Luận văn Phương án xếp dỡ container tại cảng nhà rồng Khánh Hội

.2805,0.375 2.26240 == Tính ñoäng cô : Tính choïn coâng suaát moâ tô cuûa cô caáu: ( ) ( ) o qqtgnms .7,06,0.9550 n.MMMM N ηϕ÷ +++ = (11.29-[2] • Mms: moment caûn do ma saùt cuûa thieát bò töïa quay. • Mn: moment caûn do ñoä nghieâng cuûa maët ñöôøng. • Mg:moment caûn do gioù. • Mqt: moment caûn do quaùn tính. • nq: toác ñoä quay ngaùng cuûa caàn truïc öùng vôùi söùc naâng 41T • ϕ: heä soá moment lôùn nhaát cuûa moâ tô. ϕ = 1,6÷1,8, Choïn ϕ = 1,7 • ηo: hieäu suaát truyeàn ñoäng chung cuûa cô caáu. ηo = 0,85 Vaäy: Trang 49 ( ) ( ) )(6585,0.7,1.7,06,0.9550 10.2.28010019,246 3 KWN = ÷ ++ = Döïa vaøo taøi lieäu ta choïn dung tích bôm , sau ñoù tính soá voøng quay cuï theå cuûa ñoäng cô thuûy löïc vì ñoäng cô coù soá voøng quay laø voâ caáp Choïn Vg =150,1 l qV=325 ll/ph η =0,9 soá voøng quay cuûa ñoäng cô : )ph/vg(1950 )ph/vg( 1,151 9,0.1000.5,331 Vg .1000.q n vv = = η = Vaäy choïn ñoäng cô sau : -Soá voøng quay nñc =1950 (vg/ph) -Coâng suaát ñoäng cô: Nñcô = 65 KW -Khoái löôïng ñoäng cô mñcô = 60 kg -Moâ men xoaén ñoäng cô Mx = 487,2 N.m -Hieäu suaát ñoäng cô ηñcô = 0,98 Tính choïn hoäp giaûm toác : +Tæ soá truyeàn ñoäng chung: io= tn ñcn trong ñoù: nñc = 1950 voøng/phuùt: soá voøng quay treân truïc ñoäng cô nq = 2voøng/phuùt: soá voøng quay cuûa cô caáu quay Do ñoù: Trang 50 io= 975=2 1950 Ñeå choïn hoäp giaûm toác ta phaûi tính ñöôïc tæ soá truyeàn töø truïc ñoäng cô ñeán baùnh raêng nhoû Ta coù : 975. == hhgto iii vôùi ih : tæ soá truyeàn baùnh raêng hôû giöûa baùnh raêng nhoû(Z2 )vaø vaønh raêng lôùn (Z1) 7 Z Zi 2 1 h == ==> 2,139 7 975 === h o hgt i ii Ta choïn hoäp giaûm toác haønh tinh hai caáp vôùi tæ soá truyeàn ihgt=150 4.4 Tính toán cơ cấu dịch ngang ngáng chụp : Cơ cấu dịch ngang ngáng chụp hoạt động nhờ lực đẩy của hai xylanh thuỷ lực bố trí ngược chiều nhau. Hai xylanh này hoạt động đồng thời, cùng 1 lực đẩy, cùng đẩy cho ngáng chụp dịch về một bên. Nên ta tính về 1 lực sau đó chia 2 cho mỗi xilanh * Các số liệu cần thiết để tính toán (Các số liệu được thu thập từ thông số kĩ thuật của xe nâng và lấy theo kinh nghiệm): Trọng lượng toàn bộ xe nâng: W = 37080 (kg) Trọng lượng ngáng chụp: WN = 6172 (kg) Trọng lượng hàng (tính khi xe nâng mang hàng ở trạng thái toàn tải) Q = 41000 (kg) Vậy trọng lượng cần dịch chuyển là : Q1 = Q + WN = 6172 + 41000 = 47172 (Kg) Áp suất làm việc của bộ phận công tác: P1 =130 bar ≈ 130 (kG/cm2) Chiều dài làm việc của xylanh co – dãn ngáng (hành trình của piston) là: l1 = 500 (mm) về 2 phía Trang 51 Thời gian thực hiện việc dịch ngang ngáng từ vị trí 0 đến vị trí 250 mm khoảng t = 5 (s). Vận tốc của phần trọng lượng của cơ cấu (W2) khi thực hiện co (dãn) ngáng là: )/(1,0 5 5,0 sm t SV === Gia tốc ở thời điểm tức thời ∆t = 1s: )/(1,0 2sm t V a = ∆ = Lực đẩy cần thiết để thực hiện việc co (dãn) ngáng: )(2,46171,046172 kGamFD =×=×= Và lực đẩy cần thiết trên cũng chính là ứng lực cần thiết trên 2 cần piston của xylanh thuỷ lực dịch ngang ngáng . Ứng lực cần thiết trên 1 cần là : S1 = FD = 4617 (Kg) Đường kính trong của xylanh thuỷ lực co, dãn ngáng xác định theo công thức: 2 11 1 1 .).(.13,1 neppZ SD ηη∑∆− = (8.15) – [1] Trong đó: + Z: số XLTL co, dãn ngáng. Ta tính cho 1 xylanh thuỷ lực nên Z = 2 + p1: áp suất làm việc của cơ cấu. p1 = 130 (kG/cm2) + Σ∆p1: tổn hao áp suất. Σ∆p1 = 0,12×p1 + ηe = 0,96: hiệu suất cơ khí của xylanh thuỷ lực. + ηn = 0,98: hiệu suất của cặp ổ liên kết khớp. )(6.15 98,096,0)13012,0130(2 4617 .13,1 21 cmx D = ×××− = Vậy ta chọn theo tiêu chuẩn là D1 = 16 (cm) Trang 52 Căn cứ vào đường kính piston (đường kính trong của xylanh thuỷ lực) DX và hành trình của piston lX ta sẽ chọn được xylanh thuỷ lực (trong bảng tài liệu kĩ thuật) Trang 53 CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN CƠ CẤU NÂNG CẦN 5.1 Sơ đồ tải trọng và tải trọng tác dụng 5.1.1Sô ñoà taûi troïng a. Tröôøng hôïp IIa: Q P q t G c S c Y c X c W 2 W 1 ? L c L 1 a b H 2 H 1 ? Hình 5.1: Sô ñoà tính tröôøng hôïp taûi troïng IIa Trong ñoù : Q : Troïng löôïng vaät naâng vaø boä phaän mang haøng (N) Gc : Troïng löôïng caàn (N) W1 : Taûi troïng gioù taùc duïng leân haøng (N) Trang 54 W2 : Taûi troïng gioù taùc duïng leân caàn (N) Pqt: Löïc quaùn tính do khoái löôïng vaät naâng, coâng cuï mang haøng vaø khoái löôïng caàn gaây neân L1 : taàm vôùi cuûa caàn (m) Lc : Khoaûng caùch töø taâm caàn ñeán ñuoâi caàn (m) H1 : Chieàu cao töø ñaàu caàn ñeán ñuoâi caàn (m) H2: Chieàu cao töø troïng taâm caàn ñeán ñuoâi caàn (m) a : Khoaûng caùch töø ñuoâi caàn ñeán öùng löïc cuûa xilanh thuûy löïc naâng caàn (m) b : Khoaûng caùch töø ñuoâi caàn ñeán ñaàu caàn theo phöông y Sc : ÖÙùng löïc trong xilanh thuûy löïc naâng caàn(N) α : Goùc hôïp cuûa caàn so vôùi phöông ngang β : Goùc taïo bôûi xilanh thuûy löïc naâng caàn vaø caàn b) Tröôøng hôïp taûi troïng IIb: Q P 1 G c S c Y c X c W 2 W 1 ? Lc L 1 a b H 2 H 1P 2 ? Hình 5.2: Sô ñoà tính tröôøng hôïp taûi troïng IIb Trang 55 Trong ñoù : P1: Löïc ly taâm cuûa haøng vaø boä phaän mang haøng (N) P2: Löïc ly taâm cuûa caàn (N) Taûi troïng taùc duïng * Löïc quaùn tính do khoái löôïng vaät naâng, boä phaän mang haøng vaø khoái löôïng caàn gaây neân : Tính theo coâng thöùc)  =  +
. /.  (3.22-[3] Trong ñoù : Q0 = Q+Qm Q : Troïng löôïng cuûa vaät naâng töông öùng vôùi taàm vôùi (N) Q m : Troïng löôïng cuûa coâng cuï mang haøng(N) Gc: Troïng löôïng caàn (N) Jt : Gia toác tieáp tuyeán ôû ñaàu caàn trong quaù trình naâng hoaëc haï haøng (m/s2) g : Gia toác troïng tröôøng (m/s2),g = 9,8 (m/s2) Chọn jt = 0.11 sinβ Vaäy  =  +
. /. ... (N) (3.22-[3] Taûi troïng gioù taùc duïng leân caân : (taøi lieäu [2]) W = . .sini ip F α∑ (N) (4.4) -4 Trong ñoù: Pi : aùp löïc gioù taùc duïng leân beà maët chòu gioù cuûa caàn (kG/m2) Vôùi Pi = q0.n.c. .β γ (kG/m2) (4.6) -4 Trang 56 qo: Cöôøng ñoä chòu gioù (qo= 20kG/m2), (do caàn truïc ñaët ôû caûng ) c = 1,4 Heä soá khí ñoäng hoïc cuûa caàn β = 1,4 Heä soá keå tôùi taùc duïng cuûa aùp löïc γ = 1 Heä soá vöôït taûi n =1,8 Heä soá ñieàu chænh tính ñeán söï taêng aùp löïc gioù theo chieàu cao p1 = 20.1,8.1,4.1,4.1 = 70,5(kG/m2) 1F∑ : Toång dieän tích chòu gioù cuûa caàn (m2) 1 .b cF F K=∑ (4.5) -4 Fb: dieän tích hình bao cuûa keát caáu (m2), Fb = 20 m2 Kc =1 Heä soá ñoä kín cuûa keát caáu ∑F1=1.20 = 20 Vaäy taûi troïng gioù taùc duïng leân caàn  = ! . "#$% ∝ = 1420 *+ α : Goùc taïo bôûi phöông cuûa caàn vaø phöông ngang Taûi troïng gioù taùc duïng leân haøng 1 . ( )i hW P F kG= Pi: Aùp löïc gioù taùc duïng leân beà maët cuûa haøng (kG/m2), Pi = 70,55 kG/m2 Fh: Dieän tích chòu gioù cuûa haøng (m2); Fh = 25 m2 Vaäy taûi troïng gioù taùc duïng leân haøng 1 . 70,55.25 1762,5( )i hW P F kG= = = - DiÖn tÝch ch¾n giã cña hµng vµ thiÕt bÞ bÞ mang hµng. FHg = 40 m 2 ( DiÖn tÝch ch¾n giã theo ph−¬ng däc ) - Khi H < 10m Pg hd = 15.1.1,2.1,6.1.40= 1152 KG - Khi H > 10m Pg hd = 1,5 x 1,32 .1,2 .1,6 .1.40 =1250 KG = 12 KN. - DiÖn tÝch ch¾n giã cña hµng vµ thiÕt bÞ m¸ng hµng theo ph−¬ng ngang. Fg HN =13m2 Khi H < 10m Trang 57 Fg HN = 15.1.1,2.1,6.1.13 = 374,4 Khi H = 10m Fg HN = 15. 1,32.1,2.1,6.1.13 = 494,2 KG = 4,9 KN. * ÖÙng löïc trong xilanh thuûy löïc naâng caàn: Laáy momen taïi lieân keát baûn leà giöõa ñuoâi caàn vaø beä ñôõ, xeùt heä caân baèng ta coù: 0 o M =∑ Suy ra : Sc Tröôøng hôïp taûi troïng IIa: ,- =  ∗  +
- ∗ - +  ∗  + ∗ / + ∗ / 0 Tröôøng hôïp taûi troïng IIb: ,- =  ∗  +
- ∗ - +  ∗ / + ∗ / + ∗ / +  ∗ /0 5.2 Các trường hợp làm việc của cần Do söùc naâng cuûa caàn truïc thay ñoåi khaùc nhau öùng vôùi töøng vò trí laøm vieäc khaùc nhau. Do ñoù khi tính toaùn ta chia ra nhieàu tröôøng hôïp laøm vieäc nhaèm ñaït chính xaùc cao hôn. Ta chia ra laøm 2 tröôøng hôïp tính toaùn, moãi tröôøng hôïp töông öùng vôùi 6 goùc doä laøm vieäc khaùc nhau cuûa caàn xo vôùi phöông ngang Tröôøng hôïp 1: α = 150 α =300 α = 450 α = 550 - Trường hợp : α = 0 0 β =500 α = 150 β =750 α = 300 β =920 α = 450 β =1050 α = 550 β =1130 Trang 58 S c 45 ° 15 ° 30 ° 55 ° Hình 5.3 : hoïa ñoà vò trí caùc tröôøng hôïp laøm vieäc cuûa caàn Vôùi α = 00 β =500 Ta coù : / =  ∙ ,$%2 = 16.5 ∙ 0 = 0  = . 56#0 = 16.5 7 / = 8 . #$%2 = 16.5#$%0 = 0 7 9 = 8 56#2 = 16.5 ÷ 2. 56#0 = 8.2 7 < = #$%= = 16.5 ∙ #$%50 = 12.64 7 0 = 27 Trang 59 Löïc quaùn tính do vaät naâng, coâng cuï mang haøng vaø khoái baûn thaân caàn gaây neân:  =  +
. /. ... (3.22-[3] ÖÙng vôùi R = 16.5(m) Q0 = 150000 (N) Gc = 80000(N) L =16.5 (m) Tm =1 phut Do ñoù: Pqt = 1848 (N) *Taûi troïng gioù : Taùc duïng leân ñaàu caàn : W2 =121260.sin00 = 0(N) Taùc duïng leân haøng : W1 = 17625(N) Lực cản quán tính do khối lượng vật nâng :  = >?@A ∙ BC = D@.,D. = 16215 F (3.42 – [3 ] Lực cản quán tính do khối lượng của cần P 2= >G ∙ BHI = .,D. = 6000 N Vậy öùng löïc trong xilanh naâng caàn: Tröôøng hôïp taûi troïng IIa: ,- =  ∗  +
- ∗ - +  ∗  + ∗ / + ∗ / 0 = 1500746 F Tröôøng hôïp taûi troïng IIb: ,- =  ∗  +
- ∗ - +  ∗ / + ∗ / + ∗ / +  ∗ /0 = 1567500 F Trang 60 Vôùi caùch tính töông töï nhö treân ta coù baûng keát quaû sau: Caùc thaønh phaàn löïc (Ñoä) 15 30 45 55 (Ñoä) 75 92 105 113 L(m) 16,5 16,5 16,5 16,5 Q0( N) 150000 350000 350000 410000 H1( m) 4.27 8,25 11,66 13.51 L1( m) 15,9 14,3 11,66 9,4 H2 (m) 2,13 4.125 5,83 6,75 lc (m) 7,97 7,14 5,83 4,73 b(m) 15.9 16,5 15,94 15,2 a(m) 2 2 2 2 Jt 0,106 0,11 0,106 0,101 Pqt(N) 2143 4600 4227 4505 W1(N) 17625 17625 17625 17625 W2(N) 31384 60630 85743 99330 P1(N) 16125 16125 16125 16125 P2(N) 6000 6000 6000 6000 aII cS 1900205.5 3018742,5 2651038 2591669 bII cS 1623170.2 3064743.1 2727393.5 2699670 Tröôøng hôïp 2: Tröôøng hôïp caàn ngaén nhaát öùng vôùi caùc goùc nghieâng. α = 00 α =150 α = 300 α = 450 α =550 α β Trang 61 Q P q t G c S c Y c X c W 2 W 1 ? L c L 1 a b H 2 H 1 ? Hình 5.4 : sô ñoà tính tröôøng hôïp caàn laøm vieäc ôû taàm vôùi nhoû nhaát α = 0 0 β =500 α = 150 β =750 α = 300 β =920 α = 450 β =1050 α = 550 β =1130 Vôùi α = 00 β =500 Ta coù : / = . #$%2 = 7,7. #$%0 = 0  = . 56#2 = 7,7 7 / = 8 #$%2 = K,K #$%2 = 0 Trang 62 9 = 8 56#2 = 7,7 ÷ 2. 56#0 = 3,85 7 < = #$%= = 7,7 ∙ #$%50 = 5,9 7 0 = 27 Löïc quaùn tính do vaät naâng, coâng cuï mang haøng vaø khoái baûn thaân caàn gaây neân:  =  +
. /. ... (3.22)-[3] Q0 = 410000 (N) Gc = 80000(N) L = 7,7 (m) Do ñoù: Pqt =1749 (N) Taûi troïng gioù : Taùc duïng leân ñaàu caàn : W2 =77940(N) Taùc duïng leân haøng : W1 = 17625(N) Lực cản quán tính do khối lượng vật nâng : (3.42) – [ 3 ]  = >?@A ∙ BC = N@.,D. = 36750 F (3.42) – [ 3 ] Do ñoù : P1 = 36750 (N) Lực cản quán tính do khối lượng của cần P 2= >G ∙ BHI = .,D. = 6000 N Gc = 80000 (N) v = 0.15 m/s Do ñoù : P2 = 6000 (N) Vaäy öùng löïc trong xilanh naâng caàn: Trang 63 Tröôøng hôïp taûi troïng IIa: ,- =  ∗  +
- ∗ - +  ∗  + ∗ / + ∗ / 0 = 1760023 F Tröôøng hôïp taûi troïng IIb: ,- =  ∗  +
- ∗ - +  ∗ / + ∗ / + ∗ / +  ∗ /0 = 1732500 F Vôùi caùch tính töông töï nhö treân ta coù baûng keát quaû nhö sau: Caùc thaønh phaàn löïc (Ñoä) 15 30 45 55 (Ñoä) 75 92 105 113 L(m) 7,7 7,7 7,7 7,7 Q0( N) 410000 410000 410000 410000 H1( m) 2 3,85 5,44 6,3 L1( m) 7,43 6,67 5,44 4,41 H2 (m) 1 1,925 2,72 3,15 lc (m) 3,71 3,33 2,72 2,2 b(m) 7,43 7,7 7,43 7,08 a(m) 2 2 2 2 Jt 0,106 0,11 0,106 0,101 Pqt(N) 2721 3670 4822 7486 W1(N) 17625 17625 17625 17625 W2(N) 77940 77940 77940 77940 α β Trang 64 P1(N) 36750 36750 36750 36750 l(m) 2 2 2 2 P2(N) 6000 6000 6000 6000 aII cS 1738253 1621734 1391054 1186830 bII cS 1767895 1686014 1380060 1295536,7 5.3 Tính chọn xilanh thủy lực nâng cần : Ta coù giaù trò öùng löïc lôùn nhaát cuûa xilanh thuûy löïc trong caùc tröôøng hôïp laøm vieäc cuûa caàn laø : Scmax = 3064743.1 N = 306474,31 kG Ta coù coâng thöùc tính choïn ñöôøng kính xilanh thuûy löïc naâng caàn nhö sau: max 2 0 1,13 .( ). . cSD z p p η η = − ∆∑ (8.15 – [1]) Trong ñoù: Z = 2 : Soá xilanh thuûy löïc naâng caàn η = 0,96: Hieäu xuaát cô khí cuûa xilanh thuûy löïc η 2oå = 0,98: Hieäu xuaát oå ñôõ ñaàu caàn piston p: AÙp xuaát laøm vieäc cuûa chaát loûng,tra theo maùy maåu P = 130 kG/cm2 :p∆∑ Toång toån hao aùp xuaát chaát loûng 0,12 0,12.600 72p p∆ = = =∑ kG/cm2 Vaäy: O = 1,13P , QRST ∙ ! − ∑∆!. X. X = 34,5 57 Do xilanh thuûy löïc ñöôïc tieâu cuaån hoùa veà kích thöôùc neân ta choïn : D = 40 cm Ñöôøng kính ngoaøi cuûa xilanh thuûy löïc: Dn = 1,2D = 1,2.40= 48 cm Choïn O= 50 cm Trang 65 Ñöôøng kính cuûa caàn xilanh thuûy löïc : d = 280 cm * Kieåm tra beàn cuûa xilanh thuûy löïc : Xilanh thuûy löïc laøm baèng theùp 40X toâi caûi thieän coù : cσ = 50000 N/cm 2 Ta coù : Ñieàu kieän beàn cuûa xilanh thuûy löïc : max [ ]σ σ< maxσ : ÖÙng xuaát lôùn nhaát taùc duïng leân thaønh cuûa xilanh thuûy löïc [ ]σ : ÖÙng xuaát cho pheùp cuûa vaät lieäu cheá taïo neân thaønh cuûa xilanh thuûy löïc 2 2 2[ ] .50000 33333 3 3c N cm σ σ= = = Tacoù : max max 2 . ( ) 2. P D N cm σ δ= Vôùi : Pmax: aùp löïc cuûa chaát loûng taùc duïng leân thaønh cuûa xilanh thuûy löïc Pmax: 130 kG/cm2 DTB: Ñöôøng kính trung bình cuûa cuûa xilanh thuûy löïc OY = O + O2 = 40 + 502 = 45 57 δ : chieàu daøy cuûa thaønh xilanh thuûy löïc δ=Z[\Z = D \ N = 5 57 Do ñoù: ]QRS = ^.Z_.` = a.ND.D = 705,7 b+ 57c = 7057F 57c suy ra : max [ ]σ σ< Vaäy xilanh thuûy löïc ñuû beàn * Kieåm tra oån ñònh caàn cuûa xilanh thuûy löïc : Ñeå caàn laøm vieäc oån ñònh thì vieäc naâng haï caàn phaûi thoûa maõn ñieàu kieän sau: max [ ]σ ϕ σ< Trang 66 Trong ñoù : [ ]σ max: ÖÙng xuaát lôùn nhaát trong xilanh thuûy löïc ϕ : Heä soá giaûm öùng xuaát cho pheùp [ ]σ : ÖÙng xuaát cho pheùp cuûa vaät lieäu cheá taïo xilanh thuûy löïc [ ]σ = 33333 N/cm2 max max N F σ = (N/mm2) FQRSd306474,31 kG =3064743,1 N F’: Dieän tích maët caét ngang caàn cuûa xilanh thuûy löïc 2 ' 4 dF II= cm2 Trong ñoù : d: Ñöôøng kính cuûa caàn xilanh thuûy löïc (cm),d = 35 cm Do ñoù : "e=1384,7 Vì do heä thoáng coù 2 xilanh thuûy löïc naâng caàn neân : F = 1384,7.2 =2769,4 cm2. Suy ra : ]QRS = FQRS" = 3064743,12769,4 = 1106,6 F 77c  • Xaùc ñònh heä soá giaûm öùng xuaát cho pheùp: Ta coù momen quaùn tính cuûa tieát dieän ñoái vôùi truïc x vaø truïc y Jx= Jy= 0,05.d4 (cm4) Jx= Jy= 0,05.522 = 365(cm4) Baùn kính quaùn tính ñoái vôùi truïc x vaø truïc y ' 2,78xx j r F = = (cm) Chieàu daøi tính toaùn cuûa caàn : lt = .lµ ( cm) µ : Heä soá lieân keát phuï thuoäc lieân keát ôû hai ñaàu caàn, µ = 1 l: chieàu daøi cuûa caàn; l = 1350 cm Trang 67 lt = .lµ =1.1350 = 1350( cm) Ñoä maûnh cuûa thanh ñöôïc tính nhö sau λ= ghi = aD,K = 485,6 Tra baûng (7.1) taøi lieäu [1]ta ñöôïc heä soá giaûm öùng xuaát cho pheùp 0, 23ϕ = Do ñoù : 2[ ] 0,23.33333 7666,6 N cm ϕ σ = = Suy ra : max [ ]σ σ< Vaäy xilanh thuûy löïc laøm vieäc oån ñònh 5.4 Tính chọn bơm thuỷ lực: Căn cứ vào tốc độ nâng hàng của máy nâng là: Vn = 0.15 (m/phút) Đường kính xylanh (mm): DX = 35 (cm) Trong các loại máy xếp dỡ thông thường ta thường sử dụng loại bơm bánh răng hoặc bơm thủy lực piston rôto hướng trục (đối với loại xe nâng này, người ta dùng bơm piston rôto hướng trục loại đĩa nghiêng) với các thông số cơ bản: - Lưu lượng làm việc của bơm: QB = 400 – 500 (lít/phút). - Tốc độ quay của bơm: n = 1500 – 2000 (vòng/phút). - Hiệu suất tổng: 0,6 – 0,85. Ta chọn bơm bánh răng vì có nhiều ưu điểm như: kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, chắc chắn, làm việc tin cậy, tuổi thọ cao, kích thước nhỏ gọn và có thể chịu quá tải trong một thời gian ngắn. Lưu lượng của chất lỏng (lít/phút): i vDQ 4 2pi = (8.16) – [1] Với: i = 2: bội suất D = 35 cm: V=0.15 (m/phút) = 1.5 (dm/phút): Tốc độ nâng hàng định mức ( )phútlítQ /1.72 24 14,35,315 2 = × ×× =⇒ Trang 68 Vậy ta chọn bơm thủy lực với các thông số trên đã thoả mãn điều kiện. Công suất cần thiết (tính bằng mã lực) để dẫn động bơm thủy lực: tte QpN ηη .450 . = (8.20) – [1] Với: ηe = 0,96: Hiệu suất cơ khí của bơm ηtt = 0,90: Hiệu suất thể tích của bơm p: Áp suất công tác trong hệ thống thủy lực (kG/cm2). p = 130 (kG/cm2) ( )HpN 1,24 90,096,0450 1,72130 = ×× × =⇒ Trang 69 CHƯƠNG 6 : TÍNH TOÁN CO GIÃN CẦN 6.1 Tính toán ứng lực cần thiết cho xilanh thủy lực co giãn cần : Cơ cấu co giãn cần chụp hoạt động nhờ lực đẩy của xylanh thuỷ lực gắn bên trong cần phụ. Đuôi của xilanh thủy lực được gắn vào gần đuôi của cần chính. Khi xylanh thủy lực này hoạt động nó tác động lực đẩy vào cần phụ, làm cần phụ dịch chuyển so với cần chính. Đẩy cần phụ ra phía ngoài thực hiện động tác co giãn cần, giúp xe nâng thay đổi tầm với hay nâng hàng. Sơ đồ tính cơ cấu co giãn cần như sau : Q s c q S C ' Hình 6.1 : sô ñoà tính cô caáu co giaõn caàn Ta xét trường hợp máy nâng làm việc nâng hàng ở trạng thái toàn tải ( nâng hàng lớn nhất ) * Các số liệu cần thiết để tính toán (Các số liệu được thu thập từ thông số kĩ thuật của xe nâng và lấy theo kinh nghiệm): Trang 70 Trọng lượng ngáng chụp: WN = 6172 (kg) Trọng lượng hàng (tính khi xe nâng mang hàng ở trạng thái toàn tải) Q = 41000 (kg) Trọng lượng cần phụ chọn sơ bộ Qc = 4000 (kg) 6.2 Tính chọn xi lanh thủy lực co giãn cần : Lực ma sát giữa cần chính và cần phụ : Fms = f.( Q + Qc + Wn) Với f = 0.1 : hệ số ma sát trượt giữa cần chính và cần phụ Fms = 0.1 ( 41000 +4000 + 6172 ) = 5117.2 (Kg ) Xét theo phương Y ta có phương trình cân bằng lực cho cần phụ như sau : SC’ .sinα – Qc – W – Q - Fms sinα = 0 Sc’= jk @ l @ j @ mno.opqrs Khi góc α càng nhỏ thì giá trị của Sc’ càng lớn. Ta xét trường hợp góc α = 150 . Sc’= jk @ l @ j @ mno.opqrs = N @tK @N@DK.DD = 204916 (kg) Áp suất làm việc của bộ phận công tác: P1 =130 bar ≈ 130 (kG/cm2) Lực đẩy cần thiết để thực hiện việc co (dãn) cần Sc’ = 204916 (kg ) Đường kính trong của xylanh thuỷ lực co, dãn ngáng xác định theo công thức: 2 11 1 .).( ' .13,1 neppZ ScD ηη∑∆− = (8.15) – [1] Trong đó: + Z: số XLTL co, dãn ngáng. Ta tính cho 1 xylanh thuỷ lực nên Z = 1 + p1: áp suất làm việc của cơ cấu. p1 = 130 (kG/cm2) + Σ∆p1: tổn hao áp suất. Σ∆p1 = 0,12×p1 + ηe = 0,96: hiệu suất cơ khí của xylanh thuỷ lực. Trang 71 + ηn = 0,98: hiệu suất của cặp ổ liên kết khớp. )(7,23 98,096,0)13012,0130(2 204916 .13,1 21 cmx D = ×××− = Vậy ta chọn theo tiêu chuẩn là D1 = 240 (mm) Căn cứ vào đường kính piston (đường kính trong của xylanh thuỷ lực) DX và hành trình của piston lX ta sẽ chọn được xylanh thuỷ lực (trong bảng tài liệu kĩ thuật) Trang 72 90 0 800 840 94 0 CHƯƠNG 7 : TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP CẦN 7.1- Giíi thiÖu chung : CÇn ®−îc chÕ t¹o tõ thÐp cã søc bÒn cao theo thiÕt kÕ rÊt v÷ng ch¾c. Sè l−îng c¸c ®−êng hµn ®−îc gi÷ ®Ó sè l−îng nhá nhÊt ®¶m b¶o søc bÒn cao nhÊt cã thÓ ®¹t ®−îc. CÇn ®−îc coi nh− 1 dÇm tæ hîp th¼ng vµ cã kÕt cÊu theo kiÓu èng lång cÇn ®−îc chia lµm 2 ®o¹n: CÇn chÝnh vµ cÇn phô. CÇn phô n»m trong lßng cÇn chÝnh vµ ®−îc kÐo ra hoÆc thôt vµo nhê 1 xi lanh thuû lùc ®Æt trong lßng cÇn chÝnh. CÇn chÝnh ®−îc n©ng lªn, h¹ xuèng nhê 2 xi lanh thuû lùc ®Æt ë 2 bªn c¹nh cña cÇn. Khi lµm viÖc tæng chiÒu dµi lín nhÊt cña 2 cÇn lµ 13,5 m phÇn cßn l¹i cña cÇn phô n»m trong lßng cÇn chÝnh ®Ó t¨ng tÝnh cøng v÷ng cho cÇn. Hai cÇn tr−ît lªn nhau nhê c¸c tÊm tr−ît ng¾n bªn trong cÇn chÝnh vµ bªn ngoµi cÇn phô. - C¸c kÝch th−íc c¬ b¶n + Gãc nghiªng cña cÇn α αmax = 550 αfb = 40 0 αmin = 24 0 - αmin lµ gãc nghiªng cña cÇn khi n©ng container ë tÇng II víi gãc nghiªng cña cÇn lµ nhá nhÊt ( ë mét tÇng container vµ ë tÇm víi xa nhÊt th× chiÒu dµi cÇn kh«ng ph¶i lµ lín nhÊt. VËy møc nguy hiÓm kh«ng ph¶i khi n©ng container ë tÇng I mµ lµ ë tÇngII. - C¸c kÝch th−íc cña tiÕt diÖn cÇn . - KÝch th−íc cña cÇn ®−îc chän theo m¸y mÉu E62 + CÇn phụ : B =900 Ht = 948 B0= 800 δt = 20 h = 840 δb = 24 hình 7.1 : tiết diện cần phụ α ∆ Trang 73 + CÇn chính : Hp = 1012 htp = 896 Bp = 960 Bop = 860 δb = 26 δt = 20 hình 7.2 tiết diện cần chính B¶ng tæ hîp t¶i träng . Lo¹i t¶i träng [ ] n cσσ = IIa IIbi IIb2 - Träng l−îng b¶n th©n cÇn G G G - Träng l−îng hµng vµ thiÕt bÞ mang hµng (KT ψII) ψII Qtd G+Qtd Q® - T¶i träng qu¸n tÝnh khi n©ng h¹ hµng Pqt - T¶i träng qu¸n tÝnh xuÊt hiÖn khi di chuyÓn cã mang hµng. Pdcmaxdt Lùc qu¸n tÝnh xuÊt hiÖn khi dÞch khung sang ngang PXϕt Quay khung Pnat T¶i träng giã Pg II Pg II Tr−êng hîp I: C¸c tr−êng hîp t¶i träng t−¬ng øng víi sù lµm viÖc cña m¸y n©ng nh− sau: 96 0 860 26 900 10 12 Trang 74 Tr−êng hîp IIa : m¸y n©ng ®øng yªn tiÕn hµnh n©ng hµng tõ mÆt nÒn hoÆc ®ang h¹ hµng víi toµn bé tèc ®é (IIa) IIb1, xe n©ng di chuyÓn cã mang hµng tiÕn hµnh phanh h_m ®ét ngét IIb1 IIb2 xe n©ng ®øng yªn tiÕn hµnh quay container . 7.2 TÝnh to¸n c¸c t¶i träng t¸c dông vào cần : Träng l−îng b¶n th©n cÇn Gc =8T Träng l−îng hµng : Q = 41 (T) ψII : HÖ sè ®éng khi n©ng hµng G’ HÖ sè ®éng khi di chuyÓn KT =1,5 + Träng l−îng cña c¬ cÊu quay Gq : Gq = 2T - Khi tÝnh ®Õn hÖ sè ®éng KT khi di chuyÓn ta coi khung vµ c¬ cÊu quay lµ thiÕt bÞ mang hµng. Qtt = KT .Q0 Trong ®ã : Q0 = Q + GK + Gq Q : Träng l−îng hµng Gk : Träng l−îng bộ phận mang hµng Gk = 6.5 T Gq : Träng l−îng c¬ cÊu quay Khi : Qmax th× Q0 = 41+6,5+1,5=49T ( ë tÇm víi Rmin) QTB th× Q0 = 24 +6,5+1,5 = 32T ( ë tÇm víi RTB) Qmin th× Q0 = 11 +6.5 +1,5 =19T (ë tÇm víi Rmax) VËy : T¹i Rmin th× Qtt = 49 ..1,5 = 63,7T T¹i RTB th× Qtt = 32. 1,5 = 41,6T T¹i Rmax th× Qtt = 19 .1,5 = 28,5T Träng l−îng hµng vµ thiÕt bÞ mang hµng kÓ ®Õn hÖ sè ®éng ϕ khi n©ng h¹, kÓ ®Õn ¶nh h−ëng cña lùc qu¸n tÝnh khi n©ng h¹. Qtd = ψ . Q0 ψII = 1 + 0,04 . V V: VËn tèc n©ng ; V(m/phót) V = 0,15 m/s => V = 9m/phót ψII = 1 + 0,04 .9 = 1,36 Trang 75 Khi : ë Rmax th× Qtt = 1,36 . 41 = 66,64 (T) ë Rtb th× Qtt = 1,36 . 32 = 43, 52 (T) ë Rmin th× Qtt = 1,36 . 19 = 25, 84 (T) - Träng l−îng cña cÇn kÓ ®Õn hÖ sè ®éng khi di chuyÓn, n©ng h¹. GG = KT.Gc =1,3 . 8 =12 (T) G = ψII .Gc =1,36 .8 = 10,88 T - C¸c t¶i träng qu¸n tÝnh. - T¶i träng qu¸n tÝnh khi n©ng cÇn, khi n©ng cÇn xuÊt hiÖn lùc qu¸n tÝnh tiÕp tuyÕn vµ lùc qu¸n tÝnh li t©m . Pttat = m . ε. r Pqt lt = m.ω2 .R Nh−ng v× tèc ®é n©ng rÊt nhá nªn lùc qu¸n tÝnh rÊt nhá so víi träng l−îng cña hµng. Nªn khi tÝnh ta cã thÓ bá qua. - Lùc qu¸n tÝnh khi dÞch chuyÓn khung sang ngang khi cã hµng. J g QP xqt .= Q : Träng l−îng cña hµng vµ thiÕt bÞ mang hµng (khung) g: Gia tèc träng tr−êng g= 9,8 m/s2 J : Gia tèc dÞch ngang cña khung khi khëi ®éng hoÆc h_m c¬ cÊu. t = 2 (s) => 2/06,0 2 12,0 smJ == Lùc qu¸n tÝnh lín nhÊt x qt x qt qq 2 max = Khi : TPR TqR TqR x qt Xmar qtTD xm qt 21,0 8,9 66,0)611(2 36,0 8,9 66,0)629(2 57,0 8,9 66,0)641(2 max min · max =+==> =+==> =+==> - Lùc qu¸n tÝnh xuÊt hiÖn khi quay khung cã mang hµng . - Th−êng lÊy lùc qu¸n tÝnh nµy =0,1. C¸c t¶i träng t¸c dông th¼ng ®øng. Pqt = 0,1 ( Q + Gn + Qg) = 0,1. Q Khi Rmax => Pqt = 0,1 .19 =1,9 (T) RTD => Pqt =0,1 . 32 = 3,2 (T) Trang 76 Rmin => Pqt = 0,1 . 49 = 4,9 (T) Lùc qu¸n tÝnh nµy sÏ g©y ra mét m« men xo¾n t¹i ®Çu cÇn. Mx = Pat . R Lµ c¸nh tay ®ßn b»ng chiÒu dµi më cÇn ; L=0,9 m => Rmin => Mx =1,9 .0,9 =1,71. Tm Rtb => Mx = 3,2 .0,9 = 2,88 T.m Rmax => Mx = 49 .0,9 =4,41 Tm => Mq = Mu = 9 Kw.m ( ®_ x¸c ®Þnh trong phÇn tÝnh to¸n c¬ cÊu quay). - M« men quay g©y ra mét m« men xo¾n vµ mét m« men uèn ë má cÇn . Mx = Mq .cos α Mu = Mq . sin α - Di chuyÓn m« men vÒ ®Çu cÇu ta ®−îc mét m« men uèn trong mÆt ph¼ng n»m ngang vµ mét m« men uèn trong mÆt ph¼ng däc cÇn. Mn = Mx = Mq cosα Md = Mu = Mg sin α α/ Umin αmin αtb αmax Mu 8,22 6,89 5,16 Md 3,66 5,79 7,37 - T¶i träng qu¸n tÝnh xuÊt hiÖn lóc di chuyÓn xe cã mang hµng khi phanh h_m ®ét ngét . g IQPat .0= Q0 : Träng l−îng hµng vµ thiÕt bÞ mang hµng . - Lùc qu¸n tÝnh lín nhÊt . T