Xác định góc nghiêng cho phép của mặt nền theo điều kiện ổn định chống lật cho cần trục Pinguely GC15150S dạng tháp

1. Các yếu tố động lực học ảnh hưởng đến khả năng ổn định chống lật rất lớn và hết sức phức tạp đặc biệt là với những cần trục có tầm với, chiều cao và tải trọng nâng lớn như cần trục Pinguly GC15150S. Điều này thể hiện qua giá trị góc nghiêng lớn nhất cho phép rất nhỏ (β ≈ max 2 34 0 ' ). Vì vậy khi tính toán ổn định chống lật cần phải xác định chính xác, đầy đủ tất cả các yếu tố để đảm bảo an toàn một cách tuyệt đối cho cần trục. 2. Góc nghiêng lớn nhất cho phép của nền đặt cần trục Pinguly GC15150S khi làm việc rất nhỏ nên công tác chuNn bị mặt bằng cho cần trục là rất quan trọng và đòi hỏi đạt độ chính xác cao về độ nghiêng. Bên cạnh đó mặt nền phải được gia cố bền vững để độ lún không vượt quá tiêu chuNn.

pdf6 trang | Chia sẻ: linhmy2pp | Ngày: 17/03/2022 | Lượt xem: 126 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Xác định góc nghiêng cho phép của mặt nền theo điều kiện ổn định chống lật cho cần trục Pinguely GC15150S dạng tháp, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 4 (44) /N¨m 2007 – XÁC ĐNNH GÓC NGHIÊNG CHO PHÉP C ỦA M ẶT N ỀN THEO ĐIỀU KI ỆN ỔN ĐN NH CH ỐNG L ẬT CHO CẦN TR ỤC PINGUELY GC15150S D ẠNG THÁP Nguy ễn Th ị H ồng C Nm (Tr ường Đại học Kỹ thu ật công nghi ệp- ĐH Thái Nguyên) 1. M ở đầ u Cần tr ục Pinguly GC15150S được đưa vào Vi ệt nam t ừ nh ững n ăm 1990, đó là lo ại c ần tr ục bánh l ốp t ự hành có ba d ạng l ắp c ần: c ần đầ u nh ọn, c ần đầ u búa và c ần tháp, trong đó c ần tháp có chi ều cao nâng l ớn nh ất, tuy nhiên thi ết b ị và c ấu ki ện k ết c ấu thép cho d ạng c ần tháp không đư a sang, trong thuy ết minh máy c ũng không có h ướng d ẫn s ử d ụng c ần d ạng tháp. Vì v ậy vi ệc nghiên c ứu, thi ết k ế, ch ế t ạo c ần d ạng tháp, l ập thuy ết minh cho lo ại c ần này là r ất c ần thi ết. Trong đó tính ổn đị nh ch ống l ật là m ột trong nh ững b ước tính quan tr ọng c ủa vi ệc tính thi ết k ế và thi ết l ập nhi ều thông s ố quan tr ọng trong thuy ết minh h ướng d ẫn s ử d ụng. Đây chính là c ơ s ở để tác gi ả đưa ra bài báo này. Cần tr ục ph ải đả m b ảo điều ki ện ổn đị nh ch ống l ật trong c ả hai tr ường h ợp: Khi có t ải (ổn đị nh độ ng, ổn đị nh t ĩnh) và khi không t ải ( đứ ng v ững c ủa b ản thân c ần tr ục). M ức độ ổn định được xác đị nh b ằng t ỷ s ố gi ữa mômen gi ữ và mômen l ật (g ọi là h ệ s ố ổn đị nh K 0). Ở m ỗi tr ạng thái c ần tr ục được ki ểm tra ổn đị nh v ới v ị trí và điều ki ện làm vi ệc b ất l ợi nh ất. Trong đó ổn đị nh độ ng khi có t ải là tr ạng thái ổn đị nh khó đạ t được nh ất đó là tr ạng thái ổn đị nh khi c ần tr ục được đặ t trên m ặt ph ẳng nghiêng m ột góc β về phía tr ước; c ần tr ục làm vi ệc v ới t ầm v ới l ớn nh ất và t ải tr ọng nâng l ớn nh ất ứng v ới t ầm v ới này; c ần tr ục ch ịu l ực gió l ớn nh ất có ph ươ ng song song v ới m ặt đường và theo chi ều gây kh ả năng l ật l ớn nh ất; c ần tr ục ch ịu các l ực quán tính b ất l ợi nh ất cho ổn đị nh khi phanh các chuy ển độ ng nâng h ạ v ật, khi di chuy ển và quay. Trong khuôn kh ổ cho phép bài báo ch ỉ trình bày quá trình tính ổn đị nh độ ng khi có t ải. 2. Tính toán xác định góc nghiêng cho phép Dưới tác d ụng c ủa các l ực trên c ần tr ục có xu h ướng l ật v ề phía tr ước quanh c ạnh l ật, điều ki ện ổn đị nh độ ng được xác đị nh theo - [2] M − M − M − M − M = G C m W ∑ qt ≥ K01 1,15 (1) M Q Đây là lo ại c ần tr ục tự hành có s ức nâng l ớn nên khi làm vi ệc ph ải đứ ng trên các chân tựa vì v ậy c ạnh l ật là chân t ựa phía tr ước. M G -Mô men gi ữ (mô men ph ục h ồi) do tr ọng l ượng c ủa b ản thân c ần tr ục( k ể c ả đố i = β − β tr ọng và b ộ ph ận quay) : M G LGG cos H GG sin Theo [1] t ổng tr ọng l ượng c ủa b ản thân c ần tr ụcG ≈ 395 t = 3950 KN ( bao g ồm xe mang ≈ ≈ đi kèm giá đỡ chìa, ụ quay, h ệ th ống khung giá đỡ , đố i tr ọng); LG 9,4 m ; H G 1,90m ⇒ = β − β M G 19355 Cos 7505 Sin (KNm) (2) 57 T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 4 (44) /N¨m 2007 – Wv Flv W2 Flc Qm α Gc2 Gc1 0 0 0 1 9 = v W3 H 0 0 0 8 Gc3 7 0 = 0 0 2 0 0 w 2 4 h 7 5 8 = = 1 2 c c h h 0 0 5 0 3 = 3 w h 0 0 9 1 = W1 G Flt H lG = Fqt v 490 ί G I 0 ί lw3 I = 1400 2170 Q 0 L 0 G=4900 lc1 = 1 9 7000 1 = w2 = G l 33000 H lc2 = 43600 β G lv = 56000 M Q -Mô men l ật do tr ọng l ượng v ật nâng l ớn nh ất ứng v ới t ầm v ới xa nh ất và ở chi ều M = L Q cos β + H Q sin β cao nâng l ớn nh ất ứng v ới t ầm v ới này: Q v v Theo [3], tr ọng l ượng v ật nâng l ớn nh ất ứng v ới t ầm v ới xa nh ất Q = 21 t = 210 KN , ≈ ≈ = β + β theo [1 ] Lv 56 m ; H v 91 m ⇒ M Q 11760 cos 19110 sin (KN.m) (3) M C - Mô men l ật do tr ọng l ượng c ủa c ần, theo kh ảo sát k ết c ấu c ủa c ần nguyên b ản cần chia làm hai đoạn có kích th ước khác nhau do đó: = β + β + β + β + β + β M C Gc1lc1Cos Gc1hc1Sin Gc2lc2Cos Gc2hc2Sin Gc3lc3Cos Gc3hc3Sin l ≈ 17 m l ≈ 43 6, m l ≈ 4,1 m h ≈ 72 m h ≈ 85 4, m h ≈ 30 5, m Theo [1] c1 ; c2 ; c3 ; c1 ; c2 ; c3 ; G = 33 ,25m 4,1. kN / m = 46 ,55KN G = 24 ,25m 1,1. KN / m = 26 ,675 KN c1 ; c2 ; G = 58 m 4,1. kN / m = 81 2, KN M = 2068 Cos β + 8106 Sin β c3 ⇒ C (KNm) (4) = β + β M m -Mô men l ật do tr ọng l ượng c ủa b ộ ph ận mang M m Qm LvCos Qmhv Sin 58 T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 4 (44) /N¨m 2007 – = = β + β Theo [1] tr ọng l ượng c ủa b ộ ph ận mang Qm 3KN ⇒ M m 168 Cos 273 Sin (KNm) (5) M W -Mô men l ật do gió: M ≈ W h Cos β − W l Sin β + W h Cos β − W l Sin β + W 1 W1 1 W1 2 W 2 2 W2 (6) β − β + β − β W3hW 3Cos W3lW3 Sin Wv H vCos Wv lv Sin = W-Lực gió l ớn nh ất ở tr ạng thái làm vi ệc: WF Pg F − Di ện tích ch ắn gió (m2 ) − 2 = Pg Áp l ực gió trên m ột m di ện tích : Pg q0kcn − = 2 q 0 Áp l ực độ ng c ủa gió, theo[4], ở tr ạng thái làm vi ệc qo ,0 125 KN / m k − Hệ s ố ph ụ thu ộc độ cao, lấy theo [4] c − Hệ s ố c ản khí độ ng h ọc, l ấy theo [4] c=1,2 n- Hệ s ố v ượt t ải, l ấy theo[4] n=1 − W1 lực gió l ớn nh ất ở tr ạng thái làm vi ệc tác d ụng lên c ần tr ục. = = W1 Fct Pg1 Fct q0k1cn − ≈ 2 Fct Di ện tích ch ắn gió c ủa c ần tr ục theo ph ươ ng b ất l ợi nh ất, qua kh ảo sát Fct 12 m = ≈ k1 1,64 , nên W1 3KN − W2 lực gió l ớn nh ất ở tr ạng thái làm vi ệc tác d ụng lên tay c ần ph ụ c ủa c ần tr ục = = W2 Fc2 Pg 2 Fc2qok2cn − Fc Di ện tích ch ắn gió tính toán c ủa c ần c ần tr ục có k ể đế n độ nghiêng c ủa nó, theo =ψφ , α [2] Fc Fc Sin . ψ − Theo [4], v ới k ết c ấu ki ểu dàn c ủa c ần tr ục Pinguly ψ = 4,0 φ − Hệ s ố tác d ụng lên các chi ti ết khác trên khung dàn c ủa c ần φ = 5,1 α − α = 0 2 Góc nghiêng c ủa tay c ần, ở v ị trí đang kh ảo sát 2 21 5, , − Fc2 Di ện tích theo đường vi ền dàn trên c ủa c ần, qua kh ảo sát , ≈ 2 = = , α ψφ = Fc2 33 4, m ; k2 1,73, nên W2 Fc2Sin 2. qok2cn 2KN Tươ ng t ự nh ư v ậy ta có l ực gió l ớn nh ất tác d ụng lên tay c ần chính: = , α ψφ W3 Fc3Sin 3. qok3cn , ≈ 2 = α = 0 = Qua tính toán có Fc3 39 m ; k3 1,64 ; 3 90 ; v ậy W3 5,76KN − WV lực gió l ớn nh ất ở tr ạng thái làm vi ệc tác d ụng lên v ật nâng (qui v ề đầ u c ần) = = Wv Fv Pgv Fvqokvcn 59 T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 4 (44) /N¨m 2007 – − Fv Di ện tích ch ắn gió c ủa v ật được xác đị nh theo đường vi ền th ực t ế c ủa v ật, theo[2], v ới ≈ ≈ 2 = tải tr ọng nâng Q 20 tấn thì có th ể l ấy s ơ b ộ Fv 15 m ; kv 1,81; Vậy = = Wv Fv qo kvcn 4KN Thay các giá tr ị trên vào công th ức (6) ta có t ổng mô men l ật do gió là: = β − β M W 701 Cos 331 Sin (7) − = + + ∑M qt Tổng mô men l ật do các l ực quán tính: ∑M qt M qtv M ltv M ltc (8) Ở đây, vì c ần tr ục không di chuy ển trong quá trình nâng h ạ nên không xét đến l ực quán tính khi phanh c ơ c ấu di chuy ển, do đó t ổng mô men l ật do các l ực quán tính được xác đị nh ch ỉ gồm 3 thành ph ần trên. − M qtv Mô men l ật do l ực quán tính c ủa v ật nâng và b ộ ph ận mang trong quá trình nâng, h ạ v ật. (Q + Q ) V (Q + Q ) V = β + β = m h β + m h β M qtv Fqtv LvCos Fqtv H v Sin . LvCos H v Sin (9) g th g th Trong đó: = + = Qo (Q Qm ) 240 KN - Tr ọng l ượng c ủa v ật nâng và b ộ ph ận mang g – Gia t ốc tr ọng tr ường ( m/s 2 ); Vh - Vận t ốc, m/s, theo qui đị nh v ề an toàn[6], v ận t ốc h ạ v ật l ấy b ằng 1,5 v ận t ốc nâng vật: V =1,5. 0,117m/s = 0,1755m/s. h [ ] th - Th ời gian kh ởi độ ng ho ặc phanh c ơ c ấu nâng khi h ạ v ật, theo 2 : β 2 ∑(Gi Di )I n1 Q D nη t = + o o 1 (10) h − * − * 2 2 375 (M ph M t ) 375 (M ph M t )a io Trong đó: 2 − ∑(Gi Di )I Tổng mô men vô l ăng c ủa các chi ti ết máy quay trên tr ục I β - Hệ s ố k ể đế n ảnh h ưởng quán tính c ủa các chi ti ết máy quay trên các tr ục sau tr ục I; β = 1,1 ÷ 2,1 . Theo[5] Có th ể l ấy g ần đúng : β 2 ≈ 2 .∑(Gi Di ) I (2,1 G1D1 ) roto 2 (G1D1 )roto -Mô men vô l ăng c ủa rô to độ ng c ơ điện c ơ c ấu nâng, theo[1] 2 = 2 (G1D1 )roto 0,044 (KN m ) − = n1 Số vòng quay c ủa tr ục I (tr ục độ ng c ơ), theo [1] n1 735vg/ph − = + = + D0 Đường kính tang tính đế n tâm dây cáp D0 Dt dc ,0 400 ,0 0165 a − Bội su ất c ủa pa l ăng c ơ c ấu nâng, theo [3] v ới c ần d ạng tháp ở nhóm cần có chi ều dài l ớn h ơn 50m thì b ội su ất pa l ăng t ối ưu được xác đị nh a = 5,2 − io tỷ s ố truy ền chung t ừ tr ục độ ng c ơ đến tr ục tang. n n i = dc = dc = 54 ,96 0 π nt Vn a / D0 − M ph Mô men phanh c ủa c ơ c ấu nâng được xác đị nh t ừ điều ki ện gi ữ v ật treo ở tr ạng = * thái t ĩnh, M ph nM t , v ới n là h ệ s ố an toàn phanh, theo [2] n=1,15 60 T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 4 (44) /N¨m 2007 – * − [ ] M t Mô men t ĩnh trên tr ục độ ng c ơ để th ắng tr ọng l ượng v ật nâng, theo tài li ệu 2 Q D M * = o o t η 2ai o η =η ηη − [ ] p t o Hi ệu su ất chung c ủa toàn b ộ c ơ c ấu nâng, theo 2 : hi ệu su ất c ủa tang η = η = t 0,96, hi ệu su ất c ủa h ệ d ẫn độ ng o 0,8. Hi ệu su ất c ủa pa l ăng được xác đị nh theo [2] Q Q 1( − λa )λt η = 0 = 0 = p ma .s Q 1( − λ) a 1( − λ) max ma 0 m 1( − λa )λt λ − Hi ệu su ất c ủa m ột ròng r ọc, theo [2]: λ = 0,98 t − Số ròng r ọc đổ i h ướng, vì dây tr ực ti ếp cu ốn lên tang không qua các ròng η = η = = rọc đổ i h ướng nên t=0 ⇒ p 0,97 Vậy 0,96.0,8.0,97 ,0 745 Q D M * = o o = ,0 04883 ; M = M *.n = ,0 05615 (KNm) t η ph t 2ai o = Thay các đại l ượng trên vào công th ức (10), (9) có th 15 2, s ; = β + β M qtv 15 8, Cos 25 Sin (KNm) (11) − M ltv Mô men l ật do l ực quán tính ly tâm c ủa v ật nâng và b ộ ph ận mang trong quá trình quay cần, theo [2]: 2 + 2 (Q + Q )L n (Q Qm )Lv nq M = F H Cos β − F L Sin β = m v q H Cos β − L Sin β ltv lv v lt v − 2 v − 2 v 900 hd nq 900 hd nq − = nq Tốc độ quay c ủa c ơ c ấu quay c ủa c ần tr ục, theo[1] nq 9,0 v / ph − ≈ hd Chi ều dài của dây treo v ật, có th ể l ấy hd 40 m = β − β Vậy M ltv 1264 Cos 702 Sin (KNm) (12) − M ltc Mô men l ật do l ực quán tính ly tâm c ủa c ần trong quá trình quay c ần, theo [2]: G n2l G n2l G n2l G n2l M ≈ c1 q c1 h Cos β + c2 q c2 h Cos β + c3 q c3 h Cos β − c1 q c1 l Sin β − ltc 900 c1 900 c2 900 c3 900 c1 G n2l G n2l c2 q c2 l Sin β − c3 q c3 l Sin β 900 c2 900 c3 = = = Trong đó: Gc1 46 ,55KN ;Gc2 26 ,675 KN ;Gc3 81 2, KN là tr ọng l ượng c ủa các đoạn c ần, ≈ β − β vậy M ltc 145 Cos 58 Sin (KNm) (13) = β − β Thay (11), (12), (13) vào (8) ta có ∑M qt 1425 Cos 735 Sin (14) Thay (2), (3), (4), (14) vào (1) và tính toán ta xác định được góc nghiêng t ối đa c ủa m ặt n ền là β ≈ 0 , max 2 34 . 61 T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 4 (44) /N¨m 2007 – 3. K ết luận 1. Các y ếu t ố độ ng l ực h ọc ảnh h ưởng đế n kh ả n ăng ổn đị nh ch ống l ật r ất l ớn và h ết s ức ph ức t ạp đặ c bi ệt là v ới nh ững c ần tr ục có t ầm v ới, chi ều cao và t ải tr ọng nâng l ớn nh ư c ần tr ục Pinguly GC15150S. Điều này th ể hi ện qua giá tr ị góc nghiêng l ớn nh ất cho phép r ất nh ỏ β ≈ 0 ( max 2 34 ' ). Vì v ậy khi tính toán ổn đị nh ch ống l ật c ần ph ải xác đị nh chính xác, đầ y đủ t ất cả các yếu t ố để đả m b ảo an toàn m ột cách tuy ệt đố i cho c ần tr ục. 2. Góc nghiêng l ớn nh ất cho phép c ủa n ền đặ t c ần tr ục Pinguly GC15150S khi làm vi ệc rất nh ỏ nên công tác chu Nn b ị m ặt b ằng cho c ần tr ục là r ất quan tr ọng và đòi h ỏi đạ t độ chính xác cao v ề độ nghiêng. Bên c ạnh đó m ặt n ền ph ải được gia c ố b ền v ững để độ lún không v ượt quá tiêu chu Nn. Tóm t ắt Bài báo trình bày m ột ph ươ ng pháp xác định góc nghiêng t ối đa c ủa m ặt n ền trên c ơ s ở phân tích động l ực h ọc khi c ần tr ục Pinguly GC15150S làm vi ệc, m ột lo ại cần tr ục đặ c ch ủng dùng trong xây d ựng các công trình l ớn. Summary The paper presents a specific method to determine the maximal angle of the platform for the crane Pinguly GC15150S, a specific crane used in building large constructions, based on dynamic analysis during its working process. Tài li ệu tham kh ảo [1]. Thuy ết minh c ần tr ục PINGUELY GC-15150S [2]. Hu ỳnh V ăn Hoàng và Đào Tr ọng Th ường (1975), Tính toán máy tr ục, Nhà xu ất b ản Khoa học và K ỹ thu ật, Hà Nội. [3]. Nguy ễn Th ị H ồng C Nm, Lu ận v ăn t ốt nghi ệp cao h ọc, h ướng d ẫn PGS.TS Đào Tr ọng Th ường. [4]. Tiêu chu Nn Vi ệt Nam TCVN2737–90, Tải tr ọng và tác động , Tiêu chu Nn thi ết k ế. [5].Tiêu chu Nn Vi ệt Nam TCVN5575–91, Kết c ấu thép, Tiêu chu n thi ết k ế. [6]. Tiêu chu Nn Vi ệt Nam TCVN4244 – 86, Quy ph ạm k ỹ thu ật an toàn thi ết b ị nâng. [7]. A. H. Дyкeлъ cкий (1973), Cпpa вочник Пок pa нaм, T1 1971, T2. [8]. M.M. Гоҳье pґ (1998), C пpa вочнк Пок pa нaм, . 62

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfxac_dinh_goc_nghieng_cho_phep_cua_mat_nen_theo_dieu_kien_on.pdf
Tài liệu liên quan