Bài giảng Máy xây dựng Chương 2

Tầm với R và khẩu độ L: xem hình 2.2.Đối với cần trục ta có tầm với R - đó là khoảng cách theo phương nằm ngang tính từ tâm quay của cần trục đến đường tâm của bộ phận mang hàng Đối với

MÁY NÂNG VẬN CHUYỂN Chương 2

Máy nâng

2

Cần trục

Máy nâng - vận chuyển được sử dụng nhiều trong công tác xây dựng (xây dựng giao thông, dân dụng, công nghiệp, thủy lợi, thủy điện); trong công tác xếp dỡ hàng hóa tại các nhà ga, bến cảng, các kho bãi; phục vụ cho quá trình công nghệ sản xuất trong các nhà máy, phân xưởng.

2.1.2 Phân loại

PHẦN 1 MÁY NÂNG

Tùy thuộc vào kết cấu và công dụng của máy, người ta phân chia máy nâng thành các loại sau: Máy trục, kích, tời, pa lăng, thang nâng v.v.

Những máy trục có cần được gọi là cần trục, còn những máy trục dạng dầm, dàn hoặc khung mà không

có cần được gọi là cầu trục hoặc cổng trục.

Máy trục là loại máy hoạt động theo chu kỳ, quá trình làm việc và nghỉ của các cơ cấu máy trục là ngắt quãng, xen kẽ, lặp đi lặp lại.

Sau đây chúng ta xem xét thông số kỹ thuật, cấu tạo và hoạt động của máy trục.

2.2 CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA MÁY TRỤC (MÁY NÂNG)

Ví dụ: Các thông số kỹ thuật của cầu trục Q=5T, L=15m

- Tải trọng nâng danh

2.2 CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA MÁY TRỤC (MÁY NÂNG)

Ví dụ: Các thông số kỹ thuật của cần trục bánh xích Q=45T

2.2.1 Tải trọng nâng danh nghĩa (Q):

Mỗi một máy trục có một giá trị xác định về tải trọng nâng danh nghĩa Thông số này xuất phát từ yêu cầu thiết

kế và chế tạo đối với từng máy trục cụ thể và nó đặc trưng cho điều kiện làm việc của máy trục.

Tải trọng nâng danh nghĩa là trọng lượng vật nâng (hay còn gọi là hàng nâng) lớn nhất mà máy trục được phép nâng khi làm việc.

2.2.2 Chiều cao nâng (H):

Chiều cao nâng là khoảng cách từ đỉnh đường ray dưới chân máy trục hoặc từ mặt nền sân bãi đến vị trí cao nhất

có thể của bộ phận mang hàng Mỗi một máy trục cũng có một chiều cao nâng (H) được xác định (xem hình 2.2).

2.2.3 Tầm với (R) và khẩu độ (L): xem hình 2.2.

Đối với cần trục ta có tầm với (R) - đó là khoảng cách theo phương nằm ngang tính từ tâm quay của cần trục đến đường tâm của bộ phận mang hàng

Đối với cầu trục và cổng trục ta có khẩu độ (L) - đó là khoảng cách giữa tâm của hai đường ray di chuyển của cầu trục hoặc cổng trục.

Tầm với và khẩu độ của máy trục là các thông số biểu thị phạm vi hoạt động của máy.

2.2.4 Tốc độ làm việc (v), (n) :

Tốc độ làm việc của máy trục bao gồm tốc độ của các thao tác sau: Tốc độ nâng hàng (vn), tốc độ di chuyển của xe con mang hàng (vxc), tốc độ di chuyển của máy trục (vdc) và tốc độ quay của cần trục (n).

Trong thực tế, tốc độ làm việc của các máy trục thường có những giá trị như sau:

- Tốc độ nâng hạ hàng vn = 10 30 m/ph.

- Tốc độ di chuyển xe con mang hàng vxc = 20 30 m/ph.

- Tốc độ di chuyển của máy trục vdc = 50 200 m/ph.

- Tốc độ quay của cần trục n = 1 3 v/ph.

2.2.5 Trọng lượng bản thân (G)

Trọng lượng bản thân (hay còn gọi là tự trọng) của máy trục bao gồm: Trọng lượng kết cấu thép máy trục, trọng lượng các cơ cấu trên máy trục.

2.2.6 Công suất định mức (N)

Công suất định mức của máy trục là tổng công suất của tất cả các động cơ thuộc các cơ cấu trên máy trục.

2.2.7 Chế độ làm việc của máy trục

Chế độ làm việc của máy trục (hoặc của một cơ cấu nào đó trên máy trục) là một thông số tổng hợp để xét đến mức độ sử dụng và mức độ chịu tải của máy hoặc của cơ cấu máy Máy trục

là loại máy hoạt động chu kỳ, quá trình làm việc và dừng của các

cơ cấu là ngắt quãng, xen kẽ, lặp đi lặp lại Mỗi cơ cấu khác nhau của máy trục có thể làm việc theo chế độ khác nhau Tuy nhiên, chế độ làm việc của máy trục được lấy theo chế độ làm việc của cơ cấu nâng hàng.

Chế độ làm việc của máy trục

Hiện nay, nhiều tài liệu cũng như trong thực tế sử dụng ở nước ta vẫn dùng cách phân loại theo các tiêu chuẩn cũ TCVN 4244-86 về chế độ làm việc của máy trục Tiêu chuẩn này quy định bốn nhóm chế độ làm việc

(Nhẹ, Trung bình, Nặng và Rất nặng) được dựa theo những chỉ tiêu sau:

5 Số lần mở máy trong một giờ (tính trung bình cho một ca làm việc):

o

3600

T (2.6)

mo – Số lần đóng mở máy trong một chu kỳ

6 Số chu kỳ làm việc (số mã hàng nâng được) trong một giờ n

3600

n =

7 Nhiệt độ môi trường xung quanh t°

Bảng 2.3 giới thiệu sự tương ứng gần đúng các nhóm chế độ làm việc giữa cách phân loại theo TCVN 5802-1995 và cách phân loại cũ (theo TCVN 4244-86)

Máy làm việc trong môi trường nhiệt độ thấp thì bền hơn máy làm việc trong môi trường nhiệt độ cao

Nhóm chế độ làm việc của máy trục Phân loại cũ Nhẹ Trung bình Nặng Rất nặng Theo TCVN 5862-1995 AI, A2, A3 A4, A5 A6, A7 A8

Nhóm chế độ làm việc các cơ cấu máy nâng

Phân loại cũ Quay tay Nhẹ Trung bình Nặng Rất nặng

Theo TCVN 5862-1995 M1, M2 M3, M4 M5, M6 M7 M8

NĂNG SUẤT MÁY NÂNG (MÁY TRỤC):

Là số hàng hóa do máy nâng (bốc xếp) được trong một đơn

vị thời gian (giờ hay ca)

18

2.4 CÁC CƠ CẤU CHÍNH TRÊN MÁY TRỤC

2.4.1.Cơ cấu nâng hạ hàng

Mục đích của cơ cấu là để nâng (hạ) hàng với các tốc độ khácnhau Nó được cấu tạo trên nguyên lý của máy tời Hình (2.3) mô tả sơ đồcủa cơ cấu nâng thông dụng được dùng trong các máy nâng

Hình (2.3) mô tả sơ đồ của cơ cấu nâng thông dụng1- Móc câu; 2- Cụm puly động; 3- Cụm puly cố định; 4- Puly dẫn hướng; 5-Cáp hoặc dây chịu lực; 6- Tang cuốn cáp; 7- Bộ truyền; 8- Phanh; 9- Động cơ

2.4.2 Cơ cấu thay đổi tầm với

Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý Cơ cấu

thay đổi tầm với dùng cáp kéo xe

con

1- Động cơ; 2- Xe con; 3- puly dẫn

hướng; 4- Cáp kéo; 5- Tang cuốn

cáp hai chiều; 6- Bộ truyền động;

7-Phanh

b) Thay đổi tầm với bằng thay đổi góc nghiêng của cần

5

4

3 2

1



Trong máy trục có hai phương pháp để thay đổi tầm với của cần:

+ Thay đổi góc nghiêng cần, được dùng ở các máy loại trục có cần như cần trục tự hành di chuyển bánh lốp, bánh xích và cần trục ôtô v.v Loại này có sơ đồ giống như cơ cấu nâng.

+ Thay đổi tầm với bằng xe con di chuyển Loại này thường gặp trên các loại cần trục tháp hoặc cầu trục, cổng trục do xe con di chuyển trên cần hoặc trên dầm chính Sơ đồ của cơ cấu như hình (2.4) Cáp kéo (4) được neo chặt vào xe con (2), một đầu vắt qua puly dẫn hướng cố định (3) rồi cuốn vào tang (5), còn đầu kia cũng cuốn vào tang (5) nhưng theo chiều ngược lại Khi tang cuốn cáp hai chiều (5) quay, một nhánh cáp được cuốn vào và một nhánh được nhả ra Xe con sẽ di chuyển về phía nhánh cáp bị kéo Tang (5) được dẫn động bởi động cơ (1) thông qua bộ truyền (6), ngoài

ra nó còn được trang bị thêm phanh (7).

Ngoài phương pháp thay đổi tầm với bằng truyền động cơ học (cáp) còn có thay đổi tầm với bằng truyền động thuỷ lực (xi lanh thuỷ lực) để nâng hạ cần và thay đổi chiều dài cần để thay đổi tầm với.

2.4.3 Cơ cấu quay (chỉ có đối với cần trục)

Dùng để quay toàn bộ mâm quay của cần trục trong quá trình làm việc Có hai cách để làm quay mâm quay:

- Dùng truyền động cơ khí (bánh răng), sơ đồ cơ cấu như hình (2.5).

- Dùng truyền động kết hợp, nguồn động lực có thể là động cơ điện, động cơ đốt trong hoặc động cơ thủy lực.

Theo sơ đồ cơ cấu hình (2.5), trên phần bệ đỡ quay (phần không quay) gắn vành răng lớn cố định (2) Trên phần quay (gọi là toa quay) đặt bộ máy quay, bánh răng hành tinh (1) của bộ máy quay ăn khớp với vành răng lớn (2) Khi động cơ (5) quay thông qua hệ thống bánh răng (3), bánh răng (1) sẽ quay và chạy quanh vành răng lớn kéo toa quay cũng quay theo Trên trục động cơ bố trí phanh (4) làm cơ cấu an toàn

4-2.4.4 Cơ cấu di chuyển

Là cơ cấu dùng để di chuyển toàn bộ máy trục hoặc xe con mang hàng trong quá trình làm việc Trên các máy trục người ta thường sử dụng các loại cơ cấu di chuyển như:

Cơ cấu di chuyển bánh lốp;

Di chuyển bằng bánh xích;

Di chuyển bằng bánh sắt lăn trên ray.

Dưới đây chỉ mô tả sơ đồ đặc trưng của cơ cấu di chuyển bằng bánh sắt lăn trên ray dùng cho một số máy trục phức tạp như: cần trục tháp, cổng trục và cầu trục v.v (hình 2.6) Khi động cơ (5) quay, qua các bánh răng truyền động (3) sẽ truyền chuyển động quay cho bánh xe (1) Bánh xe (1) lăn theo đường ray (2) làm cho toàn bộ máy trục di chuyển theo Phanh (4) được đặt trên một trong các trục truyền động để hãm máy trục và chống trôi máy khi đứng trên nền nghiêng hoặc khi có gió bão.

26

Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý cơ cấu di chuyển bánh sắt lăn trên ray

1- Bánh sắt; 2- Ray; 3- Các bánh răng truyền động; 4- Phanh; 5- Động cơ

Cầu trục 2 dầm

Cổng trục 2 dầm Cầu trục tháp

Cầu trục bánh xích Cần trục cảng

Vận thang nâng hàng Cổng trục cảng

Cần trục cảng

2.5 MÁY NÂNG ĐƠN GIẢN

2.5.1.Kích

a.Công dụng: Kích là loại máy nâng đơn giản dùng để nâng vật

đi lên theo chiều thẳng đứng với một độ cao không lớn (thường khoảng 0,2 - 0,6 m) Kích được sử dụng chủ yếu trong việc hỗ trợ sửa chữa, lắp ráp cơ khí, nâng hạ các cấu kiện xây dựng cầu bê tông cốt thép trong quá trình xây dựng và duy tu cầu.

Khi làm việc kích được đặt dưới vật nâng và đẩy vật đi lên

Yêu cầu cơ bản của kích là trọng lượng và kích thước phải nhỏ gọn để có thể mang đi lưu động thuận tiện Kích có thể được dẫn động bằng tay hoặc động cơ.

b Phân loại: Theo cấu tạo, kích được phân thành kích thanh răng, kích vít và kích thuỷ lực.

Kích thủy lực Kích vít

Kích vít

Kích vít

2.5.1.3 Kích thuỷ lực

Ở kích thuỷ lực, vật nặng được nâng lên nhờ áp lực chất lỏng là dầu công tác Áp lực dầu tác dụng vào mặt dưới của pít tông để đẩy pít tông đi lên, thực hiện việc nâng vật Khi cần hạ vật chỉ việc tháo dầu xuống bình chứa của kích Kích thuỷ lực làm việc êm, hiệu suất cao, tải trọng nâng lớn, có thể đạt tới 750 Tấn, kích thước rất nhỏ gọn, được sử dụng rộng rãi Dẫn động kích có thể dùng bơm tay hoặc bơm máy Sơ đồ nguyên lý cấu tạo và hoạt động của một kích thủy lực dẫn động bằng tay được thể hiện trên hình 2.9.

https://www.youtube.com/watch?v=l0kfRlM2g5c

Hình 2.9 Kích thủy lực dẫn động bằng tay

Sơ đồ nguyên lý của kích thủy lực;

1- Vỏ kích; 2,8- Van một chiều; 3- Xy lanh bơm; 4- Pít tông; 5- Tay điều

khiển; 6- Thùng chứa dầu; 7- Pít tông đầu kích; 9- Van xả dầu

2.5.2.1 Tời quay tay

Tời quay tay (hình 2.10) thường có lượng dự trữ cáp trên tang rất lớn (có thể tới 150 m), rất dễ tháo rời thành các bộ phận riêng biệt, tiện cho mang vác, cơ động khi cần thiết Sức nâng, kéo của tời quay tay thường từ 0,5 đến 5 tấn.

Tời quay tay thường được sử dụng ở những nơi không có nguồn điện lưới hoặc địa hình chật hẹp, hiểm trở, mà tại đó các loại máy trục hiện đại khó hoặc không vào được, khối lượng công việc ít, mã hàng đơn lẻ.

Hình 2.10 Cấu tạo tời quay tay

1- Trục dẫn động; 2- Bánh cóc; 3- Con cóc; 4- Trục trung gian; Bánh răng; 7- Trục tang; 8- Thành bên; 10- Phanh đĩa; 12- Tay quay; 13-Cụm bánh răng; 14- Tang

5,6,9,11-Tời quay tay

Trên hình (2.11) trình bày một kiểu tời điện một tang quay hai chiều, gồm các cụm máy đã được tiêu chuẩn hoá lắp ráp lại với nhau; tang cuốn cáp (1), hộp giảm tốc (2), phanh (3), khớp nối trục đàn hồi (6), động cơ điện (4), khung giá đặt tời (5).

Hình 2.11.Tời điện một tang quay hai chiều

1- Tang; 2- Hộp giảm tốc; 3-Phanh guốc; 4- Động cơ điện; 5- Khung đặt tời; 6- Khớp nối trục

Tời máy

2.5.3 Palăng

Palăng chủ yếu có hai loại: Palăng kéo tay và palăng điện, được sử dụng trongcác công việc sửa chữa, lắp ráp Đặc điểm của palăng là kết cấu nhỏ gọn,trọng lượng nhẹ Palăng thường được treo vào các dầm, giá chuyên dùng, tó(giá 3 chân) hoặc treo vào xe con di chuyển trên đường treo một ray

2.5.3.1.Palăng kéo tay

Tuỳ theo bộ truyền có hai dạng kết cấu palăng xích kéo tay: Palăng trục vít vàpalăng bánh răng Sức nâng thường trong khoảng 0,25 đến 5 Tấn, chiều caonâng móc khoảng 3m

2.5.3.2.Palăng điện

Ở những nơi có khối lượng xếp dỡ nhiều, chiều cao nâng đòi hỏi tương đốilớn, người ta sử dụng palăng điện Nó có thể được sử dụng độc lập hoặclàm nhiệm vụ là bộ máy nâng trong các máy trục có nhiều chức năng hơn(như trong cầu trục, cổng trục một dầm v.v)

Palăng điện có kết cấu hoàn chỉnh, sức nâng thường có từ 0,1 đến 10 Tấn,chiều cao nâng thường từ 6 đến 8m, khi cần có thể đến 30m; vận tốc nângkhoảng 3-15 m/ph Nó được chế tạo từ các vật liệu có độ bền cao, đồng thời

bố trí hệ truyền động chen khít, thường dùng bộ truyền hành tinh đặt trongtang tời, và bố trí hai phanh: một phanh đĩa điện từ để thắng động năng rôtôđộng cơ trong quá trình phanh và một phanh tự động đóng phanh nhờ trọnglượng vật nâng để hãm giữ vật và điểu chỉnh vận tốc hạ vật Do đó palăngđiện rất nhỏ gọn, an toàn cao, thường không đòi hỏi ngưòi lái chuyênnghiệp

Pa lăng điện

Đặc điểm kết cấu và làm việc của cần trục tháp:

Cần trục tháp là loại máy trục có cột tháp cao, trên đỉnh tháp có lắp cần quay được toàn vòng Nó có đủ các cơ cấu như nâng hạ hàng, thay đổi tầm với, cơ cấu quay và cơ cấu di chuyển (nếu là cần trục di động) Các

cơ cấu đều được dẫn động điện độc lập, nguồn điện sử dụng từ mạng

điện công nghiệp.

48

2 Phân loại cần trục tháp:

- Theo đặc tính thay đổi tầm với chia thành:

+ Cần trục tháp thay đổi tầm với bằng góc nghiêng cần + Cần trục tháp thay đổi tầm với bằng xe con mang hàng

- Theo dạng kết cấu của bộ phận quay:

+ Cần trục có tháp quay + Cần trục có cần quay

- Theo yêu cầu sử dụng:

+ Cần trục tháp đặt cố định + Cần trục tháp di động

- Theo khả năng lắp đặt ngoài công trường:

+ Cần trục tháp tự dâng + Cần trục tháp tự leo

- Theo kết cấu của đỉnh tháp:

+ Cần trục tháp có đỉnh tháp + Cần trục tháp không có đỉnh tháp (đầu bằng)

Trong quá trình làm việc, tải trọng nâng (Q) của cần trục tháp phụ thuộc vào tầm với (R) Khi vị trí móc câu gần tâm quay thì cần trục nâng được mã hàng có trọng lượng lớn Khi móc câu ở vị trí tầm với lớn nhất thì tải trọng được nâng là nhỏ nhất sao cho đảm bảo mômen câu hàng là một giá trị không đổi:

MQ = Q.R = hằng số

Các thông số kỹ thuật chủ yếu của cần trục tháp:

Tuỳ thuộc vào tính chất công việc, cần trục tháp có các thông số kỹ thuật chủ yếu như sau:

- Đối với cần trục tháp phục vụ công việc xây dựng nhà cao tầng: Tải trọng vật nâng Q = 3 - 8 Tấn, tầm với lớn nhất R = 20 - 42m, chiều cao nâng H = 32 - 40m, đặc biệt có thể đến 80m.

Tốc độ di chuyển cần trục Vdc = 15 - 30 m/ph (đối với cần trục di động); Tốc độ nâng: Vn = 15 - 30 m/ph;

Tốc độ quay: nq = 0,5 - 0,8 vòng/phút.

- Đối với cần trục phục vụ xây dựng công nghiệp, lắp ráp máy: Sức nâng có thể đến 80 Tấn, thường từ 5 - 15 Tấn, độ với lớn nhất R = 31 - 40m, chiều cao nâng H = 60 - 80m.

Tốc độ di chuyển Vdc = 6,0 - 9,6 m/ph (đối với cần trục di động);

Tốc độ nâng: Vn = 9,6 - 12,0 m/ph;

Tốc độ quay: nq = 0,16 - 0,32 vòng/ph.

52

3 Cần trục tháp có cột tháp quay:

1) Cấu tạo:

Sơ đồ cấu tạo

2) Nguyên lý làm việc:

- Cần trục có tháp (9) đặt trên mâm quay (15) và được đặt trên bộ di chuyển

bánh thép, dẫn động bởi động cơ riêng biệt, thay đổi tầm với bằng thay góc

nghiêng của cần.

- Cụm tời (4) được nối với puly đầu cần và puly móc câu để nâng hạ hàng.

- Cụm tời (5) được nối với cụm puly di động và puly ở đỉnh tháp để nâng hạ cần

4 Năng suất :

N = Q Kđ Kt ; (T/h)

Trong đó: Q – Tải trọng danh nghĩa của hàng nâng (tấn)

TCK – Thời gian 1 chu kỳ công tác (s)

2) Nguyên lý làm việc:

- Cần trục tháp có cột tháp cố định cần nằm ngang, thay đổi tầm với bằng xe con di chuyển trên cần (3) nhờ cụm tời (7) thông qua pu ly ở đầu cần, nâng hạ cần nhờ vào nguồn động lực từ động cơ của cụm tời (8) thông qua puly đặt trên xe con và puly móc câu.

Khi cần nâng cao chiều cao của cột tháp, sử dụng đốt tháp (10).

4 Năng suất và biến pháp nâng cao năng suất:

N = Q Kđ Kt ; (T/h) Trong đó: Q – Tải trọng danh nghĩa của hàng nâng (tấn)

TCK – Thời gian 1 chu kỳ công tác (s); TCK =

Kđ - Hệ số sử dụng tải trọng.

Kt – hệ số sử dụng thời gian.

Biện pháp nâng cao năng suất:

Sử dụng thiết bị mang hàng thích hợp với đặc tính của hàng hoá;

Kết hợp thao tác vừa quay vừa nâng hạ;

Đảm bảo máy tốt trong quá trình làm việc;

Tổ chức bãi xếp dỡ hàng một cách hợp lý;

Nâng hàng phù hợp với tải trọng nâng danh nghĩa;

Nâng cao tay nghề của công nhân

CK T