Cổng trục phục vụ lao lắp dầm cầu là thiết bị không thể thiếu được khi thi
công cầu. Hiện nay hầu hết các cổng trục phục vụ lao dầm cầu đều được chế
tạo trong nước. Việc thiết kế chủ yếu là sao chép theo các mẫu máy có sẵn do
Nga, Trung Quốc sản xuất mà chưa có các nghiên cứu chuyên sâu giúp cho quá
trình tính toán, thiết kế và khai thác loại thiết bị này nhằm đạt được hiệu quả
tốt. Do vậy, khi chúng ta chủ động nghiên cứu, tính toán, thiết kế được những
cổng trục lao dầm có các chỉ tiêu kinh tế- kỹ thuật cao sẽ tiết kiệm được rất
nhiều kinh phí cho việc đầu tư thiết bị, giảm được chi phí khi thi công do đó
giảm được giá thành thi công cầu. Điều này sẽ tiết kiệm được rất nhiều kinh
phí đầu tư của nhà nước và doanh nghiệp. Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu cơ sở
khoa học cho tính toán kết cấu thép cổng trục chuyên dùng do Việt nam chế
tạo phục vụ lao lắp dầm bê tông trên xà mũ cầu” được đặt ra là một yêu cầu
cấp thiết.
27 trang |
Chia sẻ: thientruc20 | Lượt xem: 334 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Tóm tắt Luận án Nghiên cứu cơ sở khoa học cho tính toán kết cấu thép cổng trục chuyên dùng do Việt Nam chế tạo phục vụ lao lắp dầm bê tông trên xà mũ cầu, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
BÙI THANH DANH
NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC CHO TÍNH TOÁN
KẾT CẤU THÉP CỔNG TRỤC CHUYÊN DÙNG DO
VIỆT NAM CHẾ TẠO PHỤC VỤ LAO LẮP DẦM
BÊ TÔNG TRÊN XÀ MŨ CẦU
Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và thiết bị xây dựng, nâng chuyển
Mã số: 62.52.01.16.01
TÓM TẮT
LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT
HÀ NỘI - 2017
Luận án hoàn thành tại: TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
Người hướng dẫn khoa học: PGS-TS. Nguyễn Văn Vịnh
Phản biện 1: GS.TSKH. Phạm Văn Lang
Phản biện 2: GS.TS.Trần Văn Tuấn
Phản biện 3: PGS.TS.Trần Quang Hùng
Luận án đã được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Trường tại
.. Trường Đại học Giao thông Vận tải (Số 3 Cầu Giấy, Hà Nội)
vào hồi giờ . ngày . tháng . năm ..
Có thể tìm hiểu luận án tại:
- Thư viện Quốc Gia Việt Nam
- Thư viện Trường Đại học Giao thông Vận tải
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Cổng trục phục vụ lao lắp dầm cầu là thiết bị không thể thiếu được khi thi
công cầu. Hiện nay hầu hết các cổng trục phục vụ lao dầm cầu đều được chế
tạo trong nước. Việc thiết kế chủ yếu là sao chép theo các mẫu máy có sẵn do
Nga, Trung Quốc sản xuất mà chưa có các nghiên cứu chuyên sâu giúp cho quá
trình tính toán, thiết kế và khai thác loại thiết bị này nhằm đạt được hiệu quả
tốt. Do vậy, khi chúng ta chủ động nghiên cứu, tính toán, thiết kế được những
cổng trục lao dầm có các chỉ tiêu kinh tế- kỹ thuật cao sẽ tiết kiệm được rất
nhiều kinh phí cho việc đầu tư thiết bị, giảm được chi phí khi thi công do đó
giảm được giá thành thi công cầu. Điều này sẽ tiết kiệm được rất nhiều kinh
phí đầu tư của nhà nước và doanh nghiệp. Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu cơ sở
khoa học cho tính toán kết cấu thép cổng trục chuyên dùng do Việt nam chế
tạo phục vụ lao lắp dầm bê tông trên xà mũ cầu” được đặt ra là một yêu cầu
cấp thiết.
2. Mục tiêu của đề tài
Nghiên cứu xây dựng được cơ sở khoa học cho tính toán ứng suất động
trong kết cấu thép cổng trục chuyên dùng do Việt nam chế tạo phục vụ lao lắp
dầm bê tông trên xà mũ cầu. Các kết quả nghiên cứu sẽ góp phần nâng cao chất
lượng thiết kế, hạ giá thành sản phẩm, chủ động về thiết kế, chế tạo ở trong
nước loại cổng trục chuyên dùng trên đạt các chỉ tiêu kinh tế- kỹ thuật cao.
3. Đối tượng à phạm i nghiên cứu
a) Đối tượng nghiên cứu
- Cổng trục dạng dàn lắp đặt trên xà mũ trụ cầu do Việt nam chế tạo phục
vụ lao lắp dầm Super-T trong công nghệ thi công cầu.
b) Phạm vi nghiên cứu
- Luận án chỉ tập trung nghiên cứu cổng trục dạng dàn lắp đặt trên xà mũ
trụ cầu do Việt nam chế tạo phục vụ lao lắp dầm Super-T trong công nghệ thi
công cầu có các thông số kỹ thuật thể hiện trong bảng 1.1. Các dầm cầu
bêtông cốt thép được lắp đặt là loại dầm Super - T dài 38 mét. Xà mũ trụ cầu
và dầm Super-T được coi là cứng tuyệt đối. Chỉ xem xét và giải quyết các bài
toán về động lực học, ứng suất động trong mặt phẳng (không xét trong mô hình
không gian).
2
4. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu tổng quan về các vấn đề liên quan đến luận án.
- Nghiên cứu động lực học của cổng trục dạng dàn lắp đặt trên xà mũ trụ
cầu phục vụ lao lắp dầm Super-T trong công nghệ thi công cầu ở Việt nam.
- Nghiên cứu khảo sát các thông số động lực học của cổng trục dạng dàn
lắp đặt trên xà mũ trụ cầu phục vụ lao lắp dầm Super-T trong công nghệ thi
công cầu ở Việt nam.
- Nghiên cứu phương pháp xác định ứng suất động trong các thanh của kết
cấu dàn chính cổng trục dạng dàn lắp đặt trên xà mũ trụ cầu phục vụ lao lắp
dầm Super-T trong công nghệ thi công cầu ở Việt nam.
- Nghiên cứu thực nghiệm xác định các thông số động lực học của cổng trục và
ứng suất động xuất hiện trong các thanh của kết cấu dàn chính cổng trục.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
a/ Ý nghĩa khoa học
- Tác giả đã nghiên cứu xây dựng bài toán động lực học cho đối tượng
nghiên cứu là cổng trục lao dầm dạng dàn đặt trên xà mũ trụ cầu trong công
nghệ thi công cầu. Nghiên cứu này sẽ là cơ sở khoa học cho việc tiến hành xác
định các thông số động lực học của mô hình (chuyển vị, vận tốc, gia tốc, lực
căng cáp động) tương ứng với các trường hợp làm việc khác nhau của cổng
trục. Từ đó, đã đưa ra các giá trị của hệ số động tương ứng với từng trường hợp
của loại cổng trục này. Các giá trị hệ số động này sẽ là cơ sở cho các nhà khoa
học, kỹ sư, người sử dụng tham khảo trong quá trình thiết kế, sử dụng thiết bị
cổng trục lao dầm.
- Từ các kết quả nghiên cứu bài toán động lực học của cổng trục lao dầm
dạng dàn, tác giả đã tiến hành xây dựng bài toán xác định ứng suất động trong
các thanh của kết cấu dàn chính cổng trục. Kết quả của bài toán sẽ tạo cơ sở
khoa học cho việc nghiên cứu, khảo sát qui luật thay đổi của ứng suất trong các
thanh trong dàn chính, tạo tiền đề khoa học cho các nghiên cứu về độ bền mỏi
của kết cấu dàn.
- Tác giả đã xây dựng bài toán và tiến hành khảo sát một số thông số ảnh
hưởng đến các đặc trưng động lực học của cổng trục. Kết quả nghiên cứu này
sẽ là cơ sở khoa học giúp cho các nhà thiết kế, nhà quản lý khai thác sử dụng
3
thiết bị lựa chọn được các thông số kỹ thuật hợp lý nhằm khai thác có hiệu quả
hơn thiết bị cổng trục lao dầm đặt trên xà mũ trụ cầu.
- Quá trình thực nghiệm với các thiết bị đo hiện đại và qui trình thực
nghiệm hợp lý là cơ sở để xây dựng phương pháp thực nghiệm trên các loại
cổng trục dạng dàn.
b/ Ý nghĩa thực tiễn
- Kết quả nghiên cứu về động lực học của luận án sẽ là tài liệu tham khảo
có ích cho Bộ LĐTBXH khi hiệu chỉnh bổ sung hệ số động theo TCVN 4244-
2005 cho thiết bị nâng là cổng trục lao dầm dạng dàn đặt trên xà mũ trụ cầu khi
lao lắp dầm cầu Super-T.
- Kết quả nghiên cứu của luận án sẽ là tài liệu tham khảo có ích cho các đơn
vị thiết kế, chế tạo và khai thác sử dụng có hiệu quả thiết bị cổng trục lao dầm
dạng dàn đặt trên xà mũ trụ cầu.
- Kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở tham khảo để bộ GTVT đề ra tiêu chuẩn
ngành cho việc kiểm định, sử dụng các thiết bị cổng trục (thiết bị có yêu cầu
nghiêm ngặt về an toàn) phục vụ lao lắp dầm cầu bêtông theo qui định trong
nghị định 44/2016/NĐ-CP ngày 15/05/2016 của Chính phủ Việt Nam.
6. Điểm mới của Luận án
- Luận án đã xây dựng được mô hình động lực học cho loại cổng trục dạng
dàn lắp đặt trên xà mũ trụ cầu phục vụ lao lắp dầm Super-T và đã ứng dụng
thành công phần mềm Matlab- Simulink để giải các phương trình chuyển động
phi tuyến nhiều bậc tự do.
- Luận án đã xác định được các đặc trưng dao động, lực căng cáp động, hệ
số động ứng với các trường hợp làm việc bất lợi của loại cổng trục nghiên cứu.
- Trên cơ sở những kết quả thu được từ việc giải bài toán ĐLH, luận án đã
xây dựng được phương pháp xác định ứng suất động ( Ứng suất biến thiên theo
thời gian) trong các thanh của kết cấu dàn chính đối với loại cổng trục nghiên
cứu.
- Từ những kết quả thu được từ việc giải bài toán ĐLH, luận án đã tiến
hành khảo sát các thông số động lực học của loại cổng trục nghiên cứu từ đó đã
xác định được yếu tố gây bất lợi, đồng thời đã đưa ra được bộ dữ liệu các
thông số có ảnh hưởng đến quá trình làm việc bất lợi của cổng trục.
4
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Hiện nay, trên thế giới nói chung và tại Việt Nam nói riêng đã và đang sử
dụng một số nhiều công nghệ thi công cầu khác nhau, các công nghệ này đã
được giới thiệu trong các tài liệu của các tác giả [24],[27], [28], [29], ... (được
trình bày trong phần thuyết minh của luận án). Một trong các thiết bị được sử
dụng nhiều trong công nghệ thi công cầu được đề cập trong các tài liệu trên đó
là thiết bị cổng trục (giá long môn). Qua sự phân tích, đánh giá kết quả nghiên
cứu của các tác giả, NCS nhận thấy các cổng trục lao dầm bêtông cốt thép
lắp đặt trên xà mũ trụ cầu sử dụng trong công nghệ thi công cầu vượt, cầu cạn
được sử dụng rất rộng rãi do những ưu điểm vượt trội của nó và kết cấu thép
của loại cổng trục này thường có dạng dàn.
1. 1. Giới thiệu cổng trục lao lắp dầm cầu bêtông thi công các cầu dẫn, cầu
ượt ở Việt nam
Trên cơ sở phân tích các yếu tố về mặt kỹ thuật, công nghệ và chi phí đầu
tư thiết bị, giá thành sản phẩm tác giả nhận thấy, cổng trục lao dầm lắp trên xà
mũ được khai thác sử dụng rất hiệu quả ở Việt nam và đây cũng là đối tượng
nghiên cứu của tác giả. Cấu tạo của thiết bị được trình bày trên hình 1.7; hình
1,8
Hình 1. 7. Cấu tạo tổng thể cổng trục đặt trên xà mũ trụ cầu.
1. Dàn chính; 2. Cụm puly móc câu; 3. Cụm tời nâng-hạ hàng; 4.Dầm
Super-T; 5. Lan Can; 6. Cụm chân; 7. Cụm di chuyển; 8.Dầm đỡ ray
trên xà mũ; 9.Cầu thang; 10. Trụ cầu
Nguyên lý làm việc: Cổng trục di chuyển ra ngoài công xon của dầm đỡ ray
(08) lắp trên xà mũ trụ cầu sau đó hạ hai cụm móc câu của tời nâng hàng (03)
01 02 04
10
( D1) ( D2) ( D3) ( D4)
03
06
08
9
07
05
5
để nâng phiến dầm cầu (04) từ xe ôtô chở dầm dưới mặt đất đưa lên cao sau đó
di chuyển vào phía trong và lần lượt đặt các phiến dầm vào các vị trí gối cầu
trên mỗi trụ cầu. Sau khi lao hết toàn bộ các phiến dầm của một nhịp, dùng cần
cẩu để nhấc toàn bộ hệ cổng trục xuống dưới đất và sau đó di chuyển toàn bộ
thiết bị sang một nhịp khác để tiếp tục lao lắp các phiến dầm của nhịp đó.
Hình 1.8. Cổng trục đặt trên xà mũ trụ cầu.
Những thông số chính của cổng trục lao dầm được thể hiện như sau:
Khẩu độ Lk= 40( mét); Tải trọng nâng Q = 80 ( Tấn); Vận tốc nâng
Vn= 1,08 (m/ph); Vận tốc di chuyển Vdc= 7,5 (m/ph); Chiều cao nâng
H= 20 (mét), số nhánh cáp của một cụm tời i2= 12; Đường kính cáp
dc= 20 (mm); Trọng lượng dàn chính G1= 2522420 (N); Tỷ số truyền hộp giảm
tốc cơ cấu nâng igt= 48,57; Chiều dài dầm bêtông Ld= 38(mét).
1.2. Phân tích tình hình nghiên cứu, thiết kế, chế tạo cổng trục lao dầm
bêtông lắp đặt trên xà mũ trụ cầu.
1.2.1.Tình hình nghiên cứu, thiết kế, chế tạo cổng trục trên thế giới
Trên thế giới hiện nay đối với các nước phát triển có rất nhiều các công ty
chuyên về chế tạo thiết bị nâng có thể kể đến một số hãng lớn như: ABUS
(Đức); Stall (Đức), KONE (Đức), PODEM (Bungari); NIPPON (Nhật Bản);
KAMIUCHI (Nhật Bản); Sungdo (Hàn Quốc), Huyndai (Hàn Quốc),...Tuy
nhiên các thiết bị do các hãng này cung cấp, chế tạo thì mang tính chất phục vụ
công dụng chung chứ chưa có các thiết bị nâng chuyên dùng phục vụ cho thi
công cầu. Đặc biệt tác giả chưa thấy các hãng này công bố về các lý thuyết tính
toán, bản vẽ thiết kế cũng như các mẫu sản phẩm là loại cổng trục lắp đặt trên
xà mũ trụ cầu phục vụ lao lắp dầm Super-T.
Thanh giằng đứng
Thanh biên trên
Thanh biên
dưới
Thanh giằng xiên
Thanh giằng
ngang
Z X
Y
O
6
1.2.2. Tình hình nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị cổng trục ở Việt Nam
Hiện nay đã có một số đề tài của các tác giả [14], [23],.. nghiên cứu liên
quan đến tính toán, thiết kế cổng trục được công bố. Tuy nhiên, các tính toán
kết cấu của tác giả chủ yếu tính toán theo điều kiện bền tới hạn mà chưa đề cập
đến vấn đề nghiên cứu các yếu tố động (dao động, lực động, ứng suất động,...)
ảnh hưởng tới quá trình làm việc, cũng như độ bền của kết cấu. Ở Việt nam
hiện nay có nhiều công ty chuyên chế tạo thiết bị nâng như: Xí nghiệp cơ khí
Quang Trung; Công ty cổ phần cơ khí Hồng Nam; công ty AVC; Công ty
VINALIFT; Công ty NMC; Công ty Thành Thái; Công ty CP SX- TM Đại
Dương;... Tuy nhiên việc nghiên cứu, thiết kế và chế tạo các thiết bị cổng trục
chuyên dùng phục vụ thi công cầu- đường lại ít được quan tâm, đặc biệt là loại
cổng trục lắp đặt trên xà mũ phục vụ lao lắp dầm cầu thì ít thấy công bố.
Qua những phân tích trên, tác giả nhận thấy ở Việt nam các nghiên cứu chủ
yếu tập trung vào các cổng trục có công dụng chung mà chưa có nghiên cứu
nào liên quan đến cổng trục dạng dàn lắp đặt trên xà mũ trụ cầu phụ vụ lao lắp
dầm cầu Super-T.
1.2.3. Các nghiên cứu về động lực học, ứng suất động của cổng trục
Có rất nhiều công trình của các nhà khoa học Nga, Hungari, Czech,
Bungari,Trung Quốc, Việt nam và các nước khác nghiên cứu về động lực học
và ứng suất động của cổng trục đã được trình bày trong các tài liệu [34], [50],
[51], [52],[53],[58],[62],[63],[64]... Từ các công trình nghiên cứu này NCS đã
nhận thấy: Hiện vẫn chưa thấy có công trình nào nghiên cứu về động lực học,
cũng như mối liên hệ giữa tải trọng động tới việc xác định ứng suất động trong
các thanh của kết cấu thép của loại cổng trục dạng dàn phục vụ cho lao lắp dầm
cầu bêtông lắp đặt trên xà mũ trụ cầu được công bố.
1.2.4. Các nghiên cứu ề thực nghiệm liên quan đến động lực học à ứng
suất động
Đã có nhiều nhà khoa học của Nga, Hungari, Czech, Bungari,Trung Quốc,
Việt nam và các nước khác nghiên cứu về thực nghiệm để xác định các thông
số về động lực học cũng như ứng suất động đối các thiết bị nâng thể hiện trong
các tài liệu [3],[16],[31],[32],[56],... Qua các nghiên cứu này, tác giả nhận
thấy rằng việc đo đạc thực nghiệm trên các máy thực để xác định lực căng cáp
động trong cáp nâng hàng, ứng suất động xuất hiện trong các thanh của kết cấu
thép cổng trục dạng dàn vẫn chưa được đề cập nhiều.
7
KẾT LUẬN CHƯƠNG I VÀ ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU
Qua phân tích tình hình nghiên cứu của các tác giả trong nước và trên thế
giới về những vấn đề liên quan đến nội dung của đề tài đã được đề cập, tác giả
nhận thấy còn một số điểm tồn tại mà đề tài cần quan tâm giải quyết như sau:
1. Có nhiều nghiên cứu về động lực học của thiết bị nâng (cầu trục, cần trục
tháp, cần trục, cổng trục,...).Tuy nhiên, các nghiên cứu về động lực học và mối
liên hệ giữa các thông số động lực học tới việc xác định tải trọng động, hệ số
động lực và ứng suất động xuất hiện trong kết cấu thép của cổng trục chuyên
dùng đặt trên xà mũ trụ cầu khi thi công các công trình ở Việt nam còn chưa
được đề cập đến. Theo thông tin mà tác giả được biết thì đây là công trình lần
đầu tiên được đặt ra để nghiên cứu.
2. Cổng trục chuyên dùng cho lao lắp dầm cầu bêtông đặt trên xà mũ trụ
cầu do Việt Nam chế tạo là loại có khẩu độ lớn, dùng nâng dầm bêtông có
trọng lượng lớn, được khai thác sử dụng trong những điều kiện mang tính đặc
thù riêng (sử dụng cho quá trình lao lắp dầm Cầu bê tông ở Việt Nam). Hiện
nay, vẫn chưa có tài liệu nào công bố các thông số kỹ thuật hợp lý nhằm khai
thác hiệu quả và an toàn thiết bị cổng trục này. Do vậy, luận án đã đặt ra mục
tiêu nghiên cứu khảo sát một số các thông số động lực học ảnh hưởng tới quá
trình làm việc của cổng trục, từ đó có thể đưa ra được bộ số liệu các thông số
hợp lý cho quá trình khai thác, sử dụng của loại cổng trục nghiên cứu.
CHƯƠNG II
NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CỔNG TRỤC DẠNG DÀN LẮP
ĐẶT TRÊN XÀ MŨ TRỤ CẦU PHỤC VỤ LAO LẮP DẦM CẦU
SUPER-T TRONG CÔNG NGHỆ THI CÔNG CẦU TẠI VIỆT NAM
Tại mục 1.1của chương I, tác giả đã giới thiệu về cấu tạo, nguyên lý làm
việc của loại cổng trục chuyên dùng lao lắp dầm cầu Super-T trong công nghệ
thi công Cầu. Các trường hợp làm việc điển hình của cổng trục là: Nâng, hạ
hàng (Dầm cầu Super-T) và di chuyển cùng với hàng. Trong từng trường hợp,
khi đóng mở các cơ cấu nâng, cơ cấu di chuyển hoặc kết hợp phanh hãm sẽ
xuất hiện tải trọng động trong các cơ cấu, trong cáp hàng và kết cấu thép của
cổng trục. Chính vì vậy, tác giả đã tiến hành nghiên cứu ĐLH cho các trường
hợp sau đây: Khi nâng, hạ dầm; Nâng dầm từ vị trí cáp chùng; Nâng dầm từ vị trí
cáp căng; Nâng, hạ dầm kết hợp phanh hãm; Di chuyển cùng với dầm. Sau khi
8
xây dựng mô hình ĐLH, thiết lập các phương trình chuyển động, sử dụng phần
mềm Mathlap- Simulink tác giả đã xây dựng được chương trình mô phỏng để
giải hệ các phương trình chuyển động dạng phi tuyến. Từ đó đã xác định được
các giá trị và biểu đồ của các thông số động lực học cũng như lực căng cáp động
ứng với 06 trường hợp làm việc điển hình trên. Sau đây tác giả xin trình bày tóm
tắt, một số kết quả nghiên cứu ĐLH ứng với 02 trường hợp cụ thể: Hạ hàng kết
hợp phanh hãm và Di chuyển mang hàng.
2. 1. Nghiên cứu động lực học cổng trục khi hạ hàng (Dầm Super-T)- kết
hợp phanh hãm khi cáp căng (độ chùng cáp =0).
Mô hình động lực học được thể hiện như hình 2.18
Hình 2. 18. Mô hình động lực học cổng trục lắp đặt trên xà mũ trụ cầu
khi hạ dầm
Trong đó: 1 4 - Mômen quán tính qui dẫn của rôto động cơ nâng và khớp
nối, kg.m
2
; q1, q4-chuyển vị góc của rôto động cơ nâng, rad; S1- Độ cứng qui
dẫn của một nhánh cáp, N/m; S2- Độ cứng qui dẫn của hệ chân đỡ cổng trục,
N/m; K1- Hệ số dập tắt dao động của cáp hàng của cụm tời nâng Ns/m; i2- Bội
suất cáp của cụm tời nâng; R- Bán kính qui dẫn của cụm tời nâng, m; q2,q3-
Chuyển vị thẳng của khối lượng m2 và m3, m; m2 - Khối lượng của hàng nâng
(dầm BTCT) và cụm puluy móc câu, kg; m3- Khối lượng quy dẫn của kết cấu
thép cổng trục và bộ máy nâng hạ hàng về điểm giữa của KCT tầng trên, kg;
1M(q ) , 4M(q ) - Đường đặc tính ngoài của các động cơ thuộc bộ máy nâng hạ
hàng; qd - chuyển vị góc của tang cuốn cáp, rad.
i
s
2/2
q
m2
s
1
A
K1
i2
q1
qd
M
(q1)
B
4 q4
qd
M(q4)
s
2/2
q
3
m3
i1 1
1
2
m3
s
1K1
i2
0
2
1
§-êng ®Æc tÝnh ngoµi cña ®éng c¬ n©ng
q
1
M(q1)
9
Sau khi tác giả tiến hành viết công thức cho các hàm thế năng, động năng,
hao tán và sử dụng phương trình Lagrăng II để viết hệ PTCĐ.
Phương trình Lagrăng II có dạng: i
1 i i i
d T T U
( ) Q (i 1 n)
dt q q q q
Tiến hành các bước tính toán và biến đổi cần thiết chúng ta có được hệ
phương trình chuyển động viết dưới dạng thu gọn như sau:
2 2 2 2 2
1 11 2 1 11 2 3 2 1 11 2 3 f
2 2
2 2 2 1 11 2 3 41 2 1 11 2 3 41
2 2 2 3
3 3 2 1 11 2 3 41 3 2 1 11 41 2 32
2 1
m gR
q i K R q Rq Rq i S R q Rq Rq M
2
m q i K Rq 2q 2q Rq i S Rq 2q 2q Rq 0
S S
m q i K Rq 2q 2q Rq m g i S Rq Rq 2q 2 q
i S
2 2 2 2 24 41 2 1 41 2 3 2 1 41 2 3 f
0
m gR
q i K R q Rq Rq i S R q Rq Rq M
2
Một số đồ thị là kết quả của việc giải hệ phương trình (2.51) được thể hiện như
sau:
Hình 2.28. Gia tốc 3q Hình 2.29. Lực căng cáp Fc
2. 2. Nghiên cứu động lực học cổng trục khi di chuyển mang hàng (Dầm
bêtông Super-T) có kể đến độ cứng của cáp.
Mô hình động lực học được thể hiện trên hình 2.30
Hình 2. 30. Mô hình ĐLH của cổng trục khi di chuyển có kể đến độ cứng
của cáp hàng
q
7
q
8
m
3
m
3
m
2
m
2
idc
S555(q )5
M .
(q )5 q5
5
S5
Y
XW
P
g2
y3
P
g1
yo =
X2
O
l
Ddc
X3
qM .
Mf
Ddc Ddc
y2
q
S
6 6
6
M
.
( q )
6
S
4
MfMf
q
9
X 0
(2.51)
10
Trong đó:q7- Di chuyển của cổng trục theo phương ngang, m; q8- Góc lắc của
hàng nâng xung quanh điểm treo hàng, rad; q9- Dịch chuyển của hàng theo
phương của cáp treo, m; Pg1 , Pg2- Tải trọng gió tác dụng lên KCT và lên hàng
, N; S5,S6- Độ cứng quy dẫn của các bộ máy di chuyển về trục động cơ
Nm/rad; S4 - Độ cứng quy dẫn của các nhánh cáp, N/m; l - Chiều dài của cáp
treo hàng, m; W - Lực cản di chuyển cổng trục, N; idc - Tỷ số truyền chung của
cơ cấu di chuyển. Rdc- Bán kính qui dẫn của cơ cấu di chuyển. 5M(q ) , 6M(q ) -
Đường đặc tính ngoài của các động cơ thuộc bộ máy di chuyển.
Sau khi tác giả tiến hành viết công thức cho các hàm thế năng, động năng,
hao tán và sử dụng phương trình Lagrăng II để viết hệ PTCĐ. Tiến hành tính
toán và biến đổi các biểu thức chúng ta có được hệ phương trình chuyển động
như sau:
5
5 5 5 5 7 5
dc
2 6 6
2 3 7 3 9 8 8 3 9 8 8 6 62
dc dc
5 5
5 7 7 g12
dc dc
3 9 8 7 3 9 8 3 8 7 9 3 8 9 3 8 9 g2 8
3 9 3
S
q S q q M(q )
R
S S
m m q m f q cosq q m f q sin q q q q
R R
S S
q q Wsign(q ) P
R R
m f q cosq q m f q q m cosq q q m q q m gsin q q P cosq f
m q m cos
28 7 8 3 9 8 4 9 3 8
6
6 6 6 6 7 6
dc
q q q m