Tài liệu Máy nâng chuyển_ Chương 3 ppt

Khái niệm chung * Bộ phận mang giữ tải đồ mang được dùng để treo vật phẩm vào cơ cấu nâng, gồm: – Đồ mang vạn năng: Vận chuyển các vật phẩm khác nhau về kích thước, khối lượng.. Như: kìm

CHƯƠNG 3: BỘ PHẬN MANG GIỮ TẢI DÂY VÀ CÁC CHI TIẾT QUẤN DÂY

§1 Khái niệm chung

* Bộ phận mang giữ tải (đồ mang) được dùng để treo vật phẩm vào cơ cấu nâng, gồm:

– Đồ mang vạn năng: Vận chuyển các vật phẩm khác nhau về kích thước, khối lượng Điển hình của loại này là móc;

– Đồ mang chuyên dùng: Vận chuyển một số chủng loại vận phẩm nhất định, giống nhau hoặc về kích thước, hoặc về tính chất Như: kìm kẹp, vòng treo, gầu ngoạm, nam châm điện từ…

* Dây:

- Cáp và xích

- Là chi tiết dùng để nâng tải hoặc chằng, néo, buộc, riêng xích còn được dùng để truyền chuyển động

- Có khả năng uốn cong và cuốn được ít nhất trong mặt phẳng

để cuốn qua puli hoặc quấn vào tang

§1 Khái niệm chung

* Chi tiết cuốn dây:

- Trọng lượng của phần tham gia chuyển động tịnh tiến này gọi chung là trọng lượng đồ mang (Qm).

§2 Móc

1 Cấu tạo và phân loại

+ Cấu tạo

- Vật liệu chế tạo móc là thép 20, đạt độ cứng 95 – 135HB;

1 Cấu tạo và phân loại+ Phân loại

khi có những yêu cầu đặc biệt về chiều

dài móc, như ở các thùng chứa kim loại

lỏng, hoá chất lỏng…).

Hình 3.2- Móc kép

2 Móc đơn và sơ lược về đặc điểm tính toán móc đơn

3

a =

+ Đặc điểm tính toán:

+ Đặc điểm tính toán

Hình 3.4 – Sơ đồ tính toán móc đơn

 Thân móc

- Ứng suất và kích thước phần cong

r x

1

K

1 F.r

M F.r

M F

X

+

+ +

- F: diện tích tiết diện (mm2);

- Mu: mômen uốn ở tiết diện khảo sát, mang dấu (+) khi nó có

xu hướng là tăng độ cong, mang dấu (–) khi làm giảm độ cong (N.mm);

- r: bán kính cong của trục trọng tâm tiết diện (mm)

 Tiết diện cuống móc được tính toán theo sức bền kéo

[ ] ' 4

d

Q

2 1

σ

≤ π

Hình 3-5 Khung đơn giản

Hình 3-6 a- Khung dài; b- Khung ngắn

§3 Một số cơ cấu giữ tải chuyên dùng

2.f Q

N =

2 Vòng treo

- Dùng để vận chuyển các vật phẩm dạng thanh dài bằng

cách cho vật phẩm chui vào vòng;

- Vòng treo có thể được chế tạo thành vòng nguyên, hoặc

vòng chắp

Hình 3-9 Vòng treo a- Vòng nguyên; b-vòng chắp

3 Gầu ngoạm

- Gầu ngoạm là loại thùng chứa tự xúc và tự đổ vật phẩm rời như cát, sỏi, than ;

- Không tốn thời gian chất và rỡ tải;

* Theo kết cấu chia gầu ngoạm thành hai loại:

+ Gầu ngoạm hai cánh: dùng để vận chuyển vật phẩm loại nhỏ hạt;

+ Gầu ngoạm nhiều cánh: dùng để vận chuyển vật phẩm loại cục lớn

* Theo sơ đồ điều chỉnh lại chia thành hai loại:

+ Gầu ngoạm một dây (hình 3–10): có thể treo vào móc cầu trục thông dụng để làm việc, năng suất thấp;

+ Gầu ngoạm hai dây (hình 3–11): phải có cơ cấu trục gầu ngoạm hay cơ cấu nâng riêng

- Gầu ngoạm xúc được vật liệu nhờ vào trọng lượng bản thân

3 Gầu ngoạm

G = 0,8.γ.q (kg) (3–13)Trong đó:

q: dung tích gầu, (m 3 );

γ: khối lượng riêng vật liệu, (kg/m 3 ).

Hình 3-10 Gầu ngoạm 1 dây Hình 3-11 Gầu ngoạm 2 dây

4 Gầu tự đổ và thùng rót

 Gầu tự đổ

- Dùng để vận chuyển các vật phẩm dạng lỏng, nhiệt độ cao,

- Có kết cấu để tháo, đổ, rót vật liệu trong gầu ra ngoài

4 Gầu tự đổ và thùng rót

 Thùng rót

- Dùng để vận chuyển các vật phẩm dạng lỏng, nhiệt độ cao,

- Có các dạng kết cấu như sau:

Hình 3-14 Thùng rót dứng Hình 3-15 Thùng rót nằm ngang

5 Nam châm điện từ

- Dùng để vận chuyển các vật liệu rời có từ tính, như sắt thép;

- Ưu điểm chất tải, rở tải nhanh chóng và hình thù vật phẩm khá đa dạng;

- Sử dụng nhiều trong nhà máy luyện kim và bến cảng;

- Đọ an toàn không cao;

- Có các dạng kết cấu: chữ nhật, tròn

Hình 3-16 Nam châm mâm chữ nhật Hình 3-17 Nam châm mâm tròn

§ 4 Dây cáp

1 Cấu tạo và phân loại

 Cấu tạo:

- Là loại dây được chế tạo từ các sợi thép cacbon cao (thép

60, thép 65) có giới hạn bền được tăng lên rất cao (gấp 2–3 lần);

xúc đường, sợi này lọt vào khe của

các sợi kia.

- Nhược điểm cứng khó uốn, dễ đứt sợi ở góc và cào xước chi tiết cuốn

=> rất ít dùng Hình 3-18 Cáp 6 cạnh

1 Cấu tạo và phân loại

Hình 3-19 Cáp hình tròn

+ Hình tròn

- Dùng các sợi cùng đường kính, bện cùng 1 chiều xoắn,

nhưng giữa các lớp có bước xoắn khác nhau, giữa các sợi có tiếp xúc điểm nhưng laị có khe hở (khoảng trống) khá lớn

- Ưu điểm mềm hơn, dễ uốn

nhưng dễ tự lỏng các sợi thép;

- Được sử dụng ở các cơ cấu chỉ

cuốn quanh tang, không có palăng

hoặc dùng để buộc

1 Cấu tạo và phân loại

- Dùng các sợi có đường kính khác nhau, bện 1 lần có buốc

xoắn như nhau, giữa các sợi có tiếp xúc đường, khoảng trống giữa các sợi và các lớp rất ít;

- Ưu điểm có độ bền cao, độ bóng bề mặt khá tốt, nhưng cứng khó uốn, ít dùng trong cơ cấu nâng, thường dùng để chằng néo hoặc dùng làm đường trượt hoặc ˝dây ray” Để tránh hỏng

bề mặt cáp, ở vỏ ngoài được bọc 1 lớp cao su bảo vệ

Hình 3-20 Cáp tròn tiếp xúc đường Hình 3-21 Cáp trong có bọc

1 Cấu tạo và phân loại

Hình 3-22 Cáp hình cánh hoa

Đầu tiên dùng sợi thép bện thành các dánh, sau đó các dánh bền thành sợi cáp có tiết diện như hình cánh hoa quanh lõi sợi đay hoặc sợi thép;

1 Cấu tạo và phân loại

-Theo chiều bện cáp được phân thành:

+ Cáp bện xuôi: Chiều bện của sợi thép trong dánh cùng chiều với chiều bện của dánh Loại này tiếp xúc đường, mềm, dễ uốn,

bề mặt có độ bóng cao, nhưng dễ tự lỏng ra, chỉ dùng ở cơ cấu

nâng không có palăng.

+ Cáp bện chéo: Chiều bện của sợi thép trong dánh ngược chiều với chiều bện của dánh Loại này có ưu điểm là lực đàn hồi theo hai hướng ngược chiều nhau ít bị vặn, khó tự lỏng ra, tuy nhược điểm là khá cứng, khó uốn, độ bóng bề mặt không cao, chóng mòn (vì tiếp xúc điểm) Loại chiều bện này được dùng nhiều nhất trong các cơ cấu nâng cỡ lớn và trung bình

Hình 3-23 Cáp bện xuôi Hình 3-24 Cáp bện chéo

1 Cấu tạo và phân loại

+ Cáp bện hỗn hợp: Hai dánh cáp kề nhau có chiều bện ngược nhau Loại này ít dùng trong máy trục

2 Tính toán cáp

Cáp được tính toán cho trường hợp chịu tải nặng nhất khi nó vòng qua puli hoặc cuốn quanh tang Như vậy ngoài chịu kéo nó còn chịu uốn:

D

d E

F

D: đường kính puli hoặc tang (mm);

E: môđun đàn hồi của vật liệu, E = 2,15.105 (Mpa);

α: hệ số điều chỉnh do độ cong của sợi cáp bện kép α = 3/8

F: diện tích tiết diện cáp, khi có z sợi có cùng đường kính

d s :

4

d

z F

2 s

π

=

2 Tính toán cáp

- Vì cáp là chi tiết tiêu chuẩn, nên trong thực tế chỉ tính toán

để chọn cáp theo tải trọng kéo đứt

[S] = Sđ = Smax.k (N) (3–15)Trong đó:

S max : lực căng cáp tính toán lớn nhất;

k: hệ số an toàn bền;

[S]: lực căng cho phép.

3 Tuổi thọ của cáp

Tuổi thọ cáp thép phụ thuộc vào ứng suất mỏi tiếp xúc sinh ra

khi cuốn cáp vào puli hoặc tang Người ta thường dùng số lần uốn tới hạn của cáp qua puli hoặc tang cho tới khi sợi bị đứt vì mỏi để làm chỉ tiêu tính toán Trong thực tế người ta quy định

˝báo phế” cáp bằng chỉ số sợi cáp bị đứt trong 1 bước xoắn cáp Nếu số sợi đứt chưa vượt quá trị số này thì cáp có thể làm việc an toàn.

bện xuôi chéobện xuôibện chéobện bện xuôi chéobện xuôibện chéobện xuôibện chéobện xuôibện chéobện

k ≤ 6

k = 6–7

7 ≤ k

6 7 8

12 14 16

11 13 15

22 26 30

18 19 20

36 38 40

18 19 20

36 38 40

14 16 18 20 22 24

12 13 14 15 16 17

23 26 29 32 35 38

Bảng3.1: Báo phế cáp thép theo số sợi đứt/1 bước cáp

§ 5 Xích

I Xích hàn

1 Cấu tạo và phân loại

+ Cấu tạo

Xích hàn gồm những mắt xích hình ôvan, được chế tạo từ

thép tròn uốn cong rồi hàn lại Vật liệu chế tạo xích hàn thường là thép ít cacbon như CT34, CT38

Hình 3-26 Cấu tạo xích hàn

§ 5 Xích

* Theo độ chính xác chế tạo:

- Xích quy cách thô: độ chính xác chế tạo thấp, ít dùng;

- Xích quy cách tinh: độ chính xác chế tạo cao, dùng nhiều.

+ Phân loại

* Theo kết cấu

- Xích mắt dài: L ≥ 5d, loại này ít dùng;

- Xích mắt ngắn: L ≤ 5d, loại này được dùng nhiều

Hình 3-26 Cấu tạo xích hàn

σk = 2

[ ]k 2

4

π.d 2.

2α S

S

2 k

4

π.d 2.

S

σk = 2

Khi cuốn quanh tang

hoặc cuốn qua puli

+ Làm việc bằng máy:

êm: k = 6 => [σk] = 450 (Mpa) rung: [σk] = 350 (Mpa)

2 Tính toán xích hàn

* Kết luận

- Xích hàn có cấu tạo đơn giản, giá thành thấp;

- Dễ cuốn theo nhiều chiều;

- Kết cấu đĩa xích nhỏ gọn ⇒ mà cơ cấu nâng nhỏ gọn;

- Trọng lượng bản thân lớn, làm việc ồn, dễ đứt đột ngột .

Kích thước khâu tính (mm) Lực tác dụng (T)

5 6 7 13 16 20 32 35

10 19 21 36 40 56 91 98

19 21 24 43 53 66 104 114

0,64 1,00 1,60 6,60 10,20 16,00 41,00 46,4

Trục bản lề

2 Tính toán kiểm tra và chọn xích bản lề+ Kiểm tra tại tiết diện nguy hiểm của tấm ở chỗ biến dạngkéo

[ ]k

k

d).a i.(B

B: chiều rộng tấm tại tiết diện nguy hiểm, (mm);

a: chiều dày của tấm tính, (mm)

+ Kiểm tra biến dạng bị cắt

[ ]k 2

c

4

π.d 2.

P

c: lực cắt (N)

2 Tính toán kiểm tra và chọn xích bản lề

+ Kiểm tra áp suất lên bề mặt tiếp xúc của tấm trên ngõng trục bản lề:

[ ] q i.d.a

+ Dẫn động bằng tay, êm: k = 5

+ Dẫn động bằng tay, rung: k = 7–8

+ Dẫn động bằng máy: k = 10

III So sánh ưu nhược điểm giữa cáp và xích

1 Đối với cáp

+ Cáp có trọng lượng trên đơn vị chiều dài nhỏ nhất;

+ Cáp có thể uốn được trên tất cả các phương, điều này

dẫn tới chi tiết cuốn cáp tương đối đơn giản;

+ Cáp có độ bền lâu khá cao, dễ kiểm tra để tránh đứt đột

ngột;

+ Cáp làm việc êm, không ồn ở mọi vận tốc;

– Tuy nhiên cáp có nhược điểm là phải uốn với bán kính

cong lớn Điều này dẫn tới kích thước cơ cấu cồng kềnh.

III So sánh ưu nhược điểm giữa cáp và xích

2 Đối với xích hàn

+ Xích hàn có ưu điểm là dễ gập theo tất cả các phương,

có thể uốn ở bán kính cong khá nhỏ, dẫn tới chi tiết cuốn xích và toàn bộ cơ cấu nhỏ gọn;

+ Chế tạo xích hàn đơn giản, giá thành rẻ (đặc biệt là với

cơ cấu chịu tải nhỏ, vận tốc thấp, thao tác bằng tay);

+ Nhược điểm cơ bản của xích hàn là trọng lượng bản

thân lớn;

+ Kết cấu từng mắt xích xen kẽ vuông góc với nhau dẫn

tới chi tiết cuốn phức tạp;

+ Làm việc ồn, không thể làm việc ở vận tốc cao;

+ Khó kiểm tra độ bền, dễ đứt đột ngột, độ tin cậy thấp.

III So sánh ưu nhược điểm giữa cáp và xích

3 Đối với xích bản lề

+ Xích bản lề có ưu điểm là độ bền khá cao, truyền lực

tốt, dễ uốn (trong mặt phẳng vuông góc với trục bản lề), dẫn tới chi tiết cuốn xích và toàn bộ cơ cấu nhỏ gọn;

+ Có độ tin cậy cao hơn so với xích hàn, nhưng thấp hơn

so với cáp;

+ Va đập nhẹ hơn so với xích hàn, có thể làm việc ở vận

tốc khá cao (< 25m/s);

+ Trọng lượng bản thân vẫn lớn hơn so với cáp;

+ Chỉ cuốn được trong mặt phẳng, không cuốn được

quanh tang.

§ 6 Các chi tiết cuốn cáp

II Tang cuốn cáp

1 Cấu tạo và phân loại

II Tang cuốn cáp

+ Phân loại

* Tang hình trụ bề mặt tang có thể trơn hoặc rãnh xoắn nhằm làm giảm áp suất giữa cáp và tang đồng thời giảm

ma sát giữa cáp với nhau;

- Tang rãnh: + rãnh nông dùng phổ biến;

+ rãnh sâu ít dùng.

Hình 3-29 Tang hình trụ và các dạng của nó

- Tang 1 lớp và tang nhiều lớp

II Tang cuốn cáp

* Tang côn – tang ma sát

Hình 3-40

Tang ma sát đứng

2 Các kích thước cơ bản của tang

- Tang được xác định với 3 kích

thước cơ bản:

+ Đường kính tang D;

+ Chiều dài tang L;

+ Chiều dày thành tang δ.

Hình 3-41.Cấu tạo tang trụ trơn

2 Các kích thước cơ bản của tang

2 Các kích thước cơ bản của tang

b Chiều dài tang L

* Ở palăng đơn có 1đầu day quấn lên tang

Chiều dài tang tính theo quan hệ:

2 Các kích thước cơ bản của tang

Hình 3-43 Sơ đồ tính L

Có:

) d (D

l Z

k

c 1

+ π

=

) d (D

a

H Z

k

max 1

+ π

=

lc = hmax.a

t.

z )

d (D

a

d (D

a

π

2 Các kích thước cơ bản của tang

+ l1 = (2 ÷ 3).t (mm) (3–21)

+ l2 = (1 ÷ 1,2) δ (mm) (3–22)

Với: δ - chiều dày tành tang

Hình 3-43 Sơ đồ tính L

2 Các kích thước cơ bản của tang

* Ở palăng kép 2 đầu day quấn lên tang

Chiều dài tang tính theo quan hệ:

2 Các kích thước cơ bản của tang

c Chiều dày thành tang δ

Chiều dày thành tang δ xác định theo công thức kinh nghiệm:

δ = 0,02.D + (6–10) (mm) (3-25)

hay: δ = 1,2.dk (mm) (3-26)

Hình 3-45 Sơ đồ tính chiều dày tành tang