Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4244:2005 Thiết kế, chế tạo và kiểm tra kỹ thuật thiết bị nâng

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

TCVN 4244:2005

THIẾT BỊ NÂNG - THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KIỂM TRA KỸ THUẬT

Litting appliances – Design contruction and survey

Lời nói đầu

TCVN 4244:2005 thay thế cho:

- TCVN 4244:86 – Qui phạm kỹ thuật an toàn thiết bị nâng;

- TCVN 5863:1995 – Thiết bị nâng, yêu cầu an toàn trong lắp đặt và sử dụng;

- TCVN 5862:1995 – Thiết bị nâng, phân loại theo chế độ làm việc;

- TCVN 5864:1995 – Thiết bị nâng – Cáp thép, tang, ròng rọc, xích và đĩa xích.

TCVN 4244:2005 do Ban kỹ thuật TCVN/TC8 “Đóng tàu và Công trình biển” biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành.

THIẾT BỊ NÂNG - THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KIỂM TRA KỸ THUẬT

Litting appliances – Design contruction and survey

Chương 1.

QUI ĐỊNH CHUNG

1.1. Qui định chung

1.1.1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này được áp dụng cho các thiết bị nâng sau:

1. Cần trục kiểu cần: Cần trục ô tô, cần trục bánh hơi, cần trục bánh xích, cần trục tháp, cần trục đường sắt, cần trục chân đế, …;

2. Cầu trục và cổng trục các loại.

3. Máy nâng:

- Xe tời chạy theo ray trên cao;

- Palăng điện, tời điện;

- Palăng tay, tời tay;

- Máy nâng xây dựng;

4. Các loại bộ phận mang tải.

1.1.2. Tiêu chuẩn này không áp dụng cho các thiết bị nâng được lắp đặt trên tàu biển, phương tiện thủy nội địa và trên các công trình biển.

1.1.3. Việc thực hiện đầy đủ các yêu cầu của Tiêu chuẩn này là điều kiện để cấp phát và duy trì hiệu lực các giấy chứng nhận đã cấp.

1.2. Tài liệu viện dẫn

TCVN 5179:90 – Máy nâng hạ - Yêu cầu thử nghiệm thiết bị thủy lực về an toàn;

ISO 4309:2004 – Cranes – Wire rope: care, maintenance, instrallation, examination and discard;

ISO 2408:2004 – Steel wire ropes for general purposes – Minium requirements;

ISO 148:1983 – Charpy impact test (V – notch);

IEC 144 – A liquid bath under ambient air pressure is used to determine the effectiveness of the seal component parts;

IEC 34 - 5 - Rotating electrical machines parts degree of protection (IP code) classification;

IEC 341 - Electrical Specifications - AC motors;

IEC TC 81 - Lightning protection.

1.3. Các định nghĩa

1. Kiểm định

Việc kiểm tra, thử nghiệm, phân tích của cơ quan kiểm định nhằm đánh giá tình trạng an toàn của các loại máy, thiết bị, vật tư, các chất có yêu cầu nghiêm ngặt về an toàn lao động, vệ sinh lao động theo qui định tại các tiêu chuẩn, qui phạm Nhà nước về an toàn lao động, vệ sinh lao động.

2. Thiết bị nâng

Thiết bị dùng để nâng, di chuyển và hạ hàng.

3. Tải trọng làm việc an toàn (SWL)

Khối lượng hàng lớn nhất được phép nâng kể cả các bộ phận dùng để nâng hàng như: gầu ngoạm, móc, cáp, xà, khung cẩu, ..v..v. ở mã hàng được nâng.

4. Tải trọng tĩnh

Khối lượng bản thân của các bộ phận cấu thành tác động lên bộ phận đang xét, ngoại trừ tải trọng làm việc.

5. Tải trọng cho phép đối với các chi tiết tháo được, cáp và xích

Lực kéo cho phép được tính toán dựa trên tải trọng thử đối với các chi tiết tháo được và tải trọng làm đứt đối với dây xích và cáp, tải trọng đó tương đương với trị số của lực kéo lớn nhất xác định khi tính toán thiết bị nâng.

6. Kết cấu kim loại

Các kết cấu thuộc thân cần, cột, giá đỡ bệ máy, cầu trục, cổng trục và các kết cấu khác chịu tải trọng tác dụng vào thiết bị nâng.

7. Các cơ cấu

Cơ cấu nâng hàng, cơ cấu nâng cần, cơ cấu quay và cơ cấu di chuyển của cần trục bao gồm cả các tời của chúng.

8. Chi tiết

Những chi tiết của thiết bị nâng dùng để truyền lực và liên kết động với các chi tiết khác hợp thành toàn bộ cơ cấu.

9. Chi tiết không tháo được

Các tai bắt cáp nâng hàng, cáp giằng và cáp nâng cần; chạc đuôi cần; đai đầu cột và cần và các chi tiết khác thường được liên kết cố định vào các kết cấu của thiết bị nâng.

10. Chi tiết tháo được

Puly, móc cẩu, quai móc, mắt xoay, tăng đơ, cáp, xích và các chi tiết khác liên kết tháo được với các kết cấu của thiết bị nâng.

11. Thiết bị cảnh báo và bảo vệ an toàn

1. Thiết bị cảnh báo tự động phát tín hiệu dùng để báo hiệu các trạng thái làm việc giới hạn có nguy cơ phát sinh sự cố.

2. Thiết bị bảo vệ tự động, tạm dừng hoạt động của các máy để tránh khỏi tình trạng nguy cấp.

12. Hệ số an toàn phanh

Tỷ số giữa mô men tĩnh do phanh sinh ra với mô men tĩnh trên trục phanh dưới tác dụng của tải trọng tính toán.

13. Phanh thường mở

Loại phanh chỉ đóng khi được cấp năng lượng.

14. Phanh thường đóng

Loại phanh chỉ mở khi được cấp năng lượng.

15. Phanh điều khiển

Loại phanh khi đóng hoặc mở được thực hiện bởi người điều khiển cần trục tác động lên cơ cấu điều khiển của phanh, không phụ thuộc vào bộ phận truyền động của máy.

16. Phanh tự động

Loại phanh tự động đóng khi ngắt nguồn năng lượng cho động cơ của cơ cấu bố trí phanh đó.

17. Hàng nguy hiểm

Hàng mà khi xếp dỡ có thể gây ra cháy, nổ, nguy hại đến tính mạng, sức khoẻ con người, môi trường, an toàn và an ninh quốc gia.

1.4. Hồ sơ kỹ thuật

1.4.1. Hồ sơ kỹ thuật đối với các thiết bị nâng chế tạo hoặc trang bị lại dưới sự giám sát kỹ thuật của cơ quan có thẩm quyền bao gồm:

1. Bản thuyết minh chung; bản tính chọn thiết bị điện, thủy lực hoặc khí nén; bản tính độ bền và độ ổn định của thiết bị nâng hoặc lý lịch của chúng.

2. Bản vẽ tổng thể thiết bị nâng có ghi các kích thước và thông số chính.

3. Bản vẽ sơ đồ nguyên lí hoạt động và các đặc trưng kỹ thuật chính của hệ thống truyền động điện, thủy lực hoặc khí nén, thiết bị điều khiển và bố trí các thiết bị an toàn.

4. Bản vẽ các kết cấu kim loại.

5. Bản vẽ lắp các cụm cơ cấu của thiết bị nâng, sơ đồ mắc cáp.

6. Quy trình chế tạo các bộ phận đặc biệt;

7. Qui trình kiểm tra và thử tải.

8. Hướng dẫn lắp ráp và vận hành an toàn.

1.4.2. Khi sử dụng các kết cấu kim loại, các chi tiết, các cơ cấu và thiết bị được chế tạo theo tiêu chuẩn hóa cũng như việc áp dụng các quy trình công nghệ nhiệt luyện và các tính toán theo tiêu chuẩn hoặc các điều kiện kỹ thuật khác được cơ quan có thẩm quyền chấp thuận, thì không yêu cầu phải duyệt riêng.

1.4.3 .Khi sửa đổi các thiết bị nâng trong trường hợp hoán cải hoặc sửa chữa, hồ sơ kỹ thuật trình duyệt phải phù hợp với những thay đổi đó theo yêu cầu của Tiêu chuẩn này.

1.4.4. Khi kiểm tra lần đầu các thiết bị nâng chế tạo theo bản thiết kế không được cơ quan có thẩm quyền duyệt và trong các trường hợp riêng biệt khác thì khối lượng các hồ sơ kỹ thuật cần thiết nêu ở 1.4.1 có thể được giảm bớt nếu được cơ quan có thẩm quyền chấp thuận.

1.5. Yêu cầu chung về an toàn kỹ thuật

1.5.1. Đóng dấu và gắn nhãn hàng hóa của nhà chế tạo

Các thiết bị nâng phải được đóng dấu và gắn nhãn hàng hóa như sau:

1.5.1.1. Đóng dấu

Sức nâng cho phép (và tầm với) sẽ được đóng dấu cố định ở một vị trí dễ nhìn thấy và có thể nhìn thấy rõ từ dưới mặt đất.

Trong trường hợp cần trục có sức nâng thay đổi theo tầm với thì phải lắp đặt một bảng chia độ phù hợp chỉ báo sức nâng và tầm với của cần.

Trong trường hợp cần trục có từ hai móc cẩu trở lên, thì sức nâng của mỗi một móc cẩu phải được chỉ rõ ngay trên cụm puly móc cẩu liên quan. Ngoài ra cần phải chỉ rõ sức nâng cho phép trên mỗi móc trong trường hợp tất cả các móc cẩu có thể được sử dụng đồng thời.

1.5.1.2. Tấm nhãn hàng hóa

Mỗi thiết bị nâng phải được gắn tấm nhãn hàng hóa của nhà chế tạo tại vị trí thích hợp với nội dung như sau:

- Tên của nhà chế tạo;

- Năm chế tạo;

- Số loạt (seri) sản xuất của nhà chế tạo;

- Sức nâng theo kilôgam (kg) và/hoặc tấn (t);

- Kiểu thiết bị nâng.

1.5.1.3. Biển cảnh báo

Biển cảnh báo “Không được đứng dưới tải nâng“ phải được gắn ở vị trí thích hợp sao cho dễ nhìn thấy. Các lối lên của thiết bị nâng phải được cảnh báo “Người không có trách nhiệm không được lên thiết bị nâng“. Các khu vực nguy hiểm đặc biệt phải được cảnh báo “Nguy hiểm - thiết bị nâng”.

1.5.2. Các yêu cầu an toàn về kết cấu

1.5.2.1. Khoảng trống

1.5.2.1.1. Tất cả các bộ phận chuyển động của thiết bị nâng, ngoại trừ thiết bị vận hành và ngoạm, xúc hàng ở vị trí bất lợi nhất và ở trong những điều kiện chịu tải bất lợi nhất của chúng phải cách các vật cố định tối thiểu là 0,05 m, cách lan can bảo vệ hoặc tay vịn tối thiểu là 0,1 m và cách các lối đi tối thiểu là 0,5m.

1.5.2.1.2. Khoảng cách tối thiểu theo phương thẳng đứng từ thiết bị nâng đến lối đi làm việc chung phía dưới (đến sàn cũng như đến các thiết bị cố định hoặc chuyển động của nhà xưởng, ngoại trừ các sàn làm việc hoặc bảo dưỡng hoặc tương tự) phải không nhỏ hơn 1,8 m, đến các bộ phận của các thiết bị cố định hoặc chuyển động có các lối đi được hạn chế (như vòm lò, các bộ phận máy, các thiết bị nâng di chuyển ở dưới...) cũng như lan can bảo vệ phải không nhỏ hơn 0,5 m.

1.5.2.1.3. Khoảng cách tối thiểu theo phương thẳng đứng từ thiết bị nâng đến các bộ phận cố định hoặc chuyển động phía trên (nghĩa là giữa phần kết cấu của tời hoặc lan can và dầm nhà xưởng, các đường ống, các thiết bị nâng chạy trên đường chạy khác phía trên ...) phải không nhỏ hơn 0,5 m ở các sàn bảo dưỡng và các vùng lân cận. Khoảng cách này có thể được giảm tới 0,1m trong trường hợp các bộ phận kết cấu đặc biệt, với điều kiện không gây nguy hiểm cho người hoặc có những cảnh báo thích hợp để loại trừ các rủi ro có thể xảy ra.

1.5.2.2. Kết cấu kim loại

1.5.2.2.1. Độ dày nhỏ nhất của các kết cấu kim loại chịu tải có đường đi đến để kiểm tra, bảo dưỡng được mọi phía và của các kết cấu bố trí trong các khoang kín phải không được nhỏ hơn 4 mm. Độ dầy của các kết cấu có dạng hộp không có đường đi vào để kiểm tra và bảo dưỡng phía trong phải được lấy không nhỏ hơn 6mm.

1.5.2.2.2. Bu lông và đinh tán trong các mối ghép của các kết cấu chịu tải phải có đường kính không nhỏ hơn 14 mm. Độ dày giới hạn của các kết cấu lắp ghép với nhau không được lớn hơn 5 lần đường kính bu lông hoặc đinh tán.

1.5.2.3. Cabin điều khiển

1.5.2.3.1. Cabin phải được thiết kế sao cho người điều khiển có tầm nhìn rõ ràng trên toàn bộ khu vực làm việc hoặc sao cho người điều khiển có thể theo dõi đầy đủ mọi hoạt động với sự trợ giúp thích hợp.

1.5.2.3.2. Cabin phải có không gian đủ rộng để người điều khiển có thể điều khiển dễ dàng. Có thể điều khiển từ vị trí ngồi, nhưng cũng có thể điều khiển từ vị trí đứng khi cần.

Một tấm chắn bảo vệ phải được lắp đặt ở phía trên nóc cabin để đề phòng có vật rơi xuống cabin.

Việc bố trí cabin và thiết bị điều khiển phải được thiết kế sao cho tiện lợi nhất.

1.5.2.3.3. Vật liệu kết cấu cabin phải làm bằng vật liệu không cháy, các tấm vách và tấm nóc có thể làm bằng vật liệu khó cháy. Sàn cabin sẽ được phủ vật liệu cách nhiệt và phi kim loại.

1.5.2.3.4. Ở những cabin có các cửa sổ cách sàn nhỏ hơn 1m và các khu vực lắp kính trên sàn cabin, thì chỗ lắp kính phải được kết cấu hoặc phải được bảo vệ sao cho người không thể bị rơi lọt ra ngoài. Có thể lau chùi, vệ sinh các cửa sổ cabin mà không bị nguy hiểm. Các cửa sổ lắp kính trên sàn cabin có nhiều nguy cơ bị vỡ khi có sự cố hoặc phải chịu bức xạ nhiệt khi thiết bị nâng hoạt động phải là loại kính an toàn thích hợp. Các cửa ra vào cabin phải được bảo vệ để chống bị mở ngẫu nhiên.

1.5.2.3.5. Cabin phải được trang bị đèn chống chói mắt và trong trường hợp cần thiết phải được thông gió.

1.5.2.3.6. Cabin bị bức xạ nhiệt phải được bảo vệ chống lại bức xạ nhiệt và thiết kế cản nhiệt, và cabin phải được điều hòa không khí để bảo đảm điều kiện làm việc có thể chấp nhận được.

1.5.2.3.7. Cabin hoạt động trong môi trường độc hại cho sức khỏe của người điều khiển chẳng hạn như bụi, hơi hoặc khí có hại phải được bảo vệ chống lại sự xâm nhập của chúng và phải được trang bị hệ thống cung cấp không khí sạch cho cabin.

1.5.2.3.8. Cabin phải đảm bảo các thông số an toàn vệ sinh lao động cho người điều khiển như: độ rung (tần số, biên độ), độ ồn phải nằm trong giới hạn cho phép.

Các cabin bố trí trên cao phải có thiết bị thông tin liên lạc với mặt đất để nhận hay thông báo cho người điều khiển các thông tin từ người chỉ huy việc nâng hàng từ dưới mặt đất.

1.5.2.4. Các yêu cầu bổ sung đối với cabin điều khiển kiểu treo - nâng

1.5.2.4.1. Số người được phép có mặt trong cabin và tải trọng lớn nhất của cabin phải không đổi và phải được chỉ báo rõ ràng. Ngoài ra, hướng dẫn vận hành và bảo dưỡng đối với cabin điều khiển kiểu treo - nâng phải được dán trong cabin.

1.5.2.4.2. Cabin phải được định vị chắc chắn để không bị xoay hoặc bị lắc nguy hiểm.

1.5.2.4.3. Cabin phải được bố trí một thiết bị chống rơi, hoặc có thể có hai cơ cấu treo cabin với điều kiện cabin vẫn còn giữ được nếu một trong 2 cơ cấu treo bị đứt, hoặc cơ cấu dẫn động hoặc cơ cấu phanh bị hỏng. Mỗi một cơ cấu treo riêng biệt phải được thiết kế với hệ số an toàn không nhỏ hơn 5 lần tải trọng làm việc lớn nhất.

Nếu có một thiết bị chống rơi và chỉ có một cơ cấu treo, thì hệ số an toàn tối thiểu khi tính toán thiết kế phải lấy bằng 8 lần tải trọng làm việc lớn nhất.

Cáp dẫn động phải được thiết kế với sức bền tối thiểu theo nhóm cơ cấu M8. Đường kính của cáp không được nhỏ hơn 6 mm. Cáp dẫn động làm việc ngoài trời phải là loại cáp thép mạ kẽm.

1.5.2.4.4. Khi tốc độ hạ đạt tới 1,4 lần tốc độ định mức thì cabin sẽ tự động tạm dừng lại.

Cabin phải có chuyển động độc lập với tải.

1.5.2.4.5. Tất cả các điều khiển sẽ tự động dừng ngay sau khi người điều khiển ra khỏi cabin.

1.5.2.4.6. Các công tắc giới hạn thông thường và khẩn cấp phải được lắp đặt tại vị trí cao nhất và thấp nhất của cabin, với hệ thống đóng ngắt và hoạt động riêng biệt. Các công tắc giới hạn khẩn cấp sẽ trực tiếp cắt mạch điện chính và phát tín hiệu cảnh báo.

Trong trường hợp cabin va đập vào vật cản hoặc các cơ cấu treo bị hỏng, các chuyển động của thiết bị nâng sẽ tự động dừng. Các thiết bị để đưa thiết bị nâng trở lại hoạt động không phải là kiểu tự khởi động lại.

1.5.2.4.7. Nếu tốc độ di chuyển của cabin lớn hơn 40 m/phút, thì phải lắp đặt thiết bị làm giảm tốc ngay tức thì để các đệm giảm chấn không thể bị va chạm tại tốc độ lớn hơn 40 m/phút. Nếu tốc độ va chạm lớn hơn 20 m/phút, thì phải lắp đặt đệm giảm chấn kiểu hấp thụ năng lượng.

1.5.2.4.8. Cabin phải được lắp đặt hệ thống báo tín hiệu báo động độc lập với điện cấp nguồn của thiết bị nâng. Cabin cũng phải được trang bị thiết bị để người điều khiển thoát xuống đất, thí dụ như thang dây hoặc thiết bị thoát hiểm, và phải luôn sẵn có trong buồng điều khiển.

1.5.2.4.9. Người sử dụng phải đảm bảo rằng với độ cao xếp chồng hàng hóa cao nhất, thì vẫn có một khoảng cách an toàn bằng 0,5 m cách đáy cabin ở vị trí làm việc cao nhất.

1.5.2.4.10. Chỉ có thể điều khiển từ xa thiết bị nâng từ dưới mặt đất với cabin đang ở vị trí làm việc cao nhất của nó.

1.5.2.5 Lan can, hành lang và sàn

1.5.2.5.1. Lối vào cabin điều khiển phải dễ dàng và an toàn với bất kỳ vị trí nào của thiết bị nâng trong điều kiện làm việc bình thường. Nếu sàn của cabin điều khiển cách mặt đất nhỏ hơn 5m và lối vào cabin có thể bị hạn chế đối với các vị trí nhất định của thiết bị nâng, thì cabin phải được trang bị các phương tiện thoát hiểm thích hợp (như thang dây).

Lối vào cabin thường được sử dụng là từ sàn cùng mức với sàn cabin điều khiển và sàn phải có lan can bảo vệ. Lối vào qua sàn hoặc qua nóc cabin chỉ được sử dụng khi không gian thực tế bị hạn chế.

Khi lối vào cabin trực tiếp qua cầu thang, sàn hoặc hành lang, thì khe hở nằm ngang tới lối vào cabin không được vượt quá 0,15 m và mức chênh lệch giữa độ cao sàn và sàn cabin không được vượt quá 0,25 m.

1.5.2.5.2. Khi không thể lên cabin trực tiếp từ dưới mặt đất tại một vị trí bất kỳ của thiết bị nâng, và sàn cabin cách mặt đất lớn hơn 5m, thì thiết bị nâng phải được bố trí các lối đi thích hợp. Đối với một số thiết bị nâng nhất định chẳng hạn như cầu trục, lối vào cabin có thể bị hạn chế đối với một số vị trí nhất định, do đó phải trang bị các thiết bị thích hợp để người điều khiển có thể rời cabin được dễ dàng.

1.5.2.5.3. Các hành lang, cầu thang và sàn phải có lối vào an toàn với bất kỳ vị trí nào của thiết bị nâng. Các cầu thang và thang thường xuyên sử dụng phải được dẫn tới các sàn hoặc các hành lang. Đối với các lối vào như thế thì cầu thang được sử dụng nhiều hơn thang.

1.5.2.5.4. Tất cả các vị trí hoạt động và tất cả các trang thiết bị yêu cầu phải kiểm tra hoặc bảo dưỡng thường xuyên cần phải trang bị lối vào an toàn, hoặc tiếp cận được tới những vị trí đó bằng các sàn làm việc di động.

1.5.2.5.5. Đối với các vị trí đã đề cập ở trên mà cao hơn sàn 2m và thanh cần của cần trục, phải được tiếp cận qua cầu thang, sàn. Cầu thang phải lắp đặt lan can bảo vệ ở cả hai bên.

1.5.2.5.6. Khi thực hiện công việc lắp dựng, tháo, thử, sửa chữa và bảo dưỡng thiết bị nâng tại những nơi cách sàn cao hơn 2m, thì phải có các thiết bị thích hợp đặt trên thiết bị nâng và trên thanh cần để đảm bảo an toàn cho người (chẳng hạn như lan can bảo vệ, tay vịn, thiết bị an toàn ....) và cho phép người có thể tiếp cận tới các nơi đó. Các puly và các bộ phận chuyển động tại đầu cần phải được thiết kế sao cho không cần thiết phải bôi trơn trong khoảng thời gian từ khi lắp dựng tới khi tháo thiết bị nâng, nếu không thỏa mãn điều này thì thanh cần phải được trang bị lối lên tiếp cận.

1.5.2.5.7. Lối tiếp cận bố trí trên thanh cần đề cập ở trên có thể bỏ qua khi thanh cần có thể hạ xuống được để kiểm tra toàn diện bằng mắt hoặc các bộ phận kết cấu khác cho phép kiểm tra bằng mắt.

1.5.2.5.8. Các cầu thang, lối đi và sàn phải có khoảng trống phía trên không nhỏ hơn 1,8 m. Các lối đi có độ rộng không nhỏ hơn 0,5 m phải được lắp đặt gần các bộ phận bị dẫn động có chuyển động tương đối đối với các lối đi và sàn; kích thước của lối đi này có thể được giảm xuống tới 0,4m với điều kiện phải có lan can với độ cao 0,6m. Bề rộng của lối đi giữa các bộ phận cố định phải không nhỏ hơn 0,4m.

Khoảng trống phía trên các lối đi ít được sử dụng được bố trí bên trong kết cấu của thiết bị nâng có thể được giảm xuống tối thiểu bằng 1,3m, đồng thời chiều rộng phải được tăng lên bằng 0,7 m, thay đổi tuyến tính với sự giảm chiều cao. Khoảng trống phía trên các sàn chỉ dùng để bảo dưỡng thiết bị có thể được giảm xuống tới 1,3m.

1.5.2.5.9. Các lối đi tiếp cận các bộ phận của thiết bị nâng phải lắp đặt lan can liên tục tại phía có nguy cơ bị rơi từ độ cao hơn 1m. Chiều cao của tấm chắn chân không nhỏ hơn 0,1m. Được phép có các cửa ra vào ở lan can nếu có bố trí thiết bị bảo vệ thích hợp để ngăn ngừa người bị rơi ngã. Theo quy định chiều cao lan can không được thấp hơn 1m và phải có tấm chắn chân và chắn song trung gian. Chiều cao của lan can có thể được giảm tới 0,8 m cho các lối đi có khoảng trống phía trên là 1,3m. Dọc theo các lối đi phải trang bị tối thiểu một tay vịn.

Đối với các lối đi dọc theo tường nhà xưởng hoặc kết cấu vách đặc, thì được phép dùng tay vịn thay cho lan can. Khoảng cách giữa các tay vịn không được lớn hơn 1m.

1.5.2.5.10. Bề mặt của các sàn phải là kiểu chống trượt phù hợp. Các lỗ khoét, khe hở trên sàn phải được giới hạn về kích thước sao cho một quả bóng đường kính 0,02m không thể lọt qua.

1.5.2.5.11. Khi các lối đi được đặt ở gần các đường dây điện, thì các đường điện này phải được bảo vệ để tránh tiếp xúc do vô ý.

1.5.2.6 Cầu thang và thang

1.5.2.6.1. Cầu thang và thang phải được lắp đặt tại các vị trí có sự chênh lệch độ cao lớn hơn 0,5m. Các chỗ đặt chân có tay vịn có thể được lắp đặt trên các bề mặt dựng đứng không cao hơn 2m.

Các thang có chiều cao lớn hơn 8 m phải có sàn nghỉ tại vị trí trung gian. Đối với các cầu thang cao hơn, thí dụ như đối với các cần trục tháp dùng trong xây dựng thì có thể bố trí thêm các sàn nghỉ trung gian mà khoảng cách theo chiều thẳng đứng giữa các sàn nghỉ không được lớn hơn 8 m. Nếu bị hạn chế về không gian thì có thể lắp đặt các thang liên tục đơn ở các sàn nghỉ dọc theo thang.

1.5.2.6.2. Cầu thang

Độ nghiêng của các cầu thang không được vượt quá 65^o, chiều cao của từng bậc thang không được vượt quá 0,25 m (0,2 m đối với các cần trục tháp) và chiều rộng của bậc thang không được nhỏ hơn 0,15 m.

Nếu có thể, tỷ lệ sau được áp dụng:

2 x chiều cao của bậc thang + 1 chiều rộng của bậc = 0,63 m

Khoảng cách giữa các bậc thang là đều nhau. Trong trường hợp các cầu thang chính, thì khoảng cách giữa các chấn song đứng của lan can không được nhỏ hơn 0,6 m, với các cầu thang khác thì khoảng cách giữa các chấn song đứng của lan can chỉ yêu cầu bằng 0,5m là đủ.

Bề mặt bậc cầu thang phải là bề mặt chống trượt.

Các cầu thang phải lắp đặt lan can ở cả 2 bên; khi một bên của cầu thang có vách thì bên này chỉ cần lắp đặt tay vịn.

1.5.2.6.3. Thang

Chiều dài của thanh ngang giữa hai thành thang không được nhỏ hơn 0,3 m; khoảng cách giữa các thanh ngang phải đều nhau và không được lớn hơn 0,3 m. Các thanh ngang phải cách các bộ phận kết cấu cố định tối thiểu là 0,15 m. Thanh ngang phải chịu được một lực bằng 1200 N tác dụng tại giữa thanh mà không có biến dạng vĩnh cửu.

Các lỗ mà thang chui qua phải không nhỏ hơn 0,63 m x 0,63 m hoặc nhỏ hơn lỗ có đường kính 0,8 m.

Các thang cao hơn 5 m thì phải lắp đặt vòng bao an toàn từ độ cao 2,5m.

Khoảng cách giữa các vòng bao an toàn phải không lớn hơn 0,9 m. Các vòng bao an toàn phải được liên kết với nhau tối thiểu bằng ba thanh dọc cách đều nhau.

Trong mọi trường hợp, một thanh dọc liên kết các vòng bao an toàn phải đặt tại điểm chính giữa đối diện với đường tâm thẳng đứng của thang.

Độ bền của các vòng bao an toàn được gia cường bằng các thanh dọc cần phải đủ để chịu được một lực bằng 1000 N phân bố trên đoạn 0,1m tại bất kỳ điểm nào của vòng bao an toàn mà không bị biến dạng.

Vai thang phải được kéo dài tối thiểu 1 m ra phía trên thanh ngang trên cùng, trừ khi có bố trí một vài tay nắm thích hợp khác. Nếu không gian bị hạn chế, thì vai thang kéo dài 0,8 m được chấp nhận.

Các vòng bao an toàn không cần thiết phải bố trí trên những thang ở bên trong kết cấu mà chúng có thể tác dụng như bảo vệ an toàn và ở đó có khoảng cách từ 0,7 đến 0,8 m giữa thang và mặt đối diện. Các bộ phận kết cấu có thể được xem như tương đương với các vòng bao an toàn với điều kiện các bộ phận kết cấu được bố trí sao cho khoảng cách vuông góc giữa các thanh ở khu vực nguy hiểm luôn nhỏ hơn 0,75 m và vòng tròn nội tiếp giữa thang và các thanh đứng nhỏ hơn 0,75 m.

Phải bố trí các sàn nghỉ cho các thang tại đoạn thứ nhất không cao hơn 10m, Còn các đoạn tiếp sau cách nhau 8 m.

1.5.3. Thiết bị cơ khí

1.5.3.1. Dẫn động cáp và xích

1.5.3.1.1. Các tang quấn cáp phải có rãnh cáp. Theo quy định, tang chỉ quấn một lớp cáp. Nếu tang quấn nhiều hơn một lớp cáp thì phải lắp đặt một thiết bị rải cáp; không cần thiết phải có thiết bị rải cáp trong trường hợp cáp quấn 2 lớp và cáp tự dẫn hướng trong khi quấn.

Nếu có khả năng cáp bị chùng lỏng trên tang trong khi hoạt động hoặc quấn không đúng thì phải lắp đặt một thiết bị phù hợp để phòng ngừa sự cố này.

Tang quấn cáp phải có thành ở hai bên, trừ khi có hệ thống chống xổ cáp.

Thành tang phải cao hơn lớp cáp trên cùng một khoảng không nhỏ hơn 1,5 lần đường kính cáp khi cáp được quấn đầy trên tang (bằng 2 lần đối với các cần trục dùng trong xây dựng).

1.5.3.1.2. Tại vị trí móc hạ thấp nhất cho phép, thì vẫn còn tối thiểu 2 vòng cáp trên tang trước khóa đầu cáp trên tang. Nếu đầu cáp được kẹp giữ trên tang bằng các kẹp bulông thì phải có tối thiểu 2 kẹp riêng biệt được lắp đặt thiết bị khóa chắc chắn.

1.5.3.1.3. Cáp phải được bảo vệ để tránh khỏi bị tác động trực tiếp của nguồn nhiệt bức xạ, hơi và vật liệu nóng chảy và các chất nguy hại khác. Phải sử dụng các loại cáp đặc biệt khi hoạt động trong những điều kiện chịu tác động khắc nghiệt của nhiệt, các vật liệu gây gỉ mòn ...

1.5.3.1.4. Các cơ cấu dẫn động xích phải được lắp đặt một thiết bị đảm bảo xích chạy êm trên đĩa xích và ngăn ngừa xích nhảy ra khỏi đĩa xích. Phải lắp đặt bộ phận bảo vệ xích phù hợp.

1.5.3.2. Cụm móc cẩu, puly và các thiết bị chịu tải khác

1.5.3.2.1. Phải lắp đặt một thiết bị phù hợp để ngăn ngừa cáp hoặc xích tuột ra khỏi puly.

1.5.3.2.2. Phải lắp đặt một thiết bị bảo vệ thích hợp sao cho tránh được khả năng bị kẹt tay giữa cáp và puly của cụm móc cẩu.

1.5.3.2.3. Các puly dẫn cáp phải được thiết kế sao cho có thể tiếp cận được để bảo dưỡng.

1.5.3.2.4. Phải lắp đặt móc an toàn hoặc móc được thiết kế đặc biệt ở những nơi mà phương pháp hoạt động có nguy cơ sự cố tuột móc hàng hoặc móc hàng bị vướng.

1.5.3.2.5. Các thiết bị mang tải có thể thay đổi lẫn nhau giữa các thiết bị nâng, chẳng hạn như gầu ngoạm, nam châm điện, thùng chứa, kìm ngoạm và dầm nâng phải được đóng dấu cố định tải trọng làm việc an toàn và trọng lượng bản thân của chúng, trong trường hợp gầu ngoạm và thùng chứa để vận chuyển hàng rời thì phải đóng dấu thêm dung tích và tên của nhà chế tạo.

1.5.3.3. Phanh

Các quy định của mục này sẽ không áp dụng cho các cơ cấu hoạt động bằng xy lanh, như kích thủy lực.

1.5.3.3.1. Các dẫn động phải được lắp đặt phanh kiểu cơ. Trong trường hợp ngoại lệ, nếu dẫn động thông qua cơ cấu tự khóa hãm thì không cần lắp đặt phanh với điều kiện cơ cấu tự khóa hãm được bảo đảm không có ứng suất vượt quá mức hoặc không có sự dịch chuyển nào có thể xảy ra.

Cơ cấu phanh phải là kiểu dễ cho việc kiểm tra. Lò xo phanh phải là kiểu nén. Phanh phải là kiểu có thể hiệu chỉnh được và má phanh có thể thay thế được.

1.5.3.3.2. Cơ cấu nâng cần phải được lắp đặt phanh hoạt động tự động và có thể giữ được an toàn tải thử trong trường hợp ngắt nguồn điện hoặc cơ cấu dẫn động nâng bị hỏng.

Hệ thống phanh phải được thiết kế để giữ được tải bằng 1,6 lần tải nâng và có khả năng giữ được tải thử động mà không mất hiệu quả phanh và không bị quá nhiệt cho phép.

Phanh của cơ cấu nâng phải được lắp đặt sao cho có mối liên kết cơ khí chắc chắn giữa các bộ phận của tời sao cho một mặt phát sinh mô men phanh, mặt khác giữ cố định tải trong.

Cơ cấu kiểu cơ và kiểu điện phải có thể giữ được tốc độ hạ tải trong phạm vi giới hạn tốc độ cho phép.

Cơ cấu nâng các vật liệu nóng chảy phải được trang bị hai phanh kiểu cơ hoạt động độc lập với nhau, mỗi phanh phải đáp ứng các yêu cầu đã định; phanh thứ hai phải tác dụng trễ thời gian so với phanh thứ nhất.

Trong những trường hợp khẩn cấp khi có sự hư hỏng của thiết bị dẫn động thì phanh thứ hai sẽ tác động lên tang quấn cáp; phanh này phải được điều khiển sao cho tác động tự động, không chậm hơn tốc độ tức thời bằng 1,5 lần tốc độ hạ định mức. Trong trường hợp như vậy cơ cấu điều khiển của thiết bị nâng sẽ dừng khẩn cấp và tự kích hoạt phanh.

1.5.3.3.3. Thiết bị dẫn động di chuyển thiết bị nâng và xe tời hoạt động điện phải trang bị phanh tự động, hoặc phanh có thể hoạt động từ vị trí điều khiển. Ngoại trừ các thiết bị nâng này không chịu tác động của gió, hoạt động trên đường ray nằm ngang với tốc độ không vượt quá 40 m/phút, hoặc trên các bánh xe có ổ đỡ chống ma sát với tốc độ không vượt quá 20 m/ phút. Đối với những thiết bị nâng dùng để vận chuyển các vật liệu nóng chảy, phanh được yêu cầu không phụ thuộc vào tốc độ.

Phanh phải được thiết kế sao cho thiết bị nâng hoặc xe tời có thể dừng trong một thời gian thích hợp và giữ cố định trong mọi trạng thái hoạt động, dưới tác dụng của tải trọng gió cũng như trong trường hợp mất điện.

Cơ cấu di chuyển của thiết bị nâng và xe tời (xe con) trong điều kiện hoạt động có gió được trang bị phanh kiểu không tự động phải được trang bị thêm thiết bị kẹp ray.

Phanh tự động hoặc thiết bị chống bão của cơ cấu di chuyển phải được thiết kế với hệ số an toàn không nhỏ hơn 1,1 lần lực tác dụng lớn nhất trong điều kiện thiết bị nâng không hoạt động.

1.5.3.3.4. Phanh của cơ cấu quay hoạt động điện của thiết bị nâng phải được thiết kế sao cho có thể dừng trong một thời gian thích hợp và giữ các bộ phận quay cố định trong mọi trạng thái hoạt động, dưới tác dụng của tải trọng gió cũng như trong trường hợp mất điện.

1.5.3.3.5. Phanh của cơ cấu thay đổi tầm với của cần phải được thiết kế sao cho trong trường hợp mất điện hoặc hư hỏng của cơ cấu dẫn động thì phanh phải tác động tự động và giữ an toàn được thanh cần cùng với tải trọng thử ở vị trí bất lợi nhất.

Cơ cấu phanh phải được thiết kế với một mô men phanh tối thiểu tương đương với 1,6 lần mô men do tải trọng dưới móc và trọng lượng bản thân của hệ thống cần cộng với 1,0 lần mô men do tải trọng gió trong trạng thái hoạt động bất lợi nhất (tải trọng gió lớn nhất trong điều kiện hoạt động).

Trong điều kiện thiết bị nâng không hoạt động thì mômen phanh thiết kế tối thiểu phải bằng 1,1 lần mômen do trọng lượng bản thân của hệ thống cần và do gió (gió bão lớn nhất trong điều kiện thiết bị nâng không hoạt động) ở vị trí bất lợi nhất của cần hoặc ở vị trí cần không hoạt động.

1.5.4. Thiết bị thủy lực

1.5.4.1. Các ống thép liền được sử dụng làm ống áp lực với đường kính ngoài tới 30mm; phải không có mối hàn trên các đường ống áp lực này ngoại trừ mối hàn tại bích nối ống bằng mối nối bulông.

1.5.4.2. Khi các cơ cấu nâng tải và nâng/ hạ cần được dẫn động bằng xy lanh thủy lực, thì các thiết bị tự động (các van giữ tải) phải được lắp đặt ngay sát gần với các mối nối ống áp lực của xy lanh để tránh tải bị trôi xuống, đặc biệt trong trường hợp hư hỏng ống. Khi xảy ra sự cố tải bị trôi xuống do các bộ phận bị rò rỉ dầu, thì các thiết bị cơ khí phải được lắp đặt để phòng ngừa điều này.

Với các dẫn động thủy lực kiểu khác, các chuyển động trên phải được dừng lại bằng các phanh tự động, được hoạt động bằng các điều khiển tự khởi động lại.

1.5.4.3. Sự vượt quá áp suất làm việc lớn nhất do tải trọng ngoài tác động vào các mạch thủy lực bị cách ly khi ngừng điều khiển sẽ được phòng ngừa bằng các van an toàn. Các quy định hoặc các biện pháp về kết cấu thích hợp phải được áp dụng để phòng ngừa áp suất làm việc bị vượt quá 1,6 lần, kể cả trường hợp có sung áp lực.

1.5.4.4. Trước khi hoạt động, hệ thống thủy lực phải được làm sạch không có các cặn bẩn. Hệ thống phải được thiết kế sao cho các cặn bẩn có thể dọn sạch khi tiến hành các công việc sửa chữa.

1.5.4.5. Mỗi một mạch thủy lực phải có ít nhất một đầu nối để lắp áp kế, để có thể đo được áp lực mà không cần phải tháo ống.

1.5.4.6. Các hệ thống thủy lực phải được lắp đặt các van xả khí tại các vị trí thích hợp.

1.5.4.7. Sự chuyển động vượt quá các vị trí giới hạn phải được phòng ngừa bằng các thiết bị thích hợp.

1.5.4.8. Các ống áp lực cứng và mềm phải được thiết kế với hệ số an toàn bằng 4 để tránh bị vỡ do áp lực; hệ số an toàn này cũng được áp dụng cho các mối nối và cho các bích nối. Đối với các thiết bị nâng cố định không bị xóc thủy lực và rung động, hệ số an toàn cho các ống và mối nối lấy bằng 2,5 là đủ.

1.5.4.9. Các chất lỏng thủy lực được sử dụng trong hệ thống thủy lực của thiết bị nâng phải phù hợp với các yêu cầu về điều kiện làm việc, công nghệ và an toàn. Các chất lỏng thủy lực phải được chỉ rõ cho người sử dụng. Phải kiểm tra được mức chất lỏng cao nhất và thấp nhất trong két.

1.5.4.10. Khởi động không cố ý các dẫn động sau khi có điện trở lại hoặc khi đóng cầu nguồn của cần trục cần phải được phòng ngừa.

1.5.4.11. Các yêu cầu về thử thiết bị thủy lực về an toàn phải phù hợp với TCVN 5179-90.

1.5.5. Thiết bị an toàn

1.5.5.1. Thiết bị giới hạn các chuyển động làm việc

1.5.5.1.1. Cơ cấu nâng

Phạm vi của cơ cấu nâng hoạt động điện phải được giới hạn tại các vị trí cao nhất và thấp nhất cho phép của tải nâng bằng công tắc giới hạn ngắt tự động (công tắc giới hạn sự cố), có liên quan đến khoảng cách yêu cầu phải giảm tốc. Sự chuyển động trở lại từ các vị trí giới hạn chỉ có thể thực hiện bằng thiết bị điều khiển. Nếu trong quá trình hoạt động bình thường mà chạm đến vị trí giới hạn, thì phải trang bị thêm một công tắc giới hạn phụ và hoạt động độc lập. Trong trường hợp này, khi công tắc giới hạn phụ đã được ngắt, có thể tác động phục hồi chuyển động trở lại bằng việc sử dụng thiết bị điều khiển, nhưng nếu công tắc giới hạn sự cố đã được ngắt thì không thể phục hồi chuyển động trở lại.

Cơ cấu nâng được truyền động từ động cơ đốt trong và khớp nối cơ khí mà không thông qua dẫn động điện, thủy lực hoặc khí nén trung gian thì có thể trang bị thiết bị báo động bằng âm hiệu hoặc đèn hiệu thay cho các công tắc giới hạn.

1.5.5.1.2. Cơ cấu di chuyển

Thiết bị nâng và xe tời hoạt động điện phải được trang bị các thiết bị như phanh guốc, đệm giảm chấn kiểu cao su, lò xo hoặc thủy lực hoặc các thiết bị đặc biệt khác có khả năng hấp thụ một nửa động năng của các khối lượng đang chuyển động tại tốc độ di chuyển định mức và sao cho sự giảm tốc lớn nhất trong cabin điều khiển không được vượt quá 5 m/s².

Nếu thường xuyên phải giới hạn tốc độ di chuyển trong quá trình hoạt động thông thường thì sự giảm tốc lớn nhất trong cabin điều khiển phải không vượt quá 2,5 m/s².

Thiết bị nâng và xe tời được điều khiển từ xa, phải được trang bị công tắc ngắt giới hạn khi tốc độ di chuyển vượt quá 40 m/phút.

Các thiết bị nâng được trang bị ca bin điều khiển chịu tác động của gió, phải được trang bị cơ cấu chống bão trong điều kiện thiết bị nâng không hoạt động.

Khi điều kiện hoạt động của thiết bị nâng được yêu cầu đối với các điều kiện gió nhất định, thiết bị đo gió và thiết bị báo động phải được trang bị trên thiết bị nâng.

Cơ cấu di chuyển của thiết bị nâng phải được trang bị thiết bị gạt khi các chướng ngại vật có thể nằm trên ray.

Khi có hai hoặc nhiều thiết bị nâng chạy trên cùng một đường ray, thì phải trang bị các thiết bị đặc biệt để phòng ngừa đâm va.

Trong phạm vi hoạt động của thiết bị nâng hoặc xe tời, phải có biện pháp phù hợp bảo vệ an toàn cho người; như bằng việc sử dụng các tấm biển cảnh báo, đèn chớp, báo động âm thanh ... hoặc nếu cần thiết, bằng thiết bị dừng tự động.

1.5.5.1.3. Cơ cấu thay đổi tầm với và quay

Với cơ cấu thay đổi tầm với của cần hoạt động điện thì chuyển động của cần tại vị trí giới hạn phải được giới hạn bằng các công tắc giới hạn ngắt tự động (công tắc giới hạn ngắt sự cố) có liên quan đến khoảng cách yêu cầu phải giảm tốc.

Sự chuyển động trở lại từ các vị trí giới hạn chỉ có thể thực hiện bằng thiết bị điều khiển.

Cơ cấu thay đổi tầm với của cần được truyền động từ động cơ đốt trong và khớp nối cơ khí mà không thông qua dẫn động điện, thủy lực hoặc khí nén trung gian thì có thể trang bị thiết bị báo động bằng âm hiệu hoặc đèn hiệu thay cho công tắc ngắt giới hạn hành trình.

Tương tự, cơ cấu quay cần được dẫn động điện với góc quay được giới hạn thì chuyển động quay phải được giới hạn bằng công tác giới hạn ngắt khẩn cấp tự động.

1.5.5.2. An toàn chống quá tải và chống lật

1.5.5.2.1. Thiết bị nâng và xe tời phải được thiết kế, hoặc phải được trang bị thêm các thiết bị an toàn sao cho, trong trường hợp trật bánh khỏi đường ray hoặc có sự hư hỏng của bánh xe hoặc trục hoặc ổ đỡ bánh xe, thì độ sụt lớn nhất được giới hạn đến 3cm và sự đổ và lật được ngăn ngừa.

Ngoài ra, các lực bất thường chẳng hạn như lực va chạm vào đệm giảm chấn, va chạm và lắp ráp sẽ không làm thiết bị nâng hoặc xe tời bị lật hoặc đổ.

Các thiết bị nâng có cần và xe tời có dầm chìa mà có thể bị lật do quá tải, và những thiết bị nâng có sức nâng không phụ thuộc vào tầm với của cần phải được trang bị công tắc ngắt bảo vệ quá tải; tuy nhiên, khi sức nâng thay đổi theo tầm với thì công tắc này cũng hoạt động như một công tắc giới hạn mômen tải. Các công tắc giới hạn nên có tác động đưa trở về  phạm vi giới hạn cho phép của mômen tải bằng cách đảo chiều chuyển động hoặc khi xảy ra quá tải do tải nâng thì sẽ dùng thiết bị điều khiển để hạ tải xuống.

Các thiết bị nâng có cơ cấu nâng và cơ cấu thay đổi tầm với được truyền động từ động cơ đốt trong và khớp nối cơ khí mà không thông qua dẫn động điện, thủy lực hoặc khí nén trung gian thì có thể trang bị thiết bị báo động bằng âm hiệu hoặc đèn hiệu thay cho công tắc ngắt bảo vệ quá tải.

1.5.5.2.2. Các thiết bị nâng có sức nâng phụ thuộc vào tầm với của cần phải được trang bị bảng biểu đồ sức nâng tầm với được gắn cố định, có thể nhìn thấy rõ ràng từ vị trí điều khiển dưới dạng vạch chia các tải nâng dưới móc tương ứng với tầm với.

1.5.5.3. Thiết bị cảnh báo

Các thiết bị nâng phải được trang bị các thiết bị phát tín hiệu ánh sáng và âm thanh khi các cơ cấu hoạt động có thể gây nguy hiểm cho người xung quanh: khi cần trục bắt đầu nâng hàng, khi cần trục đang di chuyển...

1.5.6. Sự lão hóa của thiết bị nâng

Cũng giống như các loại máy móc khác, các thiết bị nâng cũng được thiết kế theo một khoảng thời gian khai thác nhất định.

Các quy định trong thiết kế của Quy phạm này đã được phát triển từ những hiểu biết khoa học và từ những kinh nghiệm của người sử dụng và của người chế tạo để áp dụng cho các kiểu thiết bị khác nhau.

Lưu ý về sự lão hóa này chủ yếu áp dụng cho kết cấu và các cơ cấu, và không áp dụng nhiều cho các bộ phận bị tiêu hao (như: cáp, má phanh, chổi góp điện, động cơ nhiệt…...).

Các yếu tố chủ yếu góp phần bất lợi vào sự lão hóa của thiết bị là:

- Hiện tượng mỏi,

- Ăn mòn;

- Các sự cố xảy ra trong hoạt động, lắp ráp và tháo dỡ;

- Quá tải;

- Bảo dưỡng không đầy đủ.

Người sử dụng thiết bị nâng cần phải luôn luôn ghi nhớ đến tầm quan trọng của sự lão hóa.

1.5.7. Yêu cầu an toàn trong lắp đặt và sử dụng

1.5.7.1. Yêu cầu an toàn trong lắp đặt thiết bị nâng

1.5.7.1.1. Công việc lắp ráp hoặc tháo dỡ thiết bị nâng phải được tiến hành theo quy trình công nghệ lắp ráp và tháo dỡ thiết bị nâng của Nhà máy chế tạo hoặc của đơn vị lắp đặt.

Đơn vị lắp đặt phải phổ biến cho những người tham gia lắp đặt qui trình công nghệ lắp ráp, tháo dỡ và các biện pháp an toàn phải thực hiện trong quá trình tháo, lắp thiết bị nâng.

1.5.7.1.2. Trong quá trình lắp ráp thiết bị nâng chạy trên ray, phải kiểm tra tình trạng của đường ray. Khi phát hiện các sai lệch vượt quá chỉ số cho phép, phải ngừng ngay công việc lắp ráp để xử lý. Chỉ sau khi xử lý xong mới được phép tiếp tục công việc lắp ráp.

1.5.7.1.3. Trong thời gian tiến hành tháo lắp thiết bị nâng, phải xác định vùng nguy hiểm và có biển báo cấm người không có trách nhiệm ở trong khu vực đó.

1.5.7.1.4. Công việc tháo lắp thiết bị nâng ở trên cao, ở ngoài trời phải tạm ngừng khi mưa to, giông, bão hoặc có gió từ cấp 5 trở lên.

1.5.7.1.5. Những người tiến hành công việc tháo lắp thiết bị nâng ở độ cao trên 2 m ta phải có giấy chứng nhận của y tế xác nhận đủ sức khoẻ làm việc trên cao. Khi làm việc trên cao phải đeo dây an toàn.

1.5.7.1.6. Trong quá trình tháo lắp thiết bị nâng, không cho phép:

- Dùng máy trục để nâng hạ người;

- Người ở phía dưới tải đang được nâng;

- Để tải treo ở móc khi máy trục ngừng hoạt động;

- Gia cố tạm các thành phần kết cấu riêng biệt không đủ số lượng bulông cần thiết;

- Nới lỏng cáp giữ kết cấu trước khi cố định hoàn toàn kết cấu vào vị trí;

- Tiến hành nâng tải khi cáp đang kẹt hoặc cáp bật khỏi rãnh ròng rọc;

- Vứt bất kỳ một vật gì từ trên cao xuống;

- Sử dụng lan can hoặc thiết bị phòng ngừa khác để làm điểm tựa cho kích hoặc treo palăng.

1.5.7.1.7. Khi đặt thiết bị nâng phải khảo sát tính toán khả năng chịu lực của địa điểm đặt, địa hình, địa vật và hoạt động xung quanh để bố trí thiết bị làm việc an toàn.

1.5.7.1.8. Những trường hợp đặc biệt do mặt bằng thi công quá chật hẹp, mà trong quá trình hoạt động của thiết bị nâng như cần, đối trọng, ... và tải phải di chuyển phía trên các đường giao thông, thì phải lập phương án lắp đặt và thi công an toàn và phải được phép của cơ quan có thẩm quyền về kỹ thuật an toàn.

1.5.7.1.9. Đặt thiết bị nâng hoạt động trong vùng bảo vệ của đường dây tải điện trên không, phải được cơ quan quản lý đường dây cho phép; giấy phép phải kèm theo hồ sơ của thiết bị.

Khi thiết bị nâng làm việc ở gần đường dây tải điện phải đảm bảo trong suốt quá trình làm việc khoảng cách nhỏ nhất từ thiết bị nâng hoặc từ tải đến đường dây tải điện gần nhất không được nhỏ hơn giá trị sau:

1,5 m đối với đường dây có điện thế đến 1 kV;

1.5.7.1.10. Khi đặt thiết bị nâng tại mép hào, hố, rãnh phải đảm bảo khoảng cách tối thiểu từ điểm tựa gần nhất của thiết bị nâng đến mép hào hố, không được nhỏ hơn giá trị trong bảng sau:

Nếu điều kiện mặt bằng không cho phép đảm bảo được khoảng cách quy định theo bảng trên, phải có biện pháp chống sụt lở hào, hố, rãnh trước khi đặt thiết bị nâng vào vị trí.

1.5.7.1.11. Các cần trục tự hành không được phép đặt trên mặt bằng có độ dốc lớn hơn độ dốc cho phép của cần trục đó, và không được phép đặt trên đất vừa lấp lên, chưa được đầm chặt.

1.5.7.2. Yêu cầu an toàn trong sử dụng thiết bị nâng

1.5.7.2.1. Tất cả các thiết bị nâng thuộc danh mục các máy, thiết bị, ... có yêu cầu về an toàn theo quy định của Nhà nước đều phải kiểm tra và thử theo các quy định của Tiêu chuẩn này.

1.5.7.2.2. Đơn vị sử dụng chỉ được phép sử dụng những thiết bị nâng có tình trạng kỹ thuật tốt, đã được kiểm tra, thử và có giấy chứng nhận đang còn thời hạn. Không được phép sử dụng thiết bị nâng và các bộ phận mang tải chưa qua kiểm tra, thử và chưa được cấp giấy chứng nhận sử dụng;

1.5.7.2.3. Chỉ được phép bố trí những người điều khiển thiết bị nâng đã được đào tạo và được cấp giấy chứng nhận. Những người buộc móc tải, đánh tín hiệu phải là thợ chuyên nghiệp, hoặc thợ nghề khác nhưng phải qua đào tạo.

1.5.7.2.4. Công nhân điều khiển thiết bị nâng phải nắm chắc đặc tính kỹ thuật, tính năng tác dụng của các bộ phận cơ cấu của thiết bị, đồng thời nắm vững các yêu cầu về an toàn trong quá trình sử dụng thiết bị.

1.5.7.2.5. Chỉ được phép sử dụng thiết bị nâng theo đúng tính năng, tác dụng và đặc tính kỹ thuật của thiết bị do nhà máy chế tạo quy định. Không cho phép nâng tải có khối lượng vượt quá sức nâng cho phép (SWL) của thiết bị nâng.

1.5.7.2.6. Không cho phép sử dụng thiết bị nâng có cơ cấu nâng được đóng mở bằng ly hợp ma sát hoặc ly hợp vấu để nâng hạ và di chuyển người, kim loại lỏng, vật liệu nổ, chất độc, bình đựng khí nén hoặc chất lỏng nén.

1.5.7.2.7. Chỉ được phép chuyển tải bằng thiết bị nâng qua nhà xưởng, nhà ở hoặc chỗ có người khi có biện pháp đảm bảo an toàn riêng biệt loại trừ được khả năng gây sự cố và tai nạn lao động.

1.5.7.2.8. Chỉ được dùng hai hoặc nhiều thiết bị nâng để cùng nâng một tải trong các trường hợp đặc biệt và phải có giải pháp an toàn được tính toán và duyệt. Tải phân bố lên mỗi thiết bị nâng không được lớn hơn sức nâng của thiết bị nâng đó. Trong giải pháp an toàn phải có sơ đồ buộc móc tải, sơ đồ di chuyển tải và chỉ rõ trình tự thực hiện các thao tác, yêu cầu về kích thước, vật liệu và công nghệ chế tạo các thiết bị phụ trợ để móc tải. Phải giao trách nhiệm cho người có kinh nghiệm về công tác nâng chuyển chỉ huy suốt quá trình nâng chuyển.

1.5.7.2.9. Trong quá trình sử dụng thiết bị nâng, không cho phép:

- Người lên, xuống thiết bị nâng khi thiết bị nâng đang hoạt động:

- Người ở trong bán kính quay của cần trục;

- Người ở trong vùng hoạt động của thiết bị nâng mang tải bằng nam châm, chân không hoặc gầu ngoạm;

- Nâng, hạ và chuyển tải khi có người đứng ở trên tải;

- Nâng tải trong tình trạng tải chưa ổn định hoặc chỉ móc một bên của móc kép;

- Nâng tải bị vùi xuống đất, bị các vật khác đè lên, bị liên kết bằng bulông hoặc bằng bê tông với các vật khác;

- Dùng thiết bị nâng để lấy cáp hoặc xích buộc tải đang bị vật đè lên;

- Đưa tải qua lỗ cửa sổ hoặc ban công khi không có sàn nhận tải;

- Chuyển hướng chuyển động của các cơ cấu khi cơ cấu chưa ngừng hẳn;

- Nâng tải lớn hơn sức nâng cho phép tương ứng với tầm với và vị trí của chân chống phụ của cần trục;

- Cẩu với, kéo lê tải;

- Vừa dùng người đẩy hoặc kéo tải vừa cho cơ cấu nâng hạ tải.

1.5.7.2.10. Phải đảm bảo lối đi tự do cho người điều khiển thiết bị nâng khi điều khiển bằng nút bấm từ mặt đất hoặc sàn nhà.

1.5.7.2.11. Khi thiết bị nâng di động đang làm việc, các lối lên và ra đường ray phải được rào chắn.

1.5.7.2.12. Cấm người ở trên hành lang của thiết bị nâng khi chúng đang hoạt động. Chỉ cho phép tiến hành các công việc vệ sinh, tra dầu mỡ, sửa chữa trên thiết bị nâng khi đã thực hiện các biện pháp đảm bảo làm việc an toàn (phòng ngừa rơi ngã, điện giật,...).

1.5.7.2.13. Đơn vị sử dụng phải quy định và tổ chức thực hiện hệ thống trao đổi tín hiệu giữa người buộc móc tải với người điều khiển thiết bị nâng. Tín hiệu sử dụng phải được quy định cụ thể và không thể lẫn được với các hiện tượng khác ở xung quanh.

1.5.7.2.14. Khi người sử dụng thiết bị nâng không nhìn thấy tải trong suốt quá trình nâng hạ và di chuyển tải phải bố trí người đánh tín hiệu.

1.5.7.2.15. Khi nâng, chuyển tải ở gần các công trình, thiết bị và chướng ngại vật, phải đảm bảo an toàn cho các công trình, thiết bị... và những người ở gần chúng.

1.5.7.2.16. Các thiết bị nâng làm việc ngoài trời phải ngừng hoạt động khi tốc độ gió lớn hơn tốc độ gió cho phép theo thiết kế của thiết bị đó.

1.5.7.2.17. Đối với thiết bị nâng làm việc ngoài trời, không cho phép treo panô, áp phích, khẩu hiệu hoặc che chắn làm tăng diện tích cản gió của thiết bị nâng.

1.5.7.2.18. Phải xiết chặt các thiết bị kẹp ray, thiết bị chống tự di chuyển của các cần trục tháp, cổng trục, cần trục chân đế khi kết thúc làm việc hoặc khi tốc độ gió vượt tốc độ gió cho phép. Khi có bão phải có biện pháp gia cố thêm đối với các loại máy trục nói trên.

1.5.7.2.19. Chỉ được phép hạ tải xuống vị trí đã định, nơi loại trừ được khả năng rơi, đổ hoặc trượt. Chỉ được phép tháo bỏ dây treo các kết cấu, bộ phận lắp ráp khỏi móc, khi các kết cấu và bộ phận đó đã được cố định chắc chắn và ổn định.

1.5.7.2.20. Trước khi hạ tải xuống hào, hố, giếng, hầm tàu ... phải hạ móc không tải xuống vị trí thấp nhất để kiểm tra số vòng cáp còn lại trên tang. Nếu số vòng cáp còn lại trên tang từ 2 vòng trở lên, thì mới được phép nâng, hạ tải.

1.5.7.2.21. Phải ngừng hoạt động của thiết bị nâng khi:

- Phát hiện các vết nứt ở những chỗ quan trọng của kết cấu kim loại;

- Phát hiện biến dạng dư của kết cấu kim loại;

- Phát hiện phanh của bất kỳ một cơ cấu nào bị hỏng;

- Phát hiện móc, cáp, ròng rọc, tang bị mòn quá giới hạn cho phép, bị rạn nứt hoặc hư hỏng khác;

- Phát hiện đường ray của thiết bị nâng hư hỏng hoặc không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.

1.5.7.2.22. Khi bốc, xếp tải lên các phương tiện vận tải phải đảm bảo độ ổn định của phương tiện vận tải.

1.5.7.2.23. Người buộc móc tải chỉ được phép đến gần tải khi tải đã hạ đến độ cao không lớn hơn 1m tính từ mặt sàn chỗ người móc tải đứng.

1.5.7.2.24. Thiết bị nâng phải được bảo dưỡng định kỳ. Phải sửa chữa, thay thế các chi tiết, bộ phận đã bị hư hỏng, mòn quá quy định cho phép.

1.5.7.2.25. Khi sửa chữa, thay thế các chi tiết bộ phận của thiết bị nâng, phải có biện pháp đảm bảo an toàn.

Sau khi thay thế, sửa chữa các bộ phận, chi tiết quan trọng phải tiến hành kiểm tra và thử thiết bị nâng trước khi đưa vào sử dụng.

Chương 2.

THIẾT KẾ

2.1. Phân nhóm và tải trọng tác dụng lên các kết cấu, cơ cấu của thiết bị nâng

2.1.1. Phân nhóm các thiết bị nâng và các bộ phận cấu thành

2.1.1.1. Phương pháp phân nhóm chung

Trong thiết kế thiết bị nâng và các bộ phận cấu thành của chúng, cần phải xét đến chế độ làm việc mà thiết bị nâng và các bộ phận cấu thành của chúng phải làm việc trong quá trình sử dụng; với mục đích này việc phân nhóm được thực hiện như sau:

- Phân nhóm thiết bị nâng theo tổng thể;

- Phân nhóm các cơ cấu riêng biệt của thiết bị nâng theo tổng thể;

- Phân nhóm các bộ phận của kết cấu và cơ cấu thiết bị nâng.

Việc phân nhóm này được căn cứ theo:

- Tổng thời gian sử dụng của hạng mục đang xét;

- Tải dưới móc cẩu, phổ tải hoặc phổ ứng suất đối với hạng mục đang xét.

2.1.1.2. Phân nhóm các thiết bị nâng theo tổng thể

2.1.1.2.1. Hệ thống phân nhóm

Việc phân nhóm thiết bị nâng theo tổng thể được phân thành 8 nhóm, được ký hiệu tương ứng là: A1, A2, ………. A8 tương ứng (xem 2.1.1.2.4), dựa trên 10 cấp sử dụng và 4 cấp phổ tải.

2.1.1.2.2. Các cấp sử dụng

Thời gian sử dụng của một thiết bị nâng là số các chu kỳ nâng mà thiết bị thực hiện. Một chu kỳ nâng là toàn bộ thời gian thực hiện các thao tác nối tiếp nhau bắt đầu từ thời điểm khi tải được nâng và kết thúc tại thời điểm khi thiết bị nâng ở trạng thái sẵn sàng nâng tải tiếp theo.

Tổng thời gian sử dụng của một thiết bị nâng là khoảng thời gian dự tính sử dụng thiết bị nâng, bắt đầu từ thời điểm đưa thiết bị nâng vào sử dụng và kết thúc tại thời điểm khi thiết bị nâng bị loại bỏ.

Trên cơ sở tổng thời gian sử dụng, thiết bị nâng được phân thành 10 cấp sử dụng được ký hiệu tương ứng là U0, U1, U2,….. U9 và được xác định theo Bảng 2.1.1.2.2

Bảng 2.1.1.2.2

 Các cấp sử dụng thiết bị nâng

2.1.1.2.3. Phổ tải

Phổ tải đặc trưng cho tổng số tải được nâng trong tổng thời gian sử dụng (xem mục 2.1.1.2.2) của một thiết bị nâng. Phổ tải là một hàm số phân bố y = f(x), trong đó x (0 ≤ x ≤ 1) biểu thị cho tổng thời gian sử dụng mà trong đó tỷ số giữa tải nâng với tải trọng làm việc an toàn tối thiểu đạt được một giá trị y cho trước (0 ≤ y ≤ 1).

Ví dụ một phổ tải được cho trong Hình 2.1.1.2.3.1. - a và b.

 : Các tải;

: Tải trọng làm việc an toàn;

: Số các chu kỳ nâng, mà trong các chu kỳ đó tải nâng lớn hơn hoặc bằng tải ;

: Số các chu kỳ nâng xác định tổng thời gian sử dụng thiết bị nâng.

Mỗi một phổ tải được đặc trưng bởi một hệ số phổ tải của thiết bị K_p, được xác định bằng:

K_ρ =

Để phân nhóm, số mũ d được quy ước lấy bằng 3.

Trong nhiều áp dụng, hàm số f(x) có thể được tính xấp xỉ bằng một hàm số bao gồm r bước xác định (xem Hình 2.1.1.2.3.2) tương ứng với n₁, n₂, …., n_r chu kỳ nâng, thực tế tải nâng có thể được xem như không đổi và bằng  trong các chu kỳ n_i của bước thứ i. Nếu n_max biểu thị cho tổng thời gian sử dụng và   là tải lớn nhất trong số các tải nâng , có mối liên hệ sau:

Hoặc dưới dạng gần đúng:

Hình 2.1.1.2.3.2.

Theo phổ tải, một thiết bị nâng được xếp vào một trong bốn cấp phổ tải Q1, Q2, Q3, Q4 được xác định trong Bảng 2.1.1.2.3.

Bảng 2.1.1.2.3

Các cấp phổ tải của thiết bị nâng

2.1.1.2.4. Phân nhóm các thiết bị nâng

Phân nhóm các thiết bị nâng theo tổng thể được xác định trong Bảng 2.1.1.2.4.

Bảng 2.1.1.2.4

Phân nhóm các thiết bị nâng

2.1.1.2.5. Hướng dẫn phân nhóm một thiết bị nâng

Phương pháp phân nhóm các thiết bị nâng được cho trong Bảng 2.1.1.2.5.

Vì các thiết bị nâng cùng kiểu có thể được sử dụng theo nhiều mục đích khác nhau, việc phân nhóm nêu ra trong bảng này chỉ có thể xem như một kiểu phân loại. Đặc biệt, trong đó có chỉ ra một kiểu thiết bị nâng được phân vào nhiều nhóm. Do vậy để xác định được thiết bị nâng thuộc nhóm nào cần phải xác định rõ thiết bị nâng thuộc cấp sử dụng và phổ tải nào trên cơ sở tổng thời gian sử dụng dự tính và phổ tải của thiết bị đó.

Bảng 2.1.1.2.5 – Hướng dẫn phân nhóm các thiết bị nâng

(1) Chỉ có một số trường hợp sử dụng điển hình được chỉ ra trong cột này để hướng dẫn.

2.1.1.3. Phân nhóm các cơ cấu riêng biệt của thiết bị nâng theo tổng thể

2.1.1.3.1. Hệ thống phân nhóm

Việc phân nhóm các cơ cấu riêng biệt của thiết bị nâng theo tổng thể được phân thành 8 nhóm, được ký hiệu tương ứng là: M1, M2, ……., M8 (xem mục 2.1.1.3.4), dựa trên 10 cấp sử dụng và 4 cấp phổ tải.

2.1.1.3.2. Các cấp sử dụng

Thời gian sử dụng của một cơ cấu thiết bị nâng là khoảng thời gian thực tế cơ cấu hoạt động.

Tổng thời gian sử dụng của một cơ cấu thiết bị nâng là khoảng thời gian dự tính sử dụng cho tới thời điểm thay thế cơ cấu, được biểu thị bằng số giờ.

Trên cơ sở tổng thời gian sử dụng, các cơ cấu của thiết bị nâng được phân thành mười cấp sử dụng T0, T1, T2,……., T9 và được xác định theo Bảng 2.1.1.3.2.

Bảng 2.1.1.3.2

Các cấp sử dụng các cơ cấu của thiết bị nâng

2.1.1.3.3. Phổ tải

Phổ tải đặc trưng cho độ lớn của các tải trọng tác động lên cơ cấu thiết bị nâng trong tổng thời gian sử dụng chúng. Phổ tải là một hàm số phân bố y = f(x), trong đó x (0 < x ≤ 1) biểu thị cho tổng thời gian sử dụng mà trong đó cơ cấu phải chịu tác động của một tải trọng tối thiểu bằng y (0 ≤ y ≤ 1) phần tải trọng lớn nhất (xem Hình 2.1.1.2.3.1).

Mỗi một phổ tải được đặc trưng bởi một hệ số phổ tải của cơ cấu K_m, được xác định bằng:

K_m =

Để phân nhóm, số mũ d được quy ước lấy bằng 3.

Trong nhiều áp dụng, hàm số f(x) có thể được tính xấp xỉ bằng một hàm số bao gồm r bước xác định (xem Hình 2.1.1.2.3.2) tương ứng với các thời gian t₁, t₂, ………… t_r; thực tế tải nâng S có thể được xem như không đổi và bằng S_i trong khoảng thời gian t_i. Nếu T biểu thị cho tổng thời gian sử dụng cơ cấu thiết bị nâng và S_max là tải nâng lớn nhất trong số các tải nâng S₁, S₂, ………, S_r, có mối liên hệ sau:

t₁ + t₂ + ……….. + t_r =

Hoặc dưới dạng gần đúng:

K_m =

Theo phổ tải, một cơ cấu thiết bị nâng được xếp vào một trong bốn cấp phổ tải L1, L2, L3, L4 được xác định trong Bảng 2.1.1.3.3.

Bảng 2.1.1.3.3

Các cấp phổ tải của các cơ cấu thiết bị nâng

2.1.1.3.4. Phân nhóm các cơ cấu riêng biệt của thiết bị nâng theo tổng thể

Trên cơ sở cấp sử dụng và cấp phổ tải của chúng, các cơ cấu riêng biệt của thiết bị nâng có thể được xếp vào một trong tám nhóm M1, M2,…., M8 được xác định trong Bảng 2.1.1.3.4.

Bảng 2.1.1.3.4

Phân nhóm các cơ cấu của thiết bị nâng

2.1.1.3.5. Hướng dẫn phân nhóm các cơ cấu riêng biệt của thiết bị nâng theo tổng thể

Hướng dẫn phân nhóm một cơ cấu riêng biệt của thiết bị nâng theo tổng thể được cho trong Bảng 2.1.1.3.5.

Vì các thiết bị nâng cùng kiểu có thể được sử dụng theo nhiều mục đích khác nhau, việc phân nhóm nêu ra trong bảng này chỉ có thể xem như một kiểu phân loại. Đặc biệt, trong đó có chỉ ra một kiểu cơ cấu được phân vào nhiều nhóm. Do vậy để xác định được cơ cấu thiết bị nâng thuộc nhóm nào (xem 2.1.1.3.4) cần phải xác định rõ cơ cấu thuộc cấp sử dụng (xem 2.1.1.3.2) và phổ tải nào (xem 2.1.1.3.3) trên cơ sở tổng thời gian sử dụng dự tính và phổ tải của cơ cấu đó.

Bảng 2.1.1.3.5 - Hướng dẫn phân nhóm các cơ cấu của thiết bị nâng

(1) Chỉ có một số trường hợp sử dụng điển hình được chỉ ra trong cột này để hướng dẫn.

2.1.1.4. Phân nhóm các bộ phận

2.1.1.4.1. Hệ thống phân nhóm

Các bộ phận của kết cấu và cơ cấu thiết bị nâng được phân thành tám nhóm, được ký hiệu tương ứng là E1 , E2, ………..,E8 , dựa trên mười một cấp sử dụng và bốn cấp phổ ứng suất.

2.1.1.4.2. Các cấp sử dụng

Thời gian sử dụng của một bộ phận là số các chu kỳ ứng suất mà bộ phận chịu tác động.

Một chu kỳ ứng suất là một tập hợp các ứng suất liên tiếp, bắt đầu từ thời điểm khi ứng suất khảo sát vượt quá ứng suất s_m được xác định trên Hình 2.1.1.4.3 và kết thúc tại thời điểm khi ứng suất này lại sắp sửa vượt qua ứng suất s_m một lần nữa theo cùng một hướng. Vì vậy Hình 2.1.1.4.3 thể hiện phương chiều của ứng suất s trong một khoảng thời gian sử dụng bằng năm chu kỳ ứng suất.

Tổng thời gian sử dụng của một bộ phận là khoảng thời gian sử dụng dự tính, cho tới thời điểm thay thế bộ phận.

Trong trường hợp các bộ phận của kết cấu, số các chu kỳ ứng suất tỷ lệ với số chu kỳ nâng tải của thiết bị nâng với hệ số không đổi. Một số các bộ phận có thể phải chịu nhiều chu kỳ ứng suất trong khoảng thời gian một chu kỳ nâng tải tùy thuộc vào vị trí của bộ phận đó trong kết cấu. Vì vậy hệ số tỷ lệ của bộ phận này có thể sẽ khác với hệ số tỷ lệ của bộ phận khác. Khi biết hệ số tỷ lệ này, thì tổng thời gian sử dụng của bộ phận được lấy xuất phát từ tổng thời gian sử dụng đã dùng để xác định cấp sử dụng của toàn bộ thiết bị nâng.

Còn đối với các bộ phận của cơ cấu thiết bị nâng, tổng thời gian sử dụng được lấy từ tổng thời gian sử dụng của cơ cấu thiết bị nâng mà bộ phận đang xét thuộc cơ cấu đó, có tính đến tốc độ quay của bộ phận đó và/hoặc các tác động ảnh hưởng đến sự hoạt động của bộ phận đó.

Trên cơ sở tổng thời gian sử dụng, các bộ phận được phân thành mười một cấp sử dụng được ký hiệu tương ứng là B0, B1,…….., B10 và được xác định trong Bảng 2.1.1.4.2.

Bảng 2.1.1.4.2

Các cấp sử dụng của các bộ phận

2.1.1.4.3. Phổ ứng suất

Phổ ứng suất đặc trưng cho độ lớn của tải trọng tác động lên bộ phận trong suốt tổng thời gian sử dụng bộ phận đó. Phổ ứng suất là một hàm số phân bố y = f(x), trong đó x (0 ≤ x ≤ 1) biểu thị cho tổng thời gian sử dụng (xem 2.1.1.4.2), mà trong khoảng thời gian x đó bộ phận phải chịu ứng suất tối thiểu bằng y (0 ≤ y ≤ 1) phần của ứng suất lớn nhất.

Mỗi một phổ ứng suất được đặc trưng bởi một hệ số phổ ứng suất K_sp, được xác định bằng:

Trong đó số mũ c phụ thuộc vào đặc tính của vật liệu, hình dáng và kích cỡ của bộ phận đang xét, độ nhám bề mặt và mức độ hao mòn của bộ phận (xem mục 2.3.1).

Trong nhiều áp dụng, hàm số f(x) có thể được tính xấp xỉ bằng một hàm số bao gồm r bước xác định tương ứng với n₁, n₂, …., n_r chu kỳ ứng suất; ứng suất s có thể được xem như không đổi và bằng s_i trong các chu kỳ n_i. Nếu n biểu thị cho tổng thời gian sử dụng và s_max là ứng suất lớn nhất trong các ứng suất s₁, s₂, ………, s_r, có mối liên hệ sau:

n₁ + n₂ + … + n_r =

hoặc dưới dạng gần đúng:

K_sp =

Theo phổ ứng suất, một bộ phận được xếp vào một trong 4 cấp phổ ứng suất P1, P2, P3, P4 được xác định trong Bảng 2.1.1.4.3.

Chú thích: Có các bộ phận của cả kết cấu và cơ cấu thiết bị nâng, chẳng hạn như các bộ phận chịu tải đàn hồi thì hầu như hoặc hoàn toàn độc lập với tải trọng làm việc. Cần đặc biệt chú ý khi phân loại các bộ phận như thế. Trong hầu hết các trường hợp K_sp = 1 và chúng thuộc cấp P4.

Bảng 2.1.1.4.3

Các cấp phổ ứng suất

Đối với các bộ phận kết cấu, các ứng suất cần phải xét để xác định hệ số phổ ứng suất là độ chênh s_SUP - s_m giữa các ứng suất trên s_SUP và ứng suất trung bình s_m, các khái niệm này được xác định trên Hình 2.1.1.4.3 thể hiện sự biến đổi ứng suất trong khoảng thời gian năm chu kỳ ứng suất.

Hình 2.1.1.4.3 – Sự biến đổi ứng suất như một hàm số theo thời gian của 5 chu kỳ ứng suất

s_SUP: ứng suất trên;

s_{SUP max}: ứng suất trên lớn nhất;

s_{SUP min}: ứng suất trên nhỏ nhất;

s_inf: ứng suất dưới;

s_m: trung bình cộng của tất cả các ứng suất trên và ứng suất dưới trong tổng thời gian sử dụng bộ phận của kết cấu.

Trong trường hợp các bộ phận của cơ cấu thiết bị nâng, có thể đặt s_m = 0 các ứng suất phải được đưa vào trong tính toán hệ số phổ ứng suất chính là tổng các ứng suất xảy ra trên tiết diện liên quan của bộ phận.

2.1.1.4.4. Phân nhóm các bộ phận

Trên cơ sở cấp sử dụng và phổ ứng suất của chúng, các bộ phận của kết cấu hoặc cơ cấu thiết bị nâng được phân vào một trong tám nhóm được ký hiệu E1, E2,………..,E8 được xác định trong Bảng 2.1.1.4.4.

Bảng 2.1.1.4.4

Các nhóm bộ phận của cơ cấu hoặc kết cấu

2.1.1.5. Hài hòa các cấp sử dụng của các thiết bị nâng và của các cơ cấu

Phần này trình bày một phương pháp mà trong nhiều trường hợp có thể xác định được cấp sử dụng của các cơ cấu thiết bị nâng từ cấp sử dụng của các thiết bị nâng theo tổng thể và từ các thông số nhất định đặc trưng cho chế độ làm việc của thiết bị nâng.

Điểm xuất phát là thời gian trung bình tmc (giây) của một chu kỳ nâng như đã định nghĩa trong mục 2.1.1.2.2. Vì vậy, đây là thời gian cần thiết để thực hiện toàn bộ các thao tác trong một chu kỳ như vậy.

Tổng thời gian sử dụng T (giờ) của thiết bị nâng có thể được xác định bằng công thức sau:

Trong đó: N là số các chu kỳ nâng được xác định theo cấp sử dụng của thiết bị nâng.

Bảng 2.1.1.5.1 cho các trị số của T đối với khoảng thời gian một chu kỳ từ 30 – 480 giây phù hợp với cấp sử dụng của thiết bị nâng. Số các chu kỳ nâng là số lớn nhất đối với cấp sử dụng này; Tuy nhiên, những trị số này được hiệu chỉnh tới 15.625, 31.250 và 62.500 tương ứng với cấp U0, U1, và U2, để giảm số các trị số khác nhau đối với T.

Bước tiếp theo là xác định đối với mỗi một cơ cấu của thiết bị nâng, tỷ số a_i giữa thời gian sử dụng cơ cấu trong một chu kỳ nâng và thời gian trung bình tmc của một chu kỳ nâng.

Bảng 2.1.1.5.2 cho tổng thời gian sử dụng T_i của cơ cấu dựa trên tổng thời gian sử dụng của thiết bị nâng, và dựa trên các trị số quy ước khác nhau của tỷ số a_i. Bảng này cũng cho biết cấp sử dụng của cơ cấu. Các cấp khác nhau được thể hiện bằng các vùng bậc thang.

Vì vậy đủ để xác định cấp sử dụng của thiết bị nâng bằng cách xem Bảng 2.1.1.5.2, thời gian trung bình của một chu kỳ nâng và các trị số của a_i để xác định các cấp sử dụng của các cơ cấu thiết bị nâng.

Từ các đường cong của Toán đồ 2.1.1.5.3 các cấp sử dụng đối với các cơ cấu thiết bị nâng có thể tìm được trực tiếp nhờ ba thông số này.

Bảng 2.1.1.5.1

Tổng thời gian sử dụng T của thiết bị nâng (giờ)

Bảng 2.1.1.5.2

Tổng thời gian sử dụng T_i (giờ) của các cơ cấu thiết bị nâng theo T và a_i

Toán đồ 2.1.1.5.3

Các cấp sử dụng đối với thiết bị nâng và cơ cấu

2.1.2. Các tải trọng xét đến trong thiết kế kết cấu của thiết bị nâng

Các tính toán kết cấu sẽ được thực hiện bằng việc xác định các ứng suất phát sinh trong các kết cấu của thiết bị nâng khi nó đang làm việc. Những ứng suất này sẽ được tính toán dựa trên các tải trọng được xác định dưới đây:

a) Các tải trọng chính tác dụng lên kết cấu của thiết bị nâng, được giả định là tĩnh ở trạng thái chịu tải bất lợi nhất;

b) Các tải trọng gây ra bởi các chuyển động thẳng đứng;

c) Các tải trọng gây ra bởi các chuyển động ngang;

d) Các tải trọng gây ra bởi ảnh hưởng của thời tiết.

Các tải trọng biến đổi, các hệ số áp dụng, và phương pháp thực hiện các tính toán được kiểm tra như dưới đây.

2.1.2.1. Các tải trọng chính

Các tải trọng chính bao gồm:

- Các tải trọng gây ra bởi trọng lượng bản thân của các bộ phận: S_G

- Các tải trọng gây ra bởi tải trọng làm việc: S_L

Tất cả các bộ phận chuyển động được giả định là đang ở vị trí bất lợi nhất.

Mỗi một bộ phận kết cấu sẽ được thiết kế đối với vị trí của thiết bị nâng và độ lớn của tải trọng làm việc (giữa 0 và tải trọng làm việc an toàn), mà với vị trí và tải trọng đó sẽ gây ra ứng suất lớn nhất trong bộ phận kết cấu đang xét.

Chú thích: Trong một số trường hợp nhất định, ứng suất lớn nhất có thể phát sinh khi thiết bị nâng không nâng tải trọng làm việc.

2.1.2.2. Các tải trọng gây ra bởi các chuyển động thẳng đứng

Các tải trọng này phát sinh do nâng tải trọng làm việc đột ngột, tăng tốc hoặc giảm tốc của chuyển động nâng tải, và các tải trọng xóc nảy thẳng đứng do di chuyển dọc theo đường ray.

2.1.2.2.1. Các tải trọng gây ra bởi nâng tải trọng làm việc

Phải xét đến các dao động gây ra khi nâng tải bằng cách nhân tải trọng do tải trọng làm việc gây ra với một hệ số gọi là “hệ số động lực Y”.

1. Giá trị của các hệ số động lực Y

Giá trị của hệ số động lực Y được áp dụng cho tải trọng phát sinh do tải trọng làm việc được xác định bằng biểu thức sau:

Y = 1 + x V_L

Trong đó:

V_L: là tốc độ nâng tải m/s.

x: là hệ số được xác định bằng thực nghiệm.

Chú thích: giá trị lấy đối với hệ số x này là kết quả của nhiều lần thực nghiệm được thực hiện trên các kiểu thiết bị nâng khác nhau.

Các giá trị sau sẽ được chấp nhận:

x = 0,6 đối với các cầu trục và cổng trục.

x = 0,3 đối với các cần trục có cần.

Giá trị lớn nhất được lấy đối với tốc độ nâng tải là 1 m/s khi áp dụng công thức này. Còn đối với các tốc độ nâng lớn hơn, hệ số động lực x sẽ không được lấy lớn hơn nữa.

Giá trị áp dụng đối với hệ số x trong các tính toán sẽ không được lấy nhỏ hơn 1,15 và không lớn hơn 1,6 trong mọi trường hợp.

Các giá trị của hệ số x được biểu thị bằng các đường cong của Hình 2.1.2.2.1 theo tốc độ nâng tải V_L.

Hình 2.1.2.2.1

Các giá trị của hệ số động lực x

Chú thích:

Hệ số x đề cập ở trên là không như nhau đối với cầu trục và cổng trục và đối với cần trục có cần.

Sự khác nhau phát sinh do thực tế là hệ số động lực x nhỏ hơn khi nâng tải được thực hiện bởi một bộ phận kết cấu có tính mềm dẻo hơn, chẳng hạn như cần trục có cần ở đó cần không phải là bộ phận có độ cứng cao.

Theo cách tương tự, sử dụng hệ số động lực x như đã chỉ ra đối với các cần trục có cần cũng có thể áp dụng đối với các thiết bị khác, thí dụ như các băng tải đổi với trường hợp thiết kế tương ứng với tải trên thanh cần; Giá trị hệ số động lực x đã chỉ ra đối với các cầu trục sẽ được sử dụng cho các trường hợp thiết kế mà ở đó tải trọng được đặt giữa các chân máy, vì độ cứng của kết cấu tại điểm đó thì tương ứng với độ cứng của dầm chính của cầu trục.

2.1.2.2.2. Các tải trọng gây ra bởi tăng tốc hoặc giảm tốc của chuyển động nâng và các tải trọng xóc nảy thẳng đứng khi di chuyển dọc theo ray.

Vì hệ số x tính đến mức độ giật tác động lên tải trọng làm việc là tải trọng giật lớn nhất, nên các tải trọng do sự tăng tốc hoặc giảm tốc của chuyển động nâng và các phản lực thẳng đứng do di chuyển dọc theo đường ray được giả định không xảy ra đồng thời và sẽ được bỏ qua.

Chú thích: Điều này giả định rằng các mối nối ray ở trong tình trạng tốt. Các ảnh hưởng bất lợi của tình trạng không tốt của đường ray lên kết cấu và cơ cấu của thiết bị nâng là rất lớn, do đó cần thiết phải quy định các mối nối ray phải được bảo đảm ở trong tình trạng tốt: không cho phép hư hỏng gây ra bởi các mối nối ray không tốt. Đối với các thiết bị nâng có tốc độ cao thì biện pháp tốt nhất là hàn giáp mối các đầu ray đế khử hoàn toàn tải trọng giật xảy ra khi thiết bị nâng chạy qua các mối nối ray.

2.1.2.2.3. Trường hợp đặc biệt

Đối với một số các thiết bị nâng, tải trọng do trọng lượng bản thân gây ra lại trái dấu với tải trọng do tải làm việc gây ra, trong trường hợp này cần phải so sánh giữa trị số tải trọng trong điều kiện “thiết bị nâng đang mang tải“ cùng với hệ số động lực x được áp dụng đối với tải trọng làm việc và trị số tải trọng tác dụng trong điều kiện “thiết bị nâng không mang tải“, có xét đến độ dao động khi đặt tải xuống như sau:

Gọi:

 Là trị số đại số của các tải trọng do tải trọng bản thân gây ra.

 Là trị số đại số của tải trọng do tải trọng làm việc gây ra.

Tổng tải trọng khuyếch đại khi đặt tải xuống được xác định bằng biểu thức sau:

Tải trọng trên được so sánh với tải trọng tác dụng trong điều kiện “thiết bị nâng đang mang tải” được xác định bằng biểu thức sau:

Cuối cùng bộ phận sẽ được thiết kế trên cơ sở trị số nào bất lợi hơn trong hai trị số này.

Chú thích: Công thức này dựa trên thực tế, hệ số động lực xác định biên độ lớn nhất của các dao động tác động lên các kết cấu khi tải được nhấc lên. Biên độ dao động được lấy bằng:

Giả định rằng độ lớn của dao động tác động lên các kết cấu khi tải được đặt xuống bằng một nửa biên độ dao động gây ra khi nhấc tải lên.

Vì vậy trạng thái tải trọng cuối cùng sẽ là:

Tải trọng trên cần phải so sánh với trạng thái tải trọng sau:

Đường cong nâng và hạ khi tải trọng S_L và S_G trái dấu

2.1.2.3. Các tải trọng gây ra do các chuyển động ngang S_H

Các tải trọng gây ra do các chuyển động ngang sau:

1. Các tác động quán tính gây ra do tăng tốc hoặc giảm tốc của chuyển động ngang, dọc, quay hoặc thay đổi tầm với. Các lực quán tính này có thể được tính toán theo giá trị của tăng tốc hoặc giảm tốc.

2. Các tác động của lực ly tâm.

3. Các phản lực ngang do chuyển động lăn.

4. Các tác động của giảm chấn.

2.1.2.3.1. Các tác động ngang gây ra do tăng tốc hoặc giảm tốc

Các tải trọng do tăng tốc hoặc giảm tốc được truyền cho các bộ phận chuyển động khi khởi động hoặc phanh được tính toán đối với các bộ phận kết cấu khác nhau.

1. Chuyển động ngang và dọc

Đối với các chuyển động này việc tính toán được thực hiện bằng việc khảo sát lực nằm ngang tác động lên các bánh xe được dẫn động (bánh xe chủ động) song song với đường ray.

Các tải trọng sẽ được tính toán theo thời gian tăng tốc hoặc giảm tốc theo các điều kiện làm việc và tốc độ hoạt động.

Từ đó suy ra giá trị của gia tốc (m/s²) được dùng để tính toán lực nằm ngang theo các khối lượng tham gia vào chuyển động.

Chú thích: Nếu không biết giá trị của tốc độ và gia tốc, thì thời gian gia tốc tương ứng với các tốc độ đạt được có thể được chọn theo ba điều kiện làm việc sau đây:

a) Các thiết bị nâng hoạt động ở tốc độ thấp và trung bình với hành trình di chuyển dài;

b) Các thiết bị nâng hoạt động ở tốc độ trung bình và tốc độ cao đối với sử dụng thông thường;

c) Các thiết bị nâng hoạt động ở tốc độ cao với gia tốc lớn.

Bảng 2.1.2.3.1.1 cho các giá trị thời gian gia tốc và gia tốc đối với ba điều kiện hoạt động.

Bảng 2.1.2.3.1.1

Thời gian gia tốc và giá trị gia tốc

Lực ngang tính toán sẽ không được nhỏ hơn 1/30 và không được lớn hơn 1/4 tải trọng tác dụng lên các bánh xe được dẫn động hoặc các bánh xe có bố trí phanh.

2. Chuyển động quay và thay đổi tầm với

Đối với chuyển động quay và thay đổi tầm với các tính toán sẽ dựa trên mô men gia tốc hoặc giảm tốc đặt tại trục động cơ của cơ cấu thiết bị nâng.

Mức độ gia tốc sẽ phụ thuộc vào thiết bị; đối với cần trục thông thường, theo tốc độ và tầm với giá trị gia tốc nằm giữa 0,1 m/s² và 0,6 m/s² có thể được chọn để tính toán đối với gia tốc tại đầu cần sao cho thời gian gia tốc trong khoảng từ 5 tới 10 giây.

2.1.2.3.2. Tác động của lực ly tâm

Trong trường hợp cần trục có cần, cần phải tính đến lực ly tâm do chuyển động quay. Trong thực tế, có thể xác định được lực nằm ngang tác dụng vào đầu cần nhờ độ nghiêng của cáp treo tải và thông thường bỏ qua các tác động của lực ly tâm lên các bộ phận khác của cần trục.

2.1.2.3.3. Các phản lực ngang do chuyển động lăn

Khi hai bánh xe hoặc hai cụm bánh xe lăn dọc trên một đường ray, một ngẫu lực được tạo bởi các lực nằm ngang vuông góc với đường ray sẽ phải được xét đến. Các lực thành phần của ngẫu lực này được xác định bằng cách nhân tải trọng thẳng đứng tác dụng lên các bánh xe (hoặc cụm bánh xe) với một hệ số l, hệ số này phụ thuộc vào tỷ số của khẩu độ p với cơ sở bánh xe a.

Chú thích: “cơ sở bánh xe” là khoảng cách tâm giữa cặp bánh xe ngoài cùng, hoặc trong trường hợp cụm bánh xe là khoảng cách tâm giữa chốt quay trên kết cấu của hai cụm bánh xe hoặc hệ thống cụm bánh xe của cần trục. Trong trường hợp có bố trí các bánh xe dẫn hướng nằm ngang, “cơ sở bánh xe” là khoảng cách giữa các điểm tiếp xúc với ray của hai bánh xe dẫn hướng nằm ngang.

Như đã chỉ ra trên đồ thị, hệ số này nằm giữa 0,05 và 0,2 đối với các tỷ số của p/a giữa 2 và 8.

2.1.2.3.4. Tác động của giảm chấn S_T.

Cần phải xét đến trong trường hợp khi có sự va đập do đâm va với đệm giảm chấn tác động vào kết cấu và trường hợp khi va đập vào tải treo.

1. Tác động của giảm chấn lên kết cấu

Cần phải chú ý phân biệt giữa:

1) Trường hợp tải treo có thể lắc.

2) Trường hợp có cơ cấu dẫn hướng cứng ngăn cản sự lắc của tải treo.

Trong trường hợp thứ nhất các quy định sau phải được áp dụng:

Đối với tốc độ ngang nhỏ hơn 0,7 m/sec, không xét đến tác động của giảm chấn.

Đối với tốc độ lớn hơn 0,7 m/sec, phải xét đến các phản lực tác dụng lên kết cấu           do va chạm với đệm giảm chấn.

Giả thiết rằng đệm giảm chấn có khả năng hấp thụ động năng của thiết bị nâng (không mang tải làm việc) tại tốc độ bằng 0,7 Vt (Vt là tốc độ định mức).

Các tải trọng tác động lên kết cấu sẽ được tính toán trên cơ sở hoãn xung truyền tới thiết bị nâng do sử dụng đệm giảm chấn.

Tuy nhiên, đối với các tốc độ cao (lớn hơn 1 m/sec) được phép sử dụng các thiết bị giảm tốc hoạt động ngay khi chạm đến các đầu cuối của đường ray với điều kiện hoạt động của các thiết bị này là tự động và chúng làm cho thiết bị nâng giảm tốc đáng kể đạt tới giá trị tốc độ thấp được xác định trước, trước khi thiết bị nâng va vào đệm giảm chấn.

Trong trường hợp này tốc độ giảm đạt được sau khi giảm tốc được lấy làm giá trị của Vt khi tính toán tác động của giảm chấn.

Chú thích: Phải nhấn mạnh rằng cần phải lắp đặt một thiết bị hoạt động có hiệu quả và tin cậy. Chỉ một công tắc giới hạn hành trình di chuyển để cắt điện cấp cho động cơ là không đủ để giả định tốc độ giảm đối với tác động của giảm chấn.

Trong trường hợp thứ hai mà ở đó tải không thể lắc, tác động của giảm chấn được tính toán theo cách tương tự nhưng cần xét đến giá trị của tải trọng làm việc.

2. Tác động của giảm chấn lên tải treo

Các va đập do va chạm giữa tải nâng và các vật            cố định phải được xét đến chỉ đối với các thiết bị nâng mà ở đó tải nâng được dẫn hướng cứng. Trong trường hợp như vậy, các tải trọng phát sinh do va chạm cần phải được xem xét.

Các tải trọng có thể được tính bằng việc xét một lực nằm ngang tương ứng với mức tải có thể nhấc hai trong số các bánh xe lên.

2.1.2.4. Các tải trọng gây ra bởi thời tiết

Các tải trọng gây ra bởi thời tiết là tác động của gió và sự thay đổi nhiệt độ.

2.1.2.4.1. Tác động của gió

Các quy định này liên quan tới các tải trọng gió tác dụng lên kết cấu của thiết bị nâng.

Trong phần này sẽ đưa ra một phương pháp tính toán đơn giản và giả thiết rằng gió có thể thổi theo phương ngang từ hướng bất kỳ, gió thổi với tốc độ không đổi và có một phản lực tĩnh với các tải trọng tác dụng lên kết cấu của thiết bị nâng.

1. Áp lực gió

Áp lực động của gió được tính theo công thức:

q = 0,613

Trong đó:

q: là áp lực động của gió (N/m²);

V_s: là tốc độ gió thiết kế (m/s).

2. Trạng thái gió thiết kế

Hai trạng thái gió thiết kế được xét đến trong tính toán tải trọng gió tác dụng lên thiết bị nâng.

1) Trạng thái gió cho phép thiết bị nâng làm việc

Đây là trạng thái gió lớn nhất mà thiết bị nâng được thiết kế để hoạt động. Các tải trọng gió được giả định tác dụng theo hướng bất lợi kết hợp với các tải trọng khác trong điều kiện làm việc. Các áp lực gió thiết kế cho phép thiết bị nâng hoạt động và các tốc độ gió tương ứng được cho trong Bảng 2.1.2.4.1.2.1. Chúng được giả định là không đổi trên cùng độ cao của thiết bị nâng.

Chú thích: Thông thường chỗ lắp thiết bị đo tốc độ gió trên thiết bị nâng phải là chỗ cao nhất. Trong trường hợp tốc độ gió tại các độ cao khác nhau đáng kể đối với sự an toàn của thiết bị nâng, thì Nhà chế tạo sẽ phải định rõ độ cao lắp đặt thiết bị đo gió.

Giả thiết rằng các tốc độ hoạt động và các gia tốc định mức không cần thiết phải đạt đến khi có gió thổi mạnh.

Bảng 2.1.2.4.1.2.1

Áp lực gió thiết kế cho phép thiết bị nâng hoạt động

Tác dụng của gió lên tải trọng:

Tác dụng của gió lên tải treo dưới móc của thiết bị nâng cẩu hàng hỗn hợp sẽ được xác định bằng công thức sau:

F = 2,5 A x q

Trong đó:

F: là lực gió tác dụng lên tải dưới móc, N;

q: là áp lực gió cho phép thiết bị nâng hoạt động cho trong Bảng 2.1.2.4.1.2.1, N/m2.

A: là diện tích chịu gió lớn nhất của các phần kín của tải treo dưới móc m². Nếu không tính được diện tích chịu tải trọng gió của tải trọng nâng thì có thể lấy tối thiểu bằng 0,5 m²/l tấn của tải trọng làm việc an toàn.

Nếu thiết bị nâng được thiết kế chỉ để cẩu các loại hàng có kích cỡ và hình dáng đặc biệt, tải trọng gió sẽ được tính toán đối với các kích cỡ và hình dáng thích ứng.

2) Trạng thái gió không cho phép thiết bị nâng làm việc

Đây là gió mạnh nhất (bão) mà thiết bị nâng được thiết kế vẫn giữ được độ ổn định trong điều kiện không hoạt động, như Nhà thiết kế đã chỉ ra. Tốc độ gió biến đổi theo chiều cao của thiết bị nâng so với mặt đất, theo vị trí địa lý và mức độ chắn gió.

Đối với các thiết bị nâng sử dụng ngoài trời, áp lực gió lý thuyết quy định và tốc độ gió tương ứng đối với trạng thái thiết bị nâng không được phép hoạt động được cho trong Bảng 2.1.2.4.1.2.2.

Bảng 2.1.2.4.1.2.2

Áp lực gió thiết kế không cho phép thiết bị nâng hoạt động

Khi tính toán tải trọng gió trong điều kiện thiết bị nâng không được phép hoạt động, áp lực gió có thể lấy giá trị không đổi trong mỗi khoảng độ cao thẳng đứng như được cho trong Bảng 2.1.2.4.1.2.2. Nói cách khác, áp lực gió thiết kế tại điểm cao nhất của thiết bị nâng có thể được giả định là không đổi trên toàn độ cao của nó.

Nếu thiết bị nâng được lắp đặt cố định hoặc được sử dụng trong thời gian dài ở vùng mà có tốc độ gió đặc biệt lớn, thì các giá trị trên có thể được thay đổi bằng việc thỏa thuận giữa cơ quan có thẩm quyền và Nhà thiết kế theo các dữ liệu khí tượng tại vùng đó.

Đối với một số kiểu thiết bị nâng có cần mà cần của nó có thể hạ xuống một cách nhanh chóng (ví dụ như cần trục tháp có thể hạ xuống một cách dễ dàng bằng một cơ cấu được lắp trên nó), thì trạng thái gió thiết bị nâng không được phép hoạt động không cần xét đến với điều kiện thiết bị nâng phải được thiết kế để hạ cần sau mỗi ngày làm việc.

3. Tính toán tải trọng gió

Đối với hầu hết các cụm kết cấu, bộ phận kết cấu và các bộ phận riêng biệt được sử dụng trong kết cấu của thiết bị nâng, tải trọng gió được tính theo công thức:

F = A.q.C_r

Trong đó:

F: là tải trọng gió, N;

A: là diện tích chắn gió của bộ phận kết cấu đang xét, m²;

q: là áp lực gió tương ứng với điều kiện thiết kế, N/m²;

C_r là hệ số hình dáng của bộ phận kết cấu đang xét theo hướng gió.

Tổng tải trọng gió tác dụng lên kết cấu được lấy bằng tổng của các tải trọng gió tác dụng lên các bộ phận cấu thành của nó.

Tổng tải trọng gió sẽ phải xét đến trong tính toán độ bền và độ ổn định của thiết bị nâng.

Độ lớn của tải trọng gió cho phép trong thiết kế cơ cấu thiết bị nâng, đối với việc xác định các yêu cầu về động cơ và phanh của cơ cấu và phải bảo đảm độ an toàn của thiết bị trong khi hoạt động được cho trong phần thiết kế các cơ cấu.

4. Các hệ số hình dạng

1) Các bộ phận riêng biệt, khung....

Các hệ số hình dạng đối với các bộ phận riêng biệt, khung dàn đơn và buồng máy được cho trong Bảng 2.1.2.4.1.4.1. Các giá trị C_r đối với các bộ phận riêng biệt thay đổi theo độ mảnh khí động học, độ lớn của tiết diện hộp và với tỷ lệ mặt cắt. Độ mảnh khí động học và tỷ lệ mặt cắt được cho trên Hình 2.1.2.4.1.4.1.

Tải trọng gió tác dụng lên các khung dàn đơn có thể được tính toán dựa trên các hệ số hình dạng đối với các bộ phận riêng biệt được cho ở phần trên của Bảng 2.1.2.4.1.4.1. Trong trường hợp này độ mảnh khí động học của mỗi một bộ phận sẽ phải xét đến. Có thể sử dụng hệ số hình dạng toàn bộ khung dàn được tổng hợp từ các tiết diện phẳng và tròn được cho trong phần giữa của bảng.

Nếu khung dàn được chế tạo từ các kết cấu có tiết diện phẳng và tròn, hoặc các tiết diện tròn cho cả hai chế độ gió thổi, thì các hệ số hình dạng thích hợp được áp dụng cho các mặt chắn gió tương ứng.

Nếu khung dàn sử dụng các tấm bản mã liên kết hàn có kích thước tiêu chuẩn thì không cần thiết phải xét đến phần diện tích này, với điều kiện chiều dài của các bộ phận riêng biệt được lấy giữa các tâm điểm của nút liên kết.

Bảng 2.1.2.4.1.4.1

Các hệ số hình dạng C_r

Chú thích:

(1) Xem Hình 2.1.2.4.1.4.1

D: Đường kính ngoài của tiết diện;

V_s: Tốc độ gió thiết kế.

Hình 2.1.2.4.1.4.1 – Xác định độ mảnh khí động học, tỷ lệ độ kín, tỷ lệ giãn cách và tỷ lệ tiết diện

Trong kết cấu dàn, chiều dài của các bộ phận riêng biệt được lấy giữa các tâm của các nút liên kết kề nhau. Xem hình vẽ dưới đây.

Đối với “a” lấy giá trị hình học nhỏ nhất của mặt chắn gió.

2) Các khung giàn phức tạp, hệ số chắn gió

Sẽ có sự che chắn khi các khung hoặc bộ phận kết cấu được bố trí song song, các tải trọng gió tác dụng lên khung hoặc bộ phận phía có gió thổi và lên các bộ phận không bị chắn gió phía sau sẽ được tính toán bằng cách sử dụng các hệ số hình dáng thích hợp. Tải trọng gió tác dụng lên các bộ phận được che chắn được tính bằng cách nhân với hệ số chắn gió h được cho trong Bảng 2.1.2.4.1.4.2, giá trị của h thay đổi theo hệ số độ kín và giãn cách được cho trên Hình 2.1.2.4.1.4.1.

Bảng 2.1.2.4.1.4.2

Các hệ số chắn gió

Khi một số khung hoặc bộ phận kết cấu giống nhau được đạt cách đều nhau, thì hệ số chắn gió được giả định là tăng dần cho tới khung thứ chín và giữ không đổi cho những khung tiếp sau. Các tải trọng gió được tính toán như sau:

Trên khung thứ nhất:      F₁ = A. q.C_r       (N)

Trên khung thứ hai:        F₂ =h.A.q.C_r                  (N)

Trên khung thứ n:          F_n = h^{(n -1)} .A.q.C_r (N)

(n có giá trị từ 3 tới 8)

Trên khung thứ 9 và các khung tiếp sau: F₉ = h⁸.A.q.C_r    (N)

Tổng tải trọng gió tác dụng bằng:

Khi có tới 9 khung:  F_S = [1 + h + h² + h³ + ... + h^{(n – 1)}] A.q.C_r = A.q.C_r. (N)

Khi có lớn hơn 9 khung:            F_S = [1 + h + h² + h³ + ... + h⁸ +(n – 9)h⁸] A.q.C_r = A.q.C_r.    (N)

Chú thích: Số hạng h^x sử dụng trong công thức trên được giả định có giới hạn dưới là 0,10. Nó được lấy bằng 0,10 bất cứ khi nào h^x < 0,10.

3) Tháp dàn

Trong tính toán tải trọng gió tác dụng lên tháp giàn vuông, khi không thể tính toán kỹ lưỡng thì phần diện tích kín của mặt chắn gió của tháp được nhân với hệ số lực toàn bộ được xác định như sau:

Đối với tháp dàn tiết diện phẳng: 1,7. (1 + h)

Đối với tháp dàn có tiết diện tròn:

Khi D.V_s < 6 m² / s        1,1 . (1 + h)

Khi D.V_s ≥ 6m²/s            1,4

Giá trị của h được lấy trong Bảng 2.1.2.4.1.4.2. đối với a/b = 1 theo hệ số độ kín của mặt chắn gió.

Tải trọng gió lớn nhất tác dụng lên tháp dàn vuông xảy ra khi gió thổi vào góc tháp. Khi không thể tính toán cụ thể thì tải trọng này có thể được lấy bằng 1,2 lần tải trọng tác dụng lên một mặt tháp.

4) Các bộ phận kết cấu xiên so với hướng gió

Các bộ phận riêng biệt, các khung….

Khi gió thổi xiên một góc so với trục dọc của bộ phận kết cấu hoặc bề mặt của khung, thì tải trọng gió theo hướng gió được tính bằng:

F = A.q.C_r.sin² q                        (N)

Trong đó: F, A, q và C_r như đã được nêu trong mục 2.1.2.4.1.3 và q là góc tạo bởi hướng gió (q < 90^o) với trục dọc hoặc bề mặt.

Dàn và Tháp dàn

Khi gió thổi xiên một góc so với trục dọc của dàn hoặc tháp dàn, tải trọng gió theo hướng gió được tính bằng:

F = A. q. C_r .K²  (N)

Trong đó: F, A, q và C_r như đã được nêu trong 2.2.4.1.3 và K₂ =  không được nhỏ hơn 0,35 và lớn hơn 1.

 q là góc tạo bởi hướng gió với trục dọc của dàn hoặc tháp dàn, độ (q < 90^o).

S_p là diện tích của các thanh giằng trong dàn hoặc tháp dàn chiếu lên mặt phẳng chắn gió, m².

S là diện tích của tất cả các thanh (thanh giằng và thanh chính) của dàn hoặc tháp dàn chiếu lên mặt phẳng chắn gió, m².

Giá trị của K₂ được giả định có giới hạn dưới và giới hạn trên tương ứng là 0,35 và 1,0. K₂ được lấy bằng 0,35 khi giá trị tính toán < 0,35 và bằng 1,0 khi giá trị tính toán > 1,0.

2.1.2.4.2. Biến đổi nhiệt độ

Các ứng suất gây ra do biến đổi nhiệt độ sẽ được xét đến chỉ trong những trường hợp đặc biệt, chẳng hạn như khi các bộ phận kết cấu không được giãn nở tự do.

2.1.2.5. Các tải trọng khác

Các lối đi, các cabin điều khiển và các tấm sàn phải được thiết kế để chịu được các tải trọng tập trung sau đây:

3000 N đối với các lối đi và các tấm sàn dùng để bảo dưỡng thiết bị, trên đó có thể đặt các nguyên vật liệu;

1500 N đối với các lối đi và các tấm sàn dự định chỉ để người đi;

300 N coi như lực nằm ngang tác dụng lên lan can và tấm bao chân.

Các tải trọng này không được dùng trong tính toán dầm chính.

2.1.3. Các trường hợp tải trọng trong tính toán kết cấu của thiết bị nâng

Trong tính toán thiết kế thiết bị nâng. Phải xét đến ba trường hợp tải trọng sau:

- Trường hợp thiết bị nâng làm việc không có gió:

- Trường hợp thiết bị nâng làm việc có gió trong giới hạn           cho phép làm việc.

- Trường hợp tải trọng bất thường.

Các tải trọng tác dụng vào thiết bị nâng đã được nêu trong mục 2.1.2. Để tính đến khả năng có thể vượt quá các ứng suất tính toán do phương pháp tính chưa thật sự chính xác và những sự cố bất ngờ có thể xảy ra trong khi sử dụng, trong tính toán thiết kế thiết bị nâng sẽ áp dụng một hệ số khuyếch đại g_c và hệ số này sẽ thay đổi theo nhóm thiết bị nâng.

Các giá trị của hệ số g_c được nêu trong mục 2.1.3.4.

2.1.3.1. Trường hợp tải trọng I: thiết bị nâng làm việc không có gió

Các tải trọng sau sẽ được xét đến: các tải trọng tĩnh gây ra do trọng lượng bản thân S_G; các tải trọng gây ra do tải trọng làm việc S_L được nhân với hệ số động lực Y và hai tác động ngang bất lợi nhất trong số các tác động S_H , không xét đến lực giảm chấn.

Tất cả các tải trọng này được nhân với một hệ số khuyếch đại g_c được nêu trong mục 2.1.3.4, được viết dưới dạng tập hợp sau:

g_c (S_G + Y S_L + S_H)

Trong các trường hợp mà thiết bị nâng di chuyển chỉ để đến một vị trí xác định nào đó và thường không dùng để di chuyển tải nâng thì tác động của chuyển động này sẽ không được kết hợp với các chuyển động ngang khác. Thí dụ với trường hợp này là các thiết bị nâng trên bến cảng, khi đã đến vị trí xác định thì thiết bị nâng chỉ làm hàng tại vị trí cố định đó.

2.1.3.2. Trường hợp tải trọng II: thiết bị nâng làm việc có gió trong giới hạn cho phép làm           việc

Bao gồm các tải trọng trong trường hợp tải trọng 1, được bổ sung thêm các tải trọng do gió trong giới hạn cho phép làm việc S_w được xác định theo mục 2.1.2.4.1.2.1 (Bảng 2.1.2.4.1.2.1) và khi có thể áp dụng tải trọng do biến đổi nhiệt độ, được viết dưới dạng tập hợp sau:

g_c (S_G + YS_L + S_H) + S_w

Chú thích: Các ảnh hưởng động lực của việc tăng tốc và giảm tốc sẽ có giá trị khác nhau trong trường hợp tải trọng II và I, khi có gió thổi thì thời gian gia tốc hoặc phanh sẽ không giống như khi không có gió.

2.1.3.3. Trường hợp tải trọng III: thiết bị nâng chịu các tải trọng bất thường

Các tải trọng bất thường xảy ra trong các trường hợp sau:

- Thiết bị nâng không làm việc chịu tác động của tải trọng gió mạnh nhất;

- Thiết bị nâng đang làm việc và phải chịu tác dụng của lực giảm chấn;

- Thiết bị nâng dưới tác dụng của tải trọng thử tương ứng với Chương 4.

Tải trọng kết hợp lớn nhất sau phải được xét đến:

a) Các tải trọng S_G do trọng lượng bản thân, kết hợp với tác dụng của tải trọng S_Wmax do tải trọng gió mạnh nhất như được nêu trong mục 2.1.2.4.1.2.2 (bao gồm cả phản lực của thiết bị chống bão).

b) Các tải trọng S_G do trọng Iượng bản thân gây ra và S_L do tải trọng làm việc kết hợp với tác dụng của lực giảm chấn lớn nhất S_r như được nêu ở mục 2.1.2.3.4.

c) Các tải trọng S_G do trọng lượng bản thân gây ra kết hợp với tải trọng cao nhất trong hai tải trọng Y r₁ S_L và r₂S_L: r₁ và r₂ là các hệ số được nhân với tải làm việc an toàn cho phép tương ứng với điều kiện thử tải động (r₁) và điều kiện thử tải tĩnh (r₂) như được nêu trong Chương 4.

Ba trường hợp này được biểu thị bằng tập hợp sau:

a) S_G + S_{W max}

b) S_G + S_L + S_T (1)

c) S_G + Y r₁S_L hoặc S_G + r₂S_L

Chú thích: Khi sử dụng thiết bị giảm tốc đặt trước đệm giảm chấn, lực va chạm được xác định trong điều kiện được nêu trong mục 2.1.2.3.4.1 S_T sẽ được lấy giá trị lớn hơn trong hai giá trị tải trọng hoặc do sự giảm tốc gây ra bởi thiết bị giảm tốc hoặc gây ra do va chạm với đệm giảm chấn.

2.1.3.4. Lựa chọn các hệ số khuyếch đại g_c

Giá trị của hệ số khuyếch đại g_c được xác định dựa trên việc phân nhóm thiết bị nâng.

Bảng 2.1.3.4

Các giá trị của hệ số khuyếch đại g_c

2.1.4. Các ảnh hưởng của động đất

Thông thường các kết cấu của thiết bị nâng không phải kiểm tra đối với các ảnh hưởng của động đất ở Việt Nam.

Tuy nhiên, nếu các quy định của chính quyền hành chính hoặc các yêu cầu đặc biệt bắt buộc phải kiểm tra, thì có thể áp dụng các quy định hoặc các khuyến cáo riêng trong các khu vực chịu động đất.

Chú thích: Các tải trọng do tải làm việc phải được xét đến trong tính toán nhưng các ảnh hưởng do tảì trọng bị lắc do giật bỏ qua vì ảnh hưởng này chỉ tác dụng lên kết cấu khi các ảnh hưởng khác gần như đã được hấp thu. Khuyến nghị này không được áp dụng đối với tải được dẫn động cứng mà ở đó tải không thể lắc.

2.1.5. Các tải trọng xét đến trong thiết kế các cơ cấu của thiết bị nâng

Các cơ cấu của thiết bị nâng chịu hai loại tải trọng sau:

a) Các tải trọng được ký hiệu S_M, là các tải trọng phụ thuộc trực tiếp vào mô men quay của động cơ hoặc phanh tác dụng vào cơ cấu.

b) Các tải trọng được ký hiệu S_R, là các tải trọng không phụ thuộc tác động của động cơ hoặc phanh nhưng chúng lại được xác định bằng các phản lực tác dụng lên các bộ phận cơ cấu và không cân bằng với mômen quay tác dụng lên các trục dẫn động (1).

Chú thích: (1) Ví dụ trong chuyển động di chuyển, các tải trọng do phản lực thẳng đứng lên các bánh xe chạy trên ray và các tải trọng ngang sẽ gây ứng suất trên trục bánh xe nhưng không tác dụng lên các bộ phận của cơ cấu dẫn động.

2.1.5.1. Các tải trọng loại S_M

Các tải trọng loại này được xét đến như sau:

a) Các tải S_MG, tương ứng với sự chuyển động theo phương thẳng đứng của trọng tâm các bộ phận chuyển động của thiết bị nâng, không xét đến tải trọng làm việc.

b) Các tải S_ML, tương ứng với sự chuyển động theo phương thẳng đứng của tải trọng làm việc như đã được xác định trong mục 2.1.2 đối với kết cấu.

c) Các tải S_MF, tương ứng với các lực ma sát không được xét đến trong tính toán hiệu suất của cơ cấu.

d) Các tải S_MA, phát sinh do sự tăng tốc (hoặc phanh) của chuyển động.

e) Các tải S_MW, tương ứng với tác động của tải trọng gió cho phép thiết bị nâng làm việc.

2.1.5.2. Các tải trọng loại S_R

Các tải trọng loại này được xét đến như sau:

a) Các tải S_RG, do trọng lượng bản thân của các bộ phận thành phần tác dụng lên bộ phận đang xét.

b) Các tải S_RL, do tải trọng làm việc được xác định trong mục 2.1.2 đối với kết cấu.

c) Các tải S_RA, do sự tăng tốc hoặc giảm tốc của các chuyển động khác nhau của thiết bị nâng hoặc của các bộ phận của nó, như được tính toán trong mục 2.1.2.3.1 đối với kết cấu.

d) Các tải S_RW, do tải trọng gió trong điều kiện làm việc S_W hoặc do tải trọng gió lớn nhất S_{W max} (xem mục 2.1.2.4.1).

2.1.1.6. Các trường hợp tải trọng trong tính toán các cơ cấu của thiết bị nâng

Ba trường hợp tải trọng phải được xét đến trong tính toán các cơ cấu:

Trường hợp I: làm việc thông thường khi không có gió.

Trường hợp II: làm việc thông thường khi có gió.

Truờng hợp III:  các tải trọng bất thường.

Cần phải xác định tải trọng lớn nhất trong mỗi trường hợp tải trọng và sử dụng tải trọng đó trong các tính toán.

Các tải trọng xét đến đã được xác định trong mục 2.1.5. Để tính đến khả năng có thể vượt quá các ứng suất tính toán do phương pháp tính chưa thật sự chính xác và những sự cố bất ngờ có thể xảy ra trong khi sử dụng, trong tính toán thiết kế các cơ cấu của thiết bị nâng sẽ áp dụng một hệ số khuyếch đại g_m và hệ số này sẽ thay đổi theo nhóm các cơ cấu.

Các giá trị của hệ số g_m được cho trong Bảng 2.1.6.

Bảng 2.1.6

Các giá trị của hệ số khuyếch đại g_m

2.1.6.1. Trường hợp tải trọng I: làm việc thông thường khi không có gió

2.1.6.1.1. Các tải trọng loại S_M

Tải trọng lớn nhất S_{M max I} của loại S_M (xem mục 2.1.5) được xác định bằng việc phối hợp các tải trọng S_MG, S_ML, S_MF và S_MA được xác định trong mục 2.1.5.1 và được biểu thị bằng công thức:

S_{M max I} =

Chú thích: Trong công thức này điều cần chỉ ra là đây không phải là sự phối hợp của giá trị lớn nhất của mỗi một tải trọng phải xét đến, mà chỉ là giá trị do sự phối hợp bất lợi nhất có thể xảy ra trong thực tế.

2.1.6.1.2. Các tải trọng loại S_R

Tải trọng lớn nhất S_{R max l} của loại S_R (xem mục 2.1.5) được xác định bằng việc phối hợp các tải trọng S_RG, S_RL và S_RA được xác định trong mục 2.1.5.2, và được biểu thị bằng công thức:

S_{R max l} =

Chú thích trong mục 2.1.1.6.1.1 ở trên cũng được áp dụng trong công thức này.

2.1.6.2. Trường hợp tải trọng II: làm việc thông thường khi có gió.

2.1.6.2.1. Các tải trọng loại S_M

Tải trọng lớn nhất S_{M max ll} của loại S_M (xem mục 2.1.5) được xác định bằng việc phối hợp các tải trọng S_MG, S_ML và S_MF được xác định trong mục 2.1.5.1 với một trong hai phối hợp sau:

a) Tải trọng S_MA và tải trọng S_{MW 8} tương ứng với áp lực gió 80 N/m².

b) Tải trọng S_{MW 25} tương ứng với áp lực gió 250 N/m².

Giá trị cao nhất trong hai giá trị được biểu thị bằng các công thức dưới đây:

S_{M max ll} =

Hoặc:

S_{M max ll} =

Chú thích trong mục 2.1.6.1.1 cũng được áp dụng trong công thức này.

2.1.6.2.2. Các tải trọng loại S_R

Tải trọng lớn nhất S_{R max II} của loại S_M (xem mục 2.1.5) được xác định bằng việc phối hợp các tải trọng S_RG, S_RL và S_RA được xác định trong mục 2.1.5.2 với S_{RW 25} tương ứng với áp lực gió 250 N/m², được biểu thị bằng công thức sau:

S_{R max ll} =

Chú thích trong mục 2.1.6.1.1 cũng được áp dụng trong công thức này.

2.1.6.3. Trường hợp tải trọng III: các tải trọng bất thường

2.1.6.3.1. Các tải trọng loại S_M

Tải trọng lớn nhất S_{M max III} của loại S_M được xác định trong mục 2.1.5 được xác định bằng việc xét đến tải trọng lớn nhất mà thực tế động cơ có thể truyền cho cơ cấu, cho phép đối với các giới hạn do các điều kiện hoạt động thực tế.

Các giá trị của S_{M max III} được xác định trong mục 2.1.6.4.

2.1.6.3.2. Các tải trọng loại S_R

Vì hậu quả của sự quá tải do va chạm với đệm giảm chấn hoặc các vật cản đối với cơ cấu ít nghiêm trọng hơn so với kết cấu, tải trọng bất thường được lấy để tính toán được cho trong phần a) của mục 2.1.3.3:

S_{R max III} =

Trong các trường hợp mà ở đó sử dụng các thiết bị chống bão để đảm bảo thiết bị nâng không bị dịch chuyển hoặc đối với sự ổn định trong điều kiện gió bão, ảnh hưởng của các thiết bị này lên các cơ cấu phải được xét đến trong tính toán.

2.1.6.4. Áp dụng các tính toán ở trên để tính toán tải trong S_M

Các cơ cấu của thiết bị nâng thực hiện một trong các chức năng sau:

- Chuyển động thẳng đứng thuần túy của trọng tâm các khối lượng chuyển động (chuyển động nâng).

- Chuyển động nằm ngang thuần túy mà ở đó trọng tâm của các khối lượng chuyển động được xem như một khối chuyển động theo phương nằm ngang (chuyển động ngang, chuyển động dọc, quay hoặc thay đổi tầm với có cân bằng đối trọng).

- Các chuyển động phối hợp giữa chuyển động nâng trọng tâm của các khối lượng chuyển động với chuyển động nằm ngang (thay đổi tầm với không cân bằng đối trọng).

2.1.6.4.1. Chuyển động nâng

Đối với các tải trọng loại S_M, công thức được rút gọn về dạng sau:

Trường hợp tải trọng I và II: S_{M MAX I} =

Trong trường hợp này tải trọng do gia tốc nâng được bỏ qua vì tải trọng này nhỏ so với tải trọng S_ML

Trường hợp tải trọng III: S_{M MAX III} =

Xem lại quy định chung trong mục 2.1.6.3.1, được giả định các tải trọng lớn nhất có thể tác dụng vào cơ cấu nâng được giới hạn tới 1,6 lần tải trọng S_{M max I}

Chú thích:

Trong chuyển động nâng ở điều kiện làm việc bình thường thì không thể có tải trọng tác dụng nào lớn hơn tải trọng làm việc, vì ảnh hưởng của sự tăng tốc không đáng kể.

Tải trọng lớn hơn chỉ có thể xảy ra do đánh giá không đúng tải nâng.

Trên cơ sở kinh nghiệm thu được trong nhiều năm thực tế với các loại thiết bị nâng khác nhau, chấp nhận hệ số 1,6 lần là đủ để an toàn. Phải nhấn mạnh rằng nên tránh sử dụng các động cơ có công suất quá lớn.

2.1.6.4.2. Các chuyển động ngang

Trường hợp tải trọng I: công thức được rút gọn về dạng sau:

S_{M max I} =

Trường hợp tải trọng II: Lấy giá trị nào cao hơn trong hai giá trị sau:

S_{M max II} =

Hoặc

S_{M max II} =

Trường hợp tải trọng III: Đối với S_{M max III}, lấy tải trọng tương ứng với mômen lớn nhất của động cơ (hoặc phanh) trừ khi các điều kiện hoạt động được giới hạn mômen truyền thực tế qua sự trượt của bánh xe trên đường ray hoặc qua các thiết bị giới hạn thích hợp (thí dụ khớp nối thủy lực, cơ cấu giới hạn mômen ...). Trong trường hợp này cần phải lấy giá trị mômen truyền thực tế.

Chú thích: Trong trường hợp các chuyển động nâng tải thông thường các tải trọng truyền tới cơ cấu được giới hạn bởi tải nâng, trong các chuyển động ngang mômen lớn nhất của động cơ có thể luôn truyền tới cơ cấu nếu không có thiết bị giới hạn cơ khí. Điều này đã lý giải vì sao có sự khác nhau của giá trị S_{M max III} đã được xác định theo chuyển động nâng hoặc chuyển động khác đang được xét đến.

2.1.6.4.3. Các chuyển động phối hợp

Trường hợp tải trọng I và II:

Đối với trường hợp tải trọng I và II, tải trọng S_{M max II} (1) được xác định bằng cách áp dụng công thức tổng quát được xác định trong mục 2.1.6.1.1 và 2.1.6.2.1.

Chú thích: (1) hoặc là S_{M max I} trong trường hợp các thiết bị nâng không chịu tác dụng của tải trọng gió.

Trường hợp tải trọng III:

Tải trọng gây ra bởi mômen lớn nhất của động cơ S_{MC max} có thể được lấy đối với giá trị lớn nhất S_{M max III}. Điều này thường không thích hợp, giá trị cao luôn được chấp nhận vì nó tăng độ an toàn.

Giá trị S_{MC max} phải được sử dụng khi công suất động cơ yêu cầu để nâng trọng tâm của các khối lượng chuyển động không đáng kể so với công suất cần thiết để thắng được các tác dụng do gia tốc hoặc gió gây ra.

Ngược lại, khi tác dụng của gia tốc hoặc gió không đáng kể so với tác dụng của chuyển động trọng tâm của các khối lượng chuyển động theo phương thẳng đứng, thì giá trị này lại quá cao và S_{M max III} có thể được tính từ công thức sau:

S_{M max III} = 1,6 S_{M max II}

Giữa hai giá trị giới hạn này, mỗi một trường hợp riêng phải được kiểm tra theo động cơ đã chọn, phương pháp khởi động và độ lớn tương ứng của các tải trọng do tác động của quán tính và gió mặt khác còn do nâng các trọng tâm.

Không có ngoại lệ, khi các điều kiện hoạt động được giới hạn mô men truyền tới cơ cấu (xem mục 2.1.6.4.2), mô men giới hạn này sẽ được lấy như giá trị của S_{MC max} nếu nó nhỏ hơn các giá trị được xác định ở trên.

2.2. Tính toán các ứng suất trong kết cấu

Các ứng suất phát sinh trong các bộ phận kết cấu khác nhau được xác định đối với ba trường hợp tải trọng được xác định trong mục 2.1.3 và kiểm tra được thực hiện đế đảm bảo đủ bền với hệ số an toàn v đối với các ứng suất tới hạn, đồng thời xét đến ba trường hợp hư hỏng có thể xảy ra sau đây:

- Vượt quá giới hạn đàn hồi;

- Vượt quá tải trọng uốn dọc tới hạn hoặc tải trọng phá hủy;

- Vượt quá giới hạn mỏi.

Chất lượng của các loại thép được sử dụng cần phải được quy định và các đặc tính vật lý, các thành phần hóa học và chất lượng hàn cần phải được đảm bảo bởi cơ sở chế tạo vật liệu.

Các ứng suất cho phép đối với các loại vật liệu được sử dụng phải được xác định theo mục 2.2.1, 2.2.2, 2.2.3 và 2.2.4 dưới đây, với sự xem xét tới các ứng suất tới hạn của vật liệu được sử dụng.

Các ứng suất tới hạn này là các ứng suất mà tương ứng với chúng hoặc là giới hạn đàn hồi (giới hạn đàn hồi trong thực tế được thiết lập tương ứng với giới hạn giãn dài tới hạn), hoặc là ứng suất uốn dọc tới hạn hoặc phá hủy, hoặc trong trường hợp mỏi thì tương ứng với ứng suất mà kết cấu vẫn còn khả năng tồn tại chưa bị phá hủy là 90%, theo kết quả thử nghiệm.

Các ứng suất trong các bộ phận kết cấu sẽ được tính toán dựa trên các trường hợp tải trọng khác nhau đã được nêu trong mục 2.1.3 bằng cách áp dụng các phương pháp tính toán sức bền vật liệu thông thường.

Các tiết diện xét đến sẽ là các tiết diện toàn bộ (nghĩa là không khấu trừ diện tích của các lỗ khoét trên tiết điện) đối với tất cả các bộ phận kết cấu chịu tải trọng nén, và sẽ là các tiết diện thực (nghĩa là có khấu trừ diện tích các lỗ khoét trên tiết diện) đối với tất cả các bộ phận kết cấu chịu tải trọng kéo.

Chú thích: Diện tích của các lỗ trên tiết diện sẽ được tính vào diện tích tiết diện ngang chỉ khi các lỗ được lấp bằng các bulông hoặc bằng đinh tán.

Trong trường hợp bộ phận kết cấu chịu uốn, sẽ lấy diện tích tiết diện thực ở các điểm chịu kéo và lấy tiết diện toàn bộ ở các điểm chịu nén.

2.2.1. Kiểm tra đối với giới hạn đàn hồi

Đối với loại kiểm tra này, cần phân biệt giữa các bộ phận kết cấu thực và các mối liên kết kiểu đinh tán, kiểu bulông hoặc kiểu hàn.

2.2.1.1. Các bộ phận kết cấu ngoại trừ các mối liên kết

2.2.1.1.1. Các bộ phận kết cấu chịu kéo hoặc nén thuần túy

1. Trường hợp đối với các loại thép có tỷ số giữa giới hạn đàn hồi s_E và giới hạn bền kéo s_R nhỏ hơn 0,7.

Ứng suất tính toán s không được vượt quá ứng suất cho phép s_a. Ứng suất cho phép s_a được lấy bằng cách chia giới hạn đàn hồi s_E cho một hệ số V_E. Hệ số V_E phụ thuộc vào các trường hợp tải trọng như được nêu trong mục 2.1.3.

Các giá trị của V_E và các ứng suất cho phép được xác định theo Bảng sau:

Đối với các loại thép các bon thông thường (A.37, A.42, A.52) thì ứng suất tới hạn s_E được quy ước lấy tương ứng với độ giãn dài 0,2%.

2. Trường hợp đối với các loại thép có giới hạn đàn hồi s_E cao (s_E/s_R > 0,7).

Đối với loại thép có giới hạn đàn hồi s_E cao, việc sử dụng các hệ số V_E sẽ không bảo đảm độ dự phòng an toàn đầy đủ. Trong trường hợp này cần phải kiểm tra ứng suất tính toán không được vượt quá ứng suất cho phép s_a được tính theo công thức sau:

s_o =

Trong đó:

s_E và s_R: là giới hạn đàn hồi và giới hạn bền kéo của loại thép được sử dụng.

s_E.52 và s_R.52: là các ứng suất tương ứng với thép A.52, tức là giới hạn đàn hồi bằng 360 N/mm² và giới hạn bền kéo bằng 510 N/mm².

s_a.52: là ứng suất cho phép đối với thép A.52 trong trường hợp tải trọng được xét đến.

2.2.1.1.2. Các bộ phận kết cấu chịu cắt

Ứng suất cắt cho phép t_a được xác định theo công thức sau:

t_a =

s_a: là ứng suất kéo cho phép.

2.2.1.1.3. Các bộ phận kết cấu chịu tải trọng kết hợp - ứng suất tương đương

s_X, s_Y, t_XY: là hai ứng suất pháp và ứng suất tiếp tương ứng tại điểm xem xét, cần phải kiểm tra:

1- Ứng suất pháp tính toán s_X và s_Y phải nhỏ hơn ứng suất cho phép s_a và ứng suất cắt tính toán t_XY phải nhỏ hơn ứng suất cắt cho phép t_a.

2 - Ứng suất tương đương s_CP phải nhỏ hơn ứng suất cho phép s_a:

s_CP =

Khi sử dụng công thức này, phương pháp đơn giản là lấy các giá trị lớn nhất của s_X, s_Y và t_xy. Nhưng trong thực tế, tính toán như thế dẫn tới ứng suất tương đương quá lớn vì không thể xảy ra đồng thời cả ba ứng suất cùng đạt tới giá trị lớn nhất. Tuy nhiên, phương pháp tính toán này vẫn được chấp nhận vì lý do an toàn.

Nếu muốn tính toán chính xác hơn, thì cần phải xác định trạng thái ứng suất thực tế bất lợi nhất có thể xảy ra. Rồi thực hiện ba kiểm tra bằng cách tính toán ứng suất tương đương từ ba trạng thái ứng suất kết hợp sau đây:

s_XMAX và các ứng suất s_Y và t_xy tương ứng.

s_YMAX và các ứng suất s_X và t_XY tương ứng.

t_{XY MAX} và các ứng suất s_X và s_Y tương ứng.

Chú thích: Cần lưu ý khi hai trong ba giá trị ứnq suất xấp xỉ bằng nhau, và lớn hơn một nửa giá trị ứng suất cho phép, thì trạng thái ứng suất kết hợp ba ứng suất bất lợi nhất có thể xảy ra trong các trường hợp tải trọng khác nhau do các ứng suất đó tương ứng với giá trị lớn nhất của mỗi loại ứng suất.

Trường hợp đặc biệt: kéo (hoặc nén) kết hợp với cắt.

Phải kiểm tra theo công thức sau đây:

2.2.1.2. Trường hợp các mối nối

2.2.1.2.1. Các mối nối bằng đinh tán

1. Các đinh tán chịu tải trọng cắt

Xét tác dụng của lực kẹp chặt, ứng suất            cắt tính toán t không được vượt quá:

t = 0,6s_a trong trường hợp cắt một bậc (cắt đơn)

và t = 0,8 s_a trong trường hợp cắt 2 bậc hoặc cắt nhiều bậc.

Trong đó s_a là ứng suất kéo cho phép của vật liệu dùng làm đinh tán.

2. Các đinh tán chịu tải trọng kéo

Ứng suất kéo tính toán s phải không nhỏ hơn giá trị sau:

s = 0,2 s_a

3. Các đinh tán chịu tải trọng kéo và cắt

Các điều kiện sau đây cần phải được kiểm tra:

s ≤ 0,2 s_a

Và t ≤ 0,6 s_a đối với trường hợp            cắt một bậc.

hoặc t ≤ 0,8 s_a đối với trường hợp cắt nhiều bậc.

4. Giới hạn áp lực ép lên thành lỗ tán đinh

Áp lực ép lên thành lỗ tán đinh s_n không được vượt quá:

s_n ≤ 1,5 s_a         đối với trường hợp cắt một bậc.

s_n ≤ 2 s_a            đối với trường hợp cắt nhiều bậc.

5. Các lưu ý đối với các mối liên kết bằng đinh tán

a) Cần tránh để các đinh tán chịu kéo, đặc biệt đối với các bộ phận kết cấu chính.

b) Tất cả các mối nối ghép cần phải có ít nhất hai đinh tán thẳng hàng theo hướng của lực.

2.2.1.2.2. Các mối nối bằng bu lông

2.2.1.2.2.1. Khái quát

Các mối nối bằng bulông có thể phải chịu các ứng suất do các lực tác dụng vuông góc với mối nối, do các lực tác dụng song song với các bề mặt nối, và do các lực tác dụng đồng thời vuông góc và song song với bề mặt nối.

2.2.1.2.2.2. Các mối nối bằng các bu lông chịu kéo với lực kéo được kiểm soát

1. Khái quát

Mối nối bằng bulông chịu kéo với lực kéo được kiểm soát là mối nối mà ở đó lực kéo chính theo hướng trục của bulông, đai ốc hoặc của đoạn bulông có ren và bulông phải chịu tác dụng của lực kéo kể cả khi không có tải trọng bên ngoài tác dụng. Mối nối này nên áp dụng cho các mối nối chịu tác dụng mỏi.

Cần chú ý bảo đảm các bulông được kéo chính xác và bảo đảm độ kéo không đổi (dung sai +/- 10%) Hệ số W = 1,1 có tính đến các dung sai độ kéo.

Trong khi áp đặt độ kéo ban đầu lên bulông, dưới tác dụng kết hợp của tải trọng kéo và xoắn thì ứng suất phát sinh không được lớn hơn 80% giới hạn đàn hồi của vật liệu làm bu lông có tính đến sự phân tán lực khi áp đặt độ kéo ban đầu.

2. Tính toán tải trọng cho phép lên các mối nối bằng bulông

A. Tính toán lực kéo ban đầu

a) Kéo có xoắn

s_b =

t_b =

Trong đó:

s_p: ứng suất kéo lý thuyết dưới tác dụng lực xiết chặt

t_b: ứng suất xoắn dưới tác dụng lực xiết chặt

d₂: đường kính đo tại chân ren bulông.

d₁: đường kính danh nghĩa của bulông

P_a: bước ren của bulông

m: hệ số ma sát trên đường ren

s_E: giới hạn đàn hồi của kim loại làm bulông

b) Kéo không có xoắn

s_b ≤ 0,8 s_E

B. Tải trọng cho phép F₁ tác dụng lên mối nối bằng bulông

Phải thực hiện hai kiểm tra sau:

a) Dưới tác dụng của tải trọng lớn nhất có tính đến hệ số an toàn k và k’ không được vượt quá giới hạn đàn hồi của bulông.

Xác định:         

Kiểm tra:          

Trong đó:

S_b: diện tích tiết diện ngang của chân ren < tiết diện thân bulông.

: độ co rút của bộ phận kết cấu bị ép dưới tác dụng của lực kéo.

: độ giãn của bulông dưới tác dụng của lực kéo.

Đối với các bộ phận thép được lắp ráp, diện tích phải được xét đến đối với :