Thiết kế các thiết bị phục vụ tại CẢNG – ICD

Vận tải đóng một vai trò quan trọng trong nền kinh tế thị trường hiện nay và là ngành sản xuất đặc biệt.

LỜI NÓI ĐẦU

Vận tải đóng một vai trò quan trọng trong nền kinh tế thị trường hiện nay

và là ngành sản xuất đặc biệt Hoạt động vận tải là mạch máu của nền kinh tếquốc dân Nếu không phát triển vận tải thì không thể nói đến phát triển côngnghiệp, nông nghiệp và các ngành kinh tế khác

Trong quá trình đổi mới chuyển từ nền kinh tế bao cấp sang nền kinh tế thịtrường, nền kinh tế nước ta đang có những chuyển biến theo hướng tốt đẹp vàđang hội nhập vào dòng chảy nền kinh tế thế giới

Tổng sản lượng xuất khẩu trong nước ngày càng tăng Trong thời gian qua,nền kinh tế vận tải biển Việt Nam đã phát triển nhanh chóng vì việc giao lưuhàng hóa nước ta với các nước trên thế giới chủ yếu được thực hiện bằngđường biển

Trong tình hình phát triển kinh tế như hiện nay thì ở các cảng nói riêng vàcác đầu mối giao thông vận tải nói chung việc áp dụng những thành tựu khoahọc kỹ thuật vào công tác cơ giới hóa xếp dỡ là rất quan trọng và cần thiết vì

nó có thể nâng cao năng suất lao động và giảm nhẹ sức lao động Từ đó chothấy ngoài công tác quản lý, tổ chức sản xuất hợp lý còn đòi hỏi phải đầu tưtrang thiết bị, máy móc vận chuyển và xếp dỡ tốt

Là một sinh viên của khoa, sau hơn bốn năm học tập và nghiên cứu em đãđược trang bị những kiến thức cơ bản về công tác tổ chức cơ giới hóa xếp dỡ

và kiến thức về máy vận chuyển liên tục, máy trục, máy nâng… Em xin chânthành cảm ơn sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của các thầy cô trong khoa đãdẫn dắt em trong suốt năm năm học vừa qua Cùng với sự dạy bảo tận tình củacác thầy cô trong khoa, bản thân em cũng không quên sự chỉ bảo tận tình củacác chú, các anh trong Cảng – ICD Phước Long, đặc biệt là sự giúp đỡ tậntình của Thầy Thái Bá Đức đã giúp em trong suốt thời gian qua để em có thểhoàn thành bài luận văn tốt nghiệp này

Đây là công trình đầu tiên báo cáo kết quả sau hơn bốn học tập và với trình

độ chuyên môn còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai sót Em rất mongcác Thầy (Cô) đóng góp ý kiến cho bài luận văn của em làm được tốt hơn

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn

Sinh viên

Lê Minh Chánh

MỤC LỤC

Lời nói đầu

Chương 1: Giới thiệu tổng quan về Cảng- ICD Phước Long 3 1.1 Lịch sử hình thành và phát triển 3 1.2 Cơ sỡ hạ tầng và trang thiết bị 4

Chương 2: Giới thiệu về cần trục cố định Liebherr 7

Chương 3: Xác định chế độ làm việc của cơ cấu 9

5.6 Tính chọn động cơ thủy lực 45

Chương 6: Tính toán cơ cấu thay đổi tầm với 51

năng chịu lực của chân đế 86

Chương 8: Tính toán bulông liên kết mặt bích chân đế 88

Phần 4 Lập quy trình công nghệ chế tạo kết cấu thép và thử

nghiệm cần trục LIEBHERR 91Chương 9: Lập quy trình công nghệ chế tạo kết cấu thép 91

9.3 Quy trình công nghệ chế tạo ống trụ 92

Chương 10: Quy trình lắp ráp cần trục 9810.1 Yêu cầu chung trong quá trình láp ráp 98

Chương 11: Quy trình thử nghiệm cần trục 102

11.2.Quan sát trình trạng kĩ thuật các cơ cấu 105

Thiết kế các thiết bị phục vụ tại CẢNG – ICD

PHƯỚC LONG

PHẦN 1

GIỚI THIỆU CHUNG

Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CẢNG – ICD

Trong các năm vừa qua, sản lượng thông qua Cảng Phước Long ICD luôn

ở top các cảng Việt Nam

Tính ưu việt của cảng phước long ICD:

Tiết kiệm 30% chi phí cho các hãng tàu mỗi lần cập cảng.Không hạn chế về giao thông

Thủ tục hải quan ngay tại cảng – nhanh chóng và thuận tiện.Giảm chi phí giao nhận vận chuyển cho từng container hàngxuất nhập khẩu

Biểu giá dịch vụ hợp lý với nhiều chính sách linh hoạt

 Với phương châm “ thời gian – chất lượng – hiệu quả” ,chúng tôi mongmuốn nhận được nhiều hơn nữa sự ủng hộ và hợp tác của quí khách hàng

- Năm 1995: Chính thức thành lập cảng cạn đầu tiên tại việt nam – ICDphước long

- Năm 1997: Là công ty việt nam đầu tiên thực hiện thành công quy trìnhgiải phóng tàu container bằng công nghệ midtream operations

- Năm 1998: Với việc đầu tư nâng cấp trang thiết bị và cải tiến quy trìnhlàm việc cảng ICD đã giải phóng thành công tàu container có trọng tải hơn 1000teus

- Năm 2001: Thành lập kho ngoại quan lớn nhất việt nam tại tỉnh bìnhdương với diện tích 40.000m2 sức chứa gần 100.000 tấn hàng hóa XNK

- Năm 2004: Chính thức đưa cảng bình dương vào khai thác

1.2– CƠ SỞ HẠ TẦNG VÀ TRANG THIẾT BỊ

- Tổng diện tích : 440.000m2

- Chiều dài cầu cảng : 1.650 m.

- 6 phao neo với độ sâu từ 10 – 11 m

- Kho SFC : 5.000 m2

- Kho ngoại quan : 40.000 m2

- Kho nội địa ; 60.000 m2

- 350 ổ cắm cung cấp điện cho container lạnh

- 9 nhân viên giám định có bằng IILC

- 150 đầu kéo và 250 đầu moọc chuyên dùng

- Tiết kiệm chi phí

- Tiết kiệm thời gian hành hải cho tàu

- Giải phóng tàu

- Với hoạt động midstream ,pip có thể thực hiện mở một lúc 4 máng( thay vì 2 máng ) làm hàng dọc theo 2 mạn tàu ,nên việc giải phóng tàu sẽ đượcrút ngắn tối đa

Hình 1.2 – Quan hệ của Cảng với các cảng trong khu vực

Chương 2

GIỚI THỆU VỀ CẦN TRỤC LIEBHERR

-o0o -2.1- GIỚI THIỆU KẾT CẤU CẦN TRỤC CỐ ĐỊNH LIEBHERR.

Cẩu tàu Liebherr là một loại cần trục trên tàu được sử dụng rất phổ biến ởnước ta và thế giới do hãng Liebherr- Đức chế tạo Là loại cần trục có cần cósức nâng không thay đổi theo tầm với, kết cấu đơn giản và vững chắc.

Cần trục là loại dẫn động điện – thủy lực Phần cột được lắp cố định tại cầucảng bằng mặt bích

Toàn bộ cần trục bao gồm: trụ xoay, cần, cabin, các cơ cấu và cả phầnadapter để hàn nối với ống nối

Kết cấu chung bao gồm:

1.1 Cột quay :

Cột quay là kết cấu thép dạng ống đứng đường kínhþ2640x30 Bên trong lắp đặt các cơ cấu: cơ cấu nâng, cơ cấuquay, cơ cấu nâng hạ cần

1.2 Cabin điều khiển:

Cabin điều khiển lắp đặt trên cột quay có cửa kính an toàncho người lái Trong cabin điều khiển có các hệ thống điềukhiển

 Sức nâng khi làm việc với khi dùng móc: 40 tấn

 Sức nâng khi làm việc với khi dùng gầu ngạm: 25 tấn

 Thời gian thay đổi tầm với từ Rmax – Rmin: 0.62 m/ph

 Tốc độ quay vòng tối đa: 0.62 v/ph

để tiện cho việc sử dụng tài liệu hiện có.

- Trong một máy nâng (hay cần trục) các cơ cấu có thể làm viêctoaứn chế độ làm việc nhưng ở nước ta hiện nay vẫn dùng còn dùng theotiêu chuền cũ nên trong phần này ta sẽ sử dụng cách tính toán cũ để tiện choviệc sử dụng tài liệu hiện có

- Trong một máy nâng (hay cần trục) các cơ cấu có thể làm việc vớicác chế độ khác nhau nhưng chế độ chung cho một máy trục được tính theochế độ làm việc cùa cơ cấu nâng

- Đánh giá chế độ làm việc cùa máy trục thông qua các chỉ tiêu chínhsau đây:

Q = 40 TVậy:

b)Hệ số sử dụng cơ cấu trong ngày:

- Cần trục có thể sẽ làm việc liên tục đáp ứng yêu cầu làm việc 3 ca trong một ngày với số giờ làm việc trong ngày của cần trục vào khoảng 16 giờ

kng=

- Đối với cơ cấu nâng là cơ cấu có số lần mở máy lớn nhất trong máy trục.

Số lần mở máy m = 120lần/giờ

e) Chu kì làm việc trong một giờ:

ak = 20 laàn/giụứ

f)Nhiệt độ môi trường

Laỏy theo nhieọt ủoọ trung bỡnh vaứo muứa heứ

g) Cường độ làm việc của động cơ:

T0: thời gian việc trong một chu kì

T: tổng thời gian hoạt động của cơ cấu

: tổng thời gian mở máy:

- Cơ cấu nâng: 4 lần

- Cơ cấu quay, thay đổi tầm với: 2 lần

- Thời gian một lần mở máy: tm=2(s)

: tổng thời gian chuyển động ổn định của động cơ:

- Cơ cấu quay :

- Thay đổi tầm với :

: tổng thời gian phanh(lấy bằng 2(s))

: tổng thời gian dừng để phối hợp với các cơ cấu khác và chuẩn

bị một mã hàng

-Ta xét cường độâ làm việc của cơ cấu nâng (vì cơ cấu này có thời gian làm việc dài nhất so với số lần mở máy nhiều nhất):

= 163,2(s)

T0 =4.2+163,2 = 171,2(s)

2 lần mở máy + thời gian làm việc dài nhất của một trong hai

cơ cấu (quay và thay đổi tầm với - do hai cơ cấu này có thể cùng đồng thời hoạt động)

+ thời gian chuẩn bị mã hàng = 2.2+ 36 = 40 (s)

T = 171,2 + 40 +4.2 +120 = 345,2 (s)

+ Kết luận : - Ta lấy chế độ làm việc của cần trục là trung bình

4.2- CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU :

- Sức nâng : Qđm = 40 (T)

- Tốc độ nâng hàng : Vn = 18 (m/ph)

4.3- SƠ ĐỒ TRUYỀN ĐỘNG CỦA CƠ CẤU NÂNG :

Hình 4.1: Sơ đồ động cơ cấu nâng.

1- Động cơ thuỷ lực; 2-Bộ truyền vi sai vệ; 3- Tang nâng hàng.

4-Gối đỡ.

4.4- CHỌN HỆ PALĂNG NÂNG:

4.4.1- Sơ đồ mắc cáp:

Hình 4.2: Sơ đồ mắc cáp.

4- Tang nâng; 5- Hệ palăng nâng hàng; 6- Móc treo hàng.

4.4.2- Bội suất của palăng:

(1-7) [2]

Trong đó :

+ m = 6 : Số nhánh cáp treo vật

+ k = 1 : Số nhánh cáp cuốn lên tang

4.4.3- Hiệu suất chung của palăng :

Trong đó :

+ a = 6 : Bội suất của palăng

+ = 0,98 : Hiệu suất của puly

4.5- TÍNH CHỌN CÁP NÂNG HÀNG:

Cáp thép được tính theo độ bền dựa vào tiêu chuẩn nhà nước

- Lực cuốn cáp trên tang khi nâng hàng

(2-19) [1]

Trong đó :

+ Q = 40 (T) : Sức nâng định mức

+ a =6 : Bội suất palăng

+ 0 =n t = 0.55 : Hiệu suất chung của palăng

- Theo qui định về an toàn, cáp được tính theo kéo và chọn theo lựckéo đứt theo công thức :

Sđ  Smax n (2-10) [1]

Trong đó :

+ Sđ (kG) : Lực kéo đứt dây

+ Smax = 12077 (kG) : Lực căng lớn nhất trong dây.

+ n = 5,5 : Hệ số an toàn bền theo bảng (2-2) [1] củachế độ làm việc là trung bình

Hình 4.4-Biên dạng của rãnh tang.

- Đường kính tang nhỏ nhất cho phép đảm bảo độ bền lâu của cáp

D  dc e (2-12) [1]

Trong đó :

+D : Đường kính tang đến đáy rãnh cắt

+ dc = 37 mm: Đường kính dây cáp quấn trên tang

+ e = 18 : Hệ số thực nghiệm, phụ thuộc loại máy và chế độ làmviệc, lấy theo bảng (2-4) [1]

 D  37.18 = 666 mm

Ta lấy Dt = 0.85D= 566mm

Dp= 0.8D= 533mm

Chiều dài của tang:

Chiều dài tang được tính sao cho khi vật hạ xuống vị trí thấp nhất,tang vẫn còn lại ít nhất 2.5 vòng dây, không kể phần nằm trong thiết bị kẹp

- Chiều dài làm việc của cáp :

Lk_= H.a + πD( Z1 +Z2) m (2.10)[1]

Trong đó :

+ H = 30 m : Chiều cao nâng danh nghĩa

+ a = 6 : Bội suất của palăng

+ m =4 số lớp cáp cuốn trên tang

+ D=0.5 m: đường kính tang tính đến tâm cuốn cáp

+ φ = 1 : hệ số cuộn không chặt đối với tang có rãnh

Chiều dày thành tang và chiều cao gờ tang

Theo kinh nghiệm ta có công thức:

Tang chế tạo bằng thép hợp kim 20X có δch= 600 N/ mm2

4.7- TÍNH KẸP ĐẦU CÁP TRÊN TANG :

Phương pháp cặp đầu cáp trên tang đơn giản và phổ biến nhất hiện nay

là dùng bulong kẹp cáp, dùng khóa chêm, tấm đệm…

Hình 4.5: Phương pháp kẹp cáp trên tang.

Do trên tang luôn có số vòng dự trữ không sử dụng đến, lực tác dụng trựctiếp lên cặp cáp sẽ không phải là lực lớn nhất Smax mà là lực Sk nhỏ hơn, do

có ma sát giữa mặt tang với các vòng cáp an toàn đó

Lực tính toán đối với cặp cáp:

(2-19) [1]

Trong đó :

+ Smax = 12077(kG) : Lực căng làm việc lớn nhất trong cáp

+ f = 0,14 : Hệ số ma sát giữa mặt tang với cáp.+  = 4 : Góc ôm của các vòng dự trữ trên tang

N

Lực kéo một bulông :

(2-20) [1].

Trong đó :

+ f1 : Hệ số ma sát giữa cáp và tấm kẹp có tiết diện rãnh hình thang

+  = 40 : góc nghiêng mặt bên của rãnh

+  = 0,14 : Hệ số ma sát giữa mặt tang với cáp

+  = 4 : Góc ôm của các vòng cáp kẹp trên tang

+ l0 = 60 (mm) : Khoảng cách từ đầu bulông đến tang

- Chọn bulông cặp cáp có kí hiệu : Bulông M20  80 TCVN 95-63

- Chọn thép chế tạo bulông cặp cáp là thép CT3 có ứng suất cho phép là

(N/mm2) [3]

Vậy thỏa mãn điều kiện theo yêu cầu

4.8-TÍNH TOÁN TRỤC TANG

- Trục tang nối với trục ra của hộp giảm tốc nên nó không truyền momenxoắn vào trục mà chỉ chịu ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng

- Việc tính toán trục tang ta đưa về một dầm co ùmột gối di động và một gối

cố định Gối cố định là chỗ nối giữa trục ra của hộp giảm tốc và trục vàocủa tang, còn gối cố định nằm ở chỗ ổ của trục tang đặt trên bệ đỡ

- Biểu đồ moment uốn có dạng :

Hình 4.7 :Biểu đồ momen uốn trục tang

- Trục tang được làm bằng thép 50 tôi có giới hạn bền là 70 KG/ mm2 vàgiới hạn chảy ch = 48 KG/ mm2 và giới hạn mỏi -1 = 30 KG/ mm2 Trụctang không truyền moen xoắn chỉ chịu uốn

- Đồng thời trục quay cùng với tang khi làm việc nên nó sẽ chịu ứng suấtuốn theo chu kỳ đối xứng

- Ứng suất uốn cho phép đối với chu kỳ đối xứng:

[ ] = (1-12)[5]

Trong đó:

+ -1: là giới hạn mỏi của vật liệu làm trục tang

+ k’: là hệ số tập trung ứng suất theo bảng 1.5[5]

+ [n]: là hệ số an toàn cho phép của trục tang bảng 1.8[5]

- Trục cần kiểm tra tại khả năng tập trung ứng suất lớn nhất : tiết diện I-I

Ta kiểm tra tại tiết diện nguy hiểm nhất

Tại tiết diện có đường kính d = 110 mm:

- Ưùng suất uốn lớn nhất:

n

Trong đó:

+ [n]=1,6:hệ số an toàn cho phép trục tang bảng(1-8[5])

+  = 0,9:hệ số chất lượng bề mặt gia công tinh

Với chế độ làm việc trung bình ( CĐ )= 0.25

- Thời gian làm việc thực tế của ổ

Theo bảng 14P [5], chọn loại ổ bi đỡ một dãy mã 320 theo tiêu chuẩnГOCT 8328-57 với các thông số d= 110 mm, D = 215 mm, B = 47 mm,C=210000, Q= 12500 daN.

Góc nghiêng của 2 thành bên rãnh puly :

Đường kính puly :

- Ta chọn tất cả puly của cần trục có cùng đường kính để thuận lợi về chếtạo, gia công và sửa chữa giảm được chi phí chế tạo mang tính công nghệcao Dựa theo điều kiện (1-2) [6] để đảm bảo độ bền lâu của cáp :

4.11- TÍNH CHỌN MÓC TREO

- Móc và thiết bị treo móc được chọn theo sức nâng định mức Qh = 40T, chế

độ làm việc trung bình ta chọn móc có các thông số sau :

Sức

nâng

T

Chếđộlàmviệc

Đườngkínhcáp(mm) Kích thước(mm)

Khốilượng(T)

Hình 4.10-Tiết diện 1-2 của miệng móc.

* Tại tiết diện 1-2:

- Diện tích tiết điện hình thang :

- Hệ số hình học của tiết diện :

(2-4) [3]

Chọn k = 0,1

* Tại tiết diện 3-4:

- Chiều dài tiết diện 3-4:

- Diện tích tiết điện hình thang :

(mm2)

- Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến thớ trong cùng :

(2-1) [3]

(mm)

+ Q = 40000 kG: Tải trọng nâng danh nghĩa.

+ c = 1,2 : Hệ số tính đến sự phân bố lực không đều giữa 2bên của móc kép

+  = 15 : Góc nghiêng của cáp so với phương thẳng đứng

+ ch = 500 (N/mm2) : Giới hạn nguy hiểm của vật liệu dẻo.

+ [n] = 1,2 : Hệ số an toàn, lấy theo bảng (2-1) [3].Ž

- Mặt cắt 3-4 là mặt cắt đi qua tâm vòng trong một bên móc và quađiểm giữa của mặt dưới móc Mặt này nghiêng một góc so với phươngthẳng đứng.Tại tiết diện 3-4 :

+ Ứng suất pháp :

[2]

(kG/mm2) + Ứng suất tiếp :

(kG/mm2) [2]

+ Điều kiện bền :

(3-9) [2]

(kG/mm2)

Vậy tiết diện 3-4 thỏa điều kiện

- Mặt cắt 5-6 chỉ chịu kéo với lực kéo tính toán bằng tải trọng nângdanh nghĩa Q Trong thực tế khi nâng vật nhẹ, người ta có thể chỉ treo mộtbên móc và đây là trường hợp nguy hiểm khi tính toán mặt cắt 5-6 Lực tínhtoán cho trường hợp này là Q/2, mặt cắt 5-6 chịu kéo, uốn và cắt Tiết diện5-6 :

+ Mômen uốn và ứng suất pháp lớn nhất do mômen uốn tại mặt cắt 5-6 :

(kG.mm) [2]

(kG/mm2) [2] + Ứng suất pháp do lực kéo Q6 trên mặt cắt 5-6 :

4.12- TÍNH SỐ VÒNG QUAY VÀ MÔMEN CẢN TĨNH TRÊN TRỤC CỦA TANG

4.12.1- Số vòng quay của tang :

Trong đó :

+ a =6 : Bội suất của palăng

+ Vn = 18 (m/ph) : Vận tốc nâng hàng

+ Dt = 566mm = 0,85 (m) : Đường kính của tang.

(vịng/ph)

4.12.2- Mơmen cản tĩnh trên trục tang :

(2-32) [1]

Trong đĩ :

+ St = Smax = 12077 (kG): Lực căng lớn nhất của cáp vào tang

+ a =6 : Bội suất palăng

+ Dt = 566 (mm) = 0,68 (m): Đường kính của tang

+ t = 0,85: Hiệu suất của tang bảng (1-9) [1]

(kG.m)

4.13- TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ THỦY LỰC :

4.13.1- Cơng suất cần thiết trên 1 trục động cơ :

- Cơng suất tĩnh của động cơ của cơ cấu nâng hàng:

- Vì hộp giảm tốc hành tinh được lai bởi 1động cơ thủy lực

- Dựa vào cơng suất tĩnh tính tốn ở trên, ta chọn độngcơ piston rơtohướng trục cĩ xilanh nghiêng cĩ các thơng số cơ bản sau:

+ Nước sản xuất : Trung Quốc

+ Aùp suất định mức : Pđm = 25MPa

+ Cơng suất định mức : Nđm = 140 kW

+ Số vịng quay trên trục ra : ndn = 2000 (vịng/phút)

nmax = 3300 (vịng/phút) + Lưu lượng riêng của động cơ : q = 126 (ml/vịng)

+ Các kích thước của động cơ thủy lực (mm):

+ nđc = 2000 (vòng/phút) : Số vòng quay của động cơ.

+ nt = 50 (vòng/phút) : Số vòng quay của tang

4.13.3- Lưu lượng dầu cần thiết để một động cơ thủy lực hoạt động :

Qđ = qđ nđ (3-5) [4]

Trong đó :

+ qđ = 126 (cm3/vòng) : Lưu lượng riêng của động cơ thủy lực + nđ = 2000 (vòng/phút) : Số vòng quay của động cơ thủy lựctrong 1 đơn vị thời gian

 QĐ = 126x 2000= 252000 (cm3/phút)

QĐ = 252 (lít/phút)

4.13.4- Áp lực của động cơ thủy lực :

Động cơ piston rôto hướng trục có xilanh nghiêng một góc 40 có áp suấtđịnh mức Pđm = 25(MPa

=> Pđ = 0,9.Pđm = 0.9x25= 22.5 Mpa

4.13.5- Mômen quay cần thiết trên trục động cơ thủy lực:

(3-14) [4]

Trong đó:

+ = 22.5x106 (N/m2) : Aùp lực của động cơ thuỷ lực

+ qđ = 126x.10-6 (m3/vịng) : Lưu lượng riêng của động cơ thủy lực

+ iC = i = 40: Tỉ số truyền của hộp giảm tốc hành tinh

+ hgt = 0,6: Hiệu suất bộ truyền.Ž

=> MC = 451.4x40x0.6= 10833.6 N.m

4.14- TÍNH CHỌN BỘ TRUYỀN ĐỘNG

- Vì tỷ số truyền lớn nếu ta bố trí hộp giảm tốc loại bình thường thì nĩ sẽchiếm diện tích lớn do đĩ yêu cầu cần thu hẹp diện tích chiếm chỗ của bộtruyền ta sử dụng bộ truyền kiểu hành tinh, ngồi ra nĩ cịn cĩ nhiều ưuđiểm hơn hộp giảm tốc thường :

+ Thực hiện các tỉ số truyền lớn mà hộp giảm tốc thường khơng thựchiện được

+ Hệ hành tinh rất thích hợp trong việc truyền cơng suất lớn giữa hai trụcđồng trục nhau

+ Hệ hành tinh cũng cĩ tác dụng tạo nên những chuyển động đặt biệt cầnthiết cho quá trình cơng nghệ

- Ta dựa vào kết cấu máy mẫu, do tỷ số truyền lớn nên ta chọn bộ giảm tốchành tinh cĩ:

4.15- TÍNH CHỌN PHANH CHO CƠ CẤU :

4.15.1- Mơmen phanh ở trục động cơ :

Mơmen phanh cần thiết của cơ cấu nâng:

(3-14) [3]

Trong đĩ :

+  = 0,85 : Hiệu suất của cơ cấu nâng.

+ i0 = i = 40: Tỷ số truyền của hộp giảm tốc hành tinh

+ a = 6: Bội suất của palăng

(kG.m)

4.15.2- Tính chọn phanh :

- Vì vận tốc nâng hàng tương đối lớn nên để dừng cơ cấu nâng được

an toàn nên ta chọn phanh đĩa áp lên bánh răng cố định của hộp giảm tốc hành tinh đặt trong tang

- Bán kính trong Rt của mặt ma sát được chọn theo yêu cầu kết cấu:

4.15.3 -Lực dọc trục cần thiết tạo ra mômen phanh :

4.15.5- Bước dịch chuyển của đĩa ép ngoài cùng :

lấy 4 (mm)

Chương 5 TÍNH TOÁN CƠ CẤU QUAY

+ Bố trí cơ cấu quay kiểu đứng sẽ có kết cấu gọn hơn Động cơ đặt đứng đượclắp trên hộp giảm tốc, còn hộp giảm tốc hành tinh cũng được đặt đứng có trục rađược lắp bánh răng con ăn khớp với vành răng lớn gắn cố định trên phần khôngquay Khi hoạt động, bánh răng chủ động quay, lăn quanh vành răng cố định,kéo theo phần quay chuyển động

- Dùng thiết bị tựa quay là thiết bị tựa quay kiểu bi, nó có những ưu điểm là: + Chiều cao kết cấu nhỏ

+ Phía trong rỗng nên tiện cho việc bố trí trên máy

- Vật liệu làm bi là thép hợp kim chịu mài mòn cao như thép crôm Vòng rayđược chế tạo từ thép đúc và được làm cứng bề mặt Các miếng chặn bằng chấtdẻo có tác dụng làm cho bi phân bố đều trên vòng lăn Vòng đỡ và vòng giữ củathiết bị tựa quay được liên kết với nhau và liên kết với phần quay của máy bằngbulông Vòng cố định với vành răng ăn khớp trong được đặt trên bệ đỡ và cũngđược liên kết bằng bulông

- Kết cấu bệ đỡ phải phẳng, đồng tâm và có độ cứng hợp lí, đảm bảo áp lực phân

bố đều trên vòng tựa quay Để chống nước và bụi bẩn, đường lăn được che kín

và bôi trơn cho thiết bị tựa quay bằng bơm mỡ

5.2- CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU:

- Tốc độ quay của cơ cấu : nq = 0.62 (vòng/ phút)

- Trọng lượng phần quay không kể đối trọng và cần : Gq = 30.5 (T)

- Trọng lượng cần : Gc = 22 (T)

- Trọng lượng hàng kể cả thiết bị mang hàng : Q = 40 (T)

- Tầm với hoạt động của cần trục:

Hình 5.1: Sơ đồ truyền động cơ cấu quay.

1- Động cơ thủy lực; 2- Bộ truyền vi sai;

 Tải trọng tác dụng theo phương ngang R:

- : Lực quán tính tiếp tuyến khi phanh cơ cấu quay

(4-20) [7]

Trong đĩ:

+ mi = 30.5 (T) : Trọng lượng phần quay khơng kể trọng lượng cần + Ri = 1.3 (m) : Khoảng cách từ tâm phần quay tới tâm quay của cầntrục

+ w = 0,06 (rad/s) : Vận tốc gĩc quay

- Pg: Tải trọng giĩ

(4-4) [7]

Trong đĩ:

+ Pg : Tồn bộ tải trọng giĩ tác dụng lên máy trục

+ FH : Diện tích chắn giĩ tính tốn của kết cấu và vật nâng

+ pg : Aùp lực của giĩ tác dụng lên kết cấu

(4-6) [7]

Trong đĩ:

+ qo : Cường độ giĩ ở độ cao 10m so với mặt đất

+ n : Hệ số hiệu chỉnh áp lực giĩ tính đến sự tăng áp lực theo chiều cao + c : Hệ số khí động học của kết cấu

+ : Hệ số kể tới tác dụng động của giĩ

+ : Hệ số vượt tải

FH = kc.Fb (4-5) [7]

Trong đĩ:

+ kc : Hệ số độ kín của kết cấu (hệ số lọt giĩ)

+ Fb : Diện tích hình bao của kết cấu

* Tải trọng giĩ tác dụng lên cần:

Aùp lực của giĩ:

Trong đĩ:

+ qo = 15 (kG/m2) : Cường độ giĩ ở độ cao 10m so với mặt đất

+ n = 1.32 : Hệ số hiệu chỉnh áp lực giĩ tính đến sự tăng áp lực theochiều cao Chọn theo bảng (1-6) [1]

+ c = 1,4 : Hệ số khí động học của kết cấu Chọn theo bảng (1-7) [1] + = 1 : Hệ số kể tới tác dụng động của giĩ

+ = 1 : Hệ số vượt tải (tính theo phương pháp ứng suất cho phép)

- Diện tích chắn giĩ tính tốn của cần:

Fc = kc.Fb

Trong đĩ:

+ kc = 1 : Hệ số độ kín của kết cấu (hệ số lọt giĩ, bảng (4-3) [7]

+ Fb = 20 (m2) : Diện tích hình bao của cần

* Tải trọng giĩ tác dụng lên hàng:

- Aùp lực của giĩ:

Trong đĩ:

+ qo = 15 (kG/m2) : Cường độ giĩ ở độ cao 10m so với mặt đất

+ n = 1.32 : Hệ số hiệu chỉnh áp lực giĩ tính đến sự tăng áp lực theochiều cao Chọn theo bảng (1-6) [1]

+ c = 1,2 : Hệ số khí động học của kết cấu Chọn theo bảng (1-7) [1] + = 1 : Hệ số kể tới tác dụng động của giĩ

+ = 1 : Hệ số vượt tải (tính theo phương pháp ứng suất cho phép)

- Diện tích chắn giĩ tính tốn của hàng:

Fh = kc.Fb

Trong đĩ:

+ kc = 1 : Hệ số độ kín của kết cấu (hệ số lọt giĩ, bảng (4-3) [7]

+ Fb = 22 (m2) : Diện tích hình bao của hàng, bảng (1-8) [1]

* Tải trọng giĩ tác dụng lên phần quay khơng kể cần và đối trọng:

- Aùp lực của giĩ:

Trong đĩ:

+ qo = 15 (kG/m2) : Cường độ giĩ ở độ cao 10m so với mặt đất

+ n = 1.32 : Hệ số hiệu chỉnh áp lực giĩ tính đến sự tăng áp lựctheo chiều cao Chọn theo bảng (1-6) [1]

+ c = 1,2 : Hệ số khí động học của kết cấu Chọn theo bảng (1-7) [1] + = 1 : Hệ số kể tới tác dụng động của giĩ

+ = 1 : Hệ số vượt tải (tính theo phương pháp ứng suất cho phép)

- Diện tích chắn giĩ tính tốn của phần quay:

Fq = kc.Fb

Trong đĩ:

+ kc = 1 : Hệ số độ kín của kết cấu (hệ số lọt giĩ, bảng (4-3) [7]

+ Fb = 41 (m2) : Diện tích hình bao của phần quay, bảng (1-8) [1]

Vậy tải trọng giĩ tác dụng lên cần trục:

=> Pg = 1.6 (T)

- Tải trọng tác dụng theo phương ngang:

 Mơmen tác dụng lên thiết bị tưa quay:

M = Q.R + Gt.lt + Gc.lc – Gđtlđt

Trong đó:

+ Q = 40 (T) : Trọng lượng hàng và móc

+ Gq = 30.5 (T) : Trọng lượng phần tháp (bao gồm cả cabin, xilanh) + Gc = 22 (T) : Trọng lượng của cần

+ R = 32 (m) : Tầm với của cần trục ứng với sức nâng 40 T

+ lt = 0.5 (m): Khoảng cách từ trọng tâm tháp đến trục quay của cần trục + lc = 13.5 (m) : Khoảng cách từ trọng tâm cần đến trục quay của cầntrục

5.4.2- Chọn thiết bị tựa quay:

- Ta chọn thiết bị tựa quay kiểu bi cầu 2 dãy Cấu tạo của thiết bị tựa quay:

Hinh 5.2: Thiết bị tựa quay kiểu bi cầu hai dãy.

1- Mặt tựa trên, 2- Dãy bi đỡ, 3- Vòng đỡ, 4- Vòng cố định (có vành răng),

5- Dãy bi giữ, 6- Vòng giữ, 7- Mặt tựa dưới (bệ đỡ).

- Dựa vào các số liệu tính toán ở trên ta chọn thiết bị tựa quay có cácthông số sau:

Hình 5.3: Kích thước thiết bị đỡ quay kiểu bi cầu 2 dãy.

- Lực lớn nhất tác dụng lên một viên bi:

(11-8) [2]

Trong đó:

+ V = 350 (T) : Tải trọng tác dụng thẳng đứng lên thiết bị tựa quay + R = 2.5 (T) : Tải trọng tác dụng theo phương ngang thiết bị tựa quay + M = 1561 (T.m) : Mômen tác dụng lên thiết bị tựa quay

+ = 48o : Góc nghiêng giữa phương của phản lực lên viên bi và phương thẳng đứng

d = 60 (mm): Đường kính viên bi

=> 2 = (0,51  0,62) x 60

2 = (30,6  37,2) (mm)

Chọn 2 = 35 (mm)

Vậy:

Thép 45 có tôi bề mặt có ứng suất tiếp xúc cho phép:

Thoả mãn điều kiện

5.5 - TÍNH TOÁN MÔMEN CẢN QUAY:

5.5.1- Xác định mômen tĩnh cản quay:

Tổng mômen tĩnh cản quay đối với trục quay của cần trục:

Mq = Mms + Mn + Mg (3-75) [3]

Trong đó:

+ Mms : Mômen cản do ma sát trong hệ thống tựa quay

+ Mn : Mômen cản do độ nghiêng của mặt nền

+ V = 350 (T) : Tải trọng tác dụng thẳng đứng lên thiết bị tựa quay

+ M = 1561 (T.m) : Mômen tác dụng lên thiết bị tựa quay

+ = 48o: Góc nghiêng giữa phương của phản lực lên viên bi và phươngthẳng đứng