Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học Xây Dựng MC LỤC TRANG LỜI NÓI ĐẦU…………………………………………………………………… CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG ………………………………………………6 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CẦU TRỤC 1.1.1 Công dụng cầu trục .6 1.1.2 Phân loại .6 1.3 Giới thiệu cầu trục thiết kế nội dung ĐATN .10 1.3.1.Các số liệu ban đầu để làm thiết kế 10 1.3.2.Nội dung ĐATN .11 1.4 Chọn phần mềm lập chương trình tính tốn cấu di chuyển cầu trục 11 CHƯƠNG II: TÍNH TỐN CHUNG CẦU TRỤC……………………………… 12 2.1 Các thơng số hình học cầu trục 12 2.1.1 Các thơng số tính theo cơng thức kinh nghiệm .12 2.1.2 Các thông số tính theo máy có sẵn 15 2.2 Thành phần tải trọng tác dụng lên cầu trục 15 2.2.1.Tải trọng trọng lượng vật nâng 15 2.2.2.Tải trọng trọng lượng than kết cấu thép cầu trục 15 2.2.3.Tải trọng trọng lượng thân cầu trục 16 2.2.3.Tải trọng trọng lượng thân cầu trục 16 2.3 Tải trọng quán tính tải trọng gió cầu trục .16 CHƯƠNG TÍNH TỐN CƠ CẤU NÂNG………………………………… 17 3.1 Chọn sơ đồ dẫn động, sơ đồ mắc cáp 17 3.2 Chọn cáp 17 3.3 Tính chọn cụm móc treo 18 3.3.1 Chọn cụm móc treo 18 3.3.2Kiểm tra bền móc treo .19 3.3.3 Đai ốc hãm, ổ tựa .21 3.3.4 Thanh ngang .22 3.4.Tính tốn cụm tang 25 3.4.1.Cụm tang 25 3.5 Tính chọn động điện, hộp giảm tốc 31 3.5.1 Chọn động điện 31 3.5.2 Tính chọn hộp giảm tốc 32 3.6 Tính chọn phanh khớp nối 33 3.7 Kiểm tra động cơ, hộp giảm tốc 34 3.7.1 Kiểm tra động 34 3.7.2 Kiểm tra hộp giảm tốc 38 3.8 Kiểm tra phanh khớp nối 39 Nguyễn Bá Long Lớp 50KM1 Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học Xây Dựng 3.8.1 Kim tra phanh 39 3.8.2 Kiểm tra khớp nối .40 3.9 Đường kính trục truyền 41 CHƯƠNG TÍNH TỐN CƠ CẤU DI CHUYỂN XE CON……………… … 42 4.1.Lực nén bánh lớn .42 4.2.Lực cản di chuyển xe 42 4.3.Tính cơng suất động cơ, chọn hộp giảm tốc 43 4.3.1 Tính cơng suất động chọn hộp giảm tốc 43 4.3.2 Tính chọn hộp giảm tốc 44 4.4.Tính cụm bánh xe di chuyển xe 45 4.4.1.Tính tốn bánh xe di chuyển 45 4.4.2.Tốc độ thực tế xe 47 4.4.3.Tính đoạn trục lắp bánh xe .47 4.4.4 Tính trục truyền hai khớp nối 51 4.4.5 Tính chọn ổ gối đỡ bánh xe 52 4.5 Tính chọn khớp nối 52 4.5.1 Khớp nối hộp giảm tốc động 52 4.5.2 Khớp nối trục truyền hai bánh xe 53 4.6.Kiểm tra động .53 4.6.1.Kiểm tra động theo điều kiện bám(không quay trơn) 53 4.6.2.Kiểm tra thời gian mở máy đầy tải .56 4.6.3.Kiểm tra động theo điều kiện phát nhiệt .56 4.7.Tính chọn phanh kiểm tra thời gian phanh 57 4.7.1.Tính chọn phanh .57 4.7.2.Kiểm tra thời gian phanh đầy tải 59 CHƯƠNG 5: CƠ CẤU DI CHUYỂN CẦU TRỤC……………………………….61 5.1.Lực nén bánh cấu di chuyển cầu trục 61 5.2.Lực cản di chuyển cầu trục 62 5.3.Tính cơng suất, chọn động cấu di chuyển cầu 63 5.4.Tính chọn hộp giảm tốc 63 5.5.Tính cụm bánh xe di chuyển cầu trục 64 5.5.1.Tính tốn bánh xe di chuyển 64 5.5.2.Tốc độ thực tế xe con: 65 5.5.3.Tính đoạn trục lắp bánh xe .65 5.5.4.Kiểm tra độ bền mỏi trục theo hệ số an toàn : 67 5.5.5.Tính chọn ổ gối đỡ bánh xe 70 5.6.Tính chọn khớp nối 70 5.6.1.Khớp nối hộp giảm tốc động 70 5.6.2.Khớp nối hộp giảm tốc trục bánh xe 71 5.7.Kiểm tra động .71 5.7.1.Kiểm tra động theo điều kiện phát nhiệt .71 5.7.2.Kiểm tra động theo điều kiện bám 72 5.7.3.Kiểm tra thời gian mở máy đầy tải .75 Nguyễn Bá Long Lớp 50KM1 Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học Xây Dựng 5.8.Tớnh chn phanh v kiểm tra phanh 76 5.8.1.Tính mơmen phanh chọn phanh 76 5.8.2.Kiểm tra thời gian phanh y ti 78 CHƯƠNG Tính toán kết cấu thép 82 6.1.Phơng pháp tính to¸n .82 6.2 Thông số ban đầu 82 6.3 S¬ då cấu tạo kết cấu thép thông số đà xác định 82 6.4.Xác định đặc trng hình học mặt cắt dầm 83 6.4.1.Mặt cắt giữ dầm A-A 83 6.4.2.Mặt cắt đầu dầm chÝnh B-B 84 6.4.3- Mặt cắt dầm biên C-C .85 6.5.Tải trọng tổ hợp t¶i träng 86 6.5.1.Tải trọng theo phơng thẳng đứng 86 6.5.2.T¶i träng ngang 87 6.5.3.T¶i träng xoắn dầm 88 6.5.4.Các tổ hợp tải trọng tính toán 89 6.6.TÝnh kiÓm tra bÒn kÕt cÊu thÐp : 89 6.6.1.Xác định nội lực mặt cắt nguy hiÓm 89 6.6.2.KiÓm tra bÒn .98 6.7.KiĨm tra ®é cøng 100 6.7.1.§é cøng tÜnh 100 6.7.2.Độ cứng động 100 KẾT LUẬN………………………………… ……………………………… 102 Phô lơc P1.1 ………………………………………………………… 103 Phơ lơc P1.2………………………………………………………… …104 Tµi LiƯu tham kh¶O…………………………….…………………………105 LỜI NĨI ĐẦU Thế kỉ 21 mở kỉ nguyên cho đất nước ta Kỉ ngun cơng nghiệp hóa đại hóa Hàng loạt nhà máy, công xưởng xây dựng lắp ráp với dây chuyền cơng nghệ máy móc đại lắp đặt với khối lượng Ngun B¸ Long Lớp 50KM1 Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Häc X©y Dùng lớn Mặt khác cơng tác sửa chữa khắc phục máy móc cũ sau thời gian dài sử dụng đẩy nhanh Tất cơng việc xây dựng, lắp ráp sửa chữa vắng máy nâng chuyển Cầu trục thiết bị quan trọng thiết bị nâng Đặc biệt nhà kho, nhà máy cầu trục trở thành thiết bị quan trọng cần thiết Cầu trục sử dụng rộng rãi để xếp dỡ hàng hoá nhà kho nhà máy xí nghiệp sữa chữa lắp ráp chế tạo Với nhu cầu thực tế đó,các thầy mơn Máy Xây Dựng trường Đại Học Xây Dựng đưa thiết kế cầu trục hai dầm 10T vào làm đề tài tốt nghiệp Sau năm học trường, dạy dỗ nhiệt huyết cố gắng nỗ lực thân, em trang bị cho kiến thức cần thiết để hồn thành đồ án tốt nghiệp giao Đề tài lần hội để em tổng hợp lại tất kiến thức học bước đầu cho em tiếp xúc với môi trường thiết kế sản xuất thực tế Nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp em thiết kế cầu trục dầm tải trọng nâng 10 tấn, lập chương trình tính tốn cấu di chuyển cầu trục Sau 15 tuần làm việc nghiêm túc em hoàn thành nhiệm vụ thiết kế giao Tuy nhiên với khả còn hạn chế gần chưa có kinh nghiệm thiết kế nên đồ án tốt nghiệp em thực chắn còn nhiều thiếu sót Vậy em kính mong thầy mơn xem xét góp ý để em có thêm kiến thức vững vàng trình làm việc sau tốt nghiệp Trong trình thực hiện, thầy giáo Gvc.Ths LƯU ĐỨC THẠCH giúp đỡ em nhiều mặt kiến thức chuyên ngành kĩ cần thiết Nhờ mà em hoàn thành đồ án tốt nghiệp thời gian khối lượng công việc cách tốt mà môn giao Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo LƯU ĐỨC THẠCH tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trình học tập thực đồ án tốt nghiệp Nhân dịp tốt nghiệp em muốn gửi lời cảm ơn chân thành em tới tất các thầy giáo khoa Cơ khí Xây dựng dạy dỗ, dìu dắt chúng em học tập suốt năm học qua Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội ngày 10 tháng năm 2010 Ngun B¸ Long Líp 50KM1 Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học Xây Dựng SINH VIÊN THỰC HIỆN (Ký ghi rõ họ tên) CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CẦU TRỤC 1.1.1 Công dụng cầu trục Cầu trục sử dụng chủ yếu phân xưởng nhà kho để nâng hạ vận chuyển hàng hóa với lưu lượng lớn Cầu trục kết cấu dầm hộp dàn đặt xe có cấu nâng Dầm cầu chạy đường day đặt cao dọc theo nhà xưởng còn xe chạy dọc theo dầm cầu Vì mà cầu trục nâng hạ vận chuyển hàng theo yêu cầu điểm khơng gian nhà xưởng Ngun B¸ Long Líp 50KM1 Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học Xây Dựng Cầu trục sử dụng tất lĩnh vực kinh tế quốc dân với thiết bị mang vật đa dạng móc treo, thiết bị cạp, nam châm điện, gầu ngoạm Đặc biệt, cầu trục sử dụng phổ biến ngành công nghiệp chế tạo máy luyện kim với thiết bị mang vật chuyên dùng 1.1.2 Phân loại : a) Theo cơng dụng có loại cầu trục : - Cầu trục có cơng dụng chung: loại dùng chủ yếu với móc treo dể xếp dỡ, lắp ráp sửa chữa máy móc - Cầu trục chuyên dùng: loại sử dụng chủ yếu công nghiệp luyện kim với thiết bị mang vật chuyên dùng có chết độ làm việc nặng b) Theo kết cấu dầm cầu trục: - Cầu trục dầm: loại có kết cấu thép cầu trục gồm có dầm liên kết với hai dầm biên hai đầu bulông cường độ cao Trước người ta thường dùng thép cán chữ I làm dầm để đảm bảo độ cứng theo phương ngang phải hàn thêm giằng giàn ngang phức tạp Hiện với qui mô sản xuất lớn cơng nghệ hồn thiện, người ta thường dùng dầm hộp tổ hợp từ thép CT3, đảm bảo độ cứng theo phương ngang cách tăng chiều rộng cánh dầm, đảm bảo kiểu dáng công nghiệp đẹp Cầu trục dầm thường sử dụng trường hợp độ dầm nhỏ, tải trọng nõng khụng ln Nguyễn Bá Long Lớp 50KM1 Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học Xây Dựng Hỡnh 1.1 Cầu trục dầm 3.5 - Cầu trục hai dầm: gồm có dầm hộp dầm dàn khơng gian Cầu trục hai dầm sử dụng phổ biến Sở dĩ hai dầm liên kết với hai dầm biên tạo thành hệ khung có độ cứng cao theo phương đứng phương ngang, đáp ứng yêu cầu tải trọng độ cầu trục, mặt khác xe đặt ray dọc theo hai dầm có đủ diện tích khơng gian để bố trí đến cấu nâng với phương án đa dạng khác nhau, đảm bảo khả thi giá thành hạ điều kiện vật tư công nghệ Hình 1.2 cầu trục hai dầm c) Theo cách tựa cầu trục lên đường ray di chuyển cầu trục: - Cầu trục tựa: loai có ưu điểm có chiều cao nâng lớn chiều dài dường day chiều dài nhà xưởng Được dùng phổ biến - Cầu trục treo: loại cầu trục treo có ưu điểm làm dầm cầu dài hơn, phục vụ phần rìa mép nhà xưởng, chí chuyển hàng hai nhà xưởng song song Tuy nhiên, cầu trục treo có chiều cao nâng thấp so với cầu trục tựa Dầm cầu trục treo thường dầm thép chữ I palăng điện chạy dọc theo dầm cầu dể nâng hạ vật Tuỳ theo độ nhà xưởng mà cầu trục treo chạy dọc theo nhà xưởng nhờ hai ray treo nhiều ray treo Chính treo nhiều gối mà kết cấu cầu trục treo nhẹ so với cầu trục tựa làm dầm cầu có độ dài tương đối lớn (đến 100m) Ngun Bá Long Lớp 50KM1 Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học Xây Dựng Hỡnh 1.3.Cu trc mt dm dng treo d) Theo cách bố trí cấu di chuyển cầu trục: - Loại cầu trục dẫn động chung - Loại cầu trục dẫn động riêng e) Theo nguồn đẫn động cầu trục: - Cầu trục dẫn động tay: dùng chủ yễu sửa chũa, lắp ráp nhỏ cơng việc nâng, vận chuyển hàng hố khơng u cầu tốc độ, sức nâng lớn Hình 1.4: Cầu trục dẫn động tay loại dầm (dạng tựa ) 1- dầm cầu trục; – cấu di chuyển cầu trục ;3 – palăng xích - Cầu trục dẫn động máy: đuợc dùng chủ yếu dễ sử dụng, cho hiệu cao tin cậy f) Theo vị trí điều khiển cầu trục: Ngun B¸ Long Lớp 50KM1 Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học X©y Dùng - Cầu trục điều khiển nút bấm: thường dùng cho loại cầu trục dầm có tải trọng nâng nhỏ - Cầu trục điều khiển ca bin: thường dùng cho loại cầu trục có tải trọng nâng lớn 1.2 Tình hình thiết kế chế tạo cầu trục tại Việt Nam Trong năm thập kỉ 90 trước, nước ta sử dụng chủ yếu cầu trục Liên xô nhà nước XHCN với số lượng không nhiều, theo nhu cầu kế hoạch nhà nước Tham gia vào lĩnh vực thiết kế, chế tạo cầu trục thường công ty nhà nước Hồng Nam, formach, chủ yếu khai thác vật tư thiết bị nước, thiết kế cải tạo, thiết kế theo kinh nghiệm Bước sang kỉ 21, đặc biệt năm gần đây, tác động chế thị trường, đặc biệt việc cơng nghiệp hố, đại hố kinh tế, mà thể khu công nghiệp không ngừng gia tăng, nhu cầu sư dụng máy nâng lớn, đặc biệt cầu trục Chính mà có nhiều cơng ty tham thiết kế chế tạo chế tạo lắp ráp sản phẩm cầu trục Ví dụ : cơng ty liên doanh khí Hà Nội CEC, cơng ty khí Hồng Nam, cơng ty khí Quang trung -Ninh Bình, cơng ty cổ phần AVC, công ty chế tạo thiết bị nâng Thiên Trường, Megalift,Tổng công ty lắp máy Việt Nam… Các cơng ty nói hàng năm, thiết kế chế tạo, lắp đặt 50 cầu trục có kết cấu thép dạng dầm hộp cầu trục hai dầm dạng hộp chiếm khoảng 70% Các hãng lớn chế tạo cầu trục thâm nhập vào thị trường Việt Nam ABUS, DEMAG, KULI… góp phần nâng cao trình độ chế tạo chất lượng sản phẩm, kiểu dáng cầu trục đẹp gọn hơn, trọng lượng nhỏ Về công nghệ, với đầu tư trang thiết bị máy móc cơng ty, chuyển giao cơng nghệ chế tạo hãng tích luỹ kinh nghiệm, nâng cao trình độ cán kĩ thuật, đủ khả chế tạo dầm cầu trục dạng hộp đạt chất lượng cao, đẹp, hợp chuẩn quốc tế (ví dụ hãng ABUS chuyển giao cơng nghệ chế tạo dầm hộp cho CEC Hà Nội LTD sau công ty cổ phần AVC) Tuy nhiên việc tính tốn thiết kế kết cấu thép cầu trục nói riêng cầu trục nói chung còn nhiều vấn đề đáng nói: + Các cơng ty thường thiết kế, chế tạo đơn theo đơn đạt hàng chủ yếu tính tay nên khơng chủ động đáp ứng yêu cầu đề ra, độ xác cha cao Nguyễn Bá Long Lớp 50KM1 Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học Xây Dựng lóng phớ v đặc biệt đấu thầu, báo giá gấp (thường lấy tương đối theo kinh nghiệm, tính cạnh tranh khơng cao) + Về phương pháp tính chưa có thống chung, công ty với độ ngũ thường yếu thiếu tài liệu hạn chế, thường tự tính theo kinh nghiệm phương pháp riêng có tham khảo mẫu Do tính xác hiệu kinh tế chưa cao Kết luận: Qua tình hình thực tế kiến thức thu năm học ngành máy xây dựng, việc chọn đề tài “Thiết kế cầu trục dầm 10T, lập chương trình tính tốn cấu di chuyển cầu trục “là lựa chọn hợp lí đắn, phù hợp với sinh viên trường ngành khí xây dụng Việc lập chương trình tính tốn thiết kế cấu di chuyển giúp tính tốn thiết kế nhanh, xác Đó hướng phát triển tốt tương lai 1.3 Giới thiệu cầu trục thiết kế nội dung ĐATN: 1.3.1 Các số liệu ban đầu để làm thiết kế : - Sức nâng cầu trục Q = 10 T - Khẩu độ L = 18 m - Chiều cao nâng : H = 12 m - Tốc độ nâng vnâng= 10 m/ph - Tốc độ di chuyển xe vxecon=30 m/ph - Tốc độ di chuyển cầu trục vcầu= 40m/ph - Chế độ làm trung bình : CĐ= 25% 1.3.2 Nội dung đồ án tốt nghiệp: Công tác thiết kế, chế tạo, lắp đặt để có cầu trục hồn chỉnh gồm nhiều cơng đoạn Trong khn khổ đồ án tốt nghiệp, thời gian có hạn nên nội dung đồ án tốt nghiệp bao gồm : - Phần thut minh tính tốn : + Giới thiệu chung loại cầu trục cầu trục thiết kế Lựa chọn phần mềm tính tốn cấu di chuyển + Tính tốn chung (kích thước hình học bản, thành phần tải trọng) + Lập sơ đồ khối, lập chương trình tính tốn cấu di chuyển cầu trục - Phần vẽ thiết kế : + Hình chung cầu trục : A0(A1) Ngun B¸ Long Líp 50KM1