Giáo trình máy nâng chuyển - Chương 8 ppsx

phÇn II: c¸c m¸y n©ng th«ng dông
Ch¬ng 8: M¸y n©ng c«ng dông chung
8-1 / 20
8.1. Cầu trục
8.1.1. Sơ đồ cấu tạo
Chương 8: MN công dụng chung

 Lắp trên cao, chạy trên 2 đường ray
dọc xưởng. Dẫn động bằng tay hoặc
bằng điện
 Nhờ cơ cấu nâng và các cơ cấu di
chuyển vật có thể di chuyển đến mọi
vị trí trong xưởng.
 Điều khiển:
 Bằng tay: Điều khiển từ mặt sàn
Bằng điện: Điều khiển từ mặt sàn
(palăng hoặc các cầu trục loại
nhẹ) hoặc từ cabin treo trên
KCKL cầu (với các cầu trục
trọng tải lớn).
Hình 8.1: Cầu trục
phÇn II: c¸c m¸y n©ng th«ng dông
Ch¬ng 8: M¸y n©ng c«ng dông chung
8-2 / 20
8.1.2. Cơ cấu di chuyển
• Cơ cấu nâng đã
được trình bày
trong các chương
trước, ở đây chỉ
xem xét cơ cấu di
chuyển (CCDC)

Do khẩu độ xe con
( l
k
) và cầu ( L
k
)
khác nhau nên
CCDC của chúng
cũng sử dụng các
sơ đồ khác nhau

Hình 8.2: Cơ cấu di chuyển xe con
phÇn II: c¸c m¸y n©ng th«ng dông
Ch¬ng 8: M¸y n©ng c«ng dông chung
8-3 / 20
8.1.2. Cơ cấu di chuyển (2)
Hình 8.3: Cơ cấu
di chuyển cầu

phÇn II: c¸c m¸y n©ng th«ng dông
Ch¬ng 8: M¸y n©ng c«ng dông chung
8-4 / 20
 Bánh xe và ray
8.1.2. Cơ cấu di chuyển (3)
Hình 8.4: Bánh xe và ray
Hình 8.5: Phương án lắp
bánh xe

phÇn II: c¸c m¸y n©ng th«ng dông
Ch¬ng 8: M¸y n©ng c«ng dông chung

8-5 / 20
 Lực cản chuyển động của xe
- Lực cản do ma sát (Wms), độ dốc (Wd), gió (Wg)
- Lực cản do quán tính Wqt
Với cầu trục bỏ qua lực cản do độ dốc và gió, vì
vậy, tổng lực cản:
W = Wqt +Wms
• Lực cản do ma sát bao gồm:
Ma sát lăn giữa bánh xe với ray
W
l
= 2P
i
/D
Ma sát trong gối đỡ trục
W
0
= fP
i
d/D
Ma sát giữa gờ bánh xe và cạnh ray (Wth), tính qua
hệ số k trong công thức tính tổng lực ma sát:
Wms = k. P
i
( 2  + fd)/ D
• Lực cản do lực quán tính gây ra (quá trình mở máy)
Wqt = m.j = 2G Dn
đc
/ 375 u
d

t
m
8.1.2. Cơ cấu di chuyển (4)
a
S
G
v
W
d
v
D
R
D
W
l
d
W
0
D
P
i
v
Hình 8.6: Lực cản do độ dốc
Hình 8.7: Lực cản do ma sát
P
i

phÇn II: c¸c m¸y n©ng th«ng dông
Ch¬ng 8: M¸y n©ng c«ng dông chung
8-6 / 20

 Động cơ và phanh trong cơ cấu di chuyển
a. Động cơ
• Công suất động cơ
P
yc
= W
ms
.v /( 60.1000. 
d
)
• Mô men mở máy
T
m
= T
t
+ T
đ
= T
t
+ T
đ1
+ T
đ2
Trong đó : T
t
= W
ms
D /( 2 U 
d
)

T
đ1
= G D
2
n
đc
/ 375 u
d
2
t
m

d
T
đ2
= k (G
i
D
2
i
)
I
n
đc
/ 375 t
m
8.1.2. Cơ cấu di chuyển (5)


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
 

  


phÇn II: c¸c m¸y n©ng th«ng dông
Ch¬ng 8: M¸y n©ng c«ng dông chung
8-7 / 20
 Động cơ và phanh trong cơ cấu di chuyển
b. Phanh
Mô men phanh xác định tương tự CCN, với các chú ý sau:
- Mô men phanh không phụ thuộc chiều di chuyển

- Trong quá trình phanh lực cản giúp cho quá trình phanh
Chú ý: - Khi nào cần, khi nào không cần đặt phanh ?
- Chọn phanh có gì khác so với cơ cấu nâng ?
- M
ph
được quyết định bởi thời gian phanh, tức là đạt được J
ph
yêu cầu.
8.1.2. Cơ cấu di chuyển (5)


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




  

* * *
ph t ®1 ®2
T -T T T
  

phÇn II: c¸c m¸y n©ng th«ng dông
Ch¬ng 8: M¸y n©ng c«ng dông chung
8-8 / 20
8.2.1. Cấu tạo chung
Gồm KCKL (phần quay, phần không quay và hệ thống tựa quay) và các cơ
cấu (cơ cấu nâng, cơ cấu di chuyển, cơ cấu thay đổi tầm với và cơ cấu
quay). Tầm với có thể thay đổi bằng xe con chạy dọc cần (sử dụng CCDC)
hoặc thay đổi góc nghiêng cần (sử dụng CCN).
 Phân loại Theo hệ thống tựa quay =>
8.2. Cần trục quay
Q
L = const
Q
L
Lmax
Q
L
ĐT
Hình 8.8: Cần trục cột quay
Hình 8.9: Cần trục cột cố

định

phÇn II: c¸c m¸y n©ng th«ng dông
Ch¬ng 8: M¸y n©ng c«ng dông chung
8-9 / 20
• Cần trục với vòng quay: loại chuyên dùng với tầm với và trọng tải
lớn.
8.2.1. Cấu tạo chung (2)
ĐT
L
Q
Hình 8.10: Cần trục với vòng quay

phÇn II: c¸c m¸y n©ng th«ng dông
Ch¬ng 8: M¸y n©ng c«ng dông chung
8-10 / 20
1 4
5
2 3
1. Sơ đồ và đặc điểm
CCQ có thể đặt trên phần không quay hoặc phần quay
Dẫn động bằng tay hoặc bằng điện
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
8.2.2. Cơ cấu quay
Hình 8.11: CCQ dẫn động điện đặt trên phần quay

phÇn II: c¸c m¸y n©ng th«ng dông
Ch¬ng 8: M¸y n©ng c«ng dông chung
8-11 / 20
1 4
5
2 3
2. Mô men cản quay
Khi quay cần thắng các mô men cản
tĩnh (do ma sát, gió, độ nghiêng của
cột) và động (do quán tính các chi tiết):
Tq = Tt + Tđ = Tms + Tg + Tng + Tqt
 Mô men do ma sát trong hệ thống tựa
quay được tính phụ thuộc vào kết cấu
cụ thể của chúng.
 Mô men Tqt tính tương tự CCN (tính
trên trục quay của cần trục):
T
qt
= GD
q
2

.n
đc
/ (375.t
m
.u
q
)
Mô men cản quay tính quy về tâm
quay của cơ cấu
8.2.2. Cơ cấu quay
tâm quay

phÇn II: c¸c m¸y n©ng th«ng dông
Ch¬ng 8: M¸y n©ng c«ng dông chung
8-12 / 20
3. Động cơ và phanh
a) Động cơ Pt = T
t
.n / (9,55.10
6
.
q
) Thường chọn P
đc
= (3 4).P
t
 Quá trình mở máy: Mô men động cơ phát ra cần thắng mô men tĩnh và mô
men động do quán tính:
T
m

= T
t
+ T
đ
= T
t
+ T
đ1
+ T
đ2
T
đ1
– quán tính do các khối lượng chuyển động tròn
T
đ2
– quán tính do các khối lượng chuyển động quay
b) Phanh
Tương tự CCDC:
 Thời gian mở máy và phanh thường lấy tuỳ vào tầm với:
L (m) 5 10 15 20 25 30
t
m
, t
p
(s) 1,0 2,5 4,0 6,0 8,0 10,0
8.2.2. Cơ cấu quay (2)


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
 
  



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


  


phÇn II: c¸c m¸y n©ng th«ng dông
Ch¬ng 8: M¸y n©ng c«ng dông chung
8-13 / 20
1. Đối trọng
 Nhằm giảm mô men uốn cột.
Khi Qmax (uốn về phía Q):
M
u
= Q.L + G
1
L

1
– G
2
L
2
– G
đ
L
đ
Khi Q = 0 (uốn về phía ĐT):
M
u
' = G
đ
L
đ
+ G
2
L
2
– G
1
L
1
Tốt nhất M
u
= M
u
' =>
M

đt
= G
đt
.L
đ
=
= QL/2 + G
1
L
1
– G
2
L
2
Từ đó tính được G
đt
.
8.2.3. Đối trọng và ổn định cần trục
Q
L
Gđt
G
2
G
1
Lđ
L
2
L
1

Hình 8.12a: Tính đối trọng

phÇn II: c¸c m¸y n©ng th«ng dông
Ch¬ng 8: M¸y n©ng c«ng dông chung
8-14 / 20
2. Ổn định
 Chống lật - nhằm tính móng.
 Khi Qmax (Lmax) – lật quanh A
Điều kiện chống lật:
M
f
/ M
l
 1,15
M
l
= Q.n
q
+ G
1
.n
1
– mô men gây lật
M
f
= G
đ
.n
đ
+ G

2
.n
2
+ G
m
.n
m
- mô men
chống lật (phục hồi)
 Khi Q = 0 – lật quanh B: Tính tương tự
như trên (các khoảng cách đo từ điểm B).
 Lưu ý: Khối lượng móng G
m
có vai trò gì
khi tính ổn định ?
8.2.3. Đối trọng và ổn định cần trục
Hình 8.12b: Tính ổn định
n
q
n
1
n
đ
n
m
B
A
G
m
Q

G
đt
G
2
G
1
n
2

phÇn II: c¸c m¸y n©ng th«ng dông
Ch¬ng 8: M¸y n©ng c«ng dông chung
8-15 / 20
8.3.1. Đặc điểm kết cấu
1. Cầu trục 2 dầm
Gồm 2 dầm chính (đỡ tải) + hệ tăng cứng
và 2 dầm đầu.
Dầm chính: 2 dạng: dầm đơn hoặc dàn
Dạng dàn: chế tạo từ thép hình L, U, I
hoặc ghép    [] ][ để tạo mô men
quán tính tương đối đều cho các phương.
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.
Mặt cắt ngang dầm chính cầu trục 2 dầm
có dạng như hình vẽ
Dầm đầu: lắp bánh xe cầu trục. Có thể
dạng ghép ][ hoặc hộp.
8.3. Kết cấu kim loại
Ghi
Ghi

ch
ch
ú
ú
:
:
1. Trong tính toán sơ bộ chiều cao dầm đơn
(h) lấy theo khẩu độ cầu trục (L) với tỷ số
h/L trong khoảng 1/16 đến 1/20.
2. Với kết cấu dàn, tỷ số này từ 1/10 đến
1/16. Số nhịp lấy từ 10 đến 16 và thường
chọn số chẵn.
l
k
l
k
h
h

phÇn II: c¸c m¸y n©ng th«ng dông
Ch¬ng 8: M¸y n©ng c«ng dông chung
8-16 / 20
8.3. Kết cấu kim loại
2. Cầu trục 1 dầm
Dùng khi khẩu độ và trọng tải không lớn (Q ~ 10 tấn; L ~ 15m).
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.

3. Cần trục quay cột cố định
Cột: ghép từ 2 U hoặc cột côn rỗng đúc liền khối
Cần: dạng dàn, chế tạo từ thép định hình L, U hoặc ống tròn

phÇn II: c¸c m¸y n©ng th«ng dông
Ch¬ng 8: M¸y n©ng c«ng dông chung
8-17 / 20
8.3.2. Tính toán kết cấu kim loại
A. 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 ): Cơ kết cấu, FEM từ đó 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
Các phần tử đã chọn cần được kiểm nghiệm về độ bền, độ cứng và độ ổn định
cục bộ, cũng như độ ổn định của toàn bộ kết cấu.

phÇn II: c¸c m¸y n©ng th«ng dông
Ch¬ng 8: M¸y n©ng c«ng dông chung
8-18 / 20
1. Tải trọng và sơ đồ tính
-Tải trọng cố định: trọng lượng dầm G
d

, coi như phân bố đều q = G
d
/ L. Khi thiết kế
chưa 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
-Sơ đồ tính như hình vẽ.
2. Tính các nhân tố lực
- Phương pháp cơ kết cấu
- Phương 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]
B. Tính kết cấu kim loại cầu trục
I. Kết cấu dầm đơn
R
R
b
q

phÇn II: c¸c m¸y n©ng th«ng dông
Ch¬ng 8: M¸y n©ng c«ng dông chung
8-19 / 20
1. Tải trọng và sơ đồ tính
- Cố định và di động (như dầm đơn). Khi tính gần đúng các tải này được đặt vào các nút
của dàn.
- Sơ đồ tính như hình vẽ.
2. Tính các nhân tố lực
- Phương pháp cơ kết cấu, FEM
- Phương pháp tính gần đúng: Các thanh chỉ chịu lực dọc N
i
, xác định bằng một trong
các phương 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
II. Kết cấu dàn

phÇn II: c¸c m¸y n©ng th«ng dông
Ch¬ng 8: M¸y n©ng c«ng dông chung
8-20 / 20
1. Tải trọng và sơ đồ tính
- Tải trọng tác dụng: trọng lượng vật nâng Q, tự trọng G và lực căng dây S
- Các lực này được chuyển về các nút của KCKL
- Sơ đồ tải và sơ đồ tính như hình vẽ.
2. Tính các nhân tố lực
Các thanh chỉ chịu lực dọc N
i
,
xác định bằng phương pháp tách nút
Vì khó xác định trước tự trọng G
i
nên thường bỏ qua, kết quả tính
được N'

i
. Lấy N
i
= 1,2 N'
i
3. Thiết kế tiết diện
• Xuất phát từ độ bền:
 = N
i
/ A
i
  từ đó chọn tiết diện thích hợp.
4. Kiểm nghiệm
Tương tự như KCKL cầu trục. Lưu ý khi kiểm nghiệm cần tính cả tự trọng G
i
C. Tính kết cấu kim loại cần trục cột quay
Q
S
S
G
V
H1
H2
V
H1a
Gi
H2a
Gi
S2
Gi

S1
Q
Gi
Sơ đồ lực tác dụng Sơ đồ tính
 Next chapter