Thiết kế cầu trục 10 tấn

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY NÂNG CHUYỂN I,GIỚI THIỆU VỀ MÁY NÂNG CHUYỂN: 1,Định nghĩ và phân loại máy nâng chuyển: a Định nghĩ : Máy nâng chuyển là loại má n để tha đổi vị trí

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

THIẾT KẾ ĐỒ N TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên: Nguyễn Ngọc Công Số thẻ sinh viên: 101120102

1 Tên đề tài đồ án:

Thiết kế cầu trục 10 tấn

2 Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện

3 a Các số liệu và dữ liệu ban đầu:

7 Các số liệu khác về sản phẩm tham khảo thực tế

b Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

A Phần lý thuyết:

1 Giới thiệu về máy nâng chuyển

2 Giới thiệu về máy trục và vấn đề an toàn trong máy trục

3 Giới thiệu cầu trục thiết kế và các thông số chủ yếu

B Phần tính toán và thiết kế máy:

1 Ph n t ch lựa chọn ph n án thiết kế

2 Th nh lập s đồ độn cho má

3 T nh toán độn học v độn lực học cho má

4 Thiết kế v t nh toán c cấu nâng

5 Thiết kế v t nh toán c cấu di chuyển xe con

DUT.LRCC

7 Thiết kế v t nh toán kết cấu thép: dầm chính, dầm cuối

V Họ tên người hướng dẫn: Phần/ Nội dung:

VI Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 22/8/2018

VII Ngày hoàn thành đồ án: 10/12/2018

ỜI CẢM ƠN

L i đầu ti n cho em xin i l i cảm n ch n th nh đến tất cả các qu thầ c tron khoa C Kh đ tận t m tận t nh tru ền đạt kiến thức m tron suốt n m n m học qua nh n kiến thức kh n ch l chu n m n m c n l k n n l m việc k

n n sốn Nh n kiến thức ổ ch m m n u ện man th o suốt h nh tr nh ph a

tr ớc sau khi ra tr n

cho m đ c iệt i l i cảm n s u s c đến thầ Đinh Minh Diệm đ hết

th i ian l m đồ án tốt n hiệp l qu n th i ian thực sự thách thức m phải thực hiện khối l n c n việc nhiều nhất t tr ớc tới i Nh n đ c n l qu n th i ian thực sự ổ ch m đ c vận ụn kiến thức đ đ c tru ền đạt v t m hiểu thêm nhiều

t các t liệu để hiểu s u h n về đề t i của m nh đ i l c m p kh kh n v hiểu iết ch a c n kẽ về đề t i nh n nh n l c nh thế m đ c thầ Đinh Minh Diệm

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY NÂNG CHUYỂN 1

I,GIỚI THIỆU VỀ MÁY NÂNG CHUYỂN: 1

Định n hĩa v ph n loại máy nâng chuyển: 1

2,Các thông số c ản của máy nâng chuyển: 6

3,Chế độ làm việc của máy nâng chuyển: 7

4,Tải trọn v các tr ng h p tải trọng tính toán: 7

II,GIỚI THIỆU CẦU TRỤC: 9

1,Cầu trục: 9

2,Phân loại cầu trục: 9

3,Các thông số chủ yếu của cầu trục: 10

4 Đ c điểm tính toán thiết kế cầu trục: 10

CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TÍNH TOÁN 12

I,CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA CẦU TRỤC THIẾT KẾ: 12

1,Trọng tải: 12

2,Chiều cao nâng: 12

3,Khẩu độ: 12

4,Vận tốc nâng hạ: 12

5,Vận tốc di chuyển xe: 12

6,Vận tốc di chuyển cầu: 12

7,Chế độ làm việc: 12

II,LỰA CHỌN SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC CÁC BỘ PHẬN CẦU TRỤC: 12

Các ph n án thiết kế dầm chính và dầm cuối: 12

Các ph n án thiết kế s đồ động học c cấu nâng: 14

3 Các ph n án thiết kế s đồ động học c cấu di chuyển xe con: 16

4 Các ph n án thiết kế s đồ động học c cấu di chuyển cầu: 17

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CÁC BỘ PHẬN 18

I CƠ CẤU NÂNG: 19

1,Số liệu thiết kế an đầu: 20

T nh toán c cấu nâng: 21

3,Chọn độn c điện: 22

4,Hộp giảm tốc: 23

DUT.LRCC

II CƠ CẤU DI CHUYỂN XE CON: 43

1, Số liệu thiết kế an đầu: 43

2,Chọn bánh xe và ray: 43

3,Tải trọng lên bánh xe: 44

4 Độn c điện: 46

5,Tỷ số truyền chung: 47

6,Kiểm tra độn c điện về mômen mở máy: 47

7,Phanh: 48

8,Bộ truyền: 48

9,Các bộ phận của c cấu di chuyển x l n: 49

10, Ổ Đỡ Trục Bánh Xe: 52

III CƠ CẤU DI CHUYỂN CẦU: 54

1,Bánh Xe, Ray: 54

2,Chọn độn c : 56

3,Tỷ số truyền chung: 57

4,Kiểm tra độn c điện: 57

5,Phanh: 59

6,Bộ truyền: 59

CHƯƠNG I : TÍNH KẾT CẤU KIM LOẠI CỦA CẦU TRỤC 60

I,Tính tải trọng: 60

II Xác Định Kích Th ớc tiết diện của dầm chính: 61

1,Ứng suất ở tiết diện gi a của dầm chính: 63

2,Tính tiết diện gối tựa của dầm dầm chính: 66

3 T nh độ bền của ra ới x l n: 68

4,Tính dầm cuối: 68

5,Tính dầm đ t ray di chuyển cầu: 69

CHƯƠNG : HƯỚNG DẪN AN TOÀN VÀ SỮ DỤNG MÁY 72

I,An toàn trong s dụng máy: 72

II An to n lao độn đối với th vận hành cầu trục 73

III H ớng dẫn s dụng máy 75

IV: Bảo ỡng và s a ch a máy 78

DUT.LRCC

CHƯƠNG I:

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY NÂNG CHUYỂN

I,GIỚI THIỆU VỀ MÁY NÂNG CHUYỂN:

1,Định nghĩ và phân loại máy nâng chuyển:

a Định nghĩ : Máy nâng chuyển là loại má n để tha đổi vị trí của đối t ng

công tác nh thiết bị mang vật trực tiếp móc treo ho c thiết bị mang vật gián tiếp nh gầu ngoạm nam ch m điện n ầu

Ở các n ớc tiên tiến, ngành máy nâng chuyển là một ngành công nghiệp phát triển ngày càng cao, về thiết bị nâng chuyển của các máy trục Sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp, luôn mong muốn n n cao n n suất lao động, do vậy phải phát triển không ng ng cải tiến k thuật máy nâng và vận chuyển

Công nghiệp xây dựn tr ớc kia rất ít cần trục, ngày nay thậm chí khi xây dựng nhà nhỏ c n kh n thể thiếu cần trục ch a kể đến việc xây dựn t a nhà cao tầng và k thuật xây l p t ng khối lớn, trong th i kỳ hội nhập lại càng chú trọng và không ng ng cải tiến k thuật để đáp ứng đ c yêu cầu của ngành công nghiệp xây dựng

Trong ngành công nghiệp mỏ thì cần có các loại thang tải x k p n tải

Trong ngành luyện kim có nh ng cần trục n ng phục vụ kho chứa qu ng và nhiên liệu

Máy nâng và vận chuyển phục vụ nhà ở, nh ng nhà công cộng, các c a hiệu lớn và các a t u điện ngầm nh than má tron đ c than điện cao tốc cho các nhà cao tầng, buồng chở n i v than điện liên tục Trong các siêu thị n i ta dùng rất nhiều các cầu thang cuốn

Tron nh má ha ph n x ởn c kh th n i ta trang bị nhiều máy nâng chuyển

i độn nh cần trục, cầu trục, cổng trục n điện hay khí nén, thủ lực n n suất cao

để di chuyển các chi tiết máy ho c máy

Ngành máy nâng và vận chuyển hiện đại đan thực hiện rộng rãi việc c iới h a quá trình vận chuyển trong các ngành công nghiệp và kinh tế quốc dân Sự phát triển của k thuật nâng – vận chuyển phải theo cải tiến các máy móc, tinh xảo h n giảm nhẹ trọn l ng, giảm giá thành, nâng cao chất l ng s dụn t n mức sản

DUT.LRCC

xuất đ n iản h a và tự độn h a việc điều khiển và chế tạo nh ng máy mới nhiều hiệu quả để thỏa mãn yêu cầu ngày một t n của nền kinh tế quốc dân

Ở n ớc ta, máy nâng và vận chuyển c n đ s dụng rộng rãi trong một số ngành

nh xếp dỡ h n h a ở các bến cản nh a v đ ng s t Trong công nghiệp xây dựng nhà ở, trong các nhà máy luyện kim và lâm nghiệp, xây dựng công nghiệp và quốc phòng Trong tình hình kinh tế phát triển nh hiện nay, máy nâng và vận chuyển ngày càng trở thành nhu cầu cấp bách do nhu cầu sản xuất ngày càng cao

b,Phân loại máy nâng chuyển: C n cứ vào chuyển động chính chia làm hai loại:

máy nâng và máy vận chuyển liên tục C n cứ vào cấu tạo và nguyên t c làm việc gồm

có các loại sau: cầu trục, cổng trục, cần trục tháp, cần trục qua i động (cần trục ô tô, bánh lốp, bánh xích), cần trục cột buồm và cần trục cột quay, cần trục ch n đế và cần trục nối, cần trục cáp

-C n cứ chuyển động chính: chia làm 2 loại

+Má n n : Đ l loại thiết bị làm việc l p đi l p lại có chu kì Một chu kì công tác bao gồm th i gian có tải và th i gian chạy không

+ Máy vận chuyển liên tục: ở loại thiết bị này, vật liệu đ c vận tuyển t ng dòng liên tục

-C n cứ vào cấu tạo và nguyên t c làm việc:

+Má n n đ n iản: ch có một chuyển động công tác là nâng hạ vật

Ví du: kích,t i palan x ch

Hình 1.1: Kích

DUT.LRCC

Hình 1.2: Palang

-Máy trục dạng cầu: cầu trục , cổng trục Ở loại thiết bị này ngoài chuyển động nâng

hạ vật ,còn ó các chuyển động tịnh tiến ngang và dọc để di chuyển vật tới vị trí yêu cầu

Hình 1.3: Cầu trục

DUT.LRCC

Hình 1.4: Cổng trục

-Cần trục các loại : quá trình di chuyển vật n n đ c thực hiện nh c cấu quay cần

ho c tha đổi khẩu độ của cần

Ví dụ: Cần trục tháp, cần trục qua i động (cần trục oto , bánh lốp, bánh xích), cần trục cột buồm và cần trục cột quay, cần trục ch n đế và cần trục nối,cần trục cáp

Hình 1.5: Cần trục qu y i động

DUT.LRCC

Hình 1.6: Cần trục oto

Hình 1.7: Cần trục cáp

DUT.LRCC

Hình 1.8: Cần trục tháp

Hình 1.9: Cổng trục chân đế

2,Các thông số cơ ản của máy nâng chuyển:

a, Trọng tải (sức nâng): là trọn l ng lớn nhất mà máy có thể n n đ c theo

tính toán thiết kế Trọng tải có thể phải kể đến trọn l ng của bộ phận mang vật Trọng tải đ c ký hiệu l Q c đ n vị đo l Tấn ho c KG ho c N Đại l ng này

th n đ c tiêu chuẩn hóa

b, Các thông số động học của các bộ phận công tác: Tốc độ nâng vật (Vn),

tốc độ di chuyển (Vdc), tốc độ quay của cần trục (n)

c,Các thông số hình học: Tùy thuộc vào thiết bị ta có: Độ cao nâng, Khẩu độ

đối với máy trục dạng cầu, Độ cao nâng, tầm với đối với các loại cầu trục

DUT.LRCC

3,Chế độ làm việc của máy nâng chuyển:

Máy trục làm việc theo chế độ ng n hạn, l p đi l p lại Bộ phận làm việc bộ phận nâng hạ, di chuyển qua lại theo chu kỳ Ngoài th i kỳ làm việc có th i d ng máy, tức

l độn c t t Th i gian d n n để s dụng móc hay tháo vật để chuẩn bị cho các

th i kỳ tiếp theo Ngoài ra mỗi quá trình chuyển động qua lại có thể phân ra độ nhẹ là

khoảng 15%, số lần mở máy trong một gi ới 60 lần và có nhiều quãng ng t lâu Tron nh m n c c cấu n n v c cấu di chuyển của cần trục s a ch a, cần trục

đ t tron kh n ian má c cấu di chuyển cần các cần trục xây dựng và cần trục cảng, v.v

Chế độ trung bình: Đ c điểm của các c cấu chế độ trung bình là chúng làm việc

với trọng tải khác nhau, hệ số s dụng trọng tải, vận tốc làm việc trung bình C n độ làm việc khoảng 25%, số lần mở máy trong một gi đến 120 lần, trong nhóm máy này

c các c cấu nâng và di chuyển cần trục tron các ph n x ởn c kh v l p ráp

việc lớn, c n độ làm việc 40%, số lần mở máy trong 1 gi là 240 lần Trong nhóm này có tất cả các c cấu cần trục ở ph n x ởng công nghệ, ở kho các nhà máy sản xuất hàng loại lớn c cấu nâng của cần trục xây dựng

Chế độ rất n ng: Đ c điểm l c cấu th ng xuyên làm việc tải trọn anh n hĩa

kq=1, vận tốc cao, c n độ làm việc trong khoảng 40-60%, số lần mở máy trong 1

gi là 360 lần Thuộc nhóm máy này là tất cả các c cấu cần trục ở ph n x ởng công nghệ và các kho thuộc ngành luyện kim

4,Tải trọng và c c trường hợp tải trọng tính toán:

Qh: trọn l n anh n hĩa của vật nâng mà máy có thể n n đ c

Tải trọng do trọn l ng bản thân: Trong khi tính toán, thiết kế máy mới

th ng bỏ qua trọn l ng các chi tiết (tr một số chi tiết có trọn l ng lớn)

DUT.LRCC

Tải trọng của gió: Đối với máy làm việc trong nhà thì áp lực i kh n đán

kể có thể bỏ qua

Tải trọng phát sinh khi vận chuyển: Bao gồm các tải trọng do trọn l ng bản

thân và các tải trọn động phát sinh khi vận chuyển:

- Tải trọn th o ph n đứng khi vận chuyển trên ray lấy bằng 60% ÷ 80% tải trọng do trọn l ng bản thân

- Tải trọn độn th o ph n n an lấy bằng 80% ÷ 90% tải trọng do trọn l ng của bản thân

Tải trọng khi dựng lắp: lúc này tải trọng do trọn l ng bản thân lấ t n 5%

÷ 20% Và phải kể đến tải trọn i c n nh các lực phát sinh trong quá trình l p

Tải trọng động: Để khảo sát động lực học máy cần xây dựng mô hình bài toán

về động lực học của má Các c cấu máy nên tìm cách qui về s đồ đ n iản nhất

b,C c trường hợp tải trọng tính toán:

-Trường hợp 1: Tải trọn nh th n tron điều kiện làm việc nh th ng

Tron tr ng h p này các tải trọng phải kể đến là trọng tải, trọn l ng bản thân máy, tải trọn i tron điều kiện th i tiết nh th ng, tải trọn độn nh th ng Các chi tiết má tron tr ng h p n đ c thiết kế hay tính kiểm nghiệm theo sức bền mỏi Độn c đ c chọn theo công suất tĩnh v đ c kiểm nghiệm th o điều kiện phát nhiệt

-Trường hợp 2: Tải trọng lớn nhất của trạng thái làm việc Tron tr ng h p

này các tải trọng phải kể đến là trọng tải, trọn l ng bản thân máy, tải trọng gió trong điều kiện th i tiết nh th ng, tải trọn động lớn nhất xuất hiện o phanh đột ngột Các chi tiết má tron tr ng h p n đ c thiết kế ho c tính kiểm nghiệm theo sức bền tĩnh

-Trường hợp 3: Tải trọng lớn nhất tron điều kiện không làm việc Trong

tr ng h p này các tải trọng phải kể đến là trọn l ng bản thân máy, tải trọng gió tron điều kiện bất nh th ng Các chi tiết má tron tr ng h p n đ c thiết kế

ho c tính kiểm nghiệm th o độ ổn định

DUT.LRCC

II,GIỚI THIỆU CẦU TRỤC:

1,Cầu trục:

Cầu trục là loại máy nâng và vận chuyển không liên tục, s dụn tron nh x ởng phục vụ cho việc chế tạo, s a ch a, l p ráp Do đ c bố trí trên cao nên không chiếm diện tích m t bằn ph n x ởng Cầu trục đ c trang bị các c cấu n n c cấu di chuyển x v c cấu di chuyển cầu nên có thể chuyển vật n n đến bất cứ một tọa độ nào trong không ian ph n x ởng

2,Phân loại cầu trục:

3,Các thông số chủ yếu của cầu trục:

a,Tải trọng nâng Q:

Tải trọng nân l đ c t nh c ản của máy trục, tính bằng T hay N

Tải trọng nâng gồm trọn l ng của vật cộng với trọn l ng của c cấu móc hàng Tải trọng nâng có giới hạn rất lớn t vài chục T đến hàng chục ngàn N Trong thực tế s dụn để thuận tiện n i ta d n đ n vị khối l ng: Kg, tấn

b,Chiều cao nâng hàng H(m):

Chiều cao nâng là khoảng cách t m t sàn, bãi làm việc của máy trục đến vị trí cao nhất của c cấu móc

c, Tốc độ làm việc V(m/ph hay m/s):

Tốc độ làm việc xác định theo điều kiện làm việc và theo t ng loại máy trục, tốc

độ nâng hàng nằm trong giới hạn t 10-30 (m/ph)

d, Khẩu độ L(m):

Đ l th n số biểu thị phạm vi hoạt động của máy trục, khẩu độ L của cần trục hay cổng trục là khoảng cách t tâm bánh xe di chuyển n đến tâm bánh xe di chuyển kia

4,Đặc điểm tính toán thiết kế cầu trục:

Các ớc tính toán:

- Xác định thông số c ản của cầu trục: Q, H, L, Vn, Vxe, Vcầu CĐL

đ t trên cầu nh ca in x l n

chuyển cầu trục )

Khoảng cách hai dầm ch nh tron tr ng h p cầu trục 2 dầm xác định tr n c sở đảm bảo lực nén ngang của bánh xe lên thành ray không quá lớn do sự xiên lệch của cầu trục S đồ t nh nh sau:

Tính trục truyền các c cấu di chuyển: phải thực hiện đầ đủ các phép tính trục

th n th n t nh s ộ t nh độ bền mỏi, có thể kiểm tra độ cứng xo n v ao động

c

DUT.LRCC

CHƯƠNG II:

PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG N TÍNH TOÁN

I,CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA CẦU TRỤC THIẾT KẾ:

Dạn kết cấu n đ n iản ễ t nh toán chế tạo l p h p đ n iản ảo õn kiểm tra ễ n nh n chịu tải t Ph h p với nh n cầu trục c tải trọn nhỏ ới 5 tấn v khẩu độ nhỏ

b,Phương n 2: Hai dầm kết cấu dạng hộp, trên dầm ch nh c hai thanh ra để

x l n i chu ển

Hình 2.2: Kết cấu ầm ạn hộp

Kết cấu ầm ạn hộp n n việc t nh toán đ n iản th i ian chế tạo v l p h p

nhanh việc ảo ỡn c n đ n iản Do đ iá th nh iảm

c,Phương n 3: Kết cấu hai dầm kiểu giàn

Dầm l một khun i n ồm các thanh li n kết với nhau ằn h n v t bulông

DUT.LRCC

Hình 2.3: Kết cấu ầm kiểu i n

Với kết cấu kiểu n th khối l n ầm nhỏ nh nn phức tạp kh chế tạo v nhiều chi tiết quá tr nh chế tạo v l p ráp mất th i ian việc kiểm tra ảo ỡn kh

kh n Do đ iá th nh chế tạo cầu trục cao

Kết luận: T u cầu về số liệu an đầu về cầu trục nh vậ ta chọn kết cấu

ầm ạn : hai ầm ạn hộp th đủ khả n n chịu tải v kết cấu đ n iản

2,C c phương n thiết kế sơ đồ động học cơ cấu nâng:

a,Phương n 1: Dùng một độn c v một hộp giảm tốc c hai đầu trục ở hai phía

Với kết cấu n độn c tru ền độn đến hộp giảm tốc qua khớp nối trục ra của hộp giảm tốc không trùng với trục tang, mà truyền qua bộ truyền ánh r n Kết cấu này thích h p khi n pal n đ n Kết cấu này phức tạp nhiều chi tiết, tốn nhiều ổ, còn có bộ truyền ngoài không an toàn

b,Phương n 2: Dùng một độn c v một hộp giảm tốc c hai đầu trục ở cùng

c,Phương n 3: Dùng một độn c v một hộp giảm tốc c hai đầu trục ở cùng

một phía, trục tang nối với trục ra của hộp bằng khớp nối trục

Tr ng h p này giốn ph n án nh n c th m khớp nối, nên có thể kh c phục

đ c một số nh c điểm của ph n án tr n nh : Dễ chế tạo, l p ghép, bảo ỡng

Kết luận: Với các u điểm kể trên ta chọn ph n án 3 để thiết kế

DUT.LRCC

3,C c phương n thiết kế sơ đồ động học cơ cấu di chuyển xe con:

a,Phương n 1: Dùng một độn c v một hộp giảm tốc, hai bánh xe cùng phía

b,Phương n 2: Dùng một độn c v một hộp giảm tốc, hai bánh xe ở khác

phía so với hộp giảm tốc

Hình 2.8: S đồ độn học c cấu i chu ển x con (PA )

c,Phương n 3: D n hai độn c v hai hộp giảm tốc kiểu đối xứng

Hình 2.9: S đồ độn học c cấu i chu ển x con (PA.3)

4,C c phương n thiết kế sơ đồ động học cơ cấu di chuyển cầu:

a,Phương n 1: Dùng một độn c truyền động hai hộp giảm tốc kiểu đối xứng

Hình 2.10: S đồ độn học c cấu i chu ển cầu (PA )

b,Phương n 2: D n hai độn c tru ền động hai hộp giảm tốc kiểu đối xứng

Hình 2.11: S đồ độn học c cấu i chu ển cầu (PA.2)

Ph n án n n hộp giảm tốc gần với độn c n n khoảng cách t hộp giảm tốc đến bánh xe lớn nên phải dùng trục lớn

Kết luận: Cầu trục thiết kế có khẩu độ lớn n n n ph n án kết h p với

điều khiển đồng bộ độn c

DUT.LRCC

CHƯƠNG III:

TÍNH TO N ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CÁC BỘ PHẬN

I,CƠ CẤU NÂNG:

1,Số liệu thiết kế n đầu:

Các số liệu an đầu của c cấu nâng:

2,Tính toán cơ cấu nâng:

a,Chọn dây cáp:

Theo yêu cầu thiết kế o c cấu nâng dẫn động bằn độn c điện có tốc độ cao, nên ta chọn cáp dây do có nhiều u điểm h n so với các loại khác nh ẻo, có thể làm việc với vận tốc cao không gây ồn, bền h n các loại cáp xích, xích hàn trong khi trọng

l ng nhỏ h n khoảng 10 lần Trong các loại dây cáp ta chọn dây cáp thép bện kiểu 19x7 có 19 tao cáp, mỗi tao gồm 7 s i cáp đ n ện ch t với nhau đ c s dụng rộng rãi trong công nghiệp

b,P lăng giảm lực:

Để giảm lực c n v t n tuổi thọ cho dây cáp của c cấu nâng khi nâng với tải trọng lớn ta dùng một pal n Pal n là một kết cấu gồm các ròng rọc i động và ròng rọc cố định liên kết và truyền động với nhau bằng dây cáp Các ròng rọc i độn đ c

g n vào bộ phận man để mang vật Ròng rọc cố định đ c cố định l n t ng, xe con nhằm đổi h ớng của cáp S đồ nguyên lý pal n chọn để thiết kế:

Hình 3.2: S đồ n u n l pal n Lực c n lớn nhất xuất hiện trên dây cáp tính theo công thức 2.18 [I]:

t a m

Q S

) 1 (

0



Tron đ : Q0 = Q + Qm = 100000+2000 = 102000 N

DUT.LRCC

λ = 98: hiệu suất một ròng rọc với điều kiện ròng rọc đ t trên ổ l n i tr n tốt bằng mỡ Bảng 2-5(I)

a = 2: Bội suất của pal n

m = 2: Số nhánh cáp cuốn lên tang

t = 1: Số ròng rọc đổi h ớng không tham gia tạo bội suất Tha v o t nh đ c: Smax = 26300 N

26300 2 2

102000

. max

0 max

Q S

S o p

n = 5,5: hệ số an toàn bền tra theo bảng 2.2 [1]

Smax = 26300 N

d,Tính chọn tang và ròng rọc:

Đ ng kính tang và ròng rọc phải lớn h n trị số giới hạn để tránh cáp bị mỏi do

bị uốn vòng qua tang hay ròng rọc v đảm bảo bền lâu cho cáp

Đ ng kính nhỏ nhất của tan xác định theo công thức 2.12 [I]:

Hình 3.3: S đồ k ch th ớc tan

Chiều dài một nhánh cáp cuốn lên tang khi làm việc với chiều cao nâng H = 6 m

và bội suất Pal n a = th chiều dài cáp có ích là:

L Z

c t

12 )

L Z

c t

L0 = 2.Z.t, với ớc rãnh cáp: t = dc+(2÷3) ho c t ≥ .dc Tron đ c đ ng kính cáp, lấy t = 20 mm

L3 = L4 - 2.hmin.t α Theo trang 21[1]

Tron đ : L4 khoảng cách gi a hai ròng rọc ngoài cùng gi a hai ổ móc treo

DUT.LRCC

hmin: khoảng cách nhỏ nhất gi a trục tang với trục các ròng rọc treo móc

Dựa vào kết cấu đ c c thể lấ s ộ:

n

.

. max





Smax: Lực c n cáp lớn nhất ở nhánh cáp cuốn lên tang

δ: Chiều dầy thành tang; t ớc rãnh

t

S k

n

.

. max





20 15

25800 8 , 0

Theo công thức 2-78 [I]



.1000.60

số liệu bảng 1.9 –[I], với giả thiết bộ truyền đ c chế tạo thành hộp giảm tốc hai cấp ánh r n trụ

87,0.1000.60

5,14.100000

1000.60

T n ứng với chế độ trun nh s ộ chọn độn c điện MT 51 - 8 c các đ c tính sau:

Công suất anh n hĩa: Ndc = 22 (kW)

Số v n qua anh n hĩa: ndc = 723 (vòng/phút)

Hệ số quá tải: max  3 , 0

dn M

M

M m n v l ng: (Gi.Di2)rôto = 44 Nm2 Cosθ = 69

Khối l n độn c : mdc = 435 kg

a,Tỷ số truyền chung:

Tỷ số truyền chung t trục độn c đến trục tang theo công thức 3.15[I]

0 .

t

dc n

14 , 3

2 5 , 14

723

t

dc n

n

DUT.LRCC

b,Kiểm tr động cơ điện về nhiệt:

S đồ gia tải của c cấu nâng ở chế độ trun nh nh sau:

H nh 3.4: S đồ ia tải của c cấu n n Q1 = Q; Q2 = 0,5Q; Q3 = 0,3Q và tỷ lệ th i gian làm việc với các trọn l ng này là 3: 1: 1

Động c điện đ chọn các công suất anh n hĩa nhỏ h n c n suất tĩnh u cầu khi làm việc o đ phải đ c kiểm tra về nhiệt

Để kiểm tra đ c nhiệt độn c ta lần l t xác định các thông số tính toán trong các th i kỳ làm việc khác nhau của c cấu

, 0 5 , 32 2

2 4165 , 0 26300 '

2

max

(3) Lực c n tr n tan khi hạ vật, theo công thức 2.22 [1]

2)

98,01(

98,0)

98,01.(

102000)

1(

)

1.(

,32.2

9,0.2.4165,0.25300

2

0

Nm

DUT.LRCC

(5) Th i gian mở máy khi nâng vật, theo công thức 3.3 [1]





)

(375

)

(375

)

(

2 0 2 1 2 0 0 1

2

i a M M

n D Q M

M

n D G t

n m n

m

i i n

2

i

i D G

 ≈ (GiDi2)rôto + GiDi2)khớp = 44 + 52,8 = 96,8 Nm2 Với Mômen v l ng: (GiDi2)rôto= 44 Nm2

(GiDi2)khớp = 52,8 Nm2 (với đ ng kính ngoài cùng của khớp nối và G trọn l ng của khớp nối chọn

48 , 106 8 , 96 1 ,

dn m

5 , 2 8 , 1 ( 2

N M

374517(375

723.4165,0.102000)

374517.(

375

723.8,52

2 2

Gia tốc mở máy là: Q1 = Q

2

/ 294 , 0 823 , 0 60

5 , 14

(375

)

(375

)

(

2 0 2 1 2 0 0 1

2

i a M M

n D Q M

M

n D G t

n m n

m

i i h

DUT.LRCC

Bản 3 : Th n số t nh toán cho ia tải c cấu n n Các thông số cần

h m

14,087,0.5,32.2)

291517(375

723.4165,0.102600)

291517.(

375

723.8,52

2 2

6 60



n v v

M

2 2

t m: Tổng th i gian mở máy trong các th i kỳ làm việc với tải trọng khác nhau,s

Mt: Mômen cản t nh t n ứng với tải trọng nhất định trong th i gian chuyển động ổn định với tải trọn đ Nm

tv: Th i gian chuyển động với vận tốc ổn định khi làm việc với t ng tải trọng

t: Toàn bộ th i ian đ n c l m việc trong một chu kỳ bao gồm th i gian làm việc trong các th i kỳ chuyển động ổn định và không ổn định, s

DUT.LRCC

238 , 0 218 , 0 185 , 0 3 376 , 0 456 , 0 823 , 0 3 10 75 , 24

) 78 140 283 3 141 203 380

3 ( 75 , 24

) 238 , 0 218 , 0 14 , 0 3 376 , 0 456 , 0 823 , 0 3 ( 517

2 2 2 2

2 2

Kết quả phép tính kiểm tra về nhiệt cho thấ độn c điện đ c chọn là MT42-8

Có công suất anh n hĩa l Ndn = 22 Kw, hoàn toàn thoả mãn yêu cầu khi làm việc

c,Tính và chọn phanh:

Phanh n để d ng t t ho c điều ch nh tốc độ c cấu Tất cả các c cấu máy trục đều đ i hỏi sự an toàn cao nên phải dùng thiết bị phanh hãm, nhất l các c cấu làm việc vận tốc cao Sự an toàn trong quá trình nâng hạ đều phụ thuộc vào hệ thống phanh o đ c cấu nâng của cầu trục phải trang bị thiết bị phanh h m để đảm bảo độ

an to n Quá tr nh phanh đ c thực hiện bằn cách đ a v o c cấu lực cản phụ ới dạng ma sát nảy sinh ra mômen phanh

Phanh có nhiều loại: phanh đai phanh đĩa ma sát phanh một má, phanh hai má, phanh áp trục, phanh ly tâm , có thể phanh th n đ n ho c th ng mở, ở đ ta chọn phanh hai má loại phanh th n đ n v đ c bố trí trên trục độn c v nh ng

lý do sau:

- Loại phanh này có k ch th ớc nhỏ ngọn h n các loại phanh khác do cần mômen phanh nhỏ

toàn sẽ cao h n cho c cấu nâng khi làm việc với tải trọng lớn

ra thì phanh vẫn đ n vật nâng ở t thế treo, không bị r i đột ngột

k ch th ớc, trọn l ng của phanh sẽ nhỏ h n v t nh an to n c n cao h n để chọn

Mômen phanh của c cấu n n đ c xác định t điều kiện gi vật nâng treo ở trạng thái tĩnh với hệ số an toàn n

DUT.LRCC

87 , 0 4165 , 0 102000

75 , 1

2

.

D Q n

Dựa v o điều kiện (2.2) ta chọn loại phanh, tuy nhiên không nên chọn loại phanh

có mômen phanh anh n hĩa lớn h n mômen phanh yêu cầu nhiều quá v nh vậy sẽ tải trọn độn l n c cấu khi phanh

Qua phân tích tính toán ở trên, ta chọn loại phanh má điện xoay chiều, ký hiệu TKT-3 đảm bảo m m n phanh anh n hĩa v a đ n Mph=500 Nm

S đồ phanh điện xoay chiều hai má

Hình 3.5: S đồ phanh điện xoa chiều hai má

1 Bánh phanh; 2, 4 Má phanh; 3 5 Ta đ n phanh; 6 Nam châm điện; 7 Tay

đ n của c cấu tạo lực mở phanh; 8 Lò xo tạo phanh; 9 Lò xo phụ; 10 Đai ốc nén lò xo; 11 Đai ốc dùng khi bảo ỡng ho c thay mới má phanh; Đai ốc điều ch nh hành trình phanh; 13 Ống bao; 14 Thanh đẩy; 15.Vít hạn chế hành trình phanh

Nguyên lý làm việc: Hai loại độn c AC ch nh l độn c cảm ứn điện t v động

c đồng bộ.Động c cảm ứn điện t (ho c độn c kh n đồng bộ) luôn phụ thuộc vào sự khác biệt nhỏ về tốc độ gi a t tr ng quay stator và tốc độ trục rotor đ c gọi

là sự tr t tạo ra n điện cảm ứng trong cuộn dây rotor Kết quả l độn c cảm

ứn điện t không thể tạo ra mô-men xo n bằng với tốc độ đồng bộ khi hiện t ng cảm ứng (ho c tr t) không liên quan ho c ng ng tồn tại N c lại độn c đồng

bộ không phụ thuộc vào cảm ứn điện t - tr t trong hoạt động và s dụng nam châm vĩnh c u, các cực t lồi ho c cuộn r to độc lập Độn c đồng bộ tạo ra mô-men

xo n anh định bằng chính xác với tốc độ đồng bộ Hệ thốn độn c đồng bộ nguồn

đ i r -to dây quấn không chổi than có một cuộn r to độc lập đ c kích thích không phụ thuộc vào nguyên t c cảm ứng - tr t của n điện Độn c đồng bộ nguồn đ i r -to dây quấn không chổi than là độn c đồng bộ có thể hoạt động bằng chính xác tần số nguồn cấp hay bằng bội số của tần số cung cấp

Các loại độn c khác ao ồm độn c n điện xoáy, máy móc chuyển mạch c học AC v DC tron đ tốc độ phụ thuộc vào kết nối cuộn v điện áp

Lực đ n phanh đ c xác định theo công thức 2.34-[1]

l f D

l M

.0

1



Tron đ : D: đ ng kính bánh phanh D = 300 mm

f = 0,35: hệ số ma sát gi a vật kiệu bánh phanh thép các bon C45

và vật liệu lót phanh theo bảng 2-8[T1]

l M P

o

ph

9,10539

,0.35,0.3,0

200.498

Khi mở phanh lò xo chính bị ép thêm một khoảng dẫn đến lực sẽ t n l n

Giả thiết t n % so với an đầu n hĩa cần có lực đẩy

P = 1,1.P = 1053,9.1, 1 = 1159,29 N

DUT.LRCC

Để đạt đ c lực đẩy W = 1159,29 N phải xác định mômen nam châm hút Mn và khoản ta đ n đ t lực a

Vậy có thể chọn nam ch m điện có các thông số đ :

P c   P  ng Tron đ : Pp = 2÷8 Lấy Pp = 5 kg

N a

M P P

60

420050

29,

2,

Áp lực má phanh lên bánh phanh

N f

D

M

35,0.3,0

360



 D B

N

PTron đ : B Chiều rộng bánh phanh, lấy B=80 mm

β0 Góc ôm của má phanh lên bánh phanh, lấy: β0=700

360

70 80 300 14 , 3

7 , 3606

.

360

Khe hở lớn nhất gi a má phanh v ánh phanh xác định theo công thức 2.35-[1] với h1 và h2 là khe hở lớn nhất v nh th ng của thanh lõi ngang phanh h1= 4 mm;

h2 =2,5 mm

420 2

200 4 2

420.2

200.5,2.2

a Phân phối tỷ số truyền:

Hộp giảm tốc hai cấp lần l t là cấp nhanh có tỷ số truyền inh, và cấp chậm có tỷ

số truyền ich Để thỏa m n điều kiện i tr n th inh = (1,2 – 1,3).ich Chọn inh = 1,2.ich

723

1 

cn i

n

= 116,6 (v/ph)

2 , 5

6 , 116

cc i

55 ,

46 , 19 10 55 , 9 10

55 ,

02 , 18 10 55 , 9 10

55 ,

b Thiết kế bộ truyền nh răng trụ răng thẳng cấp nhanh:

- Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất cho phép:

Ứng suất tiếp xúc cho phép:

Giả thiết th i gian làm việc của c cấu ở chế độ trun nh l n m mỗi ngày làm việc 2 ca mỗi ca 4 gi

Số chu kỳ t n đ n của bánh lớn xác định theo công thức 3.4-[6]

M M

Ntđ = 60.1.116,6.1,003.6200 = 4,35.107

Ntđ > N0 = 107 Vậy số chu kỳ t n đ n của bánh nhỏ:

[ζ]tx2 = 2,6.200 = 520 N/ mm2 [ζ]tx1 = 2,6.240 = 624 N/ mm2

DUT.LRCC