Kỹ Thuật Nâng Chuyển Lựa Chọn Các Thông Số Cơ Bản Của Bộ Tời Nâng Của Cần Trục

Lựa chọn các thông số cơ bản của hệ thống tời nâng của cần trụcI.Mục đích: Nghiên cứu cấu tạo của bộ tời đảo chiều có dẫn động bằng điện. Làm quen với các chi tiết máy công dụng chung và cụm lắp ráp phổ biến nhất của các máy nâng. Nắm vững phương pháp chọn các phần tử chính và các thông số xác định của các máy nâng qua ví dụ về bộ tời nâng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP.HCM  KHOA CƠ KHÍ Môn học:Kỹ thuật nâng chuyển BÀI TẬP LỚN ĐỀ TÀ I: Lựa chọn thông số tời nâng cần trục TP HỒ CHÍ MINH – Tháng 3-2018 ĐỀ TÀI Lựa chọn thông số hệ thống tời nâng cần trục I.Mục đích: - Nghiên cứu cấu tạo tời đảo chiều có dẫn động điện - Làm quen với chi tiết máy công dụng chung cụm lắp ráp phổ biến máy nâng - Nắm vững phương pháp chọn phần tử thông số xác định máy nâng qua ví dụ tời nâng (Hình 1) Hình 1: Sơ đồ động tời 1- Tang – Hộp giảm tốc 2, – Khớp nối – Phanh 6 – Động điện ❖ Bảng 1: Các thông số ban đầu Đề số 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Tải trọng Q Tốc độ nâng KN Vn m/ph 15 40 20 35 25 20 30 25 50 20 50 25 30 20 25 35 20 40 15 35 30 20 25 25 30 30 25 35 20 20 25 25 30 30 50 20 50 20 30 25 30 25 50 20 25 20 15 30 15 15 15 20 20 30 20 35 25 25 Chiều cao nâng H, m 30 25 25 30 10 30 25 25 20 25 25 20 10 40 40 35 25 15 20 30 20 10 20 30 20 20 25 25 25 CĐ% 10 10 10 10 10 10 15 15 15 15 15 15 25 25 25 25 25 25 40 40 40 40 40 40 40 15 15 15 10 Sơ đồ theo hình 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 4 1 2 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 25 30 30 50 50 15 15 20 25 30 30 50 50 15 20 25 20 15 25 30 50 25 15 10 15 20 25 30 50 15 20 25 30 15 30 30 40 25 15 30 20 30 20 20 15 30 15 15 20 25 20 15 30 20 20 15 20 40 30 30 20 25 20 25 35 40 20 40 25 25 30 15 10 25 25 15 20 15 15 25 20 15 20 20 25 30 25 30 20 30 25 30 25 20 30 25 15 25 30 30 25 30 15 10 10 10 10 15 15 15 15 25 25 40 40 15 25 25 15 25 25 25 25 15 15 15 15 15 10 15 15 10 15 15 15 2 3 2 2 4 1 4 2 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 20 25 30 35 40 45 50 15 20 25 30 35 50 50 35 30 35 20 25 25 20 20 20 40 35 20 20 25 25 25 25 20 Sơ đồ mắc cáp: Các thông số ban đầu(Đề số 12): - Tải trọng Q : 25 KN 25 25 30 20 15 20 15 30 23 25 30 15 20 20 30 30 15 15 15 15 25 25 25 15 15 15 25 25 25 25 25 25 4 4 - Tốc độ nâng Vn: 25 m/ph Chiều cao H: 20 m CĐ 15% Hình I XÁC ĐỊNH LỰC TRONG CÁP NÂNG: S= 𝑄+𝑞 = 25+0,75 𝑎.ƞ𝑝 𝑚 2.0,983 = 6,839 (KN) Trong đó: a= 𝑠ố 𝑛ℎá𝑛ℎ 𝑐á𝑝 𝑡𝑟𝑒𝑜 𝑣ậ𝑡 𝑠ố 𝑛ℎá𝑛ℎ 𝑐á𝑝 𝑐𝑢ố𝑛 𝑣à𝑜 𝑣ậ𝑡 =2 a gọi hiệu suất palăng +ƞ𝑝 gọi hiệu suất chung palăng,ta chọn hiệu suất puli ƞ=0,98 theo sơ đồ mắc cáp hình (hình thứ 1) có puli nên ta có hiệu suất palăng là: ƞ𝑝 = ƞ𝑛 = 0,983 +Q trọng tải +q khối lượng cụm móc treo q=0,03.25=0,75 (KN) +m=2,m hệ số bội suất (palăng đơn) +lực kéo đứt cáp lớn vật: R=S.K=6,839.5,0=34,195 (KN) Với K tra bảng sau: ❖ Bảng CĐ% 10 15 25 40 40 K 4,5 5,0 5,5 6,0 Chế độ làm việc Rất nhẹ Nhẹ Trung bình Nặng Rất nặng Theo số liệu ban đầu có CĐ=10% nên ta chọn K=5,0 Theo lực kéo đứt tìm ta chọn cáp theo bảng 2.Lực kéo đứt cáp cần phải ≥R Trong tính tốn cần phải đưa đặc tính cáp sau: +Loại cáp +Đường kính (mm) +Giới hạn bền tính tốn sợi thép cáp chịu kéo (MPa) +Lực kéo đứt cáp (KN) +Vẽ tiết diện ngang cáp sơ đồ bện cáp Theo bảng chọn loại cáp bện xi,đường kính 𝑑𝑐 =8,3mm,giới hạn bền kéo sợi thép cáp 156,8 MPa,lực kéo đứt 34,8Kn.Khối lượng 100 mét cáp 256 kg ❖ Bảng 3: Cáp thép JIK_P theo ‫ד‬oct2688-80(Nga) Đường kính cáp(mm) 4,1 4,8 5,1 5,6 6,9 8,3 9,1 9,9 11 12 13 14 15 16,5 18 19,5 21 II Khối lượng 100 mét cáp(kg) 64,1 84,4 95,5 116,5 176,6 256 305 358,6 461,6 527 596,6 728 844 1025 1220 1405 1635 Giới hạn bền kéo sợi dây cáp(Mpa) 147,0 156,8 176,4 196,0 Lực kéo đứt cáp(kN) 9,75 10,85 12,85 13,9 14,6 15,8 15,8 17,8 19,35 24 26,3 28,7 34,8 38,15 41,6 41,55 45,45 49,6 48,85 53,45 58,35 62,85 68,8 75,15 71,75 78,55 85,75 76,19 81,25 89 97 98,85 98,95 108 1189 107 114,5 125,55 137 130 139 152 166 155 166 181,5 198 179,9 191 209 228 208 222 243,5 265,5 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA TANG VÀ CỦA CÁC PULI Đường kính nhỏ cho phép tang xẻ rãnh đo theo đáy rãnh: +Dt ≥ dc(e - 1)=8,3(20-1)=157,7 mm →Chọn Dt= 400mm -Trong đó: +dc –là đường kính cáp,dc=8,3mm +e –hệ số phụ thuộc vào chế độ làm việc cấu e tra bảng sau: ❖ Bảng CĐ% 10 15 25 e 15 20 25 +Theo ta có CĐ=10% nên e=15 Chiều dài cáp quấn lên tang: 40 30 40 30 L=H.a.m=20.2.2=80 m= 80000mm Số vòng cáp cần thiết quấn lên tang: Z= 𝑙 𝜋(𝐷𝑡 +𝑑𝑐 ) + 𝑚= 80000 𝜋(400+8,3) + 5.2=72 vòng Người ta them vào vòng cáp xuất phát từ điều kiện,sao cho cụm móc treo xuống hồn tồn tang lại khơng 1,5 vòng cáp dự trữ,3 đến vòng cáp lại cần thiết cho việc kẹp chặt Chiều dài phần xẻ rãnh tang: L=Z.t=72.10,3=741,6mm Trong t=dc+(1.5÷2)=8,3+2=10,3 Tỷ số kích thước tang cần phải thỏa mãn điều kiện: 𝐿 =1÷3 𝐷𝑡 Theo tính tốn ta có: 𝐿 741,6 = = 1,854 𝐷𝑡 400 Tỷ số nằm khoảng từ 1÷3 nên thỏa mãn điều kiện tốn Từ số liệu tính tốn ta tiến hành vẽ tang với kí hiệu kích thước sau: III CHỌN CÁC PHẦN TỬ TRUYỀN ĐỘNG: +Tốc độ quấn cáp tang Vc=Vn.a=20.2=40m/phút= 40000mm/ph + số vòng quay cần thiết tang: nt= 𝑉𝑐 𝜋(𝐷𝑡 +𝑑𝑐 ) = 40000 𝑣 𝜋(400+8,3) = 31,2( ) 𝑝ℎ +tỷ số truyền tính toán cần thiết hộp giảm tốc xác định theo cơng thức: 𝑡 𝑖𝑔𝑡 𝑛đ𝑐 = 𝑛𝑐𝑡 Trong 𝑛đ𝑐 số vòng quay trục động điện Các động điện sử dụng tời nâng vật có số vòng quay khác chẳng hạn 𝑛đ𝑐 =1500v/ph, 𝑛đ𝑐 =1000v/ph, 𝑛đ𝑐 =750v/ph Để chọn xác tỷ số truyền hộp giảm tốc tiêu chuẩn 𝑐 𝑡 𝑖𝑔𝑡 ta xác định giá trị tỉ số truyền tính tốn 𝑖𝑔𝑡 : +Đối với động điện có số vòng quay 1500 vòng/phút: 𝑡 𝑖𝑔𝑡 1500 1500 = = = 48,07 𝑛𝑡 31,2 + Đối với động điện có số vòng quay 1000 vòng/phút: 𝑡 𝑖𝑔𝑡 = 1000 1000 = = 32,05 𝑛𝑡 31,2 + Đối với động điện có số vòng quay 750 vòng/phút: 750 750 𝑡 𝑖𝑔𝑡 = = = 24,03 𝑛𝑡 31,2 Theo giá trị tính tốn ta chọn giá trị tỷ số 𝑐 truyền 𝑖𝑔𝑡 bảng4dưới gần với giá trị tính tốn: ❖ Bảng 5: Tỉ số truyền hộp giảm tốc theo tiêu chuẩn PM Tỷ số truyền 48,56 40,17 31,50 23,34 20,49 15,75 12,64 10,35 8,23 Kiểu thực I II III IV V VI VII Số bánh 14 18 20 22 26 VIII Cấp 11 13 30 thứ 88 86 85 84 79 77 73 69 Cấp 14 14 16 16 18 18 18 18 thứ 85 85 83 81 81 81 81 81 hai 𝑡 Dựa theo bảng giá trị 𝑖𝑔𝑡 tính ta chọn tỷ số truyền 𝑐 𝑖𝑔𝑡 =31,5 kiểu thực hôp giảm tốc kiểu VI Như ta chọn động điện có số vòng quay nđc=1000 vòng/phút +cơng suất động điện chế độ bình ổn: IX 36 64 18 81 Nđc= (𝑄+𝑞).𝑣𝑛 60.𝑛0 = (25+0,75).25 60.0,83 = 12,926 𝐾𝑊 Trong đó: 𝑛0 hiệu suất chung cấu nâng vật,khi sử dụng hộp giảm tốc kiểu PM 𝑛0 = 0,83 Theo số vòng quay trục động điện bảng5 xác định kiểu động điện có cơng suất ≥Nđc ❖ Bảng 6: Đặc tính động điện Kiểu 4AA56A 4AA56B 4AA63B 4AA63B 4A71A 4A71B 4A80A 4A80B 4A90A 4A90B 4A100A 4A100B Cơng suất (KW)ở số vòng quay (v/ph) 1500 1000 750 0,12 0,18 0,25 0,37 0,55 0,75 1,1 1,5 2,2 3,0 4,0 Cơng suất Kiểu (KW)ở số vòng quay (v/ph) 150 1000 750 - 4A112MB 4,0 3,0 4A132 7,5 5,5 4,0 0,18 4A32M 11,0 7,5 5,5 0,25 4A160 15,0 11 7,5 0,37 4A160M 18,5 15 11,0 0,55 0,25 4A180 22,0 0,75 0,25 4A180M 30,0 18,5 15,0 1,1 0,55 4A200M 37,0 22,0 18,5 1,5 0,75 4A200 45,0 30,0 22,0 1,1 4A220M 55,0 37,0 30,0 4A250 75,0 45,0 37,0 2,2 1,5 4A250M 90,0 55,0 45,0 Dựa vào Nđc bảng ta chọn động 4A160M có số vòng quay 1000 vòng/phút cơng suất 15KW Theo bảng chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn phù hợp với số vòng quay trục ra,với công suất động chọn kiểu hộp giảm tốc Chọn mác (nhãn hiệu) hộp giảm tốc thực theo trình tự sau: cột đứng phù hợp với kiểu thực hộp giảm tốc theo bảng,chọn giá trị chuẩn công suất hộp giảm tốc có giá trị ≥Nđc.Sau kiểm tra xem số vòng quay động điện có vượt giá trị cho phép số vòng quay trục hộp giảm tốc chọn hay không (cột 2,bảng 5).Khi vượt giá trị cho phép chọn hộp giảm tốc có đặc tính đưa dòng dưới.Đối với hộp giảm tốc số vòng quay động nđc khơng vượt q giá trị cho phép số vòng quay trục hộp giảm tốc Ta chọn động điện kiểu 4A160M có số vòng quay động 1000 vòng/phút kiểu thực hộp giảm tốc kiểu VI.Từ số liệu dựa vào ❖ Bảng : Số vòng quay Mác tối đa cho HGT phép trục chủ động PM-400 1000 IV I II III Kiểu thực IV V VI VII VIII IX Công suất trục chủ động (KW) 7,9 10,6 11,7 13,4 16,2 18,3 19,7 Ta chọn hộp giảm tốc có nhãn PM-400 với thông số kỹ thuật sau: +Công suất trục chủ động 13,4 KW≥Nđc= 12,926KW +Số vòng quay tối đa cho phép trục chủ động (vòng/phút):1000 XÁC ĐỊNH TỐC ĐỘ NÂNG VẬT THỰC TẾ: 𝑐 Do trị số tỷ số truyền hộp giảm tốc chọn 𝑖𝑔𝑡 không trùng 𝑡 khớp với trị số tỷ số truyền hộp giảm tốc tính tốn 𝑖𝑔𝑡 nên tốc độ nâng vật thực tế khác với số liệu cho trước.Nên ta tính tốn lại theo trình tự sau: *Số vòng quay thực tế tang: 𝑡 𝑖 32,05 𝑔𝑡 𝑛𝑡′ = 𝑛𝑡 𝑐 = 31,2 = 31,74 𝑣/𝑝ℎ 𝑖𝑔𝑡 31,5 Ta thấy tỷ số truyền tính tốn tỷ số truyền hộp giảm tốc gần nên số vòng quay thực tế tang giống với tính tốn ban đầu 63,47 vòng *Tốc độ chuyển động thực tế cáp: ′ 𝑣𝑐á𝑝 = 𝑛𝑡′ 𝜋 (𝐷𝑡 + 𝑑𝑐 ) = 31,74 𝜋 (400 + 8,3) = 40713,29 (𝑚𝑚) = 40,713(𝑚) *Tốc độ nâng vật thực tế: ′ 𝑉 40,713 𝑚 𝑐á𝑝 ′ 𝑉𝑣 = = = 20,36 ( ) 𝑎 𝑝ℎú𝑡 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ VÀ CHỌN PHANH: *Moomen lớn phát sinh trục phanh cấu nâng phanh vật nâng tính theo công thức: (𝑄+𝑞).𝐷𝑡 𝑛𝑜 M= 2.𝑎.𝑖𝑔𝑡 = (25+0,75).400.0,83 2.2.32 = 66,789 (𝑁 𝑚) *Moomen phanh tính tốn: 𝑀𝑡 ≥ 𝑀 𝛽 = 66,789.1,5 = 100,18 (𝑁 𝑚) Trong β hệ số dự trữ moomen phanh,phụ thuộc vào chế độ làm việc tra theo : ❖ Bảng 8: CĐ% 10 15 25 40 40 β 1,25 1,5 1,75 2,0 2,5 Theo trị số moomen phanh tính toán theo bảng chọn loại phanh lấy thông số phanh: ❖ Bảng 9:Phanh có nam châm điện hành trình ngắn Loại phanh Mômen phanh (N.m) TKT-100 TKT-200/100 TKT-200 TKT-300/200 TKT-300 20 40 160 240 500 Chiều dài đòn phanh l1 l2 100 205 205 430 430 70 135 135 190 190 Chiều Đường rộng má kính bánh phanh phanh DT Bk (mm) 70 100 90 100 90 200 140 200 140 300 ❖ BẢNG 10:PHANH CÓ CẦN ĐẨY ĐIỆN-THỦY LỰC: Loại phanh Mơmen Chiều dài đòn Chiều Đường phanh phanh rộng má kính bánh (N.m) phanh phanh DT l1 l2 Bk (mm) TKT-200 300 205 135 90 200 TKT-300 800 330 190 140 300 TKT-400 1500 525 250 180 400 TKT-500 2500 665 315 200 500 TKT-300 5000 800 380 240 600 Theo số liệu ban đầu ta có CĐ=10% nên ta chọn β=1,5 Theo giá trị số moomen phanh tính tốn Mt=100,18(N.m) ta chọn loại phanh TKT-200 với thông số sau: ❖ Bảng 11: Loại phanh Mômen Chiều dài đòn Chiều Đường phanh phanh rộng má kính bánh (N.m) phanh phanh DT l1 l2 Bk (mm) TKT-200 160 205 135 90 200 ... pháp chọn phần tử thơng số xác định máy nâng qua ví dụ tời nâng (Hình 1) Hình 1: Sơ đồ động tời 1- Tang – Hộp giảm tốc 2, – Khớp nối – Phanh 6 – Động điện ❖ Bảng 1: Các thông số ban đầu Đề số. .. Nđc bảng ta chọn động 4A160M có số vòng quay 1000 vòng/phút cơng suất 15KW Theo bảng chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn phù hợp với số vòng quay trục ra,với công suất động chọn kiểu hộp giảm tốc Chọn. .. TÀI Lựa chọn thông số hệ thống tời nâng cần trục I.Mục đích: - Nghiên cứu cấu tạo tời đảo chiều có dẫn động điện - Làm quen với chi tiết máy công dụng chung cụm lắp ráp phổ biến máy nâng - Nắm