Nghiên cứu tổng quan về thang

Đồ án tốt nghiệp Chơng 1: Nghiên cứu tổng quan vỊ thang m¸y Kh¸i niƯm chung vỊ thang m¸y Thang máy thiết bị chuyên dùng để vận chuyển ngời, hàng hoá, vật liệu, theo phơng thẳng đứng nghiêng góc nhỏ 15o so với phơng thẳng đứng theo tuyến đà định sẵn Thang máy thờng đợc dùng khách sạn, công sở, chung c, bệnh viện, đài quan sát, tháp truyền hình, nhà máy, công xởng, Đặc điểm vận chuyển thang máy so với phơng tiện vận chuyển khác thời gian chu kỳ vận chuyển bé, tần suất vận chuyển lớn, đóng mở máy liên tục Ngoài ý nghĩa vận chuyển, thang máy yếu tố làm tăng vẻ đẹp tiện nghi công trình Nhiều quốc gia giới đà quy định, nhà cao tầng trở lên phải đợc trang bị thang máy để đảm bảo cho ngời lại thuận tiện, tiết kiệm thời gian tăng suất lao động Giá thành thang máy trang bị cho công trình so với tổng giá thành công trình chiếm khoảng 6% đến 7% hợp lý Đối với công trình đặc biệt nh bệnh viện, nhà máy , khách sạn , số tầng nhỏ nhng yêu cầu phục vụ phải đợc trang bị thang máy Với nhà nhiều tầng có chiều cao lớn việc trang bị thang máy bắt buộc để phục vụ việc lại nhà Nếu vấn đề vận chuyển ngời nhà không đợc giải dự án xây dựng nhà cao tầng không thành thực Thang máy thiết bị vận chuyển đòi hỏi tính an toàn nghiêm ngặt, liên quan trực tiếp đến tài sản tính mạng ngời, vậy, yêu cầu chung thang máy chế tạo, lắp đặt, vận hành, sử dụng sửa chữa phải tuân thủ cách nghiêm ngặt yêu cầu kỹ thuật an toàn đợc quy định tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm Thang máy có cabin đẹp, sang trọng, cabin lên xuống đợc cha đủ điều kiện để đa vào sử dụng mà phải có đầy đủ cac thiết bị an toàn, đảm bảo độ tin cậy nh: điện chiếu sáng dự phòng điện, hÃm bảo hiểm, công tắc an toàn cabin với yêu cầu loại thang mức độ yêu cầu Lịch sử phát triển thang máy Cuối kỷ19, giới có vài hÃng thang máy đời nh OTIS (Mỹ), Schindler (Thụy Sỹ) Chiếc thang máy đà đợc chế tạo đa vào sử dụng hÃng thang máy OTIS năm 1853 đến năm 1874, hÃng thang máy Schindler đà chế tạo thành công thang máy khác Lúc đầu tời kéo có tốc độ, cabin có kết cấu đơn giản, cửa tầng đóng mở tay, tốc độ di chuyển cabin thấp Đồ án tốt nghiệp Đến kỷ thứ 20, có nhiều hÃng thang máy đời nh KONE (Phần Lan), MISUBISHI, NIPON ELEVATOR, (Nhật Bản), THYSEN (Đức) đà chế tạo loại thang máy có tốc độ cao, tiện nghi cabin tốt êm Vào đầu năm 1970, thang máy đà chế tạo đạt tới tốc độ 450 m/ ph, thang máy chở hàng đà đạt tải trọng nâng tới 30 tấn, đồng thời khoảng thời gian đà có thang máy thuỷ lực đời Sau khoảng thời gian rấn ngắn với tiến ngành khoa học khác, tốc độ thang máy đà đạt tới 600 m/ph Vào năm 1980, đà xuất hệ thống điều khiển động phơng pháp biến đổi điện áp tần số VVVF (inverter) Thành tựa cho phép thang máy hoạt động êm hơn, tiết kiệm đợc khoảng 40% công suất động Đồng thời, vào năm đà xuất loại động điện cảm ứng tuyến tính Vào đầu năm 1990, giới đà chế tạo loại thang máy có tốc độ đạt tới 750 m/ph thang máy có tính kỹ thuật đặc biệt khác Với tốc độ đô thị hóa chóng mặt phát triển công nghiệp hoá nh yêu cầu tiện nghi ngời nên việc sử dụng thang máy tăng nhanh, theo thống kê hÃng HITACHI (Nhật Bản) cách 10 năm Nhật lắp thêm 20000 chiếc, Hàn Quốc lắp thêm 15000 chiếc, Trung Quốc 10000 Phân loại thang máy Thang máy đợc thiết kế chế tạo đa dạng, với nhiều kiểu, loại khác để phù hợp với mục đích sử dụng công trình Có thể phân loại thang máy theo nguyên tắc đặc điểm sau: 3.1 Theo công dụng (TCVN 5744 - 1993) thang máy đợc phân thành loại a, Thang máy chuyên chở ngời Loại chuyên để vận chuyển hành khách khách sạn, công sở nhà nghỉ, khu chung c, trờng học, b, Thang máy chuyên chở ngời có hàng kèm Loại thờng dùng cho siêu thị, khu triển lÃm c, Thang máy chuyên chở bệnh nhân Loại chuyên dùng cho bệnh viện, khu điều dỡng, Đặc điểm kích thớc thông thủy cabin phải đủ lớn để chứa băng ca (cáng) giờng bệnh nhân, với bác sĩ, nhân viên dụng cụ cấp cứu kèm Hiện giới đà sản xuất theo tiêu chuẩn kích thớc tải trọng cho loại thang máy d, Thang máy chuyên chở hàng ngời kèm Đồ án tốt nghiệp Loại thờng đợc dùng nhà máy, công xởng, kho, thang dùng cho nhân viên khách sạn , chủ yếu dùng để chở hàng nhng có ngời kèm để phục vụ e, Loại thang chuyên dùng để chở vật liệu, thức ăn khách sạn, nhà ăn tập thể Đặc điểm loại có điều khiển cabin (trớc cửa tầng), loại thang khác nêu vừa điều khiển cabin Ngoài có loại thang chuyên dùng đặc biệt khác nh: thang máy cứu hoả, chở ôtô Đối với thang đặc biệt có tải trọng lớn thờng có kích thớc lớn, kết cấu phức tạp vận tốc thờng nhỏ Khi chế tạo, lắp đặt, vận hành, sử dụng thờng cần có giấy cho phép quan có chức 3.2 Theo hệ thống dẫn động cabin a, Thang máy dẫn động điện Loại dẫn động cabin lên xuống nhờ động điện truyền qua hộp giảm tốc tới puly ma sát tang cáp Chính nhờ cabin đợc treo cáp mà hành trình lên xuống không bị hạn chế Ngoài có thang dẫn động cabin llên xuống nhờ bánh b, Thang máy thuỷ lực (bằng xylanh - pittông) Đặc điểm loại thang cabin đợc đẩy từ dới lên nhờ pittông xylanh thuỷ lực nên bị hạn chế hành trình, tối đa thang máy thuỷ lực có hành trình khoảng 18 m c, Thang máy khí nén 3.3 Theo vị trí đặt tời kéo - Đối với thang máy điện: + Thang máy có tời kéo đặt phía giếng thang + Thang máy có tời kéo đặt phía dới giếng thang Đối với thang máy dẫn động cabin lên xuống bánh tời dẫn động đặt cabin Đối thang máy thuỷ lực: buồng máy đặt tầng 3.4 Theo hệ thống vận hành a, Theo mức độ tự động: - Loại nửa tự động - Loại tự động b, Theo tổ hợp điều khiển: - Điều khiển đơn - Điều khiển kép - Điều khiển theo nhóm c, Theo vị trí điều khiển: - Điều khiển cabin - Điều khiển cabin - Điều khiển cabin Đồ án tốt nghiệp 3.5 Theo thông số a, Theo tốc độ di chuyển cabin: - Loại tốc độ thấp: v < m/s - Loại tốc độ trung bình: v = 2,5 m/s - Loại tốc độ cao: v = 2,5 m/s - Loại tốc độ cao: v > m/s b, Theo khèi lỵng vËn chun cđa cabin: - Lo¹i nhá: Q < 500 kg - Lo¹i trung bình: Q = 500 1000 kg - Loại lín: Q = 1000  1600 kg - Lo¹i rÊt lín: Q > 1600 kg 3.6 Theo kÕt cÊu c¸c cụm a, Theo kết cấu tời kÐo: - Bé têi kÐo cã hép gi¶m tèc - Bộ tời kéo hộp giảm tốc: thờng dùng cho loại thang máy có tốc độ cao ( v > 2,5 m/s) - Bé têi kÐo sư dơng ®éng c¬ mét tèc ®é, hai tèc ®é, ®éng c¬ điều chỉnh vô cấp, động cảm ứng tuyến tính - Bộ tời kéo có puly ma sát tang cáp để dẫn động cho cabin lên xuống b, Theo hệ thống cân bằng: - Có đối trọng - Không có đối trọng - Có cáp xích cân dùng cho nhng thang máy có hành trình lớn - Không có cáp xích cân c, Theo cách treo cabin đối trọng: - Treo trực tiếp vào dầm cabin - Có palăng cáp (thông qua puly trung gian) vào dầm cabin - Đẩy từ phía dới đáy cabin lên thông qua c¸c puly trung gian d, Theo hƯ thèng cưa cabin: - Theo phơng pháp đóng mở cửa cabin: đóng mở cưa b»ng tay, ®ãng më cưa nưa tù ®éng, ®ãng më cưa tù ®éng - Theo kÕt cÊu cđa cưa - Theo sè cưa cabin e, Theo lo¹i bé h·m bảo hiểm an toàn cabin: - HÃm tức thời, loại thờng dùng cho thang máy có tốc độ thấp đến 45 m/ph - HÃm êm, loại thờng dùng cho thang máy có độ lớn 45 m/ph thang máy chở bệnh nhân Đồ án tốt nghiệp 3.7 Theo vị trí cabin đối trọng giếng thang a, Đối trọng bố trí bên b, Đối träng bè trÝ phÝa sau Trong mét sè trêng hỵp ®èi träng cã thĨ bè trÝ ë mét sè vÞ trí khác mà không chung giếng thang với cabin 3.8 Theo quỹ đạo di chuyển cabin a, Thang máy thẳng đứng, loại thang máy có cabin di chuyển theo phơng thẳng đứng, hầu hết thang máy sử dụng thuộc loại b, Thang máy nghiêng, loại thang máy có cabin di chuyển góc so với phơng thẳng đứng c, Thang máy zigzag, loại thang máy có cabin di chuyển theo đờng zigzag Kh¸i niƯm vỊ ký hiƯu thang m¸y Thang m¸y đợc ký hiệu cá chữ số, dựa vào thông số sau: - Loại thang: Theo thông lệ quốc tế ngời ta dùng chữ (Latinh) đẻ ký hiệu nh sau: + Thang chở khách: P (Passenger) + Thang chë bƯnh nh©n: B (Bed) + Thang chở hàng: F (Freight) - Số ngời tải träng - KiĨu më cưa: + Më chÝnh gi÷a vỊ hai phÝa: CO ( Certre Opening) + Më mét bªn lïa vÒ mét phÝa: 2S (Single Side) - Tèc độ (m/ph, m/s) - Số tầng phục vụ tổng số tầng nhà - Hệ thống điều khiển - HƯ thèng vËn hµnh Ngoµi ra, cã thĨ dïng thông số khác để bổ xung cho ký hiệu VÝ dô: F - 2500 – – 8/8 – VVVF Simplex Ký hiệu có nghĩa là: thang máy chở hàng, tải trọng 2500 kg, tốc độ di chun cabin m/ph, cã ®iĨm dõng phơc vơ tổng số tầng nhà, hệ thống điều khiển cách biến đổi điện áp tần số, hệ thống vận hành đơn Chơng : Tính toán thiết kế động học thang máy Các điều kiện yêu cầu kỹ thuật thang máy cần thiết kế Thang máy mà phải thiết kế cần thực yêu cầu sau: - Tải trọng vật nâng (ô tô) lớn : 2500 kg - Các kích thớc bao vật nâng: + Dài : 5080 mm Đồ án tốt nghiệp + Rộng: 1830 mm + Cao : 1910 mm - Kh«ng cã cưa - Thang cã ®iĨm dõng - Cã lèi vào Có thể bỏ lối để bố trí đối trọng Hình 2.1 Các h ớng vào thang máy Thang máy đợc lắp đặt cho Hotel Caption Gardent, với lu lợng vận chuyển không cao để cất xe vào gara tầng khách sạn Với đặc điểm thang máy cần thiết kế ta thấy loại thang đặc biệt, có khối lợng lớn, kích thớc lớn cồng kềnh Do có nhiều lối vào (7 lối) nên sàn cabin có hình bát giác, loại cabin đặc biệt có kết cấu phức tạp Cabin cần có sàn, sàn tĩnh sàn động, sàn động quay dừng xác điểm (trớc cửa cabin để đa hàng hoá vào) Do ta cần thiết kế cấu quay đặt cabin Đây loại thang máy đặc biệt, chế tạo, lắp đặt, vận hành cần theo quy định cần cho phép quan có chức Với đặc điểm thang máy cần thiết kế tham khảo tài liệu thang máy nh điều kiện chế tạo Việt Nam ta thiết kế thang máy với thông số kỹ thuật : + Tốc độ nâng cabin: m/ph + Vận tốc quay sàn động: v/ph + Hệ thống điều khiển: VVVF Các thông số điều chỉnh trình thiết kế Chọn sơ đồ nguyên lý truyền động 2.1 Sơ đồ nguyên lý truyền động lên xuống thang máy Có nhiều cách bố trí sơ đồ nguyên lý truyền ®éng Ta h·y xÐt mét sè s¬ ®å thĨ sau: Đồ án tốt nghiệp cabin a) cabin b) cabin c) Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thang máy a) Dẫn động dùng tang cáp b, c) Dẫn động puly ma sát - Sơ đồ a) có u điểm đơn giản Nhng nhợc điểm tuổi thọ cáp thấp, tính an toàn kém, tiêu hao công st M x trơc tang lín, chØ dïng víi c¸c thang có tải trọng nhỏ Do thang máy thiết kế với tải trọng lớn nên sơ đồ không hợp lý - Sơ đồ b) có u điểm đơn giản, không cần tang lớn, chiều cao nâng không hạn chế, Mx giảm nhiều so với sơ đồ a) nên công suất tiêu hao giảm Tuy nhiên tải trọng lớn, nên sức căng cáp lớn, mặt khác phải chọn hộp giảm tốc có tỷ số truyền lớn nên ta không chọn sơ đồ - Sơ đồ c) giảm đợc nửa sức căng cáp so với sơ đồ b), giảm đợc tỷ số truyền hộp giảm tốc dẫn động, có puly dẫn hớng gắn cabin nhằm tăng độ ổn định cabin làm giảm mômen uốn dầm thuộc cabin ta chọn sơ đồ c) để tính toán thiết kế 2.1 Sơ đồ nguyên lý truyền động quay sàn động cabin Để sàn động có thĨ quay ta cã thĨ bè trÝ mét sè s¬ đồ nh sau: Đồ án tốt nghiệp a) Động lắp sàn động (ăn khớp hành tinh) b) Động lắp sàn tĩnh Hình 2.3 Sơ đồ dẫn động phần quay sàn động; bánh xe; ray tròn; 4,6 bánh răng; ổ; động hộp giảm tốc Động (7) đợc gắn với sàn động sơ đồ (a) có u điểm kết cấu nhỏ gọn, nhng trình lắp ráp phức tạp diện tích sàn động lớn nên ta bố trí theo sơ đồ (b), theo động đợc gắn sàn tĩnh, qua truyền làm quay bánh (vành răng) (4) làm quay sàn động đợc gắn với bánh xe (2) lăn tựa ray tròn (3) 2.3 Tính động học thang máy thiết kế 2.3.1 Sơ đồ chuyển động chung toàn thang máy Nh đà trình bày chọn sơ đồ nguyên lý truyền động ta có sơ đồ nguyên lý: Động dẫn ®éng trun chun ®éng quay puly ma s¸t (3), cabin (2) đối trọng (4) chuyển động lên xuống nhờ cáp (1) dới tác dụng lực vòng puly ma sát (3) tạo nên cabin Đồ án tốt nghiệp Hình 2.4 Sơ đồ động học Nhờ đối trọng ta giảm đợc lực kéo cáp nâng; cabin; puly ma sát; cabin động dẫn động nhờ cân đối trọng khối lợng cabin đầy tải, giảm đợc công suất động Để dẫn hớng cabin, đối trọng chuyển động lên xuống theo chiều thẳng đứng ta dùng ray dẫn hớng ngàm lắp cabin đối trọng, thang máy có tải trọng lớn nên ta dùng ray chữ T chuyên dùng 2.3.2 Sơ đồ bố trí ray dẫn hớng Để dẫn híng cabin ta cã thĨ dïng ray hc ray dẫn hớng, ngàm dẫn hớng có dạng má trợt lăn Do thang máy thiết kế loại thang có kích thớc lớn, diện tích sàn cabin hình bát giác, ô tô vào dễ làm lệch trọng tâm nên thang dễ bị kẹt, mặt khác để đảm bảo an toàn đứt cáp ray dẫn hớng phải đảm bảo độ cứng vững nên ta chän ray víi bé phËn dÉn híng lăn Giả sử có lực R tác động theo phơng vào thang R đợc tách làm lực u i ta xét ảnh hởng i lực u tác động theo chiều thẳng đứng i đợc tách thành i1 i2 , để hạn chế chuyển động i1 ta bố trí lăn 1, để hạn chế chuyển động i2 gây ta bố trí lăn 2.3.3 Hệ thống điều khiển thang máy a, Động chính: Đồ án tốt nghiệp Động khâu dẫn động gắn liền với hộp giảm tốc, tuỳ theo yêu cầu thay đổi tốc độ thang trình chuyển động mà ta lựa chọn loại động tốc độ tốc độ Do tốc độ thang m/ph thấp nên theo kinh nghiệm tài liệu chuyên ngành nên ta chọn loại động tốc độ Động đợc sử dụng thang máy loại động không đồng pha rô to dây quấn không đồng pha rô to lồng sóc Vì chế độ làm việc thang máy ngắn hạn lặp lại, với yêu cầu liên tục điều chỉnh vận tốc, mô men quay động phải đảm bảo không đổi suốt trình làm viƯc HiƯn ngêi ta thêng dïng kiĨu ®iỊu khiển động sau: điều khiển cách thay đổi điện áp đặt vào động (ACVF) điều khiển cách thay đổi tần số đặt vào động (VVVF) Đặc tính chuyển động thang máy b, Khối gọi tầng, chọn tầng Đây khối tiếp nhận thông tin đợc ngời đa vào qua nút bấm gọi tầng Khối tạo đệm để đa thông tin đến sử lý để xác định chiều chuyển động cabin lên hay xuống - Có loại mạch điều khiển thông dụng: + Mạch điều khiển logic sử dụng rơle kiểu tiếp điểm Đây phơng pháp kinh điển, dễ chế tạo sửa chữa, thay thÕ cã sù cè Tuy nhiªn nÕu thang cã nhiều điểm dừng, thiết bị trở lên phức tạp, độ tin thấp nên ta không sử dụng loại mạch cho thang máy cần thiết kế + Mạch điều khiển logic, trung tâm mạch điều khiển thao tác chuyển dịch nh gọi tầng mạch vi sử lý EPROM Ưu điểm loại mạch đại, độ tin cậy cao Tuy nhiên loại đắt, hiệu ứng với sản lợng thang lớn ổn định + Mạch ®iỊu khiĨn logic sư dơng bé ®iỊu khiĨn PLC (Programmable Logic Control), loại thiết bị logic lập trình đợc, hay khả trình, cho phép thực linh hoạt thuật toán điều khiển logic thông qua ngôn ngữ lập trình Ta biết sơ đồ gọi tầng chọn tầng thực chất mạch logic để nhận biết điều khiển trình xác định Đồ án tốt nghiệp Vì ứng dụng điều khiển PLC có kết hợp với số mạch phụ ttrợ cho phép thiết kế mạch điều khiển thang máy hoàn chỉnh Loại thích hợp cho loại sản phẩm nhỏ đa dạng, tính mềm dẻo lập trình PLC cho đối tợng cụ thể Hơn hÃng khác đa thị trờng nhiều thiết bị PLC khác thuận tiện cho việc lựa chọn sử dụng Do ta dïng bé ®iỊu khiĨn logic PLC ®Ĩ ®iỊu khiĨn thang máy Để nhận biết điểm dừng tầng xác dừng sàn động quay điểm đó, ta gắn cảm biến hành trình chuyển động cabin điểm tính toán sàn quay 1 Đồ án tốt nghiệp Chơng 3: Tính động lực học Xây dựng sơ đồ tính Để tính động lực học, trớc hết ta phải xây dựng sơ ®å trun dÉn, sau ®ã thiÕt kÕ s¬ bé kÕt cấu (có kích thớc sơ để tính toán), xác định tỷ số truyền cặp bánh răng, động dẫn động quay, động dẫn động chính, hộp giảm tốc, cáp, puly, cặp bánh răng, 1.1 Tính toán thiết kế sơ phần quay b) Động lắp sàn tĩnh Hình 3.3 Sơ đồ dẫn động phần quay sàn động; bánh xe; ray tròn; 4,6 bánh răng; ổ; động hộp giảm tốc a, Tính công suất động dẫn động quay F v NLV = 1000 F: Lực ma sát bánh xe ray F = (Q + qsµn) g f = (2500+ 300) 10 0,1 = 2800 (N) f: HÖ sè ma sát bánh xe ray Lấy f = 0,1 Q: Tự trọng vật nâng Sàn quay với n = v/ph Vận tốc bánh ray: D n π 5400 v= 1000 = 60 1000 = 0,28 (m/s) 2800 , 28 =0,8 NLV= 1000 (KW) P LV 0,8 NCT = η = 0,98 0,7.0,97 = 1,25 (KW) D: ®êng kÝnh ray dÉn híng cã biên dạng tròn Lấy D = 5400 Nh ta chọn động 4A100L8Y3 có nđb = 750 v/ph N = 1,5 (KW) n = 698 v/ph b, TÝnh bé truyền bánh Đồ án tốt nghiệp Với vận tốc quay sàn động (v/ph) Ta có phơng trình truyền dẫn: nđc iHGT ibr = 0,8  1,2 Chän ibr = 10  n®c iHGT = 0,08 0,12 Chọn động có hộp giảm tốc mà đầu khoảng từ 12 (v/ph) để đảm bảo số vòng quay sàn động từ 0,8 1,2 (v/ph) truyền bánh bánh phải có tỷ số truyền i = 10 Chọn đờng kính vòng chia bánh Z2 lµ dw2 = 1000 (mm)  dw1 = dw1 u dw1= 1000/ 10 =100 (mm) Khoảng cách trục : aw = dw1 +dw 2 1000+100 = = 550 (mm) aw 2.550 6.11 Mô đun m =  z1 = m(u+1 ) = =16 (răng) Với z1 =16 xảy tợng cắt lẹm chân để đảm bảo không xảy tợng cắt lẹm chân z 17 2.550 Chọn mô đun m = z1 = 5.11 = 20 (răng ) Nh thông số cặp bánh là: aw = 550 (mm) m=5 Z1= 20 (răng ) Z2 = 200 (răng ) Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc độ bền uốn Vật liệu làm bánh thép 45 cã b1 = 850 Mpa , ch1= 580 Mpa b2 = 750 Mpa, ch2= 450 Mpa [H1] = 509 Mpa [F1] = 252 MPa [H2] = 481,8 Mpa [F2] = 266,5 Mpa ứng suất cho phép tải: [H]max = 1260 Mpa [F1]max = 464 Mpa [F2]max = 360 Mpa H = ZM ZH Z 2.T K H (u+1)/(b w u.dw ) Trong ®ã: ZM = 274 Mpa1/3 ZH = 1,75 hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc Z : hệ số kể đến trùng khớp Z = 0,766 dw1 : đờng kính vòng chia dw1 = 100 (mm) KH = KH KH KHv = 1,01 1,03 = 1,04 Đồ án tốt nghiệp P 1,25 T = 9,55.106 n = 9,55 106 10 = 106900 (Nmm) bw : bề rộng vành bw = ba aw = 0,3 550 = 165 (mm) √ 1069600 1, 04 11 165 10 1002 = 447,3 (Mpa) H = 274 1,75 0,766 Nh vËy H = 447,3 (MPa) < [H] = 481,8 Vậy đảm bảo đủ bền c,Tính trục Sơ đồ lực: Ft Ft= 2139 (N) Fms Fr Fms= 3500(N) Fr =7768(N) Qx 10307360 12407360 My 4515880 7640000 T Trục gắn với sàn quay chịu lực gồm lực hớng tâm Fr cặp bánh phần tải trọng vật nâng Để đơn giản cho tính toán, ta thiết kế coi nh phần sàn động gắn với trục tuyệt đối cứng, lực tác dụng theo phơng thẳng đứng dồn vào bánh xe ray Chọn kích thớc sơ bộ: + Đờng kÝnh s¬ bé cđa trơc: d T 0,2.[ σ ] P T = 9,55 106 n = 9,55 106 0,8 = 764 104 (Nmm) d √ 764 10 0,2.50 = 90 (mm) Đồ án tốt nghiệp Chän dsb = 100 (mm) Theo kÕt cÊu chän l2 = 580 l1 = 600 Lùc híng t©m: Fr = 21392 tg200 = 7786 (N) 1069600 Lùc tiÕp tuyÕn : Ft = 100 = 21392 (N) Ta cã biểu đồ mô men: Mtđ = M2x +0 , 75 T 2 √ = 3655960 +0,75.7640000 = 12774176 (Nmm) M td 0,1.[ τ ] = d= Chän d = 70 (mm) √ 12774176 0,1.600 = 59 (mm) d Tính toán chọn ổ lăn sơ đồ tính toán nh sau Chọn sơ ổ bi cì trung cã kÝ hiƯu nh sau : D= 65 (mm) , D = 130 (mm) , C = 64 ,1(KN) Co = 49,4(KN) , Víi lùc híng t©m Fr = 7768 (N) Fa = Tải trọng quy íc : Q = X.V Fr Kt.K® Trong ®ã : X : hệ số tải trọng hớng tâm chọn X = V :hệ số tính đến vòng vòng vòng quay Trờng hợp vòng quay v× vËy chän V =1 Kt : hƯ sè kể đến ảnh hởng cuă nhiệt độ chọn Kt =1 Kđ : hệ số kể đến đặc tính tải trọng cho bảng 11.3 (TTTKHD ĐCK) ta đợc Kđ = 1,2 Q = 1.1.7768.1.1,2 = 9321,6 (N) Tính khả tải động m Cđ =Q L Đồ án tốt nghiệp Trong : M : bậc đờng cong mỏi thử ổ lăn § èi víi ỉ bi m= L : ti thä tÝnh b»ng triƯu vßng quay 60 n Lh L = 10 60 10 365 24 L = 10 = 5,25  C® = 9,32 √ 5,256 = 17 (KN) Nh vËy ta thÊy C® = 17(KN) >e = 1,5 Tg α = 1,5 tg11,67=0,3 Tra b¶ng 11.4 tài liệu TTTKHD ĐCK ta đợc nh sau X =0,4 , Y = 0,4 cotg α = 0,4 cotg11,67 =2 Tải trọng quy ớc : Qo= ( 0,4 7786 + 21000) 1,2 = 54,14(KN) Khả tải động : 0,3 0,3 Cđ = Q L = 54,24 5,35 = 89,4(KN) Ta thÊy kh¶ tải động thừa nhiều ta chọn lại ổ lăn cỡ nhẹ Có kí hiệu 7514 có thông số nh sau dng= 70 , D = 125 (mm) , B = 32 (mm) , α = 14,5 , C= 110 (KN) , Co = 108 (KN) kiểm tra khả tải tĩnh ổ lăn Q =Xo Fr + Yo Fa Trong ®ã : Xo , Yo :hƯ sè tải tĩnh tra theo bảng 11.6 TTTKHD ĐCK Ta đợc Xo = 0,5 , Yo = 0,22 cotg α = 0,22 cotg14,5 = 0,85 Q = 0,5 7768 + 0,85 21000 =21748 (N) = 21,748 (KN) Nh vËy Q = 21,748 (KN) < Co = 108 (KN) E, Tính toán chọn bánh xe ray Tính ray : Ta có sơ đồ chuyển động bánh xe lăn ray có biên dạng hình tròn nh hình vẽ sau : sàn động ray O bánh xe Trong thực tế có dạng tiếp xúc bánh xe ray nh sau : Đồ án tốt nghiệp + Dạng tiếp xúc kiểu dạng tiếp xúcđờng bánh xe lăn quỹ đạo tròn xảy tợng vận tốc điẻm khác Và xảy tợng trợt điểm mà có vận tốc nhỏ gây tợng có tiếng kêu làm việc làm cho ray chóng mòn +D ạng tiếp xúc kiểu b) dạng tiếp xúc điểm làm giảm đợc tợng trợt nhng mà biên dạng bánh xe hình côn nên đòi hỏi chế tạo bánh xe gia công ray thành hình tròn phải đòi hỏi độ xác cao + Dạng tiếp xúc kiểu c) dạng tiếp xúc đờng nhng mà ta giảm bề rộng tiếp xúc ray bánh xe giảm đợc tợng trợt nhng làm cho ứng xuất tiếp xúc ray bánh xe tăng nên làm cho kích thớc bánh xe tăng nên Từ dạng để phù hợp với dạng bánh xe lăn ray tròn ta chọn loại phù hợp +Tính toán động lực ray Ray có biên dạng tròn đợc chế tạo cách uốn từ ray thẳng Để uốn đợc ta phải uốn từ ray đối xứng nh ray chữ I, [ Chän ray thÐp ch÷ I cã [ τ ] = 10 (KN/cm ),[ σ ] = 16 (KN/cm ) Tải trọng tác dụng ray là: F = 35000(N) Sơ đồ tác dụng lực nên ray nh sơ đồ sau : Đồ án tèt nghiƯp p = 35000(N) Fms Lùc c¾t lín nhÊt tác dụng lên ray : Qy = F = 35000 (N) Ta xác định diện tích mặt cắt ngang ray : Từ điều kiện bền τ 3.Qy = 2.F