Máy nâng, máy chuyển bài giảng dành cho sinh viên Đại học và cao đẳng

Máy nâng, máy chuyển bài giảng dành cho sinh viên Đại học và cao đẳng là bộ tài liệu hay và rất hữu ích cho các bạn sinh viên và quý bạn đọc quan tâm. Đây là tài liệu hay trong Bộ tài liệu sưu tập gồm nhiều Bài tập THCS, THPT, luyện thi THPT Quốc gia, Giáo án, Luận văn, Khoá luận, Tiểu luận…và nhiều Giáo trình Đại học, cao đẳng của nhiều lĩnh vực: Toán, Lý, Hoá, Sinh…. Đây là nguồn tài liệu quý giá đầy đủ và rất cần thiết đối với các bạn sinh viên, học sinh, quý phụ huynh, quý đồng nghiệp và các giáo sinh tham khảo học tập. Xuất phát từ quá trình tìm tòi, trao đổi tài liệu, chúng tôi nhận thấy rằng để có được tài liệu mình cần và đủ là một điều không dễ, tốn nhiều thời gian, vì vậy, với mong muốn giúp bạn, giúp mình tôi tổng hợp và chuyển tải lên để quý vị tham khảo. Qua đây cũng gởi lời cảm ơn đến tác giả các bài viết liên quan đã tạo điều kiện cho chúng tôi có bộ sưu tập này. Trên tinh thần tôn trọng tác giả, chúng tôi vẫn giữ nguyên bản gốc. Trân trọng. ĐỊA CHỈ DANH MỤC TẠI LIỆU CẦN THAM KHẢO http:123doc.vntrangcanhan348169nguyenductrung.htm hoặc Đường dẫn: google > 123doc > Nguyễn Đức Trung > Tất cả (chọn mục Thành viên)

Trang 1

KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ

Trang 2

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

CHƯƠNG 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ MÁY NÂNG CHUYỂN 1

1.1 Các định nghĩa 1

1.2 Các thông số của máy trục 2

1.3 Chế độ làm việc của máy trục 2

Câu hỏi ôn tập chương 1 6

CHƯƠNG 2 CÁC CHI TIẾT VÀ BỘ PHẬN TRONG MÁY NÂNG 7

2.1 Các thép và các thiết bị cố định đầu cáp 7

2.2 Ròng rọc 12

2.3 Pa lăng cáp 15

2.4 Tang quấn cáp 17

2.5 Thiết bị mang tải 21

CHƯƠNG 3 THIẾT BỊ DỪNG VÀ PHANH HÃM 30

3.1 Giới thiệu chung 30

3.2 Thiết bị dừng bánh cóc 31

3.3 Thiết bị phanh 33

3.4 Phanh có áp trục dọc trục 40

CHƯƠNG 4 CÁC CƠ CẤU CỦA MÁY NÂNG CHUYỂN 44

4.1 Cơ cấu nâng 44

4.2 Cơ cấu di chuyển 50

4.3 Cơ cấu thay đổi tầm với 60

4.4 Cơ cấu quay 62

CHƯƠNG 5 MỘT SỐ THIẾT BỊ NÂNG THÔNG DỤNG 68

5.1 Các thiết bị nâng đơn giản 68

5.2 Cầu trục lăn 71

5.3 Cổng trục 73

Trang 3

CHƯƠNG 6 MÁY VẬN CHUYỂN LIÊN TỤC 75

6.1 Đại cương 75

6.2 Băng tải 76

6.3 Xích tải 86

6.4 Vít tải 91

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Trang 4

Khoa học phát triển và phát triển liên tục không ngừng, làm cho công cụ lao động dưới sự sáng tạo của con người ngày càng tinh gọn, hiện đại và hiệu quả, mang lại năng suất cao

Chính vì lẽ đó mà học phần Máy nâng chuyển (MNC) tính toán, nghiên cứu

nâng, hạ, di chuyển các vật nặng, hay dây chuyền sản xuất để giải phóng sức lao động của con người

Học phần trang bị kiến thức cơ bản về quá trình nâng, hạ vật, kết cấu cơ bản của máy nâng, vận chuyển Những kiến thức cơ bản của các máy cần trục dùng trong xây dựng công trình, cầu cảng và trong sản xuất công – nông nghiệp

Rèn luyện kỹ năng tính toán, thiết kế cho sinh viên đối với các chi tiết cơ cấu điển hình dùng trong máy nâng chuyển

Nội dung học phần được viết dựa vào đề cương chi tiết của khoa đã được phê duyệt Học phần gồm 6 chương nêu lên các nội dung cơ bản giới thiệu tổng quan về máy nâng chuyển và các thông số cơ bản của chúng cũng như các chế độ làm việc của máy trục Cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản về các bộ phận trong máy nâng: cáp thép, ròng rọc, palăng cáp, tang, các bộ phận trong máy nâng….và các thiết

bị dừng và phanh: thiết bị dùng bánh cóc, các loại phanh đai, phanh điện từ…

Nội dung học phần MNC được trình bày một số thiết bị nâng thông dụng: các loại kích, cầu trục, cổng trục…và một số máy vận chuyển liên tục

Quá trình biên soạn không tránh những thiếu sót, mong nhận được sự góp ý của bạn đọc và đồng nghiệp xin trân trọng cám ơn!

Mọi góp ý xin gởi về:

Nguyễn Vĩnh Phối - Khoa kỹ thuật công nghệ - Trường ĐH Phạm Văn Đồng -

Trang 5

Máy nâng chuyển Trang 1

Mục tiêu : Trang bị những kiến thức cơ bản về máy nâng chuyển, thông số làm việc của máy trục

1.1 CÁC ĐỊNH NGHĨA

Máy nâng chuyển là thiết bị cơ khí, giúp cho quá trình nâng chuyển các vật nặng một cách dễ dàng và hiệu quả, nhằm nâng cao năng suất lao động, giảm bớt sức lao động của con người

Máy nâng (còn gọi là máy trục): Đây là loại thiết bị mà quá trình làm việc lặp lại

có chu kỳ Một chu kỳ công tác bao gồm thời gian có tải và thời gian chạy không

Với máy nâng người ta còn phân biệt:

- Máy nâng đơn giản: Chỉ có một chuyển động công tác là nâng và hạ vật Ví dụ các loại kích, tời, palăng xích, vận thăng xây dựng

- Máy trục dạng cầu: Cầu trục, cổng trục ở các loại thiết bị này, ngoài chuyển động nâng hạ vật, còn có các chuyển động tịnh tiến ngang và dọc để di chuyển vật nâng đến vị trí yêu cầu

- Cần trục các loại: Quá trình di chuyển vật nâng được thực hiện nhờ cơ cấu quay cần hoặc thay đổi khẩu độ của cần

Máy vận chuyển liên tục: ở loại thiết bị này, vật liệu được vận chuyển theo từng dòng liên tục

Máy vận chuyển liên tục dùng để vận chuyển vật liệu rời vụn hoặc các vật liệu rời vụn đã được đóng gói… Máy vận chuyển liên tục thực hiện ở công đoạn trung gian nhằm chuyển tải các sản phẩm theo một quy trình công nghệ sản xuất nhất định đã được chọn trước Máy có thể làm việc riêng lẻ, độc lập ở một công đoạn như chuyển cát sỏi cho máy trộn, chuyển than khai thác trong hầm lò… Máy vận chuyển liên tục đóng vai trò chủ đạo

cơ giới hoá và tự động hoá trong các dây chuyền sản xuất hàng loạt như sản xuất xe máy, chế tạo cơ khí, nhà máy thực phẩm, đồ hộp đông lạnh, bao gói…

Từ những đặc điểm của quá trình vận chuyển ta có các loại máy vận chuyển liên tục như:

+ Băng tải cao su: băng chuyền lắc, băng chuyền rung, băng con lăn …

+ Băng bản, vận chuyển thuỷ lực, cáp treo…

+ Máng cào, vận chuyển khí nén, xích treo không gian…

Trang 6

+ Vít tải, guồng tải, băng gàu…

1.2 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY TRỤC

1.2.1 Trọng tải (sức nâng)

Là trọng lượng lớn nhất mà máy có thể nâng được theo tính toán thiết kế Trọng tải

có thể phải kể đến trọng lượng của bộ phận mang vật

Trọng tải kí hiệu [Q], đơn vị đo Tấn, KG hoặc N Đại lượng này thường được tiêu chuẩn hóa

1.2.2 Các thông số động học của các bộ phận công tác

Tốc độ nâng vật V n , tốc độ di chuyển V dc , tốc độ quay của cần trục (n)…

1.2.3 Các thông số hình học

Tùy thuộc vào loại thiết bị ta có các thông số hình học: Độ cao nâng, khẩu độ đối với máy trục dạng cầu, tầm với, độ dài, độ cao, độ sâu, vận tốc

1.3 CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MÁY TRỤC

Có thể xem chế độ làm việc (CĐLV) của máy trục như là một thông số tổng hợp căn cứ trên cơ sở phối hợp các tiêu chí về mức độ sử dụng máy theo tải và theo thời gian

Trên cơ sở tiêu chuẩn ISO, ở VN đã có tiêu chuẩn TCVN 5862 – 1995 qui định 8 nhóm chế độ làm việc cho máy trục được kí hiệu từ A1 → A8 Đối với các cơ cấu trong máy nâng tiêu chuẩn qui định 8 nhóm chế độ làm việc được kí hiệu M1 → M8

Các nhóm CĐLV đối với máy trục được xác định trên cơ sở phối hợp 10 cấp sử dụng máy theo thời gian, kí hiệu từ U0 → U9, và 4 cấp sử dụng máy theo tải được kí hiệu

Q3 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 - - Q4 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 - -

Trang 7

Tương tự CĐLV đối với cơ cấu trong máy nâng cũng được xác định trên cơ sở phối hợp 10 cấp sử dụng máy theo thời gian, kí hiệu T0 → T9 và 4 cấp sử dụng máy theo tải được kí hiệu từ L1 → L4

Bảng 1.2 Nhóm chế độ làm việc của máy nâng

Sử dụng căng U8 Trên 2.106 đến 4.106

i p

P

P C

C k

1

3

max, (1-1)

Trong đó:

C i : Số chu kỳ vận hành ứng với các mức tải khác nhau

C T = ∑C i: Tổng chu kỳ vận hành với các mức tải khác nhau

P i: Mức tải ứng với chu kỳ Ci

P max: Mức tải lớn nhất được phép vận hành

Trang 8

Bảng 1.3 Cấp tải và hệ số phổ tải

Hệ số phổ tải danh nghĩa kp

i m

P

P t

t k

1

3

max, (1-2)

Trong đó:

t i: Thời gian trung bình (giờ) sử dụng cơ cấu ứng với các mức tải khác nhau

t T = ∑t i: Tổng thời gian vận hành với các mức tải khác nhau

P i: Mức tải ứng với thời gian sử dụng ti

P max: Mức tải lớn nhất được phép vận hành

Để xác định các hệ số phổ tải, cần thiết phải xây dựng các sơ đồ gia tải Các sơ đồ gia tải được xây dựng trên cơ sở thực tế hoặc kinh nghiệm tham khảo

Hình 1.1 Sơ đồgia tải CĐLV nhẹ và nặng

Trang 9

Ngoài tiêu chuẩn để phân CĐLV của máy trục như đã trình bày, hiện nay phân theo bốn nhóm: Nhẹ, trung bình (TB), nặng và rất nặng dựa trên các tiêu chí sau:

1 Hệ số sử dụng cơ cấu theo tải trọng

Với T0: Thời gian làm việc của động cơ trong một chu kỳ hoạt động của cơ cấu

t m: Thời gian một lần mở máy

t lv: Thời gian chuyển động với vận tốc ổn định

T: thời gian một chu kỳ làm việc của cơ cấu

T = T 0 + Σt ph + Σt d

Σt ph: Tổng thời gian phanh

Σt d : Tổng thời gian dừng máy

3 Hệ số sử dụng cơ cấu trong ngày

k ng = số giờ làm việc trong ngày/24

4 Hệ số sử dụng cơ cấu trong năm

k n = số ngày làm việc trong năm/ 365

5 Số chu kỳ làm việc trong một giờ

6 Số lần mở máy trong một chu kỳ

7 Nhiệt độ môi trường xung quanh

1.4 TẢI TRỌNG VÀ CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN

1.4.1 Các loại tải tác dụng lên máy

Trong quá trình làm việc, máy trục có thể chịu các tải trọng sau:

- Trọng tải

- Tải trọng do trọng lượng bản thân máy

- Tải trọng gió

Trang 10

- Tải trọng động

Trong bài toán động lực học có thể xem cơ cấu quy dẫn thành một hay nhiều khối lượng Trường hợp đơn giản nhất là quy dẫn cơ cấu về sơ đồ một khối lượng và liên kết giứa các khối lượng là tuyệt đối cứng

1.4.2 Các trường hợp tải trọng tính toán

Trường hợp 1: Tải trọng bình thường trong điều kiện làm việc bình thường

Trong trường hợp này phải kể đến trọng tải và tải trọng bản thân máy, tải trọng gió trong điều kiện thời tiết bình thường, tải trọng động bình thường Các chi tiết máy trong trường hợp này được thiết kế hoăc tính kiểm nghiệm theo sức bền mõi Động cơ được chọn theo công suất tĩnh và được kiểm nghiệm theo điều kiện phát nhiệt

Trường hợp 2: Tải trọng lớn nhất trong điều kiện làm việc

Trong trường hợp này các tải trọng phải kể đến trọng tải, tải trọng bản thân máy, tải trọng gió trong điều kiện thời tiết bình thường, tải trọng động xuất hiện lớn nhất do phanh đột ngột Các chi tiết máy trong trường hợp này được thiết kế hoặc tính kiểm nghiệm theo sức bền tĩnh

Trường hợp 3: Tải trọng lớn nhất trong điều kiện không làm việc

Trong trường hợp này các tải trọng phải kể đến là trọng lượng bản thân máy, tải trọng gió trong điều kiện bất bình thường các chi tiết máy trong trường hợp này được thiết kế hoặc tính kiểm nghiệm theo độ ổn định

- - CÂU HỎI

1 Vẽ sơ đồ gia tải và giải thích với chế độ làm việc nhẹ và nặng?

2 Ứng dụng máy nâng chuyển trong lĩnh vực công nghiệp như thế nào?

Trang 11

Chương 2 CÁC CHI TIẾT VÀ BỘ PHẬN TRONG MÁY NÂNG

Mục tiêu: Chương này nêu lên các khái niệm, cách phân tích lực và tính toán các

thông số của các bộ phận trong máy nâng

có thể khác nhau

2.1.1.2 Phân loại:

Theo cấu tạo:

- Cáp bện đơn: được bện trực tiếp từ các sợi thép Có lõi thép ở giữa và được các dây thép bện theo đồng tâm

- Cáp bện kép (đôi): gồm các dánh là các cáp bện đơn và các dánh được bện quanh một lõi (thép, đay, amian)

- Cáp bện ba: gồm các cáp bện kép, được coi là đánh, bện quanh một lõi một lần nữa Do có nhiều lõi nên cáp bện ba mềm hơn cáp bện kép song chế tạo phức tạp, giá thành cao và các sợi thép trong cáp quá bé dễ bị đứt do mòn

Hình 2.1 Tiết diện cáp

a Cáp bện đơn; b Cáp bện đôi

Trang 12

Theo đặc điểm về tiếp xúc:

Nếu các sợi thép trong cáp tiếp xúc nhau theo điểm, ta có cáp tiếp xúc điểm

Tương tự, ta có cáp tiếp xúc đường

Theo chiều bện:

- Cáp bện trái

- Cáp bện phải

Theo chiều bện các sợi thép và các tao tạo thành cáp:

- Cáp bện xuôi: Chiều bện các sợi thép tạo thành tao và từ tao tạo thành cáp là cùng chiều

- Cáp bện chéo: Chiều bện các sợi thép tạo thành tao và từ tao tạo thành cáp là ngược chiều

- Cáp bện hỗn hợp: Chiều bện hai tao kế nhau thì ngược nhau

- Cáp bện xuôi có số sợi thép nhiều hơn nên diện tích mặt cắt ngang được điền đầy cao Vì vậy khi tiếp xúc với ròng rọc sẽ ít mòn hơn

Dùng cáp bện xuôi để treo vật: nếu vật quay theo chiều ngược lại sẽ làm cáp bị bung ra Để khắc phục nhược điểm này là dùng cáp bện chéo, hỗn hợp

Người ta còn phân biệt cáp bện xuôi khi chiều bện của các lớp sợi và tao cáp là như nhau, cáp bện chéo khi chiều bện của các thành phần nầy là ngược nhau So với cáp bện chéo cáp bện xuôi mềm và do vậy có tuổi thọ cao hơn Tuy nhiên cáp dễ bị bung ra khi một đầu cáp tự do

Trong một số trường hợp người ta dùng cáp chống xoay có kết cấu bện hỗn hợp

Hình 2.2 Phân theo chiều bện

a Cáp bện xuôi; b Cáp bện chéo; c Cáp bện hỗn hợp

Trang 13

2.1.1.3 Tính chọn cáp:

Trong quá trình làm việc, các sợi thép trong cáp chịu lực phức tạp như: uốn, nén, xoắn, dập… trong đó kéo là chủ yếu Để tính chọn cáp người ta sử dụng công thức kinh nghiệm sau:

S max n≤ [S đ ], (2-1) Trong đó:

S max: Lực căng lớn nhất, đợn vị Neuton

n: Hệ số an toàn [S đ ]: Lực kéo đứt cho phép, thường được xác định bằng thực nghiệm

Trong thực tế quá trình phá hỏng cáp không xảy ra đột ngột Các sợi thép trong quá trình chịu lực sẽ bị đứt dần vì mõi, cho đến khi số sợi thép bị đứt tính trên một bước bện cáp quá nhiều sẽ dẫn đến đứt cáp

Tuổi thọ của dây cáp được quy định trên cơ sở số sợi thép bị đứt tính trên một bước bên cáp

Bảng 2.1 Hệ số an toàn của cáp thép

Cáp tải trong các thiết bị dẫn động bằng tay 4

Trang 14

Để hạn chế phá hỏng các sợi thép do mõi, người ta định tỷ số đường kính cáp và đường kính ròng rọc (tang):

e d

D

c

o  , (2-2)

Bảng 2.2 Hệ số e dùng cho các loại cơ cấu nâng vật, nâng cần và palăng điện

Trang 15

- Phương pháp dùng bu lông kẹp

- Phương pháp dùng ống côn

- Phương pháp dùng khóa chêm

Để tránh sự tiếp xúc giữa dây cáp và chốt người ta thường dùng vòng lót cáp

- Trường hợp dùng bu lông, tính lực siết theo công thức:

c

S n P

.2

 , [N] (2-3) Trong đó:

c: Hệ số cản chuyển động (c = 0,35 ÷ 0,4)

n: Hệ số an toàn kép cáp (n = 1,25 ÷ 1,5)

S: Lực căn dây

Hình 2.3 Các phương pháp cố định đầu cáp

a Tết cáp; b, c Dùng bu lông kẹp; e Dùng ống côn; f Dùng chêm

Kiểm tra bền cho bu lông:

3 , 1

2 1

d Z

Trang 16

Để cố định cáp trên tang, có thể dùng các phương pháp như:

- Tấm đệm đặt trong lòng tang kết hợp với bu lông

- Chêm đặt trong lòng tang

- Tấm kẹp kết hợp với bu lông giữ cáp trên bề mặt tang

Tính toán cho trường hợp dùng tấm kẹp giữ cáp trên bề mặt tang bằng bu lông

Để giảm tải cho bu lông kẹp cáp trên tang thường xuyên phải tồn tại ít nhất 1,5 vòng cáp Do đó lực căng cáp tạo vị trí có giá trị;



f A

e

S S

1 

 , [N] (2-5) Trong đó:

f: Hệ số ma sát giữa cáp với mặt tang

65 , 0

 , [N] (2-6) Trong đó:

n: Hệ số an toàn kẹp cáp n = (1,25 ÷ 1,5)

c: Hệ số cản chuyển động của cáp trong tấm kẹp c = (0,35 ÷ 0,4)

0,65 là giá trị kể đến ảnh hưởng của ma sát giữa cáp với bề mặt tang

Ngoài ra, còn phải kể đến lực gây uốn bu lông với M u = P.f.l Từ đó tính bền kiểm

tra bu lông theo công thức:

 



1 2

1 0 , 1

.

4

3 , 1

d Z

l f P d

Phân biệt puly có đường trục cố định (puly cố định) và puly có đường trục di động

Trang 17

Công dụng: Hướng cáp (puly cố định) hoặc thay đổi lực căng (puly di động)

Rãnh của ròng rọc cần đảm bảo các tiêu chí sau:

- Cáp không bị tuột khỏi rãnh trong quá trình làm việc

tg tg

Trang 18

Hình 2.5 Biểu diễn góc 

Hiệu suất của ròng rọc:

Khi cáp vòng qua ròng rọc thì sẽ có các tổn thất do:

S v là lực căng cáp trên nhánh cuốn vào ròng rọc

S r là lực căng trên nhánh ra khỏi ròng rọc

Hình 2.6 Biểu thị nhánh vào và nhánh ra

Trang 19

Bảng 2.4 Tùy thuộc vào ổ trục là ổ lăn hoặc ổ trượt mà ta có hiệu suất

Loại ổ Điều kiện làm việc Hiệu suất

Ổ trượt

Bôi trơn kém, làm việc ở nhiệt độ cao 0,94

2.3.2 Bội suất palăng cáp

Thông số cơ bản đặc trưng cho palăng cáp là bội suất, kí hiệu là a, được định nghĩa như sau:

Bội suất của palăng cáp là số lần lực căng trong các nhánh dây giảm đi so với trường hợp treo vật trực tiếp

Tùy thuộc vào số nhánh dây cuốn lên tang, ta phân biệt palăng đơn và palăng kép Trong trường hợp chỉ có một nhánh dây chạy lên tang, ta có palăng đơn, trường hợp thư hai ta có palăng kép

Đối với palăng đơn thì bội suất của palăng đúng bằng số nhánh dây treo vật

Palăng kép có thể được xem như 2 palăng đơn ghép lại, mỗi palăng đơn chịu ½ tải Trường hợp vật nặng được treo tĩnh, lực căng trong các nhánh dây là như nhau và bằng Q/a Khi vật nâng dịch chuyển (chuyển hạn theo hướng đi lên) thì lực căng trong các nhánh dây có sự sai số khác Như ở phần hiệu suất của ròng rọc, lực căng ở hai nhánh của ròng rọc có quan hệ:

Trang 20

Hình 2.7 Một số sơ đồ pa lăng cáp thường gặp



Trang 21

a

S S

1

S Q

2.3.4 Hiệu suất của palăng

Gọi ηp là hiệu suất của palăng, theo định nghĩa ta có:

L S

H Q A

A

ra

cóích p

.

max sinh

Q H

a S

H Q

p

.

max max

2.4.1 Công dụng Cuốn cáp để di chuyển vật nâng

2.4.2 Hình dạng Thường có dạng hình trụ Trong một số trường hợp có thể có dạng nón

hoặc đường kính thay đổi Bề mặt tang có thể cắt rãnh hoặc để trơn Với tang trơn có thể cuốn nhiều lớp cáp Với tang cắt rãnh chỉ cuốn một lớp

2.4.3 Vật liệu và phương pháp chế tạo

- Vật liệu: Thường gang xám hoặc bằng thép

- Phương pháp chế tạo: Bằng phương pháp đúc, hoặc hàn từ thép cuốn

Trang 22

-Tang được lắp trên trục bằng ổ lăn Có thể truyền chuyển động quay cho tang từ trục tang hoặc trực tiếp lên tang (qua bánh răng cố định với thành tang hoặc khớp răng đặc biệt)

2.4.4 Các thông số cơ bản

Đường kính, chiều dài, bề dày thành tang

- Đường kính danh nghĩa:

Đối với tang cắt rãnh, đường kính danh nghĩa (D o) được quy ước tính đến tâm cáp

Đối với tang trơn, đường kính danh nghĩa (Do) được quy ước tính đến tâm cáp thứ

nhất

Hình 2.9 Tang trơn

Đường kính tang được chọn theo điều kiện cáp không bị uốn quá nhiều

e d

D

c



0

- Chiều dài phần làm việc:

Khi nâng vật với độ cao nâng H, bội suất palăng a thì độ dài cáp cuốn lên tang là

 Đối với tang trơn: Số lớp cáp thường không lớn hơn 6 Gọi đường kính tính đến tâm

cáp đầu tiên là D1 Giả sử n lớp cáp: mỗi lớp có Z vòng cáp, vậy chiều dài lượng cáp

có thể cuốn được là:

L0 = π.Z(D1 + D2 +…+ Dn) Trong đó:

D1=D + dC

Trang 23

)

(

, ).

3 2 (

2

c

d n D n

D a

H Z

 Đối với tang cắt rãnh: Một cách gần đúng chiều dài một vòng cáp cuốn là: π.Do

Như vậy số vòng cáp để cuốn hết chiều dài L là:

o o

D

a H Z

t Z Z Z

L0  ( 0  dt  k). (2-16) Trong đó:

Zo: quấn chiều dài làm việc của tang, mm

Zdt: số vòng cáp dự trữ, mm;

Zk: số vòng cáp nằm trong tấm kẹp , mm

Trang 24

t: bước rãnh cáp, thường lấy giá trị t = dc + (1 ÷ 2) mm

Hình 2.10 Tang cắt rãnh

- Bề dày thành tang:

+ Tính chọn trên cơ sở đảm bảo sức bền

Trong quá trình làm việc, tang chịu ứng suất nén, uốn, xoắn trong đó ứng suất nén

là lớn nhất, do dây cáp cuốn quanh tang gây ra

Xét trường hợp một vành tang cắt rãnh có bề dày với bước cáp t chịu lực như hình

vẽ:

Hình 2.11 Bề dày thành tang

Xét phân tố vành tang có tiết diện dF Rdt, chịu lực tác dụng dN p.dF

Chiều tất cả các lực tác dụng trên vành tang lên phương y, ta có:

t p R d

R t p dN

S p

.

max

 , [N/m2], (2-18)

Trang 25

Áp dụng công thức Lame khi xem thành tang như ống dày (có áp suất mặt ngoài là

p, áp suất mặt trong bằng không), ta được:

R

R p

R R

R p

.

2

' 2

' 2 2

+ Có thể chọn sơ bộ bề dày thành tang theo công thức kinh nghiệm

Với tang làm bằng gang: d = 0,02D + (6 ÷10) mm

Với tang làm bằng thép: d = 0,01D + 3 mm

- Các phương pháp nối trục tang với trục hộp giảm tốc (hộp số)

Thông thường, tang được truyền mômen xoắn từ trục qua mối ghép then Trong một số trường hợp, mômen xoắn được truyền trực tiếp cho vành răng ghép trên thành tang Trục tang được nối với trục ra của hộp giảm tốc qua các phương thức sau:

+ Bằng khớp nối

+ Bằng vành răng

(a) (b) Hình 2.12 Các phương pháp nối trục tang

a Bằng vành răng b khớp nối

2.5 THIẾT BỊ MANG TẢI

Yêu cầu chung:

Trang 26

- Yêu cầu cao về an toàn, để tránh cáp không tuột khỏi móc cần trang bị khóa miệng móc

2.5.1.1 Móc đơn:

Vật liệu chế tạo: Thép ít Carbon (C20, C25 )

Phương pháp chế tạo: Rèn tự do hoặc rèn khuôn

Hình dạng: Như hình vẽ 2.12

Hình 2.13 Cấu tạo móc đơn và tính bền

Các dạng hỏng của móc đơn:

Đứt cuống móc

Gãy thân móc (tại tiết diện A-A)

Đứt thân móc (tại tiết diện B-B)

y k R F

M R

F

M F

0 0 0

. , [N/m2] (2-21) Trong đó:

F: Diện tích tiết diện mặt cắt,

Mu: Momen uốn tiết diện; M u = - Q R o

Trang 27

R o : Bán kính cong tính đến lớp trung hoà của tiết diện,

y: Tung độ tính từ lớp trung hoà đến điểm xét

k: Hệ số hình dạng hình học của mặt cắt

dF y R

y F k

1

.2

c k F Q

2

2 2

Thường chọn tiết diện móc dạng hình thang để đảm bảo điều kiện sức bền đều cho tiết diện Trong mọi trường hợp ta cần kiểm tra điều kiện 1  

Tương tự, chúng ta có công thức xác định ứng suất pháp tại mặt cắt B-B, với điều

kiện lực gây kéo lệch tâm là Q 2 = Q/2 Ngoài ra còn phải kể thêm ứng suất cắt

F

Q

.2

Hình dạng và sơ đồ tính toán toán móc kép được trình bày trên hình vẽ

Khi tính toán móc kép được tăng lực kéo dây cáp 1/3, bởi vì vật nặng có thể treo không đối xứng Lúc đó, lực tác dụng ở một mỏ của móc như hình 2.13

Q Q

3

2 3

1 1 2



cos

3

P , [N]

Trang 28

Hình 2.14 Sơ đồ cấu tạo móc kép

Lực vuông góc với tiết diện A-A







cos 3

) sin(

2

Thanh ngang trên và dưới được liên kết với nhau bằng các tấm chịu lực Người ta phân biệt cụm treo móc thường và cụm treo móc ngắn Trong trường hợp cụm treo móc ngắn, trục ròng rọc cũng đồng thời là thanh ngang Do đó số puly dẫn cáp phải là số chẵn

Trong quá trình làm việc, thanh ngang chịu uốn với M u lớn nhất tại mặt cắt chính giữa thanh:

 

u

u u

W

M

, (2-24) Trong đó:

Trang 29

W u là momen chống uốn có tính đến phần lỗ xỏ đầu móc

Ngoài ra còn phải kiểm tra ứng suất dập tại tiết diện nối với tấm treo:

 p d

Q



.

2 , (2-25) Trong đó:

Thường dùng để cặp các vật nặng hình khối nhờ ma sát giữa 2 má kẹp với

bề mặt vật nâng Để có thể nâng được thì lực ma sát phải đủ lớn:

2 Q

.2

Q

T 

.2 2 tan.2

2    d 

f

Q k a

Q k c

Q b

0

c

b a f

Trang 30

Hình 2.15 Sơ đồ thiết bị cặp đối xứng

Phương trình trên cho ta quan hệ giữa các giá trị a, b, c, d, α

Để có thể cặp được nhiều vật có kích thước khác nhau, má cặp liên kết với tay đòn bằng khớp quay

Ngoài ra có thể dùng thiết bị kẹp đối xứng vạn năng:

Dùng để vận chuyển các vật phẩm dạng thỏi, dạng khối (như thỏi thép, hòm, thùng…) Thời gian buộc, chằng giảm, do đó tăng được năng suất và có thể mang vật phẩm đang ở nhiệt độ cao

2.5.3.2 Thiết bị cặp không đối xứng:

Để năng các vật thể mỏng như dầm thép, tấm thép… người ta thường dùng thiết bị cặp lệch tâm, có sơ đồ như hình vẽ 2.15

Để thiết bị làm việc được thì lực tổng hợp N & F phải đi qua tâm khớp quay

Muốn vậy:

Tanα ≤ f 1 Trong đó f 1 là hệ số ma sát giữa bánh lệch tâm và vật kẹp

Trang 31

Hình 2.16 Sơ đồ thiết bị cặp không đối xứng

Trang 32

b Thiết lập công thức tính Smax

3 S  S 

3 1 2 2 3

95,0117001

11

4 , 458

1 

5,84295

,0

4,458

,0.4,458

a Vẽ sơ đồ palăng

b Tính lực căng lớn nhất quấn lên tang

c Tính hiệu suất palăng

d Tính vận tốc quấn tang và tốc độ quay của tang

Bài giải:

a Vẽ sơ đồ palăng

Trang 33

b Tính lực căng lớn nhất quấn lên tang

3 S  S 

3 1 2 2 3

4 S  S  S 

4 1 3 2 2 3 4

5 S  S  S  S 

5 1 4 2 3 3 2 4 5

,01

95,0130001

11

1

6 6

1 6

59695

,0

25,566

H Q A

A

ra

cóích p

.

max sinh

3000

D

v n

- -

CÂU HỎI

1 Viết công thức tính chọn cáp và giải thích?

2 Định nghĩa bội suất của Palăng? Vẽ sơ đồ palăng với a = 4?

Trang 34

Chương 3 THIẾT BỊ DỪNG VÀ PHANH HÃM

Mục tiêu: Trình bày nguyên lý hoạt động một số thiết bị phanh và dừng thông

dụng Phân tích và chọn các thiết bị phanh và dừng hợp lý

3.1 GIỚI THIỆU CHUNG

3.1.1 Công dụng

Thiết bị dừng là cơ cấu dùng để giữ vật nâng ở trạng thái treo nhờ vào kết cấu của

nó Thiết bị này chỉ cho phép máy trục hoạt động theo chiều nâng vật

Thường dùng thiết bị dừng bánh cóc, thiết bị dừng con lăn

Thiết bị phanh hãm dùng để dừng hẳn chuyển động sau một thời gian ngắn hoặc hãm điều hòa tốc độ Để thực hiện quá trình phanh, hãm, thiết bị phải được tiêu tốn một năng lượng

3.1.2 Phân loại

Người ta phân biệt các thiết bị phanh hãm trên cơ sở:

- Theo kết cấu: Phanh má, phanh đai, phanh đĩa, phanh nón, phanh ly tâm

- Theo trạng thái hoạt động: Phanh thường đóng, phanh thường mở

- Theo nguyên tắc điều khiển có phanh tự động, phanh điều khiển bằng tay, chân

3.1.3 Yêu cầu

Bảo đảm độ tin cậy cao, an toàn Quy phạm về an toàn lao động, qui định chặt chẽ các tiêu chí về việc sử dụng và loại bỏ phanh

- Phanh phải có momen phanh đủ lớn

- Đóng, mở phanh nhanh, nhạy, độ tin cậy cao

- Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo

- Dễ kiểm tra, điều chỉnh, thay thế

Giá trị momen phanh được chọn theo công thức:

M ph = n np M x (3-1) Trong đó:

M x: Momen xoắn do trọng lượng vật nâng gây ra trên trục đặt phanh

Với trường hợp bố trí trục phanh ở trục động cơ thì M x được xác định theo công thức:

Trang 35

0

2

.

i a

D Q

, [N.m] (3-2) Trong đó:

M    , (3-3) Trong đó:

3.2.1 Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý hoạt động:

3.2.1.1 Sơ đồ cấu tạo: Như hình vẽ 3.1

3.2.1.2 Nguyên lý hoạt động:

Gồm bánh cóc ăn khớp với con cóc Lò xo cóc đảm bảo sự ăn khớp giữa 2 khâu Bánh cóc chỉ được quay một chiều do dạng răng không đối xứng của nó

Trang 36

Vị trí trục lắp con cóc nên bố trí sao cho phương lực vòng lớn nhất từ bánh cóc tác dụng lên con cóc đi qua tâm của trục

Bánh cóc có thể lắp trên bất cứ trục nào của cơ cấu nâng

Tuy vậy để kích thước cơ cấu cóc không lớn thì nên lắp trên trục nhanh Trong trường hợp lắp bánh cóc trên trục tang thì độ an toàn cao, nhưng kích thước của cơ cấu cóc lớn

Để đảm bảo cho con cóc vào ăn khớp với răng bánh cóc dễ dàng thì góc trước của răng phải đảm bảo điều kiện: PSinPCos.tg  tgtg

Hình 3.1 Sơ đồ cấu tạo bánh cóc

Trong đó φ là góc ma sát Với vật liệu thép φ ≈ 200

3.2.2 Tính toán cơ cấu cóc:

Vị trí chịu lực lớn nhất là khi con cóc chớm vào ăn khớp với răng bánh cóc Dưới tác dụng của lực vòng P, răng bánh cóc có nguy cơ:

- Bị dập bề mặt do áp suất

- Bị gãy chân răng do uốn

Theo điều kiện bền dập:

 q b

P

q  , với

Z m

M D

Trang 37

B

 : Hệ số chiều rộng răng bánh cóc(tra bảng)

m: môđun; Z: số răng

D: đường kính ngoài, đường kính vòng chia bánh cóc

Thay vào ta được:

B x B

x

Z q

M m

q Z

m

M b

P q



2

u u

W

   , [N/m2], (3-6)

Z m

M D

M h P

u

.

2 2

6

.a2b

W u  , [m3], (3-8) Với bB.m và a = 1,5 m, h = m , ta được:

 u B

x u

Z m



25 , 2

12

Trang 38

Để phanh làm việc được, không gây nóng quá giới hạn cho phép và lâu mòn, cần phải có điều kiện:

 p F

N p

má



 , (N/mm2), (3-10) Trong đó:

F má = b.S: Diện tích bề mặt làm việc của má phanh

b = φ.D: Bề rộng má phanh, hệ số φ = 0,3 ÷ 0,4

S = ψ.D: Chiều dài má phanh, hệ số ψ = 0,5 ÷ 0,7

[p]: Áp lực riêng cho phép, với pherađô nhận giá trị (2 ÷ 2,2) N/mm2

- Xác định lực đóng phanh K

Từ điều kiện dừng

D

M P f N

F ms   2 f ta có: N.f P

Để xác định lực đóng phanh K, lập phương trình cân bằng của tất cả các lực tác

dụng vào đòn 3 đối với tâm quay O

Hình 3.2 Sơ đồ phanh một má

1 Đĩa phanh; 2 Má phanh; 3 Tay đòn

Khi đĩa phanh quay ngược chiều kim đồng hồ (chiều I), phương trình có dạng:

K

f

a l

P l

c P l

a N



Khi đĩa phanh quay theo chiều kim đồng hồ (chiều II), ta có:

Trang 39

K

f

a l

P l

c P l

a N

Tổng quát: ( c)

f

a l

P

Dấu (-): khi quay chiều I

Dấu (+): khi quay chiều II

Khi mômen phanh thường xuyên đổi chiều (trong trường hợp cơ cấu quay và cơ

cấu di chuyển) cần có KI = K II Muốn vậy cho cánh tay đòn c = 0 bằng cách uốn cong đầu đòn (vị trí chấm chấm trên hình), khi đó mômen ± P.c = 0 Ta có :

f l D

a M f

l

a P K K

.2 

Phanh đóng do lực lò xo phanh 5 Phanh mở nhờ nam châm điện 8, kết hợp với lò

xo phụ 9 Đai ốc phanh 6 có thể điều chỉnh được lực phanh Đai ốc 7 để mở phanh, phục

vụ sửa chữa Cử hành trình 10 hạn chế độ mở của các má phanh

Tính toán lực lò xo:

Để phanh được: M F = M ph

F.D = M ph N.f.D = M ph

N = M ph / f.D

Lực cần thiết để phanh:

L D f

a M L

a N

.

 , [N], (3-11)Lực trên lò xo phanh cần thiết tạo ra phải khắc phục thêm lực trên lò xo phụ và lực

do cần nam châm tác dụng: P lx = K + P phụ + P nc

Trang 40

Lực lớn nhất tác dụng lên lò xo được xác định khi mở phanh Lúc nầy, lò xo bị nén

một đoạn 2.ε.L/a (ε là khe hở giữa má và đĩa phanh)

Ta có: P lxmax = P lx + c.2.ε.L/a

Hình 3.3 Sơ đồ phanh hai má

1 Trục quay; 2 Má phanh; 3 Tay đòn; 4 Xylanh; 5, 9 Lò xo; 6 Đai ốc;

7 Đai ốc phục vụ sửa chữa; 8 Nam châm điện; 10 Cử hành trình

Trong đó: c là độ cứng của lò xo Dùng Plxmax để kiểm tra bền cho lò xo

Kiểm tra áp lực trên bề mặt ma sát theo công thức:

 p S b D f

M F

và bánh phanh bằng hiệu lực căng giữa hai nhánh đai

3.3.2.1 Phanh đai đơn giản

Cấu tạo:

Định dạng
Số trang	98
Dung lượng	4,36 MB