CẦU TRỤC VÀ CẦN TRỤC QUAY potx

Chương 8
CẦU TRỤC VÀ
CẦN TRỤC QUAY
2
8.1. Cầu trục
Khái niệm chung

Loại TBN có sử dụng giàn chịu tải,
nâng vật qua dây cuốn.

Cấu tạo gồm:

Dàn chịu tải đặt trên cao: dầm chính và
dầm đầu

Các cơ cấu: CCN và 2 CCDC

Phân loại: Cầu trục 1 dầm và cầu
trục 2 dầm

Sử dụng nhiều trong các phân
xưởng.
3
8.1.1. Sơ đồ cấu tạo
Các bộ phận chính
1.
Dầm chính
2.
Xe con
3.
Cơ cấu nâng

4.
CCDC xe con
5.
CCDC cầu
Điều khiển
Từ mặt sàn hoặc từ cabin
Các thông số chính
Trọng tải
Khẩu độ, chiều cao nâng và hành trình
Các vận tốc chuyển động
4
8.1.2. Cơ cấu di chuyển
Lưu ý
Do khẩu độ lk của CCDC xe con và cầu khác
nhau nên các bộ phận của chúng cũng bố trí
theo các sơ đồ khác nhau.
CCDC xe con
1.
Động cơ
2.
Phanh
3.
Hộp giảm tốc
4.
Nối trục
5.
Gối đỡ
6.
Bánh xe
5

8.1.2. Cơ cấu di chuyển
CCDC cầu (KCKL)
1.
Động cơ
2.
Phanh
3.
Hộp giảm tốc
4.
Nối trục
5.
Gối đỡ
6.
Bánh xe
Công dụng:
di chuyển toàn bộ cầu (kết cấu kim
loại) dọc phân xưởng.
Bánh xe và ray
6
•
Bánh xe chế
tạo từ gang
hoặc thép đúc.
•
Hình dạng:
Trụ hoặc Côn,
có gờ chống
trượt khỏi ray
•
Ray: Vuông, Chữ nhật, Ray đường sắt

hoặc chuyên dùng
•
Các phương án lắp
bánh xe với trục
Lực cản chuyển động

W = Wt + Wđ

Lực cản tĩnh
Wt
: do độ dốc, gió
và ma sát
Wms = Wl + Wo

Wđ
–
do quán tính khi khởi động
cơ cấu:
Wqt = m.j =
2∑G Dnđc / 375 ud tm
(m=∑G/g; j=v/60tm;
v=πDn=πDnđc/ud)
7
α
Σ
G
v
W
d
v

D
R
∆
W
l
d
W
0
D
P
i
v
Động cơ

Công suất động cơ

Pyc = Wms .v /( 60.1000. ηd )
v – vận tốc di chuyển, m/ph

Mô men mở máy

Tm = Tt + Tđ = Tt + Tđ1 + Tđ2
Trong đó: Tt = Wms D /( 2ud ηd)
Tđ1 = ∑G D
2
nđc / (375 ud
2
tm ηd)
Tđ2 = k ∑(GiD
2

i)I nđc / (375 tm)
8
( )
2
2
i i ®
®
ms
m
2
d d
k G D .
( G).D .
W D
Cuèi cïng: T
2u 375u 375.

c
c I
d m d m
n
n
t t
η η
Σ
= + +
∑
Phanh

Mômen phanh không phụ thuộc chiều di chuyển


Lực cản do ma sát làm giảm mômen phanh yêu cầu
(có lợi cho phanh)

Khi tính toán được Tph ≤ 0 thì không cần lắp phanh. Cơ cấu sẽ tự dừng trong khoảng thời gian tph đã
cho.
9
* * *
ph t ®1 ®2
T -T T T = + +
( )
2
2
i i 1
1
ms
ph
2
d d
k G D .
( G).D .
-W D
T
2u 375u 375.

d I
d p ph
n
n
t t

η
η
Σ
= + +
∑
10
8.2. Cần trục quay

Cấu tạo chung gồm Kết cấu kim loại và Các cơ cấu

KCKL gồm phần quay, phần không quay và bộ phận tựa
quay

Các cơ cấu: CCN, CCQ. Ngoài ra còn có thể gặp CCDC, CC
thay đổi tầm với, CC tăng/giảm chiều cao cột.

Phân loại theo bộ phận tựa quay

Cần trục cột cố định

Cần trục cột quay

Cần trục với vòng quay
8.2.1.Phân loại cần trục quay
11
Q
L = const
Q
L
Lmax

Q
L
ĐT
ĐT
L
Q
Cột quay
Cột cố định
Mâm quay
8.2.2. Cơ cấu quay

Sơ đồ chung:

CCQ có thể đặt trên phần
quay hoặc phần không
quay

Dẫn động bằng tay hoặc
bằng động cơ
12
1 4
5
2 3

Đặc điểm:

TST rất lớn u = 200 1000
Phân phối TST u = u
h
.u

b
u
h
= 20 40; u
br
= 10 25

Ly hợp an toàn bảo vệ máy

Quán tính của hệ thống rất lớn

Trong CCQ không có khối lượng chuyển động thẳng
Cơ cấu quay

Mômen cản quay
T = Tt + Tđ

Mômen cản tĩnh T
t
- do độ nghiêng cột, gió và ma sát
Mômen do ma sát trong bộ phận tựa quay Tms tính tùy theo kết cấu cụ thể của chúng

Mômen cản động Tđ - do quán tính khi khởi động cơ cấu:
Tđ = GDq
2
.nđc / (375.tm.uq)
GDq
2
- tổng mômen vô lăng của các khối lượng quay
Lưu ý: Mômen cản quay tính quy về tâm quay của cơ cấu,

thường trùng với tâm cột.
13
Cơ cấu quay

Động cơ
Pt = Tt.n / (9,55.10
3
.ηq ) Pyc = (3 4).Pt

Quá trình mở máy – tương tự CCN và CCDC
Tm = Tt + Tđ = Tt + Tđ1 + Tđ2
Tđ1 – quán tính do các khối lượng chuyển động tròn
Tđ2 – quán tính do các khối lượng chuyển động quay

14
( )
2
2
i i ®
q ®
ms
m
2
q q
k G D .
G.D .
T
T
u 375u 375.

c
c
I
q m q m
n
n
t t
η η
= + +
∑
Cơ cấu quay

Phanh

Quá trình phanh tương tự như CCDC

15
* * *
ph t ®1 ®2
T -T T T = + +
( )
2
2
i i 1
q 1
ms
ph
2
q q
k G D .

G.D .
-T
T
u 375u 375.

q
I
q p p
n
n
t t
η
η
= + +
∑
•
Mômen phanh không phụ thuộc chiều quay
•
Mômen cản do ma sát làm giảm mômen phanh yêu cầu
•
Khi tính toán được T
ph
≤ 0 thì không cần lắp phanh.
•
Thời gian mở máy và phanh thường chọn theo tầm với
8.2.3. Đối trọng và ổn định

Đối trọng Nhằm giảm mômen uốn cột
Khi Qmax (uốn về phía cần Q):
Mu = Q.L + G1L1 – G2L2 – GđtLđ

Khi Q = 0 (uốn về phía đối trọng Gđt):
Mu' = GđLđ + G2L2 – G1L1
Tốt nhất Mu = Mu' =>
Mđt = Gđt.Lđ =
= QL/2 + G1L1 – G2L2
Từ đó tính được trọng lượng đối trọng Gđt.
16
Q
L
Gđt
G
2
G
1
Lđ
L
2
L
1
Đối trọng và ổn định

Ổn định Chống lật, dùng để tính móng

Khi Qmax (Lmax) – lật quanh A
Điều kiện chống lật:
Mf / Ml ≥ 1,15
Ml = Q.nq + G1.n1 – mômen gây lật
Mf = Gđt.nđ + G2.n2 + Gm.nm - mômen
chống lật (phục hồi)


Khi Q = 0 – lật quanh B: Tính tương tự như trên (các khoảng
cách đo từ B).

17
n
q
n
1
n
đ
n
m
B
A
G
m
Q
G
đ
t
G
2
G
1
n
2
18
8.3. Kết cấu kim loại

Là phần chịu tải chính của các máy nâng.


Kết cấu phụ thuộc vào loại cần trục cụ thể

Cầu trục 2 dầm: gồm 2 dầm chính (dạng dầm đơn hoặc dàn) và 2 dầm đầu

Cầu trục 1 dầm: gồm 1 dầm chính và 2 dầm đầu

Cần trục cột quay: gồm cột, cần và bộ phận tựa quay


19
8.3.1. Đặc điểm kết cấu
Cầu trục 2 dầm

Dầm chính: dầm đơn hoặc dàn

Dạng dàn: chế tạo từ thép hình L, U, I hoặc ghép [], ][

Dạng dầm đơn: có thể là I tiêu chuẩn, I ghép từ thép tấm
(hàn hoặc gia cố L), hoặc phổ biến nhất là hộp từ thép tấm
hàn

Dầm đầu: lắp bánh xe cầu trục. Có thể dạng ghép ][ hoặc
hộp.
l
k
l
k
h
20

Cầu trục 1 dầm

Đơn giản nhất gồm dầm chính bằng thép I, phía dưới
treo palăng điện và 2 dầm đầu lắp bánh xe cầu trục.

Tuỳ khẩu độ có thể có thêm các thanh giằng, dàn
ngang (để tăng cứng theo phương ngang), dàn đứng
phụ để ổn định dàn ngang hoặc hệ giằng giảm tải kết
hợp dàn ngang và dàn đứng phụ.
21
Cần trục quay

Cột: ghép từ 2 U hoặc cột rỗng đúc liền khối

Cần: dạng dàn, chế tạo từ thép định hình L, U hoặc ống tròn
22
8.3.2. Tính toán kết cấu
Trình tự tính toán
1. Xác định tải trọng và sơ đồ tính

Tải trọng tác động lên KCKL máy trục nói chung theo nhiều cách khác nhau tuỳ trường hợp cụ thể (lắp dựng, thử tải,
làm việc bình thường, sự cố ) => các tổ hợp tải trọng khác nhau
.
2. Xác định các nhân tố lực tác động lên các phần tử KCKL (mô men, lực dọc, lực cắt )
Có thể sử dụng các phương pháp khác nhau :cơ kết cấu, FEM, để tìm ra các phần tử và tiết diện nguy hiểm nhất.
3. Thiết kế tiết diện các phần tử

Từ việc phân tích các nhân tố lực tác động lên các phần tử xác định tiết diện một số phần tử chính. Các phần tử khác
chọn theo các điều kiện kết cấu và công nghệ.
4. Kiểm nghiệm các phần tử theo độ bền, độ cứng và độ ổn định

23
Ví dụ
1. Dầm chính cầu trục – kết cấu dầm đơn
2. Dầm chính cầu trục – kết cấu giàn

3. Cần trục cột quay
24
1. Tải trọng và sơ đồ tính
-
Tải trọng cố định: trọng l ợng dầm G
d
, coi nh phân bố đều q = G
d
/ L. Khi thiết kế ch a
biết -> lấy theo kinh nghiệm.
-
Tải trọng di động: áp lực từ bánh xe lên ray (dầm). Phân bố đều trên 4 bánh =>
R = k.(Q+G
x
) / 4.
Hệ số k tính đến tải trọng động, theo CĐLV
2. Tính các nhân tố lực
-
Ph ơng pháp cơ kết cấu
-
Ph ơng pháp tính gần đúng: thay thế 2 lực R bằng một lực 2R đặt tại giữa dầm.

Mô men uốn lớn nhất:
M
u

= R.L/2 + G
d
.L / 8 Các thành phần lực khác (kéo-nén, cắt) bỏ qua
3. Thiết kế tiết diện
Xuất phát từ độ bền:
u
= M
u
/ W
u
[
u
] chọn tiết diện có sẵn hoặc thiết kế tiết diện.
4. Kiểm nghiệm:
Độ bền, ổn định
u
[
u
] ; độ võng y [y]
R
R
b
q
Dm chớnh cu trc kt cu dm n
25
Dm chớnh cu trc kt cu gin
1. Tải trọng và sơ đồ tính
-
Cố định và di động (nh dầm đơn). Khi tính gần đúng các tải này đ ợc đặt vào các nút của
dàn.

-
Sơ đồ tính nh hình vẽ.
2. Tính các nhân tố lực
-
Ph ơng pháp cơ kết cấu, FEM
-
Ph ơng pháp tính gần đúng: Các thanh chỉ chịu lực dọc N
i
, xác định bằng một trong các
ph ơng pháp tách nút hoặc cắt ngang dầm.
3. Thiết kế tiết diện

Xuất phát từ độ bền: = N
i
/ A
i
[] từ đó chọn tiết diện thích hợp.
4. Kiểm nghiệm:
+ Độ bền: = N / A
0
[]
+ Độ cứng: [] Độ mảnh của thanh = l /
min
+ Độ ổn định: ' = N / A ['] (chỉ tính ổn định cho các thanh chịu nén)
là hệ số giảm ứng suất cho phép (h.s. uốn dọc), phụ thuộc độ mảnh của thanh
A, A
0
diện tích tiết diện nguyên và diện tích đã trừ các lỗ khoét
2R