Thiết kế cầu trục dầm đôi 10t

Thiết kế cầu trục dầm đôi 10T GVHD: Th.S Trần Đình Sơn MỤC LỤC Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ NÂNG CHUYỂN 3 1. Tổng quan về thiết bị nâng chuyển: 3 1.1 Nhu cầu sử dụng thiết bị nâng chuyển: 3 1.2 Giới thiệu máy nâng chuyển: 4 1.3 Các thông số cơ bản của máy trục: 11 1.4 Chế độ làm việc( CĐLV) của máy trục: 12 2. Giới thiệu về cầu trục và phân loại: 13 2.1 Giới thiệu về cầu trục: 13 2.2 Phân loại cầu trục: 14 2.3 Các thiết bị liên quan: 15 2.3.4 Bộ phận mang tải: 17 Chương 2: CÁC PHƯƠNG ÁN ĐỘNG HỌC MÁY 19 2.1 Đặc điểm nhà xưởng và chọn loại thiết bị nâng chuyển: 19 2.2 Các thông số cơ bản của thiết bị nâng chuyển thiết kế: 19 2.3 Xác định các phương án bố trí tổng thể của thiết bị: 19 2.4 Chọn sơ đồ động học: 22 2.4.1 Chọn phương án truyền động cơ cấu nâng: 22 2.4.2 Phương án truyền động và di chuyển xe lăn: 24 2.4.3 Lựa chọn phương án truyền động di chuyển cầu: 26 Chương 3: HÌNH DUNG THỰC TẾ THIẾT BỊ THIẾT KẾ 29 3.1 Phạm vi nhà xưởng: 29 3.2 Bố trí không gian của hệ thống khung dầm: 30 3.3 Cơ cấu: 31 3.4 Hệ thống điều khiển: 33 3.5 Thành lập bản vẽ tổng thể của toàn bộ hệ thống: 33 Chương 4: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG 35 4.1 Phân tích chung: 35 4.1.1 yêu cầu khi tính toán và thiết kế cơ cấu nâng: 35 4.1.2 cơ cấu nâng: Các số liệu ban đầu: 35 4.1.3 Sơ đồ động học cơ cấu nâng: 35 4.2 Tính toán cơ cấu nâng: 36 4.2.1 Chọn loại dây cáp: 36 4.2.2 palăng giảm lực: 36 4.2.3 Tính kích thước dây cáp: 37 4.2.4 Tính các kích thước cơ bản của tang và ròng rọc: 38 4.2.5 chọn động cơ điện: 40 4.2.6 Tỷ số truyền chung: 40 4.2.7 kiểm tra động cơ điện về nhiệt: 41 4.2.8 tính và chọn phanh: 44 4.2.9 bộ truyền: 47 4.3 các bộ phận khác của cơ cấu nâng: 66 4.3.1 khớp nối trục: 66 4.3.2 móc và ổ móc treo: 67 4.3.3 Bộ phận tang: 68 SVTH: Lê Đức Việt – Lớp 32C1ĐE Trang 1 Thiết kế cầu trục dầm đôi 10T GVHD: Th.S Trần Đình Sơn 4.4 Các cơ cấu an toàn: 74 Chương 5: TÍNH CƠ CẤU DI CHUYỂN XE LĂN 74 5.1 Sơ đồ dẫn động cơ cấu: 74 5.2 Chọn bánh xe và ray: 75 5.3 Tải trọng lên bánh xe: 75 5.4 Động cơ điện: 77 5.5 tỷ số truyền chung: 78 5.6 kiểm tra động cơ điện về mômen mở máy: 78 5.7 phanh: 79 5.8 Bộ truyền: 79 5.9 Các bộ phận của cơ cấu di chuyển xe lăn: 79 5.10 Ổ đỡ trục bánh xe: 83 5.11 Các cơ cấu an toàn: 85 Chương 6: TÍNH TOÁN CƠ CẤU DI CHUYỂN CẦU TRỤC 86 6.1 Các số liệu ban đầu: 86 6.2 Bánh xe ray: 86 6.3 chọn động cơ: 88 6.7 Bộ truyền: 90 Chương 7: TÍNH KẾT CẤU KIM LOẠI CỦA CẦU TRỤC 91 7.1 tính tải trọng: 91 7.2 Xác định kích thước tiết diện của dầm chính: 92 8.1 An toàn trong sử dụng máy: 106 8.2 Hướng dẫn sử dụng máy: 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO 109 LỜI MỞ ĐẦU Trước hết em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới các Thầy Cô giáo trường Đại học bách khoa Đà Nẵng đã chỉ dạy em tận tình trong 5 năm học qua. Em xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô trong khoa Cơ Khí, ngành chế tạo máy trường Đại học bách khoa Đà Nẵng đã nhắc nhở, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập và làm đề tài tốt nghiệp. Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn cảm ơn Thầy giáo, Th.S Trần Đình Sơn đã nhiệt tình chỉ dạy, hướng dẫn, giúp đỡ em trong thời gian làm đề tài tốt nghiệp. SVTH: Lê Đức Việt – Lớp 32C1ĐE Trang 2 Thiết kế cầu trục dầm đôi 10T GVHD: Th.S Trần Đình Sơn Em cũng xin chân thành cảm ơn Thầy Cô giáo bộ môn đã bỏ thời gian quý báu của mình để đọc, nhật xét, duyệt đồ án của em. Em xin chân thành cảm ơn các kỹ sư, cán bộ kỹ thuật, công nhân công ty Cổ phần Than – Điện Nông Sơn đã chỉ dẫn, cung cấp tài liệu cho em trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp này. Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn của mình đến mọi người trong gia đình, các anh chị và các bạn đã động viên, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập. Cuối cùng em xin bày tỏ lòng biết ơn tới các Thầy trong hội đồng bảo vệ đã bỏ thời gian quý báu của mình để đọc, nhận xét và chấm đề án này. Đà Nẵng, ngày tháng năm 2014 Sinh viên thực hiện Lê Đức Việt Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ NÂNG CHUYỂN 1. Tổng quan về thiết bị nâng chuyển: 1.1 Nhu cầu sử dụng thiết bị nâng chuyển: Ngày nay trong tiến trình cơ khí hoá tự động hoá, máy nâng chuyển có một vai trò hết sức quan trọng trong nền kinh tế nước ta, để hoàn thiện các quá trình sản xuất nhằm nâng cao năng suất lao động và giảm nhẹ sức lao động cho công nhân. Trong tình hình hiện nay ở nước ta nhu cầu về máy trục ngày càng trở nên cấp bách do mức độ sản xuất ngày càng phát triển. Với sự phát triển nhanh của khoa học kỹ thuật, các máy móc được chế tạo với những kích thước rất đa dạng. Có những chi tiết máy vô cùng nhỏ, được chế tạo với độ chính xác cao, bên cạnh đó có những chi tiết máy được sản xuất với kích thước SVTH: Lê Đức Việt – Lớp 32C1ĐE Trang 3 Thiết kế cầu trục dầm đôi 10T GVHD: Th.S Trần Đình Sơn và khối lượng rất lớn, có thể đạt đến hàng tấn. Trong quá trình sản xuất, để di chuyển cũng như vận chuyển lắp đặt, sửa chữa những chi tiết máy như thế thì sức người không thể nào làm được và tất yếu phải cần đến một loại thiết bị có khả năng làm được điều này nhằm tăng năng suất lao động, đó chính là các thiết bị nâng chuyển. Các thiết bị nâng được sử dụng hầu hết trong các ngành kinh tế. Trong ngành cơ khí, các cầu trục, bán cổng trục, xe nâng… được sử dụng rất phổ biến ở các phân xưởng cơ khí để vận chuyển những chi tiết rất nặng. Trong ngành công nghiệp khai thác mỏ, các loại máy được sử dụng là thang máy, băng tải… Trong ngành hàng hải, những tàu vận chuyển có kích thước lớn và được trang bị một hệ thống nâng rất hiện đại gồm những cầu quay, xe nâng, … phục vụ việc bốc dở hàng lên tàu. Trong ngành xây dựng các cần cẩu, palăng, tời được dùng để vận chuyển nguyên vật liệu đến vùng xây dựng cách xa mặt đất hàng trăm mét. Trong cuộc sống sinh hoạt hằng ngày ta cũng dễ dàng bắt gặp những chiếc thang máy trong trường học, bệnh viện hay những thang cuốn trong siêu thị phục vụ việc đi lại của con người và vận chuyển hàng hóa. Ngành máy nâng và vận chuyển ở nước ta cũng phát triển khá mạnh mẽ, một số nơi đã tiến hành sản xuất những thiết bị khổng lồ này. Tuy vậy, để nâng cao năng suất lao động và an toàn trong quá trình .sử dụng, các thiết bị nâng chuyển được cải tiến kỹ thuật ,đơn giản hóa và tự động hóa nhưng cũng phải tuân thủ những tiêu chuẩn khắt khe về sức bền và yêu cầu an toàn của những tiêu chuẩn quốc gia như: - TCVN 5864-1995: Thiết bị nâng, cáp thép, tang, ròng rọc, xích, đĩa xích. Yêu cầu an toàn. - TCVN 5862-1995: Thiết bị nâng, chế độ làm việc. - TCVN 6395-1998: Thang máy điện. Yêu cầu an toàn về cấu tạo và lắp đặt. 1.2 Giới thiệu máy nâng chuyển: Máy nâng chuyển là tên gọi chung của các máy công tác dùng để thay đổi vị trí các vật nặng dạng khối hoặc các vật phẩm rời vụn với khối lượng lớn nhờ các thiết bị mang vật trực tiếp như móc treo, gầu ngoạm,…hoặc gián tiếp như băng tải, xích tải, con lăn,… Máy nâng chuyển chia làm hai loại là: - Máy vận chuyển liên tục. - Máy vận chuyển theo chu kì. 1.2.1 Các máy vận chuyển liên tục: a. Đặc điểm: - Vật phẩm được di chuyển thành dòng liên tục và ổn định. - Có thể bốc dỡ tải ngay trong quá trình vận chuyển. b. Phân loại: Chia làm hai loại là: - Máy vận chuyển liên tục có bộ phận kéo: Băng tải, băng chuyền, xích tải… - Máy vận chuyển liên tục không có bộ phận kéo: Vít tải, máng lắc, sàn rung,… SVTH: Lê Đức Việt – Lớp 32C1ĐE Trang 4 Thiết kế cầu trục dầm đôi 10T GVHD: Th.S Trần Đình Sơn Hình 1.1 Hệ thống băng tải Hình 1.2 Vít tải 1.2.2 Các máy vận chuyển theo chu kỳ: a. Đặc điểm: - Hoạt động có tính chất chu kì (luân phiên giữa thời gian làm việc và thời gian nghỉ) của cơ cấu và máy. - Phần chủ yếu của máy vận chuyển theo chu kì là máy trục. - Vận chuyển các vật nặng theo phương thẳng đứng và một số chuyển động khác trong mặt phẳng ngang, trong đó cơ cấu nâng là cơ cấu chủ yếu. - Loại máy này có thể làm việc trong nhà hoặc ngoài trời. b. Phân loại: Chia làm 3 loại chính là: - Máy trục đơn giản: Là các loại máy có một chuyển động chủ yếu là nâng, hạ vật, như Kích, Tời, Palăng … - Máy trục thông dụng: Là các loại máy có từ hai chuyển động trở lên, như: Cầu trục, Cổng trục, Bán cổng trục, Cần cẩu,… SVTH: Lê Đức Việt – Lớp 32C1ĐE Trang 5 Thiết kế cầu trục dầm đôi 10T GVHD: Th.S Trần Đình Sơn 1. Kích: - Thực hiện việc nâng hạ vật với độ cao không lớn h< 0,7m tùy thuộc vào nguyên lý dẫn động bộ phận công tác có thể chia ra thành: kích thanh răng, thủy lực, kích vít. Hình1.3 Kích thanh răng, kích vít Hình1.4 Kích thủy lực SVTH: Lê Đức Việt – Lớp 32C1ĐE Trang 6 Thiết kế cầu trục dầm đôi 10T GVHD: Th.S Trần Đình Sơn 2. Tời: - Dùng để thực hiện việc nâng hạ vật nặng theo phương thẳng đứng hoặc phương nghiêng. Hình 1.5 Tời 3. Pa lăng: - Pa lăng là một thiết bị nâng thực hiện việc nâng hạ vật nhưng là thiết bị cơ động và thường được bố trí trên dầm của các máy trục khác như cầu trục cổng trục….pa lăng được trang bị thêm cơ cấu di chuyển được gọi là xe lăn. Hình 1.6 Pa lăng xích kéo tay kiểu bánh rang SVTH: Lê Đức Việt – Lớp 32C1ĐE Trang 7 Thiết kế cầu trục dầm đôi 10T GVHD: Th.S Trần Đình Sơn Hình 1.7 Pa lăng điện 4. Cần trục: - Cần trục có nhiều loại, có loại đặt ở mặt đất, có loại đặt ở xe ô tô cơ động nhanh thuận tiện cho việc bốc dỡ hàng hoá. Loại đặt ở mặt đất có loại cố định, có loại di động được nhờ các bánh xe trên đường ray được dùng nhiều trong nhà máy cơ khí, nhà kho, bãi Hình1.8 Cần trục có bánh xe di chuyển có tầm với thay đổi SVTH: Lê Đức Việt – Lớp 32C1ĐE Trang 8 Thiết kế cầu trục dầm đôi 10T GVHD: Th.S Trần Đình Sơn Hình1.9 Cần trục cột cố định có tầm với thay đổi 5. Cầu trục lăn: Là loại máy kiểu cầu, được đặt trên hai thanh ray trên cao dọc theo nhà xưởng, xe con mang hàng di chuyển trên dầm thép có kết cấu cầu này. Hình 1.10 Cầu trục đặt tại phân xưởng boong ở nhà máy đóng tàu Dung Quất SVTH: Lê Đức Việt – Lớp 32C1ĐE Trang 9 Thiết kế cầu trục dầm đôi 10T GVHD: Th.S Trần Đình Sơn Hình 1.11 Cầu trục được lắp ráp trong xưởng cơ khí 6. Cổng trục: Là loại máy nâng chuyển có dạng cổng, di chuyển bằng bánh ray chạy trên thanh ray đặt trên mặt đất nhờ cơ cấu di chuyển cổng trục, hoặc có thể chạy bằng bánh lốp cao su trên mặt đất. Cổng trục được sử dụng rất rộng rãi và tiện dụng để nâng hạ vật nâng, hàng hoá trong các nhà xưởng, phân xưởng cơ khí, nhà kho bến bãi…. Hình 1.12 Cổng trục chạy bằng bánh ray 7. Bán cổng trục: Là loại máy trục với sự kết hợp nửa cầu trục, nửa cổng trục với một đầu chạy trên ray được đặt trên cao dọc theo nhà xưởng và một đầu chạy trên ray bố trí trên mặt đất nhờ cơ cấu di chuyển bánh xe ray. SVTH: Lê Đức Việt – Lớp 32C1ĐE Trang 10 [...]... thống đĩa xích kéo tay ) - Cầu trục dẫn động bằng điện: Các cơ cấu được dẫn động cơ điện (Palăng ) b) Theo kiểu dáng kết cấu thép - Cầu trục dầm đơn Hình1.15 Cầu trục lăn một dầm - Cầu trục dầm đôi SVTH: Lê Đức Việt – Lớp 32C1ĐE Trang 14 Thiết kế cầu trục dầm đôi 10T GVHD: Th.S Trần Đình Sơn Hình 1.16 Cầu trục lăn hai dầm c) Theo phạm vi phục vụ - Cầu trục luyện kim: Cầu trục làm việc trong các phân... các vai cột - Dầm chính liên kết với dầm cuối bằng mối ghép bulông Hình 3.3 Hai dầm kết cấu dạng hộp a Dầm ngang: - Dầm ngang (dầm chính) được chế tạo dạng hộp - Dầm ngang là dầm chịu tải chính - Liên kết với dầm cuối bằng bulông SVTH: Lê Đức Việt – Lớp 32C1ĐE Trang 30 Thiết kế cầu trục dầm đôi 10T GVHD: Th.S Trần Đình Sơn Hình 3.4 Dạng kết cấu và sơ đồ tính dầm ngang b Dầm dọc: - Dầm dọc (dầm cuối) được... dùng nhiều thép c Phương án 3: Cầu trục hai dầm kết cấu dạng hộp - Trên dầm chính có hai thanh ray để xe lăn di chuyển SVTH: Lê Đức Việt – Lớp 32C1ĐE Trang 20 Thiết kế cầu trục dầm đôi 10T GVHD: Th.S Trần Đình Sơn Hình 2.3 Cầu trục hai dầm kết cấu dạng hộp - Dầm chính 21hon kết với dầm cuối ở hai đầu bằng bulông hoặc bằng 21hon kết hàn - Dầm cuối có kết cấu dạng hộp, trên dầm có lắp bánh xe, di chuyển... của thiết bị: a Phương án 1: Cầu trục một dầm thanh giằng một phía SVTH: Lê Đức Việt – Lớp 32C1ĐE Trang 19 Thiết kế cầu trục dầm đôi 10T GVHD: Th.S Trần Đình Sơn Hình 2.1 Cầu trục một dầm thanh giằng hai phía - Phương án này gia cường cầu trục dầm đơn dạng một phía - Đối với phương án này đảm bảo tỉ số truyền giữa các bánh xe - Nhược điểm là gây men xoắn cho dầm do tải trọng b Phương án 2: Cầu trục. .. trên kết cấu thép kiểu SVTH: Lê Đức Việt – Lớp 32C1ĐE Trang 13 Thiết kế cầu trục dầm đôi 10T GVHD: Th.S Trần Đình Sơn 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 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. .. cấu di chuyển xe lăn, cầu lăn Hạn chế hành trình lên của cơ cấu nâng, hạ vật 6000 3.5 Thành lập bản vẽ tổng thể của toàn bộ hệ thống: - Hình chiếu đứng SVTH: Lê Đức Việt – Lớp 32C1ĐE Trang 33 Thiết kế cầu trục dầm đôi 10T GVHD: Th.S Trần Đình Sơn - Hình chiếu bằng - Kết cấu mối ghép bulong dầm chính với dầm cuối SVTH: Lê Đức Việt – Lớp 32C1ĐE Trang 34 Thiết kế cầu trục dầm đôi 10T GVHD: Th.S Trần Đình... được đặt dưới tầm hoạt động của cầu trục - Ta chọn cầu trục dầm đôi có tải trọng 10T phù hợp với điều kiện sản xuất của nhà xưởng 2.2 Các thông số cơ bản của thiết bị nâng chuyển thiết kế: - Thiết kế cầu trục dầm đôi + Tải trọng: Q = 10 tấn + Khẩu độ: L = 8m + Độ cao nâng: H = 6m + Vận tốc nâng: Vn = 0,24 m/s + Tốc độ di chuyển xe con: Vxc = 0.5 m/s + Tốc độ di chuyển cầu: Vc = 1,2 m/s 2.3 Xác định... SVTH: Lê Đức Việt – Lớp 32C1ĐE Trang 29 Thiết kế cầu trục dầm đôi 10T GVHD: Th.S Trần Đình Sơn Hình 3.2 Hình ảnh dạng cầu trục thiết kế 3.2 Bố trí không gian của hệ thống khung dầm: - Hai đầu của các dầm chính được liên kết cứng với các dầm cuối tạo thành một khung cứng trong mặt phẳng ngang, đảm bảo độ cứng của kết cấu thép theo phương đứng và phương ngang Trên dầm cuối có lắp các bánh xe di chuyển... khoảng cách từ hộp giảm tốc đến bánh xe lớn nên phải dùng trục lớn - Phạm vi sử dụng: Các cầu trục Q ≤ 10T, L ≤ 10m Kết luận: Như đã phân tích trên thì ta chọn phương án một phù hợp với các số liệu theo yêu cầu SVTH: Lê Đức Việt – Lớp 32C1ĐE Trang 28 Thiết kế cầu trục dầm đôi 10T GVHD: Th.S Trần Đình Sơn Chương 3: HÌNH DUNG THỰC TẾ THIẾT BỊ THIẾT KẾ 3.1 Phạm vi nhà xưởng: - Diện tích của phân xưởng 200m2... giá thành lại không cao, kiểm tra, bảo dưỡng dễ dàng Kết luận: Từ yêu cầu về số liệu ban đầu về cầu trục, như vậy ta chọn cầu trục hai dầm kết cấu dạng hộp, thì đủ khả năng chịu tải và kết cấu đơn giản 2.4 Chọn sơ đồ động học: 2.4.1 Chọn phương án truyền động cơ cấu nâng: a Phương án 1: SVTH: Lê Đức Việt – Lớp 32C1ĐE Trang 22 Thiết kế cầu trục dầm đôi 10T 1 GVHD: Th.S Trần Đình Sơn 2 3 5 4 1 Động cơ điện