ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CẦN CẨU DI ĐỘNG TRONG NHÀ XƯỞNG TRỌNG TẢI 1 TẤN

Cần cẩu là thiết bị dùng để thay đổi vị trí đối tượng nhờ thiết bị mang vác vật trực tiếp, sự ra đời của nó gắn liền với yêu cầu về kinh tế kỹ thuật của ngành công nghiệp nhờ giảm tối đa sức lao động. Chuyển động của máy nâng theo phương thẳng đứng và các chuyển động khác để di chuyển vật trên mặt phẳng ngang, di chuyển máy..vvv đến bất cứ vị trí nào trong không gian làm việc.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-BÁO CÁO:ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CẦN CẨU DI ĐỘNG TRONG

NHÀ XƯỞNG TRỌNG TẢI 1 TẤN

Giảng viên hướng dẫn: TS Hà Mạnh Tuấn

PGS.TS Vũ Đình Quý Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Xuân Lượng

Nguyễn Hữu Minh

20186061 20186062

Hà Nội, 6/2022

MỤC LỤC

Chương 1: Giới thiệu chung

1 Tổng quan

2 Phân loại và Nguyên lý hoạt động

3 Tiêu chuẩn cần cẩu

Chương 2: Phương án thiết kế

1 Thông số kỹ thuật và cấu tạo

2 Tính toán lý thuyết và kiểm tra 2.1 Dầm chính

2.2 Chân dạng chữ A

2.3 Bulon chịu tải

2.4 ổ lăn chân đỡ

2.5 palang nâng hạ tải

3 Thiết kế chống lật

Chương 3: Bản vẽ và mô phỏng

1 Toàn bộ kết cấu

2 Ứng suất và biến dạng

3 Các chi tiết

3.1 Dầm chính

3.3 Thanh đỡ chân

Chương 4 : Hướng dẫn tháo lắp

1 Lắp ráp

2 Thu gọn

Chương 5: Kết luận

Chương 1: Giới thiệu chung

1 Tổng quan

- Cần cẩu là thiết bị dùng để thay đổi vị trí đối tượng nhờ thiết bị mang vác vật trực tiếp, sự ra đời của nó gắn liền với yêu cầu về kinh tế kỹ thuật của ngành công nghiệp nhờ giảm tối đa sức lao động

- Chuyển động của máy nâng theo phương thẳng đứng và các chuyển động khác để di chuyển vật trên mặt phẳng ngang, di chuyển máy vvv đến bất

cứ vị trí nào trong không gian làm việc

2 Phân loại và nguyên lý hoạt động

 Phân loại

- Cầu trục dầm đôi

- Cầu trục dầm đơn

- Cầu trục tay quay

- Cầu trục đẩy tay

 Nguyên lý hoạt động:

Vật nặng được gắn vào dây xích có móc và được kéo tịnh tiến lên xuống nhờ palăng

Ngoài ra , cần cẩu còn có 4 bánh xe chia đều 2 bên chân để người dùng đẩy tự

do trong xưởng Bốn bánh xe này đều chịu tải như nhau khi làm việc

Khi đẩy vật nặng đến vị trí mong muốn, người dùng có thể khóa 4 bánh xe để cố định vị trí cần cẩu

Cần cẩu có thể gập 2 chân lên khi không sử dụng để cho gọn

3 Tiêu chuân thi t k ết kế ết kế

1 Yêu c u chungầu chung

- Mỗi loại máy nâng được cấu tạo từ 2 bộ phận cơ bản: kết cấu thép và bộ phận cơ khí Ngoài 2 bộ phận chính còn có các thiết bị điện, bộ phận điều khiển, bộ phận đảm bảo an toàn… Kết cấu thép tùy vào không gian, tính chất công việc và đối tượng mà chúng phục vụ … mà được thiết kế có hình dạng và kích thước khác nhau sau cho phù hợp nhất Kết cấu thép là bộ phận chịu tải, quan trọng nhất của máy nâng

- Đối với các máy nâng tính bền chi tiết rất quan trọng, phải xác định chính xác kích thước có khả nâng chống lại các tải trọng tác dụng lên nó, để đảm bảo tuổi thọ và tính kinh tế cho thiết bị

- Người ta thường quan tâm đến chất lượng vật liệu, phương pháp xử lý các vật việt phù hợp với điều kiện làm việc theo yêu cầu của từng chi tiết, bộ phận để đảm bảo độ mòn cho phép và an toàn thiết bị

2 Một số yêu cầu trong tính toán

- Phải phục vụ tốt cho việc di chuyển vật liệu trong phân xưởng cơ khí

- Hình dạng, kích thước máy nâng phù hợp với hàng hóa và không gian nhà xưởng

- Kích thước các kết cấu nhỏ gọn nhưng vẫn đảm bảo được các tính năng, tiêu chuẩn

- Đảm bảo việc bảo dưỡng, sủa chữa các thiết bị được dễ dàng

Chương 2: Phương án thiết kế

1 Cấu tạo và thông số kỹ thuật

 Cấu tạo

- Dầm chính (dầm đơn)

- Hai chân chữ A

- Palang, nâng hạ tải trọng

- Bánh xe di chuyển

 Thông số kỹ thuật

Chiều dài dầm chính(m) 2.5m

2 Tính toán lý thuyết và kiểm tra

1 Dầm chính( dầm đơn)

- Vật liệu: thép cacbon hoặc thép hợp kim

- Thiết kế: Dầm chính cần cẩu có thiết kế dạng hộp, dạng thép hình dạng chữ

I Dàm chính bộ phận chịu tải cho toàn bộ cho cầu trục nên việc chế tạo dầm chính thường được kiểm tra, giám sát hết sức nghiêm ngặt, từ khâu thiết kế tới gia công chế tạo

- Thép dầm theo tiêu chuẩn TCVN12160-2017 loại thép ct38: Theo tính toán nhóm chọn loại thép có profile I200x100x5.2 thông số như sau:

MCN(cm2) Kh i lượng(kg/m)ối ng(kg/m)

Các thông số cơ bản của thép ct38

Modun đàn h i c a thépồi của thép ủa thép E = 2,1.10^6 kG/cm2

Modun kháng m t c tặt cắt ắt Zx= 446 , Zy =10

Gi i h n ch yới hạn chảy ạn chảy ảy 2400 – 2800 kG/cm2

Gi i h n b nới hạn chảy ạn chảy ền 3800 – 4200 kG/cm2

ng su t cho phép l n nh t

Ứng suất cho phép lớn nhất ất cho phép lớn nhất ới hạn chảy ất cho phép lớn nhất 18 (KG/mm2)

- Tính toán độ võng lớn nhất của dầm chính:

∆ = 48.E.Ix W.L3 = 10000.2500 348.2.1x10^6.4460  = 0.34 cm = 3.4 mm

Trong đó: W=10000 N

L= 2500mm

E: modun đàn hồi của thép

Ix: momen quán tính

- Biến dạng cho phép: ∆al = 350L = 7.15 mm

=>>thỏa mãn điều kiện biến dạng

- Tính toán ứng suất uốn:

Tải trọng động : P ≈ m.Kđ =(1000+10) x 1.3 = 1313 kg

Momen uốn : M = P.L = 1313 x 250 = 328250 kg.cm

Ứng suất uốn : 𝜎𝐵 = 𝑀/Zy = 328250 : 10 = 32825 kg/cm2

Ứng suất uốn cho phép :

𝜎𝐴𝐿 = 𝜎 γc = 72660 x 0,95 = 69027 kg/cm

=> thỏa mãn điều kiện ứng suất uốn

2 Chân dạng chữ A

- chọn β=30 °

=> AB= 2 2 tan15 =1,07m

DE=2.1.tan15=0,53m

3 bulon

- Vật nặng 1000kg và khối lượng dầm 16.7kg → bu lông mỗi bên dầm chịu lực cắt 5083.5N = 5100N

- Chọn loại bu lông chịu tải tối đa 5100N, vật liệu là thép C45 có độ bền kéo 600MPa

[σk¿≥ 1,3.4 k F

π i d2 f

→ d ≥√π i f [ σ 1,3.4 k F k¿¿ = √π 2.0,15 600 106  1,3.4 2 5100 = 9.68 mm

Với k = [1.3; 1.5] là hệ số an toàn, chọn = 2

i là số bề mặt tiếp xúc giữa các tấm ghép = 2

f = [0.15; 0.2] là hệ số ma sát = 0.15

→ Để tăng độ an toàn, nhóm chọn bu lông M12, bu lông tinh, cấp bền 8.8

- Kh năng ch u c t c a bu lông: ảy ịu cắt của bu lông: ắt ủa thép

[N ] yb=f yb γ b n V A = 72320 N

𝑓vb cường độ tính toán chịu cắt ng đ tính toán ch u c t ộ dãn dài khi đứt ịu cắt của bu lông: ắt 320 N/mm^2

𝛾b h s đi u ki n làm vi c c a liên k t bulện tích ối ền ện tích ện tích ủa thép ết bul ông 1

𝐴 = π d2

4 di n tích ti t di n tính toán c a thânện tích ết bul ện tích ủa thép 113mm2

𝑛v sối lượng(kg/m)ng m t c t tính toánặt cắt ắt 2

=>Khả năng chịu cắt của bulong như vậy thừa đủ bền và hiệu quả trong kết cấu Vậy chúng em lựa chọn sử dụng bulong tinh M24 cấp bền 8.8

4. Ổ lăn lăn

 ổ bi SKF 6006

- Đường kính trong : d=30mm

- Đường kính ngoài : D=55mm

- Độ dày: B=13mm

- Trọng tải động cho phép ổ:C cp = 13.8 kN

• Khả năng tải động:

C¿Q m√L

Trong đó:

L : tuổi thọ của ổ lăn

Q : trọng tải

m : bậc của đường cong( m=3 vì là ổ bi)

Tuổi thọ của ổ lăn:

L =60.10−6 n Lh=7,2 (triệu vòng) Trong đó: n=15 vòng/phút

Lh=8.10^3 : tuổi thọ nên dung cho ổ cầu trục (Sách Tính toán thiết kế Hệ dẫn động cơ khí)

• Trọng tải Q:

Q=V F r k d k t=3000N

Trong đó: V=1 vì ổ có vòng trong quay

kd=1 hệ số đặc tính trọng tải

kt=1 hệ số ảnh hưởng nhiệt độ

Fr : lực hướng tâm khi chịu tải

=>Thay vào C¿Q m√L =5792N < C cp

Vậy thỏa mãn điều kiện chịu tải của ổ lăn

5 Palang đi n ện

Nguồn điện

3 pha, 380V, 50Hz Tốc độ nâng

10/1 m/phút Tốc độ di chuyển ngang

0.75Kw x 4P

Công suất motor nâng 2.2/0.4Kw x 4P Thông số cáp

8 mm x 2 nhánh

3 Tính toán ch ng l t ống lật ật

- Vận tốc đẩy cầu trục: v=1m/s

- Chiều dài dây để kéo vật: l=1,6m

- Định luật bảo toàn năng lượng:

Wđ=W-Wt

2mv2

= ¿ mgl(1-cos α) Chọn g=9,81 m/s2

 cos α=0,968

Ta có:

X ≥ l.sin α =0,4m

- Mà chiều dài chân : AB=1.07> 2x=0.8m

=>Vậy chân đủ để cho cầu trục không bị lật

Chương 3: bản vẽ và mô phỏng

1. Bản vẽ toàn bộ cơ cấu