Thiết kế cầu trục 10 tấn khẩu độ 20 mét

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CẦU TRỤC 10 TẤN KHẨU ĐỘ 20 MÉT Người hướng dẫn: PGS.TS NGUYỄN VĂN YẾN Sinh viên thực hiện: ĐỖ THIÊN HUY Đà Nẵng, 2019 TÓM TẮT ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Tên đề tài: THIẾT KẾ CẦU TRỤC 10 TẤN KHẨU ĐỘ 20 MÉT Sinh viên thực hiện: Đỗ Thiên Huy Số thẻ sinh viên: 101150075 Lớp: 15C1B Khoa: Cơ Khí Ngành: Cơng nghệ chế tạo máy NỘI DUNG ĐỀ TÀI: Nhu cầu thực tế đề tài: 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 q trình sản xuất ngành cơng nghiệp, chế tạo C C 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 R L T kinh tế quốc phòng để nâng chuyển vật có trọng lượng từ nhỏ đến lớn Phạm vi nghiên cứu đề tài: Trên sở thiết kế thực tế DU Nội dung đề tài thực hiện:  Thuyết minh: 01  Số vẽ: 07 Kết đạt được:  Giới thiệu chung thiết bị nâng chuyển       Xây dựng lược đồ cầu trục Tính tốn thiết kê cấu nâng Tính tốn thiết kế cấu di chuyển xe Tính tốn thiết kế cấu di chuyển cầu Tính tốn thiết kế dầm cầu trục Hướng dẫn an toàn sữ dụng máy Đà Nẵng, Ngày 07,tháng 12,năm 2019 Sinh viên thực Đỗ Thiên Huy i ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Đỗ Thiên Huy Số thẻ sinh viên: 101150075 Lớp: 15C1B Ngành: Cơng nghệ chế tạo máy Khoa: Cơ khí Tên đề tài đồ án: THIẾT KẾ CẦU TRỤC 10 TẤN KHẨU ĐỘ 20 MÉT Đề tài thuộc diện:  Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: - Trọng lượng: 10 - Khẩu độ: 20 mét Nội dung phần thuyết minh tính tốn: C C R L T A Phần lý thuyết: - Giới thiệu chung thiết bị nâng chuyển B Phần thiết kế: - Thiết kế cấu nâng - Thiết kế cấu di chuyển xe - Thiết kế cấu di chuyển cầu - Thiết kế dầm cầu trục - Tính chọn phận khác DU Các vẽ đồ thị (Ghi rõ loại vẽ kích thước vẽ) - Bản vẽ giới thiệu cầu trục : 01 Ao - Bản vẽ chung toàn cầu trục : 02 Ao - Bản vẽ cấu nâng : 01 Ao - Bản vẽ kết cấu xe : 01Ao - Bản vẽ cấu : 01Ao - Bản vẽ dầm cầu trục : 01Ao Họ tên người hướng dẫn: Phần/Nội dung: Nguyễn Văn Yến Lý thuyết Nguyễn Văn Yến Thiết kế ii Ngày giao nhiệm vụ đồ án : 26/08/2019 Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 07/12/2019 Đà Nẵng, ngày 26 tháng năm 20129 Trưởng môn Người hướng dẫn Nguyễn Văn Yến C C R L T DU iii LỜI NÓI ĐẦU Đồ án tốt nghiệp ngành môn học cuối sinh viên trước trường Nó trang bị cho sinh viên đầy đủ kiến thức tổng hợp học năm qua, giúp củng cố lại kiến thức học giảng đường hành trang hữu ích cho sinh viên q trình làm việc sau Đối với sinh viên khoa Cơ khí chế tạo máy, sau hoàn thành hết chương trình học trường, em thầy giáo hướng dẫn giao nhiệm vụ đề tài đồ án tốt nghiệp “ Thiết kế cầu trục 10 độ 20 mét” Sau thời gian tìm hiểu làm việc giúp đỡ, hướng dẫn tận tình thầy giáo PGS.TS Nguyễn Văn Yến em hoàn thành nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp Em hy vọng với đề tài giúp em kiểm tra lại kiến thức học trang bị thêm kiến thức để làm tảng cho em sau Đây lần em thiết kế đề tài có kiến thức tổng hợp rộng hiểu biết hạn chế nên khơng tránh thiếu sót q trình làm đồ án mong thầy góp ý thêm Em xin chân thành cảm ơn ! C C R L T DU Đà Nẵng, ngày 07, tháng 12, năm 2019 Sinh viên thực Đỗ Thiên Huy iv CAM ĐOAN Lời cam kết: “ Tôi xin cam đoan đề tài tốt nghiệp cơng trình Đỗ Thiên Huy tự nghiên cứu thực Tôi không chép lấy ý tưởng mà khơng cho phép trích dẫn nguồn gốc Nếu có sai phạm nào, tơi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.” Sinh viên thực C C R L T DU v Đỗ Thiên Huy MỤC LỤC TÓM TẮT ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP i LỜI NÓI ĐẦU iv CAM ĐOAN v MỤC LỤC vi DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU, HÌNH ẢNH VÀ SƠ ĐỒ ix MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT BỊ NÂNG CHUYỂN 1.1 Các định nghĩa thực trạng 1.1.1 Các định nghĩa C C 1.1.2 Thực trạng R L T 1.2 Phân loại máy nâng chuyển 1.2.1 Căn vào chuyển động DU 1.2.2 Căn vào cấu tạo nguyên tắc làm việc 1.3 Các thông số máy nâng 12 1.3.1 Tải trọng nâng tải trọng tính tốn 12 1.3.2 Các thơng số hình học 12 1.3.3 Các thông số động học 13 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 14 2.1 Chọn phương án truyền động cấu nâng 14 2.1.1 Phương án 14 2.1.2 Phương án 15 2.1.3 Phương án 15 2.2 Phương án truyền động di chuyển xe lăn .16 2.2.1 Phương án 16 2.2.2 Phương án 16 2.2.3 Phương án 3: 17 2.3 Lựa chọn phương án truyền động di chuyển cầu 17 2.3.1 Phương án 17 vi 2.3.2 Phương án 18 2.3.3 Phương án 18 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG 20 3.1 Phân tích chung 20 3.2 Tính tốn cấu nâng 21 3.2.1 Chọn loại dây cáp 21 3.2.2 Palăng giảm lực 22 3.2.3 Tính kích thước dây cáp .22 3.2.4 Tính kích thước tang ròng rọc .23 3.2.5 chọn động điện 25 3.2.6 Tỷ số truyền chung .26 3.2.7 kiểm tra động điện nhiệt .26 3.2.8 tính chọn phanh .29 3.2.9 Bộ truyền 33 3.3 C C R L T Các phận khác cấu nâng .52 DU 3.3.1 Khớp nối trục 52 3.3.2 MÓC VÀ Ổ MÓC TREO 54 3.3.3 Bộ phận tang 55 CHƯƠNG 4: TÍNH CƠ CẤU DI CHUYỂN XE LĂN .61 4.1 Sơ đồ dẫn động cấu 61 4.2 Chọn bánh xe ray 61 4.3 Tải trọng lên bánh xe 61 4.4 Động Cơ Điện .64 4.5 Tỷ Số Truyền Chung 64 4.6 Kiểm Tra Động Cơ Điện Về Mômen mở máy 65 4.7 Phanh 66 4.8 Bộ Truyền 66 4.9 Các phận cấu di chuyển xe lăn 66 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN CƠ CẤU DI CHUYỂN CẦU TRỤC 73 5.1 Bánh Xe Ray .73 5.2 Chọn Động Cơ 75 5.3 Tỷ số truyền chung 75 vii 5.4 Kiểm tra động điện 76 5.5 Phanh 77 5.6 Bộ Truyền 77 CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN THIẾT KẾ DẦM CÂU TRỤC .78 6.1 Phân tích lựa chọn kết cấu dầm 78 6.1.1 Phương án 78 6.1.2 Phương án 78 6.1.3 Phương án 79 6.2 Tính Tải Trọng 79 6.3 Xác Định Kích Thước Tiết Diện Của Dầm 81 6.4 Ứng suất tiết diện dầm 83 6.5 Tính Tiết Diện Gối Tựa Của Dầm Chính 85 6.6 Tính độ bền ray xe lăn 86 6.7 Tính mối ghép hàn 87 6.8 Tính dầm cuối .89 6.9 Tính dầm đặt ray di chuyển cầu 91 C C R L T DU CHƯƠNG 7: HƯỚNG DẪN AN TOÀN VÀ SỬ DỤNG MÁY 92 7.1 An toàn sử dụng máy 92 7.2 Hướng dẫn sử dụng máy .93 KẾT LUẬN 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 viii DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU, HÌNH ẢNH VÀ SƠ ĐỒ DANH SÁCH HÌNH ẢNH Hình 1 : Cổng trục .3 Hình 2: Palang .4 Hình : Cần trục tháp Hình : Xe nâng hàng Hình : Cầu trục Hình : Cổng trục dầm đơn Hình : Cổng trục dầm đôi Hình : Cần trục tháp 10 Hình : Cần trục ô tô 11 Hình 10 : Cần trục bánh xích .11 HÌnh : Cơ cấu nâng tay 20 C C HÌnh : Cơ cấu nâng điện 20 HÌnh 3 : Biểu đồ momen trục I 46 R L T HÌnh : Biểu đồ momen trục II 48 HÌnh : Biểu đồ momen trục III .49 HÌnh : Kích thước móc treo 54 HÌnh : Cặp cáp tang cặp cáp 56 HÌnh : Kết cấu trục tang 58 Hình : Dạng chung xe lăn với cấu nâng 62 Hình : Kết cấu cụm bánh xe 67 Hình : Các tải trọng tác dụng lên ổ 70 DU Hình : Kết cấu hai dầm dạng hộp 78 Hình : Kết cấu hai dầm kiểu giàn 79 Hình : Kết cấu dầm 79 Hình : Tiết diện ngang dầm cầu 81 Hình : Phân bố dầm dầm 85 Hình 6 : kết cấu dầm cuối 89 Hình : Thép chữ I 92 ix Thiết kế cầu trục 10 độ 20 mét 6.4 Ứng suất tiết diện dầm Xác định ứng suất tiết diện dầm trọng lượng xe lăn cách tiết diện dầm đoạn a/2 Trong a khoảng cách từ hợp lực đến bánh xe chịu tải lớn nằm bên trái ta có trị số ứng suất lớn Phản lực A tác dụng trọng lượng xe lăn vật nâng R A  P' D La L  (2b  a)  P' C 2L 2L C C R L T DU Sơ đồ : Sơ đồ xác định ứng suất dầm Mơmen uốn: M '1u  RA La 20  0,48  37843  142289 Nm 2 Phản lực tựa A tác dụng trọng lượng dầm cấu (Hình 6.5) Mơmen uốn: L  a q( L  a) 20  0,48 6875(20  0,48) M "1u  R' A   27500   54802 Nm 8 Mômen uốn tổng: Sinh viên thực hiện: Đỗ Thiên Huy Hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Yến 83 Thiết kế cầu trục 10 độ 20 mét M1u = M’1u+M”1u = 142289 + 54802 = 197095Nm = 197.106 Nmm Ứng suất tác dụng tải trọng: Ứng suất uốn cho phép chế độ làm việc trung bình lấy theo bảng 5-2[1] [σ]1 = 160N/mm2 Mơmen uốn lực qn tính xe lăn vật nâng: P'qt L 3541.20  7082 Nm 4 Sơ đồ : Sơ đồ xác định tải trọng phụ Lực quán tính đặt đầu ray lực quán tính tác dụng lên dầm tạo thành mơmen xoắn phụ, Momen nhỏ nên thực tế bỏ qua Mơmen uốn lực qn tính trọng lượng thân dầm gây ra: M '2 u   C C R L T DU Mômen uốn tổng cộng: M2u = M’2u+M”2u = 7082 + 17200 = 24282Nm Ứng suất uốn phụ:  2u  M 2u 24,2.106   26,6 N / mm2 Wy 0,91.10 Mơmen uốn lực qn tính dọc phanh xe lăn : M3u = Pqt’ h1 = 3541 0,358 = 1268Nm Ứng suất phụ Mômen gây ra: Ứng suất tổng tiết diện xét tác dụng tải trọng phụ σu = σ1u+σ2u+σ3u = 151+10,8+1,05 = 163N/mm2 Ứng suất uốn cho phép theo bảng 5-2[1]: [σ]2 = 180N/mm2 > δu Độ võng dầm tác dụng xe lăn vật nâng: f  ( P"D  P"C ).L3 (44064  26762).8000   11mm 48.E.J x 48.2,1.10 5.32.10 Trong đó: E=2,1.105N/mm2 modun đàn hồi thép CT3 Độ võng cho phép: [f]= L 20000   28,4mm >11mm 700 700 Để bảo đảm độ ổn định cục đứng dầm ta hàn thép theo chiều cao dầm Khoảng cách dầm thép lấy l =1000mm Sinh viên thực hiện: Đỗ Thiên Huy Hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Yến 84 Thiết kế cầu trục 10 độ 20 mét Ứng suất tới hạn tấm: Hình : Phân bố dầm dầm C C R L T DU Sơ đồ : Sơ đồ kiểm tra ổn định thành dầm Hệ số an tồn ổn định thành: Đối với phối hợp tải trọng thứ 1: k1   th 669   4,43  1u 151 Đối với phối hợp tải trọng thứ : Hệ số an toàn nhỏ cho phép :[k1]=1,3 [k2]=1,1 Vậy tiết diện dầm đạt yêu cầu 6.5 Tính Tiết Diện Gối Tựa Của Dầm Chính Tiết diện tính theo lực cắt lớn xe lăn sát gối tựa mômen uốn trọng lượng cấu di động cầu trục gây Lực lớn Ta có: Qn  P' D L  l1 L  (b  l1 ) qL  P' C  L L Mômen tĩnh tiết diện trục x-x (hình 6.4): Sinh viên thực hiện: Đỗ Thiên Huy Hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Yến 85 Thiết kế cầu trục 10 độ 20 mét 1 Z '1   ) 2 20 220 20  250.8(220  )  2.8(  )  433696mm3 2 S  BO  ( Z ' )  2. ( Ứng suất cắt J = Jx Mômen xoắn cấu di chuyển gây ra: Mx  G2 e 23000.0,42   4730 Nm 2 Ứng suất tiếp : Trong : F = 256.224 = 9332mm2 Diện tích hình chữ nhật giới hạn trục qua đường tâm đứng Tổng ứng suất cắt : t = τ’+τ” = 8,35+31,6 = 39,95N/mm2 C C R L T Ứng suất cắt cho phép trường hợp phối hợp tải trọng thứ : [τ] = 0,6[σ] = 0,6.160 = 96N/mm2 > τ Độ ổn định thành dầm đoạn cuối kiểm tra theo ứng suất tiếp Khoảng cách hai giằng a = 750mm Trị số ứng suất tiếp xác định theo công thức : DU h     th  1020  760( )  ( ) 10 a h   300    1020  760( ) ( ) 10  812 N / mm 750  300  Hệ số an toàn ổn định : k1   th 812   20  39,95 Hệ số an toàn ổn định cho phép theo trường hợp phối hợp tải trọng thứ [k1]=1,3 Vì trị số tải trọng phụ nhỏ nên không cần kiểm tra độ ổn định thành theo trường hợp phối hợp tải trọng thứ hai 6.6 Tính độ bền ray xe lăn Dưới xe lăn ta đặt ray loại KP-70 theo ЃOCT 4121-62 Ray kẹp chặt dầm nhờ kẹp, ta thay ray dễ dàng sữa chữa Để giảm ứng suất ray biên dầm người ta hàn thêm thép phụ (4.3) chiều cao thép phụ bằng: Sinh viên thực hiện: Đỗ Thiên Huy Hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Yến 86 Thiết kế cầu trục 10 độ 20 mét H1  H 1100   366mm 3 Trong đó: H = 1100mm chiều cao dầm Khoảng cách lớn hai giằng a = 750mm Mômen uốn bánh xe lăn nằm hai giằng có kể đến độ cứng ray biên P' a 50877.750 Mu  D   6359625 Nmm 6 Mômen chống uốn ray trục x-x: Wx = 1,3.106 mm3 Ứng suất uốn ray:  u  M u 6359625   4,9 N / mm2 Wx 1,3.10 Ứng suất uốn ray: [δ]u = 160N/mm2,lấy theo bảng 5-2[1] Vậy ray đạt yêu cầu 6.7 Tính mối ghép hàn Các biên đứng ghép lại mối hàn chồng Chiều cao miệng hàn lấy h = 10mm Tính mối hàn biên thành đứng Lực tác dụng lên đơn vị chiều dài mối hàn xác định sau : C C R L T Q S p n x Jx Trong đó: DU Qn = 98550 N - Lực cắt lớn Jx = 32.107mm4 – Mômen quán tính tiết diện trục Sx – Mômen tĩnh biên trục x-x  S x  BO1 ( H  Z  )  250.8(500  262  )  468000mm3 2 Vậy : p  Qn S x 98550.468000   144 N / mm Jx 32.10 Để đảm bảo độ bền mối hàn không độ bền chi tiết hàn làm thép CT3 có σb = 380N/mm2 ta nên dùng loại que hàn Э-42 có độ bền σb = 420N/mm2 Ứng suất cho phép mối hàn tác dụng tải trọng chính: [τ] = 0,6[σ] = 0,6.160 = 96N/mm2 Chiều dài mối hàn cần thiết mét chiều dài dầm gối tựa hàn l p 144 1000  1000  178,5mm 2.0,7h  2.0,7.6.96 Cách hàn: hộp có tính đối xứng dài nên hàn cần ý hàn đối xứng hàn phân đoạn chiều dài mối hàn 50mm, khoảng cách mối hàn 60mm Phản lực gối tựa A trọng lượng xe lăn vật nâng gây ra: R ' A  P' D L  l2 L  (l2  b) 20  20  (2  1,35)  P'C  50877  30114  70859 N L L 20 20 Sinh viên thực hiện: Đỗ Thiên Huy Hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Yến 87 Thiết kế cầu trục 10 độ 20 mét Mômen uốn tải trọng gây tiết diện xét: M’u = R’A.l2 = 55662.2000 = 111324000Nmm Mômen uốn tải trọng phân bố gây tiết diện xét: M "u  ql qL 6875.20 6875.2000 l2   2000   123750000 Nmm 2000 2000 Tổng mômen uốn tiết diện xét: Mu= M’u + M''u = 111324000 + 123750000 = 235074000Nmm Mômen chống uốn tiết diện: Wx  Jx 32.10   1,25.10 mm3 Z   262  Ứng suất mối hàn tác dụng tải trọng chính: u  M u 235074000   188 N / mm2 Wx 1,25.106 Ứng suất cho phép lớn trường hợp là: [σ]1 = 0,9.[σ] = 0,9.160 = 144N/mm2 C C Phản lực tựa A tác dụng lực quán tính ngang xe lăn với vật nâng L  (l2  a) 20  (2  0,48) R ' A  P'qt  3541  3101N L 20 đó: a = 0,48m - khoảng cách từ trục bánh xe D đến trọng tâm xe lăn Mơmen uốn lực qn tính ngang gây ra: R L T DU M’u = R’A.l2 = 2443.2000 = 4886000Nm Phản lực tựa A lực quán tính dầm: R" A  Pqt L  344.20  3440 N Mômen uốn Pqt gây ra: pqt l 22 344.2000 M "u  R" A l   1376.2000   2064000 Nm 2.1000 2.1000 Tổng mômen uốn: Mu = 4886000 + 2064000 = 6950000Nm Mơmen chống uốn tiết diện lớp ngồi mối hàn: 2.11,4.10 Wx    0,9.10 mm3 B  2 250  2.6 2J y đó: B = 250 - khoảng cách hai đứng δ = 6mm - chiều dày thành đứng Ứng suất uốn mối hàn:  'u  M u 6950000   7,7 N / mm2 Wx 0,9.10 Sinh viên thực hiện: Đỗ Thiên Huy Hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Yến 88 Thiết kế cầu trục 10 độ 20 mét Mômen uốn lực quán tính xe lăn vật nâng tác dụng theo dầm: M”u = P”qt.h1 = 6295.358 = 2253610Nmm Ứng suất mômen uốn sinh :  "u  M "u 2253610   1,7 N / mm2 Wx 1,3.10 Ứng suất mối hàn tác dụng tải trọng tải trọng phụ: σt = σ+σ’u+σ”u = 122+7,7+1,7 = 131,4N/mm2 Ứng suất cho phép lớn theo trường hợp phối hợp tải trọng thứ hai: [σ]II=0,9.[σ]2=0,9.180=162N/mm2>σt thỏa mãn điều kiện 6.8 Tính dầm cuối Dầm cuối chế tạo thép C45 có dạng hình hộp Dầm cuối tác dụng tải trọng xe lăn có vật nâng nằm sát Áp lực dầm chính: Về phía cấu di động: P1 = Qn = 98550 N C C R L T DU Hình 6 : kết cấu dầm cuối Về phía dầm cấp điện: P2 = 86700N Phản lực tác dụng lên gối tựa phải dầm cuối l l l 700 700  1400  86700  89662 N RC = P1  P2  98550 l l 2800 2800 Phản lực tác dụng lên gối tựa trái RD = P1 + P2 - RC = 98550 +86700 – 89662 = 95588N Mômen uốn lớn tiết diện I-I MU = RC.l1 = 89662.700 = 62763400Nmm Mômen chống uốn tiêt diện Wx = 1510000mm2 Ứng suất tác dụng tải trọng Sinh viên thực hiện: Đỗ Thiên Huy Hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Yến 89 Thiết kế cầu trục 10 độ 20 mét M 62763400 u  u   41,5 N / mm2 Wx 1510000 Ứng suất cho phép [  ] = 160N/mm2 tra bảng 5-2[1] Để đảm bảo cho dầm cuối đủ độ cứng, ứng suất uốn cho phép nên lấy khơng lớn 80 ÷ 100 N/mm2 Khi tính dầm cuối theo trường hợp phối hợp tải trọng ta tính ứng suất theo lực qn tính lớn Lực quán tính bánh xe dẫn bên phải cầu phanh xe lăn sát gối tựa R 29662 Pqt'''  B   2966,2 10 10 Trong đó: RB - tải trọng tác dụng lên bánh xe B l1 l1  b q.L q ' L  Pbd   RB = Pd 2.L 2.L 2.2 2.2 = 84444 620 1970 6875.20 2900.20  55556    29662 N 2.8000 2.8000 2.2 2.2 C C Trong đó: q’= 2900N/mm- Trọng lượng phân bố theo chiều dài dầm phía bên dầm cấp điện l G 870 40000   84444 N Pd = Q  x  100000 b 1350 l G 480 40000   55556 N Pbd = Q  x  100000 b 1350 R L T DU Tải trọng phụ dầm lực P 'q''t gây RD'  Pqt''' L 20000  2966,2  19774 N A 3000 Trong đó: A = 3000mm - khoảng cách trục bánh xe cầu Mômen uốn tải trọng tác dụng: M U'  RD' b  7910.700  5537000 Nmm Mômen chống uốn tiết diện trục thẳng đứng : Wy = 945000mm3 Ứng suất uốn  u'  M u' 5537000   5,86 N / mm2 Wy 945000 Tải trọng ngang dầm phanh xe lăn P1'  P2'  Gx 40000 30381    5769 N 7 PA  Gx 40000 34064    6295 N 7 PD  Sinh viên thực hiện: Đỗ Thiên Huy Hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Yến 90 Thiết kế cầu trục 10 độ 20 mét Phản lực gối tựa D tải trọng gây l l l 700  1400 700 RD''  P2'  P1'  6295  5769  6164 N l l 2800 2800 Mômen uốn tiết diện I-I Mu = RD'' l1  6164.700  4314800 Nmm Ứng suất uốn  u''  M u 4314800   4,56 N / mm2 Wy 945000 Ứng suất uốn phụ mơmen qn tính gây  uph   u'   u;;  5,86  4,56  10,42 N / mm2 Ứng suất uốn tổng tương ứng với trường hợp phối hợp tải trọng thứ hai  ut   u   uph  41,5  10,42  51,92 N / mm2 Ứng suất cho phép tương ứng với trường hợp phối hợp tải trọng tải trọng    180 N / mm2 C C Như dầm đủ bền R L T 6.9 Tính dầm đặt ray di chuyển cầu Tải trọng: Q = 100000 N Trọng lượng xe lăn kể cấu nâng: Go = 40000 N Trọng lượng cầu kể cấu di chuyển: Gc = 123000 N Giả sử xe lăn vị trí đầu cầu, cầu dầm, dầm chịu lực tác dụng lớn ta lất vị trí để tính tiết diện dầm DU Ta chọn vật liệu CT35, Ứng suất cho phép:    160MN / m2 Tổng tải trọng tác dụng lên dầm: G 123000 P  Q  Go  c  100000  40000   201500 N 2 Sơ đồ : Sơ đồ tính dầm đặt ray Sinh viên thực hiện: Đỗ Thiên Huy Hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Yến 91 Thiết kế cầu trục 10 độ 20 mét Ta có: Qy  P 201500   100750 N 2 Mx  P.l 201500.4   201500 N 4 Trị số ứng suất lớn mặt cắt:  max  Mx  160.106 Nm2 Wx Như mômen chống uốn dầm là: Mx 201500 Wx    1,25.103 m3  1250cm3 6 160.10 160.10 Tra bảng phụ lục trang 155 7  ta có: Chọn thép chữ I có số hiệu mặt cắt 45 vớ thông số sau: h = 450 mm ; b = 160 mm; d = 8,6 mm ; R = 16 mm ; t = 14,2 mm; r = mm ; C C R L T b d t h DU R r Hình : Thép chữ I CHƯƠNG 7: HƯỚNG DẪN AN TOÀN VÀ SỬ DỤNG MÁY 7.1 An toàn sử dụng máy Trong thực tế tần suất xảy tay nạn sử dụng máy nâng lớn nhiều so với loại máy khác Do vấn đề an toàn sử dụng máy nâng vấn đề quan trọng đặt lên hàng đầu Với cổng trục lăn có nhiều phận máy lắp với đặt cao cần phải thường xuyên kiểm tra để kịp thời phát hư hỏng lỏng mối ghép, rạn nứt mối hàn thời gian sử dụng lâu … Đối với chi tiết máy chuyển động bánh xe, trục quay phải có vỏ bọc an tồn nhằmngăn mảnh vỡ văng có cố chi tiết máy hoạt động Sinh viên thực hiện: Đỗ Thiên Huy Hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Yến 92 Thiết kế cầu trục 10 độ 20 mét Toàn hệ thống điện máy phải nối đất Với động có phanh hãm nhiên phải kiểm tra phanh thường xuyên không để xảy tượng kẹt phanh gây nguy hiểm sử dụng Tất người điều khiển máy làm việc hay phục vụ máy phạm vi làm việc máy phải học tập quy định an tồn lao động có làm kiểm tra phải đạt kết Trong máy làm việc công nhân không đứng vật nâng phận mang để di chuyển với vật không dùng vật nâng di chuyển Đối với máy không không hoạt động thường xuyên (nhiều ngày không sử dụng) đưa vào sử dụng phải kiểm tra toàn kết cấu máy Để kiểm tra tiến hành thử máy với hai bước thử tĩnh thử động Bước thữ tĩnh: treo vật nâng có trọng lượng 1,25 lần trọng lượng nâng danh nghĩa cầu trục thiết kế để thời gian từ 10 đến 20 phút Theo dõi biến dạng toàn cấu máy Nếu khơng có cố xảy tiếp tục tiến hành thử động Bước thử động: Treo vật nâng có trọng lượng 1,1 trọng lượng nâng danh nghĩa sau tiến hành mở máy nâng, di chuyển, hạ vật, mở máy đột ngột, phanh đột ngột C C R L T DU Nếu khơng có cố xảy đưa máy vào hoạt động Trong cơng tác an toàn sử dụng cổng trục người quản lý cho lắp thêm thiết bị an tồn nhằm hạn chế tối đa tai nạn xảy cho công nhân làm việc Một số thiết bị an tồn sử dụng là: Sử dụng cơng tắc đặt vị trí cuối hành trình xe lăn hay cấu di chuyển cổng trục Các công tắc nối với thiết bị đèn âm báo hiệu nhằm báo cho người sử dụng biết để dừng máy Đồng thời củng nối trực tiếp với hệ thống điều khiển để tự động ngắt thiết bị có cố xảy Như để hạn chế tối đa tai nạn xảy địi hỏi người cơng nhân sử dụng máy phải có ý thức chấp hành nghiêm túc yêu cầu nêu 7.2 Hướng dẫn sử dụng máy Như nêu phần vấn đề an toàn sử dụng cổng trục lăn quan trọng Để đảm bảo an toàn việc vận hành cổng trục yêu cầu người sử dụng việc chấp hành đầy đủ quy định an tồn lao động cịn phải nắm vững ngun tắc hoạt động cách điều khiển máy Trong mục trình bày cách cụ thể hệ thống điều khiển Các cấu máy trục hoạt động điều kiện chịu tải lớn Chế độ độ xảy nhanh mở máy tần số đóng ngắt lớn Để đảm bảo an tồn sử dụng máy yêu cầu hệ thống điều khiển phải đáp ứng yêu cầu: Sinh viên thực hiện: Đỗ Thiên Huy Hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Yến 93 Thiết kế cầu trục 10 độ 20 mét - Sơ đồ hệ thống điều khiển đơn giản Các phân tử chấp hành hệ có độ tin cậy cao thuận lợi - việc thay sữa chữa Sơ đồ điều khiển đơn giản - Trong sơ đồ điều khiển phải có mạch bảo vệ tải ngắn mạch Có cơng tắc hành trình hạn chế hành trình tiến ,lui cho cấu di chuyển xe lăn, cổng lăn Hạn chế hành trình lên cấu nâng hạ vật Sơ đồ hệ thống điều khiển cổng trục trình bày sơ đồ đây: Ký hiệu: - A :Aptomat dùng để bảo vệ ngắn mạch 1cc,2cc : Cầu chì - D1: Động nâng ,hạ vật D2:Động di chuyển cổng trục - D3: Động di chuyển xe lăn P1:Phanh hãm cấu nâng hạ vật P2: Phanh hãm cấu di chuyển cổng trục lăn P3: Phanh hãm cấu di chuyển xe lăn C C R L T DU - Ai: Các nút ấn - Bi: Các công tắc hành trình - Ki: Các cơng tắc tơ Để vận hành cổng trục đóng aptomatA Lúc chưa có động hoạt động Muốn cấu hoạt động tiến hành ấn nút ấn -Ấn nút A1 : Cơ cấu nâng hoạt động nâng vật lên -Ấn nút A2: Cơ cấu nâng hoạt động hạ vật xuống - Ấn nút A3: Cổng lăn di chuyển qua phải -Ấn nút A4: Cổng lăn di chuyển qua trái -Ấn nút A5: Xe lăn chuyển động tới -Ấn nút A6: Xe lăn chuyển động lùi Sinh viên thực hiện: Đỗ Thiên Huy Hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Yến 94 Thiết kế cầu trục 10 độ 20 mét Sơ đồ : Sơ đồ hệ thống điều khiển cầu trục lăn C C R L T DU Sơ đồ : Sơ đồ hệ thống điều khiển cầu trục lăn Điều khiển xe lăn hoạt động Khi ấn nút A5, lúc xe lăn cuối hành trình tới (B5 bị tác động ) Hồng ấn nút A6 đóng (xe lăn lùi) cơng tắc tơ K5 khơng có điện.Do tiếp điểm K5 mạch khơng đóng.Điều lằm khống chế hành trình xe lăn tránh trường hợp động xe lăn cấp điện để quay hai chiều ngược Giả sử xe lăn khơng cuối hành trình nút ấn A6 khơng bị tác động ta ấn nút A5 cơng tắc tơ K5 có điện ,tiếp điểm K5 mạch đóng Động D3 phanh P3 cấp điện Lúc phanh mở(do phanh sử dụng phanh thường đóng )và xe lăn chuyển động tới Nếu không ấn A5 xe lăn ngừng lại Ngược lại xe lăn chuyển động đến chạm cơng tắc hành trình hạn chế hành trình tới B5 xe dừng lại Khi xe lăn chuyển động ấn nút A6 động không bị ngắn mạch tiếp điểm thường kín K5 bị tác động ngắt điện vào công tắc tơ K6 Do xe lăn làm việc an toàn Các động lại hệ thống điều kiển động D3 Sinh viên thực hiện: Đỗ Thiên Huy Hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Yến 95 Thiết kế cầu trục 10 độ 20 mét KẾT LUẬN Đồ án tốt nghiệp nơi để tổng kết tất kiến thức học từ năm đại học Ngoài hình thức đánh giá am hiểu vận dụng kiến thức bổ ích học từ kinh tế xã hội kiến thức chuyên ngành sinh viên Sau xác định nhiệm vụ tốt nghiệp “Thiết kế cầu trục 10 độ 20 mét” Trãi qua thời gian đầu cịn bỡ ngỡ, việc tìm kiếm tài liệu Nhưng với giúp đỡ nhiệt tình thầy PGS.TS NGUYỄN VĂN YẾN em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Tuy đồ án cịn nhiều thiếu sót giúp chúng em nhận khó khăn ln ln có cách giải chịu khó tìm tịi học hỏi, nghiên cứu Với trình độ kiến thức cịn hạn chế, thời gian có hạn, cơng việc hồn tồn mẻ chưa am hiểu sâu thực tế sản xuất Vì đồ án khơng tránh khỏi C C thiếu sót Rất mong bảo, góp ý để đồ án hồn thiện R L T thân có thêm kinh nghiệm điều kiện phát huy sau Để hoàn thành Đồ án tốt nghiệp này, lời em xin chân thành cảm ơn đến toàn thể thầy cô trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng nói chung thầy khoa Cơ khí nói riêng, người tận tình hướng dẫn, dạy dỗ, trang bị cho em kiến thức bổ ích năm năm học vừa qua Đặc biệt em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS NGUYỄN VĂN YẾN, người tận tình hướng dẫn, trực tiếp bảo tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình làm Đồ án tốt DU nghiệp Sau em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè giúp đỡ, động viên, cổ vũ đóng góp ý kiến trình học tập trình làm đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn ! Đà Nẵng, ngày 07, tháng 12, năm 2019 Người thiết kế Đỗ Thiên Huy Sinh viên thực hiện: Đỗ Thiên Huy Hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Yến 96 Thiết kế cầu trục 10 độ 20 mét TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Huỳnh Văn Hồng,Tính tốn máy trục,NXB Khoa học kỷ thuật, 1975 [2] TS Trương Quốc Thành, Máy thiết bị nâng chuyển, NXB khoa học kỷ thuật, 2000 [3] Phạm Phủ Lý, Máy nâng chuyển, NXB Giáo Dục Đà Nẵng, 1991 [4] TS Nguyễn Đăng Cường, Máy nâng chuyển thiết bị cữa van, NXB Xây Dựng, 2003 [5] Phạm Phủ Lý, Máy nâng chuyển, NXB Giáo Dục Đà Nẵng, 1991 [6] PGS.TS Nguyễn Trọng Hiệp, Chi tiết máy T1,2, NXB Giáo Dục, 1999 C C [7] Bùi Trọng Lưu, Sức Bền Vật Liệu NXB, Giáo Dục, 2001 R L T [8] PGS.TS Ninh Đức Tốn, Dung Sai Lắp Ghép, NXB Giáo Dục, 2001 DU [9] Trịnh Chất-Lê Văn Uyển, Thiết kế dẫn động khí, NXB Giáo Dục Sinh viên thực hiện: Đỗ Thiên Huy Hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Yến 97 ... Nguyễn Văn Yến Thiết kế cầu trục 10 độ 20 mét Cầu trục mâm từ: Cầu trục có móc cẩu cụm nam châm điện chuyên dùng để bốc thép tấm, + Phân loại theo cách tựa dầm: Cầu trục tựa Cầu trục treo +... lý thuyết: - Giới thiệu chung thiết bị nâng chuyển B Phần thiết kế: - Thiết kế cấu nâng - Thiết kế cấu di chuyển xe - Thiết kế cấu di chuyển cầu - Thiết kế dầm cầu trục - Tính chọn phận khác DU... đồ án: THIẾT KẾ CẦU TRỤC 10 TẤN KHẨU ĐỘ 20 MÉT Đề tài thuộc diện:  Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: - Trọng lượng: 10 - Khẩu độ: 20 mét Nội dung phần thuyết