CHƯƠNG 10: CÁC LOẠI MÁY TRỤC( tt) ppsx

Mô men uốn:
a
v
)MM()va(v
2
1
qv
a
v
K)vb(
a
v
KM
1
2111x2
1
22
1
11u
++++=
a
v
)MM()va(v
2
1
qv
a
v
K)vb(
a
v

KM
1
2111x2
1
22
1
11u
++++=
a
v
)MM()va(v
2
1
q)vb(
a
v
Kv
a
v
KM
2
1222x1
2
21
2
12u
++++=
Mô men uốn M
u1
, M

u2
là tại vị trí gối dầm chính lên dầm cuối.
Khi tính lực cắt cần quan tâm tới lực quán tính theo chiều đứng và hệ số tải trọng:
)
a
M
a
M
a
2
1
q(n
a
v
)KnKn(
a
vb
)KnKn(T
21
xG
2
"
2G
'
2Q
2
"
1G
'
1QA

++++
+
+=
)
a
M
a
M
a
2
1
q(n
a
vb
)KnKn(
a
v
)KnKn(T
12
xG
1
"
2G
'
2Q
1
"
1G
'
1QB

++
+
+++=






++
+++
+
+=
a
v
)MM()va(vq
2
1
n
v
a
v
)KnKn(
a
)vb(v
)KnKn(M
1
2111xG
2
1

"
2G
'
2Q
21
"
1G
'
1Q1u






++
+
+
+++=
a
v
)MM()va(vq
2
1
n
a
)vb(v
)KnKn(v
a
v

)KnKn(M
2
1222xG
12
"
2G
'
2Q1
2
"
1G
'
1Q2u
Chọn một giá trị lớn nhất trong hai giá trị của T và M để kiểm tra độ bền của dầm cuối.
b) Kết hợp tải trọng
Để tính ứng suất tại một mặt cắt của dầm cuối ta quan tâm cả ứng suất uốn và ứng
suất do phanh xe con gây ra (lực cạnh hông của cầu) đợc tính công thức:

R
W
M
xe.ph
ux
maxu
max
+=
, N/cm
2
; (10-34)
Kiểm tra theo ứng suất cắt:

s
y
max
max
R
F
T
=
, N/cm
2
(10-35)
Kết hợp cả hai ứng suất:
R1,13
22
s
+=
, N/cm
2
; (10-36)
trong đó:
11

max

- ứng suất uốn lớn nhất, N/cm
2
;

maxu

M
- mô men uốn lớn nhất, Ncm;
W
ux
- mô men chống uốn, cm
3
;

s
- ứng suất kết hợp lớn nhất, N/cm
2
;
- ứng suất uốn tại vị trí kết hợp cắt, N/cm
2
;
- ứng suất cắt tại vị trí bị uốn kết hợp, N/cm
2
.
10.3.3. Các cơ cấu của cầu trục
1- Cơ cấu nâng:
Cơ cấu nâng của cầu trục thờng có hai loại chính: loại dùng cho cầu trục một dầm là pa
lăng điện (hình 10-27) hoặc pa lăng tay. Pa lăng điện hoăc pa lăng tay đều có khả năng di
chuyển dọc theo dầm chính để nâng hạ
vật. Các loại pa lăng này là bộ phận máy đợc chế tạo hoàn chỉnh theo tải trọng và tốc độ
nâng và chế độ làm việc. Khi lựa chọn cần căn cứ vào yêu cầu và chọn các thông số theo ca
ta lô và kích thớc bao đã có sẵn.
Đối với loại hai dầm thông thờng các cơ cấu nâng đợc chế tạo và đặt trên xe con để có thể
di chuyển dọc theo dầm chính. Loại có móc để nâng hàng khối và hàng đã đợc bao gói
thông dụng.
Trên xe con có thể có từ một đến ba cơ cấu nâng; trong đó có một cơ cấu nâng chính và

có thể có một đến hai cơ cấu nâng phụ (hình 10-11). Khi dùng cơ cấu gầu ngoạm thì tốc
độ nâng hạ có lớn hơn loại móc treo để khi thả gầu, lỡi gầu ăn sâu vào đống vật liệu (hình
10-28). Các thứ tự và phơng pháp tính toán cơ cấu nâng đã đợc trình bày trong các chơng tr-
ớc.
12
Hình 10-27. Palăng điện: a - Di chuyển bằng tay, b - Di chuyển bằng động cơ điện
h
h
a
c
M
a
c
A
B
H
D
E
F
F1
L1
L
L2
A
B
H
L
L1
D
E

F
L1
L2
a)
b)
2. Cơ cấu di chuyển: Trong cầu trục
có hai cơ cấu di chuyển: cơ cấu di chuyển
cầu trục chạy dọc theo ray đặt trên vai cột
trong nhà xởng và cơ cấu di chuyển xe
con chạy theo dọc dầm chính. Cơ cấu di
chuyển thờng đợc thực hiện theo hai phơng
án: dẫn động chung và dẫn động riêng.
Dẫn động chung dùng cho cầu trục có
khẩu độ nhỏ và cho xe con. Trong phơng
án dẫn động chung thông thờng động cơ
đợc đặt ở giữa và có ba phơng án đặt
hộp giảm tốc và phanh đợc trình bày trên
hình10-29a, b, c.
Các u nhợc điểm của phơng án truyền
động này đã đợc phân tích kỹ trong chơng
cơ cấu di chuyển. Do có mô men xoắn,
khối lợng và kích thớc trục truyền nhỏ nên
thờng dùng cơ cấu dẫn động chung với trục
truyền quay nhanh. Đối với cầu trục có
khẩu độ lớn trên 15 m, ngời ta hay sử
dụng cơ cấu di chuyển dẫn động riêng
(hình 10-29d). Loại này gồm hai cơ cấu di
chuyển giống nhau và đặt về hai phía của cầu để dẫn động cho từng cụm bánh xe riêng biệt.
13
Hình 10-29. Cơ cấu di chuyển: 1- Động cơ, 2- Khớp + phanh, 3- Hộp giảm tốc, 4- Khớp

mềm, 5- Trục truyền, 6- Bánh xe, 7- Ray, 8- Cặp bánh răng ngoài
Hình 10-28. Cơ cấu nâng gầu ngoạm
c)
d)
a)
b)
4 5
1 2
4 5
6
7
7
4 5
8
7
3
7
6
6
6
3
1 2
3
1 2
4 5
1 2
3
Công suất của động cơ mỗi bên thờng lấy bằng 60% tổng công suất cần thiết. Kết cấu này
gọn nhẹ, dễ lắp đặt dễ sử dụng, dễ bảo dỡng. Tuy nhiên
Bảng 10-2. Thí dụ palăng điện loại di chuyển bằng tay có tải trọng nâng đến 5T; theo hình 10-27a

Q,
T
Loại H,
m
V
n
,
m/ph
Dầm
I
Kích thớc chính, mm G,
kg
0,5
8
N
0
18
đến
36
A B D D1 E1 F h M L L1 L2 a b c
T921 6
410
225 503 34 272 403 200 58 660 159 240 125 94 143 133
T922 9 730 330 141
T923 12 810 410 149
1 T931 6 410 225 503 34 272 403 200 58 705 159 285 125 94 143 148
T932 9 810 390 153
T933 12 910 490 163

2

T941 6
N
0
30
đến
45
520 280 528 73 403 543 200 88 784 200 300 125 80 143 280
T942 9 894 410 288
T943 12 994 510 310
3,2
T951 6 520 280 528 73 403 543 200 88 844 200 330 125 80 143 305
T952 9 964 450 320
T953 12 1074 560 342
5 T961 6 558 300 536 81 410 623 75 885 217 330 125 80 143 490
cần chú ý tới biện pháp đồng tốc giữa hai động cơ và lực cản di chuyển không đều trên hai
bên ray để bảo đảm an toàn, chống xô lệch dầm cầu trục.
Một điều chú ý khi thiết kế và lắp đặt các cơ cấu nâng và cơ cấu di chuyển lên xe
con là phải sắp xếp vị trí lắp đặt các cơ cấu sao cho áp lực lên bốn bánh xe tơng đối cân
bằng khi có tải cũng nh không có tải nâng. Chênh lệch lực nén giữa các bánh xe không vợt
quá 20%. Hộp giảm tốc trong cơ cấu di chuyển là hộp giảm tốc đứng và cần chú ý tới điều
kiện bôi trơn cho các bánh răng phía trên.
3. Thứ tự tính toán cầu trục
a) Khi đã xác định thiết kế cầu trục có nghĩa là đã biết yêu cầu của loại cầu trục cần phục
vụ cho một công nghệ nâng hạ nhất định. Những thông số cơ bản đã đợc chọn trớc: tải trọng
nâng Q (N); chiều cao nâng H (m); khẩu độ dầm cầu L (m); tốc độ nâng V
n
(m/s); vận tốc di
chuyển cầu trục và vận tốc di chuyển xe con v
d
(m/s), Chế độ làm việc tổng thể của cầu trục

và của các cơ cấu ( cấp sử dụng và cấp tải k
p
theo TCVN 5862-1995), nếu không cho trớc
phải dựa vào điều kiện cụ thể để xác định. Ngoài ra, cần có những thông số khác nh môi tr-
ờng làm việc, loại hàng cần nâng hạ, cung cấp điện năng, vị trí lắp đặt, khả năng kinh tế
b) Dựa vào các thông số yêu cầu ở phần a để tiến hành thiết kế:
- Xác định các kích thớc cơ bản của kết cấu cầu và xe con theo các công thức kinh
nghiệm (trong các tài liệu) hoặc theo mẫu cầu trục tơng tự đã có.
- Tính toán thiết kế cơ cấu nâng (chọn sơ đồ nguyên lý cơ cấu nâng phù hợp điều kiện
Bảng 10-2 Thí dụ pa lăng điện loại đến 5t; theo hình 10-27b
Q,
t
Loại,
T10
H,
m
Tốc độ, m/ph Động cơ
nâng
Động cơ di
chuyển
Dầm I Các
kích
thớc,
mm
Khối l-
ợng,
Kg
Nâng Di
chuyển
% SLMM

z/h
% SLM
M z/h
14
0,5 T1021 6
8
20/32 25 120 40 60
N
0
18
đến 36
A,B,
D,D1,H,
F, F1, L2,
a,b,c
Theo
bảng 10-2
138
T1022 9 146
T1023 12 154
1 T1031 6 153
T1032 9 158
T1033 12 168
2 T1041 6
N
0
30
đến 45
290
T1042 9 300

T1043 12 310
3,2 T1051 6 314
T1052 9 328
T1053 12 352
5 T1061 6 496
T1062 9 520
T1063 12 547
và kết cấu cầu trục, công suất động cơ và chọn động cơ, hộp giảm tốc, cáp, tang nâng,
phanh hãm và các bộ phận phụ trợ khác đã trình bày ở phần cơ cấu nâng). Từ đó xác định đ-
ợc kết cấu, kích thớc, trọng lợng từng phần và tổng thể cơ cấu nâng.
- Thiết kế cơ cấu di chuyển xe con (chọn sơ đồ cơ cấu di chuyển, tính toán thiết kế từng
phần: bánh xe, động cơ, hộp giảm tốc, phanh hãm và các bộ phận khác). Từ đó xác định
chính xác kích thớc, khối lợng từng phần của cơ cấu di chuyển và kích thớc xe con.
- Tính toán thiết kế kết cấu thép cầu trục và xác định khối lợng kết cấu thép.
- Thiết kế cơ cấu di chuyển cầu theo các bớc đã trình bày trong phần cơ cấu di chuyển.
Trong trờng hợp đã xác định trớc đợc khối lợng các phần của cầu trục có thể tiến hành thiết
kế cơ cấu di chuyển trớc và kiểm tra lại khi đã có khối lợng tổng thể chính xác.
- Thiết kế hệ thống điều khiển: cabin, hệ thống điện điều khiển các cơ cấu và hệ thống
đèn báo, các đồng hồ đo, hệ thống chiếu sáng.
- Hệ thống an toàn: bộ phận giảm chấn, bộ phận kẹp ray khi cần thiết, cơ cấu hạn chế
hành trình, hạn chế quá tải.
- Xây dựng quy trình lắp đặt, vận hành, bảo dỡng và an toàn lao động.

10.4. Cổng trục và bán cổng trục
Cổng trục là một loại cầu trục mà dầm chính đợc lắp với chân và liên kết với dầm
đầu có bánh di chuyển trên ray đặt trên mặt đất. Nhìn tổng thể loại máy trục này có dạng
cổng nên gọi là cổng trục ( hình 10-30). Trong trờng hợp một bên cổng trục có chân và một
bên không có chân nhng có bánh xe di chuyển trên ray đặt trên cao nh cầu trục thì gọi là
bán cổng trục (hình 10-31).
15

2500
4000
3000

Hình 10-30. Cổng trục có tải trọng nâng 3,2T
Hình 10-31. Bán cổng trục có tải trọng nâng 5T đến 50/12,5 T
Theo công dụng ngời ta phân cổng trục ra: cổng trục có công dụng chung, cổng trục
xây dựng và cổng trục chuyên dùng.
Kết cấu chung của cổng trục gồm có phần kết cấu thép, cơ cấu nâng, cơ cấu di
chuyển xe con và cơ cấu di chuyển cầu; ngoài ra còn có cơ cấu điều khiển và cơ cấu an
toàn.
Cổng trục ( bán cổng trục) có công dụng chung thờng có tải trọng nâng Q = 3,2 ữ
12,5T, có khẩu độ L = 6,3 ữ 40m; chiều cao nâng H = 3 ữ 16m. Loại cổng trục có xe con di
chuyển trên cầu dùng để lắp ráp trong xây lắp có khẩu độ đến 80m, tải trọng nâng Q = 50 ữ
400T, chiều cao nâng đến 30m. Đối với cổng trục dùng trong lắp ráp (ví dụ lắp ráp các tải
trọng lớn trong nhà máy thuỷ điện, nhiệt điện) phải có nhiều tốc độ nâng khác nhau và
trong đó thờng có tốc độ chậm v
n
= 0,05ữ0,1m/ph, tốc độ di chuyển chỉ 0,1m/ph.
Thiết bị mang tải của cổng trục cũng đa dạng nh ở cầu trục; bao gồm móc treo, gầu
ngoạm, nam châm điện, kìm kẹp, và các loại móc chuyên dụng khác.
Theo kết cấu của dầm chính cổng trục không có công xôn (hình 10-30) và có công xôn
(hình 10-32). Cổng trục cũng rất đa dạng: có kết cấu dạng hộp (hình 10-32), có thể là dàn
(hình 10-33). Dầm chính của cầu trục có thể là dầm ống, dầm I, dầm hộp và có thể một dầm
(dùng palăng) và hai dầm (dùng xe con). Cổng trục có thể có công xôn một đầu và công
xôn hai đầu (hình 10-33).
Chân cổng cũng có nhiều loại có thể có một chân cứng (có liên kết cứng với dầm
chính bằng hai nhánh chân) và một chân mềm ( có liên kết khớp với dầm chính, hình 10-
34).
Nh vậy tránh đợc kẹt bánh xe và đờng ray, giảm tải trọng xô lệch, giảm ma sát khi di

chuyển. Loại cổng trục có khẩu độ L<15 m thì thờng chế tạo cả hai chân cổng có liên kết
cứng để dễ lắp dựng và chế tạo.
Bảng 10-1. Thí dụ thông số cơ bản của cổng trục
và bán cổng theo hình 10-31 và hình 10-32
16
A
A
A-A
H
F
R
B
L
T¶i trong n©ng Q, t 5 8 12,5 20/5 32/8 50/15,5
KhÈu ®é L, m 8 10 12,5 16 20 25 32 40
ChiÒu dµi c«ng x«n L
1
, L
2
, m 3,2 4 5 6 8
ChiÒu cao n©ng H, m 8; 12,5; 16
Tèc ®é,
m/ph
N©ng chÝnh 8; 16; 25 5; 10;16 3,2; 8; 12,5 2,5; 5; 8
N©ng phô - 8; 16; 25
Di chuyÓn xe con 20; 50 20; 40
Di chuyÓn cÇu 32, 50 20; 32
§iÒu khiÓn 1. Tõ mÆt ®Êt, 2. Tõ ca bin ®Æt trªn cæng, 3. Ca bin g¾n
víi xe con

H×nh 10-32. Cæng trôc cã hai ®Çu c«ng xon

H×nh 10-33. Cæng trôc mét dÇm kiÓu dµn kh«ng gian
17
2
1
H
L
L
L
B
9150
L¾p dùng
17762
13600
6300
2
3
1
Hình 10-34. Cổng trục một dầm: 1-Chân cứng, 2-Chân mềm, 3-Ca bin.
.Loại cổng trục có tải trọng nâng Q >100T thì cơ cấu di chuyển thờng là cụm bánh xe vàđặt
trên cầu cân bằng. Cũng nh ở cầu trục, loại cổng trục có tải trọng nâng lớn thờng có thêm
một cơ cấu nâng phụ.
Nhiệm vụ của chân mềm là tạo ra hệ tĩnh định khi liên kết với dầm chính, có khả năng
lắc qua lại 5
0
so với trục đứng để bù trừ do sự giãn nở về nhiệt và sai số lắp đặt và chế tạo
10.4.1. Kết cấu thép của cổng trục
Đối với dầm chính của cổng trục cũng có nhiều dạng mặt cắt khác nhau. Loại một
dầm có tiết diện tam giác cân (có đỉnh xuống dới hoặc lên trên), loại có tiết diện chữ nhật.

Tất cả các loại trên đều có gắn thêm dầm chữ I phía dới làm đờng chạy cho palăng. Khi có
tải trọng nâng lớn hơn 10T thờng sử dụng loại hai dầm; có thể kết cấu hình hộp có 2 đờng
ray chạy trên, hoặc có kết cấu giàn không dan có ray đặt phía dới trong dầm.
Chân cổng cũng có thể có kết cấu hộp (hình 10-32, hình10-34) hoặc dàn
(hình 10-33). Với các loại kết cấu nh trên cổng trục có thể có một đầu hoặc hai đầu công
xôn và có kết cấu để
có khả năng tự dựng,
liên kết hai phía của
một chân cổng bằng
thanh ngang và thờng
lắp bằng chốt; đây
chính là sự biến đổi
của dầm đầu cầu trục
thành dầm ngang cổng
trục.
Việc tính toán kết
cấu thép cổng trục đợc
trình bày trong các tài
liệu kết cấu. ở đây chỉ
phác hoạ những nét cơ
bản.
Để tính kết cấu
thép cổng trục thông
thờng chia ra hai loại:

Hình 10-35. Biểu đồ mô
men của cổng trục
1. Cổng trục với
hai chân
cứng.

Xét trong hai trờng hợp:
a) Cổng trục đang di chuyển, giả thiết rằng hai đờng ray không
có những lực ngang tác dụng lên chân cổng (theo chiều dọc trục tâm cổng). Trong trờng hợp
này cổng trục đợc giải nh một bài toán kết cấu khung với lực tĩnh bên ngoài tác dụng.
Trên hình 10-35 biểu diễn biểu đồ mô men uốn của cổng do trọng lợng bản thân cổng,
xe con cùng tải trọng nâng tại vị trí ngoài cùng, ở giữa dầm và lực tác dụng bên hông H do
gió hoặc do lực quán tính xe con khi phanh.
Khi xác định tải trọng của lực quán tính khi phanh cổng trục, thông thờng chỉ tính
trọng lợng cầu và xe con và tải trọng nâng mà cha đề cập tới chân cổng. Đối với dầm chính
của cổng trục đợc xét nh ở dầm cầu trục; còn chân cổng phải tính đến sự tăng thêm tải do
mô men lật từ lực quán tính.
18
L/2
2
B
2Q
2Q
A
B
G
A
G
d)
c)
b)
a)
1
K K
a
H

A
H
1Q
A
2
1
KK
H
B
H
B
1Q
a
b) Cổng trục đang đứng yên, có thể ma sát giữa bánh xe của cổng và đờng ray đợc coi
nh phản lực gối cầu, nhng không dịch chuyển. ở đây cần kiểm tra cổng nh khung một bậc
siêu tĩnh. Trên hình 10-36 là biểu đồ mô men uốn cho trờng hợp này.
Lực X
Q
, X
G
, X
H
không thể xác định từ điều kiện cân bằng tĩnh, nhng có thể xác định
từ điều kiện chuyển vị của khung bất định.
Từ hai trờng hợp a và b, tải trọng của cổng đợc quan tâm tới việc làm phát sinh ứng
lực không có lợi của phần cổng; thông thờng tải trọng ở trờng hợp a không có lợi cho cổng
và tải trọng ở trờng hợp b không có lợi cho chân cổng.
2. Cổng trục có một chân cứng một chân mềm, trong trờng hợp này cổng ở trạng thái
tĩnh hay động đều đợc coi nh khung tĩnh định với ba khớp cầu. Bởi chân mềm không có
lực ngang tác dụng theo chiều dọc trục tâm cầu (ngoài lực gió tác dụng). Bài toán đợc giải

với cầu có một chân cứng nh là khung lắp ghép tĩnh định và chân mềm nh là thanh phẳng
lắp khớp cầu. Sơ đồ mô men uốn của dầm chính với một chân cứng nh trên hình 10-35. áp
suất của các bánh xe con ở vị trí trên hình 10-35b, c đợc hiểu là bất lợi nhất đối với dầm hộp
cho trờng hợp chân cứng. Đối với kết cấu dầm chính kiểu dàn không gian thì cần thiết phải
tính mỗi một thanh đặt vào vị trí hay bị tác dụng nhất của áp lực K
1
, K
2
. Từ một vị trí ngoài
cùng của một mắt nào đó ta có thể lần lợt xác định đợc lực tác dụng trong từng thanh. Để
tính chân cổng phải đặt xe con ở vị trí ngoài cùng của dầm chính.
10.4.2. Các cơ cấu của cổng trục
1. Cơ cấu nâng: cổng trục cơ cấu nâng cũng đa dạng và giống nh ở cầu trục, có thể
dùng cơ cấu nâng đặt trên xe con hoặc dùng palăng điện. Điều này tuỳ thuộc vào kết cấu
của dầm chính cổng trục.
19
Hình 10-36. Biểu đồ mô men của cổng trục nh khung siêu tĩnh
L/2
2Q
X
2Q
1H
X
>
K
2
K
1
2
1Q

X
q
X
GG
X
A
H
H
2
KK
1
1Q
A
b)
d)
1
K K
a)
c)
A B
G G
2Q
B
A
2Q
X
2H
1Q
X
B

H
B
1Q
X
a
Đối với cổng trục một dầm ( hình 10-30, 10-33, 10-34) thờng sử dụng palăng chạy
trên mặt cạnh dới dầm chữ I và loại này thờng có tải trọng nâng nhỏ.
Đối với loại tải trọng lớn hơn cần sử dụng cổng trục hai dầm có xe con chạy trên dầm
chính (hình 10-31, hình 10-32). Ngoài ra còn sử dụng một số loại xe con khác.
Hình 10-37. Cơ cấu di chuyển cổng trục dẫn động chung
2. Cơ cấu di chuyển
Đối với cổng trục, ngời ta sử dụng hai loại cơ cấu di chuyển: dẫn động chung và dẫn
động riêng.
Cơ cấu dẫn động chung( hình 10-37) có u điểm là các bánh xe đợc đồng tốc, chống đợc
xô lệch cổng khi di chuyển trên đờng ray. Nhợc điểm của loại này là kết cấu cồng kềnh, khó
lắp đặt, hiệu suất không cao. Do vậy hiện nay ít đợc sử dụng.
Cơ cấu dẫn động riêng: thờng đặt trên mỗi chân cổng một cơ cấu di chuyển độc lập.
Hộp giảm tốc trong trờng hợp này thờng dùng là loại đặt đứng hoặc loại bánh vít trục vít.
Khi tải trọng nâng lớn, từng chân cổng đợc đặt trên cụm bánh xe đặt trên cầu cân bằng để
lực đợc nén đều.
Để đảm bảo an toàn khi cổng trục làm việc ngoài trời thờng có thiết bị kẹp ray, trang bị
cơ cấu hạn chế hành trình, cơ cấu cuốn và rải cáp điện khi di chuyển.
Trong ngành thuỷ lợi thuỷ điện, cổng trục cũng thờng đợc sử dụng để nâng hạ cửa van,
lắp ráp bơm, tua bin. Đối với nhà máy thuỷ điện tải trọng nâng tua bin thờng rất lớn, có thể
đạt đến 500T, tốc độ nâng hạ chậm để bảo đảm an toàn và lắp ráp đợc chính xác.
10.5. Cần trục tháp
10.5.1. Những vấn đề chung
Cần trục tháp là loại cần trục xây dựng đợc dùng để thi công các công trình cao tầng.
Cấu tạo chính gồm một thân tháp làm trụ đỡ cần, chiều cao có thể đạt tới 100m. Gần đỉnh
tháp có liên kết một cần nằm ngang hoặc cần gật để có thể mang tải và vơn đợc bán kính

lớn phục vụ việc bốc xếp hàng. Cần thờng có chiều dài 20
ữ
50m và có thể lớn hơn. Một đầu
cần liên kết với tháp bằng chốt, đầu thứ hai mắc với cáp kết hợp đối trọng để bảo đảm ổn
định tổng thể.
20
II
I
II
III
2 3
56
7
V
7
II
I
I
2 1
III
IV
III
3
V
Cần trục tháp thờng có hai phần: phần quay và phần đứng yên. Phần đứng yên làm
điểm tựa cho phần quay hoạt động. Nhờ các cơ cấu nâng, cơ cấu thay đổi tầm vơn, cơ cấu
di chuyển xe con và toàn bộ máy kết hợp cơ cấu quay toàn vòng mà khoảng không gian làm
việc của cần trục tháp rất rộng.
Thông thờng tốc độ nâng hạ nhỏ hơn 5m/ph, tốc độ quay n
q

= 0,3
ữ
1vg/ph; tốc độ di
chuyển v
dc
= 12
ữ
38m/ph.
10.5.2. Các yêu cầu chính đối với cần trục tháp
- Móc tải và tháo dỡ tải nhanh. Có nhiều tốc độ để sử dụng phù hợp: khi nâng tải
nặng sử dụng tốc độ chậm, khi cần lắp ráp dùng tốc độ chậm nhất để có thể dễ điều chỉnh
vào đúng vị trí đã định trớc, khi thả móc không tải thì dùng tốc độ nhanh để rút ngắn chu kỳ
làm việc.
- Cần trục tháp phải có kết cấu hợp lý, phải bố trí tổng thể sao cho trọng tâm ở vị trí
thấp nhất để bảo đảm ổn định.
- Khi cần thay đổi nơi làm việc thì có thể di chuyển máy từ điểm làm việc này qua
địa điểm khác dễ dàng, linh hoạt. Chiều dài, chiều rộng và chiều cao toàn máy khi vận
chuyển trên đờng phải trong khuôn khổ cho phép (hình 10-38). Có khả năng tự lắp dựng mà
không cần dùng đến thiết bị khác, có khả năng tự nâng cao tháp theo chiều cao tiến độ xây
dựng công trình (hình 10-38, hình 10-39).
- Thiết bị làm việc phải an toàn; có trang bị đầy đủ cơ cấu nh hạn chế hành trình di
chuyển, hạn chế mô men quá tải, hạn chế hành trình nâng tải, chiều cao nâng, hạn chế di
chuyển, góc nghiêng max, min. Có thiết bị đo tốc độ gió và bảo đảm an toàn khi áp lực gió
vợt quá mức độ cho phép.
- Hệ thống điều khiển dễ dàng, tin cậy. Vị trí lắp đặt ca bin, chỗ ngồi điều khiển cần
cẩu phải dễ quan sát, tiện nghi, tạo thoải mái cho ngời điều khiển. Khi cần trục tháp quá
cao, ngời công nhân điều khiển ở ca bin không thể quan sát đợc vật nâng, phải trang bị hệ
thống truyền tin để có thể kết hợp nhịp nhàng, an toàn giữa ngời điều khiển và công nhân
móc hàng. Trong các loại cần trục tháp hiện đại đã đợc trang bị hệ thống điều khiển tự
động, làm việc theo chơng trình. Lúc đó ngời lái cẩu phải có trình độ nhất định về tin học.

21
Hình 10-38.
Cần trục tháp loại
cần gật: chuyên
chở và tự lắp dựng
23500
4500
22
H×nh 10-39. CÇn trôc th¸p lo¹i cÇn n»m ngang: tù l¾p dùng
Q
dt
Q
B-B
2900
A
A
1840
A-A
B
B
36000
2400
- Hệ thống điện phải an
toàn, có thể kết hợp nhiều động
tác vận hành cùng một lúc để có
thể nâng cao năng suất lao động.
- Có giá thành hạ, có thể sử
dụng cho nhiều mục đích khác
nhau.
10.5.3. Phân loại cần trục

tháp
1. Loại nhẹ: có mô men tải
đến QL = 32Tm, tải trọng nâng
2T, chiều dài vơn của cần đến
16m. Loại này thoả mãn cho xây
dựng nhà ở có chiều rộng đến
12m và chiều cao đến 5tầng
( khoảng 20m). Dùng để chuyên
chở vữa, gạch xây, sắt thép và các
Hình 10-41. Cần
trục tháp trên công trình thuỷ điện
vật nặng khác phục vụ cho xây
dựng
trên
các
tầng
cao
(hình
10-
42).
2.
Loại
trung:
Loại
này có
mô
men
tải từ
40
ữ100t

m, tải
trọng
nâng
đến
5T,
chiều dài
vơn
cần từ 20
ữ
25m, chiều cao nâng có thể đạt đến 40m.
3. Loại nặng: Thờng sử dụng để lắp ráp các cấu kiện công nghiệp. Loại này có tải nâng
đến 50T, chiều vơn của cần đến 50m, có khi lên đến 70m; chiều cao nâng đến 80m và có thể
đến 100m.
23
Hình 10-40. Cần trục tháp loại cần nằm ngang: Tự
nâng cao tháp theo công trình
4. Cần trục tháp chuyên dùng: Dùng trong xây dựng công nghiệp, thuỷ điện có mô men
tải đến 600Tm, cá biệt đến 1500Tm. Sức nâng đến 75T. Tầm với đến 40m.
Cũng có thể phân chia cần trục tháp theo nhiều cách khác nh: Hình
10-42. Cần trục tháp trên công trình
+ Theo kết cấu cần: Cần gật (hình 10-38, hình 10-39), cần cố định nằm ngang (hình 10-
37, hình 10-38)
+ Theo phơng pháp lắp đặt: Cần trục tháp di chuyển trên ray, cần trục tháp cố định
(hình 10-38), cần trục tháp tự lắp dựng.
+ Theo phơng pháp quay: Loại tháp quay và tháp không quay.
a) Cần trục tháp kiểu tháp quay
Ngày nay các cần trục tháp thờng sử dụng loại tháp quay để có thể nâng hạ vật bao
quanh cần trục và thờng ổn định hơn. Loại này cũng có hai loại: cần gật ( hình 10-38, hình
10-41) hoặc loại có cần nằm ngang để xe con có thể di chuyển trên đó làm chức năng thay
đổi tầm vơn. Phần cần, một đầu lắp chốt gần đỉnh tháp, đầu thứ hai đợc treo bằng cáp 1 qua

ròng rọc đầu tháp 2 đến cụm pu ly di động 3 của hệ pa lăng đến cơ cấu nâng hạ cần lắp trên
bệ quay. Tháp đợc lắp trên bệ quay bằng các chốt ở phía trớc bệ quay. Các cơ cấu
quay cùng cơ cấu nâng, cơ cấu thay đổi tầm vơn đều đợc lắp trên bệ quay cùng ca bin
điều khiển tạo thành một khối quay trong quá trình làm việc (hình 10-43).
Bệ cố định ( so với bệ quay) bao gồm khung bệ có lắp bánh xe để di chuyển đợc trên
ray (hình 10-40). Trên đó có lắp hệ thống tựa quay kiểu ổ bi hoặc kiểu cột và một vành răng
cố định ăn khớp với bánh răng cuối của cơ cấu quay (trình bày ở chơng 7).
Từ sơ đồ trên hình 10-43 có thể tính:
F
z
= a F ; (10-37)
trong đó: F - lực kéo trong cáp nâng cần, N;
F
z
- tổng lực kéo trong palăng, N;
a - bội suất palăng.
Giả sử tháp không bi uốn mà chỉ chịu lực nén dọc tâm, vậy mô men cân bằng:
F
z
e = Q' l (10-38)
trong đó:
e - khoảng cách từ lực kéo F
z
đến tâm tháp, m;
Q' - tải trọng nâng và trọng lợng cần đặt tại đầu cần, N;
l - tầm vơn của cần, m.
24
b)
F
2 6 1

Q
e
4
3
F
z
5
7
a)
3
1 2
4
6
L'
L
Lực kéo F trong cáp nâng cần thay đổi theo góc nâng của cần, vậy:
Ql =Fh (10-39)
Từ đó cho thấy rằng để cân bằng tháp có lợi nhất thì tỷ số l/h sao cho giá trị thay đổi ít
nhất. Sự thay đổi này có thể ảnh hởng tới chuyển động ngang của đỉnh tháp.
Tải trọng nâng Q đợc treo trên cáp 6 vắt qua đầu cần và qua một ròng rọc trên thân
tháp đến tang nâng hàng 7 (khi tính lực tác dụng lên tháp một cách đầy đủ cần xác định lực
trong cáp này).
Trên hình 10-43b giới thiệu một phơng pháp mắc cáp không những cân bằng mô men
uốn mà còn làm cho vật nâng trong quá trình chuyển động ngang không thay đổi độ cao
khi thay đổi góc độ của cần. Cần đợc treo trên cáp 2 vắt qua ròng rọc đầu tháp đến ròng rọc
di động 6 đợc lắp trên bộ phận trợt theo cạnh sau của tháp. Cơ cấu thay đổi góc độ cần 4
( thay đổi tầm vơn) sử dụng xích vòng 3. Tải Q treo trên cáp 1 và vắt qua ròng rọc đầu tháp
đến ròng rọc phụ 7 đặt phía sau khung quay. Sau đó vắt qua ròng rọc 6 đến tang nâng hàng
5. Thay đổi tầm vơn của cần bằng cách dịch chuyển ròng rọc 6 theo thân tháp nhờ truyền
động xích 3. Khi ròng rọc 6 dịch chuyển thì chiều dài cáp giữa 6 và 7 biến đổi và bù trừ lại

cáp nâng tải Q tăng hoặc giảm tơng đối, vì vậy tải Q chuyển động ngang bằng. Để đờng di
chuyển của ròng rọc động 6 ngắn nhất thì đặt chen vào giữa 6 và 7 hệ có bội suất pa lăng.
Ngoài ra còn có một vài cách mắc cáp liên hợp khác đã trình bày ở chơng trớc.
Thân tháp có cấu tạo kiểu dàn không gian, có thể bằng thép hình hoặc thép tròn. Đối
với loại có cần gật và chế tạo thành tổ hợp để vận chuyển (hình 10-38), tháp đợc chế tạo liền
thành một khối hoặc có thể thành hai đoạn lồng vào nhau (đoạn tháp trên lồng vào trong
đoạn tháp dới) sử dụng xây dựng khi công trình còn tháp. Khi chiều cao trong quá trình xây
dựng công trình vợt quá chiều cao nâng ở tầm tháp, thì thân tháp trên đợc nâng lên để có
chiều cao nâng lớn hơn. Để tiện lợi cho việc vận chuyển và chế tạo, tháp có thể đợc chia
thành nhiều đoạn và liên kết với nhau bằng bu lông.
b) Cần trục tháp với tháp đứng yên.
Loại này đợc phát triển lên từ nguyên lý cần trục cột với cột cố định. Khác với loại
trên, ở đây tháp đợc lắp cố định với thân bệ máy. Bệ máy có thể lắp trên các bánh xe di
chuyển trên ray hoặc đứng cố định tại chỗ trên công trình.
10.5.4. Đờng di chuyển cần trục tháp
Chân tựa của cần trục tháp có kết cấu sao cho có thể di chuyển trên đờng vòng có bán
kính nhỏ nhất để có thể thực hiện công việc trong phạm vi diện tích đã xác định trớc của
công trình xây dựng.
Trên hình 10-44 là sơ đồ tính đờng vòng của đờng di chuyển cần trục tháp.
Trong khi làm việc, tâm đờng ray cần trục phải cách công trình một quãng:
C
max
+ d
Khi đi qua chỗ đờng vòng, cần trục không tải, thì:
C
min
+ d
trong đó: C
max
, C

min
là bán kính lớn nhất và nhỏ nhất của phần quay;
d - khoảng hở an toàn cho một ngời qua lại.
Trên hình 10-45 là sơ đồ nguyên tắc tính bán kính đờng vòng cho loại ba chân tựa của
cần trục tháp. Đối với loại ba chân này, tốt nhất là hai bánh chạy trên ray ngoài có đờng
kính lớn, một bánh chạy ở đờng ray trong. Trong trờng hợp ngợc lại hai bánh chạy trong
25
Hình 10- 43. Bệ cùng tháp quay ở cần trục tháp cần gật: a-mắc cáp nâng cần và nâng tải,
b-mắc cáp để tải di chuyển ngang đều khi thay đổi góc nâng cần.
và một chạy ngoài do yêu cầu khi đào móng đất phía trong không ổn định.
Đoạn ray cong có bán kính không đều nhau. Chỉ có một đoạn giữa có bán kính đợc coi là
ổn định. Ta có thể lấy bán kính vòng đoạn này nh sau:
R
3
2
r =
(10-35)
Hai đoạn hai đầu có bán kính thay đổi dần và chuyển tiếp đến đờng thẳng. Khi quay
vòng cần trục không đợc mang tải, các bánh xe dẫn động chỉ đợc nằm về một phía ray.
Đối với cần trục tháp 4 bánh xe tựa có khả
năng ổn định hơn khi quay vòng. Sơ đồ đ-
ờng vòng và các chân tựa quay vòng thể
hiện trên hình 10-46. Khi biết khoảng cách
hai ray R, khoảng cách 2 bánh xe trớc sau
là D, dR là sự thay đổi cự ly giữa hai bánh trên đờng còng. Theo hình 10-46a ta có:

R866,0
4
D
re

2
2
1
==
(10-40)
26
Hình 10-44. Đờng ray vòng quanh góc công trình
d
C +d
max
R
+

r
m
i
n
r
m
i
n
R
C
m
a
x
C
m
i
n

r
D
R
2e
e
R
D
e
R
e
e
D
R
+
d
m
a
x
1
2
r
Hình 10-46. Đờng vòng dùng 4 bánh tựa và kết
cấu mềm
Hình 10-45. Đờng vòng dùng 3 bánh
R936,1
4
D
)Rr(e
2
2

2
=+=
(10-41)
R + dR= e
2
- e
1
dR = e
2
- e
1
-R = 0,07R. (10-42)
Trong thực tế D > R và hơn nữa do lắp đặt đờng ray không chính xác nên cho sai số
10% cự ly hai bánh xe. Đối với cơ cấu quay vòng kiểu cứng phải có giải pháp kết cấu bổ
sung nh có thêm bánh xe phụ di chuyển trên đoạn ray cong đặt cao hơn và cần trục lúc này
trở về 3 chân.
Trên hình 10-46b thể hiện kết cấu chân mềm. Các cụm bánh xe và kết cấu chân tựa có khả
năng lắc quanh trục thẳng đứng; do đó di chuyển đợc đồng bộ nhờ kết hợp các thanh giằng.
10.6. Cần trục nổi.
10.6.1. Những vấn đề chung
Cần trục nổi là loại cần trục đợc lắp trên phao nổi để có thể di chuyển và làm việc trên
mặt nớc (hình 10-47). Theo chức năng công việc cần trục nổi có thể chia ra:
- Dùng để dỡ tải, dỡ hàng từ tàu lớn sang các xà lan và thuyền nhỏ đa hàng vào bờ;
- Dùng để lắp ráp ở xởng đóng tàu thuỷ;
- Trục vớt tàu đắm;
- Dùng trong xây
dựng các công trình thuỷ (
đê biển, tờng chắn sóng,
các công trình sát bờ
biển);

Theo tải trọng và loại
vật liệu cần trục nổi đợc
chia ra:
- Loại cần cẩu dùng
để xếp dỡ hàng rời, vụn.
- Loại cần trục nổi
cẩu hàng cục, hàng khối.
Ngày nay cần trục nổi
có cấu tạo rất đa dạng: có
thể quay toàn vòng, có kết
cấu cần và tháp dạng giàn
không gian, có thể thay
đổi tầm vơn mà vật nâng
di chuyển ngang không
thay đổi độ cao. Tải trọng
nâng có thể đạt 400t,
chiều vơn vợt ra ngoài
mép phao nổi đến 25m,
chiều cao nâng đến 50m
và khi sử dụng cần phụ có
thể cao hơn. Vận tốc làm
việc thờng là nhỏ hơn vận tốc máy trục trên đất liền.
Hệ thống điện trên cần trục nổi yêu cầu nghiêm ngặt hơn trên đất liền:
- Đờng dây dẫn điện đòi hỏi chống đợc nớc;
- Động cơ cách điện đặc biệt.
27
Hình 10-47. Cần trục nổi quay toàn vòng có tải trọng nâng 6T,
gầu ngoạm chuyển động ngang khi chuyển hàng. a
0
- Tầm vơn

gần nhất, a- Tầm vơn lớn nhất.
xx
0
a
a
Q
- Động cơ có khả năng làm việc trong mọi t thế.
- Phanh điện từ có hai cực nối.
- Các điện trở phải chống nớc tốt.
10.6.2. Cần trục nổi dùng để xếp dỡ hàng rời, vụn
Loại cần trục nổi này sử dụng để bốc xếp hàng rời từ tàu lớn sang các xà lan, tàu
thuyền nhỏ và ngợc lại (hình 10-48).
Cần trục lớn có chiều cao nâng 15 ữ 20m; có cơ cấu thay đổi tầm vơn để có thể vận
chuyển hàng chuyển động ngang và hạ móc tải xuống tận trong lòng các tàu nhỏ dỡ hàng.
Thông thờng các loại cần trục này đều có thể quay toàn vòng nhằm bốc xếp hàng trong bán
kính xung quanh phao nổi của chúng. Thiết bị công tác thờng là gầu ngoạm. Tải trọng nâng
từ 3 ữ 15T, chiều vơn cần từ 5 ữ 25m. Tốc độ làm việc cũng tơng đơng với tốc độ của các
cần trục làm việc trên đất liền. Năng suất bốc xếp loại 5T có thể đạt 70 ữ 80T/h; tải
trọng10T có thể đạt 100 ữ 120T/h. Dẫn động cho loại cần trục này có thể là động cơ Diêzel
hoặc diêzel- điện.
28
Hình 10-48. Cần trục nổi dùng gầu ngoạm tải trọng 7,5t: 1- Phao (pông tông), 2- Đờng ray di
chuyển của cần trục, 3- Bệ máy, 4- Bánh dẫn hớng, 5- Bàn quay. 6, 7- Cần, 8- Thanh chống,
9- Nồi hơi và máy hơi nớc, 10, 11,12- tang, 13-Gầu ngoạm, 14- Cabin, 15-Giảm chấn cuối
ray, 16- Cột neo.
2
7,5t
8
9
14

10
11
12
5
7
7,5t
13
1
16
15
15
19m
5m
9,6m
10,8m
17,5m
10m
9,6m
30m
16
Các phao nổi thờng không có dẫn động di chuyển riêng mà dùng canô kéo. Vị trí lắp đặt
cần cẩu trên phao nổi phụ thuộc vào chiều vơn cần, làm sao để khoảng cách từ đầu cần đến
thân phao là dài nhất có thể và bảo đảm sự ổn định tổng thể là tốt nhất.
Trên hình 10-48 giới thiệu một loại cần trục nổi dùng để bốc xếp hàng rời có tải trọng
nâng 7,5T, chiều dài phao nổi 30m, chiều rộng 13m, tải trọng khoảng 400T.
Loại cần trục nổi này khác loại trớc chủ yếu là tải trọng nâng lớn hơn và sử dụng móc
treo tải. Mặt khác cần trục dùng gầu ngoạm thờng bốc xếp tại một vị trí lâu hơn, còn cần
trục bốc xếp hàng khối phải chuyển theo yêu cầu từ tàu này qua tàu khác; làm nh thế sẽ
kinh tế hơn là đa tàu đến gần bờ và dùng cần trục trên cảng bốc xếp. Thông thờng các tàu có
boong rất rộng, để chất hàng lên boong mà cần trục đặt trên bờ thờng tầm vơn không với tới

hết.
29
Hình 10-49. Cần trục nổi có hệ thống tựa quay kiểu cột với tải 250T
1- Hệ thống tựa quay kiểu chóp cụt đợc liên kết cố định tren phao, 2- Bệ quay, 3- Cần kiểu dàn,
4- Hệ thống cáp nâng, 5- Thiết bị cân bằng, 6- Cơ cấu nâng hàng, 7- Nồi hơi, 8- Ca bin,
9- Đối trọng
5600
3
2
8
5
6
9
4
7
50t
2x125t
20t
84m
5m
Ngời ta hay sử dụng
cơ cấu quay có phần tựa
quay dạng cột đứng yên mà
bệ quay đợc đỡ chặn bằng ổ
bi trên đỉnh chóp cột tháp.
Do đó các ngoại lực truyền
đến tàu thờng vào giữa và
nh vậy tính toán và kết cấu
sẽ đơn giản hơn. Loại cần
trục này cũng có cơ cấu

thay đổi tầm vơn mà vật
nâng đợc di chuyển ngang
không bị nhấp nhô, do vậy
không gây tải trọng động.
Tải trọng nâng của loại này
đạt tới 350t và tất nhiên ít
khi sử dụng đầy tải theo
thiết kế. Thông thờng phải
có thêm cơ cấu nâng phụ
(hình 10-49, hình 10-50).
Động lực ở đây dùng động
cơ diêzen- điện .
10.6.3. Một số khác
biệt về tính toán của cần
trục nổi so với cần trục
trên đất liền
1. Sự ổn định của
phao nổi cần trục
Khác biệt lớn nhất giữa cần trục làm việc trên đất liền và cần trục nổi là sự ổn định
của phao nổi. Phao nổi (pông tông) hay tàu sẽ bị thay đổi trọng tâm khi thay đổi tầm vơn có
tải trọng nâng hoặc khi quay cần trục. Thông thờng góc lệch theo chiều trục đứng cho phép
là từ 3 ữ 5
0
; giá trị này đa ra để chiều cao từ mặt nớc lên đến cạnh ngoài của boong tàu là
nhỏ nhất có thể.
Một trong những thông số quan trọng nhất để kiểm tra ổn định của cần trục nổi là góc
nghiêng theo chiều đứng của trục tàu khi có tải trọng ngoài tác dụng. Chúng ta xem xét
theo từng bớc cụ thể:
Độ chìm của tàu p (m) thờng cho trớc và có thể tính dựa theo diện tích hình chiếu bằng
của tàu nh một hình chữ nhật có chiều rộng là b và chiều dài là L:

bL
R
p =
(10-43)

trong đó : R- tổng ngoại lực tác dụng lên phao; bao gồm trọng lợng cần cẩu, trọng l-
ợng phao nổi, trọng lợng đối trọng và tải trọng nâng cho phép; tạm thời cha tính đến tải
trọng do gió gây nên. Hợp lực R đặt tại trọng tâm T và có các khoảng cách đến đờng tâm
đứng của tàu nh hình 10-51
Mô men do hợp lực không đúng trọng tâm:
M = Re. Khi phao bị nghiêng một góc


30
Hình 10-50. Cần trục nổi tải trọng 350t
10t
10t
50t
2x30t
10t
350t
18m
48m
Để cần trục ở trạng thái cân bằng thì hợp lực R phải đi qua trọng tâm T
v
của khoang
chìm trong nớc. Diện tích của mặt cắt này có dạng hình thang, trọng tâm của nó cách đờng
trục đứng của máy một khoảng bằng a và có thể tính:

21
21
pp
p2p
3
b
2
b
a
+
+
=
(10-44)

+= tg
2
L
pp
1
(10-45)

= tg
2
b
pp
2
(10-46)

Vậy:
p2

tg
2
b
p3
3
b
2
b
a

=
=
tg
p12
b
2
(10-47)
Hình 10-51. Sơ đồ tải trọng trên phao nổi
Thay giá trị p vào ta đợc:

= tg
R12
Lb
a
3
(10-48)
Trọng tâm T của cả cần trục và tải trọng nâng nằm ở điểm cách đáy phao một quang h
0
.
Hợp lực R đi qua trọng tâm T

v
ở đây:
e + (h-h
0
) tg = a
31

T
1
0
T
R
W
T
v'
v
2
v
h
p
p
b
a'
a
z
h
e
R'
Ta đặt: h
0

2
p


Và có thể viết:
=+ tg
R12
Lb
tg)hh(e
3
0
(10-49)
h
2
p
R12
Lb
e
tg
3
+
=
(10-50)
Công thức tính này đợc gọi là chiều cao tâm dịch chuyển.
Nếu cần trục nổi có tải trọng gió tác dụng đồng thời theo chiều ngang và ký hiệu là P
gi
cách đáy phao một quãng v, thì trọng tâm T
v
bị chuyển đi một quãng z ra xa tâm T
v

phía
mép phao và
ký hiệu trọng
tâm mới là
T
v
'. Hợp lực
R' của R và
P
gi
đi qua
điểm này.
Trong trờng
Hình 10-52.
Sơ đồ trọng tân
cẩu và tải phụ
khi quay
hợp này thì
mô men của
R' và R và P
gi
sẽ bằng nhau
khi tính đến tâm T
v
:

)
2
p
v(Pz'R

gi
=

Từ đó:

)
2
p
v(
'R
P
z
gi
=
(10-51)
Trọng tâm T
v
' cách trục đứng của cần trục nổi một quãng:
)
2
p
v(
'R
P
tg)
2
p
h(eza'a
gi
++=+=

(10-52)
Ta có thể viết:
'tg
'R12
Lb
'a
3
=
(10-53)
Vậy:
Lb
'R12
)]
2
p
v(
'R
P
tg)
2
p
h(e[tg
3
gi
1
++=
(10-54)
Thay tg từ phơng trình 10-50 đợc:
32

b)
III
II
2
1
a)
I
1
2
e
e
e
x
x
0
x
Lb
'R12
)]
2
p
v(
'R
P
h
2
p
R12
Lb
e

)
2
p
h(e[tg
3
gi
3
1
+
+
+=
(10-55)
Phơng trình 10-50 và 10-55 cho kết quả khi: nếu lực R, R' và P
gi
tác dụng trong mặt
phẳng đứng đặt vào tâm của tàu vuông góc với trục dọc của nó. Nghĩa là cần của máy trục
vuông góc với trục tâm dọc của tàu. Nếu cần của máy cẩu nằm trong mặt phẳng dọc theo
trục tâm của tàu thì phơng trình 10-50 và 10-55 có dạng:
h
2
p
R12
Lb
e
tg
3
+
=
(10-56)
3

gi
3
1
bL
'R12
)]
2
p
v(
'R
P
h
2
p
R12
Lb
e
)
2
p
h(e[tg +
+
+=
(10-57)
Trong thực tế cần trục có thể đặt trên phao theo hình 10-52a, nghĩa là trọng tâm của
cần trục không nằm ở giữa trong mặt cắt ngang đối xứng của tàu. Nên kết quả chính xác
theo phơng trình 10-52 và 10-53 chỉ cho trờng hợp đặt nằm dọc theo mặt phẳng đối xứng
với tàu. Nếu nh cần nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục tâm dọc của tàu nh hình 10-
52b, khi tàu bị nghiêng đồng thời theo mặt phẳng dọc và mặt phẳng ngang thì góc nghiêng
đợc tính gần đúng, thì thay e bằng hình chiếu e

1
của tâm sai thực vào các phơng trình 10-
50, 10-52 và 10-55. Cũng tơng tự nh vậy thay e bằng hình chiếu e
2
của tâm sai thực vào
phơng trình 10-56, 10-57. Đồng thời áp lực gió cũng phụ thuộc các biểu thức này.
Từ đó ta thấy rằng, độ nghiêng của cần trục nổi càng lớn thì tâm sai e, chiều cao h
của trọng tâm T và trọng tâm tác dụng của gió càng lớn.
Bởi vậy khi xác định sơ bộ cần trục nổi phải lựa chọn sao cho phần cần, phần quay trên
và kết cấu thép càng nhẹ càng tốt. Diện tích chịu gió nhỏ nhất, chiều cao trọng tâm của cần
trục nổi càng thấp càng tốt. ở đây cần chú ý rằng góc nghiêng của máy càng lớn thì chiều
vơn càng lớn.
2. Lực cản thêm khi quay cần trục nếu máy bị nghiêng.
Tại một vị trí bất kỳ của cần khi tàu bị nghiêng trong mặt cắt ngang một góc
1
, ở h-
ớng dọc một góc
II
và trục quay nghiêng đi so với trục đứng. Góc
1
cũng nh
II
tỷ lệ theo
hình chiếu e
1
, e
2
của độ lệch tâm tổng thể e của hệ thống ( bao gồm cần trục có tải trọng
nâng và phao nổi).
Nếu giả thiết rằng trọng tâm của cần trục trùng với trục đứng của phao cũng nh trục

ngang, độ lệch tâm e cho chỉ bằng độ lệch tâm của bệ quay x của cần trục, phần này có khối
lợng G
0
. Vậy hình chiếu e
1
, e
2
tỷ lệ với hình chiếu x
1
, x
2
(hình 10-52b).
Ta có:
xtg
1
' =x
1
tg
1
Từ đó:
11
1
'
1
tgcostg
x
x
tg ==
Cũng tơng tự:
xtg

II
' =x
1
tg
II
33
IIII
1
'
II
tgsintg
x
x
tg ==
Nếu quay cần đi một góc d thì trọng tâm chuyển đợc một quãng x. d. Đối với góc

I
' thì nghiêng đi x. d.sin, đối với góc
II
có thành phần x. d.cos. Nh vậy trọng tâm bị
nâng lên một đoạn:
dh = xdsin tg
I
' - xdcos tg
II
'.
Thay các giá trị tg
I
', tg
II

' ta đợc:
dh = x dsincostg
I
- x dcossin tg
II
=
= xdsin cos ( tg
I
- tg
II
).
Công của quá trình nâng này sẽ là:
dA = G
0
dh= G
0
x dsincos ( tg
I
- tg
II
).
Khi quay một góc d thì lực cản gia tăng sẽ là P.d. Tổng lực gia tăng tính đợc :
P = G
0
x sin cos ( tg
I
- tg
II
).
Giá trị cực đại khi = 45

0
.
Hay : P
max
=0,5G
0
x (tg
I
- tg
II
).
Trong khi tính lực tác dụng lên cơ cấu quay của máy cẩu cần lu tâm tới lực cản gia
tăng khi quay cần.
34