Tính toán sử dụng các thiết bị nâng chuyển phần 2 phạm huy chính

C hưưng 5

TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT VÀ NÂNG SUÂT
CỦA MÁY VẬN CHUYỂN LIÊN TỤC
Tính công suất của cơ cấu truyền độnịỊ của băng tai đai (băng tải

5.1.
cao su)

Công suất của cơ cấu truyền động của bàng tải được dùng đế khắc phục
những sức cản khác nhau, do sự lăn của băng theo trục lăn, do ma sát ở ổ đỡ
của trục lăn và của tang quay, do độ cứng của băng lăn khi uốn nó ờ đoạn
cong của băng tải, do sức cản ở thiết bị chất tái và dỡ tái và do các trọng
lượng thành phần của bãng lăn và vật liệu khi băng tải đặt nghiêng.
Tính toán công suất cần thiết của cơ cấu truyền động đối với băng tải được
thực hiện bằng phương pháp đi vòng chu tuyến cùa băng tải theo những
điểm đặc trưng. M uốn vậy, chia chu tuyến của băng tải thành những đoạn
thẳng và đoạn cong riêng biệt, bắt đầu từ điểm 1 thoát ra của băng lãn tới
tang dẫn động (hình 5.1).
Ký hiệu lực kéo ở điểm 1:

s ] = s ....
U th o .it)
Lực kéo ớ điểm 2 bằng lực kéo ứ điểm 1 cộng với sức cản ở đoạn không
tái 1-2 do sự lãn của băng trên trục lăn, ma sát ứ ố dỡ trục lăn và trọng lượng
thành phần của băng lăn, trọng lượng này giúp cho chuyển động của băng ở
phía dưới:
S2 = S| + W |.2 = S| + co"qh|L.cosP +
+ c|"q.L. co" - qwLsin[3
Trong đó:
q bl - trọng lượng tính theo mét dài của băng lăn, kG/m;

G"
q" = —y - trọng lượng mét dài của phần quay của trụ lãn ở đoạn khống
tải của băng tải, kG.m;
G" - trọng lượng phần quay của trụ lăn thẳng trên đoạn không tải của
băng tải, xác định phụ thuộc vào bc rộng của băng lăn, kG;

86


/" =: 21' - khoảng cách giữa các trục lăn ở đoạn không tải của băng tài, m;
co" = 0,03 - hệ số cán chuyên động, của băng lăn trên các trụ lăn thắng

ơ đoạn 2-3, lực kéo băng lãn do sức can của băng uốn và do ma sát ở ố đỡ
cùa tang kéo. Sự tăng đo được tính bởi hệ số cản:

s, = s, + w,._, = 1,2S:.
ơ đoạn làm việc (chịu lực) 3-4, băng tái có dạng m áng và cùng với vật
liệu chuyên động lên phía trên. Khi chuyên động cũng phát sinh sức cản ở
đoạn không tái, nhưng sức cán do trọng lượng thành phần của băng lăn và
vật liệu ở đày cần khắc phục:

s4= sv= s, + s,.4=
= Sí + (Mw +

w'.cosp + q'ML(0' +

+ (qw + qv,)L. sinp
Trong đó:
q v/ - trọng lượng tính theo mct dài của vật liệu, kG/m;
G'

q'ị = —— - trọng lượng tính theo mét dài của phần quay của trụ lãn
trên đoạn làm việc của băng tái, kG/m;
G ’ - trọng lượng phán quay của trụ lăn hình m áng trên đoạn làm việc
của bâng tái, nó cũng dược xác định phụ thuộc vào bề rộng của
băng lăn, kG;

87


/ '( 1 - ^ 1 ,5)m - khoảng cách giữa các trục lãn ừ đoạn làm việc của băng tải, m;
0)' = 0,04 - hệ số cản chuyên động của bàng lăn theo trụ lãn hình máng.
Đế không xảy ra sự trượt của băng lãn theo tang dẫn động, cần phải tuân
theo điều kiện cân bằng:

s

_i -

s,

s
_x _

s,

> e^lơ

Trong đó:
e - cơ số của logarit tự nhiên;
|.i - hệ số m a sát giữa băng lăn và tang dẫn dộng;

a - sóc ôm của băng lãn đối với tang, độ.
Sau khi tính trị số lực kéo băng lăn ở điểm vào và ra của nó ở tang dẫn
động thì xác định lực kéo cần thiết của cơ cấu truyền động:
w = 1,1 (S4 - S, ) , kG.
Trong đó, hệ số 1,1 tính đến sức cản do độ cứng của băng lãn và ma sát

ở

ổ trục của tang dẫn động.
Công suất truyển động của băng tải:

w .v

N = — — , kW
10 2.il
Trong đó:
V - vận tốc của băng lăn, m/s;

r| - hệ số hiệu dụng của cư cấu truyền động.
Lực kéo p của thiết bị kéo băng tải tìm được bằng tổng lực kéo băng lăn ớ
điếm 2 và 3:
p = s 2 + s , , kG
Đê uốn bãng lăn ở đoạn làm việc của băng tải ờ độ cong cho phép tối
thiểu, thì lực kéo nó ở đoạn này không được nhỏ hơn

s 3 £ Slaitrọng...= (4 - 5) (qw+ qb;) /’, kG
5.2. TÍNH TOÁN BẢNG TÁI XÍCH
5.2.1. C ông suất truyền động
Công suất truyền động của bãng tải xích được tính toán cũng như đối với
bãng tải đai, bằng phương pháp đi theo các điểm trên chu tuyến của băng tải,

88


lấy những hệ số cản chuyển động của xích và vật liệu phụ thuộc vào phương
pháp di chuyển (hình 5.2).

Năng suất cua băng tái tấm xác định theo công thức:
Q = 3600 F.y.v , T/h
Diện tích của vật liệu à băng lăn không có thành, nếu tiết diện ngang của
vật liệu ờ trên băng lăn có dạng tam giác:
bh b b
(0.85B,)
F = — = -.-tg p =
tgp =
2
2 2

= 0,18Bf.tgp , n r
Trong đó:
B, - bề rộng của tấm lát, m;
b « 0,85 B, - bề rộng của lớp vật liệu, m;
h - chiều cao của lớp vật liệu, m;
p

0 ,4 p (, - góc ớ đáy của tam giác, độ;

pc - góc dốc tự nhiên của vật liệu ớ trạng thái nghỉ, độ.
Năng suất của băng tải tấm có thành:
Q = 3600Bt.h,h.y.j.v, T/h

Trong đó:
hIh •• chiểu cao thành tấm;
j - hệ số đầy, bằng 0,65 - 0,75.

89


Khi vận chuyến hàng dưới dạng bao kiện:
Q = 3 ,6 — , T / h
a
5.2.3. Năng suất cua băng tái ịỉạt
- Khi vật liệu làm đầy m ột phần máng:
Q = 3.6. —y.v, T / h
a
Trong đó:
i - khối lượng vật liệu, n r '
a - khoảng cách giữa các lưỡi gạt, m;
y - trọng lượng vun đống của vật liệu, T / n r ;
V - vận tốc chuyển động của xích, m/s.

- Khi vật liệu đầy toàn bộ máng:
Q = 3,6b.h.v.y.(p , T/h
Tronự đó:
b - bề rộng của lưỡi gạt, m;
h - chiều cao lưỡi gạt, m;
(p - hệ số đầy của máng.
Năng suất của băng tái gạt đặt nghiêng giảm đi phụ thuộc vào góc nghiêng:
Q, = 0,85 Q khi góc nghiêng của băng lải là 10";
Q 2 = 0,65Q khi góc nghiêng của băng tải là 20°;
Q , = 0,5Q khi góc nghiêng của băng tài là 30";

5.2.4. Công suất truyền động cua băng tải gạt
Công suất truyền động của băng tải gạt dùng để khắc phục sức cản chuyển
động của trục lăn đỡ (do m a sát ở cổ trục lãn, ma sát lăn của trục lăn, ma sát
của mép trục lăn, m a sát ở cổ trục của đĩa xích truyền động và đĩa xích kéo),
để khắc phục sức cản do xích bị uốn ở đĩa xích và sức cản nâng vật liệu (ở
băng tải đặt nghiêng).
Công suất truyền động của băng tải gạt cũng được xác định bằng phương
pháp đi vòng theo chu tuyến của băng tải.

90


5.3. THANG TẢI
5.3.1. Tính năng suất cua thang tài gầu
Năng suất của thang tải gầu xác định theo công thức:
T /h
a
Trong đó:
it>- dung tích của gàu, /;
V|/ - hệ số đầy;
a - bước của gàu, m.
Từ công thức tính nãng suất, có thế xác định dung tích gàu theo chiều dài.

a

Q
,//m
3,6 VVỊ/Ỵ

Theo dưim tích trên chiều dài tìm được, dựa vào lí lịch chọn bề rộng và

bước của gàu. Kiểm tra gàu đã chọn phù hợp với kích thước lớn nhất của
mảnh vật liệu amax.
A > amax.m ;
Trong đó:
A - độ vươn của gàu, m;
m •• hệ số, bằng 2 - 2,5 khi chứa 10 - 25% những m ảnh có kích thước
amax, và bằng 4,25 - 4,75 khi chứa 50 - 100% những mảnh như vậy.
5.3.2. Công suất động cư truyền động cúa thang tải gàu
Công suất dộng cơ truyền động của thang tải gàu xác định theo công thức:
N=

Q

. H

367n

,k W
Y

Trong đó:
H - chiều cao của thang tải giữa trục tang dẫn và tang kéo (đĩa, puly), m;
K, - hệ số, phụ thuộc vào loại thang tải và nâng suất của nó;
y - khối lượng vun đống của vật liệu, T / n r ;
11 = 0,85 - hệ số hiệu dụng của cơ cấu truyền động.
5.4. TÍNH NÂNG SUÂT CỦA BẢNG TẢI VÍT
Năng suất của băng tái vít xác định theo công thức:

91

Q = óO .-^-S.n.y.iị/ ,

T/h

Trong đó:
D - đường kính của trục vít, m;
s = 0,8D - bước vít, m;
n - số vòng quay của trục vít tronu một phút;
y - khôi lượng vun đống của vật liệu, T /nr;
1|/ - hệ số đầy.
Số vòng quay của băng tải vít phụ thuộc vào đường kính vít và tính chất
vật lý của vật liệu vận chuyển. Lấy tốc độ lớn đối với vít làm việc khi vận
chuyên vật liệu nhẹ. Khi vận chuyên vật liệu mài nặng, số vòng quay của vít
cần phải xác định trước theo công thức:
- - 7K= , v/ph
/I
n=
Vd
Trong đó:
K = 60, 45, 30 - hệ số chọn tương ứng với vật liệu không mài nhỏ, vật
liệu không mài lớn và vật liệu mài lớn.
Công suất ớ trục của băng tải vít:
N = — (L í o + H ) . kW
367
Trong đó:
Q - năng suất của băng tủi. T/li;
L - chiều dài của băng tái ngang, hoặc chiều dài hình chiếu xuống mặt
phẳng nằm ngang cùa băng tải dặt xiên, Ìiì;
CD(J - hệ số cản chuyển động, lấy đối với vật liệu mài lớn (xi măng, đất

sét, vật liệu chịu lửa, vôi, cát) bằng 4; đối với than bằng 2,5;
H - chiều cao nâng vật liệu, m.
Công suất của động cơ:
N
N = — . kw
n
Trong đó:
h = 0,8 -í- 0,85 - hệ số hiệu dụng của cơ cấu truyền động.

92


M ỏm en xoắn ở trục vít:
M0 = 975—
11
Lực trục tác dụng vào vít:

kG. m

p = -----^ ----- , kG.
r.tg(a + cp)
Trong đó:
r = (0,7 -í- 0 ,8 ) — - bán kính (m), ở đó lực p tác dụng;
a - góc nâng tuyến vít ớ chỗ đặt lực.
ip - sóc quy đổi của hệ ma sát của vật liệu vận chuyển ở bề mật vít.
s
tgcp = f ; tg a = ----2n ĩ

Trong đó:

Khi s = 0,8D và r = 0,8 — , góc a = 17°40’
2
5.5. TÍNH CÔNG SUẤT TRUYỂN

động cảu bảng lăn

M ôm en tĩnh do lực ma sát ở ổ đỡ của bánh lăn và do sự trượt của bánh lãn
trên kim loại được tính theo công thức:
M ls = ( G k /+ Z .G b/)f.i- + Ị .i,G y , kG.m
Trong đó:
G u - trọng lượng của kim loại, kG;
G b/ - trọng lượng bánh lăn, kG;
z - số bánh lăn;
d - đường kính ngõng trục của bánh lăn, m;
D - dường kính trục lăn, in;
Ị.I - hệ số m a sát ờ ổ đỡ bánh lăn, lấy bằng 0,08 (đối với ố trượt) và
bằng ơ,007 (đối với ổ lãn);
1-11 - hệ số m a sát của bánh lăn với kim loại khi trượt (quay không), lấy
bằng 0,3 đối với kim loại nóng và 0,15 đối với kim loại nguội;

93


M ôm en động do lực quán tính khi bánh lăn quay và khối kim loại chuyển
động tịnh tiến bằng:
Z G D ịj - G D ị, ^
M d = -------^ ----- e max . kG.m
Trong đó:
G D W - m ôm en bánh đà của bánh lăn, kG .nr;
GD^ - m ôm en bánh đà của kim loại chuyển động tịnh tiến quy đổi ra

đường tròn của bánh lăn, kG .nr.
Emax - vận tốc góc lớn nhất của bánh lãn, 1/s.
Đê không phát sinh sự trượt của bánh lăn dưới kim loại ở lúc

khới động

bánh lăn thì gia tốc góc lớn nhất không được lớn hơn:
e

<

- 2ljú ẵ

c m ax —

D

l/s .

Trong đó:
Jmax - gia tốc vòng lớn nhất của bánh lăn, bằng 2m/s2;
M ôm en xoắn lớn nhất ở trục bánh lăn được tăng bởi truyền động:
M max = M lm + M d , kG.m
Công suất truyền động của băng lăn:
N = M|s«vn hl.

kW

975.il

Trong đó:
nw - số vòng quay của bánh lăn trong một phút;
r| - hệ số hiệu dụng của cơ cấu truyền dộng.
Với cơ cấu truyền động riêng biệt của bánh lăn do động cơ điện, việc tính
toán công suất được thực hiện theo công (hức nêu trên, lấy trọng lượng của
kim loại ớ một bánh lăn và kể đến m ômen bánh đà cỉia roto động cơ điện.

94


Chưưng 6

TÍNH TOÁN KẾT CÂU KIM LOẠI CỦA CẨN TRỤC

Đ ế hiểu rõ việc tính toán kết cấu kim loại của cần trục, xin nêu m ột số ví
dụ dưới đày:
6.1. TÍNH TOÁN KẾT CÂU KIM LOẠI CỦA CẦN TRỤC CHÂN DÊ
6.1.1. Những sô liệu co ban
1. Sơ đồ kết cấu của cần trục nêu trên hình 6.1

H ình 6.1

95


2. Trọng lượng sơ bộ của kết cấu dầm ngang, tính cho một dàn là:
g = 1,9 T/M
3. Xe nâng hàng
K hoáng cách trục của xe là 9m, khố bánh xe là 4m. Sơ đồ tải trọng của xe
tác dụng lên ray nêu trên hình 6.2. Trị số áp lực thẳng đứng của bánh xe khi

xe có tái là p, = 36T và P2 = 40T. Trị số của lực hãm dọc T = 0 , I I P . Tốc độ
di chuyên lớn nhất của xe là V = 50m/ph.
6.1.2. Tải trọng
1. Trọng lượng bản thân của kết cấu dầm ngang của cần trục, tính với một
dàn là g = 1,9 T/m.
Tải trọng tính toán cho một dàn g, = 1,1.1,9 = 2,09 T/m
2. Á p lực bánh của xe nâng hàng, tính bằng T cho trong bảng dưới:
Áp lực

p,

p2

2(P, + p2)

Với tải trọng tiêu chuẩn

36

40

-

46,8

52

197,6

56

62,4

-

Với tải trọng tính toán khi n = 1,3
Với tái trọng tính toán, hệ số xung kích
1,2 đối với dầm ngang và chân chống

3. Lực hãm ngang theo phương dọc của xe nâng hàng:
T = 0,1I P = 0,1.197,6 = 19,8T
4. Lực gió khi cần trục làm việc:
Lấy cường độ gió tiêu chuẩn qQ= 2 5 k G /n r và hệ số vượt tái n =1.
Á p suất gió động tính toán ở chiều cao:
- < 1 Om, q0 = 25 kG /rrr ;
- 10-20m, q, = 1,32.25 = 33 kG /nr;
- 20-3Om, q 2 = 1,5.25 = 37,5 kG/rtr.
Hệ số khí động của dàn ngang khí gió vuông góc với dàn, khi
d /a = -^ 4 l0 0 » 7 %

v à b/a = 8/7 = 1,14 là:

0,7

c, =3,30-0,30 — +0,15— =3,10
1

(a, b và d xem trên hình 6. 1 )
96

2,5

0,5


Tải trọng tác dụrm vào dàn ngang trong phương ngang:
co, = q2c,b = 37,5.3,1.8 = 930 kG/m = 0,93T/m
Tải trọng tác dụng vào dàn ngang trong phương dọc, khi c ; = 1/3 c , =
3,1 /3 = 1,03 và F2 = (10 + 70 + 25)8 = 8 4 0 n r.
w 2 = 37,5.1,03.840 = 32400 KG = 32,4T.
nĐôi
- với
'• chân
u. cứng
-

cFc _= —
10.22
, .Om
n 2;
— = 11

F= 0,5 (22 + 24) + 0,25 (5 +1 2 ) = 2 7 n r (xem hình 6 .1)
F
27
4 - = —— 100 = 24%
Fc 110
T heo r O C T 1451 -65, Cx = 0,87 ; k = 0,7X và Cxl = 0,78 X 0,87 = 0,68.
Khi đó, tải trọng ngang dàn ngang w , = 33.110.0,68 = 2,5T; tải trọng dọc
dàn ngang w , = 1/3. w , = 0,8T.

Có thê bò qua tác dụng của lực gió vào chân mểm và vào xe nâng hàng.
5.

Tái trọng phát sinh khi xe nâng hàng va chạm vào thanh báo hiểm (cái

giám xóc).
Tái trọng dọc trong phương ngang khi xe nâng hàng va chạm vào thanh
báo hiếm:
T=

= 4 6 ,5T
g.ỗ

9,81.60 .0,3

Trong đó:
p = 197,6T - trọng lượng của xe nâng hàng có tải (tải trọng tính toán);
V = 50m /ph - tốc độ của xe lúc va chạm;

Ổ = 300mm = 0,3m - hành trình của thanh bảo hiểm;
g- gia tốc trọng trường.
6.1.3. T ổ hợp tính toán của tải trọng
Tải trọng chính: bao gồm các tải trọng 1, 2, 3.
Tải trọng chính và phụ: bao gồm các tái trọng 1 + 2 + 3 + 4 .
Tải trọng chính và phụ được lấy với hệ số tổ hợp kL.= 0,85.
Tải trọng chính và tải trọng ngẫu nhiên bao gồm các tải trọng

1 + 2+ 3 + 4 + 5 .

Tải trọng chính và tải trọng ngẫu nhiên được lấy với hệ số tổ hợp kc = 0,7.

97


6.1.4. Tính toán dàn chính cùa dầm ngang
Đường ảnh hưởng nội lực của các thanh dàn của dàn ngang cần trục cho
trên hình 6.3. Với tải trọng thẳng đứng, thì thanh chống xiên của chân cứng
của cần trục không chịu lực và dầm ngang dược tựa trên hai cột đứng. Tung
độ dường ảnh hướng 04 và U4 nhận được bằng phương pháp điểm mômen:
1 .3 0 -— - 2 0
0 4r|| = -----------20----- = 0 , 8 9 3 ;
8

20
Tb = - 0 ,8 9 3 — = -1,7 8 5 ;
2
10

1

ĩl3 = ^ - 2 5 = 0,893;
3
50
1 . 3 5 - —— 25

u4ri, =-------- ^ --- =-0 ,8 0 3 ; r|, =0.803.2,5 = 2,008;
8

0,893

-1,115

0,421

Ilình 6.3

98


'X í

o c

Th = 2 , 0 0 8 — = 1,606 ; r|4 = - 1 ,6 0 6 — = -1,1 15;

45

36

D 7/ = V82 + 5 2 = 9,43m; m = -

1.80

1 9,43

0,168;

70 "

n 2 = 0,168.2 = 0,336;

1.45 9,43 _
ri = — i n . _ J _ = _0,758;
3
70
8
ĩ]4 = 0 ,7 5 8 — = 0.421
ưng lực do trọng lượng bản thân:
0 4 = gieo = - 1 ,9 .4 6 ,7 = - 88, 7T;
u 4 = g 2 ( 0 = 1,9.52,1 = 99T;

D7 = gIco = -l,9.10,38 = -19,7T.
Ưng lực do xe nâng hàng
0 '4 = - 1 ,7 8 5 .5 6 - 1 ,4 6 5 .6 2 ,4 = - 1 9 1 ,4T;
ó ; = 0 ,4 6 4 .5 6 + 0,785.62,4 = +75T;
u ; = 2 ,0 0 8 .5 6 + 1,606.62,4 = + 2 1 2 ,7T;
ư ; = - 0 ,5 7 8 .5 6 - 0 ,9 8 0 .6 2 ,4 = - 9 3 , 5T ;
D '7 = - 0 ,7 5 8 .5 6 - 0 ,6 0 6 .6 2 ,4 = - 8 0 , 1T;
d ; = 0 , 2 1 8 . 5 6 + 0,370.62,4 = 3 5 , 3T.
úiig lực do hãm xe nâng hàng (hình 6.4).
T = 19,8T ; 0,5T = 9,9T ;
9
9 22 93
R = — ■ ’ = 3 ,2 4 T ;
70
3 24 20
04 = ± — —
= ± 8,1T ;

8

3

u4=±- 8
D7 =±

3

24 25

=±10,1T;

—

8

24 9 43
= ±3,8T.

Giá trị của X lấy theo hình 6.3

99


Hình 6.4
ứng lực do gió khi cần trục làm việc. Hệ liên kết ngang của dầm ngang
cần trục bao gồm dần liên kết dọc theo mạ thượng (rộng 7m ) và hai dàn liên
kết dọc theo mạ hạ và dọc theo dầm xe chạy (mỗi dàn liên kết này rộng
l,5m). Độ cứng của những dàn liên kết tí lệ bậc hai với bề rộng của chúng
(khi tiết diện của thanh mạ như nhau):
T' = 49

đối với dàn liên kết bên trên
đối với những dàn liên kết bên dưới

2.1,5: = 4,5

Tổng cộng

53,5

Độ cứng ngang của hệ liên kết bên trên bằng 49/53,5 3= 0,9 độ cứng ngang tổng
cộng của dầm ngang cần trục, còn của dàn liên kết bên dưới

là 4,5/53,5 a s 0,1

tổng độ cứng ngang của dầm ngang cần trục (0,05 cho mỗi

dàn). Lực ngang

tlico phương ngang được phân phối tỉ lệ với độ cứng:
Gió ngang dầm ngang cần trục (hình 6.5)


X = 20m ; 0 4 = ±

X

= 25m ; u , = ±

0,93.302

0,93.352

38.5.20

-3 8 ,5 .2 5

0.05

0.9

± 3 9 ,5T;

= ± 2 ,6T ; D 7 = 0

Gió dọc dầm ngang cần trục (hình 6.6)
R =

16,2.26 + 0.4.14,7
70

= 6. 12T (ử một dàn);

= ± I 5,3T;

0J = ± ^

Uj = ± ếẲ

iì

= ±19. 1T;

8

9 43
D 7 = ± 6 ,1 2 —
= ±7,2T.
8
Giá trị cứa X lấy theo
hình 6.3
Lực gió tính toán: 04 = ± 3 9 ,5 T ; U 4 =±19, 1T; D 7 = ± 7 ,2 T .
ứng lực do sự va chạm của xe nâng hàng vào thanh bảo hiểm (hình 6.4).
93?5 2?93
T = 46,5T ; 0,5T = 23,25T; R = - --- -- -- -- = 7.3T
70
7 3 ^0
04 = ± - ^ - = ±18,2T ;
8
7,3.25
= ±22,8T ;
u 4 =±

8

9 43
D 7 = ± 7 .3 —— = ± 8. 6T ;

8

Giá trị X lấy theo hình 6.3.
6.1.5. ứ n g lực tính toán
ứng lực tính toán do tải trọng tính toán có xét đến hệ số xung kích nêu
trong báng 6. 1 .
ứ n g lực do tải trọng tiêu chuẩn không tính đến hệ số xung kích nêu trong
báng 6 .2 .

101


Bảng 6.1. ứng lực tính toán có xét đến hệ sỏ xung kích
Tổ hợp tải trọng chinh

Trọng
lượng bản
thân

Xe nâng
hàng

Hãm xe

Gió khi

nâng

cắn trục

Ic

hàng

75
-88,7

Tổ hợp tải trọng phụ

Tổ hợp tải trọng ngẫu nhiên

Va chạm
của xe

0,85 L p

lầm việc

-5,6

3,3

3,9

±39,5

±8,1

ứng lực tín
ng

0,7

z„g

nâng hàng

3,9

-5 ,6

ỵ

22 1

15,47

15,4

±18,2

-191,4

-288,2

-288,2

- 3 2 7 ,7

-278,5

-3 2 7 ,7

-3 4 5 ,9

-242,13

-288

212,7

321,8

321,8

340,9

239,7

340,9

363,7

254,5

321,

99

±19,1

±10,1

±22,8

-93,5

-4,6

-4,6

- 2 3 ,7

-20,1

- 2 3 ,7

- 4 6 ,5

-32,5

-32,

35,3

19,4

19,4

26,6

22,6

26,6

35,2

24,6

24,6

-119,4

-83,5

-19,7

+7,2

±3,8
-80,1

-103,6

-103,6

±8,6

-110,8

-94,1

-1 1 0 ,8

-103


hanh

B ả n g 6.2. Ú ng lực do tái trọn g tiéu ch u ẩ n k h ôn g tính hệ sỏ x u n g kích
Tổ hợp tải trọng chính

Trọng
lượng bản
thân

Xe nâng
hàng

Hãm xe

Gió khi

nâng
hàng

cắn trục

-80,8

u4

Tổ hợp tải trọng ngẫu nhiên

Va chạm
2p

0,85 I p

của xe

làm việc

-2 6 ,4

±6,2

ứng lự

y^ng

0,7 I ng

27,1

19

nâng hàng

13,1

11,1

13,1

±39,5

±14

-122,8

-209,8

-209,8

-249,3

-211,9

-249,3

-263,3

-184,3

-2

136,5

234,3

234,3

253,4

215,3

253,4

271

189,7

2

-1

90

d7

Xe

-26,4

48,2

0<

Tổ hợp tải trọng phụ

±7,8

±19,1

±17,6

-60

22,2

22,2

3,1

2,6

3,1

-14,5

-10,15

22,6

7,6

7,6

14,8

12,6

14,8

21,4

15

-8 6

-60,2

-17,9

±2,9
-51,4

±7,2
-72,2

-72,2

±6,6
-79,4

-67,5

-79,4

-

hú thích:

hững chữ số trong bảng này nhận được bàng cách chia: đối với trọng lượng bản thân chia cho 1,1; tải trọng xe nâng hàng
1,2 = 1,56; lưc hãm xe vào lưc va chạm của xe chia cho 1 ,3; tải trong gió chia cho 1 .


Bá n g 6.3. C h ọ n tiết diện (heo diéu kiện cư ờng độ và độ ổn địn h (R = 27 0 0 k(ì/cirr)
Thành phẫn
N .T

Sơ đổ mảt cắt thanh

-288,2

X Ị

ỉ
J
i ---------- i

'

X

F. cm2

2 - 320x16

102,4

-428 x10

42,8
145,2

321,8
X

tiết diện

X

2 - 350x16

112

-428x10

42 8
154,8

F 9y,cm?

rx, cm

/x. cm

7,75

500

65

9

ơ0

0,745

2670

129,2

ơc

2230

8,6

500

58
-

122,2

-

2630

Rõ ràn 9 từ tính toán vé d ộ bén mỏi, SỰ giảm yếu của ti ết diện cần giảrr gấp hai
2 - 2 6 0 x 1 6

- 1 0 3 , 6

X

X

-4 2 8 X 10

8 2 , 3

4 2

6 , 1

0,8x943 =755

124

0 ,3 1 4

2 6 3 0

8

1 2 6 , 0

1 1 0

940


2) Kiểm tra về độ bền mỏi được tiến hành theo tiết diện, bị giảm yếu bởi
khoét lỗ với sức bển tính toán Ry, trong đó:
1

y

( 0 ,8 i p ± 0 , 3 2 ) - ( 0 , 8 i p + 0,32)p
ơ.

p = ^mn.
ơ

m ax

p = 1,5.
Những dầu bên trên ở mẫu số tương ứng với ơ max > 0, còn dấu bên dưới
ứng với ơ m„ <0 .
___________________ 1________________________________Ị_____________

7 ~ ( 0 , 8 1 . 1 , 5 ± 0 , 3 2 ) - ( 0 , 8 1 . 1 , 5 + 0 , 3 2 ) p ” ( 1 , 2 2 ± 0 , 3 2 ) - ( 1 , 2 2 q= 0 , 3 2 ) p
Khi ơ m„ > 0,

Y=

1 —

Khi ơ max < 0 ,

1
Ỵ = ——— —

l,54-0,90p
0 , 9 0 - l,54p

;
.

Việc kiêm tra tiết diện của các thanh dàn xem trong bảng dưới:
+ ơ

+N
Thanh

-N

Fgy,cn r

19

129,2

y

R Ỵ, k G /c n r

147

-0,09

0,97

2619 ( > ơ = 1640)

-0,043

0,633

1709 ( < ơ = 1917)

-1640

-211,9
234,3

p

kG/crrr

T

04

- ơ

122,2

1917
-83

-10,15

Khi sự giám yếu của tiết diện giảm hai lần (xem báng 6.3)
243,3

143,6

-10,15
D7

15
-72,2

1632

-0,043

0,633

1709 (> ơ = 1632)

-0,207

0,821

2 2 1 6 (>ơ = 656)

-71

110

136
-656

6.1.7. Liên kết các thanh bằng bulông cường độ cao
ứng lực trượt cho phép trên một mặt phẳng ma sát khi liên kết bằng một
bulông cường độ cao:
Nb = mfp = 0,9.0,55.0,6ơ .F gy = 0,29 7ơ .F gy.

105


Đối với bulông đường kính 22mm, Fgy = 2,81crrf
Mác thép của bulông là Q-.35C, ơ = 10500kG/cnr = 10,5T/crrr.
N b = 0,297.10,5.2,81 = 8,76T.
Số bulông cần thiết đê liên kết các thanh:
p..,.
, , ,,
Đôi với thanh 0,:

nh =

N

288,2
= _ _ = 33con;
Nb

8,76

'T T
Đoi với U4:

_ 3 2 1 ,8
nh = —
= 37con;
b
8,76

IĐôi
V " với D 7:

n h _= -1 0 3_’ 6- _= n12con.
b
8,76

6.2. TÍNH TOÁN s ơ BỘ KẾT CẤU CỦA CẦU TRỤC
6.2.1. M ô tả kết cấu và mác thép
Kết cấu của cầu trục bao gồm hai dám chính và hai dầm biên, vuông g ó c
với dầm chính. Dầm chính chịu tải từ xe tải trọng (xe tời) và từ m ặt sàn có
đặt các thiết bị; chúng được cố định vào các dầm biên. Nhũng dầm biên
được tựa trên những xe dẫn của cần trục (các bộ chạy).
Dầm chính có tiết diện hình hộp, chiều cao của nó được giảm đi ở phía
gối. Các dầm, biên cũng có tiết diện hình hộp với chiều cao không đổi.
Kết cấu của dầm cầu trục là kết cấu hàn. Chúng được tính toán theo "Ọ uy
phạm kĩ thuật về thiết k ế dầm của cầu trục diện".
V ậ t liệ u c h ế tạ o k ế t c ấ u là th é p c , , 3 , R u s 2 0 0 0 k G / c n r ; R c - 1 2 0 0 k G / c n r ;

R Í = 1150kG /crrr.
6.2.2. Những sô liệu cơ bản
Trọng tải của xe tời

Q = 100T

Khẩu độ cầu của cần trục

L = 43m

Khẩu độ của dầm biên

/ = 5,8m

C hế độ làm việc của cần trục

Nhẹ

Tốc độ di chuyển của cầu trục

V

106

= 25m/ph


Hệ số "tính toán không đầy đủ" của cầu trục khi chia nó thành những hệ
thống riêng biệt:
- đối với dầm

chính có tiết diện

- đối với dầm

biên m = 0,5

hình hộp m = 0,8

Xe tời:
- kích thước, cơ sở B = 2,9m.
- bề rộng của đường di chuyển xe tời b = 3,8m
- trọng lượng G = 40T.
40
- áp lực tiêu chuẩn của bánh xe P|tc = Px +Pọ = — + 28 = 38T
40
P‘c = Px + P ịc = — + 22 = 32T
Áp lực lác dụng đểu của bánh xe đưa đến khoảng cách gần nhất đối với
trục của dầm biên là lị = l,9m.
Những số liệu về trọng lượng:
- dầm chính

Gdc = 54T

- sàn bên trên và đường 1 ray

G„ = 3,7T

- sàn phía dưới

G sd = 3,7T

- lan can, tay vịn

G lc = 1,6T

- cabin có thiết bị thông gió

G „ = 1,5T

- thiết bị điện

G đ = 5T

- dầm biên

Gdb = 2T

tải trọng phân bố

tải trọng tập trung

H ệ sô' vượt tải lấy dối vời trọ n g lượ ng kết cấu và th iế t bị k h i V < 6 0 m /p h

thì nq = 1,1
Hệ số vượt tải của áp lực thẳng đứng của bánh xe đối với chế độ làm
việc nhẹ:
- do trọng lượng bản thân xe tời

nx = 1,05

- do trọng lượng hàng Q

nQ= l , 2 .

6.2.3. Sơ đồ kết câu và tải trọng
Sơ đồ tải trọng thẳng đứng cho trên hình 6,7; sơ đồ tải trọng nằm ngang
(lực quán tính) cho trên hình 6.8.
107


H ình 6.8
6.2.4. Tố hợp tải trọng
T ấ t c ả c á c tải trọ n g đ ư ợ c đ ư a v à o tổ h ợ p c h ín h

6.2.5. Những kích thước cơ bản của dầm
Đê đảm bảo độ cứng cần thiết của dầm chính tiết diện hình hộp, thì cần
phải có chiều cao h = — -r— khẩu độ nhịp của dầm , bề rộng của bản cánh
14 20
bằng 0,4 -ỉ- 0,5 chiều cao dám và khoảng cách giữa các bản bụng (b) của
dầm phải thoả mãn yêu cầu — < 60 và — < 3,5.
b

108

b


L ấy chiểu cao của dầm chính h = 300ơmm (h «
cánh

14

L) và bề rộng của bản

(12
^
1200mm — = 0,4) với khoảng cách giữa các bản bung b = ìooơm m

V3

L
43000
x h 3000
„ „ r
— = — — = 4 3 < 6 0 và - = — — = 3 <3,5
b
1000
b 1000
C hiều cao của dầm chính ớ gối, phù hợp với chiều cao của dầm biên, lấy
bằrkg 1600mm (« —-ỉ-1/5 khẩu độ dầm).
4
Hình dạng đường bao của dầm chính lấy theo sơ đồ trên hình 6.9.
ị3

31500

5000

750

-350

43000

Hình 6.9
6.2.6. Tính toán dầm chính
Những cường độ tính toán có xét đến hệ số không đầy đủ của việc tính
toán đối với dầm chính
m R u = 0,8.2000 = 1600 kG/cm2;
m R , = 0 ,8 .1 2 0 0 = 9 6 0 kG /cnr;

m R Ỉ = 0 ,8 .1 1 5 0 = 920 kG/cm2;
Sơ đồ đãt tải của dầm cho trên hình 6.10.
,G'
A

T i T T i r r T m 1 + r m r I I*!i ụ
9 ,0

1

777/

i

<z>
_________ _________ co'

%

4 3 ,0

Hình 6.10

Những mặt cắt ở cách gối một khoảng cách: X, = 0,75m (mặt cắt 1-1);
x: = 3,25m (mặt cắt 2-2); Xj = 20,85m (mặt cắt 3-3) là mặt cắt tính toán
của dầm.

109


Tái trọng cô' định (tĩnh tủi)
Tĩnh tải phân bố tiêu chuẩn:
tc _ Gdc + G S1 + Gsd + Gịc _ 54 + 3,7 + 3,7 + 1,6
L

”

= l,46T/m

43

Tĩnh tải phân bố tính toán:
q = nq.q'c = 1,1.1,46= l,61T/m;
qL G đ( L - 9 ) + G tg( L - 1 8 )
K Al —----- 1---------------------------------- n q —
= Ị 6 M 3 + 5.34 + U . 2 5 =

u

= 40T;

43
M |t —0 , 75R A
Ail

q.o, 75

= 0 ,7 5 .4 0 -

1,61.0,75

= 29,5T.m;

M ,, = 3 , 2 5 . 4 0 - = 1 2 1 , 5T. m;

2

8 3 -(11,8.5 + 2,8.1,5)1,1 = 414 Tm;

M 3l = 2 . 0 , 8 3 . 4 0 - --6-1

Q„ = 4 0 -0 ,7 5 .1 ,6 1 = 38,8T;
Q 2, = 40 -3,25.1,61 = 34,8T;
Ọ 3| = 4 0 - 2 0 ,8 .1 ,6 1 - ( 5 + 1,5) 1,1 = -0 .7 T

Tải trọng tliẳnẹ đứng tạm thời (hình 6.11):
a

x3 = 20,83

a

Pi
/777777

0,5Lk= 21,5m
Lk= 43m

Ilình 6.11
p, = nxPx + nQpẬ = 1,05.10 + 1,2.28 = 44T ;
P2 = nẪPx + nQp» = 1,05.10+1,2.22 = 37T ;
Hợp lực

110

R = p, + P2 = 44 + 37 = 81T