Thiết kế cổng trục lăn trọng tải 25 tấn

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CỔNG TRỤC LĂN TRỌNG TẢI 25 TẤN Người hướng dẫn: TS TÀO QUANG BẢNG Sinh viên thực hiện: PHẠM HẢI PHÚ Đà Nẵng, 2018 Thiết kế cổng trục lăn trọng tải 25T PHẦN 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ NÂNG CHUYỂN, CỔNG TRỤC LĂN 1.1 Giới thiệu chung thiết bị nâng - chuyển 1.1.1 Giới thiệu chung Máy nâng chuyển loại máy công tác dùng để thay đổi vị trí đối tƣợng cơng tác với thiết bị mang vật nhƣ móc treo, gầu ngoạm, nam châm điện, băng, gầu… Máy trục loại máy nâng vận chuyển, phƣơng tiện quan trọng việc giới hố q trình sản xuất ngành công nghiệp xây dựng Ở nƣớc 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 nhƣ thang máy, có thang điện cao tốc cho nhà cao tầng, buồng chở ngƣời thang điện liên tục.Trong siêu thị ngƣời ta dùng nhiều cầu thang … Trong nhà máy hay phân xƣởng khí ngƣời ta trang bị nhiều máy nâng chuyển di động nhƣ 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 lƣợng, giảm giá thành, nâng cao chất lƣợng 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 SVTH: Phạm Hải Phú - Lớp: 13C1A H : o u ng ảng Trang Thiết kế cổng trục lăn trọng tải 25T Ở nƣớc ta, máy nâng vận chuyển sử dụng rộng rãi số ngành nhƣ xếp dỡ hàng hoá bến cảng nhà ga đƣờng sắt Trong công nghiệp xây dựng nhà ở, nhà máy luyện kim lâm nghiệp, xây dựng cơng nghiệp quốc phịng Trong tình hình kinh tế phát triển nhƣ nay, máy nâng vận chuyển ngày trở thành nhu cầu cấp bách nhu cầu sản xuất ngày cao 1.1.2 Phân loại máy nâng chuyển Theo đặc điểm làm việc loại máy nâng vận chuyển phân thành hai loại :  Máy vận chuyển liên tục: Vật nặng đƣợc vận chuyển thành dòng liên tục, theo tuyến định Khi làm việc, trình vận chuyển, chất dỡ tải đƣợc 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…  Máy nâng: Máy nâng 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 phƣơng thẳng đứng, cịn có số chuyển động khác để dịch chuyển vật mặt phẳng ngang nhƣ 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 Theo phƣơng pháp công tác, khoảng cách vận chuyển hình dạng kết cấu thép mà thiết bị nâng đƣợc chia thành ba nhóm: - Máy nâng đơn giản: Vật nâng lên hạ xuống theo phƣơng thẳng đứng Nhóm có cấu nâng - Máy trục: Vật nâng vừa đƣợc nâng hạ vận chuyển ngang khơng gian định Loại có hai cấu phối hợp công tác - Thang máy, vận thăng: Loại chủ yếu nâng hạ theo chiều , đặt cố định vị trí có u cầu riêng Để mang lại hiệu cao cho phƣơng án thiết kế, ta cần phải nắm vững đặc điểm máy trục SVTH: Phạm Hải Phú - Lớp: 13C1A H : o u ng ảng Trang Thiết kế cổng trục lăn trọng tải 25T 1.2 Các thông số máy nâng 1.2.1 Tải trọng nâng tải trọng tính tốn Các tải trọng dùng sở thiết kế máy nâng gồm có:  Tải trọng nâng danh nghĩa Tải trọng nâng máy nâng trọng lƣợng danh nghĩa vật nâng mà máy nâng hạ đƣợc theo tính tốn thiết kế Q = Qv + Qmt Trong đó: Qv – trọng lƣợng vật nâng, N; Qmt – trọng lƣợng phận mang tải, N  Tải trọng từ trọng lƣợng thân máy Trọng lƣợng thân máy bao gồm trọng lƣợng cấu, trọng lƣợng phần kết cấu thép trọng lƣợng chi tiết phụ trợ  Tải trọng gió Máy nâng có chiều cao lớn làm việc ngồi trời nhƣ cần trục cảng, cần trục xây dựng, phải tính tải trọng gió gây nên Tải trọng gió có tác động đến độ bền phận chi tiết máy nâng, độ ổn định máy làm việc Cƣờng độ tải trọng gió thay đổi theo chiều cao, theo cấp gió, theo thời tiết khí hậu vùng diện tích chắn gió phận máy nâng Khi tính tốn kết cấu thép máy nâng, tải trọng gió đƣợc xét hai trƣờng hợp: + Máy nâng vận hành: Xác định áp lực gió lớn mà máy nâng làm việc đƣợc + Máy nâng không làm việc: Xác định áp lực gió lớn tác dụng lên máy nâng để tính tốn thiết kế phận khố hãm máy đƣờng ray  Tải trọng động Là tải trọng xuất máy hoạt động thực Để tính đƣợc tải trọng động, cần phải xây dựng mơ hình toán động lực học máy nâng giải phƣơng trình chuyển động hệ lập đƣợc sở quy sơ đồ một, hai, ba hay nhiều khối lƣợng 1.2.2 Các thơng số hình học  Khẩu độ máy nâng: khoảng cách tâm hai đƣờng ray bánh xe di chuyển máy, đƣợc ký hiệu L, m SVTH: Phạm Hải Phú - Lớp: 13C1A H : o u ng ảng Trang Thiết kế cổng trục lăn trọng tải 25T  Khoảng cách hai cầu: khoảng cách tâm trục bánh trƣớc bánh sau máy, ký hiệu a, m  Tầm vƣơn: khoảng cách nằm ngang từ tâm quay máy đến tâm vật nâng, ký hiệu L1, m Tầm vƣơn có máy cẩu có tay cần  Chiều cao nâng: khoảng cách thẳng đứng từ vị trí thấp đến vị trí cao cấu mang vật làm việc, ký hiệu H, m 1.2.3 Các thông số động học  Vận tốc nâng: tốc độ nâng danh nghĩa máy nâng, ký hiệu Vn ( m/s ) hay ( m/ph ) Vận tốc nâng phụ thuộc tải trọng nâng, tính chất cơng việc mà máy nâng phục vụ nhiều yếu tố khác  Vận tốc di chuyển: tốc độ di chuyển danh nghĩa máy nâng di chuyển xe máy nâng, ký hiệu Vd ( m/s ) ( m/ph ) Vận tốc di chuyển phụ thuộc trọng lƣợng máy, tải trọng nâng, tính chất cơng việc nhiều yếu tố khác  Tốc độ quay: Đối với số máy nâng nhƣ cần trục xây dựng, ôtô cẩu, cần trục nổi… có phận quay theo trục thẳng đứng nhằm di chuyển vật nâng đến vị trí khác xung quanh Tốc độ quay nq ( vg/ph ) thƣờng lấy từ ÷ 3,5 ( vg/ph) để tránh tải trọng quán tính lớn 1.3 Chế độ làm việc máy trục: Khi chọn máy nâng, ta cần quan tâm đến tải trọng nâng thời gian làm việc máy Nhƣng thực tế sử dụng lúc sử dụng với tải tối đa làm việc liên tục, mà tải trọng nâng thay đổi theo thời gian làm việc ca, ngày, tháng, năm tuỳ theo yêu cầu cơng việc Để bảo đảm tính kỹ thuật, kinh tế ngƣời ta lựa chọn, thiết kế máy nâng theo chế độ làm việc Vậy chế độ làm việc danh nghĩa cấu toàn máy nâng thơng số tổng hợp tính đến điều kiện sử dụng, mức độ chịu tải theo thời gian cấu hay toàn máy Theo TCVN 5862 – 1995 nhóm máy nâng đƣợc phân theo hai tiêu cấp sử dụng cấp tải thiết bị Theo TCVN 4244 – 1986 nhóm máy nâng đƣợc phân chia dựa theo tiêu sau: + Hệ số sử dụng cấu theo tải trọng: SVTH: Phạm Hải Phú - Lớp: 13C1A H : o u ng ảng Trang Thiết kế cổng trục lăn trọng tải 25T KQ = Qtb Q Trong đó: Qtb - trọng lƣợng trung bình vật nâng Q - tải trọng danh nghĩa cấu + Hệ số sử dụng cấu ngày Kng = Số làm việc ngày 24h + Hệ số sử dụng cấu năm Kn = Số ngày làm việc năm 365 ngày + Cƣờng độ làm việc động CĐ% = To  100 T Trong đó: To - thời gian làm việc động chu kì hoạt động máy: To = ∑tm + ∑tv T – toàn thời gian hoạt động cấu chu kì: T = ∑tm + ∑tv + ∑tp + ∑td ∑tm: tổng thời gian mở máy ∑tv : tổng thời gian chuyển động với tốc độ ổn định ∑tp : tổng thời gian phanh ∑td : tổng thời gian dừng máy  Khi tính tốn cấu máy trục ngƣời ta phân biệt ba trƣờng hợp tải trọng tính tốn trạng thái làm việc trạng thái không làm việc máy trục nhƣ sau: Trƣờng hợp A: tải trọng bình thƣờng trạng thái làm việc bao gồm trọng lƣợng danh nghĩa vật nâng phận mang tải, tải trọng trung bình gió trạng thái làm việc, tải trọng động trung bình trình mở phanh cấu Trƣờng hợp B: tải trọng lớn trạng thái làm việc bao gồm trọng lƣợng danh nghĩa vật nâng phận mang tải, tải trọng lớn gió trạng thái làm việc, tải trọng động lớn xuất mở máy phanh hãm đột ngột tải trọng độ dốc, độ nghiêng mặt lớn SVTH: Phạm Hải Phú - Lớp: 13C1A H : o u ng ảng Trang Thiết kế cổng trục lăn trọng tải 25T Các trị số tải trọng lớn trạng thái làm việc thƣờng hạn chế điều kiện bên nhƣ trƣợt trơn bánh xe ray, trị số momen phanh lớn nhất, momen giới hạn khớp nối … Đối với trƣờng hợp tất chi tiết cấu kết cấu kim loại đƣợc tính theo sức bền tĩnh Trƣờng hợp C: tải trọng lớn trạng thái khơng làm việc máy đặt ngồi trời, bao gồm trọng lƣợng thân, tải trọng gió lớn trọng trạng thái không làm việc tải trọng độ dốc đƣờng Đối trƣờng hợp cần tiến hành kiểm tra độ bền, độ ổn định tồn máy phận cơng tác, đặc biệt kiểm tra chi tiết phận kẹp ray, chi tiết phận phanh hãm cấu thay đổi tầm với 1.4 Tìm hiểu chung cổng trục lăn Cổng trục loại cần trục kiểu cầu, có dầm cầu đặt chân cổng với bánh xe di chuyển ray đặt dƣới đất Theo công dụng ngƣời ta phân cổng trục ra: cổng trục có cơng dụng chung, cổng trục xây dựng cổng trục chuyên dùng Kết cấu chung cổng trục gồm có phần kết cấu thép, cấu nâng, cấu di chuyển xe cấu di chuyển cầu, cấu điều khiển cấu an tồn Cổng trục có cơng dụng chung thƣờng có tải trọng nâng Q = 3,2 ÷ 12,5 T, có độ L = 6,3 ÷ 40m; chiều cao nâng H = ÷ 16m Loại cổng trục có xe di chuyển cầu dùng để lắp ráp xây lắp có độ đến 80m, tải nâng Q = 50 ÷ 400 T, chiều cao nâng đến 30m Đối với cổng trục dùng lắp ráp (nhƣ lắp ráp thiết bị nhà máy thuỷ điện, nhiệt điện…) phải có nhiều tốc độ nâng khác thƣờng có tốc độ chậm Vn = 0,05 ÷ 0,1 m/ph, tốc độ di chuyển 0,1 m/ph Cổng trục có cơng dụng chung dùng để bốc dỡ, vận chuyển hàng khối, vật liệu rời kho bãi, bến cảng nhà ga đƣờng sắt Cổng trục chuyên dùng thƣờng đƣợc sử dụng để phục vụ lắp ráp nhà máy thuỷ điện, nhiệt điện… Theo kết cấu dầm có cổng trục khơng có cơng xơn cơng trục có cơng xơn Dầm cầu đƣợc chế tạo dƣới dạng dầm hộp hàn, dầm ống, dầm dàn SVTH: Phạm Hải Phú - Lớp: 13C1A H : o u ng ảng Trang Thiết kế cổng trục lăn trọng tải 25T không gian dầm hai dầm Ray di chuyển xe dầm cầu đặt phía treo phía dƣới dầm Sau số hình ảnh cổng trục lăn phân xƣởng SVTH: Phạm Hải Phú - Lớp: 13C1A H : o u ng ảng Trang Thiết kế cổng trục lăn trọng tải 25T PHẦN 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG 2.1 Giới thiệu chung cấu nâng Phƣơng pháp để xây dựng kết cấu truyền động máy nâng phải xác định đƣợc mục đích ảnh hƣởng cấu Trƣớc tiên cần định loại truyền động cho cấu nâng, lƣợng sử dụng gì, lựa chọn phƣơng pháp công tác, loại truyền động, phƣơng pháp điều khiển mục tiêu kinh tế đạt đƣợc Trong cấu có ba phần chính:  Bộ phận công tác: chi tiết hay phận máy nhận lƣợng phận trƣớc để thực mục đích chính, nhiệm vụ cấu, ví dụ nhƣ hệ thống rịng rọc cáp móc treo cấu nâng hạ vật  Bộ phận truyền động: phần trung gian nhận, biến đổi, phân phối truyền lƣợng từ phận dẫn động đến phận công tác  Bộ phận dẫn động: phần phát lực ban đầu, sản sinh lƣợng đủ để cung cấp cho phận công tác thực đƣợc chức công việc Bộ phận dẫn động gồm loại động điện, thuỷ lực, đốt trong, khí nén… Cơ cấu nâng dùng để nâng hạ vật theo phƣơng thẳng đứng Theo u cầu cơng nghệ cấu nâng máy nâng độc lập nhƣ tời, palăng cố định phận máy nâng nhƣ cầu trục, cổng trục, cần trục… Cơ cấu nâng cổng trục thƣờng có ba loại chính: + Cơ cấu nâng kiểu treo: thƣờng dùng cho loại cổng trục dầm, cấu công tác palăng điện palăng tay Palăng điện palăng tay có khả di chuyển dọc theo dầm để nâng hạ vật Các loại palăng phận máy đƣợc chế tạo hoàn chỉnh theo tải trọng, tốc độ nâng chế độ làm việc Cơ cấu nâng kiểu đƣợc di chuyển hai cánh dƣới dầm chữ I nhờ bánh xe, cấu đƣợc sử dụng với tải trọng nâng nhỏ + Cơ cấu nâng kiểu đặt: thƣờng dùng cho loại cổng trục hai dầm, cấu nâng đƣợc chế tạo đặt xe để di chuyển dọc theo dầm Cơ cấu nâng di chuyển ray đặt dầm nhờ cụm bánh xe chủ động bị động Trên xe SVTH: Phạm Hải Phú - Lớp: 13C1A H : o u ng ảng Trang Thiết kế cổng trục lăn trọng tải 25T có từ đến ba cấu nâng có cấu nâng chính, cấu nâng kiểu sử dụng tải trọng nâng lớn + Cơ cấu nâng bố trí ngồi xe con: nhằm mục đích giảm tải trọng cho dầm chính, lúc cấu nâng đƣợc bố trí chân cổng, nhờ hệ thống rịng rọc cáp mà vật nâng di chuyển đƣợc Nhƣợc điểm cấu nâng kiểu hệ thống cáp chằng chịt, kết cấu phức tạp 2.2 Chọn phƣơng án thiết kế cho cấu nâng 2.2.1 Số liệu ban đầu + Trọng tải : Q = 25T = 250000 (N) + Trọng lƣợng phận mang: Qm = 0,05 × Q = 0,05 × 250000 = 12500 (N) (theo trang 14 [3]) + Độ cao nâng: H = (m) + Vận tốc nâng:Vn = 3, ( m/ph ) Chế độ làm việc cấu nâng: Theo TCVN 5862 – 1995 dựa vào cấp tải cấp sử dụng ( theo bảng 2.13 [7] ) ta chọn chế độ làm việc cấu M4 tức máy sử dụng phân xƣởng sử dụng gián đoạn, đặn 2.2.2 Phân tích chung Cơ cấu nâng đƣợc thiết kế dùng + Động điện có hai loại động điện chiều động điện xoay chiều Động điện xoay chiều pha đƣợc ứng dụng rộng rãi công nghiệp với công suất, tính bền cao, momen khởi động lớn, dễ đảo chiều Bên cạnh ta có động điện chiều: loại động điện có khả điều chỉnh tốc độ phạm vi rộng, làm việc bảo đảm khởi động êm, hãm đảo chiều dễ dàng, giá thành cao, lắp đặt cần thêm chỉnh lƣu phức tạp Trên ƣu khuyết điểm hai loại động điện xoay chiều động điện chiều ta thấy đƣợc động điện xoay chiều tính chất thay đổi tốc độ khơng động điện chiều nhƣng với tính thơng dụng, bền kinh tế khuyết điểm loại động chấp nhận đƣợc Vậy thiết kế cấu nâng cổng trục hai dầm ta dùng động điện xoay chiều ba pha phù hợp + Hộp giảm tốc : Sử dụng truyền bánh trụ, truyền bánh bôi trơn ngâm dầu SVTH: Phạm Hải Phú - Lớp: 13C1A H : o u ng ảng Trang Thiết kế cổng trục lăn trọng tải 25T 10 Phải siết chặt thiết bị kẹp ray, thiết bị chống tự di chuyển cổng trục kết thúc làm việc tốc độ gió vƣợt tốc độ gió cho phép 11 Phải ngừng hoạt động thiết bị khi: - Phát vết nứt chỗ quan trọng kết cấu kim loại - Phát biến dạng dƣ kết cấu kim loại - Phát phanh cấu bị hỏng - Phát móc, cáp, rịng rọc, tang bị mịn q giá trị cho phép, bị rạng nứt hƣ hỏng khác - Phát đƣờng ray bị hƣ hỏng không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật 12 Cổng trục phải đƣợc bảo dƣỡng định kỳ Phải sữa chữa, thay chi tiết, phận hƣ hỏng, mòn quy định cho phép Sau thay thế, sửa chữa phận chi tiết quan trọng nhƣ kết cấu kim loại, móc, phanh… phải tiến hành khám nghiệm có thử tải thiết bị nâng trƣớc đƣa vào sử dụng 6.3 Các thiết bị an toàn dùng cổng trục 6.3.1 Cơng tắc hạn chế hành trình nâng Hình 6.1 Sơ đồ cơng tắc hạn chế hành trình nâng Trong q trình điều khiển cổng trục xảy tƣợng móc cẩu di chuyển q hành trình cho phép Vì ta phải lắp cơng tắc hạn chế hành trình để đảm bảo an tồn q trình làm việc Vị trí biên móc cẩu hay phận mang vật khác phải đƣợc giới hạn công tắc cuối Công tắc cuối phải dừng đƣợc móc cẩu vị trí cách vị trí thấp của chi tiết dƣới đáy 250mm H: Phạm Hải Phú - Lớp: 13C1A H : o u ng ảng Trang 125 Thiết kế cổng trục lăn trọng tải 25T 6.3.2 Công tắc hạn chế tải Cổng trục ta thiết kế cho phép nâng tải đến giá trị cho phép định 25T , để đảm bảo an toàn độ bền lâu máy Do cần có cấu khống chế khơng cho phép nhấc tải giá trị cho phép cấu hạn chế tải Nguyên tắc làm việc cấu dựa vào nguyên lý làm việc lò xo độ lệch tâm trục puly có dây cáp luồn qua để tải lớn tải cho phép tác động vào cơng tắc điện dừng động 6.3.3 Công tắc cuối cấu di chuyển Về ngun lý làm việc cơng tắc giống nhƣ cơng tắc hạn chế hành trình nâng Vị trí đặt cơng tắc hạn chế hành trình cấu di chuyển cho công tắc ngắt mạch, động dừng phanh làm việc cổng trục dừng hẳn mà chƣa chạm vào barie cố định ỏ hai đầu đƣờng ray 6.4 Hệ thống điều khiển điện hƣớng dẫn sử dụng cổng trục Nhƣ 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 ngƣời sử dụng việc chấp hành đầy đủ quy định an toàn lao động phải nắm vững đƣợc nguyên tắc hoạt động cách điều khiển máy Trong mục trình bày cách cụ thể hệ thống điều khiển Để đảm bảo an toàn sử dụng máy yêu cầu hệ thống điều khiển phải đáp ứng đƣợc yêu cầu: - 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 - Trong sơ đồ điều khiển phải có mạch bảo vệ q 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 đƣợc trình bày sơ đồ dƣới đây: Ký hiệu : - A: Aptomat dùng để bảo vệ ngắn mạch - 1cc, 2cc : Cầu chì - D1: Động nâng ,hạ vật H: Phạm Hải Phú - Lớp: 13C1A H : o u ng ảng Trang 126 Thiết kế cổng trục lăn trọng tải 25T - D2, D3: Động di chuyển cổng trục - D4: Động di chuyển xe lăn - P1: Phanh hãm cấu nâng hạ vật - P2, P3: Phanh hãm cấu di chuyển cổng trục lăn - P4: Phanh hãm cấu di chuyển xe lăn - Ai: Các nút ấn - Bi: Các công tắc hạn chế hành trình - Ki: Các cơng tắc tơ - RN: Các rơle nhiệt Để vận hành cổng trục đóng aptomatA Lúc chƣa 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 tới - Ấn nút A4: Cổng lăn di chuyển lùi - Ấn nút A5: Xe lăn chuyển động qua phải - Ấn nút A6: Xe lăn chuyển động qua trái H: Phạm Hải Phú - Lớp: 13C1A H : o u ng ảng Trang 127 Thiết kế cổng trục lăn trọng tải 25T Điều khiển xe lăn hoạt động Khi ấn nút A5 ,nếu lúc xe lăn cuối hành trình tới ( B5 bị tác động ) ấn nút A6 đóng (xe lăn lùi) cơng tắc tơ K5 khơng có điện Do tiếp điểm K5 mạch khơng đóng Điều làm khống chế hành trình H: Phạm Hải Phú - Lớp: 13C1A H : o u ng ảng Trang 128 Thiết kế cổng trục lăn trọng tải 25T xe lăn tránh trƣờng hợp động xe lăn đƣợc cấp điện để quay hai chiều ngƣợc 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 D4 phanh P4 đƣợc cấp điện Lúc phanh mở ( phanh sử dụng phanh thƣờng đóng ) xe lăn chuyển động tới Nếu không ấn A5 xe lăn ngừng lại Ngƣợc 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 khơng bị ngắn mạch tiếp điểm thƣờng 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 khiển nhƣ động D4 H: Phạm Hải Phú - Lớp: 13C1A H : o u ng ảng Trang 129 Thiết kế cổng trục lăn trọng tải 25T TÀI LIỆU THAM KHẢO 1- Huỳnh Văn Hoàng, Đào Trọng Thƣờng, Tính Tốn Máy Trục, nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội 1975 - Bộ Giao Thơng Vận Tải, Kỹ Thuật Kích Kéo, Nhà xuất công nhân kỹ thuật, Hà Nội 1981 3- TS Trƣơng Quốc Thành, TS Phạm Quang Dũng, Máy Và Thiết Bị Nâng, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2002 4- Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm, Thiết Kế Chi Tiết Máy, Nhà xuất giáo dục 2002 5- Tơ Xn Giáp, Vũ Đình H, Lƣu Minh Trị, Nguyễn Ngọc Trƣờng, Hà Văn Vui, Sổ Tay Thiết Kế Cơ Khí Tập 4, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Hội 1982 - Lê Quang Minh - Nguyễn Văn Vƣợng, Sức Bền Vật Liệu 1,2 Nhà Xuất Bản Giáo Dục – TS Nguyễn Đăng Cƣờng, TS Lê Công Thành, KS Bùi Văn Xuyên, KS Trần Đình Hịa, Máy Nâng Chuyển Và Thiết Bị Cửa Van, nhà xuất xây dựng 2003 – PGS.TS Nguyễn Văn Yến, Giáo Trình Thiết Bị Nâng Chuyển H: Phạm Hải Phú - Lớp: 13C1A H : o u ng ảng Trang 130 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÕA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA: Cơ khí NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Phạm Hải Phú Lớp: 13C1A Khoa: Cơ khí Số thẻ sinh viên: 101130046 Ngành: Cơng nghệ chế tạo máy ên đề t i đồ án: Thiết kế cổng trục lăn trọng tải 25 Đề t i thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏ thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu v liệu b n đầu:  rọng tải: 25  Khẩu độ: 30 m  Chiều c o nâng: m  ận tốc nâng:3,7 m/ph  ận tốc xe lăn:15 m/ph  ận tốc cầu lăn 18 m/ph Nội dung phần thuyết minh v tính tốn:  iới thiệu tổng qu n thiết bị nâng chuyển, cổng trục lăn  ính toán thiết kế cấu nâng  ính toán thiết kế cấu di chuyển xe  ính toán thiết kế cấu di chuyển cổng trục  ính toán thiết kế cấu kim loại cổng trục  Các quy phạm n to n lắp đặt v sử dụng- hệ thống điều khiển cổng trục Các vẽ, đồ thị (ghi rõ loại v kích thước vẽ):  ản vẽ phương án thiết kế cổng trục  ản vẽ hộp giảm tốc cấu nâng  ản vẽ cấu nâng  ản vẽ cấu di chuyển xe i  ản vẽ chung xe lăn  ản vẽ kết cấu khung xe  ản vẽ kết cấu dầm Họ tên người hướng dẫn: TS.Tào Quang Bảng Ng y gi o nhiệm vụ đồ án: 06/02/2018 Ng y ho n th nh đồ án: 22/05/2018 Đ Nẵng, ng y tháng 05 năm 2018 Trƣởng môn: Ngƣời hƣớng dẫn ii LỜI NÓI ĐẦU Trƣớc hết em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy cô giáo trƣờng Đại học bách khoa Đà Nẵng dạy em tận tình năm học qua Em xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa Cơ Khí, ngành chế tạo máy trƣờng Đại học bách khoa Đà Nẵng nhắc nhở, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học tập làm đề tài tốt nghiệp Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn cảm ơn thầy giáo TS Tào Quang Bảng nhiệt tình dạy, hƣớng dẫn, giúp đỡ em thời gian làm đề tài tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn Thầy Cô giáo môn bỏ thời gian quý báu để đọc, nhận xét, duyệt đồ án em Em xin chân thành cảm ơn kỹ sƣ, cán kỹ thuật, công nhân công ty Sông Thu dẫn, cung cấp tài liệu cho em trình làm đồ án tốt nghiệp Em xin bày tỏ lịng biết ơn đến ngƣời gia đình, anh chị bạn động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học tập Cuối em xin bày tỏ lòng biết ơn tới thầy hội đồng bảo vệ bỏ thời gian quý báu để đọc, nhận xét chấm đề án Đà Nẵng, ngày 15 tháng năm 2018 Sinh viên thực Phạm Hải Phú iii MỤC LỤC PHẦN 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ NÂNG CHUYỂN, CỔNG TRỤC LĂN 1.1 Giới thiệu chung thiết bị nâng - chuyển 1.1.1 Giới thiệu chung .1 1.1.2 Phân loại máy nâng chuyển 1.2 Các thông số máy nâng .3 1.2.1 Tải trọng nâng tải trọng tính tốn 1.2.2 Các thơng số hình học 1.2.3 Các thông số động học 1.3 Chế độ làm việc máy trục: 1.4 Tìm hiểu chung cổng trục lăn PHẦN 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG .8 2.1 Giới thiệu chung cấu nâng 2.2 Chọn phƣơng án thiết kế cho cấu nâng 2.2.1 Số liệu ban đầu 2.2.2 Phân tích chung 2.2.3 Chọn loại dây cáp 10 2.2.4 Chọn palăng giảm lực 11 2.2.5 Chọn phƣơng án thiết kế 13 2.3 Tính tốn cấu nâng 13 2.3.1 Tính kích thƣớc dây cáp 13 2.3.2 Tính kích thƣớc tang ròng rọc 14 2.3.5 kiểm tra động điện nhiệt .18 2.3.6 tính chọn phanh 21 2.4 Thiết kế hộp giảm tốc 25 2.4.1 phân phối tỷ số truyền 25 2.4.2 thiết kế truyền bánh trụ thẳng cấp nhanh 27 2.4.3 thiết kế truyền bánh trụ thẳng trung gian 32 2.4.4 thiết kế truyền bánh trụ thẳng cấp chậm 33 2.4.5 Thiết kế trục 34 v 2.4.6 Tính toán ổ trƣợt .51 2.5 Các phận khác cấu nâng 53 2.5.1 khớp nối trục vòng đàn hồi .53 2.5.2 Bộ phận tang 55 PHẦN 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ CẤU DI CHUYỂN XE CON 63 3.1 Giới thiệu chung cấu di chuyển .63 3.2 Chọn phƣơng án thiết kế cho cấu di chuyển xe .64 3.2.1 Số liệu ban đầu .64 3.2.2 Phân tích chung 64 3.2.3 Chọn phƣơng án thiết kế 65 3.2.4 Bánh xe ray 67 3.2.5 Động điện 69 3.2.6 Tỷ số truyền chung 70 3.2.7 Kiểm tra động điện momen mở máy 70 3.2.8 Phanh 72 3.2.9 Thiết kế truyền 73 3.2.10 Các phận khác cấu di chuyển xe 79 PHẦN 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU DI CHUYỂN CỔNG TRỤC 87 4.1 Phân tích chọn phƣơng án thiết kế 87 4.1.1 Các số liệu ban đầu 87 4.1.2 Chọn phƣơng án thiết kế 87 4.2 Tính tốn cụm chi tiết hệ thống dẫn động 89 4.2.1 Bánh xe ray 89 4.2.2 Động điện 91 4.2.3 Tỷ số truyền chung 92 4.2.4 Kiểm tra động điện momen mở máy 92 4.2.5 Phanh 94 4.2.6 Bộ truyền 95 4.2.7 Các phận khác cấu di chuyển cổng trục 95 PHẦN 5: TÍNH TỐN KẾT CẤU KIM LOẠI CỦA CỔNG TRỤC 104 5.1 Phân tích chọn phƣơng án thiết kế 104 vi 5.1.1 Các số liệu ban đầu .104 5.1.2 Phân tích chung 104 5.1.3 Chọn phƣơng án thiết kế 106 5.2 Tính tốn thiết kế dầm 110 5.2.1 Tải trọng tính tốn 110 5.2.2 Xác định kích thƣớc tiết diện dầm 111 5.2.3 Ứng suất tiết diện dầm 114 5.2.4 Tính tiết diện gối tựa dầm đƣợc hàn liền với dầm .118 5.2.5 Tính độ bền ray dƣới xe lăn 120 5.2.6 tính mối ghép hàn 121 5.2.7 kiểm tra thời gian tắt dần dao động dầm 121 PHẦN 6: CÁC QUY PHẠM AN TOÀN TRONG LẮP ĐẶT 123 VÀ SỬ DỤNG - HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CỦA CỔNG TRỤC 123 6.1 Quy phạm an toàn lắp đặt 123 6.2 Quy phạm an toàn sử dụng 123 6.3 Các thiết bị an toàn dùng cổng trục .125 6.3.1 Cơng tắc hạn chế hành trình nâng 125 6.3.2 Công tắc hạn chế tải .126 6.3.3 Công tắc cuối cấu di chuyển .126 6.4 Hệ thống điều khiển điện hƣớng dẫn sử dụng cổng trục 126 TÀI LIỆU THAM KHẢO 130 vii DANH SÁCH CÁC BẢNG HÌNH VẼ Hình 2.1- Kết cấu cáp Hình 2.2- Pa lăng đơn pa lăng kép Hình 2.3- Sơ đồ nguyên lý pa lăng Hình 2.4- Sơ đồ động cấu nâng Hình 2.5- Sơ đồ xác định chiều dài tang Hình 2.6- Sơ đồ gia tải cấu nâng Hình 2.7- Sơ đồ nguyên lý phanh má điện Hình 2.8- Sơ đồ phân tích lực cặp bánh Hình 2.9- Cặp cáp tang cặp cặp hai Hình 2.10- Kết cấu tang Hình 2.11 Sơ đồ tính trục tang Hình 3.1- Truyền mơ men xoắn lên bánh xe Hình 3.2- Sơ đồ di chuyển xe lăn với hai hộp giảm tốc Hình 3.3- Sơ đồ di chuyển xe lăn với hộp giảm tốc dùng chung Hình 3.4- Sơ đồ di chuyển xe lăn dùng hai động Hình 3.5- Sơ đồ xác định tải trọng lên bánh xe Hình 3.6- Sơ đồ để tính sức bền lên bánh xe Hình 3.7- Cấu trúc trục dẫn Hình 3.8- Các tải trọng tác dụng lên ổ Hình 4.1- Dẫn động chung với hộp giảm tốc nằm Hình 4.2- Dẫn động chung với hộp giảm tốc nằm ngồi Hình 4.3- Dẫn động riêng với hai động Hình 4.4- Sơ đồ phân tích lực cấu di chuyển Hình 4.5- Sơ đồ tính sức bền bánh xe Hình 4.6- Kết cấu trục dẫn Hình 4.7- Sơ đồ tính trục Hình 4.8- Các tải trọng tác dụng lên ổ Hình 5.1- Kết cấu kim loại cổng trục hai dầm dạng hộp Hình 5.2- Kết cấu kim loại cổng trục hai dầm kiểu dàn viii Hình 5.3- Cổng trục có hai chân liên kết cứng Hình 5.4- Cổng trục thiết kế phƣơng án hai Hình 5.5- Cổng trục thiết kế phƣơng án ba Hình 5.6- Tiết diện ngang dầm Hình 5.7- Sơ đồ xác định ứng suất tiết diện dầm Hình 5.8- Sơ đồ xác định tải trọng phụ lực quán tính tác dụng lên dầm cầu Hình 5.9- Phân bố giằng lên dầm Hình 5.10- Sơ đồ kiểm tra độ ổn định thành dầm Hình 5.11- Sơ đồ tính tiết diện hàn ghép dầm Hình 5.12- Tiết diện ngang gối tựa Hình 5.13- Phân bố giằng dầm Hình 6.1- Sơ đồ cơng tắc hạn chế hành trình nâng ix MỞ ĐẦU  Mục đích đề tài:  Máy nâng vận chuyển sử dụng rộng rãi số ngành nhƣ xếp dỡ hàng hoá bến cảng nhà ga đƣờng sắt Trong công nghiệp xây dựng nhà ở, nhà máy luyện kim lâm nghiệp, xây dựng cơng nghiệp quốc phịng  Mục tiêu đề tài: Phân tích, tính tốn thiết kế phận máy  Phạm vi đối tƣợng nghiên cứu: - Phạm vi:  Không gian: Sách chuyên ngành, tài liệu liên quan  Nội dung: Phân tích máy nâng chuyển, thiết kế ,thành lập sợ đồ động máy - Đối tƣợng:  Cơ sở lý thuyết máy nâng chuyển  Cổng trục trọng tải 25  Phƣơng pháp nghiên cứu: - Phƣơng pháp nghiên cứu thực tế: Khảo sát thực tế thu thập thông tin đề tài - Phƣơng pháp nghiên cứu lí luận: Nghiên cứu tìm hiểu tài liệu giáo trình, viết thơng tin có chọn lọc internet có liên quan đến đề tài - Phƣơng pháp tổng kết kinh nghiệm: Từ việc nghiên cứu tài liệu, giáo trình nguồn thơng tin tiến hành tính tốn thiết kế phần đề tài - Phƣơng pháp lấy ý kiến chuyên gia: Lấy ý kiến từ giáo viên hƣớng dẫn giáo viên khác để hồn thiện nội dung nhƣ hình thức đề tài  Cấu trúc đồ án tốt nghiệp: - Giới thiệu tổng quan Lựa chọn kết cấu máy hợp lý - Tính tốn thiết kế cấu nâng - Tính tốn thiết kế cấu di chuyển xe - Tính tốn thiết kế cấu di chuyển cổng trục - Tính tốn thiết kế cấu kim loại cổng trục - Các quy phạm an toàn lắp đặt sử dụng máy-hệ thống điều khiển cổng trục x ... thiết kế, ta cần phải nắm vững đặc điểm máy trục SVTH: Phạm Hải Phú - Lớp: 13C1A H : o u ng ảng Trang Thiết kế cổng trục lăn trọng tải 25T 1.2 Các thông số máy nâng 1.2.1 Tải trọng nâng tải trọng. . .Thiết kế cổng trục lăn trọng tải 25T PHẦN 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ NÂNG CHUYỂN, CỔNG TRỤC LĂN 1.1 Giới thiệu chung thiết bị nâng - chuyển 1.1.1 Giới... dụng cấu theo tải trọng: SVTH: Phạm Hải Phú - Lớp: 13C1A H : o u ng ảng Trang Thiết kế cổng trục lăn trọng tải 25T KQ = Qtb Q Trong đó: Qtb - trọng lƣợng trung bình vật nâng Q - tải trọng danh nghĩa