Tài liệu CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦN CÀO ppt

CHƯƠNG 5 : CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦN CÀO 5.1 Giới thiệu về cơ cấu nâng hạ cần cào. Thay đổi góc nghiêng của cần theo phương thẳng đứng còn gọi là cơ cấu nâng hạ cần. Ưu điểm - Trọng lượng của cần nhỏ, từ đây đưa đến trọng lượng của toàn bộ máy giảm. - Tĩnh cơ động của càn trục cao hơn khi xung quanh địa điểm làm việc của máy có những kiến trúc cao hơn cần. Nhược điểm - Công suất tiêu hao cho thay đổi tầm với lớn hơn. - Trong quá trình thay đổi tầm với khó đạt được vận tốc đều nên có hiện tượng lắc - Khó đạt được tầm với nhỏ. Việc thay đổi góc nghiên cần có thể thực hiện nhờ các cơ cấu truyền động có lien kết cứng với cần: kiểu thanh răng bánh răng, kiểu vít, kiểu thuỷ lực, kiểu vành răng hình quạt, kiểu vành răng – thanh truyền, kiểu tay quay – thanh truyền… Các cơ cấu liên két cứng này cho phép ngăn nhừa sự tự chuyển động của cần dưới tác dụng ủa lực ngang (gió, lực quán tính, lực phát sinh khi dây cáp nâng vật xiêng với góc thẳng đứng). Hình 5.1. Sơ đồ các cơ cấu thay đổi tầm với Cơ cấu nâng cần đơn giản và được dung phổ biến trong các cần trục quay công dụng chung là các cơ cấu nâng cần liên kết mềm. Hình 5.2. Các cơ cấu nâng cần có liên kết mềm với cần Việc kéo rừ ròng rọc di động trên đầu cần có kết cấu đơn giản hơn nhưng đòi hỏi phải có chiều dài dây cáp lớn. Bộ máy nâng hạ cần gồm có: động cơ, hộp giảm tốc, tang, tời, palăng cáp va thiết bị phanh. Các ròng rọc di động của palăng cáp đặt trên đầu cần, còn các ròng rọc cố định đặt trên giá chữ A. Giá chữ A càng cao thì càng có lợi về lực cho palăng, nhưng lại bất lợi về không gian chiếm chỗ. Vì các đặc trưng của máy nên chọn cơ cấu nâng có lien kết mềm với cần là hợp lý. 5.2 Sơ đồ cụm động cơ dẫn động. 5.2.1 Phân tích các phương án. Sơ đồ 1: 1. Động cơ 2. Hệ thống phanh 3. Hộp giảm tốc 4. Tang nâng 5. Khớp nối răng 6. khớp nối vòng đàn hồi Hình 5.3. Sơ đồ truyền động theo phương án 1 Dùng sơ đồ này đòi hỏi không gian lắp đặt lớn Sơ đồ 2 1.Động cơ 2.Hệ thống phanh 3.Hộp giảm tốc 4.khớp nối răng 5.Tang nâng 6. khớp nối vòng đàn hồi Hình 5.4. Sơ đồ truyền động theo phương án 2 Cơ cấu gồm có: động cơ điện 1, hộp giảm tốc 3, khớp nối vòng đàn hồi 6. Trong đó, nửa khớp phía bên hộp giảm tốc được sử dụng làm bánh phanh, tang 5, khớp răng đặc biệt 4 nối tang với trục ra của hộp giảm tốc, phanh 2. Ta chọn sơ đồ 2 vì động cơ và tang nằm một phía nên cho ta kích thước chiều dài của cơ cấu nhỏ gọn, đồng thời đảm bảo việc chế tạo từng cụm riêng, tháo lắp dễ dàng. 5.2.2 Phương án lựa chọn. 1. Động cơ 2. Khớp nối vòng đàn hồi 3. Hệ thống phanh 4. Hộp giảm tốc 5. Khớp nối răng 6. Tang Hình 5.5. Sơ đồ phương án lựa chọn - Do tính chất quan trọng, yêu cầu cao và vị trí đặc biệt của cơ cấu nâng trong máy trục, vì vậy nó phải được thiết kế đảm bảo độ tin cậy, độ an toàn và ổn định cao, nó phải được chế tạo nghiêm chỉnh với chất lượng cao. - Sơ đồ cơ cấu nâng được trình bày trên hình 5.5: bao gồm tang (6) được nối với hộp giảm tốc (4) qua khớp răng (5), hộp giảm tốc nối với động cơ (1) qua khớp nối vòng đàn hồi, một nửa khớp dung làm bánh phanh về phía hộp giảm tốc, phanh (3) là loại phanh lò xo điện 2 má áp trục. - Với sơ đồ như trên sẽ đảm bảo độ cứng vững, tính bền và giảm thời gian bảo dưỡng, giảm không gian lắp đặt. 5.3 Tính toán lực nâng. Sơ đồ tính toán : Hình 5.6. Sơ đồ tính toán lực nâng dàn cào Lực trong palăng nâng cần lớn nhất sẽ xuất hiện khi tầm với xa nhất ( β=) Phương trình cân bằng mômen của tất cả các lực đối với trục khớp tựa tâm quay O có dạng: B, h : khoảng cách tương ứng với các lực Q c , F đến tâm O. Từ đây ta có lực F cần tìm : Trong đó b = 12,5 m, h = 10 m Khối lượng của cần làm việc Q cần = 4000 kg. Khối lượng xích và các tấm cào Ta có q b = 87,5 kg/m Chiều dài cần l = 24 m Vậy chiều dài xích trên cần khoảng = 21 = 2.24 = 48 m. Q xích +tấm cào = 48.87,5 = 4200 kg. Khối lượng tổng của cần, xích và tấm cào Q c = Q cần + Q xích+tấm cào =4000 + 4200 = 8200 kg Tải trọng do gió gây ra. Hình 5.7. Kích thước dàn cào (1 – 2 [1]) Trong đó K k = 1,4 – hệ số cản khí động học (trang 8 [1]) q= 250 N/m 2 – áp lực gió ở trạng thái làm việc (bảng 1-2[1]) β F 0 – diện tích chịu gió của cần, theo hình F 0 = F.k = (24.0,7).0,4 = 6,8 m 2 k= 0,4 – hệ số điền đầy diện tích mặt cần ( theo trang 8 [1] ) W c = 1,4.250.6,8 sin0 0 = 0 N Vậy lực lớn nhất sẽ xuất hiện trong palăng nâng cần khi β = 0 0 S cmax = F = 100553 N Bội suất palăng nâng cần theo công thức (3 – 36[1]) k = 5,5 – hệ số an toàn tính dây cáp (bảng 2 -2 [1]) S d = 147500 N – lực kéo đứt cáp π k – p 6.39(1 + 9 + 19) chọn sơ bộ d c = 20 mm. hiệu suất palăng nâng cần (ước lượng sơ bộ) 5.4 Palăng nâng cần. Ta chọn hiệu suất a c =4, sơ đồ palăng nâng cần như hình vẽ. Hình 5.8. Hệ thống palăng nâng hạ dàn cào - Có 2 loại palăng thường dung đó là : palăng đơn và palăng kép - Loại palăng đơn 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 có 2 nhánh dây cuốn lên tang nên nâng hạ cần, áp lực lên các ổ trục sẽ được phân đều và ít thay đổi. Do đặc thù của máy rút liệu chọn palăng đơn. Hiệu suất chung của palăng nâng cần theo công thức (2 – 20 [1]) 1 4 1 (1 ) (1 0,98 )0,98 0,95 (1 ) 4(1 0,98) a pc a λ λ η λ − − = = = − − 0,98 λ = : hiệu suất của các ròng rọc trong palăng nâng cần (bảng 1 – 8 [1]) Lực lớn nhất trong dây cáp theo công thức (2-18 [1] ) cmax max S 100553 S = 26462 4.0,95 pc N αη = = Lực kéo đứt dây công thức (2-10 [1] ) S d = S max .k = 26462.5,5 = 145538 ≤ 147500 N Như vậy bội suất nâng và sơ đồ palăng nâng cần dã chọn hợp lý. 5.5 Chọn loại dây và kích thước dây. - Dây thường dung trong máy trục có 2 loại dây chính đó là xích và cáp. - Xích có ưu điểm là dễ uốn, có thể làm việc với tang và đĩa xích có đường kính nhỏ nên bộ truyền có kết cấu gọn nhẹ, đơn giản. Tuy nhiên, nó chỉ làm việc với vận tốc giới hạn không quá 1 m/s. Nếu vận tốc quá vận tốc giới hạn thì các mắt xích bị mòn nhanh lam 2 tăng khả năng đứt xích. Vì vậy, xích tường ít được sử dụng hơn cáp. - Dây cáp thép là loại dây được dung trong nhà máy trục nhiều nhất vì nó có khả năng làm việc với vận tốc cao mà không ồn, uốn được theo mọi phương, chịu dược tải trọng khác nhau, trọng lượng bản than nhỏ và ít đứt đột ngột. Cáp có nhiều loại như: cáp bện đơn, cáp bện kép, cáp bện phải, bện hỗn hợp… Trong đó cáp bện kép là loại được dung chủ yếu trong máy trục. Ta chọn loại cáp loĩ đay theo tiêu chuẩn TOTC 2688-80 làm dây cho cơ cấu nâng. Đây là loại cáp bện kép có lõi đay thấm dầu, các sợi cáp tiếp xúc đường, các sợi cáp có đường kính băng nhau. Hình 5.9. Cấu tạo của cáp thép - Kích thước dây: - Dây cáp dung trong máy trục phải có kích thước phù hợp với tải trọng, dây cáp thường được tính toán và chọn theo lực kéo đứt. Lực kéo đứt dây, công thức (2-10 [1] ) S d = S max k = 26462.5,5 = 145541 N Trong đó : k là hệ số an toàn, được tra theo bảng 2-2[1] ), ứng với chế độ làm việc trung bình k = 5,5. - Theo Atlas máy trục ta chọn loại cáp ( )6 19(1 9 19k p π − × + + ) có ứng suất giới hạn bền b σ = 1600 (N/mm 2 ), đường kính cáp d c = 17,5 (mm). - Lực kéo đứt S d = 147500 N 5.6 Các kích thước cơ bản của tang và ròng rọc. Đường kính nhỏ nhất cho phép đối tang và ròng rọc xác định theo công thức (2-12 [1] ) . Chọn = 350 mm Trong đó: e = 18, là hệ số thực nghiệm được xác định theo bảng 2-4 [1] tương ứng với chế độ tải trung bình. Chọn đường kính ròng rọc D r = 300 mm. Để giảm chiều dài và đường kính tang, dây cáp cuốn lên tang hai lớp, bề mặt của tang để trơn không cắt rãnh. Chiều dài làm việc của dây cáp. 1 = ( l 1 – l n ).a c = ( 14,55 – 3,25 ). 4 = 45,2 m [...]... 7,81 8,56 8,74 8,79 8,88 Lực trung bình bình phương tác động lên palăng nâng cần trong chu kỳ làm việc có tải, công thức (3-31) [1] Hiệu suất chung của cơ cấu nâng cần Trong đó : : hiệu suất palăng nâng cần : hiệu suất tang và bộ cơ truyền cơ cấu nâng cần : hiệu suất bản lề của cần Công suất trung bình bình phương yêu cầu đối với động cơ diiện trong chu kì làm việc, theo công thức (3-32) [1] : Thời gian... cho trong bảng… Hình 5.13 Sơ đồ tính toán với các vị trí nâng hạ dàn cào Vận tốc thay đổi chiều dài palăng nâng cần, công thức 3-30[1] l1, ln – chiều dài palăng nâng cần ở vị trí đầu cần và vị trí cuối cần t - thời giant hay đổi tầm với từ vị trí 1 sang vị trí 2 Đối với các vị trí khác cũng tính tương tự, ta có bảng sau: Bảng 5.1 Vị trí của cần tương ứng với góc nghiêng β I(00) II(100) III(200) IV(300)... rôto GD2 = Nm2 Hệ số mômen giới hạn với CĐ 25% Kiểm tra khả năng quá tải tức thời Số vòng quay cần có của tang nâng cần Tỷ số truyền của bộ truyền trung gian Mômen do tổng lực lớn nhất tác dụng lên palăng nâng cần Công suất và số vòng quay của động cơ đã chọn khi CĐ 25% theo catalog Ndc = 36 kW, ndc = 920 vong/ph, mômen danh nghĩa của động cơ Nm Mômen lớn nhất động cơ có thể phát ra khi quá tải :... Trong cơ cấu nâng để an toàn người ta thường dùng phanh má thường đóng, để chọn phanh ta dựa vào mômen phanh Để kích thước phanh và cơ cấu nhỏ gọn, ta đặt phanh ở vị trí trục thứ nhất, tức là trục động cơ Mômen phanh tính theo công thức (3 -35)[1] Trong đó : k là hệ số an toàn Với chế độ làm việc trung bình theo bảng 3-2[1] ta chọn k=1,75 Đường kính tang kể đến tâm cáp Bộisuất palăng, tỷ số truyền cơ cấu. .. số truyền cơ cấu nâng Vậy Kiểm tra thời gian phanh theo công thức (3-29) cho vị trí nguy hiểm nhất, phanh khi cần đang hạ xuống vị trí thấp nhất Trong đó : Vậy thời gian phanh tổng lực lớn nhất ở vị trí nguy hiểm nhất nằm trong giới hạn cho phép (4-5 s) Kiểm tra khả năng giữ cần dưới tác dụng của gió khi cần ở vị trí góc nghiêng lớn nhất tức vị trí nguy hiểm nhất Lực trong palăng nâng cần ở trường hợp... =50284 N < C0 =290 kN Như vậy ổ lăn ở hai đầu trục thoả điều kiện cho phép 5.10.6 thanh đỡ Vật liệu chế tạo C45 có σ kn −1 = 190 ÷ 250 N / mm 2 Ta tính cho trường hợp cần chụi tải trọng lớn nhất khi cần cào làm việc ở vị trí thấy nhất: Lực kéo của cáp tời nâng Smax = 24637 N Lực tác dụng từ cần công tác cào F = 93620 N Trọng lượng bản thân G = 15000 N Lực kéo từ thanh giằng: Ftg Hình 5.20 Sơ đồ tính... trong palăng nâng cần ở trường hợp này gồm 2 thành phần a Lực do trọng lượng bản thân cần và xích cào Trong đó b = 13,175 m bảng 5-1 b Lực do tải trọnh gió ở trạng thái không làm việc gây ra Áp lực gió đối với cần dài Lc = 24 m đặt nghiêng một góc có thể lấy trung bình 100N/m2 (bảng 1-3)[1] Tải trong gió lên cần khi cần đặt đứng, từ công thức (1-2)[1] Trong đó - hệ số cản khí động học (trang8[1]) q =... mômen tĩnh khi nâng vật Sn Dc m 93600.0,3175.1 = = 401Nm 2.iη 2.14, 6.0, 74 Mn = Một phần momen Md này tiêu hao trong việc thắng quán tính các chi tiết máy quay bên phía động cơ, phần còn lại truyền qua khớp Mômen volăng nửa khớp phía động cơ lấy bằng 40% momen vô lăng của cả khớp (GiD2i ) k = 0,4 20,4 = 8,16 Nmm2 Mômen vô lăng tương đương của vật nâng (có vận tốc v) chuyển về trục động cơ ∑ (G D 2 i... 38,16Nmm2 Mômen vô lăng tương đương của vật nâng (có vận tốc v) chuyển về trục động cơ (G iDi)td = 0,1 Q0 v2n 122 = 0,1×131250 × = 3, 7 Nmm 2 2 2 n do 715 Tổng mômen vôlăng của cả hệ thống ∑ (G D i 2 i ) = β ∑ (Gi Di )t +(Gi Di )td = 1,1× (30 + 20, 4) + 3, 7 = 59,14 Nm Phần mômen vô lăng của phần cơ cấu từ nửa khớp phái bên hộp giảm tốc về sau kể cả vật nâng ∑ (G D i 2 i ) = (Gi D 2i ) − ∑ (Gi Di )... tế làm việc tối đa của động cơ khi cần trục làm việc với các tàm với từ lớn nhất đến nhỏ nhất : tlv = 2.26,8 s: thời gian thay đổi tầm với từ lớn nhất đến nhỏ nhất và ngược lại Công suất tính toán với động cơ điện với cường độ 60% là cường độ công suất gần nhất theo câtlo, công thức (2-77)[1] Ta chọn động cơ MTKF 412 - 6 có các đặc tính sau : cường độ 60% công suất động cơ Nđc = 27 kW, số vòng quay . 5 : CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦN CÀO 5.1 Giới thiệu về cơ cấu nâng hạ cần cào. Thay đổi góc nghiêng của cần theo phương thẳng đứng còn gọi là cơ cấu nâng hạ cần. Ưu. Sơ đồ các cơ cấu thay đổi tầm với Cơ cấu nâng cần đơn giản và được dung phổ biến trong các cần trục quay công dụng chung là các cơ cấu nâng cần liên kết