Đồ án Thiết bị mặt boong

ĐỜ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG GVHD: ThS NGŨN THÁI VU LỜI NĨI ĐẦU Nước ta nước nhiều thuận lợi biển, có đường bờ biển trải dài từ Bắc đến Nam, nhiều cảng sâu địa hình thuận lợi tuyến đường giao thơng biển Từ việc phát triển mạnh hàng hải vấn đề chiến lược quan trọng đặt lên hàng đầu, đáp ứng với nhu cầu đất nước, ngày nhiều trường đại học đào tạo ngành liên quan đến hàng hài : Đại học Hàng hải Hải Phòng, Đại học Giao thơng vận tải thành phố Hồ Chí Minh,… Đại học Nha Trang trường phát triển mạnh ngành liên quan đến biển, Khoa Kỹ Thuật Giao Thơng nói chung ngành Kỹ Thuật Tàu Thủy nói riêng mạnh trường hàng năm đào tạo hàng trăm kỹ sư chất lượng cao đáp ứng nhu cầu xã hội ngày tăng Chính nên sinh viên ngành Kỹ Thuật Tàu Thủy Trường Đại học Nha Trang tự hào sức phấn đấu để chất lượng đầu trường ngày cao hơn, tốt Cùng với mơn thiết kế tàu, thiết kế trang bị động lực thiết kế thiết bị boong mơn học có vai trò quan trọng giúp cho sinh viên làm quen với cơng việc thiết kế hồn chỉnh tàu với vai trò kỹ sư thiết kế Chính nhờ giúp cho sinh viên trường tiếp cận với cơng việc chun ngành kỹ sư thiết kế Vì với vai trò sinh viên em thực thiết kế để làm quen, học hỏi tích luỹ kiến thức việc thiết kế vận dụng, tổng hợp lý thuyết học vào việc thiết kế máy tời lưới kéo trục ngang Nội dung gồm phần : - Chương :Tính chọn cáp tính tốn cấu chấp hành máy tời - Chương :Chọn hình thức dẫn động – Xác định cơng suất truyền động – Phân bố tỷ số truyền chung hộp số giảm tốc - Chương :Thiết kế trục tải máy tời – Tính chọn ly hợp , khớp nối ổ đỡ - Chương :Thiết kế cấu gạt cáp tự động - Chương :Thiết kế phanh cấu cóc - Chương :Tính chọn thiết bị phụ lại xây dựng vẽ lắp Do lần thực cơng việc thiết kế hệ thống thiết bị boong nên chắn khơng thể tránh khỏi sai sót q trình thực Em mong bảo, hướng dẫn q báu thầy ý kiến đóng góp bạn để em hiểu biết sâu rộng tất vấn đề chun ngành Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực : Phan Minh Thuật SVTH: PHAN MINH THUẬT LỚP: NT12CNDT ĐỜ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG GVHD: ThS NGŨN THÁI VU ĐỜ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG u cầu thiết kế:  Thiết kế máy tời lưới kéo trục dọc  Lực kéo cáp: P = 1250 (KG)  Vạn tốc kéo: V = 75 (m/ph)  Độ sâu đánh bắt: h = 50 (m)  Chế độ đánh bắt: Nặng  Hình thức dẫn động: Động điện Sơ đồ động GVHD : ThS NGUYỄN THÁI VŨ SVTH : PHAN MINH THUẬT MSSV : 12DT059 LỚP : NT12CNDT SVTH: PHAN MINH THUẬT LỚP: NT12CNDT ĐỜ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG GVHD: ThS NGŨN THÁI VU CHƯƠNG I TÍNH CHỌN CÁP VÀ TÍNH TOÁN CƠ CẤU CHẤP HÀN Tính chọn cáp: 1.1 Tính chọn đường kính cáp: - Lực kéo cực đại cáp: Pmax = kđ.Pđm = 2.1250 = 2500 (KG) - Trong đó: + Pđm_Lực kéo định mức tang, Pđm = 1250 (KG) + kđ_Hệ số động (kđ = 2) - Lực kéo đứt cáp: Pđ = n.Pmax = 4.2500 = 10000 (KG) - Trong đó: + n_Hệ số an tồn (n = ÷ 5), chọn n = (để tăng bền) + kđ_Hệ số động (kđ = 2) - Đối với tời lưới kéo tời lưới vây thường sử dụng cáp thép có giới hạn bền từ 150 ÷ 180 (KG/mm2) - Chọn giới hạn bền: σb = 140 (KG/mm2) để tăng khả kéo cáp - Tra bảng ta có thơng số cáp cần chọn sau: dc (mm) 15 Lõi (mm) 1,30 Lớp (mm) 0,65 Lớp (mm) 1,20 S (mm2) 86,91 Q (KG) 81.02 Pd (KG) 10300 1.2 Kiểm tra bền cáp: - Có thể kiểm tra độ bền cáp bằng phương pháp thử lại hệ sớ dự trữ thực tế: ntt = ⇒ ntt = Pdthuc ≥ nchon Pmax 10300 = 4,12 > 2500 - Vậy cáp đủ bền 1.3 Xác định chiều dài cần thiết: SVTH: PHAN MINH THUẬT LỚP: NT12CNDT ĐỜ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG GVHD: ThS NGŨN THÁI VU - Chiều dài cần thiết cáp Lc hồn tồn phụ thuộc vào chiều sâu đánh bắt, tốc độ dắt lưới trọng lượng cáp nước Tỷ số Chiều sâu đánh bắt h (m) Lc h < 50 7÷6 50 ÷ 300 6÷ 300 ÷ 600 ÷ 2.2 > 600 2.2 ÷ 1.9 - Vậy với h = 50 (m) thì chiều dài cáp cần thiết là: Lc = h.(6 ÷ 3) = 50.(6 ÷ 3) = 300 ÷ 150 (m) - Chọn Lc = 200 (m) Tính toán cấu chấp hành: 2.1 Tang ma sát: - Tang ma sát đơn thường chế tạo bằng phương pháp đúc Vật liệu chế tạo thường Gang, hợp kim Nhơm, hợp kim Đồng - Các thơng số kỹ thuật tang là: D0; D1; D2; L (Tra bảng P2 ở phần Phụ lục) - Từ dc = 15 (mm), ta chọn dc = 13,5 (mm), tra bảng ta có: D0 = 270 (mm) D1 = 345 (mm) D2 = 445 (mm) L = 255(mm) 2.2 Tang thành cao - Vật liệu phương pháp chế tạo: SVTH: PHAN MINH THUẬT LỚP: NT12CNDT ĐỜ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG GVHD: ThS NGŨN THÁI VU - Vật liệu chế tạo tang thành cao: Tang thành cao dùng để thu chứa cáp, lưới, chế tạo từ gang Mác gang khơng thấp GX15-32 từ thép đúc có Mác khơng nhỏ CT4 - Chọn vật liệu Gang - Phương pháp chế tạo tang thành cao: Chọn phương pháp chế tạo Đúc - Tính tốn kích thước tang thành cao: - Đường kính trớng tang D0: D0 = C.dc = (16 ÷ 22).dc = 20.15 = 300 (mm) d - Bước ćn cáp tang t: t = dc + a = 15 + 0,5 = 15,5 (mm) - Trong đó: + a_Hệ số tính đến xếp khơng khít giữ vòng cáp tang tăng đường kính cáp; a = 0,4 ÷ 0,8 (mm), chọn a = 0,5 (mm) - Chiều dài tang Lt Đường kính thành bên Db: - Chiều dài tang Lt, Db tính phụ thuộc vào dung lượng chứa cáp tang LC, lượng cáp dự trữ Ldt số lớp cáp n - Ta có quan hệ kích thước sau: Lt = Z t (Z_Số vòng cáp tang) n= Db − Do 2.d c Lct = Lc + Ldt = (5 ÷7).h + (4 ÷7).π.D0 = π.Z.(n.D0 + n2 dc) = (n.D0 + n2 dc).π.Lt/t - Thơng thường chiều dài tang Lt được chọn: Lt = (2 ÷ 2,5).D0, chọn Lt = 2.D0 => Lt = 2.300 = 600 (mm) Lct = Lc + Ldt = (5 ÷7).h + (4 ÷7).π.DO = 6.50.103+ 5.3,14.300 = 304710(mm) - Khi đó sớ lớp cáp chứa tang n được tính theo cơng thức sau: n = -0.54.C + 0,3.C + Lct 304710 = −0,54.20 + 0,3.20 + = 6,5 (lớp cáp), 2,92.d c Z 2,92.15.38,7 chọn n = (lớp cáp) - Trong đó: SVTH: PHAN MINH THUẬT LỚP: NT12CNDT ĐỜ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG GVHD: ThS NGŨN THÁI VU C= Z= D0 300 = = 20 dC 15 Lt 600 = = 38,7 t 15,5 - Đường kính thành bên của tang thành cao: Db ≥ 2.n.dC + DO + (2 ÷ 10).dC ≥ 2.8.15 + 300 + 4.15 = 600 (mm), chọn Db =600(mm) - Đường kính lớp cáp ngồi cùng: Dn = DO + (2.n - 1).dC = 300 + (2.8 - 1).15 = 525 (mm) - Đường kính trung bình lớp cáp: Dtb = Dn + D1 525 + 345 = = 435 (mm) 2 - Chiều dày tróng tang δ được xác định thơng qua việc tính bền trớng tang, có thể sử dụng cơng thức kinh nghiệm sau để tính: δ = 0.02 DO + (6 ÷ 10) = 0,02.300 + = 14 (mm) - Chiều dày thành bên của tang: δ’ = (0,7 ÷ 0,8).δ = (0,7 ÷ 0,8).δ = 0,8.14 = 11,2 (mm), chọn δ’ = 12 (mm) - Vận tớc vòng của tang thành cao nt: nt = V 75 = = 55,7 (v/ph) π Dtb 3,14.0,435 - Trong đó: + V_Vận tốc kéo cáp, theo đề V = 75 (m/ph) + Dtb_Đường kính trung bình lớp cáp, Dtb = 435 (mm) = 0,435 (m) Thơng số Tang thành cao D0 300 (mm) Db 600 (mm) Dn 525 (mm) Dtb 435 (mm) nt 55,7(v/ph) 2.3 Tính toán gắn cáp lên tang thành cao bằng bulơng-thanh đè: - Từ đường kính cáp dc = 15 (mm), chọn đè theo tiêu ch̉n TOCT380-60, vật liệu làm bằng thép CT3 tra bảng ta có thơng số sau: SVTH: PHAN MINH THUẬT LỚP: NT12CNDT ĐỜ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG GVHD: ThS NGŨN THÁI VU dc R a b c d e S Trọng lượng 15 50 50 18 17 5,0 17 0,26 - Từ đường kính lổ đè d = 17 (mm) chọn sơ bulơng M16 có: + Đường kính danh nghĩa: d = 16 (mm) + Chiều rộng đầu bulơng: s = 24 (mm) + Chiều cao đầu bulơng: k = 10 (mm) + Đường kính vòng tròn đầu bulơng: e = 26,8 (mm) + Bán kính góc lượn: r = 1,1 (mm) + Bước ren lớn: P = (mm) + Đường kính chân ren: d1 = 85%.d = 13,6 (mm) - Tính kiểm tra bulơng (đường kính chân ren d1 sớ lượng bulơng nén) sau: - Lực kéo (lệch tâm) mà bulơng phải chịu là: N= ( Sk 121 = = 146,2 (KG) f α1 f + f ) (e + 1) (0,14 + 0,24).(2,675 0,14.1,8.3,14 + 1) - Trong đó: + Sk_Lực căng cáp vị trí gắn cáp, S k = S max e fα + α_Góc ơm vòng cáp quấn thêm dự trữ, α = (6 ÷ 8).π), chọn α = 7.3.14 = 21,98 + f_Hệ số ma sát tang cáp, f = (0,12 ÷ 0,16), chọn f = 0,14 - Ta có: Smax = Pmax = 2500 (KG)⇒ S k = S max 2500 = = 121 (KG) fα e 2,675 0.14.21.98 + f1_Hệ số ma sát cáp với đè: f1 = f , (β_Góc nghiêng rảnh đè, Sin β trường hợp β = 80o f1 = 0,24) + α1_Góc ơm cáp tang khu vực gắn cáp: α1 = 1,8.π - Số lượng bulơng nén tính kiểm tra theo cơng thức sau: SVTH: PHAN MINH THUẬT LỚP: NT12CNDT ĐỜ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG σ= 1,3 N k π d1 n ⇒n≥ + k T l 0,1.d1 n ≤ [δ K ] 0,52.k N d1 + k T l.π 0,314.d1 [σ K ] GVHD: ThS NGŨN THÁI VU = (0,52.1,6.146,2.13,6 + 1,6.70,2.12,7.3,14) = 0,3 0,314.13,6 3.60 Chọn n = 1, hay số bulơng M16 - Trong đó: + T_Lực ma sát gây uốn bulơng, T = 2.f1.N = 2.0,24.146,2 = 70,2 (KG) + l _ Khoảng cách từ điểm tiếp xúc cáp với đè đến bề mặt tang, l = 0,85.dc = 0,85.15 = 12,7 (mm) + k_Hệ số dự trữ bền k ≥ 1,5, chọn k = 1,6 + d1_Đường kính chân ren bulơng, d1 = 13,6 (mm) + [σK]_Ứng suất kéo cho phép tùy thuộc vào vật liệu chế tạo bulơng, với thép CT3 [σK] = (50 ÷ 70) N/mm2, chọn [σK] = 60 (N/mm2) SVTH: PHAN MINH THUẬT LỚP: NT12CNDT ĐỜ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG GVHD: ThS NGŨN THÁI VU CHƯƠNG II CHỌN HÌNH THỨC DẪN ĐỢNG - XÁC ĐỊNH CƠNG ŚT U CẦU PHÂN PHỚI TỶ SỚ TRÙN CHUNG CHO HỢP GIẢM TỚC Chọn hình thức dẫn động: - Theo u cầu thiết kế ta chọn hình thức dẫn động bằng Động điện Xác định cơng śt u cầu: - Cơng thức tính tốn cơng suất dẫn động u cầu: N yc = Pdm V 2.12500.75 + N gc = + 0,2 = 58,1 (KW) 60.1000.0,54 60.1000.η c - Trong đó: + Pđm _ Lực căng định mức dây cáp, Pđm= 1250 (KG) = 12500 ( N ) + V _Vận tốc kéo cáp, V = 75 (m/ph) + Ngc_Cơng suất cấu gạt cáp, thường chọn Ngc = (0.1 ÷ 0.5) (KW), chọn Ngc = 0,2 (KW) + ηc _ Hiệu suất chung máy tời tính chọn dựa vào sơ đồ động cho trước: ηC = η η η m η n η = gaccap tan g khopnoi hopso 0,95.0,97.0,95 0,95 0,85 = 0,54 Trong đó, hiệu suất cấu sau: SVTH: PHAN MINH THUẬT LỚP: NT12CNDT ĐỜ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG GVHD: ThS NGŨN THÁI VU ηgac cáp = 0,95 ηtang = 0,97 ηhộp số = 0,85 ηổ = 0,95, số ổ m = ηkhớp nối = 0,95, số khớp nối n = - Để đảm bảo động làm việc tốt tin cậy động điện chọn phải có cơng suất lớn bằng cơng suất dẫn động u cầu - Thơng thường : Nđc = (110 ÷ 120 )%Nyc = 120%.Nyc = 110%.58,1 = 69,72 (KW) Tra bảng P1.2: Các thơng số kỹ thuật động điện DK: Kiểu động Cơng Vận suất tốc (KW) quay 75 (v/ph) 735 DK103-8 Cos ϕ 0,85 Mơmen vơ Trọng Mk M dm M max M dm lăng rơto lượng GD2 (KGm2) (kg) 1,3 2,4 26 1240 Phân phới tỷ sớ trùn: - Căn cứ vào sơ đồ động (đề thiết kế) hình thức dẫn động cụ thể: - Chọn sớ lượng phác thảo sơ đồ động hộp giảm tớc - Vì có cấu tải có trục nằm đối xứng bên so với trục hộp số nên ta tính cấu cấu lại tương tự Ta phân phối tỷ số truyền làm cấp tỷ số truyền (Sơ đồ hộp giảm tốc bánh trụ cấp, hộp giảm tốc dạng khai triển ) SVTH: PHAN MINH THUẬT 10 LỚP: NT12CNDT ĐỜ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG GVHD: ThS NGŨN THÁI VU - Các kích thước khác của lăn được tính sau: - Đường kính d trục lăn tính theo điều kiện bền uốn: σu = M u W ( LL + LO ) W ( LL + LO ) 63729,6.140 = ≥ [σ u ] ⇒ d ≥ =3 = 24,1 (mm) Wu 2.0,1.[σ u ] 2.0,1.160 2.0,1.d Chọn đường kính trục: d = 25 (mm) - Trong đó: + W _ Lực cực đại tác dụng lên bàn trượt, W = 63729 (N) + LL + LO _Khoảng cách đến tiết diện nguy hiểm, LL + LO = 121+19 = 140 (mm) + [σ u ] _Ứng suất uốn cho phép vật liệu làm trục lăn, [σ u ] = (150 ÷ 160) N/mm2), chọn [σ u ] = 160 (N/mm2) - Khe hở hai lăn đứng: e = dc + (1 ÷ 2) = dc + 1,5 = 15 + 1,5 = 16,5 (mm) Với: dc_ Đường kính cáp, dc = 15 (mm) - Đường kính D lăn chọn theo đường kính d trục lăn : D = (4 ÷ 6).d = 4.25 = 100 (mm) - Ổ lăn lăn chọn tiêu ch̉n theo đường kính trục lăn d = 25 (mm).Vật liệu chế tạo ổ làm bằng Gang, có bề mặt làm việc Đồng Tra bảng tiêu ch̉n ổ bi đỡ dãy (TCVN 1489-44)_ Hướng dẫn thiết kế đồ án mơn học Chi tiết máy _ Phạm Hùng Thắng ; ta thơng số ổ lăn sau: SVTH: PHAN MINH THUẬT 43 LỚP: NT12CNDT ĐỜ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG GVHD: ThS NGŨN THÁI VU Ký hiệu quy ước d D B d2 D2 105 25 47 12 32,2 39,8 Đường kính bi 6,35 - Các kích thước lăn ngang chọn lăn đứng SVTH: PHAN MINH THUẬT 44 LỚP: NT12CNDT ĐỜ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG GVHD: ThS NGŨN THÁI VU CHƯƠNG V THIẾT KẾ PHANH VÀ CƠ CẤU GĨC Thiết kế phanh: - Phanh dùng để hãm tang thành cao tàu đắt lưới thu cáp mà muốn dừng lại Ngồi phanh dùng để điều khiển tốc độ thả cáp, lưới - Thơng thường để thuận lợi thao tác phanh bố trí tang thành cao Do trục tải mơmen xoắn lớn cồng kềnh, chiếm nhiều chỗ mòn khơng máy tời phanh băng dùng rộng rãi mơmen phanh lớn - Có nhiều loại phanh băng : đơn giản, vi sai, hỗn hợp, bước ngắn, phanh băng tác dụng hai chiều Điều khiển phanh băng bằng BĐT, bằng thuỷ lực, có điều khiển tự động… Ở đề cập đến loại phanh băng thường dùng máy tời khai thác phanh băng bước ngắn Tính chọn các thơng sớ đầu vào: - Tính chọn Mơmen phanh: M f = k M x = M x max = 5437500 (N.mm) - Trong đó: + Mx _Mơmen xoắn định mức trục tải + k_Hệ số dự trữ phanh chọn theo chế độ làm việc máy tời (k = 1,5 – 1,75 – 2,0 tương ứng với chế độ làm việc máy tời Nhẹ – Trung bình – Nặng) Chon k= - Chọn vật liệu chế tạo: + Vật liệu chế tạo bánh phanh bằng gang hay thép thơng thường giống vật liệu tang, chọn vật liệu chế tạo bánh phanh Gang + Vật liệu băng phanh ( Thép); [σ] = 60 (N/mm2) + Vật liệu ma sát Amiang + Hệ số ma sát f = (0,15 ÷ 0.35), chọn f = 0,35 + Áp lực riêng cho phép [p] = 1,5 ÷ 2,2 (N/mm2), chọn [p] = 1,5 (N/mm2) + Vật liệu chế tạo tay đóng mở phanh Thép ( Trục vít, đai ốc) [σ]= 60 (N/mm2), [p] = 1,5 (N/mm2) SVTH: PHAN MINH THUẬT 45 LỚP: NT12CNDT ĐỜ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG GVHD: ThS NGŨN THÁI VU Tính chọn sơ đường kính bánh phanh Dbf: - Dbf chọn theo Mf, tốt Dbf nên chọn cân đường kính thành bên Db tang thành cao: Dbf = Db – (20 ÷ 50 ) = 600 – 20 = 580(mm) Lực vòng bánh phanh : P= Mf Dbf 5437500 = 9375 (N) 580 = Lực căng nhánh băng S2: S 2/ = S = P 9375 = 0,35.2,79 = 5664,2 (N) e −1 e −1 fα - Trong đó : + f_Hệ số ma sát ma sát, f = 0,35 + α _Góc ơm băng phanh (chọn tùy thuộc vào sơ đồ phanh), α = α1 = α2 = 1600 = 2,79 (rad) Lực căng nhánh băng vào S1 : S1/ = S1 = S e fα = 5664,2e 0,35.2,79 = 15038,7 (N) Chiều rộng bánh phanh : - Chiều rộng bánh phanh B xác định theo điều kiện áp lực riêng cho phép: p max = 2.S1 2.S1 2.15038,7 ≤ [ p] ⇒ B ≥ = = 34,5 (mm), chọn B = 35 (mm) B.Dbf Dbf [ p ] 580.1,5 - Trong đó: SVTH: PHAN MINH THUẬT 46 LỚP: NT12CNDT ĐỜ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG GVHD: ThS NGŨN THÁI VU + [p] _Áp lực riêng cho phép ma sát, [p] = (1,5 ÷ 2,2) (N/mm2), chọn [p] = 1,5 (N/mm2) Sớ lượng đinh tán dãy i đường kính của đinh tán d được tính theo bền cắt: i= 4.S1 4.15038,7 = = 1,27 n.π d [τ c ] 3.3,14.10 2.50 Chọn số đinh tán dãy i = (đinh) - Trong đó : + [τ c ] _Ứng xuất cắt cho phép đinh tán, với đinh tán bằng thép CT2, CT3: [ τ c ] = (50 ÷ 60) (N/mm2), chọn [ τ c ] = 50 (N/mm2) + d_Đường kính đinh tán chọn theo tiêu ch̉n, d = (4 ÷ 10) (mm), chọn d = 10 (mm) + n_Số dãy dinh tán chọn cho i ≤ 2, chọn n = Chiều dày của băng phanh (thép) δ: - Chiều dày băng phanh tính theo điều kiện bền kéo: δ= S1 15038,7 = = 6,68 (mm), chọn δ =6 (mm) ( B − i.d ).[σ k ] ( 35 − 1.10).90 [σk]_Ứng xuất kéo cho phép băng thép, [σk] = (60 ÷ 100) (N/mm2), chọn [σk] = 90 (N/mm2) Chiều dày của tấm ma sát : SVTH: PHAN MINH THUẬT 47 LỚP: NT12CNDT ĐỜ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG GVHD: ThS NGŨN THÁI VU - Tùy theo vật liệu làm ma sát chọn theo tiêu ch̉n, b = (6 ÷ 12) (mm), chọn b = 10 (mm) 10 Kiểm tra đinh tán theo điều kiện dập: σd = S1 15038,7 = = 115,57 ≤ [σ d ] = ( 80 ÷ 120 ) (N/mm2) (thỏa mãn điều kiện bền) i.d δ 1.12.9 - Trong đó: [σd] _Ứng xuất dập cho phép đinh tán, với thép CT2, CT3: [σd] = (80 ÷ 120) (N/mm2) 11 Chiều dài băng phanh: (ứng với góc ơm α tính bằng rad) l = Dbf α 2,79 = 580 = 809,1 (mm) 2 Chọn l = 400 (mm) 12 Đường kính chớt để gắn băng tính toán theo điều kiện chịu cắt: d= 4.S1 = π [τ c ] 4.15038,7 = 19,5 (mm), chọn d = 20(mm) 3,14.50 - Trong đó: [ τ c ] _Ứng xuất cắt cho phép vật liệu chốt,với thép CT2, CT3: [ τ c ] = (50 ÷ 60) (N/mm2), chọn [ τ c ] = 50 (N/mm2) 13 Chọn vật liệu chế tạo tay đóng mở phanh ( Trục vít, đai ớc) [σ], [p]: - Thơng thường trục vít làm bằng thép 30, đai ốc làm bằng đồng pha 14 Tính toán lực dọc trục vít Q: Q = S1 cos β = 15038,7 cos 30 = 13023,9 (N) - Trong đó: β = 180o - α ≈ ( 20o ÷ 30o ), chọn β = 30o (α góc ơm băng phanh) 15 Đường kính trung bình của trục vít: SVTH: PHAN MINH THUẬT 48 LỚP: NT12CNDT ĐỜ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG d tb ≥ GVHD: ThS NGŨN THÁI VU Q 13023,9 = = 34,2 (mm) π ψ h ψ H [ P ] 3,14.0,5.1,2.8 Chọn dtb = 30,5 (mm) - Trong đó: +Q _Lực dọc trục vít (N), Q = 13023,9 (N) + ψh_Hệ số chiều cao làm việc ren ψ h = h = 0,5 ( ren hình thang) s Với: h_Chiều cao làm việc s_Bước ren H + ψH_Hệ số chiều cao đai ốc, ψ H = d = (1,2 ÷ 1,5) = 1,2 (đai ốc ngun) tb Với: H_Chiều cao đai ốc + [ P ] _Áp lực riêng cho phép vít, trục vít bằng thép khơng tơi, ốc chạy bằng đồng: [ P ] = (8 ÷ 10) (N/mm2), chọn [ P ] = (N/mm2) 16 Tra bảng chọn các kích thước còn lại của ren: (Bảng P11 phần phụ lục boong ) Đường kính trung Đường kính vòng chân Đường kính vòng đỉnh Bước ren s bình dtb (mm) dc (mm) dd (mm) (mm) 30,5 28,5 32 17 Chiều cao đai ớc: H = ψH.dtb = 1,2.30,5 = 36,6 (mm), chọn H = 37 (mm) 18 Đường kính ngồi của đai ớc: Nếu đai ốc tròn D = H = 37 (mm) 19 Chiều dài phần cắt ren: SVTH: PHAN MINH THUẬT 49 LỚP: NT12CNDT ĐỜ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG GVHD: ThS NGŨN THÁI VU L = (2,5 ÷ 4,5).H = 3.37 = 111 (mm) 20 Kiểm tra điều kiện tự hãm: - Điều kiện kiểm tra: ρ > λ (độ) - Trong đó: + ρ_Góc ma sát thay với ren thang, ρ = arctang(f), thơng thường ρ = arctang 0,1 = 5,400 =0,094 (rad) + λ _Góc nâng ren vít : tgλ = s s ⇒ λ = arctan g = arctan g = 2,05 (độ) π d tb π d tb 3,14.27 (s_Bước ren vít) Ta thấy p = 5,400 > λ = 2,050 (thoả mãn điều kiện) 21 Kiểm tra bền trục vít theo điều kiện chung về bền ổn định: σ= 4.Q π d tb = 4.13023,9 = 17,8 ≤ ϕ [σ n ] = 0,91.120 = 109,20 (N/mm2) (thỏa mãn điều 3,14.30,5 kiện) - Trong đó: + [σn]_Ứng xuất nén cho phép trục vít, [σ n ] = σ ch 360 = = 120 (N/mm2 ) 3 + ϕ_Hệ số giảm ứng xuất cho phép phụ thuộc vào độ mềm µ 270 = = 35,4 vít j 7,625 Với: µ.l_Chiều dài tương đương vít, lấy hệ số chiều dài thu gọn µ = l = 270 (mm), (l (L1)_Khoảng cách hai đai ốc) j _Bán kính qn tính tiết diện vít, j = d C 30,5 = = 7,625 (mm) 4 ( dC _Đường kính vòng chân trục vít) + ϕ _Hệ số giảm ứng xuất cho phép( tra theo bảng P-12 phần phụ lục boong theo giá trị µ 270 = = 35,4 ta chọn, ϕ = 0,89) j 7,625 22.Tính toán Mơmen xoắn của lực ma sát trục vít: - Mơmen xoắn ren vít: SVTH: PHAN MINH THUẬT 50 LỚP: NT12CNDT ĐỜ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG GVHD: ThS NGŨN THÁI VU µ 0,12 tan g 2,05 + d tb 30,5 cos β cos 30 = 34802,8 M x1 = Q = 13023,9 (N.mm) µ 0,12 2 − tan gλ − tan g 2,05 cos β cos 30 - Trong đó: tan gλ + + Q _Lực dọc trục vít, Q = 13023,9 (N) + dtb_Đường kính trung bình trục vít, dtb = 30,5 (mm) + λ_Góc nâng ren vít, λ = 2,050 + µ _Hệ số ma sát, µ = 0,12 + β _Góc tiết diện ren tiêu ch̉n, β = 300 (ren hình thang ) - Mơmen xoắn ổ đở trục vít: D − d C3 1 45 − 20,5 M x = Q.µ = 3023 , , 12 = 64802 (N.mm) D − d C2 45 − 30,5 - Trong đó: + Q_ Lực dọc trục vít, Q = 26861,2 (N) + µ _Hệ số ma sát, µ = 0,12 + dC_Đường kính trục vít ổ đỡ (gần bằng đường kính vòng chân trục vít), dC = 35 (mm), ổ đỡ bằng Gang, bề mặt làm việc bằng Đồng thanh, tra bảng P6-2-phần phụ lục boong, ta chọn thơng số ổ đỡ ch̉n: d 35 D 45 s C 1,5 C1 1,0 L 30 - Mơmen xoắn tổng M : M = Mx1 + Mx2 = 82369,5 + 64802 = 147171,5 (N.mm) 23 Lực vòng quay vít cần thiết để hãm phanh Pq: Pq = 2.M 2.147171,5 = = 350,5 (N) Dq 400 - Trong đó: + M _Mơmen xoắn tổng, M = 147171,5 (N.mm) + Dq _Đường kính tay quay trục vít, Dq = 400 (mm) SVTH: PHAN MINH THUẬT 51 LỚP: NT12CNDT ĐỜ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG GVHD: ThS NGŨN THÁI VU Thiết kế cấu cóc: - Trong máy tời khai thác cấu cóc sử dụng cấu an tồn, cấu cóc cho phép trục làm việc quay theo chiều chiều kéo cáp Phương án thiết kế: - Chọn kiểu loại cấu cóc: Mặc dù làm việc ồn vào khớp khơng êm cóc ăn khớp ngồi sử dụng rộng rãi máy tời khai thác Đó nhờ kết cấu đơn giản dễ chế tạo, bố trí, làm việc an tồn, áp lực trục tải trục chốt cóc bé Chính ở đề cập đến vấn đề tính tốn cấu cóc ăn khớp ngồi - Phương án bố trí: Bố trí thành bên tang thành cao: Thuận lợi việc chọn kết cấu đường kính bánh cóc D lớn, (D = (0,7 ÷ 0,8).Db ) = 0,8.600 = 480 (mm), phục vụ cho tang thành cao.Bố trí trục chốt cóc, chủ yếu bố trí giá đỠ máy tời dựa vào kết cấu bệ máy tời Tính chọn các thơng sớ đầu vào: - Tính chọn Mơmen xoắn bánh cóc : M xc = k M x = M x max = 5437500 (N.mm) - Trong đó: + Mx _Mơmen xoắn định mức trục tải + k_Hệ số an tồn, k = (1,5 ÷ 1,75) - Chọn vật liệu chế tạo: + Vật liệu chế tạo bánh cóc bằng thép giống vật liệu tang, chọn vật liệu Gang + Vật liệu Cóc Thép C35, [σ]= 80 (N/mm2) + Vật liệu trục chốt cóc Thép C45, [σu] = 120 (N/mm2) Tính mơđun của cóc m: - Mơ đun cóc m thơng số tính chọn dựa vào cơng thức sau: - Tính tốn Mơđun m dựa vào áp lực đơn vị dài [q]: m = 1,75 M xc 5437500 =1,75.3 = 19,9 (mm), chọn m = 20 (mm) z.ϕ [σ u ] 23.2.80 - Trong đó: SVTH: PHAN MINH THUẬT 52 LỚP: NT12CNDT ĐỜ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG GVHD: ThS NGŨN THÁI VU + z _Số cóc, máy tời khai thác thường chọn z = (16 ÷ 25), chọn z =23 + ϕ _Tỉ số chiều rộng b mơ đun cóc m, hệ số chiều rộng cóc ϕ= b = (1,5 ÷ 4,0 ) = (tra bảng P-13 phần phụ lục boong) m + [q]_Áp lực riêng đơn vị dài cho phép, [q] = 30 (N/mm) (tra bảng P-13 phần phụ lục boong) + [σu]_Ứng suất uốn cho phép, [σ u ] = σc (σc _Giới hạn chảy vật liệu làm bánh n cóc) [σu] = [σ] = 80 (N/mm2) (tra bảng P-13 phần phụ lục boong) + Vật liệu thép đúc n = - Các kích thước còn lại của bánh cóc có thể tra bảng tiêu chuẩn chọn có thể tính toán sau: + Đường kính bánh cóc : D = z.m = 20.20 = 400 (mm) + Chiều cao cóc: h = m = 20 (mm) + Chiều rộng bánh cóc: b = ϕ.m = 2.20 = 40 (mm) + Bước cóc : t = π.m = 3,14.20 = 62,8 (mm) + Chiều rộng chân cóc: a = 1,5.m = 1,5.20 = 30 (mm) + Chiều rộng chốt cóc: b1 = b + (2 ÷ 4) = b + = 40 + = 44 (mm) + Chiều cao chốt cóc : h1 = 0,8.h = 0,8.20 = 16 (mm) + Khoảng cách từ tâm tiết diện chốt cóc đến đỉnh bánh cóc: e = (0,5 ÷ 0,6).h1 = 0,5.h1 = 0,5.16 = (mm) SVTH: PHAN MINH THUẬT 53 LỚP: NT12CNDT ĐỜ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG + Lực vòng bánh cóc: P = GVHD: ThS NGŨN THÁI VU 2.M xc 2.5437500 = = 27187,5 (N) D 400 + Kiểm tra chốt cóc theo điều kiện bền uốn nén: σt = 6.P.e P 6.27187,5.8 27187,5 + = + = 53,02 ≤ [σ u ] = 120 (N/mm2) (thỏa mãn điều 44.16 b1 h1 b1 h1 44.16 kiện) SVTH: PHAN MINH THUẬT 54 LỚP: NT12CNDT ĐỜ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG GVHD: ThS NGŨN THÁI VU CHƯƠNG VI TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ PHỤ CỊN LẠI – XÂY DỰNG BẢN VẼ LẮP Phương án bơi trơn che chắn bảo vệ: - Phương án bơi trơn, che chắn cho ổ đỡ: ổ đỡ tang thành cao, ổ đỡ trục tải, ổ đỡ trục vít hai hướng ren, lăn, ly hợp vấu… Thơng thường máy tời ổ đỡ trượt ổ lăn bơi trơn bằng mỡ Với ổ đỡ trược phải bố trí vú mỡ, ổ lăn phải có phốt chắn mỡ - Phương án bơi trơn, che chắn bảo vệ cho truyền xích Thiết kế sơ bệ máy – Giá đỡ: - Bệ máy – Giá đỡ phận phụ có vai trò quan trọng việc đảm bảo độ tin cậy cho máy móc khai thác Giá đở xem phận trung gian ổ đỡ trục bệ máy u cầu việc thiết kế bệ máy – Giá đỡ phải bảo đảm độ cứng vững, dễ chế tạo dễ tháo lắp cân chỉnh Phân biệt hai bệ đỡ: Bệ đỡ trục tải bệ đỡ cấu gạt cáp Trình tự tính tốn thiết kế sau: 2.1 Xác định các thơng sớ đầu vào: - Các thơng sớ đầu vào để thiết kế bệ máy – Giá đỡ bao gồm: - Các thơng số kích thước (Định khối định vị) trục tải, tang, cấu gạt cáp, truyền xích, ly hợp, phanh, cóc… - Sơ chọn chiều cao giá đỡ trục tải xác định mơmen lật: ML = Pmax.hmax ( hmax độ cao từ tâm lớp cáp có khoảng cách xa chân bệ máy nhất) - Trong đó: + Pmax = 25000 (N) + hmax = hg + Dn + Sơ chọn chiều cao giá đỡ trục tải: hg = 500 (mm) ⇒ hmax = 500 + 525 = 1025(mm ) ⇒ ML= 25000.1025 = 25625000 (N.mm) 2.2 Định chính xác vị trí các ổ đở trục tải, trục vít, trục trơn của cấu gạt cáp: - Mục đích xác định khoảng cách giá đỡ, chiều cao chiều rộng giá đỡ 2.3 Phác thảo kết cấu Bệ máy – Giá đỡ : SVTH: PHAN MINH THUẬT 55 LỚP: NT12CNDT ĐỜ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG GVHD: ThS NGŨN THÁI VU - Bệ máy – Giá đỡ thường chế tạo bằng phương pháp hàn cắt kim loại Vật liệu chế tạo thép định hình chọn theo tiêu ch̉n : U, V, I, L (Tham khảo giáo trình SBVL) 2.4 Phương án lắp ghép giữa sàn boong-bệ-giá-ổ đỡ: - Để dễ tháo lắp cân chỉnh ta chọn mối ghép bằng bulon Đường kính số lượng bulon chọn sơ theo tiêu ch̉n bulon thơ ren hệ mét (M) - Các bulon bệ cần kiểm tra lại theo điều kiện bền kéo Xây dựng vẽ lắp: - u cầu vẽ lắp phải thể tổng thể máy tời theo tiêu ch̉n u cầu vẽ kỹ thuật khí Ngày với việc sử dụng máy tính máy in có nhiều thuận lợi việc vẽ vẽ rõ, đẹp tiêu ch̉n mà khơng cần bút vẽ Tuy việc xây dựng vẽ lắp nên tiến hành theo hai bước sau: + Bước 1: Vẽ phác thảo giấy sử dụng bút vẽ Q trình thiết kế q trình tạo sản phẩm giấy Đây cơng việc đòi hỏi tính sáng tạo cao Chính việc vẽ phác thảo giấy tạo điều kiện cho việc phát huy tính sáng tạo Hơn sau vẽ giấy người thiết kế dễ phát sai sót, bất hợp lý việc tính chọn thuyết minh, để kịp thời chỉnh sửa.(Chú ý vẽ phát thảo thường sử dụng thiết kế phác thảo đưa sơ đồ động máy tời) Để vẽ phát thảo ta dựa vào kích thước kết cấu có thuyết minh Tiến hành tính tốn bố trí hình chiếu cho cân đối giấy u cầu bước phải cẩn thận, bố trí hợp lý bảo đảm độ xác cần thiết Có tạo điều kiện thuận lợi cho bước + Bước 2: Vẽ lại máy theo tiêu ch̉n u cầu vẽ kỹ thuật khí in ấn SVTH: PHAN MINH THUẬT 56 LỚP: NT12CNDT ĐỜ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG GVHD: ThS NGŨN THÁI VU TÀI LIỆU THAM KHẢO ThS Nguyễn Thái Vũ – Bài giảng Thiết kế thiết bò mặt boong Trịnh Chất Lê văn Uyển – Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí – NXB Giáo dục GS.TS Nguyễn trọng Hiệp – Chi tiết máy - NXB Giáo dục PGS.TS Ngơ Văn Quyết – Đồ án mơn học Chi tiết máy – NXB Hải Phòng – 2007 PTS Phạm Hùng Thắng – Hướng dẫn thiết kế đồ án mơn học Chi tiết máy – NXB Nơng nghiệp – 1995 SVTH: PHAN MINH THUẬT 57 LỚP: NT12CNDT [...]... 2,2 n (v/ph) 735 245 111,4 55,7 N (KW) 58,1 55,7 54,1 53,5 M (KGm) 76,2 217,1 274,6 543,7 SVTH: PHAN MINH THUẬT 12 LỚP: NT12CNDT ĐỒ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG GVHD: ThS NGUYỄN THÁI VU CHƯƠNG III THIẾT KẾ TRỤC TẢI MÁY TỜI – TÍNH CHỌN LY HỢP, KHỚP NỐI VÀ Ô ĐƠ 1 Thiết kế trục tải của máy tời: - Trục tải hay trục chính của máy tời lưới kéo là chi tiết rất quan trọng Trên trục tải người... trục tải Mx = 5437500 (N.mm) = 5437,5 (N.m), ta tra bảng P5 phần phụ lục boong chọn khớp nối răng có các thống số sau: Số hiệu Mô men Vận tốc Số Nối trục xoắn vòng răng 5 (N.m) 8000 (v/ph) 2800 Z 56 SVTH: PHAN MINH THUẬT b d 25 90 21 D D1 (mm) 290 200 L 235 B 50 Mô Khối đun lượng m 3 (kg) 57 LỚP: NT12CNDT ĐỒ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG GVHD: ThS NGUYỄN THÁI VU - Tiến hành kiểm tra lại theo điều kiện:... tang) + k và t_Số biểu thị phần then lắp trong rảnh của trục và rảnh của mayơ (trong bảng P8 phần phụ lục boong) , k = 8,7; t1 = 9,0; t2 = 5,4 và k = 7,4; t1 = 7,5; t2 = 4,9 + Với dạng lắp cố định: [σd]= (80 ÷ 140) (N/mm2) ( với thép C ) SVTH: PHAN MINH THUẬT 26 LỚP: NT12CNDT ĐỒ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG GVHD: ThS NGUYỄN THÁI VU + [ τ c ] _Ứng suất cắt cho phép, [ τ c ] = (60 ÷ 100) (N/mm2) (với then... MINH THUẬT 27 LỚP: NT12CNDT ĐỒ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG GVHD: ThS NGUYỄN THÁI VU + d_Đường kính trục, d = 95 (mm) + b_Chiều rộng then, b = 28 (mm) + l_Chiều dài then ly hợp vấu, l = (0,4 ÷ 0,6).b = 0,6.209 = 125,4 (mm), chọn l = 125 (mm) (b_Chiều dài một bên ly hợp vấu) + k và t_Số biểu thị phần then lắp trong rảnh của trục và rảnh của mayơ (trong bảng P8 phần phụ lục boong) , k = 10,0 và t1 = 8,0;... trục tải Mx = Pmax Dtb = 5437500 (N.mm) (Mômen xoắn trên trục tải) 2 - Sau khi tính toán xong ta tiến hành phác thảo bản vẽ then: SVTH: PHAN MINH THUẬT 28 LỚP: NT12CNDT ĐỒ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG GVHD: ThS NGUYỄN THÁI VU CHƯƠNG IV THIẾT KẾ CƠ CẤU GẠT CÁP TỰ ĐỘNG Cơ cấu xếp đặt cáp ( hay gạt cáp ) là thiết bị dùng để rãi cáp thành từng lớp đều đặn trên tang thành cao của máy tời trong quá trình... 29 LỚP: NT12CNDT ĐỒ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG GVHD: ThS NGUYỄN THÁI VU 1 Lựa chọn sơ đồ động: - Từ các sơ đồ kết cấu như trên ta có thể phát thảo sơ đồ động cơ cấu gạt cáp như các hình sau: - Kết cấu gồm các bộ phận chính : 1 Bộ truyền xích 2 Ly hợp – Tay quay 3 Trục vít hai hướng ren 4 Trục trơn dẫn hướng 5 Khung hướng 6 Con lăn đứng 7 Ổ đở trục vít hai hướng ren 2 Tính toán trục vít hai... đỡ, d0 = dtb = 60 (mm) 3 Tính toán truyền động cho trục vít hai hướng ren : 1 Tỉ số truyền của cơ cấu gạt cáp : i gc = S nt 34 = = = 2,19 t nv 15,5 - Vận tốc vòng của trục vít hai hướng ren: nv = nt 55,7 = = 25,4 (v/ph) i gc 2,19 Trong đó : + nt_Vận tốc vòng của tang thu cáp, nt = 55,7 (v/ph) SVTH: PHAN MINH THUẬT 33 LỚP: NT12CNDT ĐỒ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG GVHD: ThS NGUYỄN THÁI VU... (N.mm) + Tại B: Mu B = R A L1 = 17604,2.355 = 6249491 (N.mm) + Tại C: Mu C = RD L2 = 7395,8.245 = 1811971 (N.mm) + Tại D: Mu D = 0 (N.mm) - Biểu đồ Mu: SVTH: PHAN MINH THUẬT 17 LỚP: NT12CNDT ĐỒ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG GVHD: ThS NGUYỄN THÁI VU - Quan sát biểu đồ nội lực, ta thấy tiết diện tại B là nguy hiểm nhất - Tiến hành xác định mômen tương đương theo công thức sau: M tñ = M u2 + 0,75.M x2 = 62494912... kính trục sao cho phù hợp về độ bền lắp ghép, công nghệ chế tạo và cần phải hạ bậc trục tải tại các vị trí lắp ly hợp, khớp nối….Theo TCVN ta chọn: SVTH: PHAN MINH THUẬT 18 LỚP: NT12CNDT ĐỒ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG GVHD: ThS NGUYỄN THÁI VU + d1_Đường kính trục tại vị trí lắp khớp nối, d1 = 80 (mm) + d2_ Đường kính trục tại vị trí lắp ổ đỡ, d2 = 90 (mm) + d3_ Đường kính trục tại vị trí lắp ly hợp... không có loại phù hợp với đường kính trục d = 95 (mm) Nên ta tiến hành tính toán thiết kế mới như sau: - Định sơ bộ các kích thước của ly hợp: SVTH: PHAN MINH THUẬT 19 LỚP: NT12CNDT ĐỒ ÁN THIẾT BỊ MẶT BOONG GVHD: ThS NGUYỄN THÁI VU + Đường kính ngoài của ly hợp: D = (2 ÷ 2,5).d = 2,4.95 = 228 (mm) + Chiều dài một bên ly hợp: b = (1,8 ÷ 2,2).d = 2,2.95 = 209 (mm) + Chiều dài toàn bộ ly ...ễ AN THIấT BI MT BOONG GVHD: ThS NGUYấN THAI VU ễ AN THIấT BI MT BOONG Yờu cu thiờt kờ: Thit k mỏy ti li kộo trc dc Lc kộo cỏp: P = 1250... phn ph lc boong) , k = 8,7; t1 = 9,0; t2 = 5,4 v k = 7,4; t1 = 7,5; t2 = 4,9 + Vi dng lp c nh: [d]= (80 ữ 140) (N/mm2) ( vi thộp C ) SVTH: PHAN MINH THUT 26 LP: NT12CNDT ễ AN THIấT BI MT BOONG GVHD:... ph lc boong - Xỏc nh h s rng ia dn Kz : KZ = Z 01 25 25 = = =1 Z1 Z1 25 - Xỏc nh h s vũng quay ia dn Kn : Kn = n01 50 = = 0.89 nt 55,7 SVTH: PHAN MINH THUT 36 LP: NT12CNDT ễ AN THIấT BI MT BOONG