TÍNH TOÁN CƠ CẤU NÂNG

GVHD: ThS NGUYỄN QUANG HUY MỤC LỤC CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Khái quát chung thiết bị nâng hạ 2.1 Thiết bị nâng 2.2 Phân loai cần trục 2.3 Chế độ làm việc hệ truyền động máy nâng - vận chuyển .8 2.4 Các hệ truyền động dùng máy nâng vận chuyển Yêu cầu thiết kế 10 CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CƠ CẤU NÂNG 12 Thông số đầu vào .12 Chọn sơ đồ xe tời .12 Chọn dây cáp 12 Tính tang ròng rọc 13 4.1 Tính đường kính tang ròng rọc .14 4.2 Tính chiều dài tang .14 4.3 Bề dày tang 15 4.4 Kiểm nghiệm sức bền tang 16 4.5 Tính phận khác tang 16 Tính chọn móc 23 5.1 Chọn móc .23 5.2 Ổ lăn chặn 24 5.3 Ổ lăn đặt ròng rọc 25 Tính chọn động điện 26 6.1 Chọn động điện .26 6.2 Tính tỉ số truyền, momen công suất trục 27 Tính chọn khớp nối 28 Tính chọn phanh 29 Tính truyền .30 9.1 Chọn vật liệu 30 GVHD: ThS NGUYỄN QUANG HUY 9.2 Định ứng suất cho phép .30 9.3 Tính thông số truyền 31 10 Tính kết cấu khung xe tời 33 10.1 Tính chọn kích thước khung xe tời .33 10.2 Tính tiết diện khung xe tời 34 CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CƠ CẤU DI CHUYỂN XE LĂN .37 Thông số đầu vào .37 Sơ đồ cấu .37 Chọn bánh xe ray 37 Tính chọn động điện 37 Tính tỉ số truyền, momen công suất trục 40 5.1 Tỉ số truyền chung .40 5.2 Số vòng quay trục 41 5.3 Momen trục 41 Tính chọn khớp nối 41 Tính chọn phanh 42 7.1 Chọn phanh 42 7.2 Kiểm tra lực bám .43 Tính truyền bánh .44 8.1 Chọn vật liệu 44 8.2 Định ứng suất cho phép .44 8.3 Tính thông số truyền 45 8.4 Kiểm nghiệm độ bền uốn 46 Tính chọn ổ lăn 48 9.1 Chọn kích thước ổ lăn 48 9.2 Chọn ổ lăn 49 10 Kiểm nghiệm trục bánh xe 49 CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHUNG CỔNG TRỤC 51 Kích thước cổng .51 Tính tiết diện dầm .53 2.1 Tiết diện dầm chính: 53 2.2 Các tiết diện khác 55 GVHD: ThS NGUYỄN QUANG HUY Tính cấu di chuyển cổng trục .55 Thông số đầu vào .55 Sơ đồ cấu .56 Chọn bánh xe ray 56 Tính chọn động điện .56 Tính tỉ số truyền, momen công suất trục 58 Tính chọn khớp nối 59 Tính chọn phanh 60 Tính truyền bánh 62 3.2 Kiểm nghiệm ổ lăn .66 3.3 Kiểm nghiệm trục bánh xe 67 Tính đường kính bulông tai mặt bích 69 Tính đường kính bulông kẹp bánh bị động .70 CHƯƠNG V: KIỂM TRA CÁC ĐIỀU KIỆN AN TOÀN 71 Các chế độ tải trọng tác dụng lên kết cấu thép cầu trục xe tời 71 1.1 Mặt cắt dầm 71 1.2 Mặt cắt dầm nối 72 1.3 Mặt cắt chân cầu trục 73 1.4 Mặt cắt dầm khung tời .73 Kiểm tra kết cấu 74 2.1 Sơ đồ kết cấu khung .75 2.2 Các biểu đồ mômen lực cắt theo phương 75 2.3 Hệ số an toàn đat 78 Kiểm tra phần chôn bê tông 79 3.1 Kiểm tra néo chôn bê tông 79 3.2 Kiểm tra chặn đầu ray chôn bê tông 80 KẾT LUẬN 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 GVHD: ThS NGUYỄN QUANG HUY CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Sự phát triển kinh tế đất nước phụ thuộc nhiều vào mức độ giới hoá tự động hoá trình sản xuất Trong trình sản xuất, máy nâng vận chuyển đóng vai trò quan trọng, đảm nhiệm vận chuyển khối lượng lớn hàng hoá, vật liệu, nguyên liệu, thành phẩm bán thành phẩm lĩnh vực khác kinh tế quốc dân Các máy nâng- vận chuyển cầu nối hang mục công trình sản xuất riêng biệt, máy công tác dây chuyền sản xuất… Trong ngành khai thác mỏ, công trình thuỷ lợi, công trình xây dựng nhà máy thuỷ điện, xây dựng công nghiệp, xây dựng dân dụng phần lớn công việc nặng nề bốc, xúc, đào, khai thác quặng đất đá máy nâng - vận chuyển thực Việc sử dụng máy nâng - vận chuyển hang mục công trình lớn làm giảm đáng kể thời gian thi công, giảm bớt đáng kể số lượng công nhân khoảng 10 lần Ví dụ nếu dùng cần cẩu tháp công trường xây dựng công nghiệp xây dựng dân dụng thay thế cho 500 công nhân, nếu dùng máy xúc cỡ lớn để đào hào kênh mương xây dựng công trình thuỷ lợi công việc cải tao điền địa thay thế cho 10.000 công nhân Trong nhà máy chế tao khí, máy nâng - vận chuyển chủ yếu dùng để vận chuyển phôi, thành phẩm bán thành phẩm từ máy đến máy khác, từ phân xưởng đến phân xưởng khác vận chuyển vào kho lưu giữ Trong nông nghiệp, máy nâng - vận chuyển công nghiệp nông nghiệp phương tiện để giới hóa tự động hoá trình sản xuất yếu tố quan trọng nhằm làm tăng suất chất lượng sản phẩm giảm nhẹ sức lao động người Hiện nay, nhu cầu điện nước ta ngày lớn để phục vụ cho trình công nghiệp hoá đai hóa Chính thế, doanh nghiệp Việt Nam liên tục nhận Hợp đồng nghiên cứu tư vấn, thiết kế, lắp đặt thiết bị khí thủy công, công trình thuỷ điện vừa nhỏ có hợp tác tư vấn nước ngoài, GVHD: ThS NGUYỄN QUANG HUY TATA (Ấn Độ), ZaporozheyGydrostal (Ucraine), Sitôiens (Cộng hoà Liên bang Đức), Cottrell thay thế cho việc phải thuê hoàn toàn nước ngoài, tao mảng công việc lớn ổn định, có hiệu kinh tế cao cho công ty chế tao khí nước Đó hệ thống: van cung, van vận hành, van phẳng, cổng trục chân dê cổng trục gian máy, hệ thống đường ống áp lực, hệ thống gầu vớt rác, lưới chắn rác, thiết bị điều khiển nhà máy Đồ án tốt nghiệp đề tài với mục đích yêu cầu sinh viên áp dụng kiến thức học trình học đai học để giải quyết vấn đề lớn gần với thực tế có tính chất tổng hợp kiến thức học Chính vậy, gợi ý định hướng thầy giáo hướng dẫn Bộ môn Cơ sở thiết kế máy Robot quyết định chọn đề tài tốt nghiệp theo hướng nghiên cứu máy nâng chuyển Khái quát chung thiết bị nâng hạ 2.1 Thiết bị nâng Các thiết bị nâng (máy nâng chuyển) chủ yếu dùng để nâng vật nặng phục vụ trình xây lắp, xếp dỡ vận chuyển, loai thiết bị công tác dùng để thay đổi vị trí đối tượng công tác nhờ thiết bị mang vật trực tiếp móc treo, thiết bị mang vật gián tiếp gầu ngoam, nam châm điện, băng, gầu… Căn vào chuyển động chính, máy nâng chuyển chia thành hai nhóm lớn là: + Máy nâng: phục vụ trình nâng vật thể khối + Máy vận chuyển liên tục: phục vụ trình chuyển vật liệu vụn, rời pham vi không lớn Các máy nâng có chuyển động nâng gọi thiết bị nâng đơn giản như: Kích, tời, palăng, bàn nâng, bàn thao tác…Loai có từ hai chuyển động trở lên gọi cần trục Ngoài số loai máy nâng chuyên dùng khác xếp vào nhóm riêng thang máy, giếng tải, thiết bị xếp dỡ… 2.2 Phân loai cần trục Theo cấu tao nguyên tắc làm việc, chia cần trục thành loai: + Cầu trục: dùng phân xưởng, nhà kho để nâng vận chuyển hàng hóa với lưu lượng lớn Cầu trục dùng phổ biến ngành công nghiệp chế tao máy luyện kim với thiết bị mang vật chuyên dùng GVHD: ThS NGUYỄN QUANG HUY Hình 1.1: Cầu trục hai dầm + Cổng trục: Cổng trục công dụng chung: dùng để bốc dỡ, vận chuyển hàng thể khối, vật liệu rời kho bãi, bến cảng nhà ga đường sắt Hình 1.2: Cổng trục công dụng chung Cổng trục dùng để lắp ráp: dùng lắp ráp thiết bị nhiều lĩnh vực xây dựng, công trình lượng lắp ghép công trình giao thông Cổng trục chuyên dùng: thường sử dụng để phục vụ nhà máy thủy điện GVHD: ThS NGUYỄN QUANG HUY Hình 1.3: Cổng trục chuyên dùng + Cần trục tháp: sử dụng rộng rãi xây lắp công trình xây dựng dân dụng, xây dựng công nghiệp dùng để bốc dỡ, vận chuyển hàng hóa, vật liệu kho bãi Cầu trục tháp đặc biệt hữu ích làm việc công trình có không gian liền kề han chế chiều cao, hay công trình có nhiều cần trục đồng thời làm việc Hình 1.4: Cần trục tháp + Cần trục quay di động: giống cần trục tháp vùng hoat động rộng hơn, hệ thống lắp bánh lốp, bánh xích hay chay đường ray + Cần trục cột buồm (bánh lốp, bánh xích): thường dùng để xếp dỡ vật liệu kho bãi lắp ráp thiết bị công trường xây dựng + Cần trục chân đế cần trục nổi: thường sử dụng để bốc xếp hàng hóa bến cảng, kho bãi, phục vụ nhà máy đóng tàu… + Cần trục cáp: dùng để nâng vật vận chuyển hàng hóa, vật liệu dang rời khối mặt làm việc rộng, điều kiện địa hình phức tap bãi khai GVHD: ThS NGUYỄN QUANG HUY thác quặng, gỗ, công trường xây dựng nhà máy điện, cầu, đập nước, cảng… Đôi người ta dùng để vận chuyển hàng qua sông Hình 1.5: Cần trục cáp 2.3 Chế độ làm việc hệ truyền động máy nâng - vận chuyển Các máy nâng - vận chuyển thường lắp đặt nhà trời Môi trường làm việc máy nâng - vận chuyển khắc nghiệt, đặc biệt hải cảng, nhà máy hoá chất, xí nghiệp luyện kim… nơi mà nhiệt độ thay đổi lớn, nhiều bụi, độ ẩm cao có nhiều chất khí dễ gây cháy, nổ Chế độ làm việc máy nâng - vận chuyển nặng nề: tần số đóng - cắt điện lớn (có tới 600 lần/giờ), mở máy, đảo chiều quay, hãm máy liên tục Phụ tải máy nâng - vận chuyển thay đổi pham vi rộng cấu nâng máy xúc cầu trục, thang máy… Trong số máy nâng - vận chuyển, yêu cầu trình tăng tốc giảm tốc xảy êm với trị số gia tốc giới han cho phép Nếu trị số gia tốc vượt giới han cho phép cấu nâng - cầu trục gây đứt cáp, hỏng bánh hộp tốc độ, thang máy thang chuyền gây cảm giác khó chịu cho hành khách, ảnh hưởng đến độ dừng xác buồng thang Bởi vậy, mômen động truyền động mở máy hãm dừng phải han chế phù hợp với yêu cầu kỹ thuật an toàn GVHD: ThS NGUYỄN QUANG HUY 2.4 Các hệ truyền động dùng máy nâng vận chuyển Hiện nay, hệ truyền động điện máy nâng - vận chuyển sử dụng phổ biến hệ truyền động điện với động điện chiều động điện xoay chiều Xu hướng thiết kế chế tao hệ truyền động điện cho máy nâng - vận chuyển chọn hệ truyền động điện với đông xoay chiều có hiệu kinh tế cao, đat yêu cầu đặc tính khởi động đặc tính điều chỉnh Để đáp ứng yêu cầu an toàn, độ tin cậy làm việc dài han hệ truyền động máy nâng - van chuyển, nâng cao tuổi thọ khí cụ điều khiển, mach điều khiển máy nâng - vận chuyển nên dùng phần tử không tiếp điểm thay thế cho phần tử tiếp điểm (như rơle công tắc tơ) Mach điều khiển xây dựng từ phần tử không tiếp điểm như: phần tử điện - từ, phần tử bán dẫn (điot, transisto) loai IC logic Những năm gần đây, phát triển nhanh kỹ thuật bán dẫn kỹ thuật biến đổi điện công suất lớn, hệ truyền động điện cho máy nâng - vận chuyển dùng ngày nhiều biến đổi Thyristor thay thế cho hệ truyền động dùng biến đổi quay (máy điện khuếch đai khuếch đai từ) Bộ biến đổi dùng Thyristor có nhiều ưu điểm hẳn so với biến đổi: quán tính nhỏ, độ tác động nhanh, độ nhay cao hơn, kích thước khối lượng bé hơn, tiêu kinh tế kỹ thuật cao Trong cần trục cổng trục thường dùng hai hệ truyền động Đối với loai cần trục cổng trục có công suất động không lớn thường dùng hệ truyền động chiều với biến đổi dùng Thyristor (bộ chỉnh lưu có điều khiển) cho phép điều chỉnh tốc độ phẳng với dải điều chỉnh D= 30:1 Còn cần trục cổng trục có công suất động truyền động trung bình lớn thường dùng hệ truyền động xoay chiều Điều chỉnh tốc độ động không đồng thực hai phương pháp: thay đổi điện áp đặt vào dây quấn stato động điều áp xoay chiều ba pha dùng tiristor xung điện trở roto dùng Thyritor để thay đổi điện trở phụ mach roto Đối với thang máy máy nâng dùng hệ truyền động T – Đ thay thế cho hệ F – Đ cho phép han chế gia tốc độ giật giới han xác định nhờ thiết lập luật thay đổi tốc độ tối ưu trình độ GVHD: ThS NGUYỄN QUANG HUY Trong hệ truyền động máy xúc công suất lớn, cuộn dây kích từ máy phải cấp nguồn từ biến đổi dùng tiristor (bộ chỉnh lưu có điều khiển) thay thế cho máy điện khuếch đai khuếch đai từ Còn máy công suất nhỏ trung bình biến đổi tiristor thay thế cho máy phát chiều Yêu cầu thiết kế Sau tìm hiểu, tham khảo số loai máy nâng chuyển, với gợi ý giáo viên hướng dẫn, quyết định chọn đề tài tốt nghiệp tính toán, thiết kế cổng trục chân dê sử dụng nhà máy thủy điện Cổng trục chân dê nhà máy thủy điện thiết bị chuyên dùng, dùng để phục vụ trình lắp đặt sửa chữa van lấy nước đập tràn Do việc nghiên cứu, tính toán thiết kế cổng trục chân dê, giúp hiểu sâu kĩ kiến thức mà học nhà trường vận dụng kiến thức cách hữu ích Cổng trục mà nghiên cứu tham khảo số liệu đầu vào công trình cổng trục chân dê dùng nâng cửa đập tràn nhà máy thủy điện Darkti’h, cụ thể sau: Khẩu độ: LK = m Chiều cao nâng : Hn = 20 m Tải trọng nâng: Qn = 25 Vận tốc nâng: Vn = 10 m/ph = 0,17 m/s Vận tốc xe: Vx = m/ph = 0,05 m/s Vận tốc cổng trục: Vc = m/ph = 0,05 m/s Hành trình cổng: Lr = 40 m Chế độ làm việc: M5 10 GVHD: ThS NGUYỄN QUANG HUY Tính đường kính bulông tai mặt bích d≥ 1,3V.4 π.[σbl ] (CT (8.6)/106.[IV]) Với: V – Lực xiết bulông V= H.k Z.f [σbl] = 170 (MPa) - Ứng suất cho phép bulông Trong đó: H – Lực ngang tác dụng k – Hệ số an toàn, chọn k = 1,5 f – Hệ số ma sát, chọn f = 0,15 Z – Số bulông tai mặt bích 3.3.1 Tại chân cổng bên dưới: Z = 12 H = 92500 N Vậy: V= d≥ H.k 92500.1,5 = = 77083 (N) Z.f 12.0,15 1,3.77083.4 = 27 (mm) π.170 Chọn d = 30 mm 3.3.2 Tại chân cổng bên trên: Z = 18 H = 108300 N Vậy: V= d≥ H.k 108300.1,5 = = 60167 (N) Z.f 18.0,15 1,3.60167.4 = 24 (mm) π.170 69 GVHD: ThS NGUYỄN QUANG HUY Chọn d = 30 mm 3.3.3 Tại dầm nối: Z = 14 H = 97500 N Vậy: V= d≥ H.k 97500.1,5 = = 69643 (N) Z.f 14.0,15 1,3.69643.4 = 26 π.170 Chọn d = 30 mm Chiều dày mặt bích chọn thống 30 mm Tính đường kính bulông kẹp bánh bị động Lực xiết cần thiết với bulông: V= 2kM ZfD Trong đó: M – Mômen ngoai lực, M mômen trục bánh xe hay mômen tai trục II bánh bị động: M = Tct_br_II = 8,643.10 Nmm D – Đường kính qua tâm bulông, D = 400 mm Z – Số bulông, Z = [σbl] = 220 MPa Vậy: V= 2.1,5.6,843.106 = 7, 202.104 N 6.0,15.400 d≥ 1,3.7, 202.106.4 = 23, π.220 Chọn d = 24 mm 70 GVHD: ThS NGUYỄN QUANG HUY CHƯƠNG V: KIỂM TRA CÁC ĐIỀU KIỆN AN TOÀN Các chế độ tải trọng tác dụng lên kết cấu thép cầu trục xe tời • Trọng lượng cầu trục: GCT = 26 = 260000 N • Trọng lượng xe tời: GXT = 14 = 140000 N • Trọng lượng hàng nâng Qn = 25 = 250000 N • Trọng lượng ngang lệch cáp: PLC = Qn.1,1 = 25.1,1 = 2,75 = 27500 N • Tải trọng gió: Qg = 1,58 = 15800 N • Tải trọng quán tính phanh hay khởi động gấp: Pqt= 6,5 = 65000 N Kiểm tra kết cấu thép Các đặc trưng hình học mặt đặc trưng 1.1 Mặt cắt dầm • Hình vẽ: a = 350 mm Z d d = 10 mm H = 700 mm t=8  t mm H b = 284 mm t Y b • Nội lực: F = 17880 mm2 Iy = 1252476000 mm4 Iz = 303434440 mm Ikp = 703234134 mm4 10 d a 11 12 Hình 5.1: Mặt cắt dầm Wy(1,2,3,10,11,12) = 3579000 mm3 Wy(4,5,8,9) = 3684000 mm3 Wz(1,3,10,12) = 1734000 mm3 Wz(4,5,6,7,8,9) = 2023000 mm3 Sy(4,5,8,9) = 604000 mm3 Sy(6,7) = 1066000 mm3 71 GVHD: ThS NGUYỄN QUANG HUY mm3 Sz(2,11) = 550000 • Độ cứng EF = 375480 tc EIy = 2630200 tmm2 EIz = 637212,32 tmm2 GIkp = 569600 tmm2 1.2 Mặt cắt dầm nối • Hình vẽ: a = 300 mm d= mm H = 500 mm t=8 Z d  t mm H b = 234 mm t • Nội lực: Y b F = 12544 mm2 Iy = 4416756053 mm4 Iz = 1494212053 mm Ikp = 3090187705 mm4 10 d a 11 12 Hình 5.2: Mặt cắt dầm nối Wy(1,2,3,10,11,12) = 1767000 mm3 Wy(4,5,8,9) = 1825000 mm3 mm3 Wz(1,3,10,12) = 996000 Wz(4,5,6,7,8,9) = 1195000 mm3 Sy(4,5,8,9) = 295000 mm3 Sy(6,7) = 529000 mm3 Sz(2,11) = 324000 mm3 • Độ cứng EF = 263424 tc EIy = 927500 tmm2 EIz = 313784,5312 tmm2 GIkp = 250300 tmm2 72 GVHD: ThS NGUYỄN QUANG HUY 1.3 Mặt cắt chân cầu trục • Hình vẽ: Z d a = 350 mm d = 10 mm H = 700 mm mm t H t = 10  t Y b b = 280 mm • Nội lực: F = 20600 mm2 Iy = 1357286667 mm4 Iz = 3575116667 mm4 Ikp = 8171430612 mm4 d 12 a 11 10 Hình 5.3: Mặt cắt dầm chân Wy(1,2,3,10,11,12) = 3878000 mm3 Wy(4,5,8,9) = 3992000 mm3 Wz(1,3,10,12) = 2043000 mm3 Wz(4,5,6,7,8,9) = 2383000 mm3 Sy(4,5,8,9) = 604000 mm3 Sy(6,7) = 1182000 mm3 Sz(2,11) = 646000 mm3 • Độ cứng EF = 432600 tc EIy = 2850300 tmm2 EIz = 750774,5 tmm2 GIkp = 661900 tmm2 Z d 1.4 Mặt cắt dầm khung tời • Hình vẽ: t H a = 250 mm  t d = 14 mm Y b H = 450 mm 10 d a 11 73 12 Hình 5.4: Mặt cắt dầm khung tời GVHD: ThS NGUYỄN QUANG HUY t = 10 mm b = 184 mm • Nội lực: F = 15440 mm2 Iy = 4580347467 mm4 Iz = 1159406267 mm4 Ikp = 2490361581 mm4 Wy(1,2,3,10,11,12) = 2036000 mm3 Wy(4,5,8,9) = 2171000 mm3 Wz(1,3,10,12) = 928000 mm3 Wz(4,5,6,7,8,9) = 1137000 mm3 Sy(4,5,8,9) = 382000 mm3 Sy(6,7) = 604000 mm3 Sz(2,11) = 314000 mm3 • Độ cứng EF = 324240 tc EIy = 961900 tmm2 EIz = 243475,316 tmm2 GIkp = 201700 tmm2 Kiểm tra kết cấu Kết cấu thép cầu trục chân dê tính toán chương trình SAP2000 Theo kết nhận được, nếu hệ số an toàn ổn định nhỏ kết cấu đảm bảo điều kiện làm việc 74 GVHD: ThS NGUYỄN QUANG HUY 2.1 Sơ đồ kết cấu khung Hình 5.5: Sơ đồ kết cấu khung 2.2 Các biểu đồ mômen lực cắt theo phương Hình 5.6 : Biểu đồ mômen theo phương z 75 GVHD: ThS NGUYỄN QUANG HUY Hình 5.7 : Biểu đồ mômen theo phương y Hình 5.8: Biểu đồ lực cắt theo phương y 76 GVHD: ThS NGUYỄN QUANG HUY Hình 5.9 : Biểu đồ lực cắt theo phương z Hình 5.10: Biểu đồ lực dọc 77 GVHD: ThS NGUYỄN QUANG HUY Hình 5.11: Biểu đồ mômen xoắn 2.3 Hệ số an toàn đat Hình 5.12: Hệ số sử dụng an toàn đạt Ta nhận thấy hệ số an toàn đat nhỏ Vậy kết cấu thép khung cổng trục đủ bền 78 GVHD: ThS NGUYỄN QUANG HUY Kiểm tra phần chôn bê tông 3.1 Kiểm tra néo chôn bê tông Lực nâng móc cầu trục: Qn = 250000 N Số lượng móc: n = Lực thử neo: Q = 1,25 Qn.n = 1,25.250000.1 = 312500 N Chiều rộng đáy néo chôn bê tông: B = 400 mm Chiều dài đáy néo chôn bê tông: L = 400 mm Chiều sâu chôn néo bê tông: H = 1000 mm Mác tính toán bê tông chôn: 200# Cường độ tính toán bê tông chôn cắt: Rc = 0,65 (N/mm2) Diện tích miền bê tông chịu cắt đáy néo: S = (B+L).2.H = (400+400).2.1000 = 1600000 (mm2) Hệ số an toàn chôn néo: kn = Lực nhổ tối đa néo chịu râu neo: P = Rc.S/kn = 0,65.1600000/2 = 520000 (N) Vậy bê tông đủ bền • Khi có râu neo: L B Chiều rộng đáy néo chôn bê tông: B = 1200 (mm) Chiều dài đáy néo chôn bê tông: L = 800 (mm) Chiều sâu chôn néo bê tông: H = 1000 (mm) Diện tích miền bê tông chịu cắt đáy néo: S = (B+L).2.H = (1200+800).2.1000 = 4000000 (mm2) Hế số an toàn chôn néo: kn = Lực nhổ tối đa néo chịu có râu neo: P = Rc.S/kn = 0,65.4000000/2 = 1300000 (N) 79 GVHD: ThS NGUYỄN QUANG HUY Vậy bêtông đủ bền 3.2 Kiểm tra chặn đầu ray chôn bê tông Lực xô vào chặn đầu ray tối đa: Pcr = Wct_t = 28810 (N) Bề rộng lớp bê tông chịu chịu nén đầu chặn ray: b = 220 (m) Chiều sâu chôn: h = 574 (m) Diện tích bê tông chịu nén: S = bh = 220.574 = 126280 (mm2) Cường độ chịu nén mặt cho phép bê tông mác 200#: [σ nm ] = 20 (N/mm2) Khi cầu trục va vào đầu ray áp lực lên mặt bê tông: σ nm = Pcr 28810 = = 0,23 (N/mm2) S 126280 Vậy σ nm < [σ nm ] đủ bền Kiểm tra độ võng dầm khung xe tời khung cầu trục Coi dầm đặt hai gối tựa chịu lực tập trung P nhịp P L/2 L/2 Hình 5.13: Sơ đồ đặt lực dầm Độ võng lớn tai dầm tính theo công thức: PL3 y= 48EJ x Trong đó: L – Chiều dài dầm E – Mô đun đàn hồi vật liệu dầm Jx – Mô men quán tính mặt cắt ngang dầm Đối với dầm ta có: 80 GVHD: ThS NGUYỄN QUANG HUY P = 19,5 = 195000 N L = m E = 2,0.1011 N/m2 Jx = 7,71.10-4 m3 Vậy độ võng: PL3 195000.63 = = 5, 69.10-3 m = 5,69 mm y= 11 -4 48EJ x 48.2, 0.10 7, 71.10 Đối với khung xe tời ta có: P = 12,5 tấn; Suy P = 125000 N L = m E = 2,0.1011 N/m2 Jx = 4,16.10-4 m3 Vậy độ võng: y= PL3 125000.63 = = 6, 75.10−3 m = 6,75 mm 48 EJ x 48.2, 0.1011.4,16.10−4 81 GVHD: ThS NGUYỄN QUANG HUY KẾT LUẬN Kết thu đề tài: Thông qua trình lựa chọn, tính toán thiết kế, hoàn thành nhiệm vụ đồ án giao như: − Tìm hiểu tổng quan máy nâng chuyển − Đã chọn lựa, tính toán cấu cổng trục cấu nâng, cấu di chuyển xe lăn, cấu di chuyển cổng trục Tính toán, thiết kế, kiểm nghiệm số chi tiết cụm chi tiết điển − hình cổng trục chân dê Thiết kế mô hình 3D số cụm chi tiết phần mềm mô − Hướng phát triển đề tài Sau làm đồ án, nhận thấy đề tài phát triển thêm số mặt sau: − Thiết kế mô hình xe tời, cabin điều khiển phần mềm thiết kế 3D − Mô trình lắp ghép, vận hành cổng trục chân dê − Tự động hóa trình tính toán, thiết kế Kết luận Qua trình làm đồ án tốt nghiệp với đề tài “TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CỔNG TRỤC”, học hỏi, tích lũy thêm nhiều kiến thức bổ ích kết cấu máy rèn luyện thêm kỹ thiết kế mô hình 3D phần mềm thiết kế chuyên dùng Chúng có nhìn tổng quan thiết kế sử dụng loai máy trục nói chung cổng trục chân dê nói riêng; đồng thời biết cách tiếp cận, giải quyết vấn đề cụ thể Tuy nhiên, thời gian có han chưa qua thực tế nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót, mong thầy ban đóng góp ý kiến để đồ án hoàn thiện Chúng xin chân thành cảm ơn 82 GVHD: ThS NGUYỄN QUANG HUY TÀI LIỆU THAM KHẢO [I] Đào Trọng Thường, Thiết kế máy trục, Nhà xuất khoa học kỹ thuật 1975 [II.1] PGS.TS Trịnh Chất, PGS.TS Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí (tập 1), Nhà xuất Giáo dục [II.2] PGS.TS Trịnh Chất, PGS.TS Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí (tập 2), Nhà xuất Giáo dục [III] Nguyễn Trọng Hiệp, Chi tiết máy (tập 1), Nhà xuất Giáo dục [IV] TS Trương Quốc Thành, TS Pham Quang Dũng, Máy thiết bị nâng, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [V] TS Nguyễn Đăng Cường, TS Lê Công Thành, Bùi Văn Xuyên, Trần Đình Hòa, Máy nâng chuyển thiết bị cửa van, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [VI] ПроФ к.т.н и.н.ж ИВАН Г КОЛАРОВ, Доц к.т.н и.н.ж МИХАИЛ Н ПРОДАНОВ, Доц к.т.н и.н.ж ПЕТКО Д КАРАИВАНОВ, ПРОЕКТИРАНЕ НА ТОВАРОПОДЕМНИ МАШИНИ, Nhà xuất ТЕХНИКА, Bulgari 1986 83 [...]... phần tính toán, lựa chọn kết cấu và kiểm nghiệm của cổng trục, còn tập hồ sơ thiết kế thể hiện các bản vẽ chế tao của hệ khung, hệ ray và sàn thao tác của cổng trục Phần thuyết minh của đồ án được chia ra làm 05 chương, được bố trí như sau: Chương I: Mở đầu Chương II: Tính toán cơ cấu nâng Chương III: Tính cơ cấu di chuyển xe tời Chương IV: Tính toán thiết kế hệ khung cổng trục Chương V: Tính. .. CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CƠ CẤU NÂNG 1 Thông số đầu vào • Tải trọng nâng Qn = 250000 N • Chiều cao nâng Hn = 20 m • Chế độ làm việc M5 • Vận tốc nâng Vn = 3 m/ph 2 Chọn sơ đồ xe tời Động cơ → Khớp nối → Phanh → Hộp giảm tốc → Bộ truyền bánh răng → Tang → Palăng → Móc treo → Vật nâng 4 5 6 1- Móc 2- Ròng rọc 3- Dây cáp 4- Tang 3 5- Bộ truyền ngoài 6- Hộp giảm tốc 2 7- Phanh 8- Khớp nối 1 9- Động cơ Qn 9 8... khả năng tải tĩnh của ổ Ct = Fxt_moc_ol_r = 62500 N< [C0] = 128000 N 6 Tính chọn động cơ điện 6.1 Chọn động cơ điện Công suất tĩnh khi nâng vật bằng trọng tải: Pyc = Q nΣ Vn 60.1000.η (CT (2-78)/48.[I]) Trong đó: QnΣ - Trọng lượng vật nâng + bộ phận mang vật, QnΣ = 2,575.105 N Vn – Vận tốc nâng vật, Vn = 3 m/ph η - hiệu suất cơ cấu η = ηpl ηtang η0 ηpl – hiệu suất palăng, ηpl = 0,99 ηtang – hiệu... mm n xt _ moc _ rr = Vn α 10.3 = = 18,94 ( vg / ph ) π.( D rr + d c ) π( 0,48 + 0,024 ) Số giờ làm việc tương ứng với tuổi bền tính toán đối với cơ cấu nâng chế độ làm việc trung bình Lh = 3500h (bảng 1.1/6.[I]) Vì số vòng quay của ròng rọc nxt_moc_rr > 0 nên ổ lăn phải được tính theo hệ số khả năng làm việc • Chọn ổ bi đỡ một dãy Ký hiệu ổ 416 Đường kính trong d = 80 mm Đường kính ngoài D = 200 mm... Mômen tính toán đối với khớp nối sẽ là: Mt = Mk1k2 = 27855.1,44.1,2 = 48133 (Nm) Trong đó k1, k2 các hệ số tính toán lấy theo bảng 9-2/178.[I] 22 GVHD: ThS NGUYỄN QUANG HUY Dựa vào bảng tiêu chuẩn khớp răng ta có thể dùng vành răng theo khớp N 08 với môđun m = 4 mm, số răng z = 56, chiều rộng vành răng b = 50 mm, có thể chịu được mômen xoắn lớn nhất Mmax = 49000 Nm (bảng 16-5/62.[II.2]) 4.5.5 Tính. .. 14,603 KW Chọn động cơ điện có các thông số: • Ký hiệu 4A200M8Y3 (bảng P1.3/238.[II.1]) • Công suất Pdc = 18,5 kW • Vận tốc quay ndc = 731 vg/ph • Hệ số quá tải Tmax/Tdn = 2,2 • Hiệu suất động cơ 88,5% • Đường kính trục động cơ ddc = 55 mm 6.2 Tính các tỉ số truyền, momen và công suất trên các trục • Tỉ số truyền chung: u ch = n dc n tan g Trong đó: ndc - số vòng quay của trục động cơ ntang – số vòng... 4, 464.104 ( N ) m.a.ηp 2.3.0,99 Sd ≥ kdcap Smax = 5,5 4,464 104 = 245502,31 (N) Vậy chọn dcap = 24 mm với Sd = 288000 N, σb = 1600 MPa 4 Tính tang và ròng rọc Kết cấu tang 13 GVHD: ThS NGUYỄN QUANG HUY L1 L L3 L0 L0 dc L1 L2 D Dt L2 Hình 2.2: Kết cấu tang 4.1 Tính đường kính tang và ròng rọc Đường kính tang: Dt = dcap (e – 1) (CT (20-2)/20.[I]) Trong đó: Dt – đường kính tang đến đáy rãnh cáp dcap... Cường độ làm việc của cơ cấu ứng với chế độ làm việc trung bình Số chu kỳ làm việc tương ứng với các tải trọng Q1, Q2, Q3: Z1 = 3 3 Z0 = 3, 04.106 = 1,82.106 5 5 Z2 = Z3 = 1 1 Z0 = 3, 04.106 = 0, 61.106 5 5 Số chu kỳ làm việc tương đương: Ztđ = 1,82.106.18 + 0,61.106.0,58 + 0,61.106.0,3.108 = 1,82.106 Hệ số chế độ làm việc: kc = 8 107 107 =8 = 1, 24 Z td 1,82.106 Giới han mỏi tính toán: σ −1 = σ'−1.k... 9 8 7 Hình 2.1: Sơ đồ cơ cấu xe tời 3 Chọn dây cáp Lực kéo đứt dây: Sd ≥ kdcap.Smax (CT (2-10)/18.[I]) Trong đó: kdcap – Hệ số an toàn bền (bảng 2-2/19.[I]), kd = 5,5 Smax – Lực căng lớn nhất: 12 GVHD: ThS NGUYỄN QUANG HUY Smax = Q nΣ m.a.ηp Trong đó: QnΣ - Tổng khối lượng vật nâng và bộ phận mang vật: QnΣ = Qm + Qn Qm – Khối lượng bộ phận mang vật Qm = Qcáp + Qpalăng + Qmóc Tính sơ bộ: Qm = 3%Qn =... 2.1, 202.107.1, 051.0, 641.1.4, 08 = = 235,149 140.200.10 Vậy: σ F1 = 235,149 < [σ F1 ]=277,714 (MPa) σ F2 = 208, 637 < [σ F1 ]=257,143 (MPa) Bộ truyền bánh răng thỏa mãn độ bền uốn 10 Tính kết cấu khung xe tời Bx 10.1 Tính chọn các kích thước của khung xe tời Lx Hình 2.7: Kích thước khung xe tời Chiều dài khung xe tời Lx dựa vào kích thước chung của cổng trục ở đây ta chọn Lx = 6 m (bằng chiều dài