Tính toán thiết kế hệ thống bãi đỗ xe tự động kiểu quay vòng tầng lập quy trình công nghệ chế tạo chi tiết tiêu biểu

Chöông 5: THIEÁT KEÁ KEÁT CAÁU THEÙP Phaàn moät: TÍNH TOAÙN KEÁT CAÁU THEÙP KHUNG NAÂNG 5.1. Choïn hình thöùc keát caáu. Hình thöùc keát caáu : Khung laø nôi chòu toaøn boä taûi troïng cuûa cô caáu naâng , saøn ñôõ vaø troïng löôïng cuûa oâ toâ. Khung phaûi coù keát caáu phuø hôïp vôùi yeâu caàu khoâng gian cho pheùp . Khung laø moät toå hôïp cuûa caùc theùp hình lieân keát vôùi nhau. Khung goàm 4 thanh bieân leân keát vôùi caùc thanh giaèng ngang. 5.2. Vaät lieäu cheá taïo khung. Choïn vaät lieäu cheá taïo caùc thanh bieân laø theùp hình chöõ H 150x150x7. Choïn vaät lieäu cheá taïo caùc thanh giaêng laø theùp oáng troøn Þ 73x8 . Kích thước danh nghĩa Kích thước mặt cắt ngang KL1 m Chiều dài Mômen quán tính Bán kính xoay Modul tiết diện H B t1 t2 r W Ix Iy ix iy Zx Zy mm mm mm mm mm mm Kg/m cm4 cm4 cm cm cm3 cm3 150x150 150 150 7 10 11 31.5 1,640 563 6.39 3.75 219 75.1 5.3.Xaùc ñònh vò trí tính toaùn - Caùc taûi troïng vaø toå hôïp taûi troïng tính toaùn a, Caùc taûi troïng vaø toå hôïp taûi troïng tính toaùn - Nguyeân taéc chung veà tính beàn thang maùy: - Caùc chi tieát thang maùy chia laøm 2 nhoùm: Nhoùm caùc chi tieát luoân luoân laøm vieäc trong thôøi gian thang maùy hoaït ñoäng. Nhoùm caùc chi tieát chæ laøm vieäc khi thang maùy xaûy ra söï coá. * Khi tính toaùn caùc chi tieát ôû nhoùm thöù nhaát thì phaûi tính ñeán khaû naêng laøm vieäc cuûa chuùng trong caùc tröôøng hôïp sau: +Tröôøng hôïp 1: Taûi danh nghóa +Tröôøng hôïp 2: Thöû taûi thang maùy ñeå ñöa vaøo söû duïng khi khaùm nghieäm kyõ thuaät (vöôït taûi 150÷200%) +Tröôøng hôïp 3: Cabin keït treân ray daãn höôùng. * Nguyeân taéc chung tính beàn thang maùy döïa vaøo öùng suaát cho pheùp Trong ñoù: - öùng suaát lôùn nhaát taùc duïng leân chi tieát - öùng suaát cho pheùp. - öùng suaát nguy hieåm cuûa vaät lieäu laáy theo giôùi haïn beàn, giôùi haïn moûi hoaëc giôùi haïn chaûy trong töøng tröôøng hôïp tính toaùn. n- heä soá an toaøn nhoû nhaát cho pheùp. b, Caùc tröôøng hôïp tính toaùn: Tröôøng hôïp 1: Khi coù taûi troïng danh nghóa taùc duïng khi thang maùy vieäc. Qt= Q * kñ Gt= Gb * kñ Trong ñoù: Qt - Taûi troïng ñònh möùc Qt=2200 kg; Gb – khoái löôïng cabin Gcab =6000 kg; a - gia toác chuyeån ñoäng cuûa cabin a=1,5 m/s2; g - gia toác troïng tröôøng g=9,81 m/s2; - heä soá ñoäng, ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc; Qt = 22000 *1,15=25300 N Gt = 6000 * 1,15=6900 N Tröôøng hôïp 2: Khi saøn ñôõ chòu taûi troïng luùc khaùm nghieäm thang naâng ñeå xin caáp pheùp söû duïng Qt= Q * kqt Gt= Gb * Kqt Trong ñoù: kqt –heä soá quaù taûi. Kqt = 1,5 - ñoái vôùi thang maùy duøng xích laøm daây keùo. Qt=33000 N Gt=9000 N 5.4.Tính toaùn kieåm tra beàn khung ñôõ. a, Sô ñoà löïc taùc duïng Tính thanh bieân, khung ñôõ ñöôïc tính toaùn theo phöông phaùp tính coät. Hình 4.1: Sô ñoà tính coät. Trong ñoù: Px - löïc taùc duïng cuûa xích leân keát caáu theùp. Pgt - troïng löïc cuûa hoäp giaûm toác Pñc - troïng löïc cuûa ñoäng cô ñieän Px - ñöôïc tính theo caùc tröôøng hôïp taûi troïng cuûa thang maùy. + Tröôøng hôïp thöù nhaát : + Tröôøng hôïp thöù hai : Pñc = 1600 N Pgt = 2000N Treân sô ñoà löïc nhaän thaáy ñaây laø coät chòu neùn uoán leäch taâm . Nhöng caùc löïc Px khi dôiø veà taâm thì chuùng bò trieät tieâu caùc momen uoán.Caùc löïc Px chæ gaây neùn duùng taâm xuoáng coät . Chæ coøn thaønh phaàn Pñc vaø Pgt gaây ra uoán vaø neùn leäch taâm coät. Tieát dieän chòu neùn leäch taâm. Hình 4.2: Coät chòu neùn leäch taâm. b, Tính beàn caùc thanh bieân : Thanh bieân ñöôïc tính beàn theo coâng thöùc, (7-51), [05]: Trong ño:ù - öùng suaát cho pheùp; - giôùi haïn chaûy =240N/mm2; n- heä soá an toaøn n =2÷3; N – löïc neùn; Fth – dieän tích thöïc chòu neùn; Mx – momen uoán theo truïc x-x; Wx momen choáng uoán theo truïc x-x; My – momen uoán theo truïc y-y; Wy momen choáng uoán theo truïc y-y; Löïc neùn taùc duïng leân keát caáu : N = 4Px + Pñc +Pgt = 4 * 8050 + 2000 + 1600 = 35800 N Dieän tích thöïc chòu neùn : Fth = 4 * F = 4 * 39.1 = 156.4 cm2 F = 39.1 cm2 - dieän tích maët caét theùp chöõ H; Momen uoán theo truïc y-y: Trong ñoù: e = 137cm - khoaûng caùch leäch taâm cuûa Pdc vaø Pgt so vôùi taâm; Momen choáng uoán theo truïc y-y: Xaùc ñònh ñaëc tröng hình hoïc cuûa tieát dieän: Tieát dieän coù 2 truïc x-x vaø y-y laø truïc ñoái xöùng neân x, y ñoàng thôøi laø truïc quaùn tính trung taâm. Tính Jy: Ta coù: F1 = F2 = F3 = F4 = 39.1 cm2 . ( vì ) ( vì ) So saùnh : . Vaäy theùp choïn ñuû ñieàu kieän beàn. b, Tính thanh bieân theo ñieàu kieän oån ñònh: Ngoaøi vieäc kieåm tra beàn cuûa khung caàn phaûi kieåm tra veà ñoä oån ñònh cuûa khung . Khi chieàu daøi cuûa thanh lôùn yeáu toá quyeát ñònh an toaøn cuûa noù laø ñoä oån ñònh . Coâng thöùc tính ñoä oån ñònh cuûa coät coù tieát dieän khoâng ñoåi theo coâng thöùc (7.55), [05]. Trong ñoù : j - heä soá khi uoán doïc cuûa caùc caáu kieän chòu neùn . N – löïc neùn Fng – dieän tích nguyeân cuûa maët caét khoâng keå caùc giaûm yeáu. Mx – momen uoán theo truïc x-x; Wx momen choáng uoán theo truïc x-x. My – momen uoán theo truïc y-y; Wy momen choáng uoán theo truïc y-y. Xaùc ñònh heä soá j: Heä soá j phuï thuoäc vaøo ñoä maûnh l (7-1), [05] Trong ñoù : ltt – chieàu daøi tính toaùn cuûa thanh, l - chieàu daøi hình hoïc cuûa thanh. r - baùn kính quaùn tính cuûa tieát dieän, (7.3), [05] m - heä soá chieàu daøi tính toaùn , m = 2 Ñoä maûnh cuûa thanh bieân öùng vôùi truïc x-x : Ñoä maûnh cuûa thanh bieân öùng vôùi truïc y-y : Coät goàm coù 4 thanh bieân vaø duøng baûn giaèng , ñoä maûnh töông ñöông (7.13), [05] : Trong ñoù: lmax - ñoä maûnh lôùn nhaát cuûa caùc thanh töông öùng vôùi moät trong caùc truïc chính, lmax ( lx , ly ); Töø ñoä maûnh tra baûng (7.1), [sbvl] coù j = 0,95. Kieåm tra ñoä beàn oån ñònh cuûa khung. So saùnh : . Vaäy theùp choïn ñuû ñieàu kieän beàn 5.5. Tính toaùn vaø keát caáu thanh giaèng ngang. Khi tính toaùn thanh giaèng thì thanh giaèng ñöôïc tính döôùi taùc duïng cuûa löïc ngang quy öôùc. Ñoái vôùi thanh laøm baèng theùp caùc bon thaáp (7-19), [05] : Q = 20 F = 20 * 41.8 = 836 N Trong ñoù : F – dieän tích tieát dieän cuûa thanh bieân cm2 ; Q – löïc ngang quy öôùc kG; Caùc thanh ngang trong khung tính nhö caùc thanh chòu keùo vaø neùn vôùi caùc löïc taùc duïng (7-26), [05]: N Trong ñoù : m – soá maét löôùi trong hai maët phaúng song song. Kieåm tra thanh bieân theo ñieàu kieän beàn: Trong ñoù : ; - giôùi haïn chaûy =240N/mm2; n- heä soá an toaøn n =2÷3; So saùnh : . Vaäy theùp choïn ñuû ñieàu kieän beàn. 5.6. Tính toaùn keát caáu daàm ñôõ ñoäng cô, hoäp giaûm toác. Daàm ñôõ ñoäng cô vaø hoäp giaûm toác ñöôïc choïn laø daàm chöõ U-125x65 . Sô ñoà tính daàm ñôõ . Hình 4.3: Sô ñoà tính daàm ñôõ hoäp giaûm toác vaø ñoäng cô. Löïc taùc duïng leân daàm: Trong löôïng cuûa hoäp giaûm toác Pgt = 2000 N; Troïng löôïng cuûa ñoäng cô ñieän Pdc = 1600 N; Momen uoán taïi tieát dieän nguy hieåm : Mu = 4552000 Nmm; Kieåm tra beàn daàm: Trong ño:ù - giôùi haïn chaûy =240N/mm2; n- heä soá an toaøn n =2÷3; Momen choáng uoán cm3 = 67800mm3 N/mm2 Vaäy keát caáu thoûa maõn ñieàu kieän beàn. 5.7.Tính toaùn lieân keát chaân coät. Xaùc ñònh kích thöôùc baûn chaân ñeá. a, Chieàu roäng baûn ñeá: Choïn töø ñieàu kieän caáu taïo. Trong ñoù: b – beà roäng tieát dieän coät, b = 15 cm; d - Chieàu daøy taám ñeá , d = 1.2 cm; C – ñoaïn ñöa ra congxon cuûa baûn ñeá, C = 3 cm; Choïn B = 28 cm . b, Chieàu daøi baûn ñeá: Chieàu daøi baûn ñeá xaùc ñònh theo coâng thöùc Trong ñoù: N – löïc neùn trong coät, N =895 daN; M – momen uoán trong coät, M = 19180 daNcm ; B – chieàu roäng baûn ñe; Rn – Cöôøng ñoä chòu neùn tính toaùn cuûa be toâng moùng . Rn = 90; mcb – heä soá taêng Rn khi neùn cuïc boä , mcb = 1,5; Choïn L = 30 cm c, Chieàu daøy baûn ñeá: Hình 4.4: Lieân keát chaân coät. Chieàu daøy baûn ñeá xaùc ñònh theo coâng thöùc : (cm) Trong ñoù: Mmax – momen uoán lôùn nhaát trong caùc momen , Mi; R – cöôøng ñoä chòu keùo cuûa theùp; g - heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa coät; ÖÙng suaát lôùn nhaát cuûa beâ toâng moùng döôùi baûn ñeá. daN.cm Momen Mmax choïn töø momen cuûa caùc phaàn: a. Momen (1): b. Momen (3): c. Momen (4): Vaäy choïn chieàu daøy baûn chaân ñeá baèng 2 cm.