Bài giảng Máy xây dựng: Chương 4 - Lê Hồng Quân

Bài giảng Máy xây dựng Chương 4 Máy vận chuyển lên cao (máy nâng), cung cấp cho người học những kiến thức như: khái niệm và phân loại máy vận chuyển lên cao; các thiết bị nâng đơn giản; cần trục; khai thác cần trục. Mời các bạn cùng tham khảo!

CHƯƠNG IV MÁY VẬN CHUYỂN LÊN CAO ( MÁY NÂNG )

§1.Khái niệm và phân loại 1.1.Khái niệm

+Phương vận chuyển theo phương thẳng đứng hoặc gần như thẳng đứng

+Vận chuyển vật liệu,lắp ráp các cấu kiện XD trên công trường +Xếp dỡ và vận chuyển trong các kho , bãi chứa vật liệu ,

+Vận chuyển và lắp ráp trong các nhà máy chế tạo , sửa chữa cơ khí ,nhiệt điện, chế biến gỗ ,

+Đóng mở các cửa van ở các nhà máy thủy điện ,

1.2.Phân loại

Theo kết cấu và công dụng :

a/.Máy nâng đơn giản :

+Kích : Dùng nâng các vật có trọng lượng lớn với chiều cao nhỏ

-Kích cơ khí : Kích thanh răng , kích vít -Kích thủy lực (dầu):loại pít tông lên ,xi lanh lên , sâu đo -Kích khí nén Course instructor: Lê Hồng Quân at

lehquandhxd@yahoo.com

theo ph ươ ng th ẳ ng đứ ng

+Tời : Dùng để nâng hoặc kéo vật

-Tời tay , tời điện ( 1 chiều, 2 chiều )

+Pa lăng : Pa lăng kéo tay ( xích ), pa lăng điện

b/.Thang nâng trong xây dựng : Máy vận thăng, thang máy công trường

c/.Cần trục (máy nâng phức tạp vì có nhiều cơ cấu công tác)

+Cần trục nhỏ : Cần trục kẹp tường , cần trục thiếu nhi ,

+Cần trục cố định kiểu cần : Cần trục cột, Cần trục cột buồm, +Cần trục tháp : Cố định , di động , loại tháp quay, đầu tháp

§2.CÁC THIẾT BỊ NÂNG ĐƠN GIẢN

2.1.Kích thanh răng (rack Jack)

- Sơ đồ cấu tạo

d-Đường kính vòng lăn bánh răng dẫn động thanh răng

R-Chiều dài tay quay, [m] ; i-Tỷ số truyền động của bộ

truyền bánh răng ; -Hiệu suất truyền động

2.2.Kích thuỷ lực (Hydraulic Jack)

a Sơ đồ cấu tạo

5.Xi lanh bơm dầu

6.Pít tông bơm dầu

7.Thùng dầu

8.Tay đòn bơm

9.Van xả dầu

b.Nguyên lý hoạt động:

ban đầu van 9 khóa, vật nâng

Q được đặt trên pittong 1

Q

o

P

P’

- Tác dụng vào tay đòn 8 một lực P như hình vẽ => tay đòn lắc quanh khớp O, pittong

6 dịch chuyển sang phải=> thể tích buồng bơm tăng lên đồng thời áp suất giảm xuống,

van 3 đóng và van 4 mở để hút dầu vào buồng bơm

- Tác dụng vào tay đòn 8 một lực theo chiều ngược lại=> tay đòn lắc quanh khớp O,

pittong 6 dịch chuyển sang trái => thể tích buồng bơm giảm xuống đồng thời nén dầu

tới áp suất cao, van 4 đóng và van 3 mở ra để đẩy dầu vào xy lanh 2 Dầu có áp suất cao tác dụng vào đáy pittong 1 tạo nên áp lực => đẩy vật nâng Q đi lên

- Khi muốn hạ vật Q, mở van xả dầu 9 để dầu có áp chảy về thùng 7, xy lanh 2 được thông với ngoài trời, áp suất dầu trong xylanh 2 giảm xuống

lehquandhxd@yahoo.com

khu ế ch đạ i dòng d ầ u lên áp su ấ t cao t ạ o l ự c đẩ y v ậ t lên

Hình ảnh sử dụng nhiều Kích thuỷ lực làm việc đồng thời

Course instructor: Lê Hồng Quân at

lehquandhxd@yahoo.com

e Phạm vi ứng dụng của kích thủy lực:

Ta có từ biểu thức lực tác dụng lên tay đòn bơm: P = Q.d2.l1/D2.l2.

Do d << D => (d/D)2 <<1 => P<< Q

+ Chính vì vậy kích thủy lực chỉ cần lực tác dụng lên tay đòn nhỏ nhưng

có thể nâng được tải trọng lớn (Lực P phụ thuộc vào (d/D)2 )

+ Kích thủy lực được dùng để nâng tải trọng từ Q = 200 500 tấn, chiều cao nâng H = 0,15 0,2 m và trọng lượng kích từ 180 …330kg

2.3 Kích vít (screw jack)

Muốn nâng hoặc (hạ) vật chỉ việc quay tay

quay (lever or handle) làm cho trục vít (screw

rod) quay theo Nhờ được liên kết bằng ren với

đai ốc (jack) nên trục vít đồng thời chuyển

động tịnh tiến Tùy theo chiều quay của tay

quay mà trục vít tịnh tiến đi lên hoặc đi xuống

để nâng hoặc hạ vật Course instructor: Lê Hồng Quân at

lehquandhxd@yahoo.com

2.3 TỜI NÂNG TRONG XÂY DỰNG

a/ Tời tay đơn giản

4.Tang ; 5.Phanh đai

Z1,Z1/-Bánh răng thay đổi tốc độ

Z2,Z2/,Z3,Z4,Z5,Z6-Bánh brăng truyền lực

c/.TỜI MÁY- HOISTING WINCH (tời nâng)

k- hệ số an toàn phanh, k=1,5; 1,75; 2 ứng với các chế độ làm việc nhẹ, TB và nặng

igt và ηgt lần lượt là tỷ số truyền và hiệu suất của hộp giảm tốc

Mtg = SC D/2 là mômen xoắn trên trục tang

thi nhi ề u

cáp, c ố đị nh thay đổ i l ự c c ă ng cáp

- Lực căng cáp lớn nhất S c (line pull calculation)

Câu tạo bộ tời điện

Động cơ điện

Phanh điện từ

Tủ điện điều khiển Dây cáp(6)

Hộp giảm tốc

Tang cuốn cáp (7) Khớp nối Course instructor: Lê Hồng Quân at

lehquandhxd@yahoo.com

2.4.MÁY NÂNG TRONG XÂY DỰNG

a/.Công dụng và phân loại

+Công dụng :

Vận chuyển vật liệu và người phục vụ xây dựng công trình cao tầng

+Phân loại :

Theo công dụng :

-Thang nâng chở vật liệu ( thăng tải ) :

Thăng tải giá , thăng tải 1 trụ , 2 trụ

thăng tải giếng ,

-Thang nâng chở hàng và người đi kèm

b/.Thăng tải 1 trụ (single mast)

4.Hệ thống con lăn dẫn hướng

5.Pu ly đổi hướng

6.Dây cáp

7.Tời nâng Course instructor: Lê Hồng Quân at

lehquandhxd@yahoo.com

HÌNH ẢNH MÔ TẢ VẬN THĂNG XÂY DỰNG CHỞ HÀNG

C/ THANG MÁY CÔNG TRƯỜNG (CLIMBING WORK PLATFORM)

Có hai loại : -Dẫn động bằng bánh răng – thanh răng

6.Cơ cấu an toàn

7.Bao che an toàn

h

+ td h-Chiều cao nâng, [m]

vn ; vh -Tốc độ nâng hạ bàn nâng ; [m/s]

td -Thời gian dừng máy để bốc dỡ hàng ; [s]

HÌNH ẢNH THANG MÁY CÔNG TRƯỜNG LOẠI 1 THÁP (SINGLE MAST)

Dùng để vận chuyển ngườivà hàng hóa lên các sàn tầng của công trình

BỐ TRÍ GIẰNG THÁP VỚI CÔNG TRÌNH

CẤU TẠO CÁC ĐOẠN THÁP CƠ BẢN (CÓ GẮN THANH RĂNG)

HÌNH ẢNH CỤM CƠ CẤU DẪN

ĐỘNG CABIN

Ă

LOẠI SÀN NÂNG THI CÔNG MẶT NGOÀI CÔNG TRÌNH (MAST CLIMBING WORK PLATFORM) DÙNG HAI THÁP DẪN HƯỚNG (TWIN MAST):

VẪN DÙNG TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG- THANH RĂNG ĐỂ DẪN ĐỘNG CHO SÀN NÂNG

HÌNH ẢNH MÔ TẢ THIẾT BỊ SÀN TREO XÂY DỰNG (SUSPENDED ACCESS EQUIPMENT OR WINDOW CLEANING EQUIPMENT OR CRADLE SYSTEM OR SUSPENDED PLATFORM)

HÌNH ẢNH MÔ TẢ SÀN TREO (WORK PLATFORM)

§3 CẦN TRỤC (CONSTRUCTION CRANES)

3.1.Các thông số cơ bản và đường đặc tính kỹ thuật của cần trục

a/.Các thông số cơ bản

1

2

3 b/.Đường đặc tính kỹ thuật

6 Khẩu độ : L(m) là khoảng

cách tâm giữa hai đường ray

mà máy di chuyển

R là kho ả ng cách theo ph ươ ng ngang t ừ tr ụ c quay c ủ a máy đế n tr ọ ng tâm móc treo

H là kc t ừ m ặ t b ằ ng nâng đế n tr ọ ng tâm móc treo

b Phân loại: Cần trục tháp có nhiều loại khác nhau

- Theo dạng tháp: + Cần trục tháp loại tháp quay;

+ Cần trục tháp loại đầu quay (tháp không quay);

- Theo phương pháp thay đổi tầm với:

+ Cần trục tháp loại thay đổi tầm với bằng cách nâng hạ cần;

+ Cần trục tháp loại thay đổi tầm với bằng cách di chuyển xe con dọc theo cần

nằm ngang;

- Theo phương pháp lắp đặt tại hiện trường:

+ Cần trục tháp loại chạy trên ray; + Cần trục tháp loại cố định trên móng bê tông; + Cần trục tháp loại tự nâng theo chiều cao công trình;

Course instructor: Lê Hồng Quân at lehquandhxd@yahoo.com

t ờ i đ i ệ n

- Theo công dụng:

+ Cần trục tháp có công dụng chung dùng trong XDDD và Công

nghiệp

+ Cần trục tháp chuyển dùng để xây nhà cao tầng

+ Cần trục tháp chuyên dùng cho các công trình xây dựng công

+ Chi phí lớn để làm đường ray hoặc làm móng

+ Sử dụng trong công tác cẩu lắp với khối lượng lớn, thời gian thi công dài

Course instructor: Lê Hồng Quân at lehquandhxd@yahoo.com

d/.Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cần trục tháp loại tháp quay

4.Tủ điện 5.Cơ cấu nâng hạ cần 6.Cơ cấu nâng hạ vật 7.Khớp chân tháp 8.Tháp

9.Ca bin 10.Khớp chân cần 11.Cần

12.Cụm pu ly móc cẩu 13.Cụm pu ly đầu cần 14.Cáp nâng hạ cần 15.Cáp nâng hạ vật

16.Các pu ly đổi hướng 17.Hệ thống thanh giằng

- Đặc điểm cấu tạo :

+ Thay đổi tầm với bằng cách nâng hạ cần là chủ yếu, một số

trường hợp thay đổi tầm với bằng cách di chuyển xe con trên cần nằm ngang

+ Đảm bảo vật nâng không bị thay đổi độ cao khi nâng hạ cần để thay đổi tầm với, vì vậy trên cần trục sử dụng sơ đồ mắc cáp liên hợp

+ Trọng lượng phần quay lớn, tiêu hao nhiều công suất cho cơ cấu nâng hạ cần và cơ cấu quay

+ Trọng tâm máy thấp nên ổn đinh hơn, tạo được tầm với min

+ Chiều cao nâng bị hạn chế (dùng cho nhà <10 tầng) nên ít sử

dụng hơn so với cần trục tháp loại đầu quay

e/.Cần trục tháp có cần nằm ngang với tháp tự nâng(external tower crane)

Sơ đồ cấu tạo: 1 Móng bê tông; 2 Thân tháp (không quay); 3 Lồng lắp dựng;

4 Thiết bị tựa quay; 6 Cabin điều khiển; 7 Tay cần nằm ngang; 8 Xe con;

9 Thanh neo cần; 10 Tời kéo xe con; 11 Đoạn đỉnh tháp; 12 Neo cần đối trọng;

13 Cáp nâng vật; 14 Tời nâng vật; 15 Đối trọng; 16 Cần mang đối trọng;

17 Cơ cấu quay; 18 giằng tháp với công trình; Course instructor: Lê Hồng Quân at lehquandhxd@yahoo.com

Nguyên lý làm việc:

Cần trục có 3 chuyển động chính:

- Nâng hạ vật nhờ tời số 14

- Quay vật trong mặt phẳng ngang nhờ cơ cấu quay 17

- Di chuyển xe con 8 dọc theo tay cần nằm ngang nhờ

tời kéo xe con số 10

@ thi nhi ề u

t ờ i đ i ệ n

7

CẤU TẠO ĐOẠN THÁP CƠ BẢN (MAST SECTION)

Tai nối với đoạn tháp phía trên

Các vấu bám

Các đoạn tháp được nối với nhau

bằng các gờ dương âm và chốt để tạo

nên thân tháp

Course instructor: Lê Hồng Quân at lehquandhxd@yahoo.com

CẤU TẠO LỒNG LẮP DỰNG (CLIMBING SEGMENT)

-Lồng lắp dựng bao quanh thân tháp và có các bánh xe để trượt dọc theo thân tháp khi nối dài tháp

-Đầu trên được liên kết chốt với phần quay (đoạn tháp gắn cabin)

Course instructor: Lê Hồng Quân at lehquandhxd@yahoo.com

CẤU TẠO ĐOẠN THÁP GẮN CABIN (CRANE CAB SEGMENT)

Tai liên kết với đoạn đỉnh tháp

-Đầu trên được liên kết với đoạn đỉnh tháp bằng chốt

-Đầu dưới liên kết với phần tháp không quay thông qua thiết bị tựa quay (slewing ring) Course instructor: Lê Hồng Quân at

lehquandhxd@yahoo.com

CẤU TẠO ĐOẠN ĐỈNH THÁP (TOP TOWER SECTION)

-Đầu trên được có tai để liên kết các thanh neo cần và neo cần đối trọng

Thanh neo cần (tie bar)

Course instructor: Lê Hồng Quân at lehquandhxd@yahoo.com

CẤU TẠO THIẾT BỊ TỰA QUAY ĂN KHỚP NGOÀI

Cụm động cơ liền hộp giảm tốc

Vành răng lớn cố định với phần

không quay bằng bu lông chốt

Vành răng lớn cố định với phần tháp không quay

cầu hai dãy

Tai liên kết với lồng lắp dựng

Tai liên kết với phần tháp không quay

- Vòng trong của thiết bị tựa quay được bắt chặt với phần quay bằng bu lông chốt

- Thiết bị tựa quay kiểu bi chịu được Muốn, lực thẳng đứng V và lực ngang H

CẤU TẠO THIẾT BỊ TỰA QUAY ĂN KHỚP TRONG (CÓ THỂ DÙNG CHO CÁC MÁY XÚC 1 GẦU)

Vành răng lớn cố định với phần không

- Do được tiêu chuẩn hóa nên có thể chọn

thiết bị tựa quay theo Vmax và Mmax

CẤU TẠO ĐOẠN CẦN GỐC (JIB BASE SECTION)

Tời kéo xe con

-Các đoạn cần được liên kết với nhau bằng các gờ dương âm và chốt -Trên đoạn cần gốc có bố trí tời kéo xe con để di chuyển xe con dọc hai thanh biên phía dưới của tay cần

CẤU TẠO TAY CẦN (JIB)

CẤU TẠO XE CON (TOWER CRANE TROLLEY)

- Xe con có các bánh xe di chuyển trên hai thanh biên dưới của tay cần -Xe con được di chuyển bằng cáp kéo Course instructor: Lê Hồng Quân at

lehquandhxd@yahoo.com

- QUI TRÌNH LẮP DỰNG CẦN TRỤC THÁP LOẠI TỰ NÂNG ĐỨNG NGOÀI CÔNG

TRÌNH (ASSEMBLING WORK)

1 Đổ móng bê tông cốt thép

2 Tổ hợp các bộ phận của cần trục tháp ở dưới đất bằng cần trục tự hành: lắp các đoạn cần với

nhau, lắp xe con vào cần, lắp cabin, lắp tời nâng, tời kéo xe con

3 Lắp phần đế tháp (chân tháp) vào móng bê tông

4 Dùng cần trục tự hành lắp một số đoạn tháp với nhau

5 Dùng cần trục tự hành cẩu lắp lồng lắp dựng để nối dài tháp vào thân tháp

6 Dùng cần trục tự hành cẩu lắp đoạn tháp gắn cabin

7 Dùng cần trục tự hành cẩu lắp đoạn đỉnh tháp

8 Dùng cần trục tự hành cẩu lắp cần mang đối trọng

9 Dùng cần trục tự hành cẩu lắp 1 quả đổi trọng và lắp vào cần mang đối trọng

10 Dùng cần trục tự hành cẩu lắp tay cần liên kết với tháp

11 Dùng cần trục tự hành cẩu lắp các quả đối trọng còn lại

12 Lắp hoàn chỉnh các cơ cấu công tác, luồn cáp và lắp trang thiết bị điện điều khiển

13 Đưa cần trục vào trạng thái sẵn sàng làm việc và tiến hành nâng đẩy nối dài tháp

Course instructor: Lê Hồng Quân at lehquandhxd@yahoo.com

- QUI TRÌNH TỰ NÂNG ĐỂ NỐI DÀI THÁP (TELESCOPING WORK)

1 Dùng cơ cấu nâng của cần trục để nâng đoạn tháp cần nối lên (hình a)

2 Di chuyển xe con để mang đoạn tháp này vào treo trên ray trượt (hình b)

3 Tháo liên kết giữa phần quay và phần không quay sau đó dùng xy lanh thủy lực ở lồng

lắp dựng nâng toàn bộ phần quay của cần trục lên một đoạn bằng chính chiều cao của đoạn tháp

cần nối (hình c)

4 Đẩy đoạn tháp cần nối vào khoảng trống giữa phần trên và phần dưới của tháp (hình d)

5 Căn chỉnh và liên kết đoạn tháp cần nối với phần trên và phần dưới của tháp với đoạn tháp

cần nối dài bằng bu lông (hình e)

6 Lặp lại các bước từ 1 đến 5 cho đến khi đạt được chiều cao nâng mong muốn

Course instructor: Lê Hồng Quân at lehquandhxd@yahoo.com

f/.Cần trục tháp tự leo theo công trình (internal climbing tower crane)

4- Cần trục tháp loại đầu quay

có chiều dài tháp không đổi;

Đặc điểm cấu tạo :

- Cần trục được nâng lên từ tầng

thấp lên tầng cao nhờ xy lanh

thủy lực

- Tải trọng thẳng đứng, nằm

ngang và mô men uốn M truyền

xuống công trình thông qua các

gối tựa Để giảm lực ngang thì

tăng khoảng cách giữa các gối h

- Cho chiều cao nâng là vô hạn

nếu tời có đủ cáp nâng Dùng

để xây nhà có độ cao >120m

NK - 1600

Q = 160 T

Course instructor: Lê Hồng Quân at lehquandhxd@yahoo.com

Cần trục bánh lốp đang làm

việc với cần phụ

Course instructor: Lê Hồng Quân at lehquandhxd@yahoo.com

Cần trục bánh lốp khi làm việc Phải sử dụng hệ thống

chân chống

CẦN TRỤC ÔTÔ

Course instructor: Lê Hồng Quân at lehquandhxd@yahoo.com

DEMAG : CC12 000 – 2 000 T TC-4800 – 650 T

ĐẤU HAI CẦN TRỤC XÍCH VỚI NHAU ĐỂ NÂNG VẬT

3.5 CẦN TRỤC KIỂU CẦU (BRIDGE CRANES)

I CẦU TRỤC (OVERHEAD CRANES):

a Công dụng:

Được dùng chủ yếu trong các phân xưởng, nhà kho để nâng hạ và vận chuyển hàng hóa với lưu lượng lớn, phục vụ cho công tác lắp ráp, sửa chữa một công đoạn của quá trình sản xuất kim loại

b Phân loại: - Theo công dụng:

+ Cầu trục có công dụng chung (có thể dùng với gầu ngoạm, móc treo…);

+ Cầu trục chuyên dùng(chế độ làm việc rất nặng, dùng trong công nghiệp luyện kim)

- Theo kết cấu dầm cầu:

+ Cầu trục một dầm;

+ Cầu trục hai dầm (dầm hộp và dầm giàn không gian);

c Phạm vi ứng dụng:

+ Khi cần nâng tải trọng nâng lớn Q>10 tấn và yêu cầu miền phục vụ rộng thì

thường sử dụng cầu trục loại hai dầm với xe con chạy trên dầm

+ Khi cần nâng tải trọng nâng Q<10 tấn và khẩu độ dầm L= 15-17m thì thường sử

dụng cầu trục loại 1 dầm với palăng điện thay thế cho xe con chạy trên hai cánh dưới của dầm chữ I hoặc dầm tổ hợp

Ngoài ra còn có cầu trục tựa hoặc cầu trục treo…

d Các thông số cơ bản của cầu trục:

Tải trọng nâng Q (tấn); Chiều cao nâng H (m); Khẩu độ dầm L(m); Tốc độ nâng hạ vật vnv (m/ph); Tốc độ di chuyển cầu trục vdc (m/ph); tốc độ di chuyển xe con hoặc palăng vxc (m/ph); chế độ làm việc

e Cấu tạo chung của cầu trục:

-Loại 1 dầm kiểu đặt (tựa) 1

điều khiển cầu trục

Course instructor: Lê Hồng Quân at lehquandhxd@yahoo.com

- Loại kiểu treo (UNDERHUNG BRIDGE CRANES)

Course instructor: Lê Hồng Quân at lehquandhxd@yahoo.com

CẤU TẠO DẦM CUỐI (END TRUCK)

CẤU TẠO CỤM CƠ CẤU DI CHUYỂN CẦU TRỤC

(TRAVELLING MECHANISM)

Đa phần các cơ cấu di chuyển cầu trục hiện nay đều sử dụng sơ đồ:

Động cơ liền hộp giảm tốc- bộ truyền ngoài- Bánh xe chủ động