TÍNH KHỐI LƯỢNG ĐỐI TRỌNG CỦA CƠ CẤU XẢ THÉP CUỘN.

CHƯƠNG TRÌNH CẢI TIẾN
CƠ CẤU XẢ LÕI CHỐNG RỐI
1. Lý do.
Hiện tại Bình Tân và Hưng Yên đang dùng cơ cấu xả bình thường. Do vậy
không có khả năng chống rối.
Theo thống kê trung bình:
- Với cuộn lõi 2 tấn thì cứ trung bình 01 cuộn phải dừng máy 3 lần làm giảm
3% sản lượng/giờ.
- Với cuộn lõi 0.8 tấn thì cứ trung bình 01 cuộn phải dừng máy 6 lần làm
giảm 6% sản lượng/giờ.
Như vậy bình quân khi dung cơ cấu xả lõi thường năng xuất của máy kéo sẽ
giảm từ 3% đến 6%
Trước tình trạng đó chúng ta cần phải dùng cơ cấu xả lõi chống rối.
2. Những lợi ích mang lại của cơ cấu.
- Khắc phục triệt để tình trạng lõi rối.
- Ổn định điều kiện làm việc máy kéo.
- Giảm sức thời gian khắc phục rối của công nhân, công nhân sẽ có nhiều
thời gian hơn cho việc kiểm soát chất lượng sản phẩm thay vì chỉ lo quan
sát rối và gỡ rối => chất lượng sản phẩm ổn định.
- Tiết kiện điện năng và nâng cao tuổi thọ thiết vì máy ít phải tăng tốc, giảm
tốc đột ngột.
3. Phần tính toán.
Hình vẽ minh họa nguyên lý

- Nguyên lý làm việc của cơ cấu:

Trang 1


Cuộn thép có khối lượng 2 tấn được xe nâng đưa lên dầm đỡ chính I-300.Sau
đó cuộn thép được máy kéo thô kéo ra từng vòng thép, khi đó các vòng thép

lần lượt đi qua cơ cấu chống rối.
- Hoạt động của cơ cấu chống rối như sau:
Ở đây cơ cấu chống rối hoạt động dựa trên sự cân bằng của đối trọng M. Khi
góc nâng của cơ cấu nằm trong phạm vi an toàn thì cơ cấu làm việc ổn
định.Phạm vi làm việc an toàn của cơ cấu dao động với góc nâng
00 <
< 17.30 ứng với chiều cao nâng lớn nhất là 0.5 (m). Khi các vòng thép
lần lượt đi qua cơ cấu chống rối khi đó các thanh chống rối trên và dưới cùng
hoạt động sẽ đánh bật các vòng thép bị rối.

α

Trong cơ cấu xả lõi chống rối, cuộn thép ở trạng thái treo lên khỏi mắt đất. Do
vậy lực sẽ tập trung lên toàn bộ thanh đỡ chính I-300
Sở dĩ cây đỡ I-300 không thể đặt theo phương song song với mặt đất mà ta
phải đặt nghiên một góc 100 so với phương ngang vì:
- Khi song song với mặt đất phương của trọng lực sẽ tác dụng lên các lớp
thép phía trong dẫn đến sẽ rất khó kéo các thớ thép phía trong cuộn và khi
kéo sẽ phải dùng một lực khá lớn. Khi đặt lệch đi một góc 100 vấn đề này
sẽ được giải quyết.
- Khi đặt song song trong quá trình kéo đến cuối cuộn (còn vài vòng) lực
kéo sẽ kéo luôn tất cả cùng ra một lúc dẫn đến công nhân phải giảm tốc độ
và gỡ rối.
Lý do chọn kết cấu chân đỡ hình chữ thập:
- Kết cấu này cứng vững theo 4 phương.
- Khả năng chống xoay chống uốn tôt hơn bất cứ cơ cấu nào.
- Tối ưu về vật liệu.

Phần tính toán lực
- Tính toán thanh đỡ ngang.

Yêu cầu:
- Khả năng chịu tải của cơ cấu với tải trọng cuộn thép là 2 tấn
- Cơ cấu làm việc ổn định khi chiệu tác dụng của tải trọng động
- Điều kiện bền uốn thuần túy phẳng đối với vật liệu dẻo
Ta có [σ k ] = [σ n ] = [σ ] = 16 KN / cm2

Trang 2


- Ta có chiều dài dầm ban đầu là 1800 (mm)
 AC = 1800*cos100 = 1773 (mm) = 1.773 (m)
- Với khối lượng cuộn thép ban đầu là m = 2000 (Kg)
Vậy lực tác dụng trên dầm là:
P = m*g
Với g = 10 (m/s2)
 P = 2000*10 = 2.104 (N) = 20 (KN)
- Vậy lực P’ tác dụng lên trục theo phương thẳng đứng là
P’ = P * cos10o = 20 * 0.98 = 19.6 (KN)
- Ở đây cơ cấu làm việc với hệ số tải trọng động cao nên ta chọn k = 2.0
=> Vậy lực tập trung tác dụng lên điểm giữa của dầm là
P’ = 19.6 * 2 = 39.2 (KN)
- Tìm momen Mx lớn nhất tác dụng lên dầm

Trang 3


∑ M x ( A) = 0  M

– P’ * z = 0
 Mx = P’ * z ( điều kiện 0 < z < 866.5)

Khi z = 866.5
 Mx = 39.2 * 866.2 = 33955.04 (KN.mm) = 34 (KN.m)
x

2
=> Wx ≥ M x = 34 *10 = 212.5(cm3)
[σ ]
16
Vậy để cơ cấu có thể làm việc ổn định dưới tác dụng tải trọng của cuộn thép và tải
trọng động ta chọn thép chữ I-300 cán nóng là dư bền.
TÍNH TOÁN ĐỐI TRỌNG M
Lấy trọng lượng riêng của thép I-50 là 5 Kg/m
P1= m1*g = 2.7*5*10 = 135 (Kg.m/s2)
P2 = m2*g = 0.626*5*10 = 31.3 (Kg.m/s2)
P3 = m3*g = 0.377*5*10 = 18.85 (Kg.m/s2)
 Tổng momen tác dụng lên thanh tại điểm 0 là:
M1(0) = P1* 2.7/2+P2*2.2+P3*3

∑

= 135*1.35+31.3*2+18.85*3
= 307.66 (N.m)
Vậy để hệ cân bằng thì

∑ M1(0) = ∑ M 2(0)
 307.66 = m.g.(L*5) chọn L= 0.5 (m)
307.66
=> m =
= 12.3 (Kg)
10 * 0.5 * 5

Vậy với giá trị chiều dài L = 0.5 (m) thì tương ứng với khối lượng của đối trọng là
m = 12.3 (Kg) thì hệ sẽ cân bằng.

α

Tìm góc nâng
để cơ cấu làm việc ổn định
Ta có tổng lực tác dụng lên dầm I-50 chính là:
P = P1+P2+P3= 135+31.3+18.85 = 185.15 (Kg.m/s2)
Tìm điểm đặt lực P
M1(0) = 307.66 (N.m)
Với momen tổng

∑

∑ M1(0)

307.66
= 1.66 (m)
185.15
P
Ta giả sử nâng tay đòn lên 0.5 (m) ứng với trường hợp cao nhất thì góc nâng
tương ứng là
tg
= 0.5/1.6 = 0.3125
=>
= 17.30
Vậy để cơ cấu làm việc an toàn và ổn định thì khối lượng đối trọng m có khối
lượng dao động từ 8 < m < 10.
 d=

=

α

α
α

4. Chi phí
Chi phí vật tư:

Trang 4


STT

Tên vật tư

Đơn vị
tính

Số
lượng

1
2
3
4
5

Thép I-300
Thép I-200
Thép I-50
Thép V-50
Thép tấm dầy 20mm

m
m
m
m
M2

8
3
9
1
2

6

Thép tấm dầy 10mm

M2

1.5

Trọng
lượng
riêng(Kg/m)
40

23
5
4

Tổng trọng
lượng
320
69
45
4

Tổng
Chi phí nhân công gia công:
Chi phí khác (que hàn, sơn,..):
Tổng chi phí:
5. Kết luận.
Qua những lợi ích đã nêu. Đề nghị GĐCT cho triển khai thực hiện chương
trình cải tiến này để khắc phục những mặt bất cập hiện nay.
Kim Tín, ngày 11 tháng 12 năm 2009.

Duyệt

Người lập

Trang 5