(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế cổng trục 25 tấn

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CỔNG TRỤC 25 TẤN Người hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: ThS NGUYỄN THANH VIỆT NGUYỄN VĂN THANH Đà Nẵng, 2019 [Type the document title] LỜI MỞ ĐẦU Trước hết em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy Cô giáo trường Đại học bách khoa Đà Nẵng dạy em tận tình thời gian học vửa qua Em xin chân thành cảm ơn Thầy Cơ khoa Cơ Khí, ngành chế tạo máy trường Đại học bách khoa Đà Nẵng nhắc nhở, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học tập làm đề tài tốt nghiệp Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn cảm ơn Thầy giáo, ThS Nguyễn Thanh Việt nhiệt tình dạy, hướng dẫn, giúp đì em thời gian làm đề tài tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn Thầy Cô giáo môn bỏ thời gian quý báu C để đọc, nhật xét, duyệt đồ án em C Em xin bày tỏ lịng biết ơn đến người gia đình, anh chị LR bạn động viên, giúp đì, tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học tập T- Cuối em xin bày tỏ lòng biết ơn tới Thầy hội đồng bảo vệ bỏ thời D U gian quý báu để đọc, nhận xét chấm đề án Đà Nẵng, ngày 20 tháng năm 2019 Sinh viên thực Nguyễn Văn Thanh [Type text] Page [Type the document title] MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU .1 MỤC LỤC PHẦN A: LÝ THUYẾT CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÁY NÂNG CHUYỂN .6 1.1 Giới thiệu chung thiết bị nâng chuyển 1.2 Các thông số máy nâng 1.2.1 Tải trọng nâng tải trọng tính tốn 1.2.2 Các thông số động học 1.3 Chế độ làm việc CHƯƠNG PHÂN LOẠI MÁY NÂNG CHUYỂN VÀ TÌM HIỂU CHUNG VỀ C CỔNG TRỤC 10 C 2.1 Phân loại máy nâng 10 LR 2.2 Tìm hiểu chung cổng trục 12 PHẦN B: PHẦN TÍNH TỐN THIẾT KẾ 15 T- CHƯƠNG PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ, THÀNH LẬP SƠ ĐỒ ĐỘNG MÁY 15 U 3.1 Phương án kết cấu thép 15 D 3.1.1 PA1: Dầm có mặt cắt thép chữ I liên kết với giằng thép góc 15 3.1.2 PA2: Dầm chủ có mặt cắt dạng dàn tổ hợp từ thép góc 16 3.1.3 PA3: Dầm chủ dầm hộp liên kết thép hàn với 17 3.2 Phương án di chuyển cổng trục 24 3.2.1 PA 1: Di chuyển cổng trục theo kiểu HGT nằm 27 3.2.2 PA 2: Cơ cấu di chuyển cổng trục kiểu HGT nằm 28 3.2.3 PA 3: Cơ cấu di chuyển cổng trục kiểu dẫn động độc lập 30 3.3 Phương án cấu nâng hạ hàng 18 3.3.1 PA1: Cơ cấu nâng có sử dụng cặp bánh hở 19 3.3.2 PA2: Cơ cấu nâng không sử dụng cặp bánh hở 20 3.4 Phương án di chuyển xe .22 [Type text] Page [Type the document title] 3.4.1 Di chuyển xe cáp kéo 22 3.4.2 Di chuyển xe động di chuyển 23 CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG 32 4.1 Giới thiệu chung cấu nâng 32 4.2 Chọn phương án thiết kế cho cấu nâng 33 4.2.1 Số liệu ban đầu 33 4.2.2 Phân tích chung 33 4.2.3 Chọn loại dây cáp 34 4.2.4 Chọn palăng giảm lực 35 4.2.5 Chọn phương án thiết kế 36 4.3 Tính tốn cấu nâng 37 C 4.3.1 Tính kích thước dây cáp 37 C 4.3.2 Tính kích thước tang ròng rọc 38 4.3.3 Chọn động điện 41 LR 4.3.4 Tỷ số truyền chung 42 T- 4.3.5 Kiểm tra động điện nhiệt 42 4.3.6 Tính chọn phanh 46 U 4.4 Thiết kế hộp giảm tốc 49 D 4.4.1 Phân phối tỷ số truyền 49 4.4.2 Thiết kế truyền bánh trụ thẳng cấp nhanh 51 4.4.3 Thiết kế truyền bánh trụ thẳng trung gian 56 4.4.4 Thiết kế truyền bánh trụ thẳng cấp chậm 57 4.4.5 Thiết kế trục 58 4.4.6 Tính tốn ổ trượt 75 4.4.7 Tính tốn ổ lăn cịn lại 77 4.4.8 Khớp nối trục vòng đàn hồi 79 4.5 Bộ phận tang 82 4.5.1 Cặp đầu cáp tang 82 4.5.2 Trục tang 84 4.5.3 Ổ trục tang 88 CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ CẤU DI CHUYỂN XE CON 90 [Type text] Page [Type the document title] 5.1 Giới thiệu chung cấu di chuyển 90 5.2 Chọn phương án thiết kế cho cấu di chuyển xe 91 5.2.1 Số liệu ban đầu 91 5.2.2 Phân tích chung 92 5.2.3 Chọn phương án thiết kế 92 5.2.4 Bánh xe ray 94 5.2.5 Động điện 96 5.2.6 Tỷ số truyền chung 97 5.2.7 Kiểm tra động điện momen mở máy 98 5.2.8 Phanh 100 5.2.9 Thiết kế truyền 101 C 5.2.10 Các phận khác cấu di chuyển xe 107 C CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ CẤU DI CHUYỂN CỔNG TRỤC 115 6.1 Phân tích chọn phương án thiết kế 115 LR 6.1.1 Các số liệu ban đầu 115 T- 6.1.2 Chọn phương án thiết kế 115 6.2 Tính tốn cụm chi tiết hệ thống dẫn động 117 U 6.2.1 Bánh xe ray 117 D 6.2.2 Động điện 119 6.2.3 Tỷ số truyền chung 120 6.2.4 Kiểm tra động điện momen mở máy 120 6.2.5 Phanh 122 6.2.6 Bộ truyền 123 6.2.7 Các phận khác cấu di chuyển cổng trục 123 CHƯƠNG TÍNH TỐN KẾT CẤU KIM LOẠI CỦA CỔNG TRỤC .131 7.1 Phân tích chọn phương án thiết kế 131 7.1.1 Các số liệu ban đầu 131 7.1.2 Phân tích chung 131 7.1.3 Chọn phương án thiết kế 133 7.2 Tính tốn thiết kế dầm .137 7.2.1 Tải trọng tính tốn 137 [Type text] Page [Type the document title] 7.2.2 Xác định kích thước tiết diện dầm 138 7.2.3 Ứng suất tiết diện dầm 141 7.2.4 Tính tiết diện gối tựa dầm hàn liền với dầm 145 7.2.5 Tính độ bền ray xe lăn 147 7.2.6 Tính mối ghép hàn 148 7.2.7 Kiểm tra thời gian tắt dần dao động dầm 149 CHƯƠNG CÁC QUY PHẠM AN TOÀN TRONG LẮP ĐẶT VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CỦA CỔNG TRỤC 150 8.1 Quy phạm an toàn lắp đặt 150 8.2 Quy phạm an toàn sử dụng 150 8.3 Các thiết bị an toàn dùng cổng trục 152 C 8.3.1 Công tắc hạn chế hành trình nâng 152 C 8.3.2 Công tắc hạn chế tải 153 8.3.3 Công tắc cuối cấu di chuyển 153 LR 8.4 Hệ thống điều khiển điện hướng dẫn sử dụng cổng trục 153 D U T- TÀI LIỆU THAM KHẢO .156 [Type text] Page [Type the document title] PHẦN A: LÝ THUYẾT CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÁY NÂNG CHUYỂN 1.1 Giới thiệu chung thiết bị nâng chuyển Máy nâng chuyển loại máy cơng tác dùng để thay đổi vị trí đối tượng công tác với thiết bị mang vật móc treo, gầu ngoạm, nam châm điện, băng, gầu… Máy trục loại máy nâng vận chuyển, phương tiện quan trọng việc giới hố q trình sản xuất ngành công nghiệp – xây dựng Ở nước tiên tiến, ngành máy nâng chuyển ngành công nghiệp phát triển cao, thiết bị nâng chuyển máy trục Sự phát triển mạnh mẽ công nghiệp, C tiến kỹ thuật máy nâng vận chuyển C mong muốn nâng cao suất lao động, phải phát triển không ngừng cải LR Trong ngành cơng nghiệp mỏ cần có loại thang tải, xe kíp băng tải … Trong ngành luyện kim có cần trục nặng phục vụ kho chứa quặng nhiên T- liệu… U Máy nâng vận chuyển phục vụ nhà ở, nhà công cộng, cửa hiệu lớn D 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, thuỷ lực suất cao để di chuyển chi tiết máy máy … Ngành máy nâng vận chuyển đại thực rộng rãi việc giới hố q trình vận chuyển ngành công nghiệp kinh tế quốc dân Sự phát triển kỹ thuật nâng – vận chuyển phải theo cải tiến máy móc, tinh xảo hơn, giảm nhẹ trọng lượng, giảm giá thành, nâng cao chất lượng sử dụng, tăng mức sản xuất, đơn giản hoá tự động hoá việc điều khiển chế tạo máy nhiều hiệu để thoả mãn yêu cầu ngày tăng kinh tế quốc dân [Type text] Page [Type the document title] Ở nước ta, máy nâng vận chuyển sử dụng rộng rãi số ngành xếp dì hàng hoá bến cảng nhà ga đường sắt Trong công nghiệp xây dựng nhà ở, nhà máy luyện kim lâm nghiệp, xây dựng công nghiệp quốc phịng Trong tình hình kinh tế phát triển nay, máy nâng vận chuyển ngày trở thành nhu cầu cấp bách nhu cầu sản xuất ngày cao 1.2 Các thông số máy nâng 1.2.1 Tải trọng nâng tải trọng tính tốn Các tải trọng dùng sở thiết kế máy nâng gồm có:  Tải trọng nâng danh nghĩa Tải trọng nâng máy nâng trọng lượng danh nghĩa vật nâng mà máy nâng hạ theo tính tốn thiết kế (1.1) C Trong đó: Qv – trọng lượng vật nâng, N; C Q = Qv + Qmt LR Qmt – trọng lượng phận mang tải, N  Tải trọng từ trọng lượng thân máy T- Trọng lượng thân máy bao gồm trọng lượng cấu, trọng lượng phần kết cấu thép trọng lượng chi tiết phụ trợ U  Tải trọng gió D Máy nâng có chiều cao lớn làm việc trời cần trục cảng, cần trục xây dựng, phải tính tải trọng gió gây nên Tải trọng gió có tác động đến độ bền phận chi tiết máy nâng, độ ổn định máy làm việc Cường độ tải trọng gió thay đổi theo chiều cao, theo cấp gió, theo thời tiết khí hậu vùng diện tích chắn gió phận máy nâng Khi tính tốn kết cấu thép máy nâng, tải trọng gió xét hai trường hợp: + Máy nâng vận hành: Xác định áp lực gió lớn mà máy nâng làm việc + Máy nâng không làm việc: Xác định áp lực gió lớn tác dụng lên máy nâng để tính toán thiết kế phận khoá hãm máy đường ray  Tải trọng động [Type text] Page [Type the document title] Là tải trọng xuất máy hoạt động thực Để tính tải trọng động, cần phải xây dựng mơ hình tốn động lực học máy nâng giải phương trình chuyển động hệ lập sở quy sơ đồ một, hai, ba hay nhiều khối lượng  Khẩu độ máy nâng: khoảng cách tâm hai đường ray bánh xe di chuyển máy, ký hiệu L, m  Khoảng cách hai cầu: khoảng cách tâm trục bánh trước bánh sau máy, ký hiệu a, m  Tầm vươn: khoảng cách nằm ngang từ tâm quay máy đến tâm vật nâng, ký hiệu L1, m Tầm vươn có máy cẩu có tay cần  Chiều cao nâng: khoảng cách thẳng đứng từ vị trí thấp đến vị trí cao cấu mang vật làm việc, ký hiệu H, m C 1.2.2 Các thông số động học C  Vận tốc nâng: tốc độ nâng danh nghĩa máy nâng, ký hiệu Vn ( m/s ) hay ( LR m/ph ) Vận tốc nâng phụ thuộc tải trọng nâng, tính chất cơng việc mà máy nâng phục vụ nhiều yếu tố khác T-  Vận tốc di chuyển: tốc độ di chuyển danh nghĩa máy nâng di chuyển U xe máy nâng, ký hiệu Vd (m/s) (m/ph) Vận tốc di chuyển phụ thuộc trọng lượng máy, tải trọng nâng, tính chất công việc nhiều yếu tố khác D  Tốc độ quay: Đối với số máy nâng cần trục xây dựng, ơtơ cẩu, cần trục nổi… có phận quay theo trục thẳng đứng nhằm di chuyển vật nâng đến vị trí khác xung quanh Tốc độ quay nq (vg/ph) thường lấy từ ÷ 3,5 vg/ph để tránh tải trọng quán tính lớn 1.3 Chế độ làm việc Các cấu máy nâng làm việc theo chế độ ngắt đoạn lặp lặp lại, luân phiên thời kỳ làm việc khơng làm việc Để bảo đảm tính kỹ thuật, kinh tế người ta lựa chọn, thiết kế máy nâng theo chế độ làm việc Chế độ làm việc danh nghĩa cấu toàn máy nâng thơng số tổng hợp tính đến điều kiện sử dụng, mức độ chịu tải theo thời gian cấu hay toàn máy đặc trưng thông số sau: + Hệ số sử dụng cấu theo tải trọng: [Type text] Page [Type the document title] Qtb Q KQ = Trong đó: Qtb - trọng lượng trung bình vật nâng Q - tải trọng danh nghĩa cấu + Hệ số sử dụng cấu ngày + Hệ số sử dụng cấu năm + Cường độ làm việc động To  100 T C CĐ% = C Trong đó: To - thời gian làm việc động chu kì hoạt động máy: To = ∑tm + ∑tv LR T – toàn thời gian hoạt động cấu chu kì: T = ∑tm + ∑tv + ∑tp + ∑td T- ∑tm: tổng thời gian mở máy U ∑tv : tổng thời gian chuyển động với tốc độ ổn định D ∑tp : tổng thời gian phanh ∑td : tổng thời gian dừng máy [Type text] Page ... document title] C Hình 2.2 Cổng trục C + Bán cổng trục: có cấu tạo cổng trục có đầu giàn thép lắp chân cổng, D U T- LR đầu đặt lên cao cầu trục Hình 2.3: Bán cổng trục [Type text] Page 11 [Type... luyện kim với thiết bị mang vật chuyên dùng Dựa theo kết cấu cầu trục D U T- LR C C phân thành: cầu trục dầm, cầu trục hai dầm Hình 2.1 Cầu trục nhà xưởng + Cổng trục: củng cầu trục cổng trục sử dụng... cần trục nối, cần trục cáp U Hình 2.4: Cần trục xây dựng D 2.2 Tìm hiểu chung cổng trục Cổng trục loại máy nâng có dạng cổng, di chuyển hai đường ray đặt mặt đất lắp đặt cố định Kết cấu chung cổng