THIẾT KẾ CẢI TIẾN THANG NÂNG XÂY DỰNG SỨC NÂNG 0,5 TẤN CHIỀU CAO NÂNG 25M, 500 MB Bao gồm tất cả file CAD, thiết kế 2D. 3D..... , file DOC (DOCX), thuyết minh, quy trình sản xuất, bản vẽ nguyên lý, bản vẽ thiết kế, tập bản vẽ các chi tiết trong máy, Thiết kế kết cấu máy, Thiết kế động học ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

THIẾT KẾ THANG NÂNG XÂY DỰNG SỨC NÂNG 0,5 TẤN CHIỀU CAO NÂNG 25M,  thuyết minh MÁY XAY CÀ PHÊ, quy trình sản xuất MÁY XAY CÀ PHÊ, bản vẽ nguyên lý THIẾT KẾ THANG NÂNG XÂY DỰNG SỨC NÂNG 0,5 TẤN CHIỀU CAO NÂNG 25M, Thiết kế kết cấu THIẾT KẾ THANG NÂNG XÂY DỰNG, Thiết kế động học MÁY

MỤC LỤC

              Mục lục...................................................................................... 1

        Lời nói đầu....................................................................................... 4

Chương I: Tính toán thiết kế tổng thể.................................................. 5

    1.1. Giới thiệu chung............................................................................ 5

    1.2. Lựa chọn phương án thiết kế......................................................... 6

    1.2.1.phương án 1................................................................................ 6

    1.2.2.phương án 2................................................................................   9

    1.2.3.Kết luận  .................................................................................... 12

    1.3.Tính toán thiết kế tổng thể............................................................. 12

    1.3.1.tổng  thể    .................................................................................. 12

ChươngII:Tính toán kết cấu thép......................................................... 14

    2.1. Xây dựng sơ đồ tính..................................................................... 14

    2.2.Xác định tải trọng và tổ hợp tải trọng.  ........................................ 15

        2.2.1.Tải trọng không di động.......................................................... 15

        2.2.1.Tải trọng di động.................................................................... 16

        2.2.3.tải trọng gió............................................................................. 16

    2.3.Xác định lực và vẽ biểu đồ nội lực. ............................................... 18

    2.4.Xác định mặt cắt   ......................................................................... 19

    2.4.1.Tính thanh giằng......................................................................... 22

    2.4.1.1.Xác định lực cắt trong cột để tính hệ thanh giằng....................   22

    2.4.1.2.Tính thanh giằng xiên..............................................................   24

    2.4.1.3.Tính chọn thanh giằng ngang................................................... .27

    2.5.Tính toán liên kết........................................................................... .27

ChươngIII: Tính chọn thiết kế bộ tời nâng.......................................... .31

        3.1. Chọn loại dây............................................................................ 31

        3.2. Xác định lực căng lớn nhất và hiệu suất pa lăng....................... 32

        3.3.Tính toán cáp............................................................................. 33

        3.4.Tính chọn tang và pu ly............................................................. 34                           1.Xác định đường kính tang và ròng rọc.................................................. 34

         2.Tính toán chều dài tang................................................................ 35

         3.Tính toán chiều dày thành của tang............................................. 36

         4.Kiểm tra sức bền của tang............................................................ 37

         5.Chọn động cơ điện....................................................................... 38

        3.6.Xác định tỷ số truyền chung...................................................... 40

        3.7.Tính chọn phanh........................................................................ 40

         1.Chọn loại phanh.......................................................................... 40

         2.Tính toán phanh.......................................................................... 42

        3.8.Bộ truyền................................................................................... 44

        3.9.Một số bộ phận khác của cơ cấu nâng....................................... 45

        3.10.Bộ phận tang........................................................................... 48

         1.Cặp đầu cáp trên tang.................................................................. 48

         2.Trục tang...................................................................................... 50

         3.Tính chọn ổ trục........................................................................... 54

Chương IV: Tính toán thiết kế hệ thống điện....................................... 57

        4.1. Nhiệm vụ thiết kế...................................................................... 57

        4.2.Xây dựng sơ đồ điện.................................................................. 57

        4.3.Xác định các thông số cơ bản của hệ thống điẹn........................ 58

         1.Xác định cường độ dòng điện. ..................................................... 58

         2. Chọn linh kiện. ........................................................................... 58

        4.4. Chọn công tắc tơ. ..................................................................... 59

        4.5.Chọn ATTOMAT ..................................................................... 59

ChươngV:Tính toán thiết kế cơ cấu bàn nâng..................................... 60

        5.1.Sơ đồ tính ................................................................................. 60

        5.2.Tính toán .................................................................................. 62

         1.Xác định phản lực tại các gối và biểu đồ lực cắt .......................... 62

         2.Chọn vật liệu chế tạo................................................................... 63

         3.Kiểm tra ...................................................................................... 64

         4.Tính ổn định của thang nâng........................................................ 66

Chương VI:Quy trình ché tạo một số chi tiết........................................ 69

        6.1. Quy trình chế tạo chi tiết trục tang ........................................... 69

Chương VII:Quy trình lắp dựng........................................................... 77

        7.1.Đề xuất một số phương án lắp dựng.......................................... 77

         1.Phương án 1................................................................................. 77

         2.Phương án 2................................................................................. 78

         3.Lựa chọn phương án.................................................................... 78

        7.2.Quy trình lắp dựng thang nâng theo phương án đã chọn........... 79

Chương VIII: Quy trình tổ chức thi công............................................. 94

        8.1.Quy trình chất hàng nên bàn nâng............................................. 94

        8.2.Quá trình nâng hàng.................................................................. 95

        8.3.Quá trình dỡ hàng...................................................................... 95

        8.4.Quá trình hạ hàng...................................................................... 95

        8.5.Quy trình bảo dưỡng và sửa chữa.............................................. 95

Kết luận.................................................................................................. 97

Tài liệu tham khảo................................................................................. 99

LỜI NÓI ĐẦU

         Đất nước ta trong thời kỳ công nghiệp hoá hiện đại hoá. Do vậy vấn đề dặt ra là phải xây dựng cơ sở hạ tầng sao cho phù hợp với tiến trình chung của đất nước, trong những năm vừa qua cùng với sự phát triển của các ngàng trong các lĩnh vực giao thông, thuỷ lợi, dây dưng dân dụng thì máy móc thiết bị phục vụ cho các lĩnh vực đó cũng được nhập vào nước ta một cách ồ ạt, không kiểm soát được số lượng và chất lượng. Bên cạnh các trang thiết bị máy móc được nhập vào nước ta là loại máy móc và trang thiết bị mới, có công nghệ hiện đại thì cũng có một phần rất lớn là hàng cũ đã qua sử dụng hay công nghệ lạc hậu, lỗi thời. Do vậy mà chất lượng của chúng trong quá trình khai thác và sử dụng không đảm bảo . Tronh khi giá thành của nó lại khá đắt, trong số các máy móc thiết bị ta nhập ngoại thì có một số đã sản xuất được trong nước với chất lượng không thua kém trong khi giá thành lại rẻ hơn rất nhiều như: cần truc, cổng trục, trạm trộn bê tông, xi măng, bê tông nhựa nóng, máy ép cọc thuỷ lực, máy ép bấc thấm, máy nghiền đá, máy sang đá, cần trục tháp nhưng trong các loại máy đó thì số các máy móc thiết bị phục vụ cho ngành xây dựng dân dụng, các nhà công nghiệp, thì chưa có nhiều . Với đề tài tốt nghiệp được giao, thiét kế thang nâng xây dựng có tải trọng nâng 0,5 tấn, chiều cao 25m để phục vụ cho mục đích đó.

       Do thời gian và trình độ có hạn chế nên không thể tránh khỏi nhưng sai sót trong quá trình thiết kế mong các thầy, các cô trong bộ môn góp ý và chỉ bảo thêm. Nhân đây cho em xin chân thành cảm ơn các thầy các cô giáo trong bộ môn máy xây dựng đã tận tình chỉ dẫn trong quá trình học tập tại trường. Đặc biệt là thầy giáo Vũ Văn Trung đã tận tình hướng dẫn để em hoàn thành đồ án này.        

                                                Hà Nội, Tháng 5-2013

  

CHƯƠNG 1

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TỔNG THỂ

1.1. Giới thiệu chung.

                 trong công thình xây dựng dân dụng hiện nay với những ngôI nhà cao tầng có    diện tích mặt bằng lớn như các công trình xây khách sạn, toà tháp, cơ quan, chung cư, bệnh viện. Thì các nhà thầu xây dựng phảI trang bị máy móc cơ giới phong phú và đa dạng như máy ép cọc tĩnh, máy trộn bê tông xi măng, cần trục thép và các loại thang nâng xây dựng. Trong các loại máy nói trên phục vụ cho xây dựng dân dụng thì các nhà thầu xây dựng không thể thiếu được và nó đẩy nhanh tiến độ công thình, tần suất vận chuyển lớn, đẩy nhanh vận chuyển vật liệu xây dưng giảm bớt sức lao động cho công nhân.

        Trong quá trình thi công xây dựng nhà cao tầng, cần trục tháp có nhiệm vụ vận chuyển bê tông xi măng, các cây thép, để phục cho các công việc, đổ móng ,sàn, khung nhà, còn vận thang cò nhiệm vụ vận chuyển người và vật liệu xây dựng để hoàn thiện từng tầng của công trình. Thang nâng xây dựng là loại máy nâng đặt cố định bộ phận mang hàng có thể là phần để bốc vật liệu rời khỏi . Là ca bin hoặc bàn nâng để vận chuyển hàng bao gói. Bộ phận mang hàng di chuyển theo cơ cấu dẫn hướng của vận thăng được sử dụng rộng rãi trong rất  nhiều lĩnh vực như thi công xây dựng các công trình công nghiệp và dân dụngthi công cầu cống, ống khói các loại lớn, công nghiệp tàu thuyền thích hợp cho việc sử dụng vận chuyển lên xuống vật liệu, có thể sử dụng trong các kho bãi hay nhà cao tầng, vạn thăng thường nâng hàng theo phương thẳng đứng, ở vận thăng thường dùng tời nâng và thanh răng bánh răng. Tời nâng thường đặt trên khung có bộ phận di chuyển dùng thanh răng bánh răng thì động cơ di chuyển đặt trên nóc ca bin nâng hạ hàng.

      Đặc điểm vận chuyển bằng vận thăng so với các vận chuyển khác là thời gian của một chu kỳ bé, tuần suất vạn chuyển lớn, đóng mở máy liên tục. Thang nâng là một thiết bị đòi hỏi tính an toàn cao nghiêm ngặt nó liên quan trực tiếp đến tài sản và tính mạng của con người vì vậy yêu cầu chung đối với thiết bị thang nâng, chế tạo, lắp đặt sử dụng và sửa chữa là phải tuân theo một cách nghiêm ngặt các yêu cầu về an toàn

        1.2.Lựa chọn phương án thiết kế

        1.2.1.phương án 1: Vận thăng có cơ cấu di chuyển dùng thanh răng bánh răng

như hinh dư   Trong đó:

1. Động cơ điện
2. Hộp giảm tốc
3. Bánh răng nhỏ
4. Thanh răng
5. Khung dẫn hướng
6. Sàn máy
7. Ca bin

 Hình.1.1

          Đặc điểm vận thăng loại này thường dùng trong các công trình nhà cao tầng để trở ngưoiừ và vật liệu xây dựng như gạch, vôi vữa, bê tông xi măng, cát đá, loại này tải trọng nâng lớn từ 1000kg¸2000kg chiều cao nâng không hạn chế về chiều cao. Bàn nâng là dạng ca bin kín,kết cấu bộ di chuyển chắc chắn có bố trí cơ cấu an toàn và có hệ số an toàn cao.

Trong vận thăng có cơ cấu di chuyển thanh răng bánh răng có các loại kết cấu thép sau.   

+ Mặt căt dạng1:

Hình.1.2

*Ưu - nhược điểm:

            Ưuđiểm:

                               + Độ ổn định của cột theo góc phương là như nhau

                               + Cột làm việc trắc trắn

                               + Thuận tiện khi lăp dung

                               + Đảm bảo độ đồng tâm giữa các đốt cột

                               + Phù hợp với điều kiện làm việc ngoài trời.

           Nhược điểm :

                               + Khó chế tạo

                               + Tốn vật liệu

                               + Khối lượng thép trên một mét dài lớn.

  + Mặt cắtdạng 2:

Hình1.3

*Ưu - nhược điểm:

               - Ưu điểm:

                    + Đỡ tốn vật liệu .

                    + Kết câu khá đơn giản.

               - nhược điểm:

                    + Độ ổn định của cột theo các phương là không như nhau.

                    + Độ đồng tâm không cao

                    + Lắp dựng khó khăn

                    + Tiết diện mặt cắt lớn                                           

1.2.2. Phương án 2: Vận thăng dùng cáp kéo.

  Trong đó:

              1:Động cơ

              2:Hộp giảm tốc

              3:Tang cuốn cáp

              4:Ròng rọc đổi hướng

              5:Cáp kéo

              6:Khung dẫn hưóng  

              7:Bàn nâng

              8:Giá đế máy

      

                                                                                            Hình1.4

 Đặc điểm:

Vận thăng cáp kéo không được trở người chỉ chở vật liệu xây dựng hoặc xe kéo vật liệu htưòng được dùng với tải trọng nâng nhỏ hơn một tấn.

  Có kết cấu di chuyển đơn giản, động cơ đặt trên hệ máy thường dùng bàn nâng để trở vật liệu xây dựng có chiều cao nâng hạn chế.

Vận thăng loại này thường có các loại kết cấu thép sau:

  + Dạng 1:

Hình 1.5

     *Ưu điểm:

                + Độ ổn định cao.

                + Cột có độ cứng theo các phương là như nhau.

                + Tính toán thiết kế chế tạo đơn giản

                + Bàn nâng được hướng dẫn tốt.

    * Nhược điểm:

                + Trọng lượng toàn bộ cột tương đối lớn.

                + Khó chế tạo.

                + Tốn vật liệu

                + Bố trí cơ cấu di chuyển bàn nâng trên kết cấu gặp nhiều khó khăn.

  + Dạng 2:

Hình 1.6

*Ưu đIểm:

                 + Kết cấu đơn giản.

                 + Độ ổn định cao.

                 + Độ ổn định theo các phương là như nhau.

                 + Tính toán thiết kế đơn giản.

   *  Nhựơc điểm:

                 + Bánh xe di chuyển của bàn nâng tróng mòn hơn ở dạng 1.

                 + Trọng lượng toàn bộ cột tương đối lớn.

                 + Bố trí cơ cấu di chuyển bàn nâng gặp nhiều khó khăn.

1.2.3. Kết luận.

          Qua quá trình phân tích ưu nhược điểm của các loại vận thăng trên với đề tài thiết kế thang nâng xây dựng có chiều cao nâng H=25(m) và tải trọng nâng Q=0,5T. Ta chọn đồ án thiết kế là loại vận thăng theo phương án 2 và có kết cấu thép dạng 1.

          Vì loại này kết cấu thép cứng vững và các bánh xe di chuyển trên mặt phẳng bởi các bản cách của thép góc, bộ phận mang hàng là sàn để bần nâng.

          Do chiều cao làm việc không lớn lắm mang tính kinh tế cao hơn, thuận lợi cho việc lắp dựng,vận chuyển mà vẫn đáp ứng được yêu cầu làm viêc của máy về an toàn và khả năng đáp ứng được những yêu cầu khác trong quá trình làm viêc.

1.3:Tính toán thiết kế tổng thể

1.3.1. Tổng thể.

Căn cứ vào tảI trọng nâng và chiêu cao nâng sơ bộ ta xác định các thông số ban đầu cần thiết cho may nâng.

Gọi H_m=h₁+h₂+h₃+H (m)

Trong đó:h₁: chiều cao của sàn nâng(m)

                h₂: chiều cao nâng của bộ phận lắp dựng

                h₃: chiều cao của bàn nâng

                H: chiều cao cần thiết kế

Dựa vào các số liệu thực tế của một số loại máy tuơng tự về tải trong nâng và chiều cao nâng sơ bộ ta lấy cacá trị số sau cho các thông số h₁,h₂,h₃

                            h₁=200(mm)

                            h₂=4800(mm)

                            h₃= 1600 (mm)

                            H=25000(mm)

Như vậy chiều cao tổng thể của máy là

                H_m=31600 (mm)

Dựa vào thực tế các máy vận thăng có cùng chiều cao nâng và tảI trọng nâng lấy sơ bộ

          + trọng lượng bàn nâng:G=3000(N)

          + vận tốc nâng hạ: V_n=0,4(m/s)

          + tải trọng hàng nâng: Q=5000(N)

          + chế đọ làm việc trung bình: CĐ%=25%

kích thước bàn nâng:

         Kích thước bàn nâng của ta phụ thuộc vào xe cải tiến.

                                                Hinh .1.7

Ta có kích thước bàn nâng như sau

     Chiều cao của thành chắn H_b: H_b=500(mm)

    Chiều rộng của bàn nâng B_b: B_b=1200(mm)

    Chiều dàI của bàn nâng L_b: L_b=1400(mm)

CHƯƠNG 2

TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP

         Theo kết quả tính toán ở phần trên ta có các thông số sau

                           Trọng lượng hàng nâng:Q_n=500(kg)

                            Trọng lượng bàn nâng:Q_bn=300(kg)

2.1   xây dựng sơ đồ tính.

Căn cứ vào kết cấu thực tế của máy, đề xuất sơ ìô tính toán sau.

 

        Trong thực tế cột được liên kết với công trình xây dựng cao tầng bằng nhiều thanh giằng. Ta đi tính toán trạng tháI máy làm việc nguy hiểm là một chỉ một thanh giằng tường phía trên cùng khi tính toán với trạng thái này thảo mãn thì đương nhiên cột được liên kết vơí công trình xây dựng bằng nhiều thanh giằng thì càng đảm bảo an toàn và thoả mãn với phương án này thì cột chịu nén đúng tầm đầu dưới liên kết bản lề, đầu trên liên kết chốt. Tải trọng tác dụng theo phương thẳng đứng.

Với phương án này thì có một số ưu điểm sau:

Ưu điểm:

Sơ đồ nguyên lý đơn giản quá trình thiết kế, tính  toán , kiểm tra dễ dàng.

Đảm bảo điều kiện ổn dịnh của một kết cấu và gần với mô hình tính toán thực tế.

Nhược điểm:

          Theo sơ đồ tính toán này thì kết cấu thực tế sau khi dã xác định sẽ thừa bền, hình dáng và kích thước lớn , giá thành của sản phẩm sẽ lên cao .

2.2. Xác định tải trọng và tổ hợp tải trọng tác dụng lên kết cấu thép.

      Khi thang nâng làm việc ngoài công trường để vận chuyển vật liệu xây dựng thì nó thường xuyên chiu nhiều tác động khác nhau từ bên ngầi, các loại tải trọng này có thể tác động lên cột một cách thường xuyên cũng có thể chỉ xuất hiện tại một thời điểm nào đó trong quá trình làm việc của máy. Để cột tháp có dầy đủ khả năng làm việc sau khi đã thiết kế chế tạo thì ta phải biết được các loại tải trọng tác động lên nó trong khi làm việc và không làm việc.

II.2.1.   Tải trọng không di động :

               Do trọng lượng bản thân của kết cấu của kim loại gây ra. Thông thường để đơn giản trong quá trình tính toán, tải trọng do trọng lượng bản thân gây ra xem như phân bố dều dọc theo chiều dài của kết cấu.

   Vì có hiện tượng va đạp trong quá trình bàn nâng di chuyển trên kết cấu thép mà đường di chuyển của bàn nâng lại có mối nối hoặc để trống nên tải trọng do trọng lượng bản thân của kết cấu kim loại cần phải tính đến ảnh hưởng của hiện tượng va đập đó .

        Công thức xác định :(Theo công thức (5-1[3]))

          q₁=k₁ x q

Trong đó :

   q₁: tảI trọng không di động phân bố đều dọc theo chiều dài của kết cấu

   k₁: hệ số đIêù chỉnh kế đến các hiện tượng va đập khi di chuyển máy

Khi vận tốc di chuyển V < 60 m/phút ; lấy k₁ = 1,0

Khi vận tốc chuyển V > 60 m/ phút; lấy k₁= 1,1

2.2.2. Tải trọng di động.

          Là tải trọng ngang do áp lực ngang của các bánh xe di chuyển dọc theo kết cấu kim loại. Tải trọng này sinh ra do trọng lượng bản thân vật nâng và xe mang hàng gây ra.

2.2.3. Tải trọng gió.

          Khi các máy trục làm việc ngoài trời, khi đó phải xác định tải trọng gió tác dụng lên kết cấu. Giá trị của nó có thể lấy theo bảng ( 1.2[1]) va bảng  (1.4[1])

Toàn bộ tải trọng gió dược xem là tác dụng ngang và xác định theo công thức:                      p_g = k_k . q.( F_k + V_h )

Trong đó :

K_k : hệ số cán động học , đối với dàn và các dầm lấy k = 1,1.

Q: áp lực gió tính toán, q= 250 ( N/m­­­2)

F_k : diện tích chịu gió tính toán của kết cấu.

F_h: diện tích hướng gió của vật nâng , chọn sơ bộ theo số liệu trong bảng(1.4[1])

F_h = 2 (m²), ứng với tải trọng nhỏ hơn 1 tấn.

Diện tích hứng gió của kết cấu:

                             F_k = F

Với:   F: diện tích hình bao của kết cấu m².(F = 25.0,7)

ỏ: hệ dố tính đến phàn rõng của kết cấu đói với kết cấu dàn 2= 0,3 : 0,4  ta chọn 2= 0,4

• F_k  = ( 25. 0,7).4= 7  ( m2)
• => P_g= 1,1.25.(7+2) = 247,5 (N)

Tải trọng gió , tác dụng theo phương ngang , thẳng gócvới kết cấu thép coi điểm đặt lực của nó nằm ở trọng tâm của biểu đồ lực do nó sinh ra.

+ Tải trọng bản thân kết cấu thép: ta coi trọng lượng bản thân .Kết cấu thép phân bố đều theo chiều dài của kết cấu, với trọng lượng 1 mét dài g=400(N/m)

• Trọng lượng toàn bộ bản thân là:

Q_bt=25x4=10000(N)

Trong phạm vi bài toán với điều kiện thực tế của máy thì cột chia các loại tải trọng sau.

Trọng lượng hàng nâng:  Q=5000(N)

Trọng lượng bàn nâng: G=3000(N)

Tổng hợp giữa

Q₀=(1+k).(Q+G) =(1+0,15)x(5000+3000)=9200(N)

Lực căng của các cuốn vào tang

S_max= = 9579,34(N)

Ngoài các loại tải trọng kể trên còn có các loại tải trọng do độ nghiêng  của móng so với phương thẳng đứng, tải trọng nhiệt, tuy nhiên để đơn giản trong quá trình tính toán nên ta bỏ qua một số loại tải trọng do vai trò của nó là không lớn hoặc có thể là khắc phục được ngoàI thực tế cột dẫn hướng của thang nâng được liên kết với sàn để máy bằng 4 bulông ở 4 góc của liên kết thép ngoài ra thang nâng được dùng trong công tác xây dựng các nhà cao tầng để vận chuyền vật liệu xây dựng, nên đảm bảo độ ổn định của cột người ta thường lắp các thanh giằng để gắn khung máy với tường để tăng độ cứng vững và ấn định của vận thăng. Vì vậy trong thực tế lắp thêm nhiều thanh giằng bên dưới thi càng ổn đHình 2.2

                  Gọi  P  là hợp lực của S_max và Q_o (Dược đặt tại trọng tâm của kết cấu) là tải trọng dọc trục của cột bỏ qua mô men phát sinh của kểt cấu  khi bàn nâng di chiển.

                P  = S +Q = 9579,34 + 9200 = 18779,34

 2.3:  Xác định nội lực và vẽ biểu đồ nội lực.

Trong quá trình làm việc của thang nâng thi tại các vị trí khác nhau thì tải trọng tác dụng vào nó là không giống nhau. Do đó ta cần thiết phải xác định nội lực tại các mặt cắt của cột, từ đó xác định tại mặt cắt nào của cột thì nó chịu lực lớn nhất. Tạo điều kiện để tính chọn mặt cắt cột.

Mô hình tính toán và các tải trọng tác dụng( không kể đến tải trọng gió)

     Xác định phản lực tác dụng lên Avà B

           X_A+X_B=0             => X_A+X_B=0

          P+25=Y_B                    Y_B=18779,34+10000

                                     Y_B=28779,34(N)

           Biểu đồ nội lực:                      

Hình.2.3

Từ bỉêu đô lưc dọc ta thấy rằng mặt cắt nguy hiểm nhất chính là mặt cắt tại gốc B-B với lực nén trục dọc là N=28779,34(N)

2.4. Xác định mặt cắt của cột.

Trong phần lựa chọn phương án thiết kế cột ta đã chọn cột hở, bốn mắt liên kết với nhau băng thanh giằng được xây dựng bởi 4 thép đặt ở 4 góc.

Để xac định mặt cắt cột hở chịu nén đúng tâm ta chỉ cần xác định mặt  cắt  tại mặt cắt nguy hiểm nhất rồi chọn mặt cắt thoả mãn , các mặt cắt khác lấy cùng kích thước với mặt cắt nguy hiểm nhất . diều dĩ nhiên mặt cắt nguy hiểm nhất đã thoả mãn thì các vị trí khác cũng thoả mãn .

Khi xác định diện tích mặt cắt cột hở ta cần phải xác định hai nội dung sau

        + Xác định diện tích mặt cắt của cột.

 + Xác định khoảng cách giữa các nhánh cột .

Để xác định diện tích giữa các nhánh cột ta đi xác đinh theo điều kiện ổn định của cột đối với trục thực x-x để xác định khoảng khoảng cách (b) giữa các nhánh cột dựa vào diều kiện ổn định của cột theo hai phương là như nhau hoặc gần như nhau ta có .

Diện tích mặt cắt cảu cột được xác định theo công thức sau v

            với truc thực x -x

F_CT   =

         

    Trong đó:

      F_ct: Diên tích cần thiết của cột.

     N: Nội lực tính toán của cột

     j_x: Hệ số uốn doc theo phương x-x

Trong công thức trên ta thấy có 2 ẩn số là ỉx là Fct do vậy trước tin ta phải giả định độ mảnh để xác định j_x với giá trị  tìm được thay vào công thức để xác định  F_ct.

Giả định độ mảnh của cột là j_x  tra bảng(11-2[3] )thì j_x=0,4

Với vật liệu làm thép ta chọn thép CT3 với các thông số sau:

+ ứng suốt tỷ lệ =200 (N/)

          + trọng lượng riêng ɣ=7400 (N/m3)

• Ta xác dịnh [ ú ] ta lấy hệ số an toàn của vật liệu là 1,6 khi đó

                 [ ú ] =  /n=200/1,6=125(N/mm2)

           N = 28779,34

•      F =  = 575,58

Vì mặt cắt đã chọn là 4 thép góc đều cạnh nên diện tích một  nhánh khong nhỏ hơn 575,58/4=143,895(m) tra bảng phụ lục (1[6]) về quy cách cán thép góc đều cạnh TCVN.1656-75 căn cứ vào diện tích mặt cắt một nhánh ta chọn thép L40 x 4 có diện tích mặt cắt ngang:

                             F = 3,48(m²);

                             J_x = 6,36 (cm²);

                             Z₀=1,26 (cm²) ;

                             Trọng lượng một mét dài 2,73(kg)

Bán tính quán tính cần thiết xác định theo công thức sau;

           R_ct = r_x = l₀/l_x = M₀ . l/l_x  = 125000/130 =192,3(mm)

Trong đó:

M₀ = 1 hệ số tính đổi do dầu cột liên kết chốt

L = 25000: chiều dàI thực của cột.

Từ diện tích mắt cắt ta tiến hành kiểm tra lại cường dộ của cột theo công thức

[ ọ  ] = 

Thay số: [ ọ ]= 28779,34/4 . 0,4 . 24,8=51,687(N/mm²)

         Vậy               ọ   < [ ọ ] = 125 (N/mm2)

Như vậy việc chọn trên là thoả mãn .

Xác định khoảng cách giữa 2 nhánh cột(b) quan hệ giữa khoảng cách giữa 2 nhánh cột b và bán kính quán tính r_ylà        r_y   =

trong đó:

  r_y =  muốn xác định được b thì phảI xác định r_y, muốn xác định r_ythì phải xác định

   Trong cột có thanh giằng để xác định được đọ mảnh tính đổi, áp dụng công thức(4-12[3])

               

        Với =1300

F₁=F₂=F_nh=3,48 . 100 =348(mm2)         

=>F_g1=F_g2=1,13 . 100 =1139(mm2)

Với thép góc <20 x 3 có diện tích mặt cắt là F=113(mm2)

Trong đó:

                    =145: độ mảnh lớn nhất của cột

                 F₁,F₂  diện tích mặt cắt của 2 nhánh cột trên trục 1-2, 2-2

           F_g1,F_g2: diện tích các thanh giằng thẳng góc với trục 1-2,2-2;

Thay số: 

Thay vào công thức xác định r_y

              r_y  =    =191,38 (mm)

      r_y =   0,28 :Hệ số tra bảng (41[2]).

Công thức cần xác định r_y, :

từ đó   ->     b==683,5

Như vậy ta lấy b=700(mm) lớn hơn một ít so với tính toán để kết cấu thép chịu lực được tốt hơn,đảm bảo điều kiện ổn định và hình thức đẹp. Ta lấy                h =750(mm)

2.4.1. Tính thanh giằng:

2.4.1.1.xác định lực cắt trong cột để tính hệ giằng.

          Các thanh chịu nén đúng tâm trong thực tế thường bị nén lệch tâm ngẫu nhiên do các thanh được chế tạo không được phẳng do cấu tạo lệch tâm của đầu cột, do tảI trọng tác dụng không hoan toàn đúng tâm. Vì vậy ngay từ khi cột mới chịu lực thì thanh đã chịu lực lệch tâm và rất rễ dẫn đến bị uốn cong, trong thanh xuất hiện mo men uốn và lực cắt. khi các thanh giằng phảI chịu lực cắt đó.

Trong quá trính tính toán, thiết kế hệ thanh giằng thì lực cắt trong các thanh giằng được xác định theo công thức kinh nghiệm sau.

          + Đối với cột bằng thép CT3;Q=20F_ng

          + Đối với cột bằng thép CT5 và thép hợp kim thấp Q = 40F_ng

trong đó:F_ng:diện tích mặt cắt nguyên cột(mm2)

Q:   lực cắt

Trong quá trình tính lực cắt cần chú ý một số đIểm sau.

 + Trong phạm vi đã quy định với giả thiết trên suốt chiều dàI của kết cấu lực cắt là một số không đổi.

          + Với các thanh chịu kéo và chịu uốn kết hợp, ngoàI lực cắt do uốn gây ra giữa 2 nhánh cột nhìn chung không phảI nchỉ có một mặt phẳng có hệ giằng. Như phần đã lựa chọn phương án kết cấu của cột đã chọn, dùng thanh giằng đã liên kết giữa các nhánh cột với nhau.

Trong phạm vi bài đồ án thiết kế ta lựa chọn thép CT3 dùng để chế tạo các thanh giằng là thép góc .Khi đó

                           Q=20 . F_n=20 .4 .3,48=278,4(N)

                            F_ng=4 . F_nh

                            F_nh=348(mm2)

Từ mô hình kết cấu thép, đối chiêu với các trường hợp kết cấu mẫu trong (trang83[3]) ta thấy kết cấu thép tương ứng với sơ đồ

          Khi đó Q₁=Q/2=2784/2=1392(N)  

 Trong đó:

Q₁:lực cắt phân phối cho một mặt phẳng của thanh giằng

2.4.1.2 :tính thanh giằng:

Việc tính toán thanh giằng bao gồm: tính chọnmặt cắt của thanh giằng và tính liên kết của nó với cột. thanh giằng vừa chịu khi cột chịu uốn vừa chịu lực khi cột chịu nén .

Khi cột bị uốn sinh ra lực cắt Q trong cột và nội lực trong thanh giằng nên được xác định

Áp dụng công thức (4-11[3])

ta có: D = 

Trong đó:

D là nội lực trong thanh giằng

Q₁ : lực cắt phân phối cho mặt phẳng của hệ thanh giằng  Q₁=1392 (N)

n: là số thanh giăng xiên trong mặt phẳng hệ giằng bị cắt.

ỏ: góc hợp bởi thanh giằng xiên và đường ngang cộ

Ứng suất trong thanh giằng xiên khi cột chịu uốn

ọ = D/F_x =  Q₁/n xF_x x cosỏ  < [ọ]  với cosỏ =0,6823

=> F_x>=Q₁/N x cosỏ x[ọ] = 1392/ 1x 0,6823 x200 =10,2 mm2

tra bảng thép hình L trong bảng (8-7[3]) ta chọn thép góc

L20 x3  với các thông số

+ diên tích mặt cắt : F_x=113 (mm²)

+ trọng lượng cho một mét dài : Q= 0,98k_g

+ mô men quán tính theo trục x-x : Z₀= 6mm

ta cần phải tiến hành  kiểm tra lại.

ứng xuất trong thanh xiên khi có chịu uốn

Hình.2.5

Khi cột bị nén thì thanh giằng xiên bị nén dọc , nó co lại một đoạn là ∆d và nhánh cột bị nén và co một đoạn là ∆a

Từ tam giác BB’0 ta rút ra quan hệ sau .

d^’ =a^’.sinµ    (1).

trong đó : d^’ = ọ_{1 .d}/E    (2)  a^’ = ọ_n a/E     (3) .

thay (2) & (3)

 vào (1) ta được : ọ_{1 .d}/E= ọ_n .a/E x sinỏ

suy ra : ọ_n= ọ_n . a/d . sinỏ.

     Trong đó:

ọ₁: ứng suất uốn trong thanh xiên khi cột chịu nén

ọ_n:ứng suất trong cột khi cột nén

d:chiều dài thanh giằng xiên

a:khoảng cách giữa 2 tiếpđiêrm trên cột

E: mô đun đàn hồi của thé

Hình. 2.6

Ứng suất tổng trong thanh giằng xiên phải thoả mãn điều kiện sau.

       ọ₁₊ ọ₂₌Q₁/F_x x . cosỏ + ọ_n. sin²ỏ    ử [ ọ ]       (4).

Tong đó:

 ử  là hệ số  uốn dọc của thanh giằng xiên , tra bảng theo độ mảnh lớn nhất của nó . tra bảng ( 6.2.[3]).

trị số độ mảnh cho phép đối với thanh chia nén ta được độ mảnh lớn nhất của thanh giằng xiên là 200.

tra bảng quan hệ giữa hệ số giảm ử và độ mảnh trong phụ lục  ([3]) có ở=200 =>  =0,19

[ ọ ]=200 [N/ mm²] ứng với thép CT3.

    ọ_n =    =   . 348 = 20,6759(N/mm2)

  ỏ= 0.534.

  thay các giá trị vừa xác định vào công thức (4) : ta đựơc   

     Q₁/F_X . cos ỏ + ọ_n . ỏ        ử . [ọ]

• 1392/113 . 0,6823 + 20,675 . 0,534 = 29,0949 < 200 x0,1

<=> 29,0949 < 200 . 0,19 = 38 ( thoả mãn)

Giá trị diện tích tiết diện cửa thép góc chọn lớn hơn giá trị tính toán , thoả mãn điều kiện ổn định . Do vậy với mặt cắt vừa trọn thì thanh xiên đảm bảo độ bền trong quá trình làm việc .

2.4.1.3 . Tính trọn thanh  giằng ngang.

Thang giằng  ngang co nhiệm vụ làm giảm chiều dài tinh toán của cột , nội lưc củă nó nhỏ hơn nội lực trong thanh giằng của no do đó để đơn giản và thuận lợi trong quá trình gia công , người ta lấy ngay mác thép góc làm thanh giằng xiên để làm thanh giằng ngang . Do vậy mặt cắt trọn để làm thanh giằng ngang là thép góc L.30.3 .   Bảng 8-7 , [ II] .

2.5 . Tính toán liên kết.

Các thanh giằng của cột có thể được liên kết với nhau bằng nhiều phương pháp được sử dụng liên kết giữa các thanh giằng với nhánh cột .

Tuỳ theo hình dạng của kết cấu mà ta có thể có các kiểu mối hàn

      + Hàn giáp nối 

       + Mối hàn chồng

       + Mối hàn góc

Để tính chiều dài đường hàn người ta thường tính

+Căn cứ theo tải trọng tác dụng lên mối hàn để tìm chiệù dài mối hàn cần thiết , từ đó thiết kế kết cấu mối hàn , khi thiết kế phải căn cứ vào điều kiện sức bền đều giữa mối hàn và chi tiết ghép .

Căn cứ theo kết cấu để định kích thước mối hàn rồi kiểm nghiệm lại ứng xuất

Trong quá trình tính toán sức bền ta giả thiết rằng chất lượng các mối hàn đạt yêu cầu .

Mô hình tính toán thực tế kết cấu mối hàn , cần tinh chiều dài đường

Hình .2.7

Từ hình vẽ ta thấy rằng .

Chiều dài và hình thức hàn của thanh a, c là giống nhau

Do vậy thực tế ta chỉ cần xác định chiều dài đường hàn . Cho các thanh a,b,f là đủ . Một số thanh giằng ngang hoặc xiên khác không thể hiện thì kết quả của nó với nhanh cột cũng nằm trong các trường hợp tính ở trên .

        Nội lực trong thanh giăng ta xác định theo nội lực lớn nhất trong thanh giằng xiên :(a và c)

                           N =

     Trong đó :

                       Q₁ = 1392

                        N = 1

                   Cosỏ = 0,6823

thay số

    N = 1392/1. 0,6823 =2040,15 (N)

* Đố với thanh giằng(b)

sử dụng các mối hàn dọc , vì trong mối hàn dọc thì ứng suất phân bố không đều doc theo chiều dài mối hàn .

Vì mối hàn chịu lực nén dọc theo tấm ghép , mặt khác giữa thep tấm và thép góc liên kết với nhau có tiết diện không đối xứng do đó lực (N) phân bố cho các mối hàn tỉ lệ nghịch với khoảng e₁, e_2.

 Với

     e₁ : khoảng cách từ mép ngoài trên cùng đến đường trung hoà của mằt cắt phía                     trên . e₁ = 6

...............................................................

Hình 7.14: Sơ đồ mắc cáp số 3

 

7.2.14. Bước 14: Cố định đế máy (Khung đế thang nâng)

          - Để cho thang nâng không bị xê dịch khỏi vị trsi quy định, tăng cường độ ổn định cho thang nâng trong quá trình làm việc, cũng như không làm việc thì người ta tiến hàng khoan lỗ và bắt bulông để giữa chặt khung đế máy vào móng thông thường dùng 4 bulông bắt ở 4 góc.

          Đây là bước cuối cùng của quy trình lắp dựng thang nâng. Còn khi muón di chuyển thang nâng từ công trình này đến công trường khác để làm việc ta phải tiến hành tháo thang nâng.

7.3. Quy trình tháo dỡ thang nâng.

          Quy trình tháo dỡ thang nâng là quy trình ngược so với quy trình lắp, tức là khâu nào làm sau cùng của khâu lắp dựng là khâu đầu tiên của quy trình tháo dỡ trừ việc tháo dỡ bulông ở khung đế thang nâng liên kết với móng, khâu này được tiến hàng sau cùng để đảm bảo an toàn trong quá trình tháo dỡ.

 

CHƯƠNG.8

QUY TRÌNH TỔ CHỨC THI CÔNG

Trong quá trình tổ chức thi công yêu cầu cơ bản đối với nhân viên lăp đặt, tháo dỡ cũng như điều khiển thang nâng xây dựng đòi hỏi cần phải thuần thục các tính năng và đặc điểm cấu tạo của thang nâng xây dựng đồng thời phải luyện tập thành thạo kỹ thuật thao tác cũng như loại trừ sự cố. Trong quà trình lắp đặt máy, bắt buộc phải có người phụ trách, quản lý chỉ huy thống nhất.

Trọng lượng nâng thiết kế của cần lắp dựng là 200 kg. Khi sử dụng không được phép vượt quá tải cho phép. Chỉ cho phép dùng để lắp và theo dỡ vận thăng.

Trong quá trình thi công xây dựng máy móc góp phần đẩy nhanh tiến độ thi công tiến độ và tiến độ của công trình, chất lượng của công trình và giảm bớt sức lao động của con người muốn các quá trình trong thi công xây dựng được liên tục và đảm bảo cung cấp đủ vật liệu xây dựng hàng hoá cho các tầng cũng như mang hàng xuống được thông suốt và an toàn trong lao động đòi hỏi bộ phận điều khiển vận thăng và các bộ phận khác liên quan trong quá trình nâng hạ hàng phảI phối hợp nhịp nhàng trong suốt quá trình, xếp hàng, dỡ hàng, nâng hàng, hạ hàng của máy.

8.1. Trong quá trình chất hàng lên bàn nâng.

Trong quá trình chất hàng lên bàn nâng người chất hàng cần kiểm tra chất khối lượng của hàng nâng chất lên bàn nâng có vượt quá quy định không, nếu vượt quá tải trọng nâng cho phép thì vận thăng sẽ không làm việc được hoặc rất nguy hại cho máy và mất an toàn lao động, có thể dẫn đến trường hợp bàn nâng bị treo trên không do tải trọng nâng vượt quá giới hạn và khi ấy cơ cấu khống chế tải trọng nâng làm việc. Khi chất hàng nâng cần chú ý sao cho tất cả vật nâng nằm gọn trong bàn nâng, nếu vật nâng có kích thước lớn hơn so với kích thước của bàn nâng, thì phần thò ra khỏi bàn nâng phải bố trí sao cho khi nâng lên hạ xuống không bị chạm vào các vật cố định,như dàn giáo. Khi chất hàng xong phải chốt khoá an toàn của bàn nâng, khôngh được xếp hàng nâng như gạch, ngói, đá…vượt quá chiêud cao cho phép của bàn nâng.

8.2. Quá trình nâng hàng.

Khi vận thăng bắt đầu nâng hàng người điều khiển cần bấm chuông kêu đánh tín hiệu báo vận thăng đang làm việc để mọi người tránh ra khỏi vị trí nguy hiểm. Sau đó người điều khiển bấm nút cho vận thăng đi lên đến tầng cần cung cấp vật liệu xây dựng, khi bàn nâng lên đến chiều cao hợp lí sao cho mặt sàn của tầng nhà bằng với mặt sàn của bàn nâng thì người điều khiển bấm nút dừng bàn nâng sẽ đứng yên thuận tiện cho việc xếp và dỡ hàng đảm bảo an toàn lao động cho cả người và hàng nâng.

8.3. Quá trình dỡ hàng:

Người dỡ hàng mở chốt của bàn nâng, để cho của bàn nâng tì vào sàn nhà hoặc có thể dùng ván kê giữa bàn nâng và sàn nhà để thuận tiện cho việc dỡ hàng. Khi dỡ hàng phải tuần tự dỡ từ vị trí sát sàn nhà trước sau đó mới được lấy hàng ở vị trí ở xa, không được phép có 2 người ở trên bàn nâng và hạn chế đứng trên bàn nâng lâu vì sẽ gây mất an toàn lao động.

8.4. Quá trình hạ hàng.

Quá trình này là quá trình hàng được chất lên bàn nâng từ vị trí trên can và hàng được mang xuống dưới. Khi chất hàng trên cao cànn chú ý đến an toàn lao động hàng xếp vào bàn nâng phải được nhẹ nhàng để tránh dẫn đến giao động mạnh của bàn nâng có thể dẫn đến đứt dây cáp gây mất an toàn cho người và hàng nâng. Khi hàng nâng được chất xong người điều khiển bấm nút đixuống cơ cấu nâng hoạt động làm cho cáp được nhả ra và bàn nâng từ từ đi xuống và kết quá trình hạ hàng.

8.5. Quy trình bảo dưỡng và sửa chữa.

          + Kiểm tra hàng ngày.

          -Kiểm tra bulông nối kết giữa các bộ phận đã đầy đủ chưa, có hiện tượng bị hỏng không.

          -Kiểm tra độ an toàn và tin cậy của công tác hạm vị và kiểm tra cơ cấu nâng và bộ phận an toàn của cơ cấu nâng.

          + Kiểm tra hàng tuần.

             -Kiểm tra tình trạng dầu mỡ, bổ xung kịp thời và đầy đủ nếu thấy thiếu.

            -Kiểm tra điểm nối kết giữa thanh giằng tường và thân chính, kiểm tra dây điện có bị đứt hay hư hỏng hay không.

          + Kiểm tra hàng tháng.

             -Kiểm tra độ mài mòn của các bánh lăn, ròng rọc. Nếu thấy độ                                         mòn quá 3mm thì phải thay thế.

              - Kiểm tra thanh thuỷ lực.

          + Kiểm tra hàng quý.

              - Kiểm tra các ổ trục của bánh lăn, ròng rọc căn cứ vào tình trạng cụ thể để điều chỉnh hoặc thay mới. Tiến hành thử nghiệm rơi, kiểm tra độ tin cậy của cơ cấu an toàn.

          + Kiểm tra hàng năm.

               - kiểm tra bảo dưỡng động cơ điện

KẾT LUẬN

Với những số liệu ban đầu đã cho qua quá trình tính toán và lựa chọn. Ta thiết kế được thang nâng xây dựng có những thông số sau :

           Tải trọng nâng:         Q = 500 (kg)

           Chiều cao nâng :       H = 25 (m)

           Vận tốc nâng :          V_n  = 15 (m/phút)

           Chế độ làm việc:      CD % = 25 %

 Động cơ điện:K132-M₄

            Chế độ làm việc trung bình

            Số vòng quay  : 1445 (vòng/phút)

             Công suất động cơ :  5,5 (KW)

             Trọng lượng động cơ : 72 (kg)

 Phanh TT160

              Mô men phanh : 100 (N.m)

              Dộ mở phanh : 1 (mm)

              Số lần đóng mở cho phép : 720

              Cần đẩy điện thuỷ lưc TRN-16

              Lực đẩy:160 N

              Bước đẩy:25 mm

 Hộp giảm tốc U₂ -350      

              Kiểu hộp giảm tốchai cấp,bánh răng trụ răngnghiêng.

               Tỷ số truyền : 40

            Kiểu lắp đâu trục ra và truc vào năm cùng một phía

            Số vòng quai truc vào : n_v = 1500 (vòng/phút)

            Số vòng qoay truc ra  :n_r =

  Tang cuốn cáp.

            Đường kính tang: D = 230 (mm)

            Chiều dài tang : 470 (mm)

            Chiều dày thành tang: 15 (mm)

            Đường kính cáp: 12 (mm)

TÀI LIỆU THAM KHẢo

      [1]. Nguyễn Văn Hợp, Phạm Thị Nghĩa, Lê Thiện Thành:

                           Máy trục vận chuyển

                           NXB GTVT – Hà Nội 2000.

      [2] . Huỳnh Văn Hoàng, Đào Trọng Thường :

                           Tính toán máy trục

                           NXB KHKT- Hà Nội 1975

      [3]. Nguyễn Văn Hợp, Phạm Thị Nghĩa:

                           Kết cấu thép MXD&XD

                           NXB GTVT-Hà Nội 1996

        [4]. ATLAS Máy Trục ( Bản tiếng Nga)

         NXB Moc…-1970

        [5]. Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm:

                           Thiết kế chi tiết máy

                           NXB Giáo Dục- 1998.

      [6]. Vũ Đình Lai

                  Sức bền vật liệu

                  ĐHGTVT-1995

      [7]. Trịnh chất, Lê Văn Uyển:

                           Tính toán thiết kế hệ dẫn động có khí T1&T2

                                      NXB Giáo Dục – 2000