Thiết kế cổng trục 25 tấn

Máy nâng chuyển là các loại máy công tác dùng để thay đổi vị trí của đối tượng công tác với thiết bị mang vật như móc treo, gầu ngoạm, nam châm điện, băng, gầu… Máy trục là một loại máy

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn cảm ơn Thầy giáo, ThS Nguyễn Thanh Việt đã nhiệt tình chỉ dạy, hướng dẫn, giúp đì em trong thời gian làm đề tài tốt nghiệp

Em cũng xin chân thành cảm ơn Thầy Cô giáo bộ môn đã bỏ thời gian quý báu của mình để đọc, nhật xét, duyệt đồ án của em

Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn của mình đến mọi người trong gia đình, các anh chị

và các bạn đã động viên, giúp đì, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập

Cuối cùng em xin bày tỏ lòng biết ơn tới các Thầy trong hội đồng bảo vệ đã bỏ thời gian quý báu của mình để đọc, nhận xét và chấm đề án này

Đà Nẵng, ngày 20 tháng 5 năm 2019 Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Thanh

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 1

MỤC LỤC 2

PHẦN A: LÝ THUYẾT 6

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÁY NÂNG CHUYỂN 6

1.1 Giới thiệu chung về thiết bị nâng chuyển 6

1.2 Các thông số cơ bản của máy nâng 7

1.2.1 Tải trọng nâng và tải trọng tính toán. 7

1.2.2 Các thông số động học. 8

1.3 Chế độ làm việc 8

CHƯƠNG 2 PHÂN LOẠI MÁY NÂNG CHUYỂN VÀ TÌM HIỂU CHUNG VỀ CỔNG TRỤC 10

2.1 Phân loại máy nâng 10

2.2 Tìm hiểu chung về cổng trục 12

PHẦN B: PHẦN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 15

CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ, THÀNH LẬP SƠ ĐỒ ĐỘNG MÁY 15

3.1 Phương án kết cấu thép 15

3.1.1 PA1: Dầm có mặt cắt là 2 thép chữ I liên kết với nhau bằng thanh giằng thép góc 15

3.1.2 PA2: Dầm chủ có mặt cắt là dạng dàn tổ hợp từ các thép góc 16

3.1.3 PA3: Dầm chủ là dầm hộp liên kết bởi các thép bản được hàn với nhau. 17

3.2 Phương án bộ di chuyển cổng trục 24

3.2.1 PA 1: Di chuyển cổng trục theo kiểu HGT nằm trong. 27

3.2.2 PA 2: Cơ cấu di chuyển cổng trục kiểu HGT nằm ngoài. 28

3.2.3 PA 3: Cơ cấu di chuyển cổng trục kiểu dẫn động độc lập 30

3.3 Phương án cơ cấu nâng hạ hàng 18

3.3.1 PA1: Cơ cấu nâng có sử dụng cặp bánh răng hở. 19

3.3.2 PA2: Cơ cấu nâng không sử dụng cặp bánh răng hở. 20

3.4 Phương án di chuyển xe con 22

3.4.1 Di chuyển xe con bằng cáp kéo 22

3.4.2 Di chuyển xe con bằng động cơ di chuyển. 23

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG 32

4.1 Giới thiệu chung về cơ cấu nâng 32

4.2 Chọn phương án thiết kế cho cơ cấu nâng 33

4.2.1 Số liệu ban đầu. 33

4.2.2 Phân tích chung. 33

4.2.3 Chọn loại dây cáp 34

4.2.4 Chọn palăng giảm lực. 35

4.2.5 Chọn phương án thiết kế. 36

4.3 Tính toán cơ cấu nâng 37

4.3.1 Tính kích thước dây cáp. 37

4.3.2 Tính các kích thước cơ bản của tang và ròng rọc. 38

4.3.3 Chọn động cơ điện 41

4.3.4 Tỷ số truyền chung. 42

4.3.5 Kiểm tra động cơ điện về nhiệt. 42

4.3.6 Tính và chọn phanh 46

4.4 Thiết kế hộp giảm tốc 49

4.4.1 Phân phối tỷ số truyền. 49

4.4.2 Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp nhanh. 51

4.4.3 Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng trung gian. 56

4.4.4 Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng cấp chậm. 57

4.4.5 Thiết kế trục. 58

4.4.6 Tính toán ổ trượt. 75

4.4.7 Tính toán ổ lăn còn lại. 77

4.4.8 Khớp nối trục vòng đàn hồi. 79

4.5 Bộ phận tang 82

4.5.1 Cặp đầu cáp trên tang. 82

4.5.2 Trục tang. 84

4.5.3 Ổ trục tang. 88

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU DI CHUYỂN XE CON 90

5.1 Giới thiệu chung về cơ cấu di chuyển 90

5.2 Chọn phương án thiết kế cho cơ cấu di chuyển xe con 91

5.2.1 Số liệu ban đầu. 91

5.2.2 Phân tích chung. 92

5.2.3 Chọn phương án thiết kế. 92

5.2.4 Bánh xe và ray. 94

5.2.5 Động cơ điện. 96

5.2.6 Tỷ số truyền chung. 97

5.2.7 Kiểm tra động cơ điện về momen mở máy. 98

5.2.8 Phanh. 100

5.2.9 Thiết kế bộ truyền. 101

5.2.10 Các bộ phận khác của cơ cấu di chuyển xe con. 107

CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU DI CHUYỂN CỔNG TRỤC 115

6.1 Phân tích chọn phương án thiết kế 115

6.1.1 Các số liệu ban đầu. 115

6.1.2 Chọn phương án thiết kế. 115

6.2 Tính toán các cụm chi tiết chính và hệ thống dẫn động 117

6.2.1 Bánh xe và ray. 117

6.2.2 Động cơ điện. 119

6.2.3 Tỷ số truyền chung. 120

6.2.4 Kiểm tra động cơ điện về momen mở máy. 120

6.2.5 Phanh. 122

6.2.6 Bộ truyền. 123

6.2.7 Các bộ phận khác của cơ cấu di chuyển cổng trục. 123

CHƯƠNG 7 TÍNH TOÁN KẾT CẤU KIM LOẠI CỦA CỔNG TRỤC 131

7.1 Phân tích chọn phương án thiết kế 131

7.1.1 Các số liệu ban đầu. 131

7.1.2 Phân tích chung. 131

7.1.3 Chọn phương án thiết kế. 133

7.2 Tính toán thiết kế dầm chính 137

7.2.1 Tải trọng tính toán. 137

7.2.2 Xác định kích thước tiết diện của dầm. 138

7.2.3 Ứng suất ở tiết diện giữa của dầm chính. 141

7.2.4 Tính tiết diện gối tựa của dầm được hàn liền với dầm chính. 145

7.2.5 Tính độ bền của ray dưới xe lăn. 147

7.2.6 Tính mối ghép hàn. 148

7.2.7 Kiểm tra thời gian tắt dần dao động của dầm chính. 149

CHƯƠNG 8 CÁC QUY PHẠM AN TOÀN TRONG LẮP ĐẶT VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CỦA CỔNG TRỤC 150

8.1 Quy phạm an toàn trong lắp đặt 150

8.2 Quy phạm an toàn trong sử dụng 150

8.3 Các thiết bị an toàn dùng trong cổng trục 152

8.3.1 Công tắc hạn chế hành trình nâng. 152

8.3.2 Công tắc hạn chế quá tải. 153

8.3.3 Công tắc cuối của cơ cấu di chuyển. 153

8.4 Hệ thống điều khiển điện và hướng dẫn sử dụng cổng trục 153

TÀI LIỆU THAM KHẢO 156

PHẦN A: LÝ THUYẾT CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÁY NÂNG CHUYỂN

1.1 Giới thiệu chung về thiết bị nâng chuyển

Máy nâng chuyển là các loại máy công tác dùng để thay đổi vị trí của đối tượng công tác với thiết bị mang vật như móc treo, gầu ngoạm, nam châm điện, băng, gầu…

Máy trục là một loại máy nâng và vận chuyển, một trong những phương tiện quan trọng của việc cơ giới hoá các quá trình sản xuất trong các ngành công nghiệp – và xây

dựng

Ở các nước tiên tiến, ngành máy nâng chuyển là một ngành công nghiệp phát triển cao, về thiết bị nâng chuyển của các máy trục Sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp, luôn mong muốn nâng cao năng suất lao động, do vậy phải phát triển không ngừng cải tiến kỹ thuật máy nâng và vận chuyển

Trong ngành công nghiệp mỏ thì cần có các loại thang tải, xe kíp băng tải … Trong ngành luyện kim có những cần trục nặng phục vụ kho chứa quặng và nhiên liệu…

Máy nâng và vận chuyển phục vụ nhà ở, những nhà công cộng, các cửa hiệu lớn

và các ga tàu điện ngầm như thang máy, trong đó có thang điện cao tốc cho các nhà cao tầng, buồng chở người và thang điện liên tục.Trong các siêu thị người ta dùng rất nhiều các cầu thang cuốn …

Trong nhà máy hay phân xưởng cơ khí thì người ta trang bị nhiều máy nâng chuyển di động như cần trục, cầu trục, cổng trục dùng điện hay khí nén, thuỷ lực năng suất cao để di chuyển các chi tiết máy hoặc máy …

Ngành máy nâng và vận chuyển hiện đại đang thực hiện rộng rãi việc cơ giới hoá quá trình vận chuyển trong các ngành công nghiệp và kinh tế quốc dân Sự phát triển của

kỹ thuật nâng – vận chuyển phải theo cải tiến các máy móc, tinh xảo hơn, giảm nhẹ trọng lượng, giảm giá thành, nâng cao chất lượng sử dụng, tăng mức sản xuất, đơn giản hoá và

tự động hoá việc điều khiển và chế tạo những máy mới nhiều hiệu quả để thoả mãn yêu cầu ngày một tăng của nền kinh tế quốc dân

Ở nước ta, máy nâng và vận chuyển cũng đã sử dụng rộng rãi trong một số ngành như xếp dì hàng hoá ở các bến cảng nhà ga và đường sắt 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 như hiện nay, máy nâng và vận chuyển ngày càng trở thành nhu cầu cấp bách do nhu cầu sản xuất ngày càng cao

1.2 Các thông số cơ bản của máy nâng

1.2.1 Tải trọng nâng và tải trọng tính toán

Các tải trọng dùng trong cơ sở thiết kế máy nâng gồm có:

 Tải trọng nâng danh nghĩa

Tải trọng nâng của máy nâng là trọng lượng danh nghĩa của vật nâng mà máy có thể nâng hạ được theo tính toán thiết kế

Q = Qv + Qmt (1.1) Trong đó: Qv – trọng lượng vật nâng, N;

Qmt – trọng lượng bộ phận mang tải, N

 Tải trọng từ trọng lượng bản thân máy

Trọng lượng bản thân máy bao gồm trọng lượng các cơ cấu, trọng lượng phần kết cấu thép và trọng lượng các chi tiết phụ trợ

 Tải trọng gió

Máy nâng có chiều cao lớn làm việc ngoài trời như cần trục cảng, cần trục xây dựng, phải tính tải trọng do gió gây nên Tải trọng gió cũng có tác động đến độ bền của các bộ phận và chi tiết máy nâng, độ ổn định của máy khi làm việc Cường độ tải trọng gió thay đổi theo chiều cao, theo cấp gió, theo thời tiết khí hậu của từng vùng và diện tích chắn gió của các bộ phận máy nâng

Khi tính toán kết cấu thép máy nâng, tải trọng gió được xét trong hai trường hợp: + Máy nâng đang vận hành: Xác định áp lực gió lớn nhất mà máy nâng có thể làm việc được

+ Máy nâng không làm việc: Xác định áp lực gió lớn nhất tác dụng lên máy nâng

để tính toán thiết kế bộ phận khoá hãm của máy trên đường ray

 Tải trọng động

Là tải trọng xuất hiện khi máy hoạt động thực Để tính được tải trọng động, cần phải xây dựng mô hình bài toán động lực học máy nâng và giải phương trình chuyển động của cơ hệ đã lập được trên cơ sở quy về sơ đồ một, hai, ba hay nhiều khối lượng

 Khẩu độ máy nâng: là khoảng cách tâm giữa hai đường ray của bánh xe di

chuyển máy, được ký hiệu là L, m

 Khoảng cách hai cầu: là khoảng cách tâm trục bánh trước và bánh sau của máy,

ký hiệu là a, m

 Tầm vươn: là khoảng cách nằm ngang từ tâm quay của máy đến tâm vật nâng, ký

hiệu là L1, m Tầm vươn chỉ có ở các máy cẩu có tay cần

 Chiều cao nâng: là khoảng cách thẳng đứng từ vị trí thấp nhất đến vị trí cao nhất

của cơ cấu mang vật khi làm việc, ký hiệu là H, m

1.2.2 Các thông số động học

m/ph ) Vận tốc nâng phụ thuộc tải trọng nâng, tính chất công việc mà máy nâng phục vụ

và nhiều yếu tố khác nữa

 Vận tốc di chuyển: là tốc độ di chuyển danh nghĩa của máy nâng hoặc di chuyển

lượng máy, tải trọng nâng, tính chất công việc và nhiều yếu tố khác

 Tốc độ quay: Đối với một số máy nâng như cần trục xây dựng, ôtô cẩu, cần trục

nổi… có bộ phận quay theo trục thẳng đứng nhằm di chuyển vật nâng đến các vị trí khác nhau xung quanh mình nó Tốc độ quay nq (vg/ph) thường chỉ lấy từ 1 ÷ 3,5 vg/ph để

+ Hệ số sử dụng cơ cấu theo tải trọng:

KQ =

Q Qtb

Trong đó: Qtb - trọng lượng trung bình của vật nâng

+ Hệ số sử dụng cơ cấu trong ngày

+ Hệ số sử dụng cơ cấu trong năm

+ Cường độ làm việc của động cơ

T To

Trong đó: To - thời gian làm việc của động cơ trong một chu kì hoạt động của máy:

To = ∑tm + ∑tv

T – toàn bộ thời gian hoạt động của cơ cấu trong một chu kì:

T = ∑tm + ∑tv + ∑tp + ∑td

∑tm: tổng thời gian mở máy

∑tv : tổng thời gian chuyển động với tốc độ ổn định

∑tp : tổng thời gian phanh

∑td : tổng thời gian dừng máy

CHƯƠNG 2 PHÂN LOẠI MÁY NÂNG CHUYỂN VÀ TÌM HIỂU

CHUNG VỀ CỔNG TRỤC

2.1 Phân loại máy nâng

Dựa theo cấu tạo và nguyên lý làm việc máy nâng được phần thành các loại:

+ Cầu trục: được dùng trong các phân xưởng, nhà kho để nâng hạ và vận chuyển hàng

hóa với lưu lượng lớn Cầu trục được dùng phổ biến trong nghành công nghiệp chế tạo máy và luyện kim với thiết bị mang vật chuyên dùng Dựa theo kết cấu cầu trục được phân thành: cầu trục một dầm, cầu trục hai dầm

Hình 2.1 Cầu trục tại nhà xưởng

+ Cổng trục: củng như cầu trục cổng trục được sử dụng rộng rãi trong các nhà kho, phân xưởng và vận chuyển hàng hóa

Hình 2.2 Cổng trục

+ Bán cổng trục: có cấu tạo như cổng trục nhưng có một đầu giàn thép lắp chân cổng,

đầu kia đặt lên cao như cầu trục

Hình 2.3: Bán cổng trục

+ Cần trục: cần trục được sử dụng rộng rãi trong xây lắp các công trình xây dựng hoặc

bốc dỡ hàng hóa Cần trục được phân loại thành các loại: cần trục tháp, cần trục tháp quay di động, cần trục buồm, cần trục chân đế và cần trục nối, cần trục cáp

Sức nâng của cổng trục nằm trong phạm vi rất rộng từ 1 đến 500 tấn, tường hợp cá biệt có thể nâng đến 1000 tấn

Dựa vào công dụng người ta có thể phân cổng trục thành ba loại: cổng trục dùng

để xếp dỡ, cổng trục dùng để lắp ráp trong xây dựng, cổng trục chuyên dụng

Dựa vào kết cấu thép phân thành cổng trục không có xông xôn, cổng trục có một đầu công xôn, cổng trục có hai đầu công xôn

+ Cổng trục không có công xôn: Không có phần rìa phía ngoài mà dầm của cổng trục sẽ

bằng với chân chống của nó Các hàng hóa được di chuyển trong phạm vi bên trong của chân chống cổng trục Loại này có độ vững cao, tải trọng nâng lớn, được tính toán và chế tạo tương đối đơn giản Thường được lắp đặt trong các nhà xưởng có kết cấu đơn giản để tiết kiệm chi phí kết cấu thép Cổng trục này tốn nhiều khoảng không gian để đặt máy, không phù hợp cho những nơi có không gian làm việc nhỏ

Hình 2.1: cổng trục không có công xôn

+ Cổng trục có công xôn: Là trên dầm của cổng trục sẽ có 1 đầu hoặc 2 đầu được thiết kế

dư ra Ở mỗi phần dư ra này các bánh xe con sẽ di chuyển ra đến phần công xôn vượt ra khỏi hai chân chống của cổng trục để giúp di chuyển sản phẩm ra được phạm vi phía ngoài của chân cổng trục Loại này có mặt bằng sử dụng ít, có tầm rộng lớn, phù hợp khi

có yêu cầu mặt bằng nhỏ hẹp và không gian làm việc rộng

Hình 2.2: Cổng trục có hai đầu công xôn

PHẦN B: PHẦN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ,

- Đì tốn công chế tạo, lắp ráp nhanh vì sử dụng thép định hình

- Việc bảo quản và bảo dưìng duy tu, đại tu cũng rất đơn giản

- Dễ phát hiện các hỏng hóc và sai lệch lắp ráp trong quá trình chế tạo

Nhược điểm:

- Trọng lượng bản thân của dầm rất lớn nên không tiết kiệm vật liệu chế tạo

- Việc tìm kiếm thép chữ I định hình để chế tạo là rất khó đối với một số xưởng vì loại thép này đòi hỏi cao về độ thẳng, độ đồng nhất về chất lượng thép

- Ngoài ra mặt cắt của loại thép I này là rất lớn, chiều cao nó thường từ 1.000 - 1.500mm

- Giá thành chế tạo cao do vật liệu đắt

3.1.2 PA2: Dầm có kết cấu kiểu giàn

Cổng trục chế tạo gồm hai dàn chủ và các thanh giằng xiên liên kết các thanh trong dàn chế tạo bằng các thanh thép góc, chúng được liên kết bằng mối ghép hàn Dàn chủ chia làm 4 đoạn có chiều dài khác nhau Các đoạn liên kết với nhau bằng mối ghép bulông nhờ các bản nối phụ là thép tấm

Chân cổng cũng có kết cấu dàn và được liên kết với dàn chủ bằng bulông tinh Mỗi chân cổng có hai cụm bánh xe di chuyển, một cụm chủ động và một cụm bị động, cụm bánh xe liên kết với chân cổng còn tuỳ thuộc vào kết cấu của cụm bánh xe

Mặt dàn nơi đặt palăng được hàn gia cố thêm với các thanh thép hình, trên các thanh này có khoan lỗ để bắt bulông với cụm tời

Ray cũng được chia làm bốn đoạn dài bằng các khúc dàn chủ Liên kết chúng với dàn

chủ bằng bulông, việc liên kết này được thực hiện nhờ các tấm ghép phụ bằng thép [ Bản cánh trên của thép [ dùng liên kết hàn với dàn chủ, bản cánh dưới của thép [ được khoan lỗ

để bắt bulông với ray chạy palăng

Phương pháp này có những ưu, nhược điểm sau:

Nhược điểm:

- Tính toán thiết kế phức tạp vì các thanh trong dàn chịu lực khác nhau

- Chế tạo rất tốn công do việc pha các phôi liệu phức tạp và đòi hỏi nhiều nguyên công

- Việc thực hiện nối ghép cũng tốn nhiều công sức

- Khó có thể gia công chính xác

Hình 3.2: Dầm chủ có mặt cắt là dạng dàn tổ hợp từ các thép góc

3.1.3 PA3: Dầm chủ là dầm hộp liên kết bởi các thép bản được hàn với nhau

Cổng trục có mặt cắt dầm chủ và mặt cắt chân cổng là tổ hợp hình hộp Dầm chủ chia làm bốn đoạn được liên kết với nhau bằng bu lông tinh, được liên kết tại công trường Hai dầm liên kết với nhau bằng các thanh giằng là thép góc, có thể là liên kết hàn hay bu lông Phương án này có những ưu, nhược điểm sau :

Ưu điểm:

- Với phương án thiết kế này do mặt cắt dầm chủ được tổ hợp từ những tấm thép cho nên rất dễ chế taọ với kích thước hình dáng tuỳ ý

- Vật liệu dễ dàng tìm kiếm

- Đơn giản trong việc chế tạo và nối ghép

- Đơn giản cho quá trình tính toán và thiết kế

- Có thể làm dầm có mặt cắt thay đổi để giảm tự trọng bản thân và tiết kiệm vật liệu

- Thời gian chế tạo và lắp dựng ngắn

Hình 3.3: Dầm chủ là dầm hộp liên kết bởi các thép bản dược hàn với nhau

Thông qua việc phân tích lựa chọn phương án kể trên, nhận thấy phương án 3 là phù hợp nhất

3.2 Phương án cơ cấu nâng hạ hàng

Cơ cấu nâng (CCN) được cấu tạo từ: động cơ, khớp nối, phanh, hộp giảm tốc, tang cuốn cáp, dây cáp, móc treo và ròng rọc Tất cả các bộ phận của cơ cấu nâng được lắp trên khung hàn và được lắp bốn bánh xe dưới khung để di chuyển trên đường ray

Cơ cấu nâng vật sử dụng pa lăng đơn : Pa lăng đơn có nhược điểm là tải trọng tác dụng lên các gối đì của tang không đều trong suốt quá trình nâng và hạ Ngoài ra vật nâng chuyển động

không đều theo một phương thẳng đứng khi nâng hạ, và đó là điều không mong muốn Mặt khác palăng đơn có bội suất là lẻ, do vậy các nhánh cáp có xu thế xoắn lại hơn so với trường hợp bội suất chẵn

Palăng kép khắc phục được các nhược điểm trên Đối với cầu trục chủ yếu sử dụng tang kép Khi sử dụng sơ đồ mắc cáp kiểu này vật nâng được chuyển động thẳng đứng và

ít gây ra dao động và lắc ngang Do vậy ta chọn cơ cấu nâng sử dụng palăng kép để tính toán thiết kế

Cơ cấu nâng của cầu trục rất đa dạng về sơ đồ nguyên lý và kết cấu Để lựa chọn được cơ cấu nâng phù hợp, dưới đây đưa ra một số phương án làm cơ sở để đánh giá ưu nhược điểm của mỗi loại và có cơ sở khoa học để lựa chọn phương án phù hợp nhất

3.2.1 PA1: Cơ cấu nâng có sử dụng cặp bánh răng hở

Sơ đồ nguyên lý

Hình 3.4 Phương án cơ cấu nâng dẫn động bằng hệ bánh răng hở

1- Động cơ; 2- Khớp nối đàn hồi+ Phanh; 3- Hộp giảm tốc; 4- Khớp nối

5- Cặp bánh răng ngoài; 6- Tang cuốn cáp

Đối với loại này khi động cơ (1) làm việc sẽ truyền chuyển động qua hộp giảm tốc (3) lên cặp bánh răng ngoài (5) Từ bánh răng truyền mô men tới tang cuốn cáp (6) và thông qua tang, palăng thắng lực mà truyền chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến

CCN dạng này có đặc điểm là kết cấu đơn giản, giảm giá thành chế tạo, dễ tháo láp sửa chữa, vật được nâng lên ổn định theo phương thẳng đứng Nhựơc điểm chủ yếu là phải bôi dầu mì thường xuyên liên tục cho cặp bánh răng hở và làm việc gây tiếng ồn

3.2.2 PA2: Cơ cấu nâng không sử dụng cặp bánh răng hở

Sơ dồ nguyên lý :

Hình 3.5: Phương án cơ cấu nâng dẫn động không có cặp bánh răng hở

1- Động cơ; 2- Khớp nối đàn hồi+ Phanh; 3- Hộp giảm tốc;

4- Khớp nối; 5- Tang cuốn cáp

Khi làm việc động cơ điện (1) truyền chuyển động qua hộp giảm tốc (3) sau đó truyền lên tang cuốn cáp (5) và nâng vật nên Khi cơ cấu dừng có phanh loại thường đóng (2) giữ vật nõng

CCN dạng này có ưu điểm là trọng lượng cơ cấu giảm, do bỏ được cập bánh răng

hở, làm việc ít tiếng ồn, không đòi hỏi bôi trơn thường xuyên Tuy nhiên lắp rắp đòi hỏi

độ chính xác cao

3.2.3 PA3: Cơ cấu nâng có sự dụng biến tần

Sơ đồ nguyên lý:

Hình 3.6: Cơ cấu nâng có sử dụng bộ biến tần

1 Động cơ 2 Khớp nối đàn hồi và phanh 3 Tang

Biến tần là thiết bị dùng để thay đổi và điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều 3 pha thông qua thay đổi tần số dòng điện xoay chiều 3 pha

Việc sử dụng iến tần có tác dụng làm mềm chuyển động của cơ cấu nâng hạ khi thực hiện việc nâng hạ hàng

+ Có thể cài đặt và thay đổi được tốc độ di nâng hạ

+ Lắp biến tần sẽ tránh được hiện tượng rung lắc trong quá trình nâng hạ

+ Biến tần có chế độ khởi động mềm cho nên việc tiêu tốn điện năng là ít hơn Nhược điểm khi lắp biến tần là gì?

+ Lắp biến tần cho cơ cấu nâng hạ thì sẽ tạo độ trễ cho quá trình di chuyển và dừng lại của cơ cấu

3.3 Phương án di chuyển xe con

3.3.1 Di chuyển xe con bằng kéo cáp

Sơ đồ động:

1- Động cơ 2- Nối trục đàn hồi +phanh 3- Hộp giảm tốc

4- Tang cuốn cáp 5- Xe con

6-Ray

Hình 3.7: Xe con di chuyển bằng kéo cáp

+Ưu điểm :

- Kết cấu xe con đơn giản, gọn nhẹ

- tính toán kết cấu thép không phức tạp

+Nhược điểm :

- Tính cơ cấu di chuyển phức tạp hơn so với dùng động cơ di chuyển vì phải tính

toán tang tời và cáp kéo

- Công suất thất thoát lớn, đồng thời công suất động cơ yêu cầu lớn hơn

- Khi hỏng hóc thì sửa chữa phức tạp

- Không bố trí các cơ cấu nâng và cơ cấu di chuyển trên nên không gian làm việc của xe con lớn

3.3.2 Di chuyển xe con bằng động cơ di chuyển

Sơ đồ động :

Hình 3.8: Xe con di chuyển bằng động cơ gắn trên

1 - động cơ; 2 - phanh; 3- hộp giảm tốc; 4 - khớp nối; 5- khớp nối

+ Ưu điểm :

- Tận dụng hết công suất động cơ

- Công suất động cơ nhỏ hơn so với di chuyển bằng cáp kéo

- Khi hỏng hóc dễ dàng sửa chữa

3.3.3 PA3: Di chuyển xe con có sử dụng biến tần

+ Có thể cài đặt và thay đổi được tốc độ di chuyển

+ Lắp biến tần sẽ tránh được hiện tượng rung lắc trong quá trình di chuyển

+ Biến tần có chế độ khởi động mềm cho nên việc tiêu tốn điện năng là ít hơn Nhược điểm khi lắp biến tần là gì?

+ Lắp biến tần cho cơ cấu di chuyển xe con thì sẽ tạo độ trễ cho quá trình di chuyển và dừng lại của cơ cấu

bộ phận di chuyển ta phân ra cơ cấu di chuyển bánh xích, cơ cấu di chuyển bánh lốp, và

cơ cấu di chuyển trên ray

Cổng trục cần thiết kế trong đồ án này có bộ di chuyển được dùng dạng cơ cấu di chuyển trên ray theo phương ngang Do di chuyển trên ray theo phương ngang nên áp lực tác động lên các bánh xe di chuyển là rất lớn Cơ cấu thường được dẫn động bằng điện

Cơ cấu di chuyển trên ray bao gồm một hoặc một cụm bánh xe, được dẫn động bởi động cơ thông qua bộ truyền động cơ khí như: hộp giảm tốc, khớp nối và trong nhiều trường hợp còn sử dụng cả bộ truyền bánh răng ngoài để hở Để dừng hệ thống chính xác, cơ cấu di chuyển còn được trang bị thêm hệ thống phanh điện từ Đường ray của cơ cấu di chuyển có thể đặt trên các công trình hoặc được gắn cố định trên nền của xưởng trong các xí nghiệp

a: Di chuyển treo trên ray b: Di chuyển trên ray

c Truyền momen xoắn qua BR d Truyền qua trục

Hình 3.10: Di chuyển cổng trục

Sự khác biệt về cấu tạo của các cơ cấu di chuyển phụ thuộc vào:

- Đường ray di chuyển: Di chuyển kiểu treo trên ray ( Thường là trên hai cánh dưới dầm định hình chữ I - Hình 1.4a ) hoặc di chuyển trên đỉnh ray (Thường là trên ray định hình chữ I hoặc ray vuông - Hình 1.4b)

- Cách truyền lực: bánh xe dẫn động hay cáp kéo

- Cách truyền mômen xoắn lên bánh xe: Qua bánh răng (Hình 1.4.c) hoặc qua trục (Hình 1.4d)

- Theo kết cấu của hệ thống dẫn động: kín hay hở

- Theo cách dẫn động: Dẫn động chung, dẫn động riêng

Một vấn đề quan trọng ảnh hưởng nhiều đến kết cấu của cơ cấu di chuyển của các máy trục dùng cơ cấu di chuyển trên hai ray là phải đảm bảo cho hai bên xe di chuyển đều nhau nhằm giảm sự biến dạng của khung xe, do đó giảm được lực cản truyền động

do di chuyển xiên lệch Sự di chuyển xiên lệch này chủ yếu là do có sự sai khá về đường kính và tốc độ quay của các bánh xe chủ động của cơ cấu di chuyển của máy hoặc của cơ cấu thuộc bộ phận máy

Để hạn chế độ xiên lệch, trước hết và chủ yếu là kết cấu kim loại của khung xe hoặc toàn máy phải có độ cứng vững cao Mặt khác, gờ bánh xe hoặc các con lăn dẫn hướng được bố trí hợp lí cũng hạn chế được phần nào sự lệch xiên của kết cấu khi di chuyển Tuy nhiên nó cũng làm xuất hiện các lực cản phụ trong cơ cấu cũng như lực tác dụng phụ lên kết cấu kim loại của máy

Để tránh hiện tượng vặn xoắn cổng trục thì ngoài kết cấu thép của bản thân cổng trục phải đủ cứng vững còn phải thiết kế cơ cấu di chuyển sao cho nó tạo ra được tốc độ

di chuyển của hai bánh xe trên hai ray phải bằng nhau Muốn vậy phải thiết kế bộ di chuyển có hai động cơ đồng tốc, hộp giảm tốc đồng công suất và tỷ số truyền, bánh xe cùng đường kính (đối với cơ cấu di chuyển độc lập) và hai bộ di chuyển này phải được điều khiển bởi một khoá điện được ngắt mở đồng thời (bộ điều khiển được đặt trên cabin); hoặc phải thiết kế hai bộ truyền động giống hệt nhau để truyền động ra hai bánh

xe cũng giống hệt nhau (đối với cơ cấu di chuyển phụ thuộc)

3.4.1 PA 1: Di chuyển cổng trục theo kiểu HGT nằm trong

Sơ đồ dẫn động theo kiểu HGT nằm trong hình 1.5

Hình 3.11: Sơ đồ dẫn động cơ cấu di chuyển cổng trục kiểu HGT nằm trong

1-Động cơ; 2-Khớp nối đàn hồi+ Phanh; 3-Hộp giảm tốc; 4-Khớp nối;

5-Cặp bánh răng nón; 6-Bánh xe di chuyển;

- Đặc điểm:

Cơ cấu di chuyển cổng trục dùng phương án dẫn động chung với trục quay chậm

có một động cơ một đầu ra truyền chuyển động vào một hộp giảm tốc và được đặt ngay trên dầm của cổng trục Ta thường chỉ gặp cổng trục có sơ đồ dẫn động kiểu này ở một số cổng trục có khẩu độ nhỏ kiểu cũ Từ động cơ, momen xoắn được truyền qua hộp giảm tốc và sau đó đến các bánh xe nhờ các trục truyền động Tuỳ theo khẩu độ của cổng trục

mà các trục truyền động được chế tạo thành hai hay nhiều đoạn, chúng được nối với nhau bằng các nối trục và được đì bằng các ổ đì trung gian Mô men truyền qua trục truyền động ở cấp chậm có giá trị rất lớn, do đó bản thân trục, ổ khớp nối đều có kích thước và trọng lượng lớn

+ Ưu điểm:

- Giá thành thấp hơn so với các phương án khác vì trong cơ cấu chỉ phải sử dụng một động cơ và một hộp giảm tốc

- Kết cấu chân cổng gọn hơn vì tại ví trí thanh giằng ta chỉ lắp một cụm bánh răng nón,

do đó tiết kiệm được diện tích mặt bằng phần dưới chân cổng

- Trục quay chậm nên giá trị mô men rất lớn Do đó các trục, khớp nối trục và ổ đều

3.4.2 PA 2: Cơ cấu di chuyển cổng trục kiểu HGT nằm ngoài

Sơ đồ dẫn động của cơ cấu được trình bày trên hình 1.6

Hình 3.12: Sơ đồ dẫn động cơ cấu di chuyển cổng trục kiểu HGT nằm ngoài

1- Động cơ; 2- Khớp nối đàn hồi+ Phanh; 3-Căp bánh răng nón;

4-Hộp giảm tốc; 5-Nối trục; 6-Bánh xe;

- Nguyên lý làm việc:

Động cơ hai đầu ra (1) truyền mô men xoắn đến cặp bánh răng nón thông qua các khớp nối (2) Cặp bánh răng nón làm thay đổi phương truyền mô men xuống cặp bánh răng nón tiếp theo dặt ở dưới chân cổng thông qua các khớp nối được bố trí ngay trên chân cổng Tốc độ quay của các trục theo phương án dẫn động này quay với tốc độ khá lớn nên các ổ và các khớp trung gian đòi hỏi có kết cấu phải đảm bảo được tốc độ truyền cao Tiếp theo mô men xoắn được truyền vào hai hộp giảm tốc bố trí ngay dưới chân cổng Từ đây tốc độ truyền được giảm tới tốc độ yêu cầu để đầu ra của hộp giảm tốc có

số vòng quay bằng số vòng quay của bánh xe (6) Trên trục động cơ ở hai đầu bố trí hai cụm phanh luôn đóng (2) để hãm di chuyển cổng khi cần thiết

- Ưu nhược điểm:

- Với cùng công suất truyền thì trọng lượng toàn bộ cơ cấu di chuyển theo kiểu dẫn động trục quay nhanh nhỏ hơn 4  6 lần so với trục truyền quay chậm mặc dù dùng đến hai hộp giảm tốc

- Momen trên trục nhỏ nên kích thước và khối lượng bản thân các trục, các khớp nối, các ổ lăn đều nhỏ

3.4.3 PA 3: Cơ cấu di chuyển cổng trục kiểu dẫn động độc lập

Sơ đồ động :

Hình 3.13: Sơ đồ cơ cấu di chuyển dẫn động riêng

1-Động cơ; 2- Nối trục đàn hồi; 3- Hộp giảm tốc;

4- Khớp nối; 5- Bánh xe;

- Nguyên lý hoạt động:

Động cơ (1) truyền động quay đến hộp giảm tốc (3) qua khớp nối (2) Bánh xe (5) được lắp lên trục ra của hộp giảm tốc Để giúp cổng di chuyển đến đúng vị trí làm việc thì cổng được trang bị thêm cơ cấu phanh và được lắp ngay trên đầu ra của động cơ

- Đặc điểm:

Cơ cấu di chuyển dẫn động riêng gồm các cụm riêng biệt ở một hoặc hai bên đường ray Mỗi cụm đều có một động cơ và một hộp giảm tốc riêng Giữa hai bánh xe dẫn động riêng không có liên kết cơ khí Trong hệ thống này có hiện tượng tự động san tải giữa các động cơ điện Đề phòng tải trọng phân bố không đều giữa hai bên, tải trọng tính toán cho mỗi bên cơ cấu được lấy bằng 60% tải trong chung

- Ưu, nhược điểm:

Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, dễ lắp đặt Hiệu suất làm việc cao, khả năng làm việc tin cậy và ổn định cao, do ít phải qua các bộ truyền nên hiệu suất truyền lớn Tuy nhiên, theo phương án này cơ cấu di chuyển cổng trục cần có hai động cơ và hai hộp giảm tốc nên giá thành của cơ cấu khá cao Hơn nữa để đảm bảo cho các bánh xe chủ động đồng thời cùng làm việc người ta phải chọn các động cơ cho nó cùng với loại động cơ, cùng chất lượng , tính năng và tốc độ quay như nhau, do vậy mà khi cần thay thế một động cơ thì phải lựa chọn động cơ có cùng thông số hoặc phải thay cả hai động cơ nên chi phí rất tốn kém Mặt khác

hai động cơ của bộ di chuyển phải được điều khiển đồng thời bằng một bộ điều khiển để đảm bảo độ đồng tốc ở hai bên chân cổng Khi cần đòi hỏi độ đồng tốc cao thì người ta trang

bị thêm cho chúng cơ cấu điều hoà cân bằng tốc độ giữa hai bên

Từ những ưu nhược điểm trên ngày nay người ta dần khắc phục được các nhược điểm và phát triển các ưu điểm của kiểu truyền động này Do đó cơ cấu di chuyển dẫn động độc lập đang được dùng ở hầu hết các cổng trục hiện đại ngày nay

Tóm lại phương án thiết kế cổng trục như sau:

- Cổng trục có kết cấu tầng trên và tầng dưới là dầm hộp liên kết dạng hộp

- Cơ cấu di chuyển cổng trục là cơ cấu dẫn động riêng trên mỗi chân cổng

- Cổng trục có xe con mang hàng được di chuyển bằng động cơ di động

- Cơ cấu nâng không sử dụng cặp bánh răng hở

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG

4.1 Giới thiệu chung về cơ cấu nâng

Phương pháp cơ bản để xây dựng một kết cấu truyền động của máy nâng là phải xác định được mục đích chính và những ảnh hưởng chính của cơ cấu đó Trước tiên cần quyết định về loại truyền động cho cơ cấu nâng, năng lượng sử dụng là gì, tiếp theo là lựa chọn phương pháp công tác, loại truyền động, phương pháp điều khiển và mục tiêu kinh

tế đạt được

Trong một cơ cấu bao giờ cũng có ba phần chính:

 Bộ phận công tác: là chi tiết hay bộ phận máy nhận năng lượng hoặc cơ năng của các bộ phận trước đó để thực hiện mục đích chính, nhiệm vụ chính của cơ cấu, ví dụ như

hệ thống ròng rọc cáp và móc treo trong cơ cấu nâng hạ vật

 Bộ phận truyền động: là phần trung gian nhận, biến đổi, phân phối và truyền năng lượng từ bộ phận dẫn động đến bộ phận công tác

 Bộ phận dẫn động: là phần phát ra lực ban đầu, sản sinh ra năng lượng đủ để cung cấp cho bộ phận công tác thực hiện được chức năng công việc Bộ phận dẫn động gồm các loại động cơ điện, thuỷ lực, đốt trong, khí nén…

Cơ cấu nâng dùng để nâng hạ vật theo phương thẳng đứng Theo yêu cầu công nghệ

cơ cấu nâng có thể là một máy nâng độc lập như tời, palăng cố định hay là một bộ phận của máy nâng như ở cầu trục, cổng trục, cần trục…

Cơ cấu nâng của cổng trục thường có ba loại chính:

+ Cơ cấu nâng kiểu treo: thường dùng cho loại cổng trục một dầm, cơ cấu công tác

là palăng điện hoặc là palăng tay Palăng điện hoặc palăng tay đều có khả năng di chuyển dọc theo dầm chính để nâng hạ vật Các loại palăng này là bộ phận máy được chế tạo hoàn chỉnh theo tải trọng, tốc độ nâng và chế độ làm việc Cơ cấu nâng kiểu này được di chuyển trên hai cánh dưới của dầm chữ I nhờ bánh xe, cơ cấu này được sử dụng với tải trọng nâng nhỏ

+ Cơ cấu nâng kiểu đặt: thường dùng cho loại cổng trục hai dầm, cơ cấu nâng được chế tạo và đặt trên xe con để có thể di chuyển dọc theo dầm chính Cơ cấu nâng di chuyển trên ray đặt trên dầm nhờ các cụm bánh xe chủ động và bị động Trên xe con có

thể có từ một đến ba cơ cấu nâng trong đó có một cơ cấu nâng chính, cơ cấu nâng kiểu này có thể sử dụng tải trọng nâng lớn

+ Cơ cấu nâng bố trí ngoài xe con: nhằm mục đích giảm tải trọng cho dầm chính, lúc này cơ cấu nâng được bố trí trên chân cổng, nhờ hệ thống ròng rọc và cáp mà vật nâng di chuyển được Nhược điểm của cơ cấu nâng kiểu này là hệ thống cáp chằng chịt, kết cấu phức tạp

4.2 Chọn phương án thiết kế cho cơ cấu nâng

4.2.1 Số liệu ban đầu

sử dụng ( theo bảng 2.13 [7] ) ta chọn chế độ làm việc của cơ cấu là M4 tức là máy sử

dụng ở phân xưởng và sử dụng gián đoạn, đều đặn

4.2.2 Phân tích chung

Cơ cấu nâng được thiết kế dùng:

+ Động cơ điện có hai loại động cơ điện một chiều và động cơ điện xoay chiều Động cơ điện xoay chiều 3 pha được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp với công suất, tính bền cao, momen khởi động lớn, dễ đảo chiều Bên cạnh đó ta có động cơ điện một chiều: là loại động cơ điện có khả năng điều chỉnh tốc độ trong phạm vi rộng, khi làm việc bảo đảm khởi động êm, hãm và đảo chiều dễ dàng, giá thành cao, khi lắp đặt cần thêm bộ chỉnh lưu khá phức tạp Trên những ưu khuyết điểm của hai loại động cơ điện xoay chiều và động cơ điện một chiều ta thấy được động cơ điện xoay chiều tuy tính chất thay đổi tốc độ không bằng động cơ điện một chiều nhưng với tính thông dụng, bền và kinh tế hơn thì những khuyết điểm của loại động cơ này vẫn chấp nhận được Vậy khi thiết kế cơ cấu nâng của cổng trục hai dầm này ta dùng động cơ điện xoay chiều ba pha là phù hợp

+ Hộp giảm tốc : Sử dụng bộ truyền bánh răng trụ, bộ truyền bánh răng bôi trơn bằng ngâm dầu

+ Tang được chế tạo bằng gang xám, có xẻ rãnh.Cáp vào rãnh thì ứng suất phân bố đều, tránh được ứng suất tập trung trên cáp, giảm được giá thành so với thép

+ Cáp nâng: lựa chọn dựa trên hệ số an toàn cho phép, và tuổi thọ của dây cáp Do

đó ta phải chọn cáp cho phù hợp với tải trọng nâng, chịu lực căng dây lớn Có hai loại cáp có thể sử dụng :cáp bện xuôi và cáp bện chéo

- Cáp bện xuôi: có tính mềm, dễ uốn qua ròng rọc và tang, khả năng chống mòn tốt (do tiếp xúc giữa các sợi cáp là tiếp xúc đường có nhược điểm là dễ bị tở khi cáp bị đứt và dễ bị xoắn lại khi một đầu cáp ở trạng thái tự do)

- Cáp bện chéo: có tính cứng, dễ mòn khi làm việc (do tiếp xúc giữa các sợi cáp là tiếp xúc điểm) nhưng lại khó bị tở và không bị xoắn lại khi một đầu ở trạng thái tự do Dựa trên tính chất của hai loại cáp và cấu tạo của cơ cấu nâng ta chọn loại cáp bện chéo + Phanh sử dụng trong cơ cấu nâng có nhiều loại như phanh má, phanh đĩa, phanh đai, phanh nón, phanh áp trục, phanh ly tâm Để đảm bảo an toàn và thích hợp với hệ thống dẫn động điện độc lập ta sử dụng loại phanh thường đóng

4.2.3 Chọn loại dây cáp

Vì cơ cấu làm việc với động cơ điện, vận tốc cao, ta chọn cáp để làm dây cho cơ cấu Cáp là loại dây có nhiều ưu điểm hơn các loại dây khác như xích hàn, xích tấm và là loại dây thông dụng nhất trong ngành máy trục hiện nay

Ta không chọn dây xích vì xích nặng hơn khoảng 10 lần so với cáp, xích có thể đứt đột ngột do chất lượng mối hàn kém (nếu là xích hàn)

Trong các kiểu kết cấu dây cáp thì kết cấu kiểu ЛK -P theo ГOCT 2588-55 có tiếp xúc đường giữa với các sợi thép các lớp kề nhau, làm việc lâu hỏng và được sử dụng rộng

P6x19 = 114 ( ГOCT 2588-55), với giới hạn bền các sợi thép trong khoảng

Có 2 loại palăng thường dùng đó là: palăng đơn và palăng kép

Loại palăng đơn (A) do chỉ có một nhánh dây chạy trên tang nên mỗi khi cuốn và nhả cáp có sự di chuyển của dây dọc trục làm khó hạ vật đúng vị trí gây ra tải tác động lên ổ đỡ thay đổi

Loại palăng kép (B) có 2 nhánh dây cuốn lên tang nên nâng hạ vật đúng vị trí, áp lực lên các ổ trục sẽ được phân đều và ít thay đổi

Hình 4.2: Palăng đơn và palăng kép

Trên cầu lăn dây cáp nâng được cuốn trực tiếp lên tang Do cầu lăn thực hiện việc nâng hạ vật nâng theo chiều thẳng đứng nên để tiện lợi trong khi làm việc ta chọn palăng kép có hai nhánh dây chạy trên tang, tương ứng với trọng tải của cổng trục lăn Theo Bảng 2-6[1] chọn bội suất palăng a = 4 Palăng gồm bốn ròng rọc di động và một ròng rọc không di chuyển làm nhiệm vụ cân bằng Sơ đồ nguyên lý palăng như hình 4.3

Hình 4.3: Sơ đồ nguyên lý palăng

Lực căng lớn nhất xuất hiện ở nhánh dây cáp cuốn lên tang khi nâng vật

m

Q S





).

1 (

) 1 (

0 max 

A = 4 : Bội suất của palăng

98 , 0 ).

98 , 0 1 ( 2

) 98 , 0 1 ( 262500 ).

1 (

) 1 (

0 4 0

2 4

262500

0 max



S m a

Q S

S p

4.2.5 Chọn phương án thiết kế

Qua những phân tích ở trên ta chọn cơ cấu nâng có sơ đồ động như sau:

Hình 4.4 Sơ đồ động của cơ cấu nâng

1 Động cơ điện; 2 Khớp nối; 3 Phanh; 4 Hộp giảm tốc; 5 Khớp nối mềm; 6 Tang; 7

Dây cáp; 8 Ròng rọc cố định; 9 Ròng rọc di động;

10 móc treo

Với sơ đồ động như trên ta thấy cơ cấu nâng có kết cấu nhỏ gọn, đảm bảo yêu cầu thiết

kế, đồng thời đảm bảo chế tạo từng cụm riêng và tháo lắp dễ dàng

4.3 Tính toán cơ cấu nâng

4.3.1 Tính kích thước dây cáp

công thức 3-14[7]

Với: np = 4: hệ số an toàn bền của cáp Bảng 3.1[7]

Xuất phát từ điều kiện theo công thức (3-14) với loại dây đã chọn trên, với giới hạn

Vậy dây cáp được chọn đạt yêu cầu

4.3.2 Tính các kích thước cơ bản của tang và ròng rọc

Tang cuốn cáp có dạng hình trụ rỗng (được sử dụng phổ biến trong các loại máy trục), có trục đì, dùng để cuốn cáp Nhờ sự truyền mômen và vận tốc từ động cơ qua hộp giảm tốc, tang biến chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến của vật nâng

Thông thường tang trụ có hai loại: tang trơn và tang có rãnh

Tang trơn là trên mặt tang nhẵn, hai đầu có thành tang để cuốn nhiều lớp cáp Tang này sử dụng khi có dung lượng cáp lớn, chưa xác định được chiều cao nâng chính xác Tang này có nhược điểm là nhanh mòn do cọ xát nhiều, lớp cáp trong cùng chịu lực ép lớn

Tang có rãnh là trên bề mặt tang được tiện rãnh dạng đáy tròn theo kích thước dây cáp theo chiều xoắn ốc Tang được chọn ở đây là tang kép có rãnh, rãnh có dạng xoắn ốc

từ hai đầu vào giữa Tang có rãnh được cuốn một lớp cáp và dùng cho máy nâng có chiều cao nâng cố định Tang này có nhiều ưu điểm: rãnh trên tang có tác dụng dẫn cáp cuốn theo rãnh, giữa các vòng cáp kề nhau có khe hở và như vậy cáp không bị chà xát vào nhau, diện tích tiếp xúc giữa cáp và tang lớn nên giảm ứng suất tiếp xúc

Đường kính nhỏ nhất cho phép của ròng rọc dẫn hướng được xác định theo công thức 3-56 [7]

(2) Chiều dài tang

Chiều dài tang phải được tính toán sao cho khi hạ vật xuống vị trí thấp nhất trên vẫn còn ít nhất 1,5 vòng cáp dữ trữ, không kể những vòng cáp nằm trong kẹp (quy định

về an toàn )

Hình 4.5: Sơ đồ xác định chiều dài tang

Chiều dài toàn bộ của tang xác định theo công thức 3-56b [7] đối với trường hợp

palăng kép