Nghiên cứu thiết kế, tính toán kết cấu và hợp lý hóa các thông số thiết kế cho cầu trục 20 5 tấn, khẩu độ 30 mét tại xí nghiệp cơ điện LD việt nga vietsovpetro

TÓM TẮT Cầu trục sử dụng phổ biến, phục vụ cơng tác nâng hạ, xếp dỡ hàng hóa nhà xưởng sản xuất Xí nghiệp Cơ điện - Vietsovpetro Trước đây, Cầu trục thường mua sắm nước với giá thành cao, chất lượng không ổn định, thường xuyên hư hỏng Trên sở nhu cầu tự chế tạo Cầu trục 20/5 độ 30 mét phục vụ sản xuất đơn vị, thiết kế cầu trục tương tự, mua sắm lắp đặt trước đây, đề tài nghiên cứu tính tốn lại kết cấu thép cầu trục này, để làm sở tính tốn, hợp lý hóa thơng số thiết kế nhằm giảm khối lượng sắt thép sử dụng, tăng hiệu chế tạo đảm bảo độ bền, độ ổn định Dựa kết nghiên cứu, tính tốn, thiết kế, đơn vị thực chế tạo, lắp đặt, thử nghiệm đưa vào sử dụng cầu trục đảm bảo an toàn, phục vụ tốt nhu cầu sản xuất đề 4|Page ABSTRACT Bridge crane is being used widely, serves the work of lifting, loading and unloading goods in the production factory in Vietsovpetro Previously, the Bridge Crane is usually purchased indigenously with high cost, quality is not stable, often damaged Based on the demand for double girder bridge crane with 20/5 tons, 30 meters aperture self-fabrication, based on the design of the bridge crane has been previously purchased and installed To recalculate the steel structure of this bridge crane, to make the basis for calculation and rationalization of design parameters in order to reduce the iron content of steel used, increase the efficiency of manufacture but still ensure durability and stability regulations Based on the results of research, calculations, design, Vietsovpetro has made, installed, tested and put into use crane to ensure safety, serve the production needs 5|Page MỤC LỤC TRANG TỰA……………………………………………………………………………… QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI…………………………………………………………… XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN…………………………………………… BIÊN BẢN XÁC NHẬN SỬ DỤNG NỘI DUNG ĐỀ TÀI NCKH TRONG LVTN… LÝ LỊCH KHOA HỌC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT ABSTRACT MỤC LỤC DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH SÁCH CÁC HÌNH DANH SÁCH CÁC BẢNG 10 CHƯƠNG 1: 11 TỔNG QUAN 11 1.1 Tổng quan cầu trục: 11 1.2 Tình hình ứng dụng nghiên cứu lĩnh vực liên quan nước: 13 1.3 Tính cấp thiết nhu cầu thực tiển đề tài: 17 1.4 Mục tiêu nghiên cứu đề tài: 18 CHƯƠNG 2: 20 CƠ SỞ TÍNH TỐN, THIẾT KẾ CẦU TRỤC 20 2.1 Quy trình tính tốn, thiết kế cầu trục: 20 2.2 Quy phạm, tiêu chuẩn áp dụng cho thiết kế: 21 2.3 Xây dựng phương án thiết kế: 22 2.4 Chọn vật liệu chế tạo: 34 2.5 Xây dựng bảng tổ hợp tải trọng: 35 2.6 Lý thuyết tính tốn kết cấu: 36 CHƯƠNG 3: 37 NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, KIỂM TRA BỀN KẾT CẤU CẦU TRỤC 20/5 TẤN (MẪU) 38 3.1 Mở đầu: 38 6|Page 3.2 Phần mềm ứng dụng: 38 3.3 Thiết kế tổng thể xác định đặc trưng hình học : 39 3.4 Các thông số kỹ thuật : 42 3.5 Xác định giá trị tải trọng : 42 3.6 Tính tốn, kiểm tra bền kết cấu dầm đầu phần mềm: 44 3.7 Tính tốn, kiểm tra bền kết cấu dầm phần mềm: 51 3.8 Kiểm tra ổn định dầm chịu uốn: 56 3.9 Kết luận: 57 CHƯƠNG 58 HỢP LÝ HĨA CÁC THƠNG SỐ THIẾT KẾ 58 4.1 Mở đầu: 58 4.2 Hợp lý hóa kích thước tiết diện thiết kế: 58 4.3 Xác định lại giá trị tải trọng : 60 4.4 Tính tốn, kiểm tra kết cấu dầm (sau hợp lý hóa thơng số) phần mềm: 60 4.5 Kiểm tra ồn định dầm (sau hợp lý hóa thơng số): 64 4.6 Kết luận: 65 CHƯƠNG 66 CHẾ TẠO, THỬ NGHIỆM 66 5.1 Trình tự chế tạo: 66 5.2 Quá trình thử nghiệm: 81 5.3 Kết thử nghiệm: 83 CHƯƠNG 90 KẾT LUẬN 90 6.1 Các kết đạt được: 90 6.2 Hướng nghiên cứu tiếp theo: 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 PHỤ LỤC: TẬP BẢN VẼ CHẾ TẠO CẦU TRỤC 20/5 TẤN, KHẨU ĐỘ 30 7|Page DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT VSP Liên doanh Việt – Nga Vietsovpetro MED (XNCĐ) Xí nghiệp Cơ điện TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam GOST Tiêu chuẩn Nga AWS Tiêu chuẩn hàn Mỹ NDT Kiểm tra không phá hủy MT Kiểm tra từ tính UT Kiểm tra siêu âm PT Kiểm tra thẩm thấu TYP Tương tự, điển hình QC Quality Control (Bộ phận quản lý chất lượng) HSE An toàn, sức khỏe, mơi trường JSA Phân tích an tồn cơng việc CO Chứng xuất xứ CQ Chứng chất lượng 8|Page DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1: Một số thiết bị nâng điển hình 11 Hình 1.2: Cầu trục dầm 11 Hình 1.3: Cầu trục Q = 550/200/50 12 Hình 1.4: Cầu trục luyện kim Q = 120/30/70/10 12 Hình 1.5: Cầu trục Enerpac Q = 2400 tấn/ móc (Tải trọng cần xếp dỡ đến 4800 tấn) 13 Hình 1.6: Một số sản phẩm Cty Thành Thái 14 Hình 1.7: Một số sản phẩm Cty Hồng Trung Quân 15 Hình 1.8: Một số sản phẩm Cty Konecranes Việt Nam 15 Hình 2.1: Sơ đồ quy trình thiết kế kết cấu thép cầu trục 19 Hình 2.2: Cầu trục dẫn động điện 22 Hình 2.3: Cầu trục dầm 24 Hình 2.4: Cầu trục dầm sử dụng móc đơi 24 Hình 2.5: Cầu trục tựa 26 Hình 2.6: Cầu trục treo 26 Hình 2.7: Các phương án dẫn động 27 Hình 2.8: Cầu trục dẫn động tay 29 Hình 2.9: Cầu trục thiết kế 30 Hình 3.1: Thiết kế cầu trục 20/5 – mẫu 38 Hình 3.2: Thiết kế dầm cầu trục 20/5 – mẫu 39 Hình 3.3: Thiết kế dầm đầu cầu trục 20/5 – mẫu 40 Hình 4.1: Thơng số kích thước chủ yếu dầm 57 Hình 5.1: Tạo độ cong ban đầu cho thành 70 Hình 5.2: Gá hàn vách ngăn 71 Hình 5.3: Hàn gân tăng cứng 72 Hình 5.4: Hàn nắp với thành 72 Hình 5.5: Cắt vát đầu, hàn hồn thiện 73 Hình 5.6: Gá hàn dầm đầu 75 Hình 5.7: Lắp ráp đồng Dầm với dầm đầu 79 Hình 5.8: Lắp đặt cầu trục lên ray 82 Hình 5.9: Sơ đồ thử tải Cầu trục 20/5 tấn; độ 30 mét 84 9|Page DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.1: Bảng tổ hợp tải trọng 33 Bảng 3.1: Hệ số động Cầu trục di chuyển ray 42 Bảng 3.2: Kết tính tốn kết cấu dầm đầu 50 Bảng 3.3: Kết tính tốn kết cấu dầm 55 Bảng 4.1: Kết tính tốn kết cấu hợp lý hóa thơng số dầm 64 10 | P a g e Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan cầu trục: Máy nâng chuyển loại máy công tác dùng để thay đổi vị trí đối tượng cơng tác nhờ thiết bị mang vật trực tiếp, đời phát triển gắn liền với yêu cầu kinh tế kỹ thuật ngành công nghiệp nhằm giảm tối đa sức người lao động Đặc điểm làm việc cấu máy nâng ngắn hạn, lặp lặp lại có thời gian dừng Chuyển động máy nâng hạ vật theo phương thẳng đứng, ngồi cịn số chuyển động khác để dịch chuyển vật mặt phẳng ngang chuyển động quay quanh trục máy, di chuyển máy, chuyển động lắc quanh trục ngang Bằng phối hợp chuyển động, máy dịch chuyển vật đến vị trí khơng gian làm việc nó, để đáp ứng yêu cầu đòi hỏi nhiều ngành công nghiệp khác nhau, kỹ thuật nâng vận chuyển xuất nhiều loại máy nâng vận chuyển mới, ln cải tiến hợp lý hóa phương pháp phục vụ, nâng cao độ tin cậy làm việc, tự động hóa khâu điều khiển, tiện nghi thỏa mãn yêu cầu người sử dụng Tùy theo kết cấu công dụng, máy nâng chuyển chia thành loại: kích, bàn tời, Palăng, cần trục, cầu trục, cổng trục, thang nâng.v.v Cầu trục loại máy trục kiểu cầu, loại di chuyển đường ray đặt cao dọc theo nhà xưởng, xe mang hàng di chuyển kết cấu thép kiểu cầu, cầu trục nâng hạ vận chuyển hàng theo yêu cầu điểm khơng gian nhà xưởng Cầu trục sử dụng tất lĩnh vực kinh tế quốc dân với thiết bị mang vật đa dạng móc treo, thiết bị cặp, nam châm điện v.v… Đặc biệt cầu trục sử dụng phổ biến ngành công nghiệp chế tạo máy luyện kim với thiết bị mang vật chuyên dùng 11 | P a g e Hình 1.1: Một số thiết bị nâng điển hình Hình 1.2: Cầu trục dầm 12 | P a g e 1.2 Tình hình ứng dụng nghiên cứu lĩnh vực liên quan nước: 1.2.2 Ngoài nước: - Ứng dụng: Tùy theo nhu cầu sản xuất mà Công ty chuyên sản xuất Cầu trục giới tính tốn thiết kế chế tạo Cầu trục có sức nâng đến 550 tấn, độ đến 32 mét (chủ yếu ứng dụng nhà máy luyện kim, đóng tàu) Hình 1.3: Cầu trục Q = 550/200/50 Hình 1.4: Cầu trục luyện kim Q = 120/30/70/10 Với ứng dụng lĩnh vực xây dựng chí sức nâng cầu trục thiết kế lên đến 1200 (Dự án Cầu trục sức nâng lớn giới phục vụ nối nhịp cho Reunion Island offshore highway east of Madagascar in the Indian Ocean Công ty Enerpac) 13 | P a g e ... Bảng tổ hợp tải trọng 33 Bảng 3.1: Hệ số động Cầu trục di chuyển ray 42 Bảng 3.2: Kết tính tốn kết cấu dầm đầu 50 Bảng 3.3: Kết tính tốn kết cấu dầm 55 Bảng 4.1: Kết tính tốn kết cấu hợp lý hóa thơng... 2.8: Cầu trục dẫn động tay 29 Hình 2.9: Cầu trục thiết kế 30 Hình 3.1: Thiết kế cầu trục 20/ 5 – mẫu 38 Hình 3.2: Thiết kế dầm cầu trục 20/ 5 – mẫu 39 Hình 3.3: Thiết kế dầm đầu cầu trục 20/ 5 –... độ 30 mét Xí nghiệp Cơ Điện, LD Việt – Nga Vietsovpetro Việc chủ động thiết kế, chế tạo thành công cầu trục 20/ 5 tấn, độ: 30 mét cho xưởng sản xuất, nhà kho LD Việt – Nga Vietsovpetro sở để XNCĐ