CÁC CƠ CẤU MÁY TRỤC

Chi tiết cơ cấu máy trục dành cho sinh viên, ký sư, giảng viên ngành kỹ thuật...............................................................................................

Chương 11 CÁC CƠ CẤU MÁY TRỤC

§11.1 GIỚI THIỆU CHUNG

11.1.1 Cơ cấu

nâng hạ hàng

Trong máy trục

có thể có một hoặc

nhiều cơ cấu tùy thuộc

vào công dụng và phạm

vi sử dụng của nó Khi

máy trục chỉ có một cơ

cấu thì cơ cấu đó phải là

cơ cấu nâng hạ hàng

Cơ cấu nâng hạ

hàng dẫn động bằng

điện được thể hiện trên

hình 11.1 Hàng (vật

nặng) được treo trên

móc câu 1 Móc câu

được lắp với cụm puly

di động 2 Cụm puly cố

định 3 (lắp cố định trên đầu cần) Dây cáp 4 một đầu cố định, một đầu cáp được dẫn hướng chuyển động vòng qua các puly

cố định và và puly di động tạo

thành hệ palăng lực rồi cuộn vào

tang 5 Tang 5 được truyền động

quay nhờ động cơ 7 thông qua bộ

truyền động bánh răng 6 Trên

một trong các trục truyền động

(thường trên trục động cơ) đặt

phanh thường đóng 8 Người ta có

thể dùng động cơ thủy lực, động

cơ đốt trong thay vị trí của động

cơ điện Khi dùng động cơ đốt

trong phải đi kèm với ly hợp và

bộ đổi chiều quay

11.1.2 Cơ cấu di chuyển

– Sơ đồ đặc trưng của cơ

cấu di chuyển bánh ray (bánh xe

trên đường ray) được biểu thị trên

hình 11.2 Bánh xe di chuyển 1

lăn theo đường ray 2, làm cho

toàn bộ máy trục di chuyển theo

Cơ cấu di chuyển bánh ray được

Hình 11.1 – Cơ cấu nâng hạ hàng dẫn động bằng điện

1 Móc câu; 2 Cụm puly di động; 3 Cụm puly cố định; 4 Dây cáp nâng hàng; 5 Tang quấn cáp; 6 Các bộ truyền bánh răng; 7 Động cơ điện; 8 Phanh

Hình 11.2 – Cơ cấu di chuyển bánh xe trên ray

1 Bánh xe di chuyển; 2 Ray; 3 Các bộ truyền bánh răng; 4 Động cơ điện; 5 Phanh

Hình 11.3 – Cơ cấu di chuyển bánh xe trên ray dùng cáp kéo.1 Xe con;

2 Cáp kéo; 3 Puly cố định; 4 Tang tời; 5 Các bộ bộ truyền bánh răng;

6 Động cơ điện; 7 Phanh

sử dụng trong cần trục tháp, cần trục chân đế, cầu trục và cổng trục… Ở cần trục di chuyển bánh lốp hay bánh xích sẽ do bánh lốp hoặc bánh sao chủ động thực hiện Các bánh chủ động nhận được chuyển động từ động cơ qua hộp giảm tốc Trên một trong các trục truyền động người ta đặt phanh, để hãm máy trục và chống trôi máy trục khi có gió bão hoặc khi đứng trên mặt nghiêng

– Để di chuyển xe con mang hàng của một số cần trục tháp, cầu trục, cổng trục, cáp treo, người ta dùng cơ cấu di chuyển bánh xe ray bằng cáp kéo (hình 11.3) Cáp kéo 2 có 1 đầu được kẹp chặt vào xe con, một đầu còn lại vắt qua ròng rọc cố định 3 rồi quấn vào tang tời 4, sau đó lại cố định đầu cáp này trên xe con Khi tời quay, một nhánh cáp được quấn vào và một nhánh được nhả ra, xe con sẽ di chuyển về phía cáp

bị kéo Tang 4 được dẫn động bởi động cơ 6

sẽ thông qua hệ bánh răng truyền động (hộp

giảm tốc) 5, ngoài ra nó còn được trang bị

thêm phanh 7

11.1.3 Cơ cấu quay

Sơ đồ đặc trưng của cơ cấu quay cần

trục dùng truyền động bánh răng được biểu

thị trên hình 11.4 Trên phần bệ đỡ quay

(phần không quay) người ta gắn một vành

răng cố định 1 có đường kính lớn Trên phần

quay (còn gọi là toa quay) đặt cơ cấu quay,

bánh răng hành tinh 2 của cơ cấu quay ăn

khớp với vành răng 1 Nhờ động cơ 4 quay

thông qua hệ thống bánh răng truyền động 3,

bánh răng 2 sẽ quay xung quanh trục của nó

đồng thời quay quanh vành răng kéo theo

toa quay cũng quay Trên trục chủ động đặt

phanh 5 để hãm cơ cấu quay

Để truyền động quay người ta còn có

thể dùng tời cáp Tang cuốn cáp 3 gồm 2

nửa, mỗi nửa quấn một nhánh cáp, 2 đoạn

cáp quấn vào tang theo chiều ngược nhau, để

khi quay tang, một nhánh sẽ quấn vào và

một nhánh sẽ nhả ra Các đầu cáp còn lại

của 2 đoạn cáp được vắt qua đĩa quay xấp xỉ

một vòng và cũng vắt ngược nhau rồi kẹp

chặt đầu cáp trên đĩa quay 1 Khi tời quay,

cáp kéo và làm cho đĩa quay và cả toa quay

cùng quay theo Ngoài ra người ta còn ứng

dụng cơ cấu quay truyền động bằng dây cáp

kéo nhưng nguồn động lực ban đầu là bơm

thủy lực Bơm thủy lực cung cấp dầu cao áp

cho xilanh thủy lực làm việc, xilanh thủy lực

là cơ cấu truyền lực cho cáp kéo

11.1.4 Cơ cấu thay đổi tầm với

Hình 11.4 – Cơ cấu quay dùng bộ truyền bánh răng 1 Vành răng cố định; 2 Bánh răng hành tinh; 3 Hộp giảm tốc bánh răng 4 Động cơ điện; 5 phanh

Hình 11.5 – Cơ cấu quay dùng cáp kéo

của cần

Để thay đổi độ với của cần có thể dùng hai phương pháp: thay đổi góc nghiêng của cần, phương pháp này được dùng phổ biến trong các máy trục có cần Phương pháp thứ hai là dùng xe con mang hàng di chuyển trên bản cánh phía dưới của cần đặt nằm ngang (hình 11.3)

Theo phương pháp thứ nhất, thay đổi góc nghiêng của cần Sơ đồ tời – cáp tương tự như

cơ cấu nâng hạ hàng (hình 11.6) Trên khung toa quay của cần trục người ta lắp cần 9 và giá chữ

A số 3 Giữa giá chữ A và đầu cần người ta đặt cụm palăng nâng cần 7 Nhánh cáp của palăng nâng cần 7 qua puly dẫn hướng rồi vào tời 6 Tời 6 quấn cáp hoặc nhả cáp tùy thuộc vào yêu cầu nâng cần hay hạ cần Tời 6 quấn cáp thì cần được nâng lên và ngược lại Tời nhả cáp thì cần hạ cần xuống lúc này góc nghiêng của cần thay đổi

§11.2 CƠ CẤU NÂNG

Giới thiệu - Phân loại:

Cơ cấu nâng có nhiệm vụ thực hiện một chuyển động công tác là: nâng, hạ hàng theo phương thẳng đứng Lực tác dụng lên cơ cấu nâng bao gồm: trọng lượng vật nâng, trọng lượng thiết bị mang hàng và lực động của chúng Cơ cấu nâng có thể là một bộ phận của máy trục hoặc là một máy làm việc độc lập

Theo cách truyền lực lên phần chuyển động, thiết bị nâng hạ vật theo phương thẳng đứng được phân ra:

– Tời cáp và tời xích

– Kích thanh răng, kích vít, kích thủy lực (thuộc nhóm máy nâng đơn giản)

Cơ cấu nâng quan trọng và được dùng phổ biến là tời cáp, sử dụng tang cuốn cáp Cơ cấu nâng bao gồm: một tời cáp kết hợp với một hệ palăng thuận

Hình 11.6 – Sơ đồ bố trí cơ cấu thay đổi tầm với (bằng cách nâng hạ cần)

1 – Móc nâng phụ; 2 – Móc nâng chính; 3 – Giá chữ A; 4 – Cơ cấu nâng chính; 5 – Cơ cấu nâng phụ; 6 – Cơ cấu thay đổi tầm với; 7 – Palăng cơ cấu thay đổi tầm với; 8 – Cáp giằng cần; 9 – Cần

11.2.1 Tời cáp

a) Khái niệm, Phân loại:

Tời là một hệ cơ cấu động học gồm các cụm chi tiết,

kết cấu liên kết với nhau cùng với cáp thép dùng để nâng

hạ hoặc kéo Tời bao gồm các loại sau:

– Theo công dụng có các loại: tời nâng và tời kéo

– Theo nguồn động lực có các loại: tời tay, tời điện

– Theo vị trí đặt tời có các loại: tời cố định, tời di

động

Khi làm việc tang của tời quay để quấn hoặc nhả

cáp

b) Sơ đồ truyền động của tời:

Các bộ phận cơ bản của tời điện xem hình 11.8

* Nhiệm vụ của các chi tiết và cụm chi tiết trong bộ tời:

– Động cơ điện(1): nhận năng lượng điện lưới, biến đổi

điện năng thành cơ năng chuyển động quay tại trục ra của động cơ Trục ra của động cơ cho mô men xoắn Mđc và tốc độ quay ω1, các trị số định mức này tùy thuộc loại động cơ

Hình 11.7 – Tời quay tay

Hình 11.8 – Tời cáp dùng tang đơn, truyền động từ động cơ điện

a) Bố trí tang và động cơ về 1 phía; b) Bố trí tang và động cơ về 2 phía; c) Tời dùng hộp giảm tốc 2 cấp đồng trục; d) Tời có hộp giảm tốc kết hợp với 1 bộ truyền hở 1 Động cơ điện; 2 Tang cuốn cáp; 3 Bộ truyền bánh răng hở; 4 Khớp nối giữa động cơ điện và hộp giảm tốc 5 Phanh; 6 Hộp giảm tốc

– Khớp nối (4): Khớp nối này có nhiệm vụ truyền mômen xoắn và chuyển động quay từ động cơ

sang hộp giảm tốc Khớp nối này thường dùng là khớp nối đàn hồi Khớp nối đàn hồi được đặt tại đây với mục đích giảm va đập khi khởi động và phanh đột ngột Khi khởi động hay phanh đột ngột, phần tử đàn hồi của khớp nối được nén, ép lại Lúc đó nó biến động năng va đập thành thế năng biến dạng đàn hồi Sau đó phần tử đàn hồi trở lại, biến thế năng biến dạng đàn hồi thành động năng Khớp nối đàn hồi được đặt ở trục động cơ, vì động năng quay của hệ thống [Jqđ.ω2/2] hầu hết tập trung tại đây

Thông thường khớp nối tại trục vào

hộp giảm tốc có một nửa khớp dùng làm

bánh phanh (puly phanh, tang phanh)

– Phanh(5): Phanh có nhiệm vụ phanh

hãm, dừng cơ cấu trong lúc cần thiết

Phanh đặt trên trục vào của hộp giảm tốc

vì tại đây mômen phanh yêu cầu có trị số

nhỏ nhất

– Hộp giảm tốc(6): có nhiệm vụ biến đổi

mômen của động cơ có trị số nhỏ (trục

động cơ nối với trục vào của hộp giảm tốc)

thành mômen lớn trên trục tang cuốn cáp

(trục tang nối với trục ra của hộp giảm

tốc) Đồng thời với việc đó, hộp giảm tốc

làm giảm số vòng quay từ trục vào tới trục

ra của hộp giảm tốc Nếu bỏ qua tổn thất

trong hộp giảm tốc thì tỷ số truyền của bộ

truyền phản ánh khả năng biến đổi mômen

và tốc độ quay của động cơ

– Bộ truyền bánh răng hở(3):Trong trường

hợp tỷ số truyền của hộp giảm tốc chưa thỏa mãn yêu cầu thì người ta sử dụng thêm bộ truyền bánh răng hở số 3 Bộ truyền hở kiểu này ngoài việc tăng tỷ số truyền chung còn giúp cho trục tang trống không phải chịu mômen xoắn – mômen xoắn được truyền trực tiếp lên thành tang thông qua vành răng trên tang (hình 11.8d)

– Tang cuốn cáp(2) có nhiệm vụ: cùng với hệ palăng cáp biến chuyển động quay của tang thành

chuyển động tịnh tiến của hàng nâng theo phương thẳng đứng

Nhằm mục đích gọn nhẹ, người ta còn sử dụng hộp giảm tốc hành tinh, khi đó toàn bộ hộp giảm tốc được đặt trong lòng tang cuốn cáp (hình 11.10)

11.2.2 Cơ cấu nâng

a) Sơ đồ truyền động cơ cấu nâng:

1 – Sơ đồ bố trí cơ cấu nâng trên cần trục có cần: được mô tả như trên hình vẽ 11.11, trong đó

bao gồm các cụm thiết bị chính:

– Hệ palăng nâng hàng: Đây là 1 hệ palăng lực (palăng thuận), gồm:

+ Cụm puly cố định 3; + Cụm puly di động 2; móc câu 1 lắp với cụm puly động 2; + Cáp thép 4

– Cụm tời nâng 7: Có sơ đồ động học như hình 11.8, 11.9 hoặc 11.10 Cụm tời nâng gồm:

+ Động cơ điện; + Khớp nối giữa trục động cơ điện và trục vào hộp giảm tốc; + Thiết bị phanh + Hộp giảm tốc;

Hình 11.9 – Tời cáp dùng tang kép

Hình 11.10 – Tời dùng bộ truyền bánh răng hành tinh đặt

trong lòng tang cuốn cáp

+ Khớp nối giữa trục ra hộp giảm tốc và trục tang quấn cáp + Tang cuốn cáp

– Puly chuyển hướng 6: Dùng để chuyển hướng chuyển động của cáp nâng hàng sau khi

ra khỏi palăng nâng và dẫn hướng cáp đi vào tang quấn cáp

2 – Sơ đồ bố trí cơ cấu nâng trên các máy trục kiểu cầu:

Trên các máy trục kiểu cầu (cầu trục, cổng trục, cầu chuyển tải, v.v…) cơ cấu nâng được

bố trí trên xe con (xe tời) Xe tời di chuyển trên đường ray đặt trên kết cấu thép cầu của máy

trục Bố trí cơ cấu nâng trên xe tời của máy trục kiểu cầu xem hình 11.12

3 – Các cụm kết cấu chính của cơ cấu

nâng:

Tời nâng: Xem sơ đồ trên

các hình vẽ 11.8; 11.9; 11.10:

Tời nâng bao gồm các cụm

thiết bị chính: Động cơ điện – Khớp

nối trục giữa động cơ điện và hộp

giảm tốc – Thiết bị phanh – Hộp

giảm tốc – Khớp nối trục giữa hộp

giảm tốc và tang quấn cáp – Tang

cuốn cáp

Hệ palăng nâng hàng:

Thường dùng hệ palăng lực (palăng

thuận), bao gồm: Cụm puly cố định

– Cụm puly di động – Cáp thép –

Móc câu

Trên các cơ cấu nâng của

máy trục kiểu cầu, nhánh cáp cuối

cùng ra khỏi hệ palăng đi vào tang

quấn cáp là từ pu ly di động (phía dưới) tạo thành hệ palăng lực loại 2 (xem §7.2 chương 7)

Puly cân bằng:

Hình 11.12 – Bố trí cơ cấu nâng trên các máy trục kiểu cầu

1 – Động cơ điện; 2 – Phanh; 3 – Khớp nối động cơ điện – hộp giảm tốc; 4 – Cụm puly cố định; 5 – Puly cân

bằng; 6 – Khớp nối hộp giảm tốc – trục tang; 7 – Trục tang quấn cáp; 8 – Hộp giảm tốc; 9 – Tang quấn cáp; 10 –

Cáp thép; 11 – Gối đỡ trục; 12 – Cụm puly di động

Hình 11.11 Sơ đồ bố trí cơ cấu nâng trên máy trục có cần

1 Móc câu; 2 Cụm puly di động; 3 Cụm puly cố định; 4 Cáp nâng, hạ hàng; 5 Palăng thay đổi tầm với; 6 Puly chuyển hướng; 7 Tang cuốn cáp nâng, hạ hàng; 8 Tang cuốn cáp thay đổi tầm với

Trên các cơ cấu nâng sử dụng hệ palăng kép và tang kép: ngoài các puly cố định và di động của hệ palăng lực: trên cụm puly cố định còn bố trí puly cân bằng Để đảm bảo vị trí bình thường của các nhánh cáp nâng hàng khi xảy ra hiện tượng lực kéo trên các nhánh cáp quấn vào tang có thể không đều nhau: puly cân bằng này sẽ xoay để cân bằng chiều dài của nhánh cáp của palăng khi lực căng trong 2 nhánh cáp quấn vào tang không bằng nhau

b) Nguyên lý hoạt động của cơ cấu nâng:

– Khi nâng hàng, trục

động cơ điện quay truyền động

cho trục vào hộp giảm tốc Tại

trục vào của hộp giảm tốc có số

vòng quay lớn nhất mômen xoắn

M 1 là nhỏ nhất (so với các trục

khác của hộp giảm tốc)

– Nếu gọi i là tỷ số truyền

của hộp giảm tốc thì: mômen M 1

= Mđc được tăng lên i lần ở trục

ra: M r = i.M 1, đồng thời tốc độ

quay trục ra giảm đi i lần so với

trục vào: n r = n v /i và đó là tốc độ

quay tang nâng làm cáp cuốn vào

tang; thông qua hệ palăng hàng

được nâng lên với tốc độ Vn

– Hệ palăng thuận (xem

hình 11.12) giúp cho lực kéo của

cáp khi đi vào tang trống giảm đi

a lần so với trọng lượng hàng

nâng (a là bội suất hệ palăng

thuận) và đồng thời tốc độ cáp quấn vào tang sẽ tăng lên a lần so vối tốc độ hàng nâng: V t = a.V n Khi hạ hàng, trục của động cơ điện quay theo chiều ngược với chiều nâng, qua bộ truyền động làm tang quay, nhả cáp ra khỏi tang, hàng được hạ xuống với vận tốc Vh

Khớp nối giữa trục của động cơ và trục của hộp giảm tốc có một nửa khớp dùng làm bánh phanh của thiết bị phanh

c) Tính toán cơ bản cơ cấu nâng:

1 – Các số liệu ban đầu cần biết để tính toán thiết kế cơ cấu nâng là:

– Tải trọng nâng : Q, (Tf) – Chiều cao nâng : H, (m) – Chiều sâu hạ : H’, (m)– Tốc độ nâng: Vn, (m/ph) – Chế độ làm việc của cơ cấu

2 – Trình tự tính toán như sau:

– Bước 1: Lựa chọn sơ đồ động cơ cấu cùng với những giải pháp về động học và kết cấu:

+ Lựa chọn sơ đồ truyền động của tời nâng, + Chọn sơ đồ mắc cáp của hệ palăng nâng, + Lập sơ đồ truyền động của cơ cấu nâng

– Bước 2: Căn cứ vào sức nâng Q, chọn móc câu theo tiêu chuẩn

Hình 11.13 – Hệ pa lăng lực a) Hệ pa lăng đơn; b) Hệ palăng kép

– Bước 3: Căn cứ vào sơ đồ mắc cáp đã chọn ở bước 1, xác định bội suất hệ palăng cáp,

lực căng cáp lớn nhất và chọn cáp

– Bước 4: Từ đường kính cáp đã chọn, tính chọn đường kính puly và đường kính tang cuốn

cáp Xác định kích thước cơ bản của tang và puly

– Bước 5: Từ đường kính tang cuốn cáp và vận tốc nâng hàng yêu cầu thì số vòng quay

của tang trong 1 phút của tang được xác định nt (để đảm bảo tốc độ nâng Vn):

ở đây: nt – số vòng quay của tang trong 1 phút, vg/ph,

Vn – vận tốc nâng hàng, m/ph,

a – bội suất hệ palăng,

Dt – đường kính tang tính đến tâm cáp, m

– Bước 6: Từ vận tốc nâng Vn và sức nâng Q, xác định công suất tĩnh yêu cầu:

Nt =

η

.102

.V n

trong đó: Q – trọng lượng hàng nâng, N; Vn – tốc độ nâng hàng, m/s

η hiệu suất của cơ cấu nâng (η = ηt ηp; ηt – hiệu suất của tời nâng; ηp – hiệu suất của palăng)

Từ công suất yêu cầu và chế độ làm việc, tiến hành tra bảng (về động cơ dùng cho máy trục) để lựa chọn động cơ – khi đó ta chọn được một động cơ có Nđm, nđc (công suất định mức và số vòng quay danh nghĩa trong 1 phút)

– Bước 7: Từ nđc và nt tính tỷ số truyền của hộp giảm tốc:

t

dc HGT

– Bước 8: Từ mômen truyền qua, tiến hành chọn khớp nối và phanh

– Bước 9: Tính toán thời gian khởi động và thời gian phanh

– Bước 10: Tính toán các bộ phận chịu lực còn lại: tang, trục tang, chọn ổ đỡ trục tang;

tính kiểm tra móc treo; kẹp đầu cáp trên tang, v.v…

§ 11.3 PALĂNG NÂNG

Palăng là một thiết bị nâng được treo ở trên cao, gồm một cơ cấu nâng, trong nhiều trường hợp được trang bị thêm cơ cấu di chuyển Đặc điểm của nó là kích thước nhỏ gọn, kết cấu không phức tạp, trọng lượng nhẹ Palăng thường được treo vào các dầm, cột chống, giá chuyên dùng hoặc treo vào xe con di chuyển Dẫn động palăng có thể bằng tay hoặc điện, cũng có palăng dẫn động bằng khí nén Dây treo có 2 loại là xích và cáp

11.3.1 Palăng xích kéo tay

Palăng xích kéo tay được sử dụng trong các công việc lắp ráp, sửa chữa hoặc khi không có nguồn điện với tải nâng nhỏ, chiều cao nâng không lớn và sử dụng không thường xuyên

Dẫn động bằng xích kéo tay vòng qua bánh kéo làm quay trục dẫn của palăng Đĩa xích kéo thường có số răng nhỏ, đường kính nhỏ Bộ truyền động cho palăng xích bao gồm kiểu trục

vít – bánh vít và kiểu bánh răng Loại bánh răng có hiệu suất cao hơn loại trục vít nên có thể sử dụng nâng vật nặng và tốc độ lớn hơn Hiệu suất palăng xích kiểu bánh răng khoảng 0,7 ÷ 0,85, còn loại trục vít – bánh vít khoảng 0,55 ÷ 0,8

– Palăng xích kéo tay kiểu trục vít – bánh vít (hình 11.14a): gồm móc treo, bộ khung 1,

trên đó có lắp bộ truyền trục vít 5 – bánh vít 4 Trên trục của bánh vít có đĩa xích 3 Trục vít 5 được dẫn động bằng xích kéo và đĩa xích 6 Bộ truyền trục vít – bánh vít được chế tạo kiểu không tự hãm, do vậy palăng nhất thiết phải được trang bị phanh (thường dùng phanh tự động với mặt ma sát không tách rời)

-Pa lăng xích kéo tay còn được chế tạo với việc sử dụng bộ truyền bánh răng hành tinh

(hình 11.14b) Pa lăng xích kiểu bánh răng sử dụng bộ truyền hành tinh có kết cấu nhỏ gọn Mômen được truyền từ bánh kéo 4 sang trục dẫn 9

Hình 11.14 – Palăng kéo tay:

a) Dùng bộ truyền trục vít – bánh vít (1 Khung treo; 2 – Phanh hãm; 3 – Đĩa xích; 4 – Bánh vít; 5 Trục vít; 6 Xích kéo tay; 7 Xích nâng hàng); b) Dùng bộ truyền bánh răng hành tinh (1 – Xích kéo; 2 – Đĩa xích; 3 – Phanh tự động; 4 – Đĩa xích kéo; 5 – Vành răng cố định; 6 – Bánh răng trung gian; 7 – Bánh răng hành tinh; 8 – Cần của truyền động hành tinh; 9 – Trục dẫn; 10 – Xích tải)

Nhờ các bánh răng hành tinh 7 luôn ăn khớp với vành răng cố định 5 gắn trên vỏ nên các trục của bánh răng 7 làm cần 8 quay dẫn động cho đĩa xích tải 2 Palăng được trang bị phanh tự động với mặt masát tách rời 3

Palăng xích kéo tay được chế tạo với sức nâng từ 0,5 đến 20 tấn

11.3.2 Palăng điện

Palăng điện là thiết bị bao gồm một cơ cấu nâng hoàn chỉnh và di chuyển được, nó vừa làm nhiệm vụ nâng hạ hàng và vừa làm nhiệm vụ di chuyển

– Palăng điện cũng được phân loại theo nhiều cách khác nhau:

+ Căn cứ vào cách bố trí tang cuốn cáp so với trục dầm có các loại palăng: tang đặt song song với trục dầm và tang đặt vuông góc với trục dầm (hình 11.15)

+ Căn cứ vào vị trí đặt cơ cấu di chuyển có các loại palăng: palăng kiểu treo (hình 11.15; hình 11.16) và palăng kiểu đặt (hình 11.17) Palăng kiểu treo thường được lắp đặt ở các cầu trục một dầm hay cổng trục một dầm Palăng kiểu đặt được chế tạo trong những năm gần đây, thường được lắp đặt ở các cầu trục 2 dầm hay cổng trục 2 dầm

+ Căn cứ vào phương thức truyền động cho các cơ cấu có các loại palăng: palăng truyền động bằng bộ truyền hệ bánh răng thường, bộ truyền bánh răng hành tinh hay bộ truyền phức hợp

Hình 11.15 – Palăng điện: a) Tang trống đặt ngang dầm; b) Tang trống đặt dọc dầm

1 – Khung treo; 2 – Bánh xe di chuyển; 3 – Hạn chế hành trình di chuyển; 4 – Tay điều khiển; 5 – Hạn chế hành trình khi nâng hàng

+ Căn cứ vào cách bố trí động cơ điện, palăng có các loại: động cơ điện đặt ngoài, động cơ điện đặt trong và động cơ liền tang

(stator của động cơ liền với

vỏ tang cuốn cáp)

– Hình 11.16 là sơ đồ

nguyên lý cơ cấu nâng của

palăng điện dùng bộ truyền

bánh răng thường, bánh răng

trụ Động cơ điện 1 lắp đồng

trục với tang quấn cáp 2 Hộp

giảm tốc 6 có 4 cấp với các

bánh răng: 3, 4, 5, 7, 10, 11,

12, 13 Phanh thường đóng

được lắp đặt trên trục động cơ

(phanh hướng trục – kiểu

masát nhiều đĩa) Để tăng

khả năng tản nhiệt và tiện

cho việc thay thế sửa chữa,

động cơ điện được lắp ngoài

tang trống

Sức nâng của palăng

điện Q = 0,25 ÷ 10T, chiều

cao nâng tương đối nhỏ H = 6

÷ 20m, vận tốc nâng hàng Vn

= 8 ÷ 25m/ph Ngày nay pa

lăng được chế tạo với sức

nâng 0,32 đến 32 tấn, chiều

cao nâng có thể đến 30m, tốc

độ nâng 3 ÷ 15 m/ph

Palăng vừa làm nhiệm

vụ nâng hàng vừa làm nhiệm

vụ di chuyển, khi đó hệ thống

bánh xe được lăn trên bản

cánh dưới của dầm chữ I –

loại palăng kiểu treo, di

chuyển trên ray – loại palăng

kiểu đặt

Để điều khiển palăng

người ta dùng hệ thống nút

bấm được nối với dây dẫn lên

động cơ

Ngoài ra để làm việc

an toàn người ta dùng thiết bị hạn chế chiều cao nâng đặt tại vị trí trên cùng của hệ palăng nâng, hạn chế hành trình di chuyển đặt ở 2 đầu hành trình của palăng

Hình 11.16 – Sơ đồ truyền động palăng điện

1 – Động cơ điện; 2 – Tang cuốn cáp; 3, 4, 5, 7, 10, 11, 12, 13 – Các bánh răng trong bộ truyền; 6 – Vỏ hộp giảm tốc; 8 – Đĩa masát động của phanh điện từ; 9 – Cuộn dây của nam châm điện từ; 14 – Cụm puly di động; 15 – Dây cáp nâng hàng; 16 – Móc treo

Hình 11.17 – Palăng điện kiểu đặt trên

1 – Móc treo; 2 – Cụm puly di động; 3 – Cáp nâng; 4 – Động cơ điện cơ cấu nâng; 5 – Hộp phanh; 6 – Khung vỏ; 7 – Bánh xe di chuyển; 8 – Động cơ điện di chuyển palăng

§ 11.4 CƠ CẤU DI CHUYỂN

Cơ cấu di chuyển dùng để di chuyển cần trục từ vị trí này sang vị trí khác, nó còn được dùng để di chuyển xe con mang hàng ở các máy trục kiểu cầu

Trên các máy trục thường có 3 loại bánh dùng cho cơ cấu di chuyển:

Cơ cấu di chuyển bằng bánh lốp;

Cơ cấu di chuyển bằng bánh xích;

Cơ cấu di chuyển bằng bánh xe chạy trên ray

11.4.1 Cơ cấu di chuyển cần trục trên bánh xe - ray, dùng truyền động bánh răng:

a) Ray

Ray dùng để dẫn hướng cho các bánh xe di chuyển, có các loại ray chính như sau:

– Ray tiết diện vuông: kích thước tiết diện ray: 60 × 60 mm; 70 × 70 mm Được sử dụng

làm ray cho di chuyển xe tời trên các cần trục kiểu cầu (cầu trục; cổng trục; cầu chuyển tải, …)

– Ray đường sắt có tiết diện đặc biệt dùng làm ray cho cần trục, có các loại KP 50; KP

60; KP 70; KP 80; KP 100; KP 120; KP 140

b) Bánh xe

Bánh xe của cần trục và xe tời được chế tạo từ thép đúc 45Л, 55Л, hoặc thép rèn 45, 75, 65Γ và 40XH hoặc từ gang CЧ 35-55 có độ cứng HB ≥ 200 Mặt lăn của bánh xe được nhiệt luyện tạo độ cứng và độ bền tiếp xúc khá cao, khả năng chịu mòn tốt

– Các loại bánh xe của cần trục và xe tời: theo đặc tính làm việc có: bánh xe chủ động

(bánh xe được truyền động từ động cơ), bánh xe bị động; theo kết cấu gờ bánh xe có: bánh xe có gờ (gờ hai phía và gờ một phía), bánh xe không có gờ; theo hình dạng bề mặt lăn của bánh xe có: bánh xe hình trụ, bánh xe hình côn

c) Sơ đồ động cơ cấu di chuyển

Sơ đồ động cơ cấu di chuyển bao gồm: các bánh xe được dẫn động từ động cơ điện thông qua bộ truyền Có hai dạng truyền động đó là truyền động chung và truyền động riêng

Để dừng xe chính xác, trong cơ cấu cũng có đặt phanh và phanh thường đặt ở trục thứ nhất nơi có mômen nhỏ nhất

1– Sơ đồ truyền động cơ cấu di chuyển có truyền động chung: đó là phương thức dùng một động

cơ điện chung truyền động cho các bánh xe.Phương thức truyền động chung lại được chia ra 3

Hình 11.18 – Các phương pháp kẹp ray

a), b), g) – các mối ghép bằng hàn (mối ghép không tháo được); c), d), e), f) - các mối ghép bằng bulông (mối ghép tháo được)

loại: truyền động chung dùng trục truyền quay chậm, truyền động chung dùng trục truyền quay trung bình, truyền động chung dùng trục truyền quay nhanh

+ Truyền động chung dùng trục truyền quay chậm (hình 11.19a):

Với xe lăn (xe con) hoặc cầu trục có khẩu độ rất nhỏ có thể dùng sơ đồ truyền động với trục quay chậm Tùy theo khẩu độ mà trục truyền có thể chế tạo thành 2 hay nhiều đoạn, chúng

Hình 11.19 – Sơ đồ truyền động cơ cấu di chuyển

a) Truyền động chung có trục truyền quay chậm (1 Động cơ điện; 2 Hộp giảm tốc; 3 Trục truyền quay chậm;,

4 Khớp nối; 5 Ổ đỡ ), b) Truyền động chung có trục truyền quay trung bình (1 Động cơ điện; 2 Hộp giảm tốc;

3 Trục truyền quay tốc độ trung bình;, 4 Cặp bánh răng trung gian); c) Truyền động chung có trục truyền quay nhanh (1 Động cơ điện; 2 Trục truyền quay nhanh; 3 Hộp giảm tốc); d) Truyền động riêng (1 Động cơ điện;

2 Khớp nối và phanh; 3 Hộp giảm tốc); 6 Bánh xe di chuyển

được nối với nhau bằng các nối trục và được đỡ bằng các ổ đỡ trung gian Mômen truyền qua trục truyền ở cấp chậm của hộp giảm tốc vì vậy có giá trị lớn, do đó bản thân trục, ổ, khớp nối đều có kích thước và trọng lượng lớn Để giảm nhẹ có thể dùng kết cấu trục rỗng Ưu điểm của

sơ đồ này là chỉ cần sử dụng 1 hộp giảm tốc

+ Truyền động chung dùng trục truyền

quay nhanh (hình 11.19c),

Khi khẩu độ lớn, trục dài, góc xoắn

trục sẽ lớn gây ảnh hưởng đến sự di chuyển

đều 2 bên, do vậy nên dùng sơ đồ truyền

động với trục truyền quay nhanh, để truyền

mômen quay từ 2 đầu ra của động cơ đến

các bánh xe thông qua 2 hộp giảm tốc ở 2

bên Với cùng công suất truyền, trục quay

nhanh có trọng lượng nhỏ hơn trục quay

chậm từ 4 đến 6 lần Nhược điểm của sơ đồ

này là phải dùng 2 hộp giảm tốc, tuy vậy

trọng lượng chung của cơ cấu không tăng

Tuy nhiên nó đòi hỏi yêu cầu cao về độ

chính xác lắp đặt các ổ đỡ và phải cân bằng

động các chi tiết máy quay

+ Truyền động chung trục truyền

quay trung bình (hình 11.19b): có những đặc

điểm dung hòa của 2 sơ đồ nói trên

2– Sơ đồ truyền động cơ cấu di chuyển có

truyền động riêng (hình 11.19d): ở đây dùng

các động cơ điện riêng biệt truyền động cho

các bánh xe riêng

Cơ cấu di chuyển dùng truyền động

riêng được dùng phổ biến Nó gồm các cụm

riêng biệt ở một hoặc 2 bên đường ray Mỗi

cụm đều có động cơ và hộp giảm tốc riêng

Giữa 2 bánh xe dẫn động không có liên kết

cơ khí Trong hệ thống như vậy có hiện tượng

tự động san tải giữa các động cơ điện Đề

phòng phân bố tải không đều giữa 2 bên, tải

trọng tính toán cho mỗi cơ cấu được lấy bằng

60% tải chung, ngoài ra còn phải xác định

trạng thái tải lớn nhất đặt lên mỗi cơ cấu khi

làm việc (chẳng hạn đối với cầu trục cần xét

trường hợp xe con mang hàng đỗ ở đầu dầm

chính)

Trong cơ cấu di chuyển dùng truyền động

riêng, động cơ có thể bố trí dọc hoặc ngang

so với trục ray (hình 11.20) Khi bố trí dọc

ray, dùng hộp giảm tốc trục vít – bánh vít

hoặc hộp giảm tốc bánh răng côn Kết cấu này đảm bảo cho cơ cấu có kích thước nhỏ gọn

Hình 11.20 – Sơ đồ bố trí cơ cấu di chuyển truyền động riêng:a) Cơ cấu di chuyển trên 2 ray; b) Cơ cấu di chuyển trên 1 ray

Hình 11.21 – Cơ cấu di chuyển dẫn động riêng với hộp

giảm tốc đặt đứng

Hình 11.22 – Sơ đồ cơ cấu di chuyển có 2 bánh xe dẫn động

Bố trí ngang thường khó gá lắp, do vậy hay dùng hộp giảm tốc kiểu treo (đặt đứng) có một đầu tỳ lên trục bánh xe dẫn, động cơ và phanh nằm phía trên của hộp đỡ trục bánh xe (hình 11.21) Trên nhiều cần trục người ta còn sử dụng nhiều động cơ có gắn sẵn phanh (thường là phanh đĩa kiểu điện từ), thiết bị phanh được lắp công son trên hộp giảm tốc nhờ mặt bích.Loại này có kết cấu nhỏ gọn, dễ gá lắp

Khi có 2 bánh xe dẫn động trong một cụm bánh xe, cách bố trí cơ cấu di chuyển như sơ đồ cơ cấu di chuyển ( hình 11.22)

Ở cơ cấu di chuyển kiểu treo, ray thường dùng dầm thép chữ I, các bánh xe chạy trên bản cánh dưới của dầm (hình 11.23)

Cơ cấu di chuyển kiểu treo có thể dẫn động bằng tay nhờ đẩy trực tiếp hoặc thông qua bánh kéo xích

Trong trường hợp dẫn động điện, mômen xoắn được truyền từ động cơ đến bánh xe qua các cặp bánh răng Các bánh xe có thể dẫn động một bên hoặc cả 2 bên, có thể dẫn động một bánh xe, hai bánh xe, hoặc cả 4 bánh xe Dẫn động một bên đơn giản hơn trong chế tạo và lắp ráp, nhưng gây di chuyển lệch, chỉ dùng khi di chuyển trên đường thẳng Do khi di chuyển trên 2 bản cánh dưới của dầm, áp lực bánh xe lên dầm gây nên các ứng suất cục bộ khá lớn, cũng như đường kính bánh xe bị hạn chế, nên người ta dùng nhiều bánh xe cho một cơ cấu di chuyển khi có tải lớn (6, 8, 12 bánh) Vì chất lượng của bề mặt di chuyển bị hạn chế, nên tốc độ di chuyển của loại này không vượt quá 0,5 m/s Lực vòng mà bánh xe chủ động truyền cho ray bị giới hạn bởi khả năng bám giữa bánh xe với đường, nếu tốc độ càng lớn thì thông thường gia tốc sẽ càng

Hình 11.23 – Cơ cấu di chuyển pa lăng điện

1 – Nắp ổ; 2 – Ổ bi đỡ; 3 – Trục bánh xe; 4,7 – Tấm chịu lực; 5, 6 – Bánh xe; 8 – Động cơ điện; 9 – Vỏ hộp giảm tốc; 10 – Trục định vị; 11 – Sơ đồ truyền động; 12 – Dầm thép chữ I chuyên dùng