Sr gây ra ứng suất kéo:
SB gây ra ứng suất uốn với:
Có thể lấy
Do đó
Do đó để giảm ứng suất trên mắt xích cần phải sử dụng xích bước ngắn. Thông thường, người ta dùng xích có t = (2,7 ÷ 2,8)d cho các loại tang và đĩa xích (Với đường kính tang hay đĩa xích là D = 15dx)
Trong thực tế tính toán, người ta thường chọn xích hàn theo điều kiện bền đứt
tương tự như tính chọn cáp thép:
Smax = Sdm kd → Sd = Smax .n → Tra bảng chọn xích theo tiêu chuẩn.
Giá trị n > 3 tuỳ thuộc vào loại truyền động (tay hoặc máy) và công dụng của
xích.
Hình 1.28: Tính xích hàn
1.4.3. Xích tấm
Xích tấm gồm những tấm thép nối với nhau bằng các trục nhỏ (hình 2.29), số tấm trong mắt xích càng nhiều, tải trọng phá hỏng càng lớn. Các chi tiết làm bằng thép 40 và 45 với giới hạn bền kéo 570 – 600 N/m2 .
Ưu điểm so với xích hàn chế tạo từ những tấm nguyên không phải hàn do đó bảo đảm an toàn hơn; các mắt xích bị biến dạng ít hơn, chuyển động điều hòa hơn.
Nhược điểm: nặng hơn và đắt hơn, không uốn cong được trong mặt phẳng các trục bản lề; các bản lề bị mòn nhiều; làm việc phải có đĩa xích (có răng), với vận tốc thấp, vmax = 0,25 m/s.
Tính toán xích bản lề cũng tương tự như xích hàn và cáp; hệ số an toàn quy
định lấy không dưới 5.
Hình 1.29: Xích tấm
* So sánh cáp và xích
Các loại dây dùng trong cơ cấu nâng của máy trục nói trên (cáp thép bện, xích hàn, xích tấm) có cơ tính và chất lượng sử dụng rất khác nhau, vì vậy chúng được dung trong những điều kiện khác nhau.
Cáp nhẹ hơn xích rất nhiều, với cùng tải trọng phá hỏng trọng lượng 1m cáp nhỏ hơn trọng lượng 1m xích khoảng 10 lần. Ngoài ra nó có thể uốn được theo mọi hướng: làm việc điều hòa, không ồn với bất kỳ vận tốc nào nếu bảo quản tốt có thể đảm bảo độ bề lâu: không đứt bất ngờ mà báo hiệu cho biết trước quá trình phá hỏng vì mỏi (đứt dần từng dây), do đó làm việc rất an toàn. Nhược điểm duy nhất của cáp là đòi hỏi tang phải có đường kính lớn, do đó bộ truyền sẽ phức tạp hơn. Tuy vậy, nhờ những ưu việt của nó, cáp vẫn là loại dây phổ biến nhất trong các máy trục hiện tại.
Xích hàn có nhiều nhược điểm: nặng hơn cáp nhiều, độ an toàn kém hơn, có thể đứt bất ngờ khi nâng vật, điều kiện truyền lực kém (tiếp xúc điểm), tốc độ làm việc với đĩa xích cho phép thấp (0,1 m/s). Ưu điểm của nó là rất dễ uốn cong theo mọi hướng.
Xích tấm chỉ gập được theo một hướng. Độ an toàn cao hơn xích hàn, tốc độ cho phép cũng lớn hơn (0,25 m/s) nhưng đắt hơn.
Như vậy, cáp ưu việt hơn hăn so với xích. Tuy nhiên xích vẫn được dùng trong những điều kiện tương ứng, yêu cầu kích thước cơ cấu nhỏ gọn (vì có thể dùng đĩa xích rất nhỏ) khi môi trường xung quanh có nhiệt độ cao ảnh hưởng không tốt tới dây
cáp. Xích thường được dùng trong các palăng xích kéo tay, là những cơ cấu nâng chậm, chiều cao nâng không lớn lắm.
1.5. Bộ phận cuốn và hướng dẫn dây
Ròng rọc, Palăng, Tang là những kết cấu được sử dụng rộng rãi trong máy nâng. Đó là các kết cấu cơ sở để tạo nên các cơ cấu của máy nâng
1.5.1. Tang
a. Khái niệm
Trong các máy tời nói chung và máy nâng nói riêng Tang là bộ phận chấp hành dùng để biến chuyển động quay của trục tải thành chuyển động tịnh tiến của phần tử mềm và dùng để kéo hoặc thu chứa cáp.
b. Phân loại
Tang trơn (hình 1.30) Tang xẻ rãnh (hình 1.31)
c. Các thông số cơ bản của tang
Hình 1.30 Tang trơn
|
Có thể bạn quan tâm!
-
Máy nâng chuyển - 2 -
Nguyên Lý Làm Việc Của Gầu Ngoạm Hai Dây -
Hình Vẽ Minh Hoạ Cáp Tiếp Xúc Điểm Và Tiếp Xúc Đường. A, Cáp Tiếp Xúc Điểm ; B, Cáp Tiếp Xúc Đường -
Máy nâng chuyển - 6 -
Chốt Trong Cơ Cấu Bánh Cóc – Con Cóc -
Phanh Má Có Lắp Khớp Ở Má Phanh
Xem toàn bộ 159 trang tài liệu này.
Hình 1.31 Tang xẻ rãnh
- Đường kính trống tang: D0 = (18 ÷ 20)dc (mm)
- Chiều dài tang: Lt (mm) Lt = Z.t
Với : t - Bước tang, thường chọn t = 1,1.dc với tang xẻ rãnh và t = dc với tang trơn Z = Z3 + Z2 +Z1 - Số vòng cuốn cáp trên tang
Trong đó :
Z3 - số vòng cáp cố định cáp Z2 - số vòng dự trữ.
Z1 - số vòng làm việc của tang.
Với :
Z1 = a.H/(π.D0) vòng Z2 = Z3 = 1,5 ÷ 2 vòng
Khi cuốn n lớp cáp trên tang có thể lấy : Z ≈ Z1/n
- Bề dày tang: δ . Được xác định khi tính bền trống tang. Với tang đúc có thể
xác định sơ bộ theo: δ = 0,02D + (6 ÷ 10) mm; hoặc δ = 1,2dc
• Tính toán bền tang thu chứa cáp
Trống tang luôn chịu trạng thái ứng suất phức tạp: nén, uốn và xoắn.
Đối với những tang có chiều dài nhỏ hơn 3 lần đường kính trống tang thì ứng suất uốn và xoắn không vượt quá 15% ứng suất nén. Do đó việc tính toán bền tang (Để xác định bề dày δ của trống tang) chủ yếu theo ứng suất nén.
Hình 1.32: Sơ đồ tính bền tang
Dây cáp được quấn đều trên trống tang và trên dây cáp luôn luôn có sức căng cho nên trống tang trong trường hợp này được coi như một ống có bề dày δ chịu áp lực ở mặt ngoài. Do đó việc tính toán bền trống tang được tiến hành theo bài toán Lame.
Để xác định giá trị ứng suất nén, từ các thông số đầu vào: dc , t , S , Dc trước hết cần phải xác định áp lực tác dụng lên bề mặt trống tang p.
Hình 1.33: Sơ đồ tính bề dày trống tang
Tách ra một phân tố bề mặt tang dF có độ dày δ với chiều rộng bằng bước xếp đặt cáp t trên tang và chiều dài ứng với góc dϕ. Đường kính trong của trống tang là D
t
(Hình 1.33). Do lực căng cáp cho nên trên bề mặt tang xuất hiện áp lực p. Lực tác dụng lên phân tố diện tích dF sẽ là: dP = p.dF
Vì hệ thống nằm trong trạng thái cân bằng cho nên tổng hình chiếu của tất cả các lực phân tố trên bề mặt sẽ cân bằng với lực căng 2S, nghiã là:
Gọi:
- Áp lực tác dụng lên mặt ngoài của trống tang là p
- Áp lực tác dụng lên mặt trong của trống tang là p0
- Đường kính ngoài của trống tang là D0.
- Đường kính trong của trống tang là Dt Ứng dụng thành quả của bài toán Lame:
Ứng suất xuất hiện trên trống tang ở bề mặt phía trong là: max
Ứng suất xuất hiện trên trống tang ở bề mặt phía ngoài là:
Vì trống tang chỉ chịu lực mặt ngoài, nên p0 = 0 ; Dt = D0 - 2ω
Như vậy ứng suất nén cực đại xuất hiện trên bề mặt trống tang sẽ là:
Vì δ rất nhỏ so với D0 cho nên coi:
Trong đó:
Smax - Lực căng lớn nhất trên dây cáp; t = dc + a - Bước quấn cáp trên tang. [ζ] - Úng suất nén cho phép ;
n - Hệ số an toàn. n = 1,4 ÷ 1,5 đối với tang thép và đối với tang bằng gang n = 4 ÷ 4,25
Đối với những tang có chiều dài lớn hơn 3 lần đường kính trống tang thì phải tính đến ứng suất uốn và xoắn (do mô men tạo bởi lực căng của dây cáp).
Với tang đơn mô men uốn lớn nhất khi dây cáp ở vị trí giữa tang và có mang tải (Hình 1.34)
Hình 1.34: Tang đơn
Ứng suất uốn và xoắn trong tang sẽ là:
Trong đó: W ,W
u x
– mô men chống uốn và chống xoắn của mặt cắt tang. Với
đường kính trong D , đường kính ngoài D đã biết, thì:
tr ng
Ứng suất pháp do mô men uốn và xoắn gây ra có thể tính theo công thức:
Ứng suất tương đương được kiểm tra như sau:
ζ = ζ - α.ζ < [ζ]
td 1 3 k
Trong đó:
Với vật liệu dẻo α = 1
d. Gắn cáp lên tang
Đối với tang thành cao, toàn bộ chiều dài cáp được chứa trên tang vì vậy cần phải cố định một đầu dây cáp lên tang. Gắn cáp là dùng các biện pháp khác nhau để tạo ra lực ma sát giữa cáp với tang có giá trị đủ lớn để giữ chặt một đầu dây cáp trên tang. Yêu cầu cơ bản của mối gắn cáp là tin cậy, đơn giản dễ gia công và tháo lắp
• Các phương pháp gắn cáp lên tang:
- Gắn cáp bằng Bulông - Thanh đè (hình 1.35)
- Gắn cáp bằng vít và tấm đệm (hình 1.36)
- Gắn cáp bằng Nêm (hình 1.37)
Hình 1.35: Gắn cáp bằng Bulông - Thanh đè
Hình 1.37: Gắn cáp bằng Nêm |
Gắn cáp bằng Bulông - Thanh đè là phương pháp được sử dụng rộng rãi hơn cả và đã được tiêu chuẩn hóa.
1.5.2. Ròng rọc và đĩa xích
a. Khái niệm
Những chi tiết dạng đĩa quay dùng để truyền lực (hoặc đổi hướng chuyển động) của phần tử mềm gọi là puly (Ròng rọc).
b. Phân loại ròng rọc
- Ròng rọc dùng cho cáp thép, cáp tổng hợp và ròng rọc dùng cho xích hàn:
|
Hình 1.38: Ròng rọc dùng cho cáp thép h = (2 ÷ 2,5)dc ; r = (0,53 ÷ 0,6)dc
2α = 400 ÷ 600
Hình 1.39: Ròng rọc dùng cho xích hàn a,b. Xích đơn ; c,d. Xích đôi
Khi làm việc ở chế độ nhẹ và trung bình ròng rọc thường được đúc bằng gang xám. Ở chế độ nặng vật liệu chế tạo là thép đúc. Ròng rọc có đường kính lớn hơn 600mm thường được chế tạo bằng phương pháp hàn. Vật liệu bề mặt rảnh đóng vai trò quan trọng trong việc chống mòn phần tử mềm, phủ nhôm sẽ tốt cho các loại ròng rọc.
- Ròng rọc dùng trên tàu cá; Ròng rọc dùng cho máy nâng.
Hình 1.41: Ròng rọc dùng trên máy nâng |
