Thiết kế cầu trục 15 tấn

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: ThS TRẦN NGỌC HẢI Sinh viên thực hiện: NGUYỄN MẠNH CƯỜNG Đà Nẵng, 2019 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục 15 GVHD: Th.s Trần Ngọc Hải 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 C C 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 R L T Sau thời gian học tập trường, bảo hướng dẫn nhiệt tình thầy DU 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 nhà trường thầy cô giáo khoa em giao đề tài tốt nghiệp: “ Thiết kế cầu trục 15 Tấn” 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 SVTH: Nguyễn Mạnh Cường - Lớp 15C1A Trang Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục 15 GVHD: Th.s Trần Ngọc Hải Bằng cố gắng nổ lực thân đặc biệt giúp đỡ tận tình, chu đáo thầy Trần Ngọc Hải 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 bạn sinh viên để đồ án hoàn thiện Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019 Sinh viên thực Nguyễn Mạnh Cường C C R L T DU SVTH: Nguyễn Mạnh Cường - Lớp 15C1A Trang Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục 15 GVHD: Th.s Trần Ngọc Hải 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 12 1.2.1 Đặc điểm 12 1.2.2 Cấu tạo cầu trục 13 1.2.3 Phân loại cầu trục 13 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 15 2.1 Chọn phương án truyền động cấu nâng 15 C C 2.1.1 Phương án 15 2.1.2 Phương án 16 2.1.3 Phương án 16 2.2 R L T DU Phương án truyền động di chuyển xe lăn 17 2.2.1 Phương án 17 2.2.2 Phương án 18 2.2.3 Phương án 3: 18 2.3 Lựa chọn phương án truyền động di chuyển cầu 19 2.3.1 Phương án 19 2.3.2 Phương án 20 2.3.3 Phương án 20 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG 22 3.1 Phân tích chung 22 3.2 Tính tốn cấu nâng 23 3.2.1 Chọn loại dây cáp 23 3.2.2 Palăng giảm lực 24 3.2.3 Tính kích thước dây cáp 25 3.2.4 Tính kích thước tang ròng rọc 25 3.2.5 Chọn động điện 28 SVTH: Nguyễn Mạnh Cường - Lớp 15C1A Trang Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục 15 GVHD: Th.s Trần Ngọc Hải 3.2.6 Tỷ số truyền chung 28 3.2.7 Kiểm tra động điện nhiệt 29 3.2.8 Tính chọn phanh 32 3.2.9 Bộ truyền 35 3.3 Các phận khác cấu nâng 58 3.3.1 Khớp nối trục 58 3.3.2 Móc ở móc treo 60 3.3.3 Bộ phận tang 61 CHƯƠNG 4: TÍNH CƠ CẤU DI CHUYỂN XE LĂN 67 4.1 Sơ đồ dẫn động cấu 67 4.2 Chọn bánh xe ray 67 4.3 Tải trọng lên bánh xe 67 4.4 Động Cơ Điện 70 4.5 Tỷ Số Truyền Chung 71 4.6 Kiểm Tra Động Cơ Điện Về Mômen mở máy 71 4.7 Phanh 72 4.8 Bộ Truyền 73 4.9 Các phận cấu di chuyển xe lăn 73 C C R L T DU CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN CƠ CẤU DI CHUYỂN CẦU TRỤC 80 5.1 Bánh Xe Ray 80 5.2 Chọn Động Cơ 82 5.3 Tỷ số truyền chung 83 5.4 Kiểm tra động điện 83 5.5 Phanh 84 5.6 Bộ Truyền 84 CHƯƠNG 6: TÍNH KẾT CẤU KIM LOẠI 86 6.1 Phân tích lựa chọn kết cấu dầm 86 6.1.1 Phương án 86 6.1.2 Phương án 86 6.1.3 Phương án 87 SVTH: Nguyễn Mạnh Cường - Lớp 15C1A Trang Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục 15 GVHD: Th.s Trần Ngọc Hải 6.2 Tính Tải Trọng 88 6.3 Xác Định Kích Thước Tiết Diện Của Dầm 89 6.4 Ứng suất tiết diện dầm 91 6.5 Tính Tiết Diện Gối Tựa Của Dầm Chính 94 6.6 Tính độ bền ray xe lăn 95 6.7 Tính mối ghép hàn 96 6.8 Tính dầm cuối 98 6.9 Tính dầm đặt ray di chuyển cầu 101 CHƯƠNG 7: HƯỚNG DẪN AN TOÀN VÀ SỬ DỤNG MÁY Lỗi! Thẻ đánh dấu khơng được xác định 7.1 An tồn sử dụng máy Lỗi! Thẻ đánh dấu không được xác định 7.2 Hướng dẫn sử dụng máy 80 C C R L T KẾT LUẬN 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO 108 DU SVTH: Nguyễn Mạnh Cường - Lớp 15C1A Trang Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục 15 GVHD: Th.s Trần Ngọc Hải CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT BỊ NÂNG CHUYỂN 1.1 Giới thiệu máy nâng chuyển Máy nâng chuyển khoa học nghiên cứu việc giới hóa trình nâng chuyển vật nặng, 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 trìn h làm việc lặp lại C C có chu kỳ Một chu kỳ công tác bao gồm thời gian có tải thời gian chạy khơng - R L T Máy vận chuyển liên tục: loại thiết bị này, vật liệu vận chuyển theo dòng liên tục DU ➢ Đối với máy nâng người ta cịn phân biệt: + 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 SVTH: Nguyễn Mạnh Cường - Lớp 15C1A Trang Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục 15 GVHD: Th.s Trần Ngọc Hải + Máy trục dạng cầu: Cầu trục, cổng 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 u cầu Hình 1.2: Cầu trục + Cần trục loại: Quá trình di chuyển vật thực nhờ cấu quay C C cần thay đổi độ cần Vị trí vật xác định với R góc R L T quay mặt phẳng ngang độ cao z Nhóm máy có loại cần trục tháp, cần trục tự hành, cần trục thiếu nhi,… 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,… SVTH: Nguyễn Mạnh Cường - Lớp 15C1A Trang Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục 15 GVHD: Th.s Trần Ngọc Hải Hình 1.4: Xe nâng hàng ➢ 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 C C lắc, băng tải rung,… + Máy vận chuyển bằng thủy khí: dùng sức nước, khơng khí để vận chuyển R L T vận liệu DU Hình 1.5: Máy vận chuyển liên tục b Căn vào cấu tạo nguyên tắc làm việc -Cầu trục -Cổng trục -Cần trục tháp -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 SVTH: Nguyễn Mạnh Cường - Lớp 15C1A Trang Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục 15 GVHD: Th.s Trần Ngọc Hải 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 thơng số động học các 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 C C 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 R L T d Chế độ làm việc máy trục - DU 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 cấp sử dụng máy theo tải kí hiệu từ L1 đến L4 SVTH: Nguyễn Mạnh Cường - Lớp 15C1A Trang Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục 15 GVHD: Th.s Trần Ngọc Hải 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 669 = = 4,43  1u 151 C C  th 669 = = 3,75  u 178,1 R L T Đối với phối hợp tải trọng thứ : k = Hệ số an toàn nhỏ cho phép :[k ]=1,3 [k ]=1,1 DU 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 Qn = 50877 − 0,48 − (1,35 + 0,48) 6875.8 + 30114 + = 98550 N 8 Mômen tĩnh tiết diện trục x-x (hình 6.4): Z '1 1 − ) 2 220 = 250.8(220 − ) + 2.8( − ) = 433696mm3 2 S0 = BO 1 ( Z1 '− 1 ) + 2. ( Ứng suất cắt J = J x  '= Qn S p J x  = 98550.433696 = 8,35 N / mm 2.8.32.10 Mômen xoắn cấu di chuyển gây ra: SVTH: Nguyễn Mạnh Cường - Lớp 15C1A Trang 94 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục 15 GVHD: Th.s Trần Ngọc Hải Mx = G2 e 23000.0,42 = = 4730 Nm 2 Ứng suất tiếp : Mx 4730000 = = 31,6 N / mm2 2.F  2.9332.8 "= Trong : F = 256.224 = 9332mm Diện tích hình chữ nhật giới hạn bằng trục qua đường tâm đứng Tổng ứng suất cắt : t = τ’+τ” = 8,35+31,6 = 39,95N/mm2 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 C C Khoảng cách hai giằng a = 750mm R L T Trị số ứng suất tiếp xác định theo công thức : h     th = 1020 + 760( )  ( ) 10 a h   DU 300   = 1020 + 760( ) ( ) 10 = 812 N / mm 750  300  Hệ số an tồn ởn định : k1 =  th 812 = = 20  39,95 Hệ số an tồn ởn định cho phép theo trường hợp phối hợp tải trọ ng thứ [k 1]=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: H1 = H 500 = = 167 mm 3 Trong đó: H = 500mm chiều cao dầm SVTH: Nguyễn Mạnh Cường - Lớp 15C1A Trang 95 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục 15 GVHD: Th.s Trần Ngọc Hải 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 50877.750 = = 6359625 Nmm 6 Mômen chống uốn ray trục x-x: Wx = 1,3.10 mm3 Ứng suất uốn ray:  u = M u 6359625 = = 4,9 N / mm 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 bằng mối hàn chồng Chiều cao miệng hàn lấy bằng h = 10mm Tính mối hàn biên thành đứng C C Lực tác dụng lên đơn vị chiều dài mối hàn xác định sau : R L T Q S p= n x Jx DU Trong đó: Qn = 98550 N - Lực cắt lớn Jx = 32.10 7mm4 – Mơmen qn tính tiết diện trục Sx – Mômen tĩnh biên trục x-x S x = BO ( H − Z − Vậy : p = 1 ) = 250.8(500 − 262 − ) = 468000mm 2 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 bằng 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 SVTH: Nguyễn Mạnh Cường - Lớp 15C1A Trang 96 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục 15 GVHD: Th.s Trần Ngọc Hải 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 = 55662 N 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: ql 22 qL 6875.8 6875.2000 M "u = l2 − = 2000 − = 41250000 Nmm 2000 2000 Tổng mômen uốn tiết diện xét: Mu = M’u + M''u = 111324000 + 41250000 = 152574000Nmm Mômen chống uốn tiết diện: Jx 32.10 Wx = = = 1,25.10 mm Z −  262 − C C Ứng suất mối hàn tác dụng tải trọng chính: u = R L T M u 152574000 = = 122 N / mm Wx 1,25.10 DU 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 = 2443 N L đó: a = 0,48m - khoảng cách từ trục bánh xe D đến trọng tâm xe lăn Mơmen uốn lực qn 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 = 1376 N Mômen uốn Pqt gây ra: M "u = R" A l − p qt l 22 2.1000 = 1376.2000 − 344.2000 = 2064000 Nm 2.1000 Tổng mômen uốn: Mu = 4886000 + 2064000 = 6950000Nm SVTH: Nguyễn Mạnh Cường - Lớp 15C1A Trang 97 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục 15 GVHD: Th.s Trần Ngọc Hải Mơmen chống uốn tiết diện lớp ngồi mối hàn: Wx = 2J y B + 2 = 2.11,4.10 = 0,9.10 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 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 / mm Wx 1,3.10 C C R L T 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: P1 = Qn = 98550 N SVTH: Nguyễn Mạnh Cường - Lớp 15C1A Trang 98 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục 15 GVHD: Th.s Trần Ngọc Hải Hình 6.9: kết cấu dầm cuối - Về phía dầm cấp điện: P2 = 86700N Phản lực tác dụng lên gối tựa phải dầm cuối RC = P1 l1 l +l 700 700 + 1400 + P2 = 98550 + 86700 = 89662 N 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 C C Ứng suất tác dụng tải trọng R L T M 62763400 u = u = = 41,5 N / mm Wx 1510000 DU 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 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 RB = Pd l1 l + b q.L q' L + Pbd + + 2.L 2.L 2.2 2.2 = 84444 620 1970 6875.8 2900.8 + 55556 + + = 29662 N 2.8000 2.8000 2.2 2 Trong đó: q’= 2900N/mm- Trọng lượng phân bố theo chiều dài dầm phía bên dầm cấp điện Pd = Q l2 Gx 870 40000 + = 100000 + = 84444 N b 1350 Pbd = Q l2 Gx 480 40000 + = 100000 + = 55556 N b 1350 SVTH: Nguyễn Mạnh Cường - Lớp 15C1A Trang 99 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục 15 GVHD: Th.s Trần Ngọc Hải Tải trọng phụ dầm lực R D' = Pqt''' P 'qt'' gây L 8000 = 2966,2 = 7910 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 : W y = 945000mm3 Ứng suất uốn M u' 5537000  = = = 5,86 N / mm Wy 945000 ' u Tải trọng ngang dầm phanh xe lăn P1' = P = ' Gx 40000 30381 + = = 5769 N 7 C C PA + R L T Gx 40000 34064 + = = 6295 N 7 PD + DU Phản lực gối tựa D tải trọng gây RD'' = P2' l1 + l l 700 + 1400 700 + P1' = 6295 + 5769 = 6164 N l l 2800 2800 Mổen uốn tiết diện I-I Mu = RD'' l1 = 6164.700 = 4314800 Nmm Ứng suất uốn  u'' = M u 4314800 = = 4,56 N / mm Wy 945000 Ứng suất uốn phụ mơmen qn tính gây  uph =  u' +  u;; = 5,86 + 4,56 = 10,42N / mm2 Ứng suất uốn tổng tương ứng với trường hợp phối hợp tải trọng thứ hai  ut =  u +  uph = 41,5 + 10,42 = 51,92N / mm2 Ứng suất cho phép tương ứng với trường hợp phối hợp tải trọng tải trọng   = 180 N / mm2 Như dầm đủ bền SVTH: Nguyễn Mạnh Cường - Lớp 15C1A Trang 100 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục 15 GVHD: Th.s Trần Ngọc Hải Tính dầm đặt ray di chuyển cầu 6.9 Tải trọng: Q = 100000 N Trọng lượng xe lăn kể cấu nâng: Go = 40000 N Trọng lượng cầu kể cấu di chuyển: G c = 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 Ta chọn vật liệu CT35, Ứng suất cho phép:   = 160MN / m2 Tổng tải trọng tác dụng lên dầm: P = Q + Go + Gc 123000 = 100000 + 40000 + = 201500 N 2 C C R L T DU Hình 6.10: Sơ đồ tính dầm đặt ray 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 Nm Wx Như mômen chống uốn dầm là: Wx = Mx 201500 = = 1,25.10 − m3 = 1250cm 6 160.10 160.10 SVTH: Nguyễn Mạnh Cường - Lớp 15C1A Trang 101 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục 15 GVHD: Th.s Trần Ngọc Hải 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 ; b R h d t R L T C C r DU Hình 6.11: Thép chữ I SVTH: Nguyễn Mạnh Cường - Lớp 15C1A Trang 102 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục 15 GVHD: Th.s Trần Ngọc Hải 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 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 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 R L T Tất người điều khiển máy làm việc hay phục vụ máy phạm vi làm việc máy phải học tập quy định an toàn 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 toàn 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 SVTH: Nguyễn Mạnh Cường - Lớp 15C1A Trang 103 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục 15 GVHD: Th.s Trần Ngọc Hải 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 cởng 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 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 C C R L T Các cấu máy trục hoạt động điều kiện chịu tải lớn Chế độ độ xảy nhanh mở máy tần số đóng ngắt lớn DU Để đảm bảo an toàn 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 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 SVTH: Nguyễn Mạnh Cường - Lớp 15C1A Trang 104 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục 15 GVHD: Th.s Trần Ngọc Hải - P1:Phanh hãm cấu nâng hạ vật - P2: Phanh hãm cấu di chuyển cổng trục lăn - P3: Phanh hãm cấu di chuyển xe lăn - Ai: Các nút ấn - Bi: Các cơng tắc hành trình - Ki: Các công tắc tơ 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 C C R L T -Ấn nút A6: Xe lăn chuyển động lùi DU Hình 8.1: Sơ đồ hệ thống điều khiển cầu trục lăn SVTH: Nguyễn Mạnh Cường - Lớp 15C1A Trang 105 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục 15 GVHD: Th.s Trần Ngọc Hải 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 (B bị tác động ) Hoàng ấn nút A6 đóng (xe lăn lùi) cơng tắc tơ K khơng có điện.Do C C tiếp điểm K5 mạch khơng đóng.Điều lằm khống chế hành trình R L T 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 A khơng bị tác động ta DU 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 A 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 A động không bị ngắn mạch tiếp điểm thường kín K5 bị tác động ngắt điện vào cơng tắc tơ K Do xe lăn làm việc an tồn Các động cịn lại hệ thống điều kiển động D SVTH: Nguyễn Mạnh Cường - Lớp 15C1A Trang 106 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục 15 GVHD: Th.s Trần Ngọc Hải KẾT LUẬN Đồ án tốt nghiệp nơi để tổng kết tất kiến thức học từ năm đại học Ngồi hình thức đánh giá am hiểu vận dụng kiến thức bở ích học từ kinh tế xã hội kiến t hức chuyên ngành sinh viên Sau xác định nhiệm vụ tốt nghiệp “Thiết kế cầu trục 10 tấn” Trãi qua thời gian đầu cịn bỡ ngỡ, việc tìm kiếm tài liệu Nhưng với giúp đỡ nhiệt tình thầy TS Bùi Minh Hiển em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Tuy đồ án 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 hoàn toàn mẻ C C chưa am hiểu sâu thực tế sản xuất Vì đồ án không tránh khỏi R L T thiếu sót Rất mong bảo, góp ý để đồ án hoàn thiện thân có thêm kinh nghiệm điều kiện phát huy sau DU Để hoàn thành Đồ án tốt nghiệp này, lời em xin chân thành cảm ơn đến tồn thể thầy 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 TS Bùi Minh Hiển, 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 trình học tập q uá trình làm đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn ! SVTH: Nguyễn Mạnh Cường - Lớp 15C1A Trang 107 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cầu trục 15 GVHD: Th.s Trần Ngọc Hải TÀI LIỆU THAM KHẢO C C R L T DU - SVTH: Nguyễn Mạnh Cường - Lớp 15C1A Trang 108 ... tắc làm việc -Cầu trục -Cổng trục -Cần trục tháp -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 SVTH:... Thiết kế cầu trục 15 GVHD: Th.s Trần Ngọc Hải 1.2.2 Cấu tạo cầu trục Về bản, cầu trục gồm có: + Dầm cầu trục: chế tạo từ thép tấm, thép cuộn tổ hợp từ loại thép hình + Dầm biên cầu trục: Chế... pa lăng + 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 SVTH: Nguyễn Mạnh Cường - Lớp 15C1A Trang 13