Đang tải... (xem toàn văn)
Cổng trục là một kết cấu dùng để nâng, di chuyển hàng hóa với sức nâng rất lớn ( hàng trăm tấn) và thường được chế tạo bằng phương pháp hàn. Đồ án này đi vào tính toán thiết kế và quy trình công nghệ chế tạo cổng trục sức nâng 120 tấn làm việc tại bến cảng. Nội dung đồ án gồm 5 chương:+ Chương 1: Giới thiệu chung+ Chương 2: Tính toán các bộ phận chính của cổng trục+Chương 3: Tính toán kết cấu thép cổng trục+ Chương 4: Quy trình công nghệ chế tạo cổng trục+ Chương 5: Đề xuất kiểm tra chất lượng sản phẩm sau khi hàn hoàn thiện và xác định mức độ chấp nhận được của khuyết tật hàn.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS NGUYỄN THÚC HÀ MỤC LỤC CÁC BẢN THÔNG SỐ QUY TRÌNH HÀN pWPS CÁC BẢN VẼ LỜI NÓI ĐẦU SVTH: ĐỖ VĂN KIÊN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS NGUYỄN THÚC HÀ Trong trình phát triển đất nước theo hướng công nghiệp hóa, đại hóa, ngành khí ngày đóng góp vai trò quan trọng Đặc biệt ngành hàn ngày sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực như: chế tạo máy, xây dựng cầu đường, nhà cửa, giao thông vận tải, công nghiệp hóa chất, dầu khí, công nghiệp đóng tàu v.v Cổng trục kết cấu dùng để nâng, di chuyển hàng hóa với sức nâng lớn ( hàng trăm tấn) thường chế tạo phương pháp hàn Đồ án vào tính toán thiết kế quy trình công nghệ chế tạo cổng trục sức nâng 120 làm việc bến cảng Nội dung đồ án gồm chương: + Chương 1: Giới thiệu chung + Chương 2: Tính toán phận cổng trục +Chương 3: Tính toán kết cấu thép cổng trục + Chương 4: Quy trình công nghệ chế tạo cổng trục + Chương 5: Đề xuất kiểm tra chất lượng sản phẩm sau hàn hoàn thiện xác định mức độ chấp nhận khuyết tật hàn Do khối lượng công việc nhiều, cổng trục kết cấu tương đối phức tạp, thời gian có hạn kinh nghiệm thực tế hạn chế nên trình tính toán thiết kế không tránh khỏi sai sót Em mong nhận bảo thầy cô để đồ án hoàn thiện Dưới hướng dẫn tận tình PGS.TS.Nguyễn Thúc Hà, thầy cô thuộc môn Công Nghệ Hàn, bạn lớp Công Nghệ Hàn – K51 trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội giúp đỡ em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cám ơn! Hà Nội ngày 25 tháng năm 2011 Sinh viên Đỗ Văn Kiên SVTH: ĐỖ VĂN KIÊN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS NGUYỄN THÚC HÀ CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1, Giới thiệu chung cổng trục - Cổng trục loại cần trục kiểu cầu có dầm cầu đặt chân cổng với bánh xe di chuyển ray đặt đất - Theo công dụng phân thành cổng trục có công dụng chung gọi cổng trục dùng để xếp dỡ, cổng trục lắp ráp dùng xây dựng, cổng trục chuyên dùng Cổng trục có công dụng chung có tải trọng nâng từ 3, 2- 10 tấn, độ dầm cầu 1040m Chiều cao nâng 7- 16m Cổng trục dùng để lắp ráp xây dựng có tải trọng nâng 50- 400 tấn, độ đến 80m chiều cao nâng đến 30m Cổng trục dùng để lắp ráp có tốc độ nâng, di chuyển xe con, di chuyển cổng nhỏ so với cổng trục có công dụng chung Đặc biệt có tốc độ chậm dùng lắp ghép, nâng hạ vật 0, 05- 0, m/phút di chuyển xe con, di chuyển cổng 0, 1m/phút Hình 1: cổng trục dầm Cổng trục có công dụng chung dùng để bốc dỡ, vận chuyển hàng thể khối, vật liệu rời kho bãi, bến cảng, nhà ga, đường sắt Cổng trục dùng để lắp ráp dùng lắp ráp thiết bị nhiều lĩnh vực, đặc biệt công trình lượng lắp ghép công trình giao thông Theo kết cấu thép có cổng trục dầm đơn, (hình 1), cổng trục dầm đôi (hình 1.2), cổng trục dạng dàn (hình 1.3) SVTH: ĐỖ VĂN KIÊN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS NGUYỄN THÚC HÀ Hình 2: cổng trục dầm đôi Hình 1.3: Cổng trục dạng dàn 2, Đặc điểm cấu tạo - Cổng trục có phận chính: dầm cầu, chân cổng, cấu di chuyển cổng trục, cấu di chuyển xe con, cấu nâng + Kết cấu dầm cầu chân cổng đa dạng Dầm cầu chế tạo dạng dầm hộp hàn, dạng ống, dầm dàn không gian hai dầm SVTH: ĐỖ VĂN KIÊN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS NGUYỄN THÚC HÀ Hình 4: Chân cổng Cổng trục dầm có kết cấu dầm tổ hợp sử dụng phổ biến với sức nâng từ 510 Các cổng trục dầm thường sử dụng palăng điện chạy ray treo dầm Dầm cầu dạng dàn không gian thường có thêm xiên bên để tăng cứng a b c g f e d h i Hình 5: Kết cấu dầm loại dầm Hình 6: Kết cấu dầm loại dầm Cổng trục có sức nâng lớn thường loại dầm dạng hộp có ray di chuyển xe đặt phía dầm cầu Loại thường dùng xe chạy dầm SVTH: ĐỖ VĂN KIÊN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS NGUYỄN THÚC HÀ + Kết cấu chân cổng dàn hộp Chân cổng thường có chân cứng (có kết cấu hộp dàn không gian liên kết cứng với dầm cầu) chân mềm(có kết cấu ống dàn phẳng liên kết khớp với dầm cầu) Chân mềm có liên kết khớp với dầm cầu để đảm bảo cho kết cấu hệ tĩnh định, lắc quanh trục thẳng đứng đến 50 để bù trừ sai lệch kết cấu đường ray chế tạo, lắp đặt ảnh hưởng biến dạng nhiệt độ Như chân mềm cổng trục có tác dụng giảm ma sát thành bánh xe với ray, giảm tải trọng xô lệch tránh kẹt ray di chuyển Cổng trục có độ 25m chế tạo hai chân cứng Đối với cổng trục hạng nặng có sức nâng 100 thường hai ray di chuyển cho bên cụm bánh xe di chuyển gồm nhiều bánh xe đặt cầu cân để đảm bảo cho chúng có lực nén bánh Các cổng trục có sức nâng lớn thường bố trí thêm hai tời nâng phụ + Xe cổng trục palăng điện tời treo chạy ray treo xe giống cầu trục Kết cấu xe cổng trục đa dạng tùy thuộc vào kết cấu dầm cầu tải trọng nâng cổng trục Cổng trục dầm có tải trọng nâng nhỏ thường dùng palăng điện chạy dọc theo ray treo dầm Loại cổng trục thường điều khiển từ cabin hộp nút bấm từ Cổng trục hai dầm có tải trọng lớn thường dùng xe chạy ray đặt hai dầm Một số cổng trục có xe tựa treo hai ray đặt dầm Theo dẫn động có loại xe tự hành xe di chuyển nhờ cáp treo Cơ cấu di chuyển xe cáp treo thường đặt xe (trên kết cấu thép cổng trục) Sơ đồ mắc cáp cấu di chuyển xe hình sau (hình 7) SVTH: ĐỖ VĂN KIÊN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS NGUYỄN THÚC HÀ a, cấu nâng vật b, cấu di chuyển xe 1, 2: thiết bi điều chỉnh lực căng cáp kéo 3, xe 4, cabin a 5, Tang cấu di chuyển 6, puly đổi hướng cáp b Hình 7: Sơ đồ mắc cáp xe di chuyển cáp kéo Hai đầu cáp quấn vào tang theo chiều ngược nên tang quay đầu đầu nhả đảm bảo cho xe di chuyển Cabin điều khiển gắn xe di chuyển + Cơ cấu nâng cổng trục: Sơ đồ chung cấu nâng hình vẽ: 1, động điện 2, Khớp nối 3, phanh 4, hộp giảm tốc 5, khớp nối 6, tang Hình 8: Sơ đồ cấu nâng SVTH: ĐỖ VĂN KIÊN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS NGUYỄN THÚC HÀ Cơ cấu nâng cổng trục đặt xe xe Khi đặt xe (như hình 4), để đảm bảo chiều cao nâng không đổi xe di chuyển cáp nâng vắt qua puly xe cụm móc treo, sau khỏi xe phía cuối dầm cầu cáp cố định vào dầm cuối Phương pháp cho phép giảm đáng kể kích thước trọng lượng xe Nhược điểm phương pháp cáp nâng có độ võng lớn xe di chuyển không tải trọng nâng Để khắc phục nhược điểm này, người ta làm lăn đỡ cáp nâng tăng trọng lượng cụm móc treo + Cơ cấu di chuyển cổng trục: Ở số cổng trục nhỏ loại cũ, cấu di chuyển cổng trục thường dùng phương án dẫn động chung cấu đặt dầm cầu Phương án giảm tải trọng xô lệch cổng trục cồng kềnh, khó lắp đặt đắt nên không dùng Hiện cấu di chuyển cổng trục thường dùng phương án dẫn động riêng Trên chân cổng có cấu di chuyển riêng, số bánh xe chủ động thường không vượt 50% tổng số bánh xe Sơ đồ dẫn động cấu di chuyển cổng trục hình Hinh 9:Các sơ đồ dẫn động cấu di chuyển cổng trục Cổng trục đại thường dùng cấu di chuyển có hộp giảm tốc đặt đứng hộp giảm tốc trục vít- bánh vít Cổng trục cỡ lớn thường có chân cổng tựa bánh xe, số bánh xe cụm 24 bánh 1.3, Ứng dụng + Do có nhiều loại tải trọng nâng từ nhẹ (vài tấn) nặng, nặng (hàng trăm tấn) nên cổng trục sử dụng nhiều lĩnh vực xây dựng, khí, giao thông vận tải, hàng hải v.v SVTH: ĐỖ VĂN KIÊN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS NGUYỄN THÚC HÀ CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA CỔNG TRỤC Việc lựa chọn kích thước cổng trục phải vào điều kiện làm việc, loại hàng cần bốc dỡ, địa hình nơi làm việc v v Các thông số cổng trục cần thiết kế: - Tải trọng nâng: Q = 120T - Chiều cao nâng: H = m - Khẩu độ dầm cầu: L = 12 m - Vận tốc nâng :Vn= m/ph - Dòng điện xoay chiều pha λ/∆= 220/380 v, tần số 50 Hz - Chế độ làm việc: trung bình 1, Chọn phương án tính cấu nâng 1, Chọn phương án cho cấu nâng Theo yêu cầu công nghệ, cấu nâng phận cổng trục Việc chọn phương án cho cấu nâng để thiết kế cần phải đảm bảo thông làm việc công suất, tốc độ, đặc tính động lực học, phương pháp điều khiển, môi trường sinh thái, khả tải, khả tiêu chuẩn hóa, khả lắp đặt, vận hành, an toàn Các tiêu kinh tế giá thành, chi phí sản xuất, khấu hao, chi phí bảo dưỡng sửa chữa v v Đối với cổng trục thiết kế phương án bố trí cho cấu nâng chọn có sơ đồ hình Với phương án cấu có kích thước tương đối gọn nhẹ cho phép chế tạo cụm cấu riêng biệt nên thuận tiện cho việc lắp đặt đơn giản việc chế tạo Đây loại cấu nâng dây mềm, có tang, truyền động cấu truyền động riêng, lượng sử dụng lượng điện Kết cấu gồm động điện 1, khớp nối vòng đàn hồi 2, phanh 3, hộp giảm tốc 4, khớp nối 5, tang cáp 6, có phạn khác dây cáp, cặp lệch tâm ròng rọc đỡ cáp SVTH: ĐỖ VĂN KIÊN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS NGUYỄN THÚC HÀ Động điện Khớp nối vòng đàn hồi Phanh điện thủy lực Hộp giảm tốc Tang cáp Ổ đỡ Cụm móc treo Hình 1: Sơ đồ cấu nâng - Trọng lượng phận mang vật: Cặp lệch tâm palăng thuận, cặp lệch tâm palăng thuận chọn theo tiêu chuẩn Liên Xô, (atlat) có khối lượng: Q m ≈ 0, 25% Q ≈ 0, 25% 120000= 3000 N 2, Tính cấu nâng 1, Chọn loại dây: Cơ cấu nâng làm việc với động điện, vận tốc cao, nên ta chọn cáp để làm dây cho cấu, cáp loại dây có nhiều ưu điểm so với loại dây khác xích hàn, xích loại dây thông dụng ngành máy trục Trong kiểu kết cấu dây cáp kết cấu kiểu πK- theo tiêu chuẩn Liên Xô có tiếp xúc đường sợi thép lớp kề nhau, làm việc lâu hỏng sử dụng rộng rãi Vật liệu chế tạo sợi thép có giới hạn bền 1200 ÷2100 N/mm Vậy ta chọn cáp πK- kết cấu x 25 (1+ 6; 6+ 12)+1 lõi, giới hạn bền sợi thép khoảng 1500 ÷1700 N/mm , để dễ dàng việc thay cáp sau bị mòn, đứt SVTH: ĐỖ VĂN KIÊN 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS NGUYỄN THÚC HÀ - Nguyên tắc kiểm tra: + Định vị khuyết tật: Hình 6.4 : Nguyên tắc định vị khuyết tật a = S.sinα; b = S.cosα + Sử dụng đầu dò có góc α = 350 ÷ 500 + Để đảm bảo tin cậy người ta sử dụng đầu dò Đầu dò có góc phát (góc tới) 500 dùng để phát khuyết tật tồn vũng hàn mà dò với góc phát nhỏ + Các mối hàn có chiều dày nhỏ ([...]...ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS NGUYỄN THÚC HÀ 2, Palăng giảm lực Trên các cổng trục dây cáp được cuốn trực tiếp lên tang; để tiện lợi trong khi làm việc ta chọn palăng kép có hai nhánh dây chạy lên tang Tương ứng với tải trọng cổng trục, theo bảng 2- 6 [Tài liệu 1], chọn bội suất palăng a = 4 Palăng gồm hai ròng rọc di động và một ròng rọc không di chuyển làm nhiệm vụ cân bằng... g=10m/s2 + Gd: Tổng áp lực lên bánh dẫn khi không có vật nâng Khi không có vật nâng các bánh xe chịu tải trọng ít nhất bằng: Pmin= G 90000 = = 22500 N 4 4 ⟹Gd=2 Pmin=2 22500=45000 N + φ: Hệ số bám của bánh xe vào ray, cổng trục làm việc ngoài trời và rải cát lên ray nên ta có φ=0, 25 + f=0, 015(mục 2 2 1) + d=120mm(mục 2 2 1) + Dbx=400mm SVTH: ĐỖ VĂN KIÊN 31 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS NGUYỄN THÚC... cấu M ph = ⟹ k Q0 D0 η 1, 75 .1203 000.0,953.0,86 = = 2353, 53 N m 2.a.i0 2.4.91, 64 Dựa vào phụ lục chon loại phanh thủy lực có ki hiệu: YWZ- 500/90 có: - mômen phanh Mph=3500N m - Đường kính bánh phanh: D=500mm 2 2, Tính toán cơ cấu di chuyển xe con Sơ đồ bố trí xe con trên dầm của cổng trục: SVTH: ĐỖ VĂN KIÊN 27 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS NGUYỄN THÚC HÀ Hình 2 5: Sơ đồ cơ cấu di chuyển xe con 1:... M=2596, 897 N m • Kiểm tra điều kiện làm việc an toàn của khớp nối: SVTH: ĐỖ VĂN KIÊN 21 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS.TS NGUYỄN THÚC HÀ M k1 k2=2596, 897 1, 2 1, 3=4051, 16 N m ... cổng trục sức nâng 120 làm việc bến cảng Nội dung đồ án gồm chương: + Chương 1: Giới thiệu chung + Chương 2: Tính toán phận cổng trục +Chương 3: Tính toán kết cấu thép cổng trục + Chương 4: Quy... NGUYỄN THÚC HÀ Hình 8: Sơ đồ trục bánh dẫn Kết cấu phận trục bánh dẫn hộp trục trình bày hình vẽ Bánh xe lắp cứng trục then, trục đặt ổ lăn hộp trục, trình làm việc trục quay chịu uốn xoắn Tải... sơ đồ dẫn động cấu di chuyển cổng trục Cổng trục đại thường dùng cấu di chuyển có hộp giảm tốc đặt đứng hộp giảm tốc trục vít- bánh vít Cổng trục cỡ lớn thường có chân cổng tựa bánh xe, số bánh