ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK TÀU HÀNG KHÔ

ThiÕt kế cần cẩu DERRICK tàu hàng khô
A. Yêu cầu thiết kế
Thiết kế cần cẩu Derrick cho tàu hàng bách hoá tổng hợp có các thông số kĩ thuật
sau :
Tải träng : Pn = 1500 T
 KÝch th-íc cđa tµu : L x B x H x T = 72x11,4x5,7x4,6 (m)
 KÝch th-íc khoang hµng : Li x Bi = 21,4x11,4 (m)
Kích th-ớc miệng hầm hàng : Lh x Bh x Hh = 15,34x7,6x0,9 (m)
B . TÝnh to¸n thiÕt kế
I . Giới thiệu chung
Trên các tàu hàng thông th-ờng , th-ờng bố trí một trong hai loại thiết bị xếp dỡ đó là
Derrick hoặc cần trục quay . Derrick là loại thiết bị xếp dỡ đ-ợc dùng sớm nhất ở trên tàu ,
cho tới nay chúng vẫn còn đ-ợc sử dụng rộng rÃi vì có nhiều -u điểm và ngày càng đ-ợc
cải tiến , hiện đại hoá đề phù hợp với yêu cầu xếp dỡ hàng hoá .
Derrick có nhiều -u điểm nh- kết cấu đơn giản , dễ lắp ráp , chế tạo . Sức nâng có thể
thay đổi từ vài tấn tới hàng trăm tấn , tầm víi cã thĨ lªn tíi (20 –30) m , chu kì kàm việc
ngắn hơn , giá thành rẻ hơn so với cần trục quay . Chính vì vậy Derrick là thiết bị xếp dỡ
phổ biến nhất trên các tàu hành hiện nay trên thế giới .
Căn cứ vào số liệu thống kê về thiết bị xếp dỡ trên tàu của đội tàu hàng Liên Xô và các
n-ớc khác , cùng với các thông số của tàu cần thiết kế cần cẩu, và theo số liệu thống kê tàu
mẫu theo tính chất của từng loại hàng nh- đề bài ta có thể chọn loại cần cẩu Derrick trên
tàu là loại Derrick nhẹ , làm việc đơn , có dây chằng và dây điều chỉnh, một palăng nâng
hàng và một palăng quay cần , sức nâng P = 3T , bố trí một hầm hàng hai Derrick .
II . Xác định đặc tr-ng hình học của thiết bị .
1.Góc nâng hàng , góc quay cần:
- Góc nâng hàng : min = 15 , max = 60 .
- Góc nâng hàng khi hoạt ®éng:  = (35 – 40)
Chon:  =35o
- Gãc quay cần: =(600 ữ 70o) có dây chằng

Chọn: =70o
2.Tầm với ngoài mạn:
Chọn điều kiện làm việc là không có thiết bị bốc dỡ trên bờ , tầm với ngoài mạn
là : b = (4 5) m chọn b = 4,5 ( m)
Khoảng cách từ miệng hầm tới vị trí đặt cần là : a = 3,5 m
3. Xác định chiều dài cần:
Page 1


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK TÀU HÀNG KHƠ
*ChiỊu dài cần phải thoả mÃn 2 điều kiện là bốc hết hàng trong khoang và đ-a hàng
ra 2 bên mạn : l0 = max ( l01 , l02 )
- Víi ®iỊu kiƯn bèc hÕt hµng trong khoang
2l k
a
l01 = 3 0 = 16,75 ( m )
cos 35

Trong ®ã:
lk = 15,34 (m) - chiỊu dµi khoang hµng
a = 3,5 (m)
 = 35o - xét ở góc làm việc của cần
-Với điều kiện đ-a hàng ra mạn:
B
b
2
l02 =
= 13,24 (m)
cos 350. sin 700


Vrong đó :
B = 11,4 (m) - chiều rộng tàu
b = 4,5 (m)
VËy chän l0 = 17( m.)
4.ChiỊu cao ch©n cần:
Đối với cẩu đơn , chiều cao chân cần phải đảm bảo cho ng-ời đi lại phía d-ới thuận
tiện hc = (2,25 – 2,5) m . Chän hc = 2,4 m.
5 . Khoảng cách từ đầu cần tới mép miệng hầm tại min : h1 = (5 - 6) m
h1 = l0. sin15 0+ 2,4 - 0,8=5,99 ( m)
chän h1 = 6(m)
f , ChiỊu cao cét cÇn
h = f(l0) ;

h
= 0,8 1,2  h = (13,620.4) m chän h = 16( m)
l0

II . Tính toán ứng lực phát sinh trên cần :
*Trọng l-ợng hàng P = 3T =3000 kg = 29,43( kN)
*Trọng l-ợng cần : P1 = 0,5.14.P1/3(3,4.l0 16) =422 kg =4,1356 (kN)
*Lực căng tại đầu cần:
Pm = P + P1 = 33,53( kN)
*Sức căng trong dây nâng hàng :
S =

P

pl

= 34,98( kN)

(Truyền động cáp pl = 0,95 )
Page 2


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK TÀU HÀNG KHÔ
1. Khi cần làm việc với góc nghiêng nhỏ nhất (min = 15)
Sức căng trên dây chằng = 0
- Sức căng trong dây nâng cần
H = 42( kN)
P0 = 66,5( kN)
(P0 : lực nén dọc cần )
- Sức căng trong dây hàng vào tời
S =

S,

pl

= 36,82( kN)

- Lực tác dụng vào ròng rọc chân cần
Rc = S + S = 62,19( kN)
-Sức căng trong nhánh dây nâng cần chạy
H1 =

dọc cột

H
= 22,1( kN)
p .i


(i = 2: bội suất palăng )
-Lực tác dụng vào ròng rọc đỉnh cột
RH = H + H1 = 64,1(kN)
-M« men uèn cét
M =Pm.l.cos150 = 550,58( kNm)
2. Khi max = 60:
H = 17,5 (kN)
Po = 66,5 (kN)
H1 = 9,21( kN)
M = 258( kNm)
3. KÕt luËn:
VËy lùc nén dọc cần lớn nhất khi góc nâng cần nhỏ nhất
Po max = 66,5( kN )
III. Tính toán chọn cần
Từ Po và l0 theo bảng 5.26 /233- STTBTT ta chọn cần loại III . Cần gồm 1 đoạn ống trụ
và 2 đoạn ống côn .
1. thiết kế cần theo điều kiện ổn định :
-Lực nén tới hạn ơ Le:
Pe = n.P0 (Với cần thép n = 5-hệ số an toàn )
Vậy Pe =5.66,5=332,5( kN)
-Mô men quán tính tiết diện cần
n. p o l 02
I=
kE

l0 : Chiều dài cần (17 m)
E : Mô đun dàn hồi vật liệu cần ( E = 2.106 KG/ cm2 )
k : hƯ sè phơ thc vµo tØ sè I1/ I0 vµ l1/ l0
Page 3



ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK TÀU HÀNG KHÔ
l
= 0,4
l0

Gäi D/ = i = (35 40) chän 35
Ta cã : F1/F= 0,7 =
I1 =



D
 D12 i
 1 = 0,837
2
D0
 D0 i





D04 1   4
D14 1   4
vµ I0 =
64
64




I1
D
= ( 1 ) 4 = 0,49
I0
D0

Tra b¶ng k = 9,1( xác định bằng ph-ơng pháp nội suy )
I = 5382 (cm4)
i2I
Đ-ờng kính sơ bộ phần trụ tròn : D = 1,26
i 1
4

D = 26,44 ( cm)
*Tõ ®-êng kÝnh D = 26,44(m) và lực nén dọc cần Pmax = 66,5 (KN)
Vậy ta chọn cần có các thông số nh- sau :
Lùc nÐn L
(kN)
(m)

L1

100

17,08 5,66

17


l1

l2

D

d

S

S1

S2

S3

Khèi
l-ỵng
( kg )

219

8

7

7

7


830

( mm)
5,71

299

Chän vËt liƯu làm cần là thép CT3 có tính hàn tốt và các giới hạn tiêu chuẩn sau :
Giới hạn bền kéo : k = 38 (kG/ cm2)
Giíi h¹n bỊn mái : T = 19 (kG/ cm2)
Giới hạn chảy :ch = 24 ( kG/ cm2)
Mô đun đàn hồi : E = 2.106 (kG/ cm2)
Đối với cần có sức nâng nhỏ hơn 10 T giới hạn bền cho phép là :
= 1100 (kG/ cm2 ) = 10,78 (KN/ cm2)
q = P1/ l0

M
P0
l0
Page 4


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK TÀU HÀNG KHÔ
_Tõ thông số của cần đà chọn ta có :
l2 = 5,71(m) 
I1 =
I0 =

d


4

l2
5,71
=
= 0,336
l0
17

1    =
4

64

D 4

1   
4

64

 (21,9)

4

64

20,5 4 

)  = 2620,7 (cm4 )

1  (
21,9 


 (29,9) 
28,3 4 
=
)  = 7743,489(cm4 )
1  (
64
29,9 

4

I1
= 0,338  1
I0

Tra b¶ng ta ®-ỵc k = 8,5
n. p o l 02
5.66,5.(17.10 2 ) 2
=
= 5767,857(cm4 )
kE
8,5.19600
6
E .I
1,8.2.10

VËy I =

 m.

l 20

=

(17.10 2 ) 2

= 7184,874 (KG) = 70,4863(KN)  Pmax = 66,5 (KN)

VËy cần đủ điều kiện ổn định
3 Kiểm tra cần theo điều kiện bền :
-Coi dầm tựa tự do trên hai gối chịu uấn do trọng l-ợng bản thân và chịu nén do lực nén
dọc cần P0 và chịu uấn do P0 đặt lệch tâm
m=

ql 0
c

2

(cần có tiết diện thay đổi c =7,5 )

q- là tải trọng bản thân q=P1/l0
m=

7030,52
= 937,4 (kNcm)
7,5


-Mô men do P0 đặt lệch tâm gây ra:
M = P0.e
e - là khoảng cách từ điểm đặt của P0 dÕn trơc cđa cÇn
Ta cã : M = P01 . e1 - P02 .e2
Tõ P = 100( KN ) theo b¶ng ( 5-28 ) va (5-30 ) ta cã :
A=365 ( mm) vµ d=219 ( mm ) suy ra A1 =113 ( mm )
e1 =A/2 =18,25 ( cm ) vµ e2 =A/2 + A1 =29,55 ( cm)
P01 = H .cos 30 = 47,65 .cos30 = 34,4 (KN)
P02 = S’ =34,98 ( KN)
M = 405,859 (KN .cm)
-øng st lín nhÊt t¹i mặt cắt giữa dầm do uốn nén đồng thời gây ra
max =

P0 M 
P0  m


 1 
= 4,86 ( kN/cm2)
F W0  Pe  P 0  Wu

Page 5


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK TÀU HÀNG KHÔ
 (29,9) 
28,3 4 
Trong ®ã:
) 
1  (

64
29,9 

4

F=

D 2

1   
2

4

=

 (29,9) 2 
28,3 2 
)  = 73(cm2)
1  (
4
29,9 


M = 405,859 (KN .cm)
D
W0 =
Wu =

3


32
d 3
32

1    =
4

1   
4

=

 (29,9)

3

32

 (21,9)
32

3

28,3 4 

)  =517,959 ( cm3)
1  (
29,9 


20,5 4 

)  = 239,334 (cm3)
1  (
21,9 


P0 = 66,5 KN vµ Pe = n. P0 = 332,5 ( KN )
Vậy : max =10,78 (kN/ cm2)
Vậy cần thoả mÃn điều kiện bền .
IV . Tính toán tháp cẩu
1. Tính sơ bộ kích th-ớc tháp cẩu:
-Ta chọn tháp cẩu là 1 cột đơn tiết diện tròn không đổi trên suốt chiều dài cột . Để
đảm bảo ổn định cục bộ , đ-ờng kính ngoài của cột D n và chiều dày cột S phải thoả mÃn
điều kiện .
Với S > 15 mm th× Dn  100.S
Chän S = 16 mm  Dn  1600 (mm) = 160 (cm )
-Th«ng th-êng: Dn = (50  80 ).S =8001280
Chän Dn=900 (mm)
-§-êng kÝnh trong: Dt = Dn – 2.S = 868 (mm)
*KÝch th-ớc tiết diện mặt cắt cột cũng đ-ợc xác định theo 2 điều kiện :
* Diện tích mặt cắt ngang cña cét:
Dn2
.900 2
2
1 =
A=
4
4






  868  2 
1 
=444,1 (cm2)
900



*Mô men quán tính cét:
Ix = I y =

Dn4
1   4 =43.104 (cm4)
64





*M« men chèng uèn :
Wx = WY =

2I x
=9,64.103 (m3 )
Dn

* B¸n kÝnh qu¸n tÝnh:

rx = ry =0,353.D =31,2 ( cm )
-Với các thông số kích th-ớc nh- trên cột cẩu thoả mÃn điều kiện bền và điều
kiện cứng
Page 6


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK TÀU HÀNG KHÔ
* §iỊu kiƯn bỊn :
Wc = 0,785.Dtb 2.S  10.Q.l = 5003( cm3)
Wc=Wx=Wy=9815>5003
Trong đó :
Wc - mô men chóng uốn mặt cắt cột ( cm3 )
Dtb =88,4 ( cm) - Đ-ờng kÝnh trung b×nh cét ( cm )
S =1,6 cm - ChiỊu dµy cét ( cm )
Q.l - TÝch cđa søc căng và chiều dài cần
Q=29,43 kN - Trọng l-ợng hàng ( kN )
l=17- Chiều dài cần ( m )
*Theo điều kiªn cøng.
Ic=0,393.D 3tb .S =54,2974.10424

L2
h

 Ql

= 25.4.104 (cm4)

Ic= Ix= Iy= 43,4.104 > 21,7.104
h = 16 ( m) - Khoảng cách từ gối đuôi cần tới điểm treo palăng nâng cần trên đỉnh cột
L=18,4 ( m) - khoảng cách từ gối trên của cột đến điểm treo palăng nâng cần trên

đỉnh cột
-Tại chỗ cột đi qua boong chiều dầy cột tăng (20 30)% vậy s1=(1,21,3)s = 19,220,8
chọn s1 =20(mm)
Với các thông số kích th-ớc nh- trên cột cẩu thoả mÃn điều kiện bền và điều kiện
cứng
2. Tính toán lực tác dụng lên tháp cẩu :
-Ngoại lực của 1 cần làm việc đơn tác dụng lên tháp cẩu gồm có
* Lực H của palăng nâng cần tác dụng lên cụm ròng rọc đầu cột
* Lực nén dọc cần P0 tác dụng vào gối đỡ cần
* Sức căng dây hàng chạy dọc cần S
* Sức căng dây hàng vào tời S
* Sức căng trong nhánh dây nâng cần chạy dọc cột H1
Ta
H
Qa
RH

Tc

Tt

P0 S’

S’’
Page 7


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK TÀU HÀNG KHƠ
c


QH

C¸c lực trên đ-ợc phân thành các lực theo ph-ơng ngang Ta , Tc ,Tt và các lực theo ph-ơng
thẳng đứng Qa , Qc , Qt
* Các lực đó đ-ợc tính theo c«ng thøc :
Ta = Tc = ( P0 – S’ ).cos = 25,82 (kN)
Qa = H.sin + S’’ = 41,21 (kN)
Qc = ( P0 – S’ ).sin = 18 (kN)
Tt = Qt = 0,707.S’ = 24,73 (kN)
Trong ®ã : =35o : góc nghiêng cần
= 6o : góc nghiêng palăng nâng cần
Hoặc tính theo bảng 5.15 -STTBTT2
3. quy đổi ngoại lực tác dụng lên tháp cẩu :
a) Hệ sè liªn kÕt cđa cét  :
- Cét tùa tù do ë boong vµ ngµm cøng ỉ boong d-íi :
 = 0,75 . hc = 0,75 .4,9 =3,675
trong ®ã :
hc = 4,9 (m) - lµ chiỊu cao tõ boong tíi đà ngang kín n-ớc
b )Tính hệ số thay đổi mặt cắt :
- cột tính toán có tiết diện không đổi nªn a =1
c) TÝnh hƯ sè ’a = a +


L

=1+

3,675
= 1,2
18,4 c


Trong ®ã :
L = h + hc = 16 +2,4 =18,4 (m)
d) tÝnh hÖ sè xc=

L
h
(1, 5 + 0 ) –0,5 = 26,65
hc
hc

e) tÝnh hƯ sè qui ®ỉi lùc:
c =(

hc 3
x
) . 'c = 0,049
a
L

vËy lùc qui ®ỉi tõ c«ng thøc
Ta’ =( 1-c ).Ta + c .Tc = 25,82 (KN)
Trong ®ã :
c = 0,049 ,Ta = 25,82 (KN) ,Tc =25,82 (KN)
-T¶i cho phÐp P =29,4 KN
Page 8


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK TÀU HÀNG KHÔ
D1 = 900(mm)

e = D1 /2 + l = 70 (cm)
l là khoảng cách từ điểm đặt của Qa đến cột
*Tr-ờng hợp cần dọc tàu:
- Mô men uốn gây ra ở đầu cột là :
Ma = Qa .e = 28,847 (KNm)
Trong đó :
Qa = 41,21 ( KN) - là lực nén tại đầu cột
e - khoảng cách từ điểm đặt của Qa đến tâm cột
- Mô men uấn của cột tại gối đỡ cần :
Mc= Ta.h + Qa .e = 441,967 (KNm)
Trong đó :
Ta = 25,82 (KN) - là thành phần lực nằm ngang do có sự nâng cần gây ra
h = 16 (m) - là khoảng cách từ gối đỡ cần trên cột tới đỉnh cột
- Mô men uấn cột tại mặt boong :
Mb= Ta.L + (Tt Tc)hc + (Qa + Qt )e = 518,63 (KNm)
Trong ®ã :
Ta =25,82 (KN)
Tt =24,73 ( kN)
Tc =25,82 (kN)
Qa = 41,21 (kN)
L = 18,4 (m)
Qt = 24,73 ( kN)
hc = 2,4(m)
vËy ta có sơ đồ tải trọng của cột nh- hình bên
*lực nén :
-ở đầu cột: Na = Qa = 41,21 (kN)
- gối đỡ cần : Ne = Qa + Gc = 45,3456 (KN)
- ë boong :
Nb = Qa +Qc + Qt +Gb = 900,79 (KN)
trong đó :

Gb - là trọng l-ợng tháp cẩu tính đến boong
Gb =

.( D 2 n D 2 )
4

.L. = 83352,74 (kg ) =816,85 (KN)

Trong ®ã:
Dn = 0,9 (m ) - là đ-ờng kình ngoài của cột
D = 0,868( m) - là đ-ờng kính trong của cét
L=18,4(m) - chiỊu cao cét tõ mỈt boong
 = 102.103 (Kg/m3 ) - là trọng l-ợng riêng của thép
*Khi cần v-ơn ra ngoài mạn:
Page 9


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK TÀU HÀNG KHÔ
- Mô men uốn ở đầu cột:
- Mô men uốn ở gối đỡ cần :

Ma=Qa.e = 28,847 (KN.m)
Mcx=Qae =28,847 (KNm)
Mcy=Ta.h =413,12 (KNm)
- Mô men uốn ở boong đỡ trên : Mbx=Tt.hc+(Qa+Qt).e =105,51 (KNm)
MbY =Ta.L-2.Tc.hc=351,152 (KNm)
* Lực nén ở đầu cột :
Na=Qa=41,21(KN)
- Lực nén ở gối đỡ cần :
Nc=Qa+Qc= 45,3456 (KN)

- Lực nén ở boong đỡ trên:
Nb=Qa+Qc+Qt+Gb= 900,79 (KN)
- Mô men xoắn: M a = Ta.e =18 ( KNm)
*KiĨm tra bỊn theo thuyÕt bÒn 3.
 tb =  2  4 2   = 10,78 ( KN/cm2)
=
=

M u Po
=5,4 (KN/cm2)

Wu
A

Ma Ma
=
W 2W x

= 0,07 (KN/cm2)

Ta có khi cần v-ơn ra ngoài mạn và tải trọng đỡ trên lỗ có trị sè øng st lín nhÊt do
Mmax= M a tiÕt diƯn kiểm tra là tiết diện cột tại mặt boong vì tại đó có N maxvà Mmax
Tại tiết diện này . D = 900(mm)
S = 20(mm)
DiÖn tÝch :
A =.D.S =552,64 (cm2)
Trong ®ã :
D =Dn –S = 88 (cm) ; S = 2(cm)
M« men chèng uèn :
Wu=Wx= WY =0,785.D2.S = 12158( cm3)

M« men ®éc cùc : W = 2 Wx = 24316 ( cm3 )
 tb = 5,4 KN < =0,5.ch =10,78 (KN/cm2)
Vậy cột đà chọn đủ bền
III. Tính toán các chi tiết và cụm chi tiết:
1 . Chạc đuôi cần :
Chạc đuôi cần đ-ợc chọn theo điều kiện OCT 8834 58 ( Lùc nÐn cÇn =
100 kN. VËy ta chän chạc loại b )
Lực nén cần
( kN )

C

R

S

70 đến 80

85

48

24

S1
( mm )
8

S2


a

d

22

155

219

Chọn vật liệu chế tạo cần là thép tấm mỏng cacbon MI18 có các thông số sau :
Page 10


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK TÀU HÀNG KHƠ
Giíi h¹n bỊn : T = 24 (kN/ cm2 )
Giíi h¹n bỊn c¾t :   = 0,4T = 9,6 (kN/ cm2)
Giới hạn bền chảy : = 0,6 T =14,4 ( kN/ cm2)

55

24

219

8



R4


Chạc đuôi Cần
Tỉ Lệ 1:5

2 . MÃ treo hàng đầu cần:
a) Kích th-ớc mà treo hàng đầu cần đ-ợc xác định theo lực nén cần , với lực nén = 100
kN ta chọn cần có qui cách nh- sau
d=
219

B
(mm )

b
(mm)

b1
(mm)

A=
226
116
55
365
b) Kiểm tra mà treo hàng :
-Lực tác dụng :
RTS’ = 34,98 (KN)

d1
R1

r
R
( mm) (mm) ( mm) ( mm )
58

81

16

50

S
l
(
( mm )
mm)
53
130

Page 11


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK TÀU HÀNG KHƠ
*KiĨm tra điều kiện chịu cắt :
=

RT
d
S ( Rt 1 )
2


= 1,269 (KN/cm2)   = 0,4T  = 9,6(KN/cm2)

-Kiểm tra bu lông theo điều kiện chịu dập :
Gọi đ-ờng kính bu lông là d d1= 58 ( mm) lÊy d= 50( mm)
VËy: d =

RT
= 1,32 (KN/cm2)   = 0,6 T =14,4 ( kN/ cm2)
d .S

-KiÓm tra theo điệu kiện chịu cắt :


RT
= 1,782(KN/cm2) = 9,6(KN/cm2)
2
d
4

c)Kiểm tra mà nâng cần ở đầu cần :
-Lực tác dơng : RH = 64,1 (kN)
*KiĨm tra theo ®iỊu kiƯn chịu cắt :


RH
d
S ( Rt 1 )
2


= 0.8726(KN/cm2) = 9,6(KN/cm2)

-Gọi đ-ờng kính bu lông d = 50(mm)
+Kiểm tra bu lông theo điều kiện chịu dập :
d =

RH
= 2,42(KN/cm2)   = 10,78(KN/cm2)
d ' .S

+KiĨm tra theo ®iỊu kiện chịu cắt :


RH
= 3,266(KN/cm2) = 9,6(KN/cm2)
d 2
4

Vậy ®· chän tho¶ m¶n ®iƯu kiƯn bỊn

Page 12


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK TÀU HÀNG KHÔ
R5
0





53

7
R9
116

365

219

55

R1
6

30°
R8
1

R7
3

m· treo hàng đầu cần
Tỉ Lệ 1:5

3. Cụm mà quay bắt dây nâng cần
Cụm mà này nối với palăng gồm 2 ròng rọc 1 ròng rọc để đổi h-ớng dây nâng
cần 1 để đổi h-ớng dây nâng hàng . Lực tác dơng vµo cơm m· RT = 48,2 kN. Chän cơm m·
cã kÝch th-íc nh- sau
D


D1

H

h0

h1

h2

A

A1

A2

b

S

R

B

55

85

265


140

40

80

75

92

-

36

10

42

112

Page 13


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK TÀU HÀNG KHÔ

85
A

40


A

B

R42

80

265

B

55
A-A

10

24

36

112

B-B

75

92


V

H

Q

a

p

l

l

x

1

a

H

H

V

2

a) Ta đi kiểm tra bền cho cụm mà bắt dây nâng cần :
-Ta có :

lx = h0 = 140 (mm)

V1,2 =

l p = h0 +

h1  h2
= 200(mm)
2

Q .e
Ha
 a = 29,394(KN)
lp
2

Trong đó :
Qa = 41,21(KN)
Ha = 25,82(KN)
E = 8(cm)
_Mô men uấn lớn nhất tại giữa nhịp bu lông là :
Page 14


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK TÀU HÀNG KHÔ
Mmaa =

V1l p

-


2

H a l ·l
= 248,755(KNcm)
8

 øng suÊt lín nhÊt tại giữa nhịp :
max =

M max
M max
=
= 10,3(KN/cm2) = 0,6 T =14,4 ( kN/ cm2)
wu
0,1.D 3

VËy m· ®· chọn là phù hợp

4 . Gối đỡ cần :( lực nÐn cÇn P0 = 100 kN )

P cos

P cos

0

0

P sin

0

V

1

H

1

l

P

P

a

h

P

0

0

V

2


Sơ đồ lực tác dụng
gối đỡ cần nhẹ

a) Kiểm tra gối theo điều kiện bền uấn và kiểm tra bền cho bu lông của gối quay cần
*Kiểm tra bền của gèi :
h1
= 130 (mm)
2
h
h2
lP = H - h - 1 = 205,5(mm)
2
2

aP = h a +

-M« men n lín nhÊt t¹i gèi :
Page 15


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK TÀU HÀNG KHÔ
M u max
wu

max =
max

+

Po sin 

P cos  .a P
Po sin 
= o
+
= 8,3166(KN/cm2)
3
2
F
0,1D
D
4

= 8,3166(KN/cm2)   = 0,6 T =14,4 ( kN/ cm2)

Vậy nó thoả mản điều kiện bền
*Kiểm tra bu lông chốt quay cần :
-Đ-ờng kình bu lông d1 = 46(mm)
- Mô men lớn nhất tại giữa nhịp của bu l«ng :
P0 D
PB
- 0 = 100,6875 (KN)
4
8
 max = M max = M max = 10,344  = 0,6 T =14,4 ( kN/ cm2)
3
wu
0,1d 1

Mmax =


-Theo điều kiện cắt ta cã :



P
P0
 o 2 = 0,87(KN/cm2)   = 9,6(KN/cm2)
F
d 1
4

heo điều kiện chịu dập :
d =

P0
(KN/cm2) = 0,6 T =14,4 ( kN/ cm2)
Bd 1

Vậy gối đỡ cần nhĐ ®đ bỊn

Lùc
nÐn
100

KÝch th-íc ( mm )
D

D1 D3 D4

d1


h0

h1

h2

h3

B

B1

A

s

s1

H

H1

d2

95 15 14 13 46 10 60 95 10 40 20 14 10 26 38 31 18
0 5 0
0
0
0 0

3 0

Page 16


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK TÀU HÀNG KHÔ
5 . Mãc treo hµng : (víi søc nËng cho phÐp P = 30KN )

T¶i träng
c
cho phÐp
30
158

D

d1

H

h0

h1

h2

h3

R


S

S1

S2

S3

80

35

298

90

60

34

50

40

32

50

24 40


*KiĨm tra bỊn cho móc tại max = 60:
-Từ điều kiện móc chịu cắt kiểm tra bền cho móc theo điều kiên chịu cắt :


Rd
49
 2   = 9,6(KN/cm2)
F
d
4

VËy mãc ®đ bỊn
Trong ®ã:
R® - Là hợp lực của sức nâng hàng và sức căng trong dây nâng hàng chạy dọc cần
F - diện tích mặt cắt ngang của mà bắt dây nâng hàng
d - §-êng kÝnh m· (5,3cm )

Page 17


19

80

19

28

33


30

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK TÀU HÀNG KHÔ

128

153
184

70

178
430

18

33

8
24

225

puly nâng hàng đầu cần
Tỉ Lệ 1:5

6.MÃ quay cần
Tải trọng
cho phép
(KN)

35

e

B1

b

b1

R2

r1

c

S1

36

140

-

-

45

15


80

30

*Xác định tải trọng cho phép:
-Tức ta phải đi xác định lực căng trong dây chằng N
-D-ạ theo ph-ơng pháp hoạ ®å néi lùc :
Tõ Pm = 33,53 (KN)  N =35(KN)

Page 18


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK TÀU HÀNG KHƠ

*KiĨm tra bỊn cđa m· :
-coi m· nh- thanh cong chÞu lực với lỗ khoét C
-một cách gần đúng mô men tại giữa nhịp :
N "C
NC
=
= 23,33 (kNm)
12
6
M
max = u max = 0,518 (kN/cm2)   = 0,6 T =14,4 ( kN/ cm2)
wu

Mumax =

w=


( R2  r1 ) 2 s1
= 45(cm3)
6

VËy mà quay cần đà chọn đủ bền

8. Tời nâng hàng
Căn cứ vào sức nâng P = 29,43 kN , số ròng rọc trong palăng = 4 và tời bố trí cho 1
derrick ta chọn loại tời trong bảng 5.54.STTBTT-2
Số
tời

Nhóm
tốc
độ

Lực kéo
danh nghĩa
trên tang

5

1

36 kN

Tốc độ xác lập
Khi quấn cáp
Khi

có lực kéo danh
thả
nghĩa
cáp
30 40 m /ph 16 m/
ph

D

Tang tời
L
l-ợng
quấn

0,4
m

0,63
m

60 m

-Lực căng max xuất hiện trên cáp khi về tời hệ số dự trữ trên cáp n = 4 ta chọn c¸p
Smax = max

H1 S''
36,82
; 2 )=
= 40,79 (KN)
2

 
0,95 2

Page 19


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦN CẨU DERRICK TÀU HÀNG KHÔ
 øng lùc c¸p : P = n. Smax = 4.40,79 = 163,16(KN)
Theo OCT 7668- 69 ta chän c¸p cã b = 1600 MPa , đ-ờng kính cáp = 18 mm
9.Cơ cấu truyền động
Với sức nâng cần P = 29,43 KNvà têi bè trÝ cho 1 Derick ta chän têi n©ng hàng Liên Xô
có các thông số kỹ thuật
Mô men phanh
(daN.m)

60

1,2

Phanh

kí hiệu

0,7

Số
Động cơ
lần
mở
máy

trong
một
giờ
40/60 300
M 41 18
1160 40

Hệ số mở máy
(%)

32

Hệ
số
mở
máy
(%)

Số vòng
quay(V/P)

Hệ
số
mở
máy
(%)

Công suất
(KW)


Tốc độ
Tốc
nâng
độ
hàng(m/s) nâng
móc
(m/s)

kí hiệu

Sức
nâng
(KN)

T 4 40,0

Kiểu
tay
khống
chế

Từ

10) Chọn động cơ điện :
- Chọn động cơ có :
+ Số vòng quay n = 1460(v/ph)
+ Công suất của động cơ Nlt =

G.v
= 7 (KW)

102.60

Trong đó:
G=3000(KG) - là trọng l-ợng vật nâng
v =15m/ph - tốc độ nâng hàng

Page 20