Tài liệu Tính toán cần cẩu Derrick tải trọng nâng 3T dùng cho tàu thủy - Chương 12:Tính toán cơ cấu quay ppt

Chương 12: Tính Toán Cơ Cấu
Quay
2.4.2.1. Xác đònh mômen tác dụng lên cần
Toàn bộ mômen cản tónh của cơ cấu quay tại chốt chân
cần là:
M
q
= M
1
 M
2
 M
3
Với: + M
1
– mômen cản do ma sát của hệ thống tựa quay
+ M
2
- mômen do độ nghiêng chòng chành trên tàu
+ M
3
– mômen cản do gió
Trong công thức trên lấy dấu + khi độ chòng chành tàu và
gió cản trở chiều quay cần, lấy dấu – khi độ nghiêng tàu và gió
xuôi chiều quay.
- Mômen cản do ma sát quay cần bằng hệ thống palăng
chủ yếu do ma sát chân cần, ta chọn hệ thống tựa quay chòu tải
trọng ngang H và tải trọng đứng
V.
Phản lực xác đònh theo
công thức:

h
aGQL
HHH
c


21
0
36000.11,6 4000.6.sin15
9
47090
N



V = Q +G = 36000 + 4000 = 40000N
Mômen do cản ma sát do phản lực ngang xác đònh theo công
thức:
2

1
1
d
fHM
n

Với: d
1
- là đường kính ngõng trục chọn sơ bộ d
1

= 80mm; f- hệ
số ma sát với ổ trượt 0,1.
 M
n
= 40000.0,1.
2
80
= 160000 Nmm = 160 Nm
Mômen cản ma sát chòu tải trọng đứng V tính theo công thức:
M
đ
= V.f.d
th
Với: d
tb
– đường kính trung bình của ổ, d
tb
= (80 + 40)/2 = 60mm
M
đ
= 40000. 0.1.60 = 240000N = 240Nm.
Vậy M
1
= M
n
+ M
đ
= 160 + 240 = 400Nm
Mômen do độ chòng chành tàu ta lấy góc nghiêng tàu lắc ngang
1

0
.
M
2
=(Q
0
.L+G
C
.a).sin1= (36000.11,6 + 4000.5,8).sin1= 7693 Nm
Mômen cản quay do gió theo công thức:
M
3
= q.(F
v
.L + F
1
.a)
Với: q- áp lực lực gió tính toán, q = 200N/m
2
F
v
- diện tích chòu gió của vật nâng, F
v
= 4m
2
F
1
- diện tích chòu gió của cần và các chi tiết trên nó, F
1
= 2,5m

2
M
3
= 200 (4.11,6 + 2,5.6. sin15) = 10056 Nm
Vậy mômen cản quay bằng:
M
q
= M
1
+ M
2
+ M
3
= 400 + 7693 + 10056 = 18149 Nm
2.4.2.2. Hệ thống tang, ròng rọc của cơ cấu quay
2.4.2.2.1. Tính chọn cáp
Trong quá trình làm việc của cơ cấu quay thì dây cáp được
cuốn lên tang, qua ròng rọc đổi hướng. Để tiện lợi trong khi làm
việc, giảm lực căng dây cáp và giảm đường kính kích thước bộ
truyền động. Ta chọn sơ đồ palăng đơn với bội suất palăng a = 4
để quay cần.
+ Lực căng đònh mức xuất hiện ở palăng quay cần khi góc
nâng nhỏ nhất với hệ cần M
o
– Xlêvinh được xác đònh theo công
thức (5.15 tr.186 sổ tay Thiết bò tàu thủy T2):
D
B
QA
T

m
/
1
.
0


Với A- trò số cho trong bảng [5.15- Tr.186 sổ tay Thiết bò
tàu thủy T
2
]:
Tỷ số h/l = 9/12 = 0,75, trong đó h chiều cao cột tính từ
chân cần, l chiều dài cần; A = 1,45
B,D- trò số có thể xác đònh theo đồ thò [5.30- Tr.187 sổ tay
thiết bò Tàu thủy T2]. Ta xác đònh được B = 1,25; D = 0,96
1, 45.36000
1954,7
1 1, 25/ 0,96
m
T N
 

Lực căng đònh mức cuốn lên tang qua ròng rọc dẫn thường
được xác đònh theo công thức:
pr
m
dm
a
T
S


.

Trong đó: 
R
: hiệu suất ròng rọc đặt trên ổ lăn và bôi trơn bằng
mỡ
> Chọn

R
= 0.98
a: Bội suất của palăng a = 4

p
: Hiệu suất palăng. 92,0
a
rp

Thế số vào:
1954,7
551,3
. 4.0,92.0,98
m
dm
r p
T
S KG
a
 
  

Kích thước dây cáp được chọn dựa vào công thức:
S
đ
= S
max
.n
Trong đó: S
đ
– lực kéo đứt cáp, N
n- hệ số an toàn của cáp khi nó làm việc nhẹ, n = 2
S
max
= S
dm
. k =
551,3
. 1,5 = 826.9KG
Với: k là hệ số tải trọng động, k = 1,5
 S
đ
= 826.9 . 2 = 1654 KG
Thông qua S
đ
đã tính chọn cáp theo tiêu chuẩn OCT
3077-55 có lực đứt dây cáp theo tiêu chuẩn S
đ
 S
max
. n, ta chọn
được cáp có thông số sau:

Giới hạn bền của sợi:

b
= 140N/mm
2
Đường kính cáp: d
c
= 12 mm
Lực kéo đứt: S
đ
= 6430 kg/mm
2
Tiết diện của cáp: F
c
= 54,06mm
2
Trọng lượng cáp trên 100m là: 49,21 kg
2.4.2.2.2. Đường kính cơ bản của tang và ròng rọc
Đường kính nhỏ nhất của tang và ròng rọc được xác đònh
theo công thức sau:
D
tg
= (1622). d
c
=> Chọn D
tg
= 16. d
c
= 16. 12= 192 mm
Trong đó: d

c
– đường kính cáp, d
c
= 12 mm
Chọn D
tg
= 140 và đường kính ròng rọc bằng đường kính
tang để đảm bảo độ bền lâu cho cáp D
g
= 140mm.
Vật liệu chế tạo tang là gang và ròng rọc là thép CT3, tang
trơn.
2.4.2.2.3. Chiều dài tang
Tang phải đảm bảo sao cho khi hạ vật xuống vò trí thấp
nhất trên tang vẫn vòn lại ít nhất 1,5 vòng dây, không kể những
vòng nằm trong cặp (Quy đònh về an toàn)
- Chiều dài có ích của cáp:
L = H.a
H- chiều dài lớn nhất của cáp khi quay cần đến vò trí
vuông góc với mạn tàu, H = 18,5m
a- Bội suất palăng, a = 4
Vậy l =18,5 . 4 = 74
- Chiều dài đoạn dây cáp trên 3 lớp cuốn cáp là:
l
1
=  (D
tg
+ d
c
) +  (D

tg
+ 5d
e
) = 3 (D
tg
+ 3d
e
) =
= 3
 (0,14 + 3.0,012) = 1,66 m
- Số bước cuốn cáp
1
74
45
1,66
l
Z
l
  
- Chiều dài cần thiết của tang:
L = Z . d
c
= 45 . 12 = 540 mm
Bề dầy của tang xác đònh theo công thức kinh nghiệm:
 = 0,02 D
t
+ (6  10)
= 0,02 . 140 + (6
10) = 10mm.
Kiểm tra sức bền của tang theo công thức:

t
Sk
n
.

max




Với: - hệ số giảm ứng với tang bằng gang  = 0,8
k- hệ số phụ thuộc số lớp cáp cuốn trên tang
Số lớp
cuốn
1 2 3
 4
k 1 1,4 1,8 2
2
max
. .
1,8.0,8.826,9
14,7 /
. 10.8,1
n
k S
N mm
t




  
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 làm việc đủ bền.