Tài liệu Tính toán cần cẩu Derrick tải trọng nâng 3T dùng cho tàu thủy - chương 7: Các bộ phận khác của cơ cấu nâng ppt

Chương 8: Các bộ phận khác của cơ cấu
nâng
2.2.2.7.1. Bộ phận kẹp cáp trên tang
Có nhiều phương pháp kẹp cáp trên tang song có hai kiểu
tiện lợi được sử dụng rộng rãi là kiểu dùng tấm kẹp cáp ép trên
mặt tang bằng bulông và dùng kiểu chiêm hãm đầu cáp trên
tang, ta sử dụng phương pháp kiểu kẹp cáp trên tang thông
thường. Phương pháp này sử dụng rộng rãi hơn, đơn giản chế
tạo, sử dụng tiện lợi. Cáp được kẹp lên thành tang bằng 1
bulông qua tấm đè kẹp trên tang.
- Lực căng tác dụng lên bộ phận kẹp cáp được tính theo công
thức:
N
e
e
S
S
fa
dm
k
9,299
2,1355
4.12,0


Trong đó: f = 0,12  0,16 – hệ số ma sát giữa mặt tang với cáp,
chọn 0,12
 = 4- góc ôm của các vòng cáp dự trữ (2) trên tang tương
ứng
- Lực kéo mỗi bu lông kẹp tính theo công thức:
)1)((

1
1



f
k
eff
S
P
Với: f
1
- hệ số ma sát giữa tấm kẹp và cáp, góc ôm cáp 2 =
2.40
0
= 80
0
187,0
40sin
12,0
sin
1


f
f

1
- góc ôm của cáp trên tang
khi chỉ còn một vòng cáp

N
e
P 3060
)1)(187,012,0(
9,299
4.12,0




- Ứng suất tổng xuất hiện trong
bulông cả chòu nén và uốn:
3
1
2
1
1,0
4

3,1
dz
lnP
d
z
nP
u
T




Với: n- hệ số an toàn cho mối kẹp, n  1,5 chọn n = 2.
z- số lượng bulông, z-1
P
u
– lực uốn bu lông: P
0
= f.P = 0,187. 3060 = 572N
d
1
- đường kính trong bu lông ta chọn: d
1
= 15mm
1- cánh tay đòn đặt lực P
0
đó là khoảng cách từ điểm tiếp xúc
của cáp với thanh đè lên đến bề mặt tang, l = 12mm.
2
32
/8608,4008,45
15.1,0.1
12.572.2
4
15
.14,3.1
3060.2.3,1
mmN
r


Vậy bu lông có d = 15mm chế

tạo bằng thép CT3 thõa mãn
yêu cầu. Từ đường kính bulông
ta chọn thanh đè tiêu chuẩn như
hình vẽ (2-10)
2.2.2.7.2. Trục tang
Sơ đồ tính toán như hình vẽ (2-
11)
Lực căng trên tang có trò số:
R = S
đm
= 1355,2 KG = 13552N
Ta xét 3 trường hợp
+ Trường hợp 1: lực căng cáp tại
điểm C
R
C
= 13552N; R
D
= 0
Phản lực tại A
N
R
R
c
A
6,11498
660
560.13552
660
)50060(




Phản lực tại B
R
B
= R
C
– R
A
= 13552 – 11498 = 2053,4N
Mômen đối với điểm C
M
C
= R
A
. 100 = 11498,6 . 100 = 1149860N
Mômen đối với điểm D
M
D
= R
B
. 60 = 2053,4 . 60 = 123204N
+ Trường hợp II
Lực căng tại điểm D
R
D
= 13552N ; R
C
= 0

Phản lực tại B
N
R
R
D
B
12320
660
600.13552
660
)500100(



Phản lực tại A
R
A
= R
D
– R
B
= 13552 – 12320 = 1232N
Mômen đối với điểm C
M
C
= R
A
. 100 = 1232 . 100 = 123200N
Mômen đối với điểm D:
M

D
= R
B
. 60 = 12320.60 = 739200N
+ Trường hợp III:
Lực căng cáp nằm ở giữa tang:
R
C
= R
D
= 6776N
Phản lực tại A
N
RR
R
DC
A
6,5759
660
6776)60500.(6776
600
)500100(







Phản lực tại B

R
B
= 13552 – R
A
= 13552 – 5759,6 = 7792,4N
Mômen đối với điểm C
M
C
= R
A
.100 = 5759,6. 100 = 575960N
Mômen đối với điểm D
M
D
= R
B
. 60 = 7792,4 . 60 = 467544N
Qua các trường hợp trên ta thấy mômen lớn nhất tại điểm
C ở trường hợp I với tang khi làm việc nó chòu mômen uốn theo
chu kỳ đối xứng.
Vật liệu chế tạo tang dùng thép C45 có:
- Giới hạn bền

b
= 610 (N/mm
2
)
- Giới hạn chảy

c

= 430 (N/mm
2
)
- Giới hạn mỏi [

-1
] = 250 (N/mm
2
)
Ứng suất cho phép với chu kỳ đối xứng. Trong phép tính sơ
bộ có thể tính theo công thức.
 
kn].[
1



Trong đó: hệ số [n] và k lấy theo bảng, ta chọn k = 2, [n] = 1,6
)./(13,78
2
.
6
.
1
250
][
2
mmN

Tại điểm C có đường kính là:

mm
M
d 7,52
13,78.1,0
1149860
][1,0
3
3
max


Chọn đường kính tại C d = 45mm
Kiểm tra trục tang tại tiết diện nguy hiểm
2
33
/73
54.1,0
1149860
.1,0
mmN
d
M
e
n


Số giờ làm việc tính theo công thức
T = 24 . 365.A . k
ng
. k

n
= 24 . 365. 10. 0,67. 0.5 29346 (giờ)
Số chu kỳ tổng cộng tính theo công thức
Z
0
= T.a
ck
. a
t
Trong đó: a
ck
– số chu kỳ làm việc trong một giờ, a
ck
= 20
a
t
– số lần gia tải trong một chu kỳ, a
t
= 1
Z
0
= 29346 . 20 . 1 = 5,869.10
5
Tổng chu kỳ làm việc Z
0
phân ra số chu kỳ làm việc Z
1
, Z
2
, Z

3
,
tương ứng với tải trọng Q
1
, Q
2
, Q
3
theo tỷ lệ thời gian 2:5:3
11738410.869,5
10
2
10
2
5
01
 ZZ
29354010.869,5
10
5
10
5
5
02
 ZZ
17607610.869,5
10
3
10
3

5
03
 ZZ
Số chu kỳ làm việc tương ứng
8
3
.3
8
2
2
8
1
1





























Q
Q
Z
Q
Q
Z
Q
Q
ZZ
td
Z
tđ
= 117384 + 0,75
5
. 293450 + 0,2
8
. 176076 = 146743
Hệ số chế độ làm việc
695,1

136743
1010
8
7
8
7

td
C
Z
K
Giới hạn mỗi tính toán:

-1
= [
-1
] K
c
= 250 . 1,695 = 423,75 N/mm
2
Hệ số chất lượng bề mặt ở đây ta chọn:  = 0,9 (bề mặt gia công
tinh)
Hệ số kích thước
 = 0,7
Hệ số tập trung ứng suất k

= 1 (với trục đơn
Hệ số an toàn được tính theo công thức
m
b

a
k
n









.
.
.
1
1




Ở đây: 
m
= 0 ứng suất thay đổi theo chu kỳ đối xưng
49,3
0
9,0.7,0
73.1
75,423




n
 n

> [n] = 1,6
Vậy trục thỏa mãn điều kiện bền.