Thiết kế cầu trục 5 tấn

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CẦU TRỤC TẤN Người hướng dẫn: ThS LƯU ĐỨC HÒA Người duyệt: ThS NGUYỄN THANH VIỆT Sinh viên thực hiện: ĐƯỜNG NHÂN TÍN Số thẻ sinh viên: 101140121 Lớp: 14C1B Đà Nẵng, 2019 GVHD: Th.S Lưu Đức Hòa Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục LỜI NĨI ĐẦU Trong thời kì cơng nghiệp hóa đại hóa nước ta nay, ngành khí đóng vai trị quan trọng đời sống sản xuất Cơ khí giúp chế tạo loại máy móc để phục vụ trình sản xuất ngành cơng nghiệp, chế tạo loại máy móc để phục vụ đời sống người dân Cung cấp thiết bị đáp ứng cầu đời sống người Cầu trục sản phẩm khí thơng dụng, sử dụng phổ biến hầu hết ngành kinh tế quốc phịng để nâng chuyển vật có trọng lượng từ nhỏ đến lớn Chính quan trọng cầu trục kinh tế, em thầy Th.S Lưu Đức Hòa đồng ý với đề tài làm Đồ án tốt nghiệp “ Thiết kế cầu trục ” Đề tài “ Thiết kế cầu trục ” bao gồm chương: • Chương 1: Giới thiệu chung máy nâng chuyển • Chương 2: Tính tốn thiết kế cấu nâng • Chương 3: Tính tốn thiết kế xe lăn • Chương 4: Tính tốn thiết kế xe cầu • Chương 5: Thiết kế hệ thống dầm • Chương 6: Thiết kế hệ thống điều khiển • Chương 7: An tồn vận hành bảo dưỡng máy Sau hoàn thành Đồ án tốt nghiệp quan tâm, hướng dẫn tận tình thầy Th.S Lưu Đức Hịa giúp em củng cố vững vàng kiến thức học suốt năm năm qua Vì kiến thức hạn hẹp nên cịn nhiều thiếu sót, em mong nhận nhiều đóng góp ý kiến thầy để thực tốt Đà Nẵng, Ngày 30 tháng năm 2019 Sinh viên thực Đường Nhân Tín SVTH: Đường Nhân Tín Lớp 14C1B Trang GVHD: Th.S Lưu Đức Hòa Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Lỗi! Thẻ đánh dấu không được xác định Chương : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY NÂNG CHUYỂN 1.1Các định nghĩa thực trạng 1.1.1 Các định nghĩa 1.1.2 Thực trạng 1.2 Phân loại máy nâng chuyển 1.2.1 Căn vào chuyển động 1.2.2 Căn vào cấu tạo nguyên tắc làm việc 1.3 Các thông số máy nâng 14 1.3.1 Tải trọng nâng tải trọng tính tốn 14 1.3.2 Các thơng số hình học 14 1.3.3 Các thông số động học 15 Chương 2: THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG 16 2.1 Lựa chọn phương án dẫn động 16 2.1.1 Phương án 16 2.1.2 Phương án 16 2.1.3 Phương án 17 2.2 Tính toán cấu nâng 17 2.2.1 Chọn loại dây 18 2.2.2 Palang giảm lực 18 2.2.3 Kích thước dây 19 2.2.4 Tính kích thước tang rịng rọc 19 2.2.5 Chọn động điện 20 2.2.6 Tỉ số truyền chung 21 2.2.7 Kiểm tra động điện momen mở máy 21 2.2.8 Tính chọn phanh 24 2.2.9 Hệ thống truyền động cầu trục 26 2.2.10 Các phận khác cấu nâng 43 Chương : TÍNH TỐN THIẾT KẾ XE LĂN 46 3.1 Lựa chọn phương án dẫn động 46 3.1.1 Phương án 46 3.1.2 Phương án 46 3.1.3 Phương án 47 3.2 Tính tốn cấu di chuyển xe lăn 47 3.2.1 Chọn bánh xe ray 47 3.2.2 Tải trọng lên bánh xe 47 3.2.3 Động điện 49 3.2.4 Tỷ số truyền chung 50 3.2.5 Kiểm tra động điện momen mở máy 50 3.2.6 Phanh 51 3.2.7 Các phận khác cấu di chuyển xe lăn 51 Chương 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ XE CẦU 57 4.1 Lựa chọn phương án truyền động di chuyển cầu 57 4.1.1 Phướng án 57 SVTH: Đường Nhân Tín Lớp 14C1B Trang GVHD: Th.S Lưu Đức Hịa Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục 4.1.2 Phương án 57 4.1.3 Phương án 58 4.2 Tính tốn cấu di chuyển xe cầu 58 4.2.1 Bánh xe ray 58 4.2.2 Động điện 60 4.2.3 Tỷ số truyền chung 61 4.2.4 Kiểm tra động điện momen mở máy 61 4.2.5 Phanh 62 Chương 5: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẦM CHÍNH 63 5.1 Lựa chọn kết cấu dầm 63 5.1.1 Phương án 1: Hai dầm kết cấu dạng hộp 63 5.1.2 Phương án 2: kết cấu dầm kiểu giàn 63 5.1.3 Phương án 3: kết cấu loại dầm 63 5.2 Tính kết cấu kim loại 64 5.2.1 Tính tải trọng 64 5.2.2 Xác định kích thước tiết diện dầm 65 5.2.3 Ứng suất tiết diện dầm 67 5.2.4 Tính tiết diện gối tựa dầm 70 5.2.5 Tính độ bền ray xe lăn 71 5.2.6 Tính mối ghép hàn 71 5.2.7 Tính dầm cuối 73 5.2.8 Tính dầm đặt ray di chuyển cầu 75 Chương : THIẾT KẾ HỆ THÔNG ĐIỀU KHIỂN 77 6.1 Yêu cầu hệ thông điều khiển 77 6.2 Sơ đồ hệ thống điều khiển 77 Chương : AN TOÀN VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY 79 7.1 An toàn vận hành 79 7.2 Bảo dưỡng máy 79 7.2.1 Bảo dưỡng cầu trục ngày 79 7.2.2 Bảo dưỡng cầu trục định kì 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 SVTH: Đường Nhân Tín Lớp 14C1B Trang GVHD: Th.S Lưu Đức Hòa Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục Chương : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY NÂNG CHUYỂN 1.1 Các định nghĩa thực trạng 1.1.1 Các định nghĩa a/ Máy nâng chuyển thiết bị dùng để thay đổi vị trí đồi tượng nhờ thiết bị mang vật trực tiêp móc treo, thiết bị gian tiếp gầu ngoạm, nam châm điện, băng tải,… b/ Máy trục loại máy nâng vận chuyển, phương tiện quan trọng việc giới hố q trình sản xuất ngành công nghiệp xây dựng 1.1.2 Thực trạng Ở nước tiên tiến, ngành máy nâng chuyển ngành công nghiệp phát triển cao, thiết bị nâng chuyển máy trục Sự phát triển mạnh mẽ công nghiệp, mong muốn nâng cao suất lao động, phải phát triển không ngừng cải tiến kỹ thuật máy nâng vận chuyển Trong ngành cơng nghiệp mỏ cần có loại thang tải, xe kíp băng tải … Trong ngành luyện kim có cần trục nặng phục vụ kho chứa quặng nhiên liệu… Máy nâng vận chuyển phục vụ nhà ở, nhà công cộng, cửa hiệu lớn ga tàu điện ngầm thang máy, có thang điện cao tốc cho nhà cao tầng, buồng chở người thang điện liên tục.Trong siêu thị người ta dùng nhiều cầu thang cuốn… Trong nhà máy hay phân xưởng khí người ta trang bị nhiều máy nâng chuyển di động cần trục, cầu trục, cổng trục dùng điện hay khí nén, thuỷ lực suất cao để di chuyển chi tiết máy máy… Ngành máy nâng vận chuyển đại thực rộng rãi việc giới hố q trình vận chuyển ngành công nghiệp kinh tế quốc dân Sự phát triển kỹ thuật nâng – vận chuyển phải theo cải tiến máy móc, tinh xảo hơn, giảm nhẹ trọng lượng, giảm giá thành, nâng cao chất lượng sử dụng, tăng mức sản xuất, đơn giản hoá tự động hoá việc điều khiển chế tạo máy nhiều hiệu để thoả mãn yêu cầu ngày tăng kinh tế quốc dân Ở nước ta, máy nâng vận chuyển sử dụng rộng rãi số ngành xếp dỡ hàng hoá bến cảng nhà ga đường sắt Trong công nghiệp xây dựng nhà ở, nhà máy luyện kim lâm nghiệp, xây dựng công nghiệp quốc phịng Trong tình hình kinh tế phát triển nay, máy nâng vận chuyển ngày trở thành nhu cầu cấp bách nhu cầu sản xuất ngày cao 1.2 Phân loại máy nâng chuyển 1.2.1 Căn vào chuyển động Chia làm hai loại: a/ Máy nâng: SVTH: Đường Nhân Tín Lớp 14C1B Trang GVHD: Th.S Lưu Đức Hòa Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục Hình 1.1- Cổng trục - Đặc điểm làm việc: chủ yếu phục vụ trình nâng vật thể khối Đặc điểm làm việc cấu máy nâng ngắn hạn, lặp lặp lại có thời gian dừng Chuyển động máy nâng hạ vật theo phương thẳng đứng, ngồi cịn có số chuyển động khác để dịch chuyển vật mặt phẳng ngang chuyển động quay quanh trục máy, di chuyển máy, chuyển động lắc quanh trục ngang (nâng hạ cần) Bằng phối hợp chuyển động, máy dịch chuyển vật đến vị trí khơng gian làm việc - Cơng dụng: máy nâng dùng để vận chuyển vật liệu xây dựng cấu kiện lên cao, lắp ráp cấu kiện xây dựng, xếp đỡ, vận chuyển hàng hóa kho bãi sản xuất, nhà xưởng, nha ga, bến cảng, nâng thiết kế chuyên dùng để vận chuyển người lên cao SVTH: Đường Nhân Tín Lớp 14C1B Trang GVHD: Th.S Lưu Đức Hòa Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục - Phân loại: xây dựng, trọng lượng vật cần nâng từ vài chục kg đến vài trăm tấn, độ cao nâng từ vài cm đến vài trăm mét Để áp dụng vùng thông số rộng vậy, máy nâng có nhiều loại Dựa vào kết cấu chung máy, chia máy nâng thành nhóm sau: + Máy nâng đơn giản: cần cấu nâng, kết cấu máy đơn giản, làm việc độc lập, dễ di dời đến nới làm việc mới, làm việc máy thường đẩy kéo vật theo phương Nhóm có loại sau: kích, palang xích, palang điện, tời Hình 1.2 - Palang + Máy nâng kiểu cần: gọi cần trục, đặc điểm chung nhóm phân cần Vị trí vật xác định với R góc quay mặt phẳng ngang độ cao z Nhóm máy có loại cần trục tháp, cần trục tự hành, cần trục thiếu nhi,… Hình 1.3- Cần trục tháp SVTH: Đường Nhân Tín Lớp 14C1B Trang GVHD: Th.S Lưu Đức Hòa Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục + Máy nâng kiểu cầu: có kết cấu dạng nhịp cầu Với vị trí xác định theo hệ tọa độ đề các( x,y,z) tức di chuyển theo ba phương vng góc để xác định vị trí Nhóm có loại cầu trục, cổng trục, bán cổng trục, thiết bị nâng hạ kiểu dây treo Hình 1.4- Cầu trục + Máy nâng kiểu cột: có kết cấu máy dạng cột giàn thép hay khung thép đặt thẳng đứng, vật nâng hạ dọc theo cột Nhóm có loại thang máy, xe nâng hàng,… Hình 1.5- Xe nâng hàng SVTH: Đường Nhân Tín Lớp 14C1B Trang GVHD: Th.S Lưu Đức Hòa Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục a Máy vận chuyển liên tục: Vật nặng vận chuyển thành dòng liên tục, theo tuyến định Khi làm việc, trình vận chuyển, chất dỡ tải tiến hành cách đồng thời Máy vận chuyển liên tục phục vụ trình chuyển vật liệu vụn, rời phạm vi không lớn Gồm loại băng gầu, băng tải, máy xúc liên tục, xích tải, vít chuyển… Hình 1.6- Máy vận chuyển liên tục 1.2.2 Căn vào cấu tạo nguyên tắc làm việc a Cầu trục: loại thiết bị dùng để nâng, hạ, di chuyển hang hóa nhà xưởng cách đảm bảo hiệu q trình bốc xếp hàng hóa Cầu trục ứng dụng rộng rãi nhiều ngành kinh tế, đặc biệt nhà xưởng sản xuất cơng nghiệp đóng tàu, luyện kim, gia cơng khí, thủy điện, nhiệt điện - Ưu điểm cầu trục: Cầu trục thiết bị nâng hạ sử dụng nhiều nhà máy sản xuất cơng nhiệp, cơng trình, dự án cơng nghiệp tính linh hoạt an tồn sử dụng sản phẩm cầu trục Ngoài ra, cầu trục đáp ứng nhu cầu nâng hạ vật có tải trọng nặng đến nghìn mà khơng thiết bị nâng hạ đáp ứng Tải trọng cầu trục đa dạng từ 500kg đến tối đa nghìn SVTH: Đường Nhân Tín Lớp 14C1B Trang GVHD: Th.S Lưu Đức Hòa Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục Hình 1.7- Cầu trục - Cấu tạo cầu trục: bản, cầu trục gồm có: + Dầm cầu trục: chế tạo từ thép tấm, thép cuộn tổ hợp từ loại thép hình + Dầm biên cầu trục: Chế tạo từ thép tổ hợp với bánh xe, động di chuyển + Palang nâng hạ: thiết bị đồng bộ, thường nhập từ nước Ở Việt Nam thường tổ hợp loại pa lăng có tải trọng lớn, yêu cầu đặc biệt + Hệ thống cấp điện: đảm bảo cung cấp điện cho pa lăng cho toàn cầu trục Hệ điện điều khiển đấu nối song song với hệ điện động lực tách rời khỏi hệ điện động lực - Phân loại cầu trục: + Phân loại theo công dụng: Cầu trục có cơng dụng chung: Chủ yếu dùng với móc treo để xếp dỡ, di chuyển lắp ráp sửa chữa máy móc Cầu trục chuyên dùng: Được sử dụng chủ yếu công nghiệp luyện kim với thiết bị mang vật chuyên dùng chế độ làm việc nặng + Phân loại theo cách dẫn động cấu: Cầu trục dẫn động tay: Các cấu dẫn động hệ thống tời kéo tay (hệ thống đĩa xích kéo tay ) Cầu trục dẫn động điện: Các cấu dẫn động điện (Palăng ) + Phân loại theo kết cấu dầm: SVTH: Đường Nhân Tín Lớp 14C1B Trang ... có: SVTH: Đường Nhân Tín Lớp 14C1B Trang 75 GVHD: Th.S Lưu Đức Hòa Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục P 151 500 = = 757 50 N 2 P.l 151 500.4 Mx = = = 151 500 N 4 Qy = Trị số ứng suất lớn mặt cắt... nghiệp: Thiết kế cầu trục N dc 22 = 955 0 = 287 Nm ndc 723 Mm = 1,8.287 = 51 7 Nm Do : Q1 = Q 71.723 52 600.0,41 65 2.723 t = + = 0,49 ,s 3 75. (51 7 − 191,6) 3 75( 517 − 191,6).2 2.32 ,5 2.0,87 n m Gia... nghiệp “ Thiết kế cầu trục ” Đề tài “ Thiết kế cầu trục ” bao gồm chương: • Chương 1: Giới thiệu chung máy nâng chuyển • Chương 2: Tính tốn thiết kế cấu nâng • Chương 3: Tính tốn thiết kế xe lăn