Đồ án thiết kế hệ dẫn động thủy lực cho máy tời nâng hạ

MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY I Tổng quan máy tời nâng hạ .4 Giới thiệu chung máy tời Công dụng máy tời .4 Phân loại 4 Cấu tạo tời Nguyên lý làm việc tời II Tổng quan hệ thống thủy lực máy Cơ cấu tạo lượng Phần tử điều khiển Cơ cấu chấp hành CHƯƠNG 2: TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ HỆ THỐNG THỦY LỰC 10 2.1 Xây dựng sơ đồ hệ thống truyền động thủy lực 10 2.2 Tính tốn chọn phần tử hệ thống .11 2.2.1 Chọn động 11 2.2.2 Chọn van an toàn 12 2.2.3.Chọn van phân phối 13 2.2.4 Tính tốn thùng dầu 13 2.3.5 Tính tốn ống dẫn cút nối 14 LỜI NÓI ĐẦU Đồ án truyền động máy xây dựng đồ án quan trọng sinh viên ngành khí chế tạo máy Đồ án thể kiến thức sinh viên hệ thống thủy lực, hệ thống điện sở loại máy, giúp sinh viên làm quen với cách thực đồ án cách khoa học tạo sở cho đồ án Hệ thống thủy lực cấu sử dụng rộng rãi ngành khí nói riêng cơng nghiệp nói chung Trong mơi trường công nghiệp đại ngày nay, việc thiết kế hệ thống dẫn động thủy lực cho phù hợp điều kiện máy quan trọng Được phân công Thầy, em thực đồ án “thiết kế hệ dẫn động thủy lực cho máy tời nâng hạ” để ôn lại kiến thức để tổng hợp lý thuyết học vào hệ thống khí hồn chỉnh Do yếu tố thời gian, kiến thức yếu tố khác nên chắn có nhiều sai sót, mong nhận nhận xét quý báu thầy Xin cám ơn thầy hướng dẫn thầy Khoa Cơ khí giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án này! Sinh viên Nguyễn Đình Lực Đề tài : Tính tốn thiết kế hệ thống truyền động thủy lực dẫn động tời nâng hạ làm việc với thông số sau: Số liệu thiết kế : Trọng lượng hàng nâng: G = 120000 (N) Vận tốc nâng hàng: v = 0,9 m/s Đường kính tang tời: D = 320 mm η =0,85 Hiệu suất cụm tời: t Hiệu suất hộp giảm tốc: ηg=0,9 Tỷ số truyền hộp giảm tốc: ig =40 Nhiệm vụ thiết kế : Bản thuyết minh A4 2.Bản vẽ lắp A0 3.Bản vẽ chế tạo A3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY I Tổng quan máy tời nâng hạ Giới thiệu chung máy tời Tời thiết bị nâng hạ sử dụng nhiều công nghiệp xây dựng, Tời kéo thường có tang quấn dây sử dụng để nâng vật liệu, hàng hóa lên cao, sử dụng để kéo tải dịch chuyển mặt phẳng ngang nghiêng Công dụng máy tời Máy tời sử dụng để nâng hạ hàng hóa, vật có trọng lượng lớn Nhờ sử dụng máy tời mà công việc nâng hạ người trở nên đơn giản không tốn nhiều cơng sức mà lại cịn mang lại hiệu làm việc cao an toàn cho người lao động Phân loại Hiện máy tời đa dạng mẫu mã chủng loại phù hợp với mục đích sử dụng Có cách phân loại máy tời sau đây: Phân loại dựa vào nguồn dẫn động, tời chia làm hai loại: tời dẫn động tay tời dẫn động máy Tời dẫn động tay thường thiết kế với lức kéo cáp 5-80kN dung lượng cáp tang 50-200m thường sử dụng cơng trình nhỏ Hình 1.1: Tời dẫn động tay Tời dẫn động máy sử dụng phổ biến nhiều hiệu suất máy keo đem lại hiệu hơn, ổn định nhiều Hình 1.2: Tời dẫn động điện Phân loại dựa theo số tang: có hai loại tời tang tời nhiều tang Hình 1.3: Tời tang Hình 1.4: Tời nhiều tang Phân loại dựa theo nguồn động lực : có loại tời điện, tời khí, tời thủy lực Hình 1.5: Tời điện Hình 1.6: Tời khí Hình 1.7: Tời thủy lực Phân loại dựa theo cơng dụng: có loại tời nâng, tời kéo , tời cấu quay Trong loại tời kéo tời nâng sử dụng nhiều công trình xây dựng Phân loại theo tốc độ :một tốc hay nhiều tốc, đảo chiều.Trong máy tời điện kio winch đảo chiều hay gọi tời điện thuận nghịch loại máy tời phổ biến 4 Cấu tạo tời Hình 1.8: Cấu tạo tời – Tang cáp – Hộp giảm tốc – Thiết bị truyền lực cho tời kéo – Phanh thủy lực – Puli – Móc cẩu Nguyên lý làm việc tời Khi động (3) quay dẫn truyền động qua hộp giảm tốc (2) làm cho tang quay (1) quay, tang quay (1) nâng hạ vật qua puli (5) móc câu (6) cách day cáp hàng lên, nhả dây cáp hàng xuống II Tổng quan hệ thống thủy lực máy Hình 1.9: Sơ đồ hệ thống thủy lực Trong đó: – Thùng dầu –Bộ lọc dầu – Van an toàn – Đồng đo áp – Van phân phối – Van chiều điều khiển chiều 10 – Động thủy lực – Bơm thủy lực – Van chiều – Cụm van tiết lưu Cơ cấu tạo lượng Bơm thủy lực xem trung tâm hệ thống thủy lực Chúng cung cấp công suất truyền động thủy lực thông qua kết nối dịch kiểm soát van thủy lực Các công suất thủy lực máy bơm thủy lực xác định dòng chảy cung cấp máy bơm thủy lực áp suất vận hành Bơm thủy lực biến lượng chuyển động thành điện thủy lực Ý tưởng quan trọng: lực áp dụng vị trí chuyển sang vị trí khác sử dụng chất lỏng, chẳng hạn dầu, khơng thể nén mà thay vào di chuyển áp lực áp dụng Bơm không thực gây áp lực, nhiên bơm thủy lực tạo lưu lượng cách di chuyển chất lỏng qua hệ thống Bơm bánh răng, bơm piston bơm cánh quạt loại phổ biến Hình 1.10: Bơm thủy lực Phần tử điều khiển Bao gồm thiết bị điều khiển kết hợp với theo thuật toán định để đảm bảo yêu cầu công nghệ đặt Các thiết bị điều khiển bao gồm van phân phối 2/2, 3/2, 4/2, 5/2, 4/3, van chiều… Các van điều khiển thủy lực: van tiết lưu, van ổn áp, điều chỉnh tốc độ, tạo thời gian trễ Van thủy lực thiết yếu hệ thống nào, chúng kiểm soát tồn hệ thống Lựa chọn van phù hợp điều quan trọng hệ thống thủy lực Van có kích cỡ khác nhau, loại cấu hình Ngồi ra, van phải định theo áp lực hệ thống dịng chảy Có loại van thủy lực chính: van điều khiển hướng, van điều áp van điều khiển lưu lượng dòng chảy Van hướng điều khiển hướng dòng chất lỏng, chẳng hạn mở rộng rút lại xi lanh khởi động động Van điều áp làm xác: chúng điều chỉnh áp suất hệ thống Bằng cách đưa chất lỏng trở lại bồn chứa đạt ngưỡng áp suất, hệ thống thành phần bảo vệ Hình 1.11: Van phân phối Cơ cấu chấp hành Là phần tử chấp hành truyền động theo yêu cầu công nghệ: xy lanh, pittong thủy lực, động thủy lực Động thủy lực truyền động thủy lực, ngoại trừ động truyền động hướng tâm Chất lỏng vào động quay trục sau khỏi động qua cổng đối diện để vào lại hệ thống Động đặt loạt mạch song song, tùy thuộc vào cách sử dụng Động thủy lực cung cấp lượng cho ổ bánh xe thiết bị nặng quay ròng rọc hệ thống băng chuyền, nhiều cơng việc khác Hình 1.12: Động thủy lực CHƯƠNG 2: TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ HỆ THỐNG THỦY LỰC Đề (Phương án 38) : Tính tốn thiết kế hệ thống truyền động thủy lực dẫn động tời nâng hạ hàng có thơng số sau: Số liệu thiết kế : Trọng lượng hàng nâng: G = 10 (T) => F = 120000 (N) Vận tốc nâng hàng: v = 0,9 (m/s) Đường kính tang tời: D = 320 mm = 0,32 (m) η =0,85 Hiệu suất cụm tời: t Hiệu suất hộp giảm tốc: ηg=0,9 Tỷ số truyền hộp giảm tốc: ig =40 2.1 Xây dựng sơ đồ hệ thống truyền động thủy lực Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống thủy lực 2.2 Tính tốn chọn phần tử hệ thống 2.2.1 Chọn động Mc 19200 i = 40 ×0,765 = 627.45 (Nm) a Tính momen cần thiết MctMct = Trong : Mc Momen cản Mc = F.r = 120000 × 0,32 = 19200 ( Nm ) i tỷ số truyền hộp giảm tốc i = 40 η hiệu suất truyền η = η η t g = 0,85.0,9 = 0,765 b Tính tốc độ vịng quay cần thiết nct=n×ig (1) Với : n tốc độ quay máy công tác i tỷ số truyền hộp giảm tốc ( i = 40 ) Mà : v ω¿  = r n= π.n 30 30.ω 30 × 5,6 = π 0,9 = 0,16 =5,6 (rad/s) = 53,48 (vòng/phút) π  nct=n×ig=53,48 × 40=2139,2(vịng/phút) Vậy : ωct = π ×nct 30 = π× 2139,2 30 ≈ 226 (rad/s) c Tính cơng suất cần thiết N ct =M ct d × ωct=627.45× 226=141803,7 (W ) Tính lưu lượng cần thiết N ct =P  Qct = ×Qct N ct 141803,7 =8,9 ×10−3(m /s) P =16000000 ( Chọn P = 16 MPa = 16000000 N/m2 ) e Lưu lượng riêng cần thiết Q 8,9 ×10−3 ×10 ct q = ct nct = 2139,2 60 =249,63 (cm3/vòng) Từ số liệu ta tra bảng thông số bơm- động piston thủy lực CY14-1B Thông số 250CY14-1B Áp suất (MPa) 32 Lưu lượng riêng (cm3/vòng) 250 Tốc độ quay (vg/ph) 500-3000 Lưu lượng (l/ph) 250 Công suất (kW) 136,6 Momen (N.m) 1272,4 Trọng lượng (kg) 227 2.2.2 Chọn van an toàn Van an toàn đảm bảo cho hệ thống truyền động thủy lực an toàn tải Nó giữ cho áp lực dầu làm việc hệ thống không vượt áp lực quy định Ta chọn kiểu van tên Y4790-15 (sách TĐMXD xếp dỡ trang 201) Thơng số Kiểu van Y4790-15 Hành trình pitong đóng mở van,(mm) 32 Áp lực dầu định mức (Mpa) 16 Lưu lượng dầu qua van (l/ph) 160 (định mức) 16 (nhỏ nhất) Tổn thất áp lực qua van Trọng lượng ≤ 0,6 12kG 2.2.3.Chọn van phân phối Van phân phối làm nhiệm vụ phân phối chất lỏng công tác (dầu thủy lực) cao áp từ bơm thủy lực tới đường ống khác dẫn đến máy thủy lực, đảo chiều chuyển động cơng tác điều khiển theo quy luật định Ta chọn van phân phối sau: Tính kỹ thuật chủ yếu Hành trình đóng mở 32mm Kiểu có áp lực định mức 16 (MPa) Áp lực dầu vào van (Mpa) Lưu lượng dầu (l/ph) 16 (định mức ) 17 ( cao ) 250 (định mức ) 320 ( cao ) 2.2.4 Tính tốn thùng dầu Chức thùng dầu - Chứa dầu thủy lực toàn hệ thống - Là nơi phân tách khí khỏi dầu - Giải nhiệt dầu - Lưu giữ chất bẩn hệ thống - Trong nhiều trường hợp nơi gá lắp thành phần hệ thủy lực khác như: Bơm dầu - động điện, khối valve điều khiển Tính chọn kích thước thùng dầu: Thể tích thùng tính công thức thông qua lưu lượng bơm sau: V = (3 ÷ 5).Qct = (3 ÷ 5).250= (750÷1250) (lít) Với Qct: lưu lượng bơm (lít/phút) Hoặc : V = Q ct 250 = 757,58 (lít) Z =0,33 Với Z: hệ số tỷ lệ, phút Khi hệ làm việc gián đoạn Z = 0,33÷0,25 Khi hệ làm việc liên tục Z = 0,17 2.3.5 Tính tốn ống dẫn cút nối Ống dẫn làm nhiệm vụ dẫn dầu công tác từ phận đến phận khác hệ thống Ta chọn loại ống thép có tiêu chuẩn sau đây: Đường kính Đường kính Đường kính Áp suất làm Loại danh nghĩa (mm) (mm) ống in 12 việc (at) mm 304,8 307,08 323,85 32 30ST Kết luận kiến nghị Kết luận Tời nâng hạ sử dụng hệ thống truyền động thủy lực có nhiều ưu điểm vượt trội hệ thống truyền động khác nên sử dụng rộng rãi, sử dụng nhiều trường hợp ( nhỏ gọn ), nhiều lĩnh vực ngành cơng trình, xây dựng Kiến nghị Tời nâng hạ sử dụng hệ thống truyền động thủy lực với thơng số đáp ứng hầu hết công việc cần thiết sống hàng ngày xây dựng, công nghiệp Song lượng kiến thức chuyên môn em cịn chưa có nhiều nên q trình tính chọn động phần tử khác máy thiết kế chưa thể chọn cách tối ưu Em cảm ơn !!! Tài liệu tham khảo Sách giáo khoa Truyền Động Máy Xây Dựng – Nguyễn Đăng Điệm Truyền Động Thủy Lực Và Khí Nén – Trần Xuân Tùy Truyền Động Thủy Lực Và Khí Nén – Nguyễn Ngọc Phương Link tham khảo: https://dinhlinh.vn/san-pham/bom-piston-thuy-luc-cy14-1b? fbclid=IwAR21H_ENp1woWpior3dcM07c92YUdb4nviuwOzxdqy-Ct0oDOJykyJv_DXM