Thiết kế cần trục chân đế mâm quay KPM 32,5 Tấn - Chương 5

38
6
5
4
2
1
3
M
MM
M
CHƯƠNG
CHƯƠNG CHƯƠNG
CHƯƠNG V


TÍNH TOÁN CƠ CẤU THAY ĐỔI TẦM VỚI.
TÍNH TOÁN CƠ CẤU THAY ĐỔI TẦM VỚI. TÍNH TOÁN CƠ CẤU THAY ĐỔI TẦM VỚI.
TÍNH TOÁN CƠ CẤU THAY ĐỔI TẦM VỚI.


5
55
5. 1. GIỚI THIỆU:
. 1. GIỚI THIỆU: . 1. GIỚI THIỆU:
. 1. GIỚI THIỆU:

5. 1. 1. giới thiệu về cơ cấu thay đổi tầm với:
5. 1. 1. giới thiệu về cơ cấu thay đổi tầm với:5. 1. 1. giới thiệu về cơ cấu thay đổi tầm với:
5. 1. 1. giới thiệu về cơ cấu thay đổi tầm với:


Có nhiều dạng thay đổi tầm với của cần trục như: Palăng cáp, thanh răng bánh răng,
trục vít bánh vít, xilanh thuỷ lực …tuy nhiên đối với cần trục chân đế thì ta thường sử
dụng cơ cấu thay đổi tầm với bằng thanh răng – bánh răng. Ưu điểm của cơ cấu này là:
kết cấu gọn nhẹ, độ tin cậy khi làm việc lớn, có khả năng chống lật cần về phía sau, giá
thành hạ.
Cần trục chân đế với hệ thống cân bằng khi thay đổi tầm với phải đảm bảo trọng tâm
của hệ cần không phát sinh hiện tượng nâng lên hạ xuống trong suốt quá trình thay đổi
tầm với, đồng thời đảm bảo quỹ đạo chuyển động của hàng gần như một đường nằm
ngang. Để đảm bảo vấn đề này người ta sử dụng hệ tay đòn kiểu khâu khớp bản lề.
Phương pháp này giúp cho hệ cần khi làm việc có độ an toàn cao.


5
5 5
5.1
.1.1
.1.
..
.2.
2.2.
2.

Sơ đồ hình học của cơ cấu thay đổi tầm với
Sơ đồ hình học của cơ cấu thay đổi tầm vớiSơ đồ hình học của cơ cấu thay đổi tầm với
Sơ đồ hình học của cơ cấu thay đổi tầm với:

: :
:



1 - Cần
2 - vòi
3 - Cáp giằng
4 - Cáp nâng
5 - Tay đòn đối trọng
6 - Thanh răng bánh răng






5.1.3 . S
5.1.3 . S5.1.3 . S
5.1.3 . Sơ đồ động cơ cấu
ơ đồ động cơ cấ đồ động cơ cấu
ơ đồ động cơ cấu:
::
:





1- Động cơ

2- Khớp nối
3,4 - phanh
5- Hộp giảm tốc


6- Thanh răng
7- Bánh răng ăn khớp







39

* Hoạt động:
Khi đóng điện cho động cơ điện mômen được truyền qua khớp nối 2, tới hộp giảm
tốc 5 và ra bánh răng ăn khớp 7 xẽ truyền chuyển động quay thành chuyển động tònh tiến
của thanh răng 6 sẽ trượt trên các thanh đỡ. Một đầu của thanh răng liên kết bản lề với
cần do vậy mà cần được nâng lên hay hạ xuống. Để đảm bảo an toàn ta sử dụng hai
phanh thường đóng.
5.
5.5.
5.2. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC HỆ CẦN:
2. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC HỆ CẦN:2. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC HỆ CẦN:
2. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC HỆ CẦN:


Với:

L
v
: chiều dài vòi
L
x
: chiều dài đầu vòi.
L
c
: Chiều dài cần.
b: Chiều dài giằng.
a: Chiều dài đuôi vòi.


5
55
5.
..
.2.
2.2.
2.1 Xác đònh chiều dài cầ
1 Xác đònh chiều dài cầ1 Xác đònh chiều dài cầ
1 Xác đònh chiều dài cần và chiều dài đầu vòi
n và chiều dài đầu vòin và chiều dài đầu vòi
n và chiều dài đầu vòi.
..
.


Để xác đònh chiều dài cần và chiều dài đầu vòi, ta vẽ cần ở 2 vò trí ứng với góc
nghiêng α

min
và α
max
.
( cáp nâng song song với trục cần, vòi thẳng)
Kích thước hệ cần khi thiết kế phải thoả mãn điều kiện:
H ≥ [H
max
]
R
max
≥ [R
max
]
R
min

≤
[R
min
]
Từ các giá trò theo kinh nghiệm thường lấy: α
min
≥30
0
; α
max
≥80
0

Tương ứng
maxmin
3
1
4
1
RR






÷=

Chọn:
4
max
min
R
R =

Với α
min
: Vòi hợp với phương ngang: γ
3
= 10 ÷25
0
-> Chọn γ
3

= 15
0

α
max
: Vòi hợp với phương thẳng 1 góc γ
1
; γ
2

γ
1
= 5 ÷10
0
-> Chọn γ
1
= 10
0

γ
2
= 5 ÷10
0
-> Chọn γ
2
= 10
0

+ Khi cần ở vò trí α
min

.
H = L
c
.sinα
min
– L
x
.sinγ
3
R
max
= L
c
.cosα
min
+ L
x
.cosγ
3
+ C(1)
+ Khi cần ở vò trí α
max
.
H = L
c
.cos γ
1
- L
x
cos γ

2

R
min
= L
C
.sin γ
1
+ L
x
sin γ
2
+ C


-> Ta cân bằng H ở 2 vò trí: α
min
= α
max

L
c
.sinα
min
– L
x
.sinγ
3
= L
c

.cos γ
1
- L
x
cos γ
2

L
c
(sinα
min
- cos γ
1
) = L
x
(sinγ
3
- cos γ
2
)
Vậy ta có:

40
D
3
D
2
D
1
E

3
E
2
E
1
B
C
1
C
2
C
3
23,3
10cos40sin
10cos15sin
cossin
cossin
00
00
1min
23
≈
−
−
=
−
−
=
γα
γγ

x
c
L
L

-> L
c
= 2,6 L
x
(2)
Thay (2) và (1) -> 30 = 3,23.L
x
cos 40
0
+ L
x
cos 15
0
+ C
-> 30 = 2,5 L
x
+ 0,966L
x
+2,5
-> L
x
= 7,93 m
L
v
= 25,6m -> L

v
= 26m


5.2
5.25.2
5.2.2
.2 .2
.2 Xác đònh chiều dài giằng
Xác đònh chiều dài giằngXác đònh chiều dài giằng
Xác đònh chiều dài giằng.
..
.




- Chiều dài giằng theo công thức kinh nghiệm.
a = (0,4 ÷0,6) L
X
=0,4. 7,93
a = 3,17 m
-> Chiều dài vòi: L
V
=11m
- Chiều dài giằng b: Để xác chiều dài giằng người ta vẽ hoạ đồ cần ở 3 vò α
min
; α
TB
; α

max
.
Vò trí α
TB
phải chọn sao cho:
312
)3,02,0(
CCCC
÷=

Từ 3 vò trí ở đầu cần D
1
, D
2
, D
3
ta dài đầu vòi về phía sau một đoạn, điểm mút
cuối của vòi là các điểm: E
1
, E
2
, E
3
. Các điểm này chính là các điểm nằm trên đường
tròn có tâm là chốt đuôi giàng có bán kính chính là đoạn từ chốt đuôi giằng đến đuôi vòi.
Để xác đònh chiều dài giằng ta vẽ hai đường trung trực của đoạn E
1
E
2
và đoạn

E
2
E
3
, giao 2 đường này cắt nhau tại B, B chính là chốt đuôi giằng. Khoảng cách BE
1
=
BE
2
= BE
3
= b chính là chiều dài giằng b.
Từ phép dựng hình ta xác đònh dược chiều dài giằng: b =21,47 m
















Họa Đồ Vò Trí

Họa Đồ Vò TríHọa Đồ Vò Trí
Họa Đồ Vò Trí










41
5.
5.5.
5.

3. XÂY DỰNG BIỂU ĐỒ MÔ MEN MẤT CÂN BẰNG CẦN:
3. XÂY DỰNG BIỂU ĐỒ MÔ MEN MẤT CÂN BẰNG CẦN:3. XÂY DỰNG BIỂU ĐỒ MÔ MEN MẤT CÂN BẰNG CẦN:
3. XÂY DỰNG BIỂU ĐỒ MÔ MEN MẤT CÂN BẰNG CẦN:




5. 3
5. 35. 3
5. 3 .
. .
.1
1 1

1 Xây dự
Xây dựXây dự
Xây dựng đồ thò thay đổi mô men cần
ng đồ thò thay đổi mô men cầnng đồ thò thay đổi mô men cần
ng đồ thò thay đổi mô men cần, vòi
, vòi, vòi
, vòi theo tầm
theo tầm theo tầm
theo tầm với
với với
với:
: :
:


Khi cần trục làm việc thì cần của cần trục nằm ở vò trí khác nhau, do vậy khoảng
cách từ trọng tâm cần tới chốt cần cũng thay đổi và sự thay đổi này dẫn đến sự thay đổi
mômen của cần đối với chốt đuôi cần.
Để xây dựng đồ thò thay đổi mômen cần theo tầm với ta xét ở một số vò trí khác
nhau của cần. Chọn vò trí tầm với của cần dựa vào hoạ đồ vò trí, ta xác đònh được M
c
ở
các tầm với khác nhau.
Cần trục thiết kế, trọng lượng thiết bò cần và đối trọng được bố trí như hình vẽ. Để
cần cân bằng thì đối trọng G
đ
phải cân bằng với trọng lượng thiết bò cần, đối trọng này
được bố trí thông qua hệ tay đòn đối trọng.

Gọi:
G
c
: Trọng lượng thiết bò cần.
G
x
: Trọng lượng thiết bò vòi.
2G
0
: Trọng lượng thiết bò giằng.
G
d
:Trọng lượng đối trọng.
Giả thiết:
+Trọng lượng vòi được chia làm 2 thành phần:
'''
xxx
GGG +=

G
x

’: Đặt tại điểm đầu cần.
G
x
”:Đặt tại điểm đầu vòi.
+ Trọng lượng giằng: 2G
0
= G
0
(vòi) + G
0
giằng)
G
0
: Đặt tại đuôi vòi.
G
0
: Đặt tại chốt đuôi giằng.
Măc khác: G
0
đặt tại đuôi vòi lại chia làm hai thành phần.
G
0
= G
0
’

+ G
0
”
G

0
’: Đặt tại điểm đầu cần.
G
0
” Đặt tại điểm đầu vòi.
Việc phân tích này dựa vào phương pháp phân tích lực song song theo tỉ lệ cánh
tay đòn ( sự cân bằng mômen)
Hợp lực của (G
x
” - G
0
”) tạo ra lực kéo K” ở giằng. Và hợp lực (G
x
”, G
0
”) với K”
ở giằng. Và hợp lực (G
x
”, G
0
”) với K’ là lực N ( lực N gây gãy cần).

42
Trên hình vẽ thì lực N cách chốt đuôi cần một đoạn f (f là giá trò giao động quanh
gốc A). Trong quá trình thay đổi tầm với như vậy, trọng lượng thiết bò cần gây ra 1
mômen đối với điểm A:
M
C (A)
= G
c

.Lc + (G
x
’ + G
0
’)L
x
± N
f

Tuy nhiên khi lực N đi qua điểm A thì f = 0 -> mômen do lực N gây ra sẽ bằng 0.
Giá trò Mc luôn thay đổi từ R
max
÷ R
min
. Ta Xác đònh M
c
tại 8 vò trí khi góc nghiêng
cần biến thiên từ α
min
= 45
0
đến α
max
= 80
0
. Sau đó lập hoạ đồ tại 8 vò trí.
Xác đònh mômen tại các vò trí tính toán ta có:

)1(
.

21
1
'
XX
XG
G
x
X
+
=

Trong đó:
G
x
= 4000 KG: Trọng lượng vòi:
X
1
: LÀ khoảng cách giữa đường thẳng đứng đi qua đầu cần và trọng tâm vòi.
X
2
: Là khoảng cách từ trọng tâm vòi đến đường thẳng đứng đi qua đầu vòi.
X
3
: Là khoảng cách từ đầu cần tới đường thẳng đứng đi qua đuôi vòi.
)'1(
.
1
"
21
X

XGx
GXXX
x
=>−+=

Đặt
( )
)2(
4
"
0
"
X
XGG
M
X
D
−
=
∑

Với X
4
: Là khoảng cách từ đầu cần tới thanh giằng.

21
30
"
0
.

XX
XG
G
+
=

G
0
: Trọng lượng thanh giằng: G
0
= 0,2T = 200 (KG)
Vậy: G
0
’ = G
0
- G
0
”
G
X
’ = G
X
- G
X
” Đặt R = G
X
” - G
0
”
-> N = R + K”

Dựa vào hoạ đồ vò trí cần và vòi, ta xác đònh được các giá trò X
1
, X
2
; X
3
; X
4
; f

Vò trí
Vò tríVò trí
Vò trí

I
II
I

II
IIII
II

III
IIIIII
III

IV
IVIV
IV

V
VV
V

VI
VIVI
VI

VII
VIIVII
VII

VII
VIIVII
VIII
II
I


X
XX
X
1
11
1
(m)
(m)(m)
(m)

2,95 2,22 2,04 1,8 1,51 1,18 0,82 0,41

X
XX
X
2
22
2
(m)
(m)(m)
(m)

4,86 4,75 4,61 4,19 3,51 2,75 1,91 0,96
X
XX
X
3
33
3
(m)
(m)(m)
(m)

3,12 2,96 2,107 2,39 2,01 1,57 1,09 0,55
X
XX
X(m)
(m)(m)
(m)

7,240 6,2154 5,626 4,685 4,873 3,7 1,80 0,90
f(m)

f(m)f(m)
f(m)

2,2 0,38 0,65 1,09 1,1 0,83 0,42 0,17
L
LL
L
C
CC
C
(m)
(m)(m)
(m)

4,53 4,11 3,67 3,2 2,7 2,9 1,73 1,11
L
LL
L
X
XX
X
(m)
(m)(m)
(m)

18,1 16,46 14,68 12,8 10,82 8,76 6,63 4,45
G”
G”G”
G”
X

XX
X
(
((
(KG
KGKG
KG)
))
)

634,66 679,17 706,42 740,74 796,53 733,59 682,93 630,45
G
GG
G
X
XX
X
’(
’(’(
’(KG
KGKG
KG)
))
)

3365,3 3320,83 3293,58 3259,26 3214,5 3266,44 3317,07 3369,55
G
GG
G
0

00
0
” (
” (” (
” (KG
KGKG
KG)
))
)

348,7 339,56 338,57 350,98 355,75 348,8 360,7 367,8
G
GG
G
0
00
0
’(
’(’(
’(KG
KGKG
KG)
))
)

115,13 116,044 116,143 114,902 115,75 115,12 113,93 113,22
K”
K”K”
K”(
((

(KG
KGKG
KG)
))
)

1693,4 1418,9 1270,6 1159,7 1098,4 1039,8 1020,0 949,7
R
RR
R(KG)

599,79 645,214 672,57 705,64 658,21 698,71 616,86 593,67
N(
N(N(
N(KG
KGKG
KG)
))
)

2293,3 2063,66 1943,25 1865,35 1759,6 1738,55 1666,91 1813,43
Mc
McMc
McKG
KGKG
KGm
mm
m

201753 171161 152248 142509 145702 122142 117378 105926

43
M
M
d
a
b
L
d
G
d
O
A




5
55
5.3.2
.3.2.3.2
.3.2

Xây dựng đồ thò thay đổi mômen đối trọng cho tầm với
Xây dựng đồ thò thay đổi mômen đối trọng cho tầm vớiXây dựng đồ thò thay đổi mômen đối trọng cho tầm với
Xây dựng đồ thò thay đổi mômen đối trọng cho tầm với.
..
.

Trọng lượng đối trọng di động được tính đối với vò trí trung bình từ điều kiện cân
bằng mômen của cần và mổmen đối trọng.
M
c
= M
đ

Nếu ta xét tương quan với M
c
thì mô men đối trọng lấy với chốt đuôi cần A được
xác đònh theo công thức:
)1(
..
b
alG
M
dd

d
=

Với a,b, l
đ
là các cánh tay đòn như trên hình vẽ.
G
đ
: Trọng lượng đối trọng.
Từ điều kiện cân bằng mômen đối trọng và mô men cần tại vò trí trung bình:
al
bM
G
d
c
d
.
.
=>−

Với: M
c
= 142509KG
-> G
đ
= 10098,5KG
Cũng tương tư như khi xác đònh mô men do hình vẽ cần ta có thể xác đònh mô men
do đối trọng bằng cách vẽ đồ thò trên cùng hệ toạ độ trong khoảng từ R
min
÷R

max
sao cho
vò trí trung gian ở M
c
= M
đ

Dựa vào họa đồ vò trí ta xác đònh được cac giá trò: a, b, l
d

Vò trí
Vò tríVò trí
Vò trí

I
II
I

II
IIII
II

III
IIIIII
III

IV
IVIV
IV

V
VV
V

VI
VIVI
VI

VII
VIIVII
VII

VII
VIIVII
VIII
II
I


L
LL
L
d
dd
d
6,35 6,315 6,725 6,875 6,173 6,725 6,25 5,25
a
aa
a

6,75 6,125 5,75 4,875 4,543 4,15 3,215 2,75
b
bb
b

2,125 2,25 2,5 2,375 2,25 2,125 1,175 1,125
M
MM
M
d
dd
d


203702,7 177558,9 153557,77 142509 130856,3 120801,8 115958,1 104389,9


44
d
T
c
a
b
T
Q
O
A
M
Q

5.3.3.
5.3.3.5.3.3.
5.3.3.

Xây dựng biểu đồ không cân bằng cần
Xây dựng biểu đồ không cân bằng cầnXây dựng biểu đồ không cân bằng cần
Xây dựng biểu đồ không cân bằng cần:
::
:


Gọi M
KC
mô men mất cân bằng do trọng lượng thiết bò cần:
M
KC
= M
Q
– M
đ

Ta có giá trò M
KC
Ở 8 vò trí cho trong bảng sau:

Vò trí

Vò tríVò trí
Vò trí

I
II
I

II
IIII
II

III
IIIIII
III

IV
IVIV
IV

V
VV
V

VI
VIVI
VI

VII
VIIVII
VII

VII
VIIVII
VIII
II
I


M
MM
M
c
cc
c
(KGm)
(KGm)(KGm)
(KGm)

201753 171161 152248 142509 145702 122142 117378 105926
M
MM
M
đ
đđ
đ
(KGm)
(KGm)(KGm)
(KGm)

203702,7 177558,9 153557,7 142509 130856,3 120801,8 115958 104389,9

M
MM
M
KC
KCKC
KC
KG
KGKG
KGm
mm
m

-19495 -13940 -130927 0 14845,7 13410 14208 15362



5.3.4.
5.3.4.5.3.4.
5.3.4. Xác đònh mô men mất cân bằng do trọng lượng ha
Xác đònh mô men mất cân bằng do trọng lượng ha Xác đònh mô men mất cân bằng do trọng lượng ha
Xác đònh mô men mất cân bằng do trọng lượng hàng:
øng:øng:
øng:


Ta xác đònh mô men mất cân bằng do trọng lượng hàng bằng phương pháp lực dư.

Lấy mô men tại chốt đuôi cần A ta có:
M
Q
= Q.a – b.T = 0 (1)
Lấy mô men tại điểm đầu cần O ta có:
M
o
= Q.c - T.d = 0
d
c
QT =⇒
Thay vào (1)






−=
⇒
d
c
baQM
Q
.

Các giá trò: a, b, c, d ta xác đònh từ vò trí:

Vò trí
Vò tríVò trí
Vò trí I
II
I

II
IIII
II

III
IIIIII
III

IV
IVIV
IV

V
VV
V

VI
VIVI
VI

VII
VIIVII

VII

VII
VIIVII
VIII
II
I


a(m)
a(m)a(m)
a(m)

25,91 32,87 21,47 18,78 15,84 12,69 9,36 5,82
b(m)
b(m)b(m)
b(m)

6,89 6,96 7,01 7,20 6,49 6,67 6,43 6,58
c(m)
c(m)c(m)
c(m)

7,81 7,41 6,79 5,98 5,02 3,93 2,73 1,38
d(m)
d(m)d(m)
d(m)

2,75 2,56 2,31 2,01 1,73 1,59 1,39 1,25
Q(KG)

Q(KG)Q(KG)
Q(KG)

32000 32000 32000 32000 32000 32000 32000 32000
M
MM
M
Q
QQ
Q
(KGm)
(KGm)(KGm)
(KGm)

22956,8 40717 2765,15 -8450,7 -9572,1 -12179 -10459 -4628,2




45
5
55
5.
. .
. 4
44
4

TÍNH LỰC TÁC DỤNG LÊN THANH RĂNG:
TÍNH LỰC TÁC DỤNG LÊN THANH RĂNG:TÍNH LỰC TÁC DỤNG LÊN THANH RĂNG:
TÍNH LỰC TÁC DỤNG LÊN THANH RĂNG:

Gọi U là tổng lực tác dụng lên thanh răng
U = U
1
+ U
2
+ U
3
+U
4
+ U
5
+U
6
+ U
7

Với:
U
1
: Lực trong thanh răng do mô men mất cân bằng hàng.
U
2
: Lực trong thanh răng do mô men mất cân bằng cần và đối trong.
U
3
: Lực trong thanh răng do ảnh hưởng của tải trọng gió.

U
4
: Lực trong thanh răng do tải trọng ngang khi hàng nghiêng so với phương thẳng đứng.
U
5
: Lực li tâm khi cần trục quay.
U
6
: Lực ma sát trong các khớp của thiết bò và tổn thất khi cáp nâng lăn qua các puly.
U
7
: Lực quán tính khi cần trục thay đổi tầm với.
U: Được tính tại nhiều vò trí.
5.4
5.4 5.4
5.4.1.
.1..1.
.1. Tính lực trong thanh răng do mô men
Tính lực trong thanh răng do mô men Tính lực trong thanh răng do mô men
Tính lực trong thanh răng do mô men mất cân bằng hàng
mất cân bằng hàng mất cân bằng hàng
mất cân bằng hàng U
UU
U
1
11
1
:
::
:

U
1
: Được tính theo công thức:


Từ kết quả của M
Q
và r ta xác đònh được U
1
ở 8 vò trí:

Vò trí
Vò tríVò trí
Vò trí I
II
I

II
IIII
II

III
IIIIII
III

IV
IVIV
IV

V
VV
V

VI
VIVI
VI

VII
VIIVII
VII

VIII
VIIIVIII
VIII


M
MM
M
Q
QQ
Q
KGm
KGmKGm
KGm

202956,8 407170 27675,2 -84508,7 -95752,1 -121479 -104599 -46218,2
r

rr
r
n
nn
n
(m
(m(m
(m)
))
)

4,39 4,85 5,01 5,17 5,29 5,43 5,58 5,64
U
UU
U
1
11
1
(KG)
(KG)(KG)
(KG)

46231,6 83952,58 5523,98 -16346 -18100,6 -22371,9 -18745,3 -8194,72



5
55
5.4
.4.4

.4.
..
.2.
2.2.
2.

Tính lực trong thanh răng do
Tính lực trong thanh răng do Tính lực trong thanh răng do
Tính lực trong thanh răng do U
UU
U
2
22
2


:
::
:


U
2
: Được xác đònh theo công thức.

n
KC
r
M
U

=
2


Từ kết quả M
kc
và r ở trên ta xác đònh được U
2
ở 8 vò trí.

Vò trí
Vò tríVò trí
Vò trí I
II
I

II
IIII
II

III
IIIIII
III

IV
IVIV
IV

V
VV

V

VI
VIVI
VI

VII
VIIVII
VII

VIII
VIIIVIII
VIII


M
MM
M
KC
KCKC
KC
KGm
KGmKGm
KGm

-19495 -13940 -130927 0 14845,7 13410 14208 15362
r
rr
r
n

nn
n
(m)
(m)(m)
(m)

4,39 4,85 5,01 5,17 5,29 5,43 5,58 5,64
U
UU
U
2
22
2
KG
-4641,6 -3087,5 -2785,7 0 2806,37 2629,4 2674,2 2731,02



5.4.3.
5.4.3. 5.4.3.
5.4.3.

Tính lực trên thanh răng do ảnh hưởng của tải trọng gió
Tính lực trên thanh răng do ảnh hưởng của tải trọng gióTính lực trên thanh răng do ảnh hưởng của tải trọng gió
Tính lực trên thanh răng do ảnh hưởng của tải trọng gió U
U U
U
3
33
3.

..
.


( )
hcv
n
UU
r
U
+=
1
3


r
M
U
Q
=
1

46
Pg(v)
D
C
Pg(c)
A
B
h1=hc

h2=hv




Sơ đồ tải trọng gió
Sơ đồ tải trọng gióSơ đồ tải trọng gió
Sơ đồ tải trọng gió


U
cv
: Tải trọng gió tác dụng lên cần và vòi.
U
cv
= U
c
+ U
v
U
c
: Tải trọng gió tác dụng lên cần:
U
c
= P
g
c
.h
c
.

α
sin
=
αω
sin...
ccc
hF

F
C
: Diện tích chắn gió của cần.
->
c
ω
= q
0
.c.n.β.
η
( 1-11),[ 5]
Với q
0
: Cường độ gió ở độ cao 10m ở trạng thái làm việc:
q
0
= 15 ( KG/m
2
)
c: Hệ số khí động học của kết cấu; c = 1,4 ( Bảng.17);[5]
n: Hệ số dự trữ áp lực gió; n =1,5
β: Hệ số ảnh hưởng động của tải trọng gió gây lên do áp lực xung β = 1,5.

η
= 1,5: Hệ số quá tải.
Diện tích chắn gió của cần:
F
C
= 1,2.26 = 31,2 (m
2
)
=
⇒
c
ω
15.1,5.1,4.1,5.1,5 = 70,875KG.m
2


U
C

=

c
ω
.

F
C
. h
c

.

sin α = 70,875.31,2. h
c

.

sin α = 2211,3KG.m
(
α
là góc hợp bởi cần với phương ngang).
Mặc khác: F
v
= 5,024 m
2

U
v
=
c
ω
.F
v
.h
v
.sin
β
= 70,875.5,024. h
v
.sin

β
= 356,08. h
v
.sin
β
.
(
β
là góc hợp bởi vòi với phương ngang).
U
h
: Diện tích chắn gió của hàng.
U
h
=
c
ω
. F
h
.h
h

F
h
= 20m
2
: diện tích chắn gió của hàng tra bảng (1.8);[5].
⇒
U
h

= 70,875.20.h
h
= 1417,5.h
h

Ta xác đònh U
3
ở 8 vò trí trong bảng sau:


47
M
o
a
h
T
=
Q.tg
a
T
M
O
A
a
b
P
N
Q
U
4

x


Vò trí
Vò tríVò trí
Vò trí

I
II
I

II
IIII
II

III
IIIIII
III

IV
IVIV
IV

V
VV
V

VI
VIVI
VI

VII
VIIVII
VII

VIII
VIIIVIII
VIII


Sin
Sin Sin
Sin α
αα
α

0,707 0,766 0,838 0,891 0,908 0,939 0,965 0,984
sin
sin sin
sin β
ββ
β

0,309 0,438 0,601 0,720 0,882 0,882 0,906 0,965
h
hh
h
v
vv
v

(m)
(m)(m)
(m)

18 19,125 20,25 22,325 22,5 23,5 24,35 25
h
hh
h
c
cc
c
(m)
(m)(m)
(m)

8,5 9,125 10,35 11,85 12,5 12,25 12,75 13,125
U
UU
U
cv
cvcv
cv
KG
KGKG
KGm
mm
m

15904,1 20827,7 25961,7 31652,2 35384,2 38080,1 40709,7 43039,1
U

UU
U
h
hh
h
KG
KGKG
KGm
mm
m

13763,9 14656,95 14883,75 1551,53 1533,48 16896,6 1747,87 18200,7
h
hh
h
h
hh
h
(m)
(m)(m)
(m)

9,71 10,34 10,5 10,83 11,17 11,92 12,45 12,84
r
rr
r
n
nn
n
(m)

(m)(m)
(m)

4,39 4,85 5,01 5,17 5,29 5,43 5,58 5,64
U
UU
U
3
33
3
KG
KGKG
KG

6758,1 7316,4 8152,8 9091,6 9681,9 10124,6 10458,4 10858,1

5.4.4. Tính lực trên thanh răng do ảnh hưởng của tải trọng ngang khi cáp hàng
nghiêng góc so với phương thẳng đứng: U
4
.

α
tgQT .=
( với
α
= 15
0
)


=
= =
= 32000.tg15
0
= 8574,37KG


Lực ngang T sẽ gây lên lực P trên thanh giằng liên kết với chốt đuôi vòi.
Lấy mô men tại chốt đầu cần O ta có:
x
aT
P
xPaTM

o
.
0..
=⇒
=−=
∑



Vậy ta có mô men tại chốt đuôi cần do lực T và P là: M
A
= T.h - P.b
Lực trên thanh răng do lực ngang:
n
A
r
M
U
=
4