đồ án nâng chuyển

tài liệu tham khảo đồ án nâng chuyển

LỜI NÓI ĐẦU

Đồ án môn học kỹ thuật nâng chuyển là bước kết thúc môn học kỹ thuật nângchuyển, là phần kiến thức quan trọng đối với sinh viên khoa cơ khí nói chung và sinhviên ngành cơ giới hoá xí nghiệp nói riêng, đó là kiến thức tổng hợp của các môn học :

cơ sơ thiết kế máy, vẽ kỹ thuật, cơ học máy, sức bền vật liệu,…

Đề tài của đồ án này là thiết kế cầu trục hai dầm kiểu hộp để nâng vật có tải trọng 3

tấn, dùng để nâng chuyển các vật, các chi tiết, phôi liệu … trong nhà xưởng

Qua đồ án giúp sinh viên nắm vững những vấn đề cơ bản trong thiết kế máy, tínhtoán thiết kế chi tiết máy theo chỉ tiêu chủ yếu là khả năng làm việc, thiết kế chi tiếtmáy vỏ khung, chọn cấp chính xác ,lắp ghép và phương pháp trình bày bản vẽ, về dungsai lắp ghép và các số liệu tra cứu

Do kiến thức về thiết kế máy còn hạn chế và lần đầu tiên thực hiện một đồ án nênnội dung và trình bày còn hạn chế không tránh khỏi thiếu sót

Chúng em rất chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy cô trong bô trong bộ môn,sự nhiệt tình giúp đỡ, chỉ dẫn, giảiù thích của Thầy Nguyễn Danh Sơn

Sinh viên thực hiện:

Dương Đăng Lộc Thịnh

A) NHIỆM VỤ THIẾT KẾ:

Thiết kế cầu trục đảm bảo yêu cầu về các thông số hoạt động và đặc tính kỹ thuật cho trước:

- Kích thước nhỏ gọn phù hợp với không gian làm việc chật hẹp trong xưởng cơ khí

- Đảm bảo tính bền , an toàn kinh tế ,dễ dàng vận hành ,bảo trì

- Tăng năng suất giảm nhẹ sức lao động của công nhân trong việc vận chuyển phôi

- Đăc tính kỹ thuật

Tính toán cơ cấu di chuyển cầu:

Các số liệu:

Tải trọng : Q = 12,5(t) = 125000 ( N)

Chiều cao nâng: H = 8 (m)

Tầm rộng : l = 20 ( m)

Vận tốc nâng VD = 12 (m/ph)

Vận tốc di chuyển xe lăn : Vxl = 30 (m/ph)

Vận tốc di chuyển cầu trục : Vc = 100 (m/ph)

Chế độ làm việc : CĐ = 25% trung bình

Ta chọn và sử dụng sơ đồ cơ cấu di chuyển cầu với trục truyền động quay nhanh, là sơđồ sử dụng rộng rãi hiện nay

Trục động cơ nối trực tiếp với trục truyền động , qua hộp giảm tốc và khớp răng truyền chuyển động đến các bánh xe , bánh xe được kẹp chặt trên trục Với sơ đồ này , trục truyền động sẽ có kích thước và trọng lượng nhỏ, hộp giảm tốc ở hai bên gần bánh xe

vì vậy giảm được trọng lượng cầu và cơ cấu

Tuy nhiên có nhược điểm là giá thành cao ( vì có 2 hộp giảm tốc ) , trục truyền động quay nhanh đòi hỏi phải lắp ráp chính xác

B)CHỌN PHƯƠNG ÁN :

1 Trục truyền tốc độ chậm :

Do phải truyền momen xoắn lớn nên trục truyền ,khớp nối,và ổ bi có kích thướt rất lớn ,đặc biệt khi trục truyền có tải trọng nâng và khẩu độ lớn

2 Trục truyền tốc độ trung bình :

Momen xoắn trên trục truyền nhỏ hơn so với trục truyền chậm và kích thướt của nó cũng nhỏ hơn, thuận tiện trong lắp ráp và thiết kế

Do quay nhanh,nên momen xoắn nhỏ.kết cấu nhỏ gọn.Tuy nhiên do quay nhanh nên yêu cầu lắp ráp và chế tạo chính xácnếu không sẽ xảy ra lệch trục.

4.Dẫn đông riêng :

Cơ cấu di chuyển dẫn động riêng gồm 2 cơ cấu như nhau dẫn độâng cho các bánhchủ động mỗi bên ray riêng biệt.Công suất mỗi động cơ thường lấy bằng 60 tổngcông suất yêu cầu.Phương án này tuy có sự xô lệch dầm cầu khi di chuyển do lực cản ở

2 bên ray không đều song rất gọn nhẹ,dễ lắùp đặt,sử dụng va øbảodưỡng.Sử dụng trongnhững dầm trục có khẩu độ lớn trên 15m,cần lưu ý thêm khả năng đồng tốc.Điều nàydễ dàng khắc phục bằng bánh xe côn

B)Phần Tính toán :

1)Bánh xe và Ray:

Chọn loại bánh xe hình trụ KY700 có 2 thành bên với các kích thước theo OïCT

3569-74, đường kính bánh xe được tra trong bảng 9-4 trang 192 trong sách tính toán máy trục

Từ Q = 125000( N )  Dbx = 700 ( mm) và đường kính ngỗng trục lắp ổ d =

105(mm)

mặt khác dựa vào hình 8-9 trang 141 trong sách tính toán máy trục từ tải trọng Q

= 12,5 (t) ta có trọng lượng xe lăn kể cả bộ phận mang vật Gx = 136780 ( N)

chọn chiều rộng vành bánh xe bằng 110 (mm) theo đường kính Dbx = 700 ( mm), chọn ray cầu trục KP 80 để làm ray cho cầu lăn

Vì trọng lượng của cầu ghép có trọng tải Q = 12,5 (t) nên chế độ làm việc trung bình có thể xác định theo đồ thị hình 8-7 trang 140 trong sách tính toán máy trục Mặt khác , do chế độ làm việc nhẹ , trọng lượng cho trong đồ thị giảm 10% trọng lượng phân bố đều theo chiều dài của dàn đứng chính và phụ được xác định:

với L = 20(m) theo giả thiết

Do đó trọng lượng cầu kể cả cơ cấu di chuyển cầu Gc = 153400 (N)

Bánh xe được bố trí với khoảng cách bánh (nhịp cầu ) L = 20000 (mm) và khoảng cách trục B = 4300 (mm)

Tải trọng lớn nhất tác dụng lên bánh xe khi xe lăn có vật nâng lớn nhất tại một đầu bêntrái cầu cầu

Pmax = Q G  x

2

L l L

l L Q G D

4

1 20

1 1 20 ).

125000 40000

.(

2

1

4

1 ).

.(

2

1 ) ,

l L G D

A

57100

153400

4

1 20

25 , 1 20 40000

.

2

1

4

1 ' 2

1 ) ,

P bx bx

118700

116312

2 , 1 85 , 0

.

max





 

xác định theo công thức 3.65a TTMT

153400 40000

Chọn = 0,85

( theo bảng 3-13 sách tính toán máy trục )

chọn kbx = 1,2 ( do chế độ làm việc trung bình ) tra trong bảng 3-12 trong sách tính toán máy trục

Mặt khác : do giữa bánh xe và ray tiếp xúc điểm nên ta có :

 

2 3

2 max

d

P E m

 : bán kính lớn nhất được xác định trong mặt phẳng tiếp xúc nhiều nhất

m : hệ số phụ thuộc tỉ số bán kính tương đương nhỏ trên bán kính tương đương với

min

max

bx ray

R R

375

750 0,5 0,5

116910 3600.0, 49 1045

750

bx ray

R

N mm

2)Động cơ điện :

Lực cản chuyển động do ma sát

bx

D

d f Q

G

W1  ( 0  ) 2. . công thức 3.40 sách TTMT

 = 0,9 theo bảng 3-7 trang 65 trong sách tính toán máy trục

f = 0,02 theo bảng 3-8 trang 65 trong sách tính toán máy trục là hệ số ma sát

trong ổ trục

G0 : trọng lượng cầu trục kể cả bộ phận mang vật nặng

125000 193400

W

4 , 318 ) 125000 193400

(theo bảng 3-9 trang 66 trong sách tính toán máy trục )

Tổng lực cản tĩnh chuyển động :

Công suất tĩnh yêu cầu đối với động cơ điện :

) ( 6 , 6 85 , 0

1000

.

60

100

N

dc

C t

 : hiệu suất động cơ khi lắp

chọn dc= 0,85 theo bảng 1-9 trang 15 TTMT

Tương ứng với chế độ động cơ làm việc trung bình do cơ cấu di chuyển dẫn động riênggồm 2 cơ cấu như nhau , dẫn động bánh chủ ở mỗi bên ray riêng biệt Công suất mỗi động cơ thường lấy 60%

Công suất thực làm việc cuả động cơ :

Công suất danh nghĩa : Nđc = 3,5 kw vì CĐ = 25%

Số vòng quay danh nghĩa : nđc = 905 v/ph

Hệ số quá tải : max

dn

M M

Với Mmax = 14(Nm) ( theo bảng MT112-6)

Momen danh nghĩa :

Nm n

Mômen vô lăng : ( Gi.Di2)rôto = 0,17.10 = 1,7(Nm2 ) ( tra bảng MT112-6)

Khối lượng : mđc = 76 (kg)

* Tỷ số truyền chung :

Số vòng quay yêu cầu của bánh xe :

ph vg D

3)Kiểm tra động cơ điện về momen mở máy :

Gia tốc lớn nhất cho phép để đảm bảo an toàn bám

j d

100 002 , 0 20000 2

, 1

2 , 0 20000 (

40000

2 , 3407

0

0 0

o

m

Momen mở máy tối đa cho phép để không xảy ra trượt trơn, theo công thức 3-54 trong sách tính toán máy trục :

Nm

t

D G t

i

n D G i

m dc

bx dc

dc

bx t

905 92 , 4 85 , 0 75 , 2 5 , 20 375

905 ) 72 , 0 (

40000 85

) (

375

.

0

2

0 2 1

2 0

2 , 1 )

5 , 2 8

Vậy động cơ có thể mở máy so với trị số cho phép không vượt quá giá trị cho phép Mo

j d

6 , 0 40000 710

100 02 , 0 20000

815

2 , 0 20000

Do bánh xe lăn làm việc trong nhà nên ta chọn jo

x

dc bx

dc x

bx t

ph

t

n D G t

i

n D G i

D W

M

375

).

(

375

.

.

2

0 2 1

2 0

22 , 2 375

905 92 , 4 22

, 2 ) 5 , 20 (

375

85 , 0 905 ) 71 , 0 (

40000 85

, 0 5 , 20 2

71 , 0 7 , 387

2 2

W

bx C

710

100 02 ,0 3, 2 153400 2

# Chọn phanh má TKT-200 có theo tính toán

(chọn phanh theo tiêu chuẩn BHИИTTTMAШ)Ш))phanh này có khả năng tạo ra momen phanh lớn nhất Mphmax = 160 Nm

Kiểm tra hệ số an toàn bám khi không có vật theo công thức (3-49a)

,

9

75 , 0

193400

2 , 0 2

W

M

dc C

bx

85 , 0 5 , 20 2

71 , 0 1287

26 6 , 112 (

375

85 , 0 905 ) 71 , 0 ).(

125000 153400

( ) 26 6 , 112 (

375

905 92 , 4

30

60

2

s m t

P N

% 3 5 ,

( thỏa điều kiện không vượt quá 5% sai số cho phép )

Vậy ta có thể chọn bộ truyền U2-250

với phương án thực hiện của hộp giảm tốc là phương án với số vòng n = 905 v/ph

Có công suất N B =11,1 (kw),

Tỷ số truyền i tt =19,88

1)Trục bánh dẫn :

Bánh xe lắp cứng trên trục bằng then , trục đặt trên ổ lăn trong các hộp trục Trong quá trình làm việc trục quay chịu uốn và chịu xoắn

Ứng suất uốn sẽ thay đổi theo chu kỳ đối xứng , ứng suất xoắn ,do tính chất làm việc hai chiều của cơ cấu di chuyển xem như thay đổi theo chu kỳ đối xứng

Tải trọng lớn nhất tác dụng lên bánh xe D đường kính bánh chủ động có trị số

Pmax = 102863 N

Tải trọng tính có kể đến ảnh hưởng tải trọng động

Pt = Pmax.Kđ = 102863.1,2 = 50760 N

Kđ = 1,2 1,5 hệ số tải trọng động

Momen uốn lớn nhất tại tiết diện giữa bánh xe :

4

200 50760 4

Với Mdn = 36,9 momen danh nghĩa của động cơ

Momen để thắng các lực cản tĩnh chuyển động :

M’

D G

D G M

i i

td i i

94,204

46,201.22,24).(

).(

100 ).

125000 40000

.(

1 ,

(G i.D i)tổng momen vô lăng của hệ thống thu về trục động

Tổng momen vô lăng các chi tiết máy quay thu về trục động cơ :

2

2 2

2

48 , 3 ] 4 ,

2 , 1 )

.

(

Nm

D G D

G D

M td u x

2869100

) 1338000

1 ( )

2538000

(

) (

2 2

2 2

250 '

150 ''

2869100 ]

d = 85 mm

Kiểm tra lại hệ số an toàn theo sức bền mỏi của trục Tại tiết diện nguy hiểm của trục với d = 85mm có khoét rãnh then b.h = 25.14 ,chiều sâu rãnh then trên trục : t = 9 mmChiều sâu rãnh then trên lỗ : t1 = 5,4 mm

Khi đó :

3

2 3

2 3

52616

85 2

) 9 85 (

9 25

) (

32

.

mm

d

t d t b d

2 3

0

112877

85 2

) 9 85 (

9 25

) (

16

.

mm

t d t b d

2538000 max 48 , 24Nmm

Nmm

Nmm W

Hệ số chất lượng bề mặt lấy  = 0,9 trang 12 sách TTMT

Tại tiết diện nguy hiểm d = 85 mm có sự tập trung ứng suất là rãnh then

Chọn k = 2,05 với b  750MPa k  1 , 9

76 , 2 0 ) 73 , 0 / 24

5

,

0

) /

/

Hệ số an toàn :

2 2

2 2

) 8 , 11 ( )

Do đó điều kiện bền mỏi của trục tại tiết diện D được thỏa

* Ổ đỡ trục bánh xe :

Ở các ổ đỡ trục bánh xe ta dùng ổ con lăn nón với góc nghiêng của ổ   12 0

Sau đây là một số hình tham khảo:

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1) Huỳnh Văn Hoàng – Đào Trọng Thường Tính toán máy trục Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Đào Trọng Thường Máy nâng chuyển , tập I, II, III .Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật

2) Nguyễn Hữu Lộc Bài tập chi tiết máy Nhà xuất bản đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh –2003

3) Nguyễn Hữu Lộc-cơ sở thiết kế máy- Nhà xuất bản đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh

4) Đào Trọng Thường Máy nâng chuyển , tập I, II, III .Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật

5) Trương Quốc Thành Máy và thiết bị nâng

6) Trịnh Chất –Lê Văn Uyển Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí ,tập I,II Nhà xuất bản giáo dục

7) Huỳnh Văn Hoàng ( chủ biên ) Kỹ thuật nâng chuyển Nhà xuất bản đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh

8) Sổ tay thiết kế

9) Alexanderot Material Handing Equipment

10) Alat