Tiểu luận môn học máy nâng vận chuyển thiết kế bộ máy di chuyển cầu trục

Kích Kích là loại máy nâng đơn giản dùng để nâng trọng vật lên một chiều cao nhỏ thường khoảng 0,2÷0,6 m.Kích được sử dụng chủ yếu trong việc hỗ trợ sửa chữa,lắp ráo công trình và cơ kh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

BÀI TIỂU LUẬN MÔN HỌC MÁY NÂNG VẬN CHUYỂN

THIẾT KẾ BỘ MÁY DI CHUYỂN CẦU TRỤC

Họ và tên: Nguyễn Đức Trường

Mã sinh viên: 211332412

Lớp: Kỹ thuật cơ khí động lực 2-K62

Khoa: Cơ khí

Người hướng dẫn: TS Đoàn Văn Tú

Hà Nội, 2024

Họ và tên: Nguyễn Đức Trường MSV: 211332412

Đề số 7 – phương án 9

CHƯƠNG 1:TÌM HIỂU CHUNG VỀ MÁY NÂNG VẬN CHUYỂN 1.1 Công dụng và phân loại máy nâng

1.1.1 Định nghĩa

Máy nâng vận chuyển là các loại máy dùng để cơ giới hóa công tác nâng và vận chuyển nội bộ Ta dùng các loại máy này để vận chuyển các loại hàng: hàng kiện, hàng khối, các cơ cấu máy móc, các cấu kiện xây dựng

1.1.2 Phân loại máy nâng

1.1.2.1 Kích

Kích là loại máy nâng đơn giản dùng để nâng trọng vật lên một chiều cao nhỏ (thường khoảng 0,2÷0,6 m).Kích được sử dụng chủ yếu trong việc hỗ trợ sửa chữa,lắp ráo công trình và cơ khí.Khi làm việc kích được đặt dưới vật nâng và đẩy vật

đi lên

Kích thường có 3 loại:kích thanh răng,kích vít và kích thủy lực

- Kích thanh răng

Kích thanh răng di chuyển lên và xuống dựa vào sự ăn khớp của các bánh răng

Hình :hình ảnh kích thanh răng

Kích thanh răng có thể nâng vật nặng từ 2 ÷ 6 (Tấn)

- Kích vít

Kích vít di chuyển lên và xuống dựa vào sự ăn khớp của trục vít và bánh vít

Hình :hình ảnh kích vít

Kích vít thường có khả năng nâng được vật nặng từ 0,2 ÷ 2 (Tấn) với chiều cao nâng từ 0,25 ÷ 0,65 (m)

Người ta thường dùng vít ren hình thang và lợi dụng tính tự hãm của ren để hãm giữ vật nâng

- Kích thủy lực

Kích thủy lực nâng vật nặng lên nhờ áp lực chất lỏng tác dụng vào mặt dưới của

piston đầu kích,khi cần hạ vật nặng chỉ cần tháo dầu xuống bình chứa của kích

Hình :Hình ảnh kích thủy lực Kích thủy lực làm việc êm,hiệu suất cao,tải trọng nâng lớn có thể đạt tới 750

(Tấn),kích thước nhỏ gọn,được sử dụng rộng rãi.Có thể dẫn động bằng bơm tay hoặc hơn máy

1.1.2.2 Tời

- Tời tay quay

Tời tay quay được dẫn động bằng tay.Sức nâng kéo của nó thường từ 0,5 ÷ 5

(Tấn)

Tời tay thường được sử dụng ở những nơi không có nguồn điện lưới hoặc địa hình chật hẹp

Hình :Hình ảnh tời tay quay

- Tời máy

Tời máy được dẫn động bằng động cơ điện.Sức nâng kéo của nó thường từ 0,5

÷ 10 (Tấn)

Hình :Hình ảnh tời máy 1.1.2.3 Palăng

- Palăng tay

Palăng tay được dẫn động bằng tay.Sức nâng thường từ 0,25 ÷ 5 (Tấn),chiều

cao nâng móc khoảng 3 (m)

Hình :Hình ảnh palăng tay

- Palăng điện

Palăng điện được dẫn động bằng động cơ điện.Sức nâng thường từ 0,1 ÷ 10 (Tấn),chiều cao nâng thường từ 6 ÷ 8 (m) có thể lên đến 30 (m)

Hình :Hình ảnh palăng điện 1.1.2.4 Cần trục

Là loại máy nâng có tay với (gọi là cần), nó có kết cấu hoàn chỉnh và phức tạp

gồm nhiều bộ máy.Tùy theo bộ máy của nó mà diện tích xếp dỡ là một điểm, một đường thẳng, là một hình quạt, hình vành khăn hay hình bất kỳ

Hình :Hình ảnh cần trục bánh xích 1.1.2.5 Máy nâng kiểu cầu,cổng

Loại này di chuyển trên đường ray chuyên dùng, xe con mang hàng di chuyển

trên kết cấu thép kiểu cầu

Hình :Hình ảnh máy nâng kiểu cầu trục 1.1.2.6 Cần trục đường dây cáp

Đặc điểm là có dây cáp chịu lực dùng làm đường lăn cho xe con mang hàng di

chuyển Dây cáp chịu lực được neo qua các cột, các cột này có thể đặt cố định hoặc có bánh xe di chuyển trên đường ray chuyên dùng

Hình :Hình ảnh cẩu trục đường dây cáp 1.1.2.7 Thang nâng xây dựng

Thang máy dùng để nâng người hoặc nâng hàng theo phương thẳng đứng khi

dùng để nâng hàng người ta gọi là vận thăng

Hình :Hình ảnh thang nâng 1.2 Công dụng và phân loại máy vận chuyển

1.2.1 Công dụng

Vận chuyển hàng hóa, vật liệu rời xốp, vật liệu dạng cục nhỏ: xi măng, than, đá,

ngũ cốc, cát, sỏi…

Vận chuyển vật liệu dính ướt: hỗn hợp vữa, bêtông, đất sét ướt; các loại hàng kiện, trong một khoảng cách không xa

1.2.2 Phân loại

1.2.2.1 Băng tải đai

Loại này dùng để vận chuyển các loại vật liệu rời, dạng bột, hạt, các vật liệu

dạng cục vừa và nhỏ, các dạng hàng kiện theo phương nằm ngang hoặc phương nghiêng với góc nghiêng không lớn

Hình :Hình ảnh băng tải đai 1.2.2.2 Băng xích

Chúng dùng vận chuyển vật liệu thường và vật liệu nóng với góc nghiêng nhỏ,

riêng băng gầu có thể vận chuyển theo phương thẳng đứng hoặc góc nghiêng lớn Gồm 3 loại:băng tấm,băng gạt,băng gầu

Hình :Hình ảnh băng xích 1.2.2.3 Băng xoắn (vít tải)

Dùng vận chuyển vật liệu rời, vật liệu dính theo phương ngang, hoặc phương

nghiêng

Hình :Hình ảnh băng xoắn 1.2.3.3 Băng gầu

* Dựa theo vận tốc của băng gầu

- Băng gầu cao tốc: Loại này có tốc độ của bộ phận kéo từ 1,25÷2 m/s

Nó cũng thường dùng để vận chuyển các loại vật liệu dạng bột; vật liệu dạng cục nhỏ và vừa

- Băng gầu thấp tốc: tốc độ của bộ phận kéo từ 0,4÷1,0 m/s Loại này

dùng để vận chuyển các loại vật liệu nhám, có cục vừa, các loại vật liệu kém linh động

* Dựa theo phương pháp xả vật liệu

- Băng gầu xả vật liệu bằng lực ly tâm

- Băng gầu xả vật liệu liên tục

- Băng gầu phục vụ nghiền vật liệu

- Băng gầu siêu năng suất

* Dựa theo phương pháp xả vật liệu

- Băng gầu xả vật liệu bằng lực ly tâm được dùng để vận chuyển các

vật liệu rời

- Băng gầu xả liên tục cũng dùng đối với vật liệu rời tuy nhiên yêu cầu cao hơn, đặc biệt đối với vật liệu khó xúc ở phần đáy và vật liệu dễ vỡ

- Hai loại băng gầu còn lại là dạng đặc biệt của băng gầu xả ly tâm và

băng gầu xả liên tục Ở băng gầu phục vụ nghiền khác băng gầu ly tâm là nhận vật liệu từ cạnh sườn

Hình: Hình ảnh băng gầu

1.2.3.4 Xe nâng tự hành

Xe nâng hàng tự hành là một dạng riêng của máy nâng vận chuyển Nó được

dùng để nâng hạ, vận chuyển các loại hàng kiện, hàng đóng gói, hàng hòm,

container nhỏ và các cấu kiện bêtông có trọng lượng tương đối lớn Nó cũng có

thể lắp các thiết bị kẹp hàng để vận chuyển các hàng ống dài Đôi khi cũng có thể nâng và vận chuyển các vật liệu rời nhưng phải được đóng bao hoặc đựng trong

các thùng chứa, cự ly vận chuyển không xa (dưới 400 m)

Hình: Hình ảnh xe nâng tự hành 1.2.3.5 Máy xúc lật

Máy xúc lật, là máy xây dựng thuộc loại thiết bị cơ giới, có công dụng chính để bốc xúc đất, đá và vật liệu rời, vận chuyển chúng trong gầu xúc của máy, để đổ lên thiết bị vận chuyển khác (ô tô tải) hay kho chứa với độ cao đổ nhất định cao hơn nền đất

Hình: Hình ảnh máy xúc lật

CHƯƠNG 2:TÌM HIỂU VỀ CẦU TRỤC 2.1 Khái niệm

Cầu trục là loại máy trục có kết cấu giống chiếc cầu có bánh xe lăn trên đường ray chuyên dùng,nên còn gọi là cầu lăn.Nó được sử dụng rất phổ biến trong hầu hết các ngành kinh tế,sản xuất và quốc phòng

2.2 Công dụng

Dùng để nâng-chuyển vật nặng trong các phân xưởng và nhà kho;cũng có thể dùng để xếp dỡ hàng,vận chuyển xử lý hàng hóa,xây dựng công trình,sản xuất và gia công

2.3 Phân loại

Cầu trục thường chia thành 2 loại:

-Cầu trục một dầm

Hình :Hình ảnh cầu trục một dầm

Cầu trục một dầm là loại máy trục kiểu cầu chỉ có một dầm chạy chữ I,xe con treo palăng di chuyển trên cánh dưới của dầm chạy chữ I

Cầu trục một dầm còn chia ra dẫn động bằng tay và dẫn động bằng điện

+Cầu trục một dầm dẫn động bằng tay có kết cấu đơn giản và rẻ tiền nhất.Sức nâng của cầu trục loại này thường 0,5 ÷ 5 (Tấn),tốc độ làm việc chậm

+Cầu trục một dầm dẫn động điện sức nâng có thể lên đến 10 (Tấn),khẩu độ đên

30 (m)

-Cầu trục hai dầm

Hình :Hình ảnh cầu trục hai dầm

Sức nâng của cầu trục 2 dầm thường trong khoảng 5 ÷ 30 (Tấn),khi có yêu cầu riêng có thể lên tới 500 (Tấn).Ở cầu trục có sức nâng lớn hơn 10 (Tấn),thường được trang bị hai tời nâng cùng với hai móc câu chính và phụ,tời phụ có sức nâng thường bằng một phần tư sức naanh của tời chính nhưng tốc độ nâng thì lớn hơn

2.4 Cầu trục phù hợp với tải trọng nâng danh nghĩa

Đối với tải trọng nâng danh nghĩa Q = 5 (Tấn),có thể sử dụng loại cầu trục một

dầm dẫn động điện

Hình :Sở đồ cầu trục một dầm

Trong đó:

1: Dầm chịu lực 7: Thang

2: Hộp điều khiển palăng 8: Cơ cấu dẫn động di chuyển cần trục dầm 3: Tời điện 9: Trục dọc của cơ cấu chuyển động dầm cầu trục

4: Xe con 10: Ray di chuyển dầm

5: Bánh xe không tải 11: Cabin điều khiển

6: Bánh dẫn động

2.5 Nguyên lý làm việc

Nguồn động lực chính từ động cơ điện truyền dồng qua hệ thống dẫn động di chuyển cần trục dầm (8) thông qua trục (9) làm quay bánh dẫn động (6) để di chuyển toàn bộ hệ thống dầm chính trên đường ray (10)

Người lái máy ngồi trong cabin (11) điều khiển di chuyển dầm chính đến vị trí thi công.Từ cabin (11),người lái máy điều khiển các thao tác nâng hạ hàng,thay đổi tầm với

Nguyên lý làm việc của các bộ máy chính:

+Bộ máy nâng hạ hàng: Thông qua hộp điều khiển palăng (2) điều khiển tời (3) làm việc cùng với hệ puly móc câu chuyển động lên xuống thực hiện quá trình nâng

hạ hàng

+Bộ máy thay đổi tầm với: Hệ thống cầu trục một dầm thay đổi tầm với bằng cách di chuyển xe con mang hàng (4),từ đó làm thay đổi khoảng cách từ ray đến tâm puly móc câu

2.6 Đường lối tính toán bộ máy di chuyển cầu trục

1 Xác định các thông số ban đầu

Xác định tải trọng nâng danh nghĩa,tốc độ di chuyển,khoảng cách di chuyển

2 Lựa chọn loại cầu trục

Lựa chọn loại cầu trục dựa trên tải trọng nâng danh nghĩa

3 Tính toán cấu trúc

Tính toán cấu trúc chịu lực chính của cầu trục

4 Tính toán hệ thống di chuyển

Tính toán tải trọng trên từng bánh xe,lựa chọn vật liệu,kích thước đường ray

5 Lựa chọn động cơ và hệ thống truyền động

Lựa chọn động cơ và hệ thống truyền động đáp ứng được yêu cầu của hệ thống

6 Tính toán hệ thống nâng hạ

7 Tính toán hệ thống điều khiển

CHƯƠNG 3: TÍNH CHỌN SƠ BỘ ĐỘNG CƠ DẪN ĐỘNG BỘ MÁY

DI CHUYỂN

Số liệu đề bài

Q=40 (tấn) = 400000 (N)

Gct=45 (tấn) = 450000 (N)

Vxecon=30 (m/phút)

Vdcct=60(m/phút)

Chế độ làm việc: Trung bình

3.Tính cơ cấu di chuyển cầu

3.1 Chọn đường kính bánh xe, đường kính ổ trục

Vì cầu trục là loại 2 dầm, tải trọng Q= 40 tấn > 5 tấn nên:

Ta chọn loại bánh xe hình trụ có 2 thanh bên với các kích thước theo

ҐOCT 3569-60 Đường kính bánh xe chọn Dbx =700 mm, đường kính ngỗng trục ổ d=130 mm (bảng 9-1)

Trọng tải máy trục

(xe lăn),T

Đường kính bánh xe Đường kính ngõng trục Đường kính bánh xe Đường kính ngõng trục

Chú thích:đường kính bánh xe các cầu lăn một dầm lấy trong khoảng 400 ÷ 600 mm

Bảng.9.1.Bảng chọn kích thước bánh xe lăn và cầu lăn

3.2 Tải trọng lên bánh xe

Tải trọng tác dụng lên các bánh xe gồm có trọng lượng bản thân cầu

Gct = 450000 N

Trọng lượng bản thân xe con Gx = 10%Q = 40000 N

Tải trọng vật nâng Q = 400000N

3.3 Động cơ điện

Lực cản chuyển động do ma sát công thức (3-40)

W1=(G0+Q)2μ+fd D

bx =(490000 + 400000)2.0,8+0,02710 = 2030,7 N

G0=G c +G x= 450000 + 40000 = 490000 N

Trong đó μ, f lấy theo bảng 3-7, 3-8

Ta chọn được μ= 0,8, f=0,02

Loại ray Đường kính bánh xe , mm

200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Ray bằng 0,3

0,4 0,5 0,6 0,6 0,8 0,7 0,9 0,7 0,9 Ray đầu vồng

kiểu P và KP 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,2 1,2 1,4 Chú thích: dùng trị số trên khi bánh xe bằng thép và trị số dưới khi bánh xe làm bằng

gang

Bảng 3.7 chọn hệ số ma sát lăn của bánh răng,mm

Loại ổ ổ trượt ổ lăn

Kết cấu

𝛿 Để hở

Có hộp trục bôi dầu thanh lăn ổ bi và ổ ổ nón

f 0,1 0,08 0,015 0,02

Bảng 3.8.Bảng chọn hệ số ma sát trong ổ trục bánh xe f

Lực cản do độ rộng đường ray, công thức (3-41)

W2 =α(G0+Q)=0,002.(490000+40000)=1060 N

αtra bảng 3-9, với đường ray của xe trên cầu lăn nên ta chọn α

=0,002

các dầm sắt với nền bê tông cốt sắt

Đường nền đá dăm,tà vẹt gỗ

Đường ray của

xe trên cầu lăn

Bảng 3.9.Bảng chọn độ dốc đường ray α

Tổng lực cản tĩnh động chuyển động, công thức (3-39)

Wt=kt.W1+W2=2,2.2030,7+1060= 5527,5 N

kt lấy theo bảng 3-6 tương ứng với tỉ số B L=150004500 =3,3≈3 =>k t=2,2 Công suất tĩnh yêu cầu đối với động cơ điện tính theo (3-60)

Nt ¿ w t ⋅V c

60.1000⋅ η cⅆ =60.1000.0,855527,5.60 = 6,5 kW

Tương ứng với chế độ làm việc của cơ cấu là trung bình chọn sơ bộ động cơ điện DK 62-6 có các thông số sau đây:

Công suất danh nghĩa Nđc = 7 kW

Số vòng quanh danh nghĩa nđc = 960 v/phút

Hệ số quá tải M max

M nⅆ = 2,2 Momen vô lăng (Gi.Di2)roto = 6 N.m2

Khối lượng mđc = 170 kg