Thiết kế tai kéo, cần kéo cửa

a) Gặp khó khăn khi dùng chốt khoá tự động;

b) Không muốn ổ bánh xe của máy đóng mở ngâm trong nước dài ngày;

c) Khi hành trình máy đóng mở bằng trục vít hay xi lanh thủy lực không đủ;

d) Giá thành chế tạo và hao phí vật liệu lớn.

4.5.4.5 Chiều dài phân đoạn cần kéo phải xác định theo yêu cầu của chiều cao cửa van, hành trình máy đóng mở, tháo dỡ cần kéo và đổi hướng chuyển động.

4.5.4.6 Tính toán lựa chọn chiều rộng, chiều dày tai kéo và kích thước liên quan của đường kính lỗ của cần kéo và tai kéo xem Hình A.7, Phụ lục A.

4.5.4.7 Để bảo đảm sự tiếp xúc tốt giữa trục và lỗ của cần kéo, dễ tháo lắp trục nối, lỗ trục nên có dạng ô van. Đối với cần kéo có tải trọng không lớn có thể tăng đường kính lỗ lên 1 mm.

4.5.4.8 Cấu tạo của chốt khoá nên thoả mãn yêu cầu sau:

 Dễ thao tác, an toàn, tin cậy;

trong đó:

h_bc là chiều cao lớp bùn cát, m;

 là góc ma sát trong của bùn cát ở trong nước, độ (^o);

_bc là trọng lượng riêng của bùn cát ở trong nước, N/m³;

L - chiều rộng bùn cát tác dụng lên cửa, m;

(3)

trong đó:

P_a = 0,6 daN/cm² là lực hút chân không đơn vị;

b là chiều rộng phần đáy cửa tiếp xúc với ngưỡng, cm;

L là chiều dài phần đáy cửa tiếp xúc với ngưỡng, cm.

trong đó:

F là diện tích bề mặt chịu tác dụng gió của cửa, m²;

q_gió là cường độ áp lực gió khu vực đặt công trình:

q_gió = 25 daN/m²  100 daN/m². Thông thường tính toán lấy q_gió = 45 daN/m².

4.6.8 Để lợi dụng đầy đủ độ bền bản mặt, khi bố trí khoảng cách dầm nên chọn sao cho tỷ số biên dài ngắn của bản mặt (b/a) lớn hơn 1,5; đồng thời bố trí biên dài dọc theo hướng tim trục dầm chính.

4.6.9 Tính toán xác định bề dầy tôn bưng:

a) Ứng suất uốn cục bộ của bản mặt có thể chịu phải tính kiểm tra theo kết cấu vỏ mỏng được cố định 4 bên (hoặc cố định 3 bên, 1 bên dầm đơn hoặc cố định hai bên kề nhau là dầm đơn). Đối với các ô dầm ở đỉnh của cửa van trên mặt, tính theo điều kiện tải trọng phân bố tam giác. Chiều dày bản mặt tính sơ bộ theo công thức sau:

trong đó:

k_y là Hệ số ứng suất trung điểm biên dài của bệ đỡ tấm mỏng đàn hồi tính theo điều A.6, Phụ lục A;

α là hệ số hiệu chỉnh đàn hồi: khi b/a > 3; α = 1,4;

Khi b/a ≤ 3, α = 1,5;

p là cường độ áp lực nước ở trung tâm của ô dầm tính toán, N/mm²;

a,b là chiều dài biên ngắn, biên dài của ô dầm tính từ mép hàn của các cạnh, mm;

[σ] là ứng suất uốn cho phép của vật liệu, N/mm².

b) Khi hàn bản mặt với dầm hộp chính và dầm phụ cần xét đến sự làm việc của các bản mặt có liên hệ với mép dầm cánh, chiều rộng hữu hiệu của nó tính theo quy định tại điều A.6, Phụ lục A. Tuy nhiên trong các cửa van có nhịp lớn hơn 10 m, chiều dày bản mặt cửa không được nhỏ hơn 10 mm. Trong các trường hợp còn lại chiều dày bản mặt không nhỏ hơn 6 mm.

4.6.10 Dầm ngang (chính, phụ) được tính toán kiểm tra trong trường hợp chịu lực bất lợi nhất, tính toán độ bền theo trạng thái giới hạn thứ nhất và kiểm tra theo trạng thái giới hạn thứ hai:

a) Dầm ngang làm việc như một dầm đơn gối tựa 2 đầu với tải trọng phân bố đều q_tt:

q_tt = q_n + q_G, (6)

trong đó:

q_n là tải trọng phân bố đều của áp lực nước tác dụng lên cửa theo phương ngang, N/cm;

q_G là tải trọng phân bố đều của trọng lượng bản thân cửa, N/cm.

b) Tùy thuộc vào tổ hợp mực nước tác dụng vào thượng lưu và hạ lưu cửa van mà q_tt sẽ được xác định. Mô men lớn nhất M_max xuất hiện ở giữa dầm và có giá trị được tính theo công thức sau:

(7)

c) Mô men chống uốn yêu cầu xác định theo công thức sau:

(8)

d) Kiểm tra khả năng chịu lực của cửa theo biểu thức _tt < [] để đảm bảo điều kiện an toàn cho cửa van nói chung:

(10)

.

4.6.12 Chiều dài tính toán càng đỡ van cung tính theo công thức (11) trong điều kiện kiểm tra tính ổn định càng đỡ trong mặt phẳng của dàn khung:

h_o = . h ; (11)

trong đó:

h_o là chiều dài tính một nửa càng đỡ;

h là chiều dài càng tính từ đường tim của khung;

 là hệ số chiều dài tính toán của càng:

 = 1,2 ÷ 1,5 dùng cho càng hộp hình chữ nhật hoặc khung hình thang;

 = 1,0 dùng cho càng đỡ khung hình tam giác nhiều tầng dầm chính dọc.

G là trọng lượng bản thân cửa;

F_ms là lực ma sát. Lực ma sát sinh ra chủ yếu do áp lực nước.

Qtr = G + F_ms

a) Xem trục cửa làm việc như là một dầm gối tựa 2 đầu là bạc giá đỡ, chịu lực phân bố đều dọc chiều dài trục với tổng hợp lực bằng Q. Mô men lớn nhất xuất hiện giữa bu lông và có giá trị được xác định theo công thức (12)

b) Kiểm tra khả năng chịu uốn theo công thức (13)

trong đó:

W là mô men chống uốn của trục cửa;

[_U] là ứng suất uốn cho phép của trục;

L là khoảng cách giữa hai tai gối đỡ trục.

4.6.15 Kiểm tra độ bền cho trục theo điều kiện chịu dập (ép mặt), áp dụng công thức (14)

, (14)

trong đó:

F_d là diện tích chịu dập (ép mặt) của trục cửa;

[_d] là ứng suất dập (ép mặt) cho phép của trục.

trong đó:

F_c là diện tích mặt cắt ngang của trục;

[] là ứng suất cắt cho phép của trục.

a) Tính toán cho tai đỡ trục theo điều kiện chịu kéo, áp dụng theo công thức (16)

trong đó:

A là diện tích chịu kéo của tai đỡ trục cửa;

[_k] là ứng suất kéo cho phép của trục.

b) Kiểm tra độ bền cho tai đỡ trục theo điều kiện chịu ép mặt, áp dụng theo công thức (17)

, (17)

trong đó:

d là đường kính chịu ép mặt của tai đỡ trục cửa;

[_d] là ứng suất ép mặt cho phép của tai đỡ trục.

Cần phải tính toán kiểm tra các mối hàn quan trọng liên kết của kết cấu thép cửa van. Các phương pháp tính kiểm tra mối hàn giáp mép, hàn góc chịu uốn, nén, cắt thực hiện theo quy định tại điều A.12, Phụ lục A.

Các kết cấu thép liên kết bằng bu lông cần phải tính toán kiểm tra khả năng chịu cắt, chịu dập, chịu kéo để lựa chọn thích hợp, thực hiện theo quy định tại điều A.12, Phụ lục A.

Các kết cấu thép liên kết bằng đinh tán cần phải tính toán kiểm tra khả năng chịu cắt, chịu dập, chịu kéo để lựa chọn thích hợp, thực hiện theo quy định tại điều A.12, Phụ lục A. Trong trường hợp liên kết đinh tán chịu tác dụng đồng thời của lực cắt và mô men, việc tính toán đinh tán được thực hiện giống như đối với bu lông. Trong các công thức tính toán thay các giá trị về khả năng chịu lực của bu lông bởi giá trị tương ứng của đinh tán.

trong đó:

P_k là lực trên bánh xe hoặc con lăn;

E là mô đun đàn hồi của vật liệu, xác định theo điều B.3 của Phụ lục B;

A là hệ số động: A = 1 + 0,2 v;

v là tốc độ chuyển động của bánh xe;

b là chiều rộng tính toán của mặt tựa;

R là bán kính của bánh xe hoặc con lăn;

[σ_d] là ứng suất dập cho phép, tham khảo tại điều B.3, Phụ lục B.

4.8.3 Khi bánh xe là mặt trụ cong 2 chiều và đường lăn là mặt phẳng hoặc bánh xe là trụ phẳng mà đường lăn có đầu tròn (tiếp xúc điểm), ứng suất ép cục bộ  được kiểm tra theo công thức (19)

, (19)

trong đó:

m là hệ số phụ thuộc tỷ số ρ₁/ρ₂ của bán kính cong bánh xe và ray, lấy theo điều B.4, Phụ lục B;

ρ_max là bán kính tương đương lớn nhất; mm.

Q_m  k_G (G + G_c) + k_ms(F_ms+ F_c) + P_h + V_n (20)

Q_đ  k_ms(F_ms+ F_c) + P_đ – k_G’ G (21)

trong đó:

k_G là hệ số gia trọng, k_G = 1 ÷ 1,1;

G là trọng lượng cửa, N;

G_c là trọng lượng phần gia trọng (nếu có), N;

k_ms là hệ số tăng ma sát khi chưa kể hết, k_ms= 1,2;

F_ms là lực ma sát ở gối tựa động: F_ms= P_z  f, N

- Với bánh xe ổ trục bằng bạc: F_ms = ± (P_z/R)  (f₁ + f₂.r);

- Với bánh xe ổ trục bằng ổ bi: F_ms = ± (P_z/R)  f₁((R’/r₁)+ 1).

R là bán kính bánh xe lăn tựa động, m;

r là bán kính ngỗng trục, m;

f , f₂ là hệ số ma sát trượt;

f₁ là hệ số ma sát lăn;

r₁ là bán kính bi;

F_c là lực ma sát của gioăng (vật) chắn nước, N:

F_c = 2.H_cp.b.a.f₃ + H_gt.e.a.f₃ (22)

b là chiều dài của giăng kín nước chịu tác dụng của cột nước H, m;

H_cp là cột nước trung bình tác dụng vào gioăng cạnh, m;

a là chiều rộng mặt gioăng ép vào đường trượt, m;

e là chiều dài gioăng đỉnh, m;

f₃ là hệ số ma sát trượt giữa gioăng cao su và mặt tựa giăng;

H_gt là chiều cao cột nước đến gioăng đỉnh cửa van, m.

CHÚ THÍCH: đối với cửa van trên mặt không có thành phần ma sát gioăng đỉnh

P_h là lực hút ở đáy cửa, N;

V_n là trọng lượng khối nước trên đỉnh cửa van (nếu có đối với cửa van dưới sâu), N;

k_G là hệ số giảm trọng lượng, k_G’ = 0,9 ÷1,0;

P_đ là lực đẩy dưới đáy cửa van, N.

Tổng mô men cửa van đến tâm quay của gối quay: