Tài liệu Tính toán cần cẩu Derrick tải trọng nâng 3T dùng cho tàu thủy - chương 4: tính toán các cơ cấu chính pptx

Trong mỗi bước tính toán các cơ cấu, cũng như kết cấu kim loại của máy, đầu phải chý ý đến chế độ làm việc.. Chế Độ Tải Trọng Tính Toán Khi tính toán cơ cấu máy trục người ta phân biệt

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN CÁC CƠ CẤU CHÍNH

2.1 NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN TRONG TÍNH TOÁN

2.1.1 Các Chế Độ Làm Việc

Chế độ làm việc là đặc tính rất quan trọng của máy trục Trong mỗi bước tính toán các cơ cấu, cũng như kết cấu kim loại của máy, đầu phải chý ý đến chế độ làm việc

Xếp loại cơ cấu làm việc theo chế độ này hay chế độ khác phải trên cơ sở quan sát sự làm việc của nó trong thời gian nhất định Khi thiết kế mới, chế độ làm việc của có cấu có thể lấy theo kinh nghiệm, trên cơ sở quan sát thực tế lâu năm, với nhiều loại máy trục khác nhau

Chế độ chung cho máy trục lấy theo chế độ làm việc của

cơ cấu nâng, ở đây ta chọn chế độ làm việc của cần cẩu thiết kế là chế độ nhẹ

Đặc điểm:

- Làm việc với tải trọng khác nhau

- Hệ số sử dụng tải trọng đạt khoảng 75%

- Vận tốc làm việc nhẹ

- Cường độ làm việc 25%

- Số lần mở máy 120 lần/giờ

Bảng 2-1 Bảng số liệu về chế độ làm việc của cần cẩu:

(T)

+ Cường độ làm việc, CĐ%

+ Hệ số sử dụng trong ngày, kng

+ Hệ số sử dụng trong năm, kn

+ Hệ số sữ dụng theo tải trọng, kQ

+ Số lần mở máy trong một giờ,m

+ Số chu kỳ làm việc trong một giờ, ack

+ Nhiệt độ môi trường xung quanh, toC

25 0,67 0,5 0,55 120 20-25

250

Thời gian phục vụ

năm - Bánh răng - Ổ lăn

- Trục và các chi tiết khác

5 10 15

Thời gian làm việc

trong thời hạn

trên,h

- Ổ lăn

- Bánh răng

- Trục và các chi tiết khác

3.500 7.000 10.000

2.1.2 Chế Độ Tải Trọng Tính Toán

Khi tính toán cơ cấu máy trục người ta phân biệt ba trường hợp tải trọng tính toán đối với trạng thái làm việc và trạng thái không làm việc của máy trục như sau:

+ Trường hợp 1: Tải trọng bình thường của trạng thái làm việc bao gồm trọng lượng danh nghĩa của vật nâng và bộ phận

mang, trọng lượng bản thân máy, tải trọng gió ở trạng thái làm việc của máy, các tải trọng trong quá trình mở máy và hãm cơ cấu

Đối với các trường hợp này các chi tiết trong cơ cấu được tính theo sức bền tĩnh (theo giới hạn chảy và giới hạn bền) và theo sức bền mỏi (theo giới hạn mỏi) Các chi tiết không quay cũng như không chịu ứng suất thay đổi khi quay thì tính theo sức bền tĩnh

+ Trường hợp 2: Tải trọng lớn nhất của trạng thái làm việc bao gồm tải trọng danh nghĩa của vật nâng và bộ phận mang, trọng lượng bản thân máy, tải trọng động lớn nhất xuất hiện khi mở máy và phanh đột ngột hoặc khi mất điện, có điện bất ngờ, tải trọng gió lớn nhất ở trạng thái làm việc và tải trọng do độ dốc lớn nhất có thể Các trị sổ tải trọng lớn nhất của trạng thái làm việc thường hạn chế bởi điều kiện bên ngoài như trị số mômen phanh lớn nhất, mômen giới hạn của khớp nối.v.v

Đối với trường hợp này tất cả các chi tiết trong cơ cấu được tính theo sức bền tĩnh

+ Trường hợp 3: Tải trọng lớn nhất của trạng thái không làm việc của máy đặt ngoài trời bao gồm trọng lượng bản thân, tải trọng gió lớn nhất trong trạng thái không làm việc và độ dốc của đường

Đối với trường hợp này chỉ tính toán cho các chi tiết của bộ phận hãm gió, các thiết bị phanh hãm

Tải trọng gió khi tính toán các máy trục làm việc ngoài trời cần phải tính toán đến tải trọng gió có thể lấy theo bảng sau:

Bảng 2-2 Áp lực gió lên cần trục ở trạng thái làm việc N/m 2

Đặc điểm phép

tính

Cần trục cảng và cần trục nổi

Các cần trục khác

- Tính kết cấu kim

loại, các cơ cấu và

tính đứng vững của

cần trục

- Tính công suất

động cơ

- Tính sức bền mỏi

400

250 50

250

150 50

Bảng 2-3: Áp lực gió tác dụng lên cần ở trạng thái không làm

việc

Chiều cao

từ mặt

đất,m

0  20 20  40 40  60 60  80 80 

100 > 100

Aùp lực 1000 1150 1300 1500 1650 1800

Toàn bộ tải trọng gió được xem là tác dụng ngang và xác định theo công thức:

Pg = kk.q (Fo + FV) Trong đó: + Kk- hệ số cản khí động học đối với dàn và các dầm kín kk = 1.4; đối với buồng lái, đối trọng, dây cáp cần trục cáp, dây chằng cần trục cột buồm v.v kk = 1,2

+ q- áp lực gió tính toán, lấy theo bảng (2-2) và bảng (2-3), (N/m2)

+ Fo- diện tích chịu gió tính toán các bộ phận của cần trục, (m2)

+ Fv- diện tích chịu gió của vật nâng, (m2)

2.1.3 Ứng Suất Cho Phép

Trong ngành máy nâng chuyển dùng phương pháp tách thành phần để xác định các ứng suất cho phép, trong đó hệ số an toàn được xác định tùy thuộc vào mức độ quan trọng của chi tiết và chế độ làm việc của cơ cấu

Tính toán các chi tiết theo sức bền mỏi và sức bền tĩnh cho các trường hợp tính 1,2,3 xuất phát từ phương trình cơ bản sau:

   





  

Trong đó: - Ứng suất lớn nhất tác dụng trong chi tiết, có tính đến tập trung ứng suất, trạng thái bề mặt, tính chất lắp ghép, N/mm2

[]- ứng suất cho phép đối với chi tiết, N/mm2

n- ứng suất nguy hiểm của vật liệu đối với trạng thái căng cụ thể lấy theo giới hạn bền, giới hạn chảy hoặc giới hạn mỏi, tùy theo trường hợp tính, N/mm2

[n]- là hệ số an toàn thấp nhất cho phép

2.1.4 Tính Toán Hiệu Suất

Khi xác định tải trọng tính toán khí động học của cơ cấu, cần phải tính đến các tổn thất do ma sát trong các khâu, bằng cách đưa vào các trị số hiệu suất của các bộ phận của nó

Khi xác định tải trọng lên bộ truyền, liên tục, khi chọn động cơ cần xuất phát từ những trị số nhỏ nhất có thể của hiệu suất, còn khi xác định mômen phanh thì nên xuất phát từ những trị số lớn nhất có thể

Hiệu suất của hệ thống tay đoàn được tính bằng tích các hệ thống của mỗi một bản lề, hiệu suất mỗi bản lề xác định theo công thức sau:

) (

) (

rf b a

rf a b







 Trong đó: r- bán kính bản lề

a- phần tay đòn lớn

b- phần tay đòn nhỏ

f- hệ số ma sát trong ổ trượt [lấy theo bảng (1-10) tính toán máy trục] trong trường hợp ổ lăn đối với bi f = 0,005; ổ đũa f = 0,008; ổ đũa côn f=0,02