TCVN TCVN 8640 : 2011 TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 8640 : 2011 Xuất lần CÔNG TRÌNH THỦY LỢI - MÁY ĐÓNG MỞ KIỂU CÁP - YÊU CẦU KỸ THUẬT TRONG THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, LẮP ĐẶT VÀ NGHIỆM THU Hydraulic structures - Operating cable mechanism - Technical requirements for designing, manufacturing, installation and inspection HÀ NỘI - 2011 TCVN 8640 : 2011 Mục lục Trang Lời nói đầu Phạm vi áp dụng Thuật ngữ định nghĩa Ký hiệu Yêu cầu kỹ thuật chung Yêu cầu thiết kế Chế tạo xưởng 10 Yêu cầu kỹ thuật lắp ráp kiểm tra xưởng 11 Ghi nhãn sơn phủ 12 Vận hành máy 13 10 Quy trình vận chuyển xếp kho 13 11 Nghiệm thu, bàn giao 14 Phụ lục A (Tham khảo): Các sơ đồ máy đóng mở kiểu cáp sơ đồ mắc cáp cho cửa van 16 Phụ lục B (Tham khảo): Một số bảng tra vật liệu 20 Phụ lục C (Tham khảo): Thiết kế truyền bánh trụ 23 Phụ lục D (Tham khảo): Thiết kế truyền bánh vít - trục vít 31 Phụ lục E (Quy định): Dung sai lắp ráp 44 Phụ lục F (Quy định): Nhiệt độ cho phép dầu máy 45 Thư mục tài liệu tham khảo 46 TCVN 8640 : 2011 Lời nói đầu TCVN 8640 : 2011 Công trình thủy lợi – Máy đóng mở kiểu cáp – Yêu cầu kỹ thuật thiết kế, chế tạo, lắp đặt nghiệm thu, chuyển đổi từ 14TCN 189 : 2006, theo quy định khoản điều 69 Luật Tiêu chuẩn Quy chuẩn kỹ thuật điểm a, khoản điều Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 01 tháng năm 2007 Chính phủ quy định chi tiết thi hành số điều Luật Tiêu chuẩn Quy chuẩn kỹ thuật TCVN 8640 : 2011 Trung tâm Khoa học Triển khai kỹ thuật thủy lợi thuộc trường Đại học Thủy lợi biên soạn, Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Công nghệ công bố Quyết định số 362/QĐ-BKHCN ngày 28 tháng 02 năm 2011 TCVN 8640 : 2011 TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 8640 : 2011 Công trình thủy lợi - Máy đóng mở kiểu cáp - Yêu cầu kỹ thuật thiết kế, chế tạo, lắp đặt nghiệm thu Hydraulic structures - Operating cable mechanism - Technical requirements for designing, manufacturing, installation and inspection 1.1 Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định yêu cầu thiết kế, chế tạo, lắp đặt, nghiệm thu, bàn giao loại máy đóng mở kiểu cáp dùng để đóng mở cửa van công trình thủy lợi, thủy điện, bao gồm chế tạo mới, sửa chữa, phục hồi nâng cấp 1.2 Ngoài yêu cầu tiêu chuẩn phải tuân theo yêu cầu quy định tiêu chuẩn kỹ thuật hành có liên quan Thuật ngữ định nghĩa Tiêu chuẩn sử dụng thuật ngữ định nghĩa sau: 2.1 Máy đóng mở kiểu cáp (Gate lifting cable equipment) Thiết bị khí thuỷ công dùng nguyên lý tang quay nhả, cáp để đóng mở cửa van 2.2 Lực đóng mở (Power of press and lift) Lực thắng lực cản lớn nhất, xác định vị trí bất lợi đóng mở cửa van 2.3 Máy đóng mở kiểu cáp quay tay (Mannual gate lifting cable equipment) Máy đóng mở cáp dẫn động tay quay 2.4 Máy đóng mở kiểu cáp chạy điện (Electrical controlled gate lifting cable equipment) Máy đóng mở cáp dẫn động động điện TCVN 8640 : 2011 2.5 Nguồn động lực (Power) Nguồn động lực hay phận truyền lực động điện quay tay 2.6 Hộp giảm tốc (Reduction Gear box) Bộ phận truyền động từ nguồn động lực đến tang cáp 2.7 Bộ phận thị khống chế độ đóng mở (Indicators and clearance controlled divices) Cơ cấu báo khống chế độ mở cửa van Ký hiệu Máy đóng mở kiểu cáp ký hiệu TĐQn đó: T kiểu máy đóng mở cáp; Đ biểu thị máy đóng mở chạy điện; Q trị số biểu thị sức nâng (hay lực đóng mở) máy, tính tấn, t; n biểu thị số tang; n có giá trị VÍ DỤ: Máy TĐ62 loại máy đóng mở chạy điện có sức nâng kiểu tang kép (có tang) Yêu cầu kỹ thuật chung 4.1 Máy đóng mở kiểu cáp chạy điện phải có phận quay tay điện phải có tiếp điểm hành trình cửa van đóng mở hoàn toàn 4.2 Động có công suất đủ lớn để đóng mở cửa van theo yêu cầu công trình 4.3 Tang cáp phải tang có rãnh Đường kính hai tang đóng mở cửa phải có kích thước 4.4 Các động máy đóng mở kiểu cáp làm việc tới 40 % mômen xoắn yêu cầu, nhiệt độ động không vượt 75 0C, làm việc điện áp lưới giảm 10 % so với điện áp định mức phải có thiết bị hạn chế mômen tải 4.5 Đối với cửa van có độ lớn, lực đóng mở lớn sử dụng hai tời riêng biệt đặt cách xa phải có biện pháp kỹ thuật để hai tời đóng mở đồng thời, chống lệch cửa, xem hình A.4, phụ lục A 4.6 Tay quay máy đóng mở kiểu cáp có bán kính quay không vượt 400 mm 4.7 Khi thiết kế cần phải lựa chọn loại vật liệu tiêu chuẩn hoá phù hợp môi trường nơi đặt máy TCVN 8640 : 2011 4.8 Phải ghi rõ đầy đủ vẽ chế tạo yêu cầu kỹ thuật loại vật liệu dùng để chế tạo chi tiết, phận máy 4.9 Trong vẽ thiết kế phải quy định rõ loại que hàn, kích thước mối hàn; loại sơn, kỹ thuật sơn phủ; loại gioăng chắn dầu mỡ; phận chi tiết mua sẵn có mã hiệu sản phẩm thông số kỹ thuật rõ ràng CHÚ THÍCH: Vật liệu chế tạo phận máy tham khảo bảng từ bảng B.1 đến bảng B.8, phụ lục B Yêu cầu thiết kế 5.1 Quy định chung 5.1.1 Chọn sơ đồ truyền động phù hợp với yêu cầu kỹ thuật đóng mở cửa van, xem phụ lục A 5.1.2 Tính toán xác định công suất động tỷ số truyền máy bảo đảm khả đóng mở theo yêu cầu 5.1.3 Chọn loại động phù hợp với điều kiện làm việc công trình 5.2 Lựa chọn thông số máy Khi thiết kế máy đóng mở kiểu cáp phải chọn thông số kỹ thuật sau: a) Lực đóng mở, Q, kN N; b) Hành trình đóng mở, H, m; c) Tốc độ đóng mở chạy điện, Vđ , m/min; d) Tốc độ đóng mở quay tay, Vqt , m/min; e) Thời gian đóng mở điện, Tđ , min; f) Thời gian đóng mở quay tay, Tqt , min; g) Chế độ làm việc 5.3 Tính toán chọn cáp, tang 5.3.1 Tính toán chọn cáp phải đảm bảo tải trọng kéo đứt cáp không thấp giá trị F0, N, xác định theo công thức (1): F0 = Smax np (1) : Smax lực căng cáp lớn dây cáp, N: Smax = Q' a. Q’ tải trọng nâng cáp, N: Q’ = Q +Qv +Qc TCVN 8640 : 2011 Q lực lớn đóng mở cửa van, N; Qv trọng lượng phận mang tải ròng rọc động, N; a bội suất pa lăng;  hiệu suất ròng rọc ; Qc trọng lượng phần cáp treo tải, N (nếu độ dài cáp lớn 5m); np hệ số an toàn Chọn hệ số an toàn cho cáp phải phù hợp với nhóm chế độ làm việc cấu phân loại theo TCVN 5862-1995, lấy theo bảng Bảng - Bảng tra giá trị np Nhóm chế độ làm việc M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 np 3,15 3,35 3,55 4,0 4,5 5,6 7,1 9,0 5.3.2 Thiết kế tang cáp thoả mãn yêu cầu sau: a) Đường kính tang cáp, ký hiệu Dt, mm, xác định theo công thức: Dt = dc (h1 - 1) (2) đó: dc đường kính danh nghĩa cáp, mm; h1 hệ số đường kính tang; h1 có giá trị từ 11,2 đến 25,0 phụ thuộc chế độ làm việc cấu; b) Chiều dài tang cáp, ký hiệu Lt, m, xác định theo công thức: Lt = L1 + L2 (3) đó: L1 chiều dài dùng để kẹp đầu cáp, m: L1 = 4.t L2 chiều dài phần rãnh mặt tang cáp, m: L2 = n.t = ( H max a   3) t Dt t bước rãnh cáp, m; n số vòng (ren) cáp lên tang; Hmax hành trình mở cửa đến vị trí cao (chiều cao đặt máy) 5.3.3 Sau chọn vật liệu tang, lựa chọn loại tang đúc tang hàn, tiến hành tính toán chiều dày thành tang tính toán kiểm tra độ bền tang, trục tang phận hãm cáp tang TCVN 8640 : 2011 5.4 Chọn công suất động Công suất động kéo cáp, ký hiệu Nđc, kW, phải thoả mãn điều kiện sau: Nđc  Nt Mt n d c 9550 Nt = Mt= (4) S Dt i0  : Nt công suất trục động cơ, kW; Mt mô men cản quy dẫn trục động cơ, kN.m; nđc số vòng quay động cơ, m/min; S lực căng cáp, kN; Dt đường kính tang cáp, m; i0 tỉ số truyền truyền khí; 0 hiệu suất truyền động chung truyền 5.5 Xác định tỷ số truyền động phân phối tỷ số truyền máy a) Tỷ số truyền động chạy điện, ký hiệu id, xác định theo công thức (5): nd / c = iGT.ibr nt id  (5) b) Tỷ số truyền động quay tay, ký hiệu i qt, xác định theo công thức (6): iqt = Mt M qt (6) đó: Mqt mô men trục tay quay, Nm: Mqt = P.r.m.k iGT tỷ số truyền hộp giảm tốc chọn; ibr tỷ số truyền cặp bánh (nếu có); Mt mô men tang, N.m; P lực người, N; r bán kính tay quay, m; m số người; k hệ số không TCVN 8640 : 2011 D.2.1 Xác định khoảng cách tâm Khoảng cách tâm a, đơn vị mm, xác định theo công thức (D.2): Z  M K a  31    q    Z2      TX  q   (D.2) đó: Z2 số bánh vít; q hệ số đường kính trục vít, xác định theo mô đun tiêu chuẩn m, tra theo bảng D.1: q d1  (0, 25  0,30) Z m Trong tính toán sơ ban đầu lấy q = 10; Bảng D.1 - Trị số tiêu chuẩn hệ số đường kính q m q CHÚ THÍCH : 2,00; 2,50; 3,15; 4,00; 5,00; 6,30; 8,00; 10,00; 12,50; 16,00; 20,00 Dãy 6,3; 8,0; 10,0*; 12,5**; 16,0; 20,0; 25,0 Dãy 7,1; 9,0; 11,2; 14,0; 18,0; 22,4 1) * Không dùng trị số m = 2,0; ** Không dùng trị số m = 2,5; 2) Ưu tiên dùng dãy 1; 3) Trường hợp thật cần thiết chọn m theo dãy 2: m = 1,5; 3,0; 3,5; 6,0; 7,0; 18,0 M2 mô men xoắn trục bánh vít , N.mm: N2 2 M2 = (D.3) N2 công suất bánh vít , kW N2 = N CT   (D.4) 2 vận tốc góc bánh vít , rad/s; NCT công suất trục vít me, kW ; 3 hiệu suất truyền trục vít me; 4 hiệu suất cặp ổ lăn; K hệ số tải trọng: K = KH.Kd 32 (D.5) TCVN 8640 : 2011 KH hệ số phân bố không tải trọng chiều rộng vành răng:  Z2   (1   )   KH = +  (D.6)  hệ số biến dạng trục vít, xác định theo bảng D.2;  hệ số phụ thuộc vào đặc tính tải trọng, xác định sau:  = 1: tải trọng không thay đổi;  = 0,6: tải trọng thay đổi;  = 0,3: tải trọng thay đổi lớn; Khi tải trọng không thay đổi: KH = 1,0; Kd hệ số tải trọng động, xác định theo bảng D.3; [TX] ứng suất tiếp xúc cho phép bánh vít, chọn theo bảng D.4 Bảng D.2 - Hệ số biến dạng trục vít  Hệ số đường kính trục vít Số mối ren Z1 6,3 7,1 8,0 9,0 10,0 11,2 12,5 14,0 16,0 18,0 20,0 44 57 72 89 108 127 157 190 240 292 349 36 45 57 71 86 102 125 152 190 230 276 30 37 47 58 70 82 101 123 152 185 220 Bảng D.3 - Trị số hệ số tải trọng động Kd Cấp xác Vận tốc trượt Vs m/s ≤ 1,5 - - 1,1 1,3 3,0 - 1,0 1,2 1,3 7,5 1,0 1,1 1,3 - 12,0 1,1 1,2 - -  18,0 1,3 - - - 33 TCVN 8640 : 2011 Bảng D.4 - Trị số ứng suất tiếp xúc cho phép bánh vít [TX] Vật liệu Бpo Бpo БpoЦ БpoЦc БpAЖ БpAЖ ЛAЖMЦ GX bánh vít 10.1 10.1 6.6.3 6.6.3 9-4 10-4-4Л 66-6-3-2 15-32 Phương Khuôn Khuôn Khuôn Khuôn kim Khuôn Khuôn Khuôn Khuôn pháp đúc cát kim loại cát loại cát kim loại kim loại cát  0,5 182 195 172 127 1,0 179 192 169 195 2,0 173 187 154 85 167 181 149 - 4,0 160 175 141 - 5,0 150 164 128 - 6,0 138 152 118 - Vận tốc trượt [TX] m/s MPa 3,0 Từ 105 Từ 150 Từ 165 Từ 89 đến 157 đến 220 đến 246 đến 133 CHÚ THÍCH : Trị số [TX] bảng ứng với độ cứng trục vít lớn HRC 45 , chuyển đổi đơn vị từ N/mm sang Pa sau: 01 Pa = 01 N/mm D.2.2 Tính toán mô đun m Mô đun m xác định theo công thức sau: m= 2.a q  Z2 (D.7) Kết tính toán lấy tròn theo mô đun tiêu chuẩn trị số sát giá tính cho bảng D.2.3 Tính toán hệ số dịch chỉnh x Hệ số dịch chỉnh x xác định theo công thức (D.8): x= a  0,5(q  Z ) m (D.8) D.2.4 Xác định kích thước chủ yếu trục vít bánh vít a) Xác định đường kính vòng chia trục vít d1 bánh vít d2 , đơn vị mm: 34 d1 = q.m (D.9) d2 = Z2.m (D.10) TCVN 8640 : 2011 : q hệ số đường kính trục vít xác định theo bảng D.1; m mô đun tính toán theo công thức (D.7) xác định lại theo mô đun tiêu chuẩn ; Z2 số bánh vít ; b) Xác định đường kính vòng đỉnh trục vít da1 bánh vít da2 , đơn vị mm: da1 = d1 + 2.m = ( q+Z2 ) (D.11) da2 = m.( Z2 + + 2.x ) (D.12) đó: x hệ số dịch chỉnh, xác định theo công thức (D.8) ; c) Xác định đường kính vòng đáy trục vít df1 bánh vít df2, đơn vị mm: df1 = m.( q + Z2 ) (D.13) df2 = m.( Z2 – 2,4 + 2.x ) (D.14) d) Xác định đường kính bánh vít daM2 , đơn vị mm: daM2 ≤ da2 + 2.m Z1 = Z1 = 4; daM2 ≤ da2 + 1,5 m Z1 = Z1 = (D.15) e) Xác định chiều rộng trục vít b1 bánh vít b2 : xác định theo công thức quy định bảng D.5 Bảng D.5 - Chiều rộng trục vít b1 bánh vít b2 Số mối ren trục vít Z1 Chiều rộng trục vít b1 hệ số dịch chỉnh x = - 1,0  ( 10,5 + Z1 ).m  ( 10,5 + Z1 ).m x = - 0,5  ( + 0,06.Z2 ).m  ( 9,5 + 0,09.Z2 ).m x=0  ( 11 + 0,06.Z2 ).m  ( 12,5 + 0,1.Z2 ).m x = + 0,5  ( 11 + 0,1.Z2 ).m  ( 12,5 + 0,1.Z2 ).m x = + 1,0  ( 12 + 0,1.Z2 ).m  ( 13 + 0,1.Z2 ).m Chiều rộng bánh vít b2  0,75.da1  0,67.da1 D.2.5 Kiểm nghiệm bánh vít độ bền tiếp xúc Sau tính toán xác định kích thước truyền hệ số tải trọng tiến hành kiểm tra bánh vít độ bền tiếp xúc theo công thức (D.16): 35 TCVN 8640 : 2011 Z  M K    170  q    tx =  tx  Z2 a3 q (D.16) đó: M2 mô men xoắn trục bánh vít xác định theo công thức (D.3); K hệ số tải trọng xác định theo công thức (D.5) sau có kích thước truyền; Z2 số bánh vít; q hệ số đường kính trục vít; [tx] ứng suất tiếp xúc cho phép xác định lại theo vận tốc trượt Vs CHÚ THÍCH: Sau tính toán kiểm tra tx lớn [tx] % (bộ truyền làm việc tải ) thấp [tx] 15 % (bộ truyền làm việc thấp tải ), cần thay kích thước truyền kiểm tra lại độ bền tiếp xúc bánh vít D.2.6 Kiểm nghiệm vít độ bền uốn Ứng suất uốn sinh chân bánh vít không vượt ứng suất uốn cho phép xác định theo công thức sau: u = 1, 2.M K   u  Z y.b2 m2 (D.17) đó: K hệ số tải trọng xác định lại theo công thức (D.5) sau có kích thước truyền; Z2 số bánh vít; y hệ số dạng xác định theo bảng C.4; b2 chiều rộng bánh vít, mm ; [u] ứng suất uốn cho phép xác định theo bảng D.6 Bảng D.6 - Ứng suất uốn cho phép [u] Бpo  Бpo  БpoЦ БpoЦc БpAЖ БpAЖ ЛAЖMЦ GX 10.1 10.1 6.6.3 6.6.3 9-4 10-4-4 66-6-3-2 15-32 Khuôn Khuôn Khuôn Khuôn Khuôn Khuôn Khuôn Khuôn cát kim loại cát kim loại cát kim loại kim loại cát Ứng suất uốn cho Từ 19 Từ 28 Từ 18 Từ 21 Từ 41 Từ 53 Từ 57 đến phép [u], MPa đến 35 đến 51 đến 32 đến 38 đến 75 đến 98 104 Vật liệu bánh vít Phương pháp đúc CHÚ THÍCH : Trị số [TX] bảng chuyển đổi đơn vị từ N/mm sang Pa sau: 01 Pa = 01 N/mm 36 29 TCVN 8640 : 2011 D.2.7 Kiểm nghiệm bánh vít tải Kiểm nghiệm bánh vít tải mở máy, phanh hãm theo ứng suất tiếp xúc cực đại ứng suất uốn cực đại, áp dụng công thức sau: txmax = tx K qt  [tx] max (D.18) umax = u.Kqt  [u]max (D.19) đó: Kqt hệ số tải: Kqt = M max ; M Mmax M mô men xoắn danh nghĩa mô men xoắn tải trục bánh vít; [u]max [tx]max ứng suất uốn tải ứng suất tiếp xúc tải cho phép, xác định theo bảng D.7 Bảng D.7 - Ứng suất tiếp xúc tải ứng suất uốn tải Ứng suất tải Vật liệu bánh vít [tx]m ax [u]m ax MPa MPa Đồng pha thiếc ch - Đồng không thiếc ch 0,8 ch Từ 260 đến 300 0,6 b Gang CHÚ THÍCH : Trị số [TX] bảng chuyển đổi đơn vị từ N/mm sang Pa sau: 01 Pa = 01 N/mm D.3 Tính toán thiết kế trục D.3.1 Chọn vật liệu Trục bánh trụ trục vít vô tận máy đóng mở thường chế tạo từ thép C45 Với máy đóng mở quay tay có sức nâng đến chế tạo thép CT51 D.3.2 Tính toán thiết kế trục độ bền D.3.2.1 Xác định tải trọng lên trục D.3.2.1.1 Tải trọng chủ yếu tác dụng lên trục mô men xoắn sơ đồ lực tác dụng ăn khớp biểu thị hình D.2 37 TCVN 8640 : 2011 M1 2  Fr Ft Fa2 Fr2 Ft Fa1 Fr Ft1 Fa2 Ft2 Fa1 Fr1 1  M Hình D.2 - Sơ đồ lực tác dụng lên trục từ truyền trục vít–bánh vít truyền trụ D.3.2.1.2 Xác định lực tác dụng lên trục truyền bánh trụ theo phương pháp sau đây: a) Lực vòng Ft1 Ft2, N : Ft1 = 2.M dTb1 (D.20) Ft2 = 2.M dTb (D.21) b) Lực hướng tâm Fr1 Fr2 , N : tg cos  (D.22) tg cos  (D.23) Fr1 = Ft1 Fr2 = Ft2 c) Lực dọc trục Fa1 Fa2 , N : Fa1 = Ft1.tg  (D.24) Fa2 = Ft2.tg  (D.25) đó: M1, M2 mô men xoắn trục bánh trụ nhỏ bánh trụ lớn, N.mm : M1 = M2  i M2 = N2 2  hiệu suất truyền i tỷ số truyền ; 38 (D.26) TCVN 8640 : 2011 dTb1 dTb2 đường kính trung bình bánh trụ nhỏ bánh trụ lớn, mm ;  = 20o góc ăn khớp ;  góc nghiêng D.3.2.1.3 Xác định lực tác dụng lên trục truyền trục vít – bánh vít: a) Lực dọc trục Fa1 lực vòng Ft2 , N : Fa1 = Ft2 = 2.M d2 (D.27) b) Lực vòng Ft1 lực dọc trục Fa2 , N : Ft1 = Fa2 = 2.M d1 (D.28) c) Lực hướng tâm Fr1 Fr2 , N : Fr1 = Fr2 = Ft2.tg (D.29) đó: M1 M2 mô men xoắn trục vít trục bánh vít, N.mm : M1 = M2  i M2 = N2 2 (D.30)  hiệu suất truyền i tỷ số truyền ; d1, d2 đường kính vòng chia trục vít bánh vít , mm ;  góc profin mặt cắt dọc trục vít :  = 20o D.3.2.2 Tính toán đường kính trục D.3.2.2.1 Đường kính đầu trục bánh trụ nhỏ trục vít, d1, mm, xác định sơ theo công thức (D.31): d1 = M1 0, 2.  (D.31) đó: M1 mô men xoắn trục, xác định theo công thức (D.26) (D.30) [] ứng suất xoắn cho phép: [] từ 20 MPa đến 35 MPa D.3.2.2.2 Sau tính toán, kết kích thước d1 làm tròn số chọn theo kích thước đường kính tiêu chuẩn ổ lăn bạc dẫn 39 TCVN 8640 : 2011 D.3.2.2.3 Đường kính trục vị trí lắp bánh côn nhỏ d2, mm, xác định theo công thức (D.31) với [] từ 10 MPa đến 20 MPa theo mô men tương đương Mtđ, N.mm : d2 = M td 0,1. u  (D.32) M td  M u  M 12 (D.33) M u  M x12  M y12 (D.34) đó: Mtd mô men tương đương, N.mm ; Mu mô men uốn tổng, xác định theo momen mặt phẳng thẳng đứng Mx1 mô men mặt phẳng ngang My1; [u] ứng suất uốn cho phép thép chế tạo trục: [u] từ 20 MPa đến 35 MPa D.3.2.2.4 Đường kính trục đoạn lại xác định sau xác định đường kính đầu trục vị trí lắp bánh sở công nghệ lắp ghép (dễ tháo lắp, cố định trục chi tiết trục) D.3.2.3 Chọn khoảng cách mố đỡ chiều dài đoạn trục Khoảng cách gối đỡ (khoảng cách tâm hai ổ đỡ) xác định theo chiều dài moay bánh chiều rộng thành hộp (ở vị trí lắp ổ lăn ổ trượt), khe hở bánh bánh với thành hộp D.4 Tính toán kiểm nghiệm trục độ bền mỏi Sau xác định đường kính trục số kích thước cần kiểm nghiệm trục độ bền mỏi tiết diện nguy hiểm theo điều kiện sau: n n n n2  n2  n  (D.35) đó: n hệ số bền tính toán ; [n] hệ số bền cho phép, xác định sau: - Hệ số bền cho phép thông thường: [n] lấy từ 1,3 đến 1,5 ; - Hệ số bền cho phép đảm bảo độ cứng (không cần kiểm nghiệm độ cứng trục): [n] lấy từ 2,5 đến 4,0; n hệ số an toàn theo ứng suất pháp; n hệ số an toàn theo ứng suất tiếp: 40 TCVN 8640 : 2011 n  1 (D.36) k     a  m n   1 k     m  a (D.37) -1 giới hạn mỏi uốn với chu kỳ đối xứng vật liệu làm trục đối xứng: - Đối với vật liệu làm trục thép bon: -1 = 0,43b ; - Đối với vật liệu làm trục thép hợp kim: -1 = 0,35b ; -1 giới hạn mỏi xoắn với chu kỳ đối xứng : -1 = 0,43b ;  ,  hệ số tính đến ảnh hưởng chu kỳ thành phần không đổi đến độ bền mỏi xác định theo vật liệu trục; a biên độ ứng suất pháp, MPa, xác định theo công thức: a = M W u (D.38) Mu mô men xoắn lớn xác định theo công thức (D.34); W mô men chống uốn tiết diện trục xét; mm3; m trị số trung bình ứng suất pháp (ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng):m= 0; a m biên độ ứng suất tiếp trị số trung bình ứng suất tiếp, MPa : a = m =  max Mx  2.Wx (D.39) Mx mô men xoắn; N.mm; Wx mô men chống xoắn tiết diện trục xét; mm3; k k hệ số kích thước uốn xoắn xác định theo đường kính trục C.5 Tính toán kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh Để đề phòng khả bị biến dạng lớn phá hỏng tải đột ngột, tiến hành kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh theo công thức sau : td = =   3.    M u max 0,1.d (D.40) (D.41) 41 TCVN 8640 : 2011 M x max 0,2.d (D.42) [] = 0,86.ch (D.43) = đó: Mumax mô men uốn lớn tiết diện nguy hiểm lúc tải, N.mm ; Mxmax mô men xoắn lớn tiết diện nguy hiểm lúc tải, N.mm ; ch giới hạn chảy vật liệu trục, MPa D.6 Tính toán kiểm nghiệm trục độ cứng D.6.1 Tính toán độ cứng uốn Khi độ võng f trục lớn làm bánh bị nghiêng; có góc xoay  lớn làm kẹt lăn ổ Tính toán kiểm nghiệm trục đảm bảo độ cứng uốn theo công thức sau: f  [f]   [] (D.44) : [f] độ võng cho phép : [f] = (0,0002  0,0003).l , với l khoảng cách gối đỡ; [] góc xoay cho phép : - Đối với ổ lăn: [] = 0,005 rad ; - Đối với ổ trượt: [] = 0,001 rad D.6.2 Tính toán độ cứng xoắn D.6.2.1 Tính toán kiểm nghiệm độ cứng xoắn trục theo công thức (D.45): = M 1.l  [ ] G.J o (D.45) đó: G mô đun đàn hồi trượt : G = 8.104 MPa ; Jo mô men quán tính độc cực : Jo = .d4/32 mm4; l chiều dài đoạn trục tính, mm D.6.2.2 Tại tiết diện trục có rãnh then, kiểm nghiệm trục theo công thức (D.46): = 42 M 1.l.k  [] G J o (D.46) TCVN 8640 : 2011 k= (D.47) h  1  4.  d  đó: h chiều sâu rãnh then, mm;  hệ số, xác định sau: - Khi có rãnh then:  = 0,5 ; - Khi có rãnh then đối xứng 180o :  = 1,2 ; [] góc xoắn cho phép: [] = 30o chiều dài 1m 43 TCVN 8640 : 2011 Phụ lục E (Quy định) Dung sai lắp ráp Bảng E.1 - Sai số cho phép lắp ráp Bộ phận lắp Trị số cho phép Tên sai số Khe hở hướng tâm Theo TCVN 1067-84 Khe hở biên Theo TCVN 1067-84 Sai số khoảng cách trục Theo TCVN 1067-84 Trục, bạc, gối đỡ Đường kính Theo TCVN 2245-99 Ổ bi Đường kính Theo TCVN 1482-85 Hộp giảm tốc Các đệm đế hộp giảm tốc, động < theo chiều cao cơ, gối đỡ Hiệu chỉnh lắp lên bệ máy Phần bu lông nhô khỏi đai ốc Từ đến vòng ren vặn chặt Độ không đồng tâm trục động < 0,3mm hộp giảm tốc, gối đỡ Hộp giảm tốc kín dầu Bôi trơn Hộp chịu lực, cụm vít me đai ốc 44 < 1/3 Mỡ YC toàn bề mặt TCVN 8640 : 2011 Phụ lục F (Quy định) Nhiệt độ cho phép dầu máy Bảng F.1 Loại hộp giảm tốc Nhiệt độ môi trường o C Nhiệt độ cuối thời gian thử o C Răng trụ Từ 10 đến 20 40 Bánh vít trục vít Từ 10 đến 20 60 45 TCVN 8640 : 2011 Thư mục tài liệu tham khảo 1 TCVN 8298 : 2009 : Công trình thủy lợi - Chế tạo lắp ráp thiết bị khí, kết cấu thép - Yêu cầu kỹ thuật 2 TCVN 5862 – 1995 : Thiết bị nâng - Phân loại theo chế độ làm việc 3 TCVN 5863 – 1995 : Thiết bị nâng - An toàn lắp đặt sử dụng 4 TCVN 1765 – 1767 : 75 : Thép bon, thép đàn hồi 5 TCVN 1482 - 85: Ổ lăn Lắp ghép 6 TCVN 1484 - 85: Ổ lăn Yêu cầu kỹ thuật 7 TCVN 2245-99: Hệ thống ISO dung sai lắp ghép Cơ sở dung sai, sai lệch lắp ghép 8 TCVN 1067 - 84: Truyền động bánh trụ Độ xác 46