cơ cấu tđtv cần trục chân đế kirop

TKMH: cơ cấu TTV cần trục chân đế kirop
Phn I : GII THIU V TNH TON CHUNG
I. Gii thiu cn trc kirop cn thit k
a, Gii thiu chung:
Cn trục kirop là một loại cần trục chân đế, phục vụ cho các quá trình
xếp dỡ chủ yếu ở các cảng sông và cảng biển.ở cảng Hải Phòng nói chung,
cần trục Kirop có nhiệm vụ bốc xếp hàng phục vụ cho tuyến tiền và tuyến
hậu trong nội bộ cảng. Làm việc trong điều kiện khí hậu nhiệt đới nóng ẩm,
có gió bão, ảnh hởng của nứơc mặn, nhiệt độ môi trờng và ở trong xí
nghiệp xếp dỡ Lê Thánh Tông, cần trục Kirop 16 tấn phục v cho tuyến
tiền, còn cần trục kirop 10 tấn thì phục vụ cho tuyến hậu. Đây là loại cần
trục cột quay, di chuyển trên đờng ray khổ lớn 10 m. Cơ cấu nâng dùng để
nâng hạ mã hàng theo phơng thẳng đứng. Cơ cấu nâng là một cơ cấu
chính chủ yếu của cần trục, nó trực tiếp thực hiện việc nâng hạ trong quá
trình xếp dỡ hàng hóa. Cơ cấu nâng thuộc loại cơ cấu dẫn động bằng điện.
Từ một động cơ có khả năng điều chỉnh tốc độ vô cấp, qua bộ truyền,
mômen quay từ trục động cơ đợc truyền tới trục tang chng. Tang chng là
bộ phận công tác thực hiện việc cuốn hay thả cáp làm cho hàng hóa đợc
nâng lên hay hạn xuống.
b, Kt cu chung ca cn trc:
Cần trục chân đế đợc sử dụng để phục vụ công tác bốc xếp hàng hoá
trên các bến cảng hoặc kho bãi. Ví dụ bốc hàng từ tàu biển chuyển sang
tàu sông, sang các phơng tiện vận tải bộ nh xe tải, tàu hoả, lên bến bãi
hoặc ngợc lại. Với cần trục cỡ lớn, tàu hoả có thể chui lọt qua chân đế của
nó
Hình 1.1 Cần trục Kirop 10T
1- Cụm móc treo, 2- Puly đầu vòi, 3- Vòi, 4- Puly đầu cần, 5- Cần, 6-
Cỏp nõng, 7-Ging
H tờn: Lờ Cụng Huy. Mó SV: 36929
TKMH: cơ cấu TTV cần trục chân đế kirop
17

16
15
14
10500
2
1
3
4
5
8
7
6
9
13
10500
12
11
10
8- Thanh giằng đối trọng, 9- Thanh răng, 10- Đối trọng,
11- Tang nâng, 12- Chân, 13- Tang quấn cáp điện, 14- Cabin,
15- Phần quay, 16- Thanh giằng chân, 17- Cụm bánh xe di chuyển.
_ C cu di chuyn dựng trong chuyn ng riờng cho mi cm chõn. S bỏnh xe
di chuyn l 12 bỏnh, s bỏnh xe dn ng l 4 bỏnh
_C c quay cú thit b ta quay kiu ct quay c bng h thng con ln
phớa trờn v phớa di,bỏnh rng n khp ngoi vi vnh rng
_ C cu thay i tm vi dựng thanh rng bỏnh rng
_ C cu nõng dựng 2 tang qun cỏp l 2 tang n c dn ng b truyn riờng
bit
H tờn: Lờ Cụng Huy. Mó SV: 36929
TKMH: cơ cấu TTV cần trục chân đế kirop

_ Kt cu thộp cn cú dng dn, cn thng cú i trng cõn bng cn liờn kt vi
cn cỏp
_ Kt cu thộp chõn ca cn trc chõn l 1 kt cu khụng gian c to thnh
bi 2 khung ging ht nhau theo phng ng chộo ca hỡnh bao, cỏc chõn liờn
kt vi nhau phn trờn bng nh vũng, tng di cỏc dm ngang to thnh
chc ch thp
II: Các số liệu ban đầu để tính cơ cấu nâng
- trọng tải(sức nâng) lớn nhất : Q
0
=10T =10000 KG
- tm vi ln nht: R
max
= 30 m
- tm vi nh nht: R
min
= 8 m
- vận tốc nâng danh nghĩa : V
n
=36m/ph
- vn tc di chuyn cn trc V
dc
= 40 m/ph
- kh ng ray B = 10,5 m
- c s cn trc L = 10,5 m
- trng lng ton b cn trc G = 165T
- trng lng i trng: G
dt
= 4,26T
- trng lng cn: Gc = 8T
- chiều cao nâng hng : H= 25m

III. Tớnh toỏn chung.
1. Cỏc trng hp ti trng tớnh toỏn
Khi tớnh toỏn cỏc c cu mỏy trc núi chung, cn trc chõn núi riờng ngi ta
phõn bit 3 trng hp ti trng tớnh toỏn i vi trng thỏi lm vic v khụng lm
vic.
Trng hp 1: Ti trng bỡnh thng ca trng thỏi lm vic bao gm trng
lng danh ngha ca vt nõng v b phn mang hng, trng lng bn thõn mỏy,
ti trng giú trng thỏi lm vic ca mỏy, cỏc ti trng ng trong quỏ trỡnh m
H tờn: Lờ Cụng Huy. Mó SV: 36929
TKMH: c¬ cÊu TĐTV cÇn trôc ch©n ®Õ kirop
máy và hãm cơ cấu. Trường hợp này các chi tiết trong cơ cấu tính toán theo sức
bền mỏi
Trường hợp 2: Tải trọng lớn nhất của trạng thái làm việc bao gồm trọng lượng
danh nghĩa của vật nâng và bộ phận mang, trọng lượng bản thân máy, tải trọng
động lớn nhất xuất hiện khi mở máy và phanh đột ngột hoặc khi mất điện, khi có
điện bất ngờ, tải trọng gió lớn nhất ở trạng thái làm việc và tải trọng do độ dốc,
nghiêng mặt đường lớn nhất có thể. Các giá trị này thường hạn chế bởi những điều
kiện bên ngoài như sự trượt trơn của bánh xe và ray, trị số momen phanh lớn nhất.
Trường hợp 3: Tải trọng lớn nhất của trạng thái không làm việc của máy đặt
ngoài trời bao gồm trọng lượng bản than, tải trọng gió lớn nhất trong trạng thái
không làm việc và vầ tải trọng do độ dốc của đường.
Trường hợp này tiến hành kiểm tra độ bền, độ ổn định toàn bộ cần trục
Ở trạng thái làm việc của cần trục người ta tổ hợp các tải trọng tác dụng lê máy
trục và chia thành các tổ hợp tải trọng sau
Tổ hợp I
a
, II
a
: tổ hợp tải trọng tính toán khi cần trục đứng yên tiến hành khởi
động hoặc hãm từ từ cơ cấu nâng(I

a
), khởi động hoặc hãm đột ngột cơ cấu
nâng(II
a
)
Tổ hợp I
b
, II
b
: tổ hợp tải trọng tính toán khi cần trục tiến hành khởi động hoặc
hãm từ từ cơ cấu quay, thay đổi tầm với(I
b
), khởi động hoặc hãm đột ngột cơ cấu
quay, thay đổi tầm với (II
b
)
2.Chế độ làm việc
Việc đánh giá chế độ làm việc ảnh hưởng rất lớn đến công việc đánh giá, tính toán
và sử dụng chúng. Trong một máy nâng ( hay cần trục ) các cơ cấu có thể làm việc
với các chế độ khác nhau nhưng chế độ chung cho một máy được tính theo chế độ
làm việc của cơ cấu nâng.
Đánh giá chế độ làm việc của máy trục thông qua các chỉ tiêu chính sau đây:
H ọ tên: Lê Công Huy. Mã SV: 36929
TKMH: c¬ cÊu TĐTV cÇn trôc ch©n ®Õ kirop
- Hệ số sử dụng hằng ngày:
K
ng
= số giờ làm việc trong ngày/24 giờ
Cần trục có thể làm việc lien tục để đáp ứng yêu cầu làm việc 3 ca trong một ngày
với số giờ làm việc trong ngày của cần trục vào khoảng 16 giờ.

K
ng
= 16/24 = 0,66
- Hệ số sử dụng trong năm.
K
n
= số ngày làm việc trong năm / 365
Do cần trục làm việc có thời vụ nên trung bình một năm số ngày làm việc của cần
trục vào khoảng 200 ngày.
K
n
= 200/365 = 0,55
- Số ngày mở máy.
Đối với cơ cấu nâng là cơ cấu có số lần mở máy lớn nhất trong máy trục
M = 120 lần / ngày
- Số chu kì làm việc
A
k
= 200 lần / giờ
- Nhiệt độ môi trường
Lấy theo nhiệt độ trung bình vào mùa hè
T
o
= 30 C
- Cường độ làm việc của động cơ

%100.%
T
To
CD =

To: thời gian làm việc trong một chu kì
T : tổng thời gian làm việc của cơ cấu.
∑ ∑
+=
tvtmTo
H ọ tên: Lê Công Huy. Mã SV: 36929
TKMH: c¬ cÊu TĐTV cÇn trôc ch©n ®Õ kirop
∑ ∑ ∑ ∑
+++= tptdtvtmT
∑
tm
: tổng thời gian mở máy
Cơ cấu nâng : 4 lần
Cơ cấu quay, thay đổi tầm với: 2 lần
Cơ cấu di chuyển : 1 hay 2 lần
Thời gian một lần mở máy: tm = 2(s)
∑
tv
: tổng thời gian chuyển động ổn định của động cơ
Cơ cấu nâng
==
∑
vn
H
tv .4
4.25/36 = 2,78(phút) = 166,8(s)
Cơ cấu quay
)(60
1
60.5,0.2

stv
==
∑
Cơ cấu di chuyển
∑
=
)(2 phúttdc
Cơ cấu thay đổi tầm với
)(6,0
50
30max
phút
Vtv
R
tv
===
∑
= 36(s)
∑
tp
= tổng thời gian phanh ( chọn bằng 2 (s) )
∑
td
= tổng thời gian dừng để phối hợp các cơ cấu khác và chuẩn bị một mã hàng
và dỡ hàng.
Sơ bộ chọn
∑
td
= 120 (s)
Ta xét cường độ làm việc của cơ cấu nâng ( vì cơ cấu này có thời gian làm việc dài

nhất với số lần mở máy nhiều nhất)
T
o
= 4.2+166,8= 174,8(s)
H ọ tên: Lê Công Huy. Mã SV: 36929
TKMH: c¬ cÊu TĐTV cÇn trôc ch©n ®Õ kirop
T = 174,8+120+2= 296,8(s)
CD % =
0
0
100.
8,296
8,174
= 58,9%
Vậy ta có chế độ làm việc của máy là chế độ trung bình.
II. Tính toán cơ cấu thay đổi tầm với
2.1 . Giới thiệu chung
Cơ cấu thay đổi tầm với trong cần trục bán chân đế kết hợp với cơ cấu nâng, cơ
cấu quay có thể đưa móc tới tọa độ cần thiết, tạo điều kiện cho cần trục làm việc
trên diện rộng.
Cơ cấu thay đổi tầm với trong cần trục bán chân đế thay đổi tầm với bằng
phương pháp lắc cần (thay đổi góc nghiêng của cần với phương ngang còn gọi là
cơ cấu nâng cần)
Nếu căn cư vào nguyên tắc chuyển động người ta có thể chia cơ cấu thay đổi tầm
với thành các loại sau :
• Thay đổi tầm với dùng pa lăng cáp.
• Thay đổi tầm với dùng thanh răng – bánh răng.
• Thay đổi tầm với dùng vít
• Thay đổi tầm với dùng rẻ quạt – bánh răng
Tuy nhiên đối với cơ cấu thay đổi tầm với của cần trục bán chân đế loại Kirop 10T

thì sử dụng thay đổi tầm với bằng thanh răng – bánh răng.
Ưu điểm khi sử dụng thay đổi tầm với bằng thanh răng – bánh răng:
• Kết cấu gọn
• Trọng lượng nhẹ
• Độ tin cậy khi làm việc lớn
• Có khả năng chống lật cần về phía sau
• Giá thành hạ
2.2. Lựa chọn dạng thiết bị cần và hệ truyền động của cơ cấu thay đổi tầm với
(CCTĐTV)
2.2.1. Lựa chọn dạng cần, kiểu kết cấu và xác định các kích thước cơ bản của
cần.
*. Lựa chọn dạng cần
Hệ cần của trục thiết kế sử dụng hệ cần cân bằng dùng vòi là hệ cần khâu khớp
gồm 4 khâu bản lề liên kết như hình 1.3 ích lợi của loại cần này là giảm được công
suất truyền động của động cơ và tính năng của cần trục.
*. Kiểu kết cấu
Cần có kết cấu dạng dầm hộp có vòi thẳng
H ọ tên: Lê Công Huy. Mã SV: 36929
TKMH: c¬ cÊu TĐTV cÇn trôc ch©n ®Õ kirop
*. Xác định các kích thước cơ bản của cần:
Hình 1.2 : Các kích thước cơ bản của cần
Vòi, 2. Cần, 3. Giằng, 4. Chốt liên kết.
b. Chiều dài giằng, a. Chiều dài đuôi vòi, . Chiều dài vòi , . Chiều dài cần.
H ọ tên: Lê Công Huy. Mã SV: 36929
TKMH: c¬ cÊu TĐTV cÇn trôc ch©n ®Õ kirop
2.2.2. Xác định chiều dài cần và chiều dài đầu vòi.
Để xác định chiều dài cần và chiều dài đầu vòi, ta vẽ vần ở 2 vị trí ứng với góc
nghiêng và (cáp nâng song song với trục cần, vòi thẳng)
Kích thước hệ cần khi thiết kế phải thỏa mãn

Từ các giá trị kinh nghiệm, ta thường lấy .
Với vòi hợp với phương ngang 1 góc .
Với vòi hợp với phương ngang 1 góc
. Chọn
H ọ tên: Lê Công Huy. Mã SV: 36929
TKMH: c¬ cÊu TĐTV cÇn trôc ch©n ®Õ kirop
Chọn
Đặt : Hệ số tỉ lệ
+. Khi cần ở vị trí ( Vị trí 1)
H =
=

+. Khi cần ở vị trí (Vị trí 2)
H =

Cho



Từ vi trí 2 ta xác định được = và




Xác định chiều dài đuôi vòi và chiều dài giằng
+. Chiều dài đuôi vòi được xác định theo công thức kinh nghiệm
a= Chọn m
Chiều dài vòi m

Chọn = 18m
+. Xác định chiều dài giằng: b
Để xác định chiều dài giằng người ta vẽ cần ở 3 vị trí
được chọn sao cho
Từ 3 vị trí đàu của cần ta kéo dài đầu vòi về phía sau 1 đoạn a, điểm mút cuối của
các điểm là Các điểm này chính là các điểm nằm trên dường tròn có tâm là chốt
đuôi giằng, có bán kính là đoạn tư chốt đuôi giằng đến vòi.
Để xác định được chốt đuôi giằng B và chiều dài b ta vẽ 2 đường trung trực của
đoạn . Giao của đường này cắt nhau tại B (Chốt đuôi giằng).
Điểm B có tọa độ
Khoảng cách
Từ phép dựng hình ta xác định b= 34m
H ọ tên: Lê Công Huy. Mã SV: 36929
TKMH: c¬ cÊu TĐTV cÇn trôc ch©n ®Õ kirop
Hình 2.2: Họa đồ xác định chiều dài giằng
2.2.3. Lựa chọn sơ đồ truyền động của cơ cấu thay đổi tầm với
H ọ tên: Lê Công Huy. Mã SV: 36929
TKMH: c¬ cÊu TĐTV cÇn trôc ch©n ®Õ kirop
Hình 3.2: Sơ đồ chuyển động
Động cơ điện, 2. Khớp nối, 3. Phanh, 4. Hộp giảm tốc, 5. Thanh răng, 6. Bánh
răng.
*. Nguyên lý hoạt động:
Khi đóng điện cho động cơ làm cho bsnh răng lớn 6 của HGT quay, thanh răng sẽ
ăn khớp với bánh răng 6. Một đầu của thanh răng này liên kết bản lề với cần do
vậy mà cần đưọc nâng lên hạ xuống
2.3. Xây dựng biểu đồ mô men mất cân bằng cần.
2.3.1 Xác định trọng lượng đối trọng.
Khi cần trục làm việc,cần của cần trục nằm ở các vị trí khác nhau. Do vậy khoảng
cách từ trọng tâm của nó tới chốt cần cũng thay đổi. và sự thay đổi này dẫn đến sự
thay đổi mô men của cần và chốt đuôi cần.

Để xây dựng đồ thị thay đổi mô men cân bằng cần theo tầm với ta xét ở một số vị
trí khác nhau của cần. chọn vị trí cần dựa vào họa đồ vị trí, ta tính được ở các vị trí
tầm với khác nhau.
Hình 4.2: Các thành phần lực tác dụng.
H ọ tên: Lê Công Huy. Mã SV: 36929
TKMH: c¬ cÊu TĐTV cÇn trôc ch©n ®Õ kirop
Đối trọng có tác dụng cân bằng cần với trọng lượng thiết bị cần, đối trọng này đc
bố trí thông qua hệ tay đòn.
Trọng lượng thiết bị cần
: Trọng lượng thiết bị vòi
: Trọng lượng đối trọng
Để dễ xác định ta phân các trọng lượng này như sau:
+ Trọng lượng vòi:
: Trọng lượng đặt tại điểm đầu cần.
: Trọng lượng vòi đặt tại điểm đầu vòi.
+ Trọng lượng giằng :
: Trọng lượng giằng đặt tại điểm đuôi giằng
: Trọng lượng đặt tại điểm đuôi vòi
Trong đó được chia làm 2 phần: ’ + ’’
’: Đặt tại điểm đầu vòi.
’’: Đặt tại điểm đầu vòi.
Việc phân tích này dựa vào phương pháp phân tích lực song song theo tỷ lệ cánh
tay đòn (Sự cân bằng mô men).
Hợp lực của ( tạo ra lực kéo K’’giằng. Và hợp lực ) với K” ở giằng và hợp lực ()
với K’ là lực N (Lực N gây ra lật cần).
Trên hình vẽ lực N cách chốt đuôi cần 1 đoạn f (f là giá trị dao động quanh gốc A).
Trong quá trình thay đổi tầm với như vậy trọng lượng thiết bị cần sẽ gây ra 1 mô
men đối với gốc A.

Tuy nhiên khi lực N đi qua điểm A thì f = 0. Khi đó mô men do áp lực N gây ra sẽ

bằng 0.
Giá trị luôn thay đổi từ giá trị . Ta xác định tại 7 vị trí cỉa cần khi góc nghiêng của
cần biến thiên từ = 45. Sau đó lập họa đồ vị trí của cần tại 7 vị trí.
Xác định mô men cần tại các vị trí tính toán
(1)
: Trọng lượng vòi = 25000N.
: Khoảng cách từ điểm đi qua đầu cần và trọng tâm vòi.
: Khoảng cách từ trọng tâm vòi đến đường thẳng đi qua đầu vòi.
: Khoảng cách từ đầu cần tới đường thẳng đi qua đuôi vòi.
.
(2)
K’ (3)
Với X là khoảng cách từ đầu đến thanh giằng.

: Trọng lượng thanh giằng = 0,15T = 1500N
Vậy
H ọ tên: Lê Công Huy. Mã SV: 36929
TKMH: c¬ cÊu TĐTV cÇn trôc ch©n ®Õ kirop
Đặt R= N= R + K’’
Dựa vào hạo đồ vị trí của cần và vòi ta xác định được các giá trị
Bảng 1.4: Bảng tính giá trị tại 7 vị trí
Vị trí I

II
55
III
60
IV
65
V

70
VI
75
VII
80
(m) 4,01 3,437 2,865 3,437 2,1 1,337 0,764
(m) 8,403 7,64 6,875 5,729 4,201 3,055 1,528
(m) 4,775 4,2 4,01 3,628 2,483 1,528 1,145
X (m) 12,413 11,047 9,74 9,166 6,301 4,392 2,292
f (m) 9,17 10,313 10,695 9,358 7,448 5,538 3,437
(m) 8,021 7,066 6,11 5,156 4,201 3,246 2,3
(m) 24,255 21,77 18,716 15,66 12,605 8,976 6,11
(N) 16923,79 17242,936 17646,31 15625,68 16667,99 17389,5
7
16666,6
7
(N) 8076,21 7757,064 7353,69 9374,318 8332,01 7610,42
8
8333,33
(N) 577,016 586,746 617,556 593,716 591,096 521858 749,345
(N) 922,984 931,254 882,44 906,284 908,904 978,142 750,655
K” (N) 19676,76 18958,33 16361,58 22183,847 19642,77 20375 15181,2
17
R (N) 7499,194 7188,318 6736,134 8780,602 7740,914 7088,57 7583,98
5
N (N) 27075,95 26146,648 23097,714 30964,45 27384,69 27463,5
7
22765,2
02
1483260 1371902,5 1204814,1

4
1064255,9 84617,92 641561,
8
414663,
85
Trọng lượng của đối trọng di động được đối với vị trí trung bình kiện cân bằng mô
men của cần và mô men đối trọng.

Nêu xét tương quan với thì mô men đối trọng lấy với chốt đuôi xác định theo CT:
(4)
Với a,b, là cánh tay đòn như hình vẽ
H ọ tên: Lê Công Huy. Mã SV: 36929
TKMH: c¬ cÊu TĐTV cÇn trôc ch©n ®Õ kirop
: trọng lượng đối trọng.
Từ điều kiện cân bằng mô men đối trọng và mô men cần tại vị trí trung bình
Với = 1064255,9N.m
Dựa vào đồ họa vị trí hệ tay đòn đối trọng tại vị trí trung bình ta xác định được các
giá trị:
a = 5,75m
b = 3,25m
= 6,76m
N
Bảng 1.5: Bảng giá trị mô men đối trọng ở các vị trí của cần
Vị trí I II III IV V VI VII
(m) 6,25 6,125 6,275 6,76 6,275 5,875 5,15
a (m) 6,5 6,15 5,875 5,75 4,75 3,15 2,575
B (m) 2,375 2,425 2,71 3,25 3,05 2,75 2,625
(m) 152147
3
138166

8
120919
8
106425
6
841232 631682 384137
2.3.2 Xây dựng mô men không cân bằng hàng
Gọi : Mô men mất cân bằng do trọng lượng thiết bị cần

Bảng 1.6: Bảng giá trị mô men mất cân bằng
Vị trí I II III IV V VI VII

-18213 -9766,4 -4384,7 0 4389,9 9879,8 10526,5
Dựng biểu đồ mô men mất cân bằng cần.
H ọ tên: Lê Công Huy. Mã SV: 36929
TKMH: c¬ cÊu TĐTV cÇn trôc ch©n ®Õ kirop
Hình 5.2: Biểu đồ mô men mất CB.
2.4 Xây dựng biểu đồ mất cân bằng do hàng
2.4.1 Xây dựng quỹ
đạo chuyển động của hàng
Cần của cần trục thiết kế là cần cân bằng dung vòi , có cáp nâng song song với trục
giằng . khi thay đổi tầm với , hàng không di chuyển tuyệt đối theo phương ngang
mà có độ nhấp nhô . Ta xây dựng biểu đồ tuyệt đối của hàng dựa vào họa đồ vị tri
của cần.
Căn cứ vào 2 yếu tố là sự thay đổi vị trí của cần , vòi và chiều dài giằng không
đổi . Từ 2 yếu tố trên ta xây dựng độ nhấp nhô y(α) 1 cách tương đối chính xác quỹ
đạo chuyển động của hàng thông qua bảng sau:
Bảng 1.7: Bảng giá trị của y
vị trí I II III IV V VI VII
R(m) 30 27.875 25.125 20.75 17.35 11.25 7.5

Y(m) 0 0.385 0.525 0.605 0.625 0.45 0
H ọ tên: Lê Công Huy. Mã SV: 36929
TKMH: c¬ cÊu TĐTV cÇn trôc ch©n ®Õ kirop
0
dy/d
0
H
Qdy/d
H
2.4.2 Xây dựng biểu đồ mô men mất cân bằng
Ta thấy rằng khi hàng di chuyển theo phương ngang một cách tuyệt đối thì năng
lượng chi phí cho việc nâng nhỏ
Trong thực tế tính toán , đầu cần không di chuyển được theo phương ngang do
nhiều nguyên nhân , nhưng chủ yếu do cần và giằng không song song nghĩa là
không hình thành một khâu hình bình hành.
Do kế cấu cần trục thiết kế , hàng không di chuyển theo phương ngang mà có độ
nhấp nhô theo phương thẳng đứng .
Từ cách vẽ như trên hình vẽ ta có bảng sau:
H ọ tên: Lê Công Huy. Mã SV: 36929
TKMH: c¬ cÊu TĐTV cÇn trôc ch©n ®Õ kirop
Bảng 1.8:Bảng giá trị mô men mất cân bằng do hàng
Vị trí I II III IV V VI VII

0.872 0.959 1.046 1.338 1.22 1.208 1.395
dy/d 0 0.375 0.212 0.077 0.115 0.385 0
Mx 0 375000 21200 7700 -11500 -38500 0

2.5.Tính tải trọng tác dụng lên thanh răng – bánh răng
Gọi Uc là tổng lực tác dụng lên thanh răng trong quá trình thay đổi tầm với
Uc = U1 + U2 + U3 + U4 + U5 + U6

Trong đó :
U1 : Lực trong thanh răng do mo men mất cân bằng của hàng
U2 : Lực trong thanh răng do mô men mất cân bằng cần và đối trọng

U3: Lực do ảnh hưởng của tải trọng gió tác dụng lên cần và vòi
U4 : Lực do tải trọng ngang khi cáp hàng nghiêng góc so với phương
thẳng đứng
U5 : Lực li tâm do khối lượng cần , vòi , đối trọng , thanh kéo khi cần
trục quay
U6 : Lực ma sát trong các khớp của thiết bị cần và tổn thất tổng các
puly khi cáp nâng lăn qua các puly khi thay đổi tầm với
2.5.1 Tính lực tác dụng lên thanh răng do ảnh hưởng của tải trọng gió tác
dụng lên cần , vòi (U3)
U3=
1
n
r
(P
c
g
.h
c
+P
v
g
.h
v
)
P
c

g
, P
v
g
áp lực gió tác dụng lên cần và vòi
H ọ tên: Lê Công Huy. Mã SV: 36929
TKMH: c¬ cÊu TĐTV cÇn trôc ch©n ®Õ kirop
hình 6.2
P
c
g
= P
c
.F
c
.
F
C
:diện tích chịu gió của cần
P
c
áp lực gió lên cần được xác định theo CT1.1[1] P
c
=q
0
.c.n.
γβ
.
với q
0

:cường độ gió ở độ cao 10m so với mặt đất ở trạng thái làm việc
q
0
=15KG/m
2
n:hệ số chỉnh kể đến sự tăng áp lực phụ thuộc vào chiều cao kết cấu
n=1,5
c=1,4
γ
:hệ số quá tải tính theo phương pháp ứng suất cho phép
γ
=1
β
:hệ số tính dến ảnh hưởng động của gió gây lên do áp lực xung.khi xác định lấy
β
=1
=> P
c
= 15.1,5.1,4.1.1=315 N/m
2
Diện tích chắn gió của cần F
c
= 27.94 m
2
=> P
c
g
= P
c
.F

c
.
α
:Góc hợp bởi cần với phương ngang
Mặt khác P
v
g
=P
v
.F
v
.
γ
:Góc hợp bởi phương của vòi với phương ngang
F
v
= 5.024 m
2
Bảng 1.9:Bảng giá trị của U
3
vị trí I II III IV V VI VII
0.776 0.819 0.866 0.906 0.9397 0.966 0.984
P
c
g
(N)
6741.64 7208.1 7621.75 7973.79 8270.39 8501.86 8660.28
0.309 0.5 0.643 0.743 0.866 0.951 0.984
H ọ tên: Lê Công Huy. Mã SV: 36929
TKMH: c¬ cÊu TĐTV cÇn trôc ch©n ®Õ kirop

P
v
g
(N)
898.54 1453.94 1869.77 2160.56 2518.3 2765.4 2861.63
H
c
(m)
14.89 15.66 16.42 17.18 17.95 18.23 18.9
H
v
(m)
27.88 29.03 30.55 31.32 32.658 33.23 33.8
r
n
(m)
4.585 4.725 4.928 5.25 5.417 5.715 6.054
U
3
(N)
27357.5 32822.6 36986.7 40045.7 42587 43347.9 43011.7
2.5.2 Tính lực lên thanh răng do ảnh hưởng của tải trọng ngang khi cáp hàng
nghiêng góc so với phương thẳng đứng (U
4
)
U
4
=.N
T a có T=Q. theo B9.40[5] với loại trục chân đế có
α

=15
0
=>T=10000. =26795(N)
mặt khác gọi N là hợp lực của T và lực trong thanh giằng P do lực T gây lên
Lấy momen với điểm đầu cần =T.a-P.x=0
=> P=
x
aT.

Bảng 1.10:Bảng giá trị của U
4
vị trí I II III IV V VI VII
a(m) 4.2 6.5 8.02 9.5 10.7 12.2 12.6
H ọ tên: Lê Công Huy. Mã SV: 36929
TKMH: c¬ cÊu TĐTV cÇn trôc ch©n ®Õ kirop
x(m) 3.8 4.58 5.34 4.96 4.39 3.63 2.86
P(N) 29615.5 38027.8 40242.6 51321 65309 90045.8 118048
N(N) 47623.7 54470.4 55676.9 65940.2 82472.6 99803.0
4
125052.
4
r(m) 16.04 15.85 15.27 14.5 13.75 12.8 11.8
r
n
(m)
4.585 4.725 4.928 5.25 5.417 5.715 6.054
U
4
(N)
16605 182721 172521 179358 209341 223531 234742

2.5.3 Tính lực trên thanh răng do lực li tâm của khối lượng cần G
c
và vòi G
v
khi quay cần trục (U
5
)
Do cần trục thiết kế có tốc đọ quay nhỏ nên có thể bỏ qua ảnh hưởng của lực li
tâm tới cần và vòi. Nên bỏ qua lực U
5
2.5.4 Tính lực trên thanh răng do ảnh hưởng của lực U
6
Lực ma sát trong các khớp của thiết bị cần và tổn thất của các puly lúc thay đổi
tầm với khi cáp lăn qua puly.Do các khớp và ổ puly là ổ lăn nên U
6
coi rất nhỏ nên
có thể bỏ qua
2.5.5.Tính lực trên thanh răng do ảnh hưởng của mo men mất cân bằng cần
và đối trọng (U
2
)
U
2
được xác định theo CT
U
2
=
n
kc
r

M

Từ kết quả của M
kc
và r
n
ở trên ta xác định được U
2
tại 7 vị trí
Bảng 1.11 bảng giá trị của U
2
vị trí I II III IV V VI VII
r
n
4.585 4.725 4.928 5.25 5.417 5.715 6.054
M
kc
-18213.1 -9766.4 -4384.7 0 4389.9 9879.8 10526.5
H ọ tên: Lê Công Huy. Mã SV: 36929
TKMH: c¬ cÊu TĐTV cÇn trôc ch©n ®Õ kirop
U
2
-3972.33 -2066.96 -889.75 0 810.4 1728.7 1738.77
2.5.6 Tính lực trên thanh răng do ảnh hưởng của mô men mất cân bằng của
hang U
1
U
1
=
n

x
r
M

Từ kết quả của M
x
ở trên ta xác định được U
1
tại 7 vị trí
Bảng 1.12 Bảng giá trị của U
1
vị trí I II III IV V VI VII
r
n
4.585 4.725 4.928 5.25 5.417 5.715 6.054
M
x
0 37500 21200 7700 -11500 -38500 0
U
1
0 7936.5 4301.95 1466.66 -2122.9 -6736.35 0
2.5.7 Tính lực tổng tác dụng trên thanh răng
U
c
=U
1
+ U
2
+ U
3

+U
4
+ U
5
+ U
6
Từ kết quả trên ta có bảng sau
Bảng 1.13.Bảng giá trị lực tổng tác dụng lên thanh răng
vị trí I II III IV V VI VII
U
1
0 7936.5 4301.95 1466.66 -2122.9 -6736.35 0
U
2
-3972.33 -2066.96 -889.75 0 810.4 1728.7 1738.7
7
U
3
27357.5 32822.6 36986.7 40045.7 42587 43347.9 43011.
7
U
4
16605 182721 172521 179358 209341 223531 234742
U
C
189990 221413 212924 220871 250615 261871 258317
Gía trị trung bình của các lực này
U
tb
=

2
1+
+
ii
UU
H ọ tên: Lê Công Huy. Mã SV: 36929
TKMH: c¬ cÊu TĐTV cÇn trôc ch©n ®Õ kirop
Từ các giá trị ở bảng trên ta có
U
1tb
=
2
21 cc
UU +
= 203520.64 N
U
2tb
=
2
32 cc
UU
+
= 217168.76 N
U
3tb
=
2
43 cc
UU +
= 216897.68 N

U
4tb
=
2
54 cc
UU
+
= 235743.13 N
U
5tb
=
2
65 cc
UU +
= 256243.05 N
U
6tb
=
2
76 cc
UU
+
= 260094.18 N
2.5.8 Xây dựng biểu đồ vạn tốc thay đổi tầm với cần
Tốc độ thay đổi tầm với cần chính là thành phần nằm ngang vận tốc điểm C (điểm
đầu vòi)
Tại mỗi vị trí cần, vận tốc này có giá trị khác nhau và có ý nghĩa là vận tốc tức
thời.Dựa vào họa đồ vị trí của cần R
max
:R

min
ta xác định được hành trình S của răng
S=L
max
-L
min
=
Vận tốc thanh răng được xác định
t:thoi gian thay đổi tầm với t=26,4s
H ọ tên: Lê Công Huy. Mã SV: 36929
TKMH: c¬ cÊu TĐTV cÇn trôc ch©n ®Õ kirop
hình 8.2
Theo hình vẽ V
x
= V cos
α
α
:Góc hợp bởi phương của vạn tốc V
x
với phương của thanh răng.dựa vào học đồ
vị trí ta xác định được 7 vị trí của
α
Xét khâu CE có P là tâm vận tốc tức thời của 2 điểm thuộc hình phẳng nhưng
không cùng chiều và song song.Từ 2 điểm E,D ta kẻ được các đường thảng tương
ứng vuông góc với các phương vận tốc V
D
,V
E
, giao điểm của chúng chính là tâm
vận tốc tức thời P

V
D
=
PD
O
.
ω
(1)
V
a
=.PC (2)
Chia (1) cho (2) ta có V
a
=
PD
PDV
D.
mặt khác : V
x
=GA.
ω
V
D
=AD
ω
=>
GA
ADV
V
AD

GA
V
V
x
D
D
x .
==>=
chiếu V
a
lên phương ngang => V
C
=V
a
.cos
β
Bảng 1.14.Bảng giá trị của V
c
vị trí I II III IV V VI VII
PC(m) 16.4 21 24.8 28.26 28.3 27.7 26.35
PD(m) 17.9 18.3 19.09 19.48 17.3 15.66 13.75
H ọ tên: Lê Công Huy. Mã SV: 36929
TKMH: c¬ cÊu TĐTV cÇn trôc ch©n ®Õ kirop
cos
α
0.669 0.743 0.798 0.819 0.875 0.927 0.833
cos
β
0.707 1 1 0.98 0.95 0.743 0.873
AD(m) 38.2 38.2 38.2 38.2 38.2 38.2 38.2

GA (m) 11 11 11 11 11 11 11
V
d
(m/s)
0.302 0.333 0.361 0.368 0.396 0.416 0.375
V
a
(m/s)
0.276 0.382 0.514 0.534 0.626 0.736 0.718
V
x
(m/s)
0.087 0.096 0.104 0.106 0.114 0.12 0.108
V
C
0.195 0.382 0.514 0.523 0.594 0.546 0.626
Ta xem mỗi lực U
tb
tác dụng trong 1 thời gian t
1
,t
2
…thời gian này xác định từ
quãng đường tahy đổi với S giữa hai điểm khảo sát tương ứng với góc quay
α
của
cần
t
1
=

tbi
ii
V
S
1+÷
trong đó
S
tbi
:là quãng đường thay đổi tầm với tính theo phương ngang từ i đến i+1
V
tbi
:vận tốc thay đổi tầm với trung bình giữa 2 vị trí đang khảo sát
V
2
1+
+
ii
VV
Bảng 1.15 bảng thời gian thay đổi tầm với
vị trí
I
÷
II II
÷
III III
÷
IV IV
÷
V V
÷

VI VI
÷
VII
S
i
(m)
3.125 3.187 2.875 3.5 3 3.25
V
tbi
(m/s)
0.3885 0.448 0.5185 0.5585 0.57 0.586
t
i
(s)
8.02 7.06 5.54 6.26 5.26 5.84
H ọ tên: Lê Công Huy. Mã SV: 36929