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 Sinh viên thực hiện: NGUYỄN NGỌC HUY Đà Nẵng, 2019 Thiết kế cầu trục LỜI NÓI ĐẦU Đất nước ta có chuyển biến lớn mặt, đặc biệt phát triển kinh tế Trong phát triển đó, ngành Cơ khí chứng tỏ tầm quan trọng khơng thể thiếu cịn đóng vai trị mũi nhọn q trình Cơng nghiệp hố - Hiện đại hố đất nước Hiện nay, người kỹ sư Cơ khí nói chung kỹ sư Chế tạo máy nói riêng ngày chứng tỏ vai trị phát triển ngành Cơ khí kinh tế đất nước Đồ án tốt nghiệp minh chứng cho quan trọng trình đào tạo trở thành người kỹ sư Quá trình thực đồ án giúp cho sinh viên hiểu rõ kiến thức tiếp thu trình học tập, đồng thời nâng cao khả vận dụng sáng tạo kiến thức để làm đồ án công tác làm việc sau Sau thời gian học tập trường, bảo hướng dẫn nhiệt tình thầy C C giáo ngành Cơ khí – Chế tạo máy trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, em kết thúc khố học tích luỹ vốn kiến thức định Và đồng ý R L T nhà trường thầy cô giáo khoa em giao đề tài tốt nghiệp: “ Thiết kế cầu trục Tấn” DU Đồ án tốt nghiệp gồm chương:  Chương 1: Giới thiệu chung thiết bị nâng chuyển  Chương 2: Phân tích lựa chọn phương án  Chướng 3: Tính tốn thiết kế cấu nâng  Chương 4: Tính tốn cấu di chuyển xe lăn  Chương 5: Tính tốn cấu di chuyển cầu trục  Chương 6: Tính kết cấu kim loại  Chương 7: Hướng dẫn an toàn sử dụng máy Bằng cố gắng nổ lực thân đặc biệt giúp đỡ tận tình, chu đáo thầy ThS Lưu Đức Hịa, em hoàn thành đồ án thời hạn Do thời gian làm đồ án có hạn kiến thức cịn nhiều hạn chế nên khó tránh khỏi nhiều thiếu sót Em mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô bạn sinh viên để đồ án hoàn thiện Đà Nẵng, ngày 30 tháng 11 năm 2019 Sinh viên thực Nguyễn Ngọc Huy SVTH: Nguyễn Ngọc Huy – Lớp: 15C1C GVHD: ThS Lưu Đức Hòa Thiết kế cầu trục MỤC LỤC CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT BỊ NÂNG CHUYỂN 1.1 Giới thiệu máy nâng chuyển 1.1.1 Phân loại máy nâng chuyển 1.1.2 Các thông số máy trục 1.2 Giới thiệu cầu trục 1.2.1 Đặc điểm 1.2.2 Cấu tạo cầu trục 10 1.2.3 Phân loại cầu trục 10 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 12 2.1 Chọn phương án truyền động cấu nâng 12 2.1.1 Phương án 12 2.1.2 Phương án 12 2.1.3 Phương án 13 2.2 Phương án truyền động di chuyển xe lăn 13 2.2.1 Phương án 13 2.2.2 Phương án 14 2.2.3 Phương án 3: 14 2.3 Lựa chọn phương án truyền động di chuyển cầu 15 2.3.1 Phương án 15 2.3.2 Phương án 16 2.3.3 Phương án 16 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG 18 3.1 Phân tích chung 18 3.2 Tính toán cấu nâng 19 3.2.1 Chọn loại dây cáp 19 3.2.2 Palăng giảm lực 19 3.2.3 Tính kích thước dây cáp 20 3.2.4 Tính kích thước tang rịng rọc 21 3.2.5 Chọn động điện 23 3.2.6 Tỷ số truyền chung 24 3.2.7 Kiểm tra động điện nhiệt 24 3.2.8 Tính chọn phanh 27 3.2.9 Bộ truyền 30 3.3 Các phận khác cấu nâng 51 3.3.1 Khớp nối trục 51 3.3.2 Móc ở móc treo 52 3.3.3 Bộ phận tang 54 CHƯƠNG 4: TÍNH CƠ CẤU DI CHUYỂN XE LĂN 59 C C R L T DU SVTH: Nguyễn Ngọc Huy – Lớp: 15C1C GVHD: ThS Lưu Đức Hòa Thiết kế cầu trục 4.1 Sơ đồ dẫn động cấu 59 4.2 Chọn bánh xe ray 59 4.3 Tải trọng lên bánh xe 59 4.4 Động Cơ Điện 61 4.5 Tỷ Số Truyền Chung 62 4.6 Kiểm Tra Động Cơ Điện Về Mômen mở máy 62 4.7 Phanh 63 4.8 Bộ Truyền 63 4.9 Các phận cấu di chuyển xe lăn 64 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN CƠ CẤU DI CHUYỂN CẦU TRỤC 70 5.1 Bánh Xe Ray 70 5.2 Chọn Động Cơ 72 5.3 Tỷ số truyền chung 72 5.4 Kiểm tra động điện 72 5.5 Phanh 73 5.6 Bộ Truyền 74 CHƯƠNG 6: TÍNH KẾT CẤU KIM LOẠI 75 6.1 Phân tích lựa chọn kết cấu dầm 75 6.1.1 Phương án 75 6.1.2 Phương án 75 6.1.3 Phương án 76 6.2 Tính Tải Trọng 77 6.3 Xác Định Kích Thước Tiết Diện Của Dầm 78 6.4 Ứng suất tiết diện dầm 80 6.5 Tính Tiết Diện Gối Tựa Của Dầm Chính 83 6.6 Tính độ bền ray xe lăn 85 6.7 Tính mối ghép hàn 85 6.8 Tính dầm cuối 87 6.9 Tính dầm đặt ray di chuyển cầu 89 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 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 C C R L T DU SVTH: Nguyễn Ngọc Huy – Lớp: 15C1C GVHD: ThS Lưu Đức Hòa Thiết kế cầu trục CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT BỊ NÂNG CHUYỂN 1.1 Giới thiệu máy nâng chuyển Máy nâng chuyển thiết bị dùng để thay đởi vị trí đồi tượng nhờ thiết bị mang vật trực tiêp móc treo, thiết bị gián tiếp gầu ngoạm, nam châm điện, băng tải,… Như máy nâng chuyển đóng vai trị quan trọng trình sản xuất giảm nhẹ sức lao động cho công nhân nâng cao suất lao động 1.1.1 Phân loại máy nâng chuyển a Căn vào chuyển động - Máy nâng(cịn gọi máy trục): Đây loại thiết bị mà q trình làm việc lặp lại có chu kỳ Một chu kỳ cơng tác bao gồm thời gian có tải thời gian chạy C C không - R L T Máy vận chuyển liên tục: loại thiết bị này, vật liệu vận chuyển theo dòng liên tục  Đối với máy nâng người ta phân biệt: DU  Máy nâng đơn giản: Chỉ có chuyển động công tác nâng hạ vật 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 Ví dụ loại kích, tời, palăng xíc, vận thăng xây dựng… Hình 1.1: Palang  Máy trục dạng cầu: Cầu trục, cởng trục loại thiết bị này, ngồi chuyển động nâng hạ vật, cịn có chuyển động tịnh tiến ngang dọc để di chuyển vật nâng đến vị trí yêu cầu SVTH: Nguyễn Ngọc Huy – Lớp: 15C1C GVHD: ThS Lưu Đức Hòa Thiết kế cầu trục Hình 1.2: Cầu trục  Cần trục loại: Quá trình di chuyển vật thực nhờ cấu quay cần thay đổi độ 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,… C C R L T DU Hình 1.3: Cần 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 1.4: Xe nâng hàng SVTH: Nguyễn Ngọc Huy – Lớp: 15C1C GVHD: ThS Lưu Đức Hòa Thiết kế cầu trục  Đối với máy vận chuyển liên tục người ta phân thành loại  Máy VCLT có phận kéo: băng tải, vít tải, gàu tải  Máy VCLT khơng có phận kéo: băng chuyền lăn, vít tải, máng lắc, băng tải rung,…  Máy vận chuyển bằng thủy khí: dùng sức nước, khơng khí để vận chuyển vận liệu C C Hình 1.5: Máy vận chuyển liên tục b Căn vào cấu tạo nguyên tắc làm việc -Cầu trục -Cổng trục -Cần trục tháp R L T DU -Cần trục quay di động(cần trục tơ, bánh lốp, bánh xích) -Cần trục cột buồm cần trục cột quay -Cần trục chân đế cần trục nối -Cần trục cáp 1.1.2 Các thông số máy trục a Tải trọng (Sức nâng): - Là trọng lượng lớn mà máy nâng theo tính tốn thiết kế - Trọng tải phải kể đến trọng lượng phận mang vật Trọng tải ký hiệu [Q], có đơn vị đo Tấn KG N Đại lượng thường tiêu chuẩn hóa b Các thông số động học phận công tác - Tốc độ nâng vật (Vn) - Tốc độ di chuyển (Vdc) - Tốc độ quay cần trục (n),… c Các thơng số hình học Tùy thuộc vào loại thiết bị, ta có: - Độ cao nâng, Khẩu độ máy trục dạng cầu; - Độ cao nâng, tầm với loại cần trục SVTH: Nguyễn Ngọc Huy – Lớp: 15C1C GVHD: ThS Lưu Đức Hòa Thiết kế cầu trục d Chế độ làm việc máy trục - Có thể xem chế độ làm việc máy trục thông số tổng hợp sở phối hợp tiêu mức độ sử dụng máy theo tải theo thời gian - Trên sở tiêu chuẩn ISO, Việt Nam có tiêu chuẩn TCVN 5862-1995 quy định nhóm chế độ làm việc cho máy trục ký hiệu từ A1 đến A8 Đối với cấu máy nâng tiêu chuẩn quy định nhóm chế độ làm việc ký hiệu từ M1 đến M8 - Các nhóm chế độ làm việc máy trục xác định sở phối hợp 10 cấp sử dụng máy theo thời gian, kí hiệu U0 đến U9 cấp sử dụng máy theo tải ký hiệu từ Q1 đến Q4 - Tương tự chế độ làm việc cấu máy nâng xác định sở phối hợp 10 cấp sử dụng máy theo thời gian, kí hiệu T0 đến T9 C C cấp sử dụng máy theo tải kí hiệu từ L1 đến L4 e Các loại tải tác dụng lên máy R L T Trong trình làm việc, máy trục chịu tải trọng sau đây: - Trọng tải - Tải trọng trọng lượng thân máy - Tải trọng gió - Tải trọng động DU Trong tốn động lực học xem cấu quy dẫn thành hay nhiều khối lượng Trường hợp đơn giản quy dẫn cấu sơ đồ khối lượng liên kết khối lượng tuyệt đối cứng f Các trường hợp tải trọng tính tốn Trường hợp 1: - Tải trọng bình thường điều kiện làm việc bình thường Trong trường hợp tải trọng phải kể đến trọng tải, trọng lượng thân máy, tải trọng gió điều kiện thời tiết bình thường, tải trọng động bình thường Các chi tiết máy trường hợp thiết kế tính kiểm nghiệm theo sức bền mỏi Động chọn theo công suất tĩnh kiểm nghiệm theo điều kiện phát nhiệt Trường hợp 2: -Tải trọng lớn điều kiện làm việc Trong trường hợp tải trọng phải kể đến trọng tải, trọng lượng thân máy, tải trọng gió điều kiện thời tiết bình thường, tải trọng động lớn xuất phanh đột ngột Các chi tiết máy trường hợp thiết kế tính kiểm nghiệm theo sức bền tĩnh SVTH: Nguyễn Ngọc Huy – Lớp: 15C1C GVHD: ThS Lưu Đức Hòa Thiết kế cầu trục Trường hợp 3: - Tải trọng lớn điều kiện không làm việc Trong trường hợp tải trọng phải kể đến trọng lượng thân máy, tải trọng gió điều kiện bất bình thường Các chi tiết máy trường hợp thiết kế tính kiểm nghiệm theo độ ởn định g Điều kiện an toàn máy trục: - 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 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 nhằm ngăn mảnh vỡ văng có cố chi tiết máy hoạt động - Toàn hệ thống điện máy phải nối đất - Với động có phanh hãm nhiên phải kiểm tra phanh thường xuyên C C R L T không để xảy tượng kẹt phanh gây nguy hiểm sử dụng - Tất người điều khiển máy làm việc hay phục vụ máy phạm vi DU 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 đứng 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 bằng 1,25 lần trọng lượng nâng danh nghĩa cầu trục thiết kế để thời gian từ 10 đến 20 phút Theo dõi biến dạng tồn cấu máy Nếu khơng có cố xảy tiếp tục tiến hành thử động  Bước thử động: Treo vật nâng có trọng lượng bằng 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 cố xảy đưa máy vào hoạt động - Trong cơng tác an tồn sử dụng cầu trục người quản lý cho lắp thêm thiết bị an toàn nhằm hạn chế tối đa tai nạn xảy cho công nhân làm việc SVTH: Nguyễn Ngọc Huy – Lớp: 15C1C GVHD: ThS Lưu Đức Hòa Thiết kế cầu trục - Một số thiết bị an tồn sử dụng l : 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 đòi hỏi người cơng nhân sử dụng máy phải có ý thức chấp hành nghiêm túc yêu cầu nêu 1.2 Giới thiệu cầu trục 1.2.1 Đặc điểm C C R L T DU Hình 1.6: Cầu trục Cầu trục: loại thiết bị dùng để nâng, hạ, di chuyển hang hóa nhà xưởng cách đảm bảo hiệu 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 công nhiệp, cơng trình, dự án cơng nghiệp tính linh hoạt an toàn sử dụng sản phẩm cầu trục - gọn nhẹ, dễ dàng lắp đặt sử dụng, bảo dưỡng - 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  Nhược điểm cầu trục: - Đối với cầu trục dầm đơi q trình di chuyển xảy xô lệch dầm cầu lực cản hai bên ray không - Phạm vi sử dụng hẹp chủ yếu nhà xưởng, nhà máy SVTH: Nguyễn Ngọc Huy – Lớp: 15C1C GVHD: ThS Lưu Đức Hòa _ Thiết kế cầu trục B B-B 20 100 70 8 8 500 _ 250 200 B Hình 6.7: Phân bố dầm dầm C C R L T DU Hình 6.8: Sơ đồ kiểm tra ởn định thành dầm Hệ số an tồn ởn định thành: Đối với phối hợp tải trọng thứ 1: k1   th 460,23   4,38  1u 105 Đối với phối hợp tải trọng thứ : k   th 460,23   4,1  u 112,493 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 SVTH: Nguyễn Ngọc Huy – Lớp: 15C1C GVHD: ThS Lưu Đức Hòa 83 Thiết kế cầu trục Qn  25654 10  0,48 10  (1,25  0,48) 4920.10  17194   63242,046N 10 10 Mômen tĩnh tiết diện trục x-x (hình 6.4):  Z'  S0  BO 1 ( Z1 ' )  2. (  ) 2 220  250.8(220  )  2.8(  )  433696mm3 2 Ứng suất cắt J = J x  ' Qn S p J x   63242,046.433696  5,36N / mm 2.8.32.107 Mômen xoắn cấu di chuyển gây ra: Mx  G2 e 4200.0,42   882Nm 2 Ứng suất tiếp :  " Mx 882000   5,23N / mm 2.F  2.10532.8 C C R L T Trong : F = 10532mm2 Diện tích hình chữ nhật giới hạn bằng trục qua đường tâm đứng DU Tổng ứng suất cắt : t = τ’+τ” = 5,36+5,23 = 10,59N/mm2 Ứng suất cắt cho phép trường hợp phối hợp tải trọng thứ : [τ] = 0,6[σ] = 0,6.160 = 96N/mm2 > τ Độ ởn 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 : h     th  1020  760( )  ( ) 103 a h   300    1020  760( ) ( ) 10  812N / mm 750  300  Hệ số an toàn ổn định :  812 k1  th   20  10,59 Hệ số an tồn ởn 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 SVTH: Nguyễn Ngọc Huy – Lớp: 15C1C GVHD: ThS Lưu Đức Hòa 84 Thiết kế cầu trục 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: H1  H 600   200mm 3 Trong đó: H = 600mm 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 Mu  P' D a 25654.750   3206750Nmm 6 Mômen chống uốn ray trục x-x: Wx = 1,5.10 mm3 Ứng suất uốn ray:  u  C C M u 3206750   2,14N / mm Wx 1,5.106 R L T 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 DU Các biên đứng ghép lại bằng mối hàn chồng Chiều cao miệng hàn lấy bằng h = 10mm Tính mối hàn biên thành đứng Lực tác dụng lên đơn vị chiều dài mối hàn xác định sau : p Qn S x Jx Trong đó: Qn = 63242,046 N - Lực cắt lớn Jx = 48.10 7mm4 – Mômen quán tính tiết diện trục Sx – Mômen tĩnh biên trục x-x S x  BO ( H  Z  Vậy : p  1 )  250.8(600  313,24  )  565520mm 2 Qn S x 63242,046.565520   74,51N / mm Jx 48.107 Để đảm bảo độ bền mối hàn không độ bền chi tiết hàn làm bằng thép CT38 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 SVTH: Nguyễn Ngọc Huy – Lớp: 15C1C GVHD: ThS Lưu Đức Hòa 85 Thiết kế cầu trục 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  (l  b) 82  (2  1,35)  P 'C  50877  30114  55662N L L 8 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 6875.8 6875.20002 l   2000   41250000Nmm 2000 2000 C C Tổng mômen uốn tiết diện xét: Mu= M’u + M''u = 111324000 + 41250000 = 152574000Nmm R L T Mômen chống uốn tiết diện: Jx 32.107 Wx    1,25.106 mm Z   262  DU Ứng suất mối hàn tác dụng tải trọng chính: u  M u 152574000   122N / mm Wx 1,25.106 Ứng suất cho phép lớn trường hợp là: [σ]1 = 0,9.[σ] = 0,9.160 = 144N/mm2 Phản lực tựa A tác dụng lực quán tính ngang xe lăn với vật nâng R ' A  P' qt L  (l  a)  (2  0,48)  3541  2443N L đó: a = 0,48m - khoảng cách từ trục bánh xe D đến trọng tâm xe lăn Mômen uốn lực quán tính ngang gây ra: M’u = R’A.l2 = 2443.2000 = 4886000Nm Phản lực tựa A lực quán tính dầm: R" A  Pqt L  344.8  1376N Mômen uốn P qt gây ra: M "u  R" A l  pqt l 22 2.1000  1376.2000  SVTH: Nguyễn Ngọc Huy – Lớp: 15C1C 344.20002  2064000Nm 2.1000 GVHD: ThS Lưu Đức Hòa 86 Thiết kế cầu trục Tổng mômen uốn: Mu = 4886000 + 2064000 = 6950000Nm Mơmen chống uốn tiết diện lớp ngồi mối hàn: Wx  2J y B  2  2.11,4.107  0,9.106 mm 250  2.6 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 / mm Wx 0,9.10 Mơmen uốn lực qn tính xe lăn vật nâng tác dụng theo dầm: M”u = P”qt h1 = 6295.358 = 2253610Nmm C C Ứng suất mômen uốn sinh :  "u  R L T M "u 2253610   1,7 N / mm Wx 1,3.10 Ứng suất mối hàn tác dụng tải trọng tải trọng phụ: DU 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 bằng 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: P = Qn = 63242,046 N Hình 6.9: kết cấu dầm cuối SVTH: Nguyễn Ngọc Huy – Lớp: 15C1C GVHD: ThS Lưu Đức Hòa 87 Thiết kế cầu trục - Về phía dầm cấp điện: P = 86700N Phản lực tác dụng lên gối tựa phải dầm cuối RC = P1 l1 l l 700 700  1400  P2  98550  86700  89662N l l 2800 2800 Phản lực tác dụng lên gối tựa trái RD = P + P - 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 u  M u 62763400   41,5 N / mm Wx 1510000 C C 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 không lớn 80 ÷ 100 N/mm2 R L T DU Khi tính dầm cuối theo trường hợp phối hợp tải trọng ta tính ứng suất theo lực quán tính lớn Lực qn tính bánh xe dẫn bên phải cầu phanh xe lăn sát gối tựa Pqt'''  RB 29662   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 6875.8 2900.8  55556    29662N 2.8000 2.8000 2.2 2.2 Trong đó: q’= 2900N/mm- Trọng lượng phân bố theo chiều dài dầm phía bên dầm cấp điện P d = Q l2 Gx 870 40000   50000   84444N b 1350 P bd = Q l2 Gx 480 40000   50000   55556N b 1350 Tải trọng phụ dầm lực RD'  Pqt''' P 'qt'' gây L 8000  2966,2  7910N A 3000 SVTH: Nguyễn Ngọc Huy – Lớp: 15C1C GVHD: ThS Lưu Đức Hòa 88 Thiết kế cầu trục Trong đó: A = 3000mm - khoảng cách trục bánh xe cầu Mômen uốn tải trọng tác dụng: M U'  RD' b  7910.700  5537000Nmm Mômen chống uốn tiết diện trục thẳng đứng : W y = 945000mm3 Ứng suất uốn M u' 5537000     5,86N / mm Wy 945000 ' u Tải trọng ngang dầm phanh xe lăn P1'  P2'  Gx 25000 30381   5769N 7 PA  Gx 25000 34064    6295N 7 PD  Phản lực gối tựa D tải trọng gây RD''  P2' C C R L T l1  l l 700  1400 700  P1'  6295  5769  6164N l l 2800 2800 DU Mổen uốn tiết diện I-I Mu = RD'' l1  6164.700  4314800Nmm Ứng suất uốn  u''  M u 4314800   4,56N / mm Wy 945000 Ứng suất uốn phụ mơmen qn tính gây  uph   u'   u;;  5,86  4,56  10,42N / mm Ứng suất uốn tổng tương ứng với trường hợp phối hợp tải trọng thứ hai  ut   u   uph  41,5  10,42  51,92N / mm Ứng suất cho phép tương ứng với trường hợp phối hợp tải trọng tải trọng    180N / mm2 Như dầm đủ bền 6.9 Tính dầm đặt ray di chuyển cầu Tải trọng: Q = 50000 N Trọng lượng xe lăn kể cấu nâng: Go = 25000 N Trọng lượng cầu kể cấu di chuyển: Gc = 76900 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 SVTH: Nguyễn Ngọc Huy – Lớp: 15C1C GVHD: ThS Lưu Đức Hòa 89 Thiết kế cầu trục Ta chọn vật liệu CT35, Ứng suất cho phép:    160MN / m2 Tổng tải trọng tác dụng lên dầm: P  Q  Go  Gc 76900  50000 25000  113450N 2 C C R L T Hình 6.10: Sơ đồ tính dầm đặt ray DU Ta có: Qy  P 113450   56725N 2 Mx  P.l 113450.4   113450N 4 Trị số ứng suất lớn mặt cắt:  max  Mx  160.106 Nm Wx Như mômen chống uốn dầm là: Wx  Mx 113450   7,1.104 m 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 ; t = 14,2 mm; R = 16 mm ; r = mm ; SVTH: Nguyễn Ngọc Huy – Lớp: 15C1C GVHD: ThS Lưu Đức Hòa 90 Thiết kế cầu trục b R h d t r Hình 6.11: Thép chữ I C C R L T DU SVTH: Nguyễn Ngọc Huy – Lớp: 15C1C GVHD: ThS Lưu Đức Hòa 91 Thiết kế cầu trục CHƯƠNG 7: HƯỚNG DẪN AN TỒN VÀ SỬ DỤNG MÁY 7.1An tồn 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 cởng 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 nhằm ngăn mảnh vỡ văng có cố chi tiết máy hoạt động Toàn hệ thống điện máy phải nối đất Với động có phanh hãm nhiên phải kiểm tra phanh thường C C 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 R L T làm việc máy phải học tập quy định an tồn lao động có làm kiểm tra phải đạt kết DU 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 bằng 1,25 lần trọng lượng nâng danh nghĩa cầu trục thiết kế để thời gian từ 10 đến 20 phút Theo dõi biến dạng tồn cấu máy Nếu khơng có cố xảy tiếp tục tiến hành thử động Bước thử động: Treo vật nâng có trọng lượng bằng 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 cởng 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 tắc nối với thiết bị đèn âm báo hiệu nhằm báo cho người sử dụng SVTH: Nguyễn Ngọc Huy – Lớp: 15C1C GVHD: ThS Lưu Đức Hòa 92 Thiết kế cầu trục 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 7.2Hướng 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 cởng trục u cầu người sử dụng ngồi 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 C C ứng yêu cầu: - Sơ đồ hệ thống điều khiển đơn giản - Các phân tử chấp hành hệ có độ tin cậy cao thuận lợi R L T việc thay sữa chữa DU - 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 - P :Phanh hãm cấu nâng hạ vật - P : Phanh hãm cấu di chuyển cổng trục lăn - P : Phanh hãm cấu di chuyển xe lăn - Ai: Các nút ấn - Bi: Các cơng tắc hành trình - Ki: Các cơng tắc tơ SVTH: Nguyễn Ngọc Huy – Lớp: 15C1C GVHD: ThS Lưu Đức Hòa 93 Thiết kế cầu trục Để vận hành cởng 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 C C R L T DU Hình 8.1: Sơ đồ hệ thống điều khiển cầu trục lăn Hình 8.2: 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 K khơng có điện.Do tiếp điểm K5 mạch khơng đóng.Điều lằm khống chế hành trình SVTH: Nguyễn Ngọc Huy – Lớp: 15C1C GVHD: ThS Lưu Đức Hòa 94 Thiết kế cầu trục 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 P 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 khơng 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 D C C R L T DU SVTH: Nguyễn Ngọc Huy – Lớp: 15C1C GVHD: ThS Lưu Đức Hòa 95 Thiết kế cầu trục 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 tấn” Trãi qua thời gian đầu cịn bỡ ngỡ, việc tìm kiếm tài liệu Nhưng với giúp đỡ nhiệt tình thầy ThS Lưu Đức Hịa, em hồn thành đồ án tốt nghiệp Tuy đồ án cịn nhiều thiếu sót giúp chúng em nhận rằng 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 C C mẻ chưa am hiểu sâu thực tế sản xuất Vì đồ án khơng tránh R L T khỏi thiếu sót Rất mong bảo, góp ý để đồ án hồn thiện 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 DU 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 bở ích năm năm học vừa qua Đặc biệt em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy ThS Lưu Đức Hịa, người tận tình hướng dẫn, trực tiếp bảo tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình làm Đồ án tốt nghiệp Sau em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè giúp đỡ, động viên, cở vũ đóng góp ý kiến q trình học tập trình làm đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn ! SVTH: Nguyễn Ngọc Huy – Lớp: 15C1C GVHD: ThS Lưu Đức Hòa 96 Thiết kế cầu trục TÀI LIỆU THAM KHẢO [I]-Tính tốn máy trục -Huỳnh Văn Hồng - NXB khoa học kỷ thuật-1975 [II]- Máy thiết bị nâng chuyển -TS.Trương Quốc Thành - NXB khoa học kỷ thuật-2000 [III]-Máy nâng chuyển -Phạm Phủ Lý -NXB Đà Nẵng-1991 [IV]-Máy Nâng Chuyển Thiết Và Thiết Bị Cửa Van -TS.Nguyễn Đăng Cường -NXB Xây Dựng -2003 [V]-Chi Tiết Máy T1,2 -GS.TS.Nguyễn Trọng Hiệp -NXBGD-1999 [VI]-Thiết Kế Chi Tiết Máy -GS.TS Nguyễn Trọng Hiệp -NXBGD -1998 [VII]-Sức Bền Vật Liệu -Bùi Trọng Lưu -NXBGD-2001 [VIII]-Dung sai Và Lắp Ghép -PGS.TS Ninh Đức Tốn -NXBGD -2001 C C R L T DU SVTH: Nguyễn Ngọc Huy – Lớp: 15C1C GVHD: ThS Lưu Đức Hòa 97 ... = 0, 955 ηbánh = 0,97 Momen xoắn : M I  9 ,55 .106 NI 26,26  9 ,55 .106  358 261( N mm) n1 700 M II  9 ,55 .106 N II 24,32  9 ,55 .106  2 055 363(N.mm) n2 113 M III  9 ,55 .106 N III 22 ,53  9 ,55 .106... Cầu trục dầm đơi: Hay cịn gọi cầu trục dầm  Cầu trục dầm kép: có loại dầm hộp dầm giàn không gian  Cầu trục dầm hộp  Cầu trục dầm giàn - Phân loại theo phạm vi phục vụ:  Cầu trục cho cầu. .. 22,6 05. 650 52 100.0, 357 2. 650   0,63 s 3 75. (132,23  69) 3 75( 132,23  69).2 2.77,382.0,87 Gia tốc mở máy là:Q1 = Q SVTH: Nguyễn Ngọc Huy – Lớp: 15C1C GVHD: ThS Lưu Đức Hòa 25 Thiết kế cầu trục