04 tang rongroc palang

Chương 4
BỘ PHẬN CUỐN DÂY
VÀ DẪN HƯỚNG DÂY


Khái niệm chung


Tang: bộ phận cuốn dây trong CCN,
biến chuyển động quay thành chuyển
động tịnh tiến nâng/hạ vật.



Ròng rọc: bộ phận dẫn hướng dây.



Palăng: bộ phận gồm các ròng rọc, cố
định và di động, liên kết với nhau bằng
dây, dùng để giảm lực căng dây hoặc
tăng vận tốc.


4.1. Tang cuốn cáp
Cấu tạo chung


Tang thường có dạng ống trụ, hai đầu có
moayơ để lắp với trục, chuyển động quay.



Vật liệu tang: gang hoặc thép.



Bề mặt làm việc có thể nhẵn (tang trơn)
hoặc cắt rãnh dạng ren trịn có bước lớn hơn
đường kính cáp tránh cáp chà xát vào nhau
(tang xẻ rãnh).



Tang có thể dùng để cuốn 1 lớp hoặc nhiều
lớp cáp chồng lên nhau.


Tang trơn



Do



gờ

dc

L

gờ = 1,5.dc

t = dc

Khi cuốn nhiều lớp
cáp, tang cần có gờ
chặn. Chiều cao gờ
tính từ lớp cáp trên
cùng cần tối thiểu
1,5 đường kính cáp
tránh cáp tuột khỏi
tang.


Tang xẻ rãnh
I

dc



L

D

Do
D1

Do



R

I

t

R = 0,55dc
t = dc+ 
Kích thước rãnh cáp


Các kích thước cơ bản
Đường kính danh
nghĩa Do.



Chiều dài tối
thiểu phần cuốn
cáp trên tang L.



Chiều dày thành



Do



gờ

dc

L

gờ = 1,5.dc

tang  .
t = dc


Đường kính danh nghĩa


Đường kính đo theo tâm lớp cáp dưới cùng.



Xác định từ điều kiện tăng độ bền lâu cho cáp:
D0 ≥ h1.dc
với dc – đường kính cáp
h1 – hệ số, tra trong tiêu chuẩn theo CĐLV của
cơ cấu nâng.



TCVN 5864-1995 quy định giá trị tối thiểu của h 1.



Lưu ý: với CCN dẫn động bằng đ/cơ, đường kính
tang cần tính lại, đảm bảo vận tốc nâng cho
trước.


Chiều dài cuốn cáp


Tính từ số vịng cáp trên 1 lớp (Z) và khoảng cách
giữa các vòng cáp (bước cuốn cáp - t): L ≥ Z.t

•

Bước cuốn cáp t ≈ dc với tang trơn; t ≈ 1,1.dc với tang
xẻ rãnh.

•

Số vịng cáp khi cuốn 1 lớp tính theo cơng thức:

Z = Z 1 + Z2 + Z3
với Z1 = a.H/(.D0) – số vòng làm việc (H – chiều cao nâng;
D0 – đường kính tang; a – bội suất của palăng)
Z2 = 1,5..2 – số vòng cáp dự trữ trên tang
Z3 = 0..2 – số vòng phục vụ cố định cáp lên tang.

•

Khi cuốn n lớp cáp trên tang có thể lấy Z ≈ Z1/n.
4-8


Chiều dày thành tang


Chiều dày  thường chọn trước theo vật liệu tang:

•

Thép:  = 0,001.D0 + 3 (mm)

•

Gang:  = 0,002.D0 + (6…10) ≥ 12 (mm)
với D0 – đường kính tang, tính bằng mm.



Kiểm tra tang với kích thước đã chọn về độ bền:

•

Với tang ngắn (L/D0 ≤ 3) chỉ cần kiểm nghiệm độ
bền nén: tang được tính như ống dày chịu áp suất
ngoài do dây với lực căng Smax xiết lên tang sinh ra.

•

Khi tang dài (L/D0 > 3) cần tính đến ảnh hưởng của
cả uốn và xoắn.
Xem chi tiết…


Cố định cáp lên tang
A-A

A

A
Cáp

Bulơng và tấm kẹp

C¸p
Vít chặn


4.2. Rịng rọc và đĩa
xích
Cấu tạo
Với rịng rọc cáp, đường kính danh
nghĩa D0 đo theo tâm cáp, xác định
từ điều kiện tăng độ bền lâu cho cáp:

60°

h

b

D0 ≥ h2.dc với ròng rọc thường
D0 ≥ h3.dc với ròng rọc cân bằng

D0

với dc – đường kính cáp
h2, h3 – hệ số, tra trong tiêu chuẩn
theo CĐLV của CCN.
Các kích thước khác theo kết cấu:
R=0,6dc h=(1,5-2,0)dc b=(2-2,25)dc


4.2. Rịng rọc và đĩa xích
Cấu tạo (tiếp…)

D0

d

Với rịng rọc cho xích hàn,
đường kính danh nghĩa D0 xác
định theo đường kính dây thép
làm xích (d), bước xích (t) và số
răng (số hốc) trên đĩa xích (z):

D=

0

t

2

d

2

(sin(90/z)) + (cos(90/z))
z – số hốc, min = 5-6


Lực cản và hiệu suất ròng
rọc
W



Khi chưa quay: S2 = S1



Khi quay theo chiều
trên hình vẽ, do lực
cản W nên S2 > S1 hay
S2 = S 1 + W

n



Các loại lực cản chính:

• Lực cản do độ cứng

S1

S2

dây (Wc)
• Lực cản do ma sát

trong ổ đỡ trục (Wo)


Lực cản do độ cứng dây

b



Do độ cứng nên khi
cuốn vào và khi nhả
khỏi ròng rọc dây bị
lệch so với trường hợp
lý tưởng các khoảng b
và c như trên hình vẽ



S’2 = S1 + Wc



Kết hợp phương trình
cân bằng mơmen tính
được lực cản do độ
cứng dây Wc = S1.

c

S1

S2' = S1+Wc

S1(D0/2+b) = S’2(D0/2-c)
S1(D0/2+b) = (S1+Wc)(D0/2c)
Wc = S1(b+c)/(0,5D0- c) =


Lực cản do độ ma sát trong
ổ


Giả sử ròng rọc đường
kính D0 lắp trên ổ trượt
có đường kính ngõng d.



S”2 = S1 + Wo với Wo
là lực cản do ma sát
trong ổ.



Từ mơmen cản quay Tc
tính được lực cản do
ma sát trong ổ
Wo = Tc / 0,5D0 = S1.

d

S1

S2'' =S1+Wo

Lực tác dụng lên ổ:


S = S + S''2 => S2S1.sin
1
2
Lực ma sát trong ổ: F = S.f

Tạo mômen cản quay: Tc =
F.d/2

= 2sin(/2).f.d/D0

Hiệu suất rịng rọc


Hiệu suất = cơng suất có ích / cơng suất
bỏ ra
* Trường hợp rịng
S1 rọc
S 2 ,v0
cố định:
C.s. có ích

n

= Q.vn
S1

C.s. bỏ ra

n

Pci
Pbr

= S2.v0
Q, vn

S 2 , v0

Lực căng dây S1 = Q
Q, vn
Vận tốc dây
v0 = vn


Hiệu suất rịng rọc (tiếp...)
Hiệu suất = cơng suất có ích / cơng suất
bỏ ra
* Trường hợp rịng rọc
S1
S 2 , v0
di động:


n

C.s. có ích

Pci =

Q.vn
C.s. bỏ ra

Pbr =

S2.v0
Q, vn

Lực căng dây

S1+S2 = Q

Hiệu suất



* Trong tính tốn thường lấy:
 dđVận
= =
0,94...0,98
rọc
tốc
dây vớiv0rịng
= 2.v
n
cáp;
 = 0,94...0,96 với rịng rọc xích (đĩa

> S /S


4.3. Palăng
Khái niệm chung
Hệ thống ròng rọc cố định và di động, liên kết
với nhau bằng dây.
 Tuỳ công dụng, palăng được phân làm 2 loại:






Palăng lợi lực (hình a)
Palăng lợi vận tốc (hình b)

S1'
Sa

S1 S2 ... Sa
Q,v n

''

... ... S2 S1

S1
P, vP

tang
Q

(a)

(b)


4.3.1. Palăng lợi lực
Bội suất (a): số lần giảm lực
căng dây so với khi treo vật
trực tiếp trên 1 dây xét ở trạng

thái đứng im (các rịng rọc
khơng quay).
 Có thể xác định bội suất a
qua số nhánh dây treo vật.
 Trên hình vẽ là palăng có bội
suất a = 4.
 Trong tính tốn, palăng được
thể hiện dưới dạng khai triển...



Tính tốn palăng lợi lực
Cho sơ đồ khai triển
palăng. Xác định lực căng
dây lớn nhất Smax=? nằm ở
đâu? Khi nâng hay hạ?
Hiệu suất của cả hệ thống
 p=?


S 1'
Sa

''

... ... S2 S1

S1

Phương pháp: dựa vào

các quan hệ lực căng dây
trên các nhánh của rịng
rọc và hiệu suất  =
Scuốn/Snhả


tang

Q

(a)

Từ đó, xét lần lượt từng
ròng rọc trong hệ thống
palăng...



Tính tốn... (tiếp)
Khi nâng
vật






S'1

Các rịng rọc quay theo chiều

như hình vẽ. Lực căng dây trên
Sa Sa-1 ... ... S2 S1
S''1
nhánh cuốn vào ròng rọc bé
hơn trên nhánh nhả ra nên suy
ra Smax = S”1 = Stang. Lực căng
lớn nhất nằm ở nhánh cuốn vào
tang
tang.
Tổng lực căng dây cân bằng với
Q:
Q
S1 = S 1
= S1.1
Q = S1 + S2 + ... + 1Sa
• Smax = S1 / t = Q.(1-) / [(1S2 = S1. = S1.
Từ
quan hệ hiệu suất ròng rọc: a t
......
 ) ]
Sa = Sa-1. = S1.a-1
• Hiệu suất palăng: p = Q /
Khi hạ thì thế
a-1
Q = Si = S1. (1+ + ... +  (a.S
) max)
nào?


Palăng kép

Palăng đơn

Q



Palăng kép

Q = 0

• Bội suất palăng kép
ký hiệu là "2a" và
bằng số nhánh dây
treo vật
(trên sơ đồ : 2a = 4)
• Rịng rọc trung gian
khơng quay, chỉ đóng
vai trị cân bằng nên
trong tính tốn Smax
có thể thay thế bằng
palăng đơn với bội
suất
a' = 2a/2 và tải Q' =
Q/2.
• Hiệu suất của
palăng


4.3.2. Palăng lợi vận tốc
S1 = S 1

= S1.1

S2 = S1.

= S1.1

......
S1

S2

...

Sa = Sa-1.

Sa

= S1.a-1

P = Si = S1. (1+ + ... + a-1 ) (1)
Q, vn

Smax = S1;

(2)

Sa = Q /  => Q = S1.a
P, vP

Từ (1) (2) (3) tìm được quan hệ
giữa P, Q, Smax

(3)


Các lưu ý chung về palăng
Lực căng cáp

Palăng kép

Số ròng rc t

S c bit

hạ
max

S

1
Q.
(1 a )

nâ
ng
max

S

1 
 Q.
(1  a ) t

Bội suất ký hiệu là “2a”. Rịng rọc cân bằng khơng quay.
Tính tốn coi như palăng đơn với a’ = “2a”/2 và Q’=Q/s
Chỉ tính số rịng rọc
phía tang cuốn cáp
Trường hợp gặp sơ đồ
đặc biệt cần thiết lập
cơng thức để tính lực
căng cáp lớn nhất.

S’1
S1
S

S2
Q

next…


Hệ số đường kính với tang và rịng rọc
(TCVN
5864-1995)
Nhóm CĐLV
M1

M2

M3

M4

M5

M6

M7

M8

h1

11,2

12,5

14,0

16,0

18,0

20,0

22,4

25,0

h2

12,5

14,0

16,0

18,0

20,0

22,4

25,0

28,0

h3

11,2

12,5

12,5

14,0

14,0

16,0

16,8

18,0

của cơ cấu

GHI CHÚ:
1. Đường kính danh nghĩa của tang: D0 h1.dc
2. Đường kính của rịng rọc dẫn hướng: D2 h2.dc
3. Đường kính của rịng rọc cân bằng: D3 h3.dc
4. Với cần trục tự hành: h1 = 16; h2 = 18; h3 = 14 với CCN tải
h1 = 14; h2 = 16; h3 = 12,5 với CCN cần
5. Đường kính rịng rọc ma sát trong thang máy: D  40.dc
(TCVN 6395:1998)

 Back