Bài giảng Máy nâng chuyển - Trình Đồng Tính

i số lượng lớn. Nội dung môn học  Các bộ phận và thiết bị máy nâng.  Máy chuyển liên tục.  Yêu cầu về an toàn thiết bị nâng. Yêu cầu với học viên Nắm được các nội dung sau:  Cấu tạo, đặc điểm cấu tạo của một số bộ phận và thiết bị máy nâng và máy chuyển liên tục.  Phương pháp tính toán một số bộ phận và thiết bị máy nâng và máy chuyển liên tục.  Yêu cầu về an toàn thiết bị nâng. Tài liệu tham khảo chính [1]. Đào Trọng Thường: Máy nâng chuyển. ĐHBK HN, 1993 [2]. Huỳnh Văn Hoàng, Đào Trọng Thường: Tính toán máy trục. Nxb KHKT, HN, 1975 [3]. Trương Quốc Thành, Phạm Quang Dũng: Máy và thiết bị nâng. Nxb KHKT, HN, 2002 [4]. Các tiêu chuẩn liên quan. next Xem chi tiết Tài liệu tham khảo 1. Đào Trọng Thường: Máy nâng chuyển. ĐHBK Hà Nội, 1993 2. Huỳnh Văn Hoàng, Đào Trọng Thường: Tính toán máy trục. Nxb KHKT, Hà Nội, 1975 3. Trương Quốc Thành, Phạm Quang Dũng: Máy và thiết bị nâng. Nxb KHKT, Hà Nội, 2002 4. TCVN 5864-1995. Thiết bị nâng. Cáp thép, tang, ròng rọc, xích và đĩa xích. Yêu cầu an toàn. 5. TCVN 5862-1995. Thiết bị nâng. Chế độ làm việc. 6. TCVN 6395:1998. Thang máy điện. Yêu cầu an toàn về cấu tạo và lắp đặt. 7. TCVN 4244-86. Thiết bị nâng. Chế độ làm việc 8. TCVN 5744-1993. Phụ lục 2: Tiêu chuẩn loại bỏ cáp thép. 9. ГOCT 1576-71.  Back Mở đầu CÁC ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA MÁY NÂNG 0-2 1. Trọng tải  Khối lượng lớn nhất của vật nâng mà máy được phép vận hành theo thiết kế.  Trọng tải Q (tấn) thường được thiết kế theo dãy tiêu chuẩn.  Cấm nâng vượt tải. 0-3 2. Vùng phục vụ  Chiều cao nâng H (m).  Khẩu độ và hành trình (với cần trục dạng cầu) hoặc tầm với và góc quay (với cần trục quay). 0-4 Chiều cao nâng H (m) Là khoảng cách đo từ sàn làm việc đến tâm móc ở vị trí cao nhất Khẩu độ L 0-5 Khẩu độ và hành trình (m)  Khẩu độ là khoảng cách giữa 2 đường ray di chuyển cầu.  Hành trình là quãng đường cần di chuyển theo phương dọc ray. Khẩu độ L Ray 0-6 Tầm với (m) và góc xoay  Tầm với là khoảng cách giữa tâm quay và tâm móc ở vị trí xa nhất.  Góc xoay của cần quanh tâm quay. Cần trục quay ngoài trời thường có khả năng quay tròn vòng.Tầm với L Cột Cần 0-7 3. Các vận tốc chuyển động Cầu trục có các cơ cấu tạo chuyển động sau: • Cơ cấu nâng – tạo chuyển động lên xuống • Cơ cấu di chuyển xe con – chuyển động ngang • Cơ cấu di chuyển cầu – chuyển động dọc Cần trục quay có các cơ cấu tạo chuyển động: • Cơ cấu quay – tạo chuyển động quay của cần • Cơ cấu nâng cần, Cơ cấu thay đổi tầm với 0-8 Các vận tốc chuyển động Các vận tốc chuyển động là vận tốc các cơ cấu trên. Với cần trục thông dụng, vận tốc lấy trong khoảng sau: • Vận tốc nâng: vn = 6 – 12 m/ph • Vận tốc di chuyển xe con: vx = 15 – 20 m/ph • Vận tốc di chuyển cầu: vc = 20 – 40 m/ph • Vận tốc quay: nq = 0,5 – 3,0 v/ph 0-9 4. Chế độ làm việc (CĐLV)  Phản ánh đặc tính làm việc đặc thù của loại thiết bị này: đóng mở nhiều lần và làm việc với tải khác nhau.  Cùng trọng tải và các đặc tính khác nhưng mỗi máy nâng có thể được sử dụng với thời gian và mức độ tải nặng nhẹ khác nhau.  Do vậy nếu thiết kế như nhau thì hoặc sẽ thừa an toàn (lãng phí) hoặc sẽ không đủ an toàn.  CĐLV được phản ánh trong từng bước tính toán thiết kế các bộ phận trong cơ cấu và máy nâng. CĐLV là đặc tính riêng, được đưa vào nhằm mục đích tiết kiệm mà vẫn đảm bảo an toàn khi sử dụng. 0-10 Cách phân nhóm CĐLV  Tiêu chuẩn quy định cách phân nhóm CĐLV.  Theo TCVN 4244-86, cơ cấu nâng được phân thành 5 nhóm: Quay tay, Nhẹ, Trung bình, Nặng và Rất nặng dựa trên nhiều chỉ tiêu khác nhau. CĐLV của máy nâng được lấy theo CĐLV của cơ cấu nâng. Cách phân nhóm này có một số nhược điểm: • Không tương thích với các tiêu chuẩn khác • Quá nhiều chỉ tiêu và phối hợp không nhất quán 0-11 Cách phân nhóm CĐLV theo 2 chỉ tiêu  TCVN 5462-1995 phân loại cơ cấu và máy nâng độc lập với cùng phương pháp và chỉ dựa trên 2 chỉ tiêu: cấp sử dụng (CSD) và cấp tải (CT).  Cách phân nhóm CĐLV này tương thích ISO.  Các chỉ tiêu phản ánh rõ nét hơn mức độ phá hủy (mỏi) của các chi tiết  Nhất quán trong cách phân nhóm CĐLV  Các cơ cấu phân thành 8 nhóm CĐLV: M1 M8 Máy nâng phân thành 8 nhóm CĐLV: A1 A8 Xem chi tiết 0-12 Tóm tắt  Các đặc tính cơ bản của máy nâng  Mục đích, ý nghĩa của CĐLV  Cách phân nhóm CĐLV theo 2 chỉ tiêu (TCVN 5462-1995)  Với CCN, CĐLV gồm những nhóm nào? Với MN – gồm những nhóm nào?  Các chỉ tiêu cấp tải và cấp sử dụng với CCN và MN  Phối hợp các chỉ tiêu này để được CĐLV. next P0-13 Dãy tiêu chuẩn về trọng tải (tấn) - -- - - - - 0,05 - - 0,1 -- 0,2 0,25 0,32 0,4 0,5 0,63 0,8 1 1,25 1,6 2 2,5 3,2 4 5 6,3 8 10 12,5 16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160 200 250 320 400 500 630 800 140 180 225 280 360 450 550 710 900 1000 * Theo GOST 1575-61  Back P0-14 CĐLV – TCVN 5462-1995 Các chỉ tiêu phân nhóm CĐLV cho các cơ cấu * Chỉ tiêu 1: Cấp sử dụng - gồm 10 cấp T0 – T9 tuỳ theo số giờ làm việc trong cả đời máy: CSD T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 t (h) < 200 400 800 1600 3200 6300 12500 25000 50000 100000 * Chỉ tiêu 2: Cấp tải - có 4 cấp L1 – L4 tuỳ hệ số phổ tải CT L1 L2 L3 L4 Km < 0,125 0,25 0,50 1,0 Pi là công suất của cơ cấu làm việc trong thời gian ti           t t P P K i 3 max i m Next  P0-15 CĐLV – TCVN 5462-1995 Phân nhóm CĐLV cho các cơ cấu Next  CSD CT T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 L1 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 L2 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 L3 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 L4 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 P0-16 CĐLV – TCVN 5462-1995 Các chỉ tiêu phân nhóm CĐLV cho MN * Chỉ tiêu 1: Cấp sử dụng - gồm 10 cấp U0 – U9 tuỳ theo số chu trình làm việc trong cả đời máy: CSD U0 U1 U2 U3 U4 U5 U6 U7 U8 U9 c (x104) 400 * Chỉ tiêu 2: Cấp tải - có 4 cấp Q1 – Q4 tuỳ hệ số phổ tải CT Q1 Q2 Q3 Q4 Km < 0,125 0,25 0,50 1,0 Pi là tổng công suất của các cơ cấu làm việc trong chu trình ci           C C P P K I 3 max i m Next  P0-17 CĐLV – TCVN 5462-1995 Phân nhóm CĐLV cho máy nâng CSD CT U0 U1 U2 U3 U4 U5 U6 U7 U8 U9 Q1 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 Q2 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 Q3 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 Q4 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8  Back Phần I CÁC CHI TIẾT VÀ THIẾT BỊ MÁY NÂNG Chương 1 SƠ ĐỒ CẤU TẠO CƠ CẤU NÂNG 1-3 1.1. Cơ cấu nâng đơn giản Để nâng vật Q cần điều kiện: Tp = Tv Tv = S.D0 / 2 Tp = P.R S = Q Q = S = 2.P.R / D0 Không thể nâng tải lớn ! Làm thế nào ? P R Do S Q 1 2 3 1. Tang 2. Tay quay 3. Dây Tv Tp 1-4 Giải pháp tăng trọng tải Q Thực tế Tp << Tv nên để nâng được thì:  Giảm Tv bằng cách giảm lực căng dây S qua hệ thống palăng.  Tăng Tp bằng cách khuếch đại mômen xoắn qua các bộ truyền giảm tốc hoặc/và động cơ. P Q Q 2 3 1 1-5 1.2. Cơ cấu nâng hiện đại Các bộ phận chính:  Bộ phận mang tải  Palăng  Tang cuốn cáp  Bộ truyền  Bộ phận phát động  Bộ phận phanh hãm. a, p Q D o t 2 3 1 u 1, 1 u2, 1-6 Ví dụ 1-7 1.3. Các quan hệ tĩnh và động học  Công suất động cơ  Tỷ số truyền Mô men xoắn trên trục khi nâng và khi hạ n yc Q.v P , kW 60000. ®c ®c 0 0 t n n n . .D u n v a 0 0 1 0 p t 0 0 Q.D QD T 2au 2au 0 p t 0' 0 1 0 0 Q.D QD T 2au 2au 1-8 Tóm tắt  Sự phát triển của CCN  Các bộ phận chính trong CCN hiện đại  Các quan hệ tĩnh học và động học  Công suất yêu cầu của động cơ  Tỷ số truyền  Mômen xoắn trên các trục khi nâng và khi hạ next P1-9 Ví dụ về Palăng (a = 2) Ròng rọc di động Ròng rọc cố định Các hình ảnh lấy từ www.wikipedia.com Next  P1-10 Ví dụ về Palăng (a = 4) 2 ròng rọc di động 2 ròng rọc cố định Các hình ảnh lấy từ www.wikipedia.com Q S Sơ đồ khai triển  End Chương 2 BỘ PHẬN MANG TẢI 2-2 Phân loại  Móc Bộ phận mang tải vạn năng, có thể sử dụng cho vật liệu bất kỳ.  Cặp giữ Bộ phận mang tải chuyên dùng với vật liệu khối. Thường sử dụng với loại vật liệu có hình dáng và kích thước nhất định.  Gầu ngoạm Bộ phận mang tải chuyên dùng với vật liệu rời. 2-3 2.1. Móc  Móc đơn: khi trọng tải nhỏ và vừa  Móc 2 ngạnh: khi trọng tải vừa và lớn Vật liệu: thép ít cácbon, thường dung thép 20. Phương pháp chế tạo móc:  Rèn  Dập  Đúc 2-4 Móc tiêu chuẩn Tiết diện thân móc có dạng hình thang cong: đảm bảo độ bền đều, khối lượng nhỏ nhất. Không cần tính móc tiêu chuẩn, chỉ cần chọn theo đúng trọng tải. Với móc không tiêu chuẩn cần kiểm nghiệm về độ bền tại các tiết diện nguy hiểm: cuống móc và 2 tiết diện trên thân móc. cuống móc thân móc 2-5 Móc tấm  Móc tấm: khi trọng tải lớn và rất lớn Khi trọng tải lớn và rất lớn chế tạo móc bằng rèn/dập khó và đắt nên thường dùng móc tấm. Chế tạo móc bằng cách cắt các tấm thép thành hình dạng móc, sau đó liên kết các tấm bằng đinh tán. Có thể thay thế các tấm khi cần thiết. 2-6 Tính móc  Với móc tiêu chuẩn không cần tính, chỉ cần lựa chọn đúng theo trọng tải yêu cầu.  Với móc không tiêu chuẩn, cần tính móc về độ bền tại các tiết diện cuống móc và thân móc.  Xem cụ thể 2-7 2.2. Cặp giữ ccn ccn Có khả năng điều chỉnh theo kích thước vật nâng 2-8 Tính cặp giữ (loại ma sát) SS Fms Fms N Q N a Sơ đồ chịu tải S Q/2 N a/2 c O b Lực tác dụng lên tay đòn Cân bằng lực tác dụng lên tay đòn: N.b – Q.a/4 – S.c = 0 S.cosg = Q/2 Để vật không rơi cần đủ ma sát: Fms > Q/2 hay (với k > 1) N.f = k.Q/2 Thay thế N và S, nhận được biểu thức không phụ thuộc Q. 2-9 2.3. Gầu ngoạm  Loại 1 dây 1 2 4 3 5  Loại 2 dây 4 2 3 1 I II 2-10 Ví dụ về kết cấu 2-11 Ví dụ (tiếp...) 2-12 Ví dụ (tiếp...) 2-13 Ví dụ (tiếp...) next 2-14 2.4. Bộ phận mang tải khác 2-15 Bộ phận mang tải khác (tiếp) 2-16 Tóm tắt  Phân loại bộ phận mang tải và phạm vi sử dụng của chúng  Các loại móc: Cấu tạo chung, tính móc không tiêu chuẩn  Cặp giữ ma sát: cấu tạo chung, nguyên lý hoạt động, tính toán điều kiện cặp giữ  Gầu ngoạm: cấu tạo chung, nguyên lý làm việc  Các bộ phận mang tải khác next P2-17 Tính móc không tiêu chuẩn • Tiết diện cuống móc A-A: tính như bulông chịu kéo, không xiết: • Ứng suất cho phép lấy 85MPa khi dẫn động tay hoặc 40-50MPa khi dẫn động bằng động cơ. • Tiết diện thân móc: theo lý thuyết thanh cong: Next  d1 a A A B B A – A B – B a/2 e1 e2 y dA     2 1 4 d Q P2-18 Tính móc không tiêu chuẩn • Tiết diện B-B: • Chịu kéo (thớ trong) • Chịu nén (thớ ngoài) Với k – hệ số phụ thuộc dạng tiết diện h = e1 + e2 r = a/2 + e1 A – diện tích tiết diện • Ứng suất cho phép lấy 165 MPa khi dẫn động tay hoặc 150 MPa khi dẫn động bằng đ/cơ.  Back a A A B B B – B a/2 e1 e2 y dA   a, e k.A Q 50 1 1     ha, e k.A Q 50 2 2 dA yr y A k e e     2 1 1 1Chương 3 DÂY TRONG CCN 3-2 Khái niệm chung  Là chi tiết ”mềm” liên kết bộ phận mang tải và tang hoặc các ròng rọc  Trong CCN sử dụng 2 loại dây chính: • Cáp thép bện – bện từ các sợi thép có giới hạn bền cao qua 2 thao tác bện. • Xích – thường chỉ sử dụng 2 loại: xích hàn tinh mắt ngắn và xích tấm. 3-3 3.1. Cáp thép bện Cấu tạo  Các sợi thép có độ bền cao σb = 1400 – 2000 MPa (do thao tác tuốt sợi) bện với nhau thành tao.  Các tạo bện với nhau quanh lõi thành cáp.  Các sợi con có thể cùng hoặc khác đường kính.  Lõi cáp có thể là đay, thép hoặc sợi tổng hợp. Một số loại cáp khác 3-4 Phân loại và ký hiệu cáp  Cáp bện xuôi và cáp bện chéo (cáp chống xoắn).  Theo dạng tiếp xúc giữa các sợi con: tiếp xúc đường hoặc tiếp xúc điểm.  Ký hiệu cáp thường có dạng như sau: ЛK-P, 6x19 với ý nghĩa: ЛK-P - loại cáp tiếp xúc đường 6x19 - 6 tao, mỗi tao 19 sợi con. Cáp bện xuôi Cáp bện chéo 3-5 Tính toán chọn cáp  Nhằm đảm bảo độ bền lâu cho cáp. Độ bền lâu của cáp phụ thuộc 2 yếu tố: Smax và tỷ số dc / Do  Tính theo phương pháp thực dụng, quy định bởi tiêu chuẩn. Cáp được chọn cần đảm bảo hệ số an toàn: Zp = Sđ / Smax Zp,min Zp,min – tra bảng theo CĐLV M1---M8 xem TCVN 5864-1995  Lưu ý: * Với thiết bị chở người Zp,min = 9 * Với thang máy chở người Zp,min = 16 hoặc 12 tuỳ số dây độc lập treo cabin là 2 hay lớn hơn 2 3-6 Cố định đầu cáp  Cần tạo khuyên ở đầu cáp, sau đó khuyên này sẽ được liên kết với trục cố định.  Để tránh cáp chà sát với trục cố định, cáp được đặt trong lót cáp.  Phương pháp khác Vòng lót cáp 1 >5dc 2 3 a) Cố định bằng khóa cáp 1 - Vòng lót cáp 2 - Cáp 3 - Khoá cáp (số lượng tối thiểu 3) >20.dc b) Cố định bằng cách bện cáp 1 – Vòng lót cáp 2 – Cáp 3 – Dây chống rối 1 2 3 Trục cố định 3-7 Cố định đầu cáp  Chi tiết ống côn hoặc ống chêm bằng thép đúc, một đầu gia công sẵn lỗ để liên kết với trục cố định cáp. c) Cố định bằng khóa chêm 1 - Cáp 2 - Ống chêm 3 - Chêm 1 2 3 d) Cố định bằng ống côn 1. Cáp 2. Ống côn 3. Kim loại nóng chảy (đổ đầy) 31 2 3-8 Các chú ý khi sử dụng cáp Cáp phải có chứng chỉ. Dây cáp phải là một đoạn nguyên. Bôi trơn cáp thường xuyên từ ngoài bằng mỡ chuyên dùng. Theo dõi cáp và thay cáp mới khi cáp mòn giảm đường kính 10%, đứt 1 tao hoặc số sợi đứt trên một bước bện lớn hơn giá trị cho phép (TCVN 5744-1993). Tránh cáp chà sát với nhau và với các bộ phận khác.  3-9 3.2. Xích hàn và xích tấm Cấu tạo  Xích hàn: sử dụng loại xích mắt ngắn: t≈2,6d; B≈3,5d. Loại thô dùng cuốn vào tang trơn, còn loại tinh ăn khớp với đĩa xích.  Xích tấm: có cấu tạo gần như xích truyền động nhưng các má xích lắp trực tiếp lên chốt, không qua bản lề. t dB t t Tấm có dạng t hoặc dạng 3-10 Tính toán chọn xích  Tương tự cáp thép, xích được tính theo phương pháp thực dụng, quy định bởi tiêu chuẩn. Xích được chọn cần đảm bảo hệ số an toàn: Zp = Sđ / Smax Zp,min Zp,min – tra bảng tùy theo cách dẫn động CCN. xem TCVN 5864-1995 3-11 3.3. So sánh cáp và xích  Nhẹ  Mềm  Êm => vận tốc bất kỳ  Độ bền lâu tương đối lớn  Làm việc an toàn (phá hủy được báo trước qua số sợi đứt => không đứt đột ngột)  Yêu cầu đường kính tang hoặc ròng rọc lớn  Phạm vi sử dụng: Đa số các trường hợp  Nặng  Mềm  Va đập, ồn => vận tốc thấp  Độ bền lâu tương đối lớn  Kém an toàn (mức phá hủy không được báo trước => nguy cơ đứt đột ngột)  Không yêu cầu đường kính tang và ròng rọc lớn  Phạm vi sử dụng: Khi vận tốc thấp, yêu cầu nhỏ gọn hoặc môi trường nhiệt độ cao Cáp Xích 3-12 3.4. Các bước tính chọn cáp và xích Chọn loại cáp và cấp độ bền thích hợp hoặc xích. Tính lực căng dây lớn nhất Smax. Từ CĐLV đã cho, tra bảng (tiêu chuẩn) được Zp,min. Tính lực kéo đứt yêu cầu: Sđ,yc = Smax . Zp,min Tra bảng chọn cáp (hoặc xích) có đường kính (hoặc bước) thích hợp sao cho: Sđ,bảng Sđ,yc 3-13 Tóm tắt Cấu tạo chung, phân loại cáp thép bện Sợi thép, tao, lõi Cáp bện xuôi và cáp bện chéo Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền lâu của cáp Các chú ý khi sử dụng cáp thép bện Phương pháp tính chọn cáp và xích Mục đích và phương pháp tính Ý nghĩa của hệ số an toàn So sánh cáp và xích next P3-14 Giá trị tối thiểu của Zp đối với cáp và xích tải (TCVN 5864-1995) Nhóm CĐLV của cơ cấu M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 Zp,min 3,15 3,35 3,55 4,00 4,50 5,60 7,10 9,00 GHI CHÚ: 1. Trong điều kiện sử dụng nguy hiểm (ví dụ kim loại nóng chảy) thì CĐLV không lấy dưới M5 và khi từ M5 trở lên, Zp,min lấy tăng thêm 25%. 2. Với thiết bị chở người Zp,min lấy bằng 9, còn với thang máy chở người (TCVN 6395:1998) Zp,min = 16 hoặc 12 tuỳ theo số cáp độc lập treo cabin là 2 hay lớn hơn. Lưu ý, không cho phép treo cabin trên 1 dây cáp duy nhất. 3. Với xích dẫn động bằng động cơ: + xích hàn cuốn lên tang trơn: Zp,min = 6 + xích hàn chính xác ăn khớp với đĩa xích: Zp,min = 8 + xích tấm: Zp,min = 5 Khi dẫn động bằng tay: Zp,min = 3 với tất cả các loại xích  Back P3-15 Số sợi đứt cho phép trên 1 bước bện TCVN 5744-1993 Hệ số an toàn ban đầu của cáp Cấu tạo cáp, số sợi 6x19=114 6x37=222 Bện chéo Bện xuôi Bện chéo Bện xuôi 9 14 7 23 12 9 10 16 8 26 13 10 12 18 9 29 14 12 14 20 10 32 16 14 16 22 11 35 17  Back P3-16 Lift Rope 8x19+1 (KONE) cấp độ bền 1600(inner)/1300(outer) MPa Đkính Athép, mm2 Sđ, kgf KL, kg/m 8 18,9 2 780 0,18 10 35,6 4 190 0,33 11 46,0 5 370 0,43 12 53,9 6 340 0,5 13 61,9 7 290 0,58 14 70,0 8 250 0,66 15 82,6 9 690 0,78 16 93,3 10 790 0,86 18 117,6 13 760 1,10 20 143,5 16 870 1,35  End More P3-17 Cáp thép ЛК-Р, 6x19+1 (GOST 2688-80) Đkính Sđ, N σb=1400MPa Sđ, N σb=1600MPa KL, kg/m 8,3 - 34 800 0,256 9,1 - 41 550 0,305 9,9 - 48 850 0,357 11 - 62 850 0,461 12 - 71 750 0,527 13 71 050 81 250 0,597 14 86 700 98 950 0,728 15 100 000 114 500 0,844 16,5 121 500 139 000 1,025 18 145 000 166 000 1,220 19,5 167 000 191 000 1,405  End More P3-18 Cáp thép ЛК-O, 6x19+1 (GOST 3077-80) Đkính Sđ, N σb=1400MPa Sđ, N σb=1600MPa KL, kg/m 7,8 - 29 900 0,221 8,8 - 39 800 0,294 10,5 - 53 650 0,388 11,5 - 66 150 0,487 12 - 72 000 0,530 13 - 81 000 0,597 14 - 97 750 0,719 15 - 115 500 0,853 16,5 118 000 135 000 0,997 17,5 136 500 156 000 1,155 19,5 162 500 183 000 1,370  End More P3-19 Cáp thép ЛК-3, 6x25+1 (GOST 7665-80) Đkính Sđ, N σb=1400MPa Sđ, N σb=1600MPa KL, kg/m 8,1 - 31 900 0,237 9,7 - 46 300 0,343 11,5 54 900 62 700 0,464 13 71 500 81 750 0,605 14,5 90 350 102 500 0,764 16 110 500 126 500 0,942 17,5 134 500 153 500 1,140 19,5 160 000 183 000 1,358 21 188 500 215 000 1,594 22,5 219 000 250 500 1,857 24 251 500 288 000 2,132  End P3-20 Xích hàn – xích chính xác (GOST 2319-70) Đkính dây Bước t (mm) Chiều rộng B (mm) Sđ (kN) KL (kg / m) 6 19 21 13,7 0,75 7 22 23 17,6 1,00 8 23 27 25,5 1,35 9 27 32 31,0 1,80 10 28 34 39,0 2,25 11 31 36 45,0 2,70 13 36 43 64,7 3,80 16 44 53 100,0 5,80  End Chương 4 BỘ PHẬN CUỐN DÂY VÀ DẪN HƯỚNG DÂY Khái niệm chung  Tang: bộ phận cuốn dây trong CCN, biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến nâng/hạ vật.  Ròng rọc: bộ phận dẫn hướng dây.  Palăng: bộ phận gồm các ròng rọc, cố định và di động, liên kết với nhau bằng dây, dùng để giảm lực căng dây hoặc tăng vận tốc. 4.1. Tang cuốn cáp Cấu tạo chung  Tang thường có dạng ống trụ, hai đầu có moayơ để lắp với trục, chuyển động quay.  Vật liệu tang: gang hoặc thép.  Bề mặt làm việc có thể nhẵn (tang trơn) hoặc cắt rãnh dạng ren tròn có bước lớn hơn đường kính cáp tránh cáp chà xát vào nhau (tang xẻ rãnh).  Tang có thể dùng để cuốn 1 lớp hoặc nhiều lớp cáp chồng lên nhau. Tang trơn  Khi cuốn nhiều lớp cáp, tang cần có gờ chặn. Chiều cao gờ tính từ lớp cáp trên cùng cần tối thiểu 1,5 đường kính cáp tránh cáp tuột khỏi tang. D o g ờ gờ = 1,5.dc t = dc dc d L Tang xẻ rãnh Kích thước rãnh cáp t dc D d D D 1D o R = 0,55dc t = dc+ D I D o I L Các kích thước cơ bản  Đường kính danh nghĩa Do.  Chiều dài tối thiểu phần cuốn cáp trên tang L.  Chiều dày thành tang d. D o g ờ gờ = 1,5.dc t = dc dc d L Đường kính danh nghĩa  Đường kính đo theo tâm lớp cáp dưới cùng.  Xác định từ điều kiện tăng độ bền lâu cho cáp: D0 ≥ h1.dc với dc – đường kính cáp h1 – hệ số, tra trong tiêu chuẩn theo CĐLV của cơ cấu nâng.  TCVN 5864-1995 quy định giá trị tối thiểu của h1.  Lưu ý: với CCN dẫn động bằng đ/cơ, đường kính tang cần tính lại, đảm bảo vận tốc nâng cho trước. 4-8 Chiều dài cuốn cáp  Tính từ số vòng cáp trên 1 lớp (Z) và khoảng cách giữa các vòng cáp (bước cuốn cáp - t): L ≥ Z.t • Bước cuốn cáp t ≈ dc với tang trơn; t ≈ 1,1.dc với tang xẻ rãnh. • Số vòng cáp khi cuốn 1 lớp tính theo công thức: Z = Z1 + Z2 + Z3 với Z1 = a.H/(p.D0) – số vòng làm việc (H – chiều cao nâng; D0 – đường kính tang; a – bội suất của palăng) Z2 = 1,5..2 – số vòng cáp dự trữ trên tang Z3 = 0..2 – số vòng phục vụ cố định cáp lên tang. • Khi cuốn n lớp cáp trên tang có thể lấy Z ≈ Z1/n. Chiều dày thành tang  Chiều dày d thường chọn trước theo vật liệu tang: • Thép: d = 0,001.D0 + 3 (mm) • Gang: d = 0,002.D0 + (610) ≥ 12 (mm) với D0 – đường kính tang, tính bằng mm.  Kiểm tra tang với kích thước đã chọn về độ bền: • Với tang ngắn (L/D0 ≤ 3) chỉ cần kiểm nghiệm độ bền nén: tang được tính như ống dày chịu áp suất ngoài do dây với lực căng Smax xiết lên tang sinh ra. • Khi tang dài (L/D0 > 3) cần tính đến ảnh hưởng của cả uốn và xoắn. Xem chi tiết Cố định cáp lên tang Bulông và tấm kẹp A A - A A Cáp Vít chặn C¸p 4.2. Ròng rọc và đĩa xích Cấu tạo Với ròng rọc cáp, đường kính danh nghĩa D0 đo theo tâm cáp, xác định từ điều kiện tăng độ bền lâu cho cáp: D0 ≥ h2.dc với ròng rọc thường D0 ≥ h3.dc với ròng rọc cân bằng với dc – đường kính cáp h2, h3 – hệ số, tra trong tiêu chuẩn theo CĐLV của CCN. Các kích thước khác theo kết cấu: R=0,6dc h=(1,5-2,0)dc b=(2-2,25)dc 60° b h D 0 4.2. Ròng rọc và đĩa xích Cấu tạo (tiếp) Với ròng rọc cho xích hàn, đường kính danh nghĩa D0 xác định theo đường kính dây thép làm xích (d), bước xích (t) và số răng (số hốc) trên đĩa xích (z): D 0 d z – số hốc, min = 5-6 D 0= ( t sin(90/z) ) 2 + ( d cos(90/z) ) 2 Lực cản và hiệu suất ròng rọc  Khi chưa quay: S2 = S1  Khi quay theo chiều trên hình vẽ, do lực cản W nên S2 > S1 hay S2 = S1 + W  Các loại lực cản chính: • Lực cản do độ cứng dây (Wc) • Lực cản do ma sát trong ổ đỡ trục (Wo) S 1 2 S n W Lực cản do độ cứng dây  Do độ cứng nên khi cuốn vào và khi nhả khỏi ròng rọc dây bị lệch so với trường hợp lý tưởng các khoảng b và c như trên hình vẽ  S’2 = S1 + Wc  Kết hợp phương trình cân bằng mômen tính được lực cản do độ cứng dây Wc = S1.j S1(D0/2+b) = S’2(D0/2-c) S1(D0/2+b) = (S1+Wc)(D0/2-c) Wc = S1(b+c)/(0,5D0- c) = S1.j b c S 1 S ' 2 = S 1 +Wc Lực cản do độ ma sát trong ổ  Giả sử ròng rọc đường kính D0 lắp trên ổ trượt có đường kính ngõng d.  S”2 = S1 + Wo với Wo là lực cản do ma sát trong ổ.  Từ mômen cản quay Tc tính được lực cản do ma sát trong ổ Wo = Tc / 0,5D0 = S1.x x = 2sin(a/2).f.d/D0 S'' 2 =S 1 +Wo S 1 Lực tác dụng lên ổ: S = S 1 + S'' 2 => S @2S1.sin a 2 Lực ma sát trong ổ: F = S.f Tạo mômen cản quay: Tc = F.d/2 Hiệu suất ròng rọc  Hiệu suất = công suất có ích / công suất bỏ ra * Trường hợp ròng rọc cố định: C.s. có ích Pci = Q.vn C.s. bỏ ra Pbr = S2.v0 Lực căng dây S1 = Q Vận tốc dây v0 = vn Hiệu suất h = S1/S2 (là tỷ số giữa lực căng dây trên nhánh cuốn S1 và nhánh nhả S2) S Q, 1 2 S ,v0nv S Q, 1 2 S ,v 0 n v n n Hiệu suất ròng rọc (tiếp...)  Hiệu suất = công suất có ích / công suất bỏ ra * Trường hợp ròng rọc di động: C.s. có ích Pci = Q.vn C.s. bỏ ra Pbr = S2.v0 Lực căng dây S1+S2 = Q Vận tốc dây v0 = 2.vn Hiệu suất hdđ > S1/S2 S Q, 1 2 S ,v0nv S Q, 1 2 S ,v 0 n v n n * Trong tính toán thường lấy: hdđ = h = 0,94...0,98 với ròng rọc cáp; h = 0,94...0,96 với ròng rọc xích (đĩa xích) 4.3. Palăng Khái niệm chung  Hệ thống ròng rọc cố định và di động, liên kết với nhau bằng dây.  Tuỳ công dụng, palăng được phân làm 2 loại:  Palăng lợi lực (hình a)  Palăng lợi vận tốc (hình b) Q tang S 2......Sa S '' 1 S'1 S1 (a) Q, vn ... P, vP S1 S2 Sa (b) 4.3.1. Palăng lợi lực  Bội suất (a): số lần giảm lực căng dây so với khi treo vật trực tiếp trên 1 dây xét ở trạng thái đứng im (các ròng rọc không quay).  Có thể xác định bội suất a qua số nhánh dây treo vật.  Trên hình vẽ là palăng có bội suất a = 4.  Trong tính toán, palăng được thể hiện dưới dạng khai triển... Tính toán palăng lợi lực  Cho sơ đồ khai triển palăng. Xác định lực căng dây lớn nhất Smax=? nằm ở đâu? Khi nâng hay hạ? Hiệu suất của cả hệ thống hp=?  Phương pháp: dựa vào các quan hệ lực căng dây trên các nhánh của ròng rọc và hiệu suất h = Scuốn/Snhả Từ đó, xét lần lượt từng ròng rọc trong hệ thống palăng... Q tang S 2......Sa S '' 1 S '1 S1 (a) Tính toán... (tiếp) Q tang S 2......Sa-1Sa S''1 S'1 S1 Khi hạ thì thế nào? Khi nâng vật  Các ròng rọc quay theo chiều như hình vẽ. Lực căng dây trên nhánh cuốn vào ròng rọc bé hơn trên nhánh nhả ra nên suy ra Smax = S”1 = Stang. Lực căng lớn nhất nằm ở nhánh cuốn vào tang.  Tổng lực căng dây cân bằng với Q: Q = S1 + S2 + ... + Sa  Từ quan hệ hiệu suất ròng rọc: S1 = S1 = S1.1 S2 = S1.h = S1.h 1 ...... Sa = Sa-1.h = S1.h a-1 Q = Si = S1. (1+ h+ ... + h a-1 ) • Smax = S1 / h t = Q.(1-h) / [(1-ha)ht] • Hiệu suất palăng: hp = Q / (a.Smax) Palăng kép • Bội suất palăng kép ký hiệu là "2a" và bằng số nhánh dây treo vật (trên sơ đồ : 2a = 4) • Ròng rọc trung gian không quay, chỉ đóng vai trò cân bằng nên trong tính toán Smax có thể thay thế bằng palăng đơn với bội suất a' = 2a/2 và tải Q' = Q/2. • Hiệu suất của palăng hp=Q' / (a'.Smax). QDQ Palăng đơn Palăng kép D = 0 4.3.2. Palăng lợi vận tốc S1 = S1 = S1.1 S2 = S1.h = S1.h 1 ...... Sa = Sa-1.h = S1.h a-1 P = Si = S1. (1+ h+ ... + h a-1 ) (1) Smax = S1; (2) Sa = Q / h => Q = S1.h a (3) Từ (1) (2) (3) tìm được quan hệ giữa P, Q, Smax Q, vn ... P, v P S1 S2 Sa Các lưu ý chung về palăng Lực căng cáp Palăng kép Bội suất ký hiệu là “2a”. Ròng rọc cân bằng không quay. Tính toán coi như palăng đơn với a’ = “2a”/2 và Q’=Q/s Số ròng rọc “t” Chỉ tính số ròng rọc phía tang cuốn cáp Sơ đồ đặc biệt Trường hợp gặp sơ đồ đặc biệt cần thiết lập công thức để tính lực căng cáp lớn nhất. Q S1 S’1 S2 S next Nhóm CĐLV của cơ cấu M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 h 1 11,2 12,5 14,0 16,0 18,0 20,0 22,4 25,0 h 2 12,5 14,0 16,0 18,0 20,0 22,4 25,0 28,0 h 3 11,2 12,5 12,5 14,0 14,0 16,0 16,8 18,0 GHI CHÚ: 1. Đường kính danh nghĩa của tang: D0  h1.dc 2. Đường kính của ròng rọc dẫn hướng: D2  h2.dc 3. Đường kính của ròng rọc cân bằng: D3  h3.dc 4. Với cần trục tự hành: h1 = 16; h2 = 18; h3 = 14 với CCN tải h 1 = 14; h 2 = 16; h 3 = 12,5 với CCN cần 5. Đường kính ròng rọc ma sát trong thang máy: D  40.dc (TCVN 6395:1998) Hệ số đường kính với tang và ròng rọc (TCVN 5864-1995)  Back Kiểm tra tang cuốn cáp về độ bền  Back  Với tang ngắn (L/D0 ≤ 3) chỉ cần kiểm nghiệm độ bền nén: tang được tính như ống dày chịu áp suất ngoài do dây với lực căng Smax xiết lên tang sinh ra: sn = k.Smax/(t.d) ≤ [s] k = 1; 1,28; 1,37; 1,45; 1,52; 1,53 tùy số lớp cáp từ 1..6 [s] = 7090 MPa với gang; 100120 MPa với thép.  Khi tang dài, cần tính đến uốn và xoắn:            u u tđ ntđn W TM 22 22 75,0 s ssss Smax khi hạ vật Q tang S 2......Sa-1Sa S''1 S'1 S1 • Khi hạ vật, các ròng rọc quay theo chiều ngược lại. Các nhánh cuốn/nhả đổi vai trò cho nhau. Lực căng lớn nhất sẽ nă,f trên nhánh xa tang nhất. • Tổng lực căng dây vẫn cân bằng với Q: Q = S1 + S2 + ... + Sa • Từ đó dễ dàng suy ra: S*max = Sa = Q.(1-h) / (1-h a)  Back Chương 5 THIẾT BỊ PHANH HÃM Khái niệm chung  Bộ phận không thể thiếu trong cơ cấu nâng.  Công dụng:  Dừng vật nâng ở vị trí mong muốn.  Giữ vật nâng ở trạng thái treo, không rơi khi không mong muốn. 5.1. Mômen phanh yêu cầu  Mômen phanh yêu cầu khi hạ lớn hơn khi nâng  Chọn phanh theo QPAT:Tph = n.T*t HSAT n chọn từ 1,5 – 2,5 theo CĐLV  Ý nghĩa của HSAT:  Tính đến tải động  Đề phòng quá tải Q Tt Tđ Tph Tt Q Tđ Tph Phanh khi nâng Tph= Tđ- Tt Tph= T * t + T * đ Cân bằng mômen trên trục đặt phanh T = * t1 2auo QDo Phanh khi hạ 5.2. Cơ cấu bánh cóc Các vấn đề chung  Tính toán cơ cấu bánh cóc: đề phòng các dạng hỏng gây mất an toàn:  Gẫy con cóc  Gẫy răng bánh cóc  Dập mép răng  Phương pháp tính chung  Chọn trước số răng  Tính chọn môđun  Tính kiểm nghiệm Lòso Con cóc Bánh cóc Q • Sơ đồ cấu tạo chung Tính toán bánh cóc Ft h b s  Tính theo độ bền dập q = Ft / b [q] với Ft = 2T / D = 2T / (m.z) ; b = m. chọn trước , z tính môđun m, sau đó chọn m tiêu chuẩn  Kiểm nghiệm độ bền uốn = Mu / Wu = Ft.h / (b.s2 / 6) [ ] với bánh cóc tiêu chuẩn: h = m; s =1,5m Các thông số bánh cóc Vật liệu bánh cóc = b/m [q], N/mm [ ], MPa (*) + Gang xám 1,6 - 6,0 150 30 + Thép đúc 1,5 - 4,0 300 80 + Thép CT3 rèn 1,0 - 2,0 350 100 + Thép 45 rèn 1,0 - 2,0 400 120 (*) Ứng suất uốn cho phép lấy thấp đi để tính đến tải trọng động khi cơ cấu làm việc (**) Tải trọng động xuất hiện do hiện tượng bánh cóc bị quay ngược lại dưới tác dụng của trọng lượng vật nâng trước khi ăn khớp hết với con cóc và bị giữ lại. Để hạn chế tải động cần giảm bớt quãng đường này: giảm bước răng (do đó giảm môđun -> yếu) hoặc lắp nhiều cóc "lệch pha" nhau Tính toán con cóc Kiểm nghiệm về độ bền Con cóc được tính như thanh chịu nén lệch tâm bởi lực vòng Ft: = n + u = = Ft / (cd) + Ft.e /(dc2/6) [ *] Con cóc chỉ làm bằng thép, [ *] = 65 MPa để tính đến tải trọng động. Ft e d c 5.3. Phanh má Phanh má đơn giản  Khả năng phanh tính từ điều kiện cân bằng lực trên tay phanh và điều kiện phanh: N.a = F.c + K.l Fms = k.F với Fms = N.f Suy ra: K = (F / l ).(k.a / f - c) với lực vòng F = 2T / D. * Để giảm lực phanh yêu cầu K => các giải pháp: + tăng D, l, giảm a: thì sao? + tăng c: thì sao? (K < 0 ) * Nếu đổi chiều mô men phanh ?  Độ bền lâu: p = N / b.s [p] KFms N a cc ' a c F N K l n Phanh 2 má kiểu lò xo  Nguyên lý làm việc * lưu ý công dụng của các chi tiết  Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng  Tính toán phanh tương tự phanh 1 má * Khả năng phanh * Độ bền lâu a l F F K K KK e N N 21 4 3 5 9 8 7 6 10 11 5.4. Phanh đai  Khả năng phanh: S1 / S2 = e fa và S1 - S2 = Ft = 2Tph / D => K = S2.a / l = Ft.a / [l.(e fa - 1)] * Nếu đổi chiều mômen: S2 - S1 = Ft