
Z=0 Q=0
Z=18Q=-8115KG
N= RB + qcxZ+ SB
Z=0 N=131654KG
Z=18N=137234 KG
+Xeùt maët caét (2-2)
Mx=- qcy.(Z+18).(Z+18/ 2)+ RF. sin 650 .Z- Fqt.(Z+18).(Z+18)/ 2
Z=0Mx=-73029 KG
Z=5Mx=0
Q=- qcy.(Z+18)- RF. sin 650 .Z+ Fqt.(Z+18).
Z=0 Q=15371 KG
Z=5 Q=13476 KG
N= RB + qcx .(z+18) + SB + RF. cos65
Z=0 N=148353KG
Z =5N=153468 KG
2- VÒ TRÍ TAÀM VÔÙI NHOÛ NHAÁT.
TOÅ HÔÏP IIa
1. Caùc thoâng soá:
d = 720 a = 18 m
g = 800 b = 5 m
Lc = 23 m
2. Caùc löïc taùc duïng leân caàn:
Troïng löôïng baûn thaân caàn phaân boá ñeàu theo chieàu daøi caàn:
qc = = 593 KG/m
Phaân tích qc thaønh 2 thaønh phaàn : vuoâng goùc vôùi truïc caàn vaø doïc theo truïc caàn.
+ qcx = qc.sing = 593.sin 800 =584 KG/m
+ qcy = qc.cosg = 593.cos 800 =103KG/m
Phaûn löïc taïi choát lieân keát caàn vaø voøi:
RB == 15367 KG
SB = = 39183 KG
3. Caùc phaûn löïc goái töïa:
Phaûn löïc trong thanh raêng RF
Phaûn löïc goái töïa taïi choát ñuoâi caàn Ro’ , Ro’’
Caùc phaûn löïc goái töïa:
Phaûn löïc trong thanh raêng RF
Mo=0 RF sin 800.b- qcy.L.L/ 2=0
RF =5640 KG
+Xeùt maët caét (1-1)
Mx=- qcy.z.z/ 2
Z =0 Mx=0
Z=18 Mx=-17010KG
Q=- qcy.z
Z=0 Q=0
Z=18Q=-1890KG
N= RB + qcxz+ SB
Z=0 N=54550KG
Z=18N=65314 KG
+Xeùt maët caét (2-2)
Mx=- qcy.(z+18).(z+18/ 2)- RFy.z
Z=0Mx=-17010KG
Z=5Mx=0
Q=- qcy.(z+18)+ RFy
Z=0 Q=-3664 KG
Z=5 Q=3139 KG
N= RB + qcx .(z+18) + SB + RFx. cosd
Z=0 N=66293KG
Z =5N=68283 KG
TOÅ HÔÏP IIb
1. Trong maët phaúng thaúng ñöùng:
Caùc löïc taùc duïng :
Troïng löôïng baûn thaân caàn phaân boá ñeàu theo chieàu daøi caàn:
qc = = 593 KG/m
Phaân tích qc thaønh 2 thaønh phaàn : vuoâng goùc vôùi truïc caàn vaø doïc theo truïc caàn.
+ qcx = qc.sing = 593.sin 800 =584 KG/m
+ qcy = qc.cosg = 593.cos 800 =103KG/m
Phaûn löïc taïi choát lieân keát caàn vaø voøi:
RB == 15032 KG
SB = =
Löïc quaùn tính tieáp tuyeán cuûa caàn khi thay ñoåi taàm vôùi coi nhö phaân boá ñeàu theo chieàu daøi caàn:
fqt = = = 60.86 KG/m
Caùc phaûn löïc goái töïa:
Phaûn löïc trong thanh raêng RF
Phaûn löïc goái töïa taïi choát ñuoâi caàn Ro’ , Ro’’
Mo=0 RF sin 720.b- qcy.L.L/ 2 – Fqt.L.L/ 2
RF =8909 KG
+Xeùt maët caét (1-1)
Mx=-( qcy.Z.Z/ 2+ Fqt.Z.Z/ 2)
Z =0 Mx=0
Z=18 Mx=-26869 KG
Q=- qcy.Z-Fqt.Z.Z/ 2
Z=0 Q=0
Z=18Q=-2985KG
N= RB + qcxZ+ SB
Z=0 N=54215KG
Z=18N=64979 KG
+Xeùt maët caét (2-2)
Mx=- qcy.(Z+18).(Z+18/ 2)+ RF. sin 720 .Z- Fqt.(Z+18).(Z+18)/ 2
Z=0Mx=-26869KG
Z=5Mx=0
Q=- qcy.(Z+18)- RF. sin 720 .Z+ Fqt.(Z+18).
Z=0 Q=5788 KG
Z=5 Q=4958 KG
N= RB + qcx .(z+18) + SB + RF. cos72
Z=0 N=6526KG
Z =5N=6816 KG
VIII- KIEÅM TRA ÑIEÀU KIEÄN BEÀN VAØ OÅN ÑÒNH CAÀN
Ñeå tieán haønh kieåm tra beàn caàn ta thöïc hieän 3 maët caét :
Maët caét ñi qua vò trí choát kieân keát caàn vaø thanh keùo doái troïng ( maët caét coù noäi löïc sinh ra lôùn nhaát )
Maët caét ñi qua vò trí choát kieân keát caàn vaø voøi
Maët caét ñi qua vò trí choát kieân keát ñuoâi caàn .
Ta ñaët caùc taám laùt lieân tuïc treân taám bieân chòu neùn caûn trôû söï xoay cuûa tieát dieän daàm neân coù theå boû qua böôùc kieåm tra oån ñònh toång theå cuûa caàn khi chòu xoaén
1. Maët caét ñi qua vò trí choát kieân keát caàn vaø thanh keùo doái troïng
* Kích thöôùc hình hoïc maët caét :
Ta coù: :
M X = 109512 kGm Q Y = 23592 kG
M Y = 66809344 kGm Q X = 5404,9 kG
M Z = 70606247 kGm N Z = -71644 kG
ÖÙng suaát, löïc neùn, löïc caét sinh ra töø maët caét
Dieän tích tieát dieän :
* xaùc ñònh momen quaùn tính cuûa tieát dieän ñoái vôùi caùc truïc X vaø Y
- Xeùt 2 taàm bieân :
Tònh tieán heä truïc (X1O1Y) vaø (X2O2Y) veà heä truïc OXY vôùi khoaûng caùch truïc
Ta ñöôïc
- Xeùt 2 taám thaønh :
Tònh tieán heä truïc (XO3Y3) va ø(XO4Y4) veà heä truïc OXY vôùi khoaûng caùch truïc
Ta ñöôïc :
- xeùt toaøn boä maët caét tieát dieän
Momen choáng uoán cuûa tieát dieän ñoái vôùi truïc X
Momen choáng uoán cuûa tieát dieän ñoái vôùi truïc Y
Momen quaùn tính choáng xoaén töï do cuûa tieát dieän :
Vôùi :
γ =1 : Heä soá hieäu chænh vôùi daàm haøn .
b = B0 + 15 = 1190 + 15 = 1205 mm
h = H0 +15 = 1600 + 15 = 1615 mm
δ1 = δ1 = 15 mm
- ÖÙng suaát phaùp lôùn nhaát sinh ra treân tieát dieän :
- ÖÙng suaát tieáp do QY gaây ra :
Q y = 54765 ( kG ) : Löïc caét lôùn nhaát taïi tieát dieän giöõa caàn trong maët phaúng naâng
Scx : Momen tónh caùc phaàn bò caét boû ñoái vôùi truïc X
Jx : Momen quaùn tính cuûa tieát dieän ñoái vôùi truïc x, Jx = 5,228.1010 ( mm4 )
bxc : chieàu roäng tieát dieän bò caét
bcx = 2.dt = 2.15 = 30 ( mm )
ÖÙng suaát tieáp do Qx gaây ra
Vôùi :
QX : Löïc caét lôùn nhaát taïi tieát dieän giöõa caàn trong maët phaúng ngang
QX = 945 ( kG )
Syc : Momen tónh caùc phaàn bò caét boû ñoái vôùi truïc y .
J Y : Momen quaùn tính cuûa tieát dieän ñoái vôùi truïc y : JY =5.1010
byc : chieàu roäng tieát dieän bò caét
byc =2db = 2.15 = 30 ( mm )
- ÖÙng suaát tieáp do momen xoaén gaây ra
- ÖÙng suaát töông ñöông :
std < [s] : vaäy tieát dieän ñuû bean
2. Maët caét ñi qua vò trí choát kieân keát caàn vaø voøi
- Taïi vò trí ñaàu caàn chuû yeáu chòu neùn vaø xoaén
Ta coù : N Z = 115271 kG ; M Z = 68398000 kGmm
Dieän tích tieát dieän :
Momen quaùn tính choáng xoaén töï do cuûa tieát dieän :
Vôùi :
γ =1 : Heä soá hieäu chænh vôùi daàm haøn .
b = B0 + 50 = 1080 + 50 = 1130 mm
h = H0 +10 = 420 + 10 = 430 mm
δ1 = 50
δ2 = 10 mm
- ÖÙng suaát phaùp lôùn nhaát sinh ra treân tieát dieän :
- ÖÙng suaát tieáp do momen xoaén gaây ra
- ÖÙng suaát töông ñöông :
std < [s] : vaäy tieát dieän ñuû beàn
3. Maët caét ñi qua choát ñuoâi caàn
Ta coù : Kích thöôùc hình hoïc maët caét
* Ta coù:
Q X = 945 (kG)
M Z = 638960000 (kGmm) N Z = 173670 (kG)
M Y = 547650000 (kGmm) Q Y = 11600 kG
* Dieän tích tieát dieän:
* xaùc ñònh momen quaùn tính cuûa tieát dieän ñoái vôùi caùc truïc X vaø Y
- Xeùt 2 taám bieân :
Tònh tieán heä truïc (X1O1Y) vaø (X2O2Y) veà heä truïc XOY vôùi khoaûng caùch truïc
Ta ñöôïc :
- Xeùt 2 taám thaønh :
Tònh tieán heä truïc (XO3Y3) vaø (XO4Y4) veà heä truïc XOY vôùi khoaûng caùch truïc:
Ta ñöôïc:
- Xeùt toaøn boä maët caét tieát dieän
Momen choáng uoán cuûa tieát dieän ñoái vôùi truïc Y
- ÖÙng suaát phaùp lôùn nhaát sinh ra treân tieát dieän :
Momen quaùn tính choáng xoaén töï do cuûa tieát dieän :
Vôùi:
γ =1 : Heä soá hieäu chænh vôùi daàm haøn .
b = B0 + 15 = 3300 + 70 = 3370 mm
h = H0 +15 = 527 + 10 = 5375 mm
δ1 = 10
δ2 = 70
- ÖÙng suaát tieáp do QY gaây ra :
Q y = 40248 ( kG ) : Löïc caét lôùn nhaát taïi tieát dieän giöõa caàn trong maët phaúng naâng
Scx : Momen tónh caùc phaàn bò caét boû ñoái vôùi truïc X
Jx : Momen quaùn tính cuûa tieát dieän ñoái vôùi truïc x, Jx = 24,6.1010 ( mm4 )
bxc : Chieàu roäng tieát dieän bò caét
bcx = 2.dt = 2.80 = 160 ( mm )
- ÖÙng suaát tieáp do Qx gaây ra
Voi:: QX : Löïc caét lôùn nhaát taïi tieát dieän trong maët phaúng ngang
QX = 945 ( kG )
Syc : Momen tónh caùc phaàn bò caét boû ñoái vôùi truïc y .
J Y : Momen quaùn tính cuûa tieát dieän ñoái vôùi truïc y : JY =6,0.1010
byc : Chieàu roäng tieát dieän bò caét
byc =2db = 2.15 = 30 ( mm )
- ÖÙng suaát tieáp do momen xoaén gaây ra:
- ÖÙng suaát töông ñöông :
std < [s] : vaäy tieát dieän ñuû beàn
x2.5 KIEÅM TRA MOÁI GHEÙP HAØN
Phaàn keát caáu theùp naâng cao ñöôïc caáu taïo töø caùc taám theùp lieân keát vôùi nhau baèng moái gheùp haøn, caùc moái haøn naøy chaïy doïc theo meùp cuûa taám bieân vaø taám thaønh
Moái haøn trong daàm seõ chòu öùng suaát tieáp do caùc löïc caét vaø löïc doïc gaây ra, chòu öùng suaát döôùi taùc duïng momen uoán.
N = 2424840 ()
Qx = 15632 ()
Qy = 117012 ()
Mux = 472086142 ()
Muy = 735298381 ()
Chieàu cao moái haøn hh = 3 mm
Chieàu daøi moái haøn ålh = 7260 mm
- ÖÙng suaát tieáp do löïc doïc gaây ra:
(N/mm2)
- ÖÙng suaát tieáp do löïc caét gaây ra:
=6,09 (N/mm2)
- ÖÙng suaát phaùp do moâmen uoán gaây ra:
=45,81 (N/mm2)
=26353800 (mm3)
- ÖÙng suaát toång sinh ra trong moái gheùp:
=128,47 (N/mm2)
- Ñoä beàn tính toaùn cuûa moái haøn:
=0,9.180=162 (N/mm2)
Vôùi heä soá 0,9 ñöôïc tra töø baûng (3.2)[05]
Vaäy moái haøn ñaûm baûo ñieàu kieän beàn.
IX- KIEÅM TRA MOÁI GHEÙP BULOÂNG
Ñeå ñaûm baûo khaû naêng chòu löïc vaø ñoä tin caäy cao trong suoát quaù trình laøm vieäc, ta söû duïng loaïi buloâng coù cöôøng ñoä cao. Loaïi buloâng naøy ñöôïc laøm töø theùp hôïp kim 40X, sau ñoù ñöôïc gia coâng nhieät. Gioáng nhö caùc loaïi buoâng thöôøng (buloâng thoâ), ñoä chính xaùc cuûa buloâng coù cöôøng ñoä cao khoâng cao, nhöng do buloâng ñöôïc laøm töø theùp coù cöôøng ñoä cao neân ta coù theå vaën ñai oác raát chaët (baèng côø leâ löïc) laøm cho thaân buloâng chòu keùo vaø gaây löïc eùp raát lôùn leân caùc chi tieát gheùp.Moái gheùp chòu caùc löïc N, Mx, My. Do ñoù, öùng suaát trong caùc buloâng laép raùp ñöôïc xaùc ñònh nhö sau:
+ =472086142 () + =735298381 ()
+ =2424840 () + =4,477.10 ()
+ =128200 () + =7,4615. ()
+ n=56 buloâng
Laáy toïa ñoä cuûa buloâng xa nhaát (960,780) ñeå kieåm tra beàn:
=18,02 (N/mm2)
- ÖÙng suaát coù keå ñeán taûi troïng tính toaùn cuûa buloâng:
(N/mm2)
Trong ñoù:
+ k0=1,31,5: heä soá döï tröõ ñeå moái noái khoâng bò taùch do taûi troïng ñoäng
+ k1=1,41,5: heä soá tính ñeán söï phaân boá öùng suaát khoâng ñeàu treân caùc buloâng
Vaäy moái gheùp ñaûm baûo ñieàu kieän beàn.
PHẦN 3- TÍNH OÅN ÑÒNH CAÀN TRUÏC
Theo qui ñònh veà an toaøn, taát caû caùc maùy truïc di ñoäng kieåu caàn ñeàu phaûi ñöôïc thieát keá vaø cheá taïo ñaûm baûo ñöùng vöõng khoâng bò laät.
3.1 Tính ñöùng vöõng
cuûa caàn truïc khi coù vaät naâng:
Hình 8.1: Sô ñoà caùc taûi troïng taùc duïng leân caàn truïc.
Heä soá ñöùng vöõng khi coù vaät naâng, töùc laø tæ soá giöõa moâmen do troïng löôïng taát caû caùc boä phaän cuûa caàn truïc vôùi moâmen do vaät naâng gaây ra ñoái vôùi caïnh laät, coù tính ñeán taát caû caùc taûi troïng phuï (gioù, löïc quaùn tính vaø aûnh höôûng do ñoä nghieâng lôùn nhaát cho pheùp cuûa maët ñöôøng), phaûi khoâng ñöôïc nhoû hôn 1,15. Khi chæ tính vôùi taûi troïng laøm vieäc lôùn nhaát (khoâng tính taát caû caùc taûi troïng phuï) thì heä soá ñöùng vöõng khi coù vaät naâng phaûi khoâng nhoû hôn 1,4 .
- Ñoái vôùi caàn truïc phaûi tieán haønh kieåm tra ñöùng vöõng coù vaät cho caû 2 tröôøng hôïp tính toaùn.
- Pheùp tính tieán haønh cho tröôøng hôïp caùc cô caáu naâng vaø cô caáu quay ñoàng thôøi laøm vieäc khi caàn ôû vò trí baát lôïi nhaát. Trong maët phaúng treo vaät coù caùc taûi troïng sau ñaây taùc duïng :
Q :Troïng löôïng vaät naâng.
Qm :Troïng löôïng boä phaän mang vaät.
Gc :Troïng löôïng cuûa caàn.
G :Troïng löôïng phaàn quay (khoâng keå caàn).
G :Troïng löôïng phaàn khoâng quay cuûa caàn truïc.
Pqt : Löïc quaùn tính khoái löôïng vaät naâng xuaát hieän trong thôøi kì môû maùy hoaëc phanh cô caáu naâng.
Plv, P1c, P1q :Löïc li taâm cuûa vaät naâng cuøng vôùi boä phaän mang vaät, cuûa caàn vaø cuûa phaàn quay, xuaát hieän khi quay caàn truïc.
Wv , Wc , Wct : Löïc gioù taùc duïng leân caùc dieän tích chòu gioù cuûa vaät naâng, cuûa caàn vaø cuûa caàn truïc (khoâng keå caàn).
Ta seõ xeùt trong tröôøng hôïp caàn truïc naâng haøng ôû taàm vôùi lôùn nhaát L = 30 (m), öùng vôùi taàm vôùi naøy laø söùc naâng Q = 30 (T).
3.1.1. Heä soá ñöùng vöõng khi coù vaät, coù tính ñeán aûnh höôûng taát caû caùc taûi troïng phuï:
- Kieåm tra theo coâng thöùc:
(4-1) [5]
ÔÛ ñaây :
Mv - Moâmen laät do vaät naâng gaây ra:
Mv = Q.(L - l) (4-2) [5]
Trong ñoù:
+ L = 30 (m) : Taàm vôùi cuûa caàn (ño trong maët phaúng ngang khoaûng caùch töø vaät ñeán truïc quay cuûa caàn truïc).
+ l = 2,2 (m) : Khoaûng caùch töø truïc quay cuûa caàn truïc ñeán caïnh laät.
+ Q = 30 (T) : Taûi troïng cuûa vaät naâng.
=> Mv = 30 x (30 – 2,2) = 834 (T.m)
Mf - Moâmen phuïc hoài cuûa caàn truïc treân maët nghieâng:
Mf = G.(l + lq – H2.sina) + G.l.cosa (4-4) [5]
Trong ñoù;
+ = 277 (T) : Troïng löôïng phaàn quay (khoâng keå troïng löôïng caàn).
+ l = 2,2 (m) : Khoaûng caùch töø truïc quay cuûa caàn truïc ñeán caïnh laät.
+ lq = 2,3 (m) : Khoaûng caùch töø taâm phaàn quay tôùi taâm quay cuûa caàn truïc.
+ H2 = 12,5 (m) : Khoaûng caùch töø maët neàn ñeán taâm cuûa phaàn quay.
+ = 1,2o : Goùc nghieâng cuûa maët neàn, laáy theo [4] ñoái vôùi caàn truïc chaân ñeá.
+ G = 68 (T) : Troïng löôïng phaàn khoâng quay cuûa caàn truïc.
=> Mf = 277 x (2,2 + 2,3 – 12,5 x sin1,2o) + 68 x 2,2 x cos1,2o
= 1324 (T.m)
Mc - Moâmen laät do troïng löôïng caàn:
Mc = Gc.(lc – l) (4-5) [5]
Trong ñoù:
+ Gc = 25 (T) : Troïng löôïng thieát bò caàn.
+ lc = 8,5(m) : Khoaûng caùch töø troïng taâm caàn ñeán truïc quay cuûa caàn truïc.
+ l =2,2 (m) : Khoaûng caùch töø truïc quay cuûa caàn truïc ñeán caïnh laät.
=> Mc = 25 x (8,5 – 2,2) = 117,5 (T.m)
Mm - Moâmen laät do troïng löôïng boä phaän mang vaät:
Mm = Qm.(L – l) (4-6) [5]
Trong ñoù:
+ L = 30 (m) : Taàm vôùi cuûa caàn (ño trong maët phaúng ngang khoaûng caùch töø vaät ñeán truïc quay cuûa caàn truïc).
+ l = 2,2 (m) : Khoaûng caùch töø truïc quay cuûa caàn truïc ñeán caïnh laät.
+ Qm = 1,5 (T) : Troïng löôïng cuûa boä phaän mang vaät.
=> Mm = 1,5 x (30 – 2,2) = 41,7 (T.m)
Mqt - Moâmen laät do löïc quaùn tính cuûa vaät naâng vaø boä phaän mang vaät:
(4-7) [5]
Trong ñoù:
+ Q = 30 (T) : Taûi troïng cuûa vaät naâng.
+ Qm = 1,5 (T) : Troïng löôïng cuûa boä phaän mang vaät.
+ g = 9,8 (m/s2) : Gia toác troïng tröôøng.
+ vh = 0,25 (m/s) : Vaän toác haï.
Vh = 1,5.vn = 1,5 x 10 = 15 (m/ph) = 0,25 (m/s)
+ t = 10 (s) : Thôøi gian khôûi ñoäng hoaëc phanh cô caáu naâng.
Mlt : Moâmen laät do löïc li taâm cuûa vaät:
Mlt = (4-8) [5]
Trong ñoù:
+ (T) : Löïc li taâm cuûa vaät naâng cuøng vôùi boä phaän mang vaät.
(4-20) [5]
Trong ñoù:
- Gi = 31,5 (T) : Troïng löôïng vaät naâng vaø boä phaän mang vaät.
- Ri = 30 (m) : Khoaûng caùch töø taâm vaät naâng tôùi taâm quay cuûa caàn truïc.
- w = 0,16 (rad/s) : Vaän toác goùc quay.
+ H = 20 (m) : Chieàu cao naâng vaät.
=> Mlt = 2,4 x 20 = 48 (T.m)
- Moâmen laät do löïc li taâm cuûa caàn, coù tính ñeán moâmen phuïc hoài do löïc li taâm cuûa phaàn quay:
(4-9) [5]
Trong ñoù:
+ nq = 1,5 (voøng/phuùt) : Vaän toác quay cuûa caàn truïc.
+ Gc = 25 (T) : Troïng löôïng thieát bò caàn.
+ = 277 (T) : Troïng löôïng phaàn quay (khoâng keå troïng löôïng caàn).
+ H1 = 25,5 (m) : Khoaûng caùch töø maët neàn ñeán troïng taâm caàn.
+ H2 = 12,5 (m) : Khoaûng caùch töø maët neàn ñeán troïng taâm phaàn quay.
+ lc = 8,5 (m) : Khoaûng caùch töø troïng taâm caàn ñeán truïc quay cuûa caàn truïc.
+ lq = 2,3 (m) : Khoaûng caùch töø taâm phaàn quay tôùi taâm quay cuûa caàn truïc.
Mg - Toång moâmen laät do löïc gioù:
Mg = Wv.H + Wc.h1 + Wct.h2 (4-10) [5]
Trong ñoù:
+ Löïc gioù taùc duïng leân vaät naâng:
Wv = q.Fv = 25 x 18 = 450 (kG)
+ Löïc gioù taùc duïng leân heä caàn:
Wc = q.Fc = 25 x 23,3 = 582,5 (kG)
+ Löïc gioù taùc duïng leân caàn truïc:
Wct = q.Fct = 25 x 102 = 2550 (kG)
+ H = 30 (m) : Khoaûng caùch töø maët neàn ñeán ñieåm ñaët löïc gioù taùc duïng leân vaät naâng.
+ h1 = 33 (m) : Khoaûng caùch töø maët neàn ñeán ñieåm ñaët löïc gioù taùc duïng leân caàn.
+ h2 =7,8 (m) : Khoaûng caùch töø maët neàn ñeán ñieåm ñaët löïc gioù taùc duïng leân caàn truïc.
Mg = 450 x 30 + 582,5 x 33 + 2550 x 7,8
= 52612,5 (kG.m) = 52,6 (T.m)
- Vaäy ta coù:
kv = 1,27 > 1,15. Vaäy caàn truïc oån ñònh.
3.1.2. Heä soá ñöùng vöõng khi coù vaät, khoâng tính ñeán aûnh höôûng cuûa caùc taûi troïng phuï:
- Tính cho tröôøng hôïp caàn truïc ôû vò trí baát lôïi nhaát, ôû ñaàu caàn coù treo vaät naâng, caùc cô caáu khoâng laøm vieäc. Kieåm tra theo coâng thöùc:
(4-11) [5]
Trong ñoù:
+ Mv = 834 (T.m) : Moâmen laät do vaät naâng gaây ra.
+ Mf = 1324 (T.m) : Moâmen phuïc hoài cuûa caàn truïc treân maët nghieâng.
+ Mc = 117,5 (T.m) : Moâmen laät do troïng löôïng caàn.
+ Mm = 41,7 (T.m) : Moâmen laät do troïng löôïng boä phaän mang vaät.
- Ta coù: = 1,4 . Vaäy caàn truïc oån ñònh.
3.2. Tính ñöùng vöõng cuûa caàn truïc khi khoâng coù vaät naâng:
- Ñoái vôùi caàn truïc laøm vieäc ngoaøi trôøi, ngoaøi pheùp tính ñöùng vöõng coù vaät, coøn phaûi tính ñeán tính ñöùng vöõng cuûa baûn thaân caàn truïc. Nghóa laø xeùt ñeán tröôøng hôïp caàn truïc khoâng laøm vieäc, chòu taûi troïng cuûa gioù caàn ñöôïc ñaët vôùi goùc nghieâng lôùn nhaát (), vò trí cuûa noù baát lôïi nhaát treân maët nghieâng cuûa neàn).
- Heä soá ñöùng vöõng baûn thaân laø tæ soá giöõa moâmen phuïc hoài do troïng löôïng taát caû caùc boä phaän cuûa caàn truïc vôùi moâmen laät do gioù ôû traïng thaùi khoâng laøm vieäc. Theo qui ñònh veà an toaøn heä soá naøy phaûi lôùn hôn 1,15.
- Heä soá ñöùng vöõng baûn thaân caàn kieåm tra theo coâng thöùc:
(4-13) [5]
ÔÛ ñaây:
- Moâmen laät caàn truïc do löïc gioù ôû traïng thaùi khoâng laøm vieäc.
= W2.h2 + W3.h3 (4-14) [5]
Trong ñoù:
+ Löïc gioù taùc duïng leân caàn:
W2 = q’.Fc = 1150 x 23,3 = 26795 (N)
+ Löïc gioù taùc duïng leân caàn truïc:
W3 = q’.Fct = 1150 x 102 = 117300 (N)
q’: Aùp löïc gioù traïng thaùi khoâng laøm vieäc, laáy theo baûng (1-3) [5].
+ h2 = 38 (m) : Khoaûng caùch töø maët neàn ñeán ñieåm ñaët löïc gioù taùc duïng leân caàn.
+ h3 = 7,8 (m) : Khoaûng caùch töø maët neàn ñeán ñieåm ñaët löïc gioù taùc duïng leân caàn truïc.
=> = 26795 x 38 + 117300 x 7,8 = 1933150 (N.m) = 193,3 (T.m)
- Moâmen phuïc hoài do troïng löôïng caùc boä phaän caàn truïc.
= Gp.(l – lp – h’.sin) – Gt.(lt – l + h’’.sin) + Gk.(l - h.sin) + Gc.(lc – l – h2.sin)
Trong ñoù:
+ Gp = 85 (T) : Troïng löôïng caùc boä phaän treân phaàn quay cuûa caàn truïc coù troïng taâm ôû phía beân phaûi caïnh laät.
+ Gt = 118,5 (T) : Troïng löôïng caùc boä phaän treân phaàn quay cuûa caàn truïc coù troïng taâm ôû phía beân traùi caïnh laät.
+ Gk = 67 (T) : Troïng löôïng phaàn khoâng quay cuûa caàn truïc.
+ Gc = 25 (T) : Troïng löôïng caàn.
+ = 1,2o : Goùc nghieâng cuûa maët neàn, laáy theo [6] ñoái vôùi caàn truïc chaân ñeá.
+ lc = 7,4 (m) : Khoaûng caùch töø troïng taâm caàn ñeán truïc quay cuûa caàn truïc.
+ l =2,2 (m) : Khoaûng caùch töø truïc quay cuûa caàn truïc ñeán caïnh laät.
+ lp = 2,1(m) :Khoaûng caùch töø troïng taâm phaàn beân phaûi ñeán truïc quay cuûa caàn truïc
+ lt = 5,5 (m) : Khoaûng caùch töø troïng taâm phaàn beân traùi ñeán truïc quay cuûa caàn truïc
+ h2 = 38 (m) : Khoaûng caùch töø maët neàn ñeán troïng taâm caàn.
+ h = 2,4 (m) : Khoaûng caùch töø maët neàn ñeán troïng taâm phaàn khoâng quay.
+ h’ = 12,5 (m) : Khoaûng caùch töø maët neàn ñeán troïng taâm phaàn beân phaûi caàn truïc
+ h’’= 5,8 (m) : Khoaûng caùch töø maët neàn ñeán troïng taâm phaàn beân traùi caàn truïc.
=> = 85 x (2 – 2,1 – 12,5 x sin1,2o) - 18,5 x (5,5 – 2,2 + 5,8 x sin1,2o) + 67 x (2,2 – 2,4 x sin1,2o) + 25 x (7,4 – 2,2 – 38 x sin1,5o) = 445,6 (T.m)
- Vaäy ta coù:
ko = 2,3 > 1,15. Vaäy caàn truïc oån ñònh.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
tiep phan thuyet minh.doc
Ban Tong The Cua Thang_Can truc mam de kieu chan quay 16T.dwg- BIA IN KCT.doc
- Ket Cau Can, Voi Cua Thang.dwg
- thuyet minh.doc
