Tài liệu Tính toán cần cẩu Derrick tải trọng nâng 3T dùng cho tàu thủy - chương 14: tính toán kết cấu cần cẩu, cột cẩu docx

CHƯƠNG 14
TÍNH TOÁN KẾT CẤU CẦN CẨU,
CỘT CẨU
3.1. TÍNH CHỌN KẾT CẤU CẦN CẨU
3.1.1. Sơ Đồ Tính Cần
Sơ đồ tính của hệ cần
Mo – Xlêvinh như trên hình
(3-1)
- Sức căng trong palăng
nâng cần T khi không tính tải
trọng gió tác dụng lên cần, và
ở góc nghiêng cần nhỏ nhất
được tính theo công thức:

sin.
1
.2
1
1
2
hh
QT
o









Với: h- chiều cao cột tính từ chân cần, h = 9m.
l – chiều dài cần, l = 12m

NT 8500
9
12
.2
9
12
1.25500
2








Lực nén trong palăng nâng cần tính theo công thức:
AQS
h
l
QN
oo
95,0.
1

Trong đó: + S
1

– lực căng trong nhành dây nâng hàng, tính
theo công thức
S
1
= k.Q
0
= 1,02 . 36000 = 39780N
Với: k – hệ số tính bằng k = 1 +
; cáp bằng thép thì  =
0,02
+ A- hệ số cho trong bảng [5.15-tr.186 sổ tay thiết bò tàu
thủy T2] dựa vào tỷ số h/l.
12
36000. 39780 0,95.36000.1, 45 137370
9
N N   
3.1.2. Chọn Cần
Cần derrick đã được tiêu chuẩn hóa (OCT 8835 – 58)
gồm 3 kiểu:
- Kiểu I- Cần có mặt cắt không đổi, lực nén từ 10
 100
kN, chiều dài cần từ 4
 10m.
- Kiểu II- Cần gồm một đoạn ống lớn, hai đoạn ống nhỏ,
nối với nhau bằng 2 đoạn ống côn gắn, lực nén từ 50
 200kN,
chiều dài từ 8
 16m
- Kiểu III- cần một đoạn ống trụ và hai đoạn ống côn, lực
nén từ 100

 900 kN, chiều dài từ 10  22m.
Cần được làm bằng thép ống đònh hình hoặc cuốn bằng các
tấm tôn phẳng lên máy cuốn tôn, rồi lại bàn lại bằng các mối
hàn dọc. Thép làm cần là thép không hàn
OCT 8731-58 và
OCT 8732-58, thép tấm 09T2-OCT 5058-87, thép 20-OCT
1050-57, thép M21a-
OCT 380-57 hoặc các thép có tính chất
tương đương tính hàn tốt.
Từ lực nén N cần ta chọn kiểu cần III hình (3-2) có các
thông số sau:
Bảng 3-1. Các thông số kỹ thuật của cần
Lực nén, kN 100 d,mm 180
L,m 12 S,mm 7
L
1
,m 12,1 S
1
,mm 6
l
1
,m 4 S
2
,mm 6
l
2
,m 4,05 S
3
,mm 7
D,mm 245 Khối lượng,

kg
420
3.2. TÍNH CHỌN CỘT
3.2.1. Sơ Đồ Ngoại Lực Tác Dụng
Lên Cột
Với hệ cần Mo – Xlêvinh cột cẩu
là một cột cẩu đơn giản. Ngoại lực tác
dụng lên cột cẩu như hình (3-3) bao
gồm:
+ Lực T của palăng nâng cần tác dụng
vào cụm ròng rọc đỉnh cột. S
T
=
40018N
+ Lực nén dọc cần N tác dụng vào gối
đỡ cần. N = 95136N.
+ Sức căng S
t
của đoạn dây nâng hàng chạy dọc cần. S
t
=
12750N
+ Sức căng T
1
của đoạn dây nâng hàng chạy vào tời. T
1
=
13552N.
Các lực trên được phân thành các thành phần thẳng đứng
Q

a
, Q
c
, Q
t
và nằm ngang T
a
, T
c
, T
t
như trên hình.
Với cần nhẹ lắp trên cột, các thành phần lực nén trên được
xác đònh theo công thức:
T
a
= T
c
= (N-S
t
). cos
Q
a
= T.sin + T
1
Q
c
= (N –S
1
). sin

T
1
 Q
t
 0,707.S
t
Trong đó:  - là góc nghiêng cần tính lớn nhất khi góc
nghiêng là 15
0
- là góc nghiêng palăng nâng cần,  = 62
0
Ta được:
T
a
= T
c
= (95136 – 12750). cos15 = 79578N
Q
a
= 40017.sin62 + 13552 = 48970N
Q
c
= (95136 – 12750). Sin15 = 21323N
T
t
 Q
t
 0,707 . 13552 = 9581N
3.2.2. Chọn Sơ Bộ Kích Thước Mặt Cắt Tháp Cấu
Cột cẩu thường có mặt cắt tròn. Mỗi đoạn có thể là tấm

tôn được cuốn thành hình trụ, hình côn và được nối với nhau
bằng một mối hàn dọc. Khi ghép các đoạn cột với nhau, cần
ghép sao cho mối hàn dọc ở hai đoạn lệch nhau 90
0
, chiều dài
cũng lệch nhau không ít hơn 0,125 chu vi ống. Các mối hàn cần
có vát mép chữ V, hàn giáp mối hàn phải được kiểm tra bằng tia
rơnghen hoặc tia gramma. Tại chỗ cột đi qua ngang boong chiều
dày cột tăng lên 20
 30%. Đường kính cột tại chỗ lắp cụm ròng
rọc nâng cần bằng (0,6
 0,75) đường kính lớn nhất. Chiều dày
cột tại đó cũng bằng (0,7
 0,75) chiều dài cột ở boong đỡ trên.