Thông tin tài liệu
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CẦU TRỤC 15 TẤN Người hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: PGS.TS ĐINH MINH DIỆM QUANG CÔNG TUẤN Đà Nẵng, 2017 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên : Quang Cơng Tuấn MSSV: 101110342 Lớp : 11C1C Khố : 37 (2011 – 2016) Khoa : Cơ Khí Ngành: Cơ khí chế tạo - Tên đề tài tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục 15 - Các số liệu ban đầu: C C - Khối lượng lớn vật nâng : Q = 15 (tấn) - Chiều cao nâng H = 10 (m) : - Khẩu độ R L : L = 20 (m) T - Nội dung thuyết minh tính tốn: Giới thiệu chung máy nâng chuyển Các thông số phân tích lựa chọn phương án tính tốn thiết kế máy Tính tốn thiết kế phận máy U D - Các vẽ đồ thị: Bản vẽ giới thiệu phương án cầu trục Bản vẽ sơ đồ động cầu trục Bản vẽ chung toàn cầu trục Bản vẽ lắp số phận chủ yếu cầu trục 2Ao 1Ao 2Ao 3Ao - Cán hướng dẫn : PGS TS Đinh Minh Diệm – Giáo viên duyệt : GVC ThS Lưu Đức Hòa - Ngày giao nhiệm vụ thiết kế: Ngày 10 tháng năm 2017 - Ngày hoàn thành thiết kế tốt nghiệp: Ngày 14 tháng 12 năm 2017 Thông qua môn Đà Nẵng, Ngày tháng năm 2017 Tổ trưởng môn Đà Nẵng, Ngày tháng năm 2017 Giáo viên hướng dẫn (Ký, ghi rõ họ tên) Đinh Minh Diệm i TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nội dung làm bao gồm vấn đề sau: Nhu cầu thực tế đề tài: Nói đến cầu trục nghĩ đến thiết bị nâng hạ vô quan trọng phổ biến nhà xưởng, khu công nghiệp Ngày sản phẩm cầu trục thiết kế chế tạo theo yêu cầu thực tế khách hàng nên việc đảm bảo tiêu chuẩn chất lượng ngày nâng cao Chính khách hàng có nhu cầu thực nhà chế tạo lập kế hoạch, lên phương án sản xuất chi tiết Thiết bị chí khơng có nhà sản xuất cầu trục mà sản xuất rao bán cầu trục đại trà thiết bị khác mà cần phải có kế hoạch sản xuất phù hợp điều kiện mơi trường làm việc thiết bị khác Hiện với phát triển công nghệ thiết bị máy móc việc sản xuất cầu trục đạt tiêu chuẩn rút ngắn lại đảm bảo chất lượng Do đó, thiết kế cầu trục đảm bảo nhu cầu cần thiết cho ngành công nghiệp, cần thiết cho nhà xưởng khu công nghiệp Phạm vi nghiên cứu đề tài tốt nghiệp: Tính tốn thiết kế cầu trục 15 Nội dung đề tài thực : Thiết kế cầu trục 15 Số trang tuyết minh: 108 trang Số vẽ: Ao Kết đạt được: Phần lý thuyết Giới thiệu chung nâng chuyển Giới thiệu cầu trục Hướng dẫn vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa, an toàn lao động sử dụng máy Phần tính tốn thiết kế Phân tích lựa chọn phương án thiết kế cầu trụ 15 Thiết lập sơ đồ động học máy Tính tốn, thiết kế thông số động lực học phận Tính tốn thiết kế số cụm chi tiết có liên quan móc treo tang ,khớp nối Thiết kế hệ thống điện Đà Nẵng, Ngày tháng năm 2017 Sinh viên thực C C R L T U D QUANG CÔNG TUẤN ii LỜI CÁM ƠN Sau ba tháng tìm hiểu thực cuối em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp với đề tài “ Thiết kế cầu trục 15 tấn” Để hoàn thành đồ án này, nổ lực tìm hiểu, nghiên cứu thân, em cần giúp đỡ nhiều người Lời đầu tiên, em xin gửi lời cám ơn đến toàn thể thầy cô trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, người tận tâm, tận tình truyền đạt kiến thức bổ ích suốt năm năm theo học trường Đây hành trang vô to lớn bổ ích khơng giúp em hồn thành khóa học trường mà cịn chuẩn bị vững cho tương lai, công việc sau Tiếp theo, em xin đặc biệt gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Đinh Minh Diệm, người tạo điều kiện tận tình giúp đỡ em suốt trình làm đồ án Những kinh nghiệm kiến thức bổ ích mà thầy truyền đạt giúp ích nhiều cho em việc bảo vệ đồ án cho công việc sau C C Em xin gửi lời cám ơn đến bạn em, người em tìm hiểu nghiên cứu để đồ án hoàn thiện thời hạn Cuối cùng, em xin gửi lời cám ơn đến người thân gia đình em ln động viên tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình làm đồ R L án T U D Vì thời gian có hạn lần em tự tay thiết kế đề tài mang tính ứng dụng cao nên sai sót đồ án khơng thể tránh khỏi Em kính mong q thầy đóng góp, bổ sung để đồ án hoàn thiện cách tốt Em xin chân thành cám ơn! Đà Nẵng, ngày tháng năm 2017 Sinh viên thực QUANG CÔNG TUẤN iii MỤC LỤC NHIỆM VỤ i ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i TÓM TẮT ii LỜI CÁM ƠN iii DANH MỤC HÌNH VẼ vii DANH MỤC BẢNG BIỂU viii CHƯƠNG 1:GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY NÂNG CHUYỂN 1.1 GIỚI THIỆU VỀ MÁY NÂNG CHUYỂN: 1.1.1 Định nghĩa phân loại máy nâng chuyển: 1.1.2 Các thông số máy nâng chuyển: .5 1.1.3 Chế độ làm việc máy nâng chuyển 1.1.4 Điều kiện an toàn máy nâng chuyển C C 1.2 GIỚI THIỆU CẦU TRỤC VÀ CƠ SỞ THIẾT KẾ: 1.2.1 Giới thiệu cầu trục 1.2.2 Tải trọng tác dụng lên cầu trục: 11 1.2.3 Trình tự tính tốn cầu trục: .12 R L T CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TÍNH TỐN THIẾT KẾ CẦU TRỤC 13 U D 2.1 CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU CỦA CẦU TRỤC THIẾT KẾ: 13 2.1.1 Trọng tải: 15 Tấn 13 2.1.2 Chiều cao nâng: H = 10 m 13 2.1.3 Khẩu độ: L = 20 m 13 2.1.4 Vận tốc nâng hạ: Vn = 12 m/phút .13 2.1.5 Vận tốc di chuyển xe: Vx = 30 m/phút .13 2.1.6 Vận tốc di chuyển cầu: Vc = 45 m/phút 13 2.2 CHỌN KẾT CẤU DẦM: 13 2.2.1 Dầm đơn: 13 2.2.2 Dầm kép: 14 2.3 CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG DẦM CẦU TRỤC: 16 2.3.1 Phương án 1: 16 2.3.2 Phương án 2: 16 2.3.3 Phương án 3: 17 2.4 CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG: 17 2.4.1 Phương án 1: 17 iv 2.4.2 Phương án 2: 18 2.5 CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG CHO XE CON: 18 2.5.1 Phương án 1: 18 2.5.2 Phương án 2: 19 2.5.3 Phương án 3: 19 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CÁC BỘ PHẬN 20 3.1 CƠ CẤU NÂNG: 20 3.1.1 Số liệu ban đầu: 20 3.2 Tính toán cấu nâng: 20 3.2.1 Tính chọn dây cáp: 20 3.2.2 Chọn động điện: 24 3.2.3 Tính phận khác cấu nâng: 49 3.3 CƠ CẤU DI CHUYỂN XE CON: 57 3.3.1 Số liệu thiết kế ban đầu: 57 C C 3.3.2 Chọn bánh xe ray: .58 3.3.3 Tải trọng lên bánh xe: .58 3.3.4 Động điện: 60 3.3.5 Tỷ số truyền chung: 61 R L T 3.3.6 Kiểm tra động điện mômen mở máy: 61 3.3.7 Phanh: 62 3.3.8 Bộ truyền: 62 U D 3.3.9 Các phận khác cấu di chuyển xe: 63 3.3.10 Ổ đỡ trục bánh xe: 67 CHƯƠNG 4: TÍNH KẾT CẤU DẦM CỦA CẦU TRỤC 69 4.1 TÍNH TỐN THIẾT KẾ DẦM CHÍNH: 69 4.1.1 Tính tải trọng: 69 4.1.2 Xác định kích thước tiết diện dầm: 71 4.1.3 Ứng suất tiết diện dầm chính: 74 4.1.4 Tính tiết diện gối tựa dầm chính: 77 4.1.5 Tính độ bền ray xe: 79 4.1.6 Tính mối ghép hàn: 80 4.2 TÍNH TỐN THIẾT KẾ DẦM PHỤ: 81 4.3 TÍNH TỐN DẦM ĐẶT RAY DI CHUYỂN CẦU: 84 4.4 TÍNH TOÁN CƠ CẤU DI CHUYỂN CẦU TRỤC: 85 4.4.1 Các số liệu ban đầu: 85 4.4.2 Tính bánh xe ray: 86 v 4.4.3 Động điện: 87 4.4.4 Tỷ số truyền chung: 87 4.4.5 Kiểm tra động theo điều kiện bám: 88 4.4.6 Kiểm tra phanh theo điều kiện bám: 89 4.4.7 Bộ truyền: 90 CHƯƠNG 5: HƯỚNG DẪN AN TOÀN VÀ VẬN HÀNH MÁY 91 5.1 AN TOÀN TRONG SỬ DỤNG MÁY: 91 5.2 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MÁY: 92 KẾT LUẬN 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO 96 C C R L T U D vi DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Palang Hình 1.2: Cầu trục Hình 1.3: Cổng trục Hình 1.4: Bán Cổng trục Hình 1.5: Băng tải Hình 1.6: Gầu tải Hình 1.7: Cầu trục dầm Hình 1.8: Sơ đồ cầu trục dầm Hình 1.9: Cầu trục hai dầm Hình 1.10: Cầu trục tựa 10 Hình 1.11: Cầu trục treo 10 Hình 2.1: Cầu trục dầm 13 Hình 2.2: Sơ đồ cầu trục dầm 14 Hình 2.3: kết cấu dầm dạng hộp 15 Hình 2.4: Kết cấu dầm dạng dàn 15 Hình 2.5: Sơ đồ động học cấu di chuyển cầu (PA.1) 16 Hình 2.6: Sơ đồ động học cấu di chuyển cầu (PA.2) 16 Hình 2.7: Sơ đồ động học cấu di chuyển cầu (PA.3) 17 Hình 2.8 Sơ đồ động học cấu nâng (PA.1) 17 Hình 2.9 Sơ đồ động học cấu nâng (PA.2) 18 Hình 2.10: Sơ đồ động học cấu di chuyển xe (PA.1) 18 Hình 2.11: Sơ đồ động học cấu di chuyển xe (PA.2) 19 Hình 2.12: Sơ đồ động học cấu di chuyển xe (PA.3) 19 Hình 3.1: Sơ đồ động học cấu nâng 20 Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý palăng 21 Hình 3.3: Sơ đồ kích thước tang 22 Hình 3.4: Sơ đồ gia tải cấu nâng 25 Hình 3.5: Sơ đồ phanh điện xoay chiều hai má 29 Hình 3.6 Sơ đồ phân tích lực tác dụng lên trục 41 Hình 3.7.Biểu đồ momen trục I 42 Hình 3.8.Biểu đồ momen trục II 43 Hình 3.9.Biểu đồ momen trục III 45 Hình 3.10 Sơ đồ treo móc 50 C C R L T U D vii Hình 3.11 Móc treo 51 Hình 3.12 Tính cặp cáp 52 Hình 3.13 Kết cấu tang 53 Hình 3.14 Biểu đồ mơ men 54 Hình 3.15 Kết cấu trục tang 54 Hình 3.16 Biểu đồ phân bố tải trọng 55 Hình 3.17: Sơ đồ động học cấu di chuyển xe 58 Hình 3.18: Sơ đồ tính tải trọng tác dụng lên xe 59 Hình 3.19: Bánh xe 60 Hình 3.20: Kết cấu trục bánh dẫn 63 Hình 3.21: Các tải trọng tác dụng lên ổ 67 Hình 4.1: cầu trục dạng hộp 69 Hình 4.2 Tiết diện ngang dầm 72 Hình 4.3 Biểu đồ momen uốn tải trọng dầm cấu khác 75 Hình 4.4 Biểu đồ momen uốn lực quán tính xe lăn vật 76 Hình 4.5 Sơ đồ xác định tải trọng phụ lực quán tính tác dụng lên dầm dầm 76 Hình 4.6: Phân bố giăng dầm 77 Hình 4.7 Tính tiết diện gối tựa dầm 78 Hình 4.8: Sơ đồ tính mối ghép dầm 78 Hình 4.9 Dầm phụ 81 Hình: 4.10 Sơ đồ tính dầm đặt ray 84 Hình 4.11: Mặt cắt ngang dầm đặt ray di chuyển cầu 85 Hình 4.12 Sơ đồ sơ cấu di chuyển cầu 85 Hình 5.1: Sơ đồ hệ thống điều khiển cầu trục lăn 93 C C R L T U D DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1: Thơng số tính tốn cho gia tải cấu nâng 27 viii Thiết kế cầu trục 15 Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY NÂNG CHUYỂN 1.1 GIỚI THIỆU VỀ MÁY NÂNG CHUYỂN: 1.1.1 Định nghĩa phân loại máy nâng chuyển: 1.1.1.1 Định nghĩa: Máy nâng chuyển loại máy dùng để thay đổi vị trí đối tượng công tác nhờ thiết bị mang vật trực tiếp móc treo thiết bị mang vật gián tiếp gầu ngoạm, nam châm điện, băng, gầu… Ở nước tiên tiến, ngành máy nâng chuyển ngành công nghiệp phát triển ngày 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 Công nghiệp xây dựng trước cần trục, ngày chí xây dựng nhà nhỏ khơng thể thiếu cần trục, chưa kể đến việc xây dựng tòa nhà cao tầng kỹ thuật xây lắp khối lớn, thời kỳ hội nhập lại trọng không ngừng cải tiến kỹ thuật để đáp ứng yêu cầu ngành công nghiệp xây dựng C C R L T Trong ngành công nghiệp mỏ cần có loại thang tải, xe kíp băng tải, … U D 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 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, thủy lực suất cao để di chuyển chi tiết máy máy Ngành máy nâng vận chuyển đại thực rộng rãi việc giới hóa q trình vận chuyển ngành cơng 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 hóa tự động hóa việc điều khiển chế tạo máy nhiều hiệu để thỏa 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 hóa bến cảng nhà ga đường sắt Trong công nghiệp xây dựng nhà ở, nhà máy luyện kim lâm nghiệp, xây dựng SV Thực hiện: Quang Công Tuấn Hướng dẫn: PGS.TS Đinh Minh Diệm Thiết kế cầu trục 15 p2 1 P 'd L P 'c L a G2 e.G2 L b 1 50000.20 45000 20 0,8 20000 0, 6.20000 79200 N 20 Phản lực tác dụng lên gối tựa trái dầm phụ: Rd p2 l1 l l 700 700 2000 p1 79200 136700 124861N l l 3400 3400 Phản lực tác dụng kên gối tựa phải dầm phụ: Rc p1 p2 Rd (136700 79200) 124861 91039N Mômen uốn lớn tiết diện I-I: M u RD l1 124681 700 87, 4.106 Nmm Mômen chống uốn tiết diện: Wx=8,22.106 (N.mm) C C Ứng suất uốn tác dụng tải trọng chính: M u u 10, N / mm2 Wx R L Ứng suất cho phép: 160 N / mm2 T Bảng (5-2) [1] Để đảm bảo cho dầm cuối đủ độ cứng, ứng suất uốn cho phép nên lấy U D không lớn 80-100 N/mm Khi tính dầm phụ theo trường hợp phối hợp tải trọng thứ hai ta tính ứng suất theo lực qn tính lớn có Lực quán tính bánh xe dẫn bên phải cầu phanh xe lăn sát gối tựa: p qt''' RB 10 Trong đó: RB - tải trọng tác dụng lên bánh xe B: RB pd l1 l b qL q ' L pbd 2L L 2.2 2.2 Mà q’ =2900N/m – trọng lượng phân bố theo chiều dài dầm phía bên dàn cấp điện P d P bd - tải trọng tác dụng lên bánh xe dẫn bị dẫn: Pd Q l2 Gx 800 40000 150000 100000 N b 1500 l G 700 40000 Pd Q x 150000 90000 N b 1500 Vậy : SV Thực hiện: Quang Công Tuấn Hướng dẫn: PGS.TS Đinh Minh Diệm 82 Thiết kế cầu trục 15 Rd 100000 700 700 1500 3500.20 2900.20 90000 38700 N 2.20000 2.20000 2.2 2.2 Suy ra: pqt''' Rd 38700 3870 N 10 10 Tải trọng phụ dầm lực Pqt''' gây : Ta có sơ đồ xác định tải trọng tác dụng lực qn tính lên dầm phụ cầu theo hình vẽ 4.8 RD' Pqt''' L 20000 3870 38700 N A 2000 Trong đó: A= 2000mm- khoảng trục bánh xe cầu Mô men uốn tải trọng tác dụng: M u' RD' b 38700.700 27,09.106 Nmm Mô men chống uốn tiết diện trục thẳng đứng Wy =3.86.106 mm3 ( cách tính tương tự ) Ứng suất uốn : M ' 27, 09.106 u 7, 02 N / mm2 Wy 3,86.10 ' u C C R L Tải trọng ngang dầm phanh xe lăn : P ' P2' T Gx 40000 40000 7143N 7 PA U D Gx 40000 40000 7143N 7 PD Phản lực gối tựa D tải trọng gây ra: RD'' p2' l1 l2 l 700 2000 700 p1' 7143 7143 7143N l l 3400 3400 Mômen uốn tiết diện I-I: M u RD'' l1 7143.700 5.106 Nmm Ứng suất uốn : u'' Mu 5.106 1,3N / mm2 Wy 3,86.10 Ứng suất uốn phụ mơ men qn tính gây ra: uph u' u'' 7,02 1,3 8,32 N / mm2 Ứng suất uốn tổng tương ứng với trường hợp phối hợp tải trọng thứ hai : ut u uph 10,6 8,32 18,92 N / mm2 Ứng suất cho phép tương ứng với trường hợp phối hợp tải trọng : SV Thực hiện: Quang Công Tuấn Hướng dẫn: PGS.TS Đinh Minh Diệm 83 Thiết kế cầu trục 15 180N / mm2 4.3 TÍNH TỐN DẦM ĐẶT RAY DI CHUYỂN CẦU: Tải trọng: Q = 150000 N Trọng lượng xe lăn kể cấu nâng: Go = 40000 N Trọng lượng cầu kể cấu di chuyển: Gc = 123000 N Giã sử xe lăn vị trí đầu cầu, cầu dầm, dầm chịu lực tác dụng lớn ta lất vị trí để tính tiết diện dầm Ta chọn vật liệu CT38, Ứng suất cho phép: 160MN / m2 Tổng tải trọng tác dụng lên dầm: P Q Go Gc 123000 150000 60000 251500 N 2 2000 P C C R L T Qy P P U D Qx P.L Hình: 4.10 Sơ đồ tính dầm đặt ray Ta có: Qy P 251500 125750 N 2 Mx P.l 251500.4 251500 N 4 Trị số ứng suất lớn mặt cắt : max Mx 160.106 Nm2 Wx Như mômen chống uốn dầm là: SV Thực hiện: Quang Công Tuấn Hướng dẫn: PGS.TS Đinh Minh Diệm 84 Thiết kế cầu trục 15 Wx Mx 251500 1,572.103 m3 1572cm3 160.10 160.106 Tra bảng phụ lục (3-5) [4] ta có: Chọn thép chữ I theo tiêu chuẩn JIS G3192 - 1990 có số hiệu mặt cắt 45 vớ thông số sau: h = 400 mm ; b = 150 mm; d = 10 mm ; R = 17 mm ; t = 18 mm; r = 8,5 mm ; b R d h C C R L t T r U D Hình 4.11: Mặt cắt ngang dầm đặt ray di chuyển cầu 4.4 TÍNH TỐN CƠ CẤU DI CHUYỂN CẦU TRỤC: 4.4.1 Các số liệu ban đầu: - Tải trọng: Q=15 = 150000N - Trọng lượng xe lăn: G x =40000N - Trọng lượng cầu kể cấu di chuyển cầu: G c = 123000N - Vận tốc di chuyển cầu: V c =45V/p - Chế độ làm việc trung bình Hình 4.12 Sơ đồ sơ cấu di chuyển cầu SV Thực hiện: Quang Công Tuấn Hướng dẫn: PGS.TS Đinh Minh Diệm 85 Thiết kế cầu trục 15 Động điện Hộp giảm tốc Khớp nối kết hợp phanh Nối trục Bánh xe 4.4.2 Tính bánh xe ray: Ta chọn loại bánh xe hình trụ có hai rảnh hai bên với khích thước theo ГOCT- 3569-74 - Đường kính bánh xe : Đường kính ngõng trục lắp ổ : Chiều rộng bánh xe : Dbx = 600mm d=80mm B= 100mm * Tải trọng lên bánh xe: Bánh xe bố trí khoảng cách nhịp cầu L=20000 mm khoảng cách trục B=3000mm Tải trọng tác dụng lên bánh xe gồm : - Trọng lượng thân cầu Gc - Trọng lượng thân xe Gx - Trọng tải nâng Q C C R L Tải trọng lớn tác dụng lên hai bánh đầu dầm bên trái: Ll Pmax PA P D G x Q GC L = T U D 20 1,1 123000 120525N 40000 150000 20 Tải trọng nhỏ tác dụng lên bánh xe A(và D) xe khơng có vật nâng đầu bên phải cầu Pmin ( A,D) = L l 1 20 1, 25 Gx GC 40000 123000 68250 N L 20 Tải trọng tương đương lên bánh xe, công thức : Pbx kbx Pmax 0,85.1, 2.120525 122936 N (3-65) [1] Trong đó: 0,8 xác định theo công thức (3-65a) [1] với tỷ số : Q 150000 0,92 Q0 40000 123000 (3-13) [1] kbx =1,2 Với chế độ làm việc trung bình (3-12) [1] Bánh xe chế tạo thép đúc 55 có độ rắn HB= 300-320 -Ứng suất dập kiểm tra theo công thức d 190 Pmax 120525 = 190 = 426 N / mm2 br 80 300 Ứng suất dập cho phép tra bảng : SV Thực hiện: Quang Công Tuấn Hướng dẫn: PGS.TS Đinh Minh Diệm (2-19) [1] 86 Thiết kế cầu trục 15 d 750 N / mm2 Vậy kích thước bánh xe chọn an tồn 4.4.3 Động điện: Lực cản truyền động ma sát tính theo cơng thức (3-40) [1]: 2 fd 2.0,8 0, 02.80 W1= G0 Q (40000 123000 150000) 1669 N Dbx 600 Trong đó: 0,8 , hệ số ma sát lăn (3-7) [1] f 0,02 , hệ số ma sát ổ (3-8) [1] Lực cản độ dốc đường ray, công thức (3-41) [1]: W2 = G0 Q 0,001163000 150000 313N Trong đó: α = 0.001 (3-9) [1] Lực cản gió W3 C C Vậy tổng lực cản tỉnh chuyển động, công thức : Wt = kt W1 + W2 + W3 = 2,6.1669 +313 + = 4652,4N kt - Lấy theo tỷ số (3-39) [1] R L L 20000 = 6, 67 , tra bảng 3-6 lấy kt 2,6 B 3000 T Công suất tĩnh yêu cầu động điện tính theo cơng thức (3-60) [1]: Nt = Wt Vc 4652, 4.45 4,1Kw 60.1000.dc 60.1000.0,85 U D Trong đó: đc= 0,85 – Hiệu suất truyền, theo bảng (1-9) [1] Tương ứng với chế độ làm việc cấu trung bình, có CD=25% sơ chọn động điện kiểu A0Π2-52-8 có đặc tính sau: - Cơng suất danh nghĩa: N đc =5,0KW - Số vòng quay danh nghĩa: n đc = 940 V/P - Hệ số tải: M max 2,9 M dn - Mô men vô lăng: (Gi Di2 ) roto 4,1Nm - Khối lượng động cơ: m= 140kg 4.4.4 Tỷ số truyền chung: Số vòng quay yêu cầu bánh xe nbx = Vc 45 23,8v / p Dbx 3,14.0,6 Tỷ số truyền chung cần có truyền: ic = SV Thực hiện: Quang Công Tuấn nâc 940 40 nbx 23,8 Hướng dẫn: PGS.TS Đinh Minh Diệm 87 Thiết kế cầu trục 15 4.4.5 Kiểm tra động theo điều kiện bám: Gia tốc lớn để đảm bảo hệ số an toàn bám K b =1,2: J max Gd d Gd f w0t Dbx 1,2 g G0 (3-51) [1] Trong đó: 0,2 : Hệ số bám f 0,02 : Hệ số ma sát trượt Gd 40000N Tổng áp lực lên bán dẫn khơng có vật Wt - Tổng lực cản tỉnh khơng có vật, tính sau: Wt Wt Gc 123000 4652, 2096 N Gc Q 123000 150000 Vậy: J max = 9,8 40000.0, 80 40000.0, 02 2096 0,37 m/s2 123000 1, 600 C C Thời gian mở máy tương ứng với gia tốc cho phép tm0 R L vc 45 2( s) 60 J 0max 60 0,37 T Mô men mở máy tối đa cho phép không sảy trượt, theo công thức : U D bx x m dc W D GD n M t bx i x dc 375 i t m (Gi Di2 ) I n1 375 t m0 (3-54) [1] 2096.0, 123000.0, 62 940 9, 46.940 114 Nm 2.40.0,85 375.402.1,1.0,85 375.1,1 Với: (Gi Di2 ) I 1,2(Gi Di2 ) roto (Gi Di2 ) khop 1,2(4,1 3,79) 9,46 Nm Mô men danh nghĩa động chọn Mdn = 9550 N âc 5,0 9550 50,7 Nm 940 n âc Mơ men mở máy trung bình động Mm(đc) 1,8 2,5M dn 1,1M dn 1,7.M dn 1,7.50,7 86,3Nm < M m0 103,8Nm Như ta dùng M max =2,3 M dn động vẩn có mơ men mở máy nhỏ nhiều so với mô men mở máy cho phép để không bị trượt Vậy động chọn thoả mãn điều kiện lực bám, động hoạt động an tồn SV Thực hiện: Quang Cơng Tuấn Hướng dẫn: PGS.TS Đinh Minh Diệm 88 Thiết kế cầu trục 15 4.4.6 Kiểm tra phanh theo điều kiện bám: Gia tốc hãm nên dùng khơng có vật nâng, theo bảng (3-10) [1], chọn j 0ph 0,75m / s Tương ứng với thời gian phanh khơng có vật: t 0ph vx 45 1( s) 60 J ph 60.0,75 Với phanh đặt trục thứ nhất, nên mô men phanh xác định theo công thức : Wt Dbx G0 Dbx2 n1 dc (Gi Di ) n1 i x dc 375 i x2 t 0ph 375 t 0ph M ph (3-58) [1] 2096.0, 123000.0, 62 940 0,85 9, 46.940 64, Nm 2.40.0,85 375.402.1 375.1 Chọn phanh má TKT-200 có mơ men phanh lớn M max =160Nm, C C ta sử dụng theo yêu cầu với M ph =64,2Nm Ta kiểm tra tình hình làm việc phanh chọn - Hệ số an toàn bám :Với phanh chọn có mơ men phanh gần sát trị số R L T tính được, nên thực tế phanh xe lăn khơng có vật nâng có t 0ph 1s j 0ph 0,75m / s , tức phù hợp với số liệu cho bảng 3-10, khơng cần U D kiểm tra an tồn bám - Gia tốc hảm có vật: có vật, thời gian phanh xác định theo cơng thức : t ph (Gi Di2 ) I n1 (G0 Q) Dbx2 n1 dc 375( M ph M t* ) 375( M ph M t* )i x2 1.9,46.940 (15000 150000).0,6 2.940.0,85 1,3( s) (3-57) [1] 375(66,3 12,5) 375(66,3 12,5).40 Trong đó: M t* W1 Dbx 1413,3.0,6 12,5 Nm i x dc 2.40.0,85 Gia tốc hãm là: j ph vc 45 0,5m / s ; 60.t ph 60.1,3 Nằm khoảng thường dùng (0,2 0,6m / s ) Như phanh chọn hợp lý SV Thực hiện: Quang Công Tuấn Hướng dẫn: PGS.TS Đinh Minh Diệm 89 Thiết kế cầu trục 15 4.4.7 Bộ truyền: Theo sơ đồ di chuyển cầu phương án chọn, ta chọn hộp giảm tốc bánh trụ thẳng ( hộp giảm tốc tiêu chuẩn ) Hộp giảm tốc phải thỏa mãn yêu cấu sau: - Với cường độ làm việc trung bình: CĐ=25% - Số vòng quay trục vào: n= 940 v/p - tỷ số truyền chung: i= 40 Công suất phải truyền lớn xe lăn có vật nâng đầu cầu N max N t PA PD 101017,8 3,22 2,45KW G0 Q 115000 150000 - Vậy truyền động công suất: N max =2,45KW Vậy ta chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn P-350-BT, có đặc tính sau: - Kiểu hộp: Hai cấp bánh trụ thẳng đứng - Tỷ số truyền chung: - Công suất: - Tổng khoảng cách trục: C C i=40 N=3,9 KW A = A1 + A2 = 150 + 200 = 350 mm R L T - Công suất truyền với CĐ= 25% - Số vòng quay trục vào: n=1000v/p Hộp giảm tốc chọn hoàn toàn đảm bảo yêu cầu truyền tải yêu cầu động học Các phận khác cấu di chuyển cầu tính tương tự cấu di chuyển xe U D SV Thực hiện: Quang Công Tuấn Hướng dẫn: PGS.TS Đinh Minh Diệm 90 Thiết kế cầu trục 15 Chương 5: HƯỚNG DẪN AN TOÀN VÀ VẬN HÀNH MÁY 5.1 AN TOÀN TRONG SỬ DỤNG MÁY: Trong thực tế tần suất xảy tai 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 cầu trục 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 toàn nhằm ngăn mảnh vỡ văng có cố chi tiết máy hoạt động Toàn hệ thống điện máy phải nối đất C C 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 R L T 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 U D 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 thử 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 Nếu khơng có cố xảy đưa máy vào hoạt động Trong cơng tác an tồn sử dụng cổng trục người quản lý cho lắp thêm thiết bị an toàn 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 SV Thực hiện: Quang Công Tuấn Hướng dẫn: PGS.TS Đinh Minh Diệm 91 Thiết kế cầu trục 15 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 5.2 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MÁY: Như nêu phần vấn đề an toàn sử dụng cầu trục quan trọng Để đảm bảo an toàn việc vận hành cầu 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: - Sơ đồ hệ thống điều khiển đơn giản - Các phân tử chấp hành hệ có độ tin cậy cao thuận lợi việc thay sửa chữa C C R L T - Sơ đồ điều khiển đơn giản - 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, cầu trục Hạn chế hành trình lên cấu nâng hạ vật U D 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: D2: D3: P1: P2: P3: Ai: Bi: Ki: SV Thực hiện: Quang Công Tuấn Động nâng, hạ vật Động di chuyển cầu trục Động di chuyển xe lăn Phanh hãm cấu nâng hạ vật Phanh hãm cấu di chuyển cầu trục Phanh hãm cấu di chuyển xe lăn Các nút ấn Các cơng tắc hành trình Các cơng tắc tơ Hướng dẫn: PGS.TS Đinh Minh Diệm 92 Thiết kế cầu trục 15 Để vận hành cầu trục đóng aptomat A 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: Cầu trục di chuyển qua phải Ấn nút A4: Cầu trục di chuyển qua trái Ấn nút A5: Xe lăn chuyển động tới Ấn nút A6: Xe lăn chuyển động lùi C C R L T U D Hình 5.1: 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) hồn 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 SV Thực hiện: Quang Công Tuấn Hướng dẫn: PGS.TS Đinh Minh Diệm 93 Thiết kế cầu trục 15 thường đóng) 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 C C R L T U D SV Thực hiện: Quang Công Tuấn Hướng dẫn: PGS.TS Đinh Minh Diệm 94 Thiết kế cầu trục 15 KẾT LUẬN Trải qua thời gian làm việc miệt mài, với bảo tận tình thầy hướng dẫn, đến em hoàn thành xong đồ án tốt nghiệp với nội dung gồm: + Giới thiệu chung máy nâng chuyển + Các thông số phân tích lựa chọn phương án tính tốn + Tính tốn động lực học phận + Tính tốn động học động lực học cho cấu nâng, cấu di chuyển xe con, cấu di chuyển cầu, kết cấu kim loại + Biết cách vận hành, sử dụng máy, bảo dưỡng, an toàn lao động Với nội dung trên, thời gian tài liệu tham khảo khơng nhiều, cộng với kiến thức thân có nhiều hạn chế nên chắn có nhiều sai sót làm Mong q thầy bảo góp ý thêm để thiết kế kiến thức em hoàn thiện Lần nữa, xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Đinh Minh Diệm toàn thể quý thầy, khoa Cơ khí nhiệt tình giúp đỡ em trình học tập làm đồ án tốt nghiệp này! C C R L T U D SV Thực hiện: Quang Công Tuấn Hướng dẫn: PGS.TS Đinh Minh Diệm 95 Thiết kế cầu trục 15 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] - Huỳnh Văn Hoàng: - Tính Tốn Máy Trục - NXB khoa học kỷ thuật-1975 [2] - GS.TS.Nguyễn Trọng Hiệp: - Thiết Kế Chi Tiết Máy - NXBGD -1998 [3] - GS.TS.Nguyễn Trọng Hiệp: - Chi Tiết Máy T1,2 - NXBGD-1999 [4] - Bùi Trọng Lưu: - Sức Bền Vật Liệu - NXBGD-2001 C C [5] - Châu Mạnh Lực: Lưu Đức Bình - Kỹ Thuật Đo - NXB DHBKDN-2008 R L T [6] - Phạm Phủ Lý: U D - Máy Nâng Chuyển - NXB Đà Nẵng-1991 [7] – TS Trương Quốc Thành: - Máy Và Thiết Bị Nâng Chuyển - NXB khoa học kỷ thuật-2000 [8] - PGS.TS Ninh Đức Tốn: - Dung sai Và Lắp Ghép - NXBGD -2001 [9]-Át lát máy nâng chuyển SV Thực hiện: Quang Công Tuấn Hướng dẫn: PGS.TS Đinh Minh Diệm 96 ... Hình 1.11: Cầu trục treo SV Thực hiện: Quang Công Tuấn Hướng dẫn: PGS.TS Đinh Minh Diệm 10 Thiết kế cầu trục 15 d Theo cách bố trí cấu di chuyển cầu trục: - Cầu trục dẫn động chung - Cầu trục dẫn... L T U D - Thiết kế tính tốn cầu thép - Thiết kế hệ thống điều khiển - Thiết kế thiết bị an toàn SV Thực hiện: Quang Công Tuấn Hướng dẫn: PGS.TS Đinh Minh Diệm 12 Thiết kế cầu trục 15 Chương 2:... giá thành chế tạo cầu trục cao SV Thực hiện: Quang Công Tuấn Hướng dẫn: PGS.TS Đinh Minh Diệm 15 Thiết kế cầu trục 15 Kết luận: Từ yêu cầu số liệu ban đầu cầu trục, ta chọn kết cấu dầm dạng:
Ngày đăng: 15/06/2021, 19:50
Xem thêm:
