Đồ Án Tính toán kết cấu thép cần trục bánh xích 63 tấn

KẾT CẤU THÉP CẦN TRỤC BÁNH XÍCH 63 TẤN
I). Giới thiệu chung
Kết cấu thép của máy trục là một nhân tố quan trọng trong hoạt động lâu dài ở ngoài trời: chụi tải trọng gió, bảo và các tải trọng khác. Kết cấu thép là phần chụi tải để các cơ cấu maý làm việc bình thường.
Trong các máy trục, kết cấu kim loại chiếm 1 phần kim loai rất lớn. Khối lượng kim loại dùng cho kết cấu cần chiếm 60% - 80% khối lượng toàn bộ máy trục. Vì thế việc chọn kết cấu cần thích hợp cho kết cấu cần để sử dụng một cách kinh tế là quan trọng nhất.
Kết cấu cần của máy trục thường sử dụng thép định hình như thép ống, thép gốc hay thép tấm được nối với nhau bằng hàn hay đinh tán. Các loại thép này được chế tao bằng thép cacbon, thép hợp kim thấp hay bằng hợp kim nhôm.


1).Giới thiệu về kết cấu thép cần trục thiết kế:
Kết cấu cần gồm 1 tay cần cơ bản được liên kết với cần trục qua 2 khớp bản lề.
Tay cần lúc nào cũng nằm trên cần trục ngay cả khi di chuyển. Còn những đoạn tay cầm còn lại sẽ nằm bên ngoài và khi cần dùng trong những phạm vi khác nhau thì sẻ dung các đoạn cần đó. Các đoạn tay cần này được nối với tay cần cơ bản bằng các chốt.
Do kết cấu tay cần như vậy nên cần có thêm một thiết bị để gắn các cụm puly, vị trí treo cáp nâng cần và đồng thời chịu 1 phần lực tác dụng lên các thanh bụng.
Việc nghiên cứu tính toán ứng dụng kết cấu thép của máy có liên quan đến các ngành khoa học khác như: sức bền vật liệu, cơ học lý thuyết, công nghệ hàn . mặt khác kết cấu thép là phần chiếm nhiều kim loại nhất trong toàn bộ máy trục, vì thế để có khối lượng máy trục hợp lý cần phải thiết kế vả tính toán phần kim loại của nó.
Ngoài việc đảm bảo độ bền khi làm việc, kết cấu kim loại phải dễ gia công, chế tạo, đẹp và có giá thành tương đối, dễ bảo quản sửa chữa.
2. Các thông số cơ bản
C¸c kÝch th­íc vỊ chiỊu dµi cÇn ®­ỵc x¸c ®Þnh th«ng qua s liªn hƯ h×nh hc ®Ĩ ®¶m b¶o viƯc cÇn trơc c thĨ xp dì ®­ỵc hµng trong tÇm víi cho phÐp.
ChiỊu dµi cÇn Lc =15m
Khi tÝnh to¸n kt cu thÐp ta x¸c ®Þnh t¹i 3 vÞ tri tÇm víi ng víi gc nghiªng nh­ sau:
· Rmax = 14,5 m =150 Q = 12,2T =11,70 = 50
· Rtb = 8,6 m =550 Q = 34T =49,80 =350
· Rmin = 4, 5m =800 Q = 63T =700 =620


3. Hình thức kết cấu.
Cần trục bánh xích CK là loại cần trục quay thay đổi tầm với bằng cách nâng hạ cần. Cần là một dàn có trục thẳng, tiết diện thay đổi theo chiều dài cần. Phần dưới của cần đặt trên bản lề cố định trên phần quay của kết cấu kim loại, đầu trên nối với palăng thay đổi tầm với. Vì thế cần được xem như một thanh đặt trên hai bản lề.
Đối với các cần trục có trọng tải lớn cần được chế tạo kiểu dàn với tiết diện ngang tứ giác. Thanh biên của các tứ giác đó được làm bằng thép góc. Để giảm nhẹ trọng lượng, cần được chế tạo theo kiểu dàn có độ cứng thay đổi.
4).Các thông số cơ bản của kết cấu thép cần:
ChiỊu cao cđa dàn ®ng chÝnh giưa nhÞp.


Ly H=1200 (mm)
ChiỊu dµi ®o¹n nghiªng C = 5m ly theo m¸y mu.
BỊ rng mỈt ngang cđa dàn b = 1200 mm
Khoảng cách giữa hai điệm tựa ở đầu dưới cần lấy trong khoảng:




II). Các trường hợp tải trọng :
Khi máy trục làm việc nó chịu nhiều loại tải trọng khác nhau tác dụng lên kết cấu: tải trọng cố định, tải trọng không di động, tải trọng quán tính theo phương thẳng đứng hay nằm ngang, tải trọng gió, tải trọng do lắc động hàng trên cáp, .
Khi tính thiết kế kết cấu kim loại máy trục của cần trục người ta tính toán theo 3 trường hợp sau:
1. Trường hợp tải trọng I:
Các tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên máy trục ở trạng thái làm việc bình thường. Dùng để tính toán kết cấu kim loại theo độ bền lâu. Các tải trọng thay đổi được tính quy đổi thành tải trọng tương đương.
2. Trường hợp tải trọng II:
Các tải trọng lớn nhất phát sinh khi máy trục làm việc ở chế độ chịu tải nặng nề. Dùng để tính toán kết cấu kim loại theo điều kiện bền và điều kiện ổn định.
3. Trường hợp tải trọng III:
Máy trục không làm việc nhưng chịu tác dụng của các tải trọng phát sinh lớn nhất.
Ví dụ: Trọng lượng bản thân, trọng lượng gió (bão), trường hợp này dùng để kiểm tra kết cấu theo độ, bền độ ổn định.
Ở trạng thái làm việc của cần trục người ta tổ hợp các tải trọng tác dụng lên máy trục và chia ra thành các tổ hợp tải trọng sau:
+).Tổ hợp Ia, IIa: tương ứng với trạng thái cần trục làm việc, cần trục đứng yên chỉ có một cơ cấu nâng làm việc, tính toán khi khởi động (hoặc hãm) cơ cấu nâng hàng, khởi động một cách từ từ tính cho Ia; khởi động (hãm) một cách đột ngột tính cho tổ hợp IIa.
+).Tổ hợp Ib, IIb: máy trục di chuyển có mang hàng đồng thời lại có thêm một cơ cấu khác đang hoạt động (di chuyển xe con, di chuyển xe tời, quay, thay đổi tầm với), tiến hành khởi động (hoặc hãm) cơ cấu đó một cách từ từ tính cho tổ hợp Ib; đột ngột IIb.
Kết cấu kim loại của cần chịu tải trọng nặng nề nhất tương đương với tập hợp tải trọng IIa. Khi cần trục đứng yên tiến hành nâng hàng từ mặt nền ở vị trí bất lợi nhất và tiến hành hãm hàng khi nâng phối hợp với chuyển động quay (các tải trọng tính gồm có: tải trọng không di động tính + tải trọng tạm thời tính khi treo trọng tải lớn nhất ở tầm với lớn nhất + lực quán tính ngang + tải trọng gió ở trạng thái làm việc). Do đó ta sử dụng trường hợp tải trọng IIa để tính kết cấu kim loại của cần.


III).Tỉ hỵp t¶i trọng vµ bảng tổ hợp tảii trọng:
1. Tỉ hỵp T¶i trng:
Theo yªu cÇu thit k cÇn trơc vỊ ® bỊn vµ ® ỉn ®Þnh, do vy ta tÝnh cho lo¹i cÇn trơc di chuyĨn b¸nh xÝch ng víi tr­ng t¶i trngIIa, IIb. Để tÝnh kt cu kim lo¹i m¸y trơc ta dng ph­¬ng ph¸p ng sut cho phÐp, theo công thức:



a).Tỉ hỵp T¶i trng IIa: t­¬ng ng khi cÇn trơc ®ng yªn tin hµnh n©ng, h¹ mt c¸ch ®t ngt.
b).Tỉ hỵp T¶i trng IIb: cÇn trơc di chuyĨn c mang hµng h·m ®t ngt.










2. Bảng tải trọng tính toán:
Loại tải trọng Các trường hợp tải trọng
IIa IIb III
Trọng lượng bản thân cần, có tính đến
hệ số va đập
Trọng lượng hàng Q (kể cả thiết bị mang
hàng) tính đến hệ số động khi nâng
Lực căng trong cáp treo hàng
Lực quán tính ngang do trong lượng kết cấu
xuất hiện khi mở máy hoặc phanh cơ cấu
Lực quán tính ngang do trọng lượng hàng
cùng thiết bị mang
Tải trọng gió tác dụng lên kết cấu


IV). Các tải trọng tính toán:
1 ).Trường hợp tải trọng IIa:
Khi tính kết cấu kim loại cần của cần trục cần biết tất cả các loại tải trọng tác dụng lên nó như: tải trọng không di động, tải trọng tạm thời, lực quán tính, tải trọng gió, đồng thời lực trong dây cáp treo vật và dây cáp treo cần.
a ).Trong mặt phẳng nâng hạ
Gồm những phần riêng lẻ của kết cấu kim loại cần. Vì đây là loại cần lớn tải trọng do trọng lượng bản thân cần được xem như phân bố dọc theo chiều dài của cần, theo công thức (8.48) [1]:




Gc = qcl