Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu tham khảo kỹ thuật công nghệ cơ khí Cần trục chân đế dạng cổng kiểu mâm quay với sức nâng Q=30Tf - P2
CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN CƠ CẤU THAY ĐỔI TẦM VỚI2.1 SƠ ĐỒ HÌNH HỌC :Hình 2 .1 : Thay đổi tầm với bằng cách nâng,hạ cần.1-sàn đỡ; 2- cơ cấu thay đổi tầm với; - đối trọng; 4- giằng; 5- vòi; 6- động cơ xoay móc; 7- cần; 8- puly đầu cần; 9- móc chính (30 t); 10- móc phụ (7 t); 11- giá chữ A; 12- cabin điều khiển.Trang 27 4563211M2.2 SƠ ĐỒ TRUYỀN ĐỘNG.Hình 2.2 :1-Phanh; 2- khớp nối;3 - động cơ điện; 4- thanh răng; 5- bánh răng; 6- hộp giảm tốcChức năng của cơ cấu này là đảm bảo sự dòch chuyển của cần lên xuống với sự hỗ trợ của bộ truyền thanh răng – bánh răng được truyền động trực tiếp qua trục quay chậm của hộp giảm tốc. Thanh răng được nối trực tiếp với cần. Bên cạnh các bộ phận trong cơ cấu thay đổi tầm với còn có các bộ phận khác như khớp nối có gắn bánh phanh của phanh trống. cơ cấu này ta bố trí 2 phanh tại 2 đầu trục quay nhanh của hộp giảm tốc để tăng tính an toàn của cơ cấu. Cụm truyền động thanh răng – bánh răng có các con lăn tỳ để ép chặt chúng vào nhau, bên cạnh đó còn có các hạn vò tầm với ngắn nhất và xa nhất.2.3 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC HỆ CẦNGọi : Lc : chiều dài cần. Lg : chiều dài giằng. Lv’ : chiều dài đầu vòi. Lv’’ : chiều dài đuôi vòi. Hình 2.3 : Các kích thước hệ cần.Trang 28 21maxminϕϕ2γ13γγ2.3.1 Xác đònh kích thước chiều dài cần và đầu vòi.Vẽ cần ở 2 vò trí ứng với góc nghiêng ϕmin và ϕmax. Kích thước hệ cần khi thiết kế phải thỏa mãn : H ≥ [Hmax]R ≥ [Rmax]Rmin ≤ [Rmin]Theo kinh nghiệm, thường lấy ϕmin ≥ 300 , ϕmax ≤ 800 . Ta chọn ϕmin = 400 , ϕmax = 800 .Hình 2.4 : Cần ở vò trí tầm với nhỏ nhất và lớn nhất.• Với ϕmin : vòi hợp với phương ngang 1 góc γ3 = 100 ÷ 250 . chọn γ3 = 200• Với ϕmax : vòi hợp với phương thẳng đứng 2 góc γ1 , γ2 :γ1 = 50 ÷ 100 . chọn γ1 = 80γ2 = 50 ÷ 100 . chọn γ2 = 100 Đặt K =LcLv' hệ số tỉ lệ. Cần ở vò trí 1 ( ϕmin ) :)cos(coscos.cos)sin(sinsinsin3min3'minmax3min3'minγϕγϕγϕγϕKLLLRKLLLHcvccvc+=+=−=−= Cần ở vò trí 2 ( ϕmax ) :H = Lc (cos γ1 - Kcos γ2)Ta cân bằng H ở 2 vò trí ϕmin và ϕmax :Sinϕmin – Ksinγ3 = cos γ1 - Kcos γ2⇒ K = 32minsincossincos1γγϕγ−− K = 000020sin10cos40sin8cos−− K = 0,54Thay vào Rmax = 30 m : Rmax = Lc (cos ϕmin + Kcos γ3)⇒ Lc = 3minmaxcos.cosγϕKR+Trang 29 Lc = 0020cos.54,040cos30+ Lc = 23,4 m Ta chọn Lc = 23 m . ⇒ Lv’ = K.Lc = 0,54.23 = 12,42 Ta chọn Lv’ = 12,5 m.2.3.2 Xác đònh kích thước chiều dài đuôi vòi và giằng.a> Chiều dài đuôi vòi được xác đònh theo công thức kinh nghiệm :Lv’’ = (0,3÷0,6)Lv’ = 4,06 (m)Vậy tổng chiều dài của vòi :Lv = Lv’ + Lv’’ = 16,56 (m).b> xác đònh chiều dài giằng: vẽ cần ở 3 vò trí ϕmin , ϕmax , ϕtb gọi C1, C2, C3 là các điểm đầu vòi ở các vò trí ϕmax, ϕmin,ϕtb. vò trí ϕtb ứng với :C1C3= (0,2÷0,3) C1C2 Hình 2.5 : Xác đònh kích thước chiều dài giằngTừ 3 vò trí đầu cần D1, D2, D3 kéo dài đuôi vòi về sau 1 đoạn = a. Điểm mút cuối tương ứng là E1, E2, E3. Các điểm này cùng nằm trên 1 đường tròn có tâm là chốt đuôi giằng có bán kính chính bằng đoạn từ chốt đuôi giằng đến đuôi vòi. Để xác đònh bán kính này, ta vẽ các đường trung trực E1E2, E2E3. giao điểm chính là chốt đuôi giằng. Khoảng cách từ chốt đuôi giằng đến đuôi vòi là chiều dài giằng. Từ phép dựng hình, ta xác đònh được Lg = 19,38 (m).2.4 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ THAY ĐỔI MOMEN CẦN THEO TẦM VỚI.Trang 30 abKhi cần trục làm việc, hệ cần của cần trục phải nằm ở các vò trí khác nhau, do đó khoảng cách từ trọng tâm của nó tới chốt đuôi cần cũng thay đổi. Và sự thay đổi này dẫn đến sự thay đổi momen của hệ cần đối với chốt đuôi cần.Để xây dựng đồ thò thay đổi momen của hệ cần thay đổi theo tầm với, ta xét ở một số vò trí khác nhau của cần. Chọn vò trí tầm với của cần dựa vào hoạ đồ vò trí, ta tính được Mc ở các vò trí tần với khác nhau. cần trục thiết kế, trọng lượng thiết bò cần và trọng lượng đối trọng được bố trí như hình vẽ: Hình 2.6: Sơ đồ phân tích lực trên hệ cần.Trang 31 Để cân bằng thì trọng lượng đối trọng Gđ phải cân bằng với trọng lượng thiết bò cần, đối trọng này được bố trí thông qua hệ tay đòn đối trọng. Gọi Gc : trọng lượng thiết bò cần. Gx : trọng lượng thiết bò vòi.Gv = Gv’ + Gv’’ Gv’ : đặt tại điểm đầu cần. Gv’’ : đặt tại điểm đầu vòi. Gg : trong lượng giằng.2Gg = Gg + Gg Gg : đặt tại điểm đầu giằng. Gg : đặt tại điểm đuôi giằng.Lực Gg đặt tại điểm đuôi giằng nên không gây momen đối với chốt đuôi cần. Còn lực Gg đặt tại điểm đầu giằng lại được phân tích thành 2 lực, một lực đặt tại điểm đầu vòi (Gg’’) và một lực đặt tại đầu cần (Gg’) :Gg = Gg’ + Gg’’Việc phân tích này dựa vào phương pháp phân tích lực song song theo tỉ lệ cánh tay đòn ( sự cân bằng momen).Hợp lực R = )('''' gvGG + tạo ra lực kéo K ở giằng, hợp lực (R +K) là lực N gây gãy cần. Lực N cách chốt đuôi cần 1 đoạn là f (giá trò dao động quanh gốc A). khi lực N đi qua điểm A thì f = 0, momen gây ra đối với điểm A do lực N sẽ bằng 0. Nếu f nằm trên điểm A sẽ mang dấu dương (+), nằm dưới điểm A sẽ mang dấu âm (-).Trong quá trình thay đổi tầm với, trọng lïng thiết bò cần sẽ gây ra 1 momen đối với chốt đuôi cần A:Mc(A) = Gc.Lc + (Gg’ + Gv’).Lx ± N.fGọi X1 : khoảng cách theo phương thẳng đứng từ đuôi vòi đến điểm đầu cần. X2 : khoảng cách theo phương thẳng đứng từ đầu vòi đến điểm đầu cần. X3 : khoảng cách từ điểm đầu cần đến thanh giằng.Dựa vào hoạ đồ vò trí ta xác đònh được các cánh tay đòn và các phương trình cân bằng momen ta tính được các lực Gv’, Gv’’, Gg’, Gg’’, R, K, N.Giá trò Mc luôn thay đổi từ Rmin ÷ Rmax. Xác đònh Mc tại 6 vò trí khi cần nghiêng từ ϕmax = 800 ÷ ϕmin = 400 .Lập hoạ đồ vò trí cho cần ứng với các góc nghiêng của cần, ta có bảng giá trò sau: Trang 32 Bảng2.1 Bảng xác đònh giá trò McVò trí I II III IV V VIX1(mm) 6246 5662 5057 3995 2849 1744X2(mm) 3108 2887 2647 2210 1720 1236X3(mm) 3139 2775 2410 1729 1128 508f(mm) 418 241 474 285 -993 -1367LC(mm) 6885 6259 5585 4421 3330 2520LX(mm) 16879 15405 13810 11051 8381 6276GV’(KG) 5809 5762 5710 5601 5424 5091Gv’’(KG) 2891 2938 2989 3098 3275 3608Gg’(KG) 503 486 469 418 370 255Gg’’(KG) 997 1013 1030 1019 1129 1244R(KG) 13235 11200 9903 8531 7305 5792K(KG) 5306 5276 5241 5192 5054 4836N(KG) 18541 16476 15144 13723 12359 10628Mc(KGm)89160 97658 104706 121521 127217 136566Hình 2.7: Đồ thò thay đổi momen hệ cần theo tầm với2.5 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ MOMEN ĐỐI TRỌNG THEO TẦM VỚITrọng lượng của đối trọng đối với vò trí trung bình từ điều kiện cân bằng momen của cần và momen đối trọng: Trang 33 Mc = MđXét tương quan với Mc thì momen đối trọng lấy đối với chốt đuôi cần được tính:Mđ = Gđ. bald.Từ điều kiện cân bằng momen hệ cần và momen đối trọng tại vò trí trung bình ta có : Gđ ===55,4.72,302,2.104706 albMcd=12496 KGVới a, b, lđ là các cánh tay đòn xác đònh dựa vào hoạ đồ vò trí.Ta chọn Gđ = 12500 KGCũng tương tự như khi xác đònh momen do hệ cần, ta xác đònh momen do đối trọng bằng cách lập họa đồ vò trí cho cần ở các góc nghiêng tương ứng để xác đònh các cánh tay đòn a, b, ld.Vẽ hoạ đồ vò trí cần ở các vò trí tương ứng từ Rmin ÷ Rmax sao cho tại vò trí trung gian có Mc = Mđ .Hình 2.8: hoạ đồ vò trí hệ tay đòn đối trọngBảng 2.2 Bảng xác đònh giá trò MđVò trí I II III IV V VIlđ (m) 4,12 4,02 3,72 3,12 2,13 2,10a (m) 3,03 3,93 4,55 4,9 5 4,86b (m) 1,87 2,01 2,02 1,85 1,41 0,97Mđ (KGm) 83446 98250 104740 103297 114415 131521Trang 34 ∆Hình 2.9: Đồ thò thay đổi momen đối trọng theo tầm với2.6 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ KHÔNG CÂN BẰNG CẦN.Gọi ∆M: Momen mất cân bằng do trọng lïng thiết bò cần và đối trọng∆M = Mc – MđTa có ∆M ở 6 vò trí với các giá trò được tính cho trong bảng sau: Bảng 2.3 Bảng xác đònh giá trò ∆MVò trí I II III IV V VIMc(KGm) 89160 97658 104706 121521 127217 136566Mđ (KGm) 83446 98250 104740 103297 114415 131521∆M (KGm) 5714 -592 -34 18224 12802 5045Dựa vào kết quả đã tính toán, ta vẽ các đồ thò momen không cân bằng cần:Hình 2.10: Đồ thò momen không cân bằng cần.2.7 XÂY DỰNG QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG CỦA HÀNG.Quỹ đạo chuyển động của hàng cũng chính là quỹ đạo chuyển động ngang của điểm đầu vòi. Cần trục thiết kế là cần cân bằng dùng vòi. Khi thay đổi tầm với, hàng không di chuyển tuyệt đối theo phương ngang mà có độ nhấp nhô. Ta xác đònh quỹ đạo chuyển động ngang của hàng dựa vào hoạ đồ vò trí căn cứ vào Trang 35 ϕyếu tố đó là chiều dài của cần, vòi, giằng là không đổi trong suốt quá trình thay đổi tầm vớiBảng 2.4 Vò trí I II III IV V VIR (m) 7 15,38 21,23 24.15 27.02 30y (m) 0 25 0 -46 -17 0 Hình 2.11 :Quỹ đạo chuyển động ngang điểm đầu vòi.2.8 XÂY DỰNG BIỂU ĐỒ MOMEN MẤT CÂN BẰNG DO HÀNG.Xác đònh biểu đồ quỹ đạo chuyển động của hàng. Biểu đồ này dựa vào họa đồ vò trí của cần xác đònh được độ nhấp nhô của hàng so với phương ngang y.Momen mất cân bằng do hàng được xác đònh:MA = Q. ϕddy* cách vi phân đồ thò :- Dựng hệ trục vi phân dưới dạng hệ trục nguyên hàm Y(ϕ).- Chọn cực vi phân đồ thò H (OH = 1 đơn vò).- Chia đều trục hoành.- Từ các điểm chia cắt đường cong nguyên hàm ta kẻ các tiếp tuyến với đường cong Y(ϕ).- Từ cực H kẻ các đường song song với tiếp tuyến tương ứng cắt trục oy’ ở các điểm, từ các điểm này dóng các đường song song trục hoành cắt các đường thẳng đứng tại các điểm vi phân cần tìm.Ta có đồ thò vi phân :Trang 36 [...]... rn : khoảng cách từ thanh răng tới chốt đuôi cần m Bảng 2.6 Bảng xác đònh giá trò F1, F2 Vò trí rn (m) MA (KGm) ∆M (KGm) F1 (KG) F2 (KG) I 5,6 360 5714 64,3 1020 II 5,1 690 -5 92 135,3 -1 16,1 III 4,7 1440 -3 4 306,4 -7 ,23 IV 4,5 -2 010 18224 -4 47 4050 V 4,2 -2 40 12802 -5 7,14 3048 VI 4 360 5045 90 1261,2 2.9.2 Tính lực F3 Hình 2.12 : Tải trọng gió tác dụng lên cần và vòi 1 F3 = ± r (Pgc.hc + Pgv.hv ) n... cáp nâng hàng nghiêng một góc so với phương thẳng đứng • F5 : lực li tâm của khối lượng cần, vòi, đối trọng, thanh giằng khi cần trục quay • F6 : Lực masat trong các khớp của thiết bò cần và tổn thất trong các puly khi cáp nâng lăn qua các puly 2.9.1 Tính lực F1, F2 : MA F1 = r n ; ∆M F2 = r n Trong đó: Trang 37 MA : Momen mất cân bằng của hàng KGm ∆M : Momen mất cân bằng do trọng lượng thiết bò cần. .. :Xác đònh vận tốc hệ cần Xây dựng biểu đồ vận tốc thay đổi tầm với của điểm đầu vòi: Tốc độ thay đổi tầm với của cần chính là vận tốc nằm ngang tại điểm C Tại mỗi vò trí của cần này có giá trò khác nhau và có ý nghóa là vận tốc tức thời Chọn sơ bộ vận tốc thanh răng là VF = 8 m/p Có VI = VF + VIF VI : phương vuông góc trục cần VIF : vận tốc của điểm I quay quanh F, phưong vuông góc với thanh răng Từ... Tính lực F5 , F6 Do cần trục thiết kế có tốc độ quay n = 0,9 v/p nên ảnh hưởng của lực li tâm tới khối lượng cần và vòi là nhỏ nên coi như có thể bỏ qua F5 Lực masat trong các khớp của thiết bò cần và tổn thất trong các puly lúc thay đổi tầm với và khi cáp nâng lăn qua các puly la rất nhỏ vì các khớp và ổ puly là ổ lăn nên F6 được coi như là không đáng kể, ta co thể bỏ qua không xét đến Như vậy tổng các... 24.15 -4 6 -6 7 -2 010 V 27.02 -1 7 -8 -2 40 VI 30 0 12 360 2.9 TÍNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN THANH RĂNG Gọi Fw là tổng lực tác dụng lên thanh răng trong quá trình thay đổi tầm vơi: Fw = F1 + F2 + F3 + F4 + F5 + F6 Trong đó: • F1 : lực trong thanh răng do momen mất cân bằng của hàng • F2 : lực trong thanh răng do momen mất cân bằng cần và đối trọng • F3 : lực trong thanh răng do tải trọng gió tác dụng lên cần. .. Biết VB và phương vuông với trục cần VCB : phương vuông trục vòi VC : phương ngang Từ hoạ đồ vò trí ta xác đònh được độ lớn VC và VCB Xác đònh VC cho 6 vò trí ,chọn µ = 1 m/ p mm Sau khi xác đònh được vận tốc dòch ngang của điểm đầu vòi ta lập thành bảng và vẽ đồ thò thay đổi vận tốc điểm đầu vòi theo tầm với ( góc nghiêng cần) rồi xác đònh thời gian cần thiết để thay đổi tầm với Bảng 2.10 Vò trí VIF... C=Qtđ(n.h)0,3 ( 8-1 ) [2] Trong đó : - h : thời gian phục vụ của ổ (giờ); với thời gian phục vụ của ổ là 5 năm làm việc ở chế độ trung bình ta có tổng số giờ làm việc T= 14460(giờ) ⇒ số giờ làm việc thực tế của ổ : h = T.25% = 3620 (giờ) - n : số vòng quay của ổ (v/ph); n = ntang = 4,3 (v/ph) - Qtd : tải trọng tương đương tác dụng lên ổ (daN) + Qtđ=Kv.Kn.Kt.RA Với : Kt : Hệ số tải trọng động, Kt=1,2 bảng 8-3 [2]... 32,25 – 11,25 = 21 (KGm) Thời gian khởi động cơ cấu thay đồi tầm với bằng cách nâng và hạ cần: (GD 2 ) qd n 60.E tkđ = 375.M + π n.M η d d (1.41) [1] Trong đó : E là động năng của cần và hàng Gc L2 c ω 2 Q.V 2 + E= 6g 2g +Gc = 16110 (KG) – trọng lượng cần +Lc = 23 (m) – chiều dài cần V 60 +ω = L = 60.23 = 0,04 (rad/s) – tốc độ góc của cần c 2 (GD )qđ = δ.GD2 = δ.(GDr2 + GDk2 ) = 1,1.(0,447+0,473) =... + 2m = 352 mm Đường kính vòng chân dc = d1 - 2m = 284 mm 2.16.4 Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng Hệ số dạng răng (bảng 3-1 8) [2] Bánh răng y1 = 0,392 Thanh răng y2 = 0,511 Kiểm nghiệm ứng suất uốn ( 3 – 34)[2] : Đối với bánh răng : Trang 49 (3.5) σu1 = 19,1.106.K N ≤ [σ ]u y.m 2 z.n.b 19,1.10 6 1,3.45 = 154,13 N/mm2 < [σ]u1 = 163,08 N/mm2 = 0,392.16 2 20.9,03.425 Đối với thanh răng : (3 – 40) [2] y1... phương ngang do cáp nâng trọng lượng hàng Q nghiêng góc α so với phương thẳng đứng gây ra Ta có : T = Q.tgα Bảng 1.40 [4] chọn α = 150 T = Q.tgα = 30000.tg150 = 8038 KG Gọi P là lực kéo trong trong thanh giằng do lực T gây nên : Trang 39 Hình 2.13: Lực theo phương ngang tác dụng lên hệ cần Lấy momen đối với điểm đầu cần D : M/D = T.a –P.x = 0 ⇒ P= T.a x Momen của T và P đối với chốt đuôi cần A : M/A = T.h . TẦM VỚI2.1 SƠ ĐỒ HÌNH HỌC :Hình 2 .1 : Thay đổi tầm với bằng cách nâng, hạ cần. 1-sàn đỡ; 2- cơ cấu thay đổi tầm với; - đối trọng; 4- giằng; 5- vòi; 6-. giằng; 5- vòi; 6- động cơ xoay móc; 7- cần; 8- puly đầu cần; 9- móc chính (30 t); 1 0- móc phụ (7 t); 1 1- giá chữ A; 1 2- cabin điều khiển.Trang 27 4563211M2.2
![c: hệ số khí động học ,c = 1,4 (bảng 1.7 [1] ). - Cần trục chân đế dạng cổng kiểu mâm quay với sức nâng Q=30Tf - P2](https://media.store123doc.com/figures/000/066/c-he-khi-dong-hoc-c-bang-66831.png)
