Đề tài thiết kế tốt nghiệp Thiết kếcầu trục 4 tấn 2013

Cầu trục là một loại máy trục có phần kết cấu thép(dầm chính) liên kết với hai dầm ngang(dầm cuối), trên hai dầm ngang này có 4 bánh xe di chuyển trên hai đường ray song song đặt trên vai cột nhà xưởng hay trên dàn kết cấu thép. Cầu trục được sử dụng rất rộng rãi và tiện dụng để nâng hạ vật nâng, hàng hóa trong các xưởng, phân xưởng cơ khí, nhà kho bến bãi. Dầm cầu được gọi là dầm chính thường có kết cấu hộp và dàn, có thể có một hoặc hai dầm, trên đó có xe con và cơ cấu nâng di chuyển qua lại dọc theo dầm chính. Hai đầu của dầm chính liên kết hàn hoặc đinh tán với hai dầm cuối, trên mỗi dầm cuối có hai cụm bánh xe, cụm bánh xe chủ động và cụm bánh xe bị động. Nhờ cơ cấu di chuyển cầu và kết hợp cơ cấu di chuyển xe con (hoặc palăng) mà cầu trục có thể nâng hạ ở bất cứ vị trí nào trong không gian phía dưới mà cầu trục bao quát.

Đề án kỹ thuật Trường ĐHKTCN-Thái Nguyên Mục Lục Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí 1 Đề án kỹ thuật Trường ĐHKTCN-Thái Nguyên LỜI NÓI ĐẦU Trong công cuộc xây dựng đất nước ngành cơ khí nói chung và ngành cơ khí chế tạo máy nói riêng là một ngành then chốt trong nên kinh tế quốc dân. Trong chương trình đào tạo kỹ sư thì Đề án kỹ thuật có vai trò rất quan trọng trong việc mở rộng tầm hiểu biết cũng như rèn luyện khả năng tư duy của người nghiên cứu. Để tổng kết toàn bộ kiến thức đã học và giúp cho sinh viên ý thức được công việc của người cán bộ kỹ thuật thì Đề án kỹ thuật là một công việc quan trọng trong quá tình đào tạo mà mỗi sinh viên phải thực hiện. Với đề tài thiết kế tốt nghiệp “Thiết kếcầu trục 4 tấn" mà nhóm em được giao đã mang lại cho chúng em nhiều điều bổ ích, giúp nhóm em phần nào củng cố thêm được kiến thức đã tích luỹ trong mấy năm học vừa qua. Trong thời gian làm đồ án, được sự chỉ bảo tận tình của cô giáo hướng dẫn:Trần Thị Phương Thảocùng các thầy cô giáo trong bộ môn, cùng với sự nỗ lực cố gắng của bản thân mỗi thành viên trong nhóm đến nay Đề án kỹ thuật của nhóm em đã được hoàn thành. Tuy nhiên vì kiến thức còn hạn chế, tài liệu tham khảo còn hạn chế cho nên không tránh khỏi những thiếu sót. Vậy nhóm em rất mong có sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp, để Đề án kỹ thuật được hoàn thiện hơn. Cuối cùng chúng em xin chân thành cảm ơn, các thầy giáo cô giáo đã tận tình giúp đỡ chỉ bảo hướng dẫn nhóm em hoàn thành tốt Đề án kỹ thuật này. Thái Nguyên Tháng 01 Năm 2013 Sinh Viên Lê Văn Lực Lê Hùng Phong Trần Đình Nhàn. Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí 2 Đề án kỹ thuật Trường ĐHKTCN-Thái Nguyên NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN STT Họ và tên MSSV 1 Lê Văn Lực DTK0851010034 2 Lê Hùng Phong DTK0851010042 2 Trần Đình Nhàn DTK0851010041 Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí 3 Đề án kỹ thuật Trường ĐHKTCN-Thái Nguyên Nhận xét của giáo viên hướng dẫn Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí 4 Đề án kỹ thuật Trường ĐHKTCN-Thái Nguyên Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí 5 Đề án kỹ thuật Trường ĐHKTCN-Thái Nguyên PHẦN I NHIỆM VỤ - YÊU CẦU – PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 1.1. TỔNG QUAN Máy nâng chuyển là thiết bị mang vật trực tiếp, dùng để di chuyển đối tượng từ vị trí này tởi vị trí khác nhằm giảm tối đa sức lao động của con người mà hiệu quả kinh tế cao nhất. Đặc điểm làm việc của các cơ cấu máy nâng là ngắn hạn, lặp đi lặp lại và có thời gian dừng. Chuyển động chính của máy là nâng hạ vật theo phương thẳng đứng, ngoài ra còn một số các chuyển động khác để dịch chuyển vật trong mặt phẳng ngang như chuyển động quay quanh trục máy, di chuyển máy, chuyển động lắc quanh trục ngang. Bằng sự phối hợp giữa các chuyển động, máy có thể dịch chuyển vật đến bất cứ vị trí nào trong không gian làm việc của nó. Để đáp ứng yêu cầu và đòi hỏi của các ngành công nghiệp khác nhau, kĩ thuật nâng vận chuyển cũng xuất hiện nhiều loại máy nâng vận chuyển mới. Tùy theo kết cấu và công dụng, máy nâng chuyển được chia thành các loại: kích, tời, palăng, cần trục, cầu trục, cổng trục, thang nâng.v.v Cầu trục là loại máy trục kiểu cầu. Loại này di chuyển trên đường ray đặt trên cao dọc theo nhà xưởng, xe con mang hàng di chuyển trên kết cấu thép kiểu cầu, cầu trục có thể nâng hạ và vận chuyển hàng theo yêu cầu tại bất kì điểm nào trong không gian của nhà xưởng. Cầu trục được tất cả các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân với các thiết bị nang vật rất đa dạng như máy treo, thiết bị cặp, nam châm điện… 1.2. NHIỆM VỤ - YÊU CẦU THIẾT KẾ. 1.2.1. Nhiệm vụ thiết kế. Thiết kế là một quá trình sáng tạo, trong quá trình này người thiết kế phải tìm hiểu, đề cập và giải quyết thỏa đáng hàng loạt các yêu cầu khác nhau về phương pháp tính toán, chỉ tiêu khả năng làm việc, công nghệ chế tạo và quy trình lắp ráp, sử dụng, sửa chữa theo nhiều phương pháp khác nhau. Nhiệm vụ chính của thiết kế là tìm ra và cụ thể hóa các giải pháp kỹ thuật để từ đó lựa chọn ra phương pháp tối ưu, phù hợp với nhiệm vụ thư thiết kế. Cuối cùng là Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí 6 Đề án kỹ thuật Trường ĐHKTCN-Thái Nguyên đưa ra những thông tin về đối tượng thiết kế và từ những thông tin đó có thể tạo ra một sản phẩm cụ thể. Việc thiết kế phải đảm bảo khả năng thực hiện được các giải pháp kỹ thuật, nghĩa là phải có sự phù hợp giữa các đặc tính kỹ thuật của các đối tượng mới với các giải pháp kỹ thuật và mức độ phát triển của khoa học kỹ thuật cũng như thực tế sản xuất. Trong đề tài này, việc thiết kế được giới hạn trong “ thiết kế cầu trục 4 tấn ” sao cho đảm bảo được các tính năng kỹ thuật và yêu cầu đặt ra. 1.2.2. Yêu cầu thiết kế. 1.2.2.1 Yêu cầu chung. Mỗi loại máy nâng được cấu thành từ hai bộ phận cơ bản: kết cấu thép và bộ phận cơ khí. Ngoài hai bộ phận trên còn có phần trang bị điện, các bộ phận điều khiển, các cơ cấu bảo vệ an toàn,… Phần kết cấu thép có hình dạng, kích thước ngoài khác nhau, phù hợp với không gian, tính chất công việc và đối tượng mà chúng phục vụ cũng như điều kiện kinh tế kỹ thuật khác.Kết cấu thép là xương sống, là bộ phận chịu tải của cả máy nâng mà trong quá trình làm việc trọng lượng các cơ cấu cơ khí, tải trọng nâng chuyển đến.Các cơ cấu cơ khí được lắp đặt trực tiếp trên bộ phận kết cấu thép và thực hiện chức năng nâng hạ, di chuyển hoặc quay máy nâng, thay đổi tầm với.Người ta phối hợp với các chức năng của các cơ cấu trên để nâng hạ, di chuyển vật trong không gian mà máy nâng có thể thao tác. Bộ phận cơ cấu cơ khí là tập hợp các bộ truyền dẫn động từ động cơ đến bộ công tác.Các bộ phận này có thể là cơ khí, thủy lực, khí nén hoặc hỗn hợp của các loại đó. Đại đa số các máy nâng sử dụng truyền động cơ khí mà kết cấu của chúng là: động cơ, hộp giảm tốc, trong đó có các trục, khớp nối, ổ bi, các cặp bánh răng, cáp hoặc xích truyền động, tang cuốn cáp, puli, phanh,… được sắp xếp theo một thứ tự và quy luật truyền động nhất định. Tính toán các cơ cấu truyền động là tính toán chức năng của máy (động học, động lực học như là số vòng, tốc độ, phương chiều chuyển động, lực tác động…), sức bền các cơ cấu để từ đó định ta kích thước hình học, công suất động cơ và các thông số khác nhằm làm cho máy nâng đạt được các yêu cầu kỹ thuật phù hợp với yêu cầu thực tế đòi hỏi đặt ra. Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí 7 Đề án kỹ thuật Trường ĐHKTCN-Thái Nguyên Đối với tính toán sức bền nhằm tìm được kích thước của các cơ cấu đặt độ cứng và bền mòn. Tính toán bền thường trải qua hai giai đoạn: trước tiên là lựa chọn sơ bộ sau đó là tính chính xác. Lựa chọn sơ bộ là mục đích xác định nhanh những kích thước chính theo phương pháp đơn giản và gần đúng. Tính toán chi tiết hay tính chính xác nhằm mục đích kiểm tra và điều chỉnh lại kích thước cơ cấu đã lựa chọn sơ bộ.Cách tính này thường dựa vào tính chất mới của vật liệu. Hư hỏng các cơ cấu máy nâng chủ yếu là do gãy và mòn. Việc tính bền chi tiết là phải xác định chính các kích thước để có khả năng cứng vững chống lại các tải trọng tác dụng lên chúng, bảo đảm tuổi thọ của chúng đồng thời bảo đảm tính kinh tế không quá lãng phí vật liệu.Mòn của các chi tiết cơ cấu diễn ra từ từ và lâu dài. Để bảo đảm độ mòn cho phép cần quan tâm tới chất lượng vật liệu và phương pháp xử lý bề mặt các vật liệu đó phù hợp điều kiện làm việc theo yêu cầu của từng chi tiết, bộ phận và đặt được tuổi thọ của cả máy đã xác định trước. 1.2.2.2 YÊU CẦU CỤ THỂ TRONG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦU TRỤC. Trong tính toán thiết kế cầu trục cần thỏa mãn các yêu cầu sau: - Phải phục vụ tốt cho việc di chuyển vật phẩm trong phân xưởng cơ khí. - Hình dạng, kích thước của các kết cấu phải phù hợp loại vật mang và không gian nhà xưởng. - Phải đạt được tính kinh tế cao: nghĩa là thiết bị sau khi chế tạo và các chi phí vận chuyển cảu thiết bị phải là tối ưu nhất. - Kích thước các chi tiết kết cấu của cần trục phải nhỏ gọn mà vẫn đảm bảo được các tính năng của nó. - Thiết kế phải dễ chế tạo hoặc nằm trong giới hạn tiêu chuẩn là dễ lắp đặt trong phân xưởng. - Sử dụng đơn, làm việc phải có độ tin cậy cao, ít hỏng hóc và bị sự cố ở mỗi chế độ nâng chuyển. - Phải đảm bảo cho việc bảo dưỡng và sửa chữa thiết bị được dễ dàng trong những trường hợp cần thiết. - Thiết bị phải đạt tuổi bền cần thiết. Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí 8 Đề án kỹ thuật Trường ĐHKTCN-Thái Nguyên 1.3 Đặc điểm, phân loại cầu trục 1.3.1 Một số đặc điểm về cầu trục. Cầu trục là một loại máy trục có phần kết cấu thép(dầm chính) liên kết với hai dầm ngang(dầm cuối), trên hai dầm ngang này có 4 bánh xe di chuyển trên hai đường ray song song đặt trên vai cột nhà xưởng hay trên dàn kết cấu thép. Cầu trục được sử dụng rất rộng rãi và tiện dụng để nâng hạ vật nâng, hàng hóa trong các xưởng, phân xưởng cơ khí, nhà kho bến bãi. Dầm cầu được gọi là dầm chính thường có kết cấu hộp và dàn, có thể có một hoặc hai dầm, trên đó có xe con và cơ cấu nâng di chuyển qua lại dọc theo dầm chính. Hai đầu của dầm chính liên kết hàn hoặc đinh tán với hai dầm cuối, trên mỗi dầm cuối có hai cụm bánh xe, cụm bánh xe chủ động và cụm bánh xe bị động. Nhờ cơ cấu di chuyển cầu và kết hợp cơ cấu di chuyển xe con (hoặc palăng) mà cầu trục có thể nâng hạ ở bất cứ vị trí nào trong không gian phía dưới mà cầu trục bao quát. Hình 1:.Cầu trục dẫn động điện. Xét về tổng thể cầu trục gồm có phần kết cấu thép(dầm chính, dầm cuối, sàn công tác, lan can), các cơ cấu cơ khí(cơ cấu nâng, cơ cấu di chuyển cầu và cơ cấu di chuyển xe con) và cá thiết bị điều khiển khác. Dẫn động cầu trục có thể bằng tay hoặc dẫn động điện. Dẫn động bằng tay chủ yếu dùng trong các phân xưởng sửa chữa, lắp ráp nhỏ, nâng hạ không thường xuyên, không đòi hỏi năng suất và tốc độ cao. Dẫn động bằng điện cho các loại cầu có tải trọng nâng và tốc độ nâng lớn sử dụng trong các phân xưởng lắp ráp và sửa chữa lớn. Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí 9 Đề án kỹ thuật Trường ĐHKTCN-Thái Nguyên Cầu trục được chế tạo với tải trọng tâng từ 1 đến 500 t; khẩu độ dầm cầu đến 32m; chiều cao nâng đến 16m; tốc độ nâng vật từ độ vật từ 2 đến 40m/ph; tốc độ di chuyển xe con đến 60m/ph và tốc độ di chuyển cầu trục đến 125m/ph. Cầu trục có tải trọng nâng thường được trang bị hai hoặc ba cơ cấu nâng vật: một cơ cấu nâng chính và một hoặc hai cơ cấu nâng phụ. Tải trọng nâng của loại cầu trục này thường được kí hiệu bằng một phân số với tải trọng nâng chính và phụ, ví dụ: 15/3 t; 20/5 t; 150/20/5 t; v.v… 1.3.2. Phân loại cầu trục. Cầu trục được phân loại theo các trường hợp sau: a. Theo công dụng. Theo công dụng có các loại cầu trục có công dụng chung và cầu trục chuyên dùng. - Cầu trục có công dụng chung có kết cấu tương tự như các cầu trục khác, điểm khác biệt cơ bản của loai cầu trục này là thiết kế bị mang vật đa dạng, có thể nâng được nhiều loại hàng hóa khác nhau. Thiết bị mang vật chủ yếu của loại cầu trục này là móc treo để xếp dỡ, lắp ráp và sửa chữa máy móc.Loại cầu trục này có tải trọng nâng không lớn và khi cần có thể dùng với gầu ngoạm, nam châm điện hoặc thiết bị cặp để xếp dỡ một loại hàng nhất định. - Cầu trục chuyên dùng là loại cầu trục mà thiết bị mang vật của nó chuyên để nâng một loại hàng nhất định. Cầu trục chuyên dùng được sử dụng chủ yếu trong công nghiệp luyện kim với các thiết bị mang vật chuyên dùng và có chế độ làm việc rất nặng. b. Theo kết cấu dầm Theo kết cấu dầm có các loại cầu trục một dầm và cầu trục hai dầm. - Cầu trục một dầm là loại máy trục kiểu cầu thường chỉ có một dầm chạy chữ I hoặc tổ hợp với các giàn thép tăng cứng cho dầm cầu, xe con cheo pa lăng di chuyển phía trên dầm chữ I, toàn bộ cầu trục có thể di chuyển dọc theo nhà xưởng trên đường ray chuyên dùng ở trên cao. Tất cả các cầu trục một dầm đều dùng palăng đã được chế tạo sẵn theo tiêu chuẩn để làm cơ cấu nâng hạ hàng. Nếu nó được trang bị palăng kéo tay thì gọi là cầu trục một dầm dẫn động bằng Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí 10 [...]... pháp nào thì có thể thiết kế đó không có tính khả thi và đôi khi là không thể thực hiện Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí 16 Đề án kỹ thuật Trường ĐHKTCN-Thái Nguyên Hiện nay để đi thiết kế một vấn đề nào đó chúng ta có 4 phương pháp cơ bản, đó là: - Thiết kế theo mẫu - Thiết kế theo quy phạm - Thiết kế theo số liệu thống kê - Thiết kế theo tính toán Đặc điểm của mỗi phương án thiết kế: Thiết kế theo mẫu: ưu điểm... án thiết kế Để thiết kế bất cứ một vấn đề gì việc đầu tiên chúng ta phải xác định ta đi thiết kế cái gì, nó phục vụ mục đích gì và cái ta thiết kế ra có những tính ưu việt hơn so với cái hiện đang có hay không Một vấn đề vô cùng quan trọng đó là ta thiết kế theo phương pháp nào, vấn đề này cần phải được xác định ngay từ đầu trước khi đi thiết kế bất cứ một vấn đề gì Vì nếu không xác định được thiết kế. .. đi thiết kế một cách nhanh chóng, chúng ta chỉ cần dựa vào mẫu cầu trục có sẵn hoặc thiết kế mẫu để đi thiết kế cái gần giống với cái ta cần thiết kế Tuy nhiên nó cũng có những nhược điểm của nó đó là chúng ta khó có thể tìm ra được mẫu cầu trục thích hợp hay thiết kế mẫu gần nhất với cái ta cần thiết kế Mặt khác khi đi thiết kế một vấn đề hoàn toàn mới thì không thể áp dụng phương pháp này được Thiết. .. giản, thuận lợi cho việc bảo dưỡng thiết bị nếu xảy ra sự cố và đặt hiệu quả kinh tế cao Chính vì vậy tôi chọn loại cầu này để thiết kế Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí 15 Đề án kỹ thuật Trường ĐHKTCN-Thái Nguyên Hình7.Cầu trục thiết kế “ Thiết kế cầu trục một dầm với tải trọng nâng 4 tấn có kết cấu như sau: - Kết cấu thép: dầm chính 1 chữ I có hai đầu tựa trên hai dầm cuối 5, kết cấu dầm cuối gồm hai thanh thép... chọn phương án thiết kế Để đáp ứng yêu cầu và mục đích của việc thiết kế mới cầu trục 4 tấnphục vụ cho việc di chuyển vật phẩm, trước tiên ta phải phân tích chọn sơ đồ kết cấu cầu trục sao cho phù hợp với mục đích và đặc điểm sản xuất của phân xưởng sau đó tiến hành chọn phương án thiết kế cho phù hợp, chính xác và đạt hiệu quả cao nhất a Chọn mô hình thiết kế Từ các loại cầu trục trên, qua tìm hiểu... hoạt động hiệu quả và gần với thiết kế mình nhất Từ đó cho ta thiết kế chi tiết dựa vào kết quả mới thông kê được Thiết kế theo tính toán: Đây là một trong những phương pháp cho ta kết quả chính xác nhất và có tính kinh tế cao, tuy nhiên nó có nhược điểm là khó khăn trong các phương pháp tính toán và đi thiết lập các công thức tính toán Kết luận: Mỗi phương án thiết kế đều có những ưu điểm và nhược... của dầm chính có các loại cầu trục tựa và cầu trục treo - Cầu trục tựa là loại cầu trục mà hai đầu dầm của dầm chính tựa lên các dầm cuối, chúng được liên kết với nhau bởi đinh tán hoặc hàn Hình 4: Cầu trục tựa Loại cầu trục này có kết cấu đơn giản nhưng vẫn đảm bảo được độ tin cậy cao nên được sử dụng phổ biến Trên hình 4 là hình chung của cầu trục tựa loại một dầm, phần kết cấu thép của gồm dầm cầu... tâm cáp DO = Dt nt = 15.2 = 26,51(v / ph) 3, 14. 0,36 i0 = 660 = 24, 92 26,51 Vậy Chọn HGT tiêu chuẩn như hình vẽ : Z1 Z5 Z = 14; 2 Z =50; 3 Z =15; 6 Z =42 ; 7 Z =29; 4 Z =23; 8 50 53 42 33 = 25,23 14 29 15 23 Ta có tỷ số truyền Ta có sai số tỷ số truyền: ∆i = 25,23 − 24, 92 100 = 1,2% < 4% 25,23 Vậy HGT đã chọn thỏa mãn Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí 34 =53; =33 Đề án kỹ thuật Trường ĐHKTCN-Thái Nguyên Hinh... 6:Cầu trục dẫn động bằng tay a) Loại một dầm; b) Loại hai dầm f Theo vị trí điều khiển Theo vị trí điều khiển có các loại cầu trục điều khiển từ cabin gắn trên dầm cầu (hình 4) và cầu trục điều khiển từ dưới nền nhờ hộp nút bấm ( hình 2) Điều khiển từ dưới nền bằng hộp nút bấm thường dùng cho các loại cầu trục một dầm có tải trọng nâng nhỏ 1 .4. Chọn phương án thiết kế 1 .4. 1 Phân tích, chọn phương án thiết. .. nhau, do đó trong tính toán thiết kế ta phải lựa chọn phương án nào cho phù hợp nhất theo yêu cầu và mục đích của vấn đề cần giải quyết để đạt hiệu quả cao nhất Vậy với yêu cầu và mục đích cụ thể trong tính toán thiết kế cầu trục tôi chọn phương án thiết kế tính toán.Vì đây là phương án cho ta kết quả chính xác nhất, kinh tế nhất và hiệu quả cao nhất Bộ môn: Kỹ thuật cơ khí 17 Đề án kỹ thuật Trường ĐHKTCN-Thái