Chương 10: Các bộ phận khác của cơ cấu nâng b. Cặp đầu cáp lên tang Ta sử dụng phương pháp kặp đầu cáp trên tang thông thường: ở mỗi đầu cáp dùng 3 tấm cặp, tương ứng với đường kính dây cáp d c = 5,6 mm, bước cắt rãnh t = 8 mm, vít c ấy M10. Lực tính toán đối với cặp cáp xác định theo công thức (2-16) – (tr.22). N e e S S f 1352 7844 4.14,0 max 0   Hình 2.8. Cặp cáp trên tang Trong đó: S max =7844 N f = 0,14 – h ệ số ma sát giữa tang với mặt cáp.   4  - góc ôm của các vòng cáp dự trữ trên tang. L ực kéo các vít cấy N f S p 4828 14,0.2 1352 2 0  Lực uốn các vít cấy NfPP 67614,0.4828. 0  d1 l o Ứng suất tổng xuất hiện trong thân vít cấy, theo công thức (2- 17) – (tr.23) 3 1 00 2 1 1,0 4 . . 3,1 dZ lP d Z P     Trong đó: d 1 = 8 mm – đường kính trong của vít cấy. l 0 = 8 mm – tay đòn đặt lực P 0 (l 0  l + c). Z = 3 – s ố bu lông cặp cáp. Vậy: 2 32 /84,762,3564,41 8.3.1,0 8.676 4 8. .3 4828.3,1 mmN    Vậy các vít cấy này có thể làm bằng thép CT3 có ứng suất cho phép: [  ] = 75  85 N/mm 2 c. Tính trục tang Sơ đồ tính như hình 2-9. C D R = 7844 RA =4047 RA = 3797 RA RA 35 30 152 78,5 B 217 A Hình 2.9. Sơ đồ tính trục tang. Xét trường hợp vị trí của lực căng dây tr ên tang sẽ không thay đổi v à nằm ở điểm giữa tang. Trị số của hợp lực này bằng: R = S max = 7844 N T ừ sơ đồ tính trục tang trên hình (2-9) ta xác định được tải trọng tác dụng lên may ơ bên trái (điểm D). R D = 7844 152 5,78 = 4047 N T ải trọng tác dụng lên may ơ bên phải (điểm C) R C = R – R D = 7844 – 4047 = 3797 N Ph ản lực tại ổ A bằng: R A = 3919 217 30.3797)30152(4047    N Ph ản lực tại ổ B là: R B = R – R A = 7844 – 3919 = 3925 N Mômen u ốn tại D M D = 3919.35 = 137165 Nmm Mômen u ốn tại C M C = 3925.30 = 117750 Nmm Tr ục tang không truyền mômen xoắn, chỉ chịu uốn. Đồng thời trục quay cùng với tang khi làm việc, nên nó sẽ chịu ứng suất uốn theo chu kì đối xứng. Vật liệu trục tang – dùng thép 45 với giới hạn bền 2 /610 mmN b   , giới hạn chẩy 2 /430 mmN ch   và giới hạn mỏi 2' 1 /250 mmN   . Khi đó ứng suất uốn cho phép với chu kì đối xứng trong phép tính sơ bộ có thể xác định theo công thức (1-12) – (tr.12).     78 2.6,1 250 . ' ' 1   kn   N/mm 2 Với các hệ số k ’ và   n tra theo bảng 1-5 và 1-8 V ậy tại điểm D trục phải có đường kính là:   26 78.1,0 137165 .1,0 33   D M d mm K ết cấu trục cùng các kích thước cho trên hình 2-12. Trục cần được kiểm tra tại các tiết diện có khả năng chịu ứng suất lớn nhất: các tiết diện cần kiểm tra là I-I, II- II, III-III và IV-IV. - Ta ki ểm tra tiết diện I-I, có đường kính d = 30 mm Ứng suất uốn lớn nhất: 61,65 30.1,0 176610 .1,0 33  d M D u  N/mm 30 152 35 30 28 30 28 IV III II III IV II I I Hình 2-10. Kết cấu trục tang. Xuất phát từ tuổi bền tính toán A =15 năm, với chế độ làm vi ệc nhẹ và sơ đồ tải trọng ở hình (2-4) ta sẽ tính số chu kỳ làm vi ệc như sau: Số giờ làm việc tổng cộng T = 24.365.A.k n .k ng = 24.365.15.0,25.0,33 = 10573 h Trong đó: k n = 0,25; k ng = 0,33 tra theo bảng (1-1). S ố chu kỳ làm việc tổng cộng Z 0 = 60Tn t (CĐ) = 60.10573.32.0,15 = 3045024 Trong đó: n t = 32 v/ph – số vòng quay trục tang. (CĐ) = 0,15 – cường độ làm việc của cơ cấu với chế độ làm việc nhẹ. Số chu kì làm việc tương ứng với các tải trọng Q 1 , Q 2 , Q 3. Z 1 = 10 2 Z 0 = 10 2 3045024 = 609005 Z 2 = 10 5 Z 0 = 10 5 3045024 = 1522512 Z 3 = 10 3 Z 0 = 10 3 3045024 = 913057 S ố chu kỳ làm việc tương đương là: Z tđ = 609005.1 8 + 1522512.0,75 8 + 913057.0,2 8 = 761258 H ệ số chế độ làm việc 4,1 761258 1010 8 7 8 7  tđ c Z k Giới hạn mỏi tính toán 3253,1.250. ' 11   c k  N/mm 2 Hệ số chất lượng bề mặt ở đây lấy  = 0,9 – bề mặt gia công tinh. Hệ số kích thước lấy 88,0   (bảng tính “chi tiết máy”). Hệ số tập trung ứng suất 2  k . Hệ số an toàn là 96,1 0. 610 325 61,65 9,0.88,0 2 325 . . 1 1        m b u k n          Hệ số an toàn cho phép của trục trong điều kiện làm việc bình thường là: [n] = 1,5  2,6. Vậy trục tang đảm bảo an toàn Đối với các tiết diện II-II, III-III và IV-IV ta cũng làm phép ki ểm tra tương tự. d. Khớp nối trục động cơ với hộp giảm tốc Ta sử dụng khớp nối vòng đàn hồi, là loại khớp nối di động có thể lắp và làm việc khi hai trục không đồng trục tuyệt đối; ngoài ra lo ại khớp này còn giảm được chấn động và va đập khi mở máy và khi phanh đột ngột. Phía nửa khớp bên hộp giảm tốc kết hợp làm bánh phanh. Khi đó mômen lớn nhất mà khớp phải truyền có thể xuất hiện trong hai trường hợp: khi mở máy nâng vật v à khi phanh hãm vật đang nâng. - Khi mở máy nâng vật, với hệ số quá tải lớn nhất đã quy định, sẽ xuất hiện mômen mở máy lớn nhất bằng M m max = 2,5.M dn = 2,5.11,4 = 28,5 Nm Ph ần dư để thắng quán tính của cả hệ thống. M d = M m max – M n = 28,5 – 14,2 = 14,3 Nm Trong đó: M n = 14,2 – mômen tĩnh khi nâng vật (đã tính ở phần trước). Một phần mômen M d này tiêu hao trong việc thắng quán tính các tiết máy quay bên phía trục động cơ (rôto của động cơ điện kể cả nửa khớp), còn lại mới là phần truyền qua khớp. Mômen vô lăng của nửa khớp phía động cơ lấy bằng 40%, mômen vô lăng của cả khớp   2 ' 2 0864,0216,0.4,0 NmDG k ii  Trong đó:   22 216,0 NmDG k ii  (đã tính ở phần trước). Mômen vô lăng các tiết máy quay trên giá động cơ       2 ' 22 ' 2 5664,00864,048,0 NmDGDGDG k ii roto ii I ii   Momen vô lăng tương đương của vật nâng (có vận tốc v n ) chuy ền về trục động cơ.   2 2 2 2 2 0 2 051,0 1420 10 10250.1,0.1,0 Nm n v QDG đc n td ii  Tổng mômen vô lăng của cả hệ thống       8166,0051,0)216,048,0(1,1 222    td ii I iiii DGDGDG  Nm 2 Tổng mômen vô lăng của phần cơ cấu từ nửa khớp bên phía h ộp giảm tốc về sau kể cả vật nâng       2502,05664,08166,0 ' 22 ' 2   I iiiiii DGDGDG Nm 2 Phần mômen dư truyền qua khớp     38,4 8166,0 2502,0 3,14 2 ' 2 '    ii ii dd DG DG MM Nm T ổng mômen truyền qua khớp M ’ k = M n + M ’ d = 14,2 + 4,38 = 18,58 Nm - Khi hãm vật đang nâng, mômen đặt trên phanh là M ph = 14Nm. T ổng mômen để thắng quán tính của các hệ thống M qt = M ph + M * t = 14 + 9,3 = 23,3 Nm Trong đó: M * t = M h = 9,3 Nm (đã tính phần trước) Ta có thể tính được phần mômen truyền qua khớp để thắng quán tính các tiết máy quay trên phía động cơ bằng cách tương tự như trên. Mặt khác cũng có thể tính xuất phát từ thời gian phanh, theo công thức (3-6) – (tr.52). 2 0 2* 1 2 00 * 1 .).(375 )(375 )( iaMM nDQ MM nDG t tphtph Iii n ph        = 1287,0 34,31.2.3,23.375 807,0.1420.1406,0.10250 3,23.375 1420.686,0.1,1 22 2  s Mômen truy ền qua khớp để thắng quán tính sẽ bằng   663,16 1287,0.375 1420.5664,0 .375 . 1 ' 2 '"   n ph I ii qtk t nDG MM Nm Như vậy, khi phanh vật đang nâng khớp phải truyền mômen lớn hơn, do đó cần phải kiểm tra khả năng truyền tải của khớp theo mômen truyền yêu cầu là M =16,663 Nm. Kiểm tra điều kiện an toàn của khớp nối: M.k 1 .k 2 = 16,665.1,3.1,1 = 23,824 Nm < M max = 46,62 Nm Trong đó: k 1 , k 2 – là hệ số tính đến mức độ quan trọng của cơ cấu và điều kiện làm việc của cơ cấu, giá trị được tra theo bảng (2-7). M max = R n .P = 46,26 Nm (dựa vào phần tính chọn phanh). V ậy khớp nối đã chọn đã làm việc an toàn. Bảng (2-7). Hệ số k 1 và k 2 . k 2 đối với chế độ làm việc Loại cơ cấu k 1 Nh TB N RN Cơ cấu nâng vật Cơ cấu nâng chuyển kim loại lỏng Cơ cấu thay đổi tầm với Cơ cấu di chuyển và cơ cơ vấu quay 1,3 1,5 1,4 1,2 1,1 1,2 1,3 1,5 . Z 1 = 10 2 Z 0 = 10 2 3045024 = 609005 Z 2 = 10 5 Z 0 = 10 5 3045024 = 15 22 512 Z 3 = 10 3 Z 0 = 10 3 3045024 = 913 057 S ố chu kỳ làm việc tương đương là: Z tđ = 609005 .1 8 + 15 22 512 .0,75 8 . v n ) chuy ền về trục động cơ.   2 2 2 2 2 0 2 0 51, 0 14 20 10 10 250 .1, 0 .1, 0 Nm n v QDG đc n td ii  Tổng mômen vô lăng của cả hệ thống       816 6,00 51, 0) 216 ,048,0 (1, 1 222    td ii I iiii DGDGDG  . độ làm việc Loại cơ cấu k 1 Nh TB N RN Cơ cấu nâng vật Cơ cấu nâng chuyển kim loại lỏng Cơ cấu thay đổi tầm với Cơ cấu di chuyển và cơ cơ vấu quay 1, 3 1, 5 1, 4 1, 2 1, 1 1, 2 1, 3 1, 5