Giáo trình hướng dẫn phân tích cấu tạo cơ cấu cân bằng lực tác dụng với vận tốc chuyển động p5 pot

Chiều dày thành tang
 Chiều dày d thường chọn trước theo vật liệu tang:
• Thép: d = 0,001.D
0
+ 3 (mm)
• Gang: d = 0,002.D
0
+ (6…10) ≥ 12 (mm)
với D
0
– đường kính tang, tính bằng mm.
 Kiểm tra tang với kích thước đã chọn về độ bền:
• Với tang ngắn (L/D
0
≤ 3) chỉ cần kiểm nghiệm độ
bền nén: tang được tính như ống dày chịu áp suất
ngoài do dây với lực căng S
max
xiết lên tang sinh ra.
• Khi tang dài (L/D
0
> 3) cần tính đến ảnh hưởng
của cả uốn và xoắn.
Xem chi tiết…
Cố định cáp lên tang
Bulông và tấm kẹp
A
A - A
A
Cáp
Vít chặn

C¸p
4.2. Ròng rọc và đĩa xích
Cấu tạo
Với ròng rọc cáp, đường kính danh
nghĩa D
0
đo theo tâm cáp, xác định từ
điều kiện tăng độ bền lâu cho cáp:
D
0
≥ h
2
.d
c
với ròng rọc thường
D
0
≥ h
3
.d
c
với ròng rọc cân bằng
với d
c
– đường kính cáp
h
2
, h
3
– hệ số, tra trong tiêu chuẩn

theo CĐLV của CCN.
Các kích thước khác theo kết cấu:
R=0,6d
c
h=(1,5-2,0)d
c
b=(2-2,25)d
c
60°
b
h
D
0
4.2. Ròng rọc và đĩa xích
Cấu tạo (tiếp…)
Với ròng rọc cho xích hàn,
đường kính danh nghĩa D
0
xác
định theo đường kính dây thép
làm xích (d), bước xích (t) và số
răng (số hốc) trên đĩa xích (z):
D
0
d
z – số hốc, min = 5-6
D
0
=
(

t
sin(90/z)
)
2
+
(
d
cos(90/z)
)
2
Lực cản và hiệu suất ròng rọc
 Khi chưa quay: S
2
= S
1
 Khi quay theo chiều trên
hình vẽ, do lực cản W
nên S
2
> S
1
hay
S
2
= S
1
+ W
 Các loại lực cản chính:
• Lực cản do độ cứng
dây (Wc)

• Lực cản do ma sát trong
ổ đỡ trục (Wo)
S
1
2
S
n
W
Lực cản do độ cứng dây
 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
= S
1
+ Wc
 Kết hợp phương trình
cân bằng mômen tính
được lực cản do độ
cứng dây W
c
= S
1
.j
S
1

(D
0
/2+b) = S’
2
(D
0
/2-c)
S
1
(D
0
/2+b) = (S
1
+W
c
)(D
0
/2-c)
W
c
= S
1
(b+c)/(0,5D
0
- c) = S
1
.j
b
c
S

1
S
'
2
= S
1
+W
c
Lực cản do độ ma sát trong ổ
 Giả sử ròng rọc đường
kính D
0
lắp trên ổ trượt
có đường kính ngõng d.
 S”
2
= S
1
+ Wo với Wo là
lực cản do ma sát trong
ổ.
 Từ mômen cản quay T
c
tính được lực cản do ma
sát trong ổ
W
o
= T
c
/ 0,5D

0
= S
1
.x
x = 2sin(a/2).f.d/D
0
S
''
2
=S
1
+W
o
S
1
Lực tác dụng lên ổ:
S = S
1
+ S
''
2
=> S
@
2S
1
.sin
a
2
Lực ma sát trong ổ: F = S.f
Tạo mômen cản quay: Tc = F.d/2

Hiệu suất ròng rọc
 Hiệu suất = công suất có ích / công suất bỏ ra
* Trường hợp ròng rọc
cố định:
C.s. có ích P
ci
= Q.v
n
C.s. bỏ ra P
br
= S
2
.v
0
Lực căng dây S
1
= Q
Vận tốc dây v
0
= v
n
Hiệu suất h = S
1
/S
2
(là tỷ số giữa lực căng dây trên
nhánh cuốn S
1
và nhánh nhả S
2

)
S
Q,
1
2
S ,
v
0
n
v
S
Q,
1
2
S ,
v
0
n
v
n
n
Hiệu suất ròng rọc (tiếp )
 Hiệu suất = công suất có ích / công suất bỏ ra
* Trường hợp ròng rọc
di động:
C.s. có ích P
ci
= Q.v
n
C.s. bỏ ra P

br
= S
2
.v
0
Lực căng dây S
1
+S
2
= Q
Vận tốc dây v
0
= 2.v
n
Hiệu suất h
dđ
> S
1
/S
2
S
Q,
1
2
S ,
v
0
n
v
S

Q,
1
2
S ,
v
0
n
v
n
n
* Trong tính toán thường lấy:
h
dđ
= h = 0,94 0,98 với ròng rọc cáp;
h = 0,94 0,96 với ròng rọc xích (đĩa xích)
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)
Q
tang
S
2
S
a
S
''

1
S
'
1
S
1
(a)
Q,
v
n

P,
v
P
S
1
S
2
S
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 ròng rọc không
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 toán, palăng được
thể hiện dưới dạng khai triển
Tính toán palăng lợi lực
 Cho sơ đồ khai triển
palăng. Xác định lực căng
dây lớn nhất S
max
=? nằm ở
đâu? Khi nâng hay hạ? Hiệu
suất của cả hệ thống h
p
=?
 Phương pháp: dựa vào
các quan hệ lực căng dây
trên các nhánh của ròng rọc
và hiệu suất h = S
cuốn
/S
nhả
Từ đó, xét lần lượt từng
ròng rọc trong hệ thống
palăng
Q
tang
S
2
S
a
S

''
1
S
'
1
S
1
(a)
Tính toán (tiếp)
Q
tang
S
2
S
a-1
S
a
S
''
1
S
'
1
S
1
Khi hạ thì thế nào?
Khi nâng vật
 Các ròng rọc quay theo chiều như
hình vẽ. Lực căng dây trên nhánh
cuốn vào ròng rọc bé hơn trên

nhánh nhả ra nên suy ra Smax =
S”
1
= S
tang
. Lực căng lớn nhất nằm
ở nhánh cuốn vào tang.
 Tổng lực căng dây cân bằng với Q:
Q = S
1
+ S
2
+ + S
a
 Từ quan hệ hiệu suất ròng rọc:
S
1
= S
1
= S
1
.1
S
2
= S
1
.h = S
1
.h
1

S
a
= S
a-1
.h = S
1
.h
a-1
Q = S
i
= S
1
. (1+ h+ + h
a-1
)
• S
max
= S
1
/ h
t
= Q.(1-h) / [(1-h
a
)h
t
]
• Hiệu suất palăng: h
p
= Q / (a.S

max
)
Palăng kép
• Bội suất palăng kép ký
hiệu là "2a" và bằng số
nhánh dây treo vật
(trên sơ đồ : 2a = 4)
• Ròng rọc trung gian
không quay, chỉ đóng vai
trò cân bằng nên trong
tính toán Smax có thể
thay thế bằng palăng
đơn với bội suất
a' = 2a/2 và tải Q' =
Q/2.
• Hiệu suất của palăng
h
p
=Q' / (a'.S
max
).
Q
D
Q
Palăng đơn
Palăng kép
D
= 0
4.3.2. Palăng lợi vận tốc
S

1
= S
1
= S
1
.1
S
2
= S
1
.h = S
1
.h
1

S
a
= S
a-1
.h = S
1
.h
a-1
P = S
i
= S
1
. (1+ h+ + h
a-1
) (1)

S
max
= S
1
; (2)
S
a
= Q / h => Q = S
1
.h
a
(3)
Từ (1) (2) (3) tìm được quan hệ
giữa P, Q, S
max
Q,
v
n

P, v
P
S
1
S
2
S
a
Các lưu ý chung về palăng
Lực căng cáp
Palăng kép

Bội suất ký hiệu là “2a”. Ròng rọc cân bằng không quay.
Tính toán coi như palăng đơn với a’ = “2a”/2 và Q’=Q/s
Số ròng rọc “t”
Chỉ tính số ròng rọc
phía tang cuốn cáp
Sơ đồ đặc biệt
Trường hợp gặp sơ
đồ đặc biệt cần thiết
lập công thức để tính
lực căng cáp lớn nhất.
Q
S
1
S’
1
S
2
S
next…
Nhóm CĐLV
c
ủ
a cơ c
ấ
u
M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8
h
1
11,2 12,5 14,0 16,0 18,0 20,0 22,4 25,0
h

2
12,5 14,0 16,0 18,0 20,0 22,4 25,0 28,0
h
3
11,2 12,5 12,5 14,0 14,0 16,0 16,8 18,0
GHI CHÚ:
1. Đư
ờ
ng kính danh nghĩa c
ủ
a tang: D
0

h
1
.d
c
2. Đư
ờ
ng kính c
ủ
a ròng r
ọ
c d
ẫ
n hư
ớ
ng: D
2


h
2
.d
c
3. Đư
ờ
ng kính c
ủ
a ròng r
ọ
c cân b
ằ
ng: D
3

h
3
.d
c
4. V
ớ
i c
ầ
n tr
ụ
c t
ự
hành: h
1
= 16; h

2
= 18; h
3
= 14 v
ớ
i CCN t
ả
i
h
1
= 14; h
2
= 16; h
3
= 12,5 v
ớ
i CCN c
ầ
n
5. Đư
ờ
ng kính ròng r
ọ
c ma sát trong thang máy: D

40.d
c
(TCVN 6395:1998)
Hệ số đường kính với tang và ròng rọc
(TCVN 5864-1995)

 Back
Kiểm tra tang cuốn cáp về độ bền
 Back
 Với tang ngắn (L/D
0
≤ 3) chỉ cần kiểm nghiệm độ bền
nén: tang được tính như ống dày chịu áp suất ngoài
do dây với lực căng S
max
xiết lên tang sinh ra:
s
n
= k.S
max
/(t.d) ≤ [s]
k = 1; 1,28; 1,37; 1,45; 1,52; 1,53 tùy số lớp cáp từ 1 6
[s] = 70…90 MPa với gang; 100…120 MPa với thép.
 Khi tang dài, cần tính đến uốn và xoắn:
 












u
u
tđ
ntđn
W
TM
22
22
75,0
s
ssss
S
max
khi hạ vật
Q
tang
S
2
S
a-1
S
a
S
''
1
S
'
1
S
1

• Khi hạ vật, các ròng rọc
quay theo chiều ngược lại.
Các nhánh cuốn/nhả đổi
vai trò cho nhau. Lực căng
lớn nhất sẽ nă,f trên
nhánh xa tang nhất.
• Tổng lực căng dây vẫn
cân bằng với Q:
Q = S
1
+ S
2
+ + S
a
• Từ đó dễ dàng suy ra:
S
*
max
= S
a
= Q.(1-h) / (1-h
a
)
 Back
Chương 5
THIẾT BỊ PHANH HÃM