Thiết kế thiết bị nâng và vận chuyển bê tông khối, sức nâng q=20 tấn, khẩu độ l=4,5m, tầm với 2m, chiều cao nâng h=6m cho công ty cổ phần bạch đằng 5 thuộc tổng công ty xây dựng bạch đằng

MỞ ĐẦU Ngày nay khoa học công nghệ trên thế giới rất phát triển, các loại máy nâng vận chuyển ngày càng được sử dụng rộng rãi trong mọi ngành kinh tế quốc dân như xây dựng, kiến trúc, cô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM

VIỆN CƠ KHÍ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ THIẾT BỊ NÂNG VÀ VẬN CHUYỂN BÊ TÔNG KHỐI, SỨC NÂNG Q = 20T, KHẨU ĐỘ L = 4,5M, TẦM VỚI 2M, CHIỀU CAO NÂNG H = 6M CHO CÔNG TY CỔ PHẦN BẠCH ĐẰNG 5 THUỘC TỔNG CÔNG TY XÂY DỰNG BẠCH ĐẰNG

Lớp : MXD52-ĐH

Khiếu Văn PhướcTh.S Phạm Đức

HẢI PHÒNG, NĂM 2015

Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp (về lý luận, thực tiễn, tiến trình cần tính toán và các bản vẽ)

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Các số liệu chủ yếu cần thiết để thiết kế: ………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

1 Tinh thần thái độ, sự cố gắng của sinh viêntrong quá trình làm luận văn:

2 Đánh giá chất lượng luận văn tốt nghiệp (so với nội dung yêu cầu đã đề ra trên các mặt: lý luận, thực tiễn, chất lượng thuyết minh và các bản vẽ):

3 Chấm điểm của giáo viên hướng dẫn

(Điểm ghi bằng số và chữ)

Hải Phòng, ngày tháng năm 2015

Giáo viên hướng dẫn

Th.S Phạm Đức

ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

1 Đánh giá chất lượng luận văn tốt nghiệp về các mặt: Thu thập và phân tích số liệu ban đầu, cơ sở lý thuyết, vận dụng vào điều kiện cụ thể, chất lượng bản thuyết minh, bản vẽ, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn:

2 Chấm điểm của giáo viên phản biện

(Điểm ghi bằngsố và chữ)

Hải Phòng, ngày tháng năm 2015

Giáo viên phản biện

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

- Q: Sức nâng củacần trục

- L: Khẩu độ của cần trục

-H : Là chiều cao nâng

- CD% : là cường độ làm việc của cơ cấu

- Kng: Hệsốsửdụngtrongngày

- Kn: Hệsốsửdụngtrongnăm

- m : Số lần mở máy

- []:Ứng suất cho phép đối với chi tiết

-  : Ứng suất lớn nhất tác dụng lên chi tiết

- [n]: Hệsốantoàn

- n1 : Là hệsốantoànphụthuộcvàocôngdụng và mức độ quantrọngcủa chi tiết

- n2 :là hệsốantoàntính đếnchế độ làmviệccủa cơ cấu

- :là hiệusuấtcủa cơ cấu

- Nt : là công suất tĩnh của động cơ điện

- GD2: là mômen đà rô to của động cơ

- n : tốc độ quay của chi tiết

- m : là khối lượng của chi tiết

- Mdn: mômen danh nghĩa của động cơ

- max : hệ số mômen lớn nhất của động cơ

- i : tỷ số truyền của bộ truyền

- nq:Tốc độ quay của tang

- K: hệ số bám của cần trục khi di chuyển

- s,s : hệ số an toàn khi xét đến ứng suất pháp và ứng suất tiếp

-  : hệ số ma sát lăn ổ trục qui về đường kính trục ngõng trục

- ndc: Tốc độ quay của trục động cơ

- tm0: là thời gian mở máy khi không có vật nâng

- : là hệ số bám của bánh xe vào ray

- Mph : Mômen phanh

- Mk: là mômen truyền của khớp

- Y: là hệ số kể đến ảnh hưởng độ nghiêng của răng

- YF1,YF2: là hệ số hình dạng của bánh răng 1 và bánh răng 2

- d: là đường kính của trục bánh xe

- P1: là lực xiết bulông để tạo ma sát thắng lực đẩy ngang

-Z:là sốbulôngliênkếttrongmốighép

- jmax0: gia tốc lớn nhất

- B: là chiều rộng của tiết diện dầm

- H :là chiều cao của tiết diện dầm

- t:là chiềudàycủatấmthành

- b: là chiều dày của tấm biên

- JX : là mômen tĩnh lấy đối với trục X - X

- JY : là mômen tĩnh lấy đối với trục Y - Y

MỞ ĐẦU

Ngày nay khoa học công nghệ trên thế giới rất phát triển, các loại máy nâng vận chuyển ngày càng được sử dụng rộng rãi trong mọi ngành kinh tế quốc dân như xây dựng, kiến trúc, công nghiệp quốc phòng, cảng biển, xí nghiệp xếp dỡ hàng hoá Trong đó, ngành máy xếp dỡ và vận chuyển hàng hoá, máy móc, thiết bị nâng đóng góp một vai trò quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước Đặc biệt, tháng 11/2006 Việt Nam chính thức gia nhập tổ chức thương mại thế giới WTO, nhu cầu sử dụng máy nâng vận chuyển phục vụ công tác làm hàng tại các cảng sông, cảng biển, các công trình xây dựng, các nhà máy

cơ khí,…ngày càng trở nên cấp thiết

1 Lý do chọn đề tài

Đất nước đang trên đà phát triển mạnh mẽ, song song với nó là sự phát triển của các xí nghiệp, nhà máy Trong đó, các công ty xây dựng rất cần thiết cho việc xây dựng và phát triển cơ sở hạ tầng của đất nước Tổng Công ty xây dựng Bạch Đằng là công ty có nhiều trang thiết bị hiện đại và đội ngũ kĩ sư giỏi Mỗi năm công ty đều có những dự án xây dựng lớn như nhà ở, cầu cảng, trung tâm thương mại…

Một yêu cầu thực tế là tạiTổng công ty xây dựng Bạch Đằng đang cần có một cần trục để phục vụ cho việc nâng và vận chuyển bê tông khối tại các kho bãi của công ty

2 Mục đích của đề tài

Từ nhu cầu thực tế, yêu cầu của Tổng Công ty xây dựng Bạch Đằng và khả năng của bản thân, em nhận thấy đây là một đề tài phù hợp với khả năng của mình Trước hết là củng cố kiến thức sau hơn 4 năm học tập dưới mái trường đại học và bước đầu làm quen với một đồ án thiết kế lớn sẽ giúp em có thêm kinh nghiệm cho công việc sau này

3 Phạm vi nghiên cứu

Tính toán thiết kế cần trục có sức nâng 20T, em sẽ lựa chọn phương án thiết

kế, nghiên cứu và tính toán cơ cấu nâng, cơ cấu di chuyển và tính toán kết cấu thép Dựatrên các kiến thức đã được học để tính toán thiết kế, so sánh và kiểm nghiệm thực tế để học hỏi kinh nghiệm của các nhà thiết kế

Trong khi thực hiện có sử dụng các tài liệu trong chuyên nghành máy nâng chuyển, các tài liệu có liên quan về vật liệu, dung sai – kĩ thuật đo, catalog của các hãng chế tạo thiết bị nâng…Sử dụng phần mềm Autocad, Sap để phục vụ cho quá trình tính toán thiết kế nhanh chóng và chính xác hơn

4 Nội dung đề tài

Đề tài: Tính toán thiết kế cần trục sức nâng 20 T; khẩu độ L=4,5 m; tầm với

R=2 m; chiều cao nâng H=6 m với các yêu cầu cụ thể sau:

- Lựa chọn phương án

- Tính toán thiết kế cơ cấu nâng

- Tính toán thiết kế cơ cấu di chuyển cần trục

- Tính toán kết cấu thép cần trục

5 Ý nghĩa khoa học của đề tài

Đề tài thiết kế tốt nghiệp này sẽ giúp em hoàn thiện và hệ thống hóa lại các kiến thức đã học, từ đó rút kinh nghiệm cho bản thân

Đề tài có ý nghĩa thực tiễn với các cơ sở sản suất, các nhà máy cơ khí, các công ty xây dựng trong nước về phương diện tự chế tạo cung cấp cần trục mà không cần phải nhập về từ nước ngoài giúp giảm chi phí và đem lại hiệu quả kinh

tế cao

CHƯƠNG 1: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 1.1 Nơi lắp đặt cần trục

Thiết bị nâng được lắp đặt tại các kho bãi chứa các khối bê tông được đúc sẵn

Lối ra ô tô vận tải

Hướng đi ô tô vận chuyển

chuyển bê tông khối dùng trong xây dựng cầu cảng, đê chắn sóng, các công trình xây dựng

1.2 Lựa chọn phương án thiết kế

1.2.1 Lựa chọn cần trục

- Phương án 1: Lựa chọn cổng trục dạng dầm có một đầu công son

Hình1.2- Cổng trục có một đầu công son

1-Ray di chuyển; 2-Cụm bánh xe di chuyển; 3-Kết cấu thép chân cổng; 4-Dầm chính; 5-Xe con; 6-Dây cáp điện; 7-Cầu thang; 8-Cơ cấu nâng hàng; 9- Cabin

điều khiển; 10-Thiết bị mang hàng; 11-Sàn lát

Do vị trí đặt cần trục có 1 phần tiếp giáp với nhà xưởng của công ty, chỉ cho phép

bố trí công son về một phía Dầm được sử dụng trong kết cấu kim loại máy trục

4

5

8 6

1 7

với kết cấu có khẩu độ trung bình và nhỏ, tải trọng tương đối lớn và làm việc ở vùng có gió không lớn lắm Do đó toàn bộ cổng trục có kết cấu dầm có đặc điểm sau:

+ Ưu điểm:

- Dầm có độ bền mỏi cao hơn dàn

- Cổng trục được sử dụng rộng rãi trong bến cảng, nhà máy Có thể chế táo cổng trục với sức nâng lớn (>400T), chiều cao nâng và khẩu độ lớn

- Tính linh hoạt của cổng trục cao do có xe con mang hàng

+ Nhược điểm :

- Trọng lượng lớn với khẩu độ dài dầm sẽ chịu uốn nhiều do tải trọng bản thân lớn

- Diện tích chắn gió lớn

- Giá thành chế tạo, chi phí bảo dưỡng,sửa chữa lớn

- Phương án 2: Lựa chọn cần trục có kết cấu như sau :

Hình 1.3 : Tổng thể cần trục

1-Cụm móc; 2-Cụm puly đầu cần; 3-Dầm công son; 4-Pu ly dẫn hướng; 5-Nhánh chân sau; 6-Cáp nâng hàng; 7-Cơ cấu nâng; 8-Dầm chân; 9- Cơ cấu di chuyển; 10-Dầm phụ; 11-Dầm ngang ray; 12-Đối trọng; 13-Ca bin; 14-Thang; 15-Tang

Cần trục được chế tạo dựa trên kết cấu của cổng trục nhưng đơn giản hơn, cấu tạo gồm cần dầm có hai nhánh, liên kết với nhau bằng hai dầm ngang tạo thành khung cứng, có một đầu công son thò ra phía ngoài cụm chân trước, ở đầu công son lắp cụm puly móc treo, khoảng cách từ tâm móc đến đường ray di chuyển là 2m, cần liên kết cứng với hai cụm chân trước – sau bằng các bu lông liên kết tạo thành hệ khung giá cứng vững, hai nhánh chân trước nằm trong mặt phẳng thẳng đứng, hai nhánh sau nghiêng góc so với mặt phẳng đứng Khoảng cách hai ray di chuyển cần trục là 4,5m Các nhánh chân cũng được liên kết cứng với dầm chân của khung hành trình bằng các bu lông Khung hành trình có hai dầm chân liên kết với hai dầm ngang bằng bu lông Trên khung hành trình lắp đặt cơ cấu nâng, đối trọng cân bằng, hai cơ cấu di chuyển máy nâng lắp ở hai bên chân trên hai dầm chân

Khi làm việc, máy nâng di chuyển về vị trí xếp hàng, cơ cấu nâng hoạt đông nâng hàng lên độ cao cần thiết Khi hàng đã ở độ cao cần thiết, hai cơ cấu di chuyển hoạt động đưa máy nâng chạy trên đường ray tới vị trí dỡ hàng Tại đây hàng được hạ xuống bãi tập kết và máy nâng lại trở về vị trí ban đầu thực hiện chu trình tiếp theo

Kết luận:

So với cổng trục một đầu công son thì cần trục thiết kế cần ít cơ cấu hơn, thiết kế tiết kiệm vật liệu do đó chi phí chế tạo và bảo dưỡng thấp.Việc chế tạo dầm đơn giản và dễ dàng do có thể áp dụng phương pháp hàn tự động và bán tự động, cắt tự động

Từ những ưu nhược điểm trên và yêu cầu thực tế đặt ra của công ty ta thấy thiết bị nâng ở phương án 2 có sức nâng tương đối lớn Q=20T, thiết kế đơn giản, dễ dàng điều khiển, vận hành và bảo dưỡng Chi phí chế tạo lắp đặt thấp hơn cổng trục, cùng với điều kiện địa hình làm việc ở kho bãi của công ty xây dựng, ta lựa chọn thiết kế thiết bị nâng theo phương án 2

1.2.5 Kết luận

Vậy ta lựa chọn cần trục theo phương án 2 có thiết kếnhư sau:

- Kết cấu thép: Sử dụng kết cấu thép dầm hộp, tiết diện dầm tổ hợp có kết cấu hình hộp

- Cơ cấu nâng dẫn động bằng động cơ điện

- Cơ cấu di chuyển máy nâng : di chuyển trên ray sử dụng sơ đồ truyền động riêng

1.3.Các thông số cơ bản của cần trục

- Hệ số sử dụng trong ngày

Kng =

24

ngµy trong viÖc lµm giê sè

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CƠ CẤU NÂNG

2.1 Lựa chọn hệ truyền động, sơ đồ truyền động và sơ đồ mắc cáp

2.1.1.Chọn hệ truyền động

Cơ cấu nâng sử dụng hệ truyền động riêng dẫn động bằng động cơ điện

2.1.2 Sơ đồ truyền động

Hình 2.1: Sơ đồ truyền động cơ cấu nâng

1- Động cơ điện,2- Phanh, 3- Khớp nối, 4- Hộp giảm tốc,

5- Tang trống, 6- Gối đỡ trục tang

* Nguyên lý hoạt động:

Động cơ điện (1) được nối với hộp giảm tốc (4) nhờ khớp nối (3) Hộp giảm tốc(4) được nối với tang trống quấn cáp (5).Tang này được đặt trên ổ đỡ (6) Khi động cơ điện quay nó truyền mômen xoắn sang hộp giảm tốc thông qua khớp nối

(3) Hộp giảm tốc sẽ truyền momen xoắn cho tang thông qua khớp răng và tang sẽ thực hiện việc nâng hạ hàng

2.1.3 Sơ đồ mắc cáp

Với cần trụcta sử dụng hệ thống palăng kép vì : Với palăng kép thì hàng được nâng theo phương thẳng đứng, áp lực lên gối đỡ trục tang đều nhau và giúp

cho lực căng của cáp giảm

Theo bảng (2-1) [2] với palăng kép và sức nâng Q =20 T ta chọn a = 4( bội suất palăng ).Ta có palăng gồm 4 puly di động và 3 puly cố định :

Hình 2.2: Sơ đồ mắc cáp cơ cấu nâng

2.1.4.Chọn móc treo

Với sức nâng Q = 20T ta chọn giá treo móc theo (bảng III.18) [3]:

a = 4

B (mm)

b1 (mm)

b (mm)

H (mm)

Số puly

Đường kính rãnh cáp (mm)

Khối lượng (kg)

2.2 Tính chế độ làm việc của cơ cấu

* Chế độ làm việc của cơ cấu được đặc trưng bằng các thông số sau:

2.2.1 Cường độ làm việc của cơ cấu:

Chế độ làm việc của cơ cấu đựơc đặc trưng bởi cường độ làm việc của cơ cấu

(Cụng thức 1.1[2]) :

% 100

- T: Tổng thời gian một chu kì làm việc của cơ cấu; T = 12 (phút)

Khi đó ta có thêm các thông số:

- Số lần mở máy trong 1 giờ: 120 (lần)

- Số chu kỳ làm việc trong 1 giờ: a ck  20

- Nhiệt độ môi trường xung quanh: 0

25 C

2.3.Tính lực căng cáp và chọn cáp nâng, tính chọn puly

2.3.1 Chọn loại cáp thép

Cơ cấu nâng dùng động cơ điện có vận tốc cao ta chọn thiết bị mang hàng loại dây cáp vì dây cáp nhiều ưu điểm hơn so với các loại dây kéo khác như xích hàn, xích tấm :

- An toàn trong sử dụng

- Độ mềm cao, dễ uốn cong, đảm bảo độ nhỏ gọn của cơ cấu

- Làm việc êm, trọng lượng nhỏ, giá thành thấp Dễ dàng thay thế, bảo dưỡng

- Đảm bảo độ bền lâu, độ tin cậy, độ bền

* Xác định lực căng cáp lớn nhất cuốn lên tang:

Lực căng lớn nhất xuất hiện ở nhánh cáp cuốn lên tang (Công thức 2.18[2]) : Smax=  (1 ) 0

-= 0,98 : Hiệu suất trên 1 puly đặt trên ổ lăn được bôi trơn bằng mỡ

- a = 4 : Bội suất palăng cáp

- t = 0 : Số puly chuyển hướng không tham gia vào bội suất pa lăng

o p

Q S

- Theo quy định an toàn, độ bền củacáp thép được tính theo lực căng tĩnh lớn nhất khi làm việc và chọn theo lực kéo đứt lớn nhất (Công thức 2.10[2]):

Sđ ≥ Smax.n Trong đó :

-Sđ : Lực kéo đứt cáp do nhà chế tạo xác định và được cho trong các bảng cáp tiêu chuẩn

- n =5,5 : Hệ số an toàn bền của cáp thép chọn theo (Bảng 2-2[2])

+ Khối lượng tính toán 1000m cáp đã bôi trơn: 1220 kg

Độ bền dự trữ của cáp thép tính theo công thức :

185600

7, 20 [ ] 5,5 25762

- Puly cố định để đổi hướng cáp

- Puly di động để thay đổi lực căng cáp

- Puly cân bằng

Puly dùng trong cơ cấu nâng với chế độ làm việc nhẹ và trung bình thường được làm bằng gang xám Mặt cắt của rãnh như sau :

Hỡnh 2.4 : Mặt cắt rãnh puly

Bề mặt làm việc của rãnh phải được gia công cơ Kích thước rãnh puly phải đảm bảo cho cáp vòng qua dễ dàng, không bị kẹt và bề mặt tiếp xúc giữa cáp và đáy rãnh lớn để giảm ứng suất tiếp xúc, cáp đỡ bị mòn

Đáy rãnh puly có bán kính r = 0,6dc = 0,6.18 = 10,8 mm

Góc nghiêng của hai thành bên rãnh puly 2α = 50o

Chiều sâu rãnh puly h được chọn h ≥ (2÷2,5).dc Chọn h = 2,5.18 = 45 mm

2.4.Tính chọn tang

2.4.1 Các kích thước cơ bản của tang

Với chế độ làm việc liên tục và có sức nâng lớn thì tang được đúc bằng gang.Sử dụng loại tang quấn một lớp có xẻ rãnh Sử dụng tang kép dùng cho palăng kép Loại tang này có nhiều ưu điểm nên được sử dụng rộng rãi và phổ biến Rãnh cáp trên tang có tác dụng dãn cáp cuộn đều lên tang, làm cho các vòng cáp puly không tiếp xúc với nhau, diện tích tiếp xúc giữa cáp và tang lớn làm giảm ứng suất tiếp xúc

- Lý do mà ta không sử dụng tang quấn nhiều lớp cáp là: tang quấn nhiều lớp cáp làm cáp chóng mòn hơn bởi vì các lớp cáp phía dưới chịu lực ép lớn do các lớp trên đè lên và giữa các vòng cáp cũng có ma sát

2.4.1.1 Đường kính tang

Đường kính nhỏ nhất cho phép của tang và ròng rọc phải đảm bảo độ bền lâu của cáp và được xác định (Công thức 2.12[2]):

Dt dc (e - 1)

Trong đó : - dc = 18 mm : đường kính cáp quấn trên tang

- e = 25 : hệ số phụ thuộc vào loại máy và chế độ làm việc (Bảng 2.4[2]):

Hình 2.5: Tang trống

- Chiều dài tang phải đảm bảo sao cho khi nâng vật lên vị trí cao nhất thì toàn bộ cáp phải được cuốn đủ vào tang và khi hạ vật xuống vị trí thấp nhất thì trên tang phải còn lại ít nhất là 1,5 vòng dây dự trữ (quy định an toàn) mục đích làm giảm tải trọng tác dụng vào đầu kẹp cáp

- Chiều dài toàn bộ tang được xác định ( Công thức 2.14[2]) :

L = Lo + 2L1+2L2+L3 Trong đó:

- Lo: Là chiều dài phần cắt ren

- L1: Là chiều dài phần tang để kẹp đầu cáp

- L2: Là chiều dài phần tang để làm thành bên

- L3: Là chiều dài phần giữa tang không cắt rãnh

Ta có chiều dài một nhánh cáp cuốn lên tang khi làm việc với chiều cao nâng làH = 6 m được tính theo công thức sau:

l = H.a = 6.4 = 24 (m)

Số vòng cáp phải cuốn ở một nhánh cáp:

,)

l

Z

c t

2 18,32(0, 45 0, 018)

t là bước cáp

t = dc + (2÷3) = 18 + 2÷3 = 20÷21 (mm) Chọn t = 20 (mm)

 Lo = 2.20.20 = 800 ( mm) Chiều dài phần tang để cặp đầu cáp là:

L1= 3.t = 3.20= 60(mm) Theo kinh nghiệm ta có: L2=20mm

Chiều dài phần giữa tang không cắt rãnh là:

L = 800 + 2.60 + 2.20 + 186 = 1146 (mm)

- Bề dầy thành tang được xác định theo công thức kinh nghiệm:

 = 0,02Dt + (6  10) = 0,02.450 + 9 = 18 (mm)

Bán kính rãnh cáp :

2.4.2.Kiểm tra sức bền tang

Dưới tác dụng của lực căng cáp thì bề mặt thành tang chịu áp lực phân bố đều như sau:

Hình 2.7: Sơ đồ tính sức bền nén tang

Như vậy do tác dụng của lực căng cáp tang trống được tính như 1 ống dày chịu ứng suất nén là chủ yếu Sự phân bố ứng suất nén trên thành tang được biểu diễn như ở hình trên và sức bền nén của tang được tính theo [2] :

t

S k

- k = 1 : là hệ số phụ thuộc vào số lớp cáp cuốn trên tang

-  = 0,8 : là hệ số giảm ứng suất, đối với tang bằng gang

(1135

565]

Kết luận: Vậy tang đủ bền

2.4.3.Kiểm tra độ ổn định của tang

Do đường kính và chiều dài của tang lớn nên bề dày thành tang tương đối mỏng so với kích thước tổng thể của tang Dưới tác dụng của áp lực P có thể tang đủ bền nhưng vẫn hỏng do mất ổn định

Tang được kiểm tra ổn định theo công thức sau :

Pth : áp lực nén tới hạn được tính theo công thức

Kết luận: Vậy tang đủ ổn định

2.4.4 Cặp đầu cáp trên tang

Phương pháp cặp đầu cáp trên tang đơn giản và phổ biến nhất hiện nay là dùng tấm cặp trên mỗi đầu cáp Số tấm cặp phải dùng ít nhất là 2 tấm ứng với đường kính dây cáp là: dc = 18 mm, bước cắt rãnh: t = 20 mm

Do trên tang có số có số vòng cáp dự trữ không sử dụng đến lực tác dụng trực tiếp lên cặp sẽ không phải là lực lớn nhất Smax mà là lực S0 nhỏ hơn do có ma sát giữa mặt tang với các vòng cáp an toàn đó

Hình 2.8 : Đầu cặp cáp

Lực tính toán đối với cặp cáp tính theo Công thức 2.16 [2] :



fe

S

Trong đó:

- f= 0,14 : Hệ số ma sát giữa mặt tang với cáp

Hình 2.9 : Kết cấu tang

Sơ đồ tính trục tang được trình bày như hình vẽ

410 A

Vì sử dụng pa lăng kép nên vị trí của lực căng dây trên tang sẽ không thay đổi và nằm ở điểm giữa của tang

31405( ) 1050

R R





Mô men uốn tại D: M D R A.110  22249.110  2447390 (N.mm)

Mô men uốn tại C: M C R B.160  29275.160  4684000 (N.mm)

Từ đây ta có thể suy ra biểu đồ mô men uốn và biểu đồ lực cắt như hình vẽ trên Trục tang được làm bằng thép 45 có các thông số cơ bản sau:

xứng Ứng suất cho phép với chu kỳ đối xứng trong phép tính sơ bộ có thể tính theo công thức sau:

250]

Nhìn vào biểu đồ nội lực ta thấy tiết diện nguy hiểm là C-C

Đường kính trục tang được tính theo công thức:





3 4684000

84,36( )0.1 78

   

* Kiểm tra bền trục tang:

- Tại tiết diện C-C có momen lớn nhất gây ra ứng suất nguy hiểm tại mặt cắt này, vì vậy ta có ứng suất uốn:

   Vậy trục đảm bảo điều kiện bền tĩnh

* Kiểm tra mỏi trục tang:

Số giờ làm việc tổng cộng của trục lấy bằng tuổi thọ của máy T = 44000 (h) Số chu kỳ làm việc tổng cộng:

nt là số vòng quay của tang để đảm bảo vận tốc nâng, ta tính nt theo công thức sau :

nt = .

n o

v a D

 = 3,14.(0, 45 0, 018)6.4 = 16,33(vg/ph)

CĐ% = 23% là cường độ làm việc ứng với chế độ làm việc trung bình Số chu kỳ làm việc tương ứng với các giá trị tải trọng Q Q Q1, 2, 3 Số chu kỳ làm việc tương đương:

Z

10

1, 07 5957223

tt C

Như vậy n c> [n] Vậy trục đảm bảo điều kiện bền mỏi

* Kiểm tra tại vị trí cố định có đường kính d = 90 (mm) Mụ men uốn:

Các thông số khác lấy giống như trên

Hệ số an toàn được tính như sau:

1 1

2.4.6 Tính chọn ổ trục tang

Tải trọng lớn nhất tác dụng lớn ổ là tải trọng hướng tâm Với đường kính lắp ổ của trục d = 75 (mm) Tra theo [3] ta chọn ổ bi đỡ lòng cầu hai dãy (Theo C5720-75)

* Các thông số kỹ thuật của ổ:

- Số hiệu ổ: 1314 - Cỡ trung

- Khả năng tải tĩnh: C0  39,10(kN)

- Khả năng tải động: C = 62,40 (kN)

d D

B

3,5

a

Hình 2.12: Ổ bi đỡ lòng cầu hai dãy

Bảng 2.2: Thông số của ổ

Tải trọng lớn nhất tác dụng lên ổ là tải trọng hướng tâm, bằng phản lực RB tại gối

đỡ đó, ở đây R B  29275(N)(đó tính ở trên) ứng với tải trọng định mức

kd : hệ số kể đến đặc tính tải; tra theo [3]

Thay các thông số vào công thức trên ta có:R t1 29275.1, 2.1 35130(N)  khi

2 , 0 5

1 ,

6 , 0 5

3 2 1

T

t T

t T

Tốc độ quay của ổ bằng tốc độ quay của tang: N o  n t 16,33(v/ph)

Tuổi thọ của ổ tính bằng giờ, lấy bằng số giờ làm việc của cơ cấu nâng, tra theo [1]

ta lấy Lh = 3500 (h)

Thời gian làm việc thực tế của ổ: h = Lh.CĐ% = 3500.0,25 = 875 (h)

Khả năng tải động thực tế của ổ:

Ta thấy: C d æ C → Vậy ổ đảm bảo an toàn khi làm việc

2.4.7 Tính chọn then để định vị moayơ với trục tang

Hình 2.13: Then bằng

Ứng với đường kính trục tại tiết diện C-C là 85 (mm), chọn loại then bằng theo Tiêu chuẩn Việt Nam 2261-77 (Bảng 9.1a[4]) có kích thước:

Bảng 2.3: Thông số kích thước của then

d(mm) Kích thước then Chiều sâu rãnh then Bán kính góc lượn r

b(mm) h(mm) t1(mm) t2(mm) Nhỏ nhất Lớn nhất

p = 0,97 là hiệu suất của palăng

t = 0,96 là hiệu suất của tang theo bảng 1-9 [2] đối với ổ lăn

o = 0,92 là hiệu suất cấu bộ truyền được chế tạo thành hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng trụ

 = 0,97.0,96.0,92 = 0,87

N = 200000.6

60.1000.0,87= 23 ( kW) Căn cứ vào cụng suất cần thiết của động cơ để dẫn động cho cơ cấu nâng là loại động cơ làm việc ở chế độ trung bình có ký hiệu MTF 412-8 Theo bảng III.20.[3]

có các thông số cơ bản: