Thiết kế cầu trục 1 tấn

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 1 tấn phục vụ cho việc di chuyển tôn tấm” sao cho đảm bảo được các tính năng kỹ thuật và yêu cầu đặt ra.

MỤC LỤC

Trang

1.1 TỔNG QUAN

Máy nâng chuyển là các loại máy công tác dùng để thay đổi vị trí của đối tượng công tác nhờ thiết bị mang vật trực tiếp, sự ra đời và phát triển của nó gắn liền với yêu cầu về kinh tế kĩ thuật của ngành công nghiệp nhằm giảm tối đa sức người trong lao động

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, luôn cải tiến

và hợp lí hóa phương pháp phục vụ, nâng cao hơn độ tin cậy làm việc, tự động hóa các khâu điều khiển, tiện nghi và thỏa mãn yêu cầu của người sử dụng Tùy theo kết cấu và công dụng, máy nâng chuyển được chia thành các loại: kích, bàn 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 đạt trên cao dọc theo nhà xưởng, xe con mang hàng di chuyển trên kết cấu thép kiểu cầu, cầu

CHƯƠNG I

NHIỆM VỤ -YÊU CẦU -PHƯƠNG ÁN THIẾT

KẾ

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 sử dụng trong tất cả các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân với các thiết bị mang vật rất đa dạng như móc treo, thiết bị cặp, nam châm điện v.v Đặc biệt cầu trục được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp chế tạo máy và luyện kim với các thiết bị mang vật chuyên dùng

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 thoả 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 dung, sửa chữa theo nhiều phương pháp khác nhau Nhiệm vụ chính của thiết kế là tìm ra và

cụ thể hoá các giải pháp kỹ thuật để từ đó lựa chọn ra phương pháp tối ưu, phù hợp với nhiệm vụ thư thiết kế Cuôi cùng là 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 1 tấn phục

vụ cho việc di chuyển tôn tấm” 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 chuyền 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 vớ Người ta phối hợp 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, thuỷ 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 xắp 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 ra kích thước hình học, công suất động cơ và các thông số khác nhằm làm cho máy nâng đặt được các yêu cầu kĩ thuật phù hợp với yêu cầu thực tế đòi hỏi đặt ra

Đối với tính toán sức bền nhằm tìm được kích thước của các cơ cấu đặt độ cứng vững 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 mỏi của vật liệu

Hư hỏng các cơ cấu máy nâng chủ yếu là do gẫy và mòn Việc tính bền chi tiết

là phải xác định chính xác 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 đảm bảo 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 1T phục vụ cho việc di chuyển tôn tấm “ cần

thoả mãn các yêu cầu sau:

- Phải phục vụ tốt cho việc di chuyển tôn tấm 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 của thiết bị phải là tối ưu nhất

- Kích thước các chi tiết kết cấu của cầu trục phải nhỏ gọn mà vẫn đảm bảo được các tính năng của nó

- Thiết bị phải dễ chế tạo hoặc nằm trong giới hạn tiêu chuẩn và 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 trang thiết bị được dễ dàng trong những trừơng hợp cần thiết

- Thiết bị phải đặt tuổi bền cần thiết

có kết cấu hộp hoặc 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 va 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 1.1 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 các 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.Cầu trục được chế tạo với tải trọng nâng từ 1 đến 500 t; khẩu độ dầm cầu đến 32m; chiều cao nâng đến 16m; tốc độ nâng vật từ 2 đến 40 m/ph; tốc độ di chuyển xe con đến 60m/ph và tốc độ di chuyển cầu trục đến 125 m/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 ký 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

1.3.1.2 Phân loại cầu trục

Cầu trục được phân loại theo các trường hợp sau:

- 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 kế cấu dầm

Theo kết cấu dầm cầu 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 dàn thép tăng cứng cho dầm cầu, xe con cheo palăng di chuyển trên cánh dưới của dầm chữ I hoăc mang cơ cấu nâng 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 đẵ 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 tay, nếu được trang bị palăng điện thì gọi là cầu trục một dầm dẫn động bằng điện

Hình 1.2 Cầu trục một dầm.

1 Bộ phận cấp điện lưới ba pha 6 Palăng điện

2 Trục truyền động 7 Dầm chính

3 Cơ cấu di chuyển cầu 8 Khung giàn thép

4 Bánh xe di chuyển cầu 9 Móc câu

5 Dầm cuối 10 Cabin điều khiển

Cầu trục một dầm dẫn động bằng tay có kết cấu đơn giản và rẻ tiền nhất, chúng được sử dụng trong công việc phục vụ sửa chữa, lắp đặt thiết bị với khối lượng công việc ít, sức nâng của cầu trục loại này thường ở khoảng 0,5÷5 tấn, tốc độ làm việc chậm

Cầu trục một dầm dẫn động bằng điện được trang bị palăng điện, sức nâng có thể lên tới 10 tấn, khẩu độ đến 30 m, gồm có bộ phận cấp điện lưới ba pha

Hình 1.3 Cầu trục hai dầm.

- Cầu trục hai dầm, kết cấu tổng thể của cầu trục hai dầm gồm có: dầm hoặc

dàn chủ 1, hai dầm chủ liên kết với hai dầm đầu 7, trên dầm đầu lắp các cụm bánh bánh xe di chuyển cầu trục 6, bộ máy dẫn động 3, bộ máy di chuyển hoạt động sẽ làm cho các bánh xe quay và cầu trục chuyển động theo đường ray chuyên dùng 5 đặt trên cao dọc nhà xưởng, hướng chuyển động của cầu trục chiều quay của động cơ điện

Xe con mang hàng 11 di chuyển dọc theo đường ray lắp trên hai dầm (dàn) chủ; trên xe con đặt các bộ máy của tời chính 10, tời phụ 9 và bộ máy di chuyển xe con 2, các dây cáp điện 8 có thể co dãn phù hợp vói vị chí của xe con và cấp điện cho cầu trục nhờ hệ thanh dẫn điện 12 đặt dọc theo tường nhà xưởng, các quẹt điện 3 pha tỳ sát trên các thanh này, lồng thép làm công tác kiểm tra 13 treo dưới dầm cầu trục Các

bộ máy của cầu trục thực hiện 3 chức năng: nâng hạ hàng, di chuyển xe con và di chuyển cầu trục Sức nâng của cầu trục 2 dầm thường trong khoảng 5÷30 tấn, khi có yêu cầu riêng có thể đến 500 tấn Ở cầu trục có sức nâng trên 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 (0,25) sức nâng của tời chính, nhưng tốc độ nâng thì lớn hơn

Dầm chính của cầu trục hai dầm được chế tạo dưới dạng hộp hoặc dàn không gian Dầm giàn không gian tuy có nhẹ hơn dầm hộp song khó chế tạo và thường chỉ dùng cho cầu trục có tải trọng nâng

và khẩu độ lớn Dầm cuối của cầu

trục hai dầm thường được làm dưới

dạng hộp và liên kết với các dầm

chính bằng bu lông hoặc hàn

c Theo cách tựa của dầm

chính

Theo cách tựa của dầm chính

có các loại cầu trục tựa và cầu trục

cheo

- Cầu trục tựa là loại cầu

trục mà hai đầu của dầm chính tựa lên Hình 1.4 Cầu trục tựa.

các dầm cuối, chúng được liên kết với nhau bởi đinh tán hoặc hàn Loại cầu trục này

có kết cấu đơn giản nhưng vẫn đảm bảo được độ tin cậy cao nên được sử dung rất phổ biến Trên hình 1.3 là hình chung của cầu trục tựa loại một dầm phần kết cấu thép của gồm dầm cầu 1 có hai đầu tựa lên các dầm cuối 5 với các bánh xe di chuyển dọc theo nhà xưởng Loại cầu trục này thường dùng phương án dẫn dẫn động chung

Phía trên dầm chữ I là khung giàn thép 4 để dảm bảo độ cứng vững theo phương ngang của dầm cầu Palăng điện 3 có thể chạy dọc theo cánh thép phía dưới của dầm I nhờ cơ cấu di chuyển palăng Ca bin điều khiển 2 được treo vào phần kết cấu chịu lực của cầu trục.

Hình 1.5 Cầu trục treo.

a) Loại hai ray treo; b) Loại ba ray treo

- Cầu trục treo là loại cầu trục mà toàn bộ phần kết cấu thép có thể chạy dọc

theo nhà xưởng nhờ hai ray treo hoặc nhờ nhiều ray treo Do liên kết treo của các ray phức tạp nên loại cầu trục này thường chỉ được dùng trong các trường hợp đặc biệt cần thiết So với cầu trục tựa, cầu trục treo có ưu điểm là có thể làm dầm cầu dài hơn,

do đó nó có thể phục vụ cả phần rìa mép của nhà xưởng, thậm chí có thể chuyển hàng

giữa hai nhà xưởng song song đồng thời kết cấu thép của cầu trục treo nhẹ hơn so với cầu trục tựa Tuy nhiên, cầu trục treo có chiều cao nâng thấp hơn cầu trục tựa.

d.Theo cách bố chí cơ cấu di chuyển

Theo cách bố chí cơ cấu di chuyển cầu trục có các loại cầu trục dẫn động chung

và cầu trục dẫn động riêng

- Cơ cấu di chuyển cầu trục có thể thực hiện theo hai phương àn dẫn động chung và dẫn động riêng Trong phương án dẫn động chung, động cơ dẫn động được đặt ở giữa dầm cầu và truyền chuyển

động cơ điện 1, hộp giảm tốc Hình 1.6 Các phương ánh dẫn động.

2 và các đoạn trục truyền 3 nối với nhau và nối với trục ra của hộp giảm tốc bằng các khớp nối 4 Trục truyền tựa trên các gối đỡ 5 bằng ổ bi Do phải truyền momen xoắn lớn nên trục truyền, khớp nối và ổ bi có kích thước rất lớn, đặc biệt khi cầu trục có tải trọng nâng và khẩu độ dầm lớn Các đoạn trục truyền có thể là trục đặc hoặc trục rỗng So với trục đặc tương đương, trục rỗng có trọng lượng nhỏ hơn 15 – 20% Phương án này được sử dụng tương đối phổ biến trong các cầu trục có công dụng

chung có khẩu độ không lớn, đặc biệt là các cầu trục có kết cấu dầm không gian có

thể bố trí dễ dàng các bộ phận của cơ cấu

- Cơ cấu dẫn đông chung với trục truyền quay trung bình (hình 1.6, b) có trục truyền 3 truyền chuyển động đến bánh xe di chuyển cầu trục qua cặp bánh răng hở 4

Vì vậy mà mômen xoắn trên trục nhỏ hơn so với trục truyền chậm và kích thước của chúng cũng nhỏ hơn

- Cơ cấu di chuyển dẫn động chung với trục truyền quay nhanh (hinh 1.6, c) có trục truyền 2 được nối trực tiếp với trục động cơ và vì vậy nó có đường kính nhỏ hơn

2 – 3 lần và trọng lượng nhỏ hơn 4 – 6 lần so với trục chuyền quay chậm Tuy nhiên,

do quay nhanh mà nó đòi hỏi chế tạo và lắp ráp chính xác

- Cơ cấu di chuyển dẫn động riêng (hình 1.6, d) gồm hai cơ cấu như nhau dẫn động cho các bánh xe chủ động ở mỗi bên ray đặc biệt Công suất mỗi động cơ thường lấy bằng 60% tổng công suất yêu cầu Phương án này tuy có sự xô lệch dầm cầu khi di chuyển do lực cản ở hai bên ray không đều song do gọn nhẹ, dễ lắp đặt, sử dụng và bảo dưỡng mà ngày càng được sử dụng phổ biến hơn, đặc biệt là trong những cầu trục có khẩu độ trên 15m

e Theo nguồn dẫn động

Theo nguồn dẫn động có các loại cầu trục dẫn động tay và cầu trục dẫn động máy

- Cầu trục dẫn động bằng tay, (hình 1.7) được dùng chủ yếu trong sửa chữa, lắp

ráp nhỏ và các công việc nâng - chuyển hàng không yêu cầu tốc độ cao Cơ cấu nâng của loại cầu trục này thường là palăng xích kéo tay Cơ cấu di chuyển palăng xích và cầu trục cũng được dẫn động bằng cách kéo xích từ dưới lên Tuy là thiết bị nâng thô

sơ song do giá thành rẻ và dễ sử dụng mà cầu trục dẫn động bằng tay vẫn được sử dụng có hiệu quả trong các phân xưởng nhỏ

- Cầu trục dẫn động bằng động cơ, (hình 1.1) đươc dùng chủ trong các phân

xưởng sửa chữ, lắp ráp lớn và công việc nâng - chuyển hàng yêu cầu có tốc độ và khối lớn Cơ cấu nâng của loại cầu trục này là palăng điện Cơ cấu di chuyển palăng điện, xe con và cầu cũng được dẫn động từ động cơ điện Loại cầu trục này được

dùng phổ biến nhất do có nhiều ưu điểm nổi bật là khả năng tự đông hoá, thuận tiện cho người sử dung và có thể sử dung trong việc vận chuyển các loại hàng có khối lương lớn.

Hình1.7 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 1.4) và cầu trục điều khiển từ dưới nền nhờ hộp nút bấm (hình 1.2) Điều khiển

từ dưới nền bằng hộp nút bấm thường dùng cho các loại cầu trục một dầm có tải trọng nâng nhỏ

1.3.2 Chọn phương án thiết kế

1.3.2.1 Phân tích,chọn phương án thiết kế

Để đáp ứng yêu cầu và mục đích của việc thiết kế mới cầu trục 1 tấn phục vụ

cho việc di chuyển tôn tấm, 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 của phân xưởng sau đó tiến hành chọn phương án thiết kế cho phù hợp, chính xác và đặt hiệu quả cao nhất

a Chọn mô hình thiết kế

Từ các lọai cầu trục trên, qua tìm hiểu thực tế về đặc điểm kết cấu và tính năng

kỹ thuật của cầu trục phục vụ trong các phân xưởng tôi thấy loại cầu trục một dầm dạng chữ I có xe con treo palăng di chuyển trên cạnh dưới của dầm chữ I là loại phù

hợp nhất Loại cầu này có ưu điểm hơn cả vì có kết cấu đơn giản và nhỏ gọn, thích hợp cho việc di chuyển tôn tấm trong các phân xưởng cũng như yêu cầu về tải trọng, làm việc tin cậy, sử dụng đơn giản, thuận tiện 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

6

5 1 3

Hình 1.8 Cầu trục thiết kế.

“Thiết kế cầu trục một dầm với tải trọng nâng 1 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 chữ I ghép song song Phía trên dầm chữ I là khung giàn thép 6 có tác dụng làm giá đỡ cho cơ cấu di chuyển cầu đồng thời đảm bảo độ cứng cần thiết theo phương ngang

- Xe con 3 mang palăng điện 4 di chuyển trên cạnh dưới của dầm chữ I, cầu trục

di chuyển dọc theo nhà xưởng nhờ cơ cấu di chuyển 2

- Phương án dẫn động: mỗi cơ cấu (cơ cấu nâng, cơ cấu di chuyển xe con, cơ cấu di chuyển cầu) đều được dẫn động bằng một động cơ điện.

- Cầu trục được trang bị thiết bị mang vật là cặp lệch tâm

- Các cơ cấu được điều khiển bằng hộp nút bấm từ dưới nền nhà

b Chọn phương 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 theo phương pháp nào thì

có thể thiết kế đó không có tính khả thi và đôi khi là không thể thực hiện được

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 của phương pháp này đó là cho phép ta 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 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 kế theo Quy Phạm: Đây là một trong những phương pháp thiết kế cho ta đi

thiết kế nhanh nhất đảm bảo dư bền vì các Quy Phạm đặt ra được dựa vào các kinh nghiệm và cách tính dư bền Tuy nhiên phương pháp này không thể áp dụng cho các trường hợp đặc biệt được và các chi tiết thiết kế ra cho ta dư bền

Thiết kế theo số liệu thống kê: Chúng ta thống kê các chi tiết sản phẩm phân tích

lựa chọn xem chi tiết nào hoạt động hiệu quả và gần với thiết kế mình nhất Từ đó cho ta thiết kế chi tiết dựa vào kết quả vừa mới thống kê được

Thiết kế theo tính toán: Đây là một trong bốn 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 nhược điểm khác 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 theo

tính toán vì đây là phương án cho ta kết quả chính xác nhất, tính kinh tế và hiệu quả

cao nhất

Cụ thể trong tính toán “Thiết kế cầu trục một dầm với tải trọng nâng 1 tấn” ta

phải tính các cơ cấu chính sau:

- Tính cơ cấu nâng

- Tính cơ cấu di chuyển: cơ cấu di chuyển cầu và di chuyển palăng điện

- Vận tốc di chuyển xe con: :Vx= 35 m/ph

- Dòng điện xoay chiều 3 pha λ/ ∆ =220/380 v, tần số 50 Hz

- Chế độ làm việc: Nhẹ

Tương ứng với chế độ làm việc nhẹ ta có:

Bảng 1-1 Các số liệu về chế độ làm việc các cơ cấu của cầu trục.

- Số lần mở máy trong một giờ, m

- Số cho kỳ làm việc trong một giờ, ack

- Nhiệt độ môi trường xung quanh, t0C

150,330,250,5560

10 – 1525Thời gian phục vụ, năm

- Ổ lăn

- Bánh răng

- Trục và các chi tiết khác

101525Thời gian làm việc trong

2.1 CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ TÍNH TOÁN CƠ CẤU NÂNG

CHƯƠNG II

TÍNH CÁC CƠ CẤU CHÍNH

2.1.1 Chọn phương án cho cơ cấu nâng

Theo yêu cầu công nghệ, cơ cấu nâng là một bộ phận của cầu trục Việc chọn phương án cho cơ cấu nâng để thiết kế cần phải đảm bảo các thông làm việc như công suất, tốc độ, đặc tính động lực học, phương pháp điều khiển, môi trường sinh thái, khả năng quá tải, khả năng tiêu chuẩn hóa, khả năng lắp đặt, vận hành, an toàn Các chỉ tiêu kinh tế như giá thành, chi phí sản xuất, khấu hao, chi phí bảo dưỡng sửa chữa v.v

Đối với cầu trục thiết kế phương án bố trí cho cơ cấu nâng được chọn có sơ đồ như hình 2.1 Với phương án này cơ cấu có kích thước tương đối gọn nhẹ cho phép chế tạo từng cụm cơ cấu riêng biệt nên thuận tiện cho việc lắp đặt và đơn giản trong việc chế tạo

Hình 2.1 Sơ đồ cơ cấu nâng

Đây là loại cơ cấu nâng dây mềm, có một tang, truyền động của cơ cấu là truyền động riêng, năng lượng sử dụng là năng lượng điện Kết cấu cơ bản gồm động cơ điện 1, khớp nối vòng đàn hồi 2, phanh 3, hộp giảm tốc 4, khớp nối 5, tang cuốn cáp

6, ngoài ra còn có các bộ phạn khác như dây cáp, cặp lệch tâm và ròng rọc đỡ cáp (hình 2.2)

4 3

2 1

Các thông số ban đầu:

- Tải trọng nâng: Q = 1T = 10000N

- Chiều cao nâng: H = 5 m

- Tốc độ nâng vật: Vn =10 m/ph

- Chế độ làm việc của cơ cấu: Nhẹ

- Trọng lượng bộ phận mang vật: Cặp lệch tâm và palăng thuận, cặp lệch tâm và palăng thuận được chọn theo tiêu chuẩn của Liên Xô, (atlat) có khối lượng:

Trong các kiểu kết cấu của dây cáp thì kết cấu kiểuΠK-3 theo tiêu chuẩn của Liên Xô có tiếp xúc đường giữa các sợi thép ở các lớp kề nhau, làm việc lâu hỏng và được sử dụng rộng rãi Vật liệu chế tạo là các sợi thép có giới hạn bền 1200 ÷2100 N/mm2 Vậy ta chọn cáp ΠK-3 kết cấu 6 x 25 (1+6; 6+12) + 1 lõi, giới hạn bền các sợi thép trong khoảng 1500 ÷1700 N/mm2, để dễ dàng trong việc thay cáp sau này khi bị mòn, đứt

k a m

Q S

p

η

0 max =Trong đó:

a = 2 – bội suất palăng

m = 1 – số nhánh cáp cuốn lên tang

a

t a p

Với: t – Số ròng rọc đổi hướng, t = 0

λ= 0,98 – hiệu suất của ròng rọc đặt

trên ổ lăn bôi trơn bình thường Hình 2.2 sơ đồ palăng.

.1,5 7844

98,0.2.1

.7844

yêu cầu

Trọng lượng 100 m cáp = 23,40 kg = 234 N

2.1.2.4 Tính các kích thước cơ bản của tang và ròng rọc

Đường kính nhỏ nhất cho phép đối với tang và ròng rọc xác định theo công thức (2-12) – [tr-20].

4,194)125(1,8)1

≥d e

Trong đó:

D t- đường kính tang đến đáy rãnh cáp, mm

d c =8,1 mm - đường kính dây cáp quắn lên tang

e = 25 – hệ số thực nghiệm, tra theo bảng (2-4) – [tr.20]

Ta chọn đường kính tang D t =195 mm

Ròng rọc làm việc, có thể chọn đường kính nhỏ hơn 20% so với đường kính tang

156135.8,08,

L – chiều dài toàn bộ của tang

L0 – chiều dài phần cắt ren

L1 – phần tang để kẹp đầu cáp

L2 – phần tang để làm thành bên

Chiều dài một nhánh cáp cuốn lên tang khi làm việc với chiều cao nâng H = 5 m

và bội suất palăng a = 2

l = H.a = 5.2 = 10 m

Số vòng cáp phải cuốn ở một nhánh (2-tr.21)

1493,132)081,0195,0(

10)

+

=++

=

π

π D d Z

l Z

c t

vòng

Trong đó: Z0 = 2 – số vòng dự chữ không sử dụng đến (≥1,5).

Vậy chiều dài phần cắt ren là: L0 = Z.t

Trong đó: t – bước cáp được xác định theo công thức kinh nghiệm

t = dc + (2 ÷ 3) = 8,1 + 2,4 = 10,5 mm ⇒ L0 = 14.10,5 = 147 mm

Chiều dài L1, nếu dùng phương pháp cặp thông thường thì phải cắt thêm khoảng

3 vòng rãnh trên tang nữa, do đó: L1 = 3.10 = 30 mm

Vì tang được cắt rãnh, cáp cuốn một lớp, tuy nhiên ở hai đầu tang trước khi vào phần cắt rãnh ta để trừ lại một khoảng L2 = 20 mm để làm thành bên

L = L0 + L1 + 2L2 = 147 + 30 + 20.2 = 217 mm

Để thuận lợi cho việc chế tao, chọn chiều dài tang: L = 220 mm

Bề dầy thành tang xác định theo kinh nghiệm

δ = 0,02Dt + (6 ÷10) = 0,02.195 + 6,1 = 10 mmKiểm tra sức bền của tang theo công thức (2-15) – [tr.22]

Trong đó: Smax = 7844 N – lực căng lớn nhất

δ = 10 mm – bề dầy thành tang

t = 10,5 mm – bước cuốn cáp

ϕ =0,8 - hệ số giảm ứng suất đối với tang bằng gang.

k =1 – hệ số phụ thuộc lớp cáp cuốn lên tang

t

S k

σδ

ϕ

max

⇒ 59,76

5,10.10

7844.8,0

1135

.v n Q

N =Trong đó: Q = 10000 N – tải trọng nâng của cầu trục

Vn = 10 m/ph – vận tốc nâng

η - hiệu suất của cơ cấu bao gồm:

0

η ηη

η = p tTong đó: ηp= 0,99 – hiệu suất palăng đã tính trên (mục 2).

ηt= 0,96 – hiệu suất tang, bảng (1-9)

η0= 0,85 – hiệu suất bộ truyền có kể cả khớp nối, với bộ truyền

được chế tạo thành hộp giảm tốc hai cấp bánh răng trụ, bảng(1-9)

⇒ η =0,99.0.96.0,85=0,807Vậy 2,06

807,0.1000.60

10.10000

=

=

Tương ứng với chế độ làm việc nhẹ, sơ bộ chọn động cơ điện

Bảng (2-2) Các thông số của động cơ điên.

Kiểu

động cơ

Công suất (kw)

Vận tốc(v/ph)

Mmax Mô men vô

lăng của rô to

GD2 (kgm2)

Trọng lượng (kg)

2.1.2.6 Tỷ số truyền chung

Tỷ số truyền chung từ trục động cơ đến trục tang được xác định theo công thức (3-15) – [tr.55]

Trong đó: nđc = v/ph – số vòng

quay danh nghĩa của động cơ

nt – số vòng quay của tang để đảm bảo vận tốc nâng cho trước

Với : Vn =10 m/ph – vận tốc nâng

a = 2 – bội suất palăng

D0 – đường kính tang tính đến tâm cáp

D0 = Dt + dc = 195 +5,6 = 200,6 mm

2006,0

2

=π

2.1.2.7 Kiểm tra động cơ điện về nhiệt.

Do động cơ điện đã chọn có công suất danh nghĩa nhỏ hơn công suất tĩnh yêu cầu khi làm việc với vật nâng có trọng lượng bằng trọng tải (Nđc= 1,7kW < N = 2,06kW), do đó phải được kiểm tra về nhiệt Ta tiến hành kiểm tra động cơ về nhiệt theo thời gian mở máy khi nâng, hạ với các tải trọng khác

Q

t Hình 2.4 Đồ thị gia tải trung bình của cơ cấu máy trục theo chế độ làm việc nhẹ.

n n

t =π

Chọn sơ đồ cho các máy trục làm việc với chế độ nhẹ và trung bình theo sơ đồ hình 2.4 Theo sơ đồ hình 2.4 thì cơ cấu nâng sẽ làm việc với các trọng lượng vật nâng Q1 = Q; Q2 = 0,75Q; Q3 = 0,2Q và thời gian làm việc tương ứng với các trọng lượng này là 2 : 5 : 3.

m

Q S

λλ

λ)

1(

)1(

)98,01(10250

' =η η = =

η t

- Mô men trên trục động cơ khi nâng vật, theo công thức (2-79) – [tr.48]

2,14816,0.45.2

1.2006,0.5176

.2

' 0

=η

i

m D S

m

Q S

λ

λ

)98,01(1

98,0)

98,01(10250

.2

816,0.1.2006,0.5072

2

M h h

(375

)

(375

)(

2 0 2 1

2 0 0 1

2

i a M M

n D Q M

M

n D G t

n m n

m

l i i n

Nm2(tra theo bảng catalo của chúng).

≈

khop i i roto i

G ) ( )( 2 + 2 = 0,48 + 0,216=0,686 Nm2

Mm – mômen mở máy của động cơ, đối với động cơ đã chọn là động cơ điện xoay chiều kiểu dây cuốn, xác định theo công thức (2-75) – [tr47]

dn dn

dn m

,12

= ⇒ Mm = 1,5.11,4 = 17,1 Nm

2,141,17(375

1420.2006,0.10250)

2,141,17(375

1420.686,0.1,1

2 2

lượng bằng trọng tải

Gia tốc khi mở máy với tải trọng Q1 = Q, được xác định theo công thức

2

/157,006,1.60

η

β

)

(375

)

(375

)(

2 0 2 1

2 0 0 1

i a M M

n D Q M

M

n D G t

h m h

m

l i i h

3,91,17(375

1420.2006,0.10250)

3,91,17(375

1420.686,0.1,1

2 2

2

=+

++Tính tương tự cho các trường hợp Q2 và Q3 theo các công thức dẫn trên.Kết quả tính được ghi trong bảng (2-3)

Thời gian chuyển động với vận tốc ổn định là:

s v

H t

n

10

5.60

60

=

=

=Mômen trung bình bình phương trên trục động cơ, theo công thức (2-37) - [tr.44]

M m m t v tb

)

()(

tv – thời gian chuyển động với vận tốc ổn định khi làm việc với từng tải trọng, s

∑t - toàn bộ thời gian động cơ làm việc trong một chu kì, bao gồm thời gian làm việc trong các thời kỳ chuyển động ổn định và không ổn định, s

Mm – mômen mở máy của động cơ điện, Nm

Bảng (2-3) Các thông số tương ứng với các trường hợp tải trọng.

Thay các giá trị tương ứng vừa tính được vào công trên ta được:

Mtb =

152,0.313,0.5117,0.2214,0.35,0.506,1.210.30

)03,2.302,7.53,9.26,3.375,10.52,14.2(30

)152,0.313,0.5117,0.2214,0.35,0.506,1.2(1,17

2 2

2 2

2 2

2

++

++

++

++

++

+

++

++

++

775038820,60510,638047,020,500,13

205010350,753,210142,030,2140,152

Công suất trung bình bình phương của động cơ được phát ra theo công thức 76) – [.47].

(2-67,19550

1420.26,119550

=

=

= tb đc tb

n M

Từ kết quả tính được ta thấy, công suất trung bình bình phương do động cơ phát

ra trong suốt thời kì làm việc với chế độ ngắt đoạn lặp đi lặp lại nhỏ hơn công suất danh nghĩa của nó với cường độ làm việc là 15% (Ntb = 1,67kW < Nđc = 1,7kW) Vậy động cơ đã chọn là ĐK 41- 4 với CĐ 15% có công suất danh nghĩa Nđc = 1,7kW là hoàn toàn thỏa mãn yêu cầu trong khi làm việc

2.1.2.8 Tính chọn phanh

Để phanh được nhỏ gọn, ta sẽ đặt phanh ở trục thứ nhất tức là trục động cơ, mômen phanh được xác định theo công thức (3-14) – [tr.54]

Trong đó: k = 1,5 – hệ số an toàn phanh đối với chế độ nhẹ, bảng(3-2) – [tr.54]

Q0 = 10250 N – tái trọng nâng kể cả bộ phận mang vật

D0 = 0,2006 m – đường kính tang tính đến tâm cáp

η= 0,807 – hiệu suất của cơ cấu.

i0 = 45 – tỷ số truyền chung

a = 2 – bội suất palăng

Vậy: M ph 14Nm

45.2.2

807,0.2006,0.10250.5,

=Viêc lựa chọn phanh để đảm bảo điều kiện làm việc bình thường và sự an toàn trong quá trình hoạt động của máy nâng là vô cùng quan trọng Đây là một chỉ tiêu đã được TCVN 5863-1995 quy định Đối với palăng điện, loai phanh được sử dung là phanh đĩa điện từ với nhiều mặt ma sát vì có kích thước nhỏ gọn, làm việc tin cậy.Phanh gồm các đĩa ma sát 5 không quay và có thể di chuyển dọc theo chốt dẩn hướng 1 Trên các đĩa 5 có các bề mặt ma sát 6 Các đĩa thép 7 không có bề mặt ma sát lắp bằng then hoa với trục phanh Phanh đóng nhờ lực lò xo 4 ép các đĩa 5 vào các

0

0 0

2

i a

D Q k

M ph η

=

đĩa 7, phanh mở nhờ nam châm điện 3 với ngàm hút 2 gắn cố định trên đĩa 5 Các bề mặt ma sát làm việc trong bể dầu.

Hình 2.5 Phanh đĩa.

Với mômen phanh là thông số cho trước, các thông số cần xác đinh gồm:

Rt – bán kính trong của bề mặt ma sát chọn nhỏ nhất, theo yêu cầu kết cấu của phanh ta chọn Rt ≈ 4Dđc = 4.0,035 = 0,14 m

Rn – Bán kính ngoài, thường lấy Rn = (1,25÷2,5)Rt = 1,5.0,14 = 0,21 m

Lực dọc trục cần thiết để tạo mô men phanh theo yêu cầu:

Trong đó: Mph = 14 Nm – mô men phanh

M P

tb

ph

=

⇒ 222

12,0.175,0.3

R

P p

t n

≤+

=

1000)( 2 2

π

Áp lực cho phép của một số loại vật liệu trong phanh áp trục tra theo bảng(2-4)

Bảng (2-4) Áp suất cho phép [p] đối với phanh áp trục, N/mm 2

Vật liệu ma sát Không bôi trơn Bôi trơn mỡ Trong bể dầuKim loại trên kim loại

Vật liệu dệt hay đan trên kim loại

Vật liệu cán trên kim loại

0,20,30,6

0,40,61,0

0,80,81,2

Vậy: 1,12

1000)

14,021,0(

∆- khe hở trung bình giữa các đĩa, với đĩa kim loại làm việc trong bể dầu

cấp bánh răng trụ thẳng, tạo thành một tổ hợp biệt lập có nhiệm vụ giảm số vòng quay và truyền công suất từ động cơ đến cơ cấu công tác.

Hộp giảm tốc có ưu điểm: hiệu suất cao, tuổi thọ lớn, làm việc chắc chắn, sử dụng đơn giản và có khả năng truyền công suất ở những chế độ tốc độ khác nhau

Hình 2.6 Sơ đồ hộp giảm tốc.

Các thông số đã biết:

I0 = 45 – tỷ số truyền chung

Nđc =1,7kW – công suất của động cơ điện

nđc = 1420 – số vòng quay trên trục động cơ

nt = 32 – số vòng quay trên trục tang

Sơ bộ ta chọn hộp giảm tốc có kết cấu như hình (2-6)

Ta lập bảng phân phối tỷ số truyền như sau:

nđc

nt

Bảng (2-5) Bảng phân phối tỷ số truyền cho hộp giảm tốc.

Trong đó: Mx – mômen xoắn trên trục động cơ

η= (0,95 ÷0,97) – hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ, chọnη= 0,96Căn cứ vào yêu cầu vào công suất phải truyền với CĐ15%, số vòng quay trục vào, tỷ số truyền và yêu cầu về lắp ráp, ta chọn phương án mua sẵn hộp giảm tốc tiêu chuẩn dựa vào bảng phân phối tỷ số truyền

Cặp lệch tâm dùng để cặp tôn tấm Lực ma sát để giữ vật nâng trong cơ cấu được tạo ra bởi sức ép của cam lệch tâm khi nâng vật hoặc dùng tay quay xiết chặtcam lệch tâm trước khi nâng (hình 2.7.) Khi cam lệch tâm ép vào tấm vật liệu sinh ra phản lực N và lực ma sát F:

F = F1 + F2 = N (f1 + f2) ≥ QTrong đó: f1, f2 - hệ số ma sát giữa tấm thép được nâng với cam lệch tâm và mặt trong của má kẹp; chọn f1 = 0,15; f2 = 0,1

Vậy: 40000

1,015,0

10000

2 1

=+

=+

≥

f f

α 1 2 1 cos

r f

f tg

Để đảm bảo an toàn cho vật không rơi người ta chọn góc lệch tâm nhỏ hơn góc

ma sát nên ta có:

Trong đó: r – bán kính

cam lệch tâm

δ - bề dầy của tấm thép (vật nâng)

Căn cứ vào công thức trên để xác định kích thước cam lệch tâm đảm bảo an toàn không rơi vật

Vậy để thoả mãn cho việc nâng vật với tải trọng 1tấn, sơ bộ ta chọn các thông số ban đầu cho cặp lệch tâm (theo các cặp đã chế tạo):

α = 100 – góc lệch tâm

r = 100 mm – bán kính cam lệch tâm

δ = 10 ÷16 mm - bề dầy cho phép của tấm tôn.

Thay các thông số vào biểu thức trên ứng với hai trườnh hợp δ = 10 (16) mm

α 1 2 1 cos

r f f tg

- Trường hợp 1: khi δ = 10 mm ⇒0,176<0,259luôn đúng với mọi trường hợp.

- Trường hợp 2: khi δ = 16 mm ⇒0,176<0,265 luôn đúng với mọi trường hợp.Vậy các thông số đã chọn hoàn toàn thoả mãn

- Tính chốt cam lệch tâm Khi kặp tấm tôn với tải trọng nâng 1 tấn làm xuất hiện

áp lực P tác dụng vào chốt của bánh lệch tâm Để chốt làm việc an toàn ta phải tính chọn sao cho đủ bền

Tuy nhiên khi nâng tấm tôn với bề dầy giảm dần 10 ÷16 mm thi áp lực tác dụng lên chốt cũng thay đổi theo chiều giảm dần do góc lệch tâm thay đổi vậy trong thường hợp này ta chỉ cần tính cho trường hợp nguy hiểm nhất là khi cặp tấm tôn với

bề dầy là 10 mm, ứng với góc lệch tâm là α = 14,50 (với tgα = 0,259).

Khi đó áp lực tác dụng vào chốt được xác định theo công thức:

P = N.cosα = 40000.0,968 = 38720 NChọn vật liệu là thép 45CT có giới hạn bền mỏi là '

1

−

σ = 250 N/mm2 Đường kính chốt được xác định theo công thức:

[ ]

3

.1,

0 σu

M

d ≥Trong đó: Mu – mômen uốn trên chốt, xác định theo công thức:

2.l

250 '

'

= −

k n

σ

Thay các thông số vào công thức trến sơ bộ ta xác đinh được đường kính chốt

72,3867,66.1,0

Tính chốt chính của cặp lệch tâm Khi nâng vật với tải trọng nâng 1tấn, chốt sẽ

chịu uốn, để đảm bảo chốt làm việc an toàn ta tiến hành tính chọn theo độ bền uốn.Tính tương tự như chốt cam lệch tâm ta xác định được đừơng kính chốt, ứng với

l = 40 mm, P = 10000 N

66,2467,66.1,0

bị mắc vật khác nhau tuỳ theo loại vật cần vận chuyển

2.1.2.11 Các bộ phận khác của cơ cấu nâng

b Cặp đầu cáp lên tang

Ta sử dụng phương pháp kặp đầu cáp

trên tang thông thường: ở mỗi đầu cáp dùng

3 tấm cặp, tương ứng với đường kính dây

f = 0,14 – hệ số ma sát giữa tang với mặt cáp

α =4π - góc ôm của các vòng cáp dự trữ trên tang

Lực kéo các vít cấy

N f

S

14,0.2

13522

Lực uốn các vít cấy

N f

P

P0 = =4828.0,14=676Ứng suất tổng xuất hiện trong thân vít cấy, theo công thức (2-17) – (tr.23)

3 1

0 0 2

1 0,1 .4

3,1

d Z

l P d

2 41,64 35,2 76,84 /

8.3.1,0

8.6764

8 3

4828.3,1

mm N

=+

=+

RD = 7844

152

5,78 = 4047 NTải trọng tác dụng lên may ơ bên phải (điểm C)

RC = R – RD = 7844 – 4047 = 3797 NPhản lực tại ổ A bằng:

217

30.3797)

30152(

Phản lực tại ổ B là:

RB = R – RA = 7844 – 3919 = 3925 NMômen uốn tại D

MD = 3919.35 = 137165 NmmMômen uốn tại C

MC = 3925.30 = 117750 NmmTrục tang không truyền mômen xoắn, chỉ chịu uốn Đồng thời trục quay cùng với tang khi làm việc, nên nó sẽ chịu ứng suất uốn theo chu kì đối xứng

Vật liệu trục tang – dùng thép 45 với giới hạn bền σb=610N/mm2, giới hạn chẩy σch =430N/mm2 và giới hạn mỏi ' 2

1 =250N/mm

−

phép với chu kì đối xứng trong phép tính sơ bộ có thể xác định theo công thức (1-12) – (tr.12)

2.6,1

250 '

'

= −

k n

σ

Với các hệ số k’ và [ ]n tra theo bảng 1-5 và 1-8

Vậy tại điểm D trục phải có đường kính là:

[ ] 0,1.78 26

137165

1,

II, III-III và IV-IV

- Ta kiểm tra tiết diện I-I, có đường kính d = 30 mm

Ứng suất uốn lớn nhất: 65,61

30.1,0

176610

1,

Số chu kỳ làm việc tổng cộng

Z0 = 60Tnt(CĐ) = 60.10573.32.0,15 = 3045024Trong đó: nt = 32 v/ph – số vòng quay trục tang

(CĐ) = 0,15 – cường độ làm việc của cơ cấu với chế độ làm việc nhẹ

Số chu kì làm việc tương ứng với các tải trọng Q1, Q2, Q3.

Z1 =

10

2

Z0 = 10

2

3045024 = 609005

Z2 = 10

5

Z0 = 10

5

3045024 = 1522512

Z3 = 10

3

Z0 = 10