CHƯƠNG IV: MÁY VẬN CHUYỂN LÊN CAO

§ 4.1. CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI MVCLC

            Máy vận chuyển lên cao là tên gọi chung của các loại máy móc, thiết bi dùng để vận chuyển các loại hàng hoá, vât liệu và các cấu kiện xây dựng theo phương thẳng đứng, đôi khi kết hợp với vận chuyển theo phương ngang.

            Thông số cơ bản nhất của máy nâng là tải trọng nâng. Đó là tải trọng lớn nhất cho phép mà nó có thể nâng được (kể cá trọng lượng thiết bị mang vật).

            Ngoài ra máy nâng còn có những thông số hình học & động học sau: chiều cao nâng; tầm với; tốc độ quay; tốc độ nâng, hạ vật; tốc độ di chuyển xe con;  tốc độ di chuyển cần trục; thời gian thay đổi tầm với.

            Theo kết cấu và công dụng máy nâng dùng trong xây dựng có thể phân loại thành các nhóm sau: máy nâng đơn giản, thang nâng xây dựng và cần trục

Cần trục thiÕu nhi

            1. Máy nâng đơn giản

            - kích: dùng để nâng vật có trọng lượng lớn nhưng với chiều cao nâng nhỏ,

            - tời xây dựng: dùng để nâng hoặc kéo vật. Nó có thể là một bộ phận của máy nâng phức tạp.

            - Palăng: được treo ở trên cao để nâng vật. Nó có thể là một bộ phận của máy nâng khác.

- Cần trục thiếu nhi

            2. Thang nâng xây dựng dùng để nâng vật, đặt trên bàn nâng hoặc ca bin tựa trên các bộ phận dẫn hướng cứng thẳng đứng. Theo công dụng thang nâng xây dựng gồm:

            - thang nâng xây dựng chở hàng

            - thang nâng xây dựng trở hàng và người.

            3. Cần trục gồm:

            - Cần trục cố định kiểu cần (cần trục cột buồm): dùng để vận chuyển hàng trong miền diện tích bao của cần

            - Cần trục tháp: dùng để vận chuyển vật liệu và các cấu kiện lắp ráp trong xây dựng nhà cao tầng với khoảng không gian phục vụ lớn

            - Cần trục tự hành: là loại cần trục kiểu cần, quay và di đông vạn năng. đây là loại cần trục có tính cơ động cao phục vụ trong miền bất kỳ;

            - Cần trục kiểu cầu gồm cầu trục, cổng trục và cần trục cáp. Chúng dùng để vận chuyển vật liệu và lắp ráp các cấu kiện trong miền phục vụ là hình chữ nhật.

§ 4.2. CÁC BỘ PHẬN THƯỜNG DÙNG

TRONG CÁC MÁY VẬN CHUYỂN LÊN CAO

I. TANG

            1) Khái niệm tang:Tang (còn gọi là trống tời) dùng để biến chuyển động quay của cơ cấu dẫn động thành chuyển động tịnh tiến của cáp. Thông thường thang có dạng hình trụ (đôi khi hình nón cụt) đúc bằng gang xám (đôi khi băng thép).

Tang có hai loại:

2) Phân loại tang: Theo cấu tạo, công dụng và phương pháp chế tạo, tang gồm các loại sau.

- Tang trụ, tang côn và các tang có đường kính thay đổi. Trong máy nâng tang trụ được sử dụng phổ biến nhất. Tang côn và tang có đường kính thay đổi thường dùng trong các tời bổ sung cáp với tốc độ cáp thay đổi hoặc dẫn cáp bằng ma sát.

- Tang cuốn một lớp cáp và tang cuốn nhiều lớp cáp. Trong máy nâng tang một lớp cáp được dùng nhiều hơn. Khi dung lượng cáp cuốn lên tang rất lớn, để giảm kích thước của tang người ta thường dùng tang nhiều lớp cáp (hình 4.1). Nhược điểm của tang nhiều lớp cáp là cáp chóng mòn vì các lớp cáp phía dưới chịu lực ép lớn do các lớp đè lên giữa các vòng cũng có ma sát. Số lớp cáp thường không vượt quá 6 lớp và tang loại này phải có gờ cao hơn chiều cao của lớp cáp ngoài cùng là 2dc trở lên.

Hình 4.1: Tang trụ nhiều lớp cáp

- Tang trơn và tang có rãnh. Thông thường người ta chế tạo tang trơn để cuốn nhiều lớp cáp và tang có rãnh chỉ dùng để cuốn một lớp cáp. Tang có rãnh gồm tang đơn dùng với palăng đơn và tang kép dùng cho palăng kép.

Hình 4.2: Mặt cắt rãnh cáp của tang có rãnh

Rãnh cáp trên tang có hình xoắn ốc phía phải hoặc phía trái đều được đối với tang đơn nhưng với tang kép phải có một đoạn xoắn phía phải còn đoạn kía phía trái. Tang có rãnh có nhiều ưu điểm, rãnh cáp trên tang có tác dụng dẫn cáp cuốn đều lên tang, các vòng cáp không tiếp xúc nhau và diện tích tiếp xúc giữa cáp và tang lớn làm giảm ứng suất tiếp xúc.

- Tang đúc và tang hàn. Chọn tang đúc hay tang hàn phải dựa vào kích thước tang, quy mô sản xuất và điều kiện chế tạo tang. Tang đúc có trọng lượng lớn, dùng trong sản xuất hàng loạt, giá thành hạ, đúc bằng gang xám hoặc thép đúc. Do yêu cầu công nghệ chế tạo tang đúc mà chiều dày thành tang d không nhỏ hơn 12mm và thường được tính sơ bộ theo công thức sau:

gang d = 0,02 Dt + (6¸10)mm,

Hình 4.3: Tang côn

thép đúc d = 0,01 Dt + 3mm.

Tang hàn nhẹ hơn tang đúc 35 - 40%, thường dùng trong sản xuất đơn chiếc với tang có kích thước lớn.

Ngoài tang trụ, trong máy nâng còn dùng tang côn trong trường hợp lực căng cáp cuốn lên tang thay đổi trong một khoảng lớn (hình 4.3). Ví dụ tang trong cơ cấu nâng cần của cần trục. Khi cần ở vị trí thấp nhất, cáp có lực căng lớn nhất cuốn lên tang ứng với đường kính nhỏ nhất Dmin. Trong quá trình nâng cần, lực căng cáp giảm dần cuốn lên tang côn với đường tăng đến Dmax ứng với vị trí cao nhất của cần có lực căng cáp nhỏ nhất. Như vậy trong quá trình nâng hạ cần bằng tang côn, trên trục tang có mômen xoắn gần như không đổi.

-       Tang ma sát (hình 4.4) :

Trong những trường hợp cần dịch chuyển tải trọng trên một khoảng cách lớn như để di chuyển xe con thay đổi tầm với của cần trục tháp, di chuyển xe con cổng trục, dẫn động đường cáp treo và cần trục cáp, người ta thường dùng tang ma sát vì với tang cuốn cáp máy sẽ rất cồng kềnh do dung lượng cáp cuốn lên tang lớn. Đặc điểm của tang ma sát là không cố định đầu cáp trên tang mà cuốn lên tang một số vòng, khi tang quay thì một nhánh cáp cuốn vào với lực căng Sc = Smax và nhánh kia nhả ra với lực căng Sn = Smin. Tang truyền chuyển động nhờ ma sát giữa cáp và tang. Tang ma sát gồm loại hình trụ và loại có đường kính thay đổi

Hình 4.4:Tang ma sát

     3) Các thông số hình học của tang:

            a) Đường kính tang: đường kính tang nhỏ nhất của tang cuốn cáp Dtg được tính từ đường kính cáp dc theo công thức sau:

Dt = e.dc,m

             với e = 16, 18 và 20mm tương ứng với chế độ làm việc tải trọng nhẹ, trung bình và nặng và dc  - đường kính cáp, m

            b) Chiều dài tang: chiều dài tang cuốn cáp được tính theo các công thức sau:

            + đối với tang một lớp

            Chiều dài tang cuôn cáp được tính theo công thức:

Lt = , m

            Trong đó          H - chiều cao vật cần nâng, m

                                                            a – bôi suất palăng

                                                            t - bước rãnh cáp t = dc + (2 ¸ 3mm)

                                                            Lc - ciều dài làm việc của cáp cuốn lên tang (dung lượng cáp và được tính bằng công thức:

Lc = H.a + (1,5 ¸ 2)p(Dt + dc), m

Ngoài ra đối với tang một lớp còn một số thông số hình học sau:

            - bán kính rãnh cáp r = (0,6 – 0,7)dc

            - Chiều sâu rãnh cáp h = (0,25 – 0,4)dc

            - Bề dày thân tang  d ³ 1,2 dc

            + đối với tang nhiều lớp:

Lt =, m

            Trong đó: m – là số lớp cáp

Tang hình nón cụt chỉ dùng trong những trường hợp đặc biệt, khi theo yêu cầu thiết kế mô men trên trục tang phải là một hằng số:

II. CÁP THÉP

1) Khái niệm &  cấu tạo của cáp thép:

Cáp thép là chi tiết rất quan trọng, được sử dụng trong hầu hết các máy nâng. Các yêu cầu chung đối với cáp là:

- An toàn trong sử dụng;

- Độ mềm cao, dễ uốn cong, đảm báo độ nhỏ gọn của cơ cấu và của máy;

- Đảm báo độ êm dịu, không gây ồn khi làm việc trong cơ cấu và máy nói chung;

- Trọng lượng riêng nhỏ, giá thành thấp;

- Đảm bảo độ bền lâu, thời hạn sử dụng lớn.

Cáp thép được chế tạo từ những sợi thép cacbon tốt (ít lưu huỳnh, phốt pho). Các sợi thép được chế tạo bằng công nghệ kéo nguội có đường kính từ 0,5 đến 2-3mm và giới hạn bền tính toán theo kéo từ 1400 đến 2000N/mm2. Các sợi thép này được bện thành dảnh bằng thiết bị bên chuyên dùng. Để chống gỉ, người ta tráng lớp kẽm lên sợi thép, tuy nhiên sợi thép sau khi tráng kẽm có độ bền giảm đi 10%.

Cần lưu ý rằng, sử dụng những sợi thép có giới hạn bền tính toán theo kéo nhỏ để bện cáp sẽ dẫn đến cáp có đường kính lớn, còn dùng sợi thép có giới hạn bền lớn thì cáp sẽ có độ cứng lớn làm giảm thời hạn sử dụng cáp. Vì vậy nên dùng sợi thép có giới hạn bền tính toán theo kéo 1600 - 1800N/mm2 để bền cáp.

            Các sợi thép được cuốn thành dảnh sau đó các dảnh này lại cuốn quanh lõi bằng dây gai tẩm dầu để bôi trơn cho cáp

            Cáp được ký hiệu theo công thức sau:

A x B + C

Trong đó :        A - số dảnh cáp có trong dây cáp

                        B - số sợi cáp trong một rảnh

                        C - số lõi trong dây cáp (thường là một lõi)

Trong máy xây dựng thường dùng cáp bện chéo có ký hiệu: 6 x 37 + 1

Các các cách bện cáp:

Phương pháp bện cáp có ảnh hưởng lớn đến độ uốn cong, độ bền và độ bền lâu của cáp. Theo số lớp bện, cách bện có những loại cáp thép sau:

Cáp bện đơn (hình 4.5.a) do nhiều sợi thép bện quanh một lõi. Loại cáp này có độ cứng lớn nên thường dùng để treo, buộc. Loại cáp có lớp bọc kín bên ngoài có ưu điểm là bề mặt trơn, chịu được tải trọng xô ngang và chống gỉ tốt nên được dùng làm cáp treo chịu tải trong cần trục cáp (hình 4.5.b).

Cáp bện kép (cáp bện hai lớp) gồm các dánh là các cáp bện đơn và các dánh được bện quanh một lõi (hình 4.5.c). Vật liệu làm lõi cáp có ảnh hưởng đến độ cứng của cáp. Đối với cáp cuốn lên tang nhiều lớp cáp với dung lượng lớn, để giảm biến dạng của cáp do các lớp cáp đè lên nhau có thể dùng cáp cõi thép. Tuy nhiên trong trường hợp này đường kính tang và các puly dẫn cáp lớn. Với cáp làm việc trong môi trường nhiệt độ cao, người ta thường dùng cáp lõi amiăng. Đa số các trường hợp khác người ta dùng cáp lõi đay với ưu điểm là cáp có độ uốn cong tốt và khả năng tự bôi trơn tốt hơn. Trên hình 4.5.c là mặt cắt của loại cáp lõi đay với 8 và 6 dảnh. Thông dụng nhất là cáp bện kép với 6 dảnh cáp.

Hình 4.5: các loại cáp thép theo số lớp bện

Hình 4.6: các loại cáp thép theo cách bên

Cáp bện ba lớp gồm các cáp bện kép, được coi là dánh, bện quanh một lõi một lần nữa (hình 4.5.d). Do có nhiều lõi nên cáp bện ba lớp mềm hơn cáp bện kép song chế tạo phức tạp, giá thành cao và các sợi thép trong cáp quá bé dễ bị đứt do mòn. Cáp bện ba lớp thường được dùng trong các thiết bị phục vụ cho công tác lắp dựng cần trục. Nhìn chung cáp bện kép là cáp được sử dụng rộng rãi nhất trong đó loại cáp bện kép lõi đay với 6 dánh cáp là thông dụng hơn cả.

Cáp bện xuôi là cáp có các sợi thép trong dánh bện cùng chiều bện của các dánh quanh lõi (hình 4.6.b). Các sợi théo tiếp xúc với nhau tương đối tốt nên loại này tương đối mềm và có tuổi thọ cao song dễ bị bung ra và có xu hướng xoắn lại, nhất là khi treo vật trên một sợi cáp. Vì vậy cáp bện xuôi thường chỉ dùng vào việc nâng vật theo dẫn hướng trong các loại thang nâng, tời kéo.v.v…

Cáp bện chéo là cáp có chiều bện của các sợi thép trong dánh ngược với chiều bện của các dánh quanh lõi (hình 4.6.a). Loại này có độ cứng lớn, tuổi thọ không cao nhưng khó bị bung ra và không bị xoắn nên an toàn trong sử dụng. Cáp bện chéo được dùng nhiều trong các loại cần trục.

Cáp bện hỗn hợp là cáp mà các sợi thép trong một số dánh được bện xuôi còn trong các dánh khác thì bện chéo. Loại này tuy khó chế tạo nhưng có ưu điểm của cả hai loại cáp bện xuôi và bện chéo.

Cáp có tiếp xúc điểm là loại có đường kính các sợi thép trong dánh bằng nhau, hai lớp sợi thép cuốn trong dánh có bước bện khác nhau nên giữa các sợi thép có tiếp xúc điểm với nhau (hình 4.6.c). Do tiếp xúc điểm nên khi cáp bị uốn cong, các sợi thép đè lên nhau với áp lực lớn và giữa các sợi thép có ma sát làm chúng chóng mòn, dễ bị đứt.

Cáp có tiếp xúc đường (hình 4.6.d) là loại cáp do những sợi thép có đường kính khác nhau tiếp xúc với nhau trên suốt chiều dài. Đường kính khác nhau của các sợi thép trong dánh tạo điều kiện cho chúng xếp đầy tiết diện cáp. Loại này khắc phục được những nhược điểm của loại cáp có tiếp xúc điểm. Các sợi thép nhỏ và lớn trong dánh được sử dụng hợp lý vừa đảm bảo độ mềm của cáp vừa đảm bảo độ bền, độ bền lâu của cáp (do tiếp xúc đường nên ứng suất tiếp xúc nhỏ, các sợi thép lớn phía ngoài bảo vệ cáp đỡ mòn khi tiếp xúc với các chi tiết khác như tang, puly, trục cố định đầu cáp).

Trên hình 4.7 là mặt cắt của một số loại cáp thông dụng nhất của Nga với các ký hiệu sau:

TK. 6x19 + 1 o.c. - Cáp có tiếp xúc điểm (TK) với 6 dánh, mỗi dánh 19 sợ như nhau và một lõi đay.

LK-O, 6x19 + 7x7 - Cáp có tiếp xúc đường (TK) với 6 dánh, mỗi dánh 19 sợi có lớp sợi thép ngoài cùng như nhau (O). Lõi thép của cáp được bện từ 7 dánh, mỗi dánh 7 sợi thép.

Hình 4.7

LK-P. 6x19 + 1o.c. - Cáp có tiếp xúc đường với 6 dánh, mỗi dánh 19 sợi có lớp sợi thép ngoài cùng khác nhau (P) và một lõi đay.

LK-PO. 6x36+1o.c. - Cáp có tiếp xúc đường với 6 dánh, mỗi dánh  36 sợi thép kết hợp cách sắp xếp P và O. Các dánh bện quanh một lõi đay.

LK-Z. 6x27 + 1o.c. - Cáp có tiếp xúc đường, 6 dánh, mỗi dánh 25 sợi thép và một lõi đay. Các dảnh có lớp ngoài cùng là các sợi thép như nhau.

3. Tính toán, lựa chọn và sử dụng cáp thép.

Hiện nay chưa có các nghiên cứu chính xác và đầy đủ về trạng thái ứng suất của sợi thép trong cáp cũng như hiện tượng mỏi khi cáp chịu tải lâu. Do đó người ta không dựa vào các ứng suất của sợi théo để tính chọn cáp.

Kết quả nghiên cứu cho thấy hai yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến độ bền và độ bền lâu của cáp thép là lực căng cáp lớn nhất khi làm việc và bán kính uốn cong cáp. Vì vậy trong tính toán người ta quy định chọn cáp theo lực kéo, còn độ bền lâu của cáp được đảm bảo bằng cách chọn hệ số an toàn n và tỷ số giữa đường kính tang hoặc puly với đường kính cáp Dt/dc tuỳ thuộc vào loại máy và chế độ làm việc của máy.

Cáp thép được chọn theo điều kiện sau:

Smax.n £ Sđ'

trong đó: S­max- lực căng cáp lớn nhất trong quá trình làm việc không kể đến các tải trọng động;

Sđ- tải trọng phá hỏng cáp do nhà chế tạo xác định và cho trong bảng cáp tiêu chuẩn tuỳ thuộc vào loại cáp, đường kính cáp và giới hạn bền của vật liệu sợi thép. Thông thường lực phá hỏng cáp không vượt quá 83% tổng lực phá hỏng của tất cả các sợi thép bện cáp;

n- hệ số an toàn bền của cáp được tra theo tiêu chuẩn tuỳ theo theo loại máy và chế độ làm việc (n lấy không nhỏ hơn giá trị trong tiêu chuẩn).

Đối với các loại cần trục, giá trị n lấy như sau:

- Cáp tải dùng trong dẫn động bằng tay

4

- Cáp nâng vật và cần trong dẫn động máy

+ chế độ làm việc nhẹ

+ chế độ làm việc trung bình

+ chế độ làm việc nặng và rất nặng

5

5,5

6

- Cáp neo cần và cột

3,5

- Cáp dùng cho cơ cấu nâng chở người

9

- Cáp dùng trong lắp dựng cần trục

4

Đối với thang máy, hệ số an toàn n cho bảng 4.1.

Bán kính uốn cong của cáp phải thoả mãn điều kiện sau:

                          D ³ e.dc, mm.

trong đó: dc- đường kính cáp, mm.

D- đường kính tang và puly tính đến tâm lớp cáp thứ nhất, mm;

e- hệ số được tra theo bảng tiêu chuẩn tuỳ theo loại máy và chế độ làm việc

Bảng 4.1. Giá trị n đối với thang máy.

Tốc độ cáp, m/s

Loại thang máy

chở người, chở hàng và người

chở hàng

Nhỏ hơn

Tời với tang cuốn cáp 9

Tời với puly dẫn cáp bằng ma sát

8

Nhỏ hơn 1

Từ 1 đến 2

Từ 2 đến 4

Lớn hơn 4

12

13

14

15

10

11

12

13

Đối với các loại máy nâng, e cho trong bảng 4.2.

Bảng 4.2. Hệ số e cho các loại máy nâng.

Loại cần trục

Dạng dẫn động

Chế độ làm việc

Trị số e

Cần trục kiểu cần:

- Cơ cấu nâng vật và nâng cần

- Cơ cấu lắp dựng

Tay

Máy

Máy

-

Nhẹ

Trung bình

Nặng

Rất nặng

-

16

16

18

20

25

16

Palăng điện

Máy

-

20

Tời nâng cầu ngoạm

- cần trục kiểu cần

- các loại khác (trừ palăng điện)

Máy

Máy

-

-

20

20

Các puly trong gầu ngoạm

-

-

18

Các loại tời

- nâng hàng

- nâng người

Tay

Máy

Tay

Máy

-

-

-

-

12

20

16

25

Các loại cần trục khác

(trừ những loại đã kể trên)

Tay

Máy

-

Nhẹ

Trung bình

Nặng

Rất nặng

18

20

25

30

35

Đối với thang máy, hệ số e = 30 cho thang máy chở hàng, e = 40 cho thang máy chở người có tốc độ cabin dưới 1,4m/s và e = 45 cho thang máy chở người có tốc độ cabin trên 1,4m/s.

Cáp hỏng chủ yếu do mỏi, cho nên nó không xảy ra tức thời mà phát triển dần dần. Thời gian bị phá hỏng dài, đặc biệt là cáp làm việc trong chế độ làm việc nhẹ. Quá trình phá hỏng cáp là quá trình đứt dần từng sợi từ ngoài vào trong. Do đó, trên cơ sở nghiên cứu và kinh nghiệm sử dụng mà người ta quy định số sợi đứt cho phép trên một bước đệm, chưa đến giới hạn đó cáp vẫn làm việc an toàn. Số sợi đứt cho phép trên chiều dài một bước bện của một số loại cáp cho ở bảng 4.3. Chiều dài một bước bện được xác định theo quy tắc: đếm dọc theo trục cáp số dánh cáp số dánh cáp bằng đúng số dánh có trên tiết diện ngang của cáp. Trên hình 4.6.b là chiều dài một bước bện của cáp có 6 dảnh cáp trên tiết diện ngang.

Bảng 1.3.  Số sợi thép đứt cho phép trên một bước bện

Hệ số an toàn bền n

Kết cấu cáp

£ 6

6 x 19 = 144

6 x 37 = 222

6-7

Bện xuôi

Bện chéo

Bện xuôi

Bện chéo

³ 7

6

7

8

12

14

16

11

13

15

12

26

30

Nếu số sợi đứt chưa đến giới hạn cho phép nhưng lớp sợi thép ngoài cùng đã mòn đến 40% thì vẫn phải thay cáp.

Điều kiện đầu tiên để đảm bảo độ tin cậy và độ an toàn của cáp thép là sử dụng cáp đúng theo tính toán có tính đến các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền và độ bền lâu của cáp. Trong cơ cấu nâng, tuyệt đối không được phép nối dài cáp để tăng chiều dài. Các chi tiết cố định đầu cáp phải dùng đủ bền và có độ tin cậy cao.

Để đảm bảo an toàn và tăng tuổi thọ của cáp thép, cần phải bảo dưỡng, bôi trơn định kỳ bằng mỡ chuyên dùng có thành phần dầu khoáng vazơlin.

III RÒNG RỌC (PULY): (hỡnh 4.8 )

Trong máy nâng, ròng rọc còn gọi là puly  dùng để đổi hướng cáp hoặc để thay đổi lực căng cáp. Trong palăng, puly được phân thành puly cố định để đổi hướng cáp, puly di động để thay đổi lực căng cáp và puly cần bằng.

Puly dùng trong cơ cấu nâng với chế độ làm việc nhẹ và trung bình thường được đúc bằng gang xám. Đối với chế độ làm việc nặng và rất nặng, puly được đúc bằng thép đúc.

         Các puly có đường kính dưới 60mm thường được đúc liền, còn loại có đường kính lớn hơn 600mm thường được chế tạo bằng phương pháp hàn hoặc đúc có nan hoa nhằm giảm trọng lượng và tiết kiệm vật liệu.

         Trên hình 4.8.b chiều sõu rónh với h = (1,5 ¸ 2)dc, độ mở rónh b = (2 ¸ 2,5)dc , gúc mở j = 600 cho phộp làm lệch cỏp tới 60. Cỏc puly cú lút chất dẻo tổng hợp ở rónh (hỡnh4.8.c) làm tăng tuổi thọ của cỏp.

Hình 4.8

         IV. TỔ HỢP RÒNG RỌC (palăng cáp):

            Tổ hợp rũng rọc hay còn gọi là palăng cáp hoạt đông dựa trên nguyên lý “được lợi bao nhiêu lần về lực thỡ thiệt bấy nhiờu lần về đường đi”. Palăng cáp là một hệ thống gồm các puly cố định và di động nối với nhau bằng cáp nhằm giảm lực căng cáp so với lực kéo của hệ thống hoặc ngược lại. Vì vậy theo công dụng ta có hai loại palăng là palăng lực (hay còn gọi là palăng thuận) dùng để giảm lực căng cáp dẫn động so với lực kéo của palăng và palăng vận tốc (hay còn gọi là palăng nghịch) dùng để tăng tốc độ.

Palăng lực gồm hai loại: palăng đơn và palăng kép.

Palăng đơn là loại palăng chỉ có một đầu cáp cuốn lên tang (hình 4.9). Palăng đơn lại có palăng đơn loại một và palăng đơn loại hai. Palăng đơn loại một (hình 4.9.a) là palăng có nhánh cáp ra khỏi palăng từ puly cố định phía trên và loại này có số puly n bằng số nhánh cáp treo vật m. Palăng đơn loại một là loại thông dụng nhất và thường được dùng trong cần trục quay kiểu cần. Palăng đơn loại hai (hình 4.9.b) là palăng có nhánh cáp ra khỏi palăng từ puly di động phía dưới và loại này có số nhánh cáp treo vật m bằng số puly trong palăng n cộng với 1. Palăng đơn loại hai thường được dùng trong palăng điện và một số tời nâng đặt ở trên cao.

Palăng kép là loại palăng có hai đầu cáp cuốn lên tang (hình 4.10). Palăng kép có thể tính toán nó như hai palăng đơn loại hai tải trọng nâng A/2. Trong palăng kép có puly cân bằng có tác dụng giữ thăng bằng và chỉ quay để tự điều chỉnh lực căng hoặc chiều dài trên hai nhánh do sai lệch kích thước.

b)

Hình 4.9: Palăng đơn

Trong palăng lực, tải trọng nâng Q được treo trên m nhánh cáp, vì vậy lực căng cáp trên mỗi nhánh giảm đi. Đại lượng đặc trưng cho palăng cáp là bội suất palăng u. Bội suất của palăng lực là số lần lực căng cáp giảm đi so với tải trọng nâng Q và được xác định bằng biểu thức:

U =

trong đó: m- số nhánh cáp treo vật;

k- số nhánh cáp cuốn lên tang.

Như vậy, đối với palăng đơn bội suất palăng u bằng số nhánh cáp treo vật m (do k=1) và đối với palăng kép (k=2) bội suất palăng u bằng số nhánh cáp treo vật chia cho 2.

Hình 4.10: Palăng kép

Trong trường hợp vật treo tĩnh thì lực căng trong mỗi nhánh cáp S của palăng đơn giảm đi a lần so với tải trọng nâng Q, mặt khác khi nâng vật thì tốc độ của cáp vn ­ và chiều dài cáp cuốn lên tang L cũng lớn gấp a lần so với chiều cao nâng vật H.

Q= u.S,

vc= u.vn,

L= u.H.

Đối với palăng kép, lực căng cáp trong palăng S giảm đi 2u = m lần so với tải trọng nâng Q. Palăng kép thường được dùng trong các cần trục kiểu cầu.

Palăng vận tốc (palăng nghịch) thường dùng chủ yếu trong máy thuỷ lực hay khí nén có thể tạo ra lực dẫn động lớn nhưng tốc độ và hành trình bị hạn chế (hình 4.10.b). Loại này ngược với palăng lực, tạo ra tốc độ nâng lớn và làm việc với chiều cao nâng lớn nhưng tải trọng nâng nhỏ so với lực dẫn động. Có thể tính toán palăng vận tốc giống như tính cho palăng lực với bội suất u' = 1/a.

Hình 4.10.b: Palăng vận tốc

Việc chọn bội suất palăng có ảnh hưởng lớn đến kết cấu, kích thước và giá thành của máy.Nếu chọn bội suất palăng đủ lớn thì lực căng cáp, đường kính các puly và tang v.v. giảm làm máy gọn nhẹ và rẻ hơn. Tuy nhiên, nếu chọn bội suất palăng quá lớn sẽ làm cho đường kính cáp quá bé, cáp có tốc độ lớn lại vòng qua nhiều puly nên cáp chóng mòn, giảm hiệu suất truyền động và tang sẽ quá dài vì dung lượng cáp cuốn lên tang lớn. Từ kinh nghiệm thực tế, có thể tham khảo cách chọn bội suất palăng cáp như nhau:

- Với cần trục kiểu cầu: Q < 3t chon u=1 hoặc u = 2, Q=3¸10t chọn u = 2, Q=10¸30t chọn u = 4¸6;

- Với cần trục kiểu cần: Q=1t chọn u = 1 hoặc u = 2, Q=3t chọn u = 2, Q = 5t chọn u = 3¸4 và Q = 10t chọn u = 4¸6.

V. PHANH

         Phanh dùng để giảm hoặc triệt tiêu vận tốc di chuyển của máy và các chuyển động khác như vận tốc nâng hạ vật… Phanh có 02 loại chính là phanh đai và phanh má.

         Dưới đây ta nghiên cứu một số loại phanh thường dùng trong các máy vận chuyển lên cao.

1. Phanh đai:  

a) Phanh đai điện từ (hình 4.11) : Bình thường khi  không có dòng điện chạy qua nam châm, đôí trọng “g” giữ cần phanh nằm nghiêng xuống phía dưới làm cho đai phanh ép chặt vào bánh ma sát. Khi động cơ điện hoặt động thì dòng điện cũng đồng thời chạy qua nam châm điện gây ra lực điện từ hút cần phanh lên vị trí ngang, nới lỏng đai phanh khỏi bánh ma sát.

         Cần phanh có thể liên kết với hệ thống đòn bẩy, điều khiển theo nguyên lý cơ khí.

Hình 4.11: Sơ đồ cấu tạo phanh đai điện từ

b) Phanh đai tác dụng hai chiều (Hình 4.12):

Trong phanh đai tác dụng hai chiều (hình 4.12) đầu đai cố định, tuỳ thuộc vào chiều quay của bánh phanh, chuyển từ đầu này sang đầu kia. Nh­ư vậy, đầu đai có lực căng Smax luôn là đầu cố định và lực tác dụng để đóng phanh luôn ở đầu đai có lực căng nhỏ Smin

Hình 4.12: Sơ đồ cấu tạo phanh đai tác dụng hai chiều

Khi bánh phanh quay theo chiều kim đồng hồ (hình 4.12,a), điểm tựa của tay đòn điều khiển 1 nối với đầu đai có lực căng Smax tựa vào rãnh trên của phần cố định 2 điểm (điểm A) tạo thành khớp xoay. Khi thay đổi chiều quay của bán phanh (hình 4.12,b), điểm tựa với lực căng đai Smax chuyển xuống rãnh dư­ới của phần cố định 2 (điểm A). Nh­ư vậy mômen phanh không phụ thuộc vào chiều quay của bánh phanh mà lực tác dụng để tạo mômen phanh P không đổi. Do đó lực cần thiết để đóng phanh giảm.

Phanh đai đ­ựợc sử dụng rộng rãi do kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, có thể tạo đư­ợc mômen phanh lớn bằng cách tăng góc ôm a. Trong máy nâng sử dụng chủ yếu loại phanh đai đơn giản. Tuy nhiên trong một số loại cần trục, phanh má đ­ược sử dụng nhiều hơn do phanh đai có các như­ợc điểm sau.

- Phanh đai gây uốn trục phanh, áp lực của đai lên bánh phanh phân bố theo hàm efa và vì vậy độ mòn của chúng cũng theo quy luật đó.

- Phanh đai có mômen phanh không ổn định. Một sự thay đổi nhỏ của hệ số ma sát f dẫn tới sự thay đổi lớn của mômen phanh.

- Đai phanh đứt sẽ dẫn tới tai nạn. Vì vậy độ tin cậy trong sử dụng của phanh đai kém hơn phanh má.

         2. Phanh má:

a) Phanh má kiểu đối trọng:

Hình 4.13: Sơ đồ cấu tạo phanh má kiểu đối trọng

Phanh má kiểu đối trọng (hình 4.13) gồm bánh phanh 1 được lắp trên trục phanh bằng then, các má phanh 2, hệ thống tay đòn 3, nam châm điện từ có hành trình lớn, đối trọng 5 và hạn chế hành trình 6.

Phanh má kiểu đối trọng là loại phanh thường đóng và lực đóng phanh do đối trọng 5 gây lực kéo R làm các tay đòn phanh chịu lực tác dụng P áp với má phanh vào bánh phanh với lực ép N. Nam châm điện từ 4 được mắc song song cùng mạch với động cơ của cơ cấu. Khi cơ cấu làm việc, nam châm 4 có điện hút tay đòn có đối trọng lên làm các má phanh mở ra, cơ cấu có thể làm việc bình thường. Khi cơ cấu ngừng làm việc hoặc do sự cố mất điện, nam châm 4 ngừng hút và phanh được đóng lại nhờ đối trọng, đảm bảo an toàn cho máy. Loại phanh má kiểu đối trọng có sơ đồ như hình 4.13 dùng nam châm điện từ với lực hút không lớn song có hành trình lớn. Vì vậy người ta còn gọi là phanh má với nam châm điện từ hành trình lớn.

Phanh má kiểu đối trọng không gây uốn trục phanh, có thể tạo nên mômen phanh lớn song có hệ thống tay đòn phức tạp, cồng kềnh. Do đó khi làm việc phanh gây biến dạng tay đòn lớn, có quán tính lớn và hiệu suất thấp.

b) Phanh má điện từ hành trình nhỏ

Phanh má điện từ hành trình nhỏ do Liên Xô cũ chế tạo có ký hiệu là TKT đã được tiêu chuẩn hóa, chế tạo hàng loạt và được dùng phổ biến trong các loại máy nâng. Sơ đồ cấu tạo của phanh cho ở hình 4.14. Đây là loại phanh thường đóng. Lực đóng phanh được tạo nên do các đai ốc 10 nén lò xo chính 8. Một đầu lò so 8 tỳ vào   ống  bao  13,   kéo   tay   đòn

Hình 4.14: Sơ đồ cấu tạo phanh má điện từ hành trình nhỏ

phanh 3 cùng với má phanh 2 ép vào bánh phanh 1. Đầu kia của lò xo 8 đẩy đai ốc 12 kéo tay đòn phanh 5 cùng má phanh 4 ép vào bánh phanh 1.

Khi cơ cấu làm việc, nam châm 6 có điện hút tay đòn 7 và đẩy thanh 14 sang trái, dưới tác dụng của lò xo phụ 9, tay đòn phanh 5 cùng má phanh 4 mở ra. Tay đòn phanh 3 và má phanh 2 dưới tác dụng của trọng lượng nam châm cũng mở ra cho đến khi hạn chế hành trình 15 chạm đế phanh. Khi vặn đai ốc 11 sang phaim thanh đẩy 14 dịch dần sang trái ép lò xo 8 qua đai ốc 10 và hai má phanh từ từ mở ra (tương đương với trường hợp nam châm 6 làm việc). Tiếp tục vặn đai ốc 11 sang phải để mở má phanh to hơn trong trường hợp cần sửa hoặc thay má phanh. ở trạng thái làm việc bình thường của phanh, đai ốc 11 phải vặn sang trái về vị trí cũ. Mômen phanh tại nên do lò xo 8 bị nén, vì vậy có thể điều chỉnh mômen phanh nhờ các đai ốc 10. Hành trình phanh được điều chỉnh bằng đai ốc 12 và cái hạn chế hành trình 15.

Phanh má điện từ hành trình nhỏ có hiệu suất cao, đóng mở nhanh nhậy, nhỏ gọn, trọng lượng và quán tính bé. Nhược điểm của phanh là tỉ số truyền của hệ tay đòn không lớn nên khó tạo được mômen phanh lớn và không điều chỉnh được tốc độ hút của nam châm nên quá trình phanh xảy ra không êm dịu.

c)      Phanh má với con đẩy thuỷ lực.

Phanh má với con đẩy thuỷ lực (hình 4.15) là loại phanh thường đóng. Lò xo 6 bị nén, đầu dưới của nó qua các đai ốc 9 kéo đầu trái của tay truyền lực 5 đi xuống làm xuất hiện các lực P ở đầu các tay đòn phanh 3 ép các má phanh 2 vào bánh phanh. Có thể điều chỉnh mômen phanh bằng cách vặn các đai ốc 9 để thay đổi lực nén lò xo 6.

Hình 4.15: Phanh má với con đẩy thuỷ lực

Khi cơ cấu làm việc, con đẩy thuỷ lực 7 đẩy đầu trái của tay truyền lực 5 đi lên, lò xo 6 được ép lại. Qua thanh đẩy 4, tay đòn phanh và má phanh bên phải mở ra cho đến khi cái hạn chế hành trình 8 chạm đế phanh thì tay đòn phanh và má phanh bên trái được mở ra. Các đai ốc trên thanh đẩy 4 và cái hạn chế hành trình 8 dùng để điều chỉnh khe hở e và để các má phanh mở đều ra hai bên.

Phanh má với con đẩy thuỷ lực khắc phục được nhược điểm của phanh má điện từ. Con đẩy thuỷ lực có thể điều chỉnh được tốc độ đẩy làm quá trình phanh xảy ra êm dịu và không bị giật. Loại này ngày càng được sử dụng rộng rãi.

VI. THIẾT BỊ DỪNG TRONG MÁY VÂN CHUYỂN LÊN CAO

    1. Công dụng:

         Chỉ cho phép trục dẫn động quay theo chiều nâng vật, không cho phép quay theo chiều ngược lại (vật nâng dơi tự do) đảm bảo an toàn lao động khi vận hành máy vận chuyển lên cao.

2. Thiết bị dừng bánh cóc.

Thiết bị dừng bánh cóc (hình 4.16,a) gồm bánh cóc 1 lắp trên trục 2 của cơ cấu bằng then và con cóc 3 có trục 4 lắp trên phần cố định của cơ cấu. Con cóc ăn khớp với các răng của bánh cóc 1 và chỉ cho phép trục 2 của cơ cấu quay theo chiều nâng. Để hạ vật cần nhấc con cóc ra khỏi răng bánh cóc. Để đảm bảo con cóc ăn khớp với răng bánh cóc. Vị trí tâm trục con cóc phải đặt sao cho góc tạo bởi các đường thẳng kẻ từ tâm trục con cóc và tâm bánh cóc tới điểm tiếp xúc giữa con cóc và răng bánh cóc là góc vuông.

Hình 4.16: Thiết bị dừng bánh cóc

Bánh cóc thường được đặt trên trục nhanh (trục dẫn động) của cơ cấu có mômen xoắn nhỏ để đảm bảo kích thước nhỏ gọn và chịu lực nhỏ. Tuy nhiên do đặc thù của kết cấu mà ở một số máy nâng bánh cóc được đặt trên trục trung gian của bộ truyền, thậm chí đặt trực tiếp trên trục tang. Các thông số của bánh cóc đã được tiêu chuẩn hoá.

Thiết bị dừng bánh cóc làm việc có tiếng ồn và chịu lực va đập lớn. Để giảm lực va đập người ta dùng bánh cóc có môđun nhỏ hoặc đặt hai hoặc ba con cóc lệch bước. Một số cơ cấu dừng bánh cóc có kết cấu đặc biệt làm giảm đáng kể tiếng ồn.

2. Thiết bị dừng con lăn:

Thiết bị dừng con lăn làm việc dựa trên tác dụng của lực ma sát, không gây lực va đập, góc quay khi hãm nhỏ và làm việc êm. Thiết bị dừng con lăn (hình 4.17) gồm vỏ 1 gắn vào phần cố định của cơ cấu. Trong vỏ 1 đặt lõi 2 lắp với trục của cơ cấu bằng then. Lõi 2 có các rãnh côn đặt các con lăn 3.

Hình 4.17: Thiết bị dừng con lăn

Khi trục cơ cấu cùng lõi 2 quay theo chiều nâng (ngược với chiều kim đồng hồ), các con lăn luôn ở khe hở rộng của rãnh côn nên trục cơ cấu có thể quay bình thường. Khi quay theo chiều hạ, các con lăn bị đẩy vào phía hẹp dần của rãnh côn và bị kẹt giữa vỏ 1 và lõi 2 làm trục cơ cấu không quay được nữa. Lò xo 5 và chốt đẩy 4 có tác dụng làm quá trình hãm xảy ra nhanh hơn. Các chi tiết của thiết bị dừng con lăn được làm từ các loại thép hợp kim có crôm và tôi bề mặt với độ cứng HRC 58 và 64.

VII. THIẾT BỊ TREO BUỘC

         Để treo buộc vật nâng, trong các máy vận chuyển lên cao người ta sử dụng:

-         móc một sừng với sức nâng Qmax = 100T

-         móc hai sừng với sức nâng Qmax = 200T

để treo vào ổ móc (palăng 1 – 4 ròng rọc).

         Ngoài ra, để cẩu lắp các loại hàng hoá rất đa dạng trong nghành xây dựng người ta còn dùng các loại treo khác nhau như néo, kẹp bằng cáp hoặc bằng dây xích.

§ 4.3. MÁY NÂNG ĐƠN GIẢN

I. KÍCH

         Kích là tên gọi chung của các loại máy nâng, dùng để nâng vật nặng theo phương thẳng đứng trong phạm vi không lớn lắm (Hnâng £ 0,5m).

1. Kích thanh răng:

Các thông số chính:

-         Sức nâng Q = 0,5 ¸ 6T

-         Độ nâng cao H = 30 ¸ 60 cm

-         Trọng lượng m = 50 ¸ 90kg.

Cấu tạo: Kích thanh răng (hình 4.18.a) gồm thân kích 1, trên thân kích có ngàm dẫn hướng cho thanh răng 2. Trên đỉnh thanh răng là đầu chịu tải 3. Đuôi thanh răng là bàn nâng phụ 4 dùng để nâng vật từ phỉa đưới. Thanh răng chuyển động nhờ tay quay 5 thông qua chuyền động bánh răng 6.

         Để đảm bảo an toàn khi làm việc, kích thanh răng được trang bị phanh tự động với mặt ma sát tách rời (hình 4.18.b).

Hình 4.18:  Kích thanh răng:

a) hình chung; b) phanh ma sát tự động

         Trục của tay quay 7 có đoạn tiện ren ăn khớp với ren trong của bánh răng 8 trong bộ truyền. Ren vít có chiều sao cho khi quay tay theo chiều nâng (chiều kim đồng hồ), trục quay 7 dịch chuyển sang phải. Trên trục 7 còn lắp đĩa 11 bằng then, giữa đầu đĩa 11 và bánh răng 8 là bánh răng 9 với các mặt ma sát ở hai bên. Bánhcóc 9 lắp lồng trên trục và ăn khớp với con cóc 10 cho phép bánh cóc chỉ quay theo chiều nâng.

         Hoạt động: Kê kích sao cho bàn nâng 4 hoặc 4 nằm ngay dưới vật cần nâng. Quay tay 5 theo chiều kim đồng hồ, bánh cóc 9 và bánh răng 6 sẽ quay theo bánh răng 6 và răng ăn khớp với thanh răng sẽ quay theo chiều ngược lại làm cho thanh răng 2 cùng các bàn nâng 3 và 4 phải đi lên

         Nếu bỏ tay quay ra thì tất cả các chi tiết phải đứng yên vì chốt 10 không cho bánh cóc 9 quay ngược chiều kim đồng hồ.

         Nếu đã nâng hết hành trình Hmax của kích mà vật nâng vẫn chưa lên đén độ cao cần thiết thì phải kê vật nâng cho chắc chắn, sau dó gạt chốt hãm 10 sang bên cạnh, quay tay quay 5 ngược chiều kim đồng hồ để hạ bàn nâng xuống vị trí ban đâu (cấm không được bỏ tay quay 5 cho quay tự do, rất nguy hiểm), tiếp theo ta kê kích cao lên sao cho bàn nâng sát vào vật cần nâng, gạt chốt 10 ăn khớp với bánh cóc và bắt đầu hành trình mới.

         Lực quay kích: Nếu tâm của trục số 7 là O1 tâm của bánh răng 6 là O2 thì mô men quay lên trục 7với tâm là O1 phải lớn hơn mô men tác dụng lên bánh răng với tâm là O2, có nghĩa là lực P cần thiết để tác động lên tay quay phải thoả mãn bất đẳng thức sau:

P.R.i. h ³

® P ³ P0 =  N

Trong đó:         Q - Trọng lượng vật nâng, N;

                        d - đường kính vòng tròn chia của bánh răng dẫn động thanh răng, m;

                        R - chiều dài làm việc của tay quay, m;

                        I -  tỷ số truyền của truyền động bánh răng;

                        h - hiệu suất truyền động của bánh răng, h  = 0,65 ¸ 0,85

         Khi tính toán lực quay kích, lực P lấy không lớn hơn 200N khi làm việc ngắn hạn và không nhỏ hơn 80N khi làm việc liên tục.

2. Kích vít: (hình 4.19.)

Các thông số chính:

- Sức nâng: Q = 2 ¸ 20T;

- Độ cao nâng: Hmax= 13 ¸ 35cm

- Trọng lượng: 4 ¸ 92kg

Cấu tạo và nguyên lý hoặt động: Kích vít (hình 4.19) gồm thân kích 1trên có gắn đai ốc bằng đồng 8, vít 2 có ren chữ nhật hoặc ren hình thang, tay quay dẫn động 6 và đầu chịu tải 3. Đầu chịu tải tựa trên đỉnh vít và không quay cùng với vít trong quá trình nâng và hạ vật.

Hình 4.19: Kích vít -  a) hình tổng thể; b) tay quay

         Tay quay được trang bị cơ cấu cóc có tác dụng hai chiều (hình hình 4.19.b). Tay quay lắp lồng trên cổ vít, bánh cóc 4 lắp với cổ vít bằng then hoặc cổ vít hình vuông. tuỳ theo chiều quay của vít (nâng hay hạ) mà con cóc 7 đặt ở một trong hai vị trí của nó và được giữ bằng chi tiết định vị 9 và lò xo 10. Vít quay để nâng hay hạ vật bằng cách lắc tay quay quoanh trục thẳng đứng.

         Khi sử dụng, do có hiện tượng tự hãm của vít đai ốc mà không cần đặt phanh. Để đạt được điều này thì góc nâng ren l phải nhỏ hơn góc ma sát r (r = 4 ¸ 60).  Hiệu suất của truyền động vít đai ốc có tự hãm rất nhỏ (< 0,5) và đó cũng là nhược điểm của kích vít.

         Lực quay kích: Khi dẫn động bằng tay, lực tác dụng lên tay quay được xác định theo công thức (truyền động vít đai ốc tự hãm):

P>P0= Qtg(r ± l); N

         Trong đó: r và l là góc ma sát & góc nâng ren của trục vít; Q là trọng lượng vật nâng, N; r là bán kính trung bình của ren vít, m; R là chiều dài làm việc của tay quay, m; dấu “+”được áp dụng khi nâng vật, còn dấu “-”được áp dụng khi hạ vật.

3. Kích thuỷ lực:

Các thông số chính:

-Sức nâng: Q = 5 ¸ 200T, một số kích đạt tới 500T;

- Độ cao nâng: Hmax= 7,5 ¸ 20cm

- Trọng lượng: 7 ¸ 110kg

Cấu tạo và nguyên lý hoặt động:

Hình 4.20:  Kích thuỷ lực

         Hình 4.20 kích thuỷ lực gồm xi lanh chính 6 đồng thời cũng là vỏ kích, piston nâng hạ vật 5, piston dẫn động 1, các van một chiều 3,4 và van xả 7, chất lỏng trong kích là dầu thuỷ lực hoặc nước gryxêrin.

         Chuyển động lắc của tay 8 tạo nên chuyển động tịnh tiến của piston dẫn động 1. Khi piston dẫn động 1 chuyển động sang phải, chất lỏng từ bình 2 qua van 3 vào xi lanh dẫn động. Khi piston dẫn động 1 chuyển động sang trái , chất lỏng có áp qua van một chiều 4 vào xi lanh 6 để nâng piston 5. Vật được hạ xuống khi chất lỏng từ xi lanh 6 về bình 2 qua van xả 7. Vận tốc hạ được điều chỉnh bằng lưu lượng dòng chảy qua van xả 7.

Lực tác động lên tay lắc để nâng vật được xác định theo công thức sau:

P>P0 =  , N;

Trong đó: Q là trọng lượng vật nâng, N;

            D và d là đường kính xi lanh chính 6 và đường kính xi lanh dẫn động;mm

            l1 và l2 là chiều dài của các phần tay lắc (xem hình 4.20);

            h là hiệu suất truyền động của kích thuỷ lực h= 0,85 ¸ 0,90

         Vì tỷ số d2/D2 có thể đật được trị số rất nhỏ nên kích thuỷ lực có tải trọng rất lớn trong khi trọng lương bản thân rất nhỏ. Khi nâng những vật có trọng lượng lớn như nhịp cầu, lò cao… với trọng lượng tới hàng ngàn tấn, người ta sử dụng đồng thời nhiều kích với dầu thuỷ lực được nạp từ một trạm bơm thuỷ lực độc lập với van phân phối và các khoá cho phép các kích có thể làm việc đồng thời hoặc độc lập.

4. Kích thuỷ lực dùng cho ván khuôn trượt (coffrage): (hình 4.21).

Cấu tạo:Kích thuỷ lực dùng cho ván khuôn trượt (coffrage) bao gồm:

1 – lõi thép cố định (thường đặt cùng cốt thép của công trình, sau khi thi công nằm lại trong bê tông); 2 - vấu kẹp trên; 3 – lò xo đẩy vấu kẹp trên; 4 – xi lanh; 5 – piston; 6 – lò xo cực mạnh; 7 - vấu kẹp dưới; 8 – bàn tựa cốp pha (ván khuôn).

Hoạt động: Bước 1: bơm dầu vào xi lanh 4, áp suất dầu tăng dần, có xu hướng đẩy piston 5 xuống dưới và đẩy xi lanh 4 lên trên, nhưng piston 5 không thể tụt xuống được vì bị vấu kẹp 2 giữ lại, vì vậy khi áp  suất  dầu  đạt  tới  một trị số nhất định thì xi lanh 4 bị đẩy lên trên, nén lò xo 6 lại và kéo bàn tựa cốp pha lên theo.Bước 2: Hút dầu ra khỏi xi lanh 4, áp xuất dầu trong xi lanh giảm nhanh, tới một trị số nào đó thế năng của lò xo 6 thắng áp suất dầu và đẩy phần I lên trên (phần II không tụt xuống được vì bị vấu kẹp 7 giữ).

         Bằng việc lần lượt thực hiện hai bước kể trên, người ta có thể nâng bàn tực cốp pha 8 đến độ cao cần thiết.

Hình 4.21: kích thuỷ lựccoffrage

II. TỜI

Tời là một thiết bị dùng để nâng vật lên cao hoặc kéo tải dịch chuyển trong mặt phẳng ngang hay nghiêng. Tời có thể sử dụng riêng biệt hoặc kết hợp với các cơ cấu khác như ở các cần trục, máy đào v.v…

Cấu tạo chung của tời gồm có: tang cuốn cáp với một hoặc nhiều lớp cáp, hệ thống truyền lực, bộ phận dẫn động và bộ phận phanh hãm v.v… Tời có nhiều loại khác nhau. Theo nguồn dẫn động có thể phân thành: tời tay và tời máy. Theo số tang cuốn cáp có tời một tang và tời nhiều tang. Theo công dụng có tời nâng, tời kéo, tời cho cơ cấu quay.

1. Tời tay

Tời tay để nâng các vật nhẹ hoặc kéo các xe có tải trọng nhỏ. Khi làm việc tời được kẹp chặt trên nền hoặc gắn trên tường. Việc kẹp chặt phải đảm bảo chắc chắn, chịu được hai lần lực kéo danh nghĩa.

Hình 4.22: Tời tay gắn trên tường: 1 – vỏ; 2 – trục vít và tay quay; 3 – bánh vít ghép với tang

Tời gắn trên tường (hình 4.22) không sử dụng phanh mà lợi dụng khả năng tự hãm của bộ truyền bánh vít trục vít.

Tời có khung hệ gắn trên nền mô tả trên (hình 4.23) có hai tốc độ. Trên trục tay quay an toàn 2 gắn bánh răng dẫn 3 có chiều rộng đủ lớn để đảm bảo ăn khớp với bánh răng trượt 13 khi bánh răng này trượt đến vị trí giới hạn trên trục 9. Hai bánh răng gắn trên tang có đường kính khác nhau. Bánh có đường kính lớn luôn ăn khớp với bánh răng 10 lắp trên trục 9. Để có tốc độ nhanh, trượt bánh răng 13 sang trái ăn khớp với bánh răng có đường kính nhỏ 15, lúc này bánh 13 đóng vai trò là một bánh răng trung gian cho 3 và 15 (tỷ số truyền i = ).

Khi treo tải, muốn chuyển sang tốc độ chậm, đóng phanh đĩa 11 bằng cách quay tay 12 để giữ vật nhờ phanh đĩa 11, sau đó trượt 13 sang phải khớp với bánh răng 10 bằng khớp vấu. Tỷ số truyền của hệ thống lúc này là i = .

Khi bánh răng 13 trượt ở vị trung gian, tang sẽ không có liên kết cứng với tay quay an toàn, do vậy việc bố trí phanh 11 là cần thiết. Tay quay an toàn được sử dụng nhằm mục đích loại bỏ khả năng quay tự do của tay quay do trọng lượng vật nâng gây ra khi hạ vật. Nó sử dụng nguyên lý làm việc của phanh tự động với mặt ma sát tách rời.

Hình 4.23: Tời tay có khung hệ gắn trên nền

2. Tời máy

Tời máy được dẫn động bằng động cơ, thường là động cơ điện. Tời được gắn trên khung bệ để dễ dàng vận chuyển, cũng như định vị chống lực kéo ngang hoặc nghiêng. Tời máy hay được phối hợp với tổ hợp ròng rọc (palăng cáp) để kéo hoặc nâng được những vật rất nặng. Lượng cáp chứa trên từa rất lớn, có thể đến 200 – 400m. Có nhiều loại tời khác nhau như: tời một tang quay hai chiều, tời nhiều tốc độ, tời ma sát. Khi nguồn động lực là động cơ đốt trong thường dùng sơ đồ tời nhiều tang dẫn động chung.

Trên hình 4.24.a trình bày một kiểu tời một tang quay hai chiều dẫn động điện. Tời này được dùng nhiều trong xây dựng và ở các bãi lắp ráp. Động cơ điện được nối với hộp giảm tốc bằng khớp nối đàn hồi 6. Vành ngoài của nửa khớp nối bên phía hộp giảm tốc đồng thời là bánh phanh. Điện trở 8 dùng để khởi động cho động cơ dây cuốn 7 với ba đến bốn nấc điện trở chuyển đổi nhờ hộp điều khiển cần gạt 4.

Điều kiện lắp ráp các kết cấu xây dựng, các thiết bị nặng đòi hỏi tời phải có nhiều tốc độ. Các tốc độ cao dùng để nâng tải và hạ móc không tải. Các tốc độ thấp dùng để đặt và điều chỉnh tải vào vị trí lắp ráp.

Trên hình 4.24.b là sơ đồ truyền động của tời điện đảo chiều.

Khác với tời điện đảo chiều, tời ma sát có liên hệ ma sát giữa tang và động cơ qua nối trục ma sát (ly hợp). ở tời ma sát, động cơ luôn quay một chiều theo chiều nâng, khi hạ vật ly hợp được mở và vật rơi tự do. Tốc độ hạ vật được khống chế bằng phanh đai. Nguyên lý này có thể sử dụng một động cơ dẫn động cho nhiều tang, mỗi tang sẽ có một ly hợp và một phanh riêng (hình 4.25).

Hình 4.24: Tời máy tang quay hai chiều dẫn động điện – Tời điện đảo chiều

So sánh hai loại tời trên, ta thấy tời điện đảo chiều làm việc có độ tin cậy cao, điều khiển đơn giản do vậy được sử dụng rộng rãi. Tời ma sát một chiều có ưu điểm khởi động êm, có thể sử dụng động cơ đốt trong để dẫn động nhiều tang. Tuy nhiên làm việc không chắc chắn, khó khống chế tốc độ hạ vật và khó thực hiện việc điều khiển tự động nên ít được dùng, hiện chỉ thấy ở một số cần trục tự hành và một số cơ cấu chuyên dùng khác.

Hình 4.25: Tời ma sát nhiều tang dẫn động chung: 1 - động cơ; 2 – truyền động đai; 3 – ly hợp ma sát; 4 – Tang cuốn cáp; 5, 6 – phanh; 7, 8 – ly hợp tang quay hai chiều; 9 – tang quay hai chiều.

Quan hệ giữa lực kéo FZ và lực kéo tại đầu cáp nhả FH (thường do công nhân kéo).

FZ = FH  .efa

Trong đó:         f- hệ số ma sát giữa cáp và tang, f = 0,185;

                        a- góc ôm của cáp trên tang, rad.

Tời máy ngày nay được chế tạo với lực kéo đến 10000 daN. Một số loại tời dùng trong công nghiệp đóng tàu có lực kéo lên đến 80000 daN và có hệ thống dẫn động làm việc theo nguyên tắc điện – thủy lực.

IV. CẦN TRỤC THIẾU NHI

1. Công dụng: Dùng để vận chuyển vật liệu và các cấu kiện xây dựng cho các công trình nhỏ thấp tầng ≤ 05 tầng. Cần trục thiếu nhi còn được sử dụng trong công tác lắp panen, tấm đan sàn nhà dân dụng thông thường. Khi làm việc, cần trục thiếu nhi vận chuyển và lắp ghép ở tầng nào thì đứng trên sàn tầng đó.

2. Các thông số kỹ thuật:

- Sức nâng danh nghĩa: Q0 = 0,5 T;

- Trọng lượng bản thân: 450 - 500 kg;

- Đối trọng: 800 kg;

- Chiều cao nâng vật so mặt sàn cần trục đứng: Hmax =  4,5 m;

- Tầm với R0  = 2,9 m;

- Công suất động cơ tời điện  N = 3,2 kW

3. Cấu tạo:

Hình 4.30: Cần trục thiếu nhi. 1 - động cơ điện; 2 – Tang cuộn cáp; 3 - đối trong; 4 – cáp nâng hạ vật; 5 – cáp neo cố định cần; 6 – khung & cơ cấu di chuyển.

4. Hoạt động:

- Quay cần bằng sức người

- Di chuyển bằng sức người

- Nâng hạ vật bằng tời điện

§ 4.3.THANG NÂNG XÂY DỰNG

         Thang nâng xây dựng còn được gọi là vận thăng dùng để nâng người và hàng hoá lên các tầng nhà trong công tác hoàn thiện hoặc sửa chữa. Thiết bị mang hàng và người là ca bin, bàn nâng hoặc gầu tựa trên các thanh dẫn hướng cứng theo phương thẳng đứng.

         Phân loại: Thang xây dựng theo công dụng được chia làm hai nhóm là thang chỉ dùng để nâng hàng và thang nâng hàng và người (còn được gọi là thang máy thi công).

         Theo kết cấu thang xây dựng được chia làm hai nhóm là thang nâng kiểu cột và thang nâng với rào che xung quanh. Thang nâng kiểu cột là loại thông dụng nhất (ở đây ta chỉ xem xét loại này).

I. THANG NÂNG CHỞ HÀNG (hình 4.31 – loại cáp kéo)

Thang nâng chở hàng được đặt cạnh toà nhà đang thi công. Thang nâng chở hàng kiểu cột (hình 4.31) gồm khung bệ 1,cột 4 trên có gắn đường dẫn hướng, bàn nâng 7 được cố định trên giá trượt 6, tời điện đảo chiều 3 và tủ điều khiển 2. Giá trượt cùng bàn nâng tựa trên đường dẫn hướng nhờ các con lăn. Cáp của tời điện đảo chiều vòng qua các puly trên đỉnh cột và puly 8 gắn trên bàn nâng, đầu của cáp được cố định trên đỉnh cột (hình 4.31.b). Cột gồm nhiều đoạn nối với nhau bằng bu lông. Tuỳ theo chiều cao cần nâng mà có thể nối thêm các đoạn giữa để tăng chiều cao. Khi chiều cao trên 10m thì phảI dùng các thanh rằng 5 để cố định vào kết cấu nhà. Để tăng tính cơ  động  của   thang  nâng  người ta lắp vào khung bệ 1 bộ bánh hơi.

Hình 4.31. Thang nâng chở hàng loại dẫn động cápa) hình chung; b) sơ đồ mắc cáp;

c) sàn đẩy bàn nâng

Vật liệu được nâng lên các tầng nhà qua các ô cửa sổ. Để đảm bảo an toàn và thuận tiện cho việc vận chuyển vật liệu qua cửa sổ, bàn nâng được trang bị thêm sàn đẩy 10 dẫn động bằng cơ cấu 9 (hình 4.31.c).

         Thang nâng hàng được điều khiển bằng hộp nút bấm 2, ở đỉnh và đáy cột được trang bị các công tắc hành trình tự ngắt để ngắt động cơ khi bàn nâng đến các vị trí đó. Ngoài phanh của tời điện đảo chiều 3, trên giá trượt còn có bộ hãm bảo hiểm để dừng và giữ bàn nâng trên cột khi đứt cáp hoặc sự cố khác.

         Năng suất kỹ thuật của thang nâng có thể được xác định theo công thức:

Pkt = , T/h;

         Trong đó Q là trọng lượng của vật nâng, tấn;

         t – thời gian một chu kỳ làm việc, s, t = +  + td;

         h – chiều cao nâng, m;

         Vn và Vh là vận tốc nâng và hạ hàng;

         Td – thời gian dừng để bốc dỡ hàng.

II. Thang nâng chở hàng và người:

         Khi thi công các công trình cao, để nâng vật liệu lên các tầng và để cải thiện điều kiện đi lại của công nhân, người ta sử dụng thang nâng chở hàng và chở người. Chúng có thể phục vụ thi công toà nhà cao đến 30 tầng (110m) với tải trọng nâng 0,5 – 1tấn. Thang nâng chở hàng và người còn được gọi là thang máy thi công, về kết cấu nó chỉ khác thang máy dân dụng ở chỗ ca bin nằm cạnh và trượt theo dẫn hướng trên cột còn ca bin thang máy dân dụng nằm trong giếng thang. Theo phương pháp truyền động thang máy xây dung được chia làm hai nhóm là loại truyền động cáp kéo và loại tự leo với truyền động bánh răng thanh răng. Trên hình 4.32 là thang nâng chở hàng và chở người truyền động cáp với puly dẫn cáp ma sát. Nó gồm cột 1 trên cột có hàn dẫn hướng, các puly 4 trên đỉnh cột, cabin 5 cố định  trên  giá  trượt,  đối  trọng  2,  tời điện đảo chiều với  puly  dẫn  cáp  bằng  ma  sát  6  và  cần  3  để  nâng  các đoạn cột khi lắp dung và tăng chiều cao cột.Ca bin của thang được trang bị sàn đẩy có lưới bảo hiểm để bảo đảm an toàn cho người và hàng khi bốc dỡ  vào các tầng cũng như khi nâng hạ. Cột được neo vào kết cấu công trình bằng các thanh giằng cứng để đảm bảo độ cứng vững và ổn định. Thang nâng chở hàng và chở người được trang bị bộ hãm bảo hiểm để giữ cabin trên các dẫn hướng khi sảy ra sự cố (như đứt cáp hay tốc độ vượt quá giá trị cho phép). Bộ hãm bảo hiểm làm việc do tác động của bộ hạn chế tốc độ (loại thang có tời với tang cuốn cáp thì không cần bộ hạn chế tốc độ). Ngoài ra thang còn được trang bị các thiết bị hạn chế hành trình ca bin, hệ thống đèn tín hiệu…

Hình 4.32: Thang nâng chở hàng và người truyền động cáp: a) hình chung; b) sơ đồ mắc cáp

         Thang nâng chở hàng và người loại tự leo truyền động bánh răng – thanh răng (hình 4.33) rất tiện lợi trong sử dụng, đặc biệt là khi lắp dựng và tăng chiều cao cột. Ca bin 5 chuyển động dọc theo các dẫn hướng trên cột 4 nhờ bánh răng chủ động 1 của cơ cấu ăn khớp với thanh răng 2. Thanh răng đặt dọc theo cột trên suốt chiều dài, cơ cấu dẫn động đặt trên ca bin  và  cơ cấu này thường là tời điện đảo chiều với hộp giảm tốc trục vít - bánh vít. Đầu trục ra của bánh vít là bánh răng dẫn động 1.

         Phía bên kia của thanh răng đối diện với bánh răng 1 là con lăn 3 để đảm bảo độ ăn khớp của bánh răng với thanh răng. Ngoài ra còn có bánh răng 6 ăn khớp với thanh răng và trục của nó nối với bộ hạn chế tốc độ có tác dụng như của thang nâng chở hàng. Cột gồm nhiều đoạn nối với nhau bằng bu lông, tuỳ theo chiều cao của toà nhà mà có thể lắp thêm các đoạn cột. Các đoạn cột được nâng lên bằng cabin để lắp vào phía trên cột. Cột được neo vào kết cấu công trình bằng các thanh giằng cứng. Như vậy chiều cao nâng của thang tuỳ theo chiều cao của công trình mà được lắp thêm các đoạn cột và việc tháo lắp chúng rất thuận tiện.

Hình 4.33: Thang nâng chở hàng và người truyền động bánh răng – thanh răng

a) hình chung; b) cơ cấu truyền động

§ 4.4. CẦN TRỤC THÁP

I. Khái niệm chung & phân loại

Cần trục tháp là loại cần trục có một thân tháp thường cao từ 30 đến 75 hoặc cao hơn nữa (đến 100m). Phía trên gần đỉnh tháp có gắn cần dài từ 12 đến 50m, đôi khi đến 70m, bằng chốt bản lề. Một đầu cần còn lại được treo bằng cáp hoặc thanh kéo đi qua đỉnh tháp. Kết cấu chung của cần trục tháp gồm hai phần: phần quay và phần không quay. Trên phần quay bố trí các cơ cấu công tác như: tời nâng vật, tời nâng cần, tời kéo xe con, cơ cấu quay, đối trọng, trang thiết bị điện và các thiết bị an toàn.

Phần không quay có thể được đặt cố định trên nền hoặc có khả năng di chuyển trên đường ray nhờ cơ cấu di chuyển. Tất cả các cơ cấu cần trục được điều khiển từ cabin treo ở trên cao gần đỉnh tháp.

Do có chiều cao nâng và tầm với lớn, khoảng không gian phục vụ rộng nhờ các chuyển động nâng hạ vật, thay đổi tầm với, quay toàn vòng và dịch chuyển toàn bộ máy mà cần trục tháp được sử dụng rộng rãi trong xây lắp các công trình xây dựng dân dụng, xây dựng công nghiệp hoặc dùng để bốc dỡ, vận chuyển hàng hoá, cấu kiện, vật liệu trên các kho bãi.

Tuy nhiên do kết cấu phức tạp, tháp cao và nặng, tốn kém trong việc tháo dỡ, lắp dựng, di chuyển, chuẩn bị mặt bằng nên cần trục tháp chỉ nên sử dụng ở nơi có khối lượng xây lắp tương đối lớn, và khi sử dụng cần trục tự hành là không kinh tế hoặc không có khả năng đáp ứng được yêu cầu của công việc. Do tính chất làm việc của cần trục tháp là luôn thay đổi địa điểm nên chúng thường được thiết kế sao cho dễ tháo dỡ, dựng lắp và vận chuyển hoặc có khả năng tự dựng và được di chuyển trên đường dưới dạng tổ hợp toàn máy. Điều này cho phép giảm chi phí và thời gian dựng lắp cần trục.

Thường cần trục tháp được chế tạo có sức nâng từ 1 đến 12t, cá biệt đến 75t. Mômen tải đạt đến 350TM, tầm với từ 8 đến 50m, chiều cao nâng đến 100m hoặc hơn nữa. Do có chiều cao nâng lớn nên tốc độ nâng nằm trong khoảng 0,32 - 2m/s và có thể thay đổi tốc độ theo có cấp hoặc vô cấp.

Tốc độ nâng hạ vật £ 0,08m/s. Tốc độ quay 0,3 - 1 vg/ph. Thời gian thay đổi tầm với từ 25 đến 100s. Tốc độ di chuyển xe con 0,2 - 1m/s di chuyển cần trục 0,2 - 0,63m/s.

Có thể phân loại cần trục tháp theo nhiều cách khác nhau. Theo công dụng có các loại sau.

- Cần trục tháp có công dụng chung dùng trong xây dựng dân dụng và một phần trong xây dựng công nghiệp. Loại này có mômen tải từ 4 đến 160Tm sức nâng 0,4 - 8t. Chiều cao nâng 12 - 100m, tầm với lớn nhất 10 - 30m. Để xây dựng nhà bằng phương pháp lắp ghép tấm hoặc khối bêtông, còn có các cần trục tháp có sức nâng đến 12t và mômen tải 40 - 250tm.

- Cần trục tháp để xây dựng các công trình có độ cao lớn (cần trục tháp tự nâng). Loại này có mômen tải từ 30 đến 250tm, đôi khi đến 500tm. Sức nâng ở tầm với lớn nhất 2 - 4t, ở tầm với nhỏ nhất đến 12t, có thể đến 20t. Tầm với đạt 20 - 50m, đôi khi đến 70m. Chiều cao nân 50 - 100m, có thể đến 250m.

- Cần trục tháp chuyên dùng trong xây dựng công nghiệp. Loại này có mômen tải đạt đến 600tm, cá biệt 1500tm. Sức nâng 2 - 75t. Tầm với lớn nhất 20 - 40m.

Theo phương pháp lắp đặt tại hiện trường có thể chia ra. Cần trục tháp di chuyển trên ray, cần trục tháp đặt cố định và cần trục tháp tự nâng. Cần trục tháp đặt cố định có chân tháp gắn liền với nền hoặc tựa trên nền thông qua bệ đỡ hoặc các gối tựa cố định. Cần trục tháp tự nâng có thể nằm ngoài hoặc trong công trình, tháp được tự nối dài để tăng độ cao nâng theo sự phát triển chiều cao của công trình, khi tháp có độ cao lớn, nó được neo với công trình để tăng ổn định và tăng khả năng chịu lực ngang. Với cần trục tháp tự nâng đặt trên công trình xây dựng, khi làm việc sẽ tự nâng toàn bộ cần trục theo chiều cao công trình. Toàn bộ tải trọng cần trục được truyền xuống công trình.

Theo đặc điểm làm việc của tháp có cần trục tháp loại tháp quay và loại tháp không quay. ở loại tháp quay, toàn bộ tháp và cơ cấu được đặt trên bàn quay. Bàn quay tựa trên thiết bị tựa quay đặt trên khung di chuyển. Khi quay, toàn bộ bàn quay quay cùng với tháp. ở loại tháp không quay, phần quay đặt trên đầu tháp. Khi quay chỉ có cần trục, đầu tháp, đối trọng và các cơ cấu đặt trên đó quay.

Theo phương pháp thay đổi tầm với chia ra: cần trục tháp với cần nâng hạ và cần trục tháp với cần nằm ngang có xe con di chuyển trên cần để thay đổi tầm với. Cần kiểu nâng hạ có kết cấu nhẹ và chiều cao nâng lớn hơn so với loại cần nằm ngang. Cần nằm ngang có kết cấu nặng hơn nhưng do thay đổi tầm với bằng xe con nên độ cao nâng và tốc độ dịch chuyển ngang của vật là ổn định, đặc biệt là có thể đưa móc treo tiến gần sát thân tháp nên tăng được không gian phục vụ của cần trục.

II. Cấu tạo cần trục tháp

Như đã nêu ở trên, cần trục tháp có nhiều dạng khác nhau, tuy nhiên có thể xếp về hai dạng cơ bản sau:

- Loại tháp quay với cần nâng hạ hoặc cần nằm ngang thay đổi tầm với bằng di chuyển xe con.

- Loại tháp cố định với cần nằm ngang, thay đổi tầm với bằng di chuyển xe con, đôi khi thay đổi tầm với bằng nâng hạ cần.

Bên cạnh hai loại trên còn có cần trục tháp tự nâng được xếp vào nhóm riêng.

Ngày nay, nhiều nhà chế tạo đã tạo ra các cần trục tháp có cấu tạo theo hướng môđun hoá theo cụm. Tuỳ theo cách sử dụng và bố trí các cụm mà ta có cần trục tháp tự nâng đặt cố định hay cần trục cố định hoặc có khả năng di chuyển trên ray không có cơ cấu tự nâng để xây dựng các công trình có độ cao trung bình và thấp. Theo hướng này cho phép chế tạo hàng loạt các cụm máy có chất lượng cao, giá thành thấp, tiện lợi trong thay thế sữa chữa.

1. Cần trục tháp loại tháp quay

Phần lớn cần trục loại này sử dụng phương pháp thay đổi tầm với bằng cách nâng hạ cần. Cấu tạo chung được mô tả trên hình 4.34.

Cần trục bao gồm khung di chuyển 1 di chuyển trên ray nhờ cơ cấu di chuyển 2. Bàn quay 3 tựa trên thiết bị tựa quay 4 và quay xung quanh trục quay của máy nhờ cơ cấu quay bố trí trên bàn quay. Trên bàn quay còn bố trí tháp 5, đối trọng 6 cùng cơ cấu nâng vật 7, nâng cần 8 và các trang thiết bị điện. Cần 9 được nối một đầu với thân tháp bằng khớp bản lề 10, còn một đầu được treo bởi cáp neo 11 vòng qua cụm puly đổi hướng 12 bố trí trên đỉnh tháp. Cáp neo được nối với cụm puly di động của palăng cáp nâng hạ cần 13. Cụm puly cố định của palăng cáp nâng hạ cần trục neo với bàn quay hoặc đối trọng nhờ hệ thống thanh giằng 14. Vật nâng được nâng, hạ nhờ cáp nâng vật 15 vòng qua đỉnh tháp và đi xuống tời nâng vật đặt ở bàn quay. Tháp được ghép với bàn quay nhờ khớp bản lề và hệ thống thanh giằng 16. ở một số cần trục chân tháp được gắn lệch tâm, hơi lùi về phía sau so với đường trục đứng của tháp và cao hơn so với mặt bằng của bàn quay. Kết cấu kiểu này đảm bảo ở trạng thái vận chuyển trên đường (lúc này tháp được gập xuống ở tư thé nằm ngang), tháp và ban quay có cao độ tương đương nhau, do vậy giảm được chiều cao vận chuyển. Việc chọn chiều cao đỉnh tháp về phía trên chốt chân cần và độ lệch của đỉnh tháp về phía sau của trục tháp phụ thuộc vào độ lớn của lực căng cáp nâng cần.Tháp thường được cấu tạo từ thép góc hoặc thép ống hàn lại thành dàn, với tiết diện ngang thân tháp là hình vuông hoặc ở một số cần trục nhỏ có dạng tam giác.

Thân có thể chế tạo từ đoạn ống thép liền có tiết diện tròn. Để tiện cho việc vận chuyển và chế tạo, tháp được chia ra nhiều đoạn và liên kết với nhau bằng bulông. Với tháp có chiều cao lớn, tiết diện tháp được thay đổi nhỏ dần theo từng đoạn để tiết kiệm vật liệu, giảm trọng lượng cần trục hoặc có thể xếp lồng các đoạn tháp vào nhau.

Hình 4.34: Sơ đồ cấu tạo cần trục loại tháp quay

Để đảm bảo vật nâng không bị thay đổi độ cao khi nâng hạ cần, trên nhiều cần trục, người ta sử dụng sơ đồ mắc cáp liên hợp (hình 4.35.a).

Cơ cấu nâng cần không chỉ dùng để thay đổi tầm với mà nhiều khi được sử dụng để dựng tháp. Khi dựng tháp từ vị trí nằm ngang sang phẳng đứng, lúc này cần được ép sát vào thân tháp (hình 4.35.b)

Trên bàn quay đối diện với tháp có bố trí đối trọng. Đối trọng có thể được chất bằng đá dăm trong thùng chứa hoặc bằng các khối bêtông, nhờ đó có thể ra khỏi bàn quay khi vận chuyển máy hoặc thay đổi trọng lượng đối trọng ứng với từng trạng thái làm việc của cần trục. Cần trục tháp loại tháp quay thường được thiết kế sao cho lắp dựng nhanh, đơn giản và ít tốn kém.

Hình 4.35.a: Sơ đồ mắc cáp liên hợp:

1 – cáp nâng vật; 2 – tời nâng vật; 3 – tời nâng cần; 4 - cáp nâng cần; 5 – cáp giằng; 6 - cáp treo cần; 7 - cáp neo.

Hình 4.35.b: Vận chuyển và lắp dựng cần trục tháp với tháp quay

Trình tự dựng lắp được tiến hành như sau: cần trục được vận chuyển đến vị trí mới nhờ xe vận chuyển và xe mooc một trục trong tư thế nằm ngang (hình 4.35, a).Dùng cần trục khác nhắc đầu tháp rời khỏi sàn xe. Sau khi cho xe vận chuyển 1 rời đi, hạ đầu tháp tỳ lên bệ đỡ bằng các thanh tà vẹt kê cao 0,6 – 0,7m hoặc tỳ lên các thanh chống 3. Palăng nâng cần kéo nghiêng khung di chuyển làm hai bánh trước của khung di chuyển cần trục tiếp xúc với đường ray (hình 4.35, b). Kẹp chặt hai bánh trước vào ray và tiếp tục kéo nghiêng khung di chuyển. Rút mooc ra, nhả cáp của palăng nâng cần để hạ khung di chuyển xuống cho đến khi hai bánh còn lại tiếp xúc với ray (hình 4.35.c). Đặt  lên bàn quay và dùng palăng nâng cần kéo tháp và cần lên vị trí thẳng đứng (hình 4.35.d). Quá trình thao tác dỡ cần trục xảy ra ngược lại.

2. Cần trục tháp loại tháp cố định (thấp không quay) cần nằm dầm (ngang) (hình 4.36).

Loại cần trục này còn được gọi là cần trục tháp đầu quay. Trên khung di chuyển 1 đặt đoạn tháp cơ sở 3 được giữ bởi bốn thanh chống xiên 2. Khung xe có thể di chuyển trên đường thẳng hoặc quay vòng với hai cơ cấu dẫn động. đoạn tháp trên 4 được tổ hợp bằng các đoạn tháp ngắn có tiết diện nhỏ hơn đoạn tháp cơ sở. Phần đầu quay 5 bao gồm đỉnh tháp, cần và cần côngxôn được tựa trên đầu tháp cố định thông qua vòng tựa quay 8. Trên cần côngxôn có bố trí đối trọng 7 và có cấu nâng 6. Cần và cần côngxôn được gắn với bệ quay bằng khớp bản lề ở một đầu, còn một đầu được neo giữ bởi cáp neo 11 và 12. Cabin và cơ cấu quay được bố trí trên sàn đỡ đặt trực tiếp lên vòng tựa quay. Xe con mang vật nâng 9 được dịch chuyển trên cần nằm  ngang nhờ tời kéo xe con 10. ở hai phía đầu cần đều bố trí hạn chế hành trình và ụ chắn để hạn chế đường di chuyển của xe con. Để đảm bảo ổn định cho toàn bộ cần trục, trên khung di chuyển còn bố trí đối trọng 13.

Cần trục tháp đầu quay – cần nằm ngang được sử dụng nhiều do có nhiều ưu điểm hơn so với cần trục tháp quay với cần nâng hạ. Cần trục có độ cứng vững cao hơn. Vật ít bị lắc hơn do chiều dài cáp treo vật nhỏ. Mặt khác khi sử dụng cần trục với cần nâng hạ, để đưa vật nâng vào các tọa độ nằm ngang trong vùng có bán kính ứng với tầm với nhỏ nhất (vùng chết), phải sử dụng cơ cấu di chuyển để dời cần trục sang vị trí mới. Do tốc độ di chuyển cần trục tháp nhỏ (để đảm bảo vật nâng khi treo trên cáp có chiều dài lớn không bị lắc ngang ) nên thời gian di chuyển máy lớn, ảnh hưởng đến năng suất máy. Loại cần nằm ngang có thể đưa xe con vào gần sát thân tháp nên không có nhược điểm này. Cũng xuất phát từ điều này, mà cứ 10 cần trục tháp loại đầu quay -  cần nằm ngang chỉ có một được bố trí cơ cấu di chuyển. Khi xây dựng các công trình có chiều dài lớn, bố trí hai cần trục cố định vẫn kinh tế hơn so với bố trí một cần trục di chuyển, vì ở loại này phải lắp đặt đường ray cũng như chi phí thời gian cho di chuyển lớn.

Để nâng hạ vật, có thể sử dụng sơ đồ mắc cáp nâng vật với bội suất palăng u = 4 ( hình 4.37.d) hoặc u =2  để tạo ra các đặc tính tảI trọng khác nhau cho cần trục. Sơ đồ mắc cáp cơ cấu di chuyển đối trọng và xe con ở hình 8.18.a và b.       

            Các thông số chính của cần trục tháp là độ cao nâng móc H (m), tầm với R (m) và mômen tảI trọng Mmax = Qmax.Rmax .

Hình 4.36: Cần trục tháp loại tháp đứng yên với cần nằm ngang

Hình 4.37: a & b – sơ đồ mắc cáp di chuyển xe con (tầm vơi);

 c & d – sơ đồ mắc cáp nâng vật

3. Cần trục tháp tự nâng

         Khi xây lắp các công trình có độ cao lớn 70 – 150m hoặc hơn nữa, phải dùng cần trục tháp tự nâng. Cần trục tháp tự nâng có kết cấu cho phép tự nâng độ cao của cần trục theo sự phát triển chiều cao của công trình, ngoài ra nó có thể được tựa vào công trình đang xây dựng nên đạt được chiều cao nâng tương đối lớn. Theo nguyên tắc tự nâng có thể chia cần trục loại này ra làm hai nhóm:

         - Cần trục tự nâng nằm ngoài công trình, tăng độ cao bằng cách nối dài tháp. Chân tháp được cố định trên nền. Để tăng độ cứng vững và tăng khả năng chịu lực ngang, khi độ cao lớn, tháp được kẹp với công trình ở nhiều điểm khác nhau dọc theo thân tháp (Hình 4.38). Quá trình nối tháp tăng chiều cao được thực hiện như sau: Đoạn tháp trên cùng được cố định  với cột lắp dựng 2, tháo các bu lông liên kết đoạn trên tháp với phần dưới, dùng tời lắp dựng 7 nâng cả phần trên của cần trục tháp lên một đoạn bằng chiều dàI của đoạn nối 4. Đoạn nối 4 được nâng lên và lắp vào ray trượt 3 sau đó đẩy đoạn nối 4 vào khoảng chống giữa phần trên và dưới của tháp và gia cố cả trên và dưới lại bằng bu lông.

         Trên hình  4.38.d là sơ đồ cấu tao palăng cáp lắp dựng tăng độ cao với cụm puly phía trên AA được cố định vào tháp còn cụm puly phía dưới cố định vào đầu dưới của cột 2. Cột lắp dựng 2 thường được chế tạo dạng dàn thép bao quanh ba mặt, mặt trước để chống để có thể đưa lọt đoạn nối 4 vào

Hình 4.38: Cần trục tự nâng nằm ngoài công trình: a) sơ đồ cấu tao; b) sơ đồ mắc cáp nâng vật với 02 tang dẫn động; c) thanh giằng kẹp với công trình; d) sơ đồ cấu tao palăng cáp tăng độ cao.

- Cần trục tháp leo sàn, toàn bộ cần trục đứng trên công trình và tự nâng theo sự phát triển chiều cao của công trình. Tải trọng của cần trục được đỡ bởi công trình và truyền xuống nền.

Trên hình  4.39.a, tháp cố định 1 có chiều cao không lớn và tựa vào đế 3 ghép vào công trinh nhờ các gối tựa bản lề. Khi cần nâng, gập gối tựa bản lề của ống 2 lại và mắc cáp 4 vào móc treo cần trục cho cơ cấu móc làm việc qua cáp 4kéo ống lồng 2 trượt theo tháp lên vị trí cao hơn và mở các gối bản lề ống 2 cho tựa vào công trình hình  4.39.b. Tiến hành mắc cáp của palăng nâng tháp 6 (cụm puly trên cố định vào ống lồng 2 còn cụm puly di động dưới gắn vào đế tháp) sau đó gậcác gối tự bản lề của đế 3 lại. Lúc này toàn bộ trọng lượng của cần trục  qua đế 3 và palăng 6, tựa lên ống lồng 2 đã gối vào công trình.

Hình 4.39: Cần trục tháp tự nâng loại leo sàn: a) vị trí ban đầu; b) quá trình tự nâng; c) vị trí mới sau nâng

Tời nâng tháp 5 hoạt động, qua palăng 6 kéo cả cần trục lên cao vào vị trí mới, mở các gối tựa kiểu bản lề của đé 3 ra để ghép vào vị trí sàn mới cao hơn hình  4.39.d.

         4. Các cơ cấu của cần trục tháp:

         Cần trục tháp có các cơ cấu máy chính sau đây: Cơ cấu di chuyển trên ray, cơ cấu quay, cơ cấu nâng hạ vật và cơ cấu thay đổi tầm với. Tất cả các cơ cấu này của cần trục tháp  đều được dẫn động bởi các động cơ điện đảo chiều loại không đồng bộ, dùng điện ba pha với điện áp 220/380V.

         a) Cơ cấu di chuyển trên ray:

         Hình 4.40: Bộ di chuyển trên ray của cần trục tháp

a) khung di chuyển; b) sơ đồ cân bằng của mỗi cụm bánh xe; c) sơ đồ truyền động di chuyển

         Gồm khung tựa 3 liên kết khớp với các chân tựa 2 và các cụm bánh xe di chuyển 1. Trong trạng tháI làm việc, các chân tựa và cụm bánh xe được cố định bằng các thanh rằng 5. trong trạng tháI vận chuyển, các chận tựa đặt dọc theo hướng vận chuyển cùng cụm bánh xe để giảm chiều ngang. Cụm bánh xe liên kết khớp với chận tựa để có thể quay được khi di chuyển trên ray cong. Khi di chuyển trên ray cong các cơ cấu dẫn động được đặt về bên ray có bán kính đường cong lớn hơn.

         Mỗi cụm bánh xe có hai ba hoặc nhiều bánh xe di chuyển. Để đảm bảo lực nén trên mỗi chân tựa phân bố đều cho các bánh xe, người ta dùng cầu cân bằng cho mỗi cụm bánh (hình 4.40.b).

         Phía trên khung tựa 3 có gắn thiết bị tựa – quay 4 chịu các lực ngang và thẳng đứng từ phần quay của cần trục. Thiết bị tựa – quay của cần trục tháp thường là thiết bị tựa quay kiểu bi.

         Cơ cấu di chuyển cần trục tháp (hình4.40.c) gồm động cơ 10, khớp nối cùng với phanh 9, hộp giảm tốc 8 và các cặp bánh răng hở 6 có cùng trục với bánh xe di chuyển 7.

         b) Cơ cấu tựa quay của cần trục tháp :

         Tương tự như cơ cấu quay của máy xúc trong phần máy xúc một gầu loại lớn với dẫn động kiểu “cơ khí - điện”. Cơ cấu quay (hình 4.41.a) gồm động cơ 2, hộp giảm tốc hành tinh hoặc bánh răng hình trụ 1 và phanh 3. Bánh răng con 4 trên trục ra của hộp giảm tốc luôn ăn khớp với vành răng lớn cố định trên phần không quay của thiết bị tựa quay. Cơ cấu được cố định trên bàn quay và vì vây khi làm việc, bánh răng con 4 ăn khớp với vành răng làm nó quay cùng với cần quay của cần trục quanh trục I – I. Có thể dùng hộp giảm tốc bánh răng trụ thường (hình 4.41.b)

Hình 4.41: Sơ đồ dẫn động của cơ cấu quay:

a) với hộp giảm tốc kiểu hành tinh;  b) với hộp giảm tốc trục thường.

         c) Cơ cấu nâng - hạ vật: sơ đồ cơ cấu nâng – hạ vật của cần trục tháp (hình 4.42).

         d)  Cơ cấu thay đổi tầm với:

- Hình 4.43.a là sơ đồ mắc cáp nâng hạ cần  kết hợp với việc mắc cáp nâng hạ vật để khi thay đổi tầm với (nâng hạ cần) vật nâng có độ cao không đổi luôn di chuyển theo phương ngang trừ trường hợp chủ động kết hợp luôn thao tác nâng – hạ vật.

         - Hình 4.43.b là sơ đồ mắc cáp kéo xe con di chuyển dọc theo cần

Hình 4.42: Sơ đồ cơ cấu nâng hạ vật

- Cơ cấu di chuyển đối trọng: Hình 4.43.b cũng chính là sơ đồ di chuyển đối trọng và có nguyên lý hoạt động giống hệt nguyên lý thay đổi tầm với của cần trục với cần nằm ngang (xem phần cần trục tháp có đầu quay, tháp không quay). Loại đối trọng di chuyển này chỉ sử dụng cho các loại cần trục loại lớn vì xe đối trọng rất nặng có thể gây gây mất ổn định khi cần trục không làm việc. Đối với các loại cần trục hạng nhẹ và hạng trung thì đối trọng nằm cố định ở cuối console trong kết cấu của cần.  

Hình 4.43: sơ đồ cơ cấu thay đổi tầm với

§  4.5. Cần trục tự hành

         Cần trục tự hành là tên gọi chung của các loại cần trục có khả năng cơ động tương đối cao, không cần cung cấp năng lượng từ bên ngoài trong quá trình làm việc, có thể tự di chuyển đến các vị trí khác nhau trên công trường, thậm chí từ công trường này tới công trường khác.

         I. Phân loại: cần trục tự hành có thể phân loại theo ba dấu hiệu sau:

         - theo kết cấu phần di chuyển cần trục tự hành được chia thành các nhóm sau: cần trục ôtô, cần trục bánh hơI, cần trục bánh xích, cần trục chạy trên ray, cần trục có đầu kéo.

         - Theo phương pháp dẫn động cần trục tự hành được chia thành các nhóm sau: dẫn động chung, dẫn động riêng, dẫn động thuỷ lực và dẫn động cơ khí.

         Trên thực tế việc phân loại như trên chỉ có tính tương đối và tên gọi “cần trục tự hành” dùng để chỉ ba loại cần trục phổ biến: cần trục ôtô, cần trục bánh hơI và cần trục bánh xích.

         II. Cần trục ôtô: cần trục ôtô là loại cần trục lắp trên sashy ôtô tảI loại chuyên dùng với các thông số kỹ thuật cơ bản dưới đây:

         - Sức nâng danh nghĩa (sức nâng định mức): Q0 = 4 - 28T

         - Chiều dài cần: L = 6 – 22m

         - Tầm với: R = 3,5 – 16m

         - Độ cao nâng:     Hmax = 6 – 24,8m

         Xét theo nguyên lý dẫn động thì cần trục ôtô được chia thành các nhóm sau:

         + cần trục ôtô dẫn động cơ khí

         + cần trục ôtô dẫn động cơ khí – thuỷ lực

         + cần trục ôtô dẫn động cơ khí - điện

         1) Cần trục ôtô dẫn động cơ khí (dẫn động chung):

         Sơ đồ của cần trục ôtô dẫn động cơ khí (dẫn động chung) trên hình 4.44. Để tăng cường cũng như để giảm tảI trọng cho khung gầm ôtô và đảm bảo độ ổn định khí làm viêc, sashy ôtô được lắp thêm khung 4 và các chân tựa 3 và 8, cơ cấu ổn định 6 để hãm và treo khi cẩu hàng. Bàn quay 9 tựa trên khung tăng cường 4 qua thiết bị tựa quay kiểu bi 7. Trên bàn quay, ngoài cần của cần trục, đặt đối trọng 10, hệ cột chống 11, cơ cấu điều khiển đảo chiều 13, cơ cấu quay 14, cơ cấu nâng hạ cần 12, cơ cấu nâng hạ vật 15, ca bin điều khiển và các thiết bị điện của cần trục.

Hình 4.44. cần trục ôtô dẫn động cơ khí (dẫn động chung):

a) sơ đồ cấu tao; b) sơ đồ truyền động

         Mômen xoắn từ trục của động cơ ô tô, qua hộp số, hộp chia công suất 2, hộp giảm tốc trung gian 5 truyền đến cơ cấu đảo chiều 13 và tiếp tục truyền tới các cơ cấu quay 14, cơ cấu nâng hạ cần 12 và cơ cấu nâng hạ vật 15 nhờ hệ thống côn phanh. Với sơ đồ của các truyền động trên hình 4.44.b cho phép điều khiển kết hợp đồng thời các chuyển động nâng hạ vật và quay. Tốc độ của các chuyển động nâng hạ vật, nâng hạ cần và quay được điều khiển bằng tốc độ quay của động cơ ôtô và hộp số. Đảo chiều nhờ cơ cấu 13 và điều khiển các cơ cấu qua côn, phanh nhờ hệ thống khí nén.

         b) cần trục ôtô dẫn động thuỷ lực (dẫn động riêng):

         Cần trục ôtô dẫn động riêng bằng thuỷ lực hoặc điện có sơ đồ truyền động đơn giản, có độ tin cậy cao, điều khiển dễ dàng và có khả năng điều chỉnh tốc độ các chuyển động của cần trục ở phạm vi rộng.

         Trên hình 4.45 là hình tổng thể của loại cần trục ôtô dẫn động thuỷ lực. Cần 1 có cấu tạo kiểu ăng ten, gồm các đoạn cần kiểu hộp cố định và di động lồng vào nhau. Đoạn cần di động dịch chuyển được để tăng hoặc giảm chiều dài nhờ xi lanh thuỷ lực tác dụng hai chiều 2. Để tăng tầm với của cần trục, trên đầu của đoạn cần trục di động có cần “mỏ vịt” với các chiều dài khác nhau và góc nghiêng khác nhau. Tầm với của cần trục còn được thay đổi nhờ xi lanh thuỷ lực 3. Cơ cấu nâng hạ vật gồm động cơ thuỷ lực 10, hộp giảm tốc 8, tang 9 và phanh đặt trên truccủa động cơ.

         Cơ cấu quay 7 gồm động cơ thuỷ lực 6, hộp giảm tốc 4 và phanh 5. Trên trục ra của hộp giảm tốc có lắp bánh răng con ăn khớp với vành răng lớn của vòng tựa quay.

Hình 4.45. cần trục ôtô dẫn động thuỷ lực.

Động cơ của ôtô 14 truyền mômen xoắn tới bơm thuỷ lực 11 qua hộp số 13 và hộp chia công suất 12. Dầu thuỷ lực có áp tới van điều khiển, qua hệ thống ống dẫn được đưa đến các cơ cấu (động cơ thuỷ lực, xi lanh thuỷ lực) để thực hiện các chuyền động cần thiết. Hệ thống dẫn động và hệ thống điều khiển cho phép kết hợp đồng thời các chuyển đông: nâng hạ vật, quay, nâng hạ cần và thay đổi chiều dài cần. Trong trường hợp dẫn động cơ khí - điện, động cơ ôtô quay máy phát điện xoay chiều. Dòng điện phát ra từ máy phát điện được đưa tới để dẫn động các động cơ điện các tời của các cơ cấu quay, nậng hạ cần, nâng hạ vật. Hệ thống cơ khí của loại này tương tự cần trục ôtô dẫn động cơ khí

2. Cần trục bánh hơi:

         Cần trục bánh hơi có tảI trọng nâng từ 25 – 125T, Do có tảI trọng nâng lớn và khoảng không gian phục vụ rộng (Hmax tới 25m; R tới 38m) mà cần trục bánh hơi được sử dụng rộng rãI trên các công trường xây dung công nghiệp.

         Cơ cấu di chuyển bánh lốp được đặt trên khung bệ chuyên dùng. Phần quay của cần được tựa trên phần di chuyển của thiết bị tựa quay. Trên phần quay đặt các thiết bị công tác, thiết bị động lực, cơ cấu nâng chính, cơ cấu nâng phụ, cơ cấu thay đổi tầm với, cơ cấu quay và cabin điều khiển. Cần của cần trục bánh hơI thường là dàn không gian với các đoạn cần trung gian để thay đổi chiều dài cần, trên đỉnh cần có cần phụ loại có điều khiển và không có điều khiển, để tăng khoảng không gian phục vụ của cần trục. Một số cần trục bánh hơi có sử dụng thiết bị công tác là hệ tháp – cần.

         Các cơ cấu của cần trục bánh hơI thường là các tời điện sử dụng điện một chiều để dễ dàng điều chỉnh tốc độ. Thiết bị động lực gồm động cơ điêzel quay các máy phát điện một chiều hoặc bơm thuỷ lực để dẫn động các cơ cấu.

         Tuỳ theo tảI trọng nâng của cần trục mà phần di chuyển có từ 2 – 5 cầu (bao gồm cầu chủ động và cầu điều khiển). Khi làm việc cần trục tựa trên các chân tựa cứng. Cần trục bánh hơI có thể làm việc mà không tựa trên các chân tựa cứng  và vừa làm việc vừa di chuyển khi tảI trọng nhỏ (xem đặc tính tảI trọng của cần trục).

         Hình 4.46 là cần trục bánh hơI có tảI trọng nâng 100T. Cần chính của cần trục có chiều dài 15m. Có thể tăng chiều dài cần lên 20, 25,30, 40, 50 và 55m nhờ các đoạn cần trung gian. Với cần có chiều dài từ 20 – 40m thì được trang bị cần phụ không có điều khiển. Còn cần có chiều dài từ 45 – 55m thì được trang bị cần phụ có điều khiển. Cần phụ của cần trục được chế tạo thành nhiều đoạn mỗi đoạn có chiều dài 5m. Khi cần trục làm việc mà không có cần phụ, cáp của móc treo chính được cuốn lên cả hai tang của cơ cấu nâng chính và phụ để nâng vật (hình 4.46b). Như vậy cơ cấu nâng chính và phụ có thể làm việc độc lập (một tang làm việc và một tang dừng) hoặc làm việc đồng thời (quay cùng chiều hoặc ngược chiều) để tạo ra tốc độ nâng khác nhau. Khi cần trục làm việc với cần phụ có điều khiển thì tang 1 của cơ cấu nâng chính dùng để điều khiển góc nghiêng của cần phụ (thay đổi tầm với của cần phụ) còn tang 2 của cơ cấu nâng phụ dùng để nâng hạ vật (hình 4.46.c).

Hình 4.46: Cần trục bánh hơi có tảI trọng nâng 100t:

a) sơ đồ kết cấu; b) sơ đồ mắc cáp treo chính (khi không có cần phụ); c) sơ đồ mắc cáp khi làm việc với cần phụ có điều khiển; d) sơ đồ mắc cáp nâng cần; 1 – tang của cơ cấu nâng chính, 2 – tang của cơ cấu nâng phụ

            Cần trục bánh hơi có thể tự di chuyển đến công trường thi công hoặc dùng các đầu kéo hay các phương tiện vận chuyển đường sắt

3. Cần trục bánh xích

Là phương tiện được sử dụng trong công tác xếp dỡ, vận chuyển, xây lắp. Do diện tích bề mặt của dải xích lớn nên cho phép làm việc được cả với nền đất yếu, trên nền đất chưa được đầm chắc và làm phẳng. ở trạng thái di chuyển có thể di chuyển trên nền có áp suất 15 – 20 N/cm2 và ở trạng thái làm việc áp lực cho phép không nhỏ hơn 30N/cm2.

Hình 4.47: Cấu tạo chung cần trục xích cho trên: 1 - khung bệ di chuyển bánh xích; 2 - thiết bị tựa quay; 3 - phần quay cần trục; 4 - cụm thanh giằng neo cần; 5 - cần chính; 6 - cần phụ; 7 - cụm thanh giằng neo cần phụ; 8 - móc chính; 9 - móc phụ; 10 - thanh chống lật cần.

Phần thiết bị cần trục về cơ bản giống như cần trục ô tô. Phần di chuyển bánh xích gồm có hai dải xích. Mỗi dải xích được vòng qua hai bánh sao trong đó có một là bánh chủ động và ít nhất có một là bánh căng (xem máy kéo bánh xích). Để phù hợp với mặt bằng di chuyển không bằng phẳng, các con lăn tỳ thường bố trí theo từng cặp có chung một trục lắc.

ở các cần trục xích có sức nâng nhỏ, sử dụng kiểu dẫn động chung. Mỗi dải xích sẽ có ly hợp và phanh riêng để ngắt chuyển động khi quay vòng xe. Cần trục xích có sức nâng  16t thường dùng tổ hợp điêzen - máy phát (hình 4.47). Từng cơ cấu công tác sẽ được dẫn động bởi động cơ điện riêng, có thể xoay chiều hoặc một chiều. Mỗi một dải xích di chuyển được trang bị một động cơ và một phanh. Cần trục xích có thiết bị động lực là dòng xoay chiều có thể làm việc với nguồn điện bên ngoài.

Một điểm khác biệt so với các cần trục bánh lốp là cần trục xích không cần sử dụng chân chống khi nâng tải, do có kết cấu khung bệ cứng, diện tích mặt tựa của hai dải xích trên nền lớn, đảm bảo áp lực tựa trong giới hạn cho phép cũng như ổn định cho toàn máy. Cần trục bánh xích được chế tạo với sức nâng từ 10 đến 150t, chiều cao nâng đến 100m, tốc độ di chuyển 3 - 8 km/h. Khi di chuyển với cự ly lớn, cần trục xích thường được đặt lên rơmooc để kéo đi. Lúc này thiết bị cần được tháo rời ra và được lắp lại tại nơi tập kết máy.

Hình 4.47: Bàn quay cần trục xích:

1 - thiết bị động lực (Tổ hợp điêzen - máy phát); 2 - tời nâng phụ; 3 - tời nâng cần; 4 - cabin điều khiển; 5 - tời nâng chính;  6 - cơ cấu quay.