Tài liệu Tính toán cần cẩu Derrick tải trọng nâng 3T dùng cho tàu thủy - Chương 10: Kích thước của tang và ròng rọc doc

1
Chương 10: Kích thước cơ bản của tang và
ròng rọc
Đường kính nhỏ nhất cho phép đối với tang và ròng rọc
xác đònh theo công thức:
D
t
 d
e
(e-1) = 15 (18-1) = 255
mm
Chọn D
t
= D
rr
= 300mm, tang
trơn không cắt rãnh hình (2-
11)
Chiều dài làm việc của dây cáp là:
1 = (l
1
+ l
n
) a
c
= (13,1 – 4,28).4 = 35m
Với: l
1
. l
n
– chiều dài của palăng ứng với tầm với xa nhất và

tầm với gần nhất, xác đònh từ sơ đồ hình học của cần trục (bảng
2-10)
Chiều dài đoạn dây cáp trên một bước cuốn 1 lớp là:
l
t
=  (D
t
+ d
c
) = 3,14 (0,3 + 0,015) = 0,989m
Số bước cuốn cáp:
35
35
0,989
t
l
Z
l
  
vòng
Chiều dài cần thiết của tang
L = Z.d
c
= 35.15= 525 mm
Bề dày của tang theo công thức kinh nghiệm:
 = 0,02.D + (6  10) = 0,02 . 300 + 6 = 12mm
2
Ứng suất nén theo công thức
 
n

dm
n
t
Sk





.

Với: S
đm
– lực căng cáp lớn nhất
 - bề dày thành tang
t - bước cuốn cáp
 - hệ số giảm ứng suất, tăng bằng gang  = 0.8
k – hệ số phụ thuộc số lớp cuốn cáp trên tang, k=1
2
/62
5,11.12
10611.8,0.1
mmN

Tang được đúc bằng gang CБ 15-32 là vật liệu phổ biến nhất
có giới hạn bền nén là: 
bn
= 565N/mm
2
.

2
/113
5
565
5
][ mmN
bn



Vật tang có bề dày  = 12mm, tang làm việc đủ bền
2.3.3. Động Cơ Điện
Ta phân thành 10 vò trí của cần tương ứng với các góc
nghiêng, 
1
, 
1

1.
Ứng với 15
0
, 20
0
, 30
0
, 73
0
. Để tính lực
trung bình bình phương lên palăng nâng cần trong quá trình
thay đổi tầm với từ L

max
đến L
min
. Ở đây ta trình bày cách tính
cho vò trí tương ứng với góc 
1
= 15
0
, đối với các vò trí khác
cũng tính tương tự. Kết quả cho ta như sau:
Vận tốc thay đổi chiều dài palăng nâng cần
sm
t
ll
v
n
p
/538,0
2,16
28,401,13
1





3
Với: l
1
, l

n
– chiều dài palăng cần ở vò trí đầu và vò trí cuối của
cần.
t- thời gian thay đổi từ L
max
đến L
min
sphut
V
LL
t
n
2,1627,0
30
5,36,11
minmax





Thời gian thay đổi tầm với từ vò trí 1 đến vò trí 2
s
V
ll
t
p
36,1
538,0
28,1201,13

21
1






Đối với các vò trí khác tính tương tự có được số liệu theo bảng
(2-10)
4
Bảng 2-10. Các số liệu để tính động cơ và các chi tiết cơ cấu thay đổi tầm với
Vò trí của cần tương ứng với góc nghiêng 
-1
Các thông số tính toán
I(15
0
) II(20
0
) III(25
0
) IV(30
0
) V(35
0
) VI(45
0
) VII(55
0
) VIII(60

0
) IX(65
0
) X(73
0
)
Cánh tay đòn b,m 8,01 8,25 8,45 8,65 8,76 8,97 8,94 8,77 8,48 7,35
Chiều dài palăng l
P
, m 13,01 12,28 11,57 10,8 10,06 8,79 6,8 6,15 5,39 4,28
Thời gian thay đổi tầm
với t,s
0 1,35 2,67 4,1 5,48 8,49 11,71 12,75 14,16 16,22
Lực trong palăng nâng
cần S
c
, KN
a) Q = 25
KN và q =
400N/m
2
40,01 38,93 36,77 35,06 33,0 28,28 24,03 22,03 19,78 17,25
b) Q = 0KN và q =
400N/m
2
3,9 3,805 3,66 3,56 34,2 3,07 2,78 2,64 2,48 2,41
c) Q = 20KN và q =
400 N/m
2
33,41 32,1 30,38 29,03 27,38 13,6 20,21 18,61 16,91 14,12

5
d) Q = 15
KN và q =
400N/m
2
19,03 18,42 17,6 16,96 16,15 14,23 12,56 11,77 10,87 10,15
Lực trung bình S
TB
KN
ứng với tải trọng
Theo mục a 39,52 37,85 35,92 34,06 30,58 26,23 23,07 20,82 18,54
Theo mục b 3,85 3,736 3,61 3,58 3,29 2,95 2,62 2,32 2,19
Theo mục c 32,75 31,24 29,92 28,41 25,48 21,88 19,82 17,72 15,7
Theo mục d 18,72 18,01 17,23 16,54 15,39 13,80 12,33 11,64 10,12
Theo mục e 11,75 11,41 11,52 10,62 10,09 9,29 8,58 7,85 8,09
Khoảng thời gian của
lực S
TB
tác dụng t
i
, s
1,36 1,36 1,43 1,73 2,91 3,14 1,20 1,41 2,06
6
Lực trung bình bình phương tác dụng palăng nâng cần
trong chu kỳ làm việc nâng có tải và hạ không tải theo công
thức:





t
tStS
S
TBTB
tb

2
2
2
1
1
2
KN
21
2,16.2
06,2.19,241,1.32,22,1.62,214,3.95,291,2.29,337,1.58,3
43,1.61.332,1.73,336,1.85,306,2.54,1841,1.82,202,1.07,23
14,3.23,2691,2.58,3037,1.06,3443,1.92,3532,185,3735,1.52,39
222222
222222
222222





Hiệu suất chung của cơ cấu nâng cần:

c
= 

pc
. 
tc
. 
oc
. 
bl
= 0,92 . 0,96. 0,83. 0,95 = 0,7
Trong đó:

pc
= 0,913- hiệu suất palăng nâng cần

tc
. 
oc
– hiệu suất tang và bộ truyền cơ cấu

bl
– hiệu suất bản lề
Công suất trung bình bình phương yêu cầu đối với động cơ
điện trong chu kỳ làm việc nâng có tải và hạ không tải.
KW
VS
N
c
pTB
TB
14,16
7,0.1000

538,0.21000
.1000
.


Thời gian một chù kỳ với số chu kỳ trung bình trong một
giờ là, a
ck
= 30
st
ck
120
30
3600

7
Cường độ làm việc thực tế tối đa của động cơ điện khi hạ
cần trục làm việc với các tầm với từ lớn nhất đến nhỏ nhất.
%27
120
2,16.2
100.

ck
lv
t
t
C
th
Đ

t
lv
= 2.16,2: thời gian thay đổi tầm với từ Max đến Min
Công suất tính toán đối với động cơ điện 25%
KW
C
C
NN
tbt
77,16
25
27
.14,16

dn
th
Đ
Đ
Ta chọn được động cơ điện có các thông số cơ bản sau:
Bảng 2-11: Các thông số của động cơ của cơ cấu nâng
cần
Kiểu
động
cơ
Công
suất
KW
Vận
tốc
(v/ph)

Cos

dm
m
M
M
dm
M
M
max
Mômen
bánh đà
của roto
(GD
2
(kgm
2
)
Trọng
lượng
(kg)
ĐK 84-
6
16 980 0,86 1,5 2,2 6,5 310
Kiểm tra khả năng quá tải tức thời, số vòng quay cần có của
tang nâng cần:
60. .
60.0,538.4
131 /
. 3,14.0,3150

p c
tg
c
V a
n v p
D

  
8
Tỷ số truyền của bộ truyền trung gian là:
1
980
7,5
131
de
c
n
i
n
  
Mômen do lực tổng lớn nhất tác dụng trong palăng nâng cần (số
liệu theo bảng 2-3)
max
max
.
40144.0,315
300
2. . . 2.4.7,5.0,7
c c
c c c

S D
M Nm
a i

  
Mômen danh nghóa của động cơ:
Nm
n
N
M
dc
dc
dn
156
980
16
.95509550 
Mômen lớn nhất động cơ có thể phát ra khi quá tải
M
đemax
= 
gh
. M
dn
= 3.156 = 468Nm
Vậy M
max
< M
đemax
Kiểm tra thời gian mở máy với lực S

max
, mômen mở máy trung
bình của động cơ, theo công thức:
Nm
MM
M
m
8,241
2
156).1,12(
2
minmax





Với: M
max
 1,8  2,8M
dn
– mômen máy lớn nhất, Nm
M
min
 1,1 M
dn
– mômen mở máy nhỏ nhất, Nm
Mômen vô lăng trên trục I động cơ
 (GD
2

)
I
= GD
2
1
+ GD
2
kn
= 65 + 103,5 = 168,5Nm
2
Với: GD
2
kn
= 103,5Nm
2
mômen vô lăng của khớp nối cùng bánh
phanh
9
Thời gian mở máy
cccm
ce
tm
ii
n
m
iaMM
nD
L
L
GQ

MM
nDG
t


22
1
1
2
2
2
1
11
2
)(375
).(
)(375
)(






2
2
2 2
1
36000 4000 .0,3150 .980
2

1,15.168,5.980
375(604,5 300) 375(604,5 300).4 .5,05 .0,7
1,75 0,040 1,79
 
 

 
 
 
 
 
 
 
  
Vậy thời gian mở máy với lực tổng lớn nhất S
cmax
nằm
trong giới hạn cho phép (4
5)s, động cơ điện chọn đã hợp lý.
Dựa vào công suất, tỷ số truyền ta chọn được bộ truyền
dưới dạng hộp giảm tốc tương ứng.