Thiết kế cổng trục sức nâng Q= 20/5T

ch©n liªn kÕt khíp trô víi dÇm, víi kÕt cÊu khíp sÏ gióp cho c«ng viÖc l¾p dùng ®¬n gi¶n h¬n, gi¶m thêi gian do ®ã t¨ng n¨ng suÊt lao ®éng. H×nh 1.10: cæng trôc thiÕt kÕ 1. Ch©n cøng, 2. cabin, 3. dÇm cæng, 4. xe con 5. sµn thao t¸c, 6. ch©n mÒm, 7. c¬ cÊu di chuyÓn 8. c¬ cÊu tang r¶i c¸p ®iÖn 2. KÕt cÊu thÐp cña cæng trôc thiªt kÕ a. KÕt cÊu thÐp cña dÇm DÇm cña cæng trôc lµ dÇm hép ®­îc hµn tõ thÐp tÊm CT3. Trªn dÇm chÝnh ë hai ®Çu cã dÇm nèi dïng ®Ó liªn kÕt cøng hai dÇm l¹i víi nhau ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña cæng trôc. Ngoµi ra trªn mçi ®Çu dÇm chÝnh con cã c¸c tai liªn kÕt dïng ®Ó liªn kÕt dÇm chÝnh víi ch©n c«ng. PhÝa dÇm dïng ®Ó l¾p ch©n cøng cã ®é dµi lín h¬n so víi l¾p ch©n mÒm. Hai bªn dÇm cßn cã sµn thao t¸c dïng ®Ó söa ch÷a vµ b¶o hµnh m¸y. H×nh 1.11: kÕt cÊu dÇm cÇu 1. tai liªn kÕt, 2. dÇm cÇu 3. dÇm nèi, 4. ray di chuyÓn xe con b. KÕt cÊu thÐp ch©n cæng Ch©n cæng trôc còng ®­îc hµn tõ c¸c thÐp tÊm CT3. Ch©n cæng trôc cã hai lo¹i ch©n cøng vµ ch©n mÒm. Ch©n mÒm cho phÐp cæng bï trõ sai lÖch do chÕ t¹o vµ l¾p ®Æt. Ch©n cøng ®­îc liªn kÕt cøng víi dÇm b»ng bèn chèt, cßn ch©n mÒm liªn kÕt víi dÇm b»ng hai chèt. C¸c ch©n cæng tùa trªn c¸c côm b¸nh xe, mçi bªn cã hai côm b¸nh xe vµ chóng ®­îc liªn kÕt víi nhau b»ng thanh gi»ng. V× t¶i träng n©ng lín nªn ®Ó gi¶m t¶i träng t¸c dông vµo b¸nh xe ta bè trÝ hÖ b¸nh xe kÐp trªn mçi côm b¸nh. Mçi bªn ch©n cæng ®­îc bè trÝ mét c¬ cÊu di chuyÓn riªng. Trªn ch©n cøng cßn cã bè trÝ hÖ tang cuèn c¸p ®iÖn, cabin ®iÒu khiÓn vµ cÇu thang dÉn lªn sµn thao t¸c. 3. Xe con Xe con sö dông trªn cæng trôc lµ xe con tiªu chuÈn ®­îc lùa chon theo ¸tl¸t m¸y x©y dùng. Xe con di chuyÓn trªn ray ®Æt trªn hai dÇm cña cæng trôc b»ng c¬ cÊu di chuyÓn riªng. Trªn xe con bè trÝ 3 c¬ cÊu chÝnh lµ: c¬ cÊu n©ng chÝnh Q=20t, c¬ cÊu n©ng phô Q= 5t vµ c¬ cÊu di chuyÓn xe con. C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña xe con: Tæng träng l­îng xe con Qx= 8500 (kg) ChiÒu dµI: L= 3092 (mm) ChiÒu réng: B= 2670 (mm) ChiÒu cao: h= 1383 (mm) ChiÒu réng gi÷a 2 b¸nh xe: b = 2000 (mm) Kho¶ng c¸ch gi÷a 2 b¸nh xe: l = 2500 (mm) Kho¶ng c¸ch tõ t©m mãc ®Õn ray di chuyÓn xe con h1 = 1440 (mm) a. C¬ cÊu n©ng chÝnh S¬ ®å dÉn ®éng c¬ cÊu n©ng chÝnh cña cæng trôc nh­ h×nh 1.12 H×nh 1.12: c¬ cÊu n©ng chÝnh 1. ®éng c¬, 2. khíp nèi, 3. phanh, 4. hép gi¶m tèc 5. tang, 6. pal¨ng c¸p, 7. gèi ®ì trôc tang C¸c th«ng sè cña c¬ cÊu n©ng chÝnh: T¶i träng n©ng Q= 20 (t) VËn tèc n©ng Vn= 9,82 (m/ph) §éng c¬ : lo¹i MTB 511-8 N = 30 (kw) n = 720 (v/p) Hép gi¶m tèc: lo¹i PM650- II- 4M i =31,65 Phanh: lo¹i TKTT Dp= 300 (mm) Mp= 8000 (kgcm) Tang kÐp: Dt = 500 (mm) C¸p thÐp: Lc= 120 (m) Lùc t¸c dông trªn mét sîi c¸p P = 2710 (kg) Sè nh¸nh c¸p: 8 nh¸nh b. C¬ cÊu n©ng phô S¬ ®å c¬ cÊu n©ng phô nh­ h×nh 1.13 H×nh 1.13: c¬ cÊu n©ng phô 1. ®éng c¬, 2. khíp nèi, 3. phanh, 4. hép gi¶m tèc 5. tang, 6. pal¨ng c¸p, 7. gèi dì trôc tang C¸c th«ng sè cña c¬ cÊu n©ng phô: T¶i träng n©ng Q= 5 (t) VËn tèc n©ng Vn= 19,8 (m/ph) §éng c¬ : lo¹i MTB 411-8 N = 16 (kw) n = 710 (v/ph) Hép gi¶m tèc: lo¹i PM500- IV- 4M i = 23,34 Phanh: lo¹i TKTT Dp= 300 (mm) Mp= 8000 (kgcm) Tang kÐp: Dt = 400 (mm) C¸p thÐp: Lc= 63 (m) Lùc t¸c dông trªn mét sîi c¸p P = 1380 (kg) Sè nh¸nh c¸p: 4 nh¸nh c. c¬ cÊu di chuyÓn xe con C¬ cÊu di chuyÓn xe con nh­ h×nh 1.14: H×nh 1.14: c¬ cÊu di chuyÓn xe con ®éng c¬, 2. phanh, 3. khíp nèi, 4. hép gi¶m tèc 5. b¸nh xe di chuyÓn, 6. khíp nèi trôc 7. gèi ®ì trôc b¸nh xe C¸c th«ng sè cña c¬ cÊu di chuyÓn xe con: VËn tèc di chuyÓn xe con Vx= 38,4 (m/ph) §éng c¬ : lo¹i MT 21-6 N = 5 (kw) n = 945 (v/ph) Hép gi¶m tèc: lo¹i B400 i = 26,4 Phanh: lo¹i TKT Dp= 200 (mm) Mp= 2500 (kgcm) B¸nh xe: Dbx = 320 (mm) Hµnh tr×nh gi¶m chÊn : 85 (mm) Ray 51 mm Thanh quÐt ®iÖn L50x50x6 ¸p lùc b¸nh xe P = 8700 (kg) 4. C¸c th«ng sè h×nh häc s¬ bé cña cæng trôc ChiÒu cao n©ng : H= 12 (m) KhÈu ®é : L= 30 (m) ChiÒu dµi dÇm : l = 33 (m) ChiÒu cao dÇm : hd= 1,6 (m) ChiÒu réng dÇm : ®Ó ®¶m b¶o ®é cøng cña dÇm khi xo¾n th× chiÒu réng cña dÇm ®­îc tÝnh theo c«ng thøc kinh nghiÖm: bd = (0.2- 0,25)hd = (0,2 - 0,25).1600 = 320 - 400 (mm) Chän bd= 400 mm ChiÒu cao tõ ray di chuyÓn cæng ®Õn ray di chuyÓn xe con Hr=12000 + 1440 = 13440 (mm) KÝch th­íc ch©n cæng chän s¬ bé bc= 250 (mm) hc= 350 (mm) ChiÒu réng ch©n cæng Bc= 9 m. Ch­¬ng II : tÝnh to¸n søc bÒn kÕt cÊu thÐp I. TÝnh to¸n dÇm 1. S¬ ®å tÝnh to¸n vµ t¶i träng t¸c dông §Ó tÝnh bÒn dÇm ta cho xe con ë gi÷a dÇm lµ vÞ trÝ nguy hiÓm nhÊt ®èi víi dÇm. S¬ ®å tÝnh kÕt cÊu thÐp cña dÇm cæng trôc thÓ hiÖn trªn h×nh 2.1 H×nh 2.1 C¸c lùc t¸c dông lªn cæng trôc trong tr­êng hîp nguy hiÓm ®èi víi dÇm Qtt: t¶i träng n©ng tÝnh to¸n Gc: Träng l­îng xe con q: träng l­îng ph©n bè dÇm p:: lùc qu¸n tÝnh khi n©ng vËt qg: ¸p lùc giã p: lùc qu¸n tÝnh khi di chuyÓn xe con p: lùc giã t¸c dông lªn xe con vµ vËt n©ng p: träng l­îng ch©n cæng a. Träng l­îng xe con Gx= 85000 (N) (xe con tiªu chuÈn) b. T¶i träng n©ng Qtt = kQ.Q ë ®©y + kQ: hÖ sè v­ît t¶i kQ= 1,2 (B¶ng 1 - TÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp cæng trôc) VËy Qtt = 1,2.200000 = 240000 (N) = 240 (kN) c. Träng l­îng ph©n bè dÇm q = 0,75 (t/m) (Theo c«ng thøc kinh nghiÖm h×nh 1 - trang 2 - TTKCTCT) q = 7,5(kN/m) d. Träng l­îng ch©n cæng Khèi l­îng ch©n cøng PCC = 1,25.12.(240 + 85 + ) = 6562,5(kg) = 65,625 (kN) (Theo c«ng thøc kinh nghiÖm trang 1 - TTKCTCT) - Khèi l­îng ch©n mÒm Pcm= 0,8.12.(240 + 85 + ) = 4200 (kg) = 42 (kN) (Theo c«ng thøc kinh nghiÖm trang 1 - TTKCTCT) e. ¸p lùc giã q = 0,0613 V2 (trang 2 - TÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp cæng trôc) v: vËn tèc giã khi cæng lµm viÖc v = 14(m/s) => q = 0,0013.142 = 125 (daN/m2) - T¶i träng giã Pg = A.q.k.c.n Trong ®ã: + A: diÖn tÝch ch¾n giã A = 2.0,35.12,5 = 8,82 (m2) + k: hÖ sè ®éng lùc häc kÓ ®Õn ®Æc tÝnh xung ®éng cña t¶i träng giã k = 1,25 + c: hÖ sè khÝ ®éng häc c = 1,2 + n: hÖ sè kÓ ®ªn sù t¨ng ¸p lùc giã theo chiÒu cao. n = 1 VËy Pg = 8,82.125.1,25.1,2 = 1746,3 (daN) = 17,5 (kN) - Lùc giã t¸c dông lªn xe con vµ vËt n©ng P A = 4 (m2) (b¶ng 6 - HD §A MH M¸y n©ng) => P f. Lùc qu¸n tÝnh khi n©ng vËt (t¶i träng ®éng) FQ = Qtt.K® + k® : hÖ sè ®éng k® = 0,05 (H×nh 2 - Trang 3 - TTTKKCTCT) => FQ= 240.0,05 = 12 (kN) - T¶i träng ®éng theo ph­¬ng däc dÇm FnQ = k.FQ + k: hÖ sè ®iÓu chØnh k = 0,45 (b¶ng 2 – TTTKKCTCT) FnQ= 0,45.12 = 5,4 (kN) 2. Tæ hîp t¶i träng T¶i träng trong cæng trôc ®­îc tÝnh cho 2 tr­êng hîp: - Tr­êng hîp t¶i träng I: kÓ ®Õn toµn bé c¸c t¶i träng kh«ng di ®éng, t¶i träng ®éng (gäi chóng lµ t¶i träng chÝnh - c¸c t¶i träng nµy t¸c dông trong mÆt ph¼ng ®øng). Tr­êng hîp t¶i träng I øng suÊt cho phÐp lín nhÊt trong kÕt cÊu thÐp lµ: s1 = s: øng suÊt cña vËt liÖu n1: hÖ sè an toµn s1 = 1600 (daN/cm2) (trang 7 - TÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp cæng trôc) - Tr­êng hîp t¶i träng II: ngoµi c¸c t¶i träng chÝnh trªn cßn tÝnh ®Õn lùc qu¸n tÝnh ngang vµ c¸c t¶i träng giã ë tr¹ng th¸i lµm viÖc. Tr­êng hîp t¶i träng II øng suÊt cho phÐp lín nhÊt trong kÕt cÊu thÐp lµ: s2 = 1800 (daN/cm2) (trang 7 - TÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp cæng trôc) B¶ng 1: B¶ng tæ hîp t¶i träng T¶i träng Tr­êng hîp t¶i träng I II -Träng l­îng b¶n th©n DÇm: Ch©n cøng Ch©n mÒm q = 7,5 (kN/m) PCC=65,6(kN) P=42 (kN) q = 7,5 (kN/m) PCC=65,6(kN) P =42 (kN) - Xe con Gx=85(kN) Gx=85 (kN) - T¶i träng n©ng Qtt=240(kN) Qtt=240 (kN) - Lùc qu¸n tÝnh N©ng vËt Di chuyÓn xe con FQ=12 (kN) FXC=5,4 (kN) - T¶i träng giã ngang Ch©n cæng Xe con + VËt n©ng dÇm qg=1,25 (kN/m) P= 17,5 (kN) P P - T¶i träng giã däc P2 ( kN/m) 3. M«men qu¸n tÝnh vµ m«men chèng uèn, xo¾n cña tiÕt diÖn chän s¬ bé: a. DÇm chÝnh - TiÕt diÖn chän s¬ bé cña dÇm chÝnh h = 160 (cm) b = 40 (cm) d1= 8( mm) d2= 6 (mm) - M«men qu¸n tÝnh I H×nh 2.2 I - M«men chèng uèn WUX = WUY = - DiÖn tÝch tiÕt diÖn S = 160.40 – 158,4.38,6 = 285,76 (cm2) b. Ch©n cæng - TiÕt diÖn chän s¬ bé cña ch©n cæng h = 350 (mm) b = 250 (mm) d = 6 (mm) - M«men qu¸n tÝnh: I H×nh 2.3 I - M«men chèng uèn cña ch©n cæng WUX = WUY = - DiÖn tÝch tiÕt diÖn S = 35.25 – 23,8.33,8 = 70,56 (cm2) c. DÇm nèi: - TiÕt diÖn chän s¬ bé cña dÇm nèi h = 200 (mm) b = 800 (mm) d = 6 (mm) - M«men qu¸n tÝnh cña mét dÇm I H×nh 2.4 I d. Thanh gi»ng - TiÕt diÖn chän s¬ bé h = 150 (mm) b = 100 (mm) H×nh 2.5 DiÖn tÝch tiÕt diÖn S = h.b – h’ .b’ = 15.10 – 13,8.8,8 = 28,56(cm2) 4. Néi lùc trong dÇm a. Néi lùc do t¶i träng ph©n bè dÇm g©y nªn S¬ ®å tÝnh vµ biÓu ®å néi lùc h×nh 2.5 - Ph¶n lùc ngang t¹i gèi H = Trong ®ã + p: träng l­îng ph©n bè dÇm q = 7,5 (kN) + L: khÈu ®é cæng L = 30 (m) + h: chiÒu cao tÝnh ®Õn t©m dÇm h = 12,64 (m) + k: hÖ sè kÓ ®Õn ®é cøng cña dÇm vµ ch©n cæng k = H×nh 2.5: biÓu ®å néi lùc do t¶i träng ph©n bè dÇm g©y nªn VËy H = - Ph¶n ®øng lùc t¹i c¸c gèi VA=VD= - BiÓu ®å m«men MC= MD= H.h = 2.12,64 = 25,28 (kNm) MP= 112,5.15 - 2.12,64-7,5.15. b. Néi lùc do träng l­îng xe con vµ vËt n©ng g©y nªn: S¬ ®å tÝnh vµ biÓu ®å néi lùc h×nh 2.6 - Ph¶n lùc ngang H H= H×nh 2.6: Néi lùc do xe con vµ vËt n©ng g©y nªn Trong ®ã + c: kho¶ng c¸ch gi÷a 2 b¸nh xe c = 2,5 (m) + a,b: kho¶ng c¸ch tõ b¸nh xe ®Õn ch©n cæng b = a = (30-2,5):2 = 13,75 (m) VËy H = - Ph¶n lùc th¼ng ®øng t¹i c¸c gèi VA= VD= P = 162,5(kN) - BiÓu ®å m«men: MC = MD= H.h = 2,9.12,64 = 36,656 (kNm) MP = VA . a – H.h = 162,5.13,75-2,9.12,64= 2197,7 (kNm) c. Néi lùc do lùc qu¸n tÝnh khi n©ng S¬ ®å tÝnh vµ biÓu ®å néi lùc h×nh 2.7 - Ph¶n lùc ngang H = = H×nh 2.7: Néi lùc do lùc qu¸n tÝnh khi n©ng vËt - Ph¶n lùc th¼ng ®øng t¹i gèi VA= VD= P = 6(kN) - BiÓu ®å m« men: MC = MD= H.h = 0,107.12,64 = 1,35 (kNm) MP = VA . a – H.h = 6.13,75 - 0,107.12,64= 81,2 (kNm) d. Néi lùc do lùc qu¸n tÝnh khi di chuyÓn xe con S¬ ®å tÝnh vµ biÓu ®å néi lùc h×nh 2.8 - Ph¶n lùc ngang HA = -HB = = = 2,7 (kN) H×nh 2.8: Néi lùc do lùc qu¸n tÝnh di chuyÓn xe con - BiÓu ®å m«men: MC = H.h = 2,7.12,64 = 34,1228 (kNm) MP = HA.h = 2,7.12,64 = 34,1228 (kNm) e. Néi lùc do giã - Néi lùc do giã ngang S¬ ®å tÝnh vµ biÓu ®å néi lùc h×nh 2.9 +¸p lùc giã t¸c dông lªn ch©n cæng q = = 0,9 (kN/m) +Ph¶n lùc ngang H: . Ph¶n lùc t¹i gèi A HA = = = 10,34 (kN) H×nh 2.9: Néi lùc do giã ngang g©y nªn . Ph¶n lùc t¹i gèi B HB = = = 6,03 (kN) + BiÓu ®å m«men MB = MD= HA.h – q.h. = 10,34.12,64 - 0.9.12,64. = 58,8 (kNm) MC = HB.h = 6,03.12,64 = 76,2 (kNm) - Giã däc S¬ ®å tÝnh vµ biÓu ®å néi lùc h×nh 2.10 +¸p lùc giã q = 1,25.1,6 = 2 (kN/m) + Ph¶n lùc t¹i c¸c gèi VC = VD = = = 32,5 (kN) + BiÓu ®å m«men MP = VB.15 – q. = 32,5.15 – 2. = 262,5 (kNm) H×nh 2.10: Néi lùc do giã däc g©y nªn 5. øng suÊt trªn ch©n cæng a. Tr­êng hîp t¶i träng I - Tæng m«men theo ph­¬ng x Mux = 818,5 +2197,7 = 3016,2 (kNm) - M«men theo ph­¬ng y Muy = 0 (KNm) - M«men xo¾n Mx= 162,5.0,2 = 33 (kNm) - Lùc c¾t t¸c dông lªn dÇm P = 162,5 (kN) * øng suÊt trong ch©n cæng + øng suÊt ph¸p s = = = 1388,9 (daN/cm2) + øng suÊt tiÕp t = = = 43,63 (daN/cm2) øng suÊt gi÷a dÇm s = = = 1309,9 (daN/cm2) s < [s] = 1600 (daN/cm2): ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn b. Tr­êng hîp t¶i träng II - Tæng m«men theo ph­¬ng x MUx = 818,5 + 2197,7 + 81,2 + 8,7 = 3106,1 (kNm) - Tæng m«men theo ph­¬ng y MUy = 262,5 (kNm) - Lùc nÐn: Pn = 2 + 2,9 + 0,107 + 2,7 + 6,03 = 13,373 (kN) - Lùc c¾t Pc = 162,5 + 6 = 168,5 (kN) * øng suÊt trong ch©n cæng + øng suÊt ph¸p s = = = 1710,5 (daN/cm2) + øng suÊt tiÕp t = = = 44,7 (daN/cm2) øng suÊt gi÷a dÇm s = = = 1712,2 (daN/cm2) s < [s] = 1800 (daN/cm2) : ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn VËy trong c¶ hai tr­êng hîp t¶i träng øng suÊt sinh ra ®Òu n»m trong giíi h¹n cho phÐp nªn tiªt diªn ®· chän lµ ®ñ bÒn. 6. TÝnh to¸n ®é æn ®Þnh côc bé cña thµnh ®øng. a. ë tiÕt diÖn n¬i mµ ¶nh h­ëng chÝnh lµ lùc c¾t, cßn ¶nh h­ëng cña m«men cã thÓ bá qua (®Çu dÇm), phÇn thµnh ®øng n»m gi÷a c¸c thµnh biªn vµ gi÷a c¸c g©n t¨ng cøng chÞu nÐn vµ cã thÓ mÊt æn ®Þnh, øng suÊt tiÕp tíi h¹n ph©n bè ®Òu däc theo tÊt c¶ c¸c c¹nh cña nã (h×nh 2.11) vµ tÝnh gÇn ®óng theo c«ng thøc kinh nghiÖm nh­ sau: H×nh 2.11 tth = [1020 + 760 ()2]()2.103d ë ®©y : b: chiÒu cao dÇm b = 1600 (mm) a: kho¶ng c¸ch gi÷a 2 g©n t¨ng cøng a = 2500 (mm) d: chiÒu dµy thµnh ®øng cña dÇm d = 6 (mm) VËy tth = [ 1020 + 760 ()2].()2.103 tth = 18,72 (N/mm2) HÖ sè an toµn côc bé K= t: øng suÊt tiÕp d­íi t¸c dông cña lùc c¾t trong phÇn ®ang xÐt K= = = 1,82 > [K] b. ë tiÕt diÖn, n¬i mµ ¶nh h­ëng chÝnh lµ m«men uèn cßn ¶nh h­ëng cña lùc c¾t cã thÓ bá qua ®­îc (gi÷a dÇm), phÇn thµnh ®øng n»m gi÷a c¸c thµnh biªn vµ gi÷a c¸c g©n t¨ng cøng cã thÓ ®­îc xem nh­ tÊm bÞ uèn thuÇn tuý. Trong tr­êng hîp nµy tÊm cã thÓ bÞ mÊt æn ®Þnh trong vïng chÞu nÐn cña dÇm, øng suÊt ph¸p tíi h¹n cña tÊm ph©n bè theo 2 c¹nh cña tÊm vµ b»ng: sth = 4390 ()2.103 ë ®©y d: chiÒu dµy thµnh ®øng cña dÇm d= 6 (mm) h1: chiÒu cao tõ g©n t¨ng cøng däc ®Õn mÐp trªn cña dÇm h1 = (0,2 - 0,25)h0 Chän h1 = 0,25 h0 = 0,25.1600 = 400 (mm) VËy sth = 4390()2.103 = 987,75 (N/mm2) HÖ sè an toµn æn ®Þnh côc bé K = s: øng suÊt nÐn ë biªn VËy K = = = 5,7 TiÕt diÖn dÇm vµ c¸c g©n t¨ng cøng ®· chän ®ñ bÒn. 7. TÝnh chuyÓn vÞ. a. TÝnh chuyÓn vÞ ngang cña cæng trôc. §Ó tÝnh chuyÓn vÞ ngang cña cæng trôc ta t¹o tr¹ng th¸i K trong hÖ c¬ b¶n: chuyÓn cæng trôc thµnh mét hÖ tÜnh ®Þnh cã lùc ngang mét ®¬n vÞ t¸c dông vµo cæng theo chiÒu bÊt lîi nhÊt ®ã lµ chiÒu cña giã t¸c dông vµ chiÒu di chuyÓn cña xe con. VÏ biÓu ®å Mok nh­ h×nh 2.12. Sau ®ã nh©n biÓu ®å m«men tr¹ng th¸i K víi biÓu ®å m«men tæng céng h×nh 2.13. ChuyÓn vÞ ngang t¹i dÇm ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: X = ( M0k). (M0p) X = .12,64.30.2407,9 + .12,642.48,96 X = .228268,92 + .1955,6 X = 0,093 (m) = 9,3 (cm) H×nh 2.12: biÓu ®å tr¹ng th¸i K H×nh 2.13: biÓu ®å m« men tæng céng b. TÝnh ®é vâng cña dÇm - BiÓu thøc tÝnh ®é vâng f = < [f] ECT3 = 2,1.106 (daN/cm2)) - §é vâng cho phÐp [f] = .l = .3000 = 3,75 (cm) - §é vâng cña dÇm f = = 34.10-3 (m) = 3,4 (cm) f < [f]: vËy tiÕt diÖn ®· chän lµ ®ñ bÒn II. TÝnh bÒn ch©n cæng 1. §èi víi ch©n cæng vÞ trÝ nguy hiÓm nhÊt khi xe con n©ng vËt ë s¸t ch©n mÒm. S¬ ®å tÝnh kÕt cÊu thÐp cña dÇm cæng trôc thÓ hiÖn trªn h×nh 2.14 H×nh 2.14 C¸c lùc t¸c dông lªn ch©n cæng - Träng l­îng vËt n©ng vµ xe con Gx + Qtt = 325 (kN) - Mét phÇn hai träng l­îng dÇm Gd/2 = = 123,75 - Khèi l­îng ch©n mÒm Pcm = 42 (kN) - T¶i träng giã + qg = 1,25 (kN/m) + ¸p lùc giã ph©n bè ë ch©n cæng q = qg.bc = 1,25.0,25 = 0,3125 (kN/m) + Lùc giã t¸c dông lªn 1/2 dÇm DiÖn tÝch ch¾n giã cña dÇm A = 33.1,6 = 52,8 (m2) Lùc giã t¸c dông lªn dÇm ®­a vÒ mét ch©n cæng Wg/2 = = 33 (kN) Lùc giã t¸c dông lªn xe con vµ vËt n©ng p = 5 (kN) - T¶i träng ®éng + Khi n©ng vËt FQ = 12 (kN) + Khi më m¸y di chuyÓn cæng Fd/c = 0,15.G.a Trong ®ã G: träng l­îng cæng G = 600 (kN) a: Gia tèc di chuyÓn a = 0,1 (m/s2) (Trang 4 – HD§AMHMN ) VËy Fd/c = 0,15.600.0,1 = 9 (kN) 2. Tæ hîp t¶i träng - Tr­êng hîp t¶i träng I: kÓ ®Õn toµn bé c¸c t¶i träng kh«ng di ®éng, t¶i träng ®éng (gäi chóng lµ t¶i träng chÝnh - c¸c t¶i träng nµy t¸c dông trong mÆt ph¼ng ®øng). Tr­êng hîp t¶i träng I øng suÊt cho phÐp lín nhÊt trong kÕt cÊu thÐp lµ: s1 = s: øng suÊt cña vËt liÖu n1: hÖ sè an toµn tr­êng hîp t¶I träng I s1 = 1600 (daN/cm2) (trang 7 - TÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp cæng trôc) - Tr­êng hîp t¶i träng II: ngoµi c¸c t¶i träng chÝnh trªn cßn tÝnh ®Õn lùc qu¸n tÝnh ngang vµ c¸c t¶i träng giã ë tr¹ng th¸i lµm viÖc. Tr­êng hîp t¶i träng II øng suÊt cho phÐp lín nhÊt trong kÕt cÊu thÐp lµ: s1 = n2: hÖ sè an toµn tr­êng hîp t¶i träng II s2 = 1800 (daN/cm2) (trang 7 - TÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp cæng trôc) B¶ng 2: B¶ng tæ hîp t¶i träng T¶i träng Tr­êng hîp t¶i träng I II - Träng l­îng b¶n th©n DÇm Ch©n cæng Gd/2 = 123,75 kN Pcm = 42 (kN) Gd/2 = 123,75 kN Pcm = 42 (kN) - Xe con + vËt n©ng Gx + Q = 325 (kN) Gx + Q = 325 (kN) - T¶i träng giã + ¸p lùc giã lªn ch©n cæng + Lùc giã t¸c dông lªn dÇm + Lùc giã t¸c dông lªn Gx+Q P= 0,3125 (kN/m) Wd/2 = 33 kN W= 5 kN - T¶i träng ®éng + n©ng vËt + Di chuyÓn cæng FQ= 12 kN Fd/c= 9 kN 3. Néi lùc trong ch©n cæng Néi lùc do xe con vµ t¶i träng n©ng g©y nªn S¬ ®å tÝnh vµ biÓu ®å néi lùc h×nh 2.15 - Néi lùc trong ch©n cæng ë tr­êng hîp nµy ®­îc tÝnh theo c«ng thøc X = Trong ®ã d = 3,5 (m) c = 2 (m) b = 3 (m) a = 3,0 (m) l = 9 (m) h = 12,64 (m) F = 11,64.10-4 (m2) S = = = 12,99 (m) H×nh 2.15: Néi lùc do xe con vµ t¶i träng n©ng g©y nªn - HÖ sè K ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: K = = VËy X = = 38 (kN) - Ph¶n lùc gèi A vµ D VA= VD = P = 162,5(kN) - Ta cã biÓu ®å m«men nh­ h×nh 2.15 MB = MC = VA.a – X.h= 162,5.3,0-37,7.12,64=10,972(kNm) MP= VA.d – Xh =162,5.3,5 – 37,7.12,64 = 92,222 (kNm) Néi lùc do 1/2 träng l­îng dÇm g©y nªn S¬ ®å tÝnh vµ biÓu ®å néi lùc h×nh 2.16 - Lùc kÐo X ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: X= X = = 14,3 (kN) H×nh 2.16: Néi lùc do 1/2 träng l­îng dÇm g©y nªn - Ph¶n lùc gèi A vµ D VA= VD= P =61,875(kN) - BiÓu ®å m«men MB = MC = VA.a - x.h= 61,875.3,0 - 14,36.12,64 = 4(KNm) MP = VA.d - x.h = 61,875.3,5 - 14,3.12,64 = 34,94 (KNm) c. Néi lùc do träng l­îng dÇm nèi g©y nªn S¬ ®å tÝnh vµ biÓu ®å néi lùc h×nh 2.17 - Lùc ph©n bè cña dÇm nèi q = 2.s.f = 2.28,56.10-4.78000 = 446(N) = 0,446(kN) - Lùc kÐo X ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc X= => X = = 0,14 (kN) H×nh 2.17: Néi lùc do träng l­îng dÇm nèi g©y nªn - Ph¶n lùc t¹i gèi VA= VD = - BiÓu ®å m«men MB = MC = VA.a – x.h = 0,669.3 – 0,14.12,64 = 0,2374 (kNm) d. Néi lùc do träng l­îng b¶n th©n ch©n cæng g©y nªn: S¬ ®å tÝnh vµ biÓu ®å néi lùc h×nh 2.18 - Lùc kÐo X ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc X = X = = 4,90 (kN) - Ph¶n lùc t¹i gèi VA= VD= H×nh 2.18: Néi lùc do träng l­îng b¶n th©n ch©n cæng g©y nªn - BiÓu ®å m«men MB = MC = VA.a – x.h = 21.3 – 4,90.12,64 = 1,064(kNm) MP =VA.e-x.h =21.4,5 – 4,9.12,64 = 32,56 (kNm) e. Néi lùc do lùc qu¸n tÝnh khi n©ng vËt S¬ ®å tÝnh vµ biÓu ®å néi lùc h×nh 2.19 - Lùc kÐo X ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc X= =>X = = 1,392 (kN) - Ph¶n lùc ë c¸c gèi VA = VD=6 (kN) - BiÓu ®å m«men MD = MC = 6.3 – 1,392.12,64 = 0,405(kNm) MP = 6.3,5 – 1,392.12,64 = 3,405 (kNm) H×nh 2.19: Néi lùc do lùc qu¸n tÝnh khi n©ng vËt f. Néi lùc do lùc qu¸n tÝnh khi di chuyÓn cæng S¬ ®å tÝnh vµ biÓu ®å néi lùc h×nh 2.20 - Lùc kÐo X ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc X = X = = 4,5 (kN) H×nh 2.19: Néi lùc do lùc qu¸n tÝnh khi di chuyÓn cæng - Ph¶n lùc ë c¸c gèi VA= -VD=p. - BiÓu ®å m«men MB = VD(l - a) – x.h = 12,64.(9-3) – 4,5.12,64 = 18,96(kNm) MC =VD.a-x.h =12,64.3 – 4,5.12,64 = 18,96 (kNm) g. Néi lùc do giã S¬ ®å tÝnh vµ biÓu ®å néi lùc h×nh 2.16 - ¸p lùc giã t¸c dông lªn ch©n cæng q = 1,25.bc= 1,25.0,25 = 0,3125 (kN/m) -Lùc kÐo X ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc X= =>X = = 17,7 (kN) H×nh 2.20: Néi lùc do giã -Ph¶n lùc ë c¸c gèi VA= VD= -BiÓu ®å m«men MB=VD(1-a)-xh=49,0.6-17,7.12,64=47,50(kNm) MC=VC.a-xh=49.3-17,7.12,64=52,5(kNm) 4. øng suÊt trªn ch©n cæng a. Tr­êng hîp t¶i träng I: kÓ ®Õn toµn bé c¸c t¶i träng kh«ng di ®éng, t¶i träng ®éng - Tæng m«men theo ph­¬ng x M - M« men theo ph­¬ng y M (kNm) - M« men xo¾n Mx=0 - Lùc nÐn P = 162,5+61,875+0,669+21 = 246,011 (kN) * øng suÊt trong ch©n cæng s = = (daN/cm2) s < [s] = 1600 (daN/cm2) b. Tr­êng hîp t¶i träng II - Tæng m«men theo ph­¬ng x M - Tæng m« men theo ph­¬ng y M - Lùc nÐn: P = 162,5+61,875+0,669+21+6-12,64-49 = 184,404 (kN) * øng suÊt trong ch©n cæng s = (daN/cm) s < [s] = 1800 (daN/cm2) Nh­ vËy trong c¸c tr­êng hîp t¶i träng I vµ II øng suÊt sinh ra ®Òu bÐ h¬n øng suÊt cho phÐp nªn tiÕt diÖn ®· chän lµ ®ñ bÒn. III.TÝnh to¸n chèt liªn kÕt 1. Chèt ch©n cæng víi dÇm Chèt ch©n cæng víi dÇm chØ chÞu lùc c¾t do träng l­îng dÇm, xe con, vËt n©ng vµ c¸c t¶i träng ®éng t¶i, träng giã g©y nªn. Dùa vµo ch­¬ng II phÇn II tÝnh to¸n ch©n cæng ta cã lùc c¾t lín nhÊt t¸c dông vµo chèt lµ: F = 292,7 (kN) Chän s¬ bé ®­êng kÝnh cña chèt lµ d = 10 (cm). S: DiÖn tÝch tiÕt diÖn cña chèt S = = = 78,5 (cm2) H×nh 2.21: lùc t¸c dông vµo chèt - øng suÊt trong chèt s = = = 372 (daN/cm2) VËy tiÕt diÖn chèt ®· chän lµ ®ñ bÒn. 2. Chèt ch©n cæng víi côm b¸nh xe di chuyÓn Chèt ch©n cæng víi côm b¸nh xe di chuyÓn ngoµi chÞu lùc nh­ chèt ch©n cæng víi dÇm cßn cã träng l­îng do ch©n cæng, cabin vµ cÇu thang t¸c dông lªn. - Lùc t¸c dông lªn chèt: F = 332 (kN) - Chän ®­êng kÝnh cña chèt lµ d = 10 (cm) - DiÖn tÝch tiÕt diÖn cña chèt: S = = = 78,5 (cm2) - øng suÊt trong chèt s = = = 422,9 (daN/cm2) VËy tiÕt diÖn chèt ®· chän lµ ®ñ bÒn. 3. Chèt thanh gi»ng víi côm b¸nh xe di chuyÓn - Chän s¬ bé ®­êng kÝnh d = 4 cm - DiÖn tÝch tiÕt diÖn cña chèt: S = = = 12,56 (cm2) - Dùa vµo phÇn tÝnh ch©n cæng ta cã lùc t¸c dông lªn chèt: F = 112,232 (kN) øng suÊt trong chèt s = = = 893 (daN/cm2) VËy tiÕt diÖn chèt ®· chän lµ ®ñ bÒn. Ch­¬ng III: c¬ cÊu di chuyÓn cæng 1. Chän s¬ ®å dÉn ®éng Cæng trôc thiÕt kÕ cã khÈu ®é vµ t¶i träng n©ng lín nªn ®Ó ®¶m b¶o cho c¬ cÊu di chuyÓn cæng ho¹t ®éng b×nh th­êng ta chän s¬ ®å dÉn ®éng riªng gåm hai c¬ cÊu di chuyÓn bè trÝ vÒ hai ch©n cña cæng trôc. V× søc n©ng lín nªn ®Ó gi¶m t¶i träng t¸c dông lªn b¸nh xe vµ trôc ta lùa chän hÖ b¸nh xe kÐp. S¬ ®å dÉn ®éng c¬ cÊu cho trªn h×nh 3.1. H×nh 3.1: S¬ ®å dÉn ®éng c¬ cÊu di chuyÓn cæng §éng c¬ liÒn HGT kiÓu b¸nh r¨ng nãn Phanh ®Üa kiÓu ®iÖn tõ Bé truyÒn b¸nh r¨ng ngoµi B¸nh xe Trôc b¸nh xe Trôc trung gian Gèi ®ì trôc Trôc truyÒn 2. X¸c ®Þnh lùc nÐn b¸nh lín nhÊt Lùc nÐn b¸nh lín nhÊt xuÊt hiÖn khi xe con ®ang n©ng vËt ë vÞ trÝ s¸t ch©n cæng chÞu t¶i träng giã bÊt lîi nhÊt. Dùa vµo phÇn II ch­¬ng II tÝnh bÒn ch©n cæng, ta cã lùc nÐn b¸nh lín nhÊt víi mçi bªn ch©n cæng lµ: Rmax= 162,5 + 61,875 + 6 + 12,64 + 49 + 32,5 = 318,515(kN) 3. X¸c ®Þnh lùc c¶n di chuyÓn - Lùc c¶n di chuyÓn cæng trôc ®­îc tÝnh theo c«ng thøc Wdc=(Q+G) +wg (Trang 63- HD §A MHMN) ë ®©y: + Q: T¶i träng n©ng Q = 200 (kN) + G: Träng l­îng cæng trôc G = 600 (kN) + D: ®­êng kÝnh b¸nh xe di chuyÓn, chän s¬ bé D = 50 (cm) + d: ®­êng kÝnh ngâng trôc, lÊy gÇn ®óng: d = 0,2.D = 0,2.50 = 10 (cm) + f: HÖ sè ma s¸t trong æ ®ì b¸nh xe f = 0,015 (Trang 51- HD §A MHMN) + m: hÖ sè c¶n l¨n m = 0,06 (cm) (B¶ng 24 – HD §A MHMN) + k: HÖ sè kÓ ®Õn lùc c¶n do ma s¸t thµnh b¸nh xe víi ray vµ gi÷a c¸c bé phËn lÊy ®iÖn víi nhau k = 1,5 (B¶ng 25 – HD §A MHMN) + a: ®é dèc ®­êng cæng trôc a = 0,003 (B¶ng 26 – HD §A MHMN) + Wg: Lùc c¶n di chuyÓn do t¶i träng giã Wg= q.S S: diÖn tÝch ch¾n giã S = 1,6.33 + 2.0,3.12+4 = 64 (m2) Wg= 64.250 = 16000 (N) = 16 (kN) VËy lùc c¶n di chuyÓn cæng lµ Wdc=(200+600)[.1,5 + 0,003] +16 = 24,88 (kN) 4. TÝnh c«ng suÊt ®éng c¬ vµ chän ®éng c¬ a. C«ng suÊt ®éng c¬: C¬ cÊu di chuyÓn cæng trôc ®­îc chän theo m«men më m¸y. Gi¸ trÞ m«men më m¸y cÇn ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn b¸m cña b¸nh xe chñ ®éng khi ch¹y kh«ng t¶i trªn ray. §Ó tiÕn hµnh chän ®éng c¬, x¸c ®Þnh lùc c¶n di chuyÓn cæng trong thêi kú më m¸y: WC = Wdc + 1,2 (Trang 53 – HD §A MHMN) Trong ®ã: a: gia tèc trung b×nh cña cæng trôc a = 0,1 (m/s2) (B¶ng 27 – HD §A MHMN) g: gia tèc träng tr­êng g = 10 (m/s2) VËy lùc c¶n di chuyÓn khi më m¸y WC = Wdc + 1,2 = 24,88 + 1,2. C«ng suÊt s¬ bé chän ®éng c¬ Ntt = (Trang 53 – HD §A MHMN) ë ®©y: VC: VËn tèc di chuyÓn cæng VC = 20 (m/p) = 1/3 (m/s) hc: hiÖu suÊt c¬ cÊu: hc= 0,85 VËy Ntt = = 9,014 (kW) C«ng suÊt tÝnh to¸n cho mét ®éng c¬ Nt = 0,6.Ntt = 0,6.9,014 = 5,41 (kW) b. Chän ®éng c¬: Chän ®éng c¬ ®iÖn liÒn HGT kiÓu b¸nh r¨ng nãn lo¹i SK 4212S - 132S/4 ë chÕ ®é lµm viÖc trung b×nh cã: N = 5,5 (kw) n = 1500 (v/p) n1= 31,15 (v/p) i = 48,15 5. TÝnh chän bé truyÒn ngoµi Bé truyÒn ngoµi sö dông bé truyÒn b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng, cã ®­êng kÝnh b¸nh r¨ng lín D = 50 (cm). §­êng kÝnh b¸nh r¨ng nhá d = ë ®©y ing: tØ sè truyÒn ngoµi, ®­îc tÝnh theo ing = io: tû sè truyÒn chung io = VËn tèc quay cña b¸nh xe Nbx = = = 12,73 (v/p) => i0 = = 117,8 Tû sè truyÒn ngoµi ing = = = 2,45 §­êng kÝnh b¸nh r¨ng dÉn dbr = = = 20,4 (cm) - VËn tèc thùc cña cæng trôc V = .0,5.3,14 = 19,96 (m/s) 6. KiÓm tra ®éng c¬: §éng c¬ ®­îc kiÓm tra theo ®iÒu kiÖn b¸m (kh«ng quay tr¬n) khi më m¸y kh«ng t¶i träng n©ng. N®c < [N] - [N] c«ng suÊt tÝnh to¸n tháa m·n ®iÒu kiÖn kh«ng quay tr¬n khi më m¸y ®éng c¬ kh«ng t¶i. [N] = (kw) - [M]: M«men më m¸y trªn trôc ®éng c¬ tháa m·n kh«ng quay tr¬n: [M] = Mt1 + (kNm) Mt1: m«men c¶n tÜnh khi kh«ng t¶i: M1t = (kNm) Wt1: lùc c¶n di chuyÓn khi kh«ng t¶i tÝnh cho mét ®éng c¬ Wt1 = .W’t (kN) Wt’: lùc c¶m di chuyÓn toµn bé cæng trôc Wt’ = G +wg + 1,2.a = 600).[.1,5 + 0,003] +16 +1,2.0.1 = 29,86 (kN) => Wt1 = .29,86 = 14,93 (kN) M«men c¶n tÜnh kh«ng t¶i tÝnh cho mét ®éng c¬ M1t = = 37,3 (Nm) - tb: thêi gian më m¸y nhá nhÊt cña ®éng c¬ khi kh«ng t¶i tb= Trong ®ã amax: Gia tèc cùc ®¹i cho phÐp ®¶m b¶o an toµn b¸m (kb = 1,2) amax = [( + .) - .k - ].g ë ®©y: j: hÖ sè b¸m cña b¸nh xe chñ ®éng víi ray j = 0,12 (Trang 55 - HD §A MHMN) Gb: Träng l­îng b¸m cña b¸nh xe chñ ®éng: VËy amax = [( + ) - .1,5 - ].10 = 0,167 (m/s2) Thêi gian më m¸y lín nhÊt tb = = 1,99 (s) - M«men v« l¨ng t­¬ng ®­¬ng: GD2= d(GD2ro + GD2p + GD2br) + ë ®©y d = 1,2 (Trang 38 - HD §A MHMN) GD2ri: m«mem v« l¨ng cña ®éng c¬ GD2ri = 4gJ J = 0,07 ( kgm) (Trang 34 - ¸t l¸t m¸y x©y dùng) GD2ro = 4.0,7.10 = 28 (Nm) VËy GD2 = 1,2( 28 + 0,66 + 2) + = 49,5 (Nm) M«men më m¸y trªn trôc ®éng c¬ tho¶ m·n kh«ng quay tr¬n [M] = Mt1 + = 37,3 + = 136,8 (Nm) C«ng suÊt ®éng c¬ tÝnh to¸n tháa m·n kh«ng quay tr¬n [N] = = = 14,3 (kw) N®c < [N]: VËy ®éng c¬ ®· chän ®¶m b¶o yªu cÇu b¸m. 7. TÝnh to¸n b¸nh xe di chuyÓn - T¶i träng tÝnh to¸n lín nhÊt t¸c dông lªn b¸nh xe: Ptt = k1 . 8 . Pbx Trong ®ã k1 = 1,2 (B¶ng 30 - HD §A MHMN) g = 0,9 (B¶ng 31 - HD §A MHMN) Pbx = = = 159,2575 (kN) VËy Ptt = 1,2.0,9.159,2575 = 172 (kN) - Gi¸ trÞ øng suÊt nÐn côc bé khi tiÕp xóc gi÷a b¸nh xe vµ ®­êng ray lµ tiÕp xóc ®­êng stx = 0,418. Trong ®ã E = 2,1.107 (N/cm) Rbx = 25 (cm) Chän ray di chuyÓn lµ ray tµu háa P43, ta cã b = 7 (cm) VËy stx = 0,418.= 0,418. = 60053 (Ncm) Chän VL lµm b¸nh xe lµ thÐp 45 víi HB =300 cã: stx = 75.103 (Ncm) 8. Trôc truyÒn a. Trôc I (trôc dÉn ®éng) Trôc I cña c¬ cÊu di chuyÓn cæng chÞu m«men xo¾n cña ®éng c¬ qua hép gi¶m tèc, lùc vßng P, lùc h­íng t©m Pr vµ lùc tËp trung do träng l­îng cña ®éng c¬ vµ hép gi¶m tèc g©y nªn. H×nh 3.2: BiÓu m«men trôc I - M«men xo¾n t¸c dông lªn trôc I Mx = M®c.igt.hgt Trong ®ã: M®c m«mem ®éng c¬ M®c = = = 35,01 (Nm) igt = 48,15 hgt = o,9 VËy Mx = 35,01.48,15.0,9 = 1517,4 (Nm) - Lùc vßng t¸c dông lªn trôc I Ta cã c«ng thøc tÝnh lùc vßng P = (CT-49- TKCTM) ë ®©y Mx: m«men xo¾n trªn trôc I d: ®­êng kÝnh b¸nh r¨ng trªn trôc I d = = = 204 (mm) VËy P = = 14870,5 (N) - Lùc h­íng t©m t¸c dung lªn trôc I Pr = P.sina = 14870,5.sin140 = 3597,5 (N) - Ph¶n lùc ë c¸c gèi + Ph¶n lùc theo ph­¬ng x SMA = 30.RBx- 45.F - 22.Pr=0 => RBx = = = 4513,2(N) + Ph¶n lùc theo ph­¬ng y SMA = 30.RBy– 22.P=0 => RBy = = = 10905 (N) Ta cã biÓu ®å m«men nh­ h×nh 3.2 - M« men uèn t¹i tiÕt diÖn nguy hiÓm: Mu = = = 875490,8 (Nmm) - M« men t­¬ng ®­¬ng t¹i tiÕt diÖn nguy hiÓm Mtd = = = 1579038 (Nmm) - §­êng kÝnh trôc I dI > (CT 7-3 –TKCTM) ë ®©y [s]: øng suÊt cho phÐp cña VL lµm trôc. Chän VL lµm trôc lµ thÐp 45 ta cã [s] = 63 (N/mm) (B¶ng 7-2 –TKCTM) VËy dI > = 63,05 (mm) Chän ®­êng kÝnh trôc I: dI = 65 (mm) b. Trôc II (trôc b¸nh xe) Trôc II cña c¬ cÊu di chuyÓn cæng chÞu lùc c¾t do träng l­îng b¶n th©n cæng, vËt n©ng, lùc vßng P vµ lùc h­íng t©m Pr g©y nªn g©y nªn. V× b¸nh r¨ng bÞ dÉn g¾n chÆt vµo b¸nh xe mµ kh«ng gèi lªn trôc nªn lùc vßng P vµ lùc h­íng t©m Pr ë b¸nh r¨ng t¸c dông vµo trôc II th«ng qua b¸nh xe b¸nh xe. H×nh 3.3: BiÓu m«men trôc II ë ®©y P = 14870,5 (N) Pr = 3597,5 (N) F = = = 159,2575 (kN) - Ph¶n lùc ë c¸c gèi + Ph¶n lùc theo ph­¬ng x SMC = 30.RDx - 15.(F - Pr) = 0 => RDx = = = 77829,75 (N) + Ph¶n lùc theo ph­¬ng y SMC = 30RDy– 15P=0 => RDy = = = 7435,25 (N) Ta cã biÓu ®å m«men nh­ h×nh 3.3 - M«men uèn t¹i tiÕt diÖn nguy hiÓm: Mu = = = 6075642,2 (Nmm) - §­êng kÝnh trôc II dII > (CT 7-3 –TKCTM) ë ®©y [s]: øng suÊt cho phÐp cña VL lµm trôc. Chän VL lµm trôc lµ thÐp 45 ta cã [s] = 63 (N/mm) (B¶ng 7-2 –TKCTM) VËy dII > = 98,8 (mm) Chän ®­êng kÝnh trôc II: dII = 100 (mm) c. Trôc III (trôc trung gian) Trôc trung gian chØ chÞu lùc vßng P vµ lùc h­íng t©m Pr t¸c dông - Ph¶n lùc t¹i gèi SME = 30.RFy– 22.P=0 => RFy = = = 10905 (N) H×nh: 3.4: BiÓu m«men trôc III - §­êng kÝnh trôc trung gian d > Chän VL lµm trôc lµ thÐp 45 ta cã [s] = 63 (N/mm) (B¶ng 7-2 –TKCTM) VËy dII > = 51,7 (mm) Chän ®­êng kÝnh trôc trung gian dIII = 55 (mm) 9. Chän æ bi: a. Trôc I æ bi ®ì trôc ®­îc chän theo hÖ sè kh¶ n¨ng lµm viÖc C, hÖ sè C ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: C = Q.(nh)0,3 ë ®©y + Q: lùc t¸c dông vµo æ Q = RBx2 + RBy2 = 451,32 + 1090,52 = 1180,2 (daN) + n: sè vßng quay cña trôc n = 31,15 (v/p) + h: sè giê lµm viÖc h = 10000 (h) VËy C = 1180,2.(31,15. 10000)0,3 = 52479 - Chän æ ®òa lßng cÇu hai d©y lo¹i nhÑ ký hiÖu 3513 cã: + §­êng kÝnh lç: d = 65 (mm) + §­êng kÝnh lín nhÊt cña æ: D = 120 (mm) + HÖ sè C = 57000 + ChiÒu réng æ: B = 31(mm) b. Trôc II æ bi ®ì trôc ®­îc chän theo hÖ sè kh¶ n¨ng lµm viÖc C, hÖ sè C ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: C = Q.(nh)0,3 ë ®©y + Q: lùc t¸c dông vµo æ Q0 = P2 + (F – Pr)2 = 1487,052 + (15925,7 – 359,75)2 = 15636,8 (daN) V× chän 2 æ bi ®ì nªn lùc t¸c dông vµo mét æ lµ: Q = + n: sè vßng quay cña trôc n = 12,37 (v/p) + h: sè giê lµm viÖc h = 1000 (h) VËy C = 7818,4.(12,37. 10000)0,3 = 2630529 - Chän æ ®òa lßng cÇu hai d©y lo¹i võa ký hiÖu 113520 cã: + §­êng kÝnh lç: d = 100 (mm) + §­êng kÝnh lín nhÊt cña æ: D = 180 (mm) + HÖ sè C = 280000 + ChiÒu réng æ: B = 46 (mm) c. Trôc III æ bi ®ì trôc ®­îc chän theo hÖ sè kh¶ n¨ng lµm viÖc C, hÖ sè C ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: C = Q.(nh)0,3 ë ®©y + Q: lùc t¸c dông vµo æ Q0 = P = 1487,05 (daN) + n: sè vßng quay cña trôc n = 12,37 (v/p) + h: sè giê lµm viÖc h = 10000 (h) VËy C = 1487,05.(31,15. 10000)0,3 = 66124,6 - Chän æ ®òa lßng cÇu hai d©y lo¹i võa ký hiÖu 113511 cã: + §­êng kÝnh lç: d = 55 (mm) + §­êng kÝnh lín nhÊt cña æ: D = 100 (mm) + HÖ sè C = 72000 + ChiÒu réng æ: B = 25 (mm) Ch­¬ng IV: thiÕt kÕ hÖ thèng ®IÒu khiÓn ®IÖn I. Giíi thiÖu chung HÖ thèng ®iÒu khiÓn ®iÖn trªn cæng trôc cã chøc n¨ng nhiÖm vô lµ gióp cho qu¸ tr×nh lµm viÖc cña m¸y c¬ ®éng linh ho¹t vµ dÔ ®iÒu khiÓn nhÊt dèi víi ng­êi sö dông. Do vËy ph¶i cã nh÷ng truyÒn ®éng ®iÒu khiÓn cho c¬ cÊu n©ng chÝnh, n©ng phô, di chuyÓn xe con vµ di chuyÓn cæng. §Ó thuËn tiÖn hÖ thèng ®iÖn ®­îc ®iÒu khiÓn b»ng nót bÊm vµ c¸c cÇn g¹t bè trÝ bªn trong cña cabin. Mét sè yªu cÇu chung cña c¸c thiÕt bÞ ®iÖn trong cæng trôc + §é bÒn c¬ khÝ cao v× ph¶i lµm viÖc th­êng xuyªn nÆng nhäc. + Ph¶i lµm viÖc tèt trong ®iÒu kiÖn khÝ hËu c«ng tr­êng x©y dùng (m­a, giã, ®é Èm, nhiÖt ®é thay ®æi...). + DÔ thay ®æi khi háng hãc. II. TÝnh chän c¸c thiÕt bÞ ®iÖn 1. X¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n cña cæng - C«ng suÊt tÝnh to¸n ®éng lùc P®l = knc.P® Trong ®ã knc: hÖ sè trung b×nh knc = 0,8 (PL1.3 – TKC§) P® = 62 (kw) VËy P®l = knc.P® = 0,8.62 = 49,6 (kw) - C«ng suÊt tÝnh to¸n cho c¸c thiÕt bÞ phô Pp = 2 (kw) - C«ng suÊt tÝnh to¸n t¸c dông cña cæng Ptt = P®l + Pp = 49,6 + 2 = 51,6 (kw) - C«ng suÊt tÝnh to¸n ph¶n kh¸ng cña cæng Qtt = Q®l = P®l.tgj HÖ sè cosj cña cæng Cosj = 0,85 (PL1.3 - TKC§) => Qtt = 49,6.0,62 = 30,752 (kw) - C«ng suÊt tÝnh to¸n toµn phÇn cña cæng Stt = = = 60,7 (kw) Ta cã b¶ng phô t¶i tÝnh to¸n cña cæng STT C¬ cÊu P® Cosj S® 1 Tæng 51,6 0,85 60,7 2 N©ng chÝnh 30 0,85 35,3 3 N©ng phô 16 0,85 18,8 4 Di chuyÓn xe con 5 0,85 5,88 5 Di chuyÓn cæng 5,5 0,85 6,5 6 ChiÕu s¸ng 2 2 B¶ng 3: phô t¶i tÝnh tÝnh to¸n cña cæng 2. Chän c¸p ®iÖn vµ d©y dÉn C¸p ®iªn ®­îc chän theo dßng ®iÖn phô t¶i cho phÐp - C¸p tæng Dßng ®iÖn lín nhÊt trong c¸p I = = = 92,2 (A) Chän c¸p ®ång 4 lâi c¸ch ®iÖn b»ng cao su cã vá thÐp tiÕt diÖn 35 mm2 lo¹i 4G35 cã: Icp = 110 (A) dlâi = 7,1 (mm2) dvá = 28,5 (mm2) - C¸p tõ tñ ®iÖn ®Õn ®éng c¬ n©ng chÝnh Dßng ®iÖn phô t¶i trong c¸p I = = = 53,6 (A) Chän c¸p ®ång 4 lâi c¸ch ®iÖn b»ng cao su cã vá thÐp tiÕt diÖn 10 mm2 lo¹i 4G10 cã: Icp = 55 (A) dlâi = 3,8 (mm2) dvá = 18,5 (mm2) - C¸p tõ tñ ®iÖn ®Õn ®éng c¬ n©ng phô Dßng ®iÖn phô t¶i trong c¸p I = = = 28,56 (A) Chän c¸p ®ång 4 lâi c¸ch ®iÖn b»ng cao su cã vá thÐp tiÕt diÖn 6 mm2 lo¹i 4G6 cã: Icp = 50 (A) dlâi = 2,9 (mm2) dvá = 16 (mm2) - C¸p tõ tñ ®iÖn ®Õn ®éng c¬ di chuyÓn xe con Dßng ®iÖn phô t¶i trong c¸p I = = = 8,9 (A) Chän c¸p ®ång 4 lâi c¸ch ®iÖn b»ng cao su cã vá thÐp tiÕt diÖn 4 mm2 lo¹i 4G2,5 cã: Icp = 19 (A) dlâi = 21,8 (mm2) dvá = 12,5 (mm2) - C¸p tõ tñ ®iÖn ®Õn ®éng c¬ di chuyÓn cæng Dßng ®iÖn phô t¶i trong c¸p I = = = 9,8 (A) Chän c¸p ®ång 4 lâi c¸ch ®iÖn b»ng cao su cã vá thÐp tiÕt diÖn 2,5 mm2 lo¹i 4G2,5 cã: Icp = 19 (A) dlâi = 21,8 (mm2) dvá = 12,5 (mm2) - Chän d©y ®iÖn cho m¹ch ®iÒu khiÓn vµ d©y dÉn phô Dßng ®iÖn phô t¶i trong d©y I = = = 5,2 (A) Chän d©y dÉn ®ång 2 lâi c¸ch ®iÖn b»ng cao su tiÕt diÖn 1 mm2 lo¹i cã Icp = 8 (A) 3. Chän m¸y biÕn ¸p Trªn cæng trôc cã sö dông mét m¸y biÕn ¸p 220/12v ®Ó biÕn dßng ®iÖn l­íi 220v thµnh dßng 12v sö dông cho chiÕu s¸ng, qu¹t, cßi, æ c¾m ... M¸y biÕn ¸p ®­îc chän theo c«ng suÊt phô t¶i tÝnh to¸n. Ta cã: S®mB > S® ë ®©y S® = 2(kw) VËy chän m¸y biÕn ¸p do h·ng ABB chÕ t¹o lo¹i 220/12v cã: S® = 2,2 (kw) 4. Chän ¸pt«m¸t ¸pt«m¸t ®­îc chän theo dßng lµm viÖc l©u dµi, chÝnh lµ dßng ®iÖn tÝnh to¸n cña phô t¶i. I®mA = Itt = = = 92,2 (A) Chän ¸pt«m¸t do h·ng Merlin Gerin (Ph¸p) chÕ t¹o lo¹i 15-100A-C100E cã: I®m = 100 (A) U®m = 500 (v) IN = 7,5 (A) 5. Chän cÇu dao CÇu dao ®­îc chon theo dßng ®iÖn ®Þnh møc cña phô t¶i, víi I = 92,2 (A), chän lo¹i cÇu dao 4 cùc cã: I®m = 100 (A) U®m= 380 (V) 6. Chä c«ngt¾ct¬ C«ngt¾ct¬ c¬ cÊu n©ng chÝnh: Chän c«ngt¾ct¬ do LG chÕ t¹o lo¹i GMC100 cã: I = 100(A) C«ngt¾ct¬ c¬ cÊu n©ng phô: Chän c«ngt¾ct¬ do LG chÕ t¹o lo¹i GMC75 cã: I = 75(A) C«ngt¾ct¬ c¬ cÊu di chuyÓn xe con: Chän c«ngt¾ct¬ do LG chÕ t¹o lo¹i GMC50 cã: I = 50(A) C«ngt¾ct¬ c¬ cÊu di chuyÓn cæng: Chän c«ngt¾ct¬ do LG chÕ t¹o lo¹i GMC50 cã: I = 50(A) 7. Chän r¬le nhiÖt C¬ cÊu n©ng chÝnh: Chän r¬le nhiÖt do LG chÕ t¹o lo¹i GTH100 cã: I = 65 - 100(A) C¬ cÊu n©ng phô: Chän r¬le nhiÖt do LG chÕ t¹o lo¹i GTH85 cã: I = 34 - 85(A) C¬ cÊu di chuyÓn xe con: Chän r¬le nhiÖt do LG chÕ t¹o lo¹i GTH40 cã: I = 18 - 40(A) C¬ cÊu di chuyÓn cæng: Chän r¬le nhiÖt do LG chÕ t¹o lo¹i GTH40 cã: I = 18 - 40(A) III. ThiÕt kÕ hÖ thèng ®iÒu khiÓn ®iÖn 1. HÖ thèng ®iÒu khiÓn c¬ cÊu n©ng chÝnh HÖ thèng ®iÒu khiÓn ®iÖn cña ®éng c¬ n©ng chÝnh nh­ h×nh 4.1. Trong m¹ch r«to m¾c c¸c ®iÖn trë phô R1, R2, R3 ®Ó h¹n chÕ dßng ®iÖn më m¸y vµ ®iÖn trë h·m Rh ®Ó h¹n chÕ dßng ®iÖn h·m ng­îc. S¬ ®å cho phÐp lµm viÖc ë tèc ®é trung gian nªn c¸c ®iÖn trë phô R1, R2, R3 cßn lµm nhiÖm vô ®iÒu chØnh tèc ®é nªn chóng ®­îc chän lµm viÖc ë chÕ ®é dµi h¹n. Qu¸ tr×nh më m¸y ®­îc ®iÒu khiÓn theo nguyªn t¾c thêi gian nhê c¸c c«ngt¾ct¬ cã l¾p thªm c¸c c¬ cÊu duy tr× thêi gian. §iÒu khiÓn h·m ng­îc theo nguyªn t¾c dßng ®iÖn b»ng r¬le dßng ®iÖn RH. ChØ sè dßng ®iÖn chØnh ®Þnh hót cña r¬le RH lín h¬n dßng ®iÖn khëi ®éng mét Ýt ®Ó khi khëi ®éng r¬le RH kh«ng t¸c ®éng. Nguyªn lý lµm viÖc: - ë tr¹ng th¸i ban ®Çu tay quay khèng chÕ KC ë vÞ trÝ “0”, sau khi ®ãng cÇu dao CD r¬le ®iÖn ¸p RA kiÓm ®iÖn ¸p nguån, nÓu ®ñ trÞ sè cho phÐp lµm viÖc th× tiÕp ®iÓm RA ph©n m¹ch tiÕp ®iÓm KC0 cho phÐp hÖ thèng lµm viÖc. - Muèn khëi ®éng ®éng c¬ theo chiÒu thuËn ta quay bé khèng chÕ sang ph¶i. VÝ dô ®Ó vÞ trÝ 5 bªn ph¶i. Lóc nµy c¸c tiªp ®iÓm KC1, KC2, KC3, KC4, KC5, KC6 kÝn. R¬le kho¸ RK chØ cã t¸c dông khi ®¶o chiÒu h·m ng­îc. Khi khëi ®éng r¬le Rh kh«ng t¸c ®éng nªn ®iÖn trë RH bÞ lo¹i ngay tõ ®Çu nhê c«ngt¾ct¬ H cã ®iÖn qua tiÕp ®iÓm RH (15-17) th­êng më. Qu¸ tr×nh lo¹i trõ c¸c ®iÖn trë phô R1, R2, R3 ®­îc tiÕn hµnh theo nguyªn t¾c thêi gian. NÕu ®Ó bé khèng chÕ KC ë vÞ trÝ trung gian cã nh÷ng tiÕp ®iÓm cña KC kh«ng ®ãng khiÕn c¸c c«ngt¾ct¬ t­¬ng øng kh«ng cã ®iÖn vµ do ®ã c¸c ®iÖn trë t­¬ng øng sÏ lµm viÖc l©u dµi trong m¹ch r«to nªn ®éng c¬ lµm viÖc ë c¸c chÕ ®é trung gian thÊp. H×nh 4.1: hÖ thèng ®iÒu khiÓn c¬ cÊu n©ng chÝnh R1, R2, R3: ®iÖn trë phô, RH: ®iªn trë h·m, RA: r¬le ®iÖn ¸p RK: r¬le kho¸, G: r¬le thêi gian, CD: cÇu dao, CC: cÇu ch× T: c«ngt¾t¬ n©ng, N: c«ngt¾ct¬ h¹, RM: r¬le dßng ®iÖn, RN: r¬le nhiÖt KHn: giíi h¹n t¶i träng n©ng, KHh: giíi h¹n chiÒu cao n©ng H×nh 4.2: hÖ thèng ®iÒu khiÓn c¬ cÊu n©ng phô R1, R2, R3: ®iÖn trë phô, RH: ®iªn trë h·m, RA: r¬le ®iÖn ¸p RK: r¬le kho¸, G: r¬le thêi gian, CD: cÇu dao, CC: cÇu ch× T: c«ngt¾t¬ n©ng, N: c«ngt¾ct¬ h¹, RM: r¬le dßng ®iÖn, RN: r¬le nhiÖt KHn: giíi h¹n t¶i träng n©ng, KHh: giíi h¹n chiÒu cao n©ng - Khi ®¶o chiÒu quay do quay bé khèng chÕ tõ phÝa ph¶i sang phÝa tr¸i, lóc v­ît qua vÞ trÝ “0” tÊt c¶ c¸c c«gt¾ct¬ vµ r¬le mÊt ®iÖn (trõ r¬le RA). Khi sang c¸c vÞ trÝ bªn tr¸i do dßng ®iÖn h·m ng­îc lín h¬n dßng khëi ®éng nªn RH t¸c ®éng më tiÕp ®iÓm RH (15-17) nªn cÊp ®iÖn trë Rh ®­îc ®­a vµo m¹ch r«to ®Ó h¹n chÕ dßng ®iÖn h·m ng­îc. T¸c dông cña r¬le kho¸ Rk nh­ sau: RH, RK ®­îc kÝch thÝch ®ång thêi sau khi c«ngt¾ct¬ quay ng­îc N ®ãng, nh­ng RK ®­îc chän víi thêi gian t¸c ®éng lín h¬n thêi gian t¸c ®éng cña Rh cho nªn tiÕp ®iÓm Rh (15-17) më ra råi th× tiÕp ®iÓm RK (13-15) míi ®ãng l¹i nªn ®iÖn trá Rh ®­îc ®­a vµo m¹ch r«to. Khi tèc ®é gi¶m ®Õn gÇn b»ng “0” th× dßng ®iÖn r«to gi¶m ®Õn dßng ®iÖn khëi ®éng nªn r¬le RH nh¶, cÊp ®iÖn trë Rh ®­îc lo¹i khái m¹ch cña r«to, ®éng c¬ b¾t ®Çu khëi ®éng theo chiÒu ng­îc l¹i - C¸c r¬le 1RM, 2RM dïng ®Ó b¶o vÖ ng¾n m¹ch, c¸c r¬le 1RN, 2RN dïng ®Ó b¶o vÖ qu¶ t¶i. 2. HÖ thèng ®iÒu khiÓn c¬ cÊu n©ng phô S¬ ®å hÖ th«ng ®iÒu khiÓn c¬ cÊu n©ng phô h×nh 4.2 HÖ thèng ®iÒu khiÓn vµ nguyªn lý lµm viÖc cña c¬ cÊu n©ng phô gièng nh­ hÖ thèng ®iÒu khiÓn vµ nguyªn lý lµm viÖc cña c¬ cÊu n©ng chÝnh. 3. HÖ thèng ®iÒu khiÓn c¬ cÊu di chuyÓn xe con HÖ thèng ®iÒu khiÓn c¬ cÊu di chuyÓn xe con nh­ h×nh 4.3 Nguyªn lý lµm viÖc: - ë tr¹ng th¸i ban ®Çu tay quay khèng chÕ KC ë vÞ trÝ “0”, sau khi ®ãng cÇu dao CD r¬le ®iÖn ¸p RA kiÓm ®iÖn ¸p nguån, nÓu ®ñ trÞ sè cho phÐp lµm viÖc th× tiÕp ®iÓm RA ph©n m¹ch tiÕp ®iÓm KC0 cho phÐp hÖ thèng lµm viÖc. H×nh 4.3: hÖ thèng ®iÒu khiÓn c¬ cÊu di chuyÓn xe con R1, R2, R3: ®iÖn trë phô, RH: ®iªn trë h·m, RA: r¬le ®iÖn ¸p T: c«ngt¾t¬ di chuyÓn sang ph¶i, N: c«ngt¾ct¬ di chuyÓn sang tr¸i G: r¬le thêi gian, CD: cÇu dao, CC: cÇu ch× RM: r¬le dßng ®iÖn, RN: r¬le nhiÖt, KHn: giíi h¹n hanh trÝnh di chuyÓn H×nh 4.4: hÖ thèng ®iÒu khiÓn c¬ cÊu di chuyÓn cæng R1, R2, R3: ®iÖn trë phô, RH: ®iªn trë h·m, RA: r¬le ®iÖn ¸p T: c«ngt¾t¬ di chuyÓn tiÕi, N: c«ngt¾ct¬ di chuyÓn lïi G: r¬le thêi gian, CD: cÇu dao, CC: cÇu ch× RM: r¬le dßng ®iÖn, RN: r¬le nhiÖt, KHn: giíi h¹n hanh trÝnh di chuyÓn - Muèn khëi ®éng ®éng c¬ theo chiÒu tiÕn ta quay bé khèng chÕ sang ph¶i. VÝ dô ®Ó vÞ trÝ 4 bªn ph¶i. Lóc nµy c¸c tiªp ®iÓm KC1, KC2, KC3, KC4, KC5, kÝn. Qu¸ tr×nh lo¹i trõ c¸c ®iÖn trë phô R1, R2, R3 ®­îc tiÕn hµnh theo nguyªn t¾c thêi gian. NÕu ®Ó bé khèng chÕ KC ë vÞ trÝ trung gian cã nh÷ng tiÕp ®iÓm cña KC kh«ng ®ãng khiÕn c¸c c«ngt¾ct¬ t­¬ng øng kh«ng cã ®iÖn vµ do ®ã c¸c ®iÖn trë t­¬ng øng sÏ lµm viÖc l©u dµi trong m¹ch r«to nªn ®éng c¬ lµm viÖc ë c¸c chÕ ®é trung gian thÊp. - Khi ®¶o chiÒu quay do quay bé khèng chÕ tõ phÝa ph¶i sang phÝa tr¸i, lóc v­ît qua vÞ trÝ “0” tÊt c¶ c¸c c«gt¾ct¬ vµ r¬le mÊt ®iÖn (trõ r¬le RA), do ®ã ®éng c¬ kh«ng lam viÖc. Khi ®Õn vÞ trÝ bªn tr¸i ®éng c¬ l¹i lµm viÖc b×nh th­êng nh­ khi khëi ®éng bªn ph¸i. - C¸c r¬le 1RM, 2RM dïng ®Ó b¶o vÖ ng¾n m¹ch, c¸c r¬le 1RN, 2RN dïng ®Ó b¶o vÖ qu¶ t¶i 2. HÖ thèng ®iÒu khiÓn c¬ cÊu di chuyÓn xe con HÖ thèng ®iÒu khiÓn c¬ cÊu di chuyÓn cæng nh­ h×nh 4.4 Nguyªn lý lµm viÖc cña c¬ cÊu di chuyÓn cæng gièng nh­ nguyªn lý lµm viÖc cña c¬ cÊu di chuyÓn xe con. Ch­¬ng V: TÝnh to¸n tang r¶I c¸p ®IÖn 1. S¬ ®å côm tang §å ¸n nµy sö dông tang cuèn c¸p ®iÖn lµ hÖ pal¨ng c¸p. S¬ ®å côm tang r¶i c¸p ®iÖn h×nh 5.1. Khi cæng trôc ë vÞ trÝ cña hép cÊp ®iÖn th× toµn bé c¸p ®iÖn ®­îc quÊn vµo tang 4, khi cæng trôc di chuyÓn ra xa khái vÞ trÝ cÊp ®iÖn nhê lùc kÐo cña c¬ cÊu di chuyÓn cæng c¸p ®iÖn ®­îc r¶i ra cßn khi cæng trôc di chuyÓn vÒ gÇn vÞ trÝ cÊp ®iÖn th× c¸p ®iÖn ®­îc quÊn vµo tang 4 nhê lùc kÐo cña c¸c qu¶ nÆng th«ng qua hÖ pal¨ng 1 vµ tang cuèn c¸p 2. H×nh 5.1: 1.hÖ pal¨ng c¸p, 2.tang cuèn c¸p thÐp 3.bé lÊy ®iÖn, 4.tang cuèn c¸p ®iÖn 2. Chän s¬ bé c¸c thiÕt bÞ: - §­êng kÝnh tang cuèn c¸p ®iÖn : Dt® = 1000 (mm) - ChiÒu réng tang cuèn c¸p ®iÖn : bt® = 300 (mm) - §­êng kÝnh tang cuèn c¸p : Dtc = 300 (mm) - ChiÒu réng tang cuèn c¸p : dtc = 300 (mm) - ChiÒu dµi lµm viÖc cña cæng : L = 100 (m) - ChiÒu dµi c¸p ®iÖn §iÖn l­íi ®­îc cÊp cho cæng ë gi÷a do vËy chiÒu dµi tèi thiÓu c¸p ®iÖn cÇn cã lµ: Lc = .L = .100 = 50 (m) - Chän c¸p ®iÖn: C¸p ®iÖn ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng víi N = 62 (KW) chän c¸p ®ång 4 lâi c¸ch ®iÖn PVC do LENS chÕ t¹o lo¹i 4G35 cã: + §­êng kÝnh c¸p: dc = 28,5 (mm) + TiÕt diÖn mét sîi c¸p: S1 = 7,1 (mm) + Träng l­îng riªng cña c¸p: f = 1730 (kg/km) = 1,73 (kg/m) + Søc kÐo cña d©y T0 = s. S ( trang 161- TKC§) ë ®©y s : øng suÊt cho phÐp cña vËt liÖu lµm d©y dÉn. Víi ®ång ta cã s = 529 (N/mm2) ( trang 160- TKC§) S : tæng tiÕt diÖn c¸p S = 3.S1 = 3.7,1 = 21,3 (mm2) VËy T0 = s. F = 529.21,3 = 11267,7 (N) 3. TÝnh to¸n hÖ tang cuèn c¸p a. Béi suÊt pal¨ng c¸p Sè vßng quay cña tang ®Ó quÊn hÕt sè c¸p ®iÖn lµ: n = ë ®©y n : sè vßng quay cña tang (v) Lc: chiÒu dµi c¸p ®iÖn (m) Dt®: ®­êng kÝnh tang cuèn c¸p ®iÖn VËy n = = 15,9 (vßng) ChiÒu dµi c¸p thÐp cuèn trªn tang lµ: l = n.p.Dtc = 15,9.3,14.0,3 = 15 (m) VËy bé suÊt cña pal¨ng c¸p lµ a= 2 b. Träng l­îng qu¶ nÆng pal¨ng Lùc cÇn thiÕt ®Ó cuèn c¸p ®iÖn lªn tang + §Ó cuèn ®­îc c¸p lªn tang th× lùc kÐo cña tang ph¶i lín h¬n lùc lín nhÊt xuÊt hiªn trªn c¸p. C¸p ®iÖn cã lùc kÐo lín nhÊt khi cæng trôc ë vÞ trÝ xa nhÊt so víi hép cÊp ®iÖn, khi nµy c¸p trªn tang ®­îc nh¶ hÕt, coi nh­ c¸p ®­îc treo trªn hai gèi, lùc t¸c dông lªn c¸p chÝnh lµ träng l­îng b¶n th©n c¸p. Lùc kÐo nhá nhÊt chÝnh b»ng ph¶n lùc ë c¸c gèi lµ: Tmin = HA = HB = = = 43,25 (kg) = 432,5 (N) + Kh¶ n¨ng kÐo lín nhÊt cña c¸p ®iÖn Tmax = ë ®©y n: hÖ sè an toµn n = 1,5 VËy Tmax = = = 7511,8 (N) - M«mmen xo¾n t¸c dông lªn trôc + Víi lùc kÐo bÐ nhÊt Mmin = H.Rc® ë ®©y Rc®: b¸n kÝnh tang cuèn c¸p ®iÖn Rc® = 0,5 (m) VËy M = T.Rc® = 432,5.0,5 = 216,25 (Nm) + Víi lùc kÐo lín nhÊt cña c¸p Mmax= T.Rc® = 7511,8.0,5 = 3755,9(Nm) - Lùc t¸c dông lªn c¸p thÐp Pmin = = = 1441,7 (N) Pmax = = = 25039,3 (N) - Lùc kÐo cña qu¶ nÆng Fmin = Pmin.a = 1441,7.2 = 2883,4 (N) Fmax = Pmax.a = 25039.2 = 50078 (N) Qu¶ nÆng cña hÖ pal¨ng c¸p ®­îc chän n»m träng giíi h¹n Fmax vµ Fmin, ta chän khèi l­îng qu¶ nÆng: m = 320 (kg) 4. ThiÕt kÕ cum lÊy ®iÖn: V× tang cuèn c¸p quay so víi ch©n cæng nªn ®Ó lÊy ®iÖn tõ tang ®­a vµo cæng ta ph¶i cã côm lÊy ®iÖn. S¬ ®å côm lÊy ®iÖn nh­ h×nh vÏ 5.2. H×nh 5.2: S¬ ®å côm lÊy ®iÖn 1.tang cuèn c¸p ®iÖn, 2.èc ®ång, 3.chæi quÐt 4.phÝp c¸ch ®iÖn, 5.cæ gãp, 6.èng thÐp, 7.thanh lÊy ®iÖn 8.trôc, 9.æ bi, 10.bul«ng, 11.hép l©y ®iÖn Côm lÊy ®iÖn gåm 2 phÇn chÝnh lµ phÇn quay vµ phÇn kh«ng quay. PhÇn quay lµ chæi quÐt 3 ®­îc g¾n vµo tang nhê bul«ng 2, ngoµi nhiÖm vô g¾n chÆt chæ quÐt vµo tang bul«ng 2 cßn truyÒn ®iÖn tõ c¸p ®iÖn vµo chæi quÐt do vËy bul«ng 2 ®­îc lµm b»ng ®ång vµ cã ®Çu ®Ó b¾t c¸p. C¸c èng phÝp c¸ch ®iÖn ®­îc sö dông ®Ó tr¸nh ®iÖn rß rØ ra ngoµi. C¸c chæi quÐt t× lªn cæ gãp ®Ó truyÒn ®iÖn tõ phÇn quay sang phÇn kh«ng quay. Cæ gãp ®­îc c¸ch ®iÖn víi nhau vµ víi èng thÐp 6 nhê c¸c phÝp c¸ch ®iÖn 4. C¸c phÝp c¸ch ®iÖn ®­îc b¾t chÆt vµo èng thÐp 6 nhê bul«ng 10. §iÖn tõ cæ gãp ®­îc thanh truyÒn ®iÖn 7 ®­a vµo hép lÊy ®iÖn ®Ó cung c¸p cho cæng. 5. TÝnh trôc - Chän s¬ bé ®­êng kÝnh trôc: ®­êng kÝnh trôc ®­îc chän theo ®­êng kÝnh cña tang cuèn. + §­êng kÝnh trôc phÝa l¾p tang cuèn c¸p ®iÖn: víi ®­êng kÝnh tang cuèn c¸p ®iÖn Dc® = 1000 (mm) ta chän ®­êng kÝnh cña trôc lµ: d = 100 (mm) + §­êng kÝnh trôc phÝa l¾p tang cuèn c¸p thÐp: víi ®­êng kÝnh tang cuèn c¸p thÐp Dct = 300 (mm) ta chän ®­êng kÝnh cña trôc lµ: d = 60 (mm) - TÝnh bÒn trôc: Trôc cña c¬ cÊu tang r¶i c¸p ®iÖn chÞu t¸c dông cña m«mem xo¾n Mx, lùc kÐo cña c¸p ®iÖn F vµ lùc kÐo cña qu¶ nÆng th«ng qua hÖ pal¨ng c¸p P, h×nh 5.3 M«mem xo¾n t¸c dông lªn trôc Mx = 216250 (Nmm) + M«mem uèn t¸c dông lªn trôc M«men theo ph­¬ng X Mux = P.b = 1600. 500 = 800000 (Nmm) M«men theo ph­¬ng Y Muy = F.a = 480. 400 = 192000 (Nmm) M«mem uèn t¸c dông lªn trôc Mu = = 822717,5 (Nmm) + M«mem t­¬ng ®­¬ng Mt® = = 843763,6 (Nmm) H×nh 5.3: BiÓu ®å néi lùc cña trôc + §­êng kÝnh trôc d > (CT 7-3 –TKCTM) ë ®©y [s]: øng suÊt cho phÐp cña VL lµm trôc Chän VL lµm trôc lµ thÐp 45 ta cã [s] = 63 (N/mm) (B¶ng 7-2 –TKCTM) VËy dII > = 51,6 (mm) 6. Chän æ bi ®ì æ bi ®ì trôc ®­îc chon theo hÖ sè kh¶ n¨ng lµm viÖc C, hÖ sè C ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: C = Q.(nh)0,3 ë ®©y + Q: lùc t¸c dông vµo æ Q = 267 (daN) + n: sè vßng quay cña trôc n = 6,4 (v/p) + h: sè giê lµm viÖc h = 15000 (h) VËy C = 267.(6,4. 15000)0,3 = 8340 - Chän æ bi ®ì mét d·y cì ®Æc biÖt nhÑ ký hiÖu 120 cã: + §­êng kÝnh lç: d = 100 (mm) + §­êng kÝnh lín nhÊt cña æ: D = 150 (mm) + HÖ sè C = 66000 + ChiÒu réng æ: B = 24 (mm) s¬ ®å l¾p dùng §Ó chuÈn bÞ cho qu¸ tr×nh l¾p dùng cÇn dän s¹ch mÆt b»ng vµ l¾p ®Æt tr­íc c¸c thiÕ bÞ cÇn thiÕt nh­ ray di chuyÓn cæng vµ tr¹m biÕn ¸p cung c¸p ®iÖn cho cæng... Do cæng trôc cã khÈu ®é lín vµ träng l­îng lín nªn ®Ó l¾p dùng cÇn cã hai cÇu trôc tù hµnh cã søc n©ng lín. Tr­íc khi tiÕn hµnh l¾p dùng cÇn kiÓm tra xem c¸c thiÕt bÞ cña cæng ®· ®øng víi b¶n thiÕt kÕ ch­a, nÕu toµn bé ®Òu ®¹t yªu cÇu th× qua tr×nh l¾p dùng míi ®­îc tiÕn hµnh. Qu¸ tr×nh l¾p dùng ph¶i ®­îc c¸n bé kü thuËt gi¸m s¸t chÆt chÏ. C¸c b­íc cña qu¸ tr×nh l¾p dùng - B­íc 1: cÈu dÇm vµo vÞ trÝ ®Æt trªn c¸c tÊm kª, sao cho dÇm n»m ngang so víi ray di chuyÓn cæng. KiÓm tra vÞ trÝ t­¬ng ®èi gi÷a dÇm víi ray di chuyÓn vµ gi÷a c¸c dÇm víi nhau. H×nh 6.1: Liªn kÕt dÇm cÇu 1. dÇm cuèi, 2. dÇm cÇu Khi c¸c kiÓm tra xong th× liªn kÕt chóng l¹i víi nhau b»ng c¸c bul«ng M16 trªn dÇm cuèi . - B­íc 2: cÈu ch©n cæng 3 vµo vÞ trÝ sao cho ®Çu ch©n cæng n»m gi÷a c¸c tai cña dÇm sau ®ã liªn kÕt khíp ch©n cæng víi dÇm b»ng c¸c ch«t 4, ®èi víi hai ch©n mÒm lµ hai chèt cßn hai ch©n cøng lµ bèn chèt. V× ch©n cæng sÏ quay quanh chèt khi cÈu dÇm lªn do ®ã cã thÓ b«i mét líp mì ®Ó ch©n cã thÓ quay mét c¸ch nhÑ nhµng. H×nh 6.2: Liªn kÕt ch©n cæng víi dÇm 3. ch©n cæng, 4. chèt ch©n cæng víi dÇm - B­íc 3: dïng cÈu tù hµnh cÈu c¸c côm b¸nh xe 5 vÒ phÝa cuèi ch©n cæng sao cho h¸nh xe cña c¬ cÊu di chuyÓn n»m trªn ray di chuyÓn vµ ®Çu cuèi ch©n cæng n»m gi÷a c¸c tai sau ®ã liªn kÕt c¸c côm b¸nh xe víi ch©n cæng b»ng chèt 6. Chèt nµy còng ph¶I cã mét líp mì ®Ó tr¸nh bÞ kÑt. H×nh 6.3: liªn kÕt côm b¸nh xe víi ch©n cæng 5. chèt ch©n cæng víi côm b¸nh xe, 6. côm b¸nh xe. - B­íc 4: Dïng cÇn cÈu tù hµnh cÈu toµn bé cæng lªn mét c¸ch tõ tõ, nhê liªn kÕt khíp gi÷a ch©n cæng vµdÇm nªn c¸c côm b¸nh xe di chuyÓn däc ray tiÕn vÒ phÝa nhau. H×nh 6.4: CÈu tõ tõ toµn bé cæng lªn Khi kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c côm b¸nh xe b»ng kho¶ng c¸ch tÝnh to¸n th× liªn kÕt chóng l¹i víi nhau b»ng thanh gi»ng 7. Dïng chèt 8 chèt chÆt ch©n cæng víi dÇm ®¶m b¶o hÖ ch©n cæng víi dÇm lµ hÖ tÜnh ®Þnh. H×nh 6.5: Cè ®Þnh cæng trôc 7. thanh gi»ng, 8. chèt cè ®Þnh - B­íc 5: dïng cÇn cÈu tù hµnh l¾p ®Æt xe con, cabin, sµn thao t¸c, cÇu thang, vµ hÖ thèng tang r¶i c¸p. H×nh 6.6: l¾p ®Æt c¸c thiÕt bÞ xe con, 10. cabin 11. cÇu thang, 12. tang r¶i c¸p - B­íc 6: l¾p ®Æt hÖ thèng ®iÒu khiÓn ®iÖn. - B­íc 7: kiÓm tra l¹i toµn bé c¸c thiÕt bÞ vµ qu¸ tr×nh l¾p dùng sau ®ã cho m¸y thö t¶i tr­íc khi ®­a vµo khai th¸c. Tµi liÖu tham kh¶o “C¬ së thiÕt kÕ m¸y x©y dùng” - t¸c gi¶: PGS.TS. Vò Liªm ChÝnh (chñ biªn), TS. Tr­¬ng Quèc Thµnh, TS. Ph¹m Quang Dòng - Nhµ xuÊt b¶n x©y dùng - Hµ Néi - 2002. “M¸y vµ thiÕt bÞ n©ng” - t¸c gi¶: TS. Ttr­¬ng Quèc Thµnh, TS. Ph¹m Quang Dòng - nhµ xuÊt b¶n x©y dùng - Hµ Néi - 2002. “H­íng dÉn ®å ¸n m«n häc m¸y n©ng” - Chñ biªn: Tr­¬ng Quèc Thµnh, hiÖu ®Ýnh: §Æng ThÕ HiÕu - Tr­êng §¹i häc X©y dùng - Hµ Néi - 1992. “ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y” - t¸c gi¶: NguyÔn Träng HiÖp, NguyÔn V¨n LÉm - Nhµ xuÊt b¶n §¹i häc vµ trung häc chuyªn nghiÖp - Hµ Néi - 1997. “Trang bÞ ®iÖn m¸y x©y dùng” - C¸c t¸c gi¶: PTS. §ç Xu©n Tïng (chñ biªn), PTS. Tr­¬ng Tri Ngé, KS. NguyÔn V¨n Thanh - Nhµ xuÊt b¶n x©y dùng - Hµ Néi - 1998. “¸tl¸t m¸y x©y dùng” - tËp b¶n vÏ do c¸c t¸c gi¶ §Æng ThÕ HiÓn, Ph¹m Quang Dòng, Hoa V¨n Ngò bé m«n m¸y x©y dùng biªn so¹n - Tr­êng §¹i häc X©y dùng - 1985. “B¶n vÏ m¸y x©y dùng” - t¸c gi¶: Hoµng C«ng Kh­¬ng, §oµn Tµi Ngä - Tr­êng §¹i häc X©y dùng - 1977. “Sæ tay m¸y x©y dùng” - c¸c t¸c gi¶: Vò Liªm ChÝnh, §ç Xu©n §inh, NguyÔn V¨n Hïng, Hoa V¨n Ngò, Tr­¬ng Quèc Thµnh, TrÇn V¨n TuÊn - Nhµ XuÊt b¶n khoa häc kü thuËt - Hµ Néi - 2002. “Søc bÒn vËt liÖu” - t¸c gi¶: Lª Ngäc Hång - Nhµ XuÊt b¶n khoa häc kü thuËt - Hµ Néi - 1998.