Giáo trình kết cấu kim loại máy trục -Phần II KẾT CẤU KIM LOẠI CỦA CÁC MÁY TRỤC - Chương 4 ppt

252
Chương 4
CẦN TRỤC CHÂN ĐẾ
§4.1.CÁC HÌNH THỨC KẾT CẤU VÀ CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA
CẦN TRỤC CHÂN ĐẾ
4.1.1. Các hình thức kết cấu cần trục chân đế :
Hình thức kết cấu của cần trục
chân đế chủ yếu phụ thuộc vào kết
cấu của thiết bò đỡ quay và cơ cấu
quay cùng với kết cấu của thiết bò
cần và cơ cấu thay đổi tầm với.
1) Căn cứ vào thiết bò đỡ phần
quay của cần trục người ta chia ra
làm 2 loại:
Cần trục chân đế loại toa
quay (mâm quay) và cần trục chân
đế loại cột quay.
a) Cần trục chân đế loại toa quay
(mâm quay):
Phần quay của cần trục tựa
trên một vành quay đặt ở trên đỉnh
của chân đế với các loại thiết bò đỡ
phần quay kiểu con lăn, bi, v.v…
(Hình 4.1)
b) Cần trục chân đế loại cột quay:
Phần quay của cần trục tựa
trên một vành quay tựa trên một cột
thẳng đứng và quay cùng với cột.
(Hình 4.2)

2) Căn cứ vào kết cấu thiết bò cần
người ta chia ra làm 2 loại:


a) Cần trục chân đế cần thẳng (hình
4.4)
b) Cần trục chân đế với thiết bò cần là một hệ khâu khớp (hình 4.1, 4.2, 4.3):
Là hệ cần có vòi, hệ cần có vòi là một hệ gồm các khâu: cần, vòi, giằng vòi, liên kết với
nhau qua các khớp bản lề.
Về mặt liên kết (xem hình 4.1):
– Cần có đuôi cần liên kết bản lề với giá chữ ∏, đầu cần liên kết với vòi.
– Vòi liên kết với cần qua một khớp bản lề ở đầu cần. Vòi có các loại kết cấu: vòi thẳng
(hình 4.1, 4.2); vòi cong (hình 4.3)
– Giằng vòi: liên kết giữa phần đuôi vòi với giá đỡ. Giằng vòi có các loại kết cấu: giằng
mềm (Hình 4.1, 4.3) và giằng cứng (hình 4.2).

Hình
4.1
-

Cần trục chân đế kiểu toa quay (mâm quay
)
.


253


Hình 4.2 Cần trục chân đế kiểu cột quay.

Hình 4.3 Cần trục chân đế có vòi cong.
1-Cần; 2-Sàn quay; 3-Chân đế; 4-Cơ cấu di chuyển; 5-Vòi cong; 6-Cáp giằng; (7-8)-
Giá đỡ đối
trọng; 9-Đòn bẩy ; 10-Thanh giằng đối trọng; 11-Đối trọng cân bằng hệ cần.


254
4.1.2. Kết cấu thép của cần trục chân đế:
Những bộ phận chủ yếu của kết cấu kim loại cần trục chân đế là: cần, cột, chân đế và giá
đỡ thiết bò cần (giá chữ A, giá chữ ∏).
1) Kết cấu kim loại của thiết bò cần.
Thiết bò cần của cần trục chân đế được giới thiệu ở hình 4.5. Các kết cấu ở hình 4.5a, b, d,
e dùng cho hệ cần kiểu cột quay. Các kết cấu ở hình 4.5c, f dùng cho hệ cần kiểu toa quay (mâm
quay). Kết cấu ở hình 4.5g dùng cho hệ cần của cần trục nổi.
2) Kết cấu kim loại của cần.
a) Cần thẳng:
Cần của cần trục là một kết cấu không gian có đường trục của cần là một đường thẳng có
mặt cắt ngang của cần là hình chữ nhật hoặc hình tam giác với tiết diện thay đổi theo chiều dài
cần (hình 4.6). Trên hình 4.6 là sơ đồ kết cấu của cần thẳng,
Ở hình 4.6 a, b là kết cấu cần kiểu dàn mắt lưới.Thanh biên của loại cần này thường làm
liên tục còn các thanh bụng có mặt cắt (tiết diện) như nhau. Khi chọn chiều dài của một khoang

Hình 4.4 Cần trục chân đế cột quay có cần thẳng.
1-Cần thẳng; 2-Thanh răng cơ cấu thay đổi tầm với; 3-Cột quay; 4-Vành ray; 5-Chân đỡ; 6-Cơ
cấu
nâng; 7
-
Cơ cấu di chuyển; 8
-
Cơ cấu quay; 9

-
Sàn quay; 10
-
Ca bin cần trục.


255
trên thanh biên cần phải lưu ý sao cho độ mảnh của một khoang (đốt) trên thanh biên không vượt
quá độ mảnh của cần.

Hình 4.5 Thiết bò cần của cần trục chân đế (a – e) và cần trục nổi (g)

256
Hình 4.6c là sơ đồ của cần có kết cấu kiểu dàn không có thanh xiên. Thanh biên của loại
cần này có thể có dạng mặt cắt hở (chữ I, chữ [ ) hoặc biên dạng cong, hoặc thép ống.
Hình 4.6d là sơ đồ của cần có kết cấu dùng thép tấm. Với cần trục chân đế sức nâng nhỏ
thì kết cấu cần làm bằng 1 ống.

b) Cần có vòi (xem hình 4.8).
Thiết bò cần có hệ khâu khớp bản lề gọi là hệ cần có vòi, hệ cần này bao gồm các khâu:
cần, vòi và giằng vòi.

Hình 4.6.

Sơ đồ kết cấu cần thẳng của cần trục chân đế
.


257
Hình 4.7. Một số
phương án kết cấu
cần.
a) Kết cấu cần hộp
làm từ thép tấm; b)
Kết cấu cần làm
bằng thép ống; c), d)
Cần có thanh giằng
tăng cứng; e) Cần
kết cấu dàn; g) Cần
có kết cấu dàn
không có thanh xiên.

+ Kết cấu cần
(xem
hình 4.7): Cần có
dạng không gian
mắt lưới hoặc kết
cấu dầm hộp thành
mỏng từ các thép
tấm.
+ Kết cấu vòi: Vòi
có kết cấu dàn
không gian mắt lưới
hoặc kết cấu dầm

hộp từ các thép tấm.
Tiết diện
mặt cắt ngang của
cần có thể là tiết
diện chữ nhật hoặc
tiết diện tròn. Việc
lựa chọn dàn mắt
lưới hay kết cấu tấm
cũng tương tự như
đối với loại cần
thẳng. Trên hình 4.8
là sơ đồ kết cấu hệ
cần có vòi bao gồm:
cần, vòi và giằng
vòi. Hình 4.8 a, b, e
là giằng vòi mềm.
Hình 4.8 c, d, g, h là
giằng vòi cứng.
Kết cấu cần
và giằng vòi ở hình
4.8 a, b, c là kết cấu dàn mắt lưới; ở hình 4.8 d, e, g, h là kết cấu hộp.
Hình 4.7
–

Kết cấu cần của hệ cần có vòi cần trục chân đế.


258

Hình 4.8.1 Hệ cần có vòi: a, b, c – Kết cấu dàn mắt lưới; d, e, g, h – Kết cấu dầm hộp.



259
Kết cấu cần có vòi cho phép có thể nâng hàng có kích thước lớn (cồng kềnh) ở vò trí trên
cao. Tuy nhiên trọng lượng của vòi gây tải trọng rất mạnh lên kết cấu cần, vòi và lực ngang đặt ở
đầu vòi gây ra mô men xoắn kết cấu cần. Trọng lượng chung của hệ cần có vòi thường lớn hơn
loại cần thẳng có cùng thông số (cùng sức nâng và tầm với).
Kết cấu của vòi có các dạng:
*) Vòi thẳng (xem hình 4.1, 4.2, 4.8 b, c, d, e, g, h),
*) Vòi cong (xem hình 4.3, 4.8 a): khi dùng vòi cong phải dùng giằng vòi là giằng mềm
(dây cáp).
Ưu điểm của hệ cần có vòi cong là đảm bảo cho hàng được di chuyển theo phương nằm
ngang khá chính xác khi thay đổi tầm với của cần và vì vậy mà giảm tải trọng gây uốn cần do
mômen mất cân bằng của trọng lượng hàng gây ra. Nhược điểm hệ cần có vòi cong là có kết cấu
phức tạp, giá thành chế tạo cao
hơn vòi thẳng. Khi dùng vòi
cong bắt buộc phải dùng giằng
mềm (dùng dây cáp giằng vòi)
vì vậy mômen gây xoắn cần sẽ
lớn đặc biệt đối với cần kết cấu
dàn là kết cấu chòu xoắn kém.
Với cần kết cấu hộp, khả năng
chòu xoắn của cần tốt hơn.
Mối tương quan về kích
thước hình học của kết cấu cần
(xem hình 4.8.2 và bảng 4.1):
Bảng 4.1 – Tương quan kích thước hình học
của kết cấu cần ở cần trục chân đế, (bảng 14.1).[01].

Các thông số hình học của cần
Loại cần
H/L
C
B
1
/ L
C
B
2
/ L
C
L’/ L
C

Cần thẳng (cần
không có vòi)
0,04 ÷ 0,10 0,08 ÷ 0,13 ≤ 0,02
Cần có vòi, giằng
mềm.
0,06 ÷ 0,13 0,09 ÷ 0,16 0,03 ÷ 0,06
Cần có vòi, giằng
cứng.
0,10 ÷ 0,17 0,14 ÷ 0,26 0,06 ÷ 0,16
0,13 ÷ 0,43

Đa số các cần có : L’/ L
C
= 0,2 ÷ 0,3
+ Kết cấu giằng vòi: Giằng vòi là một khâu trong kết cấu hệ cần khâu khớp. Giằng vòi liên kết

đuôi vòi với khâu giá. Kết cấu của giằng vòi có 2 loại: giằng mềm: kết cấu giằng vòi dùng dây
cáp; giằng cứng: giằng vòi là kết cấu dàn không gian từ thép ống hoặc từ kết cấu dầm hộp.
Tùy thuộc vào kết cấu phần quay của cần trục mà tải trọng từ phần quay truyền lên chân
đế sẽ qua cột quay hoặc qua giá đỡ.

3) Kết cấu kim loại của giá đỡ.
Với cần trục chân đế trên mâm quay, kết cấu thép hệ cần được liên kết với giá đỡ (gọi là
giá chữ A). Giá đỡ có kết cấu khung không gian (không có thanh xiên) hoặc loại có thanh xiên
với kết cấu các cấu kiện làm từ tiết diện hộp (hình 4.9).

Hình 4.8.2 – Tương quan kích thước hình học của cần


260

4) Kết cấu kim loại của cột quay.
Với cần trục chân đế loại cột quay, tải trọng truyền lên chân đỡ qua kết cấu cột quay. Kết
cấu cần và các thiết bò cần liên kết với cột quay. Cột quay thường là kết cấu tấm có tiết diện chữ
nhật hoặc tiết diện tròn, cột quay có thể kết cấu cột thẳng (trục thẳng) hoặc cột gãy khúc (trục
gãy khúc) (hình 4.10). Bề dày của các tấm thành cột chọn theo điều kiện ổn đònh. Sự ổn đònh
được đảm bảo bằng cách đặt các nẹp cứng. Nếu cột là kết cấu tấm có khoét lỗ để ra vào thì mép
lỗ phải gia cố đề phòng mất ổn đònh cục bộ của kết cấu.

Hình 4.9-Kết cấu kim loại giá đỡ kết cấu hộp Hình 4.10-Cột quay thẳng a và gãy khúc b



Hình 4.11 – Sơ đồ liên kết phần quay của cần trục chân đế loại cột quay.

261
5) Kết cấu thép chân đế.
Chân đỡ của cần trục có sơ đồ kết cấu kiểu chữ ∏ hay bán chân đế kiểu chữ Γ. Sơ đồ kết
cấu chân đế phụ thuộc vào công dụng và các thông số của cần trục. Thường ở bên dưới chân đế
có bố trí các đường tàu hỏa chạy qua. Tùy theo số lượng của các đường tàu hỏa bên dưới chân đế
mà chia ra làm 3 loại: 1 đường tàu, 2 đường tàu, 3 đường tàu. Khi đó khoảng sáng gầm (khoảng
không dưới chân đế) phải thỏa mãn theo yêu cầu của tiêu chuẩn kích thước kết cấu công trình.
Khẩu độ của chân đế theo tiêu chuẩn thường chọn là 6m, 10,5m và 15,3m (tương ứng 1
đường tàu, 2 đường tàu, 3 đường tàu). Khổ đường ray của cần trục chân đế dùng trong xây dựng
và lắp ráp phần lớn dùng là: 10m, đôi khi 6m. Với chân đế trên đốc nổi (ụ nổi) là 3,5m ÷ 4,5m.
Cơ sở của chân đế căn cứ vào kết cấu chung của cần trục để quyết đònh. Nó thường phụ
thuộc vào kích thước phần quay, số bánh xe di chuyển, áp lực cho phép lên bánh xe và được
kiểm tra từ điều kiện ổn đònh.














Chân đế có kết cấu như hình 4.12, 4.13, 4.14a và hình 2.2a (chương 2 phần II) dùng cho
các cần trục có mâm quay, chân đế có kết cấu như hình 2.2b, 4.14 (b – e) dùng cho các cần trục
có cột quay.

Chiều cao chân đế thường từ 6m ÷ 10m. Dựa vào điều kiện sản xuất chân đế thường làm
có độ nghiêng để tăng tầm nhìn từ buồng lái cần trục (ví dụ: chân đế của các cần trục dùng trong
xưởng đóng tàu để phục vụ các tàu cỡ lớn).
Ở các chân đế 1 đường tàu thì trục quay của cơ cấu quay đặt ở giữa chân đế. Ở các chân
đế 2 đường tàu thì trục quay của cơ cấu quay đặt ở giữa hoặc đặt lệch. Đối với các chân đế 3
đường tàu thì đôi khi trục quay của cần trục được thực hiện ở dạng di động.
Ray đỡ phần quay: khi cơ cấu quay của cần trục đặt trên mâm quay thì đường ray được
làm thành dầm vòng – gọi là ray vòng. Khi cơ cấu quay đặt trên cột quay, để đỡ phần quay
người ta dùng dầm ngang ở trong 2 mặt phẳng (hình 4.14 b – d).
Số lượng chân đỡ của chân đế: theo số lượng chân của chân đế người ta chia ra: chân đế
loại kết cấu 4 chân; chân đế loại kết cấu 3 chân. Đặc điểm của kết cấu chân đế loại 3 chân:
*) Ưu điểm: + Áp lực lên chân không phụ thuộc vào sự chênh lệch về độ lún của đường,
+ Khả năng chạy trên đường vòng tốt,
+ Kết cấu đơn giản gọn nhẹ hơn loại 4 chân.
*) Nhược điểm:

Hình 4.12 – Chân đế kết cấu dàn.


Hình 4.13 – Chân đế kết cấu hộp.


262
+ Kém ổn đònh hơn so với loại 4 chân đỡ, các cần trục lớn thường không dùng kết cấu 3
chân.
Kết cấu thép chân đế được cấu tạo theo kiểu dàn, kiểu tấm có các thanh giằng chéo hoặc
kết cấu hộp. Chân đế hình hộp do cấu tạo có đủ độ cứng ở tất cả các phương nên không cần
thanh giằng chéo ở mặt bên. Đối với kết cấu hình hộp người ta hay dùng cấu kiện dập cong do
đó việc chế tạo được đơn giản và rẻ tiền hơn. Bề dày thành mỏng kết cấu hình hộp của chân đế
chọn theo điều kiện ổn đònh, chiều dày tấm thường từ 5mm ÷ 8mm. Độ ổn đònh của kết cấu được

Hình 4.
14.
Các loại chân đế kết cấu hộp
.


263
bảo đảm bằng cách đặt các nẹp tăng cứng. Trọng lượng của chân đế hình hộp giảm được 30% so
với chân đế kiểu dàn.
Do các tải trọng thực tế tác dụng lên các bánh xe của cần trục chân đế và khảo sát độ
mấp mô của đường ray cần trục cho thấy rằng: tải trọng lớn nhất tác dụng lên một bánh xe lớn
hơn các tải trọng trong thuyết minh tính toán 1,5 ÷ 1,6 lần; còn độ mấp mô của đường khi móng
bằng bê tông cần phải lấy bằng h = 12mm, khi đường có tà vẹt đặt trên balát thì lấy h = 24mm.

§4.2.TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN VÀ CÁC TỔ HP TẢI TRỌNG TÍNH
TOÁN KẾT CẤU KIM LOẠI CỦA CẦN TRỤC CHÂN ĐẾ

Các tải trọng tính toán của kết cấu kim loại cần trục chân đế và các tổ hợp tải trọng tính toán
của chúng được trình bày trong bảng 4.2. Để tìm tải trọng lớn nhất tác dụng lên các cấu kiện riêng
biệt cần phải khảo sát cần trục ở các tầm với và góc quay khác nhau. Có thể thấy các cấu kiện riêng
biệt của kết cấu có thể có tải trọng lớn nhất ngay cả khi cần trục không chòu tải.

4.2.1. Tổ hợp tải trọng tính toán kết cấu thép cần trục chân đế:
Bảng 4.2-Tải trọng tính toán và các tổ hợp tải trọng
tính toán kết cấu kim loại của cần trục chân đế, (bảng III.3.1).[05].
Trường hợp tải trọng
I II III
[σ] = σ
rk

/n
I
[σ] = σ
c
/n
II
[σ] =
σ
c
/n
III

Tổ hợp tải trọng
Tải trọng
I
a
I
b1
I
b2
I
c
I
d
II
a
II
b1
II
b2

II
c
II
d
III
Trọng lượng phần
quay
G
1
G
1
G
1
G
1
G
1
G
1
G
1
G
1
G
1
G
1
G
1
Trọng lượng phần

không quay
G
2
G
2
G
2
G
2
G
2
G
2
G
2
G
2
G
2
G
2
G
2

Trọng lượng hàng và
thiết bò mang hàng G
3

Q
Э

Q
Э
Q
Э
Q
Э
G
3
Q Q Q Q G
3
G
3
Hệ số động ψ
ψ
I
− − − − ψ
II
− − − − −
Góc nghiêng của cáp
treo hàng
− − α
I
α
I
β
I
0,5α
I
α
K

α
II
− α
II
β
II
α
II
−
Hệ số va đập khi di
chuyển
− − − −
K
T
’=
1,1
− − − −
K
T
=
1,2
−
− − −
0,5
tt
qt
F

− − − −
tt

qt
F

− −
Lực quán tính tiếp
tuyến và ly tâm khi
khởi động và hãm cơ
cấu quay
− − −
0,5
lt
qt
F

− − − −
lt
qt
F

− −
Lực quán tính khi
khởi động và hãm cơ
cấu thay đổi tầm với
−
0,5
tv
qt
F 0,5
tv
qt

F
− − −
tv
qt
F

tv
qt
F
− − −
Lực quán tính khi
khởi động và hãm cơ
cấu di chuyển
− − − −
0,5
dc
qt
F

− − − −
dc
qt
F
−
Tải trọng gió
− − − − − − − − − − Pg
III
Các tổ hợp tải trọng tính toán kết cấu thép cần trục chân đế tương ứng với sự làm việc của
các cơ cấu cần trục.
*) Tổ hợp I

a
, II
a
– Cần trục đứng yên chỉ có một cơ cấu nâng làm việc;

264
*) Tổ hợp I
b1
, I
b2
, II
b1
, II
b2
– Cần trục đứng yên chỉ có một cơ cấu thay đổi tầm với làm
việc;
*) Tổ hợp I
C
, II
C
– Cần trục đứng yên chỉ có một cơ cấu quay làm việc;
*) Tổ hợp I
d
, II
d
– Cần trục không mang hàng chỉ có một cơ cấu di chuyển làm việc.

4.2.2. Tải trọng tính toán kết cấu thép cần trục chân đế:

Bảng 4.3 – Hệ số động học Bảng 4.4 – Góc nghiêng của cáp treo hàng

khi nâng ψ
ψψ
ψ, (B.19.2).[11] theo phương thẳng đứng, (B.19.3).[11]
Trường hợp tải trọng
I II
Góc nghiêng để tính
công suất động cơ
Chế độ làm việc
của cần trục
ψ
I
ψ
II
Kiểu cần
trục
α
I
β
I
α
II
β
II
α
đc
β
đc
Trung bình
−
1,3

Gầu ngoạm 6,5 5,5 17 15 5,5 5,0
Nặng 1,3 1,5

Móc câu 5,0 4,5 13,5

12 4,5 4,0
Rất nặng 1,4 1,6

Lắp ráp
− −
6,0 6,0 3,0 3,0


α
I
= (0,3 ÷ 0,5) α
II

Có thể tham khảo thêm bảng (14.5).[01] và bảng (14.6).[01].

Bảng 4.4’ – Góc nghiêng của cáp treo hàng theo phương thẳng đứng, (B.14.6).[01]
Trường hợp tải trọng I Trường hợp tải trọng II
Trong mặt
phẳng nâng
α
I
Trong mặt phẳng
thẳng góc
α”

I
Trong mặt
phẳng nâng
α
II
Trong mặt phẳng
thẳng góc
α”
II
Chế độ làm việc của cần
trục
Độ
Nhẹ 4 4 8 8
Trung bình 5 5 10 10
Nặng 6 6 12 12
Rất nặng (dùng gầu ngoạm) 7
o
30’ 7
o
30’ 15 15
Chú thích: Khi tính theo trường hợp tải trọng II, cần phải lấy hoặc là α
II
với α”
II
= 0; hoặc là α’
II

với α”
II
= 0; hoặc cùng lấy 0,7α’

II
và 0,7α”
II
.

1) Hệ số động học khi nâng hàng chọn theo bảng 4.3.
2) Góc nghiêng của cáp treo hàng theo phương thẳng đứng chọn theo bảng 4.4 hoặc 4.4’.
α
I
, α
II
– Góc nghiêng của cáp treo hàng so với phương thẳng đứng trong mặt phẳng nâng
hạ cần theo hướng tăng tầm với;
(– α
I
, – α
II
) – Góc nghiêng của cáp treo hàng so với phương thẳng đứng trong mặt phẳng
nâng hạ cần theo hướng giảm tầm với;
β
I
, β
II
– Góc nghiêng của cáp treo hàng so với phương thẳng đứng trong mặt phẳng vuông
góc với mặt phẳng nâng hạ cần;
3) G
3
– Trọng lượng của thiết bò mang hàng (cụm móc câu, gầu ngoạm … )
4) Các hệ số va đập khi di chuyển trên đường ray: K
T

’ = 1,1; K
T
= 1,2
5) Các tải trọng quán tính: tải trọng quán tính tiếp tuyến
tt
qt
F , tải trọng quán tính ly
tâm
lt
qt
F , tải trọng quán tính khi thay đổi tầm với
tv
qt
F và tải trọng quán tính khi di chuyển
dc
qt
F
được xác đònh theo công thức cơ học ở chương 2 phần I.

265
Khi tính kết cấu theo sức bền, các tải trọng trên được xác đònh khi khởi động hoặc hãm
đột ngột, có nghóa là giá trò của lực quán tính khi quay và khi thay đổi tầm với cần tính với giá trò
lớn nhất (gấp đôi).
6) Tải trọng gió tác dụng lên kết cấu máy trục xác đònh theo chương 2 phần I,
7) Khi tính toán sức bền đối với cần trục chân đế dùng gầu ngoạm, tổ hợp tải trọng IIa
chọn trọng lượng hàng nâng là 1,1Q; đối với hàng ẩm, hàng dính có thể chọn 1,25Q.

8) Trọng lượng của cần trục chân đế G phụ thuộc chủ yếu vào mômen hàng Q.R ở tầm
với lớn nhất Rmax. Tăng giá trò mômen hàng Q.R sẽ làm giảm giá trò tương đối của trọng lượng
cần trục trên một đơn vò mômen

hàng.
RQ
G
g
.
=
(kN/kN.m)
Ví dụ như khi Q.R =
10000 kN.m thì g = 0,4
(kN/kN.m); còn khi Q.R = 2500
kN.m thì g = 0,6 (kN/kN.m) và
khi tiếp tục giảm Q.R thì g tăng
nhanh. Về mặt đònh tính thì tính
quy luật như thế xảy ra đối với
trọng lượng bản thân của can trục
chân đế G. Trong đó trò số g của
cần trục chân đế cần thẳng là nhỏ
nhất, cần có vòi và giằng cứng là
nặng nhất (g lớn).
*) Trọng lượng chân đế thường chiếm 20 ÷ 30% trọng lượng toàn cần trục. Ở đây tỷ lệ
phần trăm lớn đối với các cần trục có sức nâng nhỏ và ngược lại những cần trục có sức nâng lớn
thì tỷ lệ đó nhỏ.
*) Giá trò trọng lượng hàng tương đương khi tính kết cấu thép theo sức bền mỏi có thể
chọn theo số liệu của nhà máy chế tạo cần trục mang tên C.M.KIROV (Liên xô):
+ Cần trục dùng móc câu chế độ làm việc nặng: Q
Э
= 0,85Q,
+ Cần trục dùng gầu ngoạm chế độ làm việc rất nặng: Q
Э
= Q,

Sự nghiên cứu mang tính chất thống kê tầm với khai thác của cần trục ở cảng cho thấy
rằng tầm với có xác xuất sử dụng lớn nhất là (0,7 ÷0,9)R khi cần trục có mang tải và (0,3 ÷0,4)R
khi cần trục không mang tải.

§4.3.ĐẶC ĐIỂM TÍNH TOÁN KẾT CẤU KIM LOẠI CỦA CẦN TRỤC
CHÂN ĐẾ
4.3.1- Đặc điểm tính toán cần.
1) Tính toán cần thẳng.
*) Các điểm cần lưu ý khi xác đònh tải trọng tính toán:
Trong trường hợp chung, cáp giằng của đối trọng di động cân bằng cần (cần cân bằng)
gắn với cần với lực kéo Sg và lực thanh kéo thay đổi tầm với là St. Giá trò Sg và St thay đổi khi
nâng hạ cần và được xác đònh khi tính toán cơ cấu thay đổi tầm với.
Khi nâng hạ cần thì các góc nghiêng của tất cả các lực tác dụng lên cần so với trục dọc
của cần cũng thay đổi.

Hình 4.15 – Đồ thò
trọng lượng tưong đối của cần trục chân
đế trên một đơn vò mômen hàng.
1 – cần thẳng; 2 – hệ cần khâu khớp có giằng mềm; 3 –
hệ
cần khâu khớp có giằng cứng.


266
Để tính những giá trò lực biến thiên phụ thuộc vào tầm với của cần được tiện lợi người ta
không chỉ dùng bảng mà dùng biểu đồ tùy thuộc vào tầm với của cần.
+ Lực căng trong cáp nâng hàng Sh phụ thuộc vào tổ hợp tải trọng tính toán.
+ Khi tính toán góc nghiêng của cáp treo hàng so với phương thẳng đứng trong mặt phẳng
lắc của cần α phải khảo sát cả 2 trường hợp A và B; mỗi trường hợp với 1 hướng gió tương ứng.
+ Lực trong thanh răng thay đổi tầm với St sẽ thay đổi,

+ Các tải trọng do: trọng lượng bản thân của cần Gc, lực quán tính tiếp tuyến của khối
lượng cần khi khởi động và hãm cơ cấu quay
tt
qt
F , tải trọng gió tác dụng lên cần Pg: được khảo
sát xem như là tải trọng phân bố theo chiều dài của cần hoặc xem là lực tập trung.
+ Với các cần có tiết diện ngang tam giác góc ở đỉnh β = 60
o
thì tác dụng của tải trọng
thẳng đứng lên 2 mặt phẳng nghiêng bằng giá trò của tải trọng thẳng đứng đó chia cho 2cos(β/2).
*) Sơ đồ tính cần thẳng của cần trục chân đế (hình 4.15)
+ Trong mặt phẳng thẳng đứng: cần là một dàn công son đặt trên hai gối khớp là: 1 gối cố
đònh ở chốt đuôi cần, một gối di động là thanh răng thay đổi tầm với.
+ Trong mặt phẳng nằm ngang: cần là một thanh tổ hợp công son có 2 gối tựa ở chốt đuôi
cần O
1
và O
2
.
*) Đặc điểm khi tính cần thẳng:
+ Cần phải tính ở các vò trí giới hạn và và một số vò trí trung gian. Việc xác đònh nội lực
trong các thanh của của dàn bằng cách vẽ giản đồ Mắcxoen – Crêmona đối với mỗi tầm với tính
toán của cần rất vất vả mà kết quả của việc tính đó không cho một khái niệm rõ ràng về sự thay
đổi nội lực trong thanh phụ thuộc vào sự thay đổi tầm với.

Hình 4.15 – Sơ đồ tính cần thẳng: a – Sơ đồ tải trọng tính toán trong mặt phẳng nâng hạ cần; b –
Sơ đồ
tải trọng tính toán trong mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng nâng hạ cần.

267

+ Cần làm việc ở trạng thái chòu nén và chòu uốn ngang (trong 2 mặt phẳng), nếu chọn hệ
trục tọa độ di động XOY có phương của trục OX trùng với phương của trục cần (hình 4.15) thì
với mỗi góc nghiêng của cần, tất cả các lực trong mặt phẳng thẳng đứng có thể phân ra thành 2
thành phần theo phương của trục OX và trục OY. Đối với cần ta có: các lực dọc trục (gây ra lực
nén cần) và các lực vuông góc với trục cần (gây ra lực uốn cần).
+ Tiện lợi hơn cả là dùng phương pháp lấy mômen đối với một điểm và vẽ biểu đồ nội
lực trong các thanh biên (do nén và uốn trong 2 mặt phẳng) và các thanh xiên dọc theo cần ở mỗi
tầm với tính toán. Đầu tiên cần phải vẽ biểu đồ đối với lực đơn vò, sau đó dễ dàng vẽ được biểu
đồ các nội lực lớn nhất ứng với những tổ hợp tải trọng khác nhau. Sau khi có được biểu đồ nội lực

Hình 4.16 –
Đồ thò nội lực lớn nhất (tính bằng tấn) trong các thanh của cần trục chân đế có sức nâng
Q = 5 tấn (dùng gầu ngoạm), R = 30m.
a – Sơ đồ cần dàn mắt lưới trong mặt phẳng thẳng đứng và mặt phẳng nằm ngang; b, c, d – Đồ thò
nội
lực lớn nhất trong thanh biên trên (tính bằng tấn), thanh biên dưới và các thanh xiên của cần (tỷ lệ
xích các biểu đồ không giống nhau).



268
lớn nhất vẽ riêng cho từng tầm với một, ta đi dựng đồ thò tổng hợp các nội lực lớn nhất trong
thanh đã cho của dàn, nó cho thấy sự thay đổi nội lực trong thanh. (Dùng phương pháp đường ảnh
hưởng để xác đònh nội lực. Có thể tóm tắt các bước: 1.Lập sơ đồ tính cho từng tầm với khác nhau
⇒ 2. Dựng trục tọa độ di động trên từng sơ đồ tính ⇒ 3.Dùng đường ảnh hưởng xác đònh nội lực
trong các thanh biên trên, biên dưới và các thanh bụng cho từng vò trí tầm với ⇒ 4.Tìm thanh có
nội lực lớn nhất trong từng hệ thanh với từng tầm với khác nhau ⇒ 5.Vẽ đồ thò nội lực lớn nhất
cho từng hệ thanh, đồ thò này cho ta biết sự thay đổi nội lực trong thanh).
Sau khi tìm được nội lực tính toán trong các thanh, ta đi chọn tiết diện của thanh. Khi
kiểm tra ổn đònh tổng thể của cần dưới tác dụng của các lực nén trong mặt phẳng thẳng đứng

cần được xem là một thanh công son có 2 gối khớp ở O’ và ở D; còn trong mặt phẳng nằm ngang,
cần được xem là một thanh tổ hợp (dàn) có một đầu ngàm, một đầu tự do. Khi đó cần để ý đến sự
thay đổi tiết diện theo chiều dài của cần, mà đối với hệ dàn mắt lưới cần chú ý đó là các thanh
ghép.
2) Đặc điểm tính toán hệ cần có vòi.
Cần có hệ khâu khớp (cần có vòi) được tính toán khi vò trí của vòi vuông góc với cần; khi
đó dưới tác dụng của lực ngang vuông góc với mặt phẳng lắc của cần lên đầu vòi làm phát sinh
giá trò lớn nhất của mômen xoắn cần.
Đối với cần có vòi dùng giằng
cứng: khi lực ngang T tác dụng ở đầu vòi
sẽ gây ra uốn và xoắn cần cũng như
giằng vòi. Đối với cần có vòi dùng giằng
mềm: toàn bộ mômen xoắn sẽ do cần
tiếp nhận.
Phân tích sự phân bố tải trọng do
lực ngang T gây ra đối với các khâu: cần,
vòi và giằng vòi trong các trường hợp
dùng giằng cứng và giằng mềm như sa:
+ Đặt vòi vuông góc với cần, lúc
đó phương trình cân bằng của vòi
(14.5).[01], xem hình (4.16b):
M
c
+ M
g
= T.a – R
g
.b (4.1)
trong đó: M
c

và M
g
lần lượt là mômen
xoắn do cần và do giằng chòu, R
g
là lực
uốn giằng vòi – các giá trò M
c
, M
g
và R
g

là các ẩn số ta cần tìm.
+ Từ điều kiện tổng biến dạng
của giằng vòi, cần và vòi ta có, (14.6).[01]:
f
g
+ f
c
= b.φ (4.2)
trong đó:
– f
g
là chuyển vò của đầu giằng vòi theo phương ngang dưới tác dụng của lực R
g;
– f
c
là chuyển vò của đầu cần theo phương ngang dưới tác dụng của lực R
g

+ T;

– φ là góc xoay của vòi.
Gọi độ cứng chống uốn của giằng vòi và của cần lần lượt là C
g
và C
c
; độ cứng chống xoắn
lần lượt là G
g
và G
c
, khi đó:

Hình 4.16. Sơ đồ tính hệ cần có vòi:
a
–
với giằng mềm; b
–
với giằng cứng
.


269
f
g
=
g
g
C

R
; f
c
=
c
g
C
TR
+
; φ =
c
c
G
M
; φ =
g
g
G
M
; (4.3)
*) Từ 2 biểu thức cuối của công thức 4.3 ta có :
c
c
G
M
=
g
g
G
M

suy ra: M
g
=
c
c
g
M
G
G
thay giá
trò này vào công thức 4.1 ta có M
c
+
c
c
g
M
G
G
= T.a – R
g
.b hay:
M
c
(1 +
c
g
G
G
) = T.a – R

g
.b (4.4)
*) Thay 3 biểu thức đầu của công thức 4.3 vào công thức 4.2 ta có:
b.
c
c
G
M
=
g
g
C
R
+
c
g
C
TR
+
(4.5)
Từ hai công thức 4.4 và 4.5 ta nhận thấy còn tồn tại 2 ẩn số M
c
và R
g
, nếu chia vế với vế
thì ẩn số M
c
không xuất hiện trong phương trình nữa, chỉ còn ẩn số R
g
và ta tìm được R

g
trước,
sau đó từ 4.4 rút ra Mc và từ 2 biểu thức cuối của 4.3 rút ra M
g
, (14.7).[01]:
)1)((
) (
2
g
c
cgc
cgc
g
C
C
GGCb
TGGCba
R
+++
−
−
=
; M
c
=
c
g
g
G
G

bRaT
+
−
1

; M
g
=
c
c
g
M
G
G
(4.6)
Việc tính toán có kể đến độ cứng của giằng vòi và cần mang tính chất kiểm nghiệm.
+ Nếu giằng vòi có chiều dài l là một dàn công son có đủ độ cứng chống uốn với h/l >
1/10 thì f
g
nhỏ, nếu f
c
cũng nhỏ thì góc φ nhỏ và có thể bỏ qua sự xoắn cần và giằng vòi mà chỉ
tính cần và giằng vòi chòu uốn dưới tác dụng của lực T như những dàn, dầm công son. Đó là một
trong những ưu điểm của hệ cần có giằng cứng.
+ Nếu giằng vòi có độ cứng chống uốn nhỏ (chẳng hạn giằng vòi làm theo dạng dầm hình
hộp) thì có thể bỏ qua phản lực R
g
. Nếu G
g
<< G

c
(nhỏ hơn rất nhiều) thì có thể xem mômen
xoắn do lực tác dụng ở đầu vòi gây ra T.a là hoàn toàn do cần chòu – điều này cũng xảy ra đối
với hệ cần dùng giằng mềm.
Nếu cần và giằng là kết cấu dàn thì độ cứng chống xoắn của chúng tính theo công thức
(14.8).[01]:
G
c
=
∑
EF
lN .
1
2
1
và G
g
=
∑
EF
lN .
1
2
1
(4.7)
ở đây: N
1
– nội lực do mômen xoắn M
x
= 1 gây ra trong các thanh của dàn cần và giằng vòi;

l, F – lần lượt là chiều dài và diện tích mặt cắt ngang của các thanh trong dàn; dấu tổng
áp dụng cho tất cả các thanh.

3) Đặc điểm tính toán vòi.
*) Sơ đồ tính vòi là một dầm đặt trên 2 gối.
*) Với hệ cần có giằng mềm: Trong mặt phẳng nâng hàng (cũng là mặt phẳng lắc của cần)
thì cần và giằng vòi là những gối tựa của vòi. Trong mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng lắc của
cần giằng vòi không đóng vai trò gối tựa của vòi, khi đó sơ đồ tính trong mặt phẳng này vòi là
kết cấu công son có hai gối tựa là liên kết ở đầu cần (hình 4.16a)
*) Với hệ cần có giằng cứng: cần và giằng vòi là các gối tựa của vòi trong cả 2 mặt phẳng
(hình 4.16b).

270
*) Xác đònh nội lực trong các thanh biên của kết cấu vòi .
Nội lực trong các thanh biên của vòi được xác đònh ở các tầm với khác nhau. Khi trọng
lượng hàng có kể đến góc nghiêng của cáp treo hàng trong mặt phẳng đứng (α
II
) thẳng góc với
thanh biên dưới – đó là trạng thái để xác đònh nội lực trong thanh biên trên. Khi trọng lượng hàng
có kể đến góc nghiêng của cáp treo hàng trong mặt phẳng đứng (α
II
) thẳng góc với thanh biên
trên – đó là trạng thái để xác đònh nội lực trong thanh biên dưới. Tầm với lớn nhất mà khi đó tải
trọng lớn nhất trong mặt phẳng nằm ngang tác dụng lên vòi là tầm với để tính vòi.

4) Đặc điểm tính toán cần của hệ cần có vòi (hệ cần khâu khớp).
Sau khi phân tích để xác đònh các tải trọng tác dụng lên các khâu của hệ cần: vòi, cần,
giằng vòi từ đó tính được nội lực và phản lực gối tựa của vòi. Căn cứ vào phản lực tại đầu cần
liên kết giữa vòi với cần và các lực tác dụng trực tiếp lên cần (như trọng lượng bản thân cần, tải
trọng gió, tải trọng quán tính, lực trong thanh cân bằng cần, lực trong thanh kéo thay đổi tầm với)

để đưa ra sơ đồ tính cần là một thanh đơn (một khâu trong hệ cần) do các tải trọng tác dụng lên
cần và các tải trọng tác dụng tương hỗ (từ vòi truyền lên cần).

4.3.2- Đặc điểm tính toán cột (của cần trục chân đế cột quay - xem thêm hình 4.5; 4.11).
Cột quay của cần
trục chân đế cột quay
dùng làm giá đỡ để liên
kết các khâu của phần
quay và để truyền tải
trọng từ phần quay lên
phần không quay (chân
đế). Cột chòu tác dụng của
các tải trọng:
a) Các lực nằm trong
mặt phẳng nâng hàng
của cần bao gồm:
1.Trọng lượng bản
thân cột, các thiết bò đặt
lên cột và đối trọng cân
bằng phần quay.
2. Phản lực ở khớp
đuôi cần truyền lên cột,
phản lực ở khớp tay đòn
đối trọng động (đối trọng
cân bằng trọng lượng hệ
cần) và phản lực truyền từ thanh răng thay đổi tầm với S
t
.
3. Lực kéo trong thanh giằng vòi S
g

và trong cáp nâng hàng S
h
.
b) Các lực nằm ngoài mặt phẳng nâng hàng của cần bao gồm:
1. Lực do cáp nâng hàng nghiêng so với phương thẳng đứng ở mặt phẳng vuông góc với
mặt phẳng nâng hàng (mặt phẳng lắc của cần).
2. Lực quán tính tiếp tuyến của cần khi gia tốc quay.
3. Lực do gió tác dụng lên cần theo ngang, cùng hướng với lực tiếp tuyến của cần.
Tính cột ở các tầm với giới hạn và tầm với trung bình của cần.

Hình 4.17 – Tải trọng tác dụng lên cột:
a – cột thẳng; b – Cột gãy khúc.

271
4.3.3- Đặc điểm tính toán giá đỡ cần-giá chữ A (của cần trục chân đế mâm quay).
Các tải trọng tác dụng lên giá đỡ cũng tương tự như tải trọng tác dụng lên cột:
1.Các tải trọng bản thân giá đỡ, các thiết bò đặt trên giá đỡ;
2.Phản lực ở chốt đuôi cần truyền lên giá đỡ cần; tải trọng ở khớp tay đòn đối trọng cân
bằng truyền lên giá đỡ; phản lực ở thanh răng thay đổi tầm với;
3.Lực kéo trong thanh giằng vòi truyền lên giá đỡ.
Kết cấu tháp chữ A xem hình 4.18.

4.3.4- Đặc điểm tính toán chân đế.
1) Các tải trọng truyền từ phần quay lên chân đế gồm có:

Hình 4.18 – Sàn quay và tháp chữ A của cần trục chân đế (kiểu mâm quay)
1 – Lỗ dùng cho trục đứng (trục bánh răng hành tinh) của cơ cấu quay; 2 –
Lỗ dùng cho trục đònh
tâm phần quay; 3 – Gối đỡ liên kết đuôi cần; 4 – Gối đơ
õ trục quay tay đòn đối trọng và giằng vòi;

5
–
Rào ngăn an toàn; 6
–
Giá chữ A; 7
–
Sàn quay; 8
–
Cầu thang.


272
M
đ
– Mômen trong mặt phẳng thẳng đứng,
mômen này có thể phân làm 2 thành phần theo 2
phương: trong mặt phẳng dọc đường ray và trong
mặt phẳng vuông góc với ray.
M
n
– Mômen trong mặt phẳng nằm ngang;
H – Lực theo phương nằm ngang, lực này có
thể phân làm 2 thành phần theo 2 phương: phương
dọc ray và phương vuông góc với ray;
N – Lực thẳng đứng tác dụng dọc theo
phương trục quay của cần trục.

2) Các tải trọng tác dụng trực tiếp lên chân đế
gồm có:
G

c
– Trọng lượng bản thân chân đế (thường
chiếm 20% ÷ 30% trọng
lượng toàn bộ cần trục);
P
g
– Tải trọng gió tác
dụng lên chân đế.

3) Đặc điểm tính toán chân
đế:
1 – Các lực tác dụng
lên chân đế cân bằng với các
phản lực ở chân đỡ;
2 – Các phản lực ở
chân trong mặt phẳng thẳng
đứng do M
đ
và N gây ra;
3 – Các phản lực ở
chân trong mặt phẳng nằm
ngang do H gây ra:
+ Thành phần dọc
đường ray – các phản lực này
đặt vào các bánh hãm;
+ Thành phần vuông
góc với đường ray – các phản
lực này phân bố cho 4 chân.
4 – Phản lực ở chân
do M

n
gây ra: đặt vào 2 chân nằm trên cùng một đường chéo của các chân và có phương cắt
ngang đường ray;
5 – Lực xô ngang ở chân đế:
Do chân đế là một kết cấu dạng cổng, vì vậy tác dụng của các lực lên kết cấu khung cổng
sẽ gây lực xô ngang. Lực xô ngang gây bởi trọng lượng bản thân của cần trục sẽ bò triệt tiêu khi
di chuyển chân đế trong quá trình lắp ráp và chạy thử lần đầu nên khổ đường ray của chân đế
cần phải chế tạo theo tiêu chuẩn biến dạng của chân dưới tác dụng của trọng lượng cần trục.
Dung sai xây dựng khổ đường ray cần trục chân đế lấy bằng
±
5mm.

Hình 4.20 – Chân đế kết cấu hộp:
1 – Phần đỉnh ; 2 – Chân; 3&4 – Các mặt bích; 5 – Thanh giằng; 6
– Ray vòng; 7 – Bánh răng hay vành chốt; 8 – Các tấm mặt bích.


Hình 4.19 –
Tải trọng từ phần quay tác dụng lên
chân đế

273
Trò số tính toán lớn nhất của lực xô ngang có thể tìm được từ trọng lượng hàng đặt dọc
theo trục quay của cần trục và các tải trọng tác dụng lên chân đế sinh ra bởi mômen hàng theo
phương thẳng đứng M
đ
khi cần nằm dọc theo đường ray.
Trong trường hợp cần trục không di chuyển, cần có thể quay 180
o
thì các tải trọng thẳng

đứng tác dụng lên một bên chân đế gây ra bởi mômen tổng có thể thay đổi làm cho lực xô ngang
tăng lên. Ở những cần trục không di chuyển thực tế lực xô ngang có thể giảm xuống tới trò số 0.
Các cấu kiện của chân đế được giảm tải khi có lực xô ngang tác dụng, do đó khi tính chân đế ta
không cần để ý đến lực xô ngang.

4) Tính toán các tải trọng từ phần quay truyền lên chân đế, (tr.371).[02].
*) Tổng tải trọng theo phương thẳng đứng của phần quay tác dụng lên chân đế:
N = G
q
+ ψ.Q (4.07)
trong đó: G
q
– trọng lượng phần quay của cần trục.
*) Mômen đứng M
đ
và lực ngang H ở tầm với lớn nhất:
+ Tổ hợp I
a
:
M
đ
=
ψ
I
.Q
tđ
.0,75R
max
+ G
q

.e; H = 0 (4.08)
N = G
q
+
ψ
I
.Q
tđ
; M
n
= 0 (4.09)
+ Tổ hợp I
b
:
M
đ
= Q
tđ
.0,75R
max
+ G
q
.e; (4.10)
H
ρ
= UPtgQ
ktd
++
1
β

(4.11)
N = G
q
+ Q
tđ
(4.12)
M
n
= Q
tđ
.tg
β
.0,75R + P
q
.e (4.13)
+ Tổ hợp II
a
:
M
đ
=
ψ
II
.Q.R
max
+ G
q
.e; H = 0 (4.08)
N = G
q

+
ψ
II
.Q; M
n
= 0 (4.09)
+ Tổ hợp II
b
:
M
đ
= Q.R
max
+ G
q
.e + Q.tg
β
II
.h
1
+ P
gII
.h
2
(4.10)
H
ρ
=
max
max

. UPPtgQ
gIIkII
+++
α
(4.11)
hay H =
2
2
2
1
HH + (4.12)
trong đó H
1
= Q.tg(0,7β
II
); H
2
= Q.tg(0,7
α
II
) +
max
k
P
đây : G
q
– trọng lượng phần quay của cần trục có độ lệch tâm e (ở phía ngược với tầm với);
P
gII
– tải trọng gió;

U – lực vòng trên bán kính R của vành răng cơ cấu quay; (h
1
, h
2
) – tay đòn của các lực
ngang tính đến đầu ray vòng hoặc đến ổ đỡ trên của cột quay (lưu ý rằng h
1
và h
2
là những cánh
tay đòn theo phương thẳng đứng) ;
U
max
= M
n
/R; P
k
max
– lực quán tính tiếp tuyến lớn nhất do khối lượng phần quay khi hãm
đột ngột cơ cấu quay;
α, β – lần lượt là góc nghiêng của cáp treo hàng so với phương thẳng đứng trong mặt
phẳng nâng (α) và trong mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng nâng (β).

5) Xác đònh áp lực lên các chân đỡ của chân đế, (tr.110-113).[03]; (tr.198-201).[05].
Áp lực lên các chân của chân đế thay đổi tùy thuộc vào góc quay của cần φ.
Tải trọng tác dụng lên các chân đỡ A, B, C, D của chân đế 4 chân (dưới tác dụng của
trọng lượng phần quay cùng với hàng G
1
= (G
q

+ Q) đặt ở trọng tâm phần quay E
1
; trọng lượng

274
phần không quay G
2
(chân đế) đặt tại trọng tâm E
2
của nó và mômen các lực ngang) được xác
đònh theo biểu thức (xem hình 4.21); (1.6.13).[05]:







+−++−++−=
+−−−+−+−=
o
y
x
DC
o
y
x
BA
k
h

b
M
a
M
b
tG
b
tG
R
k
h
b
M
a
M
b
tG
b
tG
R
)(
44
)()1(
4
)1(
4
)(
44
)()1(
4

)1(
4
2211
)(
2211
)(
(4.13)
trong đó (1.6.14).[05]: M
x
= G
1
.e.sinρ + M
nx
; M
y
= G
1
.e.cosρ + M
ny
. (4.14)
*) Mômen ngang M
n
gây bởi tải trọng gió, tải
trọng do độ nghiêng của cáp hàng so với phương
thẳng đứng;
*) Lực quán tính nằm ngang. M
x
, M
y
là các

mômen thành phần của mômen ngang theo 2 mặt
phẳng x-x và y-y;
*) h/k
o
– tải trọng bổ sung gây bởi sai số của
đường và phần quay cần trục;
*) (h = h
đ
+ h
q
) là tổng sai số của đường và
phần quay (bằng chiều cao nâng của một chân đỡ
trên mặt ray khi kết cấu không chòu tải);
*) (k
o
= k
đ
+ k
q
) là tổng hệ số tính đến biến
dạng của đường và phần quay.
*) Dấu trừ (-) đặt trước thành phần h/k
o
đối
với gối A và C; Dấu cộng (+) đặt trước thành phần
h/k
o
đối với gối B và D: tương ứng trường hợp khi sai
số tổng (khe hở h) tạo ra dưới chân đỡ C hoặc A. Khi
khe hở dưới chân đỡ B hoặc D các dấu này sẽ thay

đổi theo hướng ngược lại.
*) Khi vò trí của cần I vuông góc với đường
chéo của chu tuyến tỳ và khi khe hở là dưới gối tựa C
(hoặc A), lúc đó: ρ = ρ
o
= artg(b/a) (1.6.15).[05]:
– Gối tựa chòu tải trọng lớn nhất là D:
R
D
= R
Dmax
Hình 4.21 –
Sơ đồ để tính tải trọng lên
chân đỡ: a – Khi tỳ lên 4 chân; b –
khi gãy
chân B; c – Khi có 3 chân.


Hình 4.22 – Sơ đồ xác đònh sai số tổng h


275
R
Dmax
= +++++ )1(
4
)
2
1(
4

2211
b
tG
ab
eL
b
tG
o
ny
nx
k
h
b
M
a
M
++
44
(4.15)
– Gối tựa được giảm tải nhỏ nhất:
R
B
= R
Bmin
khi ρ = ρ
o
= artg(b/a) và khe hở dưới gối B hoặc D (1.6.16).[05]:
R
Bmin
=

)1(
4
)
2
1(
4
2211
b
tG
ab
eL
b
tG
−+−− –
o
ny
nx
k
h
b
M
a
M
−−
44
(4.16)
L – Chiều dài đường chéo chu tuyến tỳ.
Sai số của đường h
đ
phụ thuộc vào dung

sai theo phương thẳng đứng khi làm đường và độ
nghiêng cho phép khi khai thác. Sai số của phần
chân tựa cần trục được cộng từ sai số chế tạo
không chính xác kết cấu kim loại và độ đảo của
bánh xe di chuyển, có thể chọn độ đảo này tới
1% so với đường kính (có tính đến sự mài mòn).
Hệ số biến dạng:
k
0
=
kd
cc
11
+ (4.17)
ở đây: c
d
và c
k
là hệ số độ cứng của đường và
chân đỡ.
Nếu một trong các gối tựa bò nhấc khỏi mặt đường (gối B hình 4.21b) thì việc tỳ lên 3 gối
tựa còn lại không phụ thuộc vào sai số và tính chất đàn hồi của đường, lúc đó tải trọng trên các
gối tựa xác đònh bằng các công thức sau, (1.6.17).[05]:










+++=
−
+
=
−−+−=
.
2222
;
22
;
2
)1(
2
)1(
2
2211
21
2211
b
M
a
M
b
tG
b
tG
R
a

MGG
R
b
M
b
tG
b
tG
R
y
x
D
x
C
y
A
(4.17)
ở đây: M
x
và M
y
được xác đònh theo công thức (4.14). Áp lực lớn nhất lên các gối tựa riêng biệt
tương ứng với các vò trí của cần I (R
D max
), II (R
A max
), III (R
C max
).
Trong trường hợp khung có 3 gối tựa (hình 4.21c – cần trục chân đế có 3 chân), khung đỡ

trở thành khung tónh đònh, các áp lực tựa được xác đònh (1.6.18).[05]:







+−++++=
−−+−=
b
M
a
M
b
tG
b
tG
R
b
M
b
tG
b
tG
R
y
x
CB
y

A
42
))(1(
4
)1(
4
;
2
)1(
2
)1(
2
2211
)(
2211
(4.18)
ở đây: M
x
và M
y
được xác đònh theo công thức (4.14). Áp lực lớn nhất lên các gối tựa riêng biệt
tương ứng với các vò trí của cần I (R
A max
), II (R
Cmax
), III (R
B max
).]
Đối với trường hợp khi trục quay cần trục đặt tại điểm O trên trục EF dọc đường ray (hình
4.22), biểu thức (4.13), (4.16), (4.17) còn lại trọng lực mà khi đó:

s – chọn là cơ sở bánh xe;
b – chiều rộng khổ đường ray.

Hình 4.22 –
Khi trục quay đặt tại O trên EF dọc
theo đường ray.


276
Áp lực ngang có phương dọc đường ray H
1
ở trạng thái công tác bò hạn chế bởi lực bám
của bánh xe chủ động với đường ray: H
1
= 0,15N
tđ
, ở đây: N
tđ
– áp lực trên bánh xe chủ động. Ở
trạng thái không làm việc, khi có thiết bò kẹp ray và dưới tác dụng của tải trọng gió: H
1
= P
g

Áp lực ngang theo phương ngang đường ray H
A
và H
B
:

Hình 4.23 – Khung phẳng của chân đế cần trục có cột quay. (a, b) – Sơ đồ tải trọng; c –
hệ cơ bản tónh
đònh; (d, e, f) – biểu đồ mômen đơn vò do các ẩn lực X
i
= 1 gây ra trong hệ cơ bản; (g, h, i) –
biểu đồ
mômen do các ngoại lực đơn vò gây ra trong hệ cơ bản (các
0
P
M ); (k, m, n) –
Biểu đổ mômen do các ngoại
lực đơn vò g
â
y ra trong hệ thực.