SVTK: Phạm Đức Quốc GVHD:Nguyễn Danh Chấn
27
6
10
600
680
1800
Hình 24: Dầm chính.
2.2Các kích thước cơ bản của đầu dầm chính:
27
12
16
460
900
Hình 25: Dầm dưới.
2.3. Các kích thước cơ bản của dầm đầu.
- 5 -
SVTK: Phạm Đức Quốc GVHD:Nguyễn Danh Chấn
27
6
10
1800
600
680
Hình 26: Chân cổng phía trên.
3. Đặc Trưng Hình Học Của Tiết Diện:
3.1 Dầm chính
- Tấm biên trên và biên dưới được chế tạo từ các tấm thép có chiều dày
16mm, chiều dài 7000mm và chiều rộng 1400mm.
- Tấm thành được chế tạo từ các tấm thép có chiều dày 12mm, chiều dài
7000mm và chiều rộng 1800mm.
- Momen quán tính của tiết diện:
12
.1768
.2)
2
680.(.2
12
.
.2
2
3
2
1
1
3
1
δδ
δ
+++=
F
B
J
o
x
J
x
=
( )
( )
12
1768.12
.2892.16.680.2
12
12.680
.2
3
2
3
++
J
x
=2,84.10
10
mm
4
.
12
.
.2)
2
270.(.2
12
.1768
.2
1
3
2
2
2
3
2
δ
δδ
o
y
B
FJ
+++=
J
y
=
( )
( )
( )
12
680.16
.2303.1768.12.2
12
12.1768
.2
3
2
3
++
J
y
=0,47.10
10
mm
4
- Momen chống uốn của tiết diện:
- 6 -
SVTK: Phạm Đức Quốc GVHD:Nguyễn Danh Chấn
W
x
=
1800
10.84,2.2
10
=
H
J
x
W
x
=31,56.10
6
mm
3
W
y
=
680
10.47,0.2
10
=
B
J
y
W
y
=13,8.10
6
mm
3
.
3.1 Đầu dầm chính và dầm đầu
- Dầm đầu có kết cấu hộp giống như dầm chính, chiều dài dầm đầu là
1800mm, chiều cao la 900mm và cũng được chế tạo từ các tấm thép
giống như dầm chính.
- Momen quán tính của tiết diện:
12
.868
.2)
2
900.(.2
12
.
.2
2
3
2
1
1
3
1
δδ
δ
+++=
F
B
J
o
x
J
x
=
( )
( )
12
868.12
.2442.16.500.2
12
16.500
.2
3
2
3
++
J
x
=0,44.10
10
mm
4
.
12
.
.2)
2
270.(.2
12
.868
.2
1
3
2
2
2
3
2
δ
δδ
o
y
B
FJ
+++=
J
y
=
( )
( )
( )
12
500.16
.2236.868.12.2
12
12.868
.2
3
2
3
++
J
y
=0,15.10
10
mm
4
- Momen chống uốn của tiết diện:
W
x
=
900
10.44,0.2
10
=
H
J
x
W
x
=9,8.10
6
mm
3
W
y
=
500
10.15,0.2
9
=
B
J
y
W
y
=6.10
6
mm
3
.
- 7 -
SVTK: Phạm Đức Quốc GVHD:Nguyễn Danh Chấn
4. Các Tải Trọng Tính:
Kết cấu kim lọai của cổng trục chịu các lọai tải trọng: tải trọng không di
động, tải trọng di động, lực quán tính, tải trọng lệch do phân bố tải không
đều.
Bảng 3: Bảng tổ hợp tải trọng.
Loại tải trọng
Tính theo độ bền
mỏi
Tính theo bền và ổn
định.
[σ]
rk
=
I
rk
n
σ
[σ]=
II
c
n
σ
Tổ hợp tải trọng
I
a
I
b
II
a
II
b
II
c
Tải trọng bản thân cấu kiện G G k
'
T
.G G k
T
.G G
Trọng lượng xe con: G
x
G
x
k
'
T
.G
x
G
x
k
T
.G
x
G
x
Trọng lượng hàng kể cả thiết bị
mang hàng
ψ
I
.Q
tđ
k
'
T
.Q
tđ
ψ
II
.Q
k
T
.Q Q
Lực quán tính khi hãm cầu trục và xe
con
P
qt
P
qt
max
P
x
qt
Chú thích:
- Các trường hợp tải trọng tương ứng sự làm việc của cần trục như sau:
• I
a
,II
a
: Cầu trục đứng yên, nâng hàng từ mặt nền hoặc hãm khi đang hạ
hàng với nửa tốc độ(I
a
) và cả tốc độ(II
a
).
• I
b
,II
b
: Cầu trục mang hàng di chuyển tiến hành phanh cầu trục từ từ(I
b
)
và phanh đột ngột (IIb).
• II
c
: Cầu trục đứng yên, khởi động hoặc hãm xe con mang hàng trên
cầu. Trường hợp này dùng để tính dầm đầu.
- Trong trường hợp này ta sẽ tính kết cấu kim loại cầu trục theo độ bền và
ổn định.
- Với các trường hợp cần phải tính là II
a
,II
b
,II
c
4.1. Tải trọng không di động.
- Tải này do trọng lượng bản thân kết cấu kim lọai, của sàn lát,hàng rào kiểm
tra, ray, trục truyền của cơ cấu di chuyển… được xem như phân bố đều dọc
- 8 -
SVTK: Phạm Đức Quốc GVHD:Nguyễn Danh Chấn
theo chiều dài của kết cấu. Còn tải trọng của cơ cấu di chuyển cầu, buồng lái
và các thiết bị điện được xem như tập trung tại điểm đặt của nó.
- Vì có hiện tượng va đập trong quá trình di chuyển trên đường ray có mối
nối, nên tải trọng do trọng lượng bản thân kết cấu kim lọai, của sàn lát, ray
phải tính đến ảnh hưởng của hiện tượng va đập.
- Tải trọng không di động xem như phân bố đều dọc theo chiều dài của dầm
và được xác định như sau:
+ Khối lượng biên trên, biên dưới, bản thành:
m=2.20.7850.(0,6.0,012+1,3.0,008)=5526,4Kg
+ Khối lượng ray: 63,7Kg/m.
+ Trọng lượng phân bố của dầm chính:
q=k
1.
+=
+
7,63
20
2,1*4,5526
1,1
20
2,1*
ray
m
m
q=434,8 kG/m.
Với K
1
=1,1: hệ số điều chỉnh kể đến hiện tượng va đập khi di chuyển theo
trang 96,[1] ứng với V
c
=60m/ph.
Sơ bộ tính trọng lượng bản thân dầm đầu cầu trục:
m
c
=2.5.7850.(0,3.0,012+0,868.0,008)
m
c
=683,2 kG.
=>q
c
=
5
2,683
=136,6 kG/m
4.2. Tải trọng di động.
- Các hệ số tải trọng:
- Hệ số va đập k
t
: theo [2]
k
t
= 1,2
- Hệ số động khi nâng hàng: theo [2]
ψ
II
= 1 + 0,04.v
n
= 1 + 0,04.20= 1,8
- Trọng lượng bản thân:
Trọng lượng bản thân của cầu trục (theo kinh nghiệm)
G = 31600 kG
- Trọng lượng bản thân cầu trục có kể đến hệ số va đập k
t
k
t
.G = 1,2 x 31600 = 37920 kG
- Trọng lượng xe con:
G
x
= 0,4 x Q = 0,4 x 25000 = 10000 kG
Trọng lượng xe con kể đến hệ số va đập k
t
:
k
t
.G
x
= 1,2 x 10000 = 12000 kG
- Trọng lượng hàng nâng có kể đến hệ số động ψ
II
:
ψ
II
.Q = 1,48 x 25000 = 37000 kG
Trọng lượng hàng nâng có kể đến hệ số va đập k
t
:
- 9 -
SVTK: Phạm Đức Quốc GVHD:Nguyễn Danh Chấn
=> k
t
.Q = 1,2 x 25000 = 30000 kG
- Lực quán tính khi di chuyển cầu trục có gia tốc:
Khi cần trục di chuyển có gia tốc ( khởi động , hãm , thay đổi vận tốc ) sẽ
làm phát sinh lực quán tính . Tải trọng quán tính lớn nhất có thể xảy ra trong
trường hợp này có phương trùng với phương chuyển động của cổng trục, có
giá trị được xác định bằng P
qt
max
.
t
v
GQP
c
cg
qt
.
+=
(1)
Trong đó :
v : vận tốc di chuyển cầu trục : v = 60m/ph
t : thời gian phanh cổng trục t = (3÷8 )s , ta chọn t = 4 s
G : trọng lượng cổng trục : 31600kG
Q : trọng lượng hàng: 25000 kG
kGP
cg
qt
14150
4.60
60
).3160025000(
=+=
khi gia tốc đột ngột: P
max
qt
= 2.P
cầu
pt
= 2.14150 = 28300 kG
- Lực quán tính của xe con mang hàng di chuyển trên dầm chính (tính
tương tự):
t
v
QGP
xecon
qt
).(
+=
(2)
Trong đó :
v : vận tốc di chuyển xe con: v = 25m/ph
t: thời gian phanh xe con t = (3÷8 )s , ta chọn t = 4 s
G : trọng lượng xe con : 10000 kG
Q : trọng lượng hàng: 25000 kG
)(3646
4.60
25
).1000025000( kGP
xecon
qt
=+=
P
xe con
qt
: có phương dọc theo dầm chính.
- Lực sườn R:
- Khi cầu trục di chuyển lệch trên đường ray sẽ xuất hiện lực sườn R.
Lực này đặt vào gờ bánh xe theo phương vuông góc với phương di
chuyển của cổng trục. Giá trị R được xác định : theo [5]
R=0,15xN
N: áp lực của một bánh xe cầu: 21400 kG
R=0,15x21400=3210 kG
5.Xác Định Nội Lực Trong Kết Cấu Thép.
- 10 -
SVTK: Phạm Đức Quốc GVHD:Nguyễn Danh Chấn
5.1.Xác định nội lực theo tổ hợp tải trọng IIa.
Trường hợp xe con đặt ở giữa dầm là trường hợp nguy
hiểm khi tính cho dầm chính:
Các tải trọng tác dụng lên dầm:
q
dầm
= 434,8 kG/m
Q
hàng+xe
=25000.1,48+ 10000 = 47000 kG
R=47000
q=434,8
Hình 28: Các tải trọng tác dụng lên dầm.
Biểu đồ nội lực trong dầm:
Biểu đồ momen do các tải trọng thẳng đứng gây ra:
245800
308711
3253595
245800
308711
M
X
Q
Hình 30: Biểu đồ momen do các tải trọng thẳng đứng gây ra.
Biểu đồ momen do các tải trọng tác dụng ngang gây ra
5.2. Xác định nội lực của cầu trục theo tổ hợp IIb.
Trường hợp xe con đặt ở giữa dầm là trường hợp nguy hiểm
khi tính cho dầm chính:
Sơ đồ tính:
- 11 -
SVTK: Phạm Đức Quốc GVHD:Nguyễn Danh Chấn
Hình 42: Sơ đồ tính do các tải trọng thẳng đứng gây ra
Xác định các phản lực liên kết do các tải trọng thẳng đứng gây ra:
H
A
=H
B
=
N2,381252
2
56100047,23.8042975,14.426.2
=
++
28200
374872,8
381252,2
M
374872,8
381252,2
N
422295
3423105,1
Q
374872,9
280500
28200
28200
Hình 43: Biểu đồ momen do các tải trọng thẳng đứng gây ra.
Biểu đồ momen do tải trọng tác dụng ngang gây ra trên dầm chính bao
gồm tải trọng gió, tải trọng quán tính do trọng lượng bản thân dầm, tải trọng
quán tính do trọng lượng xe con và vật nâng:
- 12 -
R=561000
q=8042
q=426
SVTK: Phạm Đức Quốc GVHD:Nguyễn Danh Chấn
∗ Trường hợp tính điều kiện bền cho dầm này do hai đầu dầm chính bị hàn
cứng với chân cổng nên để đơn giản ta ta coi dầm chính như bị ngàm hai
đầu. Còn tải trọng gió tác dụng lên chân ta sẽ xét trong trường hợp nguy
hiểm cho chân là trường hợp xe con mang hàng ở đầu dầm.
P
g
=1324
191861,5
P'
qt
=48750
P
qtdam
=804
49347
24375
M
y
Q
X
240720,7
Hình 44: Biểu đồ momen do các tải trọng ngang gây ra.
Ngồi ra còn có do lực quán tính dọc khi phanh xe lăn:
P'
qt
P'
qt
P'
qt
P''
qt
h
1
P''
qt
P''
qt
Hình 45: Lực quán tính dọc
M
u
=P’’
qt
.h
1
=34821.0,855=29772Nm.
Trong đó h
1
=
mh
h
ray
d
855,013,0
2
45,1
2
=+=+
Momen xoắn phụ do lực quán tính P’
qt
đặt ở đầu ray:
M
x
=P’
qt
.h
1
=24375.0,855=20840,6Nm.
6. Kiểm Tra Bền Cho Dầm Chính
- 13 -
SVTK: Phạm Đức Quốc GVHD:Nguyễn Danh Chấn
6.1. Tổ hợp tải trọng IIa.
6.1.1.Khi xe con ở vị trí giữa dầm.
Tiết diện nguy hiểm nhất là tiết diện giữa dầm:
B
D
C
A
M
X
M
Y
N
Hình 72: Tiết diện giữa dầm khi xe con ở giữa dầm
Phân tố A,C là phân tố nguy hiểm nhất vì chịu nén và kéo lớn nhất.
Xét phân tố A:
σ
max
=σ
A
=
2
6
3
6
3
/4,154
10.31,10
10.30388
10.48,21
10.3253595
mmN
W
M
W
M
Y
Y
X
X
−=−−=−−
Do phân tố chịu uốn xiên nên σ
max
=σ
min
=154,4N/mm
2
<[σ]=180N/mm
2
.
Với [σ]=180N/mm
2
tr144[5]
Xét tiết diện đầu dầm: do momen uốn tại tiết diện này bằng 0 nên ta
không cần kiểm tra bền cho ứng suất pháp. Ứng suất tiếp:
τ
max
=
2
10
2
2
max
/20
10.557,1.2
1450.308711
.2
.
mmN
J
hQ
x
==
.
Vậy: τ
max
<[τ]=0,6.[σ]=
3
][
σ
108N/mm
2
. (8.8a)tr164[6]
6.1.2.Khi xe con ở vị trí đầu dầm tiết diện nguy hiểm nhất là tiết diện
giữa dầm và ở đầu dầm:
Tiết diện giữa dầm
B
D
C
A
M
X
M
Y
N
Hình 73: Tiết diện giữa dầm khi xe con ở đầu dầm
- 14 -
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét