Thiết kế tàu hút bùn - Chương 4

CHƯƠNG 4:
TÍNH CƠ CẤU DI CHUYỂN TẢI TRỌNG
- Đối trọng sẽ được đặt lên một khung xe gồm 4 bánh như hình 4.1. Bốn bánh
xe sẽ lăn trên lòng trong của thanh thép [
8
0
N
của dàn phay. Kết cấu bánh xe như
hình 4.2.
Hình 4.1
Hình 4.2
4.1. XÁC ĐỊNH LỰC KÉO LỚN NHẤT CỦA CÁP ĐỂ DI CHUYỂN XE MANG
ĐỐI TRỌNG:
Ta thấy trường hợp dàn phay nghiêng một góc
0
45
và đối trọng được kéo di
lên về phía trục T, lúc đó lực kéo cáp sẽ lớn nhất
max
S
.
61
Hình 4.3
1 – Phao; 2 – Dàn phay; 3 – Tang; 4 – Cáp;
5 – Đối trọng; 6 – Puly; 7 – Lưỡi phay.
Sơ đồ lực tác dụng tải trọng động như hình vẽ:
+ Lực kéo của cáp: S
+ Lực ma sát: A
+ Trọng lượng của tải trọng:
kGG 50
=

đtđ
được phân tích thành hai thành
phần:
1
F
: song song với
S
, được tính bằng:
kGGF 3,3545sin.50sin.
1
===
α
đtđ
2
F
: vuông góc với
S
, được tính bằng:
kGGF 3,3545cos.50cos.
2
===
α
đtđ
Tính lực ma sát A:
Hình 4.4
Lực ma sát A được tính như sau:
62
( )
2
1

....
R
kNkRfN
A
t
+
=
(N) (4.1)
Trong đó:
N: tổng áp lực lên các con lăn,
NkGN 50050
==
f: hệ số ma sát trượt giữa trục và con lăn theo bảng (7-9).[04] ta chọn
1,0
=
f
k: hệ số ma sát lăn theo bảng (7-12).[04] ta chọn
25,0
=
k
t
k
: hệ số kể đến ma sát do hiện tượng trượt của con lăn trên đường ray, ma
sát thành bên, ma sát mặt đầu con lăn… theo bảng (7-13).[04] ta chọn
2,1
=
t
k
1
R

: bán kính trục con lăn,
mmR 15
1
=
2
R
: bán kính ngoài trung bình của con lăn,
mmR 5,32
2
=
Thế vào (13) ta tính được:
( )
NA 3,32
5,32
2,1.500.25,015.1,0.500
=
+
=
Điều kiện để kéo được xe đối trọng động đi lên là:
NFAS 3,3853533,32
1max
=+=+≥
Ta chọn
NS 400
max
=
4.2. CHỌN CÁP:
Lực kéo đứt của cáp:
max
.SkS

k
=
đ
(4.2)
k: hệ số an toàn, đối với cơ cấu quay tay ta chọn
5
=
k
NSkS
k
2000400.5.
max
===⇒
đ
Tra bảng chọn cáp theo ΓOCT 2588-55 ta chọn cáp λKP 6x19 có
[ ]
đk
SNS >= 12400
, đường kính cáp
mmd
c
8,4=
4.3. CHỌN TANG:
Đường kính tang, puly chọn theo công thức kinh nghiệm sau:
( ) ( )
mmdD
ct
1448,76.3016 ÷=÷≥
(4.3)
63

Ta chọn
mmD
t
150
=
để ứng với một vòng quay của tang thì chiều dài dây
cáp quấn vào được nhiều, đối trọng động di chuyển lẹ dẫn đến giảm thời gian
“chết” của tàu hút bùn.
Chiều dài tang:
Tang ta thiết kế là loại tang có rãnh, có hai đầu cáp cùng quấn vào tang theo
chiều ngược nhau để khi tang quay thì một dây cáp sẽ nhả ra, một dây cáp sẽ quấn
lại để di chuyển đối trọng lên xuống dọc theo dàn phay.
Hình 4.5
Chiều dài tang:
321
.2.2 LLLL
++=
(4.4)
Trong đó:
1
L
: chiều dài phần tang để một dây cáp quấn vào, được tính:
( )
tZZL .
101
+=
Với:
0
Z
: số vòng cáp làm việc quấn vào tang, được tính:

( ) ( )
5
8,4150.14,3
2500
.
1
0
=
+
=
+
=
ct
dD
l
Z
π
(vòng)
(
1
l
: chiều dài phần dây cáp làm việc, ta lấy
mml 2500
1
=
)
1
Z
: số vòng dây cáp dự trữ, ta chọn
2

1
=
Z
(vòng)
( )
32
÷+=
c
dt
, ta chọn
7
=
t
( )
mmmmL 50497.25
1
≈=+=⇒
2
L
: khoảng cách giữa hai phần quấn cáp trên tang, ta chọn
mmL 20
2
=
64
3
L
: khoảng cách từ mép tang đến phần quấn cáp, ta chọn
mmL 20
3
=

Thế vào công thức (14) ta tính được chiều dài tang:
mmL 16020.22050.2
=++=
Momen do cáp gây ra trên tang:
Nmm
D
SM
t
t
30000
2
150
.400
2
.
max
===
Momen do công nhân gây ra trên tang:
ϕ
... mlFM
tqcn
=
(4.5)
Trong đó:
F: lực do tay người công nhân tạo nên, ta chọn
NF 150
=
tq
l
: chiều dài tay quay,

mml
tq
300
=
m: số công nhân quay,
1
=
m
, do đó
1
=
ϕ
Thế vào ta tính được:
mmNMmmNM
tgcn
.30000.450001.1.300.150
=>==
(thõa mãn)
65