THIẾT KẾ MÁY KĨ THUẬT NÂNG CHUYỂN THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG CỦA CẦU TRỤC HAI DẦM 10 TẤN
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN MÁY XÂY DỰNG VÀ NÂNG CHUYỂN
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
KĨ THUẬT NÂNG CHUYỂN
ĐỀ TÀI
THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG CỦA CẦU TRỤC HAI DẦM 10 TẤN
*TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy, NXB ĐHQGTP Hồ Chí Minh, 2004.
2. Nguyễn Trọng Hiệp, Chi tiết máy tập 1, 2 NXB Giáo dục, 1998.
3. Nguyễn Hữu Lộc, Bài tập chi tiết máy, NXB ĐHQGTP Hồ Chí Minh, 2003.
4. Nguyễn Hữu Lộc, Độ tin cậy trong thiết kế kỹ thuật , NXB ĐHQGTP Hồ Chí Minh, 2002.
MỤC LỤC …………………………………………………………………………… 1
LỜI NÓI ĐẦU ……………………………………………………………………….. 2
CHƯƠNG I: Giới thiệu về cầu trục………………………………………………….. 3
CHƯƠNG II: Tính toán cơ cấu nâng.…………………………………………………7
- Tính và chọn dây…………………………………………………………………8
- Palang giảm lực…………………………………………………………………..8
- Kích thước dây…………………………………………………………………...9
- Tính các kích thước cơ bản cảu tang và ròng rọc ..……………………………..10
- Chọn động cơ điện ……………..……………………………………………….12
- Tỉ số truyền chung …...……………..…………………………………………..13
- Kiểm tra nhiệt động cơ ….……………………………………………………...14
- Phanh …………………………………………………………………………. .17
- Móc ….………………………………………………………………………… 17
- Khớp nối ….……………………………………………………………………19
- Bộ truyền .…………………………………………………………………….. 19
- Bộ phận tang ….………………………………………………………………. 20
- Ổ trục ….……………………………………………………………………… 23
TÀI LIỆU THAM KHẢO ……………………………………………………………
LỜI NÓI ĐẦU
Đồ án môn học kỹ thuật nâng chuyển là bước kết thúc môn học kỹ thuật nâng chuyển, là phần kiến thức quan trọng của sinh viên Khoa Cơ Khí nói chung và của sinh viên Ngành Cơ Giới Hóa Xí Nghiệp nói riêng; đó là các kiến thức tổng hợp của các môn học: cơ sở thiết kế máy, vẽ kỹ thuật, cơ học máy, sức bền vật liệu…..
Đề tài của đồ án này là thiết kế cầu trục hai dầm kiểu hộp để nâng vật có tải trọng 10 tấn, dùng để nâng chuyển các vật, các chi tiết, phôi liệu….. trong nhà xưởng.
Qua đồ án giúp sinh viên nắm vững những vấn đề cơ bản trong thiết kế máy, tính toán thiết kế chi tiết máy theo chỉ tiêu chủ yếu là khả năng làm việc, thiết kế chi tiết máy vỏ khung, chọn cấp chính xác lắp ghép và phương pháp trình bày bản vẽ, về dung sai lắp ghép và các số liệu tra cứu.
Do kiến thức máy còn hạn chế và lần đầu thực hiện một đồ án nên nội dung và trình bày còn hạn chế không tránh khỏi những thiếu sót.
Em rất chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy cô trong bộ môn, cùng sự nhiệt tình giúp đỡ, chỉ dẫn, giải thích của Thầy Vũ Như Phan Thiện.
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ CẦU TRỤC HAI DẦM
Hiện nay có các cách phân loại cầu trục như sau:
1.Theo cách dẫn động các cơ cấu
Cầu trục dẫn động bằng tay: Các cơ cấu được dẫn động bằng hệ thống tời kéo tay (hệ thống đĩa xích kéo tay...)
Cầu trục dẫn động bằng điện: Các cơ cấu được dẫn động cơ điện (Palăng...)
2.Theo kiểu dáng kết cấu thép
Cầu trục 2 dầm: kiểu dàn và kiểu hộp
3.Theo phạm vi phục vụ
Hiện cách phân loại này rất đa dạng nó được gọi tên theo mục đích cẩu hàng như:
Cầu trục luyện kim: Cầu trục làm việc trong các phân xưởng luyên kim có nhiệt độ rất cao
Cầu trục gầu ngoạm: Cầu trục có móc cẩu dạng gầu ngoạm chuyên dụng để bốc vật liệu rời (than, cát...):
Cầu trục mâm từ: Cầu trục có móc cẩu là các cụm nam châm điện chuyên dùng để bốc thép tấm,…..
4.Các cơ cấu chính của cầu trục
·Cơ cấu nâng hạ
Thường dùng là các Palăng như sau:
-Palăng xích
Palăng xích kéo tay:
Palăng xích điện:
-Palăng cáp
Palăng cáp điện 2 dầm:
·Cơ cấu di chuyển
Thường dùng cụm bánh xe di chuyển được dẫn động bằng động cơ điện
- Tủ điện điều khiển
Được lắp ráp từ các thiết bị điện đóng cắt (Contactor, aptomat...)
-Đường cấp điện palăng
Đường cấp điện palăng dạng sâu đo gồm dây điện treo trên cac cụm con lăn, các cụm con lăn này trượt trên máng thép chữ C.
-Đường cấp điện cầu trục
Hiện nay thường dùng cấp điện kiểu thanh dẫn điện dạng ray chạy dọc nhà xưởng. Để lấy điện vào cầu trục dùng bộ chổi lấy điện bằng than chì tỳ trên các thanh ray này.
Về cơ bản, cấu trúc chung của cầu trục hai dầm bao gồm:
Chú thích:
1. xe con 11. bánh xe dầm bên
2. cụm móc 12. động cơ
3. hộp nút bấm điều khiển 13. cao su giảm chấn
4. dầm chính 14. ray chạy cầu
5. sàn lát 15. bulông kẹp ray
6. chỉ sức nâng 16. dầm chạy cầu trục
7. ray cho xe con 17. giới hạn hành trình của cầu trục
8. giới hạn hành trình cảu xe con 18. đường lấy điện
9. dây cấp điện 19. hộp điện
10. dầm bên 20. hộp điện
+ Hai đầu của các dầm chính phẳng ngang, đảm bảo độ cứng cần thiết của kết cấu thép theo phương thẳng đứng và phương ngang.
+ Dầm biên lắp các bánh xe di chuyển chạy trên ray đặt dọc theo các vai cột của nhà xưởng. Khoảng cách theo phương ngang giữa tâm các ray được gọi là khẩu độ của cầu trục. Chạy dọc theo các đường ray trên dầm chính là xe con. Trên xe con đặt cơ cấu nâng, cơ cấu di chuyển xe con. Tùy theo công dụng của cầu trục mà trên xe con có một hoặc hai cơ cấu nâng. Trường hợp có hai cơ cấu nâng thì một cơ cấu nâng là cơ cấu nâng chính, một cơ cấu nâng phụ có tải trọng nhỏ hơn.
+ Cabin điều khiển được treo phía dưới dầm chính. Nguồn điện cung cấp cho động cơ của các cơ cấu được lấy từ đường điện chạy dọc nhà xưởng và sàn đứng dùng để phục vụ cho việc kiểm tra, bảo trì đường điện sau này.
+ Cáp điện được treo trên dây để cấp điện cho các động cơ đặt trên xe con. Ngoài ra, trên phần kết cấu thép của cầu trục còn có phần sàn đứng với lan can để có thể đi lại kiểm tra, bảo trì, sửa chữa.
+ Dầm chính của cầu trục hai dầm được chế tạo dưới dạng hộp hoặc dàn không gian. Dầm dàn không gian tuy có nhẹ hơn dầm hộp nhưng khó chế tạo hơn và thường chỉ dùng cho cầu trục có tải trọng nâng và khẩu độ lớn.
+ Dầm biên của cầu trục hai dầm thường được làm dưới dạng hộp và liên kết với các dầm chính bằng bulông hoặc hàn. Cơ cấu di chuyển của cầu trục hai dầm có thể thực hiện theo hai phương án: dẫn động chung và dẫn động riêng. Trong phương án dẫn động chung, động cơ dẫn động được đặt ở khoảng giữa dầm cầu và truyền chuyển động tới các bánh xe chủ động ở hai bên ray nhờ các trục truyền. Ở phương án dẫn động riêng, mỗi bánh xe hoặc cụm bánh xe chủ động được trang bị một cơ cấu dẫn động.
+ Cơ cấu di chuyển dẫn động chung với trục truyền quay chậm gồm động cơ điện, hộp giảm tốc và các đoạn trục truyền nối với trục ra của hộp giảm tốc bằng các khớp nối. Trục truyền tựa trên các gối đỡ bằng ổ bi. Do phải truyền mômen xoắn lớn nên trục truyền, khớp nối và ổ bi có kích thước rất lớn, đặc biệt khi cầu trục có tải trọng nâng và khẩu độ dầm lớn. Các đoạn trục truyền có thể là trục đặc hoặc trục rỗng. So với trục đặc tương đương, trục rỗng có trọng lượng nhỏ hơn 15 - 20%. Phương án này được sử dụng tương đối phổ biến trong các cầu trục có công dụng chung có khẩu độ không lớn, đặc biệt là các cầu trục có kết cấu giàn không gian có thể bố trí dễ dàng các bộ phận của cơ cấu.
+ Để đảm bảo cho xe con có thể di chuyển tốt trên dầm cầu, các cơ cấu đặt trên nó phải được sắp đặt sao cho lực nén lên các bánh xe của nó tương đối đều nhau cả khi có tải trọng và khi không tải. Độ chênh lệch lực nén bánh xe di chuyển xe con thường không được vượt quá 20%. Cơ cấu nâng của cầu trục thường dùng tang quấn kép có xẻ rãnh với palăng kép. Cơ cấu di chuyển xe con thường dùng hộp giảm tốc dừng và dẫn động chung cho cả hai bên ray đặt trên các dầm cầu.
CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CƠ CẤU NÂNG
Thông số cơ bản: Q = 10 tấn
H = 12m
L= 16,5m
V=8 m/ph
Chế độ làm việc trung bình 25%
Sơ đồ động
1, Tính và chọn dây:
Vì cơ cấu làm việc với động cơ điện, vận tốc cao nên ta chọn cáp để làm dây cho cơ cấu, là loại dây có nhiều ưu điểm hơn sơ với các loại dây như xích hàn, xích tấm.
Ta chọn cáp thép bện kép sáu tao, 6x19x(1+5+6/6)+1a.c OCT 2688-69 có giới hạn bền
2, Palăng giảm lực:
Ta chọn palang kép có 2 nhánh dây chạy lên tang. Tương ứng với tải trọng 10 tấn, ta chọn bộ suất ( theo bảng tra 2-6/T25 )
Lực căng lớn nhất xuất hiện ở nhánh dây cuốn lên tang khi nâng vật ( theo công thức 2.19/T24) :
Với:
- hiệu suất ròng rọc cáp với điều kiện ròng rọc dặt trên ổ lăn và bôi trơn bằng mỡ ( bảng tra 2-5/T23)
( vì có 2 nhánh dây trực tiếp quấn lên tang )
( vì cáp cuốn trực tiếp lên tang )
Hiệu suất của palang xác định theo công thức 2.21/T24:
3, Kích thước dây:
Theo công thức 2.10/18 và bảng tra 2-2/T19, ta có lực kéo đứt dây:
Với - hệ số làm việc an toàn với chế độ trung bình
Xuất phát từ điều kiện , với loại dây đã chọn trên với giới hạn , ta chọn đường kính cáp: có
Bảng tra đường kính cáp
4, Tính các kích thước cơ bản của tang và ròng rọc:
- Đường kính tang nhỏ nhất cho phép đảm bảo độ bền lâu của cáp, được xác định theo công thức 2.12/T20:
Ta chọn
Với: ( hệ số tính đường kính tang theo bảng tra 2-4/T20: dẫn động bằng máy; CĐ = 25% )
- Chiều dài tang: chiều dài tang phải đủ sao cho khi hạ vật xuống vị trí thấp nhất, trên tang vẫn còn ít nhất 1,5 vòng dây; không kể những vòng nằm trong cặp cáp.
- ...........................................
Theo sơ đồ gia tải, cơ cấu làm việc với 3 chế độ làm việc khác nhau, trong đó ứng với là
Với:
- Tải trọng tương đương tác động lên ổ:
Với:
- Số vòng quay của tang coi như không đổi khi đang làm việc với các tải trọng khác nhau:
- Với thờ hạn phục vụ ổ A = 10 năm:
- Thời gian làm việc thực tế:
- Vậy hệ số khả năng làm việc ổ phải có:
Ta chọn ổ lăn lồng cầu 2 dãy cỡ nhẹ rộng có kí hiệu 111515 có
Tương tự ta chọn ổ bên phải có ký hiệu 111515 có
TÀI LIỆU THAM KHẢO
- Huỳnh Văn Hoàng – Đào Trọng Thường. Tính toán máy trục.
Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật
Đào Trọng Thường. Máy nâng chuyển tập I, II, III
Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
- Nguyễn Hữu Lộc. Cơ sở thiết kế máy
Nhà xuất bản ĐHQG tp.HCM
- Trịnh Chất – Lê Văn Uyển. Tính toán hệ dẫn động cơ khí; tập I, II
Nhà xuất bản giáo dục
- Alat máy xây dựng mà nâng chuyển
