Đồ án Thiết kế cần cẩu trục với sức nâng Q=18T chiều dài 22,5 m với R max=21m và Rmin=6,4m

PHẦN 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.Cấu tạo: 1- ca bin điều khiển; 2 –cần; 3-cáp nâng cần; 4-cáp nâng hàng ; 5-móc nâng hàng; 6-puly nâng cần;7-puly nâng hàng -Cấu tạo phần quay của cần trục bánh lốp giống cần trục ô tô.phần khung bệ di chuyển là khung bệ chuyên dùng,di chuyển bằng bánh lốp có 4 trục.Tốc độ di chuyển trên đường thấp hơn so với cần trục ô tô.Hệ thống bánh xe được treo cứng do tốc độ giới hạn không quá 25km/h .Khi hệ thống treo nửa cứng, nửa can bằng tốc độ có thể đạt 60-70km/h. - Cần trục bánh lốp đuợc trang bị một động cơ diezen bố trí trên phần sử dụng hệ thống truyền động cơ khí ,điện hoặc thuỷ lực để truyền động cần trục và cả di chuyển xe.trong ca bin bố trí các thiết bị phục vụ cho cả di chuyển trên đường và các thiết bị cần trục. 2.công dụng: Cần trục bánh lốp dùng để nâng và vận chuyển hàng trên kho bãi.Nhờ có các thiết bị như gầu, cơ cấu nâng phụ , các đoạn cần nối vv….mà nó được sử dụng rộng rãi.Cần trục bánh lốp được chế tạovới sức nâng 18T,chiều cao nâng 12.3m.Tốc độ nâng hàng 0.3m/ph.Tốc độ quay từ 1-4vg/ph ,tốc độ di chuyển 12-70km/h. 3.Đặc điểm: Cần trục bánh lốp sử dụng các chan chống để tăng cường sự ổn định của máy.các cần trục không được di chuyển tự do trên đường mà cần được kéo dắt,đồng thời có các biện pháp bảo đảm an toàn.khi ở trạng thái vận chuyểncần trục co kích thước bao vượt ngoài quy định thì cần chọn lộ trình di chuyển phù hợp vớ chúng. 4.Các thông số cơ bản: -Sức nâng:Q=18T -Chiều dài cần: L =22.5m -Tầm với lớn nhất: Rmax =21m -Tầm với nhỏ nhất: Rmin =6.4m PHẦN 2 TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP §1.1. KHÁI NIỆM: Trong các máy trục kết cấu kim loại chiếm một phần kim loại rất lớn. Khối lượng kim loại dùng cho kết cấu kim loại chiếm 60%480% khối lượng kim loại toàn bộ máy trục, có khi còn hơn nữa. Vì thế việc chọn kim loại thích hợp cho kết cấu kim loại để sử dụng một cách kinh tế nhất là rất quan trọng. Kết cấu kim loại của máy trục gồm các thép tấm và thép góc nối với nhau bằng hàn hay đinh tán. Vì mối ghép hàn gia công nhanh và rẻ nên được dùng rộng rãi hơn. Các loại thép góc và thép tấm dùng cho kết cấu kim loại máy trục có thể được chế tạo bằng thép cácbon, thép kết cấu hợp kim thấp hay hay bằng hợp kim nhôm. §1.2. VẬT LIỆU: Kết cấu dàn của cần trục bánh lốp sức nâng 18T do Liên Xô cũ chế tạo được làm từ thép cácbon trung bình, loại thép CT3 có các cơ tính cơ bản sau: _ Môđun đàn hồi: E = 2,1.106 KG/cm2. _ Môđun đàn hồi trượt: G = 0,84.106 KG/cm2. _ Giới hạn chảy: sch = (240042800) KG/cm2. _ Giới hạn bền: sb = (380044700) KG/cm2. _ Độ giãn dài khi đứt: e = 21%. _ Khối lượng riêng: g = 7,83 T/m3. _ Giới hạn bền: sb = (380044200) KG/cm2. _ Độ dai va đập: ak = 70 J/cm2. §1.3. HÌNH THỨC KẾT CẤU: Cần trục bánh lốp là loại cần trục quay thay đổi tầm với bằng cách nâng hạ cần. Cần là một dàn có trục thẳng với tiết diện thay đổi theo chiều dài cần. Phần dưới của cần đặt trên bản lề cố định trên phần quay của kết cấu kim loại, đầu trên nối với palăng thay đổi tầm với. Vì thế cần được xem như một thanh đặt trên hai bản lề. Hình:5.1 Các cần thẳng dùng trong trường hợp khi dây cáp dùng để nâng hạ cần nối ở đầu cần. Các cần này có ưu điểm là nhẹ hơn và kết cấu đơn giản hơn. Tuy nhiên nó không cho phép nâng vật nặng lên cao ở tầm với nhỏ nhất như là cần có trục gãy. Đối với các cần trục có trọng tải lớn cần được chế tạo kiểu dàn với tiết diện ngang tứ giác. Thanh biên của các tứ giác đó được làm bằng thép góc. Để giảm nhẹ trọng lượng, các cần được chế tạo theo kiểu dàn có độ cứng thay đổi. Các thông số cơ bản của kết cấu thép cần: _ Chiều dài cần: l = 22.5m. _ Chiều cao tiết diện cần ở giữa chiều dài chọn phụ thuộc vào chiều dài cần l và thường lấy trong khoảng: ta chọn h=1m _ Chiều rộng tiết diện cần ở giữa chiều dài lấy trong khoảng: b = (141,5)h = 1- 1,5 m . (Chọn b = 1.25m). _ Khoảng cách giữa hai điểm tựa ở đầu dưới cần lấy trong khoảng: Chọn & Chọn loại tiết diện dàn: Chọn tiết diện thanh căn cứ vào điều kiện bền và ổn định của các thanh: _ Ở các thanh chịu kéo thì hình dạng tiết diện không ảnh hưởng đến độ bền của chúng, hình dạng tiết diện đó chọn theo kết cấu thực tế đảm bảo cho sự liên kết của các thanh chịu kéo này với các cấu kiện khác của dàn theo nguyên tắc đã được tiêu chuẩn hóa về hình dạng được sử dụng trong dàn. Ở các thanh chịu nén của dàn, ngoài việc bảo đảm sự phù hợp về kết cấu theo chỉ định thiết kế thì hình dạng của tiết diện còn phải chú ý đến điều kiện ổn định của thanh để chống sự uốn dọc làm mất ổn định của thanh. _ Cần cơ bản của cần trục bánh lốp truyền động Diesel – điện sức nâng18T gồm bốn đoạn ghép với nhau, 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 phía trên gọi là thanh biên trên, ở phía dưới gọi là thanh biên dưới. Ngoài ra còn có các thanh giằng chéo §1.4. CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG: _ Khi máy trục làm việc nó chịu nhiều loại tải trọng khác nhau tác dụng lên kết cấu: tải trọng cố định, tải trọng không di động, tải trọng quán tính theo phương thẳng đứng hay nằm ngang, tải trọng gió, tải trọng do lắc động hàng trên cáp,…. _ Khi tính thiết kế kết cấu kim loại máy trục của cần trục người ta tính toán theo 3 trường hợp sau: 1.4.1. Trường hợp tải trọng I: Các tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên máy trục ở trạng thái làm việc bình thường. Dùng để tính toán kết cấu kim loại theo độ bền lâu. Các tải trọng thay đổi được tính quy đổi thành tải trọng tương đương. 1.4.2. Trường hợp tải trọng II: Các tải trọng lớn nhất phát sinh khi máy trục làm việc ở chế độ chịu tải nặng nề. Dùng để tính toán kết cấu kim loại theo điều kiện bền và điều kiện ổn định. 1.4.3. 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. §1.5BẢNG TỔ HỢP TẢI TRỌNG: Loại tải trọng Tính theo độ bền mỏi Tính theo độ bền và độ ổn định Ia Ib IIa IIb Trọng lượng bản thân của các cấu kiện (Gc) Gc Gc Gc Gc Trọng lượng tạm thời gồm có (QH +Gmóc ) có kể đến hệ số động k1() .Qtđ Qtđ K1.Q+G Q+G Lực quán tính ngang khi quay : + Của cần + Của hàng - - .Gc .(G+Q) - - K2.Gc K2(G+Q) Tải trọng gió - - - 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. _ Tải trọng không di động gồm những phần riêng lẻ của kết cấu kim loại cần. 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) [5]: G1 = q13l Trong đó: ® G1: trọng lượng cần. ® l: chiều dài cần (l = 22.5m). ® q1: tải trọng phân bố, theo công thức 5.4 [5]: q1 = k13q + 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 G1 = q13l Lấy trọng lượng bản thân cần G1 = 1.08 T.=10800N _ Tải trọng tạm thời gồm trọng lượng vật nâng Q và bộ phận mang vật G3, theo công thức (8.49) [5]: P = Q +G3. Tải trọng này đặt ở điểm nối của các puli (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) [5]: Pt = k23Q + G3 Trong đó: ® k2: 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 k2 = 1,2. ® Q: trọng lượng vật nâng. ® G3: trọng lượng bộ phận mang vật (chọn G3 = 2,45T). Ở tầm với lớn nhất Rmax = 14m tương ứng sức nâng Q = 12T: Þ Pt = 1,23120000 +24500 = = 168500N. Ở tầm với lớn trung bình Rtb = 9m tương ứng sức nâng Q = 31T: Þ Pt = 1,23310000 +24500 = 396500N. Ở tầm với nhỏ nhất Rmax = 4,7m tương ứng sức nâng Q = 100T: Þ Pt = 1,231000000 +24500 = 1224500N. _ 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) [5]: Gng = 0,13G1 = 0,1360000 = 6000N. 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: _ 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) [5]: Png = 0,1(Q + G3) Ở tầm với lớn nhất Rmax: Png = 0,13(40000 + 4410) = 4441N. Ở tầm với trung bình Rtb:Png = 0,13(1222500 +4410) = 12691N. Ở tầm với nhỏ nhất Rmin:Png = 0,13(180000 +4410) = 18441N. _ 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 w trên mặt I của dàn, theo công thức (1.11) [1]: w = qo3n3c3g3b 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 = 70 KG/m2. ® n: hệ số điều chỉnh tăng áp lực phụ thuộc vào độ cao so với mặt đất, tra bảng 1.6 [1] chọn n = 1. ® c: hệ số khí động học, tra bảng 1.7 [1] 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. Vậy: + Ởû trạng thái làm việc: v = 153131,43131 = 21 KG/m2. + Ở trạng thái không làm việc: v = 703131,43131 = 98 KG/m2. · Toàn bộ tải trọng gió tác dụng lên cần, công thức (1.12) [1]: Wc = v3Fc ® Fc: diện tích chắn gió của cần. Fc = Fo3k + Fo: diện tích trong đường viền. 1m 22.5m + k: hệ số kín, đối với dàn chọn k = 0,4. Þ Fc = 1530,4 = 6m2. Do đó toàn bộ tải trọng gió tác dụng lên cần: + Ở trạng thái làm việc: Wc = 2136 =126 KG.=1260N + Ở trạng thái không làm việc: Wc = 9836 = 588 KG.=5800N Tải trọng gió phân bố đều trên mặt I của cần : + Ở trạng thái làm việc: + Ở trạng thái không làm việc: · Tải trọng gió tác dụng lên hàng, theo công thức (1.16) [1]: Wh = wh3Fh Trong đó: ® vh: 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 = 4T Þ Fh = 10m2 Þ Wh = 21310 = 210 KG = 2100 N. Rtb : Q = 12.25T Þ Fh = 20m2 Þ Wh = 21320 = 420 KG = 4200 N. Rmin : Q = 18T Þ Fh = 35m2 Þ Wh = 21335 = 735 KG = 7350 N. _ Tải trọng gió tác dụng lên mặt II của dàn: w = qo3n3c’3g3b Trong đó: ® c’: hằng số: c’ = c3h + h: hệ số phụ thuộc vào độ kín của dàn và tỷ số (b: khoảng cách giữa các dàn, h: chiều cao dàn). Với =1 và hệ số kín k = 0,4 tra bảng trang 37 [7] chọn h = 0,6 ® c: hệ số khí động học, tra bảng 1.7 [1] chọn c = 1,4. Þ c’ = 0,631 = 0,6 Vậy tải trọng gió phân bố đều trên mặt II của cần: + Ởû trạng thái làm việc: v = 153130,63131 = 8 KG/m2. + Ở trạng thái không làm việc: v = 703130,63131 = 42 KG/m2. · Toàn bộ tải trọng gió tác dụng lên mặt II của cần, công thức (1.12) [1]: Wc = v3Fc Do đó toàn bộ tải trọng gió tác dụng lên mặt II của cần + Ở trạng thái làm việc: Wc = 836 = 48 KG. + Ở trạng thái không làm việc: Wc = 4236 = 252 KG. Tải trọng gió phân bố đều trên mặt II của dàn:s + Ở trạng thái làm việc: + Ở trạng thái không làm việc: _ Lực căng trong dây cáp nâng hàng xác định theo công thức (8.55) [5]: Trong đó: ® Pt: tải trọng tạm thời tính. ® a: bội suất palăng (a = 5). ® hp: hiệu suất palăng công thức (2.3) [1]: + hh: hiệu suất của những puli chuyển hướng. Tra bảng 2.2 [1] chọn hh= 0,98 Vậy: Lực căng trong dây cáp nâng hàng: + Ở tầm với lớn nhất: Pt = 52410N Þ + Ở tầm với trung bình: Pt = 126910N Þ + Ở tầm với nhỏ nhất: Pt = 220410N Þ Lực trong dây cáp nâng hàng đặt theo phương dây cáp nâng hàng ở các ròng rọc đầu cần và ròng dẫn hướng. _ Lực trong dây cáp treo cần xác định theo điều kiện cân bằng cần và đặt ở điểm nối palăng hay puli treo cần: hình:5.3 + Trong mặt phẳng nâng cần: Tầm với lớn nhất: Rmax = 21m : sức nâng Q = 4T và chiều cao nâng H = 6m: ® Góc nghiêng của cần nhỏ nhất: ® Góc nghiêng của cáp nâng cần so với phương ngang: ® Góc nghiêng của cáp nâng hàng so với phương ngang: Tầm với trung bình: Rtb = 10.5m : sức nâng Q = 12.25T và chiều cao nâng H=12m: ® Góc nghiêng của cần trung bình: ® Góc nghiêng của cáp nâng cần so với phương ngang: ® Góc nghiêng của cáp nâng hàng so với phương ngang: Tầm với nhỏ nhất: Rmin = 6.4m : sức nâng Q = 18T và chiều cao nâng H = 18m: ® Góc nghiêng của cần lớn nhất: ® Góc nghiêng của cáp nâng cần so với phương ngang: ® Góc nghiêng của cáp nâng hàng so với phương ngang: * Ở tầm với lớn nhất: *Ở tầm vớitrung bình: *Ở tầm với nhỏ nhất: åX = 0 Û RH = Sh3cos(j-g )+ Sc3cos(j-d) Rmax: Þ RH = 37950,73cos17o + 8764613cos12o = 794887N. Rtb: Þ RH = 96957,73cos34o + 10920723cos27o = 10193807N. Rmin: Þ RH = 368560,73cos62o + 3697873cos52o =996394N. åY = 0 Û RV = Gc + Pt + Shsin(P-j+g) + Scsin(P-j+d) Rmax:Þ RV = 546818N. Rtb:Þ RV = 1023864N Rmin:Þ RV = 2015203N + Trong mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng nâng cần: hình:5.4 åY = 0 Û RN = Png + Wh + Wgi1 + Wgi2 + Gng Rmax: Þ RN = 4410 + 2100 + 5880 + 2552 + 1080 = 16021N. Rtb: Þ RN = 1269 + 4200 + 5880 + 2552+ 1080 = 26371N. Rmin: Þ RN = 18441 + 7350 + 5880+ 2552 + 1080 = 35271N. _ Phản lực gối tựa: Rmax: RH = 231921N.; Rtb: RH = 277601N.; Rmin: RH = 12464N. RV = 80081 N. RV = 92383N. RV = 149321N. RN = 7150 N. RN = 8801,2N. RN = 10140N. § 1.6. PHƯƠNG PHÁP TÍNH: Kết cấu cần của cần trục được thiết kế tính toán theo phương pháp ứng suất cho phép. Trong đó ứng suất phát sinh trong kết cấu dưới tác dụng của tải trọng không được vượt quá trị số ứng suất cho phép của vật liệu chế tạo Trong đó : ®smax: ứng suất lớn nhất trong kết cấu kim loại do tác dụng của tải trọng. ® [s]: ứng suất cho phép của vật liệu chế tạo. Đối với vật liệu dẻo: + sch : giới hạn chảy của vật liệu sch = 2400 ¸2800) kg/cm2 + n : hệ số an toàn (n = 1,4¸1,6) Þ [s] =(1600¸1800) kg/cm2 Þ [s] = (160¸180) N/mm2 _ Ứng suất cắt cho phép : [t] = 0,6[s] = (96¸108) N/mm2 Hiện nay người ta đề ra phương pháp tính mới cách đánh giá mới về độ bền kết cấu kim loại máy trục, có xét đến sự làm việc thực tế 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 kết cấu kim loại không đặt trong trạng thái làm việc mà đặt trong trạng thái giới hạn, tức là trong trạng thái kết cấu mất khả năng chịu tải, không thể làm việc bình thường được nữa, hoặc có biến dạng quá mức, hoặc do phát sinh ra các vết nứt. Chính vì thế nên kết quả tính theo phương pháp này tiết kiệm hơn phương pháp ứng suất cho phép. Tuy vậy, đối với yêu cầu của một số kết cấu, tính theo trạng thái giới hạn đôi khi đưa đến những biến dạng tương đối lớn, vượt quá mức độ cho phép. Do đó trong phương pháp tính này người ta đặt biệt chú ý tới biến dạng. Phương pháp tính theo trạng thái giới hạn chưa được hoàn thiện để tính kết cấu kim loại của tất cả các loại máy trục nên chúng ta chủ yếu tính theo phương pháp ứng suất cho phép vì phương pháp này đã phát triển khá phong phú và hoàn chỉnh . Kết cấu kim loại của cần được tính theo hai trường hợp phối hợp tải trọng sau đây: Trường hợp thứ nhất: tải trọng không di động tính + tải trọng tạm thời tính khi treo trọng tải lớn nhất ở tầm với lớn nhất. Trường hợp thứ hai: tải trọng 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. Tải trọng không di động (không kể đế hệ số điều chỉnh) + tải trọng do các thành phần ở đầu cần khi tầm với nhỏ nhất + tải trọng gió ở trạng thái không làm việc. §1.7. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC CÁC THANH TRONG DÀN: 1.7.1. Khái niệm: Dàn là một hệ gồm nhiều thanh thẳng nối với nhau bằng những khớp. Để tăng độ chính xác của phép tính, nội lực trong các thanh cần được xác định theo hệ không gian. Tuy nhiên để đơn giản hơn trong các phép tính ta có thể chia hệ không gian ra nhiều hệ phẳng và mổi hệ phẳng này đặt dưới tác dụng của các hệ lực trong mặt phẳng tương ứng. Giao điểm của các thanh trong dàn gọi là mắt. Khoàng 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: 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. 1.7.2. Tính nội lực trong dàn đứng chính: a). Xác định nội lực trong các thanh biên: _ Phản lực R hay là lực nén N ở đầu cần theo công thức (8.60) [5]: * Ở tầm với lớn nhất: * Ở tầm với trung bình: * Ở tầm với nhỏ hất: _ 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, theo công thức (8.62) [5]: Trong đó: ® a: góc giữa trục cần và trục mặt trên hay dưới. ® ab: góc giữa trục cần và trục mặt bên. _ Phản lực tựa ngang dưới tác dụng của mômen tựa tổng do các tải trọng ngang sinh ra Mng là một cặp lực được tính theo công thức (8.63) [5]: * Ở tầm với lớn nhất: * Ở tầm với trung bình: * Ở tầm với nhỏ nhất: Trong đó: ® bo: khoảng cách giữa hai tâm bản lề bo = 1,5m. _ Lực nén trong thanh biên của cần ở bản lề tựa bằng tổng các lực dưới tác dụng của tải trọng đứng và tải trọng ngang, theo công thức (8.65) [5]: * Xét đoạn đuôi cần: 1m a 2ab 1m 1,5m 3m 3m hình:1.5 a = ab = + Ở tầm với lớn nhất: Þ Sb = 26150,4 +7132,862 = 93283,26 N. + Ở tầm với trung bình: Þ Sb = 26569,83 + 1271,969 = 39784,79 N. + Ở tầm với nhỏ nhất: Þ Sb = 21727,08 + 67335,33 = 99062,41 N. * Xét đoạn giữa cần: phần giữa cần là một khối chữ nhật chịu tác dụng của N, Mng và của mômen uốn M dưới tác dụng của trọng lượng bản thân và lệch tâm. Lực nén trong thanh biên xác định theo công thức (8.66) [5]: Trong đó: ® b & h: khoảng cách giữa các đường tâm của các thanh biên trong mặt cắt tương ứng. h = 1m b =1m ® M: mômen uốn dưới tác dụng của trọng lượng bản thân,theo §2.7.2.b: + Ở tầm với lớn nhất: M = 30762,83 (N.m): + Ở tầm với trung bình: M = 6987,57 (N.m): + Ở tầm với nhỏ nhất: M = 7412,16 (N.m): * Xét đoạn đầu cần: hình:5.6 Sc Png Wh Sh Pt _ Lực nén trong các thanh biên đầu cần trong mặt phẳng nâng hàng: Nđ = Sc3sin(P/2-j+d+g) +Sc3cos(P/2-j+d+g) + Sh3sin(P/2-j+g) + Sh3cos(P/2-j+g) + Pt _ Lực nén trong các thanh biên đầu cần trong mặt phẳng ngang: Nn = Png +Wh + Ở tầm với lớn nhất: d =13 ; g = 8o ;j=25° Nđ = 1764693sin86o +1764693cos86o + 16951,73sin73o + 16951,73cos73o + 68500 = 543884,6 N. Nn = 14450 + 2100 = 16550 N. + Ở tầm với trung bình: d = 18o ; g = 11o ;j=45° Nđ = 4220723sin74o + 4220723cos74o + 56951,73sin56o + 56951,73cos56o + 96500 = 140603 N. Nn = 3345+ 420 = 3765 N. + Ở tầm với nhỏ nhất: d = 24o ; g = 14o ;j=76° Nđ = 978033sin52o + 978033cos52o + 68530,73sin28o + 68530,73cos28o + 224500 = 426868,7 N. Nn = 12450 + 750 = 19800 N. b). Xác định nội lực trong các thanh giằng: Biểu đồ nội lực dưới tác dụng của trọng lượng bản thân cần: Hình:5.7 M = ; ; Rmax: M = 11925 Nm. Rtb: M = 7537,5 Nm. Rmin: M = 2225Nm. Q = 2180 N. Q = 2210N. Q = 760N N = 1690 N. N = 2210 N. N = 2100N. & Xét cần trong mặt phẳng thẳng đứng: qc = 4000N/m. Rmax:. Rtb:. Rmin: RH =74827,4N RH =83807N RH = 44464N. RV = 40818 N. RV = 93834 N. RV = 193203 N Sh = 3951,2 N. Sh = 8951,5N. Sh =28539,7N. Sc = 76465 N. Sc = 92073N. Sc = 57806 N. Hình:1:8 Pt = 68535 N. Pt = 96567 N. Pt = 224539N. Trục cần nghiêng so với phương nằm ngang một góc w. Xoay trục cần một góc j theo chiều kim đồng hồ ta có được ba giá trị ứng với ba tầm với khác nhau : Rmax:(j=25°) ; Rtb: (j=45°) ; Rmin: (j=76°). Các tải trọng tác dụng lên cần có thể phân tích thành hai thành phần: + Thành phần vuông góc với trục cần: q1=4000N/m. + ngoài ra còn kể đến các lực : SC , Sh , Pt trong quá trình tách mắt. Các góc độ giữa các thanh đo thực tế trên cần đã thiết kế. Hình:1.9 Xác định các nội lực trong mặt phẳng nâng hàng bằng phương pháp tách mắt theo hình:1.8 Mắt 1: å X = 0 => S1Cos9 + S2 Cos9 + R4 = 0 å Y = 0 => S1Cos81 - S2 Cos81 + Rv – = 0 S2 = => Rmax S2 = 75263,09 N ; S1 =- 87504,0 7N Rtb S2 = 128385,1 N ; S1 = -160716,5N Rmin S2 = 304164,1 N ; S1 = -3293398,9N Mắt 2: å X = 0 => -S1Cos9 + S4 Cos9 = 0 å Y = 0