(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế quy trình công nghệ chế tạo piston

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO PISTON Người hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: PGS.TS LƯU ĐỨC BÌNH PHAN VĂN ĐÀN Đà Nẵng, 2019 MỤC LỤC Lời Mở Đầu CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 TÌNH HÌNH SỬ DỤNG THANG MÁY 1.2 PHÂN LOẠI 1.2.1 Phân loại theo phòng máy 1.2.2 Phân loại theo mục đích 1.2.3 Phân loại theo điều khiển 1.3 THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHƢƠNG 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƢƠNG AN THIẾT KẾ 2.1 PHÂN TÍCH PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1.1 Truyền đôi (phƣơng pháp dùng palang cáp) 2.1.2 Dùng puly đổi hƣớng cáp 2.1.3 Dẫn động trực tiếp không dùng puly dẩn hƣớng 2.2 CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.2.1 Phƣơng án dẫn động 2.2.2 Chọn cách bố trí cabin đối trọng CHƢƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 10 3.1 CỤM CABIN 10 3.1.1 Giới thiệu 10 3.1.2 Tính chọn kích thƣớc 11 3.2 CỤM ĐỐI TRỌNG 22 3.2.1 Giới thiệu 22 3.2.2 Tính Khối lƣợng 23 3.2.3 Tính chọn hình dáng kích thƣớc 24 3.3 TÍNH CHỌN MÁY KÉO 30 3.3.1 Tính cơng suất cần thiết 30 3.3.2 Chọn công suất máy kéo: 31 3.3.3 Chọn loại máy kéo 31 3.4 TÍNH CHỌN CÁP, PULY 32 3.4.1 Giới thiệu 32 3.4.2 Tính chọn cáp 33 3.4.3 Tính puly dẫn hƣớng 34 C C DU R L T 3.4.4 Tính tốn trục đở puly dẩn hƣớng 35 3.5 RAIL DẪN HƢỚNG 38 3.5.1 Giới thiệu 38 3.5.2 Thiết kế hệ thống rail 39 3.6 NGÀM DẨN HƢỚNG 44 3.6.1 Công dụng phân loại 44 3.6.2 Ngàm dẩn hƣớng cabin 44 3.6.3 Ngàm dẩn hƣớng đối trọng 45 3.7 HỆ THỐNG KHỐNG CHẾ VƢỢT TỐC VÀ HẢM AN TOÀN 46 3.7.1 Bộ hảm vƣợt tốc 46 3.7.2 Tính tốn hãm bảo hiểm 51 3.8 TÍNH DẦM ĐỠ MÁY KÉO 58 Kết Luận 61 Tài liệu tham khảo 62 C C DU R L T DANH MỤC HÌNH Hình phương án dùng palang cap Hình 2 phương án dùng puly đổi hướng cáp Hình phương án không dùng puly đổi hướng cáp Hình phương án lựa chọn Hình hai phương án bố trí cabin đối trọng Hình kích thước cabin 11 Hình khung dầm cabin 14 Hình 3 mặt cắt ngang đứng cabin 15 Hình mặt cắt ngang dầm cabin 16 Hình mặt cắt ngang dầm dầm đở cabin 17 Hình sơ đồ tính dầm cabin 18 Hình biểu đồ mô men dầm cabin 19 Hình sơ đồ tính biểu đồ momen dầm đỡ cabin 20 Hình kết cấu vách cabin 21 Hình 10 lắp cabin 22 Hình 11 kết cấu cụm đối trọng 23 Hình 12 định vị đối trọng 25 Hình 13 kích thước dối trọng 25 Hình 14 mặt cắt ngang khung đối trọng 26 Hình 15 sơ đồ tính khung đối trọng 28 Hình 16 biểu đồ momen khung đối trọng 29 Hình 17 cấu tạo chung cáp 32 Hình 18 sơ đồ lực tác dụng lên trục 35 Hình 19 kết cấu đở pyly đổi hướng cáp cabin 36 Hình 20 sơ đồ tính tốn biểu đồ momen trục đở puly đổi hướng 36 Hình 21 sơ đồ cán ray 39 Hình 22 kích thước rail 40 Hình 23 sơ đồ tính biểu đồ momen rail 42 Hình 24 sơ đồ phân bố tải trọng 43 Hình 25 ngàm dẩn hướng cabin 45 C C DU R L T Hình 26 ngàm dẩn hướng đối trọng 46 Hình 27 hảm vượt tốc 47 Hình 28 sơ đồ tính tốn hảm vượt tốc 48 Hình 29 thiết bị căng cáp hảm vượt tốc 50 Hình 30 hãm an toàn 52 Hình 31 sơ đồ tính tốn hãm an tồn 53 Hình 32 Sơ đồ kết cấu chịu lực hình chữ U hãm 56 Hình 33 Sơ đồ tính tốn chịu lực hình chữ U hãm an tồn 56 Hình 34 kết cấu dầm đở máy kéo 58 Hình 35 mặt cắt ngang dầm đở máy kéo 59 Hình 36 sơ đồ tính biểu đồ mô men dầm đỡ máy 59 Hình 37 sơ đồ tính biểu đồ mô men dầm đỡ máy 60 C C R L T DU DANH MỤC BẢNG Bảng chiều cao cabin 12 Bảng mối quan hệ tải trọng diện tích sàn cabin 12 Bảng 3thông số vật lý thép CT3 14 Bảng thông số vật lý inox 304 21 Bảng tiêu chuẩn loại bỏ cáp 33 Bảng thông số cáp 34 Bảng hệ số phụ thuộc vào loại thang máy 35 Bảng kích thước rail dẩn hướng 40 Bảng đặc tính kỷ thuật cảu rail 40 TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế khí thang máy tải khách Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Phú Số thẻ SV: 101150136 Lớp 15C1C Trong chƣơng trình đào tạo trƣờng đại học nói chung trƣờng Đại Học Bách Khoa - Đại Học Đà Nẵng nói riêng sinh viên đƣợc làm đồ án tốt nghiệp sau trải qua q trình dài học tập tích lũy kiến thức nhiều lĩnh vực nhƣ kiến thức chuyên ngành Đồ án tốt nghiệp dịp để sinh viên ôn lại kiến thức học nhƣ có thời gian tìm hiểu thêm kiến thức làm hành trang vững chãi trƣớc trƣờng cơng ty, xí nghiệp để công tác Với đề tài “Thiết kế khí thang máy tải khách” đƣợc giao học kỳ dƣới hƣớng dẫn thầy Tào Quang Bảng thầy cô khoa em có dịp tiếp xúc, tìm hiểu thiết kế lại thiết bị phục vụ sống Nhìn chung thang máy có kết cấu lớn với nhiều chi tiết phức tạp.và củng có nhiều cụm kết cấu gần gũi, điển hình mà thơng qua việc thiết kế lại giúp em ứng dụng kiến thức học C C R L T DU Trong đồ án em giới thiệu đầy đủ phần lý thuyết nhƣ tính tốn tỉ mỉ, cụ thể cụm kết cấu thang máy Thuyết minh đồ án gồm chƣơng giới thiệu thang máy, sở lý thuyết phƣơng pháp vận chuyển thang máy sử dụng đời sống Khâu thiết kế tính tốn cụm kết cấu, chi tiết thang máy nhằm đƣa phƣơng án thiết kế tối ƣu mà đảm bảo đƣợc yêu cầu kỹ thuật Đồ án đƣợc trình bày thơng qua việc tìm kiếm tài liệu, quan sát máy thực tế thông qua đợt thực tập tốt nghiệp hƣớng dẫn giáo viên, qua giúp em hệ thống lại kiến thức học, biết thêm nhiều kiến thức bổ ích Đồng thời góp phần nhỏ vào việc cải tiến thang máy ngày tiên tiến, đại ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI 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: Ngơ Văn Phú Lớp: 15C1C Khoa: Cơ Khí Số thẻ sinh viên: 101150136 Ngành: Công nghệ chế tạo máy Tên đề tài đồ án: Thiết kế khí thang máy tải khách Đề tài thuộc diện: Có kí kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: C C R L T  Tải trọng: 450kg  Công suất: tầng DU  Tốc độ: 1m/s Nội dung phần thuyết minh tính tốn:  Phần lý thuyết: o Giới thiệu thang máy o Lý thuyết thang máy o Các loại thang máy  Phần thiết kế & tính tốn: o Phân tích, lựa chọn phƣơng án thiết kế, thành lập sơ đồ động máy o Tính tốn động học động lực học tồn máy o Tính tốn thiết kế chọn kiểm tra cụm kết cấu khác máy Các vẽ đồ thị: - Bản vẽ lựa chọn phƣơng án thiết kế: 1A0 - Bản vẽ sơ đồ nguyên lý: 1A0 - Bản vẽ tổng thể: 1A0 - Bản vẽ giếng thang: 1A0 - Bản vẽ khung dầm cabin: 1A0 - Bản vẽ cụm đối trọng: 1A0 Bản vẽ cụm hãm an toàn cabin: 1A0 Họ tên người hướng dẫn: Ts Tào Quang Bảng Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 29/08/2019 Ngày hoàn thành đồ án: 12/12/2019 Đà Nẵng, ngày tháng 08 năm2019 Trƣởng Bộ môn Ngƣời hƣớng dẫn: Ts Tào Quang Bảng C C DU R L T Thiết kế khí thang máy tải khách LỜI MỞ ĐẦU Với xu ngày phát triển xã hội việc phải xây dựng nhiều nhà cao tầng nhƣ: khách sạn, nhà hàng, công sở, bệnh viện, nhà chung cƣ…là tất yếu, điều đòi hỏi phải tạo thiết bị phục vụ cho công việc chuyên chở ngƣời hàng hóa tịa nhà Chính thang máy đời trở thành thiết bị thiếu nhà cao tầng Ở Việt Nam, thang máy xuất ngày nhiều phần lớn phải nhập từ nƣớc ngồi, việc nghiên cứu, thiết kế chế tạo thang máy vấn đề cần đƣợc quan tâm đầu tƣ mức Thang máy chở ngƣời phục vụ cho nhà chung cƣ cao tầng trở thành lĩnh vực nghiên cứu chủ yếu nhằm tạo đƣợc loại thiết bị phục vụ tối ƣu cho việc vận chuyển ngƣời nhà chung cƣ, góp phần giải vấn đề dân số ngày tăng cao đô thị lớn Trong đồ án tốt nghiệp này, em sâu nghiên cứu thiết kế “thang máy chở ngƣời phục vụ cho nhà chung cƣ cao tầng” với tải trọng định mức: 450 kg, vận tốc: 1m/s; số tầng phục vụ: tầng Đồ án đƣợc chia làm chƣơng chính: - Chƣơng 1: tổng quan - Chƣơng 2: phân tích lựa chọn phƣơng án thiết kế - Chƣơng 3: tính tốn thiết kế Với khối lƣợng công việc thiết kế nhƣ trang bị cho em đƣợc kiến thức chuyên sâu vào nghành thang máy nói riêng, nhiên khả em tài liệu tham khảo cịn hạn chế nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót Do đó, em mong đƣợc đóng góp ý kiến thầy bạn sinh viên để đề tài đƣợc hoàn thiện Em xin đƣợc chân thành cảm ơn thầy giáo Tào Quang Bảng tận tình hƣớng dẫn, thầy khoa khí mơn chế tạo máy bạn sinh viên giúp đỡ cho em hoàn thành đồ án Đà nẵng, tháng 12 năm 2019 Sinh viên: C C R L T DU Ngô Văn Phú SVTH: Ngô Văn Phú – Lớp 15C1C GVHD: TS Tào Quang Bảng Thiết kế khí thang máy tải khách CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 TÌNH HÌNH SỬ DỤNG THANG MÁY Thang máy thiết bị chuyên dụng để vận chuyển ngƣời, hàng háo, vật liệu,… lên cao, theo phƣơng thẳng đứng nghiêng goc 15 so với phƣơng thẳng đứng theo tuyến định sẵn Có thể nói thang máy phận điện tử, có kết cấu đơn giản nhƣng hoạt động an toàn hiệu suất cao Kết cấu khí đƣợc liên kết chặt chẽ với kết cấu điện tử Giúp cho việc di chuyển đƣợc nhanh Kết cấu khí Ở nƣớc giới, thang máy trở thành thiết bị phổ biến thông dụng nhà cao tầng Đối với nhà cao từ tầng trở lên thang máy thiết bị bắt buộc phải có để đảm bảo cho ngƣời lại đƣợc thuận tiện, tiết kiệm thời gian tăng suất lao động Ở Việt Nam, thang máy bắt đầu xuất vài thập niên trở lại đây, chủ yếu thang máy chở ngƣời Quá trình phát triển thang máy Việt Nam đến chia thành giai đoạn nhƣ sau: - Trƣớc năm 1975: thời kỳ mà đất nƣớc chƣa đƣợc thống nhất, số thang máy đƣợc nhập vào Việt Nam theo chƣơng trình viện trợ nƣớc ngồi, cơng trình đƣợc lắp đặt thang máy số bệnh viện, công sở - Từ sau năm 1975 đến năm 1994: giai đoạn mà đất nƣớc đƣợc thống nhất, nhiên bị lệnh cấm vận Mỹ làm cho kinh tế cịn khó khăn Giai đoạn này, thang máy nhập ngoại cịn nƣớc ta cịn chƣa tự sản xuất đƣợc, cơng trình lắp đặt thang máy theo chƣơng trình viện trợ từ nƣớc ngồi nhƣ khách sạn Tổng cơng ty Du lịch Việt Nam đƣợc lắp đặt đồng thang máy hãng Nippon - Từ sau năm 1994 trở lại đây: Mỹ dỡ bỏ lệnh cấm vận Việt Nam, hầu hết hãng thang máy lớn nhỏ giới thâm nhập thị trƣờng Việt Nam nhƣ: Otis (Mỹ), Mitsubishi, Toshiba (Nhật), Thysen (Đức), Kone (Phần Lan)… Đặc biệt vài năm gần đây, nhà nƣớc ta có chủ trƣơng hình thành nhà chung cƣ cao tầng nhằm giải vấn đề dân số tăng lên khơng ngừng thành phố lớn, nhu cầu lắp đặt thang máy cho nhà chung cƣ cao tầng lớn C C R L T DU SVTH: Ngô Văn Phú – Lớp 15C1C GVHD: TS Tào Quang Bảng Thiết kế khí thang máy tải khách nằm ngang lực nén lị xo làm việc tùy thuộc vào vị trí văng so với mặt phẳng ngang qua tâm trục quay Theo sơ đồ ta thấy Fx đạt giá trị lớn văng vị trí bên dƣới, xét cân mô men cho văng điểm O1là tâm trục chốt văng: n cho văng điểm O1là tâm trục chốt văng:  M O  Fx  l3  P  l1  Flt  l   Fx  P  l  Flt  l ; l3 Từ biểu thức ta nhận thấy Fxmax l2max, nghĩa l2 vng góc với đƣờng thẳng đứng Nhƣ vậy, vị trí đặt vấu ngắt cơng tắc động tƣơng ứng với vị trí văng đạt Fxmax C C DU O r O R L T Fx 3o l2 O1 O1 Flt P l3 l1 Hình 28 sơ đồ tính tốn hảm vượt tốc Trong đó, kích thƣớc hạn chế tốc độ khối lƣợng văng đƣợc lấy sơ tham khảo thiết bị thang máy có sẵn P11.CO.60/5F hãng Nippon: Dp = 300 mm: Đƣờng kính puly; rv =115 mm: Khoảng cách từ trục quay tới tâm văng; l1 = 120 mm; l3 = 60 mm; l2 = 115  sin63o = 100 mm; P = m  g = 1,5  9,81 = 14,7 N;  v 2,6   17,3 (rad/s): Vận tốc góc giới hạn; r 0,15 SVTH: Ngơ Văn Phú – Lớp 15C1C GVHD: TS Tào Quang Bảng 48 Thiết kế khí thang máy tải khách Flt   m  r  2   1,5  0,15  17,32  134,6 N;  Fx  14,7  0,12  134,6  0,1  253,7 N; 0,06 Ta tiến hành tính tốn lị xo nén nhƣ sau: Đƣờng kính lị xo đƣợc tính từ điều kiện biến dạng xoắn, áp dụng công thức d  Fx     ;   Chọn   D  : Tỷ số đƣờng kính trung bình lị xo đƣờng d kính dây lị xo;   1,2 : Hệ số độ cong, C C   0,28   b  0,28  1700 =476 N/mm : Ứng suất xoắn R L T  b  1700 N/mm : Ứng suất bền vật liệu làm lò xo; Do ta có: d DU  253,7  1,2   3,3 mm; Chọn d = mm;   476 Đƣờng kính trung bình lò xo là: D =   d    27 mm; Chiều dài làm việc lò xo: Llv = (0,3  0,5)  Dp = 0,35  300 = 105 mm; Khe hở nhỏ vòng lò xo làm việc là:   d  mm; Bƣớc làm việc lò xo là: t = d +  = mm; L lv 105   13,25 vòng; t Chiều dài tồn lị xo nén là: Ln = d  z =  = 32 mm; Số vòng làm việc lò xo là: z = L lv 105   3,9 hợp lý D 27 Nhƣ vậy, lò xo nén dùng cho hạn chế tốc độ đƣợc thiết kế với thông số: Chiều dài: L = 105 mm, đƣờng kính trung bình: D = 27 mm, đƣờng kính dây lị xo: d = mm; số vòng lò xo: z = 13,25 vịng Lị xo có dẫn hƣớng, tỷ số SVTH: Ngô Văn Phú – Lớp 15C1C GVHD: TS Tào Quang Bảng 49 Thiết kế khí thang máy tải khách Thiết bị căng cáp hạn chế tốc độ có cơng dụng đảm bảo cho cáp khơng bị xoắn q trình làm việc có đủ độ căng để truyền lực ma sát Sơ đồ cấu tạo nhƣ hình Theo sơ đồ cấu tạo thiết bị căng cáp: khung (05) đƣợc gắn cứng với ray dẫn hƣớng cabin Đối trọng (06) đƣợc treo vào trục (02) puly căng (03) di chuyển theo phƣơng đứng theo khung (05) nhờ ngàm trƣợt (09) Công tắc (08) đƣợc gắn vào khung (05) nhằm ngắt động dẫn động mạch điều khiển nhờ hạn chế hành trình (07) hành trình đối trọng (06) vƣợt giá trị cho phép đứt cáp hạn chế tốc độ Đƣờng kính puly căng cáp (03) đƣờng kính puly hạn chế tốc độ Khối lƣợng đối trọng đƣợc tính dựa theo điều kiện đảm bảo cáp khơng trƣợt rãnh puly hạn chế tốc 01 02 03 C C R L T 04 DU 05 06 07 08 09 10 Hình 29 thiết bị căng cáp hảm vượt tốc độ Cáp hạn chế tốc độ Trục đỡ puly Puly căng cáp Vít liên kết đối trọng Khung thiết bị SVTH: Ngô Văn Phú – Lớp 15C1C Đối trọng Hạn chế hành trình Cơng tắc điện Ngàm dẫn hƣớng 10.Lỗ kẹp ray GVHD: TS Tào Quang Bảng 50 Thiết kế khí thang máy tải khách Theo cơng thức Ơle, hệ số ma sát tính tốn cáp rãnh puly phải đảm bảo điều kiện:  Qd   400    lg  Qd      ; f   lg e Trong đó:    : Góc ôm cáp lên puly; Qd  400 S2 : Tỷ số lực căng cáp;  Qd S1 Qd: Khối lƣợng đối trọng C C Giá trị 400N lực phát động hạn chế tốc độ làm việc, đƣợc lấy theo 9.3.5 TCVN 6396.1998; Ta thiết kế puly rãnh trịn có xẻ rãnh, áp dụng cơng thức ta tính hệ số ma sát tính tốn: R L T DU 80 o    1  sin    f  f0   0,28 ; 80 o   o   sin 80 180 Qd Qd  400  400 f  2 e   e , 28 Qd Qd 2  0,7  Qd  400  Qd  571 N; Vậy khối lƣợng cần thiết đối trọng 571 571   58 kg; g 9,81 Ta chọn khối lƣợng đối trọng 60 kg; 3.7.2 Tính tốn hãm bảo hiểm Để tránh cho cabin rơi tự giếng thang xảy tƣợng đứt cáp cabin hạ với tốc độ vƣợt giá trị cho phép Khi hạn chế tốc độ tác động lên hãm bảo hiểm để dừng giữ cabin ray dẫn hƣớng SVTH: Ngô Văn Phú – Lớp 15C1C GVHD: TS Tào Quang Bảng 51 Thiết kế khí thang máy tải khách Bộ hãm bảo hiểm đƣợc thiết kế với hai nêm tác động hai bên với lò xo nén đẩy hai nêm sang hai bên tạo khe hở nêm ray thang máy hoạt động bình thƣờng 04 05 06 03 07 02 08 C C 01 R L T 09 DU Hình 30 hãm an toàn Vỏ hãm Lò xo nén Thanh cứng Má tĩnh Thanh đẩy nêm SVTH: Ngô Văn Phú – Lớp 15C1C Dẫn hƣớng nêm Bi đũa Nêm (má động) Dẫn hƣớng lò xo GVHD: TS Tào Quang Bảng 52 Thiết kế khí thang máy tải khách Lực phát động hãm bảo hiểm làm việc từ cáp hạn chế tốc độ cabin xuống vƣợt tốc độ cho phép đứt cáp đƣợc lấy theo 9.3.5 TCNV 6396.1998: F=200 N cho bên nêm hãm an toàn Khi lực F tác dụng, hãm làm việc, cabin tải trọng đƣợc kẹp giữ ray dẫn hƣớng tạo phản lực N1, N2, T1,T2 Ta có sơ đồ tính tốn  (Mcb+Q).g (Mcb+Q).g C C N T2 R L T T2 N2 DU F F Hình 31 sơ đồ tính tốn hãm an tồn Xét cân nêm theo phƣơng thẳng đứng ta có: F + T2 – T1  cos  – N1  sin  = N1  cos  - T1  sin  - N2 = Trong đó: T1 = N1  f1: Lực ma sát nêm vỏ hãm an toàn; T2 = N2  f2: Lực ma sát nêm ray dẫn hƣớng cabin; f1=tg  1: Hệ số ma sát nêm vỏ hãm an toàn; f2=tg  2: Hệ số ma sát nêm ray dẫn hƣớng cabin;  : Góc nêm; N1, N2: Lực pháp tuyến tác dụng lên nêm ta có: N1= T2  cos  f1 sin    f SVTH: Ngô Văn Phú – Lớp 15C1C GVHD: TS Tào Quang Bảng 53 Thiết kế khí thang máy tải khách Thay vào ta có: F  T2  T2 f1  cos  sin  =0  f cos  f1  sin  Suy ra:  f1  cos   sin    1 F= T2    f  cos   f1  sin    Quá trình tự hãm nêm phải đƣợc thực cabin vƣợt tốc độ cho phép rơi tự với trọng lƣợng (Q+Mcb)  g, ma sát ray dẫn nêm phải đảm bảo lực ma sát: (Q  M cb ).g 750  650,16  9,81 =3500 (N);  T2  Thay T2 vào ta có:  T2  F C C  (Q  M cb )  g  f1  cos   sin    1  f  cos   f1  sin    R L T Bộ hãm làm việc phải giữ cabin trạng thái treo, lực F=0 biểu thức trở thành: DU  (Q  M cb )  g  f1  cos   sin    1  hay:  f  cos   f1  sin     f1 cos   sin    f cos   f sin    1    Sau biến đổi bất phƣơng trình ta nhận đƣợc:   2  1 Trong thực tế giá trị góc nêm thƣờng khoảng 6o đến 7o Giả thiết hãm an toàn đƣợc bơi trơn, hệ số ma sát nêm vỏ hãm f1có thể lấy giá trị: f1 = 0,1 Hệ số ma sát f2 chọn cho thỏa mãn biểu thức trên: f2 = 0,3 f1 = 0,1 suy 2  164' ; 1  540'   11o; f2 = 0,25 f1 = 0,1 suy 2  144' ; 1  540'   8o20’; f2 = 0,22 f1 = 0,1 suy 2  1225' ; 1  540'   6o45’; Ta lấy giá trị f2 = 0,22; f1 = 0,1;   6o45’ Với F = 200 N ta tính đƣợc giá trị lực ma sát T2 SVTH: Ngơ Văn Phú – Lớp 15C1C GVHD: TS Tào Quang Bảng 54 Thiết kế khí thang máy tải khách  f1  cos   sin    1 , suy ra: F= T2    f  cos   f1  sin    T2  F 200 = o  f1  cos   sin     0,1  cos 45' sin o 45'  f  cos   f  sin    1  0,22  cos o 45'0,1  sin o 45'  1     =7800N; Thay giá trị T2 vào biểu thức ta có: N1= T2  N N2 = 1 = 7800  = 36088 cos645'0,1.sin 645'  0,22 cos  f1 sin    f T2 7800   35455 N; f 0,22 T1 = N1  f1 = 36088  0,1 = 3608,8 N Để xác định diện tích bề mặt nêm hãm an tồn, ta áp dụng cơng thức tính bền cho vật liệu làm nêm theo điều kiện áp lực cho phép: C C N P   0,3  P A Với A: diện tích bề mặt nêm; R L T DU P = 60 N/mm2: Áp lực cho phép thép làm nêm, Ta có: A  N2 35455  = 1970 mm2 0,3  P 0,3  60 Từ ta chọn tiết diện A = 33  75 = 2475 mm2 Khi phanh hãm làm việc tạo phản lực tác dụng lên chữ U vỏ hãm theo phƣơng ngang làm cho chữ U có xu hƣớng giãn Tuy nhiên yêu cầu cấu tạo đặc điểm làm việc hãm phải đảm bảo chữ U không bị biến dạng chịu lực tác dụng từ nêm, phải đảm bảo tuyệt đối cứng Theo kết cấu hãm, ta thấy thành phần lực ngang tác dụng lên chữ U N2 có điểm đặt tâm má tĩnh Ta có sơ đồ tính tốn tiết diện cho chữ U Theo sơ đồ tính tốn ta vẽ đƣợc biểu đồ nội lực chịu lực tác dụng N2 theo phƣơng ngang Theo sơ đồ tính tốn biểu đồ nội lực trên, ta kiểm tra bền cho theo điều kiện bền ứng suất cho phép tiết diện nguy hiểm chân ngàm: SVTH: Ngô Văn Phú – Lớp 15C1C GVHD: TS Tào Quang Bảng 55 Thiết kế khí thang máy tải khách  M x N 2765490 35455     670 N/mm Wx A 4267 1600 16 A 100 18 A 100 16 A-A N2 N2 176 Hình 32 Sơ đồ kết cấu chịu lực hình chữ U hãm Với A = 16  100 = 1600 mm2: Diện tích tiết diện thanh; 100  16 Wx =  4267 mm3: Mômen chống uốn tiết diện thanh;   800 N/mm2: Ứng suất bền cho phép vật liệu thép 45 cải thiện, C C R L T Ta thấy     800 N/mm2 Vậy thỏa mãn điều kiện bền DU Với: Mx(z) = - N2  z Tích phân hai lần liên tiếp SVTH: Ngô Văn Phú – Lớp 15C1C 16 100 73 Điều kiện đảm bảo hãm làm việc an tồn có tính đến biến dạng không đáng kể, chữ U phải đảm bảo tuyệt đối cứng Theo sơ đồ tính tốn, ta phải đảm bảo chuyển vị theo phƣơng ngang tiết diện đặt lực phải nhỏ giá trị cho phép [y]= 0,1mm Theo phƣơng trình vi phân độ võng: Mx N z = y"   E  Ix E  Ix 80 A-A N2 = 35455 (N) 2588215 Biểu đồ mômen uốn Mx (N.mm) 35455(N) Biểu đồ lực dọc N Hình 33 Sơ đồ tính tốn chịu lực hình chữ U hãm an tồn GVHD: TS Tào Quang Bảng 56 Thiết kế khí thang máy tải khách phƣơng trình theo z ta có: N2  z2 y'   C1  E  Ix y N2  z3  C1  z  C  E  Ix Độ võng tiết diện ngàm 0,ta có: y”(l) = N  (78  80)  C1    E  Ix y(l) = N  (78  80) 35455  1583  C2    0,035 mm  E  Ix  19,1  10  34133 C C R L T Tại tiết diện đặt lực(z = 0), độ võng lớn ta thấy độ võng là: y = C2 = 0,035mm khơng đáng kể Do độ cứng thỏa mãn điều kiện độ võng cho phép y  y  0,1 mm DU SVTH: Ngô Văn Phú – Lớp 15C1C GVHD: TS Tào Quang Bảng 57 Thiết kế khí thang máy tải khách 3.8 TÍNH DẦM ĐỠ MÁY KÉO C C R L T DU Hình 34 kết cấu dầm đở máy kéo Dầm chử c Gối đệm cao su Dầm chử c Máy kéo Tấm đở máy kéo Dầm bê tông( thuộc kết cấu hố thang) chọn thép hình chữ C có ký hiệu No12 với kích thƣớc tiết diện thơng số: A = 1330 mm2: Diện tích tiết diện; Wx = 50600 mm3: Mô men chống uốn trục X; Wy= 8520 mm3: Mô men chống uốn trục Y SVTH: Ngô Văn Phú – Lớp 15C1C GVHD: TS Tào Quang Bảng 58 Thiết kế khí thang máy tải khách Hình 35 mặt cắt ngang dầm đở máy kéo C C Dầm 1: R L T DU Hình 36 sơ đồ tính biểu đồ mô men dầm đỡ máy SVTH: Ngô Văn Phú – Lớp 15C1C GVHD: TS Tào Quang Bảng 59 Thiết kế khí thang máy tải khách Dầm 2: C C Hình 37 sơ đồ tính biểu đồ mô men dầm đỡ máy R L T Ta tiến hành tính tốn bền cho dầm trƣờng hợp thử tải tĩnh với tải trọng 2Q DU Vậy tải trọng dầm phải chịu là: 2Q+ = 450+ + + +Gmáykéo +205= 2017,5kg =20175N Để đơn giản toán ta xem nhƣ tải trọng đƣợc chia điểm dầm Kiểm tra bền cho dầm theo công thức:     160 =133,3 N/mm2 M  Wx n 1,2 Trong đó:   160 N/mm2: Ứng suất cho phép thép hình; n = 1,2: Hệ số an tồn Nhận thấy dầm có mặt cắt nguy hiểm nên ta kiểm tra bền cho Ta có σ = = 50,5N/mm2 Nhƣ dầm đỡ đƣợc chọn thỏa mãn điều kiện bền cho phép SVTH: Ngô Văn Phú – Lớp 15C1C GVHD: TS Tào Quang Bảng 60 Thiết kế khí thang máy tải khách KẾT LUẬN Sau xác đinh đƣợc nhiệm vụ tốt nghiệp “Thiết kế khí thang máy tải khách” Nhận thấy cấp thiết đồ án là: phát triển nhanh xã hội kéo theo nhu cầu lại ngƣời Vì em cố gắng tìm hiểu nghiên cứu với giúp đỡ tận tình thầy giáo hƣớng dẫn Tào Quang Bảng đến em hoàn thành đồ án Đồ án bao gồm hai phần: Phần thuyết minh: Em lần lƣợt nghiên cứu vấn đề sau: + Giới thiệu thang máy Từ phân tích đánh giá ƣu nhƣợc điểm phƣơng án để nắm rõ công nghệ thang máy + Lựa chọn phƣơng án kết cấu hợp lý Đƣa phƣơng án phân tích đánh giá phạm vi ứng dụng ƣu nhƣợc điểm phƣơng án từ xác định phƣơng án tối ƣu để thực +Tính tốn động học máy + Tính tốn thiết kế kết cấu máy Sau có cụm máy em thiết kế kết cấu máy cụ thể Để hoàn thành tổng thể máy hoàn chỉnh Phần vẽ: Em thể kết cấu máy tổng thể máy A0 Bên cạnh điều làm đƣợc trình độ có hạn với kinh nghiệm thực tế chƣa có nên q trình làm hẳn có nhiều thiếu sót Kính mong thầy thơng cảm giúp đỡ thêm để em có thêm kinh nghiệm sau Em xin chân thành cảm ơn thầy Tào Quang Bảng với thầy cô khoa nhiệt tình bảo tạo điều kiện để em hồn thành đồ án C C R L T DU Sinh viên Ngô Văn Phú SVTH: Ngô Văn Phú – Lớp 15C1C GVHD: TS Tào Quang Bảng 61 Thiết kế khí thang máy tải khách TÀI LIỆU THAM KHẢO Pgs, Ts Vũ Liêm Chính; Ts Phạm Quang Dũng; Ths Hoa Văn Ngũ Thang máy - Cấu tạo, lắp đặt, lựa chọn sử dụng Nhà xuất khoa học kỹ thuật Ths Hoa Văn Ngũ; Pgs, Ts Vũ Liêm Chính; Ts Phạm Quang Dũng Thang máy thang Nhà xuất khoa học kỹ thuật Eubomir Janovsky Elevator Mechanical Design C C Ellis Horwood 1993 Nguyễn Trọng Hiệp; Nguyễn Văn Lẫm R L T Thiết kế chi tiết máy Nhà xuất đại học trung học chuyên nghiệp DU TCVN 6395-2008 Nhà xuất Hà Nội 2008 Nguyễn Danh Sơn Thang máy Nhà xuất đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh Cơng ty thang máy Fuji Thang máy Fuji SVTH: Ngô Văn Phú – Lớp 15C1C GVHD: TS Tào Quang Bảng 62 ... máy  Phần thiết kế & tính tốn: o Phân tích, lựa chọn phƣơng án thiết kế, thành lập sơ đồ động máy o Tính tốn động học động lực học tồn máy o Tính toán thiết kế chọn kiểm tra cụm kết cấu khác... KHOA CƠ KHÍ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Ngô Văn Phú Lớp: 15C1C Khoa: Cơ Khí Số thẻ sinh viên: 101150136 Ngành: Cơng nghệ chế tạo máy Tên đề tài đồ án: Thiết kế khí thang máy tải... - Chƣơng 1: tổng quan - Chƣơng 2: phân tích lựa chọn phƣơng án thiết kế - Chƣơng 3: tính tốn thiết kế Với khối lƣợng công việc thiết kế nhƣ trang bị cho em đƣợc kiến thức chuyên sâu vào nghành