Thiết kế cần trục tháp bánh lốp truyền động thủy lực sức nâng 120T

 Thiết kế môn học KCKLMT GVHD: Nguyễn Danh Chấn
Giới Thiệu Chung Về Cần Trục Tháp Bánh Lốp
1 – Chassi; 2 – Đối trọng; 3 – Sàn quay; 4 – Cáp nâng hàng; 5 – Xilanh thủy lực thay đổi tầm với; 6 – Cụm
puly cố định thuộc palăng cân bằng hàng; 7 – Cabin lái; 8 – Khớp bản lề; 9 – Tháp; 10 – Bộ cảm biến góc
xoay của cần; 11 – Xilanh thủy lực nâng tháp; 12 – Xilanh thủy lực chân chống; 13 – Chân chống; 14 –
Cần; 15 – Tang cuốn cáp điện; 16 – Móc treo; 17 – Bánh xe đỡ cần; 18 – Cụm puly di động của palăng cân
bằng hàng.
Do nhu cầu phát triển của sự nghiệp công nghiệp hóa xã hội chủ nghĩa ở
nước ta, các loại máy nâng chuyển ngày càng được sử dụng rộng rãi trong
nhiều lĩnh vực, đặc biệt là lĩnh vực giao thông vận tải và xây dựng…nhằm
phục vụ quá trình xây lắp và vận chuyển.
Trong các loại máy nâng thông dụng, cần trục tháp bánh lốp là loại cần
trục có cơ cấu di chuyển bằng bánh lốp nên có tính cơ động cao. Nó thường
được sử dụng ở những nơi có khối lượng công việc không nhiều, tại các địa
điểm phân tán, ở nơi xa và thường thay đổi nơi làm việc.
Tháp và cần được chế tạo từ thép có độ bền cao. Trên tháp có gắn xilanh
thay đổi tầm với, cabin điều khiển, cấu thang dẫn lên cabin, puly dẫn hướng
cho cáp nâng. Bên cạnh đó, tháp còn được trang bị thêm hai xilanh nâng hạ
giúp hạ tháp và cần tạo điều kiện cho việc sửa chữa và bảo dưỡng những
thiết bị gắn trên đó. Do trọng lượng hàng nâng của cần trục thường rất lớn
nên nhà chế tạo trang bị các chân chống để tăng độ ổn định của cần trục,
tránh bị lật khi nâng hàng.
Cần trục tháp bánh lốp là loại cần trục cảng có sức nâng tương đối lớn,
tầm với xa, bán kính quay lớn, do đó nó có thể làm việc trong bãi ở cảng.
Loại cần trục này có sức nâng từ 20 tấn đến 120 tấn, tầm với từ 25 đến 54 m.
Cần trục này sử dụng động cơ diezen và các cơ cấu (bao gồm: cơ cấu di
chuyển, cơ cấu quay, cơ cấu thay đổi tầm với, cơ cấu nâng hạ hàng) được
truyền động chủ yếu bằng phương thức truyền động thủy lực.
SVTK: Nguyễn Văn Hùng trang1
 Thiết kế môn học KCKLMT GVHD: Nguyễn Danh Chấn
I. CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN :

TT Tên thông số Ký hiệu Trị số Đơn vị đo
01 Sức nâng
1. Chế độ bình thường Q
bt
60 Tấn
2. Chế độ làm hàng nặng Q
hn
120 Tấn
02 Vận tốc nâng, hạ hàng max V
n
/V
h
120 m/ph
03 Vận tốc quay n
q
1.5 Vg/ph
04 Vận tốc di chuyển V
dc
80 m/ph
05 Số trục bánh xe n
trbx
8 trục
06 Số trục lái được nt
rl
7 trục
07 Số trục chủ động n
trchd
3 trục
08 Chiều cao nâng hàng H 32 – 40 m
09 Chiều sâu hạ hàng H’ 15 m

10 Bán kính quay vòng phía trong R
tr
8.5 m
11 Bán kính quay vòng phía ngoài R
ng
18.5 m
12 Trọng lượng toàn bộ cần trục G
Σ
480 Tấn (gần
đúng)
13 Tốc độ gió cho phép khi làm
việc
V
g
20 m/s
SVTK: Nguyễn Văn Hùng trang2
 Thiết kế môn học KCKLMT GVHD: Nguyễn Danh Chấn
Giới Thiệu Chung Về Kết Cấu Thép Cần
Kết cấu thép cấn của cấn trục tháp bánh lốp có kết cấu dạng dàn không
gian và tiết diện ngang của dàn là hình chữ nhật. Dàn hình chữ nhật có độ
cứng chống uốn theo hai phương và độ cứng chống xoắn khá lớn, dễ bố trí
các thiết bị trên đó.
Các thanh dàn đươc làm bằng thép ống, linê kết với nhau nhờ các mối
hàn. Cần gồm có bốn thanh biên, giữa các thanh biên có các hệ thanh xiên
không có thanh chống đứng ở giữa. Cần là một dàn có trục thẳng và tiết diện
thay đổi theo chiều dài cần.
Trong mặt phẳng nâng hàng, cần là một thanh tổ hợp có 2 điểm liên kết
tựa: 1 điểm liên kết với bộ phận quay (tháp) thông qua khớp bản lề cố định ở
đuôi cần, 1 điểm liên kết với xilanh thủy lực thay đổi tầm với tương đương
một liên kết thanh. Phương của liên kết thanh có phương của xilanh thủy

lực.
Trong mặt phẳng ngang, đuôi cần được liên kết với tháp bằng 2 khớp bản
lề cố định, còn đầu cần thì tự do. Vì vậy trong mặt phẳng ngang, cần được
coi như một thanh ngàm cứng có đầu tự do. Do đó hình dáng bao cần có
dạng hình thang, đầu cần có kích thước nhỏ nhất, đuôi cần tại 2 khớp liên
kết với tháp có kích thước lớn nhất.
Xét điều kiện làm việc của cần ta nhận thấy rằng: cần được coi là bộ phận
chịu lực chủ yếu của cần trục. Cần làm việc ở trạng thái chịu nén và uốn
ngang phẳng trong 2 mặt phẳng – ngang và nâng hạ cần.
Ở các thanh chịu nén của dàn ngoài việc đảm bảo sự phù họp của kết cấu
(cần dài, mảnh) còn chú ý đến điều kiện ổn định của thanh để chống lại sự
uốn dọc làm mất ổn định của thanh. Dàn sử dụng thép ống có nhiều ưu điểm
đáp ứng điều kiện này.
Để vịêc tính toán dàn được đơn giản, ta phải thừa nhận các giả thiết theo
cơ kết cấu về dàn:
- Mắt của dàn phải nằm tại giao điểm của các trục thanh và là khớp lí
tưởng, không ma sát.
- Tải trọng chỉ tác dụng tại các mắt của dàn.
- Trọng lượng các thanh trong dàn nhỏ không dáng kể so với tải trọng
tác dụng nên khi tính toán có thể bỏ qua.
 Từ giả thiết trên ta có thể đi đến kết luận: Các thanh trong dàn chỉ chịu
kéo hoặc nén, nghĩa là các thanh trong dàn chỉ tồn tại lực dọc mà không
có mômen uốn và lực cắt.
II. HÌNH THỨC KẾT CẤU:
Cần trục tháp bánh lốp là loại cần trục quay thay đổi tầm với bằng cách
nâng hạ cần. Cần là một dàn có trục thẳng có tiết diện thau đổi theo chiều
SVTK: Nguyễn Văn Hùng trang3
 Thiết kế môn học KCKLMT GVHD: Nguyễn Danh Chấn
dài cần. Phần dưới của cần đặt trên khớp bản lề cố định, trên phần quay của
kết cấu kim loại, đầu trên nối với palăng thay đổi tầm với. Vì thế cần được

xem như một thanh đặt trên 2 bản lề.
Các cần thẳng dùng trong trường hợp khi dây cáp dùng để nâng hạ cần
được nối ở đầu cần. Các cần này có ưu điểm là nhẹ hơn, kết cấu đơn giản
hơn. Tuy nhiên nó không cho phép nâng vật nặng lên cao ở tầm với nhỏ
nhất.
Đối với các cần trục có trọng tải lớn, cần được chế tạo kiểu dàn với tiết
diện ngang tứ giác. Thanh biên của các tứ giác đó được làm bằng thép góc.
Để giảm nhẹ trọng lượng các cần được chế tạo theo kiểu dàn có độ cứng
thay đổi
SVTK: Nguyễn Văn Hùng trang4
 Thiết kế môn học KCKLMT GVHD: Nguyễn Danh Chấn
III. CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA DÀN :
- Chiều dài cần: L = 55m
- Chiều cao mặt cắt giữa cần:

( )
83.175.255
30
1
20
1
30
1
20
1
÷=∗







÷=∗






÷= Lh
m
Chọn h = 2m.
- Chiều rộng mặt cắt của cần ở giữa cần:

( )
)32(2)5.11(5.11 ÷=∗÷=∗÷= hB
m
Chọn B = 3 m
- Chiều rộng mặt cắt của cần ở gối tựa:
( )
67.35.555
15
1
10
1
15
1
10
1
÷=∗







÷=∗






÷= LB
o
m
Chọn B
0
= 4m.
IV. ĐẶC ĐIỂM VẬT LIỆU CHẾ TẠO :
Chọn vật liệu chế tạo kết cấu thép cần là thép CT3 có cơ tính như sau:
STT Cơ tính vật liệu Kí hiệu Trị số Đơn vị
1 Môđun đàn hồi E 2.1*10
6
KG/cm
2
2 Môđun đàn hồi trượt G 0.84*10
6
KG/cm
2

3 Giới hạn chảy σ
ch
2400 ÷ 2800 KG/cm
2
4 Giới hạn bền σ
b
3800 ÷ 4200 KG/cm
2
5 Độ giãn dài khi đứt ε 21 %
6 Khối lượng riêng γ 7.83 T/m
3
7 Độ dai va đập a
k
50 ÷ 100 J/cm
2
V. CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG.
- Khi máy trục làm việc thì nó chịu nhiều loại tải trọng khác nhau tác dụng
lên kết cấu như: tải trọng cố định, tải trọng quán tính, tải trọng gió, tải trọng
do lắc động hàng trên cáp …
- Khi tính toán thiết kế kim loại máy trục của cần trục người ta tính theo 3
trường hợp sau:
Trường hợp tải trọng I:
Các tải trọng tác dụng lên máy trục là tải trọng tiêu chuẩn ở trạng thái làm
việc bình thường. Dùng để tính toán kết cấu kim loại theo độ bền và độ bền
mỏi. Khi tải trọng thay đổi, trong đó có trọng lượng hàng thay đổi thì không
tính theo trị số tải trọng cực đại mà tính theo trị số tải trọng tương đương.
Trường hợp tải trọng II:
SVTK: Nguyễn Văn Hùng trang5
 Thiết kế môn học KCKLMT GVHD: Nguyễn Danh Chấn
Các tải trọng tác dụng lên máy trục là tải trọng cực đại ở trạng thái và điều

kiện làm việc nặng nhất, làm việc với trọng lượng vật nâng đúng tiêu chuẩn.
dùng để tính toán kết cấu kim loại theo độ bền và độ ổn định.
Trường hợp tải trọng III:
Các tải trọng tác dụng lên máy trục là tải trọng cực đại ở trạng thái không
làm việc. Các tải trọng đó gồm có: trọng lượng bản thân cần trục và gió bão
tác dụng lên cần trục ở trạng thái không làm việc. Trường hợp này dùng để
kiểm tra kết cấu theo điều kiện độ bền, độ ổn định ở trạng thái không làm
việc.
- Ở trạng thái làm việc của cần trục người ta tổ hợp các tải trọng tác dụng lên
cần trục và chia thành các tổ hợp tải trọng sau:
+ Tổ hợp I
a
, II
a
: Tương ứng trạng thái cần trục làm việc, cần trục đứng yên
chỉ có cơ cấu nâng làm việc, tính toán khi khởi động (hoặc hãm) cơ cấu nâng
hàng một cách từ từ tính cho tổ hợp I
a
; khởi động (hoặc hãm) cơ cấu nâng
hàng một cách đột ngột tính cho tổ hợp II
a
.
+ Tổ hợp I
b
, II
b
: Máy trục mang hàng đồng thời có thêm cơ cấu khác hoạt
động (quay, thay đổi tầm với, di chuyển…)tiến hành khởi động (hoặc hãm)
cơ cấu đó một cách từ từ tính cho tổ hợp I
b

; khởi động (hoặc hãm) cơ cấu
đómột chác đột ngột tính cho tổ hợp II
b
.
BẢNG TỔ HỢP TẢI TRỌNG :
Loại tải trọng
Tính theo độ bền
mỏi:
[σ] = σ
rk
/n
I
Tính theo độ bền và
độ ổn định:
[σ] = σ
c
/n
II
[σ] =
σ
c
/n
III
I
a
I
b
II
a
II

b
III
Trọng lượng bản thân của
cần
G
c
G
c
G
c
G
c
G
c
Trọng lượng hàng (Qh)
và thiết bị mang hàng
(Gm)
Qtđ Qtđ Q Q -
Hệ số động ψ ψ
I
ψ
II
-
Góc nghiêng của cáp treo
hàng
- β
I
- β
II
-

Lực căng cáp treo hàng S
h
S
h
S
h
S
h
-
Các lực quán tính theo
phương ngang của cần
trục khi tăng tốc hoặc
hãm phanh
- 0.5F
qt
- F
qt
-
Tải trọng gió - - P
g
II
P
g
II
P
g
III
SVTK: Nguyễn Văn Hùng trang6
 Thiết kế môn học KCKLMT GVHD: Nguyễn Danh Chấn
VI. VỊ TRÍ TÍNH TOÁN CỦA CẦN:

Qua phân tích tình hình chịu lực của cần do tải trọng thẳng đứng, cần là một
thanh tổ hợp (dàn) chịu nén và uốn. Nội lực trong cần phụ thuộc vào góc
nghiêng của cần (α) so với phương ngang.
- Khi cần ở tầm với nhỏ nhất (R
min
): lực nén cần đạt trị số lớn nhất
- Khi cần ở tầm với lớn nhất (R
max
): mômen gây uốn cần đạt trị số lớn nhất
- Trạng thái bất lợi của nội lực có thể là khi cần ở tầm với trung gian (R
tb
).
Do đó ta tính nội lực trong cần ở cả 3 vị trí: tầm với nhỏ nhất R
min
, tầm với
lớn nhất R
max
, tầm với trung gian R
tb
.Căn cú vào biểu đồ tầm với – sức nâng
của cần trục, ta xác định được 3 vị trí tính toán như sau:
Thông số
Vị trí
Q(T) R (m) α (
o
)
R
min
120 12 80
R

tb
60 40 47
R
max
40 54 20
SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN:
T
B
A
S
h
H
A
V
A
q
c
Q
Gc
VII. CÁC TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN:
1. Trọng lượng bản thân cần: G
c
(N)
- Trọng lượng cần: G
c
= 31 (T) = 310
*
10
3
(N)

- Trọng lượng cần G
c
có thể coi là tải trọng phân bố đều (q
c
) trên các mắt
dàn.
n
G
q
c
c
=
Trong đó : - G
c
: trọng lượng bản thân cần
SVTK: Nguyễn Văn Hùng trang7
 Thiết kế môn học KCKLMT GVHD: Nguyễn Danh Chấn
- n : số mắt dàn
2. Trọng lượng hàng kể cả thiết bị mang hàng : Q (N)
* Trường hợp tổ hợp tải trọng IIa :
( )
mh
GQQ +∗=
ψ
Trong đó : - Q
h
: trọng lượng của hàng
- G
m
= 5 tấn : trọng lượng móc

- ψ = 1.4 : hệ số động học
- Tại vị trí tầm với nhỏ nhất : Q = 1.4
*
(115 + 5) = 168 tấn = 1680000 N
- Tại vị trí tầm với trung bình : Q = 1.4
*
(55 + 5) = 84 tấn = 840000 N
- Tại vị trí tầm với lớn nhất : Q = 1.4
*
(35 + 5) = 56 tấn = 560000 N
* Trường hợp tổ hợp tải trọng IIb :
Q = Q
h
+ G
m
- Tại vị trí tầm với nhỏ nhất : Q = 115 + 5 = 120 tấn = 1200000 N
- Tại vị trí tầm với trung bình : Q = 55 + 5 = 60 tấn = 600000 N
- Tại vị trí tầm với lớn nhất : Q = 35 + 5 = 40 tấn = 400000 N
3. Lực căng dây cáp treo hàng : S
h
(N)
p
h
a
Q
S
η
∗
=
Trong đó : - Q : sức nâng định mức

Q = Q
h
+ G
m
- a = 1 : bội suất palăng
- η
p
: hiệu suất chung của palăng
( )
( )
λ
λλ
η
−∗
∗−
=
1
1
a
ta
p
Trong đó : - t = 4 : số ròng rọc đổi hướng không tham gia tạo bội
suất a
- λ = 0.98 : hiệu suất từng ròng rọc, được chọn theo điều kiện
làm việc và loại ổ.
( )
92.0
98.01
98.098.01
4

≈
−
∗−
=⇒
p
η
* Trường hợp tổ hợp tải trọng IIa :
- Tại vị trí tầm với nhỏ nhất :
1826087
92.0
1680000
≈=
h
S
N
- Tại vị trí tầm với trung bình :
913043
92.0
840000
≈=
h
S
N
- Tại vị trí tầm với lớn nhất :
608695
92.0
560000
≈=
h
S

N
* Trường hợp tổ hợp tải trọng IIb :
SVTK: Nguyễn Văn Hùng trang8
 Thiết kế môn học KCKLMT GVHD: Nguyễn Danh Chấn
- Tại vị trí tầm với nhỏ nhất :
1304378
92.0
1200000
≈=
h
S
N
- Tại vị trí tầm với trung bình :
652174
92.0
600000
≈=
h
S
N
- Tại vị trí tầm với lớn nhất :
434782
92.0
400000
≈=
h
S
N
4. Tải trọng quán tính : P
qt

(N)
P
qt
= m
c

*
ε
*
r
c
Trong đó : - m
c
= 32 tấn : khối lượng cần
- ε : gia tốc góc
t
ω
ε
=
- ω : vận tốc góc quay
- t = 10s : thời gian khời động hoặc hãm cơ cấu
016.0
1060
5.114.32
60
2
=
∗
∗∗
=

∗
==⇒
t
n
t
q
π
ω
ε
(rad / s
2
)
- r
c
: khoảng cách từ tâm phần quay tới trọng tâm của
cần
- Tại vị trí R
min
: P
qt
= 32000
*
0.016
*
6 = 3072 (N)
- Tại vị trí R
tb
: P
qt
= 32000

*
0.016
*
20 = 10240 (N)
- Tại vị trí R
max
: P
qt
= 32000
*
0.016
*
27 = 13824 (N)
5. Tải trọng gió: P
g
(N)
( )
∑
+=∗=
ghgcHgg
PPFpP
Trong đó: - P
g
: toàn bộ tải trọng gió tác dụng lên máy trục
- F
H
: diện tích chắn gió của kết cấu và vật nâng
- p
g
: áp lực của gió tác dụng lên kết cấu

γβ
∗∗∗∗= cnqp
g 0
- q
0
: cường độ gió ở độ cao 10m so với mặt đất
- n : hệ số hiệu chỉnh áp lực gió tính đến sự tăng áp
lực theo
chiều cao.
- c : hệ số khí động học của kết cấu
- β : hệ số kể tới tác dụng động của gió
- γ : hệ số vượt tải
+ Áp lực của gió tác dụng lên cần:
γβ
∗∗∗∗= cnqP
gc 0
Chọn : q
o
= 25 KG/m
2
= 250 N / m
2
; n = 1.9 (R
min
); n = 1.7 (R
max
&
Rtb
); c =
1.5 ; β = 1.3 ; γ = 1

- Tại vị trí R
min
: P
gc
= 250
*
1.9
*
1.5
*
1.3
*
1 = 926 N/m
2
SVTK: Nguyễn Văn Hùng trang9
 Thiết kế môn học KCKLMT GVHD: Nguyễn Danh Chấn
- Tại vị trí R
tb
: P
gc
= 250
*
1.7
*
1.5
*
1.3
*
1 = 829 N/m
2

- Tại vị trí R
max
: P
gc
= 250
*
1.7
*
1.5
*
1.3
*
1 = 829 N/m
2

+ Áp lực gió tác dụng lên hàng:
γβ
∗∗∗∗= cnqP
gh 0
Chọn : q
o
= 25 KG/m
2
= 250 N / m
2
; n = 1.9 (R
min
); n = 1.7 (R
max
&

Rtb
); c =
1.2 ; β = 1.3 ; γ = 1
- Tại vị trí R
min
: P
gh
= 250
*
1.9
*
1.2
*
1.3
*
1 = 741 N/m
2
- Tại vị trí R
tb
: P
gh
= 250
*
1.7
*
1.2
*
1.3
*
1 = 663 N/m

2
- Tại vị trí R
max
: P
gh
= 250
*
1.7
*
1.2
*
1.3
*
1 = 663 N/m
2

+ Diện tích chắn gió của cần:
bcHc
FkF ∗=
Trong đó: - k
c
= 0.4 : hệ số kín của kết cấu (hệ số lọt gió)
- F
b
= 65m
2
: diện tích hình bao của kết cấu

26654.0 =∗=
Hc

F
m
2
+ Diện tích chắn gió của hàng :
Dựa vào bảng 4.2 – sách KCKLMT ta chọn diện tích chắn gió của vật nâng
như sau:
- Tại vị trí R
min
: F
Hh
= 40 m
2
- Tại vị trí R
tb
: F
Hh
= 28 m
2
- Tại vị trí R
max
: F
Hh
= 22 m
2
=> Diện tích chắn gió của kết cấu và vật nâng :
Vậy : tải trọng gió tác dụng lên cần :
Vị trí
Thông số
R
min

R
tb
R
max
P
gc
(N/m
2
) 926 829 829
F
Hc
(m
2
) 26 26 26
P
gh
(N/m
2
) 741 663 663
F
Hh
(m
2
) 40 28 22
P
g
(N) 53716 40118 36140
6. Tải trọng do lực ngang tác dụng ở đầu cần: T (N).
(Chỉ tính trong trường hợp tổ hợp tải trọng II
b

)
T
n
= Q
*
tg β
Trong đó: Q : sức nâng định mức
β = 12
0
: góc nghiêng cáp treo hàng
- Tại vị trí R
min
: T
n
= 1200000
*
tg 12
0
= 255068 N
- Tại vị trí R
tb
: T
n
= 600000
*
tg 12
0
= 127534 N
- Tại vị trí R
max

: T
n
= 400000
*
tg 12
0
= 85022 N
SVTK: Nguyễn Văn Hùng trang10
 Thiết kế môn học KCKLMT GVHD: Nguyễn Danh Chấn
7. Tải trọng tác dụng trong mặt phẳng nằm ngang : P
n
(N)
Các tải trọng tác dụng lên cần trong mặt phẳng ngang là : tải trọng quán tính
và tải trọng gió.
P
n
= P
qt
+ P
g
- Tại vị trí R
min
: P
n
= 3072 +53716 = 56788 N
- Tại vị trí R
tb
: P
n
= 10240 + 40118 = 50358 N

- Tại vị trí R
max
: P
n
= 13824 +36140 = 49964 N
VIII. TÍNH TOÁN KẾT CẤU CẦN TRONG MẶT PHẲNG NÂNG
HÀNG :
Vì dàn đối xứng nên ta tính toán cho một bên dàn, còn mặt kia tính tương tự.
1.Tải trọng tác dụng trong mặt phẳng nâng hàng:
Trong mặt phẳng nâng hàng, cần chịu các tải trọng sau:
- Trọng lượng hàng cùng thiết bị mang hàng: Q
- Lực căng của nhánh cáp cuối cùng của palăng mang hàng: S
h
- Trọng lượng bản thân cần: G
c
Khi đặt các tải trọng tính toán lên cần trong mặt phẳng nâng hạ (mặt phẳng
đứng) ta phải chia đôi các tải trọng vì ta chỉ tính cho một mặt của dàn. Vậy
các tải trọng tác dụng lên một bên dàn trong mặt phẳng thẳng đứng là:
Tải trọng phân bố lên các mắt dàn do trọng lượng bản thân của cần:
n
G
q
c
c
∗
=
2
Trong đó: - Gc = 310000 N : trọng lượng bản thân của cần
- n = 31 mắt : số mắt của một bên dàn trong mặt phẳng nâng
hàng

5000
312
310000
=
∗
=⇒
c
q
N/mắt
SVTK: Nguyễn Văn Hùng trang11
 Thiết kế môn học KCKLMT GVHD: Nguyễn Danh Chấn
Vị trí
Tải trọng
R
min
R
tb
R
max
2
Q
(N) 840000 420000 280000
2
h
S
(N) 913044 456522 304348
q
c
(N/mắt) 5000 5000 5000
2.xác định các phản lực tại các liên kết tựa:

Sơ đồ xác định các phản lực tại các liên kết tựa.
* Tính ứng lực xilanh thay đổi tầm với:
0
222
0 =∗−∗−∗+∗⇔=
∑
a
Q
b
G
c
S
dTM
ch
A






∗−∗+∗=⇒ c
S
b
G
a
Q
d
T
hc

222
1
Ta xác định cánh tay đòn của các lực dựa vào họa đồ vị trí của cần.
Vị trí
Tay đòn
R
min
R
tb
R
max
a (mm) 9550 37510 51683
b (mm) 4775 18755 25841
c (mm) 11440 29150 29150
d (mm) 2600 7040 7400
Vậy ta có ứng lực trong xilanh thay đổi tầm với cho từng vị trí là:
SVTK: Nguyễn Văn Hùng trang12
 Thiết kế môn học KCKLMT GVHD: Nguyễn Danh Chấn
- Tại vị trí R
min
:
647328
2600
1144091304447751550009550840000
−=
∗−∗+∗
=T
N
- Tại vị trí R
tb

:
760455
7040
291504565221875515500037510420000
=
∗−∗+∗
=T
N
- Tại vị trí R
max
:
1297953
7400
291503043482584115500051683280000
=
∗−∗+∗
=T
N
* Tính phản lực tại gối đỡ A:
∑
=∗−∗−⇔= 0cos
2
cos0
γδ
h
A
S
THX
γδ
cos

2
cos ∗+∗=⇒
h
A
S
TH
∑
=−−∗−∗+⇔= 0
22
sin
2
sin0
ch
A
Q
Q
S
TVY
γδ
δγ
sinsin
222
∗−∗++=⇒ T
SQ
Q
V
hc
A
Trong đó: δ, γ là góc nghiêng của xilanh thủy lực thay đổi tầm với và cáp
hàng so với phương nằm ngang. Các góc này thay đồi tùy thuộc vào góc

nghiêng của cần so với phương nằm ngang α và được xác định bằng phương
pháp họa đồ vị trí.
Vị trí
Góc
Rmin Rtb Rmax
δ (
0
) 70 19 -10
γ (
0
) 68 15 -12
Vậy phản lực tại gối đỡ A :
- Tại vị trí R
min
:
12066368cos91304470cos647328 =∗+∗−=
A
H
N
244984970sin64732868sin913044155000840000 =∗+∗++=
A
V
N
- Tại vị trí R
tb
:
115999015cos45652219cos760455 =∗+∗=
A
H
N

44557719sin76045515sin456522155000420000 =∗−∗++=
A
V
N
- Tại vị trí R
max
:
( )
157993112cos304348)10cos(1297953 =−∗+−∗=
A
H
N
597110)10sin(1297953)12sin(304348155000280000 =−∗−−∗++=
A
V
N
3. xác định nội lực các thanh trong dàn:
Ta quy ước như sau:
- Thanh biên trên : từ 1A ÷ 16A
- Thanh biên dưới: từ 1B ÷ 15B
- Thanh bụng: từ 1 ÷ 28
SVTK: Nguyễn Văn Hùng trang13
 Thiết kế môn học KCKLMT GVHD: Nguyễn Danh Chấn
Tính toán nội lực trong từng thanh bằng phương pháp tách mắt:
Mắt 1:
∑
=+∗+∗= 0coscos
11 ABA
HcNbNX

∑
=−+∗+∗= 0sinsin
11 cABA
qVcNbNY
- Tại vị trí R
max
: b = 32
0
; c = 14
0
; H
A
= 1579931 N; V
A
= 597110 N
=> N
1A
= -622302 N
N
1B
= -1084400 N
- Tại vị trí R
tb
: b = 68
0
; c = 50
0
; H
A
= 1159990 N ; V

A
= 445557 N
=> N
1A
= -159136 N
N
1B
= -2946378 N
- Tại vị trí R
min
: b = 91
0
; c = 73
0
; H
A
= 120663 N ; V
A
= 2449849 N
=> N
1A
= -1939745 N
N
1B
= -528492 N
SVTK: Nguyễn Văn Hùng trang14
Y
H
V
A

A
q
c
1B
N
N
1A
b
c
X
Y
c
q
45°
24°
X
N
N
N
N
a
1B
2B
1
2
 Thiết kế môn học KCKLMT GVHD: Nguyễn Danh Chấn
Mắt 2 :
∑
=−++−= 0cos42cos
0

121
aqNNNX
cAA
∑
=−−= 0sin42sin
0
1
aqNY
c
- Tại vị trí R
max
: a = 58
0
; q
c
= 5000 N ; N
1A
= -622302 N
=> N
1
= -6337 N
N
2A
= -619943 N
- Tại vị trí R
tb
: a = 22
0
; q
c

= 5000 N; N
1A
= 1599136 N
=> N
1
= -2799 N
N
2A
= -615586 N
- Tại vị trí R
min
: a = -1
0
; q
c
= 5000 N ; N
1A
= -1939745 N
=> N
1
= 130 N
N
2A
= -617400 N
Mắt 3:
∑
=−+−+−= 0cos45cos24cos
0
2
0

121
aqNNNNX
cBB
∑
=−+= 0sin45sin24sin
0
2
0
1
aqNNY
c
- Tại vị trí R
max
: a = 76
0
; q
c
= 5000 N ; N
1
= -6337 N ; N
1B
= -1084400 N
=> N
2
= 10506 N
N
2B
= -1096408 N
- Tại vị trí Rtb : a = 40
0

; q
c
= 5000 N; N
1
= -2799 N; N
1B
= -2946378 N
SVTK: Nguyễn Văn Hùng trang15
81°
c
q
a
X
Y
N
N
N
3B
2B
3
q
c
T
N
N
N
N
N
X
Y

d
a
47°
53°
9°
3A
2A
2
3
4
 Thiết kế môn học KCKLMT GVHD: Nguyễn Danh Chấn
=> N
2
= 6155 N
N
2B
= -2949457 N
- Tại vị trí R
min
: a = 17
0
; q
c
= 5000 N ; N
1
= 130N ; N
1B
= -528492 N
=> N
2

= 1993 N
N
2B
= -525000 N
Mắt 4 :
∑
=−+−= 0cos81sin
3
0
2
aqNNX
cBB
∑
=−+= 0sin81cos
3
0
2
aqNNY
cB
- Tại vị trí R
max
: a = 67
0
; q
c
= 5000 N ; N
2B
= -1096408 N
=> N
3

= 176118 N
N
3B
= -1080956 N
- Tại vị trí R
tb
: a = 31
0
; q
c
= 5000 N; N
2B
= -2999457 N
=> N
3
= 471794 N
N
3B
= -2958243 N
- Tại vị trí R
min
: a = 8
0
; q
c
= 5000 N ; N
2B
= -525000 N
=> N
3

= 82824 N
N
3B
= -513585 N
Mắt 5 :
SVTK: Nguyễn Văn Hùng trang16
q
c
N
3A
4A
N
N
5
X
Y
a
 Thiết kế môn học KCKLMT GVHD: Nguyễn Danh Chấn
∑
=−++−−−= 0cos47cos53sin9coscos
3
0
4
0
2
0
2
aqNNNNdTX
cAA
∑

=−−−−−= 0sin47sin53cos9sinsin
0
4
0
23
0
2
aqNNNNdTY
cA
- Tại vị trí R
max
: a = 67
0
; d = 37
0
; q
c
= 5000 N ; T = 1297953 N ; N
2
= 10506
N ;
N
2A
= -619943 N ; N
3
= 176118 N
=> N
4
= 944912 N
N

3A
= -99554 N
- Tại vị trí R
tb
: a = 31
0
; d = 46
0
; q
c
= 5000 N ; T = 760455 N ; N
2
= 6155 N
N
2A
= -615586 N ; N
3
= 471794 N
=> N
4
= 1516146 N
N
3A
= -1104558 N
- Tại vị trí R
min
: a = 8
0
; d = 37
0

; q
c
= 5000 N ; T = -647328 N ; N
2
= 1993 N
N
2A
= -617400 N ; N
3
= 82824 N
=> N
4
= -516451 N
N
3A
= -768016 N
Mắt 6 :
∑
=−+−= 0cos
43
aqNNX
cAA
∑
=−−= 0sin
5
aqNY
c
- Tại vị trí R
max
: a = 67

0
; q
c
= 5000 N ; N
3A
= -99554 N
=> N
5
= -4602 N
N
4A
= 101508 N
- Tại vị trí R
tb
: a = 31
0
; q
c
= 5000 N ; N
3A
= -1104558 N
=> N
5
= -2575 N
N
4A
= -1100272 N
- Tại vị trí R
min
: a = 8

0
; q
c
= 5000 N ; N
3A
= -768016 N
=> N
5
= -696 N
N
4A
= -763065 N
SVTK: Nguyễn Văn Hùng trang17
X
Y
N
N
N
N
N
q
c
46°
a
47°
4B
3B
4
5
6

c
q
X
N
N
Y
a
46°
46°
N
N
6
7
5A
4A
 Thiết kế môn học KCKLMT GVHD: Nguyễn Danh Chấn
Mắt 7:
∑
=−+−+−= 047cos46cossin
0
4
0
643
NNaqNNX
cBB
∑
=+−+= 046sincos47sin
0
6
0

45
NaqNNY
c
- Tại vị trí R
max
: a = 23
0
; q
c
= 5000 N ; N
3B
= -1080956 N ; N
4
= 944912 N
N
5
= -4602 N
=> N
6
= -947897 N
N
4B
= 223890 N
- Tại vị trí R
tb
: a = 82
0
; q
c
= 5000 N ; N

3B
= -2958243 N ; N
4
= 1516146N
N
5
= -2575 N
=> N
6
= -1534308N
N
4B
= -854128N
- Tại vị trí R
min
: a = 59
0
; q
c
= 5000 N ; N
3B
= -513585 N ; N
4
= -516451 N
N
5
= -696 N
=> N
6
= 527011 N

N
4B
= -1226945 N
Mắt 8 :
SVTK: Nguyễn Văn Hùng trang18
a
q
c
X
Y
N
N
N
N
46°
46°
4B
5B
7
8
 Thiết kế môn học KCKLMT GVHD: Nguyễn Danh Chấn
∑
=+−−+−= 046cos46coscos
0
7
0
654
NNaqNNX
cAA
∑

=−−−= 046sinsin46sin
0
6
0
7
NaqNY
c
- Tại vị trí R
max
: a = 67
0
; q
c
= 5000 N ; N
6
= -947897 N ; N
4A
= 101508 N
=> N
7
= 941499 N
N
5A
= -1209023 N
- Tại vị trí R
tb
: a = 31
0
; q
c

= 5000 N ; N
6
= -1534308 N ; N
4A
= -1100272 N
=> N
7
= 1530728 N
N
5A
= -522513 N
- Tại vị trí R
min
: a = 8
0
; q
c
= 5000 N ; N
6
= 527011 N ; N
4A
= -763065 N
=> N
7
= -527978 N
N
5A
= -25256 N
Mắt 9 :
∑

=+−−+−= 046cos46coscos
0
8
0
754
NNaqNNX
cBB
∑
=+−= 046sinsin46sin
0
8
0
7
NaqNY
c
- Tại vị trí R
max
: a = 67
0
; q
c
= 5000 N ; N
7
= 941499 N ; N
4B
= 223890 N
=> N
8
= -935100 N
N

5B
= 1529439 N
- Tại vị trí R
tb
: a = 31
0
; q
c
= 5000 N ; N
7
= 1530728 N ; N
4B
= -854128 N
=> N
8
= -1527148 N
N
5B
= 1274337 N
- Tại vị trí R
min
: a = 8
0
; q
c
= 5000 N ; N
7
= -527978 N ; N
4B
= -1226945 N

=> N
8
= 528945 N
N
5B
= -1956194 N
SVTK: Nguyễn Văn Hùng trang19