Luận án Thiết kế cần trục tháp tự hành để nâng hạ và lắp ráp các loại thiết bị, vật tư khi thi công tập trung cùng một lúc

LỜI NÓI ĐẦU Phát triển nền công nghiệp và quy hoạch hoá đô thị là hai vấn đề được quan tâm lớn của nước ta hiện nay, trong đó công việc đầu tiên cần giải quyết là xây dựng các khu công nghiệp và khu dân cư tập trung phù hợp với mục tiêu sản xuất và điều kiện sinh hoạt của người dân. Muốn công việc xây dựng này nhanh chóng và hiệu quả cao cần phải trang bị các loại cần trục tháp tự hành để nâng hạ và lắp ráp các loại thiết bị, vật tư khi thi công tập trung cùng một lúc. Thiết kế cần trục tháp đáp ứng yêu cầu trên là đề tài tốt nghiệp mà em được giao. Để hoàn thành đề tài này, em đã tìm hiểu các tài liệu, bản vẽ, các thiết bị có liên quan và tham khảo một vài kết cấu cụ thể các cần trục tháp hiện có trong thành phố. Đây là công trình đầu tay của em nên chắc chắn có nhiều sai sót. Rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô và bạn bè.  MỤC LỤC Trang Lời nói đầu 1 Chương 1: Tổng quan về cần trục tháp 4 Chương 2: Chọn phương án thiết kế 12 Chương 3: Tính toán cơ cấu nâng vật 18 3.1 Tính cáp 18 3.2 Tính tang và chiều dài cáp nâng vật 18 3.3 Chọn động cơ điện cho cơ cấu nâng vật 22 3.4 Tỉ số truyền chung 23 3.5 Tính phanh 23 3.6 Tính thời gian mở máy và thời gian phanh của cơ cấu nâng vật 24 3.7 Bộ truyền 25 Chương 4: Tính toán cơ cấu nâng cần 26 4.1 Tính cáp 26 4.2 Tính các kích thước cơ bản của tang và chiều dài cáp 26 4.3 Chọn động cơ 30 4.3.1 Xác định lực trong hệ thống nâng cần 30 4.3.2 Động cơ điện 33 4.4 Tính phanh 39 4.5 Bộ truyền 40 Chương 5: Tính toán cơ cấu quay 43 Chương 6: Tính toán cơ cấu di chuyển 52 6.1 Tính áp lực lên trên bánh xe 52 6.2 Chọn động cơ 58 6.3 Kiểm tra về lực bám 61 6.4 Quá trình mở máy và phanh 63 Chương 7: Tính toán kết cấu kim loại 67 1. Tính kết cấu cần 67 1.1 Kiểm tra ổn định của cần 67 1.2 Kiểm tra độ bền của cần 70 2. Tính kết cấu tháp 84 2.1 Tính độ mảnh của tháp 85 2.2 Kiểm tra độ bền của tháp 88 Chương 8: Tính ổn định cần trục tháp 101 8.1 Tính đứng vững khi có vật nâng 101 8.2 Tính đứng vững khi không có vật nâng 105 8.3 Tính đứng vững dưới tác dụng của các lực quán tính tiếp tuyến 107 Chương 9: Hệ thống điện 110 9.1 Giải thích nguyên lý hoạt động của hệ thống điện 110 9.2 Các thiết bị phụ 112 Chương 10: Phương pháp lắp đặt cần trục 120 10.1 Lắp đặt tại nơi làm việc 120 10.2 Phương pháp tháo dỡ cần trục 120 Chương 11: Sử dụng và bảo dưỡng cần trục 122 Tài liệu tham khảo 137 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CẦN TRỤC THÁP Cần trục tháp loại có một thân tháp thường cao từ 30 đến 75m hoặc cao hơn nữa ( đến 100m ). Phía trên gần đỉnh tháp có gắn cần dài từ 12m đến 50m, đôi khi lên đến 70m, bằng chốt bản lề. Một đầu cần còn lại được treo bằng cáp hoặc thanh kéo đi qua đỉnh tháp. Kết cấu chung của cần trục tháp gồm hai phần: phần quay và phần không quay. Trên phần quay bố trí các cơ cấu công tác như: tời nâng vật, tời nâng cần, tời kéo xe con, cơ cấu quay, đối trọng, trang thiết bị điện và các thiết bị an toàn. Phần không quay có thể đặt cố định trên nền hoặc có khả năng di chuyển trên đường ray nhờ cơ cấu di chuyển. Tất cả các cơ cấu cần trục được điều khiển từ cabin treo ở trên cao gần đỉnh tháp. Do có chiều cao nâng và tầm với lớn, khoảng không gian phục vụ rộng nhờ các chuyển động nâng hạ vật, thay đổi tầm với, quay toàn vòng và dịch chuyển toàn bộ máy mà cần trục tháp được sử dụng rộng rãi trong xây lắp các công trình xây dựng dân dụng, xây dựng công nghiệp hoặc dùng để bốc dỡ, vận chuyển hàng hoá, cấu kiện, vật liệu ở các kho bãi. Tuy nhiên do kết cấu phức tạp, tháp cao và nặng, tốn kém trong việc tháo dỡ, lắp dựng, di chuyển, chuẩn bị mặt bằng nên cần trục tháp chỉ nên sử dụng ở nơi có khối lượng xây lắp tương đối lớn, và khi sử dụng cần trục tự hành là không kinh tế hoặc không có khả năng đáp ứng được yêu cầu của công việc. Do tính chất làm việc của cần trục tháp là luôn thay đổi địa điểm nên chúng thường được thiết kế sao cho dễ tháo dỡ, dựng lắp và vận chuyển hoặc có khả năng tự dựng và được di chuyển trên đường dưới dạng tổ hợp toàn máy. Điều này cho phép giảm chi phí và thời gian dựng lắp cần trục. Thường cần trục tháp được chế tạo có sức nâng từ 1 đến 12tấn, cá biệt đến 75t. Mômen tải đạt đến 350Tm, tầm với từ 8 đến 50m, chiều cao nâng đến 100m hoặc hơn nữa. Do có chiều cao nâng lớn nên tốc độ nâng nằm trong khoảng 0,32 – 2m/s và có thể thay đổi tốc độ theo cấp hoặc vô cấp. Tốc độ nâng hạ vật để điều chỉnh hàng ≤ 0,08m/s. Tốc độ quay 0,3 – 1vg/ph. Thời gian thay đổi tầm với từ 25 đến 100s. Tốc độ di chuyển xe con 0,2 – 1m/s, di chuyển cần trục 0,2 – 0,63m/s. Cần trục tháp là một trong những loại máy nâng phổ biến nhất được dùng trong xây dựng dân dụng và xây dựng công nghiệp. Kết cấu cần trục gồm có: Tháp, cần với, côngxôn để lắp đối trọng, bộ phận tựa quay, cabin cùng với các thiết bị điều khiển, các hệ palăng nâng cầu, nâng vật và các cơ cấu khác. Việc di chuyển cần trục được thực hiện theo các đường ray, năng lượng cung cấp cho cần trục tháp thường là điện năng, lấy điện từ mạng lưới điện xoay chiều. Điều khiển cần trục bởi một công nhân. Dùng cần trục tháp có các ưu nhược điểm sau: Ưu điểm: _ So với các loại cần trục khác, cần trục tháp được bố trí tầm với trên một độ cao lớn do đó không bị vướng các kết cấu của công trình lắp đặt _ Khi dừng một chỗ có khả năng phục vụ cho vài công trình lắp đặt. _ Việc di chuyển cần trục theo đường ray thực hiện đơn giản, người lái có tầm nhìn tốt với vùng lắp đặt. _ Cần trục tháp sử dụng đơn giản và tin cậy. Nhược: _ Thời gian lắp đặt và khối lượng lắp đặt, tháo dỡ nhiều. _ Phải xây dựng đường chạy, chi phí cho các nguyên công này chiếm khoảng 30% ÷ 40% tổng giá trị sử dụng cần trục. Trong một số mẫu cần trục mới có xét đến một loạt giải pháp về kết cấu như sau: việc lắp đặt theo từng khối, tự nâng lắp… nhằm giảm giá thành và thời gian đưa máy vào sử dụng. * Phân loại cần trục tháp: Xuất phát từ quan điểm các giải pháp kết cấu và khả năng công nghệ sử dụng cần trục trong xây dựng, tất cả các kiểu cần trục tháp được đặc trưng bởi 4 nhóm yếu tố chính sau: Theo công dụng có các loại sau: _ Cần trục tháp có công dụng chung dùng trong xây dựng dân dụng và một phần trong xây dựng công nghiệp. Loại này có mômen tải từ 4 đến 160Tm sức nâng 0,4 – 8t. Chiều cao nâng 12 – 100m, tầm với lớn nhất 10 - 30m. Để xây dựng nhà bằng phương pháp lắp ghép tấm hoặc khối bêtông, còn có các cần trục tháp có sức nâng đến 12t và mômen tải 40 – 250tm. _ Cần trục tháp để xây dựng các công trình có độ cao lớn (cần trục tháp tự nâng). Loại này có momen tải từ 30 – 250tm, đôi khi đến 500tm. Sức nâng ở tầm với lớn nhất 2 – 4t, ở tầm với nhỏ nhất đến 12t, có thể đến 20t. Tầm với đạt 20 – 50m, đôi khi đến 70m. Chiều cao nâng 50 – 100m, có thể đến 250m. _ Cần trục tháp chuyên dùng trong xây dựng công nghiệp. Loại này có mômen tải đạt đến 600tm, cá biệt 1500tm. Sức nâng 2 – 75t. Tầm với lớn nhất 20 – 40m. Theo phương pháp lắp đặt tại hiện trường có thể chia ra: cần trục tháp di chuyển trên ray, cần trục tháp đặt cố định và cần trục tháp tự nâng. Cần trục tháp đặt cố định có chân tháp gắn liền với nền hoặc tựa trên nền thông qua bệ đỡ hoặc các gối tựa cố định. Cần trục tháp tự nâng có thể nằm ngoài hoặc trong công trình, tháp được tự nối dài để tăng độ cao nâng theo sự phát triển chiều cao của công trình, khi tháp có độ cao lớn, nó được neo với công trình để tăng ổn định và tăng khả năng chịu lực ngang. Với cần trục tháp tự nâng đặt trên công trình xây dựng, khi làm việc sẽ tự nâng toàn bộ cần trục theo chiều cao công trình. Toàn bộ tải trọng cần trục được truyền xuống công trình. Theo đặc điểm làm việc của tháp có cần trục tháp loại tháp quay và loại tháp không quay. Ở loại tháp quay, toàn bộ tháp và cơ cấu được đặt trên bàn quay. Bàn quay tựa trên thiết bị tựa quay đặt trên khung di chuyển. Khi quay, toàn bộ bàn quay quay cùng với tháp. Ở loại tháp không quay, phần quay đặt trên đầu tháp. Khi quay chỉ có cần, đầu tháp, đối trọng và các cơ cấu đặt trên đó quay. Theo phương pháp thay đổi tầm với chia ra: cần trục tháp với cần nâng hạ và cần trục tháp với cần nằm ngang có xe con di chuyển trên cần để thay đổi tầm với. Cần kiểu nâng hạ có kết cấu nhẹ và chiều cao nâng lớn hơn so với loại cần nằm ngang. Cần nằm ngang có kết cấu nặng hơn nhưng do thay đổi tầm với bằng xe con nên độ cao nâng và tốc độ di chuyển ngang của vật là ổn định, đặc biệt là có thể đưa móc treo tiến gần sát thân tháp nên tăng được không gian phục vụ của cần trục. * Sau đây là một số hình ảnh về các loại cần trục tháp trong thực tế hiện nay: CHƯƠNG2: CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ Dựa vào cách phân loại cần trục tháp như trên ta thấy cần trục tháp có rất nhiều dạng khác nhau, mỗi dạng có những ưu nhược điểm riêng của nó. Ở nước ta hiện nay thường sử dụng hai loại cần trục sau: Loại cần trục có tháp đứng yên, cần quay quanh tháp thay đổi tầm với bằng một hoặc hai xe lăn chạy trên cần, và loại cần trục di chuyển trên các cụm bánh xe thay đổi tầm với bằng góc quay của cần. Loại 1: _Ưu điểm: Có kết cấu đơn giản nhỏ gọn, dễ lắp đặt và tháo gỡ, phạm vi thay đổi tầm với lớn. Loại này khi làm việc được lắp đặt tại một vị trí cố định dùng để xây dựng các nhà cao tầng. _ Nhược điểm: Do lắp đặt tại một vị trí cố định nên phạm vi hoạt động của cần trục hẹp chỉ giới hạn trong vòng bán kính quay của cần, cùng một lúc không thể phục vụ cho nhiều công trình. Sức nâng thấp phụ thuộc vào xe lăn chạy trên cần và không thay đổi trên suốt chiều dài cần. Loại này có đối trọng nằm trên cao cùng với cần nên trọng tâm cần trục cao, khả năng ổn định thấp dễ bị lật. Do đó khi làm việc người ta thường giằng thân tháp vào tường nhà cố định để chống lật. Ngoài ra do xe lăn và cơ cấu quay cần nằm trên cao nên việc bảo dưỡng và sửa chữa phức tạp. Với loại cần trục này không có khả năng tự lắp ráp. Loại 2: _ Ưu điểm: Loại này di chuyển trên các cụm bánh xe nên phạm vi hoạt động rộng, cùng một lúc có thể phục vụ nhiều công trình. Sức nâng lớn có khả năng thay đổi được phụ thuộc vào tầm với của cần. Do bàn quay và đối trọng nằm dưới thấp nên trọng tâm cần trục thấp, tính ổn định cao khó lật. Các thiết bị chính của cần trục nằm dưới thấp nên dễ bảo trì và sửa chữa. Loài cần trục này có khả năng tự lắp ráp. _ Nhược điểm: Kết cấu phức tạp, cồng kềnh, việc lắp đặt và tháo dỡ khó khăn. Để cần trục làm việc được phải xây dựng đường chạy cho cần trục, việc này phức tạp và tốn kém. Do đó loại cần trục này thường dùng ở các bến cảng hoặc xây dựng các khu nhà công nghiệp. Với yêu cầu thiết kế cần trục xây dựng các khu nhà công nghiệp hoặc khu chung cư với nhiều tòa nhà thi công cùng một lúc và có chiều cao trung bình từ 28÷32 mét, có moment nâng yêu cầu 100 tấn.mét. Nên ta chọn phương án thiết kế cần trục thuộc loại 2, cần và tháp kết cấu kiểu dàn. Điều khiển cần trục tháp bởi một công nhân ngồi ở cabin, trong cabin có các thiết bị điều khiển. Vị trí cabin có thể đặt dưới thấp ở bàn quay hoặc ở trên cao tại vị trí đuôi cần. * Loại cabin đặt dưới thấp: _ Ưu: Lên xuống dễ dàng, trong quá trình làm việc cabin ít bị lắc lư, người lái đỡ mệt. _ Nhược: Vì cabin đặt dưới thấp nên tầm quan sát của người lái bị hạn chế, điều khiển nâng hạ vật thiếu chính xác. * Loại cabin đặt bên trên: _ Ưu: Người lái cần trục ngồi trên cao nên tầm quan sát rộng, khả năng điều khiển nâng hạ vật được chính xác. _ Nhược: Cabin đặt trên cao nên việc lên xuống khó khăn, trong quá trình làm việc cabin bị lắc lư nhiều, người lái mau mệt. Với việc phân tích ưu nhược điểm của hai cách đặt cabin như trên ta chọn cách đặt cabin trên cao ngay dưới đuôi cần, với loại này người làm việc tuy mệt một chút, nhưng điều khiển cần trục chính xác và tầm nhìn rộng bao quát nhất. GIỚI THIỆU CẦN TRỤC THÁP THIẾT KẾ 100 T.M: Đây là loại cần trục tháp thay đổi sức nâng và chiều cao nâng theo tầm với của cần, cần và tháp có kết cấu kiểu dàn, loại cần trục này có bàn quay và đối trọng đặt ở dưới, loại cần trục này tự di chuyển trên 4 cụm bánh xe chạy trên hai đường ray song song. Đặc tính kỹ thuật của cần trục: _ Sức nâng: 5 tấn _ Tầm với: max: 20 mét min: 10 mét _ Chiều cao nâng : max : 33,8 mét min : 23,2 mét _ Khoảng cách tâm hai ray: 4,5 mét _ Khoảng cách trục bánh xe: 4,5 mét _ Số bánh xe di chuyển: 8 _ Tốc độ : + Nâng vật : 20m/ph + Tốc độ hạ vật : 4 m/ph + Quay :0,7 vòng/ph + Di chuyển cần trục : 30 m/ph _ Thời gian thay đổi tầm với : 40 giây _ Bán kính lượn vòng : 7mét * Giới thiệu đặc điểm từng bộ phận của cần trục thiết kế (xem hình vẽ tổng thể cần trục hình 1) 1. Cần : Có kết cấu kiểu dàn gồm 4 đoạn : đuôi cần, hai đoạn cần trung gian và đoạn đầu cần ghép lại với nhau nhờ bulông. Đoạn đuôi cần và đầu cần có dạng hình chóp cụt, 2 đoạn thân cần có dạng hình hộp chữ nhật, ở đầu cần có lắp cụm puli dẫn hướng, ở đuôi cần có lắp một giá đỡ phụ để làm giá đỡ đầu tháp và căng cáp khi lắp ráp. Cần được nối vào thân tháp nhờ hai chốt và cần quay trong mặt phẳng đứng quanh hai chốt này. 2. Cabin : Được chế tạo rời so với thân tháp, có dạng hình hộp chữ nhật bên trong có lắp các thiết bị điều khiển, cabin lắp vào thân tháp ở đoạn gần đuôi cần. Người lái ngồi trong cabin để quan sát và điều khiển cần trục tháp. 3. Tháp : Có kết cấu kiểu dàn gồm 3 đoạn ghép lại với nhau bằng bulông :đoạn đầu tháp, đoạn thân tháp và đoạn đuôi tháp. Đầu tháp và đuôi tháp có dạng hình chóp, đoạn thân tháp có dạng hình hộp. Trên đầu tháp có lắp các cụm puli dẫn hướng cáp nâng cần và nâng vật, thân tháp có lắp cabin, tháp nối với bàn quay nhờ hai chốt ở đuôi tháp và được giữ cố định không cho tháp quay nhờ các thanh giằng, bên trong tháp có lắp thang leo để người lái leo lên cabin. 4. Đối trọng : Là các khối bêtông có dạng hình hộp có tác dụng giữ cần trục tháp ổn định không bị lật trong quá trình làm việc. 5. Bàn quay : Có kết cấu phức tạp dùng làm giá đỡ đối trọng, tháp, động cơ, hộp giảm tốc, tang tời nâng cần, nâng vật. Bên trong bàn quay có chứa vành tựa quay, khi làm việc toàn bộ các bộ phận gắn trên bàn quay kể cả cần và vật nâng sẽ quay quanh tâm của vành tựa quay. Vành tựa quay liên kết với khung di chuyển nhờ các bulông. 6. Khung di chuyển : Là giá đỡ toàn bộ cần trục tháp. Khung di chuyển đặt trên 4 cụm bánh xe di chuyển, khi làm việc khung di chuyển mang toàn bộ cần trục di chuyển theo đường ray. 7. Cụm bánh xe di chuyển : Bao gồm 4 cụm lắp vào 4 chân của khung di chuyển, trong mỗi cụm có hai bánh xe hình trụ có gờ hai bên. Trong 4 cụm bánh xe có hai cụm chủ động và hai cụm bị động, mỗi cụm chủ động có gắn động cơ và hộp giảm tốc. Các cụm bánh xe này chạy trên hai đường ray song song đặt cách nhau 4,5 mét. 8. Bộ tời nâng vật : Bao gồm động cơ nâng vật, khớp nối + phanh, hộp giảm tốc, tang cuốn cáp nâng vật 9. Bộ tời nâng cần : Bao gồm động cơ nâng cần, khớp nối + phanh, hộp giảm tốc và tang quấn cáp. Tang quấn cáp này là một tang bậc gồm hai phần : Phần lớn quấn cáp nâng cần, phần nhỏ quấn cáp nâng vật, hai sợi cáp này quấn ngược chiều 10. Puli : Các puli dùng để chuyển hướng cho cáp nâng vật và cáp nâng cần. 11. Cáp : Sơ đồ mắc cáp được biểu diễn ở hình 2. 12. Thanh giằng : Các thanh giằng làm giá đỡ cho các puli chuyển hướng. 13. Cụm móc câu : Là thiết bị mang vật vạn năng. Hình 1 : Tổng thể cần trục tháp Hình 2 : Sơ đồ mắc cáp CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN CƠ CẤU NÂNG VẬT: Các số liệu ban đầu: + Trọng lượng vật nâng: 50000 N + Trọng lượng bộ phận mang: 2400 N + Chiều cao nâng tối đa khi cần ở vị trí cao nhất 33,8 mét _ tầm với 10m + Chiều cao nâng tối đa khi cần ở vị trí thấp nhất 23,2 mét _ tầm với 20m + Tốc độ nâng: 20 m/ph 3.1) Tính cáp: Lực căng lớn nhất xuất hiện ở cáp cuốn lên tang trong quá trình nâng vật được xác định theo công thức [2-18-1]: Smax = _ Q0 = 50000 + 2400 = 52400N : Trọng lượng vật nặng kể cả bộ phận mang. _ l = 0,98 : Hiệu suất của ròng rọc ( Với loại ròng rọc đặt trên ổ lăn bôi trơn bằng mỡ). _ a = 2 : Bội suất của palăng nâng vật. _ t = 4: số ròng rọc đổi hướng không tham gia tạo bội suất palăng. _ m = 1: Số nhánh quấn lên tang. Smax = Theo qui định an toàn cáp được tính theo kéo và chọn cáp theo lực kéo đứt: Sđ = Smax . n ≤ [Sđ] _ n = 5,5: Hệ số an toàn lấy với chế độ làm việc trung bình . Sđ = 28692 . 5,5 = 157806N Ta chọn loại cáp nâng vật có đường kính d = 16,5mm Với giới hạn bền của sợi sb = 1600N/mm2 và đường kính cáp d= 16,5mm lực kéo đưt cho phép của cáp là: [Sđ] = 164500N Sđ < [Sđ] vậy cáp đủ bền 3.2) Tính tang và chiều dài cáp nâng vật : _ Đường kính tang: đường kính tang nhỏ nhất cho phép phải đảm bảo độ bền lâu của cáp được xác định theo công thức [2-12-1]: Dt ³ dc (e-1) = 16,5.(20-1) = 313,5mm e = 20 hệ số thực nghiệm, phụ thuộc vào máy và chế độ làm việc; bảng 2-4-1 Ơû đây chọn Dt = 400mm. Chiều dài phần cáp làm việc quấn vào tang nâng vật : l = H . a= 33,8. 2 = 67,6m Ta chọn tang quấn cáp nâng vật là loại tang đơn có xẻ rãnh Số vòng cáp làm việc trên tang: Z1 =vòng Số vòng cáp dự trữ trên tang Z2 = 2 Chiều dài phần xẻ rãnh trên tang: L0 = t .(Z1 + Z2) = 20. (52+2) = 1080mm Với t = 20mm là bước rãnh của tang Chiều dài phần tang để kẹp cáp : L1 = 3 . 20 = 60mm Bề dày thành tang L2 = 20mm Chiều dài toàn bộ tang: L = L1 +L0 +2L2 = 60 + 1080 + 2.20 = 1180mm Bề dày tang được xác định theo công thức kinh nghiệm : d = 0,02Dt + (6÷10) = 0,02 . 400 + 8 = 16mm Hình 3 : Sơ đồ tang nâng vật Vì chiều dài tang không được lớn hơn 3 lần đường kính tang nên ta kiểm tra sức bền của tang theo công thức ( 2-15-1) sn = Trong đó : _ Smax = 28324N :là lực căng cáp lớn nhất _ d = 16mm : bề dày tang _ j = 0,8 : hệ số giảm ứng suất với tang đúc bằng gang _ k= 1 : hệ số phụ thuộc vào số lớp cáp cuốn lên tang Do đó : sn= Tang được đúc bằng gang xám (15÷32) có giới hạn bền nén sbn = 565N/mm2 Ưùng suất cho phép được xác định theo giới hạn bền nén với hệ số an toàn K = 5 [s] = sn < [sn] vậy tang đủ bền Muốn tính chiều dài cáp nâng vật ta dựa vào sơ đồ đi cáp và các kích thước của cần trục tháp. Khi tính chiều dài cáp ta phải tính cho cả hai trường hợp :khi cần làm việc với tầm với xa nhất và gần nhất. + Tính chiều dài cáp nâng vật trong trường hợp cần ở tầm với gần nhất và móc câu chạm đất. Khi cần ở vị trí cao nhất đầu của cần cách đất một đoạn : H = Hmax + lmóc câu + l0 = 33800 +1000 +1000= 35800mm Với l0 = 1m : là khoảng cách tối thiểu không cho cụm móc câu chạm vào đầu cần, đối với loại cần trục này l0 được giới hạn bởi bộ phận hạn chế chiều cao nâng . Đường kính của các puli hẫn hướng được chọn sao cho đảm bảo điều kiện bền lâu của cáp. Ở đây ta chọn đường kính các puli có kích thước ghi trên sơ đồ đi cáp. Các cụm puli 10,11,12,13 có cùng đường kính f = 300mm(H.2) Chiều dài phần cáp quấn qua mỗi puli này : l1 =f . p/2 = 300 .3,14/2 = 471mm (Ở đây ta xem như dây cáp quấn được nửa chu vi của mỗi puli) Chiều dài phần cáp quấn qua cụm móc câu : l2 = 400.p/2 = 628mm Chiều dài phần cáp treo cụm móc câu kể từ đầu cần đến mặt đất l’2 = a.h+ l2 = 2. 35800 + 628 = 72228mm Khoảng cách từ đầu tháp đến puli dẫn hướng 10,11 (xem H.4) AE = Chiều dài cáp đi từ đầu tháp đến tang nâng vật (nâng cần) l3= 2 . (7396 + 16940) = 48672mm Chiều dài cáp đi từ đầu tháp đến đuôi cần : l4 = 2. 13186 = 26372mm Hình 4 : Sơ đồ tính chiều dài cáp Chiều dài phần cáp dự trữ quấn trên tang nâng vật : l5 = Dtv .p/2= 400 . 3,14/2 = 628mm Chiều dài phần cáp dự trữ quấn trên tang nâng cần : l6 = Dtc . p/2 = 280 . 3,14/2 = 440mm (Dtc= 280 : xem ở phần tính cơ cấu nâng cần) Tổng chiều dài cáp nâng vật : L = 6l1 +l¢2 +l3 +l4 + l5 +l6 = 6.471 + 72228 + 48672 + 26372 + 628 + 440 = 151166mm L = 151,2m + Tính chiều dài cáp cho trường hợp cần ở vị trí thấp nhất và cụm móc câu nằm dưới đất. Khi cần ở vị trí thấp nhất đầu cần (D) cách mặt đất 1 đoạn : h¢ = 23200 + 1000 + 1000 = 25200mm Trong trường hợp này chỉ khác trường hợp đầu các giá trị l¢2 và l4 Chiều dài phần cáp treo cụm móc câu kể từ đầu cần đến mặt đất l²2 = 2 . 25200 + 618 = 51018mm Giải tam giác ADC ta được khoảng cách từ đầu tháp (B) đến đầu cần (C) là 18808mm(H.4) Chiều dài tháp đi từ đầu tháp đến đuôi cần l¢4 = 2. 18808 = 37616mm Tổng chiều dài cáp : L¢= 6l1 + l²2 + l3 + l¢4 + l5 + l6 = 6.416 + 51018 + 48672 + 37616 + 628 + 440 = 140870mm L = 140,87m Ta thấy L > L¢ vậy ta lấy tổng chiều dài cáp nâng vật L = 152m 3.3) Chọn động cơ điện cho cơ cấu nâng vật : Công suất tĩnh khi nâng vật có trọng lượng bằng trọng tải lớn nhất xác định theo công thức (2-78-1) : N = Trong đó : - Q0 = Q + Qm = 52400N : Trọng lượng vật nâng kể cả bộ phận mang - Vn= 20m/ph : Vận tốc nâng - h : Hiệu suất cơ cấu nâng Tính h : h= ht.h0.hp Trong đó : - ht= 0,96 Hiệu suất của tang [bảng (1-9-1)] - h0= 0,92 Hiệu suất của bộ truyền kể cả khớp nối. Giả thiết bộ truyền là hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp [bảng (1-9-1)] - hp= 0,99 Hiệu suất của Palăng Þ h= 0,96. 0,92. 0,99= 0,87 Do đó N = Tương ứng với công suất tĩnh và chế độ làm việc trung bình ta chọn động cơ điện loại MTB 411-6 có các thông số sau : _ Công suất danh nghĩa : 22Kw _ Số vòng quay : 960v/ph _ Cường độ làm việc : CĐ= 25% _ Hệ số quá tải : y= 2,5 _ Moment vô lăng : (GiDi2)roto= 20N.m2 _ Khối lượng : 280Kg _ Hệ số cosj= 0,74 Với công suất danh nghĩa của động cơ lớn hơn công suất tĩnh nên động cơ đã chọn thoả mãn yêu cầu làm việc và ta không phải kiểm tra về nhiệt động cơ . 3.4) Tỉ số truyền chung : Tỉ số truyền chung từ trục động cơ dến trục tang được xác định theo công thức [3-15-1] i0 = Số vòng quay của tang để đảm bảo vận tốc nâng cho trước: ntg = vòng i0 = 3.5) Tính phanh: Để phanh được nhỏ gọn ta đặt phanh ở trục thứ nhất tức trục động cơ. Moment được xác định theo công thức: Mph = Với k= 1,75 : là hệ số an toàn phanh với chế độ làm việc trung bình [bảng 3-2-1] Loại phanh có kích thước nhỏ gọn, làm vie