Cần trục tháp CT1,5T

Luận Văn: Cần trục tháp CT1,5T

Mục lục

Lời nói đầu 3

Chơng I Giới thiệu chung về cần trục tháp ct1,5 4

1.1 Cấu tạo chung và các thông số hình học của máy 4

1.1.1.Công dụng 4

1.1.3 Đầu đề thiết kế cần trục tháp: 6

1.1.4 Các kích thớc hình học (hình 1) 7

1.2.Tải trọng tác dụng lên cần trục tháp: 7

1.2.1 Tải trọng nâng danh nghĩa Qdn = 1,5t = 15000(N) 7

1.2.2.Trọng lợng bản thân máy lấy theo máy cơ sở 7

1.2.3.Tải trọng gió 8

1.2.4.Tải trọng quán tính 9

Chơng II Tính toán chung các cơ cấu 11

2.1 Cơ cấu di chuyển cần trục 11

3.3.Xác định lực cản di chuyển cần trục và tính công suất động cơ 24

3.4 Kiểm tra động cơ và chọn phanh cơ cấu di chuyển 26

3.5.Chọn lhớp nối 29

Chơng iv Tính ổn định cần trục 30

4.1.Vị trí tính toán 30

4.2.Kiểm tra ổn định cho cần trục 30

Tài liệu tham khảo 34Lời nói đầu

Xây dựng và phát triển các công trình xây dựng dân dụng, côngnghiệp cơ sở hạ tầng đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tếxã hội, nhất là đối với các nớc đang phát triển nh nớc ta hiện nay Vì vậybên cạnh việc tăng cờng đâu t vè tàI chính thi việc áp dụng những côngnghệ mới nhằm nâng cao chất lợng, hạ giá thành sản phẩm cũng nh đảmbảo tiến độ thi công là việc làm hết sức cần thiết Với việc ứng dụng cáccông nghệ mới tiên tiến thì việc sử dụng các máy và thiết bị là điều tấtyếu Khi đó máy và thiết bị xây dựng không những chỉ tăng năng suất lao

động, tăng nhịp độ thi công mà còn là yếu tố không thể thiếu đợc để đảmbảo chất lợng và hạ giá thành công trình, thậm chí trở thành nhân tốquyết định đến sự hình thành một công trình hiện đại Thực tế xây dựngở các nớc tiên tiến cũng nh ở nớc ta đã chỉ ra rằng việc xây dựng các nhàcao tầng không thể thiếu đợc các cần trục có chiều cao nâng tầm với tảitrọng nâng lớn các máy bơm bê tông hiện đại cũng nh nhiều thiết bịkhác Việc xây dựng các công trình thuỷ điện bến cảng cầu đờng khôngthể hoàn thành và đảm bảo chất lợng nếu không sử dụng các máy làm đấtvà các thiết bị gia cố nền móng, các thiết bị sản xuất vật liệu và nhiềuthiết bị khác có tính năng kỹ thuật phù hợp Chính vì những lí do trên,máy xây dựng ngày càng có ý nghĩa và vai trò lớn hơn trong công tác xâydựng cơ bản nói riêng và nền kinh tế nói chung.

Đối với một sinh viên máy xây dựng, để học và hiểu biết tất cả các loạimáy móc thiết bị phục vụ cho quá trình xây dựng là không thể Do đó,trong quá trình làm đồ án môn học máy nâng chuyển, mỗi sinh viên chỉcó thể đi sâu về một loại máy nhất định nh: máy nâng, máy sản xuất,máy khoan cọc nhồi,máy dải asphalt bêtông…

Bản thân em đợc giao đề tài thiết kế là: “Cần trục tháp CT1,5T” Đợc sựhớng dẫn chu đáo và tận tình của thầy giáo TRƯƠNG QuốC THàNH, emđã hoàn thành đồ án Nhng do quá trình làm em còn có nhiều thiếu sót vàkinh nghiêm dang còn non nớt nên không tránh đợc sự sai sót Em mongđợc các thầy chỉ bảo thêm nhiều.

Em xin chân thành cảm ơn thầy TRƯƠNG QuốC THàNH và cùng toànthể các thầy trong bộ môn.

Chơng I Giới thiệu chung về cần trục tháp ct1,5t1.1 Cấu tạo chung và các thông số hình học của máy.

Hình 1.

1 Kết cấu thép 2 Trụ cần

1.1.1.Công dụng.

Cần trục tháp có công dụng chung dùng trong xây dựng dân dụng vàmột phần trong xây dựng công nghiệp Loại máy này mômen tải từ 4 đến160tm sức nâng 0,4-8 tấn Chiều cao nâng 12-100m, tầm với lớn nhất 10-30 m Để xây dựng nhà bằng phơng pháp lắp ghép tấm hoặc khối bêtông,còn có các cần trục tháp có sức nâng đến 12 tấn và mômen tải từ 40-250tm.

Cần trục tháp để xây dựng các công trình có độ cao lớn (cần truc tháptự nâng ) Loại này có mômen tải từ 30-250tm, đôi khi đến 500tm Sứcnâng ở tầm với lớn nhất 2-4t, ở tầm với nhỏ nhất đến 12t có thể đến 20t.Tầm với đạt 20-50 m, đôi khi đến 70m Chiều cao nâng từ 50-100m, cóthể đến 250m.

Cần trục tháp chuyên dùng trong xây dựng công nghiệp Loại này cómômen tải đạt dến 600tm, cá biệt đạt đến 1500tm Sức nâng 2-75t Tầmvới lớn nhất 20-40 m.

Theo phơng pháp lắp đặt ở hiện trờng có thẻ chia ra: cần trục tháp dichuyển trên ray, cần trục tháp cố định và cần trục thap tự nâng Cần trụctháp đặt cố định có chân tháp gắn liền với nền hoặc tựa trên nền thôngqua bệ đỡ hoặc cac gối từa cố định Cần trục tháp tự nâng có thể nằmngoài hoặc trong công trình, tháp đợc tự nối dài để tăng độ cao nâng theosự phát triển chiều cao của công trình, khi tháp có độ cao lớn, nó đợc neotheo công trình để tăng ổn định và tăng khả năng chịu đựng ngang Vớicần trục tháp tự nâng đặt trên công trình xây dựng, khi làm việc sẽ tựnâng toàn bộ chiều cao theo công trình Toàn bộ tải trọng cần trục đợctruyền xuống công trình.

Cần trục tháp CT1,5T là loại cần trục khi làm việc di chuyển trên ray.Nó là loại tháp quay, toàn bộ tháp và cơ cấu đợc đặt trên bàn quay Bànquay tựa trên thiết bị tựa quay đặt trên khung di chuyển Khi quay, toànbộ bàn quay quay cùng với tháp

1.1.2.Nguyên lý làm viêc.

- Cần trục bao gồm khung và cơ cấu di chuyển cần trục (5) tựa trên thiếtbị quay và quay xung quanh trục quay của máy nhờ cơ cấu quay (7) bốtrí trên bệ quay Trên bệ quay có bố trí tháp (1) đối trọng (10) cùng cơcấu nâng vật (9) và cơ cấu thay đổi tầm với (8), và các thiết bị điện Cần(3) đơc nối một đầu với thân tháp bằng khớp bản lề còn đầu kia đợc treobộ móc treo (4), cáp neo vòng qua cụm puly đổi hớng bố trí ở trụ cần,cáp treo đợc nối với cụm puly cân bằng và nối với tang cuốn cáp Vậtnâng đợc nâng hạ nhờ cáp nâng vật vong qua puly ở trụ cần và nối với cơcấu nâng vật.

- Phần quay đợc dẫn động bằng cơ cấu quay, bàn quay tựa trên thiết bịtựa quay quay xung quanh trục quay của máy nhờ cơ cấu quay Khi bệquay quay thì cả tháp và cần cùng quay để di chuyển vật từ vị trí nàysang vị trí khác.

- Để thay đổi tầm với thì cơ cấu nâng hạ cần làm việc, cơ cấu này chophép nâng vật lên cao hoặc hạ vật xuống thấp và trên cơ cấu này có bố tríthiết bị hạn chế hành trình để hạn chế chiều cao nâng.

- Toàn bộ cần trục di chuyển theo phơng ngang trên ray nhơ cơ cấu dichuyển đê thay đổi vị trí làm việc.

1.1.3 Đầu đề thiết kế cần trục tháp:

Tải trọng nâng (T) Tầm với lớn nhấtTầm với nhỏ nhất 0,51,5

Chiều cao nâng vật (m) Tầm với lớn nhấtTầm với nhỏ nhất 11,316,3Vận tốc (v/ph) Nâng vậtDi chuyển cần trục 2015

Với Rmax = 10m: Tầm với lớn nhất

a = 1,2m: khoảng cách từ điểm quay cần đén trục quay của tháp  : góc nghiêng của cần so với phơng ngang khi tầm với lớn nhất  = 150

Lc = (10-1,2)/cos150 = 9 m Chiều dài trụ cần: Ltc = 2 m

Chiều cao của tháp và cơ cấu di chuyển: Lt = 14 m Chiều cao kết cấu thép (thân tháp): L = 11m

Chiều rộng đờng ray : Br = 2,5 m

Khoảng cách hai trục bánh xe : Lb = 2,7 m.

1.2.Tải trọng tác dụng lên cần trục tháp:

1.2.1 Tải trọng nâng danh nghĩa Qdn = 1,5t = 15000(N)

- Khi tầm với lớn nhất thi trọng lợng vật nâng nhỏ nhất: Q = 0,5T = 500daN

- Khi tầm với nhỏ nhất thì trọng lợng vật nâng lớn nhất: Q = 1,5T = 1500daN

Trọng lợng thiết bị mang tải (móc treo) : q = 0,05.Qdn q = 0,05.15000 =750 N

Trọng lợng vật nâng tính toán:

Qtt = Qdn + q = 15000 + 750 =15750 N

Kết cấu khung thép (tháp) : 445 kgTrụ cần : 85 kgCần : 353 kgBộ móc treo : 10 kg

Khung và cơ cấu di chuyển cần trục : 1060 kgBệ quay : 520 kgCơ cấu quay : 245 kgCơ cấu thay đổi tầm với : 345 kgCơ cấu nâng vật : 450 kgĐối trọng : 2450 kgBánh hơi (4 chiếc ) : 800 kg.

1.2.3.Tải trọng gió

Cần trục tháp CT1,5T làm việc ngoài trời cần phải tính đến tải trọnggió Tải trọng gió thay đổi một cách ngẫu nhiên, trị số phụ thuộc vào thờitiết khí hậu của từng vùng

Tải trong gió đợc tinh thoe công thức sau: Wg = q.n.c..ATrong đó:

q : áp lực gió, N/m2, đợc lấy phụ thuộc vào trờng hợp tính toán áp lực gió trung bình ở trạng thái làm việc lấy qgI = 150 N/m2 áp lực gió lớn nhất ở trạng thái làm việc lấy qgII = 250 N/m2 áp lực gió ở trạng thái không làm việc với tốc độ gió 33m/s lấy qgIII = 70 N/m2.

n: Hệ số kể đến sự tăng áp lực theo chiều cao, lấy n = 1c: Hệ số cản đọng lực học, lấy c =1,2

: Hệ số động lực học kể đặc tính xung động của gió, lấy  = 1,4A: diện tích hứng gió của kết cấu

A = A0.

A0: Diện tích bề mặt đợc giới hạn bởi đờng biên ngoài của kết cấu, m2 : Hệ số kể đến phần lỗ hổng

Với kết cấu dàn lấy  = 0,3

Với kết cấu có thành kín, đối trọng  = 1

Trờng hợp gió tác dụng theo phơng ngang thì diện tích hứng gió của cáccơ cấu là:

Tháp: AT = 0,25.11 0,3 = 0,825 m2 Cần: Ac = 0,25.9.0,3 = 0,675 m2 Trụ cần: Atc = 0,25.2.0,3 = 0,15 m2 Đối trọng: Ađt = 1,5 m2

Cabin: Acb = 1,4.1,5 = 2,1 m2

Khung và cơ cấu d/c: Ak =2,5.1,5.0,3 = 1,125m2 Vật nâng: Avn = 4 m2 (Bảng 6 HDĐAMN)

Ta có bảng tải trọng gió tác dụng lên máy theo 2 phơng ngang và phơngdọc cần trục nhu sau:

- T¶i träng giã theo ph¬ng ngang: T¶i träng giã

g: lµ gia tèc träng trêng g = 9,81  10 m/s2

V: là vận tốc di chuyển cần trục V = 15m/ph = 0,25m/s t: thời gian chuyển động không ổn định t = 3s

Pqt =

= 563,3 N- Lực quán tính sinh ra khi nâng vật là: Pqtn =

tVnm =

1500 = 333,3 N- Lực quán tính li tâm của phần quay: Plt = m.2.R

+ Tháp: Plt = 445.0,72.1,6 = 348,9 N+ Đối trọng: Plt = 2450.0,72.1,5 = 1800 N+ Cabin: Plt = 500.0,72.0,6 = 147 N

- Lực quán tính li tâm khi cơ cấu quay làm việc:Plt = mc 2 (x0 +

cos)Trong đó:

mc: là trọng lợng cần mc = 353 kg

x0: là khoảng cách từ trục quay cần đến chốt chân cần x0 = 1 m Lc: là chiều dài cần Lc = 9 m

: là góc nghiêng cần  = 150 Plt = 353.0,72.(1 +

cos150) = 920,6 N

Chơng II Tính toán chung các cơ cấu2.1 Cơ cấu di chuyển cần trục

2.1.1.Chọn sơ đồ dẫn động cơ cấu di chuyển

Hình 2 Sơ đồ dẫn động cơ cấu di chuyển cần trục.1 Động cơ

2 Khớp nối và phanh3 Hộp giảm tốc4 Bánh xe

+ Trục quay của máy O-O

+ Mômen do gió tác dụng Mg = WgI.hvới h = 8 m

Mg = 2,697.8 = 21,576 KN = 21576 N+ Dời lực G0 về gối tựa O1 sẽ có

Mx-x = ( WgI.h + G0.e ).sin

My-y = ( WgI.h + G0.e ).cos + G0.t

: Góc hợp bởi phơng của cần trục và trục dọc máy  thay đổi theo vịtrí quay của phần quay cần trục.

NA =

(G1 + G0) +

Mx-x –

My-y

ND,B =

(G1 + G0) 

My-y 

Mx-xNC =

(G1 + G0) +

My-y –

Khi cần trục quay ở góc phần t thứ nhất, ND có giá trị lớn nhất ứng vớigiá trị tg* = a/b = 2,7/2,5  * = 470, tức là khi phơng của cần vuônggóc với đờng chéo AC.

Ưng suất dập:

dt  d

190 Trong đó:

B: là chiều rộng mặt ray R: là bán kính bánh xe

Ưng suất dập cho phép   d= 750 N/mm2.

Chọn bánh xe có đờng kính D = 400 mm  R = 200 mmChiều rộng bánh xe là: B = 100 mm

Đờng kính ngõng trục bánh xe d = 130 mmChọn đờng ray có ký hiệu P38 có kích thớc:Chiều rộng mặt ray: b = 70 mm

Ta có:

592,22   7502200

W   . 2. 

G: Trọng lợng cần trục G = 67600 NQ: Trọng lơng vật nâng Q = 15750 Nf: Hệ số ma sát ổ trục f = 0,015

K: Hệ số kể đén ma sát thành bánh K = 1,2d: Đờng kính ngõng trục bánh xe d = 130 mm : Hệ số cản lăn  = 0,5 mm

: Độ dốc  = 0,005

D: Đờng kính bánh xe D = 400 mm WgI: Lực cản của gió WgI = 2697 N

Ta có:

Wdc   1,20,00526973851,2N

. /0

W0: Lực cản chung W0 = Wd/c + 1,3.G gQ.ag: Gia tốc trọng trờng g = 10 m/s2

a: Gia tốc mở máy a = 0,3 m/s2nên W0 = 3851,2 + 1,3.

101575067600 

.0,3 = 7102 Nvd/c: Vận tốc di chuyển cần trục vd/c = 15m/ph = 0,25 m/s

9,0.6,1.1000

itt =

Vợi nẼc = 885 v/ph nbx =

 = 12v/ph

 itt =

= 74

Chồn hờp giảm tộc tiàu chuẩn theo cẬng suất truyền Ẽến vẾ tỹ sộ tryuềnhờp giảm tộc, ta chồn hờp giảm tộc kiểu treo bÌnh rẨng trừ cọ tỹ sộtruyền igt = 84, vẾ cẬng suất truyền Ẽến Ngt = 0,7

2.2.CÈ cấu nẪng

2.2.1.SÈ Ẽổ dẫn Ẽờng cÈ cấu nẪng

Mọc treoPuly

Hờp giảm tộc

Phanhường cÈ

HỨnh 3 SÈ Ẽổ dẫn Ẽờng cÈ cấu nẪng.

- Lỳc cẨng cÌp lợn nhất trong palẨng khi nẪng vật

Smax = rp

Trong đó:

Q: Tải trọng nâng lớn nhất Q = 1,5T = 1500N a: bội suất palăng a = 2

: Hiệu suất puly  = 0,97 r: Số puly đổi hớng cáp r = 2 p: Hiệu suất palăng

p =

=

= 0,985 Smax = 2

- Có khối lợng: m = 2,6kg

2.2.4.Chọn động cơ điện.

- Ta có

.Trong đó:

Q: là tải trọng vật nâng lớn nhất Q = 15000 N

Vn: vận tốc nâng Vn = 20m/ph = 1/3 m/s c: Hiệu suất cơ cấu c = 0,85

 Ntt 100015000.0,85.3 = 5,88 KWChọn động cơ có Nđc  Ntt

Động cơ điệnPhanh

Hình 4 Sơ đồ dẫn động cơ khí.

2.3.2.Xác định các phản lực tựa và chọn ổ.

- Phản lực thẳng đứng: V = Q + G

Q: Trọng lợng vật nâng Q = 15750NG: Trọng lợng cần trục G = 67600N

V = 15750 + 67600 = 83350 NTải trọng tính toán:

Qtt = K.V = 1,4.83350 = 116690K: là hệ số an toàn K = 1,4.

Từ tải trọng tính toán ta tiến hành chọn ổ bi đỡ 1 dãy loại 8338-57 ký hiệu 301 có Qt =123000N và d1 ==12 mm.

OCT Phản lực nằm ngang:

mB1 = 0  H = (Q.a + G.c)/h H =

= 15755 NPtt = K.H = 1,4.15755 = 22057 N

M + mg

M = 1083.10 + 0,7.3148 = 19034 N.mMd: Mô men cản do độ dốc gây ra:

Md = (Q.a + G.c).sin: Góc dốc  = 1030’

Md = (15750.10 + 67600.0,7).sin1030’ = 5361 N.mMms: Tổng mô men của lực ma sát đối với trục quay: Mms = Mms(d1) + Mms(d2) + Mms(d3)

= V.g.d1/2 + H.f.d2/2 + H.f.d3/2f: Hệ số ma sát tơng đơng trong ổ f = 0,017d: Đờng kính trung bình của ổ d2 = d3 Mms = V.g.d1/2 + H.f.d2

.102 +

.0,72) = 812523Kg.m2

q: Tốc độ quay của cần trục.

q =

=

= 0,0732 v/phnq: Sộ vòng quay cũa mÌy nq = 0,7 v/ph

tm: Thởi gian mỡ mÌy, thởng Ẽùc chồn Ẽảm bảo sao cho gia tộc cũaẼầu cần khẬng lợn hÈn 1m/s2 vẾ Ẽùc chồn theo bảng tm = 2,5s

 Mqt =8125232,.50,0732 = 23790 N.m

2.3.4.Chồn Ẽờng cÈ cÈ cấu quay.

Ntt =

.nq (KW)nq: Tộc Ẽờ vòng quay cần trừc nq = 0,7 v/ph

 : Hệ sộ quÌ tải trung bỨnh tb= 1,7

 : Hiệu suất Ẽờng cÈ 0 = 0,8  Ntt =

2379024416 

.0,7 = 2,46 KW

Chồn Ẽờng cÈ MT-111-6 cọ NẼc = 3,5 KW vẾ nẼc = 905 v/ph

2.4.CÈ cấu thay Ẽỗi tầm vợi

Thay Ẽỗi tầm vợi bÍng cÌch nẪng hỈ cần.

2.4.1.SÈ Ẽổ dẫn Ẽờng.

Hờp giảm tộcường cÈ

HỨnh 5 SÈ Ẽổ dẫn Ẽờng cÈ cấu thay Ẽỗi tầm vợi

Hình 5 Sơ đồ xác định chiều dài palăng nâng cần.

W Lc.sini)/Ci SV =

 V

= 2.0,159.0,75 = 11,1 KN Với Lc = 10 m

Kết quả tính toán:

S = 113,2 (KN)

[Sđ]  SPrn

 384,32 (KN) Chọn cáp bện kép K 3

Kết cấu 6x25(1+6,6+12) +7x7(1+6) TOCT 7667-69; dc = 19,5 mm;S = 200daN/mm2

Tính công suất động cơ:

Ptb

liPi lS

=

8,1820 

= 0,014 m/s

 Ntt = 92,10003.1000.0,.750,014 = 1,73 KW

Chọn công suất động cơ: Kiểu MT-012-5 có công suất trên trụcđộng cơ Nđc = 1,8 KW, số vòng quay của trục động cơ n = 920,hiệu suất 67%

Chơng iii Tính toán riêng cơ cấu di chuyển.

3.1.Chọn sơ đồ dẫn động cơ cấu di chuyển

Hình 6 Sơ đồ dẫn động cơ cấu di chuyển cần trục.5 Động cơ

6 Khớp nối và phanh7 Hộp giảm tốc8 Bánh xe

+ Trục quay của máy O-O

+ Mômen do gió tác dụng Mg = WgI.hvới h = 8 m

Mg = 2,697.8 = 21,576 KN = 21576 N+ Dời lực G0 về gối tựa O1 sẽ có

Mx-x = ( WgI.h + G0.e ).sin

My-y = ( WgI.h + G0.e ).cos + G0.t

: Góc hợp bởi phơng của cần trục và trục dọc máy  thay đổi theo vịtrí quay của phần quay cần trục.

NA =

(G1 + G0) +

Mx-x –

My-yND,B =

(G1 + G0) 

My-y 

Mx-xNC =

(G1 + G0) +

My-y –

Mx-x

Khi cần trục quay ở góc phần t thứ nhất, ND có giá trị lớn nhất ứng vớigiá trị tg* = a/b = 2,7/2,5  * = 470, tức là khi phơng của cần vuônggóc với đờng chéo AC.

ứng suất dập: