thiết kế cần trục cáp ct1,5t

Tính ổn định cần trục...30 4.1.Vị trí tính toán...30 4.2.Kiểm tra ổn định cho cần trục...30 Tài liệu tham khảo...34 Lời nói đầu Xây dựng và phát triển các công trình xây dựng dân dụng, c

Mục lục

Lời nói đầu 3

Chơng I Giới thiệu chung về cần trục tháp ct1,5 4

1.1 Cấu tạo chung và các thông số hình học của máy 4

1.1.1.Công dụng 4

1.1.3 Đầu đề thiết kế cần trục tháp: 6

1.1.4 Các kích thớc hình học (hình 1) 7

1.2.Tải trọng tác dụng lên cần trục tháp: 7

1.2.1 Tải trọng nâng danh nghĩa Qdn = 1,5t = 15000(N) 7

1.2.2.Trọng lợng bản thân máy lấy theo máy cơ sở 7

1.2.3.Tải trọng gió 8

1.2.4.Tải trọng quán tính 9

Chơng II Tính toán chung các cơ cấu 11

2.1 Cơ cấu di chuyển cần trục 11

2.1.1.Chọn sơ đồ dẫn động cơ cấu di chuyển 11

2.1.2-Xác định lực nén bánh 11

2.1.3.Xác định lực cản di chuyển cần trục 13

2.1.4.Tính công suất động cơ và chọn động cơ 14

2.2.Cơ cấu nâng 15

2.2.1.Sơ đồ dẫn động cơ cấu nâng 15

2.2.2.Chọn palăng cáp, đờng kính tang và puly 15

2.2.3.Chọn móc treo 16

2.2.4.Chọn động cơ điện 16

2.3.Cơ cấu quay 17

2.3.1 Sơ đồ dẫn động 17

2.3.2.Xác định các phản lực tựa và chọn ổ 17

2.3.3.Xác định lực cản quay 18

2.3.4.Chọn động cơ cơ cấu quay 19

2.4.Cơ cấu thay đổi tầm với 19

2.4.1.Sơ đồ dẫn động 19

2.4.2.Xác định các thông số hình học 20

2.4.3.Tính lực căng trong palăng nâng cần Sp và lực căng cần Sc 20

Chơng iii Tính toán riêng cơ cấu di chuyển 22

3.1.Chọn sơ đồ dẫn động cơ cấu di chuyển 22

3.2-Xác định lực nén bánh 22

3.3.Xác định lực cản di chuyển cần trục và tính công suất động cơ 24

3.4 Kiểm tra động cơ và chọn phanh cơ cấu di chuyển 26

3.5.Chọn lhớp nối 29

Chơng iv Tính ổn định cần trục 30

4.1.Vị trí tính toán 30

4.2.Kiểm tra ổn định cho cần trục 30

Tài liệu tham khảo 34

Lời nói đầu

Xây dựng và phát triển các công trình xây dựng dân dụng, công nghiệp cơ sở hạ tầng đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế xã hội, nhất là đối với các nớc đang phát triển nh nớc ta hiện nay Vì vậy bên cạnh việc tăng cờng đâu t vè tàI chính thi việc áp dụng những công nghệ mới nhằm nâng cao chất lợng, hạ giá thành sản phẩm cũng nh đảm bảo tiến độ thi công là việc làm hết sức cần thiết Với việc ứng dụng các công nghệ mới tiên tiến thì việc sử dụng các máy và thiết bị là điều tất yếu Khi đó máy và thiết bị xây dựng không những chỉ tăng năng suất lao

động, tăng nhịp độ thi công mà còn là yếu tố không thể thiếu đợc để đảmbảo chất lợng và hạ giá thành công trình, thậm chí trở thành nhân tốquyết định đến sự hình thành một công trình hiện đại Thực tế xây dựng

ở các nớc tiên tiến cũng nh ở nớc ta đã chỉ ra rằng việc xây dựng các nhàcao tầng không thể thiếu đợc các cần trục có chiều cao nâng tầm với tảitrọng nâng lớn các máy bơm bê tông hiện đại cũng nh nhiều thiết bịkhác Việc xây dựng các công trình thuỷ điện bến cảng cầu đờng khôngthể hoàn thành và đảm bảo chất lợng nếu không sử dụng các máy làm đất

và các thiết bị gia cố nền móng, các thiết bị sản xuất vật liệu và nhiềuthiết bị khác có tính năng kỹ thuật phù hợp Chính vì những lí do trên,máy xây dựng ngày càng có ý nghĩa và vai trò lớn hơn trong công tác xâydựng cơ bản nói riêng và nền kinh tế nói chung

Đối với một sinh viên máy xây dựng, để học và hiểu biết tất cả các loạimáy móc thiết bị phục vụ cho quá trình xây dựng là không thể Do đó,trong quá trình làm đồ án môn học máy nâng chuyển, mỗi sinh viên chỉ

có thể đi sâu về một loại máy nhất định nh: máy nâng, máy sản xuất,máy khoan cọc nhồi,máy dải asphalt bêtông…

Bản thân em đợc giao đề tài thiết kế là: “Cần trục tháp CT1,5T” Đợc sựhớng dẫn chu đáo và tận tình của thầy giáo TRƯƠNG QuốC THàNH, em

đã hoàn thành đồ án Nhng do quá trình làm em còn có nhiều thiếu sót vàkinh nghiêm dang còn non nớt nên không tránh đợc sự sai sót Em mong

đợc các thầy chỉ bảo thêm nhiều

Em xin chân thành cảm ơn thầy TRƯƠNG QuốC THàNH và cùng toànthể các thầy trong bộ môn

Chơng I Giới thiệu chung về cần trục tháp ct1,5t 1.1 Cấu tạo chung và các thông số hình học của máy.

30 m Để xây dựng nhà bằng phơng pháp lắp ghép tấm hoặc khối bêtông,còn có các cần trục tháp có sức nâng đến 12 tấn và mômen tải từ 40-250tm.

Cần trục tháp để xây dựng các công trình có độ cao lớn (cần truc tháp

tự nâng ) Loại này có mômen tải từ 30-250tm, đôi khi đến 500tm Sứcnâng ở tầm với lớn nhất 2-4t, ở tầm với nhỏ nhất đến 12t có thể đến 20t.Tầm với đạt 20-50 m, đôi khi đến 70m Chiều cao nâng từ 50-100m, cóthể đến 250m

Cần trục tháp chuyên dùng trong xây dựng công nghiệp Loại này cómômen tải đạt dến 600tm, cá biệt đạt đến 1500tm Sức nâng 2-75t Tầmvới lớn nhất 20-40 m.

Theo phơng pháp lắp đặt ở hiện trờng có thẻ chia ra: cần trục tháp dichuyển trên ray, cần trục tháp cố định và cần trục thap tự nâng Cần trụctháp đặt cố định có chân tháp gắn liền với nền hoặc tựa trên nền thôngqua bệ đỡ hoặc cac gối từa cố định Cần trục tháp tự nâng có thể nằmngoài hoặc trong công trình, tháp đợc tự nối dài để tăng độ cao nâng theo

sự phát triển chiều cao của công trình, khi tháp có độ cao lớn, nó đợc neotheo công trình để tăng ổn định và tăng khả năng chịu đựng ngang Vớicần trục tháp tự nâng đặt trên công trình xây dựng, khi làm việc sẽ tựnâng toàn bộ chiều cao theo công trình Toàn bộ tải trọng cần trục đợctruyền xuống công trình

Cần trục tháp CT1,5T là loại cần trục khi làm việc di chuyển trên ray

Nó là loại tháp quay, toàn bộ tháp và cơ cấu đợc đặt trên bàn quay Bànquay tựa trên thiết bị tựa quay đặt trên khung di chuyển Khi quay, toàn

bộ bàn quay quay cùng với tháp

1.1.2.Nguyên lý làm viêc.

- Cần trục bao gồm khung và cơ cấu di chuyển cần trục (5) tựa trên thiết

bị quay và quay xung quanh trục quay của máy nhờ cơ cấu quay (7) bốtrí trên bệ quay Trên bệ quay có bố trí tháp (1) đối trọng (10) cùng cơcấu nâng vật (9) và cơ cấu thay đổi tầm với (8), và các thiết bị điện Cần(3) đơc nối một đầu với thân tháp bằng khớp bản lề còn đầu kia đợc treo

bộ móc treo (4), cáp neo vòng qua cụm puly đổi hớng bố trí ở trụ cần,cáp treo đợc nối với cụm puly cân bằng và nối với tang cuốn cáp Vậtnâng đợc nâng hạ nhờ cáp nâng vật vong qua puly ở trụ cần và nối với cơcấu nâng vật

- Phần quay đợc dẫn động bằng cơ cấu quay, bàn quay tựa trên thiết bịtựa quay quay xung quanh trục quay của máy nhờ cơ cấu quay Khi bệquay quay thì cả tháp và cần cùng quay để di chuyển vật từ vị trí nàysang vị trí khác

- Để thay đổi tầm với thì cơ cấu nâng hạ cần làm việc, cơ cấu này chophép nâng vật lên cao hoặc hạ vật xuống thấp và trên cơ cấu này có bố tríthiết bị hạn chế hành trình để hạn chế chiều cao nâng

- Toàn bộ cần trục di chuyển theo phơng ngang trên ray nhơ cơ cấu dichuyển đê thay đổi vị trí làm việc

1.1.3 Đầu đề thiết kế cần trục tháp:

Tải trọng nâng (T) Tầm với lớn nhấtTầm với nhỏ nhất 0,51,5

Chiều cao nâng vật (m) Tầm với lớn nhấtTầm với nhỏ nhất 11,316,3Vận tốc (v/ph) Nâng vậtDi chuyển cần trục 2015

Với Rmax = 10m: Tầm với lớn nhất

a = 1,2m: khoảng cách từ điểm quay cần đén trục quay của tháp  : góc nghiêng của cần so với phơng ngang khi tầm với lớn nhất

 = 150

Lc = (10-1,2)/cos150 = 9 m

Chiều dài trụ cần: Ltc = 2 m

Chiều cao của tháp và cơ cấu di chuyển: Lt = 14 m

Chiều cao kết cấu thép (thân tháp): L = 11m

Chiều rộng đờng ray : Br = 2,5 m

Khoảng cách hai trục bánh xe : Lb = 2,7 m

1.2.Tải trọng tác dụng lên cần trục tháp:

1.2.1 Tải trọng nâng danh nghĩa Qdn = 1,5t = 15000(N)

- Khi tầm với lớn nhất thi trọng lợng vật nâng nhỏ nhất:

Khung và cơ cấu di chuyển cần trục : 1060 kg

Tải trong gió đợc tinh thoe công thức sau:

Wg = q.n.c..A

Trong đó:

q : áp lực gió, N/m2, đợc lấy phụ thuộc vào trờng hợp tính toán

áp lực gió trung bình ở trạng thái làm việc lấy qgI = 150 N/m2

áp lực gió lớn nhất ở trạng thái làm việc lấy qgII = 250 N/m2

áp lực gió ở trạng thái không làm việc với tốc độ gió 33m/s lấy

qgIII = 70 N/m2

n: Hệ số kể đến sự tăng áp lực theo chiều cao, lấy n = 1

c: Hệ số cản đọng lực học, lấy c =1,2

: Hệ số động lực học kể đặc tính xung động của gió, lấy  = 1,4

A: diện tích hứng gió của kết cấu

A = A0.

A0: Diện tích bề mặt đợc giới hạn bởi đờng biên ngoài của kết cấu, m2

 : Hệ số kể đến phần lỗ hổng

Với kết cấu dàn lấy  = 0,3

Với kết cấu có thành kín, đối trọng  = 1

Trờng hợp gió tác dụng theo phơng ngang thì diện tích hứng gió của cáccơ cấu là:

- T¶i träng giã theo ph¬ng ngang:

V: là vận tốc di chuyển cần trục V = 15m/ph = 0,25m/s

t: thời gian chuyển động không ổn định t = 3s

Pqt =

3 10

25 , 0 67600

20

Chơng II Tính toán chung các cơ cấu

2.1 Cơ cấu di chuyển cần trục

+ Trục quay của máy O-O

+ Mômen do gió tác dụng Mg = WgI.h

với h = 8 m

Mg = 2,697.8 = 21,576 KN = 21576 N

+ Dời lực G0 về gối tựa O1 sẽ có

Mx-x = ( WgI.h + G0.e ).sin

My-y = ( WgI.h + G0.e ).cos + G0.t

: Góc hợp bởi phơng của cần trục và trục dọc máy  thay đổi theo vịtrí quay của phần quay cần trục

My-y

cos

2

.

e G h W a

e G h W G G

5 72780 8

2697 47

cos 7

, 2 2

5 72780 8

2697 4

72780 10600

: Hệ số tính đến sự thay đổi tải trọng trong quá trinh làm việc

P



   

.

190 Trong đó:

Đờng kính ngõng trục bánh xe d = 130 mm

Chọn đờng ray có ký hiệu P38 có kích thớc:

Chiều rộng mặt ray: b = 70 mm

Ta có:

592 , 2 2   750 2

200 70

135986

c d tt

V W N



 1000

. /0

 

9 , 0 6 , 1 1000

25 , 0 7102

60 4 , 0

15 60

Phanh

Động cơ

Tang

Hình 3 Sơ đồ dẫn động cơ cấu nâng.

- Lực căng cáp lớn nhất trong palăng khi nâng vật

Trong đó:

Q: Tải trọng nâng lớn nhất Q = 1,5T = 1500N

a: bội suất palăng a = 2

: Hiệu suất puly  = 0,97

V Q N



1000

.

Trong đó:

Q: là tải trọng vật nâng lớn nhất Q = 15000 N

§éng c¬ ®iÖn Phanh

= 15755 NPtt = K.H = 1,4.15755 = 22057 N

q: Tốc độ quay của cần trục

q =

30

.n q

 =

30

7 , 0 14 , 3

= 0,0732 v/phnq: Số vòng quay của máy nq = 0,7 v/ph

tm: Thời gian mở máy, thờng đợc chọn đảm bảo sao cho gia tốc của





.nq (KW)nq: Tốc độ vòng quay cần trục nq = 0,7 v/ph

23790

24416 

.0,7 = 2,46 KWChọn động cơ MT-111-6 có Nđc = 3,5 KW và nđc = 905 v/ph

2.4.Cơ cấu thay đổi tầm với

Thay đổi tầm với bằng cách nâng hạ cần

2.4.1.Sơ đồ dẫn động.

Tang

Phanh

Hộp giảm tốc

Động cơ

Hình 5 Sơ đồ dẫn động cơ cấu thay đổi tầm với

Hình 5 Sơ đồ xác định chiều dài palăng nâng cần.

max

P

S = 113,2 (KN)

[Sđ]  S P r n



2

max

9 , 0 2

5 , 5 2 , 113

 384,32 (KN) Chọn cáp bện kép K  3

P

tb V S



1000

20 

= 0,014 m/s

 Ntt = 92,10003.1000.0,.750,014 = 1,73 KW

Chọn công suất động cơ: Kiểu MT-012-5 có công suất trên trục

động cơ Nđc = 1,8 KW, số vòng quay của trục động cơ n = 920,hiệu suất 67%

Chơng iii Tính toán riêng cơ cấu di chuyển.

+ Trục quay của máy O-O

+ Mômen do gió tác dụng Mg = WgI.h

với h = 8 m

Mg = 2,697.8 = 21,576 KN = 21576 N

+ Dời lực G0 về gối tựa O1 sẽ có

Mx-x = ( WgI.h + G0.e ).sin

My-y = ( WgI.h + G0.e ).cos + G0.t

: Góc hợp bởi phơng của cần trục và trục dọc máy  thay đổi theo vịtrí quay của phần quay cần trục

Mx-x

Khi cần trục quay ở góc phần t thứ nhất, ND có giá trị lớn nhất ứng vớigiá trị tg* = a/b = 2,7/2,5  * = 470, tức là khi phơng của cần vuônggóc với đờng chéo AC.

2

cos

2

.

e G h W a

e G h W G G

5 72780 8

2697 47

cos 7

, 2 2

5 72780 8

2697 4

72780 10600

: Hệ số tính đến sự thay đổi tải trọng trong quá trinh làm việc

d td  d

R b

P



190

Đờng kính ngõng trục bánh xe d = 130 mm

Chọn đờng ray có ký hiệu P38 có kích thớc:

Chiều rộng mặt ray: b = 60 mm

Ta có:

639 , 6 2   750 2

200 60

135986

- C«ng suÊt chung cña c¬ cÊu di chuyÓn:

c tb

c d tt

V W N



 1000

. /0

25 , 0 7102

 = 60.0,.415.60

 = 12v/ph

 itt =

12 885

= 74

Chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn theo công suất truyền đến và tỷ sốtryuền hộp giảm tốc, ta chọn hộp giảm tốc kiểu treo bánh răng trụ

có tỷ số truyền igt = 84, và công suất truyền đến Ngt = 0,7

.

- Kiểm tra động cơ theo điều kiện bám (không quay trơn):

n M

 9550

[M] Mômen mở máy cho phép trên trục động cơ (N.m) thoã mãn điềukiện không quay trơn của bánh xe dẫn đông khi không mang tải

[M] =

b

dc t

t

n GD M

375

.

2 1

bx t

i

D W



2

K D

d f G

67600 3 , 1 2697 005

, 0 2 , 1 400

5 , 0 2 130 015 , 0 67600

2

2

m i

D G

c gt

bx x



= 4.9.81.0,005 +

2 8 , 0 72

4 , 0 67600

2

2

= 1,3 N.m2

tb: Thời gian mở máy nhỏ nhất của động cơ khi không mang tải thõa mãn

điều kiện quay trơn của các bánh xe

bx b x

b

G

W K D

d f D

d f K G

amax = [

67600

2697 2

, 1 40

13 015 , 0 005 , 0 2 40

13 015 , 0 2 , 1

12 , 0 67600

Do đó Nđc < [N] thoã mãn điều kiện bám

b Tính và chọn phanh cơ cấu di chuyển.

+ Chọn phanh xuất phát từ điều kiện bám khi phanh xe không có vật

và gia tốc phanh cực đại phải đảm bảo hệ số an toàn bám của bánh xevới đờng ray Kb = 1,2

375

60

i

D W

2

'

'



=

72 2

8 , 0 4 , 0 5 , 4505

a Khớp nối giữa động cơ và hộp giảm tốc

Từ Mph = 200 N.m = 0,2 KN.m ta tiến hành chọn khớp nối đàn hồi kýhiệu MYB-4 có Mx = 0,23KN.m

b Khớp nối giữa hộp giảm tốc và bánh xe

Tờ mômen cản ta tiên hành chọn khớp nối răng ký hiệu M31 có

Mx = 0,55KN.m

4.2.Kiểm tra ổn định cho cần trục

a Kiểm tra ổn định khi có tải

+ Kiểm tra ổn định động khi có tải

- Trục lật của máy là trục đi qua A vuông góc với phơng di chuyển củacần trục

K =

Q

g

c lt

v lt qt q G G

M

M M M M M M

 1,15Gọi: Q – Trọng lợng vật nâng (N) Q = 15750 N

Hình 7 Sơ đồ tính ổn định cần trục khi có tải.

W1, W2, W3: Lực gió tác dụng tơng ứng lên vật nâng, cần và máy, N, W1 = 1683N; W2 = 85N; W3 = 408 N

- MG: Mô men giữ của cần trục

 Khi cần trục nằm trên mặt phẳng ngang:

t: Thời gian mở máy tm = 0,35 s

5 , 0

.

1

2 b H G n H n

23400 19586

860 18000

= 1,52 > 1,15Cần trục ổn định động khi có tải trên mặt phẳng ngang

 Khi cần trục nằm trên mặt phẳng nghiêng góc  = 2o thì

K3 =

Q

q G G

M

M M

M  ' 

=

45412

860 18000

= 2,56 > 1,4 Vậy cần trục ổn định khi có tải

b) Kiểm tra ổn định khi không tải

Hình 8 Sơ đồ tính ổn định cần trục khi không tải.

Cần trục có xu hớng lật quanh trục đi qua điểm B Vị trí của cần lúcnày ở tầm với nhỏ nhất Cần trục có xu hớng lật về phía sau

h W

h c l G

III g

2 sin 5 7 , 0 35 , 1

= 1,288 > 1,15Vậy cần trục ổn định khi không tải

Kêt luận: Cần trục làm việc luôn ổn định

Tài liệu tham khảo

1.Ts Trơng Quốc Thành, Ts Phạm Quang Dũng.

Máy và thiết bị nâng

Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật

2.NguyÔn Träng HiÖp, NguyÔn V¨n LÉm

ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y

Nhµ xuÊt b¶n gi¸o dôc

3 Huúnh V¨n §µo, §µo Träng Thêng

TÝnh to¸n m¸y trôc

Nhµ xuÊt b¶n khoa häc vµ kü thuËt

7 NguyÔn TiÕn Thu

Sæ tay chän m¸y thi c«ng vµ x©y dùng