ĐỒ ÁN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU DI CHUYỂN CẦN TRỤC THÁP MR33+3

Nhờ các cơ cấu nâng, cơ cấu thay đổi vươn, cơ cấu di chuyển xe con và toàn bộ máy kết hợp cơ cấu quay toàn vòng mà khoảng không gian làm việc của cần trục tháp rộng nhất.. Cơ cấu

MỤC LỤC

CHUƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ MÁY NÂNG

1.1 GIỚI THIỆU VỀ MÁY NÂNG

1.1.1 Khái niệm

1.1.2 Đặc điểm

1.1.3 Phân loại

1.2 CẦN TRỤC THÁP

1.2.1 Định nghĩa , phân loại, phạm vi sử dụng

1.2.2 Các cơ cấu của cần trục tháp

1.3 CƠ CẤU DI CHUYỂN

1.3.1 Khái niệm

1.3.2 Đặc điểm

1.3.3 Cấu tạo cơ bản của cơ cấu di chuyển

1.3.4 Sơ đồ dẫn động cho cụm bánh xe chủ động………

CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN CƠ CẤU DI CHUYỂN CẦN TRỤC THÁP 2.1 THÔNG SỐ THIẾT KẾ

2.2 SƠ ĐỒ CƠ CẤU DI CHUYỂN XE CON CẦN TRỤC THÁP

2.3 TÍNH CHỌN BÁNH XE …………

2.3.1 Tải trọng tác dụng lên bánh xe

2.3.2 Tính toán xác định đường kính bánh xe

2.4 TÍNH TOÁN CÁP…………

2.5 CHỌN ĐỘNG CƠ ……

2.5.1 Chọn động cơ điện

2.5.2 Tỷ số truyền chung

2.5.3 Kiểm nghiệm động cơ

2.6 TÍNH TOÁN TANG

2.7 TÍNH TOÁN PHANH

2.8 TRÌNH BÀY

2.8.1 Thuyết minh

2.8.2 Bản vẽ thiết kế ………

PHỤ LỤC

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ MÁY NÂNG

1.1 Giới thiệu về máy nâng

Máy nâng được phân loại thành 3 loại chính:

- Máy nâng đơn giản : là máy nâng mà chỉ nâng lên hạ xuống theo một phươngthẳng đứng Loại này chỉ có một cơ cấu nâng

 Ví dụ: kích, tời, palang

Hình 1.1

- Máy trục : là loại máy nâng có ít nhất 2 cơ cấu cùng phối hợp công tác

 Theo kết cấu thì máy trục được phân thành 2 loại chính:

 Máy trục không cần : cầu trục,cổng trục…

Hình 1.2

 Máy trục có cần :cần trục tháp nằm ngang, cần trục tháp cần gật,cần trục cảng

Hình 1.3

 Theo khả năng di chuyển thì phân thành 4 loại:

 Máy nâng di chuyển bằng bánh thép

Thường được sử dụng để thi công nhà cao tầng, trụ cầu lớn, công trình thuỷ điện.

Cần trục tháp với tháp đứng yên

Cần trục tháp kiểu tháp quay

c Cấu tạo :

1.1.2 Các cơ cấu của cần trục tháp

*Phần quay và phần đứng yên

-Phần đứng yên làm điểm tựa cho phần quay hoạt động Nhờ các cơ cấu nâng, cơ cấu thay đổi vươn, cơ cấu di chuyển xe con và toàn bộ máy kết hợp cơ cấu quay toàn vòng mà khoảng không gian làm việc của cần trục tháp rộng nhất

1.3.Cơ cấu di chuyển

1.3.1.Khái niệm.

Cơ cấu di chuyển là một bộ phận của máy nâng làm nhiệm vụ dịch chuyển trên mặt phẳng ngang, mặt dốc của cả máy hay một bộ phận của máy Dựa theo kết cấu của đường ray và bộ phận di chuyển mà phân ra:

+ Di chuyển bánh kinh loại ( chủ yếu chạy trên ray đặt trước )

+ Di chuyển bánh lốp

2 cánh dưới của dầm thép hình chữ I), cấu tạo của bộ phận dẫn động chung hoặc riêng

Cấu tạo cơ bản của cơ cấu di chuyển

Đối với mỗi cơ cấu di chuyển nào cũng bao gồm:

1.3.4.Một số sơ đồ dẫn động cho cụm bánh xe chủ động chung và riêng.

Với mỗi cơ cấu di chuyển đều có các bộ phận cơ bản trên nên sự khác nhau về cấu tạo của các cơ cấu di chuyển chủ yếu là do cách đặt đường ray di chuyển( bánh xe chạy trên hoặc chạy hai cánh dưới của dầm thép hình chữ I ) cấu tạo của bộ phận dẫn động chung và riêng

Xe con gồm bốn hoặc tám bánh xe di chuyển và cụm móc treo, puly của cơ cấu nâng có nhiệm vụ di chuyển trên cần để thay đổi tầm vươn của cần trục tháp

Hình 1-10: Xe con

CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN CƠ CẤU DI CHUYỂN XE CON CẦN TRỤC THÁP

2.1 Thông số thiết kế cần trục tháp MR33+3:

Chiều cao nâng: H = 29,5 m.

Tải trọng nâng: Qmax/Qmin = 1,75/1 T

Vận tốc di chuyển xe con: V = 24 m/p

Hình 1.11 : Thông số thiết kế cần trục tháp kiểu MR33 +3

2.3.TÍNH CHỌN BÁNH XE

2.3.1.Chọn đường kính bánh xe

Chọn loại bánh xe hình trụ có một thành bên với các thông số kích thước chọn theo bảng 9-4[2] : Đường kính bánh xe D = 150 (mm) và bề rộng bánh xe b = 40 (mm),đường kính ngõng trục d= 60 (mm) Ta chọn xe con loại 4 bánh xe Tính tải trọng tác dụng lên bánh xe

- Ứng suất dập Áp dụng công thức :

190

td d

P

R b

 Theo bảng 6.11/T162-SGT MNCVTBCV

 Chọn gang C4.15-32 → Ứng suất dập cho phép:   d 250(kg mm/ 2)

- Tải trọng tương : max

 Q=2,4 (T)

 Hiệu suất cáp của ròng rọc:  = 0,96 (Bảng 1.9/T15-TTMT)



2 1 4

 x : khoảng cách lớn nhất từ puli đến xe con

 h: Độ võng cho phép đối với dây cáp: h= 1,5 (T153/SGT)

 q: Trọng lượng dây cáp trên 1m dài

 Hiệu suất động cơ:dc= 0,85 (Bảng 1.9/T15-TTMT)

 Hiệu suất tang:t = 0,96

- Chiều dài làm việc của tang:

-Chiều dài phần rãnh của tang: L2 = 2.t = 2.12,5 = 25 (mm)

-Chiều dài không làm việc: L3 = 3.t = 3.12,5 = 37,5 (mm)

 Tổng chiều dài toàn bộ tang:

n

k S t





Trong đó :

 Smax =11760,7 (N): Lực căng lớn nhất

  = 8,01: Bề dày thành tang

- Cáp đầu cáp trên tang:

Ta sẽ dùng kiểu cặp đầu cáp trên tang thông thường: mỗi đầu cáp dùng 2 tấm cặp tương ứng với đường kính cáp dc = 10 (mm), t=12,5 (mm), vít cấy M10

2.6.2.Lực tính toán với cặp cáp :

max

10857, 24

40,524

 e= 24: Tra bảng 3.5/T44

 f= 0,14: hệ số ma sát tang và cáp

0,1 .4

P l P

N mm





Chọn vật liệu làm bulong: Thép CT3 →  75 85( / N mm2) (T23/TTMT)

Vậy: σ <   (Thỏa mãn)

Trong quá trình làm việc cáp di chuyển có tổng lực căng cáp tác dụng lên tang:

Để xác định biểu đồ momen tác dụng lên trục tang, ta xét cho trường hợp bất lợi nhất khi đó điểm đặt lực P ở tại B Khi xác định các lực tác dụng từ thang truyền xuống trục tang ta coi tang như một dầm đơn giản

37,5

.10890, 28 537,4( )37,5.2 685

D



2.7 TÍNH TOÁN TRỤC TANG

2.7.1 Sơ bộ chọn kết cấu tang như hình vẽ:

-Trong quá trình làm việc cáp di chuyển từ A đến B và ngược lại với tổng lực căng cáp tác dụng nên tang: P W Wt  H

-Để xác định biểu đồ momen tác dụng lên trục tang, ta xét cho trường hợp bất lợi nhất khi đó điểm đặt lực P ở tại B Khi các lực tác dụng từ tang truyền xuống trục tang ta coi tang như như một dầm đơn giản

- Momen uốn tại D: M uD =R F 65=621631,2 (N.mm)

- Momen uốn tại C: M uC=R E.61=80947 (N.mm)

 Đường kính trục ở tiết diện nguy hiểm nhất

3

21,8( )0,1.[ ] 0,1.600

uD M

mm

→ chọn d sb =40 mm

[σ]: tra bảng B10.5 T195 – TKCTM[σ]: ứng suất cho phép – chọn vật liệu chế tạo trục là thép 45

- Vì trục có rãnh then nên ta chọn loại then bằng với d = 40 mm

→ có b=10; h=8; t1 =5 (mm) và l then =100 (mm)

→Theo bảng 9.1a T173 TKCTM

 Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi

- WJ ,WOJ là momen cảm uốn và momen xoắn của tiết diện trục:

Với trục có 1 rãnh then

→ Công thức theo bảng 10.6 T196 TKCTM

- Theo đề bài do trục quay 2 chiều nên:

+ Đối với trục quay ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng có:

i

P T

n

(N.mm) +Giới hạn momen uốn và xoắn 1 và 1 :

1=0,436.b =0,436.600=261,6 1=0,58 - 1=151,728

+ SJ và SJ hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp và hệ số an toàn

chỉ xét riêng ứng suất tiếp tại tiết diện J

1 aJ

J

S K

J

S K

2,727

J dJ

S K

Có kết cấu trục đảm bảo được độ bền mỏi nếu hệ số an toàn tại tiết diệnnguy hiểm thỏa mãn:

[S]

J J J

J J

S S S

3,02.2,727

2,02 [ ]3,02 2,727

J

Tại điểm C trục phải có đường kính

d c= 3

√ M c

0,1[σ ] =30

Ta chọn đường kính tại C bằng d C = 600 mm Chọn đường kính tại gối đỡ

d = 50 mm và các kích thước còn lại như hình vẽ sau:

Cặp đầu cáp trên tang

Ta sử dụng phương pháp cặp đầu cáp trên tang phổ biến nhất hiện nay là dùng tấm cặp và vít vít chặt cáp lên tang Lực tính toán với cặp cáp xác định theo công thức 2-16[2]: S0=

e fαα

Trong đó:

- f: hệ số ma sát giữa mặt tang với cápChọn f = 0,15;

- α: góc ôm của các vòng dự trữ trên tangChọn α = 3,5.π;

d1: đường kính trong của bu lông ( d1 = 8 mm );

2.7.3 Thiết kế gối đỡ trục tang

Trong quá trình làm việc góc lệch giữa cáp và phương vuông góc với

trục tang không đáng kể nên ta coi như bằng 0, trục tang không có lực dọc trụcnên ta chọn ổ bi đỡ chặn đồng thời ngăn lực dọc trục và ổ đũa côn để tránh quátrình giãn nở của trục

→Ta tính và kiểm nghiệm cho gối đỡ chịu lực lớn nhất

Chọn sơ bộ đũa côn cỡ nhẹ KH: 7208 có B=18; d=40

*Kiểm tra khả năng tải động

.m d

C Q L ( 11.1 TKCTM1 )Trong đó : Q là tải trọng quy ước

L là tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay

m là bậc tự do của đường cong mỏi với ổ bi m=3; ổ đũa m=

10

3

L h là tuổi thọ của ổ tính bằng giờ:

6

10 60

h

L L

Trong đó : V là hệ số kể đến vòng quay, chọn V=1

k tlà hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ, chọn k t=1

k d là hệ số đặc tính tải trọng , k d=1,3 bảng 11.3-TKCTM tập 1

X là hệ số tại trọng hướng tâm, chọn X=1

Suy ra: Q = 1.1.9563,5.1.1,3 = 13675,805 (N) = 13,67 (kN)

→C d Q L.m =13,67

10

3 9,36 =26,75 (kN)

*Kiểm tra theo khả năng tải tĩnh

Q t C o trong đó : C O là khả năng tải tĩnh

Q t là tải trọng quy ước

ổ đũa côn cỡ nhẹ →C o 32,7(kN) →Q t C o (thỏa mãn)

Vậy ta chọn :ổ đũa côn cỡ nhẹ kí hiệu : 7298 với d=40 mm