tính toán và thiết kế cơ cấu cầu trục nâng có tải trọng 10 tấn

GVHD:Nguyễn Thanh Việt Đồ An Tốt Nghiệp: Cầu Trục 10T PHẦN I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY NÂNG CHUYỂN I. GIỚI THIỆU VỀ MÁY NÂNG CHUYỂN. Máy nâng chuyển là thiết bị dùng để thay đổi vị trí của đồi tượngnhờ thiết bị mang vật trực tiêp như móc treo, hoặc thiết bị gian tiếp như gầu ngoạm, nam châm điện, băng tải,… Như vậy máy nâng chuyển đóng vai trò rất quan trọng trong q trình sản xuất: giảm nhẹ sức lao động cho cơng nhân và nâng cao năng suất lao động 1.Phân loại máy nâng chuyển: 1.1. Căn cứ vào chuyển động chính: Chia làm hai loại -Máy nâng -Máy vận chuyển liên tục 1.2. Căn cứ vào cấu tạo và ngun tắc làm việc: -Cầu trục -Cổng trục -Cần trục tháp -Cần trục quay di động(cần trục ơ tơ, bánh lốp, bánh xích) -Cần trục cột buồm và cần trục cột quay -Cần trục chân đế và cần trục nối -Cần trục cáp 2. Điều kiện an tồn của máy trục: Trong thực tế tần suất xảy ra tay nạn trong sử dụng máy nâng là lớn hơn rất nhiều so với các loại máy khác .Do vậy vấn đề an tồn trong sử dụng máy nâng là vấn đề quan trọng được đặt lên hàng đầu. Với cầu trục lăn do có nhiều bộ phận máy lắp với nhau và được đặt trên cao do vậy cần phải thường xun kiểm tra để kịp thời phát hiện những hư hỏng như lỏng các mối ghép ,rạn nứt tại các mối hàn do thời gian sử dụng lâu … Đối với các chi tiết máy chuyển động như bánh xe ,trục quay phải có vỏ bọc an tồn nhằm ngăn những mảnh vỡ văng ra nếu có sự cố khi chi tiết máy hoạt động Tồn bộ hệ thống điện trong máy phải được nối đất Với các động cơ đều có phanh hãm tuy nhiên phải kiểm tra phanh thường xun khơng để xảy ra hiện tượng kẹt phanh gây nguy hiểm khi sử dụng . Tất cả những người điều khiển máy làm việc hay phục vụ máy trong phạm vi làm việc của máy đều phải học tập các quy định về an tồn lao động có làm bài kiểm tra và phải đạt kết quả . Trong khi máy làm việc cơng nhân khơng được đứng trên vật nâng hoặc bộ phận mang để di chuyển cùng với vật cùng như khơng được dùng dưới vật nâng đang di chuyển . SVTH:Nguyễn Hữu Tân :Lớp 03C1C Trang 1 GVHD:Nguyn Thanh Vit ẹo An Toỏt Nghieọp: Cu Truùc 10T i vi mỏy khụng khụng hot ng thng xuyờn (nhiu ngy khụng s dng )khi a vo s dng phi kim tra ton b kt cu mỏy . kim tra tin hnh th mỏy vi hai bc l th tnh v th ng . Bc th tnh :treo vt nõng cú trng lng bng 1,25 ln trng lng nõng danh ngha ca cu trc thit k v trong thi gian t 10 n 20 phỳt . Theo dừi bin dng ca ton b cỏc c cu mỏy .Nu khụng cú s c gỡ xy ra thỡ tip tc tin hnh th ng . Bc th ng :Treo vt nõng cú trng lng bng 1,1 trng lng nõng danh ngha sau ú tin hnh m mỏy nõng, di chuyn, h vt ,m mỏy t ngt , phanh t ngt .Nu khụng cú s c xy ra thỡ a mỏy vo hot ng . Trong cụng tỏc an ton s dng cu trc ngi qun lý cú th cho lp thờm cỏc thit b an ton nhm hn ch ti a tai nn xy ra cho cụng nhõn khi lm vic . Mt s thit b an ton cú th s dng ú l : S dng cỏc cụng tc t trờn nhng v trớ cui hnh trỡnh ca xe ln hay c cu di chuyn cng trc .Cỏc cụng tc ny c ni vi cỏc thit b ốn hoc õm thanh bỏo hiu nhm bỏo cho ngi s dng bit dng mỏy .ng thi cng cú th ni trc tip vi h thng iu khin t ng ngt thit b khi cú s c xy ra . Nh vy hn ch ti a tai nn xy ra ũi hi ngi cụng nhõn s dng mỏy phi cú ý thc chp hnh nghiờm tỳc nhng yờu cu ó nờu trờn. II. GII THIU V C CU TRC: 1.Phõn loi cu trc: a.Theo cụng dng: -Cu trc cú cụng dng dựng chung -Cu trc chuyờn dng b.Theo kt cu dm cu: -cu trc mt dm -Cu trc hai dm c.Theo cỏch ta ca dm: -Cu trc ta -Cu trc treo d.Theo cỏch b trớ c cu c cu di chuyn cu trc: -Cu trc dn ng chung -Cu trc dn ng riờng 2.Ti trng: 2.1. Ti trng nõng dang ngha Q,N. -L trng lng ln nht m mỏy cú th nõng c. Q = Q m +Q h Qm :Trng lng thit b mang SVTH:Nguyn Hu Tõn :Lụựp 03C1C Trang 2 GVHD:Nguyn Thanh Vit ẹo An Toỏt Nghieọp: Cu Truùc 10T Qh:trng lng danh ngha ca vt nõng ma mỏy cú th nõng c 2.2. Ti trng do trng lng bn thõn. -Trong khi tớnh toỏn, thit k mỏy mi thng b qua trng lng cỏc chi tit (tr mt s chi tit cú trng lng ln) 2.3. Ti trng ca giú. -i vi mỏy lm vic trong nh thỡ ỏp lc giú khụng ỏng k cú th b qua 2.4.Ti trng phỏt sinh khi vn chuyn. -Bao gm cỏc ti trng do trng lng bn thõn v cỏc ti trng ng phỏt sinh khi vn chuyn: +Ti trng theo phng ng khi vn chuyn trờn ray ly bng 60% ữ 80% ti trng do trng lng bn thõn +Ti trng ng theo phng ngang ly bng 80% ữ 90% ti trng do trng lng ca bn thõn. 2.5. Ti trng khi dng lp. -Khi ny ti trng do trng lng bn thõn ly tng 15% ữ 20%. V phi k n ti trng giú cng nh cỏc lc phỏt sinh trong quỏ trỡnh lp. 2.6. Ti trng ng : - kho sỏt ng lc hc mỏy cn xõy dng mụ hỡnh bi toỏn v ng lc hc ca mỏy. Cỏc c cu mỏy nờn tỡm cỏch qui v s n gin nht . 3. c im tớnh toỏn ca cu trc: 3.1. Trỡnh t tớnh toỏn ca cu trc. -Xỏc nh cỏc thụng s c bn. -Xỏc nh cỏc cỏc kớch thc hỡnh hc ca cỏc b phn trờn cu trc v ti trng tớnh toỏn -Xỏc dnh cỏc v trớ tớnh toỏn Thit k cỏc c cu: c cu nõng thit b mang, c cu di chuyn xe, -Thit k, tớnh toỏn kt cu thộp -Thit k cỏc h thng iu khin -Thit k thit b an ton 3.2. Xỏc nh khong cỏch gia cỏc bỏnh xe di chuyn cu trc trờn dm cui. - Khi b xụ lch thỡ b sinh ra lc cn ph W nờn sinh ra mụn men xụ lch M = 2 .LW mụ men ny sinh ra phn lc N gia thnh bỏnh xe v cnh ray : N = E M = E LW 2 . m bo cho bỏnh xe vn quay thỡ: L E f f : h s gia thnh bỏnh xe v cnh ray SVTH:Nguyn Hu Tõn :Lụựp 03C1C Trang 3 GVHD:Nguyn Thanh Vit ẹo An Toỏt Nghieọp: Cu Truùc 10T f = 5 1 ữ 7 1 Hỡnh 1:s lc tỏc dng gia bỏnh xe v ray 3.3. c im tớnh toỏn ca dm chớnh cu trc - vừng ln nht ca di tỏc dng ca trng lng xe v ti trng danh ngha, cựng thit b mang vt t gia dm khụng c vt quỏ : + L 100 1 vi cu trc dn ng bng tay + L 500 1 vi cu trc mt dm dn ng bng mỏy + L 700 1 vi cu trc hai dm dn ng bng mỏy - i vi cú dm hp phi kim tra thi gian dao ng tt dn a kt cu thộp 3.4. Tớnh trc truyn ca c cu di chuyn. -Tớnh trc phi thc hin y cỏc phộp tớnh trcthụng thng tớnh s b, tớnh bn mi, cú th kim tra cng xon v dao ng C SVTH:Nguyn Hu Tõn :Lụựp 03C1C Trang 4 GVHD:Nguyn Thanh Vit ẹo An Toỏt Nghieọp: Cu Truùc 10T Chng I: PHN TCH V LA CHN PHNG N 1. La chn kt cu dm a.Phng ỏn 1: Hai dm kt cu dng hp -Trờn dm chớnh cú hai thanh ray xe ln di chuyn -Kt cu dm dng hp nờn vic tớnh toỏn n gin,thi gian ch to v lp ghộp nhanh,vic bo dng cng n gin. Do ú giỏ thnh gim b.Phng ỏn 2 :Kt cu hai dm kiu gin -Dm l mt khung gin gm cỏc thanh liờn kt vi nhau bng hn v bt bulung SVTH:Nguyn Hu Tõn :Lụựp 03C1C Trang 5 Hỡnh 2: kt cu hai dm dang hp Hỡnh 3 : Kt cu hai dm kiu gin GVHD:Nguyn Thanh Vit ẹo An Toỏt Nghieọp: Cu Truùc 10T Vi kt cu kiu ny thỡ khi lng dm nh, nhnng phc tp, khú ch to vỡ nhiu chi tit , quỏ trỡnh ch to v lp rỏp mt thi gian , vic kim tra bo dng khú khn .Do ú giỏ thnh ch to cu trc cao c.Phong ỏn 3: Kt cu loi mt dm -Kt cu dm cú dng ch I A A A A -Dng kt cu ny n gin , d tớnh toỏn, ch to, lp ghộp n gin, bo dừng kim tra d dng, nhng chu ti ớt. Phự hp vi nhng cu trc cú ti trng nh di 5 tn v khu nh Kt lun :T yờu cu v s liu ban u v cu trc , nh vy ta chn kt cu dm dng: hai dm dng hp, thỡ kh nng chu ti v kt cu n gin 2. Chn phng ỏn truyn ng c cu nõng a.Phong ỏn 1: 1 2 3 4 1. ng c in . 2. Khp ni. 3. Khp ni v phanh. 4. Hp gim tc SVTH:Nguyn Hu Tõn :Lụựp 03C1C Trang 6 Hỡnh 4: Kt cu mt dm GVHD:Nguyn Thanh Vit ẹo An Toỏt Nghieọp: Cu Truùc 10T -Vi kt cu ny ng c truyn ng n hp gim tc qua khp ni trc ra ca hp gim tc khụng trựng vi trc tang, m truyn qua b truyn bỏnh rng. Kt cu ny thớch hp khi dựng palng n. Kt cu ny phc tp nhiu chi tit, tn nhiu , cũn cú b truyn ngoi khụng an ton b. Phng ỏn 2: 1 2 3 4 1. ng c in 2. Khp ni kt hp phanh 3. Hp gim tc 4. Tang -Vi phng ỏn ny kt cu nh gn .Trc tang v hp gim tc l mt nờn khú ch to, lp rp v bo dng lc phõn b trờn tang khụng n nh lm nh hng n hp gim tc c.Phng ỏn 3: SVTH:Nguyn Hu Tõn :Lụựp 03C1C Trang 7 GVHD:Nguyn Thanh Vit ẹo An Toỏt Nghieọp: Cu Truùc 10T 1 2 3 4 6 1. ng c in 2. Khp ni kt hp vi phanh 3. Hp gim tc 4. Tang 6. Khp ni Trng hp ny ging phng ỏn 2 nhng cú thờm khp ni, nờn c th khc phc c mt s nhc im ca phng ỏn trờn nh: D ch to, lp ghộp, bo dng Kt lun: vi cỏc u im trờn nờn ta chn phng ỏn 3 l phự hp 3.Phng ỏn truyn ng v di chuyn xe ln: a.Phng ỏn 1: SVTH:Nguyn Hu Tõn :Lụựp 03C1C Trang 8 GVHD:Nguyn Thanh Vit ẹo An Toỏt Nghieọp: Cu Truùc 10T 1 2 5 4 3 4 54 1. ng c in. 2. Phanh kt hp vi ni trc 3. Hp gim tc 4. Ni trc 5. Bỏnh xe -Phng ỏn nh gn gm mt hp gim tc, mt ng c, bn khp ni. Truyn ng n gin, chim ớt trờn xe ln thun tin cho vic b trớ trờn cỏc xe ln b.Phng ỏn 2: 5 1 2 3 5 4 1. ng c in 2. Phanh kt hp vi ni trc 3. Hp gim tc SVTH:Nguyn Hu Tõn :Lụựp 03C1C Trang 9 GVHD:Nguyn Thanh Vit ẹo An Toỏt Nghieọp: Cu Truùc 10T 4. Khp ni 5. Bỏnh xe - Phng ỏn ny kt cu gn nh, n gin, truyn ng chc chn cú s ng b gia hai bỏnh xe cao, nhng khong cỏch gia hai bỏnh xe b hn ch c. Phng ỏn 3: 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 1. ng c in 2. Phanh kt hp vi ni trc 3. Hp gim tc 4. Khp ni 5. Bỏnh xe -Phng ỏn ny dn ng cho hai ng c riờng bit, phng ỏn ny tn nhiu ng c, phanh ,vic gi quyt ng vn tc gia hai bỏnh xe khú khn Kt lun: nh phõn tớch trờn ta chn phng ỏn 1, do nh gn d ch to, ớt tn kộm, chin ớt khụng gian 4- La chn phng ỏn truyn ng di chuyn cu: a. Phng ỏn 1: SVTH:Nguyn Hu Tõn :Lụựp 03C1C Trang 10 [...]... nâng: Cơ cấu nâng dùng để nâng hạ vật theo phương thẳng đứng Ngoại lực là trọng lưc và lực qn tính tác dụng lên vật nâng. Có hai loại cơ cấu nâng :Cơ cấu nâng dẫn động bằng tay, và cơ cấu nâng dẫn động bằng điện Do cơ cấu dẫn động bằng tay khơng phù hợp u cầu thiết kế nên ở đây khơng đi vào phân tích Còn cơ cấu nâng dẫn động bằng điện, do tính chất quan trọng và u cầu cao nên cơ cấu phải đảm độ an tồn,... Nghiệp: Cầu Trục 10T GVHD:Nguyễn Thanh Việt 4 Nối trục 5 Bánh xe -Phương án này dùng hộp giảm tốc gần với động cơ nên khoảng cách từ hộp giảm tốc đến bánh xe lớn nên phải dùng trục lớn Kết luận: Như đã phân tích trên thì ta chọn phương án một phù hợp với các số liệu theo u cầu PHẦN 2 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG 2.1 Phân tích chung : 2.1.1.u cầu khi tính tốn và thiết kế cơ cấu nâng: Cơ cấu nâng dùng... -Trọng tải : Q = 10T = 100 000N -Trọng lượng bộ phận mang: Qm = 2100 N SVTH:Nguyễn Hữu Tân :Lớp 03C1C Trang 13 Đồ An Tốt Nghiệp: Cầu Trục 10T GVHD:Nguyễn Thanh Việt -Khẩu độ: L = 8 (mét) - Độ cao nâng: H = 6(mét) -Vận tốc nâng: Vn = 14,7 (m/phút); Chế độ làm việc của các cơ cấu là chế độ trung bình 2.1.3 Sơ đồ động học cơ cấu nâng: 4 6 1 2 3 Hình 2.1 cơ cấu nâng 1.Động cơ điện 2 Khớp nối kết hợp với phanh... động cơ điện về nhiệt : Q Q 0,5Q 0,3 Q 0,6 0,2 t tt SVTH:Nguyễn Hữu Tân :Lớp 03C1C 0,2 t Trang 19 T Đồ An Tốt Nghiệp: Cầu Trục 10T GVHD:Nguyễn Thanh Việt Hình 2.4 Sơ đồ gia tải của cơ cấu nâng Sơ đồ thực tế sử dụng cầu lăn theo trọng tải cho trên hình 2.4 Q1 = Q; Q2 = 0,5Q; Q3 = 0,3Q Và tỷ lệ thời gian làm việc với các trọng lượng này là 3:1:1 Động cơ điện đã chọn các cơng suất danh nghĩa nhỏ hơn cơng... suất tĩnh u cầu khi làm việc, do đó phải được kiểm tra về nhiệt Để kiểm tra đựơc nhiệt động cơ, ta lần lượt xác định các thơng số tính tốn trong các thời kỳ làm việc khác nhau của cơ cấu Các thơng số cần xác định : a) hiệu suất của cơ cấu khơng tính hiệu suất palăng khi làm việc với vật nâng trọng lượng bằng trọng tải : η = ηt.η0 = 0,96.0,92 = 0,88 b) Momen trục động cơ khi nâng vật, theo cơng thức 2-79-... Nghiệp: Cầu Trục 10T GVHD:Nguyễn Thanh Việt 3 5 5 1 1 2 3 4 4 5 1 Động cơ điện 2 Phanh kết hợp với khớp nối 3 Hộp giảm tốc 4 Khớp nối 5 Bánh xe -Phương án này phải dùng nhiều động cơ và hộp giảm tốc, khó giải quyết vấn đề đồng vận tốc ở hai bánh xe, chỉ phù hợp với những cầu trục tải trọng lớn c Phương án 3: dùng một động cơ một hộp giảm tốc 4 4 4 4 4 5 3 1 2 1 Động cơ điện 2 Phanh kết hợp với nối trục. .. kiểm tra về nhiệt cho thấy động cơ điện được chọn là MT42-8 Có cơng suất danh nghĩa là N dn = 22Kw hồn tồn thoả mãn u cầu khi làm việc 2.2.8 Tính và chọn phanh : Phanh dùng để hãm hoặc điều chỉnh tốc độ cơ cấu, triệt tiêu được động năng của các khối lượng chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay Tất cả các cơ cấu máy trục đều phải dùng thiết bị phanh hãm, nhất là các cơ cấu làm việc vận tốc cao Mà trong... đó sự an tồn trong q trình nâng hạ đều phụ thuộc vào hệ thống phanh, do đó cơ cấu nâng của cầu trục phải trang bị thiết bị phanh hãm để đảm bảo độ an tồn Q trình phanh được thực hiện bằng cách đưa vào cơ cấu lực cản phụ dưới dạng ma sát nảy sinh ra momen phanh Phanh được dùng có thể có nhiều loại: phanh đai, phanh một má, phanh hai má, phanh áp trục, phanh ly tâm … vvv… có thể phanh thường đóng hoặc... thường mở, khi có sự cố xảy ra thì phanh vẫn đóng vật nâng ở tư thế treo, khơng bị rơi đột ngột Đặt phanh trên trục đơng cơ thì mơmen phanh nhỏ hơn ở các vị trí khác, do đó kích thước, trọng lượng của phanh sẽ nhỏ hơn và tính an tồn cũng cao hơn để chọn phanh làm việc có hiệu quả và an tồn ta dựa vào giá trị momen phanh u cầu Mph omen phanh của cơ cấu nâng được xác định từ điều kiện giữ vật nâng treo ở... dọc trục : Pa = P tgα = 31877.tg200 = 87581 N d) Xác định kích thước của trục: Chọn vật liệu : Trục được làm bằng thép 40 thường hố có : σbk = 600N/mm2 σchảy = 300N/mm2 Tính đường kính trục được tính theo cơng thức 7-2[6] d > c.3 N n SVTH:Nguyễn Hữu Tân :Lớp 03C1C Trang 35 Đồ An Tốt Nghiệp: Cầu Trục 10T GVHD:Nguyễn Thanh Việt Trong đó : N : cơng suất trên trục n : số vòng quay của trục C : hệ số tính . cầu PHẦN 2 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG 2.1. Phân tích chung : 2.1.1.u cầu khi tính tốn và thiết kế cơ cấu nâng: Cơ cấu nâng dùng để nâng hạ vật theo phương thẳng đứng. Ngoại lực là trọng. lưc và lực qn tính tác dụng lên vật nâng. Có hai loại cơ cấu nâng :Cơ cấu nâng dẫn động bằng tay, và cơ cấu nâng dẫn động bằng điện. Do cơ cấu dẫn động bằng tay khơng phù hợp u cầu thiết kế nên. khơng đi vào phân tích. Còn cơ cấu nâng dẫn động bằng điện, do tính chất quan trọng và u cầu cao nên cơ cấu phải đảm độ an tồn, độ tin cậy,độ ổn định cao khi làm việc. Do đó ,cơ cấu nâng phải