10.2. TINH TOAN CHUNG CO CAU DI CHUYEN
2. Ap luc tua va lực nén bánh
Cứ cấu di chuyển của hầu hết cỏc cần trục, kể cả palang điện, đều cú bụn cụm chân tựa. Điều này đòi hỏi đường ray eơ cấu di chuyển phái được lắp đặt một cách chính xác. Nhử đối xứng nên kết cấu kiểu bốn cụm chân tựa tăng được độ ổn định máy cũng như cải thiện được điều kiện làm việc của cơ cấu. Khi tựa trên ba cụm chân tựa, cần trục để dàng di chuyển quay vòng và yêu câu vê độ bằng phẳng đường ray cũng thấp hơn sơ với khi tựa trên bốn chân tựa. Loại này được dùng ở một số cần trục xây dựng và cần trục cảng. Ap lực ở các chân tựa được truyền xuống đường ray thông qua bánh xe. Nếu áp lực tựa lớn có thể tang số bánh xe 184
của mỗi chân tựa. khi đó áp lực được phan xuéng các bánh xe thông qua hệ thống đạc biệt gọi là câu cân bang (hình 10.8)
d) Xúc đính gần đúng áp lure tựa
Để xác định gân đúng áp lực lén các chân tựa, sử dung mô hình như ở hình 10.9. Mô hình là một tấm pháng tuyệt đối cứng tựa trên bốn lò xo cơ độ cứng như nhau
Dường thang dung di qua S goi la truc chinh cua hé lo xo, tai điểm này, các lực thẳng đứng sé tạo tra ở bốn điểm tua co su dich chuyển hàng nhau. Bài toán sẽ phức tạp khi mà trục đôi xứng, trục chỉnh của lò xo và trục quay của máy khòng trùng nhau tở các can true bánh lốp. cân trục été). Co thé quy vẻ mô hỉnh đơn giản trên một cách để dàng khí trục đối xứng và trục
chính trùng nhau song không trùng với trục quay của máy bằng phương
pháp dời lực. Hình 10.9. Mỏ hình tính áp lực tựa.
Trong mọi trường hợp các ngoại lực đều có thể quy về một lực thẳng đứng PF.
hay F tac dụng tại trục chính hệ lò xo, một lực ngang (không đưa vào trên hình uy M,, hoac M,, va M
vectd mémen phan quay A1.
vé) va hai momen M ow Ge quay y chỉ vị trí tức thời của
Áp lực tựa của một điểm tựa nào đố sẽ là
F; = Fi, + Ty
Phần áp lực do bệ di chuyến gây ra sẽ là
Và phần áp lực do phân quay gây ra là
r cos/' sin/ siny’ cosy
Fi=— tM, 6 TT ) (10.4)
"26 3ĩ 2b 2
Tu 110.4) có
, _ Fy Max uy
Fumax = Pua = 4 21
fe M My
F =F, = 1... uy (10.5)
umn Ua 4 2b 21
Ap luc do phan quay gây ra là một hàm của góc ý. Lấy dao ham F,,, theo và cho bàng không, rút ra
Migid - Mil
~~ (10.6)
tự + km) =
M,,,/6 + Mod
Thay giá trị của góc ự ở (10 6Ì vào (10.4) cơ
Tụ 1 M3 M2
Ê vẽ —‡i— = + Ms,
£max 4 9h Ww We
tụ Ị fod ag
Fomin = 4 ~ Oh Mi + My
với h (hỉnh 10.10):
b.Ì
he Vee (10.7)
be tie Két hop (10.5) va (10.7) có
r" +#ữ M M 1 —————
PP ẽ=———— + ` + + VM2 + Mề.
max 4max 4 2b 21 2h ov ow
Poth, Mux M,, 1 A
Fan = min = - _ ` VM2, + Mow (10.8)
4 26 37 2h
Trong nhiều trường hợp cơ thể xảy ra cần trục chỉ tựa trên ba điểm tựa do tải trọng dẫn đến ap luc tựa của một trong bốn gối bằng không hoặc do co sự sai lệch về độ cao của dường ray một gỗi không tiếp xúc mạt đường. Giả sử áp lực tựa #, là áp lực nhỏ nhất được tính theo (10.4).
Cho F, = 0 ta co bat dang thức
cosy — sinw sinyt = cosy: FL + F, MM, My
M.A - .. + de —. FY (109)
* b ! an) ¡ 2 b ¡
Bất đẳng thức này là điều kiện để xây ra hiện tượng cần trục tựa trên ba điểm tựa. Từ (10.9) cho phép xác định được miền giá trị của góc ý thỏa mãn bất đảng thức trên.
Nhờ (10.8) có thể kiếm tra một cách đơn giản hơn xem có thể xảy ra hiện tượng có một gối, áp lực tựa bằng không khi cho F,,,, < 0
1 For M Mu
— 2 2 u oF Ux ty — (10.10)
h 2 b £
186
Sau khi bỏ Fy thì cân trục chỉ tựa trên ba gối 1, 3, 4. Từ hỉnh 10.10 có
Flot kM, h ———
B= ea WME MP
2 ! e
Fit Fy M
Fy = - ` Vii Mộ đ0.11)
, 2 h
M M, 1
Ppa M+
6 ? h
z
‘(i Mn
: 3 { Nứ
a) Mux b) Max \ Moy
Hình 10.10. Cần trục tựa trên bã gối lựa:
@j Phụ thuộc vào tải trạng: b) Phụ thuộc vào đường ray.
Trong trường hợp cân trục chỉ tựa trên ba điểm tựa do mặt đường không bằng phẳng thỉnh 10.10. b). và giả sử gối 2 không tiếp xúc với mặt đường, ta cá:
# tứ 1
Fi = — (M,,.- M,,siny + M.,, cosy")
2 i
fe, + ty I
Fy, = ——— - — iM, - M,,.cosy + M,, siny)
2 b ,
F,=F,+F,- F,- F; 3
1 1
= (M,,- My siny + M, cosy) + — (M,, - M,,cosy + M,,, siny)
i , b .
(10.12) b) Xde dinh lực nén bánh lên bánh xe
Trường hợp mỗi một gôi tựa có từ hai bánh xe trở lên, việc xác định lực nén bánh lên từng bánh xe phụ thuộc vào kết cấu của cụm bánh xe và liên kết của cụm bánh xe với chân tựa của máy. Hình 10.8 là cách bố trí bánh xe thường gặp trên cần trục. Bài toán xác định lực nén bánh lên bánh xe trong một chân tựa với hệ thống câu cân bằng được ví dụ cho trường hợp có bốn bánh (hỉnh 10.11). E\„ là các 187
lực nền bánh cần xác định cùng với lực ngang F,,. Viec phan bo F,, trén bén banh xe phụ thuộc vào cấu tạo của eứ cõu di chuyển
Ta có các công thức chung:
1 1
Fo=SF: F
` = x Pas
rel pm]
Ba = Ry + Bs tp =SÊU TỦ
Pus = Pav t Thật Fux = Faust Fri (10.13)
Xết cân bảng mômen đôi với khỏi trên có
BR Fy,
Plan = 2 + tog
Và với khối dưới có
Fos = x ơ _ SR + By) _ '
4 8 a Za
F Tụ hy A-h,
Faye 7 + TƯ + + Pha a - (10.14)
Trong các phương trình xác định lực thẳng đứng tác đụng lên các bánh xe đêu có các thành phần lực ngang Fì„. Khi chỉ có một khối cân bằng gồm hai bánh xe được dân động, lực ngang trên các bánh xe không được dẫn động được lấy bàng không, ngược lại khi dẫn động cả hai khối, coi toàn hồ lực ngang phân đêu cho cá hai khối.
3. Hiện tượng quay trơn -
trượt trơn - kiếm tra bám
cơ cấu di chuyển
Mômen từ động cơ truyện đến bánh xe
đấp tạo nên ở khu vực tiếp xúc giữa bánh Te 6
xe với mặt đường các phản lực tiếp tuyến. sy bye = =— in
- |‘ Fra | Fra
vị và w
-Các phân lực này hướng theo chiều
chuyển động của máy và có tác dụng đẩy Hình 10.11, Lực tác dụng lên máy về phía trước. Hợp lực của các phản các bánh xe. — lực nơi trên gọi là phan lực đẩy của đường.
Lực dẫn tiếp tuyến đến bánh xe chủ động không phải lúc nào củng được sử dụng
188
hoàn toàn, vì trong quá trình chuyển động, đôi khi cơ hiện tượng trượt quay hà:
còn gọi là quay trơn của bánh xe (bánh xe quay nhưng không tiến về phía trước!
Sự trượt quay của bánh xe chủ động, xuất hiện khi lực kéo tiếp tuyến đạt tdi gia tri cua lực bám giữa bánh xe với mặt đường. Lực bám là tổng các lực cản của nền đường đối với bánh xe, nó bao gồm lực ma sát, lực cản do vấu, gân bánh xe gây ra khi lún vào nền đường tvới loại bánh lốp, bánh xích) vv.. Nếu lực vòng tiếp tuyến vượt quá lực cân có thể có ở khu vực tiếp xúc thì xây ra hiện tượng trượt quay hoàn toàn hoặc trượt một phân. Như vậy mức độ sử dụng lực đân trên bánh xe phụ thuộc vào khả nang bám và chất lượng bám giữa bánh xe chủ động với mặt đường.
Nó được đặc trưng bàng khả nắng của đường hấp thụ lực đân tiếp tuyến và được đánh giá bằng hệ số bam y,. Hé s6 bam p, duge xác dinh bang tỷ số giữa lực đẩy cực đại cđ thể có được ở khu vực tiếp xúc của bánh xe chủ động với mặt đường (eon goi la luc bam) và tải trọng thẳng đứng đặt lên bánh xe.
Điều kiên đảm báo cho bánh xe chủ động lăn mà không bị trượt quay là lực dẫn tiếp tuyến phải nhỏ hơn hay bằng lực bám.
PLS PHF py (10,16)
trong do: F- tải trọng thắng đứng tác dụng lên bánh xe dẫn;
fp hệ số bám, được xác định bằng thực nghiệm, phụ thuộc vào tính chất của hai bẻ mạt tiếp xúc. Khí bánh xe thép hoặc gang lán trên đường ray lấy:
ụ, = 0,12 khí máy làm việc ngoài trời;
fp = 90,20 khi may làm việc trong nhà;
fp = 9,25 khi máy làm việc trên đường ray có phun cát.
Quá trình phanh cũng điển ra tương tự như vậy. Lực vòng trên bánh xe do phanh gây ra goi la luc ham. Khi lực hãm P, lan hon lực bám số xảy ra hiện tượng bánh xe bị trượt về phía trước. Hiện tương này gọi là trượt trơn. Toàn bộ may bi trugt mot doan vé phia trude.
Cả hai hiện tượng trên đều gảy cho bánh xe và đường bị mài mòn khốc liệt. Xe không tiến được vẽ phía trước hoạc dừng đúng vị trí mong muốn. Do vậy khi tính toỏn eứ cấu đi chuyển, cần kiểm tra bỏm. Phộp tớnh kiểm tra bỏm phải tiến hanh cho ca qua trinh md may va qua trinh phanh. Mo hinh kiém tra bam cho ở hình 10.12. Mémen mé may M,, hay phanh M trước khi được truyền đến bảnh xe dẫn, phải tiêu tổn một phân để tháng mômen quán tính của các khối lượng tham gia "
chuyển động quay trong eứ cấu (trừ bỏnh xe) 'a có điều kiện an toàn bám như sau:
2 . fro 2
Py = — 'M,, - In tru s— Sử,
dụ # i-]
2 = i HN:
P,= dp po “ap nan đu Ss nisl SF cae (10.16)
189
ZJ - _ ZIM,
và J7, = đạn wens
Với Jp ey :
gy ụ
Một cách gần đúng lay theo (7.2), (7.3) va (7.4). coi Jp = 0, co
trong do: dy, Jp - duong kinh va ménmen quan tinh cua banh xe;
May M, - momen md may hoặc mửmen phanh quy vờ trục động cơ;
iy Ig tỷ số truyền và hiệu suất truyền động của hệ thống truyền động cơ cấu;
Py, - hệ số bám;
n„ - hệ số an toàn bám;
Joy J án “đi Taômen quán tính của tiết máy quay trong cơ cấu quy về trục động cơ;
Z - sử lượng bỏnh xe dẫn trong cơ cấu;