Đồ án tốt nghiệp đại học: Thiết kế cấu trúc trong việc định hình xây dựng

ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN LỜI NÓI ĐẦU Đồ án môn học Thiết kế cầu trục là bước kết thúc môn học Kỹ thuật nâng chuyển, là phần kiến thức quan trọng đối với sinh viên khoa cơ khí nói chung và sinh viên ngành cơ giới hoá xí nghiệp nói riêng, đó là kiến thức tổng hợp của các môn học : cơ sở thiết kế máy, vẽ kỹ thuật, cơ học máy, sức bền vật liệu,… Đề tài của đồ án này là thiết kế cầu trục hai dầm kiểu hộp để nâng vật có tải trọng 12.5 tấn, dùng để nâng chuyển các vật, các chi tiết, phôi liệu … trong nhà xưởng . Tập trung của đồ án là tính toán cơ cấu nâng và cơ cấu di chuyển Qua đồ án giúp sinh viên nắm vững những vấn đề cơ bản trong thiết kế máy, tính toán thiết kế chi tiết máy theo chỉ tiêu chủ yếu là khả năng làm việc, thiết kế chi tiết máy vỏ khung, chọn cấp chính xác ,lắp ghép và phương pháp trình bày bản vẽ, về dung sai lắp ghép và các số liệu tra cứu . Do kiến thức về thiết kế máy còn hạn chế nên nội dung và trình bày còn hạn chế không tránh khỏi thiếu sót . Chúng em rất chân thànhcảm ơn sự giúp đỡ của các thầy cô trong bô trong bộ môn, sự nhiệt tình giúp đỡ, chỉ dẫn, giảiù thích của cô NGUYỄN HỒNG NGÂN TP.HỒ CHÍ MINH Ngày tháng năm 2004 Nhóm Sinh viên thực hiện đồ án: Châu ngọc Ân MSSV : 20100112 Phan văn Cường MSSV : 2010352 Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 1 Phan văn Cường 1 ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN NHIỆM VỤ THIẾT KẾ Thiết kế cầu trục hai dầm kiểu hộp đảm bảo yêu cầu về thông số hoạt động và đặc tính kỹ thuật cho trước: - Kích thước nhỏ gọn phù hợp với không gian làm việc chật hẹp trong xưỏng cơ khí. - Đảm bảo tính bền ,an toàn kinh tế ,dễ dàng vận hành ,bảo trì - Tăng năng suất giảm nhẹ sức lao động của công nhân trong việc vận chuyển phôi. - Đăc tính kỹ thuật + Tải trọng nâng: Q=12.5 (tấn) . + Chế độ làm việc trung bình : CĐ = 25% . + Chiều cao nâng H = 8 (m) . + Vận tốc nâng ( ) 12 n m v phùt = . + Vận tốc di chuyển xe lăn ( ) 40 xe m v phùt = . + Tầm rộng L = 20 (m). Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 2 Phan văn Cường 1 ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN MỤC LỤC MỤC LỤC Nội Dung Trang CHƯƠNG I Giới thiệu tổng quan về máy xây dựng . Đònh nghóa, phân loại và yêu cầu đối với máy xây dựng . 5 Giới thiệu về cầu trục . 8 Yêu cầu đặc tính kỹ thuật và chọn phương án . 10 Nhiệm vụ và yêu cầu thiết kế . Chọn phương án . CHƯƠNG II Tính cơ cấu nâng . Sơ đồ cơ cấu nâng. 13 Chọn loại dây . // Chọn palăng . 14 Tính kích thước dây. 16 Tính tang. // Chọn động cơ diện. 19 Tỷ số truyền. // Tính phanh. 20 Tính bộ truyền. // Kiểm tra nhiệt động cơ. // Tính các cơ cấu khác. 23 Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 3 Phan văn Cường 1 ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN CHƯƠNG III Tính cơ cấu di chuyển xe lăn. Tính chọn bánh xe và ray. 33 Chọn động cơ. 35 Tỷ số truyền. 36 CHƯƠNG IV Tính cơ cấu di chuyển cầu. Tính chọn bánh xe và ray. 37 Chọn động cơ. 38 Tỷ số truyền. 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 4 Phan văn Cường 1 ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN Chương I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MÁY XÂY DỰNG I. ĐỊNH NGHĨA , PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU ĐỐI VỚI MÁY XÂY DỰNG 1) Đònh nghóa về máy xây dựng : - Máy xây dựng là danh từ chung chỉ các loại máy và thiết bò phục vụ cho công tác xây dựng cơ bản , công nghiệp , cảng , thuỷ lợi , giao thông vận tải v.v Do vậy chủng loại rất nhiều . 2) Phân loại máy : - Để thuận tiện cho nghiên cứu và thiết kế chế tạo người ta phân loại máy xây dựng theo tính chất công việc hay công dụng như sau : - Máy phát lực : Dùng để cung cấp động lực cho các máy khác làm việc , thường là những tổ máy điêzen phát điện , tổ máy nén khí v.v - Máy vận chuyển : Sử dụng để vận chuyển hàng hoá , vật liệu . Nó được phân ra làm nhiều loại khác nhau như máy vận chuyển ngang , máy vận chuyển đứng , máy vận chuyển liên tục , máy xếp dỡ … Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 5 Phan văn Cường 1 ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 6 Phan văn Cường 1 ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN - Máy làm đất : Gồm các máy phục vụ các khâu thi công đất như máy đào đất , chuyển đất , xúc đất … - Máy gia công đá : Phục vụ cho nghiền sàng rửa đá - Máy làm bêtông : Dùng trong việc trộn , đổ và đầm bêtông - Máy đóng cọc và nhổ cọc - Máy gia công gỗ : Phục vụ việc cưa , xẻ , bào gỗ - Máy gia công sắt thép : Phục vụ cho việc cắt , uốn , hàn thép và cốt thép - Máy bơm nước : Phục vụ cho việc cấp thoát nước - Các máy chuyên dùng - Ngoài ra tuỳ theo yêu cầu nghiên cứu , thiết kế và sử dụng người ta còn phân loại theo nguồn động lực ( máy chạy bằng động cơ đốt trong , Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 7 Phan văn Cường 1 ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN bằng điện , khí nén … ) , theo cách di động ( bánh hơi , bánh xích , bánh sắt … ) , theo phương pháp điều khiển ( cơ khí , thuỷ lực , khí nén … ) 3) Yêu cầu chung đối với máy xây dựng : - Về kết cấu : đơn giản , gọn nhẹ , công suất thích hợp . Các chi tiết máy đơn giản đủ độ bền , dễ chế tạo . - Về sử dụng và bảo quản : cần có tính cơ động , điều khiển , tháo lắp , bảo quản , vận chuyển không quá phức tạp , sử dụng thuận tiện an toàn , phù hợp với khí hậu . II. GIỚI THIỆU VỀ CẦU TRỤC 1) Khái niệm : - Cầu trục là loại máy nâng được sử dụng chủ yếu để nâng và di chuyển các vật nặng , xếp dỡ hàng hoá … Trong công nghiệp nó được sử dụng ở các nhà xưởng lắp ráp chế tạo , trong các lò luyện kim . 2) Phân loại : - Cầu trục được phân làm hai loại chính : cầu trục một dầm và cầu trục hai dầm + Cầu trục một dầm bao gồm có kiểu treo và kiểu tựa Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 8 Phan văn Cường 1 ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN + Cầu trục hai dầm cũng có hai kiểu : kiều tựa và kiểu treo Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 9 Phan văn Cường 1 ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN 3) Cấu tạo chung của cầu trục - Cầu trục có nhiều dạng khác nhau nhưng nhìn chung có các bộ phận sau : - Động cơ : Trong máy trục sử dụng 3 loại động cơ như động cơ đốt trong , động cơ khí nén , động cơ điện . Động cơ đốt trong thích hợp với những máy di động nhiều , hoạt động độc lập , không theo quỹ đạo nhất đònh và xa nguồn điện . Động cơ khí nén thường được sử dụng trong những máy cố đònh hay máy công cụ như máy đóng cọc , máy khoan , máy phun vôi … Động cơ điện là loại động cơ được sử dụng rộng rãi nhất trong cầu trục vì phù hợp với tính chất làm việc của cầu trục ( cố đònh , di chuyển ngắn theo quỹ đạo nhất đònh ) và có công suất cao , gọn nhẹ , chòu tải tốt , thay đổi tốc độ và chiều quay nhanh , dễ tự động hoá … - Hệ thống truyền động : Có rất nhiều kiểu truyền động như truyền động dầu ép khí nén , truyền động điện , truyền động hỗn hơp , truyền động cơ khí . Tuy nhiên trong cầu trục dùng phổ biến là truyền động cơ khí vì dễ chế tạo , an toàn . - Cơ cấu công tác - Cơ cấu quay - Cơ cấu di chuyển : Thường sử dụng di chuyển bằng bánh xe và ray - Hệ thống điều khiển : Sử dụng để tắt mở hoạt động của các cơ cấu . - Khung bệ - Các thiết bò phụ - Để dễ dàng trong thiết kế người ta chia cầu trục ra làm ba cơ cấu chính : cơ cấu nâng vật , cơ cấu di chuyển xe con , cơ cấu di chuyển cầu . Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 10 Phan văn Cường 1 [...]... PHƯƠNG ÁN A NHIỆM VỤ VÀ YÊU CẦU THIẾT KẾ 1) Nhiệm vụ : - Thiết kế cầu trục hai dầm kiểu hộp 2) Yêu cầu : - Kích thước nhỏ gọn phù hợp với không gian làm việc chật hẹp trong xưỏng cơ khí - Đảm bảo tính bền ,an toàn kinh tế ,dễ dàng vận hành ,bảo trì - Tăng năng suất giảm nhẹ sức lao động của công nhân trong việc vận chuyển phôi - Đăc tính kỹ thuật + Tải trọng nâng: Q=12.5 (tấn) + Chế độ làm việc trung... II TÍNH TOÁN CƠ CẤU NÂNG Số liệu ban đầu : Trọng tải Q0 = 12.5 (tấn) = 125000 (N) Trọng lượng vật mang: bỏ qua khi tính Chiều cao nâng:H = 8 (m) Vận tốc nâng V = 12 (m/ phút) Chế độ làm việc: CĐ% = 25% Sơ đồ cơ cấu nâng : 1: Tang 2: Khớp răng 3: Hộp giảm tốc 4: Khớp răng 5: Phanh 6: Động cơ Hình 1: Sơ đồ cơ cấu nâng - Do tính chất quan trọng, yêu cầu cao và vò trí đặc biệt của cơ cấu nâng trong máy... , Q3 = 0.1Q với tỷ lệ thời gian làm việc tương ứng là1:5:4 Hình 5:Sơ đồ tải trọng - Cơ cấu sẽ làm việc với chế độ tải trọng thay đổi tương ứng với trọng lượng vật nâng Q1 = Q , Q2 = 0.5Q , Q3 = 0.1Q với tỷ lệ thời gian làm việc tương ứng là1:5:4 Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Phan văn Cường Trang 25 1 ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN - Các máy trục làm việc theo chế độ ngắn hạn lặp đi lặp... các tiết diện + Tại tiết diện A-A e1 1 Hình 7: Tiết diện A-A + Ứng suất lớn nhất xuất hiện ở thớ phía trong tại điểm 1 + Diện tích thiết diện hình thang thân móc: F= b1 + b 20 + 75 *h = *115 = 5462.5(mm 2 ) 2 2 Trong đó : b1 =20 (mm) , b = 75(mm) , h = 115(mm) + Vò trí trọng tâm thiết diện: e1 = 2b1 + b h 2* 20 + 75 115 * = * = 46.4(mm) b1 + b 3 75 + 20 3 + Bán kính cong thân móc: Nhóm SVTH: Châu... là loại phanh lo 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 Chọn loại dây - Dây thường dùng trong máy trục có 2 loại dây chính đó là xích và cáp - Xích có ưu điểm là dề uốn, có thể làm việc với tang và đóa xích có đường kính nhỏ nên bộ truyền có kết cấu gọn nhẹ, đơn giản Tuy nhiên, nó chỉ làm việc với vận tốc gới hạn không quá 1 m/s Nếu vận... sau : + Kiểu hộp : 2 cấp bánh răng trụ răng nghiêng + Tổng khoảng cách trục : A = An +Ac =300 + 200 = 500 ( mm ) + Tỷ số truyền i= 41.34 + Kiểu lắp :Theo sơ đồ IV – trục ra và trục vào quay về một phía ; đầu trục ra : Làm liền khớp răng -Vậy sai số tỷ số truyền là 43 − 41.34 δ= = 3.86% 43 10 Kiểm tra nhiệt động cơ : - Sơ đồ tải trọng chế độ làm việc trung bình - Cơ cấu sẽ làm việc với chế độ tải trọng... rộng L = 20 (m) + Vận tốc di chuyênỷ cầu Vc = 100 (m/phút ) B CHỌN PHƯƠNG ÁN - Cơ cấu nâng được thiết kế dùng tời nâng và móc - Tời nâng gồm có động cơ điện , hộp giảm tốc ,tang và cáp nâng + Động cơ điện có hai loại động cơ điện một chiều và động cơ điện xoay chiều Động cơ điện xoay chiều 3 pha được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp với công suất , tính bền cao,momen khởi động lớn ,dễ đảo chiều.Bên... “-“ : hạ vật Trong đó: ∑(GiDi2)I = ∑(GiDi2)roto + (GiDi2)khớp ∑(GiDi2)roto = 30 (Nm) , (GiDi2)khơp = 34.2 (Nm) , β = 1.1 Mômen mở máy : Vậy :β(GiDi2)I = 70.06 (Nm) M m max + M m min (1.8 ÷ 2.5) M dn + 1.1M dn = = 1.8M dn 2 2 N 22 M dn = 9550 dc = 9550 = 294( Nm) ndc 715 ⇒ M m = 1.8M dn = 1.8* 224 = 403.2( Nm) Mm = η là hiệu suất cơ cấu tra theo đồ thò hình 2-24[2] Bảng kết quả tính toán với các trường... được thiết kế đảm bảo độ tin cậy , độ an toàn và ổn đònh cao , nó phải được chế tạo nghiêm chỉnh với chất lượng cao Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Phan văn Cường Trang 14 1 ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN - Sơ đồ cơ cấu nâng được trình bày trên hình 1: bao gồm tang (1) được nối với hộp giảm tốc (3) qua khớp răng (2), hộp giảm tốc nối với động cơ (6) qua khớp nối răng, một nửa khớp dùng làm bánh... 1155000*18 + 5775009*0.58 + 4620000*0.18 = 1177560 + Hệ số chế độ làm việc : 107 8 107 kC = = = 1.306 Z td 1177560 8 + Giới hạn mỏi tính toán : ' σ −1 = kC * σ −1 = 1.306* 250 = 326.5( N ) mm 2 + Hệ số chất lượng bế mặt β = 0.9 (lấy theo đồ thò hình 1-8 [3]) , ứng với gia công tinh + Hệ số ảnh hưởng kích thước ε σ = 0.75 (lấy theo đồ thò hình 1-7[3]) , ứng với thép cacbon và đường kính d = 90 (mm) + Hệ . nhiều loại như phanh má , phanh đóa , phanh đai , phanh nón , phanh áp trục , phanh ly tâm . Để đảm bảo an toàn và thích hợp với hệ thống dẫn động điện độc lập ta sử dụng loai phanh thường đóng. vật mang . Khi tính toan bỏ qua trọng lượng vật mang m : số dây cuốn lên tang , với tang sử dụng là tang kép m = 2. t : số ròng rọc đổi hướng , do dây mắc trực tiếp lên tang t = 0. η :hiệu. d c = 18(mm). 5. Tính tang : - Tang dùng trong máy trục có hai loại là tang trơn và tang xẻ rãnh - Tang trơn dùng để quấn nhiều lớp cáp khi chiều cao nâng lớn - Tang xẻ rãnh dùng quấn một