+ Tải trọng nâng Q = 3000 kG(bao gồm cả thiết bị mang tải) +Chiều cao nâng H = 3 (m) Yêu cầu : + chọn cáp sơ đồ nâng. + tính và chọn các kích thước cơ bản của tang. + chọn và phân phối tỷ số truyền. + tính toán bộ truyền hai cấp bánh răng trụ răng thẳng. + Tải trọng nâng Q = 3000 kG(bao gồm cả thiết bị mang tải) +Chiều cao nâng H = 3 (m) Yêu cầu : + chọn cáp sơ đồ nâng. + tính và chọn các kích thước cơ bản của tang. + chọn và phân phối tỷ số truyền. + tính toán bộ truyền hai cấp bánh răng trụ răng thẳng.
TÍNH TOÁN CƠ CẤU NÂNG BẰNG TAY: + Tải trọng nâng Q = 3000 kG(bao gồm cả thiết bị mang tải) +Chiều cao nâng H = 3 (m) Yêu cầu : + chọn cáp sơ đồ nâng. + tính và chọn các kích thước cơ bản của tang. + chọn và phân phối tỷ số truyền. + tính toán bộ truyền hai cấp bánh răng trụ răng thẳng. *Sơ đồ nâng: 1.Chọn loại dây: Cơ cấu làm việc bằng tay quay nên ta chọn cáp để làm dây cho cơ cấu.Vì đây là loại dây có nhiều ưu điểm hơn so với xích hàn, xích tấm và là laoij thông dụng nhất trong nghành máy trục hiện nay. Trong các kiểu kết cấu dây cáp thì kết cấu ΠK-P theo ΓOCT 2688-55 có tiếp xúc đường giữa các sợi thép ở các lớp kề nhau làm việc lâu hỏng và được sử dụng rộng rãi.Vật liệu chế tạo các sợi thép có giới hạn bền 1200 2100 (N/mm 2 ).TheoΓOCT 2688-55 giới hạn bền của sợi thép 2.Chọn palăng cáp: Theo đề Q =3T (3000kg).Tra bảng (2-6) trang 25 –(Tính toán máy trục,Huỳnh Văn Hoàng-Đào Trọng Thường ,NXB KHKT-1975) bội suất a=2. Palăng gồm 2 ròng rọc di động và 1 ròng rọc cố định có nhiệm vụ cân bằng Lực căng lớn nhất xuất hiện ở nhánh cáp cuốn lên tang: Trong đó: + Q 0 - trọng lượng vật nâng và cả bộ phận mang hang + λ hiệu suất của từng ròng rọc (Tra bảng) + a là bội suất của palăng + t số ròng rọc đổi hướng không tham gia tạo bội suất + m Số nhánh cáp cuốn lên tang + Q o =30000(N) + a=2 + t=0(Vì cáp được cuốn trực tiếp lên tang không qua ròng rọc đổi hướng nào) + λ tra bảng (2-5) ( TTMT) trang 23.Ổ lăn bôi trơn bình thường bằng mỡ,nhiệt độ môi trường bình thường → λ=0,98 → S max = →S max = S 0 = Hiệu suất của palăng xác định theo công thức: 3.Kích thước dây: Theo qui định về an toàn,cáp được tính theo lực kéo và chọn theo lực kéo đứt Trong đó:+ S đ -Lực kéo đứt dây theo bảng tiêu chuẩn (N) + S max - Lực căng lớn nhất trong dây (N) + k Hệ số an toàn bền tra bảng :Cáp dùng để nâng vật,chế độ làm việc bằng tay quay tra bảng (2-2) trang 19 (TTMT) → k=4. ta m Qo λλ λ )1.( )1.( − − )(8,7575 ).98,01.(2 )98,01.(3000 2 N= − − N am Q o 7500 2.2 30000 . == 98,0 8,7575.2.2 30000 maxmax 0 === maS Q S S o kSS đ . max ≥ Với loại dây đã chọn trên với giới hạn bền σ b =1500N/mm 2 → chọn đường kính dây d c =12,5mm có lực kéo đứt S đ =30000 N xấp xỉ lực kéo đứt theo yêu cầu. 4.Tính các kích thước cơ bản của tang và ròng rọc: - Đường kính của tang và ròng rọc nhỏ nhất cho phép phải đảm bảo độ bền lâu của cáp: D t = d c .(e-1) Trong đó : + D t Đường kính tang đến dây cắt rãnh(mm). +d c Đường kính dây cáp quấn trên tang. +e Hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào loại máy và chế độ làm việc với cầu trục,chế độ làm việc bằng tay → e = 18. → D t = 12,5.(18-1) =362,5 mm Ở đây ta chọn đường kính tang và ròng rọc giống nhau D t = D r =380 mm.Ròng rọc không phải là ròng rọc làm việc, ta có thể lấy đường kính nhỏ hơn 20% so với ròng rọc làm việc: D cb =0,8D t =0,8.380 =304(mm). - Chiều dài tang : Chiều tang dài phải chọn sao cho khi hạ vật xuống vị trí thấp nhất vẫn còn ít nhất 1,5 vòng dây không kể những vòng dây trong quy định an toàn - Chiều cao có ích của cáp l= H.a Trong đó : + H: chiều cao nâng danh nghĩa (m). + a: bội suất của palăng (người ta thường lấy a=2). → l = 2.2 = 4 (m) = 4000 (mm) -Số vòng cáp làm việc trên tang : Z 0 =3 vòng - Số vòng cáp toàn bộ trên 2,303034.8,7575 =≥ đ S ≈ + = + )5,12380.(14,3 4000 )( ct dD l π tang: Z=Z 0 +Z 1 Trong đó : Z 1 Số vòng dư thừa dự trữ không sử dụng đến Z 1 = 1,5. Chọn Z 1 = 2 vòng ⇒Z =Z 1 + Z 2 = 3+2=5 vòng - Chiều dài của phần cắt ren trên tang (Đối với palăng kép) 2.L 0 =2.Z.t Trong đó + t là bước cáp t≈d c +(2÷3) →Chọn t=15(mm) Bán kính rãnh xoắn r≈(0,6÷0,7)d →2L 0 =2.5.15=150(mm) Toàn bộ chiều dài tang (Đối với pa lăng kép): L=2L 0 +2L 1 +2L 2 + L 3 Trong đó: + L 1 Phần tang để kẹp đầu cáp.Nếu dùng phương pháp cặp thông thường thì phải cắt thêm khoảng 3 vòng rãnh trên tang nữa →L 1 =3.15= 45(mm) + L 2 Phần tang làm thành bên.Vì tang được cắt rãnh cuốn một lớp trên nên không cần làm thành bên, tuy nhiên ở 2 đầu tang trước khi vào phần cắt rãnh để ta trừ lại một khoảng : L 2 =20(mm) + L 3 Phần tang không cắt rãnh L 3 =L 4 -2h min tgα .Trong đó L 4 là khoảng cách giữa 2 ròng rọc ngoài cùng ở ổ treo móc. +h min là khoảng cách nhỏ nhất giữa trục tang với trục của các ròng rọc ở ổ móc. +α- góc lệch cho phép khi dây chạy trên tang bị lệch so với hướng đứng,lây như sau:Đối với tang cắt rãnh [tgα]≤ →α≤6 0 Với kết cấu có sẵn ta chọn sơ bộ : L 4 =300(mm) h min =800(mm) tgα≈0,07 →L 3 =300-2.800.0,07≈200(mm) ⇒L=150+2.45+2.20+200=480(mm) Bề dày của tang xác định theo công thức thực nghiệm δ=0,02D t +(6÷10)=0,02.380 +8=15,6(mm) Kiểm tra sức bền của tang theo công thức:(2-15) Trong đó +S max lực căng cáp lớn nhất.N + δ là bề dày thành tang (mm) + t là bước cuốn cáp (mm) + φ là hệ số giảm ứng suất ; đối với tang bằng gang φ = 0,8 + k là hệ số phụ phuộc số lớp cáp cuốn trên tang. 10 1 [ ] nn t Sk σ δ ϕ σ ≤= . max → Tang đúc bằng gang C4 15-32 là loại vật liệu thông thường phổ biến nhất có giới hạn bền nén σ bn = 565 N/mm 2 ,ứng suất cho phép xác định theo giới hạn bền nén của tang làm bằng gang là: Vậy 5.Tính mômen trên trục dẫn động M p ( trục tay quay ) Trong đó : + m là số công nhân làm việc trên tay quay. + P là lực của 1 công nhân trên tay quay (N). Vì tính chất của công việc là làm việc trong thời gian ngắn (< 5 phút ) → tra bảng 2-21 trang 46 TTMT ta lấy P = 180 (N) và v n = 0,5 m/s. + l bán kính tay quay (mm). Kích thước tay quay nên dùng : Bán kính tay quay . Chiều dài tay nắm lấy 300 ÷ 350 mm cho một người làm và 450 ÷ 500 mm cho 2 người làm. Tầm quay của tay quay phải đặt cách mặt nền 800 ÷ 900 mm )/(9,25 15.6,15 8,7575.8,0.1 . 2 max mmN t Sk n === δ ϕ σ [ ] 113 5 556 5 === bn n σ σ [ ] nn σσ ≤ lPkmM p = )(350300 mml ÷= → 6.Tính tỷ số truyền chung từ truc dẫn đến tang: Trong đó : + η t là hiệu suất của tang. + η 0 là hiệu suất của bộ truyền theo sơ đồ đã chọn sơ bộ,căn cứ vào bảng 1-9 trang TTTM để ước lượng. Tra bảng 1-9 ta có η t = 0,98 Thay số vào ta có: Hiệu suất của cơ cấu: Hiệu suất của cơ cấu bao gồm η = η P .η t .η br Trong đó: η P là hiệu suất của palăng η t là hiệu suất của của tang tra bảng η br là hiệu suất bộ truyền bánh răng bao gồm cả khớp nối tra bảng 1-19 → η br = 0,96 . (vì bộ truyền bánh răng trụ lắp với ổ lăn có vỏ che,bôi trơn bằng mỡ) → η 0 = η P .η t .η br = 0,98.0,98.0,96 = 0,921 mmNlPkmM p .86400300.180.8,0.2 === 0 0 .nM M i P tg = t tg n DS M .2 . 0max = mmNM tg .5,1468777 98,0.2 380.8,7575 == Lấy i 0 = 19 7.Tính vận tốc nâng: Vận tốc nâng được tính bằng công thức sau : Trong đó: +m là số công nhân làm việc trên tay quay. +v 1 là vận tốc tay công nhân + η là hiệu suất toàn cơ cấu. Thay số vào ta được : 8.Tính bộ truyền bánh răng thẳng răng trụ: Tính số vòng quay của tang : Trong đó: + n tg số vòng quay của tang. + v n là vận tốc nâng vật. +a là bội suất của palăng . +D đường kính của palăng. Tỷ số truyền được tính theo công thức sau: Error: Reference source not found Error: Reference source not found 5,18 92,0.86400 5,1468777 . 0 ===⇒ op tg nM M i Q vPm v n η 1 = sm Q vPm v n /0052,0 30000 92,0.5,0.180.2 1 === η Tỷ số truyền của HGT cũng được tính theo c ông thức : Error: Reference source not found (2) Để đảm bảo điều kiện bôi trơn các bộ truyền bánh rang trong HGT bằng phương pháp ngâm dầu ta chọn Error: Reference source not found Lấy Error: Reference source not foundthay vào (2) ta được Tính số vòng quay Error: Reference source not found Tính công suất của truyền động: Error: Reference source not found Trục 1: P 1 = P.n ol .n br =0,154.0,99*0,97 =0,147 kW. Trục 2: P 2 =P 1 . .n ol .n br. n br =0,147.0,99.0,97 2 =0,1377 kW Trục 3: P 3 =P 2 .n ol .=0,1377.0,99.0,97=0,1332 kW 9.Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng. 9.1.Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ thẳng cấp nhanh. 9.1.1. Chọn vật liệu: Theo bảng (3-6) sách TKCTM ta chọn Vật liệu làm bánh nhỏ là thép 45 thường hóa. Vật liệu làm bánh răng lớn là thép 35 thường hóa. Cơ tính của 2 loại thép này lấy theo bảng (3-8) ta có bảng sau: Độ rắn(HB) Bánh nhỏ 600 300 190 Thép 45 Bánh lớn Thép 35 480 240 160 9.1.2) Xác định ứng suất cho phép: a) Ứng suất tiếp xúc cho phép Số chu kỳ làm việc của bánh nhỏ N 2 = 60.u.n 2 .T =60.1.0,35.50.8.300 =2,52.10 7 Trong đó u là số ăn khớp của bánh răng khi bánh răng quay 1 vòng lấy u = 1. Error: Reference source not found là số răng quay trong 1 phút. T là tổng thời gian làm việc 8 giờ/ ngày, 300 ngày/ năm làm viêc trong 50 năm. Số chu kì làm việc của bánh nhỏ Error: Reference source not found Theo bảng (3-9) sách TKCTM trang 43 ta có số chu kỳ cơ sở Error: Reference source not found Vì N 1 và N 2 đều lớn hơn số chu kỳ cơ sở của đường cong tiếp xúc đường cong uốn nên khi tính ứng suất cho phép của bánh nhỏ và bánh lớn lấy. Error: Reference source not found Ứng suất cho phép Error: Reference source not found Trong đó Error: Reference source not found là ứng suất mỏi tiếp xúc cho phép khi bánh răng làm việc lâu dài . Theo bảng (3-9) trang 43 sách TKCTM ta chọn Error: Reference source not found Ứng suất tiếp xúc cho phép đối với bánh nhỏ: Error: Reference source not found . TÍNH TOÁN CƠ CẤU NÂNG BẰNG TAY: + Tải trọng nâng Q = 3000 kG(bao gồm cả thiết bị mang tải) +Chiều cao nâng H = 3 (m) Yêu cầu : + chọn cáp sơ đồ nâng. + tính và chọn các kích thước. === 0 0 .nM M i P tg = t tg n DS M .2 . 0max = mmNM tg .5,1468777 98,0.2 380.8,7575 == Lấy i 0 = 19 7.Tính vận tốc nâng: Vận tốc nâng được tính bằng công thức sau : Trong đó: +m là số công nhân làm việc trên tay quay. +v 1 . loại dây có nhiều ưu điểm hơn so với xích hàn, xích tấm và là laoij thông dụng nhất trong nghành máy trục hiện nay. Trong các kiểu kết cấu dây cáp thì kết cấu ΠK-P theo ΓOCT 2688-55 có tiếp xúc