Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án Thiết bị mặt boong có kết cấu nội dung gồm 6 chương, nội dung đồ án trình bày về cách tính chọn cáp và tính toán cơ cấu chấp hành của máy tời, chọn hình thức dẫn động, xác định công suất truyền động, phân bố tỷ số truyền chung của hộp số giảm tốc, thiết kế trục tải của máy tời, tính chọn các ly hợp, khớp nối và ổ đỡ,...
ĐÔ AN THIÊT BI ̀ ́ ́ ̣ MĂT ̣ BOONG GVHD: ThS. NGUYÊN THAI VU ̃ ́ ̃ LỜI NĨI ĐẦU Nước ta là một nước đó nhiều thuận lợi về biển, có đường bờ biển trải dài từ Bắc đến Nam, nhiều cảng sâu và địa hình thuận lợi về tuyến đường giao thơng trên biển. Từ đó việc phát triển mạnh về hàng hải là vấn đề chiến lược quan trọng được đặt lên hàng đầu, đáp ứng với nhu cầu của đất nước, ngày càng nhiều trường đại học đào tạo các ngành liên quan đến hàng hài như : Đại học Hàng hải Hải Phòng, Đại học Giao thơng vận tải thành phố Hồ Chí Minh,… trong đó Đại học Nha Trang là 1 trong những trường phát triển mạnh các ngành liên quan đến biển, Khoa Kỹ Thuật Giao Thơng nói chung và ngành Kỹ Thuật Tàu Thủy nói riêng là mạnh của trường. hàng năm đào tạo ra hàng trăm kỹ sư chất lượng cao đáp ứng nhu cầu xã hội ngày càng tăng. Chính vì thế nên mỗi sinh viên ngành Kỹ Thuật Tàu Thủy Trường Đại học Nha Trang đều tự hào và ra sức phấn đấu để chất lượng đầu ra của trường ngày 1 cao hơn, tốt hơn Cùng với các mơn thiết kế tàu, thiết kế trang bị động lực thì thiết kế thiết bị trên boong cũng là một mơn học có vai trò rất quan trọng giúp cho sinh viên làm quen với cơng việc thiết kế hồn chỉnh một con tàu với vai trò của một kỹ sư thiết kế .Chính nhờ đó sẽ giúp cho sinh viên khi ra trường có thể tiếp cận ngay với cơng việc chun ngành của một kỹ sư thiết kế. Vì vậy với vai trò một sinh viên em đã thực hiện bài thiết kế này để làm quen, học hỏi và tích luỹ kiến thức của việc thiết kế và sự vận dụng, tổng hợp lý thuyết đã được học vào việc thiết kế máy tời lưới kéo trục ngang Nội dung gồm 5 phần : Chương 1 :Tính chọn cáp và tính tốn cơ cấu chấp hành của máy tời Chương 2 :Chọn hình thức dẫn động – Xác định cơng suất truyền động – Phân bố tỷ số truyền chung của hộp số giảm tốc Chương 3 :Thiết kế trục tải của máy tời – Tính chọn các ly hợp , khớp nối và ổ đỡ Chương 4 :Thiết kế cơ cấu gạt cáp tự động Chương 5 :Thiết kế phanh và cơ cấu cóc Chương 6 :Tính chọn các thiết bị phụ còn lại và xây dựng bản vẽ lắp Do đây là lần đầu tiên thực hiện cơng việc thiết kế hệ thống thiết bị trên boong nên chắc chắn khơng thể tránh khỏi những sai sót trong q trình thực hiện. Em rất mong được sự chỉ bảo, hướng dẫn q báu của các thầy và ý kiến đóng góp của các bạn để em được hiểu biết sâu rộng hơn về tất cả các vấn đề của chuyên ngành Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện : SVTH: PHAN MINH THUẬT NT12CNDT LƠP: ́ ĐÔ AN THIÊT BI ̀ ́ ́ ̣ MĂT ̣ BOONG GVHD: ThS. NGUYÊN THAI VU ̃ ́ ̃ Phan Minh Thuật SVTH: PHAN MINH THUẬT NT12CNDT LƠP: ́ ĐÔ AN THIÊT BI ̀ ́ ́ ̣ MĂT ̣ BOONG GVHD: ThS. NGUYÊN THAI VU ̃ ́ ̃ ĐÔ AN THIÊT BI MĂT BOONG ̀ ́ ́ ̣ ̣ Yêu câu thiêt kê: ̀ ́ ́ Thiêt kê may t ́ ́ ́ ơi l ̀ ươi keo truc doc ́ ́ ̣ ̣ Lực keo cap: ́ ́ P = 1250 (KG) Van tôc keo: V = 75 (m/ph) ̣ ́ ́ Đô sâu đanh băt: h = 50 (m) ̣ ́ ́ Chê đô đanh băt: N ́ ̣ ́ ́ ặng Hinh th ̀ ưc dân đông: Đông c ́ ̃ ̣ ̣ ơ điên ̣ Sơ đô đông 4 ̀ ̣ GVHD : ThS. NGUYỄN THÁI VŨ SVTH : PHAN MINH THUẬT MSSV : 12DT059 LƠP : NT12CNDT ́ SVTH: PHAN MINH THUẬT NT12CNDT LƠP: ́ ĐÔ AN THIÊT BI ̀ ́ ́ ̣ MĂT ̣ BOONG GVHD: ThS. NGUYÊN THAI VU ̃ ́ ̃ CHƯƠNG I TINH CHON CAP VA TINH TOAN C ́ ̣ ́ ̀ ́ ́ Ơ CÂU CHÂP HAN ́ ́ ̀ 1. Tinh chon cap: ́ ̣ ́ 1.1. Tính chon đ ̣ ương kinh cap: ̀ ́ ́ Lực keo c ́ ực đai trên cap: ̣ ́ Pmax = kđ.Pđm = 2.1250 = 2500 (KG) Trong đo: ́ + Pđm_Lực keo đinh m ́ ̣ ưc trên tang, P ́ đm = 1250 (KG) + kđ_Hê sô đông (k ̣ ́ ̣ đ = 2) Lực keo đ ́ ứt cap: ́ Pđ = n.Pmax = 4.2500 = 10000 (KG) Trong đo: ́ + n_Hê sô an toan (n = 3 ̣ ́ ̀ 5), chon n = 4 (đê tăng bên) ̣ ̉ ̀ + kđ_Hê sô đông (k ̣ ́ ̣ đ = 2) Đôi v ́ ới tời lươi keo va t ́ ́ ̀ ơi l ̀ ươi vây th ́ ường sử dung cap thep co gi ̣ ́ ́ ́ ới han bên t ̣ ̀ ừ 150 180 (KG/mm2) Chon gi ̣ ơi han bên: ́ ̣ ̀ b = 140 (KG/mm2) đê tăng kha năng keo cua cap ̉ ̉ ́ ̉ ́ Tra bang ta se co cac thông sô cua cap cân chon nh ̉ ̃ ́ ́ ́ ̉ ́ ̀ ̣ ư sau: dc (mm) 15 Lõi (mm) 1,30 Lớp (mm) 0,65 Lớp (mm) 1,20 S (mm2) 86,91 Q (KG) 81.02 Pd (KG) 10300 1.2. Kiêm tra bên cap: ̉ ̀ ́ Co thê kiêm tra đô bên cap băng ph ́ ̉ ̉ ̣ ̀ ́ ̀ ương phap th ́ ử lai hê sô d ̣ ̣ ́ ự trữ thực tê:́ ntt ntt 10300 2500 Pdthuc Pmax 4,12 nchon Vây cap đu bên ̣ ́ ̉ ̀ SVTH: PHAN MINH THUẬT NT12CNDT LƠP: ́ ĐÔ AN THIÊT BI ̀ ́ ́ ̣ MĂT ̣ BOONG GVHD: ThS. NGUYÊN THAI VU ̃ ́ ̃ 1.3. Xac đinh chiêu dai cân thiêt: ́ ̣ ̀ ̀ ̀ ́ Chiêu dai cân thiêt cua cap L ̀ ̀ ̀ ́ ̉ ́ c hoan toan phu thuôc vao chiêu sâu đanh băt, tôc đô ̀ ̀ ̣ ̣ ̀ ̀ ́ ́ ́ ̣ dăt l ́ ưới va trong l ̀ ̣ ượng cua cap trong n ̉ ́ ươc ́ Ty sô ̉ ́ Chiêu sâu đanh băt h (m) ̀ ́ ́ Lc h 600 2.2 1.9 Vây v ̣ ơi h = 50 (m) thi chiêu dai cap cân thiêt la: ́ ̀ ̀ ̀ ́ ̀ ́ ̀ Lc = h.(6 3) = 50.(6 3) = 300 150 (m) Chon L ̣ c = 200 (m) 2. Tinh toan c ́ ́ ơ câu châp hanh: ́ ́ ̀ 2.1. Tang ma sat: ́ Tang ma sat đ ́ ơn thương đ ̀ ược chê tao băng ́ ̣ ̀ phương phap đuc. Vât liêu chê tao th ́ ́ ̣ ̣ ́ ̣ ương la ̀ ̀ Gang, hợp kim Nhôm, hợp kim Đông ̀ - Cac thông sô ky thuât c ́ ́ ̃ ̣ ơ ban cua tang la: ̉ ̉ ̀ D0; D1; D2; L (Tra bang P2 ̉ ở phân Phu luc) ̀ ̣ ̣ Tư d ̀ c = 15 (mm), ta chon d ̣ c = 13,5 (mm), tra bang ta co ̉ :́ D0 = 270 (mm) D1 = 345 (mm) D2 = 445 (mm) L = 255(mm) SVTH: PHAN MINH THUẬT NT12CNDT LƠP: ́ ĐÔ AN THIÊT BI ̀ ́ ́ ̣ MĂT ̣ BOONG GVHD: ThS. NGUYÊN THAI VU ̃ ́ ̃ 2.2. Tang thaønh cao Vât liêu va ph ̣ ̣ ̀ ương phap chê tao: ́ ́ ̣ Vât liêu chê tao tang thanh cao: Tang thanh cao đ ̣ ̣ ́ ̣ ̀ ̀ ược dung đê thu ch ̀ ̉ ưa cap, l ́ ́ ươi, ́ no co thê đ ́ ́ ̉ ược chê tao t ́ ̣ ừ gang nhưng Mac gang không thâp h ́ ́ ơn GX1532 hoăc t ̣ ừ thep đuc co Mac không nho h ́ ́ ́ ́ ̉ ơn CT4 Chon vât liêu la Gang ̣ ̣ ̣ ̀ Phương phap chê tao tang thanh cao: Chon ph ́ ́ ̣ ̀ ̣ ương phap chê tao la Đuc ́ ́ ̣ ̀ ́ Tinh toan cac kich th ́ ́ ́ ́ ươc c ́ ơ ban cua tang thanh cao: ̉ ̉ ̀ Đương kinh trông tang D ̀ ́ ́ 0: D0 = C.dc = (16 22).dc = 20.15 = 300 (mm) d Bươc cuôn cap trên tang t: ́ ́ ́ t = dc + a = 15 + 0,5 = 15,5 (mm) Trong đo:́ + a_Hê sô tinh đên s ̣ ́ ́ ́ ự săp xêp không khit gi ́ ́ ́ ữ cać vong cap cuôn trên tang va s ̀ ́ ́ ̀ ự tăng đường kinh cap; ́ ́ a = 0,4 0,8 (mm), chon a = 0,5 (mm) ̣ Chiêu dai tang L ̀ ̀ ̀ ường kinh thanh bên D ́ ̀ t va Đ b: Chiêu dai tang L ̀ ̀ ́ ̣ ̣ ̀ ượng chưa cap trên tang L ́ ́ t, Db được tinh phu thuôc vao dung l C, lượng cap d ́ ự trư L ̃ dt va sô l ̀ ́ ớp cap n ́ Ta co cac quan hê kich th ́ ́ ̣ ́ ước sau: Lt n Z t (Z_Sô vong cuôn cap trên tang) ́ ̀ ́ ́ Db Do 2.d c Lct = Lc + Ldt = (5 7).h + (4 7) .D0 = Z.(n.D0 + n2 .dc) = (n.D0 + n2 .dc) .Lt/t. Thông thương chiêu dai tang L ̀ ̀ ̀ ̣ Lt = (2 2,5).D0, chon L ̣ t = 2.D0 t được chon: =>Lt = 2.300 = 600 (mm) Lct = Lc + Ldt = (5 7).h + (4 7) .DO = 6.50.103+ 5.3,14.300 = 304710(mm) Khi đo sô l ́ ́ ớp cap ch ́ ưa trên tang n đ ́ ược tinh theo công th ́ ức sau: SVTH: PHAN MINH THUẬT NT12CNDT LƠP: ́ ĐÔ AN THIÊT BI ̀ ́ ́ ̣ MĂT ̣ BOONG n = 0.54.C + 0,3.C Lct 2,92.d c Z GVHD: ThS. NGUYÊN THAI VU ̃ ́ ̃ 0,54.20 0,3.20 304710 2,92.15.38,7 6,5 (lơp cap), ́ ́ chon n = 8 (l ̣ ơp cap) ́ ́ Trong đo: ́ D0 dC C Lt t Z 300 15 20 600 15,5 38,7 Đương kinh thanh bên cua tang thanh cao: ̀ ́ ̀ ̉ ̀ Db ≥ 2.n.dC + DO + (2 10).dC ≥ 2.8.15 + 300 + 4.15 = 600 (mm), chon D ̣ b =600(mm) Đường kinh l ́ ớp cap ngoai cung: ́ ̀ ̀ Dn = DO + (2.n 1).dC = 300 + (2.8 1).15 = 525 (mm). Đường kinh trung binh l ́ ̀ ơp cap: ́ ́ Dtb Dn D1 525 345 435 (mm) Chiêu day trong tang ̀ ̀ ́ được xac đinh thông qua viêc tinh bên trông tang, co ́ ̣ ̣ ́ ̀ ́ ́ thê s ̉ ử dung công th ̣ ưc kinh nghiêm sau đê tinh: ́ ̣ ̉ ́ = 0.02. DO + (6 10) = 0,02.300 + 8 = 14 (mm) Chiêu day thanh bên cua tang: ̀ ̀ ̀ ̉ ’ = (0,7 0,8) = (0,7 0,8) = 0,8.14 = 11,2 (mm), chọn ’ = 12 (mm) Vân tôc vong cua tang thanh cao n ̣ ́ ̀ ̉ ̀ t: nt V Dtb 75 3,14.0,435 55,7 (v/ph) Trong đo: ́ + V_Vân tôc keo cap, theo đê V = 75 (m/ph) ̣ ́ ́ ́ ̀ + Dtb_Đường kinh trung binh cua l ́ ̀ ̉ ơp cap, D ́ ́ tb = 435 (mm) = 0,435 (m). Thông số D0 SVTH: PHAN MINH THUẬT NT12CNDT Db Dn Dtb nt LƠP: ́ ĐÔ AN THIÊT BI ̀ ́ ́ ̣ MĂT ̣ BOONG Tang thành cao 300 (mm) GVHD: ThS. NGUYÊN THAI VU ̃ ́ ̃ 600 (mm) 525 (mm) 435 (mm) 55,7(v/ph) 2.3. Ti nh toan găn cap l ́ ́ ́ ́ ên tang thanh cao băng bulôngthanh đe: ̀ ̀ ̀ Tư đ ̀ ường kinh cap d ́ ́ c = 15 (mm), chon thanh đe theo tiêu chuân TOCT38060, vât ̣ ̀ ̉ ̣ liêu lam băng thep CT3 tra bang ta co cac thông sô nh ̣ ̀ ̀ ́ ̉ ́ ́ ́ ư sau: dc R a b c d e S Trong l ̣ ượng 15 50 50 18 17 5,0 17 0,26 Tư đ ̀ ường kinh lô thanh đe d = 17 (mm) chon s ́ ̉ ̀ ̣ ơ bô bulông M16 co: ̣ ́ + Đương kinh danh nghia: d = 16 (mm) ̀ ́ ̃ + Chiêu rông đâu bulông: s = 24 (mm) ̀ ̣ ̀ + Chiêu cao đâu bulông: k = 10 (mm) ̀ ̀ + Đương kinh vong tron đâu bulông: e = 26,8 (mm) ̀ ́ ̀ ̀ ̀ + Ban kinh goc l ́ ́ ́ ượn: r = 1,1 (mm) + Bươc ren l ́ ơn: P = 2 (mm) ́ + Đương kinh chân ren: d ̀ ́ 1 = 85%.d = 13,6 (mm) Tinh kiêm tra bulông (đ ́ ̉ ường kinh chân ren d ́ ̀ ́ ượng bulông nen) nh ́ ư 1 va sô l sau: Lực keo (lêch tâm) ma cac bulông phai chiu la: ́ ̣ ̀ ́ ̉ ̣ ̀ N f Sk f (e f 1) 121 (0,14 0,24).(2,675 0,14.1,8.3,14 1) 146,2 (KG) Trong đo:́ + Sk_Lực căng cap tai vi tri găn cap, ́ ̣ ̣ ́ ́ ́ Sk S max ef + _Goc ôm cua cac vong cap quân thêm d ́ ̉ ́ ̀ ́ ́ ự trữ, = (6 8) ), chon ̣ = 7.3.14 = 21,98 + f_Hê sô ma sat gi ̣ ́ ́ ưa tang va cap, f ̃ ̀ ́ = (0,12 0,16), chon f = 0,14 ̣ Ta co: S ́ max = Pmax = 2500 (KG) S k SVTH: PHAN MINH THUẬT NT12CNDT S max ef 2500 2,675 0.14.21.98 121 (KG) LƠP: ́ ĐÔ AN THIÊT BI ̀ ́ ́ ̣ MĂT ̣ BOONG GVHD: ThS. NGUYÊN THAI VU ̃ ́ ̃ + f1_Hê sô ma sat gi ̣ ́ ́ ưa cap v ̃ ́ ơi thanh đe: ́ ̀ f1 f , ( _Goc nghiêng ranh thanh đe, ́ ̉ ̀ Sin trương h ̀ ợp = 80o thì f1 = 0,24) + 1_Goc ơm cua cap trên tang trong khu v ́ ̉ ́ ực găn cap: ́ ́ 1 = 1,8 Sô l ́ ượng cac bulông nen đ ́ ́ ược tinh kiêm tra theo công th ́ ̉ ức sau: 1,3 N k d1 n k T l 0,52.k N d1 n K 0,1.d1 n k T l 0,314.d1 [ K ] (0,52.1,6.146,2.13,6 1,6.70,2.12,7.3,14) = 0,3 0,314.13,6 3.60 Chon n = 1, hay sô bulông M16 la 1. ̣ ́ ̀ Trong đo: ́ + T_Lực ma sat gây uôn bulông, T = 2.f ́ ́ 1.N = 2.0,24.146,2 = 70,2 (KG) + l _ Khoang cach t ̉ ́ ư điêm tiêp xuc gi ̀ ̉ ́ ́ ưa cap v ̃ ́ ơi thanh đe đên bê măt tang, ́ ̀ ́ ̀ ̣ l = 0,85.dc = 0,85.15 = 12,7 (mm) + k_Hê sô d ̣ ́ ự trư bên k ̃ ̀ 1,5, chon k = 1,6 ̣ + d1_Đương kinh chân ren bulông, d ̀ ́ 1 = 13,6 (mm). ]_Ưng suât keo cho phep tuy thuôc vao vât liêu chê tao bulông, v ́ ́ ́ ́ ̀ ̣ ̀ ̣ ̣ ́ ̣ ới thep CT3 thì ́ + [ [ K ] = (50 70) N/mm2, chon [ ̣ K ] = 60 (N/mm2) K SVTH: PHAN MINH THUẬT NT12CNDT LƠP: ́ ĐÔ AN THIÊT BI ̀ ́ ́ ̣ MĂT ̣ BOONG GVHD: ThS. NGUYÊN THAI VU ̃ ́ ̃ CH ƯƠNG II CHON HINH TH ̣ ̀ ƯC DÂN ĐÔNG XAC ĐINH CÔNG SUÂT YÊU CÂU ́ ̃ ̣ ́ ̣ ́ ̀ PHÂN PHÔI TY SÔ TRUYÊN CHUNG CHO HÔP GIAM TÔC ́ ̉ ́ ̀ ̣ ̉ ́ 1. Chon hinh th ̣ ̀ ưc dân đơng: ́ ̃ ̣ Theo u cầu của thiết kế ta chọn hình thức dẫn động bằng Động cơ điện 2. Xa c đinh cơng st u câu: ́ ̣ ́ ̀ Cơng thức tính tốn cơng suất dẫn động u cầu: N yc Pdm V 60.1000 N gc c 2.12500.75 60.1000.0,54 0,2 = 58,1 (KW) Trong đó: + Pđm _ Lực căng định mức trên dây cáp, Pđm= 1250 (KG) = 12500 ( N ) + V _Vận tốc kéo cáp, V = 75 (m/ph) SVTH: PHAN MINH THUẬT NT12CNDT 10 LƠP: ́ ĐÔ AN THIÊT BI ̀ ́ ́ ̣ MĂT ̣ BOONG Ký hiệu quy ước 105 GVHD: ThS. NGUYÊN THAI VU ̃ ́ ̃ d D B d2 D2 25 47 12 32,2 39,8 Đường kính bi 6,35 Các kích thước của con lăn ngang được chọn như con lăn đứng SVTH: PHAN MINH THUẬT NT12CNDT 47 LƠP: ́ ĐÔ AN THIÊT BI ̀ ́ ́ ̣ MĂT ̣ BOONG GVHD: ThS. NGUYÊN THAI VU ̃ ́ ̃ CHƯƠNG V THIÊT KÊ PHANH VA C ́ ́ ̀ Ơ CÂU GOC ́ ́ 1. Thiết kế phanh: Phanh được dùng để hãm tang thành cao khi tàu đang đắt lưới hoặc đang thu cáp mà muốn dừng lại. Ngồi ra phanh còn dùng để điều khiển tốc độ thả cáp, lưới. Thơng thường để thuận lợi trong thao tác phanh được bố trí trên tang thành cao. Do tại trục tải mơmen xoắn khá lớn cho nên mặc dù cồng kềnh, chiếm nhiều chỗ và mòn khơng đều nhưng trong máy tời phanh băng được dùng rộng rãi hơn vì mơmen phanh lớn Có nhiều loại phanh băng : đơn giản, vi sai, hỗn hợp, bước ngắn, phanh băng tác dụng hai chiều. Điều khiển phanh băng bằng BĐT, bằng thuỷ lực, có khi điều khiển tự động… Ở đây chỉ đề cập đến loại phanh băng thường dùng trong máy tời khai thác đó là phanh băng bước ngắn 1. Tính chọn các thơng số đầu vào: Tính chọn Mơmen phanh: M f k M x M x max 5437500 (N.mm) Trong đó: + Mx _Mơmen xoắn định mức trên trục tải + k_Hệ số dự trữ phanh được chọn theo chế độ làm việc của máy tời (k = 1,5 – 1,75 – 2,0 tương ứng với chế độ làm việc của máy tời là Nhẹ – Trung bình – Nặng). Chon k= 2 Chọn vật liệu chế tạo: + Vật liệu chế tạo bánh phanh bằng gang hay thép thông thường giống như vật liệu tang, chon vât liêu chê tao banh phanh la Gang ̣ ̣ ̣ ́ ̣ ́ ̀ + Vật liệu băng phanh ( Thép); [ ] = 60 (N/mm2) + Vật liệu tấm ma sát Amiang. + Hệ số ma sát f = (0,15 0.35), chon f = 0,35 ̣ + Áp lực riêng cho phép [p] = 1,5 2,2 (N/mm2), SVTH: PHAN MINH THUẬT NT12CNDT 48 LƠP: ́ ĐÔ AN THIÊT BI ̀ ́ ́ ̣ MĂT ̣ BOONG GVHD: ThS. NGUYÊN THAI VU ̃ ́ ̃ chon [p] = 1,5 (N/mm ̣ ) + Vật liệu chế tạo tay đóng mở phanh la Thep ( Tr ̀ ́ ục vít, đai ốc) [ ]= 60 (N/mm2), [p] = 1,5 (N/mm2) 2. Tính chọn sơ bộ đường kính bánh phanh Dbf: Dbf có thể chọn theo Mf, nhưng tốt nhất Dbf nên chọn cân đối với đường kính thành bên Db của tang thành cao: Dbf = Db – (20 ÷ 50 ) = 600 – 20 = 580(mm) 3. Lực vòng trên bánh phanh : P Mf Dbf 5437500 580 9375 (N) 4. Lực căng trên nhánh băng đi ra S2: S 2/ S2 P e f 9375 e , 35.2 , 79 5664,2 (N) Trong đó : + f_Hệ số ma sát của tấm ma sát, f = 0,35 + _Góc ơm của băng phanh (chọn tùy thuộc vào sơ đồ phanh), = 1 = 2,79 (rad) 5. Lực căng trên nhánh băng đi vào S1 : S1/ S1 S e f 5664,2e 0,35.2,79 15038,7 (N) 6. Chiều rộng bánh phanh : SVTH: PHAN MINH THUẬT NT12CNDT 49 LƠP: ́ = 2 = 1600 ĐÔ AN THIÊT BI ̀ ́ ́ ̣ MĂT ̣ BOONG GVHD: ThS. NGUYÊN THAI VU ̃ ́ ̃ Chiều rộng bánh phanh B được xác định theo điều kiện áp lực riêng cho phép: p max 2.S1 B.Dbf [ p] B 2.S1 Dbf [ p ] 2.15038,7 580.1,5 34,5 (mm), chon B = 35 (mm). ̣ Trong đo:́ + [p] _Áp lực riêng cho phép của tấm ma sát, [p] = (1,5 2,2) (N/mm2), chọn [p] = 1,5 (N/mm2) 7. Số lượng đinh tán trong một dãy i và đường kính của đinh tán d được tính theo bền cắt: i 4.S1 n .d [ c ] 4.15038,7 3.3,14.10 2.50 1,27 Chọn số đinh tán trong một dãy i = 2 (đinh) Trong đó : + [ c ] _Ưng xu ́ ất cắt cho phép của đinh tán, với đinh tán bằng thép CT2, CT3: [ c ] = (50 60) (N/mm2), chọn [ c ] = 50 (N/mm2) + d_Đường kính đinh tán chọn theo tiêu chuẩn, d = (4 10) (mm), chọn d = 10 (mm) + n_Số dãy dinh tán chọn sao cho i ≤ 2, chọn n = 3 8. Chiều dày cua băng phanh (thép) ̉ : SVTH: PHAN MINH THUẬT NT12CNDT 50 LƠP: ́ ĐÔ AN THIÊT BI ̀ ́ ́ ̣ MĂT ̣ BOONG GVHD: ThS. NGUYÊN THAI VU ̃ ́ ̃ Chiều dày của băng phanh được tính theo điều kiện bền kéo: S1 ( B i.d ).[ k ] 15038,7 35 1.10 90 6,68 (mm), chon ̣ (mm). [ k]_Ưng xu ́ ất kéo cho phép của băng thép, [ k] = (60 100) (N/mm2), chọn [ k] = 90 (N/mm2). 9. Chiều dày của tấm ma sát : Tùy theo vật liệu làm tấm ma sát chọn theo tiêu chuẩn, b = (6 12) (mm), chọn b = 10 (mm) 10. Kiểm tra đinh tán theo điều kiện dập: d S1 i.d 15038,7 1.12.9 115,57 d 80 120 (N/mm2) (thoa man điêu kiên bên) ̉ ̃ ̀ ̣ ̀ Trong đó: [ d] _Ưng xu ́ ất dập cho phép của đinh tán, với thép CT2, CT3: [ d] = (80 120) (N/mm2) 11. Chiều dài một băng phanh: (ứng với góc ơm tính bằng rad) l Dbf 580 2,79 809,1 (mm) Chon l = 400 (mm) ̣ 12. Đường kính chốt để gắn băng tính tốn theo điều kiện chịu cắt: d 4.S1 [ c ] 4.15038,7 3,14.50 19,5 (mm), chon d = 20(mm) ̣ Trong đó: [ c ] _Ưng xu ́ ất cắt cho phép của vật liệu chốt,với thép CT2, CT3: [ c ] = (50 60) (N/mm2), chọn [ c ] = 50 (N/mm2) SVTH: PHAN MINH THUẬT NT12CNDT 51 LƠP: ́ ĐÔ AN THIÊT BI ̀ ́ ́ ̣ MĂT ̣ BOONG GVHD: ThS. NGUYÊN THAI VU ̃ ́ ̃ 13. Chọn vật liệu chế tạo tay đóng mở phanh ( Trục vít, đai ốc) [ ], [p]: Thơng thường trục vít làm bằng thép 30, đai ốc làm bằng đồng pha 14. Tính tốn lực dọc trục vít Q: Q 15038,7 cos 30 S1 cos 13023,9 (N). Trong đó: = 180o ( 20o 30o ), chon ̣ = 30o ( là góc ơm của 1 băng phanh) 15. Đường kính trung bình của trục vít: Q h H [ P ] d tb 13023,9 34,2 (mm) 3,14.0,5.1,2.8 Chọn dtb = 30,5 (mm) Trong đó: +Q _Lực dọc trục vít (N), Q = 13023,9 (N) + h_Hệ số chiều cao làm việc của ren h h s 0,5 ( đôi v ́ ới ren hinh thang) ̀ Vơi: ́ h_Chiều cao làm việc s_Bước của ren + _Hệ số chiều cao đai ốc, H H H d tb 1,2 1,5 1,2 (đai ốc nguyên) Vơi: H_Chi ́ ều cao đai ốc + P _Ap l ́ ực riêng cho phép của răng vít, trục vít bằng thép khơng tơi, ốc chạy bằng đồng: P = (8 10) (N/mm2), chon ̣ P = 8 (N/mm2). 16. Tra bảng chọn các kích thước còn lại của ren: (Bảng P11 phần phụ lục boong ) Đường kính trung Đường kính vòng bình dtb (mm) chân dc (mm) dd (mm) s (mm) 30,5 28,5 32 SVTH: PHAN MINH THUẬT NT12CNDT 52 Đường kính vòng đỉnh Bước ren LƠP: ́ ĐƠ AN THIÊT BI ̀ ́ ́ ̣ MĂT ̣ BOONG 17. Chiều cao đai ốc: H = GVHD: ThS. NGUYÊN THAI VU ̃ ́ ̃ dtb = 1,2.30,5 = 36,6 (mm), chon H = 37 (mm). ̣ H 18. Đường kính ngồi của đai ốc: Nếu đai ốc tròn D = H = 37 (mm) 19. Chiều dài phần cắt ren: L = (2,5 4,5).H = 3.37 = 111 (mm). 20. Kiểm tra điều kiện tự hãm: Điều kiện kiểm tra: (độ) Trong đó: + _Góc ma sát thay thế với ren thang, = arctang(f), thơng thường = arctang 0,1 = 5,400 =0,094 (rad) + _Góc nâng ren vít : tg s d tb arctan g s d tb arctan g 3,14.27 2,05 (đơ)̣ (s_Bước ren vít) Ta thây p = 5,40 ́ > = 2,050 (thoa man điêu kiên) ̉ ̃ ̀ ̣ 21. Kiểm tra bền trục vít theo điều kiện chung về bền và ổn định: 4.Q d tb 4.13023,9 3,14.30,5 17,8 [ n ] 0,91.120 109,20 (N/mm2) (thoa man điêu ̉ ̃ ̀ kiên) ̣ Trong đó: + [ n]_Ưng xu ́ ất nén cho phép của trục vít, n ch 360 120 (N/mm2 ) + _Hệ số giảm ứng xuất cho phép phụ thuộc vào độ mềm j 270 7,625 vít Vơi: ́ SVTH: PHAN MINH THUẬT NT12CNDT 53 LƠP: ́ 35,4 của ĐÔ AN THIÊT BI ̀ ́ ́ ̣ MĂT ̣ BOONG GVHD: ThS. NGUYÊN THAI VU ̃ ́ ̃ l_Chiều dài tương đương của vít, co thê lây h ́ ̉ ́ ệ số chiều dài thu gọn = l = 270 (mm), (l (L1)_Khoảng cách giữa hai đai ốc) j _Bán kính quán tính của tiết diện vít, j dC 30,5 7,625 (mm) ( dC _Đường kính vòng chân trục vít) + _Hệ số giảm ứng xuất cho phép( tra theo bảng P12 phần phụ lục boong theo giá trị j 270 7,625 35,4 ta chon, ̣ = 0,89) 22.Tính tốn Mơmen xoắn của lực ma sát trên trục vít: Mơmen xoắn trên ren vít: M x1 Q d tb tan g cos tan g cos 0,12 30,5 cos 30 13023,9 0,12 tan g 2,05 cos 30 tan g 2,05 34802,8 (N.mm). Trong đó: + Q _Lực dọc trục vít, Q = 13023,9 (N) + dtb_Đường kính trung bình cua truc vít, d ̉ ̣ tb = 30,5 (mm) + _Góc nâng của ren vít, = 2,050 + _Hệ số ma sát, = 0,12 + _Góc tiết diện ren tiêu chuẩn, = 300 (ren hình thang ) Mơmen xoắn trong ổ đở trục vít: M x2 D3 Q D d C3 d C2 45 13023,9 .0,12 45 20,5 30,5 64802 (N.mm) Trong đó: + Q_ Lực dọc trục vít, Q = 26861,2 (N) + _Hệ số ma sát, = 0,12 + dC_Đường kính trục vít tại ổ đỡ (gần bằng đường kính vòng chân trục vít), dC = 35 (mm), ơ đ ̉ ỡ bằng Gang, bề mặt làm việc bằng Đồng thanh, tra bảng P62phân ̀ phu luc boong, ta chon cac thơng s ̣ ̣ ̣ ́ ố ổ đỡ chuẩn: SVTH: PHAN MINH THUẬT NT12CNDT 54 LƠP: ́ ĐÔ AN THIÊT BI ̀ ́ ́ ̣ MĂT ̣ BOONG d 35 D 45 GVHD: ThS. NGUYÊN THAI VU ̃ ́ ̃ s C 1,5 C1 1,0 L 30 Mơmen xoắn tổng M : M = Mx1 + Mx2 = 82369,5 + 64802 = 147171,5 (N.mm) 23. Lực vòng quay vít cần thiết để hãm phanh Pq: Pq 2.M Dq 2.147171,5 400 350,5 (N) Trong đó: + M _Mơmen xoắn tổng, M = 147171,5 (N.mm) + Dq _Đường kính tay quay trục vít, Dq = 400 (mm) 2. Thiết kế cơ cấu cóc: Trong các máy tời khai thác cơ cấu cóc được sử dụng như một cơ cấu an tồn, cơ cấu cóc chỉ cho phép trục làm việc quay theo một chiều đó là chiều kéo cáp 1. Phương án thiết kế: Chọn kiểu loại cơ cấu cóc: Mặc dù làm việc ồn vào khớp khơng êm nhưng cóc răng ăn khớp ngồi vẫn được sử dụng rộng rãi trong các máy tời khai thác. Đó chính là nhờ kết cấu đơn giản dễ chế tạo, bố trí, làm việc an tồn, áp lực trên trục tải và trục chốt cóc bé. Chính vì vậy ở đây chỉ đề cập đến vấn đề tính tốn cơ cấu cóc răng ăn khớp ngồi Phương án bố trí: Bố trí tại thành bên của tang thành cao: Thuận lợi trong việc chọn kết cấu đường kính bánh răng cóc D lớn, (D = (0,7 0,8).Db ) = 0,8.600 = 480 (mm), nhưng chỉ phục vụ cho tang thành cao.Bố trí trục chốt cóc, chủ yếu bố trí trên giá đỠ máy tời và dựa vào kết cấu bệ máy tời 2. Tính chọn các thơng số đầu vào: Tính chọn Mơmen xoắn trên bánh cóc : M xc k M x M x max 5437500 (N.mm) Trong đó: + Mx _Mơmen xoắn đinh m ̣ ưc trên tr ́ ục tải SVTH: PHAN MINH THUẬT NT12CNDT 55 LƠP: ́ ĐÔ AN THIÊT BI ̀ ́ ́ ̣ MĂT ̣ BOONG GVHD: ThS. NGUYÊN THAI VU ̃ ́ ̃ + k_Hệ số an toàn, k = (1,5 1,75) Chọn vật liệu chế tạo: + Vật liệu chế tạo bánh răng cóc bằng thép giống như vật liệu tang, chon vât liêu ̣ ̣ ̣ la Gang ̀ + Vật liệu Cóc Thép C35, [ ]= 80 (N/mm2) + Vật liệu trục chốt cóc Thép C45, [ u] = 120 (N/mm2) 3. Tính mơđun của răng cóc m: Mơ đun của răng cóc m là thơng số rất cơ bản có thể tính chọn dựa vào các cơng thức sau: Tính tốn Mơđun m dựa vào áp lực trên đơn vị dài [q]: m 1,75 M xc 5437500 1,75.3 z [ u ] 23.2.80 19,9 (mm), chon m = 20 (mm) ̣ Trong đo:́ + z _Số răng cóc, trong máy tời khai thác thường chọn z = (16 25), chon z =23 ̣ + _Tỉ số giữa chiều rộng b và mơ đun răng cóc m, hê sơ chiêu rơng coc ̣ ́ ̀ ̣ ́ b m 1,5 4,0 (tra bang P13 phân phu luc boong) ̉ ̀ ̣ ̣ + [q]_Ap l ́ ực riêng trên đơn vị dài cho phép, [q] = 30 (N/mm) (tra bang P13 phân ̉ ̀ phu luc boong) ̣ ̣ + [ u]_Ứng suất uốn cho phép, [ u ] c n ( c _Giới hạn chảy của vật liệu làm bánh răng cóc) [ u] = [ ] = 80 (N/mm2) (tra bang P13 phân phu luc boong) ̉ ̀ ̣ ̣ + Vật liệu là thép đúc n = 5 Các kích thước còn lại của bánh răng cóc có thể tra bảng tiêu chuẩn chọn hoặc có thể tính tốn như sau: SVTH: PHAN MINH THUẬT NT12CNDT 56 LƠP: ́ ĐƠ AN THIÊT BI ̀ ́ ́ ̣ MĂT ̣ BOONG GVHD: ThS. NGUYÊN THAI VU ̃ ́ ̃ + Đường kính bánh cóc : D = z.m = 20.20 = 400 (mm) + Chiều cao răng cóc: h = m = 20 (mm) + Chiều rộng bánh cóc: b = m = 2.20 = 40 (mm). + Bước răng cóc : t = m = 3,14.20 = 62,8 (mm). + Chiều rộng chân răng cóc: a = 1,5.m = 1,5.20 = 30 (mm) + Chiều rộng chốt cóc: b1 = b + (2 4) = b + 4 = 40 + 4 = 44 (mm) + Chiều cao chốt cóc : h1 = 0,8.h = 0,8.20 = 16 (mm). + Khoảng cách từ tâm tiết diện chốt cóc đến đỉnh bánh răng cóc: e = (0,5 0,6).h1 = 0,5.h1 = 0,5.16 = 8 (mm) + Lực vòng trên bánh cóc: P 2.M xc D 2.5437500 400 27187,5 (N) + Kiểm tra chốt cóc theo điều kiện bền uốn và nén: t 6.P.e b1 h12 P b1 h1 6.27187,5.8 44.16 27187,5 44.16 53,02 [ u ] 120 (N/mm2) (thoa man điêu ̉ ̃ ̀ kiên) ̣ SVTH: PHAN MINH THUẬT NT12CNDT 57 LƠP: ́ ĐÔ AN THIÊT BI ̀ ́ ́ ̣ MĂT ̣ BOONG SVTH: PHAN MINH THUẬT NT12CNDT GVHD: ThS. NGUYÊN THAI VU ̃ ́ ̃ 58 LƠP: ́ ĐÔ AN THIÊT BI ̀ ́ ́ ̣ MĂT ̣ BOONG GVHD: ThS. NGUN THAI VU ̃ ́ ̃ CHƯƠNG VI TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ PHỤ CỊN LẠI – XÂY DỰNG BẢN VẼ LẮP 1. Phương án bơi trơn và che chắn bảo vệ: Phương án bơi trơn, che chắn cho các ổ đỡ: ổ đỡ tang thành cao, ổ đỡ trục tải, ổ đỡ trục vít hai hướng ren, các con lăn, ly hợp vấu… Thơng thường trong máy tời các ổ đỡ trượt và ổ lăn được bơi trơn bằng mỡ. Với ổ đỡ trược còn phải bố trí vú mỡ, ổ lăn phải có phốt chắn mỡ Phương án bơi trơn, che chắn bảo vệ cho bộ truyền xích 2. Thiết kế sơ bộ bệ máy – Giá đỡ: Bệ máy – Giá đỡ tuy là bộ phận phụ nhưng có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo độ tin cậy cho máy móc khai thác. Giá đở được xem là bộ phận trung gian giữa ổ đỡ trục và bệ máy. u cầu cơ bản của việc thiết kế bệ máy – Giá đỡ là phải bảo đảm độ cứng vững, dễ chế tạo dễ tháo lắp và cân chỉnh. Phân biệt hai bệ đỡ: Bệ đỡ trục tải và bệ đỡ cơ cấu gạt cáp. Trình tự tính tốn thiết kế như sau: 2.1. Xác định các thơng số đầu vào: Các thơng số đầu vào để thiết kế bệ máy – Giá đỡ bao gồm: Các thơng số kích thước cơ bản (Định khối và định vị) của trục tải, tang, cơ cấu gạt cáp, bộ truyền xích, ly hợp, phanh, cóc… Sơ bộ chọn chiều cao giá đỡ trục tải và xác định mơmen lật: ML = Pmax.hmax. ( hmax là độ cao từ tâm lớp cáp có khoảng cách xa chân bệ máy nhất) Trong đó: + Pmax = 25000 (N) + hmax = hg + Dn + Sơ bộ chọn chiều cao giá đỡ trục tải: hg = 500 (mm) hmax = 500 + 525 = 1025(mm ) ML= 25000.1025 = 25625000 (N.mm) 2.2. Định chính xác vị trí các ổ đở trục tải, trục vít, trục trơn của cơ cấu gạt cáp: SVTH: PHAN MINH THUẬT NT12CNDT 59 LƠP: ́ ĐƠ AN THIÊT BI ̀ ́ ́ ̣ MĂT ̣ BOONG GVHD: ThS. NGUYÊN THAI VU ̃ ́ ̃ Mục đích là xác định khoảng cách giữa các giá đỡ, chiều cao và chiều rộng giá đỡ 2.3. Phác thảo kết cấu Bệ máy – Giá đỡ : Bệ máy – Giá đỡ thường được chế tạo bằng phương pháp hàn cắt kim loại. Vật liệu chế tạo là các thanh thép định hình chọn theo tiêu chuẩn như : U, V, I, L. (Tham khảo giáo trình SBVL) 2.4. Phương án lắp ghép giữa sàn boongbệgiáổ đỡ: Để dễ tháo lắp và cân chỉnh ta chọn mối ghép bằng bulon. Đường kính và số lượng bulon được chọn sơ bộ theo tiêu chuẩn bulon thơ ren hệ mét (M) Các bulon nền bệ cần được kiểm tra lại theo điều kiện bền kéo 3. Xây dựng bản vẽ lắp: u cầu cơ bản của bản vẽ lắp là phải thể hiện tổng thể máy tời theo đúng tiêu chuẩn và u cầu của một bản vẽ kỹ thuật cơ khí. Ngày nay với việc sử dụng máy tính và máy in chúng ta có rất nhiều thuận lợi trong việc vẽ một bản vẽ rõ, đẹp đúng tiêu chuẩn mà khơng cần bút vẽ. Tuy vậy việc xây dựng bản vẽ lắp nên tiến hành theo hai bước sau: + Bước 1: Vẽ phác thảo trên giấy và sử dụng bút vẽ Q trình thiết kế là q trình tạo ra sản phẩm trên giấy. Đây là một cơng việc đòi hỏi tính sáng tạo cao. Chính việc vẽ phác thảo trên giấy sẽ tạo điều kiện cho việc phát huy tính sáng tạo. Hơn nữa trong hoặc sau khi vẽ trên giấy người thiết kế mới dễ phát hiện ra những sai sót, bất hợp lý trong việc tính chọn trong thuyết minh, để kịp thời chỉnh sửa.(Chú ý vẽ phát thảo thường được sử dụng trong thiết kế phác thảo đưa ra sơ đồ động máy tời) Để vẽ phát thảo ta dựa vào các kích thước kết cấu đã có trong thuyết minh. Tiến hành tính tốn bố trí hình chiếu cho cân đối trên giấy. u cầu cơ bản của bước này là phải cẩn thận, bố trí hợp lý và bảo đảm độ chính xác cần thiết. Có như vậy mới tạo điều kiện thuận lợi cho bước tiếp theo + Bước 2: Vẽ lại trên máy theo đúng tiêu chuẩn và u cầu của một bản vẽ kỹ thuật cơ khí và in ấn SVTH: PHAN MINH THUẬT NT12CNDT 60 LƠP: ́ ĐÔ AN THIÊT BI ̀ ́ ́ ̣ MĂT ̣ BOONG GVHD: ThS. NGUYÊN THAI VU ̃ ́ ̃ TÀI LIỆU THAM KHẢO ThS. Nguyễn Thái Vũ – Bài giảng Thiết kê thiêt ́ ́ bò mặt boong 2. Trịnh Chất Lê văn Uyển – Tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí – NXB Giáo dục 3. GS.TS. Nguyễn trọng Hiệp – Chi tiết máy NXB Giáo dục 4. PGS.TS. Ngô Văn Quyêt ́ – Đô an môn hoc Chi tiêt may – NXB Hai Phong – 2007 ̀́ ̣ ́ ́ ̉ ̀ 5. PTS. Pham Hung Thăng ̣ ̀ ́ – Hương dân thiêt kê đô an môn hoc Chi tiêt may – NXB ́ ̃ ́ ́ ̀́ ̣ ́ ́ Nông nghiêp – 1995 ̣ SVTH: PHAN MINH THUẬT NT12CNDT 61 LƠP: ́ ... ̣ BOONG GVHD: ThS. NGUYÊN THAI VU ̃ ́ ̃ Phan Minh Thuật SVTH: PHAN MINH THUẬT NT12CNDT LƠP: ́ ĐÔ AN THIÊT BI ̀ ́ ́ ̣ MĂT ̣ BOONG GVHD: ThS. NGUYÊN THAI VU ̃ ́ ̃ ĐÔ AN THIÊT BI MĂT BOONG. .. boong chon kh ̣ ơp nôi răng co cac thông sô sau: ́ ́ ́ ́ ́ ́ Số hiệu Mô men Vận Số SVTH: PHAN MINH THUẬT NT12CNDT b d 22 D D1 L B LƠP: ́ Mơ Khối ĐƠ AN THIÊT BI ̀ ́ ́ ̣ MĂT ̣ BOONG. .. ĐÔ AN THIÊT BI ̀ ́ ́ ̣ MĂT ̣ BOONG GVHD: ThS. NGUYÊN THAI VU ̃ ́ ̃ Tai ̣ đường kinh truc t ́ ̣ ại vị trí tang ma sat đ ́ ơn, dmin = 75 (mm). Ta tra bảng P8 phần phụ lục boong chọn then bằng theo tiêu chuẩn TCVN: