chương IV máy nâng

CHƯƠNG IV
MÁY NÂNG
NỘI DUNG CHƯƠNG IV
§1
Khái
niệm
chung
§2
Máy
nâng
đơn
giản
§3
Thang
nâng
xây
dựng
§4
Cần
trục
§5
Khai
thác
cần
trục
1
§1. Khái niệm chung
1. Công dụng và phân loại
1.1. Công dụng
Máy nâng là nhóm máy dùng để vận chuyển vật nâng từ vị trí ban đầu
đến vị trí mong muốn, chủ yếu là theo phương thẳng đứng.

1.2. Phân loại
Máy nâng dùng trong xây dựng phân thành 3 nhóm :
- Máy nâng đơn giản : Thường có 1 cơ cấu và vận chuyển theo phương
thẳng đứng hoặc phương gần như thẳng đứng.
Bao gồm : kích, tời, pa lăng.
- Thang nâng xây dựng: Nâng vật được đặt trên cabin hoặc bàn nâng,
tựa trên bộ phận dẫn hướng, theo phương đứng.
Bao gồm : + Thang nâng chở hàng
+ Thang nâng chở hàng và người
2
-
Cần trục : Cần trục là loại máy nâng có từ 2 chuyển động trở lên (chuyển động quay, chuyển động nâng hạ, chuyển
động thay đổi tầm với…). Bao gồm:
+ Cần trục kiểu cầu : cầu trục, cổng trục và cần trục cáp…
+ Cần trục cố định kiểu cần : Cần trục cột buồm…
+ Cần trục tháp : Cần trục tháp kiểu đầu quay, tháp quay
+ Cần trục tự hành : Cần trục bánh xích, cần trục bánh lốp…
2. Các thông số cơ bản của máy nâng
a) Thông số hình học
- Chiều cao nâng H (m) : tính từ tâm móc treo ở vị trí cao nhất đến mặt bằng máy đứng.
- Tầm với R (m) : khoảng cách tính trong mặt phẳng ngang từ tâm quay tới móc treo của cần trục.
b) Thông số động học
- Vận tốc nâng : vn (m/ph)
- Vận tốc di chuyển : vdc (m/ph)
3
-
Vận tốc
quay : nq (vg/ph)
-
Vận tốc

thay đổi tầm với :
+ Với phương pháp thay đổi tầm với bằng xe con: vxe (m/ph)
+ Với phương pháp thay đổi tầm với bằng cách nâng hạ cần: vtv (m/ph)
c) Tải trọng nâng
- Tải trọng nâng Q (T) : trọng lượng cho phép lớn nhất mà máy nâng có thể nâng được. Bao gồm tải trọng danh nghĩa và tải
trọng định mức.
- Mô men tải trọng M:
M = Q.R = const (T.m; kN.m)
d) Chế độ làm việc
- Chế độ làm việc CĐ (%) của máy nâng nói lên mức độ sử dụng máy, được xác định từ nhiều yếu tố theo quy phạm như : Thời
gian sử dụng máy trong một năm, một ngày đêm, mức độ sử dụng tải trọng nâng so với tải trọng danh nghĩa, số lần mở
máy trọng một giờ…
- Trong máy xây dựng thường sử dụng 3 chế độ : nhẹ, trung bình, nặng.
4
§2. Máy nâng đơn giản
1. Kích
Kích được phân loại theo kiểu dẫn động , có 3 loại chính : kích vít, kích thanh răng, kích thủy lực.
a) Kích vít
- Cấu tạo
R
d
1
3
2
4
Q
P
1
5
6

Hình 4.3. Sơ đồ
cấu tạo kích vít
1.Thân kích;
2.Vít;
3.Đầu chịu tải;
4; 5.Tay quay;
6.Đai ốc
5
- Nguyên lý làm việc:
+ Để nâng tải trọng Q, tác dụng vào tay quay 5 một lực P theo chiều nâng của vít. Vít 2 vừa chuyển động quay vừa chuyển
động tịnh tiến đi lên để nâng vật (Truyền động vít – đai ốc)
+ Khi hạ vật ta đặt con cóc theo chiều hạ và lắc tay quay 5.
- Phạm vi áp dụng:
+ Kích được sử dụng khá phổ biến do cấu tạo đơn giản.
+ Tải trọng nâng Q = (2÷50)t
•
Với Q 20t thì thường dẫn động bằng tay
•
Với Q > 20t thay tay quay bằng bộ truyền trục vít - bánh vít và được dẫn động bằng máy.
+ Chiều cao nâng H đến 0,35 m
≤
6
- Tính toán lực dẫn P trên tay đòn quay
Khi dẫn động bằng tay, lực P được xác định như sau:
Ta có phương trình mômen :
+ Khi nâng vật:
+ Khi hạ vật:
Trong đó:
Q – trọng lượng vật nâng, N
r – bán kính trung bình của ren vít, m

R – chiều dài làm việc của tay quay, m
λ,ρ −
góc nâng của ren vít và góc ma sát
Dấu "+" khi nâng vật, dấu "-" khi hạ vật.
( )
. . ,
r
P Q tg N
R
ρ λ
= +
( )
. . ,
r
P Q tg N
R
ρ λ
= −
7
8
9
10
11
12
b. Kích thuỷ lực
- Sơ đồ cấu tạo .
3
4
5 6
8

9
1
2
1.Pít tông nâng vật
2.Xi lanh nâng vật
3,4.Van bi 1 chiều
5.Xi lanh bơm dầu
6.Pít tông bơm dầu
7.Thùng dầu
8.Tay bơm
9.Van xả dầu
Q
o
D
d
l
1
l
2
P
P’
Hình 4.3.
Sơ đồ cấu tạo kích thuỷ lực
7
13
- Tính toán lực dẫn (P) trên tay quay :
•
Lực tác dụng lên tay đòn lắc để nâng vật là:
Trong đó:
+ Q - Trọng lượng vật nâng, N

+ d, D, l1, l2 - Đường kính các xi lanh và các tay đòn của tay quay.
+
η
- Hiệu suất của hệ thống (
η
=0,85
÷
0,92)
Chú ý: Vì có thể tạo được tỷ số nhỏ nên kích thuỷ lực có tải
trọng nâng lớn và trọng lượng bản thân nhỏ.
2
1
2
2
1
. . .
l d
P Q
l D
η
=
2
2
D
d
14
- Nguyên lý
•
Khi nâng vật, đưa tay đòn 8 từ phải sang trái, píttông 6 từ trái sang phải làm thể tích trong xi lanh tăng và áp suất
giảm, dầu ở thùng chứa đẩy van một chiều 4 vào xi lanh bơm.

•
Kết thúc một hành trình tay đòn chuyển động ngược lại từ trái sang phải làm píttông từ phải sang trái, áp suất dầu
tăng lên làm van 3 mở, dầu vào xi lanh công tác kết thúc 1 chu kì bơm.
•
Khi muốn hạ vật thì ta mở khoá 9 để thả dầu vào thùng chứa.
- Phạm vi áp dụng:
+ Với Q < 200t thì dẫn động bằng tay với H = (0,15÷0,2) m
+ Với Q > 200t (500t) thì kích thuỷ lực được dẫn động bằng máy (Bơm đặt trực tiếp hoặc qua ống dẫn ), một bơm có thể
dẫn động nhiều kích.
+ Thường dùng để nâng những công trình lớn như: nhịp cầu, tầng lắp ghép sẵn của nhà hoặc trong sửa chữa ô tô, tàu
hoả,…
15
c. Pa lăng cáp
- Công dụng
Palăng cáp là hệ thống gồm các puly cố định và di động nối với nhau bằng cáp dùng để lợi về lực hoặc lợi về vận tốc.
- Phân loại:
•
Theo mục đích sử dụng có thể phân ra:
+ Palăng vận tốc: Lợi về vận tốc thiệt về lực
+ Palăng lực: Lợi về lực thiệt về đường đi
•
Theo cấu tạo tang cuốn cáp phân ra :
+ Tang đơn : có một nhánh cáp cuốn lên tang
+ Tang kép : có hai nhánh cáp cuốn lên tang
- Các thông số cơ bản.
+ Bội suất palăng:
a=(Số nhánh cáp treo vật)/(Số nhánh cáp ra khỏi palăng)
+ Vận tốc cuốn cáp vào tang: vcáp=a.vn
16
+ Dung lượng cáp:

Đối với palăng đơn: Lcáp=a.H.
Đối với palăng kép: Lcáp=2a.H.( hai bên)
Với H: chiều cao nâng vật
+ Hiệu suất Palăng:
•
Hiệu suất=(công có ích)/(Công sinh ra)
•
Xét cho pa lăng đơn loại một: Là pa lăng có nhánh cáp ra khỏi pa lăng từ pu ly cố định phía trên.
Hình 4.4.
Sơ đồ tính hiệu
suất palăng
17
- Hiệu suất palăng loại 1:
η:
Hiệu suất puly
+ Lực căng cáp lớn nhất:
)1(a
)1(
a
1palang
η−
η−η
=η
Hình 4.5: Sơ đồ tính
lực căng cáp lớn
nhất với pa lăng đơn
loại một
1.Cáp; 2.Pu ly đổi hướng;
3.Pa lăng cáp; 4. Tang cuốn
cáo

n
4
Q
V
n
S
max
a
2
1
3
V
c
18
-
Đối với palăng đơn:
Trong đó r là số puly đổi hướng cáp
2. Tời xây dựng
a) Công dụng và phân loại
-
Công dụng :
Tời là một hệ thống để nâng hoặc kéo vật, bao gồm :
+ Nguồn dẫn động
+ Hệ truyền động
+ Tang cuốn cáp
- Phân loại :
+ Theo công dụng : tời nâng và tời kéo.
+ Theo nguồn dẫn động : tời dẫn động tay và tời dẫn động máy.
+ Theo số tang : tời một tang, tời nhiều tang.
ax

. .
m
r
palang puly
Q
S
a
η η
=
19
b) Tời dẫn động tay
- Sơ đồ cấu tạo
1
2
3
4
5
6
l
P
D
t
M
t
Q
Hình 4.6:
Sơ đồ cấu
tạo tời dẫn
động tay
1.Tang cuốn cáp;

2.Khung tời;
3.Các cặp bánh
răng truyền động;
4.Phanh áp trục;
5.Hai bánh răng
có thể chuyển
động dọc trục;
6.Tay quay.
20
- Nguyên lý làm việc :
+ Nâng vật: Quay tay quay 6 (theo chiều nâng) bánh răng 5 quay các cặp bánh răng 3 quay tang 1 quay cuốn cáp vào
tang nâng vật.
+ Hạ vật: Quay tay quay 6 (ngược lại) tang 1 nhả cáp ra hạ vật.
Khi nâng vật nặng thì dùng bánh răng nhỏ ở cặp bánh răng 5 (tăng i giảm n ).
Khi nâng vật nhẹ thì dùng bánh răng lớn ở cặp bánh răng 5 (giảm i tăng n
Phanh tự động có mặt ma sát tách rời 4 được đặt ở trục thứ 2 để có thể sang số khi nâng vật.
Tay quay được đặt ở 2 đầu trục dẫn để có thể 1, 2 hoặc 4 người cùng làm việc.
Chỉ có thể hạ khi quay tay quay theo chiều hạ.
- Thông số cơ bản :
+ Đường kính tang cuốn cáp: Dt (mm)
+ Tỷ số truyền của hệ truyền động : i
+ Mô men trên trục tang cuốn cáp : Mt (Nm)
21
- Tính toán mô men trên trục của tang cuốn cáp (Mt) :
Trong đó:
i,
η
- Tỷ số truyền và hiệu suất bộ truyền.
Md = k.n.P.l - Mô men dẫn động do tay quay.
P - Lực quay của 1 người (N).

l - Cánh tay đòn tay quay(mm).
n - Số người làm việc đồng thời.
k - Hệ số làm việc không đều.
+ Một người làm việc thì k = 1
+ Hai người làm việc thì k = 0,8
+ Bốn người làm việc thì k = 0,7
Vậy : (N.mm)
t
M k.n.P.l.i.= η
η= .i.MM
dt
22
3. Tời dẫn động máy (tời điện)
- Sơ đồ cấu tạo
Hình 4.7. Sơ đồ tời dẫn
động máy
1.Động cơ điện;
2.Khớp nối ;
3.Phanh;
4.Hộp giảm tốc;
5.Tang cuốn cáp;
6: puly đổi hướng cáp;
7: Palăng nâng vật.
3
Vn
Vc, Sc
6
z1
z2
z3

z4
D
t
l
1
2
4
5
7
M
Q
a = 2
23
Động cơ điện
Phanh điện từ
Hộp điện điều khiển Dây cáp
Hộp giảm tốc
Tang cuốn cáp
Khớp nối
24
- Nguyên lý làm việc:
+ Nâng vật: Đóng động cơ điện 1 theo chiều nâng đồng thời mở phanh 3 qua hộp giảm tốc 4 -> tang quay cuốn cáp vào
tang -> qua palăng cáp vật nâng được nâng lên.
+ Hạ vật : Đóng động cơ điện theo chiều hạ, đồng thời mở phanh 3 -> qua hộp giảm tốc 4 -> tang 5 quay nhả cáp ra ->
qua palăng cáp vật nâng được hạ xuống
+ Phanh 3 là phanh thường đóng chỉ mở ra khi có điện.
+ Để tăng tốc độ khi hạ vật nhẹ một số tời sử dụng phanh má có thêm bộ phận mở phanh bằng bàn đạp -> khi đạp chân
lên bàn đạp -> phanh mở -> vật hạ xuống do trọng lượng của nó.
§3. Thang nâng xây dựng
1. Công dụng và phân loại

- Công dụng : là thiết bị chuyên dùng để vận chuyển hàng hóa, vật liệu, thậm chí cả người phục vụ công tác thi công xây
dựng (hoàn thiện, sửa chữa). Thiết bị mang vật là bàn nâng.
25