Chương 5: Tính cơ cấu nâng 2.1.2.1. Chọn loại dây Cơ cấu nâng làm việc với động cơ điện, vận tốc cao, nên ta ch ọn cáp để làm dây cho cơ cấu, vì cáp là loại dây có nhiều ưu điểm hơn so với các loại dây khác như xích hàn, xích tấm v à là loại dây thông d ụng nhất trong ngành máy trục hiện nay. Trong các kiểu kết cấu của dây cáp thì kết cấu kiểu  K-3 theo tiêu chu ẩn của Liên Xô có tiếp xúc đường giữa các sợi thép ở các lớp kề nhau, làm việc lâu hỏng và được sử dụng rộng rãi. Vật liệu chế tạo là các sợi thép có giới hạn bền 1200  2100 N/ 2 mm . Vậy ta chọn cáp  K-3 kết cấu 6 x 25 (1+6; 6+12) + 1 lõi, giới hạn bền các sợi thép trong khoảng 1500  1700 N/ 2 mm , để dễ dàng trong vi ệc thay cáp sau này khi bị mòn, đứt. 2.1.2.2. palăng giảm lực Trên các cầu lăn dây cáp được cuốn trực tiếp lên tang; cầu lăn phục vụ trong phân xưởng khi cần nâng hạ vật theo chiều thẳng đứng, để tiện lợi trong khi làm việc; do đó ta chọn palăng đơn có một nhánh dây chạy lên tang. Tương ứng với tải trọng cầu trục, theo bảng 2-6, [2- tr.25]. Ch ọn bội suất palăng a = 2. Palăng gồm một ròng rọc di chuyển, sơ đồ (hình 2.2) Lực căng lớn nhất xuất hiện ở nhánh dây cáp cuốn lên tang khi nâng v ật được xác định theo công thức [2- tr.24]. k am Q S p  . 0 max  Trong đó: a = 2 – bội suất palăng. m = 1 – số nhánh cáp cuốn lên tang. k = 1,5 – h ệ số tải trọng động.  m QQQ 0 10000 + 250 = 10250 N p  - hiệu suất palăng.     98,0 98,012 98,0.98,01 )1( ).1( 2           a ta p Với: t – Số ròng rọc đổi hướng, t = 0  = 0,98 – hiệu suất của ròng rọc đặt trên ổ lăn bôi trơn bình thường. Hình 2.2. sơ đồ palăng. 78445,1. 98,0.2.1 10250 max  S N 2.1.2.3. Kích thước dây Kích thước dây cáp dược chọn dựa vào công thức (2-10) – [tr.18] 392205.7844. max  kSS đ N Trong đó: đ S - lực kéo đứt cáp. k = 5 - hệ số an toàn bền của cáp, lấy theo bảng (2- 2) – [tr.19] ứng với chế độ làm việc nhẹ. Xuất phát từ điều kiện bền theo công thức (2-10), với loại dây đã chọn trên, với giới hạn bền của sợi 1600 b  N/ 2 mm =160 kg/ 2 mm . Theo tiêu chu ẩn của Liên Xô, chọn đường kính cáp 1,8 c d mm có s ức kéo đứt NS đ 40350 xấp xỉ với lực đứt cáp yêu cầu. Trọng lượng 100 m cáp = 23,40 kg = 234 N. 2.1.2.4. Tính các kích thước cơ bản của tang và ròng rọc Đường kính nhỏ nhất cho phép đối với tang và ròng rọc xác định theo công thức (2 -12) – [tr-20]. 4,194)125(1,8)1(  edD ct mm Trong đó: t D - đường kính tang đến đáy rãnh cáp, mm. 1,8 c d mm - đường kính dây cáp quắn lên tang. e = 25 – h ệ số thực nghiệm, tra theo bảng (2-4) – [tr.20] Ta ch ọn đường kính tang 195 t D mm. Ròng r ọc làm việc, có thể chọn đường kính nhỏ hơn 20% so với đường kính tang. 156135.8,08,0  tr DD mm Chi ều dài toàn bộ của tang được xác định theo công thức (2- 14) – [tr.21]. 210 2LLLL  Hình 2.3. Sơ đồ xác định chiều dài tang Trong đó: L – chi ều dài toàn bộ của tang. L 0 – chiều dài phần cắt ren. L 1 – phần tang để kẹp đầu cáp. L 2 – phần tang để làm thành bên. Chi ều dài một nhánh cáp cuốn lên tang khi làm việc với chiều cao nâng H = 5 m và bội suất palăng a = 2. l = H.a = 5.2 = 10 m S ố vòng cáp phải cuốn ở một nhánh (2-tr.21) 1493,132 )081,0195,0( 10 )( 0       Z dD l Z ct vòng. Trong đó: Z 0 = 2 – số vòng dự chữ không sử dụng đến ( 5,1  ). V ậy chiều dài phần cắt ren là: L 0 = Z.t Trong đó: t – bước cáp được xác định theo công thức kinh nghiệm. t = d c + (2  3) = 8,1 + 2,4 = 10,5 mm L L 2 L 0 L 1 L 2  L 0 = 14.10,5 = 147 mm Chi ều dài L 1 , nếu dùng phương pháp cặp thông thường thì phải cắt thêm khoảng 3 vòng rãnh trên tang nữa, do đó: L 1 = 3.10 = 30 mm Vì tang được cắt rãnh, cáp cuốn một lớp, tuy nhiên ở hai đầu tang trước khi v ào phần cắt rãnh ta để trừ lại một khoảng L 2 = 20 mm để làm thành bên. L = L 0 + L 1 + 2L 2 = 147 + 30 + 20.2 = 217 mm Để thuận lợi cho việc chế tao, chọn chiều dài tang: L = 220 mm. B ề dầy thành tang xác định theo kinh nghiệm.  = 0,02D t + (6  10) = 0,02.195 + 6,1 = 10 mm Ki ểm tra sức bền của tang theo công thức (2-15) – [tr.22]. Trong đó: S max = 7844 N – lực căng lớn nhất.  = 10 mm – bề dầy thành tang. t = 10,5 mm – bước cuốn cáp. 8,0   - hệ số giảm ứng suất đối với tang bằng gang. k =1 – hệ số phụ thuộc lớp cáp cuốn lên tang. Bảng (2-1). Hệ số k. Số lớp cuốn 1 2 3 4    nn t Sk      . max k 1 1,4 1,8 2  76,59 5,10.10 7844.8,0.1  n  N/mm 2 Tang được đúc bằng gang CЧ 15 – 32 là loại vật liệu thông thường phổ bi ên nhất, có giới hạn bền nén là:  bn  565 N/mm 2 . Ứng suất cho phép xác định theo giới hạn bền nén với hệ số an toàn k = 5. 113 5 565  k bn n   N/mm 2 Vậy   nn   . 1,4 1,8 2  76 ,59 5, 10.10 7844.8,0.1  n  N/mm 2 Tang được đúc bằng gang CЧ 15 – 32 là loại vật liệu thông thường phổ bi ên nhất, có giới hạn bền nén là:  bn  56 5 N/mm 2 . Ứng suất. 784 45, 1. 98,0.2.1 10 250 max  S N 2.1.2.3. Kích thước dây Kích thước dây cáp dược chọn dựa vào công thức (2-10) – [tr.18] 3922 05. 7844. max  kSS đ N Trong đó: đ S - lực kéo đứt cáp. k = 5.  bn  56 5 N/mm 2 . Ứng suất cho phép xác định theo giới hạn bền nén với hệ số an toàn k = 5. 113 5 5 65  k bn n   N/mm 2 Vậy   nn  