CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN CƠ CẤU THAY ĐỔI TẦM
VỚI
2.1 SƠ ĐỒ HÌNH HỌC :
Hình 2 .1 : Thay đổi tầm với bằng cách nâng,hạ cần.
1-sàn đỡ; 2- cơ cấu thay đổi tầm với; - đối trọng; 4- giằng; 5- vòi; 6-
động cơ xoay móc; 7- cần; 8- puly đầu cần; 9- móc chính (30 t); 10- móc
phụ (7 t); 11- giá chữ A; 12- cabin điều khiển.
Trang 27
4
5
6
3
2
1
1
M
2.2 SƠ ĐỒ TRUYỀN ĐỘNG.
Hình 2.2 :1-Phanh; 2- khớp nối;
3 - động cơ điện; 4- thanh răng;
5- bánh răng; 6- hộp giảm tốc
Chức năng của cơ cấu này là đảm bảo sự dòch chuyển của cần lên xuống
với sự hỗ trợ của bộ truyền thanh răng – bánh răng được truyền động trực tiếp
qua trục quay chậm của hộp giảm tốc. Thanh răng được nối trực tiếp với cần.
Bên cạnh các bộ phận trong cơ cấu thay đổi tầm với còn có các bộ phận khác
như khớp nối có gắn bánh phanh của phanh trống. cơ cấu này ta bố trí 2
phanh tại 2 đầu trục quay nhanh của hộp giảm tốc để tăng tính an toàn của cơ
cấu. Cụm truyền động thanh răng – bánh răng có các con lăn tỳ để ép chặt
chúng vào nhau, bên cạnh đó còn có các hạn vò tầm với ngắn nhất và xa nhất.
2.3 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC HỆ CẦN
Gọi : Lc : chiều dài cần.
Lg : chiều dài giằng.

R
min
≤ [R
min
]
Theo kinh nghiệm, thường lấy ϕ
min
≥ 30
0
,
ϕ
max
≤ 80
0
.
Ta chọn ϕ
min
= 40
0
, ϕ
max
= 80
0
.
Hình 2.4 : Cần ở vò trí tầm với
nhỏ nhất và lớn nhất.
• Với ϕ
min
: vòi hợp với phương ngang 1 góc γ
3

0
. chọn γ
2
= 10
0

Đặt K =
Lc
Lv'
hệ số tỉ lệ.
 Cần ở vò trí 1 ( ϕ
min
) :
)cos(coscos.cos
)sin(sinsinsin
3min3'minmax
3min3'min
γϕγϕ
γϕγϕ
KLLLR
KLLLH
cvc
cvc
+=+=
−=−=
 Cần ở vò trí 2 ( ϕ
max
) :
H = L
c

00
20sin10cos
40sin8cos
−
−
K = 0,54
Thay vào R
max
= 30 m :
R
max
= L
c
(cos ϕ
min
+ Kcos γ
3
)
⇒ L
c
=
3min
max
cos.cos
γϕ
K
R
+
Trang 29
L

= L
v’
+ L
v’’
= 16,56 (m).
b> xác đònh chiều dài giằng:
vẽ cần ở 3 vò trí ϕ
min
,

ϕ
max
,

ϕ
tb

gọi C
1
, C
2
,

C
3
là các điểm đầu vòi ở các vò trí ϕ
max
, ϕ
min
,ϕ

1
E
2
, E
2
E
3
.
giao điểm chính là chốt đuôi giằng. Khoảng cách từ chốt đuôi giằng đến
đuôi vòi là chiều dài giằng.
Từ phép dựng hình, ta xác đònh được Lg = 19,38 (m).
2.4 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ THAY ĐỔI MOMEN CẦN THEO TẦM VỚI.
Trang 30
a
b
Khi cần trục làm việc, hệ cần của cần trục phải nằm ở các vò trí khác nhau,
do đó khoảng cách từ trọng tâm của nó tới chốt đuôi cần cũng thay đổi. Và
sự thay đổi này dẫn đến sự thay đổi momen của hệ cần đối với chốt đuôi
cần.
Để xây dựng đồ thò thay đổi momen của hệ cần thay đổi theo tầm với, ta xét
ở một số vò trí khác nhau của cần. Chọn vò trí tầm với của cần dựa vào hoạ
đồ vò trí, ta tính được M
c
ở các vò trí tần với khác nhau.
cần trục thiết kế, trọng lượng thiết bò cần và trọng lượng đối trọng được
bố trí như hình vẽ:

Hình 2.6: Sơ đồ phân tích lực trên hệ cần.
Trang 31
Để cân bằng thì trọng lượng đối trọng G

 G
g
: đặt tại điểm đầu giằng.
 G
g
: đặt tại điểm đuôi giằng.
Lực G
g
đặt tại điểm đuôi giằng nên không gây momen đối với chốt đuôi cần.
Còn lực Gg

đặt tại điểm đầu giằng lại được phân tích thành 2 lực, một lực đặt
tại điểm đầu vòi (G
g’’
) và một lực đặt tại đầu cần (G
g’
) :
G
g
= G
g’
+ G
g’’
Việc phân tích này dựa vào phương pháp phân tích lực song song theo tỉ lệ
cánh tay đòn ( sự cân bằng momen).
Hợp lực R =
)(
'''' gv
GG +
tạo ra lực kéo K ở giằng, hợp lực (R +K) là lực N gây

v’
, G
v’’
, G
g’
, G
g’’
, R, K, N.
Giá trò M
c
luôn thay đổi từ R
min
÷ R
max
. Xác đònh M
c
tại 6 vò trí khi cần nghiêng
từ ϕ
max
= 80
0
÷ ϕ
min
= 40
0
.
Lập hoạ đồ vò trí cho cần ứng với các góc nghiêng của cần, ta có bảng giá trò
sau:
Trang 32
Bảng2.1 Bảng xác đònh giá trò M

R(KG) 13235 11200 9903 8531 7305 5792
K(KG) 5306 5276 5241 5192 5054 4836
N(KG) 18541 16476 15144 13723 12359 10628
Mc(KGm
)
89160 97658 104706 121521 127217 136566
Hình 2.7: Đồ thò thay đổi momen hệ cần theo tầm với
2.5 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ MOMEN ĐỐI TRỌNG THEO TẦM VỚI
Trọng lượng của đối trọng đối với vò trí trung bình từ điều kiện cân bằng
momen của cần và momen đối trọng:
Trang 33
M
c
= M
đ
Xét tương quan với M
c
thì momen đối trọng lấy đối với chốt đuôi cần được tính:
M
đ
= G
đ
.
b
al
d
.
Từ

điều kiện cân bằng momen hệ cần và momen đối trọng tại vò trí trung bình

= M
đ
.
Hình 2.8: hoạ đồ vò trí hệ tay đòn đối trọng
Bảng 2.2 Bảng xác đònh giá trò M
đ
Vò trí I II III IV V VI
l
đ
(m) 4,12 4,02 3,72 3,12 2,13 2,10
a (m) 3,03 3,93 4,55 4,9 5 4,86
b (m) 1,87 2,01 2,02 1,85 1,41 0,97
M
đ
(KGm) 83446 98250 104740 103297 114415 131521
Trang 34
∆
Hình 2.9: Đồ thò thay đổi momen đối trọng theo tầm với
2.6 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ KHÔNG CÂN BẰNG CẦN.
Gọi ∆M: Momen mất cân bằng do trọng lïng thiết bò cần và đối trọng
∆M = M
c
– M
đ
Ta có ∆M ở 6 vò trí với các giá trò được tính cho trong bảng sau:
Bảng 2.3 Bảng xác đònh giá trò ∆M
Vò trí I II III IV V VI
Mc(KGm) 89160 97658 104706 121521 127217 136566
M
đ

- Dựng hệ trục vi phân dưới dạng hệ trục nguyên hàm Y(ϕ).
- Chọn cực vi phân đồ thò H (OH = 1 đơn vò).
- Chia đều trục hoành.
- Từ các điểm chia cắt đường cong nguyên hàm ta kẻ các tiếp tuyến với
đường cong Y(ϕ).
- Từ cực H kẻ các đường song song với tiếp tuyến tương ứng cắt trục oy’ ở
các điểm, từ các điểm này dóng các đường song song trục hoành cắt các
đường thẳng đứng tại các điểm vi phân cần tìm.
Ta có đồ thò vi phân :
Trang 36