Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 46 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
46
Dung lượng
1,35 MB
Nội dung
MỤC LỤC Trang Mục lục Mở đầu Lý chọn đề tài 2 Mục tiêu đề tài 3 Đối tượng phạm vi nghiêncứu Phương pháp nghiêncứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Chương Tổng quan hệcầnkhâukhớpsửdụngmáytrục 1.1 Cơ cấu thay đổi tầm với 1.2 Hệcần đơn giản cân nhờ palăng cáp 10 1.3 Hệcầncânkiểukhâukhớp 10 Chương Cơsở lý thuyết tínhtoánhệcầncânkiểukhâukhớpcóvòithẳng 20 2.1 Trường hợp cáp nâng song song vớicần giằng 20 2.2 Trường hợp cáp nâng nghiêng góc vớicần 23 2.3 Các bước xác định thôngsốhệcầnkhâu khướp cóvòithẳng trường hợp cáp nâng song song vớicần giằng 25 Chương Xây dựng chương trình tínhtoánthôngsốhệcầnkiểukhâukhớpcóvòithẳng 26 3.1 Cácthôngsố đầu vào 26 3.2 Sơ giải toán phương pháp hình học giải tích … 26 3.3 Lưu đồ thuật toán 33 3.4 Giao diện phần mềm, ví dụ áp dụng, đối chiếu kết với cách tínhtoánthông thường 35 3.5 Đối chiếu thôngsốtínhtoán chương trình vớithôngsốcầntrụcsửdụng thực tiễn 42 Kết luận khuyến nghị 44 Tài liệu tham khảo 45 MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Hiện nay, thiết bị nâng hạ sửdụng cách phổ biến tất lĩnh vực ngành nghề phụ vụ sản xuất như: Xây dựng, đóng tàu, vận tải, lắp ráp, thực phẩm… Thiết bị làm cải thiện đáng kể suất lao động, tính xác hiệu công việc Bên cạnh đó, ứng dụng thiết bị nâng hạ giúp cho việc hạn chế việc sửdụng sức người, giảm thiểu nguy hiểm cho người làm việc trực tiếp, nâng cao tính an toàn giảm chi phí cho rủi ro xảy ra, yếu tố quan trọng để đánh giá quy mô trình độ phát triển sản xuất Vì vậy, sửdụng thiết bị nâng hạ xu hướng tất yếu công nghiệp văn minh, đại Cầntrục chân đế thiết bị nâng đặc biệt quan trọngsở sản xuất, loại cầntrụccó sức nâng, tầm với, chiều cao nâng suất làm việc lớn Việc tínhtoánhệcầnkhâukhớp (bốn khâu lề) cóvòithẳng thường sửdụng cho cầntrục chân đế công việc thường tiến hành song song vớitínhtoán thiết kế kết cấu thép phổ biến sửa chữa, hoán cải hệcầncầntrục (hệ cầncócân bằng) Việc tínhtoáncácthôngsốhệcần bốn khâu lề thực theo ba phương pháp sau: Tínhtoán thủ công; tínhtoán phần mềm đồ họa khí kết hợp vớitínhtoán thủ công; tínhtoán chương trình xây dựng nhờ ngôn ngữ lập trình tin học phần mềm chuyên dụngTrong phương pháp thứ phương pháp thứ hai bộc lộ nhiều nhược điểm nhiều thời gian tínhtoán phải giải chuỗi toán giải tích họa đồ, mà phần lớn thực phương pháp thử, công việc phải thực lặp lại nhiều lần, đặc biệt khó khăn phải điều chỉnh thôngsố trình tính toán, hoán cải thay đổi phương án thiết kế; mặt khác thiếu tínhtrực quan sửdụng giảng dạy… Phương pháp tínhtoán thứ ba khắc phục nhược điểm hai phương pháp mà giải pháp phù hợp với điều kiện phát triển khoa học công nghệ Trên giới số phần mềm chuyên dụng để thiết kế cầntrục thực công việc trên, kể tới như: EOT Crane Design Software, Honor Award… Nhưng phần mềm xây dựngsởtínhtoánhệthống quy phạm không giống Việt Nam nên khả áp dụng vào thực tiễn nhiều hạn chế, mặt khác giá thành quyền phần mềm tương đối cao Ở nước ta, việc lập trình tựđộngtínhtoáncầntrục phát triển rộng rãi, thường chủ yếu tập trung vào thiết kế cho cầntrục dạng cầu cầntrụckiểucầnsửdụngcần đơn giản Vấn đề tựđộngtínhtoánthôngsốhệcần bốn khâu lề quan tâm Với lý kể tác giả thực đề tài: “Nghiên cứutựđộngtínhtoánthôngsốhệcầnkiểukhâukhớpcóvòithẳngsửdụngmáy trục” Mục tiêu đề tài - Đưa sởtínhtoánhệ cần, từ giải sơtoán phương pháp hình học giải tích; - Tựđộng xử lý liệu (các thôngsố kĩ thuật ban đầu) đưa vào chương trình tính; - Tínhtoánthôngsố kĩ thuật hệcần kiểm nghiệm; - Đưa kết tínhtoán xây dựng đồ thị biểu diễn thay đổi sốthôngsố theo tầm với góc nghiêng cần Đối tượng phạm vi nghiêncứu - Đối tượng nghiêncứu đề tài cấu thay đổi tầm vớicầntrục - Phạm vi nghiên cứu: cấu thay đổi tầm với cách lắc cần, hệcầnsửdụnghệcầncân (khi thay đổi tầm với, hàng dịch chuyển theo phương ngang) kiểukhâukhớp (bốn khâu lề), cóvòi thẳng, cáp nâng hàng song song vớicần giằng Phương pháp nghiêncứu Phương pháp nghiêncứu đề tài kết hợp lý thuyết tínhtoánthôngsố kỹ thuật hệcầnkhâukhớpvới kĩ lập trình tin học để xây dựng chương trình tínhtoántựđộngthôngsố loại cần Ý nghĩa khoa học thực tiễn Ý nghĩa khoa học đề tài: Chuyển toán chuyên ngành tínhtoánhệcầnkhâukhớp thành toán hình học giải tích, từ kết hợp với kỹ lập trình tin học để để xây dựng chương trình tínhtoántựđộngthôngsốhệcần Kết dự kiến đề tài xây dựng nên chương trình phục vụ cho trình tínhtoán thiết kế hệcầncần trục, việc hoán cải, sửa chữa với ưu điểm: giảm thời gian thiết kế, nâng cao độ xác hiệu thiết kế Đồng thời sửdụng chương trình xây dựng giáo cụ điện tử, phục vụ cho công tác giảng dạy, học tập hướng dẫn kiểm tra sinh viên thực đồ án môn học đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Máy nâng chuyển Chương TỔNG QUAN HỆCẦNKHÂUKHỚPSỬDỤNGTRONGMÁYTRỤC 1.1 Cơ cấu thay đổi tầm với * Công dụng: Cơ cấu thay đổi tầm với bốn cấu máytrục (ngoài có: nâng, quay, di chuyển cần trục), có tác dụng thay đổi phạm vi thiết bị mang hàng quanh trục quay * Phân loại cấu thay đổi tầm với: - Ở cầntrục quay, tầm với R thay đổi trực tiếp xe tời di chuyển dọc cần đặt ngang (Hình 1.2), cách lắc cần (thay đổi góc nghiêng cầnsovới phương ngang) (Hình 1.1) Hình 1.1 Thay đổi tầm với cách lắc cần Hình 1.2 Thay đổi tầm với xe - Cơ cấu thay đổi tầm với xe tời thực chất cấu di chuyển xe cáp kéo (Hình 1.3) hay kiểutự chạy palăng điện (Hình 1.4) Hình 1.3 Xe truyền động cáp kéo Hình 1.4 Xe kiểutự chạy - Cơ cấu thay đổi tầm với cách thay đổi góc nghiêng cầnsovới phương ngang thực nhờ pa lăng cáp (Hình 1.5), (Hình 1.6), hay xylanh thủy lực (Hình 1.7) Hình 1.5 Thay đổi tầm với truyền động cáp kéo Hình 1.6 Thay đổi tầm với truyền động Hình 1.7 Thay đổi tầm với truyền động xi lanh thủy lực - Nếu thay đổi tầm vớicó đặc tính chuyển động thiết lập thay đổi tầm với thường hàng Nếu thay đổi tầm với mang đặc tính chuyển động công tác thay đổi tầm vớicó hàng chuyển độngvới tốc độ lớn Vì để giảm công suất động giảm tải trọng động, thường sửdụnghệcầncân bằng, thay đổi tầm với hàng di chuyển theo phương ngang Hệcầncân thực pa lăng điều chỉnh tang điều chỉnh cần đơn giản Hình 1.8, sửdụnghệcầnkhâukhớp (hệ cầncó vòi) đầu cầncó lắp vòi Hình 1.9 Hình 1.8 Cần đơn giản cân Hình 1.9 Hệcầnkhâukhớp - Ngoài để giảm tải cho hệthống truyền động người ta sửdụnghệthốngcântrọng lượng thân cần, thực nhờ đối trọng đặt trực tiếp lên cần, đối trọng nối vớicầnhệ tay đòn, kéo Hình 1.5 a Đối trọng đặt trực tiếp lên cần; b Đối trọng treo; c Đối trọng xếp 1.2 Hệcần đơn giản cân nhờ pa lăng cáp a Cấu tạo chung - Sơ đồ nguyên lý: Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý hệcần đơn giản cân nhờ pa lăng cáp 10 2( Lc cos i xB ) x 2( yB Lc sin i ) y (Lc cos i ) ( Lc sin i )2 xB2 yB2 a b x xxB xB2 y yyB yB2 b y L sin c i a b 2( Lc cos i xB ) x (Lc cos i ) ( Lc sin i ) y 2( yB Lc sin i ) x xxB xB2 y L sin c i a b (Lc cos i ) ( Lc sin i ) 2( Lc cos i xB ) y x 2( yB Lc sin i ) 2( yB Lc sin i ) 2( Lc cos i xB ) a b (Lc cos i ) ( Lc sin i ) 2 x xxB xB x 2( y L sin ) 2( yB Lc sin i ) B c i a b (Lc cos i ) ( Lc sin i ) 2( Lc cos i xB ) 2 yB yB b 2 2( y L sin ) x 2( yB Lc sin i ) B c i y Lc sin i Giải hệ ta được: Ei ( x, y) tọa độ điểm đuôi vòi * Xác định tọa độ đầu vòi Ci (x C , yC ) : - Có: + Di ( Lc cosi , Lc sin i ) ; Ci ( xC , yC ) + K Ci Di Di Ei ( Li cos i xC ) K3 ( X E LC cos i ) (Li sin i yC ) K3 ( X E LC sin i ) K / K xC K3 ( x LC cos i ) Li cos i yC K3 ( x LC sin i ) Li sin i 32 33 3.3 Lưu đồ thuật toán 3.3 Lưu đồ thuật toán 34 3.4 Giao diện chương trình, ví dụ áp dụng, đối chiếu kết với cách tínhtoánthông thường 3.4.1 Giao diện chương trình Hình 3.4 Giao diện chương trình * Chương trình có giao diện (Hình 3.4), bao gồm: - INPUT STATISTICS: Cácthôngsố đầu vào: + R-max: Tầm với lớn cần trục; + R-min: Tầm với nhỏ cần trục; + r: Khoảng cách từ tâm quay tới vị trí chốt đuôi cần; + H: Chiều cao nâng; h: Chiều cao từ mặt ray cầntrục đến chốt đuôi cần; + k1 = C1C2 / C1C : hệsố phụ thuộc vào vị trí lấy điểm C2 + k2 = a / Lv : Tỉ lệ chiều dài đuôi vòi chiều dài vòi - OUTPUT STATISTICS: Cácthôngsố đầu 3.4.2 Ví dụ áp dụng, so sánh kết chương trình vớitínhtoán truyền thống: 35 3.4.2.1 Yêu cầu: *Cho hệcầnkhâukhớpcóthôngsố chính: + R-max = 35 (m); + R-min = 10 (m) ; + r = (m) ; + H = 22 (m) ; + h =12 (m) ; + k1 = 0,2; + k2 = 0,4 * Xác định thôngsốhệcần 3.4.2.2 Tínhtoán chương trình: Hình 3.5 Nhập thôngsố đầu vào 36 Hình 3.6 Kết tínhtoán 3.4.2.3 Tínhtoánsơthôngsố kích thước hệcần phương pháp họa đồ để kiểm nghiệm độ xác chương trình tínhtoán * Bước 1: Xác định chiều cần Lc chiều dài đầu vòi Lv góc min 30 45 , 10 , 10 , 10 250 phương pháp thử, xây dựng họa đồ, cho: + Ở tầm với lớn nhỏ đầu vòicó cao độ; + h h , rmin rmin rmax rmax ; + Ở vị trí xa vòi không nằm ngang vị trí gần vòi không thẳngđứng - Do việc sửdụng phương pháp thử để chọn thôngsố nhiều thời gian, mặt khác để thuận tiện cho việc kiểm nghiệm, nên dựa kết chương trình, ta chọn: + Lc = 22.8; + Lv = 11,894; + min 350 ; + max 800 ; 37 + 100 ; + 50 ; + 120 - Xây dựng họa đồ hệ cần, ta thấy số liệu thu tầm với lớn nhất, nhỏ nhất, chiều cao thực trùng khớpvới kết tínhtoán chương trình Hình 3.7 Xác định Lc, Lv, góc * Bước 2: Xác định chiều dài đuôi vòi vị trí cố định giằng phương pháp họa đồ: - Xác định vị trí C2, D2, với K1 = 0.2: 38 Hình 3.8 Xây dựng họa đồ xác định C2,D2 - Xác định vị trí E1, E2, E3, với K2 = 0.4: Hình 3.9 Xây dựng họa đồ xác định E1,E2,E3 39 - Xác định vị trí B: Hình 3.10 Xây dựng họa đồ xác định B - Xây dựng quỹ đạo chuyển động đầu vòi kiểm tra điều kiện đảm bảo độ chênh lệch cao độ lớn hàng thay đổi tầm với: h h 0.1H Ta thấy: h 0.543(m) h 0.1H 2,2(m) (thỏa mãn) 40 Hình 3.11 Xây dựng họa đồ qũy đạo chuyển động điểm đầu vòi C 3.4.2.4 So sánh kết tínhtoán chương trình tínhtoán phương pháp truyền thống: - Nhận xét: + Sự chênh lêch kết thôngsố kích thước hệcầntínhtoán họa đồ (3.4.2.3) tínhtoán chương trình (ví dụ 3.4.2.2) không vượt 3% Sai số phải kể đến sai số làm tròn tínhtoán (tính toán chương trình), nhỏ nhiều sovới sai sốdưng hình Autocad (lỗi truy bắt điểm không xác) ( xác định kích thước họa đồ) + Khi tínhtoán cho hệcần họa đồ, dùng phương pháp thử để đảm bảo điều kiện “Bước 1” mục 3.4.2.2 công việc tínhtoán nhiều thời gian, tính xác khó đảm bảo 41 3.5 Đối chiếu thôngsốtínhtoán chương trình vớithôngsốcầntrụcsửdụng thực tiễn *Cần trục chân đế Tukan 40T (Hình 3.12) cảng Hoàng Diệu cóthôngsố kĩ thuật: - Sức nâng: Q = 40T; - Tầm với lớn nhất: 30 m; - Tầm với nhỏ nhất: m; - r = 2.5 m; - Chiều cao nâng hàng: 25 m; - Khoảng cách từ mặt ray đến chốt đuôi cần: 16 m Hình 3.12 Cầntrục chân đế Tukan cảng Hoàng Diệu * Cácthôngsốhệcần lấy theo hồ sơcần trục, cho hình 3.13: 42 Hình 3.13 Cácthôngsốcầntrục Tukan * Tínhtoánhệcần chương trình, vớithôngsố đầu vào thôngsố kỹ thuật cầntrục Tukan: Hình 3.14 Cácthôngsốtínhtoán chương trình * Nhận xét: Sự chênh lệch kết tínhtoán hai phương pháp không đáng kể 43 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ - Đề tài trình bày sở lý thuyết tínhtoán chuyển toán họa đồ sang toán hình học giải tích, từ xây dựng chương trình tựđộngtínhtoánthôngsốhệcầncânkiểu bốn khâu lề - Chương trình cho phép rút ngắn thời gian tínhtoán thiết kế mà cho kết xác phương pháp truyền thống - Chương trình có giao diện thân thiện, kết chi tiết, trực quan, đặc biệt xây dựng quỹ đạo chuyển động hàng (biểu thị mối quan hệ cao độ hàng theo tầm với), nên sửdụng giáo cụ kèm theo giảng điện tử để tăng tínhtrực quan công tác giảng dạy Mặt khác, điều có ý nghĩa lớn vận hành khai thác, tínhtoán mặt động học, động lực học điều khiển cầntrục - Chương trình chủ yếu tínhtoánthôngsốhệcần mà chưa xét tới yếu tố khác kết cấu thép, giá đỡ chữ A, cấu…, hướng phát triển đề tài xây dựng chương trình tựđộngtínhtoán thiết kế cho cấu hệcần cách hoàn chỉnh 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Trương Quốc Thành, Phạm Quang Dũng (1999), Máy thiết bị nâng, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật Huỳnh Văn Hoàng, Đào Trọng Thường (1975), Tínhtoánmáy trục, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật Th.s Phạm Đức (1997), Tínhtoánmáy nâng chuyển, Trường Đại Học Hàng Hải PGS.TS Trần Văn Chiến (2012), Bài giảng Máy trục, Trường Đại Học Hàng Hải PGS.TS Đào Ngọc Biên (2008), Thiết kế môn học Chi tiết máy, Nhà xuất Hải Phòng, Hải phòng PGS.TS Đào Ngọc Biên (2011), Bài tập sở thiết kế máy chi tiết máy, Nhà xuất Giao thông vận tải, Hà Nội Bài giảng Máy nâng chuyển, Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, Đại Học Thái Nguyên Trịnh Chất, Trịnh ĐồngTính (2005), TựĐộng hóa thiết kế khí, Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật, Hà Nội Trịnh Chất, Lê Văn Uyển (2008), Tínhtoán thiết kế hệ dẫn động khí, tập 2, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội 10 Vũ Cao Đàm (2003), Phương pháp luận nghiêncứu khoa học, Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật, Hà Nội 11 Bùi Quốc Bình, Hoàng Xuân Bình (2006), Trang bị điện- Điện tử cầu trụcCần trục, Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật, Hà Nội 12 Guide (2000), Thủ thuật tạo đối tượng Visual Basic, Nhà xuất thống kê 13 Đỗ Xuân Lôi (2006), Cấu trúc liệu giải thuật, Nhà xuất Đại học Quốc Gia Hà Nội 14 Lê Hữu Đạt (2000), Các kỹ xảo lập trình với Microsoft Visual basic & Borland Delphi, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội 15 Đặng Quang Thanh (2006), Tin học đại cương, Trường Đại Học Hàng Hải 16 Bùi Quốc Khánh, Hoàng Xuân Bình (2001), Trang bị điện, điện tử Cầu trục & Cần Trục, Nhà xuất khoa học kĩ thuật 17 An Hiệp, Trần Vĩnh Hưng (2004), Autodesk Inventor - Phần Mềm Thiết Kế Công Nghiệp, Nhà xuất Khoa học Kĩ Thuật, Hà Nội 18 Nguyễn Hữu Lộc (2007), Mô hình hóa sản phẩm khí với Autodesk Inventor, Nhà xuất Khoa học Kĩ Thuật, Tp Hồ Chí Minh 45 19 Nguyễn Hữu Lộc (2006), Thiết Kế Sản Phẩm Với Autodesk Inventor, Nhà xuất Tổng Hợp TP Hồ Chí Minh, Tp Hồ Chí Minh 20 Ngô Văn Quyết (2006), Tựđộng hóa tínhtoán thiết kế chi tiết máy, Nhà xuất Khoa học Kĩ Thuật, Hà Nội 21 Thái Duy Quý (2007) Lập trình giao diện TIẾNG ANH 22 J.S Park University of Incheon (2015) MATLAB GUI (Graphical User Interface) Tutorial for Beginners 23 The MathWorks (2014) MATLAB® Creating Graphical User Interfaces WEBSITE 24 http://www.etd-crane.com/ 25 http://vi.wikipedia.org/wiki/Matlab 26 http://www.caulacbovb.com/forum/viewforum.php?f=19 Viet.html, truy cập 9/2012 27 http://laptrinh-vn.blogspot.com/2009/10/thu-thuat-nho-trong-vb-p10.html 28 http://www.cranessoftware.com/company/press_releases.php?id=101 29 www.mathworks.com/sales_and_services 30 www.mathworks.com/matlabcentral 31 www.mathworks.com/support/contact_us 46 ... cần bốn khâu lề quan tâm Với lý kể tác giả thực đề tài: Nghiên cứu tự động tính toán thông số hệ cần kiểu khâu khớp có vòi thẳng sử dụng máy trục Mục tiêu đề tài - Đưa sở tính toán hệ cần, từ... trình tự động tính toán cần trục phát triển rộng rãi, thường chủ yếu tập trung vào thiết kế cho cần trục dạng cầu cần trục kiểu cần sử dụng cần đơn giản Vấn đề tự động tính toán thông số hệ cần. .. hoán cải hệ cần cần trục (hệ cần có cân bằng) Việc tính toán các thông số hệ cần bốn khâu lề thực theo ba phương pháp sau: Tính toán thủ công; tính toán phần mềm đồ họa khí kết hợp với tính toán