Tính toán cơ cấu di chuyển cổng trục

Thit k mụn hc c cu di chuyn cng trc Tớnh toỏn c cu di chuyn cng trc 1.Giới thiệu Cổng trục di chuyển đợc nhờ bánh xe đặt trên ray, ở 4 chân có bố trí 4 cụm bánh xe truyền động nhờ truyền động trục vít thông qua hệ thống bánh răng với 50% số bánh xe đợc dẫn động. Ngoài ra việc bố trí cơ cấu di chuyển nh vậy tiện cho việc bố trí đờng ray phía dới hoặc giúp cho phơng tiện vận tải khác dễ lấy hàng và giải phóng bến bãi 1 cách dễ dàng, nhanh chóng. Các bánh xe di chuyển trên ray có khẩu độ 35 m, các ray đợc gắn cố định trên nền cầu cảng. Để dừng xe chính xác cơ cấu đợc trang bị phanh và cơ cấu cũng đợc trang bị thiết bị kẹp ray để đảm bảo an toàn khi gió bão. 2.Tớnh toỏn c cu 2.1 chn sơ đồ truyền động của cơ cấu di chuyển Việc chọn sơ đồ truyền động có ý nghĩa rất quan trọng ảnh hởng trực tiếp tới khả năng làm việc, giá thành chế tạo và yêu cầu công nghệ lắp ráp của cơ cấu di chuyển. Có các dạng sơ đồ truyền động nh sau: \ Sơ đồ truyền động chung \ Sơ đồ truyền động riêng đây ta chọn sơ đồ truyền động riêng do có các u điểm sau: + Kết cấu gọn, đảm bảo xe, tàu di chuyển đợc ở trong lòng cổng trục . + Kích thớc động cơ, hộp giảm tốc và bộ truyền bánh răng nhỏ. + Thuận tiện cho công tác bảo dỡng, sửa chữa và thay thế. Trên cơ sở đó ta có sơ đồ truyền động Trang 1 Sinh viờn: Ngụ Vn Nam MSV : 39742 Thit k mụn hc c cu di chuyn cng trc 2.2. Tính chọn bánh xe và ray Dựa vào trọng lợng của cổng trục và chế độ làm việc ta chọn bánh có hình trụ có 2 thành bên với các kích thớc theo GOST 3569- 60. Sơ bộ chọn bánh xe có các kích thớc sau: Đờng kính bánh xe là: D = 710 mm Đờng kính ngõng trục là: d = 120 mm Chiều rộng bánh xe là : B = 150 mm B 1 = 200 mm Chọn ray theo GOST 4121- 62 có ký hiệu là: KP140 với các kích thớc sau: Bề rộng ray là : b = 140 mm Chiều cao đỉnh ray là: h = 50 mm Chiều cao ray là: H = 190 mm 2.3. Xác định tải trọng tác dụng lên bánh xe Trang 2 Sinh viờn: Ngụ Vn Nam MSV : 39742 Thit k mụn hc c cu di chuyn cng trc Tải trọng tác dụng lên bánh xe gồm có: trọng lợng bản thân, trọng lợng xe con và trọng lợng hàng. \áp lực nhỏ nhất khi xe con không mang hàng ở giữa khẩu độ là: )(35971 16 42720520000 16 min N GG P x = + = + = Trong đó: G = 520000 N là trọng lợng của cổng trục G x = 42720 N là trọng lợng của xe con và thiết bị mang hàng \ Khi xe con mang hàng ở đầu công xol thì áp lực đặt lên chân đỡ là lớn nhất Ta có: M B = 0 35P A = II ( G x + Q)41 + 17,5G D + 35G C + 10,5P gh + 11P g1 + 13,2P g2 + 14,7P gx 35 7,142,13115,10355,1741)( 21 gxggghCDxII A PPPPGGQG P +++++++ = Trong đó: + P gh : là tải trọng gió tác dụng lên hàng ở độ cao 10,5m so với mặt đất, ta có: P gh = q o . n. c. . F h Trang 3 Sinh viờn: Ngụ Vn Nam MSV : 39742 Thit k mụn hc c cu di chuyn cng trc - q o : là cờng độ áp lực gió tuỳ thuộc vào vị trí địa lý nơi đặt cổng trục ở trạng thái làm việc ngời ta thờng lấy: q o = 15 20 kG/ m 2 chọn q o = 200 N/ m 2c - n: là hệ số bổ sung tính đến độ tăng cờng áp lực gió theo chiều cao, với cổng trục có H = 10 20m lấy n = 1,3 - c: là hệ số khí động học của kết cấu phụ thuộc vào hình dáng của kết cấu có kể đến tính chất xuyên dòng của dòng khí tác dụng lên kết cấu. Thông thờng đối với kết cấu dàn làm bằng thép góc thì: c = 1,6 : là hệ số tải trọng động của gió, nó phụ thuộc vào hình dạng và chiều cao của kết cấu hay nói cách khác nó phụ thuộc vào chu kỳ dao động của cổng trục và chiều cao của cổng trục. Với những cổng trục có chiều cao H < 20m thì ngời ta lấy = 1 F h : là diện tích hứng gió của hàng, ngời ta lấy theo kinh nghiệm phụ thuộc vào sức nâng, với Q = 12 T chọn F h = 10 m 2 P gh = 200. 1,3. 1,6. 1. 10 = 4160 N + P g1 : là tải trọng gió tác dụng lên chân đỡ p g1 = q.n.c F c Tơng tự nh vậy ta có: q = 200 (N/m 2 ) n = 1,3 c = 1,6 = 1 F c = 72 (m 2 ): là diện tích hớng gió của chân đỡ P g1 = 200.1,3.1,6.1.72 = 29952 (N) + P g2 : là tải trọng gió tác dụng lên dàn p g2 = q.n.c F d q = 200 N/ m 2 n = 1,3 c = 1,6 = 1 F d = 4 (m 2 ): là diện tích chắn gió của dàn P g2 = 200.1,3.1,6.1.4 = 1664 (N) Trang 4 Sinh viờn: Ngụ Vn Nam MSV : 39742 Thit k mụn hc c cu di chuyn cng trc P gx : là tải trọng gió tác dụng lên xe con p gx = q.n.c F x q = 200 N/ m 2 n = 1,3 c = 1,2 đối với các chi tiết của cổng trục nh : xe con, đối trọng, ca bin = 1 F x = 3 (m 2 ): là diện tích hứng gió của xe con P x = 200.1,3.1,2.1.3 = 636 (N) P A = 466437,828 + 35 36,79,141664.2,1329952.114160.5,10 +++ = 459481,485 (N) Vậy áp lực lớn nhất tác dụng lên bánh xe là: P max = 185,57435 8 485,459481 8 == A P (N) Tải trọng tơng đơng tác dụng lên bánh xe là: P tđ = .k bx .P max Trong đó: k bx : là hệ số tính đến chế độ làm việc của cơ cấu CĐ25% k bx = 1,2 : là hệ số tính đến sự thay đổi tải trọng Dựa vào tỷ số 25,0 54,46 12 0 == G Q Tra bảng (3-13) sách TTMT = 0,9 Vậy P tđ = 0,9.1,2.57435,185 = 62029,9 (N) Kiểm tra bền bánh xe Bánh xe đợc kiểm tra theo điều kiện bền dập. Bánh xe đợc chế tạo bằng thép 55, để đảm bảo lâu mòn thì vành bánh xe đợc tôi đạt độ cứng là: HB = 300ữ320 ứng suất dập cho phép là: [ d ] = 750 N/ m 2 ứng suất dập của bánh xe đợc xác định theo công thức (2-67) sách TTMT Trang 5 Sinh viờn: Ngụ Vn Nam MSV : 39742 Thit k mụn hc c cu di chuyn cng trc d = 190 355.140 9,62029 190 . = rb Ptd d = 212,26 < [ d ] Vậy kích thớc bánh xe đã chọn là an toàn. 2.4. Chọn động cơ. 2.4.1. Xác định lực cản di chuyển cổng Lực cản tác động trong mọi thời kỳ chuyển động ổn định và không ổn định của máy, đó là các thành phần lực cản sau: lực cản ma sát, lực cản do độ dốc của đờng ray và lực cản do gió. Tổng lực cản tính đợc xác định theo công thức: W t = k t .W 1 + W 2 + W 3 Trong đó: W 1 : là lực cản chuyển động do ma sát. W 2 : là lực cản chuyển động do độ dốc của đờng ray. W 3 : là lực cản do gió. K t : là hệ số tính đến ma sát thành bánh, theo bảng (3-6) tơng ứng với khoảng cách các bánh xe bằng 7 5000 35000 = lấy K t = 2,9 W 1 = c[G +(G x +Q)] ( bxbx D df D .2 + à ) Trong đó: Trang 6 Sinh viờn: Ngụ Vn Nam MSV : 39742 Thit k mụn hc c cu di chuyn cng trc à = 0,8: là hệ số ma sát lăn theo bảng (3-7) TTMT với loại ray đầu vồng kiểu KP ứng với đờng kính bánh xe D = 710 (mm) c = 1,2 : là hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào loại ổ và cổng trục. f = 0,02: là hệ số ma sát trong ổ theo bảng (3-8) với ổ đũa côn. W 1 = 1,2[52000 + 1,3(42720 + 12000)] ( 710 120.02,0 710 8,0.2 + ) W 1 = 4945,59 (N) Lực cản chuyển động do độ dốc của đờng ray đợc tính theo công thức sau: W 2 = [G + II (G x +Q)] = 0,002: là độ dốc của đờng ray lấy theo bảng (3-9) sách TTMT W 2 = 0,002[520000 +1,3(42720 +120000)] = 1463,072 (N) W 3 : là lực cản do gió đợc tính theo công thức W 3 = q.n.c F c Trong đó: q: là cờng độ áp lực gió chọn q = 200 N/ m 2 n: là hệ số bổ sung tính đến sự tăng áp lực của gió theo chiều cao với H = 10 ữ 20 (m) n = 1,3 c: là hệ số khí động học của kết cấu, đối với dàn làm thép góc thì c = 1,6 : là hệ số tải trọng động của gió, hệ số chỉ tính cho cổng trục có chiều cao H> 20 (m),, còn cổng trục có H< 20 (m) thì = 1 F c = 89 m 2 : là diện tích chắn gió của cổng W 3 = 200.1,3.1,6.1.89 = 37024 (N) Vậy: W t = 2,9.4945,59 + 1463,072 + 37024 = 52829,283 (N) 2.4.2.Tính chọn động cơ Công suất tĩnh yêu cầu đối với động cơ điện đợc tính theo công thức(3-60) sách TTMT N t = 255,36 85,0.1000.60 35.283,52829 .1000.60 . == dc ct vW (KW) Trang 7 Sinh viờn: Ngụ Vn Nam MSV : 39742 Thit k mụn hc c cu di chuyn cng trc Với cổng trục dùng sơ đồ truyền động riêng và 4 chân đỡ có bố trí cụm bánh xe truyền động do đó công suất tĩnh đối với 1 cụm bánh xe là: N = 06,9 4 255,36 4 == t N (KW) Tơng ứng với chế độ làm việc trung bình sơ bộ ta chọn động cơ điện có ký hiệu MT 22-6 vớicác thông số: Công suất động cơ N đc = 11(KW) Số vòng quay động cơ n = 953 (v/ph) Mômen vô lăng (G i D i 2 ) roto = 2,62 N/ m 2 Khối lợng động cơ m đc = 218 (Kg) 2.4.3. Tỷ số truyền chung. Số vòng quay cần có để đảm bảo vận tốc di chuyển cổng trục là; n bx = 96,15 71,0.14,3 35 . == bx c D v (v/ph) Tỷ số truyền chung cần có đối với bộ truyền động cơ cấu di chuyển cổng là: i = 7,60 69,15 953 == bx dc n n 2.4.4. Kiểm tra động cơ về mômen mở máy. Để tránh hiện tợng trợt trơn trên ray trong quá trình mở máy ta cần tiến hành kiểm tra về mômen mở máy của động cơ. Động cơ điện kiểm tra trong điều kiện cổng trục di chuyển ngợc chiều gió và độ dốc của đờng ray là: = 0,002. Trang 8 Sinh viờn: Ngụ Vn Nam MSV : 39742 Thit k mụn hc c cu di chuyn cng trc Gia tốc lớn nhất cho phép để đảm bảo hệ số an toàn bám k b 1,2 đợc tính theo công thức sau: o max = ) 2,1 . ( o t bx dd W D dfPP G g + Trong đó: P d = 503000 N là tổng áp lực lên bánh dẫn = 0,12: là hệ số bám của bánh xe vào ray W t o : là tổng lực cản chuyển động W t o = W t . )(79,42923 120000520000 520000 .283,52829 N QG G = + = + o max = )79,42923 710 120.02,0.503000 2,1 12,0.503000 ( 520000 81,9 + o max = 0,17 m/s 2 \ Thời gian mở máy tơng ứng với gia tốc trên là: )(4,3 17,0.60 35 .60 max s J v t o c o m === \ Mô men mở máy yêu cầu là: o m dcii dc o m dcbx dcdc bx o t o m t nDG ti nDG i DW M 375 )( 375 2 . 2 2 2 ++= Trong đó: (G i D i 2 ) = (G i D i 2 ) roto + (G i D i 2 ) khớp Dựa vào đờng kính phanh D = 200 cho phanh TKT200 ta chọn khớp trục đàn hồi chốt ống lót có: (G i D i 2 ) khớp = 6,8 N/m 2 (G i D i 2 ) = 2,62 + 6,8 = 9,42 N/m 2 M m 0 = 64,365 4,3.375 953.42,9.1,1 85,0.4,3.7,60.375 953.71,0.520000 85,0.7,60.2 71,0.79,42923 2 2 =++ (Nm) \ Đối với động cơ điện đã chọn mômen danh nghĩa là: M dn = 9550 23,110 953 11 9550 == dc dc n N (Nm) Trang 9 Sinh viờn: Ngụ Vn Nam MSV : 39742 Thit k mụn hc c cu di chuyn cng trc M m đc = 2 1,1)5,28,1( dndn MM +ữ = 1,8.M dn = 1,8.110,23 = 198,414 (Nm) M m đc < M m 0 = 365,64 (Nm) 2.5. Tính toán và kiểm tra phanh. Có nhiều loại phanh khác nhau đợc sử dụng trong máy trục nh: phanh má, phanh đai, phanh thờng đóng, phanh thờng mở Đối với cơ cấu di chuyển để đảm bảo cho máy, các thiết bị và hàng hoá ta chọn loại phanh thờng đóng kiểu phanh má. Phanh có 2 má ngoài đặt đối xứng với phanh không gây uốn trục và cho mômen phanh theo hai chiều quay là nh nhau. giả sử khi mất điện đột ngột phanh tự động đóng lại đảm bảo thiết bị cho hàng hoá. 2.5.1. Tính toán phanh. Mômen phanh phải xác định xuất phát từ yêu cầu sao cho cổng trục di chuyển trên đờng ray trong mọi trờng hợp không xảy ra hiện tợng trợt trơn trong thời kỳ phanh và đợc tính theo công thức (3-58). M ph = - o ph dcii ph dcbx dc bxot t nDG ti nDG i DW .375 ) (. 375 2 . 2 02 2 ++ Trong đó: W ot * : là lực cản do ma sát W ot * = W ol * = G. 710 02,0.1208,0.2 .52000 2 + = + bx D fd à = 2929,57 (N) Gia tốc hãm khi không có vật nâng tra theo bảng (3-10) sách TTMT tơng ứng với tổng số bánh dẫn = 50% và hệ số bám = 0,12 ta chọn j 0 ph = 0,45 (m/s 2 ) do đó thời gian phanh không nâng hàng là: t o ph = )(296,1 45,0.60 35 .60 0 s j v ph c == Vậy: M ph = - 057,159 296,1.375 953.42,9.1,1 296,1.7,60.375 85,0.953.71,0.520000 85,0.7,60.2 17,0.57,2929 2 2 =++ (Nm) Căn cứ vào mô men phanh trên ta chọn phanh má kiểu TKT 200 có mô men phanh Trang 10 Sinh viờn: Ngụ Vn Nam MSV : 39742 [...]... 60,7 59 100 = 2,8% . cần có để đảm bảo vận tốc di chuyển cổng trục là; n bx = 96,15 71,0.14,3 35 . == bx c D v (v/ph) Tỷ số truyền chung cần có đối với bộ truyền động cơ cấu di chuyển cổng là: i = 7,60 69,15 953 == bx dc n n 2.4.4 dừng xe chính xác cơ cấu đợc trang bị phanh và cơ cấu cũng đợc trang bị thiết bị kẹp ray để đảm bảo an toàn khi gió bão. 2.Tớnh toỏn c cu 2.1 chn sơ đồ truyền động của cơ cấu di chuyển Việc chọn. khác nó phụ thuộc vào chu kỳ dao động của cổng trục và chiều cao của cổng trục. Với những cổng trục có chiều cao H < 20m thì ngời ta lấy = 1 F h : là di n tích hứng gió của hàng, ngời ta lấy