ĐỒ ÁN MÁY NÂNG ( ĐẠI HỌC THỦY LỢI )

LỜI NÓI ĐẦU(làm dở trang 31) Với mục tiêu để ra của đảng và nhà nước đến năm 2020 đưa nước ta cơ bản trở thành một nước công nghiệp. Do vậy vấn đề đề ra phải xây dựng cơ sở hạ tầng sao cho phù hợp tình hình phát triển chung của đất nước. Nên trong những năm qua cùng với sự phát triển của công trình xây dựng giao thông, dân dụng thì trang thiết bị máy móc cũng được nhập vào nước ta một cách “ồ ạt “. Nhưng chỉ số ít trong đó là máy mới, còn đa số là máy cũ hoặc máy đã lỗi thời nên chất lượng sử dụng đem lại hiệu quả không cao, đồng thời giá thành cũng còn quá đắt so với các máy chế tạo trong nước có chất lượng không thua kém nhiều với máy nhập ngoại mà giá thành chỉ bằng một nửa: Máy Xúc, Cần trục tháp, . Do đó việc thiết kế cũng như cải tiến các trang thiết bị máy móc được rất nhiều chú ý trong thời gian gần đây. Dưới sự hướng dẫn chỉ bảo của thầy giáo Bùi Văn Tuyển Chúng em đã nghiên cứu chế tạo Cơ cấu nâng của cần trục tháp nằm ngang có tải trọng nâng là 4 tấn Đến nay đề tài đã hoàn thành, song do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi thiếu xót. Kính mong các thầy cô góp ý, chỉ bảo thêm để chúng em hoàn thiện hơn kiến thức của mình. Em xin cảm ơn thầy giáo Bùi Văn Tuyển đã nhiệt tình giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án đúng thời hạn. Chúng em xin chân thành cám ơn MỤC LỤC MỤC LỤC 2 CHƯƠNG I:TỔNG QUAN VỀ MÁY TRỤC 3 1.1 Giới thiệu chung về máy nâng 3 1.2 Cần trục tháp 4 1.3.Phân loại cần trục tháp: 9 1.4. Tìm hiểu về cần trục tháp nằm ngang có đầu tháp quay : 12 CHƯƠNG 2CƠ CẤU NÂNG 17 2.1. Sơ đồ mắc cáp: 18 2.2. Chọn loại cáp và thông số cơ bản của cáp: 20 2.3. Tính kích thước cơ bản của tang và ròng rọc : 21 2.4. Các cơ cấu khác: 34 2.5.Chọn động cơ điện: 45 2.6 Hộp Giảm Tốc : 47 2.7. Tính chọn phanh và khớp nối: 47 2.8. Kết luận 50 Chương3. LẮP DỰNG VÀ KIỂM TRA CẦN TRỤC THÁP 51 3.1 Quy trình lắp dựng cần trục tháp : 51 3.3.Phần kiến nghị và kết luận : 52 4.5.Tài liệu tham khảo: 54 CHƯƠNG I:TỔNG QUAN VỀ MÁY TRỤC(làm dở trang 30) 1.1 Giới thiệu chung về máy nâng Máy nâng là là các loại máy công tác dùng để thay đổi vị trí của đối tượng công tác nhờ thiết bị mang vật trực tiếp như móc treo hoặc thiết bị mang vật gián tiếp như gầu ngoạm , nam châm điện, băng, gầu … Căn cứ vào chuyển động chính máy nâng chuyển được chia thành hai nhóm lớn là máy nâng và máy vận chuyển liên tục . Máy nâng chủ yếu phục vụ các quá trình nâng vật thể khối , còn máy vận chuyển liên tục phục vụ các quá trình vận chuyển vật liệu rời vụn trong một phạm vi không lớn. Đặc điểm làm việc của các cơ cấu máy nâng là ngắn hạn, lặp đi lặp lại và có thời gian dừng. Chuyển động chính của máy nâng là nâng hạ vật theo phương đứng, ngoài ra còn một số chuyển động khác để dịch chuyển vật trên mặt phẳng ngang như chuyển động quay quanh trục của máy, di chuyển máy, chuyển động lắc quanh trục ngang. Bằng sự phối hợp chuyển động, máy có thể vận chuyển vật đến bất cứ vị trí nào trong không gian làm việc của nó. Công dụng của máy nâng: nâng hạ , vận chuyển vật trong không gian , các máy nâng chỉ có một chuyển động nâng hạ được gọi là máy và thiết bị nâng đơn giản, ví dụ như kích, tời, palăng, bàn nâng, sàn thao tác… loại có từ hai chuyển động trở lên gọi là cần trục. Ngoài hai loại kể trên còn có một số loại máy nâng cuyên dùng khác được xếp vào nhóm riêng như thang máy, giếng tải, thiết bị xếp dỡ. Theo cấu tạo và nguyên tắc làm việc, chia cần trục ra làm các loại như sau : Cầu trục Cổng trục Cần trục tháp Cần trục quay di động ( cần trục ô tô, bánh lốp , bánh xích )

LỜI NÓI ĐẦU(làm dở trang 31)

Với mục tiêu để ra của đảng và nhà nước đến năm 2020 đưa nước ta cơ bản trở thành một nước công nghiệp Do vậy vấn đề đề ra phải xây dựng cơ sở hạ tầng sao cho phù hợp tình hình phát triển chung của đất nước Nên trong những năm qua cùng với sự phát triển của công trình xây dựng giao thông, dân dụng thì trang thiết bị máy móc cũng được nhập vào nước ta một cách “ồ ạt “ Nhưng chỉ số ít trong đó là máy mới, còn đa số là máy cũ hoặc máy đã lỗi thời nên chất lượng sử dụng đem lại hiệu quả không cao, đồng thời giá thành cũng còn quá đắt so với các máy chế tạo trong nước có chất lượng không thua kém nhiều với máy nhập ngoại mà giá thành chỉ bằng một nửa: Máy Xúc, Cần trục tháp, Do đó việc thiết kế cũng như cải tiến các trang thiết bị máy móc được rất nhiều chú ý trong thời gian gần đây Dưới sự hướng dẫn chỉ

bảo của thầy giáo Bùi Văn Tuyển Chúng em đã nghiên cứu chế tạo Cơ cấu nâng của

cần trục tháp nằm ngang có tải trọng nâng là 4 tấn

Đến nay đề tài đã hoàn thành, song do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi thiếu xót Kính mong các thầy cô góp ý, chỉ bảo thêm để chúng em hoàn thiện hơn kiến thức của mình

Em xin cảm ơn thầy giáo Bùi Văn Tuyển đã nhiệt tình giúp đỡ chúng em hoàn

thành đồ án đúng thời hạn

Chúng em xin chân thành cám ơn !

MỤC LỤC

CHƯƠNG I:TỔNG QUAN VỀ MÁY TRỤC(làm dở trang 30)

1.1 Giới thiệu chung về máy nâng

Máy nâng là là các loại máy công tác dùng để thay đổi vị trí của đối tượng công tác nhờ thiết bị mang vật trực tiếp như móc treo hoặc thiết bị mang vật gián tiếp như gầu ngoạm , nam châm điện, băng, gầu …

Căn cứ vào chuyển động chính máy nâng chuyển được chia thành hai nhóm lớn là máy nâng và máy vận chuyển liên tục

Máy nâng chủ yếu phục vụ các quá trình nâng vật thể khối , còn máy vận chuyển liên tục phục vụ các quá trình vận chuyển vật liệu rời vụn trong một phạm vi không lớn

Đặc điểm làm việc của các cơ cấu máy nâng là ngắn hạn, lặp đi lặp lại và có thời gian dừng Chuyển động chính của máy nâng là nâng hạ vật theo phương đứng, ngoài

ra còn một số chuyển động khác để dịch chuyển vật trên mặt phẳng ngang như chuyển động quay quanh trục của máy, di chuyển máy, chuyển động lắc quanh trục ngang Bằng sự phối hợp chuyển động, máy có thể vận chuyển vật đến bất cứ vị trí nào trong không gian làm việc của nó

Công dụng của máy nâng: nâng hạ , vận chuyển vật trong không gian , các máy

nâng chỉ có một chuyển động nâng hạ được gọi là máy và thiết bị nâng đơn giản, ví

dụ như kích, tời, palăng, bàn nâng, sàn thao tác… loại có từ hai chuyển động trở lên gọi là cần trục Ngoài hai loại kể trên còn có một số loại máy nâng cuyên dùng khác được xếp vào nhóm riêng như thang máy, giếng tải, thiết bị xếp dỡ.

Theo cấu tạo và nguyên tắc làm việc, chia cần trục ra làm các loại như sau :

có thể lớn hơn Một đầu cần liên kết với tháp bằng chốt, đầu thứ hai mắc với cáp kết hợp đối trọng để bảo đảm ổn định tổng thể

Cần trục tháp thường có hai phần: phần quay và phần đứng yên Phần đứng yên làm điểm tựa cho phần quay hoạt động Nhờ các cơ cấu nâng, cơ cấu thay đổi tầm

vươn, cơ cấu di chuyển xe con và toàn bộ máy kết hợp cơ cấu quay toàn vòng mà

khoảng không gian làm việc của cần trục tháp rất rộng

Thông thường tốc độ nâng hạ nhỏ hơn 5m/ph, tốc độ quay nq = 0,3 ÷1vg/ph; tốc

độ di chuyển vdc= 12 ÷38m/ph.

1.2.2 Một số lưu ý và yêu cầu với cần trục tháp

Móc tải và tháo dỡ tải nhanh Có nhiều tốc độ để sử dụng phù hợp: khi nâng tải

nặng sử dụng tốc độ chậm, khi cần lắp ráp dùng tốc độ chậm nhất để có thể dễ điều chỉnh vào đúng vị trí đã định trước, khi thả móc không tải thì dùng tốc độ nhanh để rút ngắn chu kỳ làm việc.

Cần trục tháp phải có kết cấu hợp lý, phải bố trí tổng thể sao cho trọng tâm ở vị trí thấp nhất để bảo đảm ổn định

Khi cần thay đổi nơi làm việc thì có thể di chuyển máy từ điểm làm việc này qua địa điểm khác dễ dàng, linh hoạt Chiều dài, chiều rộng và chiều cao toàn máy khi vận chuyển trên đường phải trong khuôn khổ cho phép Có khả năng tự lắp dựng mà không cần dùng đến thiết bị khác, có khả năng tự nâng cao tháp theo chiều cao tiến độ xây dựng công trình

Thiết bị làm việc phải an toàn; có trang bị đầy đủ cơ cấu như hạn chế hành trình

di chuyển, hạn chế mô men quá tải, hạn chế hành trình nâng tải, chiều cao nâng, hạn chế di chuyển, góc nghiêng max, min Có thiết bị đo tốc độ gió và bảo đảm an toàn

khi áp lực gió vượt quá mức độ cho phép

Hệ thống điều khiển dễ dàng, tin cậy Vị trí lắp đặt ca bin, chỗ ngồi điều khiển cần cẩu phải dễ quan sát, tiện nghi, tạo thoải mái cho người điều khiển Khi cần trục tháp quá cao, người công nhân điều khiển ở ca bin không thể quan sát được vật nâng, phải trang bị hệ thống truyền tin để có thể kết hợp nhịp nhàng, an toàn giữa người điều khiển và công nhân móc hàng Trong các loại cần trục tháp hiện đại đã được trang bị hệ thống điều khiển tự động, làm việc theo chương trình Lúc đó người lái cẩu phải có trình độ nhất định về tin học

Hệ thống điện phải an toàn, có thể kết hợp nhiều động tác vận hành cùng một lúc để có thể nâng cao năng suất lao động

Có giá thành hạ, có thể sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau

Hình 1.1: Cần trục tháp loại cần nằm ngang, tự động nâng theo công trình

23500

Hình1.2: Cần trục tháp loại cần giật, chuyên chở và lắp dựng

B-B

2900

A A

1840

A-A

B B

36000

2400

Hình 1.3: Một số hình ảnh thực tế của các loại cần trục tháp

1.3.Phân loại cần trục tháp:

1.3.1.Theo tải trọng:

a) Loại nhẹ: có mô men tải đến QL = 32Tm, tải trọng nâng 2T, chiều dài

vươn của cần đến 16m Loại này thoả mãn cho xây dựng nhà ở có chiều rộng đến 12m và chiều cao đến 5 tầng ( khoảng 20m) Dùng để chuyên chở vữa, gạch xây, sắt

thép và các vật nặng khác phục vụ cho xây dựng trên các tầng cao

chiều dài vươn cần từ 20 ÷ 25m, chiều cao nâng có thể đạt đến 40m

c) Loại nặng : Thường sử dụng để lắp ráp các cấu kiện công nghiệp Loại này

có tải nâng đến 50T, chiều vươn của cần đến 50m, có khi lên đến 70m; chiều cao nâng đến 80m và có thể đến 100m

d) Cần trục tháp chuyên dùng: Dùng trong xây dựng công nghiệp, thuỷ điện có

mô men tải đến 600Tm, cá biệt đến 1500Tm Sức nâng đến 75T Tầm với đến 40m

1.3.2.Theo công dụng :

a) Cần trục tháp có công dụng chung : để thi công các công trình dân dụng và

công nghiệp

b) Cần trục để xây dựng các công trình cao tầng.

c) Cần trục chuyên dụng để xây dựng các công trình công nghiệp.

Nhóm thứ nhất là những cần trục có công dụng chung, di chuyển theo đường ray trên mặt đất Sức nâng của nó không vượt quá 5 T Những cần trục này dùng để xây dựng các công trình dân dụng với thời hạn xây dựng không lớn Vì thế kết cấu của những cần trục này phải đảm bảo khối lượng lao động tháo lắp và chuyển dời chúng

từ nơi này đến nơi khác trên mặt bằng công trường là ít nhất

1.33.Theo kết cấu:

Dựa theo kết cấu có thể phân chia cần trục tháp theo nhiều cách khác như:

+ Theo kết cấu cần: Cần gật , cần cố định nằm ngang

vươn Phần cần, một đầu lắp chốt gần đỉnh tháp, đầu thứ hai được treo bằng cáp 1 qua ròng rọc đầu tháp 2 đến cụm pu ly di động 3 của hệ pa lăng đến cơ cấu nâng hạ cần

lắp trên bệ quay Tháp được lắp trên bệ quay bằng các chốt ở phía trước bệ quay

Bệ cố định ( so với bệ quay) bao gồm khung bệ có lắp bánh xe để di chuyển được trên ray Trên đó có lắp hệ thống tựa quay kiểu ổ bi hoặc kiểu cột và một vành răng cố định ăn khớp với bánh răng cuối của cơ cấu quay

Thân tháp có cấu tạo kiểu dàn không gian, có thể bằng thép hình hoặc thép tròn Đối với loại có cần gật và chế tạo thành tổ hợp để vận chuyển tháp được chế tạo liền thành một khối hoặc có thể thành hai đoạn lồng vào nhau (đoạn tháp trên lồng vào trong đoạn tháp dưới) sử dụng xây dựng khi công trình còn tháp Khi chiều cao trong quá trình xây dựng công trình vượt quá chiều cao nâng ở tầm tháp, thì thân tháp trên được nâng lên để có chiều cao nâng lớn hơn Để tiện lợi cho việc vận chuyển và chế tạo, tháp có thể được chia thành nhiều đoạn và liên kết với nhau bằng bu lông.

b) Cần trục tháp với tháp đứng yên.

Loại này được phát triển lên từ nguyên lý cần trục cột với cột cố định Khác với loại trên, ở đây tháp được lắp cố định với thân bệ máy Bệ máy có thể lắp trên các bánh xe di chuyển trên ray hoặc đứng cố định tại chỗ trên công trình

Ngoài ra người ta còn có thể phân chia như sau:

+ Dựa vào khả năng thay đổi độ cao, có các loại sau:

+Cần trục tháp tự nâng, tăng dần độ cao bằng cách nối dài thêm thân tháp

+ Cần trục tháp tự leo, cần trục leo dần lên cao theo sự phát triển độ cao của công trình

+ Cần trục tháp không thay đổi được độ cao

1.4 Tìm hiểu về cần trục tháp có cần nằm ngang :

Cấu tạo chung:

Hình 1.4: Cần trục tháp có đầu quay

Hình vẽ mô tả cần trục tháp lắp đặt cố định có đầu tháp quay, dùng xe con di

chuyển trên cần nằm ngang để thay đổi tầm với

Thân tháp dạng giàn thép không gian, gồm nhiều đoạn lắp ghép lại với nhau

bằng mối ghép bu lông

Hình 1.5: Chân đế cố định của cần trục thápĐầu tháp có thể chuyển động quay được trên đoạn tháp trên cùng

Cần và cần đặt đối trọng được lắp khớp với đầu tháp và được neo giữ nằm

ngang, có thể hạ xuống hoặc nâng lên được khi cần thiết

Xe con mang vật di chuyển được trên ray nhờ cáp kéo để thay đổi tầm với Cần trục tháp loại này có các cơ cấu như : cơ cấu nâng hạ vật, cơ cấu di chuyển xe con để thay đổi tầm với, cơ cấu quay Với các cơ cấu này, cần trục tháp có thể vận chuyển hàng trong vùng làm việc của nó là hình trụ xuyến

Cơ cấu quay của cần trục tháp nằm ngang chuyển động quanh tháp đặt thẳng đứng, trong đó tháp đứng yên còn cần và chóp tháp chuyển động xung quanh tháp Cơ cấu quay bao gồm thiết bị tựa quay và cơ cấu dẫn động Thiết bị tựa quay có tác dụng liên kết giữa phần quay ( cần và chóp tháp) với phần tháp không quay ( thân tháp ) Nhờ thiết bị tựa quay mà phần quay được lắp trên cần và có thể quay quanh tháp một cách nhẹ nhàng

Cơ cấu nâng bao gồm các bộ phận chính: động cơ điện, tang cuốn cáp, palăng cáp và các thiết bị an toàn, thiết bị phanh hãm Cơ cấu nâng được đặt xa nhất, gần với đối trọng, cụm móc treo vật trong cơ cấu nâng được lắp trên xe con di chuyền và nhờ hai puly mà có thể nâng hạ cụm móc treo theo yêu cầu công việc.

Trong cơ cấu nâng có thể có bộ công tác là dây mềm (cáp ,xích) chỉ chịu kéo hoặc có bộ công tác là kết cấu cứng như: thanh răng , vít me , xi lanh thủy lực vừa có khả năng chịu kéo khi nâng , chịu kéo khi hạ

Đối với máy nâng dây mềm , thông thường có một tang , trong trường hợp dùng gầu ngoạm có 2 tang : một tang dùng để nâng hạ gầu và một tang dùng để đóng mở gầu Tất cả các bộ phận cơ cấu nâng được lắp trên 1 khung hàn và được cố định trên sàn bằng bu lông và cũng có thể được lắp 4 bánh xe dưới khung để di chuyển trên đường ray

Cáp mắc trên tang có 2 cách: kiểu đơn có 1 đầu cáp được cố định trên tang và kiểu kép hai đầu cáp được cố định trên 2 đầu của tang Trong trường hợp quá tải có thể dùng 2 tang lắp về 2 phía của hộp giảm tốc

Trong máy nâng dùng gầu ngoạm phải dùng 2 tang cho 2 cáp khác nhauvaf khi vận hành 2 tang phải chuyển động độc lập với nhau

Các cơ cấu chính của xe con gồm: động cơ điện, khớp nối đàn hồi, hộp giảm tốc, tang cuốn cáp, hệ thống palăng, phanh hãm, bánh xe di chuyển… Xe con được đặt và di chuyển trên cần, có lắp thiết bị mang vật, có nhiệm vụ nâng hạ và di chuyển vật theo phương ngang, để quay vòng người ta sử dụng cơ cấu quay lắp tại nơi tiếp giáp giữa cần và tháp

CHƯƠNG 2-CƠ CẤU NÂNG

Cơ cấu nâng bao gồm bộ phận chính: móc treo, cáp, ròng rọc, tang cuốn cáp, hộp giảm tốc và động cơ ngoài ra còn có 1 số bộ phạn nhỏ khác đi kèm hỗ trợ cho kết cấu như ròng rọc dẫn hướng, kẹp cáp,…

2.1 Sơ đồ mắc cáp:

Hình 2.1 : Sơ đồ mắc cáp phương án 1 Trong đó:

1-Tang; 2-Puli; 3-Cáp; 4,5- Puli dẫn hướng cáp; 6-Cụm puli trên móc cẩu; 7-Vị trí cố định cáp trên đầu cần; 8-Động cơ dẫn dộng; 9-HGT

Ưu điểm: Bội suất pa lăng a = 4 nên đường kính cáp nhỏ, khó có thể gây rối cáp.

• Phương án 2:

Hình 2.2: Sơ đồ mắc cáp phương án 2Trong đó:

1-Động cơ dẫn động; 2-Cáp; 3,4- Puli dẫn hướng; 5-Cụm puli trên xe con; 6- Cụm puli trên móc cẩu; 7-Vị trí neo cáp đầu cần.; 8-Tang; 9- HGT

Ưu điểm: Việc bố trí cơ cấu nâng dễ dàng và thuận tiện, cáp có chiều dài ngắn

mức độ mòn cáp ít hơn

xoắn nếu ko có cơ cấu dải cáp

• So sánh 2 phương án ta thấy khi thiết kế cần trục với tải trọng nâng hàng là 4 tấn

và chiều cao nâng là 29.7m Thì phương án 1 là hợp lí nhất : kết cấu đơn giản gọn nhé

và phù hợp với điều kiện chế tạo ở Vệt Nam Chỉ chú ý 1 điều khi chọn bội suất a = 4 thì chiều dài cáp tăng gấp 4 và khi đó sẽ phải lựa chọn 2 trường hợp: Tăng chiều dài tang và tăng số lớp cuốn cáp Cần thường xuyên kiểm tra và bảo dưỡng cáp

2.2 Chọn loại cáp và thông số cơ bản của cáp:

2.2.1.Chọn cáp:

• Vì cơ cấu làm việc với động cơ điện, vận tốc cao, nên ta chọn cáp là loại có nhiều ưu điểm hơn so với các loại dây khác như xích hàn, xích tấm,…

• Trong các kiểu kết cấu dây cáp bện kép được sử dụng nhiều Do cáp có lỗi mềm (sợi đay, bông, kim loại mềm,…) làm tăng độ bền của dây và giữ dầu chống

gỉ tốt; Khi bị uốn, dầu ép chảy qua các kẽ ở sợi thép, nhờ vậy mà được bôi trơn dầu

• Ta chọn cáp có kết cấu 6x19 + IWS có tiếp súc đường giữa các sợi thép ở các lớp kề nhau, làm việc lâu hỏng và được sử dụng rộng rãi Vật liệu chế tạo là sợi thép có giới hạn bền 1470 1870 /÷ N mm2

Q- Trọng lượng nâng vật lớn nhất : Qmax= 4T = 40 (KN)

ηr- Hiệu suất từng ròng rọc: η =r 0,98 (Bảng 2-5[2]) áp dụng bôi trơn bình thường bằng mỡ, ở nhiệt độ bình thường

a: bội suất palăng a = 4 (Bảng 2-6 [2])

m: Số ròng rọc đổi hướng, không tham gia tạo bội suất palăng a ; m= 2

• Hiệu suất của palăng 0 0

40000

0,932 4.10730

2.3 Tính kích thước cơ bản của tang và ròng rọc :

2.3.1.Kích thước cơ bản của tang:

• Trong trường hợp này với những thông số đầu bài đã cho ta chọn tang đơn có rãnh, khi sử dụng loại tang này ta có thể thay đổi tốc độ nâng cũng như hạ vật được dễ dàng mà không làm rối cáp, không làm cho cáp bị trượt trên tang Đường kính danh nghĩa tối thiểu của tang cuốn cáp đã được tiêu chuẩn hoá theo TCVN 5864-1995 Đường kính tang nhỏ nhất tính theo công thức:

D1 ≥ h1.dc= 18.22 = 396 (mm) (3-56) [1]

h1= 18 ; h2 = 20; h3 = 14 hệ số đường kính tang (Bảng 3-10[1])

dc - đường kính cáp, mm

Chọn D1 = 400 (mm)

Chọn ròng rọc dẫn hướng theo công thức :

Bảng 3-11 [1] Hệ số đường kính tang h1, ròng rọc dẫn hướng h2 và ròng rọc cân bằng h3 đối với cần trục tháp tự hành

Tên bộ phận Tang h1 Ròng rọc dẫn hướng h2 Ròng rọc cân băng h3

• Chiều dài của phần cắt ren trên tang đơn có rãnh :

Lt = n.t (3-56a) [1]

Trong đó:

t = 25 mm là bước cáp cuốn lên tang bước cáp theo bảng (3-9 ) [1]

n - số vòng (ren) cáp cuốn lên tang:

H = 29700 mm là chiều cao nâng vật

a = 4 bội suất palăng

• Thay vào ( 3 -56a) ta được Lt = 75.25 = 1875 (mm) = 1,875 (m) Vì chiều dài tang như trên có thể vượt quá bề rộng của khung phần đối trọng để rễ ràng cho việc chọn kết cấu thép của cần trục ta chọn chiều dài tang là Lt = 1,5 (m)

• ta sử dụng quấn cáp 2 lớp (Z =2)

• Đối với tang đơn có rãnh thì góc cáp tạo bởi vị trí cao nhất của ròng rọc và vị trí cáp trên tang khi cáp ở ngoài cùng là α ≤ 60 hay khoảng cách tối thiểu từ trục tang đơn đến trục ròng rọc di động ở ròng rọc cáp là:

• Kiểm tra sức bền nén của tang theo công thức :

φσ

δ

Smax : Lực căng lớn nhất trên dây cáp ,N

δ : Bề dày thành tang, mm ;δ = 20mm

t : bước cuốn cáp, mm; t = 25 (mm) tra theo bảng (3-9) [1]

ϕ: hệ số giảm ứng suất , đối với tang bằng thép lấy ϕ=0,7, đối với tang bằng gang lấy ϕ=0,8

k : hệ số phụ thuộc vào lớp cáp cuốn trên tang k = 2 do số lớp cáp cuốn trên tang chọn Z = 2

• Tang được đúc thép AISI 4142 có giới hạn bền nén là σ =bn 315 /N mm2

Vây σn =34,34 ( /N mm2)<[ ]σn =63( /N mm2) tang đã chọn thoả mãn điều kiện bền

• Kiểm tra sức bền uốn và xoắn của tang(chọn vật liệu)

,0

)025,06,0(6,0.1,0

W

ng

tr ng

• Vậy tang đã chọn thỏa mãn cả 3 điều kiện bền: Nén , uốn , xoắn.

với [n]- là hệ số an toàn cho phép (Bảng 1-8[2])

k,- là hệ số kể đến tập trung ứng suất (Bảng 1-5[2])

Chọn sơ bộ sơ đồ tính tang với các thông số như hình bên Do tang đơn nên

vị trí lực căng sẽ thay đổi theo vị trí của cáp khi quấn :

max 10,73( ) 10730( )

c b L a1 a2 b d

A B C D E F G H K

Hình 2.7: Kết cấu của trục tang

• Đoạn AB có đường kính d1, chiều dài là c; đoạn BC có đường kính d2 chiều dài

là b; đoạn CD có đường kính d3 có chiều dài là 200 (mm); đoạn DE có đường kính là d4; có chiều dài là d; đoạn EF có đường kính là d3 chiều dài là 200(mm) đoạn FG có đường kính là d5 chiều dài là 20 (mm); đoạn GH có đường kính là d3 chiều dài là 20(mm); đoạn HK có đường kính là d2 chiều dài là b

Hình 2.8: Sơ đồ tính trục tang và biểu đồ mômen của trục tang

• Dựa vào biểu đồ mômen của trục ta thấy mômen lớp nhất tại điểm I

MI = 3775 kN.mm

• Tại I đường kính trục sẽ được tính theo công thức (10 -17 [3] )

3 3

4

000

77,7 ( )0,1.[ ] 0,1.80,62

37 5

5

7

I M

σ

Chọn d4 = 80 (mm) ; d3 = 85 (mm) ; d2 = 80 (mm); d1 = 75 (mm); d5 = 90 (mm)

* Kiểm tra lại một số điểm nguy hiểm tập trung ứng suất trên trục

So sánh 2 tiết diện tại N và P ta thấy MN = 2429 kN.mm ; MP = 3775 kN.mm

Vì vậy ta chỉ cần kiểm tra tiết diệt P có MP = 3775 kN.mm có d =d3 =85 mm

3775.1000

61,50,1 0,1.85

P

u

M

Nmm d

Số giờ làm việc tổng cộng :

T = 24.365.A.Kn.Kng = 24.365.10.0,5.0,67 = 29346 hTrong đó :

Kn=0,5- là hệ số sử dụng trong năm ứng với chế độ làm việc trung bình Bảng 1.1[2]

Kng=0,67 là hệ số sử dụng trong ngày theo chế độ làm việc trung bình Bảng 1.1[2]

A- Thời gian sử dụng, ở đây chọn A= 10 năm

Số chu kì làm việc tổng cộng

Z0 = 60.T nt (CĐ) = 60.29346.7,96.0,25 = 3,504.106 (chu kì)Trong đó :

n t

CĐ = 0,25- Cường độ làm việc ứng với chế độ trung bình Bảng 1.1[2]

• Tổng số chu kì làm việc này phân bố ra số chu kì làm việc Z1 ,Z2 ,Z3 tương ứng với các tải trọng Q1 = Q, Q2 = 0,5Q, Q3 = 0,3Q theo tỉ lệ theo tỉ lệ 3:1:1 6

Hình 2.9: Đồ thị phân bố tải của trục tang

• Hệ số thời gian làm việc của trục sẽ là :

8 8

6

1,622,105.10

c

td

k Z

1 a σ σ

1

.σσ

σ.σ.βεk

kσ là hệ số tập trung ứng suất, kσ =1 (tại tiết diện xét trục không có rãnh then)

σm = 0- do trục chịu ứng suất biến thiên theo chu kỳ đối xứng

σa là biên độ ứng suất, σa = σu = 13,925 N/mm2

σ-1 là ứng suất mỏi σ-1 = 301,86 N/mm2

[n] là hệ số an toàn cho phép, lấy [n] =1,6 (Bảng 1.8[2])Vậy:

1 1

σ σ σ

σσ

• Do nσ > [n] => Trục đủ bền

b.Ổ trục:

• + Ổ đỡ bên trái trục tang lắp ổ đũa đỡ lòng cầu hai dãy cho phép độ không đồng tâm giữa hai ổ có hệ số khả năng làm việc cao, đường kính trục lắp ổ ở đây ta chọn là d = 80mm, tải trọng lớn nhất tác dụng lên ổ là tải trọng hướng tâm , bằng phản lực R1 = 21122 (N); R2 = 18878 (N) Chọn R1 để tính toán cho

ổ (Vì R1 >R2)

• Tải trọng tính lớn nhất tác dụng lên ổ trong trường hợp này không có lực dọc trục sẽ là : Q V F k k= r t d =1.21122.1, 2.1 25 46= 3 (N) (11- 6 [6])Trong đó:

Fr : tải trọng hướng tâm Fr = R1

K t= 1,2 -hệ số tải trọng khi tính ổ lăn trong các cơ cấu máy trục (Bảng 9-3[2])

V = 1 -hệ số kể đến vòng quay

Kd = 1 (Bảng 11.3 [6])

• Tải trọng này tương ứng với trường hợp cơ cấu nâng làm việc với tải trọng

Q =40000N theo sơ đồ gia tải 2-6 [1] cơ cấu làm việc với ba tải trọng khác nhau:

Ứng với Q1 = Q ổ chịu tải trọng 25346 (N)

Ứng với Q2 = 0,5Q ổ chịu tải trọng 12673 (N)

Ứng với Q3 = 0,3Q ổ chịu tải trọng 7603,8 (N)