Tính toán thiết kế cơ cấu nâng cổng trục

Tính toán thiết kế cơ cấu nâng cổng trục 2.1 Mô tả cấu tạo, nguyên lý làm việc và tính toán gầu ngoạm. 2.1.1 Cấu tạo của gầu ngoạm. Hình 2-1. Sơ đồ nguyên lý và kết cấu gầu ngoạm 7 tấn 1. Thân gầu. 2. Thanh dằng. 3. Ròng rọc di động. 4. Ròng rọc cố định. 5. Cam. 6. Dây cáp. 2.1.2 Nguyên lý làm việc của gầu ngoạm. Đóng điện cho động cơ, phanh điện thủy lực mở ra, động cơ quay truyền chuyển động sang hộp giảm tốc, chuyển động từ hộp giảm tốc truyền sang tang cuốn cáp nhờ khớp nối, tang cuốn cáp quay kéo theo dây cáp chuyển động. Khi dây cáp trùng xuống ròng rọc di động sẽ chuyển động đi xuống do tự trọng, khi đó cam nối giữa hai thân gầu trái và phải đẩy hai thân gầu ra và gầu sẽ đợc mở rộng. Khi kéo căng cáp thì ròng rọc di động sẽ chuyển động đi lên kéo theo hai thân gầu đóng và gầu đợc đóng vào. 2.1.3 Sơ đồ động học gầu ngoạm. Hình 2-2. Sơ đồ động học gầu ngoạm a. Khi đóng b. Khi mở tối đa 2.1.4 Kết cấu gầu ngoạm và tính toán. a. Kết cấu gầu ngoạm. Gầu ngoạm đợc treo trên 4 dây cáp, 4 dây cáp đợc cuốn vào hai tang (mỗi tang cuốn 2 dây) hai tang đợc đặt trong xe lăn bởi vậy gầu ngoạm sẽ đợc di chuyển cùng xe hàng. Cấu tạo gầu ngoạm gồm thân gầu trái và phải, thanh dằng trái và phải, palăng dẫn động, trong palăng gồm hệ thống ròng rọc di động và ròng rọc cố định, ròng rọc đi động sẽ chuyển động lên (xuống) theo cáp. b. Tính toán gầu ngoạm. Lực kéo xà ngang bên dới lên (2) là : N K = S. i p . P (1) Trong đó : i P - bội suất palăng i P = = 2 P - là hiệu suất palăng Hình 2-3. Sơ đồ tính gầu ngoạm P = 1 . 2 = 0,96. 0,96 = 0,92 S là lực căng của dây trên một nhánh cáp. PP i2 Q S = Trong đó : Q - trọng lợng toàn bộ Q = Q vl + Q g i p - là bội suất palăng i P = 2 - hiệu suất bộ truyền = p + t + 0 = 0,99. 0,96. 0,92 = 0,87 Tỷ số giữa khối lợng bì trên khối lợng vật liệu tải 2,19,0 Q Q K vl g ữ== Q g = (0,9 ữ 1,2) Q vl Q g1 = 0,9 Q vl = 0,9. 7 = 6,3 tÊn Q g2 = 1. Q vl = 1. 7 = 7 tÊn Q g3 = 1,1. Q vl = 1,1. 7 = 7,7 tÊn Q g4 = 1,2. Q vl = 1,2. 7 = 8,4 tÊn Träng lîng toµn bé. Q 1 = Q g1 + Q vl = 6,3 + 7 = 13,3 tÊn Q 2 = Q g2 + Q vl = 7 + 7 = 14 tÊn Q 3 = Q g3 + Q vl = 7,7 + 7 = 14,7 tÊn Q 4 = Q g4 + Q vl = 8,4 + 7 = 15,4 tÊn Lùc c¨ng S trªn 01 nh¸nh c¸p. 2,38)t(82,3 87,0.2.2 3,13 i2 Q S P 1 1 === η = KN 2,40)t(02,4 87,0.2.2 14 i2 Q S P 2 2 === η = KN 2,42)t(22,4 87,0.2.2 7,14 i2 Q S P 3 3 === η = KN 2,44)t(42,4 87,0.2.2 4,15 i2 Q S P 4 4 === η = KN Thay S, i p , η p vµo (1) ta cã : N k1 = S 1 . i p . η p = 38,2. 2. 0,92 = 70,29 KN = 70290 N N k2 = S 2 . i p . η p = 40,2. 2. 0,92 = 73,97 KN = 73970 N N k3 = S 3 . i p . η p = 42,2. 2. 0,92 = 77,65 KN = 77650 N N k4 = S 4 . i p . η p = 44,2. 2. 0,92 = 81,33 KN = 81330 N - Lùc P t¸c dông lªn thanh d»ng nèi gi÷a xµ ngang trªn (1) víi måm ngo¹m. γ + = cos2 GN P BB (2) Trong ®ã : N B = S (i p . p - 1) N B = N K - S N B1 = N K1 - S 1 = 70290 - 38200 = 32090 N N B2 = N K2 - S 2 = 73970 - 40200 = 33770 N N B3 = N K3 - S 3 = 77650 - 42200 = 35450 N N B4 = N K4 - S 4 = 81330 - 44200 = 37130 N G B = G ngang trên = 0,3 Q g G B1 = 0,3 Q g1 = 0,3. 63 = 18,9 KN = 18900 N G B2 = 0,3 Q g2 = 0,3. 70 = 21 KN = 21000 N G B3 = 0,3 Q g3 = 0,3. 77 = 23,1 KN = 23100 N G B4 = 0,3 Q g4 = 0,3. 84 = 25,2 KN = 25200 N = = = 28 0 20 cos = 0,88 Thay vào (2) ta có lực tác dụng lên thanh dằng nối giữa xà ngang với mồm ngoạm. + = cos2 GN P BB 28971 88,0.2 1890032090 cos2 GN P 1B1B 1 = + = + = N 31119 88,0.2 2100033770 cos2 GN P 2B2B 2 = + = + = N 33267 88,0.2 2310035450 cos2 GN P 3B3B 3 = + = + = N 35414 88,0.2 2520037130 cos2 GN P 4B4B 4 = + = + = N Lập Phơng trình mô men cân bằng tất cả các lực tác dụng lên mồm gầu với gối tựa quay tơng đối o. VB + H m - P c - 1/2 G g d - 1/2 G vl l = 0 Chiếu tất cả các ngoại lực tác dụng lên gầu ngoạm. 2 SGG V vlg + = Trong đó : V - lực cản xúc mồm gầu vào đống vật liệu. G g - Trọng lợng gầu KN G vl - Trọng lợng vật liệu KN S - Lực căng dây KN Lực cản xúc mồm gầu vào đống vật liệu 4,47 2 2,387063 2 SGG V 1vl1g 1 = + = + = KN 9,49 2 2,407070 2 SGG V 2vl2g 2 = + = + = KN 4,52 2 2,427077 2 SGG V 3vl3g 3 = + = + = KN 9,54 2 2,447084 2 SGG V 4vl4g 4 = + = + = KN - Xác định lực cản đóng miệng gầu R. V = R sin = sin V R Tính : Với 1 Vì bán kính xúc rất lớn ta chọn dây cung FI = đoạn thẳng FI XÐt ∆ EFI ta cã : tgα 1 = = = 0,79 H×nh 2-4. S¬ ®å kÝch thíc gÇu ngo¹m khi ®ãng α = 38,3 0 α ≈ α 1 = 38,3 0 - Lùc ®ãng miÖng gÇu R. 57,76 619,0 4,47 sin V R 1 1 == α = KN 6,80 619,0 9,49 sin V R 2 2 == α = KN 6,84 619,0 4,52 sin V R 3 3 == α = KN 69,88 619,0 9,54 sin V R 4 4 == α = KN - Lùc c¶n kÐo måm gÇu khi ®ãng l¹i. H = R cosα cosα = 0,78 H 1 = R 1 cos = 76,57. 0,78 = 59,7 KN H 2 = R 2 cos = 80,6. 0,78 = 62,8 KN H 3 = R 3 cos = 84,6. 0,78 = 65,9 KN H 4 = R 4 cos = 88,69. 0,78 = 69,2 KN Tính chọn sơ bộ động cơ. = .1000 v.S N c/d (KN) S - lực căng dây N v - vận tốc nâng v = 35m/ph = 0,58 m/s - hiệu suất bộ truyền động = p . t . o = 0,99. 0,96. 0,92 = 0,87 5,25 87,0.1000 58,0.38200 .1000 vS N 1 1dc == = KW 8,26 87,0.1000 58,0.40200 .1000 vS N 2 2dc == = KW 28 87,0.1000 58,0.42200 .1000 vS N 3 3dc == = KW 5,29 87,0.1000 58,0.44200 .1000 vS N 4 4dc == = KW Công suất động cơ N = 25,5 ữ 29,5 KW Căn cứ vào công suất tính toán và cờng độ làm việc CĐ = 40% chọn động cơ. Động cơ kiểu MTKF 412 6 Công suất động cơ 30 KW Tốc độ quay n = 935 v/ph cos = 0,78 T max = 1000 Nm T k = 950 Nm m = 315 kg Công suât động cơ phù hợp với công suất hai động cơ đã lắp đặt trên xe lăn cổng trục đang lắp đặt tại cảng Cửa ông. Vấn đề tính toán công suất cơ cấu nâng bớc đầu đã đợc tờng minh. 2.2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc và tính toán cơ cấu nâng cổng trục 7 tấn. Cơ cấu nâng đợc lắp trên xe hàng, xe hàng đợc di chuyển dọc trên 2 dầm chủ của cổng trục. Hình 2-5. Sơ đồ cơ cấu nâng tải + Cấu tạo của cơ cấu nâng. - Hộp giảm tốc - Tang cuốn cáp - Cáp thép - Phanh điện thủy lực. - Phanh điện từ. - Gầu ngoạm ( kiểu 4 dây tự hành) + Nguyên lý làm việc của cơ cấu nâng Đóng điện cho cơ cấu nâng hạ hoạt động, phanh điện thủy lực mở ra động cơ quay, chuyển động đợc truyền từ động cơ vào hộp giảm tốc thông qua bộ khớp nối, chuyển động từ hộp giảm tốc sang tang cuốn cáp nhờ bộ khớp nối trục đàn hồi, tang cuốn cáp quay kéo theo cáp chuyển động lên (xuống) gầu sẽ đợc nâng (hạ) tùy ngời điều khiển. 2.2.1 Sơ đồ động học cơ cấu nâng cổng trục 7 tấn. Hình 2-6. Sơ đồ động học hai tang nâng của cơ cấu nâng tải 1. Động cơ. 2. Khớp nối trục. 3. Phanh điện thủy lực. 4. Hộp giảm tốc. 5. Phanh điện từ. 6. Khớp nối. 7. Tang cuốn cáp. 2.2.2 Kết cấu cơ cấu nâng cổng trục 7 tấn và tính toán các thông số kỹ thuật. Cơ cấu nâng cổng trục 7 tấn là cơ cấu nâng dẫn động bằng động cơ điện, bao gồm 2 cụm truyền động. Mỗi cụm truyền động cho một tang cáp, tang cuốn hai sợi cáp, nh vậy sẽ có 4 sợi dây cáp hoạt động độc lập từng đôi một. Cổng trục 7 tấn đợc thiết kế làm việc ở bến cảng, có khẩu độ L = 40(m), tốc độ nâng v n = 35 (m/ph), sức nâng 7 tấn, chiều cao nâng 12,5 (m), CĐ = 40%. Điều kiện môi trờng làm việc : - Gió : - Tốc độ gió tối đa khi làm việc 16 m/s - Tốc độ gió tính toán khi có gió bão 40 m/s. - Độ ẩm tơng đối : 100%. - nhiệt độ ngoài trời 0 0 ữ 45 0 C [...]... palăng cơ cấu nâng Chế độ làm việc cơ cấu nâng a Bội suất palăng cơ cấu nâng Bội suất palăng là thông số đặc trng của palăng Bội suất palăng bằng tỷ số nhánh treo vật nâng trên số nhánh cáp cuốn vào tang ip = = 2 b chế độ làm việc cơ cấu nâng Chế độ làm việc là đặc tính quan trọng của cổng trục nó đợc phản ánh trong từng bớc tính toán thiết kế các cơ cấu cũng nh kết cấu kim loại, cổng trục đợc thiết kế. .. động cơ N = 22,3 ữ 25,8 KW Căn cứ vào bảng chọn động cơ kiểu MTKF 412 6, CĐ = 40% Công suất động cơ N = 30 KW Số vòng quay n = 935 v/ph Khối lợng động cơ m = 315 kg cos = 0,78 Tmax = 1000 Nm Tk = 950 Nm Động cơ đã tính chọn phù hợp với dẫn động cơ cấu nâng đã lắp đặt trên cổng trục mới đang lắp đặt tại cửa ông 2.2.2.5 Kiểm tra mô men phanh cơ cấu nâng Mô men phanh cơ cấu nâng dùng để treo vật nâng. .. Cáp thép 6x19(1+6) KO Đờng kính 21 mm Khớp nối + bánh phanh Khớp nối trục kiểu đàn hồi Kết luận : Cờng độ làm việc CĐ = 40%, công suất động cơ đã tính toán và lựa chọn thỏa mản yêu cầu chất (dỡ), nâng (hạ) tải và phù hợp với công suất hai động cơ lắp đặt trên xe lăn cổng trục 7 tấn tại Cảng Cửa Ông Vấn đề tính toán cơ cấu nâng cổng trục đã tờng minh ... chỉnh tốc độ rơi vật nâng khi hạ tải Phanh trang bị trên cơ cấu nâng gồm : Phanh dừng (phanh an toàn), phanh thả (phanh điều chỉnh tốc độ) Phanh đợc trang bị trên trục động cơ nên có mô men phanh nhỏ, kết cấu cụm phanh nhỏ gọn Tính toán mô men phanh cơ cấu nâng Mp = Mt + Mđ = Mt + Mđ + Mđ Mt Mô men tĩnh do trọng lợng vật nâng gây ra (mô men tĩnh xẩy ra suốt cả thời gian hạ vật nâng với tốc độ không... 2.2.2.7 Kiểm tra mô men khởi động của cơ cấu nâng Động cơ điện cơ cấu nâng đợc chọn theo công suất khi chuyển động ổn định với tốc độ nâng không đổi vn = 35 m/ph Trong thời kỳ khởi động máy ngoài việc nâng vật, động cơ còn phải tiêu hao năng lợng để tạo gia tốc cho vật nâng và các chi tiết trong cơ cấu vì trớc đó chúng ở trạng thái tĩnh Nh vậy trong thời kỳ mở máy động cơ điện phải tạo ra mô men Mm = Mt... đợc thiết kế chế tạo và sử dụng đúng chế độ làm việc sẽ đảm bảo an toàn và hiệu quả kinh tế Trong máy nâng thờng chọn chế độ làm việc của cơ cấu nâng đặc trng cho chế độ làm việc của máy nâng Chế độ làm việc của các cơ cấu khác đợc lựa chọn theo chế độ làm việc của cơ cấu nâng Chế độ làm việc của cơ cấu nâng đợc đặc trng bằng các chỉ tiêu sau : + Cờng độ làm việc CĐ % = 100 t Thời gian khởi động và... động của cổng trục đợc điều khiển từ cabin, trong đó ngời điều khiển có thể quan sát toàn bộ phạm vi hoạt động của cổng trục và nắm rõ trạng thái hiện tại của cổng trục thông qua các hiển thị số và đèn Để giúp ngời điều khiển cổng trục quan sát tốt mọi vị trí lấy hàng cũng nh nhả hàng Ca bin đợc treo dới một khung xe và di chuyển cùng với xe lăn mang ngoạm trên dầm cổng trục Ca bin đợc kết cấu bằng... vật nâng Mđ - Mô men động để tạo gia tốc cho vật nâng trong thời gian khởi động Mđ - Mô men động để tạo gia tốc cho các chi tiết quay của cơ cấu nâng tải Mô men tĩnh do hoán vị mô men tang về trục động cơ Mt MT = M tg i 0 0 tg = G.D G.D = 2.i P P pl 0 i 0 2.i p i 0 Trong đó: i0 Tỷ số bộ truyền động 0 Hiệu suất bộ truyền động - Hiệu suất chung của cơ cấu nâng = p pl tg 0 = 0,85 Q - Trọng lợng cơ. .. [Atlát máy nâng chuyển] chọn Cáp có lực kéo đứt gần đúng với lực kéo đứt tính toán Lựa chọn loại cáp bện đôi kiểu KO 6 x19 ( 1 + 6 ) = 114 Với các thông số : - Khối lợng 1000 m cáp đã bôi trơn qcáp = 1635 (kg) - Diện tích tính toán của mặt cắt tất cả các sợi F = 167,03 - Đờng kính cáp dc = 21 mm - Độ bền giới hạn của thép b = 1800 N/mm2 2.2.2.3 Tính toán tang cuốn cáp Tang trong cơ cấu nâng dùng để... truyền động Theo tốc độ nâng vn = 35 m/ph, tốc độ vòng quay n =935 v/ph Chọn hộp giảm tốc 2 cấp PM 350 với các đặc tính kỹ thuật Hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp Tỷ số truyền i0 = 40,17 Kiểu lắp : Trục ra và trục vào quay về một phía Phơng án thực hiện hộp giảm tốc Hình 2-10 Sơ đồ hộp giảm tốc T Trục có số vòng quay thấp (trục ra của hộp giảm tốc) C Trục có số vòng quay cao (trục vào của hộp giảm . cáp. 2.2.2 Kết cấu cơ cấu nâng cổng trục 7 tấn và tính toán các thông số kỹ thuật. Cơ cấu nâng cổng trục 7 tấn là cơ cấu nâng dẫn động bằng động cơ điện,. làm việc cơ cấu nâng. Chế độ làm việc là đặc tính quan trọng của cổng trục nó đợc phản ánh trong từng bớc tính toán thiết kế các cơ cấu cũng nh kết cấu kim