Thiết kế cổng trục gầu ngoạm một dây sức nâng 5 tấn

Đồ án tốt nghiệp MụC LụC Lời nói đầu Chơng I: Giới thiệu chung I Giới thiệu chung cổng trục II Giới thiệu chung gầu ngoạm Chơng II: Thiết kế gầu ngoạm II.1 Lựa chọn phơng án thiết kế gầu ngoạm II.2 Tính toán gầu ngoạm II.2.1 Xác định thông số II.2.2 Tính lực tác dụng lên gầu II.2.3 Tính kích thớc trợt II.2.4 Tính ngang đầu đỡ dới II.2.5 Tính trục má gầu Chơng III: Xác định kích thớc cổng trục chọn palăng điện III.1 Xác định kích thớc hình học cổng trục III.1.1 Kích thớc tiết diện dầm chủ III.1.2 Kích thớc tiết diện chân cổng III.2 Chọn palăng điện III.3 Các thành phần tải trọng III.3.1 Tải trọng nâng III.3.2 Trọng lợng thân III.3.3 Tải trọng gió III.3.4 Tải trọng quán tính Chơng IV: Kết cấu thép cổng trục IV.1 Tải trọng tổ hợp tải trọng IV.1.1 Tải trọng cố định IV.1.2 Tải trọng di động IV.1.3 Tải trọng phụ IV.1.4 Bảng phân bố tải trọng IV.2 Đặc trng hình học tiết diện IV.2.1 Đặc trng hình học tiết diện dầm IV.2.2 Đặc trng hình học tiết diện chân đứng IV.2.3 Đặc trng hình học tiết diện chân nghiêng Trờng ĐH Xây Dựng Trang 7 16 20 20 24 24 26 29 31 34 35 35 35 37 38 39 39 39 39 42 44 44 44 45 45 46 47 47 49 50 Đồ án tốt nghiệp IV.3 Lập sơ đồ tính toán xác định thành phần nội lực IV.4 Kiểm tra bền kết cấu cổng trục theo ứng suất cho phép IV.4.1 Kiểm tra bền kết cấu cổng trục dới tác dụng tổ hợp tải trọng I IV.4.2 Kiểm tra bền kết cấu cổng trục dới tác dụng tổ hợp tải trọng II IV.5 Kiểm tra ổn định cổng trục Chơng V: Cơ cấu di chuyển cổng trục V.1 Sơ đồ dẫn động cấu di chuyển cổng V.2 Xác định lực nén bánh V.3 Xác định lực cản di chuyển cổng trục V.4 Tính chọn động cơ, hộp giảm tốc V.5 Kiểm tra động theo điều kiện bám V.6 Tính mô men phanh chọn phanh V.7 Tính trục bánh xe V.8 Chọn ổ lăn V.9 Kiểm tra bánh xe theo sức bền dập Kết luận Tài liệu tham khảo 51 63 63 64 65 68 68 69 70 71 72 75 76 81 82 83 84 Lời nói đầu Trong năm trở lại nớc ta bớc vào công công nghiệp hoá, đại hoá Do với đầu t mạnh nhà nớc vào nghành xây dựng bản, nghành xây dựng có bớc phát triển nhảy vọt tạo đà cho phát triển kinh tế xã hội nớc ta Trong phát triển chung để đáp ứng đợc yêu cầu giới hoá xây dựng dân dụng công nghiệp, xây dựng cầu công trình thuỷ lợi nh nghành khai thác chế biến dầu khí ngành máy xây dựng có tiến vợt bậc công nghệ tiên tiến, nh chủng loại sử dụng Trong điều kiện nớc ta với phát triển khoa học công nghệ xây dựng sản suất vật liệu xây dựng, máy xây Trờng ĐH Xây Dựng Đồ án tốt nghiệp dựng ngày đợc hoàn thiện tiến tới tự thiết kế, chế tạo máy thiết bị xây dựng đại Với việc giới hoá xây dựng làm tăng suất lao động, tăng nhịp độ thi công nh đảm bảo chất lợng công trình hạ giá thành sản phẩm, chí trở thành nhân tố định đến hình thành công trình đạiChính lý trên, máy xây dựng ngày có ý nghĩa vai trò lớn công tác xây dựng nói riêng kinh tế nói chung Đề tài tôt nghiệp hệ thống lại toàn kiến thức học sở để đánh giá qúa trình học tập sinh viên.Với đề tài tốt nghiệp Thiết kế cổng trục gầu ngoạm dây sức nâng tấn,đợc bảo tận tình thầy khoa, đặc biệt hớng dẫn bảo tận tình thầy hớng dẫn Thạc sỹ Lu Đức Thạch em hoàn thành đồ án tốt nghiệp đợc giao thời gian Dù cố gắng để hoàn thành đồ án nhiên nhiều hạn chế kiến thức nên em tránh khỏi sai sót làm đồ án, nên em mong đợc bảo thêm thầy Một lần em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thày giáo Ths Lu Đức Thạch tất thầy cô khoa máy xây dựng thuộc Trờng ĐHXD dạy bảo giúp đỡ em suốt trình học tập làm đồ án tốt nghiệp Trờng ĐH Xây Dựng Đồ án tốt nghiệp Chơng I: giới thiệu chung I Giới thiệu chung cổng trục 1.1 Giới thiệu chung - Cổng trục loại cần trục kiểu cầu có dầm cầu đặt chân cổng với bánh xe di chuyển ray đặt dới đất - Theo công dụng phân thành cổng trục có công dụng chung gọi cổng trục dùng để xếp dỡ, cổng trục dùng để lắp ráp xây dựng cổng trục chuyên dùng Cổng trục có công dụng chung có tải trọng nâng từ 3,2 - 10T, độ dầm cầu 10- 40m, 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 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- 0,1 m/ph di chuyển xe di chuyển cổng 0,1 m/ph Hình 1.1: 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, đờng sắt Cổng trục dùng để lắp ráp dùng lắp ráp thiết bị nhiều lĩnh vực, đặc biệt công trình lợng lắp ghép công trình giao thông Thiết bị mang vật cổng trục thờng móc treo, gàu ngoạm nam châm điện Cổng trục chuyên dùng thờng đợc sử dụng nhà máy thuỷ điện Trờng ĐH Xây Dựng Đồ án tốt nghiệp Theo kết cấu thép có cổng trục côngxôn (hình 1.1), cổng trục có đầu côngxôn hai đầu côngxôn (hình 1.2) Kết cấu dầm cầu kết cấu chân cổng da dạng Dầm cầu đợc chế tạo dới dạng dầm hộp hàn, dạng ống, dầm dàn không gian hai dầm Kết cấu chân cổng dàn hộp Hình1.2: cổng trục dầm có côngxôn Ray di chuyển xe dầm cầu đặt phía treo phía dới dầm cầu Chân cổng thờng có chân cứng (có kết cấu hộp dàn không gian liên kết cứng với dầm cầu) chân mềm (có kết cấu ống giàn 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 đờng ray chế tạo, lắp đặt ảnh hởng biến dạng nhiệu độ Nh 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 dới 25m chế tạo haichân cứng Đối với cổng trục hạng nặng có sức nâng 100T thờng 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 thờng đợc bố trí thêm đến hai tời nâng phụ Xe cổng trục palăng điện tời treo chạy ray treo xe giống nh cầu trục Cơ cấu nâng cấu di chuyển xe bố trí kết cấu thép cổng truc, dẫn động xe cáp kéo Trờng ĐH Xây Dựng Đồ án tốt nghiệp 1.2 Kết cấu thép cổng trục Kết cấu thép cổng trục bao gồm dầm cầu chân cổng a Kết cấu thép dầm cầu Cổng trục dầm có kết cấu dầm tổ hợp đợc sử dụng phổ biến với sức nâng từ - 10 t Các cổng trục dầm thờng sử dụng palăng điện chạy ray treo dới dầm (hình 1.1,1.2) Một số trờng hợp dùng xe chạy hai ray đặt dới dầm (hình 1.3g,h,i) Dầm cầu dạng dàn không gian thờng có thêm xiên bên để tăng cứng a b f g c e d h i Hình 1.3: kết cấu dầm loại dầm a b Hình 1.4: kết cấu dầm loại hai dầm Cổng trục có sức nâng lớn thờng loại hai dầm hộp có ray di chuyển xe đặt phía dầm cầu Loại thờng dùng xe chạy hai dầm, hình 1.4 mặt cắt dầm cầu cổng trục hai dầm có sức nâng lớn Ngoài với tải trọng nâng lớn dầm cầu giàn không gian b Kết cấu thép chân cổng Trờng ĐH Xây Dựng Đồ án tốt nghiệp Chân cổng có kết cấu hộp dàn, với kết cấu dàn chân có khả chịu tải trọng lớn nhiên chúng có nhợc điểm thờng chiếm nhiều diện tích, chân cổng kiểu hộp khắc phục đợc nhợc điểm chân dàn Trên hình 1.5a,b chân cứng cổng trục có dạng hộp mặt cắt dầm cầu nh hình 1.4, với kết cấu cổng trục có hai đầu côngxôn Chân cổng có kết cấu giàn dầm cầu loại giàn không gian (một dầm), trờng hợp thờng xe di chuyển ray bên dới dầm cầu, vật nâng đợc treo palăng cáp (hình 1.5c) Cabin cổng trục đợc đặt cố định chân cứng treo xe di chuyển xe Cổng trục hai dầm có xe chạy ray đặt hai dầm thờng có thêm sàn thao tác để bảo dỡng sửa chữa a b c Hình 1.5: chân cổng Cổng trục có độ dới 25m chế tạo với hai chân cứng (hình 1.6a), cổng trục có độ lớn thờng chân liên kết cứng với dầm chân liên kết khớp với dầm Trên sơ đồ 1.6b,c có chân cổng liên kết khớp với dầm Sơ đồ 1.6b có chân cổng bên trái liên kết cứng với dầm chân cổng bên phải liên kết khớp với dầm nhờ khớp quay hình trụ với trục xoay nằm mặt phẳng ngang Với sơ đồ chân cổng lắc quanh trục thẳng đứng tới 50 hai phía góc lắc đợc khống chế khe hở vỏ Trờng ĐH Xây Dựng Đồ án tốt nghiệp khớp phía dới phía Trong trờng hợp cổng trục bị xô lệch tốc độ hai bên không đồng dầm cầu bị uốn mặt phẳng ngang c d b l< 25000 a c b Hình 1.6 Nhợc điểm đợc khắc phục sơ đồ 1.6c, chân cứng bên trái đợc liên kết với dầm nút trợt (nút B) cho phép dầm xoay tơng đối quanh vấu định vị thẳng đứng (nút C) Chân mềm bên phải liên kết với dầm khớp cầu cho phép xoay theo hớng Khi cổng trục bị xô lệch dầm cầu không bị uốn hoàn toàn tránh đợc khả bị kẹt 1.3 Xe cổng trục Kết cấu xe cổng trục đa dạng tuỳ thuộc vào kết cấu dầm cầu tải trọng nâng cổng trục Cổng trục dầm có tải trọng nâng nhỏ thờng dùng palăng điện chạy dọc ray treo dới dầm Loại cổng trục thờng đợc điều khiển từ cabin hộp nút bấm từ dới Cổng trục hai dầm có tải trọng nâng lớn thờng dùng xe chạy ray đặt hai dầm Một số cổng trục có xe tựa treo hai ray đặt dới dầm (thờng dầm dàn không gian) Theo cách dẫn động có loại xe tự hành xe di chuyển nhờ cáp kéo Trờng ĐH Xây Dựng 10 Đồ án tốt nghiệp a b Hình 1.7: sơ đồ mắc cáp xe di chuyển cáp kéo a câu nâng vật, b cấu di chuyển xe 1,2 thiết bị điều chỉnh lực căng cáp kéo xe con, cabin, tang cấu di chuyển puly đổi hớng cáp Cơ cấu di chuyển xe cáp kéo thờng đặt xe (trên kết cấu thép cổng trục) Sơ đồ mắc cáp cấu di chuyển xe nh hình 1.7b, hai đầu cáp đợc quấn vào tang theo chiều ngợc tang quay đầu đầu nhả đảm bảo cho xe di chuyển đợc Tang cấu tang thờng tang ma sát Cabin điều khiển đợc gắn xe di chuyển Cơ cấu nâng cổng trục đợc đặt xe xe (trên kết cấu thép cổng trục) Khi đặt xe (hình 1.7a), 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 đợc cố định vào dầm cuối Phơng án cho phép giảm đáng kể kích thớc trọng lợng xe trọng lợng dầm cầu giảm đáng kể khoảng 20% Nhợc điểm phơng án cáp nâng có độ võng lớn xe di chuyển không tải trọng nâng Để khắc phục nhợng điểm này, ngời ta làm lăn đỡ cáp nâng tăng trọng lợng cụm móc treo Trờng ĐH Xây Dựng 11 Đồ án tốt nghiệp 1.4 Cơ cấu di chuyển cổng trục số cổng trục nhỏ loại cũ cấu di chuyển cổng trục thờng dùng phơng án dẫn động chung cấu đặt dầm cầu Phơng án giảm tải trọng xô lệch cổng song cồng kềnh, khó lắp đặt đắt nên không dùng Hiện cấu di chuyển cổng thờng dùng phơng án dẫn động riêng Trên chân cổng có cấu di chuyển riêng, số bánh xe chủ động thờng không vợt 50% tổng số bánh xe Hình 1.8a Hình 1.8b Hình 1.8: sơ đồ dẫn động cấu di chuyển cổng trục Cổng trục đại thờng dùng cấu di chuyển có hộp giảm tốc đặt đứng hộp giảm tốc trục vít - bánh vít động lắp mặt bích với hộp giảm tốc Kết cấu vừa gọn nhẹ vừa dễ tháo lắp Cổng trục cỡ lớn thờng có chân cổng tựa bánh xe, số bánh xe cụm hai đến bốn bánh để giảm tải cho bánh Các cụm bánh xe thờng lắp cầu cân để đảm bảo lực nén bánh xe Ray di chuyển cổng hai ray Trên hình 1.8 sơ đồ dẫn động cấu di chuyển cổng Cổng trục chủ yếu làm việc trời cần phải có cấu kẹp ray để đảm bảo an toàn trờng hợp gió lớn không làm việc Thiết bị kẹp ray dẫn động tay làm việc tơng đối tin cậy song nhiều thời gian nặng nhọc, phổ biến loại kẹp ray dẫn động máy Loại hoạt động tự động nhờ tác động thiết bị đo gió áp lực gió vợt giá trị cho phép Tuy nhiên cổng trục phải có thiết bị kẹp ray dẫn động tay đề phòng thiết bị kẹp ray máy hỏng 1.5 Một số dạng kết cấu đặc biệt cổng trục Trờng ĐH Xây Dựng 12 Đồ án tốt nghiệp Hình4.1:Sơ đồ di chuyển cổng trục 1-Động cơ; 2-Hộp giảm tốc; 3-Bánh xe; 4-Phanh; 5-Trục bánh xe; V.2.Xác định lực nén bánh lớn V.2.1.Chọn loại, kích thớc bánh xe Chọn loại bánh xe hình trụ có hai thành bên với đờng kính bánh xe chọn Dbx = 430 mm , đờng kính ngõng trục lắp ổ d= 85mm ( Bảng 9-4 TL4) , chiều rộng vành bánh B = 140 mm V.2.2 Xác định lực nén bánh Gc Gcp Wgd 3000 9000 18000 25600 W gc A 10000 Gct Gpl+Q Gcb B Hình4.2: Sơ đồ lực tác dụng lên cổng trục Trong : Gc- Trọng lợng dầm cổng trục không kể ca bin palăng,180kN Q- Trọng lợng vật nâng, 50kN Gpl- Trọng lợng palăng, 0,77kN Gcb- Trọng lợng ca bin, 3kN Gcc- Trọng lợng chân cổng 42,7kN Wgc- Tải trọng gió tác dụng lên chân cổng 2,32kN Wgd- Tải trọng gió tác dụng lên dầm 13,734kN Trờng ĐH Xây Dựng 63 Đồ án tốt nghiệp MA = 18RB 21(Gpl +Q ) 18Gcb 9Gc-10/2.WgIIcc-WgIId.9-Gcp.18= RB = 9.70 + 18.(3 + 28,7) + 21.57,7 + 10.(0,105 + 0,168)10 / + 13,734.9 18 RB=141,5 kN áp lực tác dụng lên bánh tựa: R B 141,5 = = 71kN 2 Pmax = Trong trình làm việc bánh xe chịu tải trọng thay đổi từ Pmax đến Pmin Tải trọng tơng đơng lên bánh xe : Pbx = kbx Pmax - kbx : Hệ số tính đến chế độ làm việc cấu; kbx = 1,2 (Bảng 3-12,TL4) - : Hệ số tính đến thay đổi tải trọng Q 5000 = = 0,03 nên ta có = 0,98 G0 180000 ( Bảng 3-13,TL4 ) Q Tải trọng nâng Go Trọng lợng cổng trục Pbx = kbx Pmax = 0,88 1,2 71 =74,6 kN Bánh xe đợc chế tạo thép 45 có độ rắn 217 HB V.3 Xác định lực cản di chuyển cổng trục Wdc =(Q + G) [ fd + K + ] + Wg D G: Trọng lợng cổng trục f: hệ số ma sát ổ đỡ bánh xe Chọn sơ loại ổ bi ổ đũa: f = 0,015 : Hệ số cản lăn Hệ số cản lăn bánh xe thép, ray đờng kính bánh xe D =430, = 0,06 (Bảng 24, TL 3) -K : Hệ số kể đến lực cản ma sát thành bánh xe với ray phận lấy điện với Với vành bánh xe hình trụ có gờ, dẫn động riêng; K= 1,5 (Bảng 25, TL3) Trờng ĐH Xây Dựng 64 Đồ án tốt nghiệp -: Độ dốc cần trục ; =0,003 ( Bảng 26, TL 3) -Wg; Lực cản di chuyển gió Wg = Wgm + Wgn Wgm, Wgn : Tải trọng gió tác dụng lên máy vật nâng Để tính chọn công suất động cơ, ta tính áp lực gió trạng thái bình thờng làm việc : WgI = 8064 N Wdc =( Q + G) [ fd + K + ] + Wg D Wdc = ( 50000 + 180000 ) [ 0,015.80 + 2.0,06 1,5 + 0,003 ] + 9892,4 500 Wdc =111400 N V.4 Tính chọn động cơ, hộp giảm tốc Công suất chung cấu di chuyển Ntt = W0 Vdc 1000 tb c Wo: Lực cản chung Wo = Wdc + (1,1 ữ 1,3) G+Q a g - a : Gia tốc trung bình cổng trục = 0,1m/s2 Wo = 11140 + (1,1 ữ 1,3) ( bảng 27 TL 3) 180000 + 50000 0,1 = 13230N 10 - tb : Hệ số tải trung bình động Với động xoay chiều rô to dây tb = 1,5 ữ 1,7 - c : Hiệu suất truyền động cấu Ntt = W0 Vdc 13230.27,5 = =4,45kW 1000 tb c 1000.60.1,6.0,85 nbx = Vdc 27,5 = = 20,3 .D 3,14.0,43 Trờng ĐH Xây Dựng 65 Đồ án tốt nghiệp Cơ cấu di chuyển dẫn động riêng, công suất động tính toán cho động cơ: Nttdc =60% 4,46 =2,97kW Chọn động điện kí hiệu MTK 111-6 Công suất động N = 3,5kW Số vòng quay động nđc = 1000v/ph Mô men quán tính động J = 0,045kgm2 Mô men mở máy Mmm =10,5daN = 0,83% Hiệu suất Chọn hộp giảm tốc BKH420 Tỷ số truyền hộp giảm tốc Khối lợng động i = 50 m = 70kg V.5 Kiểm tra động điện theo điều kiện bám Kiểm tra động điện theo điều kiện bám: Nđc [N] [N] : Công suất tính toán cho phép đợc xác định thoả mãn mở máy động xe tải [N] = [ M ].ndc 9550. tb ( kW) [M] Mô men mở máy cho phép trục động (N.m) thoả mãn điều kiện không quay trơn bánh xe dẫn động không mang tải [M] = Mt1 + GD ndc 375.t b (N.m) M : Mô men cản tĩnh di chuyển với xe không mang tải đa trục động t Mt1 = Wt ' Dbx 2.i gt c (N.m) Wt'' : Lực cản chuyển động xe chuyển động không tải ( Q=0 )tính cho hai động dẫn động: Wt'' =G [ fd + K + ] + W'g D Trờng ĐH Xây Dựng 66 Đồ án tốt nghiệp Wg' - Lực cản gió vật nâng Để tính kiểm tra động cơ, ta tính tải trọng gió q=150N/m2 trạng thái làm việc WgI = 1,4.150.35,84 + 1652= 9178,4N Wt'' = 180000 [ 0,015.80 + 2.0,06 1,5 + 0,003 ] +9178,4=104500N 430 Lực cản chuyển động xe di chuyển không tải tính cho động cơ: Wt' = 0,5.104500=5225,7N c : Hiệu suất truyền động cấu di chuyển Mt1 = 5225,7.0,43 = 33Nm 2.48,3.0,83 tb: Thời gian mở máy nhỏ động không tải thoả mãn điền kiện không trơn bánh xe Vxt tb = a max amax = Gb Gc fd K + D bx b + fd W' K t g Dbx Gc : Hệ số bám bánh chủ động với ray; = 0,12 Gb : Trọng lợng bám xe, tải trọng tác dụng lên bánh chủ động tải Gc: Tổng tải trọng tác dụng lên bánh xe chủ động Khi tải trọng nâng (Q=0) RB = 83,1kN Gb = R B 83,1 = = 41,55kN 2 9178,4 0,12 0,015.80 2.0,06 + 0,015.80 + 1,5 .10 =- 0,0144m/s 430 430 180000 1,2 amax = 0,5. Vậy ta thấy với hệ số bám = 0,12 gia tốc lớn cho phép đảm bảo an toàn bám động không đảm bảo Tuy nhiên hệ số bám nhỏ, xảy điều kiện thời tiết bất lợi Vì thế, ta chọn hệ số Trờng ĐH Xây Dựng 67 Đồ án tốt nghiệp bám = 0,25 với điều kiện trang bị thêm máy phun cát điều kiện thời tiết xấu 9178,4 0,25 0,015.80 2.0,06 + 0,015.80 + 1,5 .10 = 0,32m/s 1,2 430 430 180000 amax = 0,5. 0,5495 = 1,7s 0,32 tb = GD2 : Mô men vô lăng tơng đơng ( N.m2) GD qd = GD ro Gc Dbx + 2.i ( Trang 10 TL14) gt c GD2qd = 1,2.4.9,8.0,045+ [M] = Mt1 + [N] = 180000.0,52 = 11,26 Nm2 2.48,32.0,83 11,26.1000 GD ndc = 33+ = 40,44 N.m 375.1,7 375.t b [ M ].ndc 9550. tb = 40,44.1000 = 3,537 kW 9550.1,5 N=3,5kW < [N]=3,537kW Vậy động thoả mãn điều kiện bám - Thời gian mở máy thực tế động không tải: t m= GD n1 11,26.1000 = = 0,465s m 375( M tb M t ) 375(105 40,44) Đối với cổng trục có cấu di chuyển dẫn động riêng, hệ số an toàn bám đợc tính cho trờng hợp có cố, bên dẫn động làm việc pa lăng không treo vật bên phía không làm việc Trong trờng hợp an toàn bám kiểm tra theo công thức: Gb kb = W ' G ' f d t d 1,1 (Trg57 TL3 ) Dbx Gb : Tổng áp lực lên bánh dẫn phía động làm việc 71.0,12 kb = 5,227 71.0,015 100 = 1,7 > 1,1 500 Vậy hệ số an toàn bám đợc đảm bảo Trờng ĐH Xây Dựng 68 Đồ án tốt nghiệp V.6 Tính mô men phanh chọn phanh: Chọn phanh xuất phát từ điều kiện bám phanh vật Gia tốc phanh cực đại cho phép phải đảm bảo hệ số an toàn bám bánh xe với đờng ray Kb=1,2 Gb fd fd + Ư Wg + g Dbx Gc Gc K b Dbx amax= amax= [0,5 (0,25/1,2- 0,015.100/500) + (0,015.100+2.0,6)/500 9178,4/180000].10 amax = 0,4m/s2 Thời gian phanh xe vật tính theo gia tốc cho phép: taph = Vxt / amax = 0,54/0,4 = 1,35s Thời gian phanh nhỏ cho phép tính theo quãng đờng phanh cho phép: tphs = 2Sph / Vxt Vxt: Vận tốc di chuyển thực tế cổng trục Sph : Quãng đờng phanh cho phép Với hệ số bám = 0,25, tỉ số số bánh xe chủ động tổng số bánh xe 1/2: Sph = V2/7200 = 32,52 /7200 = 0,15m tphs = 2.0,15/0,54 = 0,56s tph = Max (ttpa , tphs) = 1,35s Phơng trình mômen phanh: Mph = Mqt + Mt Mqt: Mômen quán tính phanh cổng trụcva tiết máy đa trục đặt phanh Mqt = GD2.nđc / 375.tph GD2 = GD2ro + Gc.D2bx.c/i02 GD2 = 1,2.4.9,8.0,045 + 140000.0,52.0,83 /48,32 =12,45 Mqt = 12,45.1000/ 375.1,35 = 24,5 Mt = Wt.Dbx.c / 2.i0 = 5225,7.0,5.0,83 / 2.48,3 = 22,45 Mph = 24,5 + 22,45 = 26,95 Chọn phanh TT 160 có : Mômen phanh, Nm Trờng ĐH Xây Dựng :100Nm 69 Đồ án tốt nghiệp Độ mở phanh max,mm :1 Số lần mở máy cho phép :720 Con đẩy điện thuỷ lực Loại :TTM16 Lực,N :160 Bớc đẩy, mm : 25 Khối lợng phanh, kg :19 V.7.Tính trục bánh xe V.7.1 Xác định đờng kính trục bánh xe: Trục bánh xe cấu di chuyển cổng chịu lực cắt trọng lợng thân cổng, vật nâng, mô men xoắn Mx truyền từ hộp giảm tốc Mx =9,55.106.N/n1n2n3n Trong đó: n1=1000: Vận tốc quay trục nhanh hộp giảm tốc n2=n1/i1 = 1000/3=333.3 v/ph: Vận tốc quay trục II hộp giảm tốc n3=n1/i1i2 =1000/3.5=66,67v/ph Vận tốc quay trục III hộp giảm tốc n=20: Vận tốc quay trục bánh xe Mx = 9,55.3,5/1000.333,3.66,67.20 =0,075Nmm = 75 Nm Trờng ĐH Xây Dựng 70 Đồ án tốt nghiệp Hình4.3: Biểu mômen trục bánh xe Mu = 2498250 + 348177 2522,4(KNmm) - Mômen tơng đơng tiết diện nguy hiểm Mtd = M u + 0,75M x Mtd = 50412 + 0,75.0,075.103 = 5042(KNmm) - Đờng kính trục bánh xe dII > M td (CT 7-3 TL15) 0,1.[ ] []: ứng suất cho phép VL làm trục Chọn VL làm trục thép 45 ta có [] = 80 (N/mm2) (Bảng 7-2 TKCTM) Vậy Trờng ĐH Xây Dựng 71 Đồ án tốt nghiệp dII > 5042000 = 85(mm) 0,1.80 Chọn đờng kính trục bánh xe: d = 90 (mm) Kiểm tra trục độ bền mỏi theo hệ số an toàn: + Tiến hành kiểm nghiệm hệ số an toàn trục tiết diện nguy hiểm ( tiết diện (n-n) + Tại tiết diện n - n trục chịu ứng suất uốn ứng suất xoắn Hệ số an toàn thoả mãn điều kiện S= S S S + S {S} (công thức15-3- chi tiết máy) Trong : {S} = 2,5 ữ : Là hệ số an toàn phải đạt đợc S: Hệ số an toàn xét riêng ứng suất uốn S = k + a m . S: Hệ số an toàn xét riêng ứng suất xoắn S = k + a m . Trong công thức : -1 -1 : Giới hạn mỏi uốn mỏi xoắn chu trình -1 (0,4 ữ 0,45 ) b= 0,4 b= 0,4.600 = 240 (N/mm2) -1 ( 0,23 ữ 0,28 ) b= 0,25 b= 0,25.600 = 150 (N/mm2) b= 600 (N/mm2).Ta chọn thép thép 45 ứng suất bền a; a: Biên độ ứng suất uốn ứng suất xoắn tiết diện trục a= Trờng ĐH Xây Dựng 0,5.M x Mu ; a= Wo W 72 Đồ án tốt nghiệp W : Mômen cản uốn trục 3 W = .d = 3,14.(90) = 261666,7 (mm3) 12 12 2522395 a= 261666,7 = 9,64 (N/mm2) Wo : Mômen cản xoắn tiết diện trục 3 Wo = .d = 3,14.(90) = 196250 (mm3) 16 16 0,5.75.103 a= = 2,95 (N/mm2) 196250 m ; m: ứng suất xoắn trung bình ứng suất uốn m a = 2,95(mm2) ; m= ; : Hệ số xét đến ảnh hởn ứng suất trung bình đến độ bền mỏi 0,1 ; 0,05 ; = 0,7 ; = 0,59 K; K : Hệ số tập trung ứng suất thực tế uốn xoắn ( Bảng 15-3 chi tiết may tập )cho mối ghép then K= 1,75 ; K = 1,5 : Hệ số tăng bền chọn = Thay giá trị vào công thức ta có 240 S = 1,75 9,64 + 0,1.0 = 9,95 0,7 150 S = 1,5 2,95 + 0,05.2,95 = 19,6 0,59 Hệ số an toàn S : S= S S S + S = 9,95.19,6 9,95 + 19,6 8,87 Xét thấy hệ số an toàn S > Vậy trục thoả mãn điều kiện an toàn V.7.2 Kiểm tra trục độ bền tải : Trờng ĐH Xây Dựng 73 Đồ án tốt nghiệp - Khi làm việc tải đột ngột (ví dụ mở máy ).Trục bị biến dạng d lớn bị gãy Để trục làm việc bình thờng trục đợc chọn phải thoả mãn điều kiện sau tđ= u + 3. {}qt u= Trong : Mu (N/mm ) 0,1.d Mu: Mômen uốn trục Mu= 5041000 (Nmm) d : Đờng kính trục d = 90 (mm) 5041000 u = 0,1.903 = 25,22 (N/mm2) : ứng suất tiếp trục = Mx 0,075 -6 = 0,1.903 = 11,6.10 (N/mm ) 0,1.d ứng suất tơng đơng tđ = u = 25,22 (N/mm2) { }qt: ứng suất tải cho phép { }qt 0,8 ch= 0,8 43 = 344 (N/mm2) Vậy trục đợc chọn thoả mãn điều kiện tải V.8.Chọn ổ lăn - ổ đỡ chân cổng chịu tác dụng lực hớng tâm lớn trọng lợng cổng tác dụng lên Ngoài lực tác dụng dọc trục nhỏ lên ta lựa chọn phơng án ổ bi đũa đỡ lòng cầu dãy cho gối đỡ puly cổng -Với kết cấu trục có đờng kính ngõng trục lắp ổ d = 85 (mm) ta chọn loại ổ bi ổ đũa đỡ lòng cầu dãy cỡ trụng rộng kí hiệu : 1617 có đờng kính d = 85 (mm) Đờng kính D = 180 , chiều rộng B = 60 Hệ số khả làm việc C = 145000 (N) Tải trọng tĩnh cho phép Co= 700000 (N) Kiểm tra khả tải ổ ; C = Q (n.h)0,3 Co Trong : Trờng ĐH Xây Dựng 74 Đồ án tốt nghiệp Q : Tải trọng tơng đơng Q = ( KV.R+ m.A) Kn.Kt (N) R : Tải trọng hớng tâm hay tổng phản lực gối đỡ (daN) R= Pmax 71000 = 35.500 (N) = 2 A : Tải trọng dọc trục A =0 n : Hệ số chuyển tải trọng dọc trục tải trọng hớng tâm m = 4,5 ( Tra bảng 8-2 TKCTM ) Kt: Hệ số tải trọng động (Bảng 8-3 TKCTM) kT= kV: Hệ số xét đến vòng ổ vòng quay Kv= ( Bảng 8-5 TKCTM ) Kn: Hệ số nhiệt độ ( Bảng 8-4 TKCTM ).Kn= -Thay giá trị tơng ứng vào biểu thức ta có tải trọng tơng đơng Q = 1.35500 1.1 = 35500 (N) Hệ số khả làm việc ổ C = Q (n.h)0,3=35500 ( 20.500)0,3= 622(KN) n : số vòng quay ổ n = 20 (v/ph) h : Thời gian phục vụ h = 500(giờ) Xét thấy Ctt < Cổlăn Vậy ổ lăn đợc chọn thoả mãn điều kiện bền cho phép V.9 Kiểm tra bánh xe theo sức bền dập Bánh xe tiếp xúc đờng với đờng ray đợc kẹp chặt trục d = 190 P [d] b.r P Tải trọng tính toán lên bánh xe b,r Chiều rộng mặt làm việc bán kính bánh xe d = 190 71000 = 280,82 N/ mm2 [d] 130.250 [d] = 450 N/ mm2 (Bảng 2-19 , TL4 ) Vậy bánh xe thoả mãn điều kiện bền dập Trờng ĐH Xây Dựng 75 Đồ án tốt nghiệp Kết luận Qua việc nghiên cứu tính toán thiết kế loại gầu ngoạm dây nguyên lý dẫn động nh kích thớc hình học cho thấy nguyên tắc đóng mở chủ yếu gầu dựa thay đổi bán kính quay ngang quanh khớp liên kết với má gầu đợc trợt rãnh trợt Gầu có kết cấu tơng đối đơn giản, không tránh khỏi nhợc điểm chung loại gầu ngoạm dây nh phân tích (năng suất thấp, điều khiển đóng mở gầu phức tạp) nhng u điểm lớn đa năng, dễ tháo lắp, lắp lẫn với loại thiết bị nâng khác đáp ứng đợc nhu cầu sử dụng sở sản xuất vật lệu xây dựng, nơi cần sử dụng cách linh hoạt thiết bị mang vật nh gầu ngoạm, móc treođể tiết kiệm tiền đầu t vào loại máy sở khác Với cổng trục thiết kế sức nâng tấn, chiều cao nâng 6m; độ dầm công sôn 25,6m; pa lăng di chuyển hai cánh dới dầm chữ I; việc kết hợp sử dụng gầu ngoạm cổng trục ứng dụng rộng rãi nh dùng để vận chuyển vật liệu nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng, dùng để bốc xếp hàng hoá bến cảng, khai thác mỏ Điều lần khẳng định tính thiết thực đề tài tốt nghiệp thiết kế cổng trục sử dụng gầu ngoạm dây ứng dụng rộng rãi kinh tế nói chung đặc biệt lĩnh vực xây dựng nói riêng Trờng ĐH Xây Dựng 76 Đồ án tốt nghiệp Tài liệu tham khảo 10 11 12 Trơng Quốc Thành, Phạm Quang Dũng ; Máy thiết bị nâng; Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Phạm Hữu Đỗng, Hoa Văn Ngữ, Lu Bá Thuận; Máy làm đất; Nhà xuất Xây dựng Trơng Quốc Thành, Đặng Thế Hiển; Hớng dẫn đồ án môn học máy nâng; Trờng đại học Xây Dựng Huỳnh Văn Hoàng, Đào Trọng Thờng;Tính toán máy trục; Nhà xuất Khoa học kỹ thuật D.A.ZAVÔDSIKÔV, Đào Trọng Thờng, Nguyễn Trọng Hiệp dịch;Máy trục; Nhà xuất Giáo dục Kết cấu thép máy trục, Trờng Đại học Giao thông vận tải Nguyễn Trọng Hiệp; Chi tiết máy, tập 1-2; Nhà xuất Giáo dục Đặng Thế Hiển, Phạm Quang Dũng, Hoa Văn Ngữ; Tập vẽ máy nâng; Trờng Đại học Xây Dựng Lều Thọ Trình; Cơ học kết cấu , tập 1-2; Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Ninh Đức Tốn; Đỗ Trọng Hùng; Dung sai lắp ghép; trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Trịnh Chất, Lê văn Uyển; Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí; Nhà xuất Giáo dục Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn văn Lẫm; Thiết kế chi tiết máy; Nhà xuất Xây Dựng Trờng ĐH Xây Dựng 77