Thiết kế các thiết bị phục vụ tại CẢNG – ICD

LỜI NÓI ĐẦU
Vận tải đóng một vai trò quan trọng trong nền kinh tế thị trường hiện nay
và là ngành sản xuất đặc biệt. Hoạt động vận tải là mạch máu của nền kinh tế
quốc dân. Nếu không phát triển vận tải thì không thể nói đến phát triển công
nghiệp, nông nghiệp và các ngành kinh tế khác.
Trong quá trình đổi mới chuyển từ nền kinh tế bao cấp sang nền kinh tế thị
trường, nền kinh tế nước ta đang có những chuyển biến theo hướng tốt đẹp và
đang hội nhập vào dòng chảy nền kinh tế thế giới .
Tổng sản lượng xuất khẩu trong nước ngày càng tăng. Trong thời gian qua,
nền kinh tế vận tải biển Việt Nam đã phát triển nhanh chóng vì việc giao lưu
hàng hóa nước ta với các nước trên thế giới chủ yếu được thực hiện bằng
đường biển.
Trong tình hình phát triển kinh tế như hiện nay thì ở các cảng nói riêng và
các đầu mối giao thông vận tải nói chung việc áp dụng những thành tựu khoa
học kỹ thuật vào công tác cơ giới hóa xếp dỡ là rất quan trọng và cần thiết vì
nó có thể nâng cao năng suất lao động và giảm nhẹ sức lao động. Từ đó cho
thấy ngoài công tác quản lý, tổ chức sản xuất hợp lý còn đòi hỏi phải đầu tư
trang thiết bị, máy móc vận chuyển và xếp dỡ tốt.
Là một sinh viên của khoa, sau hơn bốn năm học tập và nghiên cứu em đã
được trang bị những kiến thức cơ bản về công tác tổ chức cơ giới hóa xếp dỡ
và kiến thức về máy vận chuyển liên tục, máy trục, máy nâng… Em xin chân
thành cảm ơn sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của các thầy cô trong khoa đã
dẫn dắt em trong suốt năm năm học vừa qua. Cùng với sự dạy bảo tận tình của
các thầy cô trong khoa, bản thân em cũng không quên sự chỉ bảo tận tình của
các chú, các anh trong Cảng – ICD Phước Long, đặc biệt là sự giúp đỡ tận
tình của Thầy Thái Bá Đức đã giúp em trong suốt thời gian qua để em có thể
hoàn thành bài luận văn tốt nghiệp này.
Đây là công trình đầu tiên báo cáo kết quả sau hơn bốn học tập và với trình
độ chuyên môn còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai sót. Em rất mong
các Thầy (Cô) đóng góp ý kiến cho bài luận văn của em làm được tốt hơn.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn.

Sinh viên
Lê Minh Chánh
MỤC LỤC
Mục Trang
1
Lời nói đầu
Mục lục 1
Phần 1. Giới thiệu chung 3
Chương 1: Giới thiệu tổng quan về Cảng- ICD Phước Long 3
1.1. Lịch sử hình thành và phát triển 3
1.2. Cơ sỡ hạ tầng và trang thiết bị 4
1.3. Lợi ích kinh tế 5
Chương 2: Giới thiệu về cần trục cố định Liebherr 7
2.1. Giới thiệu về kết cấu chung 7
2.2. Các thông số làm việc cơ bản 8
Phần 2. Tính toán các cơ cấu cần trục 9
Chương 3: Xác định chế độ làm việc của cơ cấu 9
Chương 4: Tính toán cơ cấu nâng hàng 12
4.1. Giới thiệu 12
4.2. Các số liệu ban đầu 12
4.3. Sơ đồ truyền động 12
4.4. Hệ palăng nâng hàng 12
4.5. Tính chọn cáp nâng 13
4.6. Tính toán tang nâng 15
4.7.Tính chọn thiết bị kẹp cáp 17
4.8. Tính trục tang 19
4.9. Tính chọn ổ đỡ trục tang 21
4.10. Tính chọn puly cáp 22
4.11. Tính chọn và kiểm tra móc 24
4.12. Tính số vòng quay và momen cản trên trục tang 29

4.13. Tính chọn động cơ thủy lực 29
4.14. Tính chọn bộ truyền động 32
4.15. Tính chọn phanh 32
Chương 5: Tính toán cơ cấu quay 35
5.1. Giới thiệu 35
5.2. Các thông số ban đầu 35
5.3. Sơ đồ truyền động 36
5.4. Tính toán và chọn thiết bị tựa quay 36
5.5. Tính momen cản quay 42
2
5.6. Tính chọn động cơ thủy lực 45
5.7. Tính chọn bộ truyền 47
5.8. Tính chọn phanh 48
5.9. Tính chọn bộ truyền hở 48
Chương 6: Tính toán cơ cấu thay đổi tầm với 51
6.1. Các thông số ban đầu 51
6.2. Sơ đồ truyền động 51
6.3. Chọn hệ palăng nâng cần 52
6.4. Tính chọn cáp nâng cần 53
6.5. Tính lực nâng cần 54
6.6. Tính toán tang 59
6.7. Tính puly cáp 66
6.8. Tính chọn động cơ thủy lực 67
6.9. Tính tỷ số truyền cơ cấu 68
6.10. Tính chọn bộ truyền động 68
6.11. Tính chọn phanh 69
Phần 3. Tính toán thiết kế phần chân cẩu 70
Chương 7: Tính toán kết cấu thép ống trụ đỡ 70
7.1. Giới thiệu chung 70
7.2. Hình thức kết cấu 71

7.3. Các tải trọng tính toán 72
7.4. Các tổ hợp tải trọng 77
7.5. Tính toán nội lực trong kết cấu 78
7.6. Tính nghiệm khả năng chịu lực của chân đế 84
7.7. Xác định tầm với thích hợp ứng với khả
năng chịu lực của chân đế 86

Chương 8: Tính toán bulông liên kết mặt bích chân đế 88
8.1. Giới thiệu về kết cấu 88
8.2. Tính toán bulông liên kết 88
Phần 4. Lập quy trình công nghệ chế tạo kết cấu thép và thử
nghiệm cần trục LIEBHERR 91
Chương 9: Lập quy trình công nghệ chế tạo kết cấu thép 91
9.1. Giới thiệu 90
9.2. Vật liệu chế tạo 92
9.3. Quy trình công nghệ chế tạo ống trụ 92
3
Chương 10: Quy trình lắp ráp cần trục. 98
10.1. Yêu cầu chung trong quá trình láp ráp 98
10.2. Quy trình lắp ráp 98
Chương 11: Quy trình thử nghiệm cần trục 102
11.1. Nghiệm thu 102
11.2.Quan sát trình trạng kĩ thuật các cơ cấu 105
Tài liệu tham khảo 106
Thiết kế các thiết bị phục vụ tại CẢNG – ICD
PHƯỚC LONG
4
PHẦN 1
GIỚI THIỆU CHUNG
Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CẢNG – ICD

PHƯỚC LONG
----------o0o----------
1.1 – LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN
Cảng Phước Long ICD được hình thành và đi vào hoạt động chính thức từ
năm 1995. Được sự ủng hộ nhiệt thành của quý khách hàng trong suốt thời gian
qua, Cảng Phước Long ICD đã chứng minh tính ưu việt của mình. Với vị trí
thuận tiện, dây chuyền công nghệ cao, dịch vụ kép kín, đáp ứng mọi nhu cầu
chuyển tải xếp dỡ container của các hãng tàu, các công ty xuất nhập khẩu,
thương mại, dịch vụ và nhất là sự tín nhiệm của quý khách hàng đã giúp cho
Cảng Phước Long ICD có một sự tăng trưởng ổng định, liên tục.
Trong các năm vừa qua, sản lượng thông qua Cảng Phước Long ICD luôn
ở top các cảng Việt Nam.
Tính ưu việt của cảng phước long ICD:
• Tiết kiệm 30% chi phí cho các hãng tàu mỗi lần cập cảng.
• Không hạn chế về giao thông.
• Thủ tục hải quan ngay tại cảng – nhanh chóng và thuận tiện.
• Giảm chi phí giao nhận vận chuyển cho từng container hàng
xuất nhập khẩu.
• Biểu giá dịch vụ hợp lý với nhiều chính sách linh hoạt.
 Với phương châm “ thời gian – chất lượng – hiệu quả” ,chúng tôi mong
muốn nhận được nhiều hơn nữa sự ủng hộ và hợp tác của quí khách hàng
- Năm 1995: Chính thức thành lập cảng cạn đầu tiên tại việt nam – ICD
phước long
- Năm 1997: Là công ty việt nam đầu tiên thực hiện thành công quy trình
giải phóng tàu container bằng công nghệ midtream operations
- Năm 1998: Với việc đầu tư nâng cấp trang thiết bị và cải tiến quy trình
làm việc cảng ICD đã giải phóng thành công tàu container có trọng tải hơn 1000
teus.
- Năm 2001: Thành lập kho ngoại quan lớn nhất việt nam tại tỉnh bình
dương với diện tích 40.000m

2
sức chứa gần 100.000 tấn hàng hóa XNK
- Năm 2004: Chính thức đưa cảng bình dương vào khai thác
1.2 – CƠ SỞ HẠ TẦNG VÀ TRANG THIẾT BỊ .
- Tổng diện tích : 440.000m
2
5
- Chiều dài cầu cảng : 1.650 m.
- 6 phao neo với độ sâu từ 10 – 11 m.
- Kho SFC : 5.000 m
2

- Kho ngoại quan : 40.000 m
2
.
- Kho nội địa ; 60.000 m
2

• Hệ thống bãi ;
- Xuất khẩu : 60.000 m
2.
.
- Nhập khẩu : 60.000 m
2

- Khu hàng lạnh : 15.000m
2

- Bãi rỗng : 200.000
2

• Trang thiết bị :
- 16 xe nâng loại 45T
- 12 xe nâng võ rỗng
- 10 top lifters 32T
- 50 forklifts phục vụ đóng \ dỡ hàng
- 16 cẩu nỗi từ 40 – 70T
- 8 cẩu bờ trọng tải 80MT
- Trạm cân 120 tấn
- 55 xà lan có trọng tải 1000 tấn, sức chở 36 teus.
- 35 tàu tự hành sức chở 16 – 54 teus
- 25 đầu kéo có công suất từ 320 – 1.100 sức ngựa .
- 5 trạm điện 500 KVA
- 350 ổ cắm cung cấp điện cho container lạnh .
- 9 nhân viên giám định có bằng IILC.
- 150 đầu kéo và 250 đầu moọc chuyên dùng.
6

Hình 1.1. Một số trang thiết bị của Cảng – ICD Phước Long
1.3 – LỢI ÍCH KINH TẾ.
- Dịch vụ 24/ 24h.
- ICD phước long luôn cung cấp các dịch vụ như nâng, hạ tại cảng/depot
hay việc xếp dỡ tàu – liên tục 24h/ngày
- Tiết kiệm chi phí .
- Tiết kiệm thời gian hành hải cho tàu .
- Giải phóng tàu
- Với hoạt động midstream ,pip có thể thực hiện mở một lúc 4 máng
( thay vì 2 máng ) làm hàng dọc theo 2 mạn tàu ,nên việc giải phóng tàu sẽ được
rút ngắn tối đa .
Cầu bến

Không bị hạn chế do thực hiện theo công nghệ midstream operation .
An toàn
Việc khai thác midstream operation trên sông sài gòn an toàn hơn loại
hình midstream operation trên biẻn .
Quan hệ với các cảng khác
Pip sẵn sàng giao nhận container/ hàng hóa tại các cảng khác ,thỏa mãn
mọi yêu cầu của khách hàng, thông quan nhanh chóng.
7
Hình 1.2 – Quan hệ của Cảng với các cảng trong khu vực
8
Chương 2
GIỚI THỆU VỀ CẦN TRỤC LIEBHERR
----------o0o----------
2.1- GIỚI THIỆU KẾT CẤU CẦN TRỤC CỐ ĐỊNH LIEBHERR.
Cẩu tàu Liebherr là một loại cần trục trên tàu được sử dụng rất phổ biến ở
nước ta và thế giới do hãng Liebherr- Đức chế tạo. Là loại cần trục có cần có
sức nâng không thay đổi theo tầm với, kết cấu đơn giản và vững chắc.
Cần trục là loại dẫn động điện – thủy lực. Phần cột được lắp cố định tại cầu
cảng bằng mặt bích.
Toàn bộ cần trục bao gồm: trụ xoay, cần, cabin, các cơ cấu và cả phần
adapter để hàn nối với ống nối.
Hình 2.1: Tổng thể cần trục LIEBHERR
1. móc treo.
2. cáp.
3. cần.
4. cột quay.
5. cabin.
6. Adapter.
7. chân đế cẩu.
9

Kết cấu chung bao gồm:
1.1. Cột quay :
Cột quay là kết cấu thép dạng ống đứng đường kính
þ2640x30. Bên trong lắp đặt các cơ cấu: cơ cấu nâng, cơ cấu
quay, cơ cấu nâng hạ cần.
1.2. Cabin điều khiển:
Cabin điều khiển lắp đặt trên cột quay có cửa kính an toàn
cho người lái. Trong cabin điều khiển có các hệ thống điều
khiển.
1.3. Thanh cần:
Cần có kết cấu thép hộp kín, liên kết hàn.
1.4. Ống nối.
Gồm ống nối, mặt bích, móng.
2.2- CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA CẦN TRỤC
CBB(25) 40/32.
 Sức nâng khi làm việc với khi dùng móc: 40 tấn.
 Sức nâng khi làm việc với khi dùng gầu ngạm: 25 tấn.
 Tầm với lớn nhất: 32(20) m.
 Tầm với nhỏ nhất: 4.05 m.
 Tốc độ làm việc:
+ Nâng 40 tấn : 0 – 18 m/ph.
+ Nâng 25 tấn : 0 – 26 m/ph.
+ Nâng móc không : 0 – 31.5 m/ph.
 Thời gian thay đổi tầm với từ Rmax – Rmin: 0.62 m/ph.
 Tốc độ quay vòng tối đa: 0.62 v/ph.
10
PHẦN 2
TÍNH TOÁN CÁC CƠ CẤU CẦN TRỤC
---------o0o----------
Chương 3. XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA CẦN

TRỤC
- Việc đánh giá chế độ làm việc ảnh hưởng rất lớn đến công việc
đánh giá, tính toán và sử dụng chúng. Có rất nhiều tài liệu khác nhau hướng
dẫn cách tính toán chế độ làm việc nhưng ở nước ta hiện nay vẫn dùng còn
dùng theo tiêu chuền cũ nên trong phần này ta sẽ sử dụng cách tín toán cũ
để tiện cho việc sử dụng tài liệu hiện có.
- Trong một máy nâng (hay cần trục) các cơ cấu có thể làm viêc
toaứn chế độ làm việc nhưng ở nước ta hiện nay vẫn dùng còn dùng theo
tiêu chuền cũ nên trong phần này ta sẽ sử dụng cách tính toán cũ để tiện cho
việc sử dụng tài liệu hiện có.
- 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 trục được tính theo
chế độ làm việc cùa cơ cấu nâng.
- Đánh giá chế độ làm việc cùa máy trục thông qua các chỉ tiêu chính
sau đây:
a) Hệ số sử dụng sức nâng:
k
Q
=
Q
Q
tb
(1.1)[1].
Q
tb
: là tải trọng trung bình của vật nâng. Tải trọng này gồm có trọng
lượng hàng và thiết bị mang.
- Cần trục này chủ yếu sử dụng vào xếp dỡ Container có trọng lượng
trung bình là.
Q

tb
= 35 T
Tải trọng danh nghĩa Q:
Q = 40 T
Vậy:
875.0
40
35
==
Q
k
b) Hệ số sử dụng cơ cấu trong ngày:
k
ng
=
24
s ngµy trong viÖc lµm giê è
(1.4)[1].
- Cần trục có thể sẽ làm việc liên tục 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
=
6667,0
24
16
=
.
11

c) H s s dng trong nm:
k
n
=
365
naờm trong vieọc laứmụứ gi So
(1.3)[1].
- Do cn trc lm vic cú thi v nờn trung bỡnh mt nm s ngy
lm vic ca cn trc vo khong 200 ngy.
k
n
=
55,0
365
200
=
d)S ln m mỏy:
- i vi c cu nõng l c cu cú s ln m mỏy ln nht trong mỏy
trc.
S ln m mỏy m = 120ln/gi.
e)Chu kỡ lm vic trong mt gi:
a
k
= 20 lan/gi.
f) Nhit mụi trng.
Lay theo nhiet o trung bnh vao mua he
g) Cng lm vic ca ng c:
C%
%100
0

T
T
(1.5)[1].
T
0
: thi gian vic trong mt chu kỡ.
T: tng thi gian hot ng ca c cu.
T
0
=

+
vm
tt
(tr11[2])

+++=
pdvm
ttttT


m
t
: tng thi gian m mỏy:
- C cu nõng: 4 ln
- C cu quay, thay i tm vi: 2 ln
- Thi gian mt ln m mỏy: t
m
=2(s)

v
t
: tng thi gian chuyn ng n nh ca ng c:
- C cu nõng :
4.24.
30
18
4
===

H
V
t
n
v
(s)
- C cu quay :
)(25.2
60.5,0
2 s
n
t
q
v
==

- Thay i tm vi :
)(32

max
s
R
V
t
tv
v
==


p
t
: tng thi gian phanh(ly bng 2(s))

d
t
: tng thi gian dng phi hp vi cỏc c cu khỏc v chun
b mt mó hng.
-Ta xột cng õ lm vic ca c cu nõng (vỡ c cu ny cú thi gian
lm vic di nht so vi s ln m mỏy nhiu nht):

v
t
= 163,2(s)
12
T
0
=4.2+163,2 = 171,2(s)
=
∑

d
t
2 lần mở máy + thời gian làm việc dài nhất của một trong hai
cơ cấu (quay và thay đổi tầm với - do hai cơ cấu này có thể cùng đồng thời
hoạt động)
+ thời gian chuẩn bị mã hàng = 2.2+ 36 = 40 (s)
T = 171,2 + 40 +4.2 +120 = 345,2 (s)

%48%100
2,345
2,167
CÑ%
=⋅=
+ Kết luận : - Ta lấy chế độ làm việc của cần trục là trung bình.
13
Chương 4.
TÍNH TOÁN CƠ CẤU NÂNG HÀNG
----------o0o----------
4.1- GIỚI THIỆU :
- Cơ cấu nâng dùng để nâng hạ vật theo phương thẳng đứng. Ngoại lực là
trọng lực và lực quán tính tác dụng lên vật nâng. Cơ cấu nâng của cần trục
cố định là 1 hệ thống tời nâng, nó bao gồm 1động cơ thủy lực, bộ giảm tốc
hành tinh, 1 tang và bộ phận thắng đĩa được đặt bên trong cơ cấu.
- Ngoài tời nâng còn có các thiết bị khác như các puly dùng để dẫn hướng
cáp nâng hàng được cố định ở đỉnh và đầu cần.
- Tang được lai bằng động cơ thuỷ lực nên khi làm việc tang chỉ chịu xoắn,
uốn và nén. Tang được được nối liền với hộp giảm tốc hành tinh làm cho cơ
cấu nâng gọn hơn. Cơ cấu nâng này có kết cấu rất hiện đại so với các cần
trục có cần khác được sử dụng để nâng hàng nặng và cồng kềnh, vận tốc
nâng nhanh, chiều cao nâng lớn.

4.2- CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU :
- Sức nâng : Q
đm
= 40 (T).
- Tốc độ nâng hàng : V
n
= 18 (m/ph).
4.3- SƠ ĐỒ TRUYỀN ĐỘNG CỦA CƠ CẤU NÂNG :
Hình 4.1: Sơ đồ động cơ cấu nâng.
1- Động cơ thuỷ lực; 2-Bộ truyền vi sai vệ; 3- Tang nâng hàng.
4-Gối đỡ.
4.4- CHỌN HỆ PALĂNG NÂNG:
4.4.1- Sơ đồ mắc cáp:
14
Hình 4.2: Sơ đồ mắc cáp.
4- Tang nâng; 5- Hệ palăng nâng hàng; 6- Móc treo hàng.
4.4.2- Bội suất của palăng:
k
m
a =
(1-7) [2]
Trong đó :
+ m = 6 : Số nhánh cáp treo vật.
+ k = 1 : Số nhánh cáp cuốn lên tang.
6
1
6
==⇒
a
4.4.3- Hiệu suất chung của palăng :

p
a
p
a
p
η
η
η
−
−
=
1
1
.
1
(2-20) [1]
Trong đó :
+ a = 6 : Bội suất của palăng.
+
p
η
= 0,98 : Hiệu suất của puly.
95.0
98.01
6
98.01
.
6
1
=

−
−
=
p
η
4.5- TÍNH CHỌN CÁP NÂNG HÀNG:
Cáp thép được tính theo độ bền dựa vào tiêu chuẩn nhà nước.
- Lực cuốn cáp trên tang khi nâng hàng.
kG
Q
S
on
ia
12077
55,0.6.1
max
40000
..
===
η
(2-19) [1]
Trong đó :
+ Q = 40 (T) : Sức nâng định mức.
+ a =6 : Bội suất palăng.
+ η
0
=η
n
. η
t

= 0.55 : Hiệu suất chung của palăng.
- Theo qui định về an toàn, cáp được tính theo kéo và chọn theo lực
kéo đứt theo công thức :
S
đ
≥ S
max
. n (2-10) [1]
Trong đó :
+ S
đ
(kG) : Lực kéo đứt dây.
15
+ S
max
= 12077 (kG) : Lực căng lớn nhất trong dây.
+ n = 5,5 : Hệ số an toàn bền theo bảng (2-2) [1] của
chế độ làm việc là trung bình.
=> S
đ
≥ 12077 x 5,5
S
đ
≥ 66425 (kG)
- Vì S
đ
lớn nên việc tra cáp ta dựa vào máy mẫu. Do đó ta có thể chọn
loại cáp bện kép loại П K- P theo các yêu cầu sau :
+ Kí hiệu : 6x19 ( 1+ 6+ 6 ).6 +1 lõi theo tiêu chuẩn ΓOCT 2688 –
69.

Hình 4.3: Mặt cắt ngang cáp
+ Đường kính cáp : 37 (mm).
+ Giới hạn bền của sợi : 160 (kG/mm
2
).
+ Lực kéo đứt cáp : S
đ
= 69700 (kG).
- Hệ số độ bền dự trữ thực tế của cáp:
5.56.5
66425
69700
max
>===
S
d
S
t
K

Trong đó :
+ K
t
: Hệ số an toàn thực tế.
+ S
đ
= 66425 kG : Lực kéo đứt cáp cho phép.
+ S
max
= 12077 kG: Lực căng lớn nhất xuất hiện trên nhánh cáp

cuốn lên tang.
4.6 - TÍNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA TANG :
Đường kính tang :
- Theo bảng 2.8 [1] ứng với d
c
=37mm, ta có các thông số tang có
rãnh như sau:
+ Bán kính rãnh r = 21 mm.
+ Chiều sau h= 11.5 mm.
+ Bước t= 42 mm.
16
Hình 4.4-Biên dạng của rãnh tang.
- Đường kính tang nhỏ nhất cho phép đảm bảo độ bền lâu của cáp.
D ≥ d
c
.e (2-12) [1]
Trong đó :
+D : Đường kính tang đến đáy rãnh cắt.
+ d
c
= 37 mm: Đường kính dây cáp quấn trên tang.
+ e = 18 : Hệ số thực nghiệm, phụ thuộc loại máy và chế độ làm
việc, lấy theo bảng (2-4) [1].
⇒ D ≥ 37.18 = 666 mm.
Ta lấy D
t
= 0.85D= 566mm
D
p
= 0.8D= 533mm

Chiều dài của tang:
Chiều dài tang được tính sao cho khi vật hạ xuống vị trí thấp nhất,
tang vẫn còn lại ít nhất 2.5 vòng dây, không kể phần nằm trong thiết bị kẹp.
- Chiều dài làm việc của cáp :
L
k_
= H.a + πD( Z
1
+Z
2
) m (2.10)[1]
Trong đó :
+ H = 30 m : Chiều cao nâng danh nghĩa.
+ a = 6 : Bội suất của palăng.
+D= 0.566 m: đường kính tang.
+ Z
1
= 1.5- 2 vòng.
+ Z
2
= 3-4 vòng: số vòng cáp dùng để kẹp.
L
k_
= 30.6 + π.0.566 (2+3) = 190 m.
- Chiều dài làm việc của tang để cuốn cáp
m (2.10) [5].
+ t = 0.037 m: bước cáp trên tang.
+ m =4 số lớp cáp cuốn trên tang.
+ D=0.5 m: đường kính tang tính đến tâm cuốn cáp.
+ φ = 1 : hệ số cuộn không chặt đối với tang có rãnh.

17
ϕπ
).(.2.
.
Dmdm
tL
L
K
t
+
=
mL
t
5.0
1).5,0037,0.4(4.2.14,3
037,0.190
=
+
=
Chiều dày thành tang và chiều cao gờ tang.
Theo kinh nghiệm ta có công thức:
δ = 0,02D + (6 – 10).
= 0,02. 566 + (6 -10)= 21.6 mm
Chọn δ = 20 mm.
Khi làm việc thành tang bĩ nén, uốn, xoắn. Với chiều dài tang nhỏ hơn 3 lần
đường kính của nó, đồng thời tang này cuốn nhiều lớp cáp nên công suấ uốn
và xoắn không vượt quá 10 – 15% ứng suất nén. Vì vậy, sức bền của tang
được kiểm tra nén, với ứng suất cho phép đã giảm thấp.
Kiểm tra sức bền của tang:
2

max
n
/3.16
20.37
12077
.
..
mmkG
t
Sk
===
δ
ϕ
δ
n
δ
< [
n
δ
]=
2
/30
2
600
mmkG
n
ch
==
δ
Tang chế tạo bằng thép hợp kim 20X có δ

ch
= 600 N/ mm
2
.
4.7- TÍNH KẸP ĐẦU CÁP TRÊN TANG :
Phương pháp cặp đầu cáp trên tang đơn giản và phổ biến nhất hiện nay
là dùng bulong kẹp cáp, dùng khóa chêm, tấm đệm…
Hình 4.5: Phương pháp kẹp cáp trên tang.
Do trên tang luôn có số vòng dự trữ không sử dụng đến, lực tác dụng trực
tiếp lên cặp cáp sẽ không phải là lực lớn nhất S
max
mà là lực S
k
nhỏ hơn, do
có ma sát giữa mặt tang với các vòng cáp an toàn đó.
Lực tính toán đối với cặp cáp:
α
f
e
S
k
S
max
=
(2-19) [1]
Trong đó :
+ S
max
= 12077(kG) : Lực căng làm việc lớn nhất trong cáp.
+ f = 0,14 : Hệ số ma sát giữa mặt tang với cáp.

+ α = 4π : Góc ôm của các vòng dự trữ trên tang.
10411
414,0
120770
=
×
=⇒
π
e
k
S
N
Lực kéo một bulông :
18
(
)






++
=
1
.
.
1
.
α

f
effZ
k
S
N
(2-20) [1].
Trong đó :
+ f
1
: Hệ số ma sát giữa cáp và tấm kẹp có tiết diện rãnh hình thang.
β
µ
µ
Sin
=
1
+ β = 40
°
: góc nghiêng mặt bên của rãnh.
+ µ = 0,14 : Hệ số ma sát giữa mặt tang với cáp.
22,0
40
14,0
sin
1
===⇒

Sin
f
f

β
+ α = 4π : Góc ôm của các vòng cáp kẹp trên tang.
+ Z = 2 : Số bulông ở tấm kẹp.
+ S
k
= 97310 (N) : Lực tính toán đối với cặp cáp.
( )
8.2133
1
414,0
14,022,02
10411
=
+
×
×+×
=⇒






π
e
N
(N)
Lực uốn bulông :
T= f
1

.N (2-21) [1]
Trong đó:
+ f
1
= 0,22 : Hệ số ma sát giữa cáp và tấm kẹp có tiết diện rãnh
hình thang.
+ N = 2133.8 (N) : Lực kéo một bulông
⇒ T = 0,22 × 2133.8= 469.4 (N).
Ứng suất tổng trong mỗi bulông :
[ ]
σ
π
σ
≤+=
Σ
3
1
2
1
.1,0
..
4
.
..3,1
d
lTk
d
Nk
(2-22) [1]
Trong đó :

+ d
1
= 20 (mm) : Đường kính chân ren của bulông.
+ k = 1,5 : Hệ số an toàn kẹp cáp.
+ l
0
= 60 (mm) : Khoảng cách từ đầu bulông đến tang.
- Chọn bulông cặp cáp có kí hiệu : Bulông M20 × 80 TCVN 95-63.
- Chọn thép chế tạo bulông cặp cáp là thép CT3 có ứng suất cho phép là
[ ]
85
=
σ
(N/mm
2
) [3].
( )
[ ]













==
∑
≈
×
××
+
×××
=
∑
⇒
2
/85)
2
/(1.66
)/1.66
301,0
604.4695,1
.
48.21335,13,1
2
32
2
20
mmNmmN
mmN
σσ
π
σ

Vậy thỏa mãn điều kiện theo yêu cầu.

19
4.8-TÍNH TOÁN TRỤC TANG
- Trục tang nối với trục ra của hộp giảm tốc nên nó không truyền momen
xoắn vào trục mà chỉ chịu ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng.
- Việc tính toán trục tang ta đưa về một dầm co ùmột gối di động và một gối
cố định. Gối cố định là chỗ nối giữa trục ra của hộp giảm tốc và trục vào
của tang, còn gối cố định nằm ở chỗ ổ của trục tang đặt trên bệ đỡ.
- Sơ đồ tính trục tang:
4.6-Sơ đồ tính trục tang
- Hợp lực của lực căng cáp :
R = Smax
Trong đó :
St = Smax =12077 kG : Lực căng trên nhánh cáp
Do đó :
R =12077 kG
- Tải trọng tác dụng lên May – ơ tại điểm C và D là:
kG
R
RR
DC
5.609
2
12077
2
====
- Phản lực tại A:
R
A
=
kG

xx
CD
xRxR
6793
800
5.60387005.6038100
800
700200
=
+
=
+

- Phản lực tại B:
R
B
=
kG
xx
DC
xRxR
5284
800
5.60386005.6038200
800
600200
=
+
=
+

- Moment uốn tại C :
M
C
= R
A
. 100 = 6793000 N
- Moment uốn tại D :
M
D
= R
B
. 200 = 10568000 N.
20
- Biểu đồ moment uốn có dạng :
Hình 4.7 :Biểu đồ momen uốn trục tang
- Trục tang được làm bằng thép 50 tôi có giới hạn bền là 70 KG/ mm
2
và
giới hạn chảy σ
ch
= 48 KG/ mm
2
và giới hạn mỏi σ
-1
= 30 KG/ mm
2
. Trục
tang không truyền moen xoắn chỉ chịu uốn.
- Đồng thời trục quay cùng với tang khi làm việc nên nó sẽ chịu ứng suất
uốn theo chu kỳ đối xứng.

- Ứng suất uốn cho phép đối với chu kỳ đối xứng:
[σ ] =
'
k].n[
1
−
σ
(1-12)[5]
Trong đó:
+ σ
-1
: là giới hạn mỏi của vật liệu làm trục tang
+ k’: là hệ số tập trung ứng suất theo bảng 1.5[5]
+ [n]: là hệ số an toàn cho phép của trục tang bảng 1.8[5]
[σ ] =
26,1
30
x
= 9.4 (KG/ mm
2
)
- Đường kính trục tại D được tính theo công thức:
d =
3
3
4.91,0
1056800
.1,0 x
M
n

D
=
σ
= 100 (mm)
- Chọn đường kính trục theo tiêu chuẩn d = 110 mm. Trục cần kiểm tra tại
các tiết diện tập trung ứng suất lớn nhất là tiết diện tại vị trí D ( đặt lực S )
- Trục cần kiểm tra tại khả năng tập trung ứng suất lớn nhất : tiết diện I-I
Ta kiểm tra tại tiết diện nguy hiểm nhất
Tại tiết diện có đường kính d = 110 mm:
- Ưùng suất uốn lớn nhất:
σ
u
=
3
1101,0
1056800
3
.1,0
x
d
D
M
=
= 79.4 (kG/mm
2
)
Giới hạn mỏi tính toán
2'
11
/2.262874.0300. mmNxk

c
===
−−
σσ

Hệ số an toàn trục chỉ xét ứng xuất pháp tại điểm D :
n
σ
][
..
.
1
'
n
maa
k
≥
+
−
=
σϕσ
β
σ
ε
σ
σ

21
n
σ

6.163.2
04.79
9.074.0
1
2.262
>=
+
=
x
x

Trong đó:
+ [n]=1,6:hệ số an toàn cho phép trục tang bảng(1-8[5])
+ β = 0,9:hệ số chất lượng bề mặt gia công tinh
+ ε
σ
=0,72:hệ số kích thước bảng (7-4 )
+ σ
a
=σ
u
= 79.4 N/mm
2
:ứng suất lớn nhất
+ σ
m
= 0
Suy ra:
n
σ

= 2,63 >
[ ]
n
= 1,6 (7-6)
Kết luận: trục đủ bền.
4.9- CHỌN Ổ ĐỠ TRỤC TANG:

4.8-Sơ đồ tính ổ đỡ trục tang
- Tải trọng lớn nhất tác dụng lên ổ khi không có lực dọc trục.
R= ( R
A
. K
V
+ m. A ). K
n
. K
t
(8.2)[5]
Trong đó:
+ R
A
=

6793 kG. phản lực tại ổ đỡ.
+ K
V
=1. hệ số phụ thuộc vào vòng trong quay hay vòng ngoài quay.
Bảng 8-5 [5]
+ K
n

=1. hệ số nhiệt độ. Bảng 8-4 [5]
+ K
t
=1.2. hệ số tải trọng động. Bảng 8-3 [5]
+ A = 0.
Vậy R= ( 6793 x 1 + 0 )x 1 x1.2 = 8151.6 daN.
- Tổng số giờ làm việc của trục :
T = số năm.365.24.k
n
.k
ng
⇒ T = 5.365.24.0,67.0,5 = 1467 giờ.
Với chế độ làm việc trung bình ( CĐ )= 0.25
- Thời gian làm việc thực tế của ổ
h = T. (CĐ)= 1468 x 0.25= 366.27 giờ.
- Khả năng làm việc yêu cầu của ổ là:
C= R ( n. h)
0.3
= 6793x ( 50x 366.27)
0.3
= 209210. (8.1)[5]
Trong đó:
n= 50 vog/phút: số vòng quay của ổ.
22
Theo bảng 14P [5], chọn loại ổ bi đỡ một dãy mã 320 theo tiêu chuẩn
ГOCT 8328-57. với các thông số d= 110 mm, D = 215 mm, B = 47 mm,
C=210000, Q= 12500 daN.
4.10- TÍNH CHỌN PULY CÁP :
Vì chế độ làm việc cơ cấu nâng của cần trục là trung bình nên ta chọn vật
liệu làm puly cáp được làm bằng thép.

Hình 4.9- Puly cáp.
Bán kính rãnh puly :
r = (0,53 ÷ 0,6). d
c
(2.7)[1]
Trong đó :
d
c
= 37 (mm) : Đường kính cáp.
⇒ r = (0,53 ÷ 0,6) × 37
⇒ r = (19.6 ÷ 22.2) (mm)
Chọn r = 21 (mm).
Góc nghiêng của 2 thành bên rãnh puly :
2α = 40° ÷ 60
o
Chọn 2α = 45°.
Chiều sâu rãnh puly :
h = (2 ÷ 2,5). d
c
(2.8)[1]
Trong đó :
d
c
= 37 (mm) : Đường kính cáp.
⇒ h = (74÷92.5) mm
Chọn h = 85mm
Đường kính puly :
- Ta chọn tất cả puly của cần trục có cùng đường kính để thuận lợi về chế
tạo, gia công và sửa chữa giảm được chi phí chế tạo mang tính công nghệ
cao. Dựa theo điều kiện (1-2) [6] để đảm bảo độ bền lâu của cáp :

D
P
≥ (e –1 ). d
c
(2.9)[1].
Trong đó :
+ d
c
= 37mm : Đường kính cáp.
+ e = 18 : Hệ số được tra theo bảng (1-2) [6] tuỳ theo loại máy và
chế độ làm việc.
23
⇒ D
P
≥ (18 –1 ) × 37
D
P
≥ 629 mm.
Chọn D
P
= 533 mm.
Góc lệch cho phép của cáp :
h
D
tg
tg
+
<
1
α

γ
(1-6) [2]
Trong đó :
+ D = 533mm : Đường kính puly.
+ h = 85 (mm) : Chiều sâu rãnh puly.
+ γ = 6° : Góc lệch cho phép của cáp.
+ α = 22,5° : Góc nghiêng của 2 thành bên rãnh puly.
⇒ tg6° = 0,1
14.0
85
630
1
5,22
=
+
<

tg
Vậy thỏa mãn điều kiện.
4.11- TÍNH CHỌN MÓC TREO
- Móc và thiết bị treo móc được chọn theo sức nâng định mức Q
h
= 40T, chế
độ làm việc trung bình ta chọn móc có các thông số sau :
Sức
nâng
T
Chế
độ
làm

việc
Đường
kính
cáp(mm)
Kích thước(mm)
Khối
lượn
g(T)
40 TB 37
d L γ(
0
) a b
1
b h b
2
1.5
110 450 15 140 50 95 140 20
+ Nước sản xuất : Nga theo tiêu chuẩn
ΤΓΟ
C
6628-73.
+ Vật liệu làm móc : thép 20X
+ Giới hạn chảy : σ
ch
= 250 (N/mm
2
).
4.11.1- Xác định kích thước và hệ số hình học của móc :
24
Hình 4.10-Tiết diện 1-2 của miệng móc.

* Tại tiết diện 1-2:
- Diện tích tiết điện hình thang :
10150140
2
9550
2
1
1
=×
+
=×
+
=
h
bb
F
(mm
2
)
- Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến thớ trong cùng :
3
.
2
1
11
1
h
bb
bb
e

+
+
=
(2-1) [3]
8.62
3
140
5095
50295
1
=×
+
×+
=⇒
e
(mm)
e
2
= h – e
1
= 140-32.8= 77.2
- Bán kính cong của đường trục đi qua trọng tâm tiết diện:
1
2
e
a
r
+=
[3]
Trong đó :

+ a = 140 mm : Đường kính miệng móc.
+ e
1
= 62.8 mm : Trọng tâm tiết diện.
8.1328.62
2
140
≈+=⇒
r
(mm)
Chọn r = 135mm.
- Hệ số hình học của tiết diện :
( )












−−
−
+
+
−

+
+
+−=
)(ln..
).(
.2
1
1
1
2
2
1
1
1
bb
er
er
er
h
bb
b
hbb
r
k
(2-4) [3]
( )
09,0
)5095(
2.77135
2.77135

ln5.77135
140
5095
50
140)5095(
1352
1
=






−−
−
+






+
−
+
×+
×
+−=⇒
k

k
Chọn k = 0,1.
* Tại tiết diện 3-4:
- Chiều dài tiết diện 3-4:
)(156
25cos
140
cos
cos
'
'
mm
h
h
h
h
o
≈==⇒=
α
α
- Diện tích tiết điện hình thang :
11310156
2
5095
'
2
`2
1
=×
+

=×
+
=
h
bb
F
(mm
2
)
- Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến thớ trong cùng :
3
'
.
2
1
11
3
h
bb
bb
e
+
+
=
(2-1) [3]
9.69
3
156
5095
95502

3
=×
+
+
=⇒
x
e
(mm)
25