Chương 4: TẢI TRỌNG VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG

Chia sẻ: Truong Van Phi Phi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:15

Thêm vào BST

Báo xấu

161
lượt xem 65
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khi máy trục làm việc thì nó chịu nhiều loại tải trọng khác nhau tác dụng lên kết cấu : tải trọng cố định, tải trọng di động, tải trọng quán tính, tải trọng lắc động hàng trên cáp, tải trọng gió.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chương 4: TẢI TRỌNG VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG

Chöông 4 TAÛI TROÏNG VAØ TOÅ HÔÏP TAÛI TROÏNG §4.1.CAÙC TRÖÔØNG HÔÏP TAÛI TROÏNG VAØ TOÅ HÔÏP TAÛI TROÏNG. 4.1.1.Caùc tröôøng hôïp tính toaùn taûi troïng, [09], [03]. Khi maùy truïc laøm vieäc thì noù chòu nhieàu loaïi taûi troïng khaùc nhau taùc duïng leân keát caáu : taûi troïng coá ñònh, taûi troïng di ñoäng, taûi troïng quaùn tính, taûi troïng laéc ñoäng haøng treân caùp, taûi troïng gioù. Toång hôïp caùc taûi troïng khaùc nhau taùc duïng leân maùy truïc coù theå chia ra ba tröôøng hôïp tính toaùn cô baûn sau ñaây: 1) Tröôøng hôïp thöù nhaát (I) : Taûi troïng tieâu chuaån ôû traïng thaùi laøm vieäc. Caùc taûi troïng ñoù taùc duïng leân maùy truïc ôû nhöõng ñieàu kieän söû duïng tieâu chuaån nhö: Troïng löôïng haøng ñuùng tieâu chuaån, môû maùy vaø haõm eâm, aùp löïc gioù trung bình khi maùy laøm vieäc, traïng thaùi maët ñöôøng di chuyeån caàn truïc ñuùng tieâu chuaån. Treân cô sôû caùc taûi troïng ñoù coù theå tieán haønh tính toaùn theo ñoä beàn vaø ñoä beàn moûi. Khi tính toaùn theo ñoä beàn moûi thì aùp löïc gioù coù theå khoâng tính ñeán. Khi taûi troïng thay ñoåi, trong ñoù coù troïng löôïng haøng thay ñoåi thì khoâng tính theo trò soá taûi troïng cöïc ñaïi maø tính theo trò soá taûi troïng töông ñöông. 2) Tröôøng hôïp thöù hai (II) : Taûi troïng cöïc ñaïi ôû traïng thaùi laøm vieäc. Ñoù laø caùc taûi troïng giôùi haïn taùc duïng leân maùy truïc khi laøm vieäc ôû ñieàu kieän naëng nhaát vaø laøm vieäc vôùi troïng löôïng vaät naâng ñuùng tieâu chuaån. Caùc taûi troïng cöïc ñaïi ôû traïng thaùi laøm vieäc coù theå taïo neân söùc caûn tónh cöïc ñaïi, môû maùy vaø haõm nhanh seõ taïo neân caùc löïc quaùn tính cöïc ñaïi, löïc gioù cöïc ñaïi taùc duïng leân caàn truïc ôû traïng thaùi laøm vieäc, traïng thaùi maët ñöôøng baát lôïi cho di chuyeån caàn truïc vaø ñoä doác cöïc ñaïi. Caên cöù vaøo caùc taûi troïng ñoù ñeå tính toaùn ñoä beàn cuûa caùc boä phaän keát caáu vaø tính oån ñònh caàn truïc. Khi duøng taûi troïng tröôøng hôïp thöù hai phaûi caên cöù treân cô sôû thöïc teá söû duïng caàn truïc maø choïn heä soá an toaøn toång hôïp. Taûi troïng cöïc ñaïi ôû traïng thaùi laøm vieäc thöôøng ñöôïc haïn cheá bôûi nhöõng ñieàu kieän ngoaøi. Noù laø cô sôû ñeå tính toaùn söï quay, tröôït cuûa baùnh xe di chuyeån, giaû ñònh ñònh möùc cho caùc thieát bò khôùp noái moâmen giôùi haïn, caùc thieát bò baûo veä ñieän, thieát bò haõm laøm vieäc vaø ngaét vaønh kieåm tra v.v… 3) Tröôøng hôïp thöù ba (III) : Taûi troïng cöïc ñaïi ôû traïng thaùi khoâng laøm vieäc. Caùc taûi troïng ñoù goàm coù: troïng löôïng baûn thaân caàn truïc vaø gioù baõo taùc duïng leân caàn truïc ôû traïng thaùi khoâng laøm vieäc. Ñoái vôùi caàn truïc noåi vaø caàn truïc taøu thuyû coùn phaûi tính ñeán taûi troïng laéc ñoäng vaø soùng taùc duïng leân caàn truïc. Caên cöù vaøo caùc taûi troïng ñoù ñeå tieán haønh kieåm tra ñoä beàn keát caáu vaø tính oån ñònh caàn truïc ôû traïng thaùi khoâng laøm vieäc. 4.1.2.Toå hôïp taûi troïng, [09], [03]. ÔÛ traïng thaùi laøm vieäc cuûa maùy truïc ngöôøi ta toå hôïp caùc taûi troïng taùc duïng leân maùy truïc vaø chia thaønh caùc toå hôïp taûi troïng sau: - Toå hôïp Ia, IIa : töông öùng traïng thaùi caàn truïc laøm vieäc, caàn truïc ñöùng yeân chæ coù moät cô caáu naâng laøm vieäc, tính toaùn khi khôûi ñoäng (hoaëc haõm) cô caáu naâng haøng moät caùch töø töø (Ia), khôûi ñoäng (hoaëc haõm) cô caáu naâng haøng moät caùch ñoät ngoät (IIa). - Toå hôïp Ib, IIb : Maùy truïc mang haøng ñoàng thôøi laïi coù theâm moät cô caáu khaùc hoaït ñoäng (di chuyeån xe con, di chuyeån caû maùy truïc, quay, thay ñoåi taàm vôùi, … ) tieán haønh khôûi ñoäng (hoaëc 87
haõm) cô caáu moät caùch caùch töø töø – tính cho toå hôïp Ib, ñoät ngoät – tính cho toå hôïp IIb. Ñoái vôùi töøng loaïi maùy truïc, caên cöù vaøo ñieàu kieän khai thaùc vaø caùc taûi troïng taùc duïng leân maùy truïc maø ngöôøi ta xaây döïng caùc baûng toå hôïp taûi troïng. §4.2.TÍNH TOAÙN CAÙC TAÛI TROÏNG. 4.2.1.Troïng löôïng baûn thaân keát caáu G Troïng löôïng baûn thaân cuûa keát caáu theùp vaø caùc cô caáu maùy truïc laø caùc taûi troïng tónh ñaët coá ñònh treân keát caáu. Troïng löôïng baûn thaân cuõng coù khi laø taûi troïng di ñoäng treân keát caáu theùp (ví duï nhö troïng löôïng xe tôøi treân caàu truïc, coång truïc; troïng löôïng caàn khi thay ñoåi taàm vôùi, troïng löôïng toaøn boä phaàn quay khi quay caàn truïc). Khi thieát keá KCKLMT ôû böôùc thieát keá sô boä troïng löôïng baûn thaân keát caáu laø chöa bieát vì vaäy phaûi giaû ñònh sô boä. Vieäc giaû ñònh sô boä troïng löôïng baûn thaân keát caáu döïa vaøo caùc phöông phaùp sau : + Phöông phaùp 1 : choïn troïng löôïng baûn thaân keát caáu G theo caùc maùy truïc ñaõ coù saün vôùi caùc thoâng soá kyõ thuaät töông ñöông (theo maùy maãu) + Phöông phaùp 2 : choïn troïng löôïng baûn thaân keát caáu G theo bieåu ñoà hoaëc caùc coâng thöùc kinh nghieäm (ví duï xem chöông caàu truïc). Khi thieát keá sô boä xong ta ñaõ coù kích thöôùc cuï theå cuûa keát caáu, caàn thieát phaûi tính laïi troïng löôïng thöïc cuûa keát caáu, töø troïng löôïng thöïc naøy so saùnh vôùi giaû thieát ban ñaàu, neáu sai khaùc quaù 5% caàn phaûi tính laïi keát caáu vôùi troïng löôïng thöïc cuûa keát caáu ôû böôùc tính sô boä. Söï sai khaùc naøy laøm caùc bieåu ñoà noäi löïc tính toaùn khoâng saùt vôùi bieåu ñoà noäi löïc thöïc teá cuûa keát caáu. Vieäc tính toaùn coù theå phaûi laëp laïi moät soá laàn cho ñeán khi ñaït yeâu caàu. 4.2.2. Troïng löôïng haøng Q: Söùc naâng cho pheùp Q – theo TCN 239-97, ñieàu 1.2.1: “laø troïng löôïng haøng lôùn nhaát ñöôïc pheùp naâng, keå caû boä phaän duøng ñeå mang haøng (gaàu ngoaïm, daây, xaø moùc haøng, löôùi…) ôû maõ haøng ñöôïc naâng (S.W.L)”. Troïng löôïng haøng laø loaïi taûi troïng ñoäng taùc duïng leân keát caáu theùp cuûa maùy truïc khi laøm vieäc. 1) Khi tính keát caáu theùp theo ñoä beàn laâu (Toå hôïp Ia, Ib) : Troïng löôïng haøng ñeå tính keát caáu theùp laø loaïi taûi troïng töông ñöông (1.41).[03]: Qtñ = ϕ.Q (4.1) trong ñoù : Q - Troïng löôïng tieâu chuaån cuûa haøng; ϕ – heä soá töông ñöông phuï thuoäc vaøo qui luaät thay ñoåi taûi troïng vaø cheá ñoä laøm vieäc cuûa maùy truïc. Trong tröôøng hôïp tính gaàn ñuùng, trò soá ϕ choïn theo baûng 4.1. Baûng 4.1 heä soá ϕ, (tr.62 – [09]). Cheá ñoä laøm vieäc cuûa caàn truïc Trò soá cuûa heä soá ϕ Cheá ñoä laøm vieäc nheï 0,57 ÷ 0,67 Cheá ñoä laøm vieäc trung bình 0,75 ÷ 0,80 Cheá ñoä laøm vieäc naëng vaø raát naëng 0,90 ÷ 0,91 Ñeå tính toaùn heä soá ϕ, ta duøng coâng thöùc (1.42).[03]: m Q  Z ϕ = m Σ i  . i (4.2)  Q  ΣZ  i ôû ñaây: Q – söùc naâng ñònh möùc cuûa caàn truïc; Qi – troïng löôïng cuûa haøng ôû maõ haøng thöù i (thöïc hieän trong thôøi gian cuûa soá chu kyø Zi); Zi – soá chu kyø chòu taûi troïng Qi; ΣZi – toång soá chu kyø chòu taûi 88
cuûa caàn truïc ñeán khi phaù hoûng vì moûi, ΣZi ≤ No; No – soá chu kyø chòu taûi cô sôû treân ñöôøng cong moûi cuûa vaät lieäu; m laø baäc ñöôøng cong moûi. Ñoái vôùi theùp : No = 2.106, m = 6. Ñeå xaùc ñònh ϕ ta duøng ñoà thò ñaëc tính taûi töông ñoái cuûa maùy truïc, xem hình 4.1, (h.0.1).[12]. Toång soá laàn (soá chu kyø) chòu taûi cuûa keát caáu ΣZi ñöôïc xaùc ñònh nhö sau: Hình 4.1. Ñaëc tính taûi töông ñoái cuûa maùy truïc ΣZi = L.tk.nk (4.3) ôû ñaây: L – soá naêm laøm vieäc (naêm) (Lnheï, trung bình = 30naêm, Lnaëng = 25naêm, Lraát naëng = 20naêm); tk – soá giôø laøm vieäc trong moät naêm (cheá ñoä laøm vieäc nheï vaø trung bình tk = 2500h/naêm, cheá ñoä laøm vieäc naëng tk = 5000h/naêm, cheá ñoä laøm vieäc raát naëng tk = 7000h/naêm); nk – soá chu kyø laøm vieäc cuûa caàn truïc trong moät giôø (nk = 60 ÷ 120 – cheá ñoä nheï; nk = 120 ÷ 240 – cheá ñoä trung bình; nk = 240 ÷ 480 – cheá ñoä naëng; nk > 480 – cheá ñoä raát naëng). Theo moät soá taøi lieäu: ϕ = 1 – cheá ñoä raát naëng; ϕ = 0,8 ÷ 0,7 – cheá ñoä naëng; ϕ = 0,7 ÷ 0,6 – cheá ñoä trung bình. 2) Khi tính keát caáu theùp theo ñoä beàn vaø oån ñònh (toå hôïp IIa, IIb, III ): Qtính toaùn = Qñònh möùc = Q 4.2.3. Taûi troïng gioù taùc duïng leân keát caáu theùp Pg : 1) Taûi troïng gioù taùc duïng leân keát caáu theùp ôû traïng thaùi laøm vieäc ( PgI vaø PgII): Caùc maùy truïc laøm vieäc ngoaøi trôøi caàn phaûi tính ñeán taûi troïng gioù taùc duïng leân keát caáu. Taûi troïng gioù coù phöông song song vôùi maët ñaát. Taûi troïng gioù thay ñoåi moät caùch ngaãu nhieân, trò soá phuï thuoäc vaøo thôøi tieát, khí haäu cuûa töøng vuøng. Taûi troïng gioù ñöôïc tính theo coâng thöùc (14).[03]: Pg = Σ(pg.FH) (4.4) ôû ñaây: Pg – toaøn boä taûi troïng gioù taùc duïng leân maùy truïc, kG; FH – dieän tích chaén gioù tính toaùn cuûa keát caáu vaø vaät naâng (trong traïng thaùi laøm vieäc), m2. *) Dieän tích chaén gioù cuûa vaät naâng FH, m2, ñöôïc xaùc ñònh theo baûng 4.2. Baûng 4.2. Dieän tích chaén gioù cuûa vaät naâng, (B.1.2.10).[03]. FH, m2 FH, m2 FH, m2 FH, m2 Q, T Q, T Q, T Q, T 0,20 1,0 3,20 5,60 25,0 18,0 100,0 36,0 0,50 2,0 5,00 7,10 32,0 20,0 150,0 45,0 1,00 2,8 10,0 10,0 50,0 25,0 200,0 55,0 1,60 3,6 16,0 14,0 63,0 28,0 250,0 65,0 2,00 4,00 20,0 16,0 75,0 30,0 300,0 75,0 2 *) Dieän tích chaén gioù cuûa keát caáu FH, m , ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc (1.5).[03]: 89
FH = kc.Fb (4.5) 2 trong ñoù : Fb – dieän tích hình bao cuûa keát caáu, m ; kc – heä soá ñoä kín cuûa keát caáu (heä soá loït gioù), keå ñeán phaàn loã hoång, xaùc ñònh theo baûng 4.3. Baûng 4.3. Heä soá ñoä kín cuûa keát caáu kc, (tr.37).[03]. Daïng keát caáu kc Daïng keát caáu kc Keát caáu daøn theùp ñònh hình 0,2 ÷ 0,6 Caùc cô caáu maùy 0,8 ÷ 1,8 Keát caáu daøn theùp oáng 0,2 ÷ 0,4 Keát caáu coù thaønh kín (cabin, ñoái troïng …) 1,0 *) Dieän tích chaén gioù tính toaùn FH cuûa maùy truïc coù nhieàu daàm (daàm kín hoaëc daøn) ñaët lieân tieáp, cuøng chieàu cao ñöôïc tính nhö sau: + vôùi b < h laáy baèng dieän tích cuûa daàm ñöùng tröôùc; + vôùi h ≤ b ≤ 2h laáy baèng dieän tích cuûa daàm ñöùng tröôùc vaø 50% dieän tích cuûa moãi daàm ñöùng sau. + vôùi b > h laáy baèng dieän tích cuûa taát caû caùc daàm, trong ñoù b – khoaûng caùch giöõa caùc daàm, h – chieàu cao cuûa daàm. Hình 4.2. Xaùc ñònh dieän tích chòu gioù tính toaùn, (h.1.3).[16]. *) AÙp löïc cuûa gioù pg taùc duïng leân keát caáu, kG/m2 xaùc ñònh theo coâng thöùc sau (1.6).[03] : pg = qo.n.c.β.γ (4.6) 2 trong ñoù: qo – cöôøng ñoä gioù ôû ñoä cao 10 m so vôùi maët ñaát, kG/m , töông öùng vôùi toác ñoä gioù v (1.6).[03]: v2 (4.7) qo = 16 ôû ñaây: v – toác ñoä gioù m/s, phuï thuoäc caáp gioù tính ôû ñoä cao 6 m so vôùi maët nöôùc bieån trung bình, quan heä giöõa caáp gioù vaø toác ñoä gioù theo baûng 4.4. Baûng 4.4. Söï phuï thuoäc giöõa caáp gioù vaø toác ñoä gioù. (ôû ñoä cao 6 m so vôùi maët nöôùc bieån trung bình – (B.1.21).[02]. Caáp gioù 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 v, m/s 1 3,2 6,2 9,6 13,6 17,8 22,2 23,6 31,6 36,7 42 47,5 53 90
Khi tính toaùn keát caáu theùp, trò soá ñaïi löôïng qo ñöôïc laáy phuï thuoäc vaøo töøng tröôøng hôïp tính toaùn nhö sau: + AÙp löïc gioù trung bình ôû traïng thaùi laøm vieäc qoI ñöôïc laáy laø 15 kG/m2, vôùi caàn truïc caûng vaø caàn truïc noåi laø 25 kG/m2. Tröôøng hôïp naøy duøng ñeå tính choïn ñoäng cô vaø caùc chi tieát theo ñoä beàn laâu. + AÙp löïc gioù trung bình ôû traïng thaùi laøm vieäc qoII ñöôïc laáy laø 25 kG/m2, vôùi caàn truïc caûng vaø caàn truïc noåi laø 40 kG/m2. Tröôøng hôïp naøy duøng ñeå tính keát caáu kim loaïi theo ñoä beàn, ñoä oån ñònh keát caáu; kieåm tra oån ñònh maùy khi coù taûi, kieåm tra thôøi gian môû maùy vaø thôøi gian phanh caùc cô caáu. *) n – heä soá hieäu chænh aùp löïc gioù tính ñeán söï taêng aùp löïc theo chieàu cao, xem baûng 4.5 Baûng 4.5. heä soá hieäu chænh aùp löïc gioù theo chieàu cao n, (B.1.17).[03]. H, m ≤ 10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-70 70-80 80-100 200 ≥ 350 n 1,0 1,32 1,5 1,7 1,8 1,9 2,0 2,12 2,2 2,6 3,1 *) c – heä soá khí ñoäng hoïc cuûa keát caáu, phuï thuoäc hình daùng cuûa keát caáu, xem baûng 4.6. Baûng 4.6. heä soá khí ñoäng hoïc c, (B.1.2.15).[05]. Daïng keát caáu c Ñoái vôùi daàm, daøn theùp hình (1 Heä soá 1,4 chæ ñeå tính oån ñònh caàn truïc noåi) 1,41 -1,6 Ñoái vôùi keát caáu daàm hoäp nhaün maët ngoaøi nhö: cabin, ñoái troïng, caùp, haøng, ponton. 1,2 qo.n.d2, kG c ≤ 0,5 1,2 0,5÷0,8 1,0 Keát caáu laøm töø theùp oáng, heä soá c phuï thuoäc vaøo tích soá qo.n.d2, kG, ôû 0,8÷1,5 0,7 ñaây d laø ñöôøng kính oáng, m. 1,5÷2,5 0,5 2,5÷10,0 0,6 10÷100 0,7 Trong tröôøng hôïp coù nhieàu daøn phaúng ñaët song song nhau (hình 4.2) vôùi chieàu cao h vaø khoaûng caùch giöõa caùc daøn laø b thì heä soá khí ñoäng hoïc cuûa daøn thöù nhaát laáy laø c, coøn caùc daøn keá tieáp sau ñoù laáy laø c’ = c.η. ÔÛ ñaây heä soá η ñöôïc xaùc ñònh phuï thuoäc heä soá ñoä kín kc vaø tyû soá b/h, baûng 4.7 Baûng 4.7. heä soá η, (baûng 1.2.16) – [05]. Heä soá ñoä kín kc b 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 ≥ 0,6 h 1/2 0,93 0,75 0,56 0,38 0,19 0 1 0,99 0,81 0,65 0,48 0,32 0,15 2 1,0 0,87 0,73 0,59 0,44 0,30 6 1,0 0,93 0,83 0,72 0,61 0,50 *) β - heä soá keå tôùi taùc duïng ñoäng cuûa gioù: Trong töï nhieân taûi troïng gioù laø taûi troïng ñoäng. Neáu bieát taàn soá dao ñoäng rieâng cuûa keát caáu vaø thôøi gian phaùt trieån cuûa côn gioù coù theå tính ñöôïc taûi troïng ñoäng taùc duïng lôùn nhaát cuûa gioù vaø chæ tính cho caùc coâng trình thuoäc loaïi thaùp cao. Ñoái vôùi caùc coâng trình ñoù vôùi chu kyø dao ñoäng rieâng caùc taàn soá thaáp lôùn hôn 0,25s thì aùp löïc gioù tính toaùn q0 phaûi nhaân Hình 4.3 – Bieåu ñoà heä soá ñoäng ξ,, (H.2.25).[01]. 91
vôùi heä soá β xaùc ñònh theo coâng thöùc (2.148).[01]: β = 1 + ξ.m (4.8) ôû ñaây ξ – heä soá ñoäng phuï thuoäc vaøo chu kyø dao ñoäng rieâng cuûa keát caáu (hình 4.3), m – heä soá maïch ñoäng cuûa aùp löïc toác ñoä gioù xaùc ñònh theo baûng 4.8 Baûng 4.8 – Heä soá maïch ñoäng m cuûa aùp löïc toác ñoä gioù, (B.2.3).[01]. Khoaûng caùch töø maët ñaát Boä phaän Ñeán 20 20 ÷ 40 40 ÷ 60 60 ÷ 80 100 ÷ 200 Keát caáu 0,35 0,32 0,28 0,25 0,21 Thanh keùo, daây caùp 0,25 0,22 0,20 0,18 0,15 Töø hình 4.3 vaø baûng 4.8 cho thaáy raèng: ñoái vôùi keát caáu β ≤ 2,0. Ñoái vôùi daây caùp chæ tính taùc duïng tónh cuûa côn gioù, töùc laø heä soá ξ trong coâng thöùc (4.8) laáy baèng 1 (ξ = 1). Chu kyø dao ñoäng rieâng cuûa keát caáu, caùc taàn soá thaáp cuûa keát caáu coù theå xaùc ñònh theo coâng thöùc (2.149).[01]: P1 y12 + P2 y 2 + ... + Pn y n 2 2 mt ; (4.9) τ = 2π = 2π Ct g . y1 ôû ñaây: y1, y2, …, yn: caùc chuyeån vò ngang troïng taâm (ñieåm ñaët) caùc taûi troïng P1, P2, …, Pn khi taùc duïng vaøo ñaàu treân cuûa keát caáu moät löïc ñôn vò naèm ngang (P = 1); g – gia toác troïng tröôøng. *) Trong thöïc haønh tính keát caáu coù theå söû duïng caùc soá lieäu thöïc nghieäm sau ñaây ñeå tìm β: + Vôùi vaät naâng β = 1,25; vôùi caùc caàn truïc töï haønh kieåu caàn do tính ñöùng vöõng cuûa keát caáu cao, heä soá β = 1,2 ÷ 1,5. Vôùi caàn truïc thaùp, heä soá β phuï thuoäc vaøo chieàu cao vaø chu kyø dao ñoäng rieâng vaø chieàu cao caàn truïc (tính ñeán choát chaân caàn) cuûa caàn truïc (baûng 4.10). Chu kyø dao ñoäng rieâng cuûa caàn truïc thaùp (Tr.16) – [12]: H th τ = α. ,s (4.10) Lc Hình 4.4 – Sô ñoà xaùc trong ñoù : α – heä soá phuï thuoäc taûi troïng naâng Q vaø taàm vôùi L ñöôïc tra ñònh chu kyø dao ñoäng trong baûng 4.9; Hth – Chieàu cao thaùp tính ñeán chaân caàn, m; Lc – chieàu daøi rieâng cuûa caùc keát caáu caàn, m. cao. Baûng 4.9. Giaù trò heä soá α. (B.0.12).[12]. Taûi troïng naâng Q, kN (chæ soá söùc naâng trong ngoaëc ño baèng taán) Taàm vôùi L, m 10-20 (1-2T) 40-80 (4-8T) 160-200 (16-20T) 400-500 (40-50T) 16 1,4 1,7 2,0 2,4 20 1,6 1,8 2,1 2,6 30 1,7 1,9 2,2 2,8 40 1,8 2,0 2,4 3,0 Baûng 4.10 – Giaù trò heä soá ñoäng löïc hoïc β , (B.0.13).[12]. Chieàu cao caàn truïc (ñeán Chu kyø dao ñoäng rieâng τ, s choát chaân caàn), m 1 2 3 5 8 Ñeán 20 1,61 1,79 1,93 2,11 2,16 20-60 1,51 1,65 1,77 1,91 1,96 60-200 1,37 1,56 1,56 1,66 1,69 92
*) γ - heä soá vöôït taûi phuï thuoäc phöông phaùp tính toaùn : vôùi phöông phaùp öùng suaát cho pheùp γ = 1; vôùi phöông phaùp traïng thaùi giôùi haïn γ = 1,1. 2) Taûi troïng gioù taùc duïng leân keát caáu theùp ôû traïng thaùi khoâng laøm vieäc (PgIII) (2.150).[01]: PgIII = ∑pg.FH (4.11) trong ñoù: FH – xaùc ñònh töông töï nhö treân (phaàn a); pg = qo.n.c.β.γ - caùc heä soá n, c, β vaø γ xaùc ñònh töông töï nhö phaàn a. Ñaïi löôïng qo – laø aùp löïc tính toaùn khi gioù baõo: qo = qoIII ñöôïc tính phuï thuoäc vaøo toác ñoä gioù vaø ôû ñoä cao döôùi 10m ñöôïc xaùc ñònh nhö sau (baûng 4.11) Baûng 4.11 – AÙp löïc gioù ôû traïng thaùi khoâng laøm vieäc (ôû ñoä cao döôùi 10m), (Tr.15).[12]. Toác ñoä gioù, m/s 21 24 27 30 33 37 40 2 AÙp löïc gioù kG/m 28 35 45 56 70 85 100 4.2.4.Taûi troïng do quaùn tính vaø söï laéc ñoäng haøng treo treân caùp: Khi caàn truïc laøm vieäc, trong thôøi kyø gia toác caùc cô caáu xuaát hieän caùc löïc quaùn tính: naâng (haï) coù gia toác; khi caàn truïc di chuyeån coù gia toác (khôûi ñoäng, haõm, thay ñoåi toác ñoä); khi quay hay thay ñoåi taàm vôùi; caùc caàn truïc noåi, caàn truïc treân taøu choøng chaønh treân soùng. Töø ñoù ta thaáy taûi troïng quaùn tính coù taùc duïng ñoäng laøm taêng taûi troïng taùc duïng leân keát caáu kim loaïi maùy truïc. 1) Taûi troïng quaùn tính khi naâng, haï haøng. Khi tieán haønh naâng haøng töø maët neàn hoaëc haõm haøng khi ñang haï: khoái löôïng haøng chuyeån ñoäng coù gia toác laøm phaùt sinh löïc quaùn tính. Löïc quaùn tính coù phöông truøng vôùi phöông cuûa caùp haøng, thoâng qua caùp treo haøng taùc duïng leân keát caáu kim loaïi maùy truïc (KCKLMT). Taûi troïng tính toaùn do troïng löôïng haøng vaø löïc quaùn tính cuûa haøng ñöôïc tính theo coâng thöùc sau (2.66).[01]: S = Q + v mc (4.12) ôû ñaây: m, Q laàn löôït laø khoái löôïng vaø troïng löôïng cuûa maõ haøng naâng (Q = m.g); v – toác ñoä naâng (haï); c – ñoä cöùng cuûa caùp haøng vaø KCKLMT. Thoâng thöôøng ñeå tính ñeán taùc duïng ñoäng cuûa troïng löôïng haøng chuyeån ñoäng coù gia toác gaây ra löïc quaùn tính ngöôøi ta tính thoâng qua heä soá ñoäng ψ (1.08).[03]: S = ψ.Q (4.13) ψ = (1 + kH) = 1 + av (4.14) ôû ñaây: kH laø heä soá taêng taûi troïng ñöôïc xaùc ñònh khi tính toaùn ñoäng löïc hoïc cô caáu naâng haøng trong caùc tröôøng hôïp naâng haøng töùc thôøi vôùi vaän toác v vaø haõm haøng töùc thôøi khi ñang haï vôùi vaän toác v (1.16).[03]: vc v S ψ= =1+ . (4.15) =1+ g (λ CT + y CT ) gm Q λCT, yCT laàn löôït laø ñoä daõn daøi cuûa caùp treo haøng vaø ñoä voõng tónh cuûa ñaàu caàn maùy truïc. Khi tính toaùn sô boä coù theå laáy ψ = 1,1 ÷ 1,4. 2) Taûi troïng quaùn tính khi di chuyeån. a)Taûi troïng phaùt sinh khi caàn truïc di chuyeån treân ñöôøng khoâng baèng phaúng: Khi caàn truïc di chuyeån treân ñöôøng khoâng baèng phaúng (choã noái ray, oå gaø, ñaù cuïc, …) gaây ra taûi troïng taùc duïng ñoäng taùc duïng leân KCKLMT. Ngöôøi ta tính toaùn ñeán taùc duïng cuûa taûi troïng ñoäng naøy thoâng qua heä soá va ñaäp kT >1. Luùc ñoù caùc taûi troïng tính toaùn cuûa troïng löôïng baûn thaân vaø troïng löôïng haøng Q treo treân caàn truïc ñöôïc nhaân theâm vôùi heä soá ñoäng kT, (tr.43).[03]: GH = kT.G; QH = kT.Q. (4.16) 93
trong ñoù kT phuï thuoäc vaøo loaïi maët ñöôøng vaø toác ñoä di chuyeån cuûa maùy truïc. Vôùi caàn truïc di chuyeån treân ray kT phuï thuoäc toác ñoä, xem baûng 4.12. Baûng 4.12 – Heä soá ñoäng khi caàn truïc di chuyeån treân ray, (tr.43).[03], (tr.64).[01]. v (m/s) Ñeán 1 1 ÷ 1,5 1,6 ÷ 3 >3 kT 1,0 1,1 1,2 1,3 + Khi tính keát caáu theo ñoä beàn moûi heä soá ñoäng kT ñöôïc tính theo k’T : k’T = 1 + 0,5(kT – 1) < kT (4.17) + Vôùi caàn truïc di chuyeån treân baùnh loáp v = 20 ÷ 25 km/h heä soá kT phuï thuoäc loaïi maët ñöôøng : ñöôøng nhöïa kT = 1,5; ñöôøng ñaù soûi kT = 2,0. b)Taûi troïng quaùn tính khi caàn truïc di chuyeån coù gia toác: Khi caàn truïc (hoaëc xe con) di chuyeån coù gia toác (khôûi ñoäng, haõm, thay ñoåi vaän toác) laøm phaùt sinh löïc quaùn tính (N) ; taûi troïng quaùn tính do di chuyeån coù gia toác coù phöông truøng vôùi phöông chuyeån ñoäng (2.105).[01]: v Pqt = (mc + β.mh).j = (mc + mh) = Pcqt + Phqt (4.18) t trong ñoù: mc, mh laàn löôït laø khoái löôïng caàn truïc vaø khoái löôïng haøng (kg); v – vaän toác di chuyeån cuûa caàn truïc hoaëc xe con; t – khoaûng thôøi gian phanh hoaëc haõm cô caáu; j – gia toác chuyeån ñoäng (m/s2); β - heä soá aûnh höôûng do treo meàm cuûa haøng. Thaønh phaàn Pcqt ñaët vaøo troïng taâm caàn truïc coù phöông theo phöông di chuyeån, chieàu tuøy thuoäc vaøo caàn truïc khôûi ñoäng hay haõm. Thaønh phaàn Phqt ñaët vaøo ñaàu caàn hoaëc choã keïp caùp treân xe con coù phöông ngang, chieàu tuøy thuoäc vaøo caàn truïc khôûi ñoäng hay haõm. Taûi troïng quaùn tính lôùn nhaát khi gia toác chuyeån ñoäng lôùn nhaát (jmax). Luùc ñoù (2.109).[01]: Pqtmax = (mc + mh).jmax (4.19) max thöôøng laáy Pqt = 2 Pqt khi khôûi ñoäng hoaëc haõm ñoät ngoät. Khi khôûi ñoäng hoaëc haõm cô caáu di chuyeån thì caàn truïc chuyeån ñoäng coù gia toác, vì vaäy ñeå ñaûm baûo ñoä baùm cuûa baùnh xe vôùi maët ñöôøng (töùc laø ñaûm cho baùnh xe chuû ñoäng laên maø khoâng bò tröôït quay) thì löïc daãn tieáp tuyeán phaûi nhoû hôn hay baèng löïc baùm, luùc ñoù giaù trò lôùn nhaát cuûa löïc quaùn tính phaûi thoûa maõn (2.111).[01]: Pqtmax = (mc + mh).jmax ≤ µ.Ntñ ⇒ µ .N td N jmax ≤ = µ .g td = [J] (4.20) ( mc + m h ) N trong ñoù: µ laø heä soá baùm xaùc ñònh baèng thöïc nghieäm, phuï thuoäc tính chaát cuûa hai beà maët tieáp xuùc. Khi baùnh xe theùp hoaëc gang laên treân ñöôøng ray laáy: µ = 0,12 khi maùy laøm vieäc ngoaøi trôøi; µ = 0,15 khi maùy laøm vieäc trong nhaø; µ = 0,2 khi maùy laøm vieäc treân ñöôøng ray coù phun caùt. Löu yù raèng coâng thöùc treân ñaõ boû qua aûnh höôûng cuûa löïc caûn tónh (ví duï löïc caûn do gioù, löïc caûn treân baùnh bò daãn.v.v…), trong tröôøng hôïp coù keå tôùi löïc caûn tónh thì (daáu + khi haõm, daáu – khi khôûi ñoäng): µ .N td µ Fct jmax ≤ (4.21) ( mc + m h ) Theo quy phaïm [j] ñöôïc quy ñònh nhö sau: Baûng 4.13 - Quy phaïm xaùc ñònh [j], (tr.63) – [01]. v(m/s) 1 2 4 2 [j] (m/s ) 0,33 0,47 0,67 3) Goùc nghieâng cuûa caùp treo haøng (do söï laéc ñoäng cuûa haøng treo treân daây caùp – hình 4.5): 94
– Vôùi caùc caàn truïc coù caàn: khi quay vaø thay ñoåi taàm vôùi coù caû taûi troïng gioù taùc duïng leân haøng, caùp treo haøng nghieâng moät goùc α so vôùi phöông thaúng ñöùng. Goùc nghieâng cuûa caùp treo haøng α coù theå naèm trong maët phaúng baát kyø. Nghieân cöùu söï laéc ñoäng cuûa haøng treo treân caùp ôû caùc caàn truïc coù caàn quay cho thaáy: + Goùc nghieâng cuûa caùp treo haøng α phuï thuoäc ñieåm treo haøng, chuyeån ñoäng cô baûn gaây ra goùc nghieâng thöôøng laø chuyeån ñoäng quay. + Taûi troïng lôùn nhaát phaùt sinh khi troïng löôïng haøng laø lôùn nhaát vaø chieàu daøi caùp treo haøng laø nhoû nhaát. + Khi laàn löôït khôûi ñoäng vaø haõm hay khi ñoàng thôøi phoái hôïp caùc chuyeån ñoäng thì söï laéc ñoäng cuûa caùp haøng do chuyeån ñoäng rieâng reõ gaây ra coù theå truøng caû veà phöông vaø pha. Bieân ñoä dao ñoäng khi ñoù ñöôïc coäng ñaïi soá. – Coù theå tính caùc löïc quaùn tính theo caùc coâng thöùc sau: + Löïc quaùn tính tieáp tuyeán cuûa haøng khi quay, (2.121).[01]: Q π .n Ttt = mh.ε.R = . .R (4.22) g 30t kq + Löïc quaùn tính ly taâm cuûa haøng khi quay (2.122).[01]: 2 Q  π .n  2 Tlt = mh.ω .R = .  .R (4.23) g  30  + Löïc quaùn tính cuûa haøng khi thay ñoåi taàm vôùi (2.123).[01]: Qv Ttv = mh.atv = . tv (4.24) g t ktv + Löïc quaùn tính cuûa haøng khi di chuyeån caàn truïc (2.124).[01]: Hình 4.5 – Goùc nghieâng cuûa caùp do laéc ñoäng cuûa haøng treo treân caùp. Qv Tn = mh.adc = . dc (4.25) g t kdc ôû ñaây: n – toác ñoä quay cuûa caàn truïc (vg/ph); vtv, vdc – vaän toác thay ñoåi taàm vôùi vaø vaän toác di chuyeån cuûa caàn truïc; tkq, tktv, tkdc – thôøi gian khôûi ñoäng (hoaëc haõm) caùc cô caáu töông öùng. – Ñeå tính toaùn söùc beàn, goùc nghieâng lôùn nhaát coù theå choïn (2.125).[01]: ( j q + jtv + j q ) PgII tt tt lt tgαII = (4.26) + g Q trong ñoù: jqt – gia toác tieáp tuyeán trung bình cuûa haøng khi quay ôû taàm vôùi lôùn nhaát; jtvt – gia toác t t tieáp tuyeán trung bình cuûa haøng khi thay ñoåi taàm vôùi ôû taàm vôùi lôùn nhaát; jqt – gia toác ly taâm cuûa l haøng khi quay caàn truïc; PgII – taûi troïng gioù taùc duïng leân haøng (2.126).[01]: – Ñeå tính theo ñoä beàn moûi choïn: αI = (0,3 ÷ 0,5)αII (4.27) – Khi tính toaùn sô boä coù theå choïn (1.021).[03]: tt jq tgαII = 2 . ≈ 0,05v (4.28) g trong ñoù: jqt = 0,25v (m/s2); khi thôøi gian khôûi ñoäng hoaëc haõm laø 4 giaây, (tr.45) – [03]. t 95
– Goùc nghieâng cuûa caùp treo haøng so vôùi phöông thaúng ñöùng cuõng coù theå do caàn truïc naâng haøng ôû nhöõng nôi maø daãn ñeán caùp treo haøng coù phöông nghieâng (ví duï: khi ñoaïn thaúng noái ñaàu caàn vaø troïng taâm haøng khoâng theo phöông thaúng ñöùng), trong thöïc teá tính toaùn choïn choïn αII = 6o, tgαII = 0,1. Löu yù raèng caùc gia toác noùi treân laø nhöõng ñaïi löôïng veùc tô neân pheùp tính ( jq + jtv + jq ) laø coäng veùc tô roài tìm moâñun cuûa veùc tô ñoù. tt tt lt 4) Taûi troïng quaùn tính khi coù chuyeån ñoäng quay. Khi quay phaàn quay caàn truïc vôùi toác ñoä goùc ω, vôùi gia toác goùc ε seõ laøm phaùt sinh caùc löïc quaùn tính ly taâm Pqtlt vaø löïc quaùn tính tieáp tuyeán Pqttt . q q Xeùt moät phaàn töû cuûa caàn truïc coù khoái löôïng mi naèm ôû khoaûng caùch ri so vôùi truïc quay. Khi caàn truïc quay phaàn töû ñoù chòu caùc löïc quaùn tính: - Löïc quaùn tính ly taâm (PЦ): = mi.ω2.ri. (4.29) qi Pqtlt - Löïc quaùn tính tieáp tuyeán (Pk): Pqttt = mi.ε.ri. (4.30) qi ω trong ñoù: ε = vôùi t laø thôøi gian gia toác; t neáu vaän toác goùc cho döôùi daïng [n] = vg/ph 2πn πn thì ta coù quan heä: ω = (rad/s). Löïc = 60 30 quaùn tính ñöôïc coi laø löïc taäp trung hay löïc phaân boá laø tuøy thuoäc vaøo vieäc tính toaùn cuï theå. Chaúng haïn löïc quaùn tính khi quay (caû 2 thaønh phaàn tieáp tuyeán vaø ly taâm) khi tính KCKL caàn cuûa caàn truïc seõ laø löïc phaân boá doïc Hình 4.6 – Löïc quaùn tính khi quay. theo chieàu daøi caàn, quy luaät phaân boá seõ coù daïng hình thang vì Pqtlt vaø Pqttt ñeàu tyû leä baäc nhaát vôùi ri (neáu coi khoái löôïng cuûa caàn laø phaân boá qi qi ñeàu). Coøn khi tính toaùn cô caáu quay thì coù theå duøng löïc quaùn tính taäp trung ôû troïng taâm cuûa caàn. Trong tröôøng hôïp phaàn quay coù boá trí khôùp moâmen giôùi haïn thì ε phaàn quay phaûi giôùi haïn bôûi ñieàu kieän truyeàn moâmen cuûa khôùp: M ± Mc (4.31) ε ≤ gh J qd ôû ñaây: Jqd – moâmen quaùn tính khoái löôïng quy ñoåi phaàn quay; Mgh – moâmen giôùi haïn cuûa khôùp; Mc – moâmen caûn tónh khi quay; daáu (+) khi haõm cô caáu quay; daáu (–) khi khôûi ñoäng cô caáu quay. 5) Taûi troïng quaùn tính do thay ñoåi taàm vôùi. + Neáu caàn truïc thay ñoåi taàm vôùi thöïc hieän baèng xe con (caàu truïc, coång truïc, …) chuyeån ñoäng thì löïc quaùn tính taùc duïng leân xe con ñöôïc tính nhö chuyeån ñoäng di chuyeån (chuyeån ñoäng thaúng). Treân caùc caàn truïc coù caàn, trong thôøi gian khôûi ñoäng hay haõm cô caáu thay ñoåi taàm vôùi laøm xuaát hieän löïc quaùn tính cuûa khoái löôïng caàn. Vieäc tính toaùn löïc quaùn tính khi thay ñoåi taàm vôùi veà nguyeân taéc töông töï nhö vieäc tính toaùn löïc quaùn tính khi quay. 96
+ Löïc quaùn tính troïng löôïng haøng Q khi quay ñaõ ñöôïc tính ñeán trong aûnh höôûng cuûa söï nghieâng cuûa caùp treo haøng α. Tuy nhieân vieäc tính toaùn löïc quaùn tính khi thay ñoåi taàm vôùi vaø khi quay caàn löu yù: + Toác ñoä quay cuûa caàn quanh choát ñuoâi caàn haàu nhö laø khoâng ñeàu (cho duø coù coi ñoäng cô cuûa cô caáu thay ñoåi taàm vôùi coù toác ñoä khoâng ñoåi). + Ñoái vôùi heä caàn coù voøi caàn phaûi giaûi baøi toaùn ñoäng löïc hoïc cuûa heä khaâu khôùp trong ñoù voøi laø khaâu coù chuyeån ñoäng song phaúng. + Trong tröôøng hôïp coù phoái hôïp caùc chuyeån ñoäng nhö: quay vaø thay ñoåi taàm vôùi; quay vaø naâng haï haøng, .v.v… thì seõ xuaát hieän caùc gia toác Coârioâlít keøm theo ñoù laø caùc löïc quaùn tính Coârioâlít. + Löïc quaùn tính cuûa khoái löôïng haøng khi quay vaø khi thay ñoåi taàm vôùi ñaõ ñöôïc tính ñeán ñeå gaây ra goùc nghieâng cuûa caùp treo haøng vôùi goùc nghieâng α. Vieäc nghieân cöùu löïc quaùn tính khi quay vaø khi thay ñoåi taàm vôùi ñoäc giaû caàn tham khaûo theâm: chöông 10 vaø chöông 11 – [12]. 4.2.5.Taûi troïng do va ñaäp vaøo boä giaûm chaán, (tr.80).[01]: Taûi troïng do va ñaäp boä giaûm chaán xuaát hieän trong caùc tröôøng hôïp thieát bò baûo veä (boä ngaét giôùi haïn) vaän haønh xe con cuûa caùc loaïi caàn truïc, caàn truïc coång, caàu chuyeån taûi bò truïc traëc khi laøm vieäc, cuõng nhö caùc loaïi caàn truïc chaïy treân ray. Xaùc ñònh chính xaùc trò soá löïc va ñaäp tôùi boä giaûm chaán P raát khoù, vì trò soá ñoù phuï thuoäc vaøo tính chaát ñaøn hoài cuûa KCKL. Trò soá lôùn nhaát cuûa löïc Pmax coù theå xaùc ñònh ñöôïc neáu coù theå boû qua tính chaát ñaøn hoài cuûa keát caáu vaø söï ñu ñöa cuûa vaät treo treân caùp. Khi ñoù toaøn boä ñoäng naêng chuyeån ñoäng cuûa xe con (hoaëc caàn truïc) vôùi toác ñoä vo seõ caân baèng vôùi coâng cuûa caùc löïc caûn di chuyeån vaø löïc neùn eùp boä giaûm chaán bieán daïng, di chuyeån moät quaõng ñöôøng s sau khi va ñaäp: (m1 + m 2 ).v o s 2 (4.32) = W .s + ∫ Pds 2 o m1 – khoái löôïng chuyeån ñoäng cuûa xe con (hoaëc caàn truïc), Hình 4.7. Sô ñoà tính toaùn khi xe m2 – khoái löôïng cuûa vaät, m2 = Q/g, kg. con va ñaäp vaøo boä giaûm chaán. W – löïc caûn di chuyeån cuûa xe con (hoaëc caàn truïc). Ñoái vôùi boä giaûm chaán baèng loø so coù: s P .s (4.33) ∫ Pds = max 2 o (m1 + m 2 ).v o 2 vaø Pmax = (4.34) − 2W s Ñoái vôùi boä giaûm chaán baèng thuûy löïc thì: 97
s (4.35) ∫ Pds = P.s o vaø löïc trong boä giaûm chaán coù trò soá khoâng ñoåi: (m1 + m2 ).vo 2 P = Pmax = (4.36) −W 2s Neáu GD2 – moâmen ñaø cuûa caùc khoái löôïng quay (kG.m2) quy ñoåi tôùi truïc ñoäng cô coù soá voøng quay trong moät phuùt n thì töø phöông trình: 1 GD 2 1 (4.37) (2πn) 2 = .m1' vo 2 . 2 4g 2 gaàn ñuùng ta coù: n m1' ≈ GD 2 ( ) 2 kG.s2/m (4.38) vo vaø: n 2 Gx kG.s2/m (4.39) m1 = m1' + m1 = GD 2 ( )+ " v0 g G trong ñoù: Gx – troïng löôïng xe con khoâng keå haøng (kG) vaø m1 = x . " g Haøng treo treân daây caùp (daây meàm) coù chieàu daøi l khi va ñaäp vaøo boä giaûm chaán thì moät phaàn ñoäng naêng cuûa xe con seõ truyeàn tôùi haøng laøm caùp treo haøng nghieâng moät goùc α so vôùi phöông thaúng ñöùng; khi ñoù theo bieåu thöùc (4.32) ñöôïc vieát thaønh: (m1 + θm2 ).v o s 2 (4.40) = W .s + ∫ Pds 2 o ôû ñaây: θ – heä soá aûnh höôûng cuûa vaät treo. Trò soá θ coù theå xaùc ñònh töø phöông trình chuyeån ñoäng va ñaäp cuûa xe con vaøo boä giaûm chaán. Ta tính cho tröôøng hôïp va vaøo boä giaûm chaán thuûy löïc (cuõng töông töï nhö tính cho boä giaûm chaán loø so, chæ khaùc nhau trò soá P). Löïc trong quaù trình neùn eùp boä giaûm chaán coi nhö khoâng ñoåi. Ta coù: (m1 + θm2 ).v o 2 (4.41) = (W + P).s 2 Giaû thieát raèng goùc laéc beù, phöông trình chuyeån ñoäng cuûa xe con vaø laéc ñoäng cuûa vaät seõ coù daïng sau: m2(l.α” + x”) = – m2.g.α (4.42) m1.x” = m2.g. α –P – W (4.43) Hình 4.8 – Bieåu ñoà xaùc ñònh thôøi gian döøng töø (4.43) ta ruùt ra x”: cuûa xe con to m .g .α − P − W x” = 2 (4.44) m1 thay giaù trò x” vaøo (4.42) roài bieán ñoåi ta coù: P +W α” + p2.α = (4.45) l.m1 98
m g ôû ñaây: p2 = (4.46) (1 + 2 ) l m1 Giaûi caùc phöông trình (4.44) vaø (4.45) khi t = 0, α = α’ = 0 vaø x’ = vo ta coù: j α = (1 − cos pt ) (4.47) g m sin pt vaø : x’ = vo – j(t + 2 . ) (4.48) m1 p trong ñoù j (gia toác) ñöôïc tính: j = P +W (*). Ñeå xaùc ñònh thôøi gian döøng m1 + m 2 laïi cuûa xe con (hay caàn truïc) to sau khi va Hình 4.9 – Bieåu ñoà heä soá aûnh höôûng cuûa haøng treo vaøo boä giaûm chaán, trong phöông trình meàm θ ñoái vôùi tröôøng hôïp l = 5m, (4.48) giaû söû x’ = 0; t = to ta coù: (hình 2.24) – [01]. vo m2 (4.49) = to + . sin pt o j m1 p Phöông trình treân coù theå giaûi hoaëc xaùc ñònh to theo ñoà thò hình 4.8. Töø phöông trình (4.49) ta ruùt ra j: v 1 (4.50) j= o. m 2 sin pt o to 1+ . m1 pt o nhö vaäy theo (*) khi haøng ñöôïc treo meàm (daây caùp): (m1 + m 2 ) v (4.51) P + W = (m1 + m2)j = o . m sin pt o to 1+ 2 . m1 pt o Maët khaùc ta coù trò soá gia toác trung bình laø vo/to vaø heä soá aûnh höôûng cuûa haøng θ ≤ 1 vaø löu yù raèng s = vo.to, töø phöông trình (4.41) ta coù: v (4.52) P + W = (m1 + θm 2 ). o to Caân baèng 2 veá phaûi cuûa (4.51) vaø (4.52) vaø ñaët τ = (2π/p) ta ruùt ra: t sin 2π o τ 1− sin pto to 1− 2π . τ pto θ= = (4.53) m sin pto t 1+ 2 . sin 2π o τ m m1 pto 1+ 2 . t m1 2π . o τ ôû ñaây τ = (2π/p) vaø theo (4.46) ta coù: 2π 2π l τ= (4.54) = ≈2 m p m g 1+ 2 (1 + 2 ) m1 l m1 99
ÔÛ hình 4.9 cho bieåu ñoà xaùc ñònh heä soá aûnh höôûng cuûa haøng θ theo coâng thöùc (4.53) khi chieàu daøi ñoaïn caùp treo haøng l = 5m. Löïc P khoâng ñöôïc quaù lôùn vì noù seõ laøm taêng gia toác j vöôït quaù trò soá cho pheùp, aûnh höôûng raát xaáu ñeán ñoä beàn cuûa keát caáu kim loaïi. Daáu cuûa giaù trò θ trong coâng thöùc (4.41) coù theå xaùc ñònh theo haønh trình s hoaëc löïc va ñaäp boä giaûm chaán P. 4.2.6.Taûi troïng do laép raùp: Caùc taûi troïng xuaát hieän trong quaù trình laép raùp caàn truïc goïi laø taûi troïng laép raùp. Caùc taûi troïng ñoù taùc duïng leân keát caáu cuûa caàn truïc vaø giaù trò cuûa noù ñöôïc xaùc ñònh treân cô sôû thieát keá quy trình laép raùp caàn truïc. Thoâng thöôøng caàn phaûi choïn aùp löïc gioù cöïc ñaïi ñeå tính toaùn khi tieán haønh laép raùp caàn truïc. AÙp löïc ñoù thöôøng laáy po = 15 kG/m2 (töông öùng vôùi gioù caáp 5). 4.2.7.Taûi troïng vaän chuyeån: Khi vaän chuyeån caùc keát caáu cuûa caàn truïc seõ sinh ra caùc taûi troïng goïi laø taûi troïng vaän chuyeån. Caùc taûi troïng ñoù xuaát hieän (taûi troïng theo phöông ñöùng vaø theo phöông ngang) do caùc thieát bò vaän taûi chuyeån ñoäng treân maët ñöôøng khoâng baèng phaúng (choã noái ray, ñöôøng oå gaø, ñaù cuïc), khi haõm gaây neân söï xoâ ñaåy vaø khi qua caùc ñoaïn ñöôøng cong sinh ra caùc löïc quaùn tính ly taâm v.v… Ñeå tính toaùn ñoä beàn cuûa keát caáu vaø caùc thieát bò keïp keát caáu treân thieát bò vaän taûi khi vaän chuyeån ta khaûo saùt 2 tröôøng hôïp taûi troïng tính toaùn nhö sau: 1) Tröôøng hôïp thöù nhaát cuûa caùc taûi troïng: caùc taûi troïng quaùn tính cöïc ñaïi khi chuyeån ñoäng qua caùc ñoaïn ñöôøng cong vôùi toác ñoä 5,4 km/h vaø caùc taûi troïng gioù thoåi töø phía trong ñöôøng cong. 2) Tröôøng hôïp thöù hai cuûa caùc taûi troïng: caùc taûi troïng quaùn tính ngang cöïc ñaïi do toa xe chuyeån ñoäng qua nhöõng choã beû ghi cuûa ñöôøng saét vôùi toác ñoä 80km/h coù tính ñeán choã ñaët keát caáu theo chieàu daøi cuûa toa xe vaø caùc taûi troïng gioù thoåi töø phía trong ñöôøng cong; caùc taûi troïng quaùn tính doïc khi haõm vaø caùc taûi troïng quaùn tính thaúng ñöùng khi chuyeån ñoäng treân maët ñöôøng khoâng baèng phaúng vôùi toác ñoä 60km/h. Caùc taûi troïng quaùn tính thaúng ñöùng vaø naèm ngang khi tính toaùn neáu keát caáu aùp saùt vaøo saøn xe (troïng löôïng baûn thaân) thì coi nhö taûi troïng phaân boá, neáu tyø taïi moät soá ñieåm seõ coi nhö caùc taûi troïng taäp trung ñaët taïi caùc ñieåm ñoù. AÙp löïc gioù cöïc ñaïi khi vaän chuyeån treân maët ñaát laáy po = 40kG/m2; khi vaän chuyeån döôùi nöôùc coù theå laáy beù hôn. Khi vaän chuyeån baèng oâtoâ, troïng löôïng baûn thaân cuûa keát caáu nhaân vôùi heä soá kT = 2,0 tính ñeán aûnh höôûng cuûa söï xoâ ñaåy va chaïm. Khi vaän chuyeån döôùi nöôùc phaûi tính ñeán taùc duïng ñoàng thôøi cuûa troïng löôïng, aùp löïc gioù vaø caùc löïc quaùn tính do taøu choøng chaønh treân soùng nöôùc. 4.2.8.Caùc taûi troïng khaùc: Ngoaøi caùc taûi troïng cô baûn treân coøn coù caùc taûi troïng khaùc taùc duïng leân KCKL: söï thay ñoåi nhieät ñoä, ñoäng ñaát, tuyeát, söông. Caùc loaïi taûi troïng ñoù caàn caên cöù vaøo ñieàu kieän khai thaùc cuï theå cuûa töøng loaïi caàn truïc maø tính toaùn. 100
This document was created with Win2PDF available at http://www.win2pdf.com. The unregistered version of Win2PDF is for evaluation or non-commercial use only. This page will not be added after purchasing Win2PDF.