tính cơ cấu di chuyển xe lăn

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 . 1 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). 2 Chương I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MÁY XÂY DỰNG I. ĐỊNH NGHĨA , PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU ĐỐI VỚI MÁY XÂY DỰNG 1) Định nghĩa về máy xây dựng : - Máy xây dựng là danh từ chung chỉ các loại máy và thiết bị 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 … 3 4 - 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 5 - 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 , 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 . 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 6 + Cầu trục hai dầm cũng có hai kiểu : kiều tựa và kiểu treo 7 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 định và xa nguồn điện . Động cơ khí nén thường được sử dụng trong những máy cố định 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 định , di chuyển ngắn theo quỹ đạo nhất định ) và có công suất cao , gọn nhẹ , chịu 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 bị 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 . 8 I, YÊU CẦU ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT VÀ CHỌN 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 bình : CĐ = 25% . + Chiều cao nâng H = 8 (m) . + Vận tốc nâng ( ) 12 n m v phùt = . + Vận tốc di chuyển xe lăn ( ) 30 xe m v phùt = . + Tầm rộng L = 20 (m). + Vận tốc di chuyênỷ cầu V c = 100 (m/phút ) B. CHỌN PHƯƠNG ÁN 9 - 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 cạnh đó ta có động cơ điện một chiều : là loại động cơ điện có khả năng điều chỉnh tốc độ trong phạm vi rộng , khi làm việc bảo đảm khởi động êm, hãm và đảo chiều dễ dàng ,giá thành cao , khi lắp đặt cần thêm bộ chỉnh lưu khá phức tạp . Trên những ưu khuyết điểm của hai loại động cơ điện xoay chiều và động cơ điện một chiều ta thấy được động cơ điện xoay chiều tuy tính chất thay đổi tốc độ không bằng động cơ điện một chiều nhưng vớiä tính thông dụng , bền và kinh tế hơn thì những khuyết điểm của loại động cơ này vẫn chấp nhận được. Vậy khi thiết kế cầu trục hai dầm này ta dùng động cơ điện xoay chiều ba pha là phù hợp. - Hộp giảm tốc : Sử dụng bộ truyền bánh răng trụ ,bộ truyền bánh răng bôi trơn bằng tát dầu . - Tang được chế tạo bằng gang xám ,có xẻ rãnh .Cáp vào rãnh thì ứng suất phân bố đều , tránh được ứng suất tập trung trên cáp ,giảm được giá thành so thép . - Cáp nâng :lựa chọn dựa trên hệ số an toàn cho phép , và tuổi thọ của dây cáp . Do đó ta phải chọn cáp cho phù hợp với tải trọng nâng , chịu lực căng dây lớn . - Có hai loại cáp có thể sử dụng :cáp bện xuôi và cáp bện chéo . + Cáp bện xuôi :có tính mềm ,dễ uốn qua ròng rọc và tang ,khả năng chống mòn tốt (do tiếp xúc giữa các sợi cáp là tiếp xúc đường có nhược điểm là dễ bị tở khi cáp bị đứt và dễ bị xoắn lại khi một đầu cáp ở trạng thái tự do . 10 [...]... Chương: 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% 11 Hình 1: Sơ đồ cơ cấu nâng Sơ đồ cơ cấu nâng : 1: Tang 2: Khớp răng 3: Hộp giảm tốc 4: Khớp răng 5: Phanh 6: Động cơ - Do tính chất quan trọng, yêu cầu cao và vị trí đặc biệt của cơ cấu nâng... theo tiêu chuẩn TOCT 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 bằng nhau Hình 2: Kết cấu của cáp 3 Chọn palăng - Có 2 loại palăng thường dùng đó là: palăng đơn và palăng kép 13 - Loại palăng đơn (A) 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... nghỉ giữa các khoảng thời gian làm 22 việc nên động cơ chưa kịp nóng đến nhiệt độ ổn định Ngoài ra các cơ cấu làm việc với cường độ thực tế không trùng với cường độ chuẩn mà tuỳ thuộc vào tải trọng Mặt khác khi tính công suất động cơ ta tính với toàn tải nên cần phải kiểm tra nhiệt động cơ bằng thông số mô đun trung bình bình phương - Các thông số cần tính toán: Trọng lượng vật nâng không kể trong lượng... trục động cơ khi hạ vật : S h * Do * m *η ' 30935*0.448* 2*0.8928 Mh = = 288 (Nm) = 2* io 2* 43 23 Thời gian mở máy khi nâng hạ vật : tm n = β * ∑(Gi Di 2 ) I * n1 Qo * Do 2 * n1 + , 375*( M m ± M n ) 375*( M m ± M n )* io * a 2 *η (cth:3-3[2]) , “+” :nâng vật , “-“ : hạ vật Trong đó: ∑(GiDi2)I = ∑(GiDi2)roto + (GiDi2)khớp ∑(GiDi2)roto = 30 (Nm) , (GiDi2)khơp = 34.2 (Nm) , β = 1.1 Vậy :β(GiDi2)I =...+ Cáp bện chéo:có tínhcứng ,dễ mòn khi làm việc (do tiếp xúc giữa các sợi cáp là tiếp xúc điểm) nhưng lại khó bị tở và không bị xoắn lại khi một đầu ở trạng thái tự do - Dựa trên tính chất của hai loại cáp và cấu tạo của cơ cấu nâng ta chọn loại cáp bện chéo - Những tính chất cơ bản của các loại thép : + Các loại thép lá ,tấm dập có sức chịu cao... trọng kéo, nén Ta sử dụng loại thép này làm các tấm kê + Các loại thép CT3 , thường là thép hình có độ bền cơ tính , tính công nghệ cao , tính bền dẻo do chịu va đập và tính hàn cao Nên dùng cho các phần tử tiếp nhận ứng suất uốn Ta sử dụng loại thép này làm kết cấu dầm chịu lực và làm khung xe con + Phanh sử dụng trong cầu trục có nhiều loại như phanh má , phanh đĩa , phanh đai , phanh nón , phanh... tĩnh 28.73(kw) và chế độ làm việc trung bình ta chọn được loại động cơ MTB412-8 với các thông số sơ bộ : Công suất danh nghĩa: Nđc = 22 (kw) Số vòng quay : nđc = 715 (vòng/phút) Mômen vô lăng: (GiDi)2roto = 30 Nm2 Khối lượng động cơ: mđc =345 (kg) Đương kính trục ra: d = 65(mm) 7 Tính tỷ số truyền - Tỷ số truyền chung từ trục động cơ đến trục tang: io = ndc , (cth:3-15[2]) nt Trong đó: ηt là số vòng... D = 90 (mm) , mmóc = 36 (kg) - Kiểm tra bền móc tại các tiết di n + Tại tiết di n A-A e1 1 Hình 7: Tiết di n A-A + Ứng suất lớn nhất xuất hiện ở thớ phía trong tại điểm 1 + Di n tích thiết di n 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) + Vị trí trọng tâm thiết di n: e1 = 2b1 + b h 2* 20 + 75 115 * = * = 46.4(mm) b1 + b 3... Trọng lượng vật nâng không kể trong lượng vật mang Qo = Q = 125000 (N) Lực căng khi treo vật: Sn = Qo *(1 − η ) = 31566( N ) m *(1 − η a ) *η t Hiệu suất cơ cấu không tính hiệu suất palăng: η ' = ηt *ηo = 0.96*0.93 = 0.8929 Mô men trên trục động cơ khi nâng vật: Mn = S n * Do * m , (cth:2-79[2]) 2* io *η ' Trong đó : Do = Dt + dc = 0.43 + 0.018 = 0.448(m) Vậy : Mn = S n * Do * m 31566*0.448* 2 = =... răng -Vậy sai số tỷ số truyền là δ= 43 − 41.34 = 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 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 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 . động của các cơ cấu . - Khung bệ - Các thiết bị 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. 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. 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