Chương 12: Tính Toán Cơ Cấu Quay 2.4.2.1. Xác đònh mômen tác dụng lên cần Toàn bộ mômen cản tónh của cơ cấu quay tại chốt chân cần là: M q = M 1  M 2  M 3 Với: + M 1 – mômen cản do ma sát của hệ thống tựa quay + M 2 - mômen do độ nghiêng chòng chành trên tàu + M 3 – mômen cản do gió Trong công thức trên lấy dấu + khi độ chòng chành tàu và gió cản trở chiều quay cần, lấy dấu – khi độ nghiêng tàu và gió xuôi chiều quay. - Mômen cản do ma sát quay cần bằng hệ thống palăng chủ yếu do ma sát chân cần, ta chọn hệ thống tựa quay chòu tải trọng ngang H và tải trọng đứng V. Phản lực xác đònh theo công thức: h aGQL HHH c   21 0 36000.11,6 4000.6.sin15 9 47090 N    V = Q +G = 36000 + 4000 = 40000N Mômen do cản ma sát do phản lực ngang xác đònh theo công thức: 2 1 1 d fHM n  Với: d 1 - là đường kính ngõng trục chọn sơ bộ d 1 = 80mm; f- hệ số ma sát với ổ trượt 0,1.  M n = 40000.0,1. 2 80 = 160000 Nmm = 160 Nm Mômen cản ma sát chòu tải trọng đứng V tính theo công thức: M đ = V.f.d th Với: d tb – đường kính trung bình của ổ, d tb = (80 + 40)/2 = 60mm M đ = 40000. 0.1.60 = 240000N = 240Nm. Vậy M 1 = M n + M đ = 160 + 240 = 400Nm Mômen do độ chòng chành tàu ta lấy góc nghiêng tàu lắc ngang 1 0 . M 2 =(Q 0 .L+G C .a).sin1= (36000.11,6 + 4000.5,8).sin1= 7693 Nm Mômen cản quay do gió theo công thức: M 3 = q.(F v .L + F 1 .a) Với: q- áp lực lực gió tính toán, q = 200N/m 2 F v - diện tích chòu gió của vật nâng, F v = 4m 2 F 1 - diện tích chòu gió của cần và các chi tiết trên nó, F 1 = 2,5m 2 M 3 = 200 (4.11,6 + 2,5.6. sin15) = 10056 Nm Vậy mômen cản quay bằng: M q = M 1 + M 2 + M 3 = 400 + 7693 + 10056 = 18149 Nm 2.4.2.2. Hệ thống tang, ròng rọc của cơ cấu quay 2.4.2.2.1. Tính chọn cáp Trong quá trình làm việc của cơ cấu quay thì dây cáp được cuốn lên tang, qua ròng rọc đổi hướng. Để tiện lợi trong khi làm việc, giảm lực căng dây cáp và giảm đường kính kích thước bộ truyền động. Ta chọn sơ đồ palăng đơn với bội suất palăng a = 4 để quay cần. + Lực căng đònh mức xuất hiện ở palăng quay cần khi góc nâng nhỏ nhất với hệ cần M o – Xlêvinh được xác đònh theo công thức (5.15 tr.186 sổ tay Thiết bò tàu thủy T2): D B QA T m / 1 . 0   Với A- trò số cho trong bảng [5.15- Tr.186 sổ tay Thiết bò tàu thủy T 2 ]: Tỷ số h/l = 9/12 = 0,75, trong đó h chiều cao cột tính từ chân cần, l chiều dài cần; A = 1,45 B,D- trò số có thể xác đònh theo đồ thò [5.30- Tr.187 sổ tay thiết bò Tàu thủy T2]. Ta xác đònh được B = 1,25; D = 0,96 1, 45.36000 1954,7 1 1, 25/ 0,96 m T N    Lực căng đònh mức cuốn lên tang qua ròng rọc dẫn thường được xác đònh theo công thức: pr m dm a T S  .  Trong đó:  R : hiệu suất ròng rọc đặt trên ổ lăn và bôi trơn bằng mỡ > Chọn  R = 0.98 a: Bội suất của palăng a = 4  p : Hiệu suất palăng. 92,0 a rp  Thế số vào: 1954,7 551,3 . 4.0,92.0,98 m dm r p T S KG a      Kích thước dây cáp được chọn dựa vào công thức: S đ = S max .n Trong đó: S đ – lực kéo đứt cáp, N n- hệ số an toàn của cáp khi nó làm việc nhẹ, n = 2 S max = S dm . k = 551,3 . 1,5 = 826.9KG Với: k là hệ số tải trọng động, k = 1,5  S đ = 826.9 . 2 = 1654 KG Thông qua S đ đã tính chọn cáp theo tiêu chuẩn OCT 3077-55 có lực đứt dây cáp theo tiêu chuẩn S đ  S max . n, ta chọn được cáp có thông số sau: Giới hạn bền của sợi:  b = 140N/mm 2 Đường kính cáp: d c = 12 mm Lực kéo đứt: S đ = 6430 kg/mm 2 Tiết diện của cáp: F c = 54,06mm 2 Trọng lượng cáp trên 100m là: 49,21 kg 2.4.2.2.2. Đường kính cơ bản của tang và ròng rọc Đường kính nhỏ nhất của tang và ròng rọc được xác đònh theo công thức sau: D tg = (1622). d c => Chọn D tg = 16. d c = 16. 12= 192 mm Trong đó: d c – đường kính cáp, d c = 12 mm Chọn D tg = 140 và đường kính ròng rọc bằng đường kính tang để đảm bảo độ bền lâu cho cáp D g = 140mm. Vật liệu chế tạo tang là gang và ròng rọc là thép CT3, tang trơn. 2.4.2.2.3. Chiều dài tang Tang phải đảm bảo sao cho khi hạ vật xuống vò trí thấp nhất trên tang vẫn vòn lại ít nhất 1,5 vòng dây, không kể những vòng nằm trong cặp (Quy đònh về an toàn) - Chiều dài có ích của cáp: L = H.a H- chiều dài lớn nhất của cáp khi quay cần đến vò trí vuông góc với mạn tàu, H = 18,5m a- Bội suất palăng, a = 4 Vậy l =18,5 . 4 = 74 - Chiều dài đoạn dây cáp trên 3 lớp cuốn cáp là: l 1 =  (D tg + d c ) +  (D tg + 5d e ) = 3 (D tg + 3d e ) = = 3  (0,14 + 3.0,012) = 1,66 m - Số bước cuốn cáp 1 74 45 1,66 l Z l    - Chiều dài cần thiết của tang: L = Z . d c = 45 . 12 = 540 mm Bề dầy của tang xác đònh theo công thức kinh nghiệm:  = 0,02 D t + (6  10) = 0,02 . 140 + (6 10) = 10mm. Kiểm tra sức bền của tang theo công thức: t Sk n . max     Với: - hệ số giảm ứng với tang bằng gang  = 0,8 k- hệ số phụ thuộc số lớp cáp cuốn trên tang Số lớp cuốn 1 2 3  4 k 1 1,4 1,8 2 2 max . . 1,8.0,8.826,9 14,7 / . 10.8,1 n k S N mm t       Tang được đúc bằng gang CБ 15 – 32 là vật liệu phổ biến nhất có giới hạn bền nén là:  bn = 565N/mm 2 2 /113 5 565 5 ][ mmN bn    Vật tang làm việc đủ bền. . Chương 12: Tính Toán Cơ Cấu Quay 2.4.2.1. Xác đònh mômen tác dụng lên cần Toàn bộ mômen cản tónh của cơ cấu quay tại chốt chân cần là: M q . chiều quay cần, lấy dấu – khi độ nghiêng tàu và gió xuôi chiều quay. - Mômen cản do ma sát quay cần bằng hệ thống palăng chủ yếu do ma sát chân cần,