Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Bài giảng máy nâng chuyển...

Tài liệu Bài giảng máy nâng chuyển

.PDF
93
78
101

Mô tả:

Nguyễn Thái Vũ MÁY NÂNG CHUYỂN ĐẠI HỌC NHA TRANG - 2008 0 LỜI NÓI ĐẦU Máy nâng chuyển là loại máy có công dụng chính là nâng vật và di chuyển vật trong một khoảng cách ngắn. Nó đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao năng suất lao động giảm nhẹ sức lao động cho con người, nâng cao chất lượng sản phẩm và hạ giá thành. Các tên gọi khác: Máy Trục (Cần Trục, Cầu Trục và Cổng Trục), Máy nâng chuyển, (Crane, Lift machinery) Máy Nâng là thiết bị được sử dụng rất phổ biến trong các cơ sở sản xuất nói chung. Ðây là thiết bị quan trọng hàng đầu trong vấn đề cơ giới hóa, tự động hóa các thao tác nâng chuyển xếp dỡ các loại phôi, nguyên vật liệu, thiết bị, hàng hóa…Trên Tàu thủy, Ô tô. Trong các phân xưởng chế tạo máy, đóng tàu và trên các công trình xây dựng, Cảng biển... Ðộ tin cậy của thiết bị ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn của con người khi vận hành. Vì vậy việc tìm hiểu, nghiên cứu máy nâng là không thể thiếu đối với tất cả các kỹ sư. Và điều này đã giải thích Máy nâng là một trong những học phần cơ sở bắt buộc trong khung chương trình đào tạo bậc Đại học ngành Cơ khí nói chung và các chuyên ngành Cơ khí: Động lực Tàu thuyền, Động lực Ô tô, Chế tạo Máy, Đóng tàu thủy… Bài giảng “Máy nâng chuyển” cung cấp một số kiến thức cơ bản về đặc điểm cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phạm vi sử dụng và phương pháp tính toán thiết kế các cụm chi tiết máy thường gặp trong máy nâng cũng như các máy nâng thông dụng hiện nay. Bài giảng “Máy nâng chuyển” là tài liệu giảng dạy, học tập, nghiên cứu cho các chuyên ngành cơ khí đang được đào tạo tại trường Đại học Nha Trang: Động lực Tàu thuyền, Động lực Ô tô, Chế tạo Máy, Đóng tàu thủy. Đây có thể làm tài liệu tham khảo để tính toán thiết kế các loại máy nâng chuyên ngành máy xây dựng. Rất mong nhận được sự phê bình và giúp đỡ của các bạn đọc để bài giảng ngày càng hoàn thiện hơn. Tác giả 1 Chương 1 ĐẶC TÍNH CHUNG CỦA MÁY NÂNG CHUYỂN 1.1. VÀI NÉT VỀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MÁY NÂNG CHUYỂN Trong buổi đầu phát triển cộng đồng của xã hội loài người, thì việc vận chuyển vật nặng chủ yếu là dùng sức người trực tiếp. Dần dần con người biết dùng các phương tiện và thiết bị thô sơ để vận chuyển nhằm giảm nhẹ sức lao động, rút ngắn thời gian thực hiện vận chuyển. Vào thế kỷ 14 trước công nguyên, công trình xây dựng nổi bật thời đó không thể nào không nhắc tới đó là quần thể Kim tự tháp ở Ai cập. Cho đến nay người ta còn giữ được gần 70 Kim tự tháp: Kim tự tháp cao nhất có chiều cao tới 146 mét và ngọn tháp hình khối 8 mặt cao 86 mét. Quần thể kim tự tháp được xây dựng trên vùng sa mạc nóng bỏng, do hàng chục vạn nô lệ làm cật lực trong suốt 20 năm. Hệ thống kim tự tháp có khoảng hai triệu ba trăm ngàn phiến đá, phiến đá nặng nhất tới 90 tấn, pho tượng đá Rămzec nặng tới 700 tấn. Tất nhiên trong thời kỳ đó chưa có máy nâng. Để đưa các phiến đá nặng hàng trăm tấn lên cao người ta dự doán lúc đó chỉ có thể dùng hình thức chủ yếu là áp dụng nguyên tắc đòn bẩy, con lăn, mặt phẳng nghiêng, dây kéo và sử dụng sức người. Vào năm 1674 người ta đã dùng thiết bị máy trục thô sơ để nâng chuông nhà thờ nặng 130 tấn lên gác chuông I-Van Vêkili ở cung điện Cremlanh. Vào khoảng năm 1800 ở thành Pêtécbua cũng bằng các thiết bị máy trục thô sơ người ta đã nâng và vận chuyển tượng Pêtơ đệ nhất bằng đá hoa cương nặng 1000 tấn Từ khi phát minh ra động cơ hơi nước, động cơ đốt trong và sau đó là động cơ điện, động cơ thủy lực đã thúc đẩy mạnh mẽ ngành máy trục phát triển; nhất là từ giữa thế kỷ 19 trở lại đây. Chiếc cần trục không tự hành đầu tiên có nguồn động lực là máy hơi nước được chế tạo vào năm 1827, và vào năm 1846 chiếc cần trục có hệ thống truyền động thủy lực đầu tiên lại ra đời; Sau đó các cần trục di chuyển trên đường ray, cần trục nổi, các loại cần trục có bộ di chuyển bằng bánh xích hay bánh lốp với nguồn động lực là động cơ đốt trong hoặc động cơ điện kế tiếp nhau ra đời. Máy nâng chạy điện đầu tiên được sử dụng vào năm 1887. Loại máy này mang lại nhiều ưu điểm hơn, đặc biệt về kinh tế, đơn giản trong kết cấu vận hành. Sử dụng truyền động điện, các thiết bị nâng vận chuyển phát triển nhanh chóng. Nó đã đáp ứng đầy đủ đòi hỏi về kinh tế kỹ thuật của công nghiệp. Ngày nay, các loại cần trục ngày càng được hoàn thiện về kết cấu, tinh xảo về truyền động và hiện đại, tiện nghi về điều khiển. Nhiều máy trục đã có sức nâng trên 500T và không có trở ngại nào trong việc chế tạo thiết bị nâng có tải trọng lớn hơn khi cần thiết (hàng ngàn tấn). 1.2. KHÁI NIỆM - PHÂN LOẠI MÁY NÂNG CHUYỂN Trong sản xuất chúng ta thường gặp các thao tác cần cơ khí hóa và tự động hóa như sau: - Các thao tác trực tiếp để biến nguyên vật liệu, tài nguyên thành sản phẩm (Tác động làm thay đổi trạng thái đối tượng sản xuất). Tùy theo loại hình sản xuất mà ta có các phương tiện máy móc cơ khí hóa. Điển hình là các loại máy công cụ và máy công tác. - Các thao tác vận chuyển nguyên vật liệu sản phẩm…Tùy theo loại hình và phương thức vận chuyển mà ta có hàng loạt các máy móc và phương tiện vận chuyển khác nhau. 2 + Từ khái niệm về khoảng cách dịch chuyển ta có thể chia ra hai loại: Vận chuyển đường dài và vận chuyển nội bộ. Vận chuyển nội bộ là vận chuyển trong phạm vi nhà máy, phân xưởng, bến cảng, hầm lò khai thác, dây chuyền sản xuất, lắp ráp. Trong vận chuyển nội bộ có thể chia ra vận chuyển kỹ thuật công nghệ và vận chuyển phi kỹ thuật công nghệ. Trong vận chuyển kỹ thuật công nghệ thì vật liệu vận chuyển bị biến đổi về tính chất ở đầu ra so với đầu vào (ví dụ: sấy, phân loại vật liệu, bao gói…), hoặc biến đổi hình dạng kích thước ví dụ có sự tác dụng như rèn, dập và quá trình biến đổi khác. Vận chuyển phi kỹ thuật công nghệ là vận chuyển đơn thuần tức là chỉ dịch chuyển vật liệu. Ở đây chúng ta chỉ quan tâm tới vận chuyển nội bộ phi kỹ thuật công nghệ. Các loại máy nâng vận chuyển có thể tham gia vào các quá trình đó. + Từ khái niệm về đặc điểm dịch chuyển và chế độ làm việc của thiết bị ta có thể chia ra hai loại: Vận chuyển liên tục (Thiết bị làm việc ở chế độ liên tục) và vận chuyển không liên tục (Thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại có chu kỳ). 1.2.1. Khái niệm và phân loại thiết bị vận chuyển liên tục: 1.2.1.1. Các khái niệm: - Vật liệu rời vụn là các loại vật liệu có thể bốc đổ thành đống. Các loại này thường có hạt nhỏ vụn. Ví dụ như: Các loại ngũ cốc, đá dăm, cát, sỏi, than đá, phân bón và xi măng rời, khoai tây… - Vật liệu khối, cục hàng loạt là những loại vật liệu rời vụn đã được bao gói thành từng khối, bao riêng biệt, chúng có khối lượng, kích thước và hình dạng giống nhau.Ví dụ như: Bao xi măng, bao gạo, công-te-nơ hàng cơ khí rời, bó thép… - Vật liệu vận chuyển riêng lẻ là bất cứ một loại vật đơn lẻ có thể vận chuyển. Chúng có thể không cùng một khối lượng, không giống nhau về hình dáng cũng như kích thước. - Vận chuyển liên tục (hàng rời vụn): Dòng vật liệu chuyển động liên tục đều đặn trên cả quãng đường vận chuyển. - Vận chuyển đứt quãng (hàng cục, khối): Dòng vật liệu đứt quãng là vật liệu được bố trí cách quãng trên thiết bị vận chuyển liên tục và năng suất máy vẫn tính khối lượng trên một đơn vị thời gian. Tính chất của vật liệu vận chuyển đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn thiết bị nâng vận chuyển. Thiết bị nâng vận chuyển phải đảm bảo tính kinh tế, kỹ thuật, công nghệ của vật liệu vận chuyển. Khi chọn máy nâng vận chuyển phải biết được đặc điểm cụ thể của các loại vật liệu như sau: - Đối với vật liệu hàng cục, khối lớn: Kích thước hình học của vật nâng và hình dáng của chúng. Khối lượng nhỏ nhất và lớn nhất của một vật nâng. Khối lượng riêng của vật nâng. Độ cứng, chất lượng bề mặt, nhiệt độ. Tính chất công nghệ trong quá trình nâng chuyển. - Đối với vật liệu rời, vụn: Độ lớn của hạt, phần trăm các loại hạt có kích thước khác. 3 Khối lượng riêng. Độ dính, độ mài mòn, độ ẩm, nhiệt độ. Góc nội ma sát. Tính chất công nghệ trong quá trình vận chuyển. 1.2.1.2. Khái niệm và phân loại thiết bị vận chuyển liên tục: Máy vận chuyển liên tục dùng để vận chuyển vật liệu rời vụn hoặc các vật liệu rời vụn đã được đóng gói. Máy vận chuyển liên tục thực hiện ở công đoạn trung gian nhằm chuyển tải các sản phẩm theo một quy trình công nghệ sản xuất nhất định đã được chọn trước. Máy có thể làm việc riêng lẻ, độc lập ở một công đoạn như chuyển cát sỏi cho máy trộn, chuyển than khai thác trong hầm lò… Máy vận chuyển liên tục đóng vai trò chủ đạo cơ giới hoá và tự động hoá trong các dây chuyền sản xuất hàng loạt như sản xuất xe máy, chế tạo cơ khí, nhà máy thực phẩm, đồ hộp đông lạnh, bao gói… Từ những đặc điểm của quá trình vận chuyển ta có các loại máy vận chuyển liên tục như: - Băng tải cao su: băng chuyền lắc, băng chuyền rung, băng con lăn… - Băng bản; vận chuyển thuỷ lực; cáp treo… - Máng cào; vận chuyển khí nén; xích treo không gian… - Vít tải; guồng tải; Băng gàu… 1.2.2. Khái niệm và phân loại máy nâng chuyển: 1.2.2.1. Các khái niệm: - Đường vận chuyển là đường trên đó vật liệu chuyển đi qua, có thể có độ dốc hoặc bằng phẳng, có độ nghiêng hoặc thẳng đứng. Trong trường hợp vật liệu vận chuyển thẳng đứng ta gọi là nâng hoặc hạ vật. - Máy là tập hợp các thiết bị cơ học (được chế tạo gồm nhiều bộ phận, thường là phức tạp, làm việc với nhau), thực hiện các chuyển động hợp lý có ích để biến đổi năng lượng, vật liệu, thông tin hoặc thực thi một thao tác nào đó. Máy (hay máy móc nói chung) gồm có các loại: Máy năng lượng (máy - động cơ, máy biến đổi cơ năng), máy công tác, máy tổ hợp và máy có chức năng đặc biệt (máy tính, người máy v.v. …). Dù có nhiều dạng khác nhau, nhưng các máy móc nói chung đều do một số cơ cấu hợp thành có nhiệm vụ biến đổi hoặc sử dụng năng lượng trong việc thực hiện những chức năng công dụng khác nhau. + Máy công tác gồm nhiều loại khác nhau, ứng với những nhiệm vụ sản xuất khác nhau. + Máy tổ hợp là một tổ hợp máy bao gồm nhiều máy công tác có chức năng khác nhau, có động cơ dẫn động riêng, được bố trí thành một tổ hợp. Các máy tổ hợp thường được tự động hoá ở mức độ cao. + Máy có chức năng đặc biệt, có thể thay thế con người trong việc tiến hành các suy diễn logic như máy tính, hoặc thay thế một số chức năng của con người như tay máy, người máy… + Động cơ là máy biến đổi các dạng năng lượng khác nhau thành cơ năng (Đây là máy không hoàn chỉnh vì thiếu bộ phận chấp hành). 4 Từ khái niệm máy hoàn chỉnh và máy không hoàn chỉnh mà máy còn được phân chia thành 5 bộ phận cơ bản như sau: - Bộ phận chấp hành: Là bộ phận quyết định đến công dụng của máy. - Bộ phận dẫn động: Là bộ phận cung cấp năng lượng cho cơ cấu chấp hành. - Bộ phận truyền động: Là bộ phận truyền năng lượng từ động cơ dẫn động đến cơ cấu chấp hành. - Bộ phận điều khiển: Là những cơ cấu, chi tiết được sử dụng để điều khiển sự làm việc của máy móc thiết bị ở những chế độ tải trọng và vận tốc cần thiết. - Bộ phận phụ: Là bộ phận phụ có chức năng hỗ trợ để duy trì sự làm việc bình thường lâu dài của máy móc thiết bị. Máy hoàn chỉnh là máy có đầy đủ 5 bộ phận cơ bản như trên - Máy nâng chuyển (gọi tắt là máy nâng) là loại máy có công dụng chính là nâng vật và di chuyển vật trong một khoảng cách ngắn. Như vậy ở đây chúng ta chỉ quan tâm đến loại máy nâng chuyển nội bộ, phi kỹ thuật công nghệ, vận chuyển không liên tục và làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại có chu kỳ. Các tên gọi khác: Máy Trục, Máy nâng chuyển, (Crane, Lift machinery) Máy Nâng là thiết bị được sử dụng rất phổ biến trong các cơ sở sản xuất nói chung. Ðây là thiết bị quan trọng hàng đầu trong vấn đề cơ giới các thao tác nâng chuyển xếp dỡ hàng hóa. Ðộ tin cậy của thiết bị ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn của con người khi vận hành. 1.2.2.2. Phân loại thiết bị nâng: Từ khái niệm máy hoàn chỉnh mà máy nâng được chia thành 2 nhóm Nhóm 1: Máy nâng không hoàn chỉnh (Máy nâng đơn giản): Nhóm máy này thường chỉ có một cơ cấu nâng và diện tích xếp dỡ có thể đạt được là một điểm vì vật chỉ nâng lên hạ xuống theo một phương thẳng đứng. Bao gồm : + Kích: Là loại máy trục đơn giản nhất, gọn nhẹ, chiều cao nâng không lớn. Kích ren vít và kích thanh răng có sức nâng nhỏ (<10T). Kích thủy lực có sức nâng từ nhỏ đến lớn. Kích được dùng chủ yếu để nâng hạ vật tại chỗ theo phương thẳng đứng. (Hình 1-1) + Bàn tời: Là loại máy trục đơn giản có phần tử kéo là dây cáp. Bàn tời thường được dùng để kéo vật theo phương ngang hoặc nghiêng; nó cũng có thể kéo vật nặng theo phương thẳng đứng. Hình 1-1 Kích ren và kích thủy lực 5 + Pa lăng: Dùng để nâng hạ vật nặng theo phương thẳng đứng. Pa lăng có kết cấu nhỏ gọn. Pa lăng gồm có pa lăng tay tải trọng nâng dưới 5T (Hình 1-2) và pa lăng điện (Hình 1-3). Khi treo pa lăng trên xe con di chuyển, thì diện tích xếp dỡ của nó sẽ được mở rộng thành một đường (Hình 1-4). Phần tử kéo của pa lăng tay thường là xích. Hình 1-2 Pa lăng tay Hình 1-3 Pa lăng điện Hình 1-4 Pa lăng treo trên xe con Nhóm 2: Máy nâng hoàn chỉnh: Máy nâng hoàn chỉnh có kết cấu hoàn chỉnh và phức tạp. Thường phải có từ 2 đến 4 cơ cấu Vật nâng được nâng hạ và vận chuyển ngang trong một không gian nhất định. Loại này có ít nhất hai cơ cấu cùng phối hợp công tác và diện tích xếp dỡ có thể đạt được ít nhất là một đường thẳng. Theo phương pháp vận chuyển và hình dạng kết cấu thép mà máy nâng hoàn chỉnh còn được chia thành: + Cần trục (Cần cẩu): Là loại máy trục có tay với (một đầu công xôn), nó có kết cấu hoàn chỉnh gồm nhiều cơ cấu (bộ máy): Cơ cấu nâng hạ vật, cơ cấu nâng hạ cần (cơ cấu thay đổi tầm với), cơ cấu quay và cơ cấu di chuyển. Cơ cấu quay có thể quay cả cần cẩu lẫn cột cẩu và cabin điều khiển hoặc chỉ quay cần. Cơ cấu di chuyển của cần trục gồm: cơ cấu di chuyển toàn bộ cần trục và cơ cấu di chuyển xe con. Thông thường nếu có cơ cấu nâng hạ cần để thay đổi tầm với thì không có cơ cấu di chuyển xe con và ngược lại. Tùy theo số cơ cấu mà nó có, diện tích xếp dỡ có thể đạt được là một đường thẳng, là hình quạt, hình vành khăn, hình chữ nhật hoặc là hình bất kỳ. Có rất nhiều loại cần trục: Hình 1-5 Cần trục cột cố định dạng dàn và dạng hộp 6 - Cần trục cột cố định: (Hình 1-5) Có loại cột quay và loại cột không quay thường lắp ở ngoài trời. Diện tích xếp dỡ của nó là hình vành khăn - Cần trục tháp: Là loại cần trục được đặt cố định có chiều cao lớn có cơ cấu quay (Quay đầu tháp) dễ tháo lắp thường được sử dụng trong xây dựng nhà cao tầng. Tải trọng nâng ( 2 →10)T - Cần trục chân đế: Là loại cần trục có 4 chân đế di chuyển trên đường ray khổ lớn dùng để xếp dỡ hàng hóa ở cảng biển, hoặc dùng trong các nhà máy đóng tàu. Tải trọng nâng ( 16 →30)T chiều cao nâng đến 45m. Diện tích xếp dỡ của nó là hình chữ nhật chiều dài là chiều dài của đường ray và chiều rộng bằng hai lần tầm với của cần trục.(Hình 1-6). Hình 1-6 Cần trục tháp và cần trục chân đế - Cần trục di động: Là cần trục quay có cần, tự hành được nhờ bộ di chuyển bánh hơi hoặc bánh xích (Hình 1-7), nó có tính cơ động rất cao, phạm vi hoạt động rộng. Ngoài ra còn có loại cần trục đặt trên ô tô, máy kéo hoặc đặt trên toa xe di chuyển trên đường sắt. - Cần trục nổi: Là cần trục đặt trên phao, trên xà lan hoặc trên tàu biển. - Cần trục cánh buồm (Cần cẩu cột buồm): Là cần trục quay thường được đặt cố định trên tàu thủy. Diện tích xếp dỡ của nó có thể là hình tròn hoặc hình quạt, tùy theo góc quay của cần trục. Hình 1-7 Cần trục di động 7 - Cần trục dựa tường: Là cần trục quay thường được đặt cố định trong phân xưởng cơ khí, cột dựa vào tường và có 2 kiểu thay đổi tầm với. Diện tích xếp dỡ của nó có thường là hình quạt, tùy theo góc quay của cần trục. Hình 1-8 Cần cẩu cột buồm + Cầu trục: Là loại máy trục có kết cấu dạng “Cầu”. Cầu có kết cấu dạng dầm khung di chuyển được trên ray, ray được bố trí ở độ cao phụ thuộc vào chiều cao nâng lớn nhất. Xe con mang vật di chuyển trên cầu. Với kết cấu như vậy diện tích xếp dỡ là hình chữ nhật. Cầu trục thường được bố trí trong nhà xưởng và được sử dụng khá phổ biến trong các nhà máy đóng tàu, phân xưởng cơ khí… Hình 1-9 Cần trục dựa tường Hình 1-9 Cầu trục + Cổng trục: Là loại máy trục có kết cấu dạng “Cổng”. Cổng di chuyển trên đường ray chuyên dùng. Chiều cao cổng phụ thuộc vào chiều cao nâng lớn nhất. Xe con mang vật di chuyển trên kết cấu thép kiểu cổng, diện tích xếp dỡ là hình chữ nhật. Cổng trục thường được bố trí ngoài trời và được sử dụng khá phổ biến tại các Cảng biển, nhà máy đóng tàu, Công ty xây lắp, phân xưởng cơ khí… Hình 1-10 Cổng trục 8 Hình 1-11 Bán cổng trục Hình 1-12 Các loại cổng trục + Thang máy, vận thăng: Loại này chủ yếu là nâng hạ theo một chiều, đặt cố định tại một vị trí và có những yêu cầu riêng. Thang máy dùng để nâng người hoặc nâng hàng theo phương thẳng đứng. Khi dùng để nâng hàng người ta gọi là vận thăng. Máy Nâng được đề cập cụ thể ở đây chỉ bao gồm: Cần Trục, Cầu Trục và Cổng Trục. 9 1.3. CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY NÂNG 1/ Tải trọng Nâng: QV (N) (KG) (T) Tải trọng nâng của máy nâng bắt buộc phải ghi rõ trên một tấm biển và gắn vào máy nâng hoặc móc cẩu ở chỗ dễ nhìn thấy nhất. Đối với máy nâng có hai móc cẩu thì nhất thiết phải ghi rõ tải trọng nâng của mỗi móc, không được ghi tổng tải trọng nâng của hai móc vào một, trừ trường hợp máy cẩu có hai móc làm việc đồng thời. Để thuận tiện trong sử dụng và thiết kế nhiều nước trên thế giới đã tiêu chuẩn hóa tải trọng nâng của các thiết bị nâng. 2/ Lực Nâng - kéo: Q = QV + Qm QV : Trọng lượng lớn nhất của vật nâng. Qm : Trọng lượng của thiết bị mắc vật. Qm = (0,05 ÷ 0,2)% QV (1.1) 3/ Các thông số động học: Các thông số động học là vận tốc và gia tốc làm việc của máy nâng. Các vận tốc này chủ yếu được áp dụng cho cơ cấu nâng, cơ cấu di chuyển và cơ cấu quay của máy nâng. + Vận tốc thẳng: (m/ph). - Tốc độ nâng vật: Vn Là tốc độ nâng tải danh nghĩa của máy nâng, ký hiệu V n (m/s) hay (m/ph). Vận tốc nâng phụ thuộc tải trọng nâng, tính chất công việc mà máy nâng phục vụ và nhiều yếu tố khác nữa. L − Lmin - Tốc độ trung bình thay đổi tầm với (Cần trục) : VTB = max (1.2) ttb - Tốc độ di chuyển xe con ( Cầu trục, cổng trục): V X Vn và Vd, (m/ph) 0,20 2,0 20 0,25 2,5 25 0,32 3,2 32 0,40 4,0 40 0,50 5,0 50 0,63 6,3 63 0,80 8,0 80 1,00 10,0 100 1,25 12,5 125 1,60 16,0 160 - Tốc độ di chuyển Cầu, Cổng: VC Vận tốc danh nghĩa cũng được quy chuẩn để dễ lựa chọn khi sử dụng và thiết kế. Dãy thông số vận tốc nâng và vận tốc di chuyển có thể tham khảo trong bảng bên: + Vận tốc vòng : (Rad/s); (v/ph) - Tốc độ quay: ω - Tốc độ góc trung bình thay đổi tầm với: TB =  max −  min ttb (1.3) Đối với một số máy nâng như cần trục xây dựng, ô tô cẩu, cần trục nổi… có bộ phận quay theo trục thẳng đứng của máy nhằm diện tích chuyển vật nâng đến các vị trí khác nhau xung quanh mình nó. Tốc độ quay nq (v/ph) thường chỉ lấy từ 1÷ 3,5 v/ph để tránh tải trọng quán tính lớn. 4/ Các thông số hình học: 10 Các thông số hình học là những kích thước cơ bản của máy nâng. Dựa vào kich thước đó tải trọng có thể xác định được không gian làm việc của máy. Nhiều nước công nghiệp phát triển đã tiêu chuẩn hoá kích thước một số loại máy nâng như cần trục, cần trục cột… Sau đây là một số kích thước hình học cơ bản của máy nâng: Khẩu độ máy nâng là khoảng cách tâm giữa hai đường ray của bánh xe di chuyển máy, được kí hiệu là L, m. Khoảng cách hai cầu là khoảng cách tâm trục bánh trước và bánh sau của máy nâng. Đối với máy cẩu có nhiều hơn 2 bánh xe chạy trên cùng một ray thì khoảng cách này tính cho 2 bánh ngoài cùng về 2 phía, ký hiệu là a, m. Tầm với của máy nâng là khoảng cách nằm ngang từ tâm quay của máy đến tâm vật nâng, ký hiệu là Lmax, Lmin , m. Tầm với chỉ ở các máy cẩu có tay cần. Chiều cao nâng lớn nhất là khoảng cách thẳng đứng từ vị trí thấp nhất đến vị trí cao nhất của móc cẩu khi làm việc, ký hiệu là Hmax , m. Ngoài ra còn quy định các kích thước, khoảng cách tối thiểu từ vị trí ngoài cùng của máy cẩu đến tường, trần nhà xưởng để lắp ráp máy nâng vào công trình xây dựng: Chiều dài Cần, Cột, Cầu, Cổng, Ray… Khoảng cách giữa hai ray… Kích thước phủ bì: L, B, H … 5/ Trọng lượng Máy: (KG)(T) QX : Trọng lượng của xe con. Qc : Trọng lượng của Cầu, Cổng. Qm : Trọng lượng của toàn bộ máy. 1.4 CÁC YÊU CẦU CHÍNH CỦA MÁY NÂNG Ngày nay các thiết bị nâng cần phải đảm bảo các yêu cầu chính sau đây: - Có năng suất làm việc lớn và khối lượng riêng nhỏ: Năng suất làm việc phụ thuộc loại máy nâng, chu kỳ làm việc, khối lượng công việc, năng suất một chu kỳ, tổng chu kỳ thực tế trong một đơn vị thời gian… Năng suất vận hành phụ thuộc vào tải trọng nâng và tổng thời gian có thể vận hành hay tuổi thọ của máy. - An toàn trong vận hành và có độ tin cậy cao: An toàn và độ tin cậy trong vận hành phụ thuộc vào các thiết bị kiểm tra an toàn, các thiết bị khống chế không cho bất trắc có thể xảy ra do người điều khiển hay do nguyên nhân khách quan nào khác. - Kết cấu đơn giản và có thể tự động hoá điều khiển: Để đạt được độ tin cậy cao và an toàn, người ta không ngừng tự động hoá quá trình vận hành và điều khiển máy nâng. Các loại máy nâng hiện đại có thể nhớ và xác định chính xác được chiều dài vận chuyển của một hay nhiều vị 11 trí, điều này có ý nghĩa trong việc đặt tải trọng vào đúng vị trí theo yêu cầu mà người điều khiển không nhìn thấy một cách chính xác. - Sự tương thích của thiết bị: Trong tổ hợp cơ giới hoá của quá trình vận chuyển tổng thể. Một yêu cầu quan trọng của một máy nâng là làm sao tương thích được khi lắp đặt vào dây chuyền vận chuyển tổng thể. Vấn đề là ở chỗ khi đặt thiết bị nâng vào giữa hai thiết bị khác, thì dây chuyền hoạt động thông suốt không bị gián đoạn, nó trở thành một bộ phận trong dây chuyền cơ giới hoá hoàn chỉnh, đôi khi nó lại là khâu điều khiển của các bộ phận tự động hoá. - Tiêu chuẩn và chủng loại hoá thiết bị: Tăng năng suất và hạ giá thành sản phẩm là một chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật hết sức quan trọng đối với máy nâng chuyển. Không những phải hạ giá thành sản phẩm (máy nâng) mà còn phải đảm bảo thuận lợi trong việc bảo dưỡng thay thế phụ tùng thiết bị nâng. Điều này chỉ đạt được khi đã tiêu chuẩn hoá và chủng loại hoá thiết bị nâng, lắp ráp tổng thể từ mỗi một chi tiết. 1.5. NĂNG SUẤT CỦA MÁY NÂNG Năng suất của máy nâng phụ thuộc vào dây chuyền công nghệ hoặc yêu cầu cần nâng chuyển. Năng suất của máy nâng có thể tính theo thể tích, theo trọng lượng và số lượng vật nâng. 1.5.1. Năng suất lý thuyết: - Năng suất theo thể tích V, m3/h: V = V0n (1.4) Trong đó: V0 - thể tích vật nâng trong một chu kỳ, m3; n - số chu kỳ làm việc trong một giờ; - Năng suất theo trọng lượng N, T/h: N = V.γ = V0.γ.n = Qtb.n = Q.kQ.n (1.5) Trong đó: γ - trọng lượng riêng của vật nâng, T/m3; Qtb - trọng lượng trung bình của vật nâng, T; Q - tải trọng nâng danh nghĩa (T) kQ - hệ số sử dụng tải trọng, kQ ≤ 1 Khi cần trục lắp gầu ngoạm để xếp dỡ hàng rời thì Qtb được tính như sau: Qtb = V.γ.ε Trong đó: (tấn) V - dung tích của gầu (m3) γ - tỷ trọng của vật liệu tời (T/m3) ε - hệ số đầy gầu (tra theo bảng) - Năng suất theo số lượng vật nâng N, c/h: N = nz (1.6) Trong đó: z - số lượng vật được nâng trong một chu kỳ làm việc. Trong những công thức trên, số chu kỳ n trong một giờ có thể xác định như sau: n= 3600  0 3600  0 = H1 H2 T t0 + + t1 + + t 2 + t3 v1 v2 (1.7) 12 Trong đó: β0 - hệ số sử dụng máy theo thời gian; H1 , H2- chiều cao nâng, hạ vật, m; v1 ,v2- vận tốc nâng, hạ vật, m/s; t0 - thời gian móc tải, s; t1 - thời gian di chuyển vật nâng từ nơi nâng đến nơi hạ, s; t2, t3 - thời gian dỡ tải và thời gian di chuyển móc không tải, s; T - thời gian của một chu kỳ làm việc, s. 3600 - thời gian tính bằng giây trong một giờ Đối với cần trục có trọng tải thay đổi theo tầm với của cần, thì trọng lượng trung bình vật nâng có thể xác định theo công thức: Qtb = Q(lnL1 – lnL0) (1.8) Trong đó: Q - trọng tải của cần trục ở tầm với L1, N; L0 - tầm với nhỏ nhất của cần trục, m; ln – lôgarit tự nhiên. 1.5.2. Năng suất kỹ thuật: Năng suất kỹ thuật của máy nâng là khối lượng công việc lớn nhất mà máy có thể thực hiện được trong một giờ ở hiện trường. Khác với năng suất lý thuyết, năng suất kỹ thuật có những khác biệt sau: - Yếu tố con người: Khả năng hay kinh nghiệm của người điều khiển máy. Yếu tố này được tính đến bằng hệ số kn. - Thời gian không làm việc của máy như nghỉ giải lao, thời gian bảo dưỡng sửa chữa, hay tổ chức lại sản xuất được thể hiện bằng hệ số ksd. Vậy năng suất kỹ thuật được tính theo công thức: Qkt = Qknksd (1.9) Các hệ số kn, ksd phụ thuộc vào từng loại máy, địa điểm thực hiện công việc và các đặc điểm kỹ thuật khác. 1.5.3. Năng suất thực tế là khối lượng công việc thực tế của máy đạt được trong một đơn vị thời gian nhất định do ảnh hưởng của các yếu tố như thời tiết, nhiệt độ… 1.6. KHÁI NIỆM VỀ ĐỘ TIN CẬY VÀ TUỔI THỌ CỦA MÁY 1.6.1 Khái niệm về độ tin cậy Độ tin cậy của máy móc thiết bị là khả năng duy trì trong một thời hạn xác định, giá trị của tất cả các thông số đặc trưng cho khả năng có thể hoàn thành những chức năng yêu cầu trong các chế độ và điều kiện quy định về sử dụng, bảo dưỡng, sữa chữa và chuyên chở. 1.6.2. Các đặc trưng cơ bản của độ tin cậy: + Độ bền lâu còn được gọi là: tuổi thọ hoặc thời hạn phục vụ. 13 - Độ bền lâu: là khả năng giữ được tính chất làm việc của thiết bị đến khi xuất hiện trạng thái giới hạn trong quy trình bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa. - Tuổi thọ hoặc thời hạn phục vụ là thời gian đưa thiết bị vào sử dụng đến khi thải hồi + Khả năng làm việc liên tục là khả năng làm việc không bị hỏng hóc của thiết bị. - Sự không hỏng: Là khả năng đảm bảo tính chất làm việc trong khoảng thời gian khai thác của thiết bị. - Sự hư hỏng: là việc mất toàn bộ hay một phần khả năng làm việc của chi tiết hay thiết bị. Gọi N : Số lượng sản phẩm (Máy) thử nghiệm trong thời gian t. Nh : Số lượng sản phẩm (Máy) bị hỏng thì: Rt = N − Nh = 1 − Qt N Trong đó : Rt và Qt : Là xác suất không hỏng và xác suất hỏng : + Khả năng bảo dưỡng, sữa chữa. Tính dễ sửa chữa: Là khả năng thích hợp cho việc dự báo và phát hiện hư hỏng cũng như việc duy trì và khôi phục trạng thái làm việc thông qua các biện pháp sửa chữa và bảo dưỡng kỹ thuật. 1.6.3. Các chỉ số cơ bản đánh giá độ tin cậy: Để lượng hoá cho tuổi thọ người ta có thể dùng các chỉ số: - Tuổi thọ (Thời gian làm việc) trung bình. - Quảng đường ma sát thực hiện - Số lượng sản phẩm làm ra - Tổng số năng lượng đã biến đổi được - Khối lượng công việc đã thực hiện..... Để lượng hoá cho khả năng làm việc liên tục người ta có thể dùng các chỉ số: - Xác suất làm việc không hỏng: Xác suất để trong giới hạn đã cho của thời gian làm việc t hư hỏng của đối tượng là không xuất hiện. - Thời gian làm việc trung bình đến khi hỏng: Là kỳ vọng của thời gian làm việc của đối tượng mới tới khi hỏng lần đầu tiên. Để lượng hoá cho khả năng bảo dưỡng, sữa chữa người ta có thể dùng các chỉ số: - Thời gian xác định và thời gian trung bình phục hồi trạng thái làm việc. - Khả năng phục hồi trạng thái làm việc: Chi phí sữa chữa. - Thời gian bảo quản, Chi phí bảo quản bảo dưỡng và chuyên chở. Chú ý: Độ tin cậy của thiết bị được hình thành ngay từ khi thiết kế và trong quá trình chế tạo. 14 Chương 2 CƠ SỞ TÍNH TOÁN MÁY NÂNG 2.1. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MÁY NÂNG. Khi tính toán cho các chi tiết, cơ cấu trong máy nâng phải xét đến chế độ làm việc của máy nâng. Việc lựa chọn ứng suất cho phép, các hệ số như hệ số tải trọng động, hệ số an toàn cũng như việc tính toán lựa chọn các khớp mô men giới hạn, an toàn, thời gian phục vụ … Đều phụ thuộc vào đặc tính của chế độ làm việc. Ngoài ra chế độ làm việc của máy nâng là cơ sở để sử dụng khai thác máy có hiệu quả sau này. Máy nâng làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại liên tục (tck < 10 phút) Chu kỳ làm việc: Làm việc – Dừng – Không làm việc – Dừng – Làm việc Thời gian làm việc của máy (hay cơ cấu) trong một chu kỳ ( tck )gồm tổng những trị số sau : tck = Σtk + Σto + Σtp (2.1) Trong đó : • Σtk: Tổng thời gian khởi động. • Σto : Tổng thời gian chuyển động với tốc độ không đổi (tổng thời gian làm việc ổn định). • Σtp : Tổng thời gian phanh. Hoặc : tck = tl + Σtn (2.2) Trong đó : • tl : Thời gian làm việc của máy nâng (hay cơ cấu). • Σtn : Tổng thời gian nghỉ. 2.1.1. Những chỉ tiêu chủ yếu để đánh giá chế độ làm việc của máy nâng. - Cường độ làm việc ( Thời gian mở máy liên tục tương đối): CD%. t CD% = 1 .100% t ck (2.3) CD% đặc trưng cho cường độ sử dụng cơ cấu máy (động cơ điện) trong thời gian chu kỳ. Việc sử dụng cơ cấu máy theo thời gian trong một năm phụ thuộc vào số giờ làm việc danh nghĩa của máy trong một năm Tn. Tng T (giờ) (2.4) Tn = Tnñ . Tng = 24 . 365 . nñ . 24 365 Trong đó : • Tnđ (giờ) : Thời gian máy làm việc một ngày đêm. • Tng : Số ngày làm việc của máy trong một năm. T - Hệ số sử dụng máy trong một ngày đêm: k nñ = nñ (2.5) 24 T - Hệ số sử dụng máy trong một năm: k n = ng (2.6) 365 Số giờ làm việc thực tế của cơ cấu máy trong một năm : tn CD% (giờ) t n = Tn . = 87,6 . k nñ . k n . CD% 100 Số giờ làm việc thực tế của cơ cấu trong suốt thời gian phục vụ T năm : Tlv = tn.T = 87,6.knđ.kn.T.CĐ% (giờ) (2.7) (2.8) 15 - Hệ số sử dụng tải trọng định mức: k Q = ∑ Qi Qtb = m.Q Q (2.9) Trong đó : • Qtb (N) : Khối lượng trung bình của vật nâng trong một năm. • Q (N) : Tải trọng định mức của máy nâng. - Số lần mở máy trong một giờ nm. - Số chu kỳ làm việc trong một giờ n, ck/h - Nhiệt độ môi trường xung quanh to ( OC). Như vậy có 7 chỉ tiêu để phân loại chế độ làm việc của máy nâng Thực chất tổng hợp 7 yếu tố: CD% ; knđ ; kn ; kQ ; nm ; n ; to là để xác định số giờ, khối lượng làm việc thực tế của cơ cấu máy trong một năm. 2.1.2. Các chế độ làm việc của máy nâng. Các loại máy nâng khác nhau sẽ có chế độ làm việc khác nhau; nói cách khác chúng sẽ có thời gian làm việc, tốc độ làm việc và hệ số sử dụng tải trọng khác nhau, dẫn đến tải trọng động (tải trọng quán tính) trong quá trình chuyển động có gia tốc (mở máy hoặc phanh) và sẽ gây ra mài mòn các chi tiết máy; làm ảnh hưởng đến tuổi thọ và độ tin cậy của máy trục cũng khác nhau. Các bộ phận máy nâng chia ra hai nhóm: dẫn động bằng tay và dẫn động bằng máy (dùng động cơ). Nhóm T: gồm các bộ máy quay tay (hoặc kéo tay), có đặc điểm là làm việc với tốc độ rất chậm và nghỉ ngắt quãng lâu. Nhóm M: gồm các bộ máy dẫn động bằng máy (động cơ); theo các chỉ tiêu để phân loại ở trên người ta chia ra thành 5 nhóm chế độ làm việc: chế độ làm việc nhẹ (Nh), chế độ làm việc trung bình (TB), chế độ làm việc nặng (N), chế độ làm việc rất nặng (RN) và chế độ làm việc rất nặng liên tục (RNL). - Đặc điểm chế độ nhẹ là hệ số sử dụng tải trọng thấp, kQ ≈ 0,5, cường độ làm việc nhỏ, trung bình CD% ≈ 15%, số lần mở máy trong một giờ ít (dưới 60 lần) và có nhiều quãng nghỉ lâu. Trong nhóm này gồm: các bộ máy nâng và bộ máy di chuyển của cần trục dùng trong công việc sửa chữa và cần trục dùng trong công việc đưa phối liệu gá lắp trên máy công cụ, hoặc các cần trục dùng trong các phân xưởng cơ khí; hoặc các bộ máy di chuyển cần trục xây dựng và cần trục chân đế v.v… - Máy trục làm việc ở chế độ trung bình, thường hệ số sử dụng tải trọng kQ đạt khoảng 0,75; vận tốc làm việc trung bình; cường độ làm việc CD% ≈ 25%; số lần mở máy trong một giờ đến 120 lần. Trong nhóm này bao gồm các bộ máy nâng và bộ máy di chuyển của máy trục trong các phân xưởng cơ khí và lắp ráp, bộ máy quay trong cần trục xây dựng và pa lăng điện. - Đặc điểm của chế dộ làm việc nặng là hệ số sử dụng tải trọng cao kQ gần bằng 1; vận tốc làm việc lớn, cường độ CD% ≈ 40%, số lần mở máy trong một giờ đến 240 lần. Trong nhóm này gồm tất cả các bộ máy trong máy trục làm việc ở phân xưởng gia công, ở kho các nhà máy sản xuất hàng loạt lớn, bộ máy nâng của cần trục xây dựng. 16 - Ở chế độ làm việc rất nặng, hệ số sử dụng tải trọng k Q luôn luôn bằng 1; vận tốc cao, cường độ CD% ≈ 40 ÷ 60%; số lần mở máy tới 300 lần; thuộc nhóm này gồm: các bộ máy của cần trục trong phân xưởng gia công và kho thuộc ngành luyện kim. - Ở chế độ làm việc rất nặng liên tục, hệ số sử dụng tải trọng kQ luôn luôn bằng 1; vận tốc cao, cường độ làm việc rất cao và làm việc liên tục 3 ca Các số liệu về các chỉ tiêu chủ yếu đặc trưng cho các chế độ làm việc của các cơ cấu máy của máy nâng xem bảng 2.1. Bảng 2.1. Số liệu về chế độ làm việc của máy trục. Các chỉ tiêu Chế độ làm việc 1. Hệ số sử dụng trong ngày kng Nh 0,33 TB 0,67 N 0,67 RN 1,0 RNL 1,0 2. Hệ số sử dụng trong năm kn 0,25 0,5 0,75 1,0 1,0 3. Hệ số sử dụng theo tải trọng kQ 0,50 0,55 0,75 1,0 1,0 4. Cường độ làm việc CD% 15 25 40 40 ÷ 60 60 ÷ 80 5. Số lần mở máy m, lần/h 60 120 240 300 720 10 ÷ 15 20 ÷ 25 30 ÷ 35 40 50 25 25 25 25 ÷ 45 45 ÷ 60 6. Số chu kỳ làm việc, n, ck/h 7. Nhiệt độ môi trường xung quanh Như vậy để xác định chế độ làm việc của máy nâng chúng ta phải tiến hành tính toán 6 chỉ tiêu trên sau đó tiến hành tra bảng trên để định chế độ làm việc của máy nâng. Chú ý: - Cơ cấu máy thuộc nhóm chế độ này hay nhóm chế độ khác, nếu nó thích ứng với tất cả các chỉ số tương ứng của chế độ đó. Nếu theo từng chỉ số riêng có chổ vượt quá, thì cơ cấu phải thuộc nhóm chế độ làm việc nặng hơn. - Máy nâng hoàn chỉnh bao gồm nhiều cơ cấu và các cơ cấu đó có thể có chế độ làm việc khác nhau. Khi đó chế độ làm việc của máy nâng được xác định theo chế độ làm việc của cơ cấu chính đó là cơ cấu nâng - Khi thiết kế mới, chế độ làm việc các bộ máy có thể lấy theo kinh nghiệm từ thực tế hoạt động trong nhiều năm của máy trục tương tự cùng loại. Khi tính toán thiết kế tính chọn cáp thép, xích hàn, các bộ máy và kết cấu thép (khung, giá v.v …) của máy truc, cần phải tính đến hệ số tải trọng động kđ. Mối liên hệ giữa hệ số tải trọng động kđ với chế độ làm việc như sau: Chế độ làm việc Chế độ dẫn động bằng tay, Chế độ làm việc nhẹ, (NH) Chế độ làm việc trung bình, (TB) Chế độ làm việc nặng, (N) Chế độ làm việc rất nặng, (RN) Chế độ làm việc rất nặng liên tục (RNL) Các bộ máy và kết cấu thép kđ = 1,0 kđ = 1,1 kđ = 1,2 kđ = 1,3 kđ = 1,4 kđ = 1,5 Cáp thép, xích hàn kđ = 1,00 kđ = 1,50 kđ = 1,75 kđ = 2,00 kđ = 2,25 kđ = 2,50 17 2.2. TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN. Tải trọng tác dụng lên máy nâng có thể được chia thành 2 nhóm: Nhóm tải trọng tĩnh : bao gồm - Tải trọng danh nghĩa của vật nâng Q và của cơ cấu mang vật Qm. - Trọng lượng của bản thân máy M. Trọng lượng bản thân máy bao gồm trọng lượng các cơ cấu, trọng lượng phần kết cấu thép và trọng lượng các chi tiết kết cấu phụ trợ. Khi tính toán các cơ cấu hay toàn bộ máy thì thường không biết trước các trọng lượng này. Do đó khi tính sơ bộ có thể bỏ qua hoặc có thể chọn trước dựa vào các mẫu máy tương tự, dựa vào công thức kinh nghiệm hoặc kinh nghiệm của người thiết kế. Sau khi đã có kích thước sơ bộ thì tính kiểm tra bền và xác định chính xác trọng lượng của bản thân máy. Ngày nay nhờ các chương trình tính của máy tính nên việc xác định trọng lượng bản thân máy trở nên dễ dàng và nhanh chóng hơn. - Tải trọng gió ở trạng thái làm việc và không làm việc của máy Pg. Nhóm tải trọng động : bao gồm - Các tải trọng động phát sinh trong quá trình chuyển động không ổn định của máy : Quá trình khởi động và phanh cơ cấu. - Các tải trọng động do vật lắc trên cáp nâng và tải trọng quán tính. Để xét một cách đầy đủ và hợp lý, trong quá trình tính toán máy nâng, người ta chia ra ba trường hợp tải trọng, áp dụng từng trường hợp cho từng trạng thái làm việc khác nhau của chúng. + Trường hợp tải trọng thứ nhất. (Trường hợp tải trọng định mức) Lúc này các tải trọng là bình thường và điều kiện làm việc của máy là bình thường. Các tải trọng bình thường của trạng thái làm việc là : - Trọng lượng danh nghĩa của vật nâng Q và của bộ phận mang vật Qm. - Trọng lượng bản thân máy M. - Tải trọng gió ở trạng thái làm việc Pg. - Tải trọng động trung bình phát sinh trong quá trình khởi động và dừng (phanh) Pđ (hoặc mômen động Mđ). Các tải trọng trên tác dụng trong một thời gian dài. Căn cứ vào trường hợp tải trọng định mức để tính toán : Độ bền mỏi, mòn, độ bền lâu, độ đốt nóng (Động cơ). + Trường hợp tải trọng thứ hai. (Trường hợp tải trọng lớn nhất) Sử dụng các tải trọng lớn nhất ở trạng thái làm việc : - Trọng lượng lớn nhất của vật nâng Q và của bộ phận mang vật Qm. - Trọng lượng bản thân máy M. - Tải trọng động lớn nhất Pđmax khi mở máy và phanh đột ngột hoặc khi mất điện và có điện bất ngờ. - Tải trọng gió lớn nhất tác dụng vào máy Pgmax. - Tải trọng do độ dốc lớn nhất của đường có thể có Pα. Thường dùng trường hợp tải trọng này để kiểm tra bền theo độ bền tỉnh sau khi các chi tiết đã tính toán với các tải trọng ở trường hợp thứ nhất. Tính toán độ cứng vững, sự trượt trơn của 18 bánh xe trên ray, tính toán trị số mômen phanh lớn nhất, tính toán các chi tiết của khớp nối mômen giới hạn (bộ phận an toàn của cơ cấu). + Trường hợp tải trọng thứ ba. Sử dụng các tải trọng lớn nhất ở trạng thái không làm việc của máy: - Trọng lượng bản thân máy M. - Tải trọng gió lớn nhất ở trạng thái không làm việc Pgmax. - Tải trọng do độ dốc lớn nhất của đường Pα. Dùng trường hợp tải trọng này để tính các chi tiết chịu gió, các thiết bị phanh, các chi tiết của cơ cấu thay đổi tầm với và tính toán khả năng chống lật của máy nâng. Ngoài ba trường hợp tải trọng ở trên, còn phải tiến hành tính toán theo các tải trọng đặc biệt khi cần thiết : Tải trọng khi vận chuyển, tải trọng khi lắp ráp, tải trọng khi động đất, tải trọng nhiệt tác dụng do nhiệt độ môi trường và các tải trọng khác. 2.3. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG ĐỘNG. Tải trọng động xuất hiện khi có một khối lượng chuyển động không ổn định (Chuyển động thẳng hoặc vòng có gia tốc) Chuyển động không ổn định xảy ra từ lúc bắt đầu làm việc cho đến khi đạt được tốc độ đã cho (khởi động), khi dừng (phanh), và cả khi thay đổi tốc độ của cơ cấu để có tốc độ mới. Trong các thời kỳ này, các khối lượng di chuyển có gia tốc vì vậy sẽ gây nên các tải trọng phụ tác dụng vào cơ cấu được gọi là tải trọng động hay tải trọng quán tính. Máy nâng là máy làm việc theo chu kỳ, ở chế độ ngắn hạn lặp lại liên tục, khởi động và dừng luôn luôn, vì vậy việc tính toán các tải trọng động là hết sức cần thiết. Dùng các tải trọng động đã tính toán được để : - Chọn động cơ điện của cơ cấu theo điều kiện khởi động. - Tính toán phanh cho các cơ cấu. - Tính chính xác các khớp nối mômen giới hạn (bộ phận an toàn của cơ cấu). Phương pháp tổng quát để tính tải trọng động của máy như sau: Khi khối lượng m chuyển động thẳng với gia tốc a thì tải trọng động được tính: Pđ = m.a Khi khối lượng m chuyển động quay thì mômen động truyền cho trục có gắn chi tiết chuyển động quay với gia tốc ε là: M ñ = J . = m. 2 . = Trong đó: - G 2 GD 2 d . . = . g 4 g dt (Nm) (2.10) J: Momen quán tính của chi tiết quay (Nm.s2) ρ: Bán kính quán tính của chi tiết quay (m) m: Khối lượng chi tiết quay (Kg) G: Trọng lượng chi tiết quay (N) D: Đường kính quán tính chi tiết quay (m) g : Gia tốc trọng trường g = 9,81 (m/s2) ω : Tốc độ góc (rad/s) Tích số GD2 (Nm2) được gọi là mômen quán tính bánh đà của chi tiết quay. 19
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan