Kết cấu thép của máy trục là một nhân tố quan trọng trong hoạt động lâu dài ở ngoài trời: chụi tải trọng gió, bảo và các tải trọng khác. Kết cấu thép là phần chụi tải để các cơ cấu maý làm việc bình thường.
Trong các máy trục, kết cấu kim loại chiếm 1 phần kim loai rất lớn. Khối lượng kim loại dùng cho kết cấu cần chiếm 60% - 80% khối lượng toàn bộ máy trục. Vì thế việc chọn kết cấu cần thích hợp cho kết cấu cần để sử dụng một cách kinh tế là quan trọng nhất.
Kết cấu cần của máy trục thường sử dụng thép định hình như thép ống, thép gốc hay thép tấm được nối với nhau bằng hàn hay đinh tán. Các loại thép này được chế tao bằng thép cacbon, thép hợp kim thấp hay bằng hợp kim nhôm.
Giới thiệu về kết cấu thép cần trục thiết kế
Kết cấu cần gồm 1 tay cần cơ bản được liên kết với cần trục qua 2 khớp bản lề.
Tay cần lúc nào cũng nằm trên cần trục ngay cả khi di chuyển. Còn những đoạn tay cầm còn lại sẽ nằm bên ngoài và khi cần dùng trong những phạm vi khác nhau thì sẻ dung các đoạn cần đó. Các đoạn tay cần này được nối với tay cần cơ bản bằng các chốt.
Do kết cấu tay cần như vậy nên cần có thêm một thiết bị để gắn các cụm puly, vị trí treo cáp nâng cần và đồng thời chịu 1 phần lực tác dụng lên các thanh bụng.
Việc nghiên cứu tính toán ứng dụng kết cấu thép của máy có liên quan đến các ngành khoa học khác như: sức bền vật liệu, cơ học lý thuyết, công nghệ hàn . mặt khác kết cấu thép là phần chiếm nhiều kim loại nhất trong toàn bộ máy trục, vì thế để có khối lượng máy trục hợp lý cần phải thiết kế vả tính toán phần kim loại của nó.
Ngoài việc đảm bảo độ bền khi làm việc, kết cấu kim loại phải dễ gia công, chế tạo, đẹp và có giá thành tương đối, dễ bảo quản sửa chữa.
Tuy em đã cố gắng hết sức vận dụng các kiến thức trong quá trính học tập vào tính toán và thiết kế, song vẫn không thể nào tránh được những sai sót. Qua đề tài này đã giúp em kiểm tra và vận dụng kiến thức đã học vào trong thực tế. Đồng thời qua đó giúp em ôn lại kiến thức đã học.
Nhân nay, em xin gởi lời cám ơn đến quý thầy cô trong khoa Cơ Khí, bạn bè, đặt biệt là sự giúp đỡ tận tình của thầy Nguyễn Danh Chấn trong khoa đã giúp đỡ em thực hiện đề tài này.
II- Hình thức kết cấu, vật liệu và phương pháp tính
Cần trục ơ tơ là loại cần trục thay đổi tầm với bằng cách nâng hạ cần. Cần là một dàn có trục thẳng, tiết diện thay đổi theo chiều dài cần. Phần dưới của cần đặt trên bản lế cố định, trên phần quay của cần trục bánh xích. Đầu trên nối với palang thay đổi tầm với. Vì thế cần được xem như 1 thanh đặt trên 2 bản lề.
Đối với cần trục chịu tải trọng lớn cần được chế tạo kiểu dàn với tiết diện ngang là 1 tứ giác. Thanh biên các tứ giác đó làm bằng thép góc hoặc thép ống. Để giảm nhẹ trọng lượng, cần được chế tạo theo kiểu dàn độ cứng thay đổi và tiết diện ngang của cần thay đổi theo chiều dài cần.
Ta tính kết cấu kim loại máy trục theo phương pháp ứng suất cho phép:
=
Trong đó: : ứng suất do tải trọng tiêu chuẩn sinh ra trong cấu kiện.
: ứng suất cho phép.
: ứng suất chảy của vật liệu thép.
: hệ số an toàn.
47 trang |
Chia sẻ: oanh_nt | Lượt xem: 1295 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang nội dung tài liệu Đề tài Kết cấu thép cần trục ô tô tải trọng q = 10t, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
KẾT CẤU THÉP CẦN TRỤC Ơ TƠ
TẢI TRỌNG Q = 10T
I- Giới thiệu chung
K
ết cấu thép của máy trục là một nhân tố quan trọng trong hoạt động lâu dài ở ngoài trời: chụi tải trọng gió, bảo và các tải trọng khác. Kết cấu thép là phần chụi tải để các cơ cấu maý làm việc bình thường.
Trong các máy trục, kết cấu kim loại chiếm 1 phần kim loai rất lớn. Khối lượng kim loại dùng cho kết cấu cần chiếm 60% - 80% khối lượng toàn bộ máy trục. Vì thế việc chọn kết cấu cần thích hợp cho kết cấu cần để sử dụng một cách kinh tế là quan trọng nhất.
Kết cấu cần của máy trục thường sử dụng thép định hình như thép ống, thép gốc hay thép tấm được nối với nhau bằng hàn hay đinh tán. Các loại thép này được chế tao bằng thép cacbon, thép hợp kim thấp hay bằng hợp kim nhôm.
Giới thiệu về kết cấu thép cần trục thiết kế
Kết cấu cần gồm 1 tay cần cơ bản được liên kết với cần trục qua 2 khớp bản lề.
Tay cần lúc nào cũng nằm trên cần trục ngay cả khi di chuyển. Còn những đoạn tay cầm còn lại sẽ nằm bên ngoài và khi cần dùng trong những phạm vi khác nhau thì sẻ dung các đoạn cần đó. Các đoạn tay cần này được nối với tay cần cơ bản bằng các chốt.
Do kết cấu tay cần như vậy nên cần có thêm một thiết bị để gắn các cụm puly, vị trí treo cáp nâng cần và đồng thời chịu 1 phần lực tác dụng lên các thanh bụng.
Việc nghiên cứu tính toán ứng dụng kết cấu thép của máy có liên quan đến các ngành khoa học khác như: sức bền vật liệu, cơ học lý thuyết, công nghệ hàn…. mặt khác kết cấu thép là phần chiếm nhiều kim loại nhất trong toàn bộ máy trục, vì thế để có khối lượng máy trục hợp lý cần phải thiết kế vả tính toán phần kim loại của nó.
Ngoài việc đảm bảo độ bền khi làm việc, kết cấu kim loại phải dễ gia công, chế tạo, đẹp và có giá thành tương đối, dễ bảo quản sửa chữa.
Tuy em đã cố gắng hết sức vận dụng các kiến thức trong quá trính học tập vào tính toán và thiết kế, song vẫn không thể nào tránh được những sai sót. Qua đề tài này đã giúp em kiểm tra và vận dụng kiến thức đã học vào trong thực tế. Đồng thời qua đó giúp em ôn lại kiến thức đã học.
Nhân nay, em xin gởi lời cám ơn đến quý thầy cô trong khoa Cơ Khí, bạn bè, đặt biệt là sự giúp đỡ tận tình của thầy Nguyễn Danh Chấn trong khoa đã giúp đỡ em thực hiện đề tài này.
II- Hình thức kết cấu, vật liệu và phương pháp tính
Cần trục ơ tơ là loại cần trục thay đổi tầm với bằng cách nâng hạ cần. Cần là một dàn có trục thẳng, tiết diện thay đổi theo chiều dài cần. Phần dưới của cần đặt trên bản lế cố định, trên phần quay của cần trục bánh xích. Đầu trên nối với palang thay đổi tầm với. Vì thế cần được xem như 1 thanh đặt trên 2 bản lề.
Đối với cần trục chịu tải trọng lớn cần được chế tạo kiểu dàn với tiết diện ngang là 1 tứ giác. Thanh biên các tứ giác đó làm bằng thép góc hoặc thép ống. Để giảm nhẹ trọng lượng, cần được chế tạo theo kiểu dàn độ cứng thay đổi và tiết diện ngang của cần thay đổi theo chiều dài cần.
Ta tính kết cấu kim loại máy trục theo phương pháp ứng suất cho phép:
=
Trong đó: : ứng suất do tải trọng tiêu chuẩn sinh ra trong cấu kiện.
: ứng suất cho phép.
: ứng suất chảy của vật liệu thép.
: hệ số an toàn.
STT
Cơ tính vật liệu
Kí hiệu
Trị số
Đơn vị
1
Môđun đàn hồi
E
2,1.106
kG/cm2
2
Môđun đàn hồi trượt
G
0,84.106
kG/cm2
3
Giới hạn chảy
sch
2400¸2800
kG/cm2
4
Giới hạn bền
sb
3800¸4700
kG/cm2
5
Độ giãn dài khi đứt
e
21
%
6
Khối lượng riêng
g
7,83
T/m3
7
Độ dai va đập
ak
70
J/cm2
Hiện nay, người ta đề ra phương pháp tính mới về độ bền kết cấu kim loại máy trục. Có xét sự làm việc thực tế của của vật liệu ở ngoài giới hạn đàn hồi, thường là phương pháp tính theo trạng thái giới hạn hay tải trọng phá hoại.
Theo phương pháp tính này KCKL không đặt trong trạng thái làm việc mà đặt trong trạng thái giới hạn, tức là trong trạng thái mất khả năng chịu tải, không thể làm việc bình thường được nữa, hoặc do biến dạng phát sinh các vết nứt quá mức. Chính vì thế nên kết quả tính theo phương pháp này tiết kiệm hơn phương pháp ứng suất cho phép. Tuy vậy, đối với 1 số kết cấu tính theo trạng thái giới hạn đôi khi đưa đến những biến dạng quá lớn, vượt quá mức độ cho phép. Do đó, trong phương pháp tính này người ta đặt biệt chú trọng đến biến dạng, chưa hoàn thiện để tính KCKL của tất cả các loại máy trục. Vì thế, chúng ta chủ yếu tính theo phương pháp ứng suất cho phép vì phương pháp này đã phát triển khá lâu và hoàn chỉnh.
Các thông số cơ bản của kết cấu thép cần: với chiều dài cần L = 9,6m.
Trong mặt phẳng nâng hàng
Chiều cao tiết diên ở giữa cần:
. Lấy h = 0.4m.
Chiều cao tiết diện cần ở đầu cần và đuôi cần có kích thước:
. Lấy 0,2m.
Trong mặt phẳng nằm ngang
Chiều rộng mặt cắt ngang ở giữa cần:
. Lấy B = 0,5m.
Chiều rộng mặt cắt tại gối tựa ở đuôi cần:
. Lấy B0 = 0,9m.
Xác định vị trí tính toán :
Căn cứ vào biểu đồ sức nâng của máy mẫu tương ứng ta xác định được vị trí tính toán:
Thông số
Vị trí
Q (T)
R (m)
(°)
(°)
(°)
Max
2,5
10
260
150
150
Tb
4
7
540
380
380
Min
10
4
740
560
560
III- Các trường hợp tải trọng và tổ hợp tải trọng:
Khi tính thiết kế kết cấu kim loại máy trục của cần trục người ta tính toán theo 3 trường hợp sau:
Trường hợp tải trọng I:
Các tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên máy trục ở trạng thái làm việc bình thường như: trọng lượng hàng đúng tiêu chuẩn, mở máy và hãm êm, áp lực gió trung bình khi máy làm việc, trạng thái mặt đường tiêu chuẩn. Trên cơ sở các tải trọng đó có thể tiến hành tính toán theo độ bền và độ bền mỏi.
Trường hợp tải trọng II:
Các tải trọng lớn nhất phát sinh khi máy trục làm việc ở chế độ chịu tải nặng nhất và làm việc với trọng lượng vật nâng đúng tiêu chuẩn. Các tải trọng cực đại ở trạng thái làm việc có thể tạo nên sức cản tĩnh cực đại, mở máy và hãm đột ngột có thể tạo nên các lực quán tính cực đại, lực gió cực đại ở trạng thái làm việc, trạng thái mặt đường bất lợi cho sự di chuyển của cần trục và độ dốc cực đại. Căn cứ vào các tải trọng đó đẻ tính độ bền của các bộ phận kết cấu.
Trường hợp tải trọng III:
Máy trục không làm việc nhưng chịu tác dụng của các tải trọng phát sinh lớn nhất ví dụ: trọng lượng bản thân, trọng lượng gió (bão), trường hợp này dùng để kiểm tra kết cấu theo độ, bền độ ổn định.
Ở trạng thái làm việc của cần trục người ta tổ hợp các tải trọng tác dụng lên máy trục và chia ra thành các tổ hợp tải trọng sau:
Tổ hợp Ia, IIa: tương ứng với trạng thái cần trục làm việc, cần trục đứng yên chỉ có một cơ cấu nâng làm việc, tính toán khi khởi động (hoặc hãm) cơ cấu nâng hàng, khởi động một cách từ từ tính cho Ia; khởi động (hãm) một cách đột ngột tính cho tổ hợp IIa.
Tổ hợp Ib, IIb: máy trục di chuyển có mang hàng đồng thời lại có thêm một cơ cấu khác đang hoạt động (di chuyển xe con, di chuyển xe tời, quay, thay đổi tầm với), tiến hành khởi động (hoặc hãm) cơ cấu đó một cách từ từ tính cho tổ hợp Ib; độ ngột IIb.
Kết cấu kim loại của cần chịu tải trọng nặng nề nhất tương đương với tập hợp tải trọng IIa. Khi cần trục đứng yên tiến hành nâng hàng từ mặt nền ở vị trí bất lợi nhất và tiến hành hãm hàng khi nâng phối hợp với chuyển động quay (các tải trọng tính gồm có: tải trọng không di động tính, tải trọng tạm thời tính khi treo trọng tải lớn nhất ở tầm với lớn nhất, lực quán tính ngang, tải trọng gió ở trạng thái làm việc). Do đó ta sử dụng trường hợp tải trọng IIa để tính kết cấu kim loại của cần.
Tổ hợp tải trọng và các trường hợp tính toán
Theo yêu cầu thiết kế cần trục về đôï bền và đôï ổn định, do vậy ta tính cho loại cần trục di chuyển bánh xích ứng với trường hợp tải trọng IIa và IIb.
Tổ hợp tải trọng IIa: tương ứng khi cần trục đứng yên, tiến hành nâng hàng, hạ một cách đột ngột. Tổ hợp tải trọng IIb : cần trục di chuyển có mang hàng, hãm một cách đột ngột.
Bảng tải trọng tính toán:
Loại tải trọng
Các trường hợp tải trọng
IIa
IIb
III
Trọng lượng bản thân cần, có tính đến
Hệ số va đập
Trọng lượng hàng Q (kể cả thiết bị mang
hàng) tính đến hệ số động khi nâng
……
Lực căng trong cáp treo hàng
……
Lực quán tính ngang do trong lượng kết cấu
xuất hiện khi mở máy hoặc phanh cơ cấu
……
……
Lực quán tính ngang do trọng lượng hàng
cùng thiết bị mang
……
……
Tải trọng gió tác dụng lên kết cấu
IV- Các tải trọng tính toán
IV-1: Trường hợp tải trọng IIa
Khi tính kết cấu kim loại cần của cần trục cần biết tất cả các loại tải trọng tác dụng lên nó như: tải trọng không di động, tải trọng tạm thời, lực quán tính, tải trọng gió, đồng thời lực trong dây cáp treo vật và dây cáp treo cần.
1-Trong mặt phẳng nâng hạ
Vì đây là loại cần lớn tải trọng do trọng lượng bản thân cần được xem như phân bố dọc theo chiều dài của cần, theo công thức (8.48) [1]:
Gc = qc*L
Trong đó:
Gc: trọng lượng cần.Chọn sơ bộ Gc = 1,85T
L: chiều dài cần (L = 9.6m).
qc: tải trọng phân bố, theo công thức 5.4 [1]:
qc = k1*q
q: tải trọng không di động phân bố dọc theo chiều dài của kết cấu.
k1: hệ số điều chỉnh kể đến các hiện tượng va đập khi di chuyển máy trục. Vì vận tốc di chuyển của máy v < 60 m/ph nên lấy k1 = 1.
Þ Gc = qc*L
kG/m
Tải trọng tạm thời Q gồm trọng lượng vật nâng Q0 và bộ phận mang vật Gm, theo công thức (8.49) [1]: Q = Q0 +Gm. Tải trọng này đặt ở điểm nối của các puly (ròng rọc) đầu cần. Khi nâng và hạ sinh ra các tải trọng quán tính, vì thế tải trọng tạm thời được xác định theo công thức (8.50) [1]:
Q = *(Q0 + Gm)
Trong đó:
: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chế độ làm việc của máy trục. Vì máy trục làm việc ở chế độ làm việc trung bình Þ = 1,2.
Q0: trọng lượng vật nâng.
Gm: trọng lượng bộ phận mang vật. Chọn sơ bộ trọng lượng của bộ phận mang vật Gm = 135 kG
Ở tầm với lớn nhất Rmax = 10m tương ứng sức nâng Q = 2,5T
Þ Q = 1,2*(2,5+0,135) = 3,162T=3162 kG
Ở tầm với lớn trung bình Rtb = 7m tương ứng sức nâng Q = 4T
Þ Q = 1,2*(4+0,135) = 4,962T=4962 kG
Ở tầm với nhỏ nhất Rmin = 4m tương ứng sức nâng Q = 10T:
Q = 1,2*(10+0,135) = 12,162T = 12162 kG
Lực căng trong dây cáp nâng hàng xác định theo công thức (8.55) [1]:
Trong đó:
Q: tải trọng tạm thời tính.
a: bội suất palăng (a = 8).
hp: hiệu suất palăng.
Vậy: Lực căng trong dây cáp nâng hàng:
Ở tầm với lớn nhất: Q = 3162 kG Þ kG
Ở tầm với trung bình: Q = 4962 kG Þ kG
Ở tầm với nhỏ nhất: Q = 12162 kG Þ kG
Lực căng trong dây cáp nâng hàng đặt theo phương dây cáp nâng hàng ở
các ròng rọc đầu cần và ròng rọc dẫn hướng.
Các phản lực gối tựa cần xác định theo điều kiện cân bằng và đặt ở điểm
nối palăng hay puly treo cần.
Khi đặt các tải trọng tính toán lên cần trong mặt phẳng nâng hạ(mặt phẳng thẳng đứng) ta phải chia đôi các tải trọng vì ta chỉ tính cho 1 mặt dàn. Vậy các tải trọng tác dụng lên 1 bên dàn trong mặt phẳng đứng là:
Với b,c đã được xác định trong cơ cấu
thay đổi tầm với (theo phương pháp hình học)
Ở tầm với lớn nhất: c=1,92 m,
kG
Ở tầm với trung bình:c=2,69 m
kG
Ở tầm với nhỏ nhất: c=3 m
kG
Rmax kG
Rtb kG
Rmin kG
Rmax kG
Rtb kG
Rmin kG
Phản lực ở đuôi cần:
Rmax =10125 kG
Rtb =8696 kG
Rmin =12223.6 kG
2-Trong mặt phẳng nằm ngang
Trong mặt phẳng nằm ngang, cần chỉ chiu tác dung của tải trọng gió, nội lực sinh ra trong các thanh của cần ở tổ hợp IIa này không lớn bằng nội lực sinh ra trong tổ hợp IIb. Do đó ta không cần xác định nội lực trong các thanh trong trường hợp này.
IV-2: Trường hợp tải trọng IIb
1-Trong mặt phẳng nâng hạ
Vì đây là loại cần lớn tải trọng do trọng lượng bản thân cần được xem như phân bố dọc theo chiều dài của cần, theo công thức (8.48) [1]:
Gc = qc*L
Trong đó:
Gc: trọng lượng cần có tính đến hệ số va đập kđ. Lấy kđ = 1,2.
Chọn sơ bộ Gc = 1,85*1,2 = 2.22T
L: chiều dài cần (L = 9,6m).
qc: tải trọng phân bố, theo công thức 5.4 [1]:
qc = k1*q
q: tải trọng không di động phân bố dọc theo chiều dài của kết cấu.
k1: hệ số điều chỉnh kể đến các hiện tượng va đập khi di chuyển máy trục. Vì vận tốc di chuyển của máy v < 60 m/ph nên lấy k1 = 1.
Þ Gc = qc*L
Tải trọng tạm thời Q gồm trọng lượng vật nâng Q0 và bộ phận mang vật Gm, theo công thức (8.49) [1]: Q = Q0 +Gm. Tải trọng này đặt ở điểm nối của các puly (ròng rọc) đầu cần. Khi nâng và hạ sinh ra các tải trọng quán tính, vì thế tải trọng tạm thời được xác định theo công thức (8.50) [1]:
Q = kđ*(Q0 + Gm)
Trong đó:
Q0: trọng lượng vật nâng.
Gm: trọng lượng bộ phận mang vật. Chọn sơ bộ trọng lượng của bộ phận mang vật . Chọn Gm = kG
Ở tầm với lớn nhất Rmax = 10m tương ứng sức nâng Q = 2,5T
Þ Q = 1,2*(2,5+0,135) = 3162kG
Ở tầm với lớn trung bình Rtb = 7m tương ứng sức nâng Q = 4T
Þ Q = 1,2*(4+0,135) = 4,962T=4962kG
Ở tầm với nhỏ nhất Rmin = 4m tương ứng sức nâng Q = 10T:
Q = 1,2*(10 + 0,135) = 12,162T = 12162 kG
Lực căng trong dây cáp nâng hàng xác định theo công thức (8.55) [1]:
Trong đó:
Q: tải trọng tạm thời tính.
a: bội suất palăng (a = 8).
hp: hiệu suất palăng.
Vậy: Lực căng trong dây cáp nâng hàng:
Ở tầm với lớn nhất: Q = 3162 kG Þ kG
Ở tầm với trung bình: Q = 4962 kG Þ kG
Ở tầm với nhỏ nhất: Q = 12162 kG Þ kG
Lực căng trong dây cáp nâng hàng đặt theo phương dây cáp nâng hàng ở
các ròng rọc đầu cần và ròng rọc dẫn hướng.
Các phản lực gối tựa cần xác định theo điều kiện cân bằng và đặt ở điểm
nối palăng hay puly treo cần.
Khi đặt các tải trọng tính toán lên cần trong mặt phẳng nâng hạ(mặt phẳng thẳng đứng) ta phải chia đôi các tải trọng vì ta chỉ tính cho 1 mặt dàn. Vậy các tải trọng tác dụng lên 1 bên dàn trong mặt phẳng đứng là:
Với b,c đã được xác định trong cơ cấu
thay đổi tầm với (theo phương pháp hình học)
Ở tầm với lớn nhất: c=1,92 m
kG
Ở tầm với trung bình:c=2,69 mss
kG
Ở tầm với nhỏ nhất:c=3m
kG
Rmax kG
Rtb kG
Rmin kG
Rmax kG
Rtb kG
Rmin kG
Phản lực ở đuôi cần:
Rmax kG
Rtb kG
Rmin kG
2-Trong mặt phẳng nằm ngang
Tải trọng gió ở trạng thái làm việc và không làm việc đặt phân bố đều ở các mắt của dàn ngang. Tải trọng gió phân bố đều pg , theo công thức (1.11) [9]:
pg = qo*n*c*g*b
Trong đó:
qo: áp lực động của gió ở độ cao 10m so với mặt đất, đối với:
Trạng thái làm việc: qo = 15 kG/m2.
Trạng thái không làm việc: qo = (28 100) kG/m2. Chọn qo = 40 kG/m2
n: hệ số điều chỉnh tăng áp lực phụ thuộc vào độ cao so với mặt đất, tra bảng 1.6 [9] chọn n = 1,0
c: hệ số khí động học, tra bảng 1.7 [9] chọn c = 1,4.
g: hệ số quá tải (tính theo phương pháp ứng suất cho phép g = 1).
b: hệ số động lực, do đặc tính mạch động của áp suất động của gió. Khi tính những chi tiết máy trục theo độ bền chắc: b = 1
Ởû trạng thái làm việc:
pg = 15*1*1,4*1*1 =21 kG/m2.
Ở trạng thái không làm việc:
pg =40*1*1,4*1*1 = 56 kG/m2.
Toàn bộ tải trọng gió tác dụng lên cần, công thức (1.12) [1]:
Pg = pg*Fc
Fc: diện tích chắn gió của cần. Fc = kc*Fb
Fb : diện tích hình bao của kết cấu.kc : hệ số độ kín của kết cấu.
Chọn: kc = 0,4.
Fc = 3,84 m2
Do đó toàn bộ tải trọng gió tác dụng lên cần:
Ở trạng thái làm việc:
= 21*0,4*3,84 = 32,25 kG
Ở trạng thái không làm việc:
= 56*0,4*3,84 = 86,02 Kg
Tải trọng gió phân bố đều trên mắt của dàn:
Ở trạng thái làm việc:
kG/m
Ở trạng thái không làm việc:
kG/m
Tải trọng gió tác dụng lên hàng, theo công thức (1.16) [9]:
= pg*Fh
Trong đó:
pg:tải trọng gió phân bố đều trên hàng bằng tải trọng gió tác dụng cần ở trạng thái làm việc.
Fh: diện tích mặt chịu gió của hàng, theo bảng 1.8 [1]:
Rmax : Q = 2,5TFh = 4m2 = 21*4 = 84 kG
Rtb : Q = 4TFh = 5,6m2 = 21*5,6 = 117,6 kG
Rmin : Q = 10TFh = 10m2 = 21*10 = 210 kG
Các tải trọng ngang tác dụng trong mặt phẳng thẳng góc với mặt phẳng treo hàng gồm có: tải trọng gió, tải trọng do quán tính ( tiếp tuyến) khi quay cần trục và các thành phần nằm ngang của tất cả các tải trọng khi cần trục nghiêng. Tải trọng ngang (gió, quán tính) coi là tải trọng phân bố theo chiều dài cần (qg ,qqt) hợp thành lực q.
Lực quán tính ngang do trọng lượng của kết cấu xuất hiện khi mở máy hay khi phanh cơ cấu quay. Các lực này lấy bằng 0,1 của các tải trọng thẳng đứng (không kể đến hệ số k1), công thức (8.53) [1]:
Gng = 0,1*GC = 0,1*2,22 = 0,222 T = 222 kG
Vì đây là loại cần lớn nên lực quán tính ngang phân bố dọc theo chiều dài cần hay là đặt vào các mắt của dàn ngang:
kG/m
Lực quán tính ngang do trọng lượng của vật nâng và bộ phận mang vật cũng xuất hiện khi mở máy hay khi phanh cơ cấu quay. Lực này bằng 0,1 trọng lượng của vật nâng và bộ phận mang vật và đặt ở điểm nối các ròng rọc đầu cần theo công thức (8.54) [1]:
Png = 0,1(Q0 + Gm)
Ở tầm với lớn nhất Rmax: Png = 0,1*(2,5 + 0,135) = 0,263T = 263 kG
Ở tầm với trung bình Rtb:Png = 0,1*(4 + 0,135) = 0,413T = 413 kG
Ở tầm với nhỏ nhất Rmin:Png = 0,1*(10 + 0,135) = 1,013T = 1013 kG
Moment uốn theo phương ngang lớn nhất tại gối tựa đuôi cần (Mng). Moment này làm phát sinh phản lực tựa theo phương ngang Rn là một cặp lực:
Khi đặt các tải trọng tính toán lên cần trong mặt phẳng nâng hạ(mặt phẳng thẳng đứng) ta phải chia đôi các tải trọng vì ta chỉ tính cho 1 mặt dàn. Vậy các tải trọng tác dụng lên 1 bên dàn trong mặt phẳng đứng là:
Trong đó: kG/m
Ở tầm với lớn nhất: Png = 1000 kG ; = 462 kG
L = 15m Þ kGm
Ở tầm với trung bình: Png = 1500 kG ; = 646,8 kG
L = 15m Þ kGm
Ở tầm với nhỏ nhất: Png = 4000 kG ; = 1039,5 kG
L = 15m Þ kGm
Phản lực gối tựa: .
Với B0 là khoảng cách giữa 2 gối trong mặt phẳng nằm ngang. B0 = 1,2m.
Rmax: kG
Rtb : kG
Rmin : kG
V- Xác định nội lực các thanh trong dàn
Để tính dàn được đơn giản ta thừa nhận giả thiết sau:
Mắt của dàn phải nằm tại giao điểm của các trục thanh và được xem là khớp lý tưởng.
Tải trọng chỉ tác dụng tại mắt của dàn.
Trọng lượng bản thân của thanh không đáng kể so với tải trọng tác dụng lên dàn.
Từ các giả thiết trên ta thấy các thanh trong dàn chỉ chịu lực kéo hoặc nén nghĩa là chịu lực dọc trục mà không có mômen uốn.
Giao điểm của các thanh trong dàn gọi là mắt. Khoảng cách giữa các mắt thuộc cùng một đường biên gọi là đốt. Thanh tạo thành chu vi của dàn ở phía trên gọi là thanh biên trên, ở phía dưới gọi là thanh biên dưới. Ngoài ra còn có các thanh giằng chéo.
V-1:Tính nội lực trong dàn bằng các công thức thực nghiệm:
1- Trường hợp tải trọng IIa
a) Xác định nội lực trong các thanh biên:
Đây là loại cần không gian kiểu dàn gồm có bốn mặt, đường giao tuyến của các mặt là trục của bốn thanh biên.
Lực nén trong mỗi thanh biên dưới tác dụng của tải trọng thẳng đứng và lực nén trong thanh biên của cần ở gần gối tựa đuôi cần
a: góc giữa trục cần và mặt dàn trên (dưới).a = 20
ab: góc giữa trục cần và mặt dàn bên. ab = 20
Ở tầm với lớn nhất:
kG
Ở tầm với trung bình:
kG
Ở tầm với nhỏ nhất:
kG
2- Trường hợp tải trọng IIb
Phản lực R ở đuôi cần: Rmax kG
Rtb= kG
Rmin Kg
Lực nén trong thanh biên dưới tác dụng của tải trọng, được xác định theo công thức :
Ở tầm với lớn nhất: kG
Ở tầm với trung bình: kG
Ở tầm với nhỏ nhất: kG
Lực nén trong thanh biên của cần ở gần gối tựa đuôi cần:
Rmax: kG
Rtb: kG
V-2: Tính nội lực trong dàn bằng phương pháp tách mắt
V -2-1: Trường hợp tải trọng IIa
1) Tính cần trong mặt phẳng nâng hạ cần:
Các lực tác dụng lên cần gồm có: trọng lượng của hàng và thiết bị mang hàng, trọng lượng bản thân cần, lực căng cáp nâng cần và nâng hàng.
Trong mặt phẳng thảng đứng cần chụi tác dụng của trọng lượng bản thân cần. Ta xem như là tải trọng phân bố lên các mắt của dàn. Có 30 mắt nên mối mắt sẻ chụi lực là:
kG.
Mắt 1:
Rmax: RH = 14464,3 kG; RV = 12569,8 kG
N12 = -14874 ; N13 = -4266,87
Rtb: RH = 10493 kG ; RV = 18942,6 kG
N12 = -18300,5 ; N13 = -3280,82
Rmin; RH = 6066,7 kG ; RV = 36293,3 kG
N12 = -35170,3 ; N13 = -1512,44
Mắt 2:
Rmax: N24 = -14785,5 ; N23 =113,57
Rtb: N24= -18181,3 ; N23 = 71,63
Rmin; N24 = -35024,7 ; N23 =13,21
Mắt 3:
Rmax: N35= -3854,64 ; N34= -370,914
Rtb: N35 =-2961,74 ; N34= -226,6
Rmin: N35 = -1175,54 ; N34= -58,17
Mắt 4:
Rmax: N46 = -15285 ; N45 =389,32
Rtb: N46 = -18423,7; N45 =244,1
Rmin: N46 = -34985,8 ; N45 =70,45
Mắt 5:
Rmax: N57 = -3070,2 ; N56 = -458,11
Rtb: N57 =-2461,64 ; N56 = -243,24
Rmin: N57 = -935,46 ; N56 = -60,56
Mắt 6:
Rmax: N67’ = -15799,3 ; N67 = 495,7
Rtb: N67’ =-18634,2 ; N67 = 275,2
Rmin: N67’ = -34918,8 ; N67 = 63,4
Mắt 7’:
Rmax: N7’8 = -15698,6 ; N7’7 = 114,5
Rtb: N7’8 = -18510,6 ; N7’7 = 71
Rmin: N7’8 = -34771,8 ; N7’7 = 13,34
Mắt 7:
Rmax: N79 = -2288,11 ; N78 =-622,75
Rtb: N79 = -1948,83; N78 = -385,3
Rmin: N79 =-775,12 ; N78 = -69,73
Mắt 8:
Rmax: N89 = 758,3 ; N810 = -16424,6
Rtb: N89 = 473,77 ; N810 = - 18886,2
Rmin: N89 = 99,5 ; N810 = -34734,3
Mắt 9:
Rmax: N910 = - 893,4 ; N911 = -1231,9
Rtb: N910 = -562,45; N911 = -1220,96
Rmin: N910 = -129,56 ; N911 = -503,76
Mắt 10:
Rmax: N1011 = 1029 ; N1012 = -17468,8
Rtb: N1011 = 650,876 ; N1012 = -19479,8
Rmin: N1011 = 159,2 ; N1012 = -34767
Mắt 11:
Rmax: N1112 =-1028,7 ; N1113 =-22,687
Rtb: N1112 = -739,5 ; N1113 = -285
Rmin: N1112 = -198,4 ; N1113 = -162,22
Mắt 12:
Rmax: N1213 = 1164,51 ; N1214 =-18672,3
Rtb: N1213 = 827,8 ; N1214 = -20281,4
Rmin: N1213 =228 ; N1214 = -34880,5
Mắt 13:
Rmax: N1314 = -1299,5 ; N1315 = 1510,88
Rtb: N1314 = -945,43 ; N1315 = 941,95
Rmin: N1314 = -258,3 ; N1315 = 260,2
Mắt 14:
Rmax: N1415 = 1435,3 ; N1416 = -20194
Rtb: N1415 = 1033,83 ; N1416 = -21325
Rmin: N1415 =287,8 ; N1416 = -35064,3
Mắt 15:
Rmax: N1516 = -1570,2 ; N1517 = 3362,65
Rtb: N1516 = -741,8 ; N1517 = 1591,66
Rmin: N1516 = -318,2 ; N1517 = 752,9
Mắt 16:
Rmax: N1617 =1706,11 ; N1617’ =-22033,7
Rtb: N1617 =1232,8 ; N1617’ =-22675,8
Rmin: N1617 =347,53 ; N1617’ =-35318,4
Mắt 17’:
Rmax: N17’18 =-21948,1 ; N17’17 = 109,42
Rtb: N17’18 = -22556,7 ; N17’17 = 71,556
Rmin: N17’18 = -35181,5 ; N17’17 =24,17
Mắt 17:
Rmax: N1719 = 5612,12 ; N1718 = -1976,2
Rtb: N1719 = 3263,43 ; N1718 = -1410
Rmin: N1719 = 147,87 ; N1718 = -410,8
Mắt 18:
Rmax: N1819 = 2112,2 ; N1820 = -24265,1
Rtb: N1819 = 1498,4 ; N1820 = -24146,1
Rmin: N1819 = 440 ; N1820 = -35544,2
Mắt 19:
Rmax: N1920 = -2247 ; N1921 = 8259,34
Rtb: N1920 = -1587,13 ; N1921 = 5195,31
Rmin: N1920 = -470,57 ; N1921 = 819,4
Mắt 20:
Rmax: N2021 = 2383,13 ; N2022 = -26900
Rtb: N2021 = 5926 ; N2022 = -22716,4
Rmin: N2021 = 499,7 ; N2022 = -35977
Mắt 21:
Rmax: N2122 = -2517,7 ; N2123 = 11225
Rtb: N2122 = -6015,34 ; N2123 = 12293,7
Rmin:
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- nguyen thanh nghia.doc
- Can truc o to 10T.dwg