ĐỒ án TÍNH TOÁN và THIẾT kế CỔNG TRỤC gầu NGOẠM TRỌNG tải 7 tấn KHẨU độ 40m

Sau 4 năm học tập và tham gia nghiên cứu khoa học gắn kết quả học tập lý thuyết và thực tế sản xuất, em may mắn được các thầy trong Bộ môn Máy và Thiết bị mỏ giao cho đề tài tốt nghiệp “

“Đại học mó dia chat “Đã án tốt nghiệp

LỜI NÓI ĐẦU

Máy nâng được sử dụng rất rộng rãi trong nhiều ngành kinh tế quốc dân như : Cơ khí, xây dựng, giao thông, công nghiệp mỏ vv Máy nâng bao gồm các loại cầu trục, cần trục quay, cổng trục, pa lăng, cần trục ô tô, cầu xếp dỡ vv Nhờ có các thiết bị này mà sức lao động được giảm nhẹ, năng suất được nâng cao Chúng không thể thiếu trong một nền công nghiệp hiện dai

Sau 4 năm học tập và tham gia nghiên cứu khoa học gắn kết quả học tập lý thuyết và thực tế sản xuất, em may mắn được các thầy trong Bộ môn Máy và Thiết bị mỏ giao cho đề tài tốt nghiệp “Tính toán và thiết kế cổng trục gầu ngoạm trọng tải 7 tấn, khẩu độ 40 m”

Cổng trục là một thiết bị nâng chuyển đang hoạt động có hiệu quả và có vị trí rất quan trọng trong hoạt động sản xuất, kinh doanh của Công ty tuyển than

Cita Ông Với vai trò nâng chuyển than từ các kho chứa lên các phương tiện vận

tải khác như toa xe, tàu, xà lan Cống trục được thiết kế và chế tạo trong nước, đang lắp đặt và thử nghiệm trên cảng Cửa Ông năm 2002 và đang tạo ra bức trang cảnh quang sôi động, trên máy móc đưới tàu thuyền nhộn nhịp hấp dẫn

Để tài đồ án tốt nghiệp là một thử thách to lớn, những kiến thức đã được học trong 4 năm trên ghế nhà trường Với sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, em sẽ cố gắng nỗ lực hoàn thành đồ án đúng thời hạn để khỏi phụ lòng đào tạo của các thầy cô trong Bộ môn Máy- Thiết bị mỏ và của trường ĐH M6 dia chat

Nhân dịp này, cho phép em được bầy tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến thầy PGS TS Võ Quang Phiên đã hướng dẫn và giúp đỡ em tận tình chu đáo, các thầy cô trong Bộ môn Máy và thiết bị mỏ, Bộ môn kỹ thuật cơ khí, và nhà trường Đại học Mỏ địa chất đã trang bị đầy đủ kiến thức cho em vào đời trong tương lai

Em xin chan thank cam on!

Lip CKM - K13

Dai kee mé dia chat “Đã án tốt nghiệp CHUONG 1

NHIỆM VỤ HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT, KINH DOANH CÚA CÔNG TY TUYỂN THAN CỬA ÔNG VÀ VAI TRÒ QUAN TRỌNG CỦA NGÀNH

THAN CUNG CẤP NGUYÊN NHIÊN LIỆU THỊ TRƯỜNG TRONG

NƯỚC VÀ QUỐC TẾ TRÌNH ĐỘ CƠ GIỚI HOÁ QUÁ TRÌNH SÀNG

TUYỂN VÀ XUẤT KHẨU

1.1 Nhiệm vụ hoạt động sản xuất và kinh doanh của Công ty tuyển than Cửa Ông

Công ty tuyển than Cửa Ông là một doanh nghiệp quốc doanh trực thuộc tống công ty than Việt Nam Nhiệm vụ chủ yếu của Công ty là sàng tuyển chế biến và tiêu thụ than Than sau khai thác còn ở dạng nguyên khai được sàng tuyển, phân loại sau đó thành những sản phẩm có chất lượng nhằm đáp ứng nhu cầu của khách hàng trên thị trường trong và ngoài nước

- Phia Tay Bac giáp quốc lộ 18 A

-_ Phía Đông Nam giáp biển (vịnh Bái Tử Long)

-_ Phía Đông Nam giáp phường Cửa Ông

-_ Phía Tây Nam giáp phường Cầm Thịnh

Dai hoe mé dia chat Dé dn tét nghiệp

Với các thông số đặc trưng về khí hậu :

- Nhiệt độ không khí tối đa : 35,5%

- Nhiệt độ không khí tối thiểu : 6,4%

- Độ ẩm : 96%

1.1.4 Sơ lược về quá trình bình thành và phát triển của Công ty tuyển than Của Ông

Công ty tuyển than Cửa Ông tiền thân là một cơ sở sản xuất và tiêu thụ than

do Pháp xây dựng vào năm 1894 nhàm phục vụ cho việc vơ vét than của Việt Nam để đưa về chính quốc Với thiết kế do Công ty Bruxelle của BỈ hoàn thành

và đi vào sản xuất năm 1924 với cơ sở ban đầu chỉ gồm :

-_ 01 nhà sàng công suất 250 tất/giờ

-_0I bến cảng đài 320 m cho tầu 10000 tấn tối đa

-_ 04 thiết bị bốc rót than

-_32 km đường sắt vận chuyển

Ngày 22/4/1955 thực dân Pháp rút khỏi Cửa Ông, chính quyền cách mạng vào tiếp quản một cơ sở đổ nát, dây chuyên vận tải, sàng tuyển, bốc rót bị đình trệ Thâm độc hơn chúng làm đảo lộn các mạng điện, mang đi toàn bộ sơ đồ hệ thống điện cầu trục vv

Bằng trí nhớ tuyệt vời và tình thần lao động quên mình, một số thợ có kinh nghiệm trong xí nghiệp đã phục hồi được một số thiết bị chủ yếu góp phần quan trọng vào việc hàn gắn các hậu quả do Pháp để lại Sau một thời gian khôi phục nhà máy đã đi vào hoạt động sản lượng hàng năm dần dần đã nâng cao

Thời kỳ đầu 1955 - 1960 sản lượng bình quân hàng năm là :

- Than kéo mỏ từ I + 1,2 triệu tấn/năn

- Than vào sàng từ 1 + 1,2 triệu tấn/năm

Dai hoe mé dia chat Dé da tét nghiép

Và tổng số cán bộ công nhân viên từ 1050 + 1929 người hầu hết là những lao động thủ công

Ngày 28/8/1960 Bộ chủ quản chính thức ra quyết định thành lập xí nghiệp lấy tên gọi là “Xí nghiệp bến cửa ông” và Xí nghiệp bước vào thực hiện kế hoạch

-_ Than kéo mỏ bình quân : 1936100 tấn/năm

-_ Than vào sàng bình quân : 1761600 tấn/năm

-_ Than sạch bình quân : 1321200 tấn/năm

- Than tiéu thụ : 1404000 tấn/năm

Ngày 12/8/1975 Xí nghiệp tuyển than Cửa Ông thuộc Công ty than Cẩm Phả với tổng số cán bộ công nhân viên là 2600 người

Năm 1976 - 1985 xí nghiệp đầu tư nguồn lực và để xây dựng và sửa chữa cơ

sở sản xuất, Xí nghiệp tuyến than Cửa Ông đã chính thức đưa hệ thống dây chuyển công nghệ mới của Ba lan sau gần 10 nam xây dựng vào hoạt động, dây chuyển này bao gồm :

+ Một nhà máy tuyển than do Ba lan xây dựng với công suất thiết kế 800 tấn/giờ (tuyển bằng huyền phù và lắng)

+ Một hệ thống máy bốc rót, đánh đống, băng tải do Nhật Bản chế tạo gồm :

- 3 máy bốc xúc kiểu Rô to băng tải trên cẩn

- 4 máy đánh đống băng tải

- 2 máng rót có máng xoắn và đầu văng than ra xa

+ Một hệ thống đầu máy Dizen TY-7E và toa xe 20 tấn, 30 tấn để thay thế một phần đầu máy vào toa xe cũ

+ Một hệ thống đường sắt dài 80 km

Trong thời kỳ đối mới, từ năm 1986 công nghiệp phát triển nhu cầu tiêu thu than đồi hỏi sản phẩm của Công ty phải có chất lượng cao năm I991 lãnh đạo Công ty đã nhập đây chuyển công nghệ úc vào sản xuất bao gồm : Hệ thống gầu rót nước, hệ thống máy thổi, máy bơm, máy sàng, máy đập, máy lọc ép và hệ

Lip CKM - K43

“Đại học nó địa chất Dé án tốt nghiệp thống máng xoắn có nhiều ưu điểm hơn các thiết bị của Ba Lan do đó sản phẩm của Công ty có chất lượng cao đáp ứng được nhu cầu thị trường

1.1.5 Năng lực thiết bị hiện có của Công ty

+ Thiết bị vận tải có 07 đầu máy TY-7E, 500 toa xe các loại phục vụ cho việc mua than nguyên khai từ các mỏ, hàng năm có thể kéo được 23,5 triệu tấn than

từ các mỏ về Công ty

+ Thiết bị sàng tuyển có hai nhà máy tuyển than, năng suất sàng tuyển theo thiết

kế mỗi năm sàng tuyển 3350000 tấn than

+ Diện tích nhà xưởng 2 nhà máy tuyển là 7652 m°

+ Diện tích kho chứa thành phẩm và nguyên khai là 87560 m?

+ Tổng diện tích đất do Công ty quản lý là 744336 m°

Lip CKM - K43

Dai hoe mé dia chat Dé da tốt nghiệp

Lip CKM - K43

Dai hoe mé dia chat Dé dn tét nghiệp

Sản phẩm than của Công ty gồm các chúng loại :

Công ty tuyển than cửa ông có cảng Cửa Ông tương đối lớn, cảng có độ sâu

từ 7,5 + 9,5 m, cho phép tàu từ 1 + 3 vạn tấn vào mua than, còn các tàu lớn hơn 3

vạn tấn thì phải đậu cách xa cảng khoảng 30 km dùng các xa lan vận chuyển Cảng chính có chiều dài là 640 m, ngoài ra còn có cảng nội địa phục vụ cho khâu tiêu thụ than nội địa Với vị trí địa lý và hệ thống đường sắt tương đối dài Công ty tuyển than cửa ông rất thuận lợi cho việc giao lưu hàng hoá, vận chuyển, chuyên chở than từ các mô về Công ty và vận chuyển than sạch xuất cho nội địa

và xuất khẩu nước ngoài,

Trong những năm tới với nhu cầu khai thác than ngày càng tăng của Tổng công ty và xuất khẩu than ngày càng nhiều Từ nhu cầu tăng sản lượng và chất lượng, khách quan đặt ra cho công ty là phải tăng cường đầu tư là phải đầu tư đổi mới công nghệ, mở rộng sản xuất và nâng cao năng suất lao động Để đấp ứng

Lip CKM - K43

Dai hoe mé dia chat (Đồ ứn tất nghiệp

được nhu cầu đó, Công ty tuyển than cửa ông đã trang bị các dây chuyển công nghệ tương đối hiện đại và đang từng bước hoàn thiện Những thiết bị quan trọng trong dây chuyển bốc xúc, vận chuyển than là hệ thống thiết bị sàng tuyển của

úc và vận tải của hãng Hitachi Nhat Ban

Hệ thống cổng trục (poóc tích) có từ thời Pháp thuộc (vào khoảng nam 1924) sau năm 1954 miền Bắc được giải phóng chúng ta đã tự chế tạo và bổ xung thêm Tất cả các cổng trục khẩu độ lớn và khẩu độ ngắn đều hoạt động ở sân kho và ngoài trời, chất than thành đống khi vắng khách tiêu thụ Khi có các khách hàng tiêu thụ các máy xúc Roto có thể xúc than từ đống ở kho qua hệ thống Hitachi xuất ra tàu biển Ngoài ra cổng trục còn có nhiêm vụ là bốc xúc than bùn dưới hố lắng rải phơi trên bãi làm than sinh hoạt hoặc bốc xúc than trên sân bãi đổ xuống các phương tiện vận tải như toa xe, tau thuỷ, xa lan.vv

1.2 Vai trò trong kinh tế thị trường, ngành than cung cấn nguyên nhiên liệu trong nước và quốc tế,

Thị trường là một nội dung còn rất mới, phong phú, đa dạng trong hoạt động sản xuất kinh doanh, có thị trường đầu vào và đầu ra thì có rất nhiều thuận lợi Thị trường không những đòi hỏi về chủng loại, chất lượng, giá thành than mà còn đòi hỏi khâu vận chuyển và bốc rót phải thuận tiện và nhanh chóng Đó là vấn đề rất bức xúc bởi vậy công ty đã không ngừng đầu tư để khẳng định vị trí tin cậy đối với khách hàng tạo điều kiện cho sản xuất ổn định và phát triển 1.2.1 Thị trường trong nước

+ Than cục :

Chủ yếu bán cho các hộ tiêu thụ than lớn như các nhà máy nhiệt điện, xi màng.vv , theo phương thức bán trực tiếp Khâu vận chuyển nội bộ để xuất cho tàu biển do hệ thống bốc rót của hãng Hitachi và hệ thống cổng trục bốc xúc than từ kho bãi lên các toa xe hoặc bốc xuống xà lan và tàu thủy

+ Than Bùn

Than bùn là sản phẩm tận dụng sau còng nghệ tuyển than mới có với sản lượng tương đối lớn mỗi năm công ty thu hồi trên 300000 tấn và bán chủ yếu cho các đại lý tiêu thụ Do đặc thù than bùn là được tận thu bằng hố lắng nên khâu bốc xúc vận chuyển thường đùng cổng trục bốc lên toa xe vận chuyển bằng hệ thống đường sắt

1.2.2 Thị trường quốc tế

Lip CKM - K43

Dai hee mé dia chat Dé da tét nghiép Đồi hỏi khắt khe về chủng loại than theo các yêu cầu về độ tro, nhiệt lượng,

cỡ hạt vv do đó mặt hàng xuất khẩu của công ty là than cám và than cục chất lượng cao Khâu vận chuyển, bốc rót bằng hệ thống thiết bị của hãng Hitachi và

1.3.1 Trình độ cơ giới hoá quá trình sản xuất sàng tuyển

Sàng tuyển là một khầu quan trọng giữa khai thác và tiêu thụ sản phẩm, với mục đích sàng tuyển phân loại, chế biến và nâng cấp chất lượng cho các hộ tiêu thụ có nhu cầu cao

Quá trình sản xuất sàng tuyển theo một dây chuyển công nghệ khép kín

gồm ba khâu chính :

a Khâu chuẩn bị khoáng sản

Than nguyên khai từ các mö được đưa về bằng toa xe 5, 10, 20 và 30 tấn được đầu kéo TY-7E đổ xuống bun ke chứa Hai máng cấp liệu đĩa quay gạt than xuống hai tuyến băng tải đưa lên sàng sơ bộ có kích thước mắt sàng > 100 phan loại làm hai cấp hạt : cấp + 100 mm ở trên sàn và cấp hạt - 100 mm lọt xuống bang tai

Cấp hạt trên sàng được đưa về hai máy đập, được giảm kích thước xuống

- 100 mm

Sản phẩm dưới sàng kết hợp với sản phẩm sau đập cấp lên xưởng tuyển, một phần cấp vào cho máy lắng, một phần cấp cho sàng khô lỗ lưới 915 mm (sản phẩm đưới sàng $15 mm được vận chuyển đến hố cám 6)

Dai kee mé dia chat Dé án tốt nghiệp Kết hợp với tuyển lắng và tuyển huyền phù

Than qua máy lắng cho ta 3 sản phẩm :

- Đá thải qua gầu nâng đá xuống bun ke ra bãi thải

- Sản phẩm trung gian qua gầu trung gian khử nước qua sàng ¿6 mm lấy cám trung gian vận chuyển trực tiếp đến hố cám 6 và sản phẩm đá thải

- Sản phẩm than sạch theo nước vượt qua ngưỡng tràn qua sàng khe lỗ lưới Imm khử cám và nước đưa đi xử lý bùn nước (bơm về bể tổng) Than trên sàng 61mm tiếp tục qua sàng hai lưới 1,6 mm cho ta 3 sản phẩm :

Hai sản phẩm đó là than sạch sau xoáy lốc huyền phù đều phải qua sàng cung khử nước than (đá) qua sàng rửa huyền phù than dá Đá thải sẽ dược loại

bỏ, than sạch qua sàng phân loại 6: 15mm lấy ra hai loại sản phẩm than sạch 6-15 mm va 15 - 35 mm

c Khâu xử lý nước bàn

Nước bùn từ khâu tuyển được tập trung vào bể tổng, từ bể tổng bơm đến

xoáy lốc 1, bùn tràn được bơm ra bể cô dặc, căn được dưa qua xoáy lốc nước 2,

cặn của xoáy lốc 2 được đưa qua sàng ¿ 0,5 mm Trên sàng gộp với sản phẩm

1 - 6 của sàng 2 lưới l ; 6 mm, sản phẩm dưới sàng 6;15 mm được đưa vào máy

ly tâm lấy ra cám ướt, sản phẩm dưới sàng Ö,5 mm quay trở lại lốc xoáy nước 2 (nước tràn) đưa trở lại xoáy lốc nước I Bùn tràn của xoáy lốc nước 1 được bơm

ra bể cô đặc cộng với chất keo tụ

Sản phẩm bùn được bơm ra bể lắng ngoài trời nước được xử lý quay lại tuần hoàn Đến đây kết thúc dây chuyên công nghệ khép kín của xưởng tuyển

Lip CKM - K13

Dai hoe mé dia chat Dé da tét nghiép

Lip CKM - K43

Dai hoe mé dia chat (Đồ ứn tất nghiệp

1.3.2 Trình độ cơ giới hóa quá trình xuất khẩu

Trong khi giá thành than trong nước còn thấp và nguồn ngoại tệ còn hiếm hoi thì đẩy mạnh xuất khẩu là vấn đề quan trọng của Công ty Trong tương lai vẫn phải duy trì xuất khẩu than bởi vì Công ty có một lượng than cục và than cám chất lượng cao thích hợp với nhu cầu của bạn hàng nước ngoài, trong khi đó

ở trong nước ít có nhu cầu sử dụng loại than này Mặt khác xuất khẩu là một lợi thế của ngành than mang lại lợi nhuận, ngoại tệ, vị trí uy tín của than Việt Nam trên thị trường quốc tế

Để đảm bảo cho việc xuất khẩu than thuận lợi Công ty tuyển than Cửa Ông

đã cải tạo một bến cảng tương đối lớn cho phép các tau cé trong tải từ 3 vạn đến

5 vạn tấn vào ăn than dễ dàng góp phần giảm chỉ phí vận chuyển than và tăng năng lực xuất khẩu than của công ty

Than sau khi được sàng tuyển, phân loại và chế biến được đưa ra kho bằng

hệ thống băng tải và tùy theo nhu cầu của khách hàng than sẽ được vận chuyến

từ các kho chứa bằng thiết bị xúc bốc vận tải liên tục của hãng Hitachi Từ gầu xúc Roto than sẽ được đưa theo hệ thống băng tải tới máy qua cầu rót than sẽ được rót và phun than xuống tàu biển Hoặc từ các kho chứa than sạch sẽ được

hệ thống cổng trục đống xúc lên các toa xe sau đó được vận chuyển đến sân phơi

ở cảng và hệ thống cổng trục bến sẽ bốc xúc than lên tàu hay xà lan phục vụ cho xuất khẩu

Nhờ cơ giới hóa toàn bộ với năng suất cao từ 800 + 1000 T/h để đáp ứng yêu cầu của các hộ tiêu thụ giải phóng tàu nhanh Năm 2003 Công ty tuyển than Cita Ong da trang bị thêm một hệ thống gồm 3 chiếc cổng trục (poóc tích) sức nâng 7 tấn, khẩu độ ray 40m công sôn về 2 phía Một cánh công sôn 9m cánh cồn lại 11m, cho phép rót than xuống tàu hoặc các xà lan để vận chuyển than ra các tàu có trọng tải lớn phải nằm cách xa cảng 30km

Lip CKM - K43

Dai hoe mé dia chat Dé da tét nghiép

So với hệ thống bốc rót của hang Hitachi là hệ thống liên hoàn từ khâu bốc xúc than, vận chuyển và rót xuống tàu thì cổng trục ngoài chức năng bốc rót than

từ sân bãi xuống tàu và xà lan còn có thêm chức năng xúc than từ dưới hồ lắng rải phơi trên sân bãi để tận dụng hoặc xúc than từ sân bãi đồ lên các phương tiện vận tải, lên toa xe Vì vậy cổng trục có một vị trí rất quan trọng trong hoạt động san xuất và kinh doanh của Công ty tuyển than Cửa Ông Thiếu cổng trục ở các

vị trí kể trên sẽ gây đình trệ dây chuyển công nghệ sản xuất, tiêu thụ than Những cổng trục mới này, từ gầu ngoạm 7 tấn đến hệ thống dâm dàn, cơ cấu nâng, cơ cấu di chuyển xe lăn, cầu lăn đều do Việt Nam thiết kế và chế tạo tại Cẩm Phả Hai chiếc chế tạo thử đầu tiên đã được lắp ráp, hoàn thành và chuẩn bị chạy thử công nghiệp

Kết luận

Trong thời gian thực tập tại Công ty tuyển than Cửa Ông tôi đã duoc tim

hiểu về hoạt động sản xuất kinh doanh và quá trình cơ giới hóa sàng tuyển, xuất khẩu Cổng trục có một vị trí rất quan trọng trong dây chuyển vận chuyển và bốc xúc rót Hệ thống đó đã gáp phần giải phóng sức lao động nặng nhọc, tăng năng suất bốc rói, tăng sản lượng, góp phần hạ giá thành sản phẩm Củng với sự dổi mới công nghệ sàng tuyển, sẵn phẩn than của Công Ø tuyển than của ông phong phú hơn, đa dạng về chủng loại than, chất lượng sản phẩm được nâng cao phù hợp với thị hiếu của khách hàng Công ty đã làm ăn có lãi, đời sống của cần

bộ công nhân viên từng bước được cải thiện, có đâu tư phát triển ngắn hạn và đài hạn

Đá là bước đi vững chắc trong những năm qua, tạo tiên dé cho sự tôn tại và phát triển trong tương lai gân của Công ty tuyển than của ông

Trong khuôn khổ một đô án tốt nghiệp đạt học ngành Máy và thiết bị mo, tôi may mắn được tiếp cận thực tế, học tập, quan sát và phần nào có thể đưa vào

đồ án để tính toán tường mình

Lip CKM - K43

Dai hoe mé dia chat Dé du tất nghiệp

CHƯƠNG 2

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG CỔNG TRỤC

2.1 Mô tả cấu tạo, nguyên lý làm việc và tính toán gau ngoam

2.1.1 Cấu tạo của gầu ngoạm

Lip CKM - K43

“Đại học nó địa chất “Đã án tốt nghiệp

Hình 2-1 Sơ đồ nguyên lý và kết cấu gầu ngoạm 7 tấn

2.1.2 Nguyên lý làm việc của gầu ngoạm

Đóng điện cho động cơ, phanh điện thủy lực mở ra, động cơ quay truyền chuyển động sang hộp giảm tốc, chuyển động từ hộp giảm tốc truyền sang tang cuốn cáp nhờ khớp nổi tang cuốn cáp quay kéo theo dây cáp chuyển động Khi dây cáp trùng xuống ròng rọc di động sẽ chuyển động đi xuống do tự trọng, khi đó cam nối giữa hai thân gầu trái và phải đẩy hai thân gầu ra và gầu sẽ được mở rộng Khi kéo căng cáp thì ròng rọc di động sẽ chuyển động đi lên kéo theo hai thân gầu đóng và gầu được đóng vào

2.1.3 So dé dong hoc gau ngoam

Hình 2-2 Sơ đồ động học gầu ngoạm

Dai hoe mé dia chat Dé da tét nghiép 2.1.4 Kết cấu gâu ngoạm và tính toán

a Kết cấu gầu ngoạm

Gầu ngoạm được treo trên 4 dây cáp, 4 dây cáp được cuốn vào hai tang

(mỗi tang cuốn 2 dây) hai tang được đặt trong xe lần bởi vậy gầu ngoạm sẽ được

di chuyển cùng xe hàng Cấu tạo gầu ngoạm gồm thân gầu trái và phải, thanh ding trái và phải, palăng dẫn động, trong palãng gồm hệ thống ròng rọc di động

và ròng rọc cố định, ròng rọc di động sẽ chuyển động lên (xuống) theo cáp

b Tính toán gầu ngoạm

Lực kéo xà ngang bên dưới lên (2) là :

Lip CKM - K43

“Đại học nó địa chất “Đã án tốt nghiệp

Hình 2-3 Sơ đồ tính gân ngoạm TỊp = tị, rỊ; = 0,96 0,96 = 0,92

Š là lực căng của dây trên một nhánh cáp

s- 2

2M, Trong đó :

Q - trọng lượng toàn bộ Q = Q„ + Q,

¡, - là bội suất palăng i = 2

1 - hiéu suất bộ truyền

Dai hoe mé dia chat

Nya = Su ig My = 44,2 2 0,92 = 81,33 KN = 81330 N

- Luc P tac dụng lên thanh đằng nối giữa xà ngang trên (1) với mềm ngoam

p= N,+G, Q)

2cosy Trong đó :

Dai hee mé dia chat Dé dn tét nghiép

V - lực cản xúc mồm gầu vào đống vật liệu

Dai hoe mé dia chat Dé ứn tốt nghiệp

Dai hee mé dia chat Dé da tét nghiép

Hình 2-4 Sơ đồ kích thước gẫu ngoạm khi đóng

Dai hoe mé dia chat Dé ứn tốt nghiệp

11= Ny Ty Ne = 0,99 0,96 0,92 = 0,87

Siv 38200.0,58 455 kw 1000.1 1000.0487

2.2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc và tính toán cơ cấu nâng cổng trục 7 tấn,

Lip CKM - K43

Dai hoe mé dia chat (Đã ún tốt nghiệp

Cơ cấu nâng được lắp trên xe hàng, xe hàng được di chuyển dọc trên 2 đâm chủ của cổng trục

- _ Gầu ngoạm ( kiểu 4 dây tự hành)

+ Nguyên lý làm việc của cơ cấu nâng

Đóng điện cho cơ cấu nâng hạ hoạt động, phanh điện thủy lực mở ra động

cơ quay, chuyển động được truyền từ động cơ vào hộp giảm tốc thông qua bộ khớp nối, chuyển động từ hộp giảm tốc sang tang cuốn cáp nhờ bộ khớp nối trục đàn hồi, tang cuốn cáp quay kéo theo cáp chuyển động lên (xuống) gầu sẽ được nâng (hạ) tày người điều khiển,

Lip CKM - K43

Dai kee mé dia chat Dé án tốt nghiệp 2.2.1 Sơ đồ động học cơ cấu nâng cổng trục 7 tấn

hai sợi cấp, như vậy sẽ có 4 sợi dây cáp hoạt động độc lập từng dôi một

Cổng trục 7 tấn được thiết kế làm việc ở bến cảng, có khẩu độ L = 40(m), tốc độ nâng v„ = 35 (m/ph), sức nâng 7 tấn, chiéu cao nang 12,5 (m), CD = 40% Điều kiện môi trường làm việc :

- Gió: - Tốc độ gió tối đa khi làm việc 16 m/s

- Tốc độ gió tính toán khi có gió bão 40 m/s

Lip CKM - K43

Dai hoe mé dia chat Dé da tét nghiép

- D6 dm tuong doi : 100%

- nhiét độ ngoài trời 0° + 45°C

2.2.2.1 Bội suất palăng cơ cấu nâng Chế độ làm việc cơ cấu nâng

4 Bội suất palăng cơ cấu nắng

Bội suất palăng là thông số đặc trưng của palăng Bội suất palãng bằng tỷ số nhánh treo vật nâng trên số nhánh cáp cuốn vào tang

b chế độ làm việc cơ cấu nâng

Chế độ làm việc là đặc tính quan trọng của cổng trục nó được phản ánh trong từng bước tính toán thiết kế các cơ cấu cũng như kết cấu kim loại, cổng trục được thiết kế chế tạo và sử dụng đúng chế độ làm việc sẽ đảm bảo an toàn

và hiệu quả kinh tế

Trong máy nâng thường chọn chế độ làm việc của cơ cấu nâng đặc trưng

cho chế độ làm việc của máy nâng Chế độ làm việc của các cơ cấu khác được lựa chọn theo chế độ làm việc của cơ cấu nâng

Chế độ làm việc của cơ cấu nâng được đặc trưng bằng các chỉ tiêu sau :

+ Cường độ làm việc

t

CD % = 7 100

t— Thời gian khởi động và chạy máy trong một chu kỳ ph

T - Tổng thời gian trong một chu kỳ làm việc của máy, bao gồm : Thời gian khởi động và chạy máy, thời gian chất tải, thời gian dỡ tải ph

CD = 40 %

+ Hệ số sử dụng máy trong một ngày

số giờ là việc trong một ngày _ 16

Dai hoe mé dia chat Dé da tét nghiép

_ số ngày làm việc của một năm _ 263 _ 075

+ Hệ số sử dụng theo tải trọng

+ Số lần mở máy trong một giờ chế độ làm việc 240 lần/giờ

Theo bảng “Các định mức chế độ làm việc” Chế độ làm việc của máy nâng

ở chế độ nặng

2.2.2.2 Tính toán chọn cáp

Dây cáp là một loại dây dẻo thông dụng trong công nghiệp nặng, có nhiều loại khác nhau để dùng trong nhiều hoàn cảnh khác nhau và tương ứng với nhiều chế độ tải trọng khác nhau

Chọn cáp thép được bện từ các sợi kim loại đã được chuốt sắn Các sợi kim loại này sau khí chuốt đã được lăn ép bề mặt để đạt giới hạn bền từ 1400 + 2000 N/mm’, tang géip 2 + 3 lần độ bền của các sợi thép bình thường cùng loại vật

liệu

a Chon cap

Với sức nâng 7 tấn, chế độ làm việc chọn loại cáp bên kép theo hướng bện

thuận với các đặc điểm :

- Về cấu tạo cáp bên kép

Đầu tiên các sợi cáp bện thành các dảnh xung quanh sợi trung tâm, sau đó các đảnh bện thành cáp xung quanh lõi giữa Lõi giữa của các dùng lõi đay vì lõi đay mềm và giữ được đầu bôi trơn tốt

~ Về hướng bện cáp

Cáp bên thuận hướng các sợi thép bên thành dảnh cùng hướng với các dánh

bện thành cáp Cáp hện thuận có ưu điểm hơn so với cáp bện chéo là mềm hon

bởi vạy khi uốn qua các ròng rọc và tang có đường kính nhỏ dễ dàng hơn, ít bị mòn hơn tuy nhiên nó có nhược điểm không thể treo vật nâng trên một đầu cáp

vì khi vật nâng nhấc lên khỏi mặt đất có thể bị quay do đó cáp bung ra theo

Lip CKM - K43

Dai hee mé dia chat Dé da tét nghiép hướng bện, điều đó không an toàn Trường hợp vật nâng được treo trên một đầu cáp dùng cáp bện chéo sẽ hiệu quả và an toàn hơn

Vì gầu ngoạm được treo trên 4 đầu sợi cáp nên chọn loại cáp bện thuận sẽ

thuận tiện và hiệu quả hơn cáp bện chéo và không có khả năng tự quay khi nhấc gầu khỏi mặt đất

Diab Loi ab thi lon

kéo, nén, uốn, xoắn, nghĩa là chúng chịu một trạng thái căng rất phức tap

Tính toán lựa chọn dây cáp có thể đùng công thức về hệ số dự trữ độ bền theo quan hệ lực kéo đứt cáp trên lực căng tối đa

Dai hoe mé dia chat Dé dn tét nghiệp

Lựa chọn loại cáp bện đôi kiểu 1KO - 6 x19 (1 +6) = 114 Với các thông

- Khối lượng 1000 m cáp đã bôi trơn q.„„ = 1635 (kg)

~ Diện tích tính toán của mặt cắt tất cả các sợi F = 167,03

- Đường kính cáp d, = 21 mm

- Độ bền giới hạn của thép ø, = 1800 N/mm?

2.2.2.3 Tính toán tang cuốn cáp

Tang trong cơ cấu nâng dùng để biến đổi chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến dé nang hay ha vật nang

Chiều cao nâng hàng 12,5 m tương đối lớn chọn tang trụ kép có cất rãnh để cuốn một lớp cáp Nhờ có cất rãnh mà tăng được mặt tiếp xúc giữa cáp và tang,

đo đó giảm được áp suất giữa cáp và tang Tang có rãnh đảm bảo cho đây cáp tuần tự lần lượt cuốn theo rãnh, không bị chồng chéo lên nhau, không bị kẹt cáp trong quá trình làm việc và nhờ có khoảng hở giữa các vòng cáp nên không có sự chà xát giữa các vòng khi cuốn và khi nhã Cáp dùng được lâu hơn và bền hơn Rãnh cáp được chọn theo quy chuẩn thường R = 0,6 d,

Dai kee mé dia chat Dé án tốt nghiệp

Đường kính tang phải đắm bảo tỷ lệ thích ứng với đướng kính cáp cuốn trên nó,

để tránh khỏi bị uốn nhiều tăng độ bền lâu cho cáp

Đướng kính tang tối thiểu phải tính như sau :

D=d (6230) mm

đ, - Đường kính cáp

D,=21.22=462 mm

Chọn đường kính tang D, = 465 mm

b Kích thước hình học của tang

Chiều đài toàn bộ tang

L=2L,+2L,+2L,+L, mm

Trong dé :

L,— Chiéu dai phan tang để cuốn cáp làm việc mm

L¡ — Chiều dài phần tang để cập đầu cáp mm

L¿- Chiều rộng của thành tang mm

Lj- Chiểu dài đoạn giữa không cắt rãnh của tang trụ kép mm

Chiều đài một nhánh cáp cuốn lên phần tang

"Trong đó :

Lip CKM - R13

“Đại học nó địa chất Dé án tốt nghiệp

i, b6i suat palang i, = 2

H- Chiều cao nang H=12,5m

1=2.12,5=25m

Số vòng cáp cuốn vào tang ở một nhánh cáp

n(D, +4.) Trong đó :

1 - Chiểu dài một nhánh cáp cuốn lên tang Ì = 25 m

Dai hoe mé dia chat Dé da tét nghiép Trong dé :

L, — Khoảng cách giữa hai ròng roc cia 6 treo L, = 300 mm

h„„„ - Khoảng cách an toàn ngắn nhất giữa trục tang và vị trí đi lên cao nhất của ổ treo h„„ = 800 mm

ơ - Góc nghiêng cho phép dây cáp từ ròng rọc ở vị trí cao nhất khí cuốn lên tang có rãnh tg œ = 0,07

Chiêu dầy thành tang

Chiêu dầy thành tang được xác định xuất phát từ điểu kiện bên Khi làm việc thành tang chịu các ứng suất nén, uốn và xoắn trong đó chủ yếu là ứng suất nén

'Thông thường người ta chọn bề dầy thành tang theo công thức kinh nghiệm sau đó kiểm tra lại theo nén

6=0,02.D,+ (+10) mm

6 = 0,02 465+6= 15,3 mm

6 = 0,02 465 + 10 = 19,3 mm

kiểm tra nghiệm bền thành tang theo ứng suất nén

Tang được chế tạo bằng thép C1; có [ø,] = 180 N/mm’, hé sé dự trữ độ bền n=6

Ø,— kos s[o,]

bt Trong đó :

k - Hệ số phụ thuộc vào số lớp cáp trên, tang cuốn I lớp k= l

@ - Hệ số giảm ứng suất phụ thuộc vào loại vật liệu

Lip CKM - K43

Dai hoe mé dia chat Dé án tốt nghiệp đối với thép @ = 1

2.2.2.4 Tính toán và lựa chọn động cơ điện cho cơ cấu nâng

Mô men trên tang

Dai hoe mé dia chat

= Mu

9550 Trong đó :

My - Mô men trên động cơ Nm

nạ¿— Số vòng quay của động cơ v/ph

Dai hoe mé dia chat (Đã ún tốt nghiệp Công suất động cơ N = 22,3 + 25,8 KW

Căn cứ vào bảng chọn động cơ kiểu MTKE 412 - 6, CÐ = 40%

Công suất động cơ N = 30 KW

2.2.2.5 Kiểm tra mô men phanh cơ cấu nâng

Mô men phanh cơ cấu nâng dùng để treo vật nâng khi dừng và điều chỉnh tốc độ rơi vật nâng khi hạ tải, Phanh trang bị trên cơ cấu nâng gồm : Phanh dừng (phanh an toàn), phanh thả (phanh diều chỉnh tốc dộ) Phanh được trang bị trên trục động cơ nên có mô men phanh nhỏ, kết cấu cụm phanh nhỏ gọn

Tính toán mô men phanh cơ cấu nâng

M,=M,+M,=M,+M,+M?

MÌ— Mô men tĩnh do trọng lượng vật nâng gây ra (mô men tĩnh xấy ra suốt

cả thời gian hạ vật nâng với tốc độ không đổi)

Mẹ - Mô men động lực học do động năng của vật nâng và các chỉ tiết quay sinh ra (mô men động lực học Mạ chỉ xẩy ra trong thời gian phanh)

iạ — Tỷ số của bộ truyền động

Tị - Hiệu suất bộ truyền

Lip CKM - K43

“Đại học nó địa chất Dé án tốt nghiệp

Dai hoe mé dia chat Dé du tét nghiệp

Dai hoe mé dia chat Dé tn tét nghiệp

Đường kính bánh phanh 300 mm

Khối lượng phanh 92kg

Khối lượng phanh 92 kg

Lip CKM - K43

Dai hoe mé dia chat (Đã ún tốt nghiệp

Hình 2-9 b, Phanh điện từ kiểu TKT 2.2.2.6 Bộ truyền động

Theo tốc dộ nâng v„ = 35 m/ph, tốc độ vòng quay n =935 v/ph

Chọn hộp giảm tốc 2 cấp PM — 350 với các đặc tính kỹ thuật

Hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp

Tỷ số truyền iạ = 40,17

Kiểu lắp : Trục ra và trục vào quay về một phía

Phương án thực hiện hộp giảm tốc

Hình 2-10 Sơ đồ hộp giảm tốc T- Trục có số vòng quay thấp (trục ra của hộp giảm tốc)

C- Trục có số vòng quay cao (trục vào của hộp giảm tốc)

Lip CKM - K43

Dai kee mé dia chat Dé án tốt nghiệp Hộp giảm tốc này có tỷ số truyền 39 so với tỷ số truyền dự kiến iạ= 40,17 sẽ có Sai số

_ (4017-39)

39

Sai số này nằm trong giới hạn sai số cho phép điều kiện kỹ thuật

2.2.2.7 Kiểm tra mô men khởi động của cơ cấu nàng

Động cơ điện cơ cấu nâng được chọn theo công suất khi chuyển động ổn

định với tốc độ nâng không đổi v„ = 35 m/ph Trong thời kỳ khởi động máy

ngoài việc nâng vật, động cơ còn phải tiêu hao năng lượng để tạo gia tốc cho vật nâng và các chỉ tiết trong cơ cấu vì trước đó chúng ở trạng thái fĩnh Như vậy

trong thời kỳ mở máy động cơ điện phải tạo ra mô men

M,,=M,+M, =M,+M,+M’,

M,- Mô men tĩnh dùng để khắc phục trọng lượng vật nang

Mẹ - Mô men động để tạo gia tốc cho vật nâng trong thời gian khởi động

M ;- Mô men động để tạo gia tốc cho các chỉ tiết quay của cơ cấu nâng tải

Mô men fĩnh do hoán vị mô men tang về trục động cơ M,

Ny — Hiệu suất bộ truyền dộng

rị - Hiệu suất chung của cơ cấn nâng

Dai hoe mé dia chat Dé án tốt nghiệp