Thiết kế bán cổng trục

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG HỒ HỮU BÌNH THIẾT KẾ BÁN CỔNG TRỤC Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Mã số : 60.52.04 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2011 2 Công trình ñược hoàn thành tại ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: TS. Đinh Minh Diệm Phản biện 1: TS. Nguyễn Xuân Hùng Phản biện 2: PGS, TS. Phạm Phú Lý Luận văn sẽ ñược bảo vệ trước Hội ñồng chấm luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Kỹ thuật họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 3, 4 tháng 12 năm 2011. Có thể tìm hiểu Luận văn tại: - Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng; - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng. 3 MỞ ĐẦU 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Hiện nay, hầu hết trong các ngành công nghiệp ñều sử dụng thiết bị nâng chuyển. Đối tượng phục vụ của thiết bị nâng chuyển là các nhà máy sản xuất cơ khí, bến cảng, nhà ga, kho bãi, các cảng container, các công trình xây dựng, các nhà máy ñóng tàu, các khu công nghiệp với lưu lượng hàng vận chuyển lớn. Các loại máy trục chủ ñạo phục vụ cho các ñối tượng trên hiện nay và trong tương lai gần, dự báo cũng chỉ là cần trục dạng cần với biểu thể là cần trục chân ñế, cần trục tháp hoặc cần trục kiểu dầm với biểu thể là cầu trục, cổng trục, cầu chuyển tải. Trong công cuộc công nghiệp hoá - hiện ñại hoá và hội nhập kinh tế quốc tế ở nước ta hiện nay, yêu cầu về nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo các loại máy trục phục vụ cho hệ thống cảng biển nước sâu, các khu công nghiệp ngày càng nhiều và cấp thiết. Các phương pháp tính truyền thống sử dụng lý thuyết sức bền vật liệu, các công thức kinh nghiệm, các bảng tra, các hệ số làm cho kết quả tính toán có ñộ chính xác không cao. Với khả năng ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn và sự hỗ trợ của phần mềm MATLAB có thể hoàn thiện phương pháp tính toán, thiết kế mục ñích giảm khối lượng, giá thành và tăng ñộ tin cậy trong quá trình khai thác. Vì vậy, với lý do ñã trình bày tôi chọn ñề tài: “THIẾT KẾ BÁN CỔNG TRỤC ” ñể làm ñề tài luận văn tốt nghiệp cao học. 2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Mô hình hoá bài toán ñộng lực học trong thiết bị nâng chuyển, dựa trên các thông số kỹ thuật và các phần tử quy dẫn ñể viết ñược các phương trình vi phân chuyển ñộng cơ cấu nâng và giải các phương trình ñó với sự trợ giúp của phần mềm MATLAB. 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 4 Nghiên cứu giới thiệu tổng quan các thiết bị nâng chuyển hiện nay; Nghiên cứu bài toán ñộng lực học cơ cấu nâng bán cổng trục; Thiết kế, chế tạo mô hình bán cổng trục. 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Kết hợp lý thuyết và thực nghiệm. 5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI - Nghiên cứu lý thuyết ñiều khiển từ xa. - Chủ ñộng thiết kế và chế tạo các loại thiết bị tương tự. - Kết quả ñạt ñược của bài toán ñộng lực học có thể dùng ñể tham khảo hoặc là những số liệu ñịnh hướng cho những nghiên cứu về ñộng lực học tiếp theo sau này. - Phục vụ công tác ñào tạo tại các cơ sở ñào tạo và các ñơn vị sản xuất. - Hoàn thiện trong quá trình sản xuất của các nhà máy, xí nghiệp, khắc phục các nhược ñiểm của các thiết bị nâng hạ. 6. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN Ngoài phần mở ñầu và kết luận, luận văn bao gồm 4 chương: Chương 1 – Giới thiệu tổng quan về các thiết bị nâng chuyển Chương 2 – Tính toán thiết kế bán cổng trục Chương 3 – Lý thuyết ñiều khiển từ xa Chương 4 – Thiết kế chế tạo mô hình bán cổng trục CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÁC THIẾT BỊ NÂNG CHUYỂN 1.1. Giới thiệu tổng quan và nhu cầu sử dụng của các TBN trong thực tế 1.1.1. Giới thiệu tổng quan Máy trục và thiết bị nâng hạ ñược gọi chung là máy trục, là loại máy hoạt ñộng chu kỳ dùng ñể nâng hạ và vận chuyển hàng trong phạm 5 vi không lớn. Máy trục là một trong những phương tiện chủ yếu dùng ñể cơ giới hoá công tác xếp dỡ và vận chuyển hàng hoá. 1.1.2. Nhu cầu của thiết bị nâng chuyển trong thực tế Hiện nay, hầu hết trong các ngành công nghiệp ñều sử dụng thiết bị nâng chuyển. 1.2. Phân loại thiết bị nâng chuyển 1.2.1. Khái niệm 1.2.2. Phân loại 1.2.2.1. Cần trục 1.2.2.2. Cầu trục 1.2.2.3. Palăng 1.2.2.4. Cổng trục 1.2.2.5. Xe nâng hạ 1.2.2.6. Bán cổng trục Hình 1.1. Bán cổng trục  Bán cổng trục là sự kết hợp của nửa cầu trục và nửa cổng trục vì loại này có kết cấu một bên di chuyển trên ñường ray ñặc trên cao dọc theo nhà xưởng, một bên di chuyển trên ray bố trí trên mặt ñất nhờ cơ cấu di chuyển (xem Hình 1.1). 1.3. Giới thiệu các loại bán cổng trục và các thông số kỹ thuật của bán cổng trục 1.3.1. Một số ñặc ñiểm của bán cổng trục 1.3.2. Một số loại bán cổng trục 1.3.3. Các thông số kỹ thuật của bán cổng trục 1.4. Nhận xét và kết luận Qua nghiên cứu tổng quan và nhu cầu sử dụng của các thiết bị nâng trong thực tế nói chung cũng như bán cổng trục nói riêng, chúng 6 tôi nhận thấy rằng cần tiến hành nghiên cứu ñộng lực học cơ cấu nâng cổng bán trục. Đồng thời sử dụng phần mềm MATLAB ñể tính toán tần số riêng, dạng riêng của hệ dao ñộng và tính toán bài toán ñộng lực học cơ cấu nâng cầu trục. CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BÁN CỔNG TRỤC 10 TẤN 2.1. Sơ ñồ, nguyên lý hoạt ñộng 2.1.1. Sơ ñồ bán cổng trục 2.1.2. Nguyên lý hoạt ñộng 2.2. Thiết kế phần cơ khí 2.2.1. Chọn kết cấu dầm  Chọn bán cổng trục có kết cấu dạng hộp: dầm chính và chân bán cổng dạng hộp, trên có hai thanh ray ñể xe lăn di chuyển (xem Hình 2.2). Hình 2.1. Chân cổng và dầm chính dạng hộp 1. Chân bán cổng trục; 2. Dầm chính; 3. Ra; 4. Xe hàng; 5. Bánh xe 2.2.2. Chọn sơ ñồ ñộng học cơ cấu nâng Sử dụng cơ cấu nâng dẫn ñộng bằng ñiện (xem Hình 2.3). 5 4 3 2 1 AA A A 7 Hình 2.2. Sơ ñồ cơ cấu nâng, ñộng cơ và tang cùng phía 1- Động cơ ; 2- Nối trục ñàn hồi; 3- Hộp giảm tộc; 4- Khớp nối; 5- Tang 2.2.3. Chọn sơ ñồ ñộng học cho cơ cấu di chuyển xe con Phương án này nhỏ gọn, truyền ñộng ñơn giản, chiếm không gian nhỏ và thuận tiện cho việc bố trí lên các xe lăn. Phương án này tiện cho việc tháo lắp các chi tiết ra thành từng cụm, tuy nhiên trục truyền quay với tốc ñộ bé, mô men xoắn lớn nên kích thước trục to (xem Hình 2.4). Hình 2.3. Sơ ñồ trục truyền chậm 1- Động cơ; 2- Nối trục ñàn hồi; 3- Hộp giảm tốc; 4- Khớp nối; 5- Bánh xe 2.2.4. Chọn sơ ñồ ñộng học cho cơ cấu di chuyển bán cổng trục Với cơ cấu di chuyển này thì yêu cầu về ñộ phẳng của ray cao hơn so vớ các phương án trên (xem Hình 2.5). 321 54445 321 5 4 8 Hình 2.4. Sơ ñồ dẫn ñộng với cầu cân bằng 1- Động cơ; 2- Nối trục ñàn hồi; 3- Hộp giảm tốc; 4- Bánh xe; 5- Bánh răng ăn khớp ngoài 2.3. Nghiên cứu ñộng lực học cơ cấu nâng cổng bán trục 2.3.1. Nhiệm vụ và phân loại bài toán ñộng lực học 2.3.1.1. Nhiệm vụ của bài toán ñộng lực học Nhiệm vụ của ñộng lực học là vận dụng các kiến thức về ñộng lực ñể nghiên cứu các vấn ñề riêng biệt trong ngành chế tạo máy, nhờ ñó nghiên cứu mối quan hệ giữa chuyển ñộng và lực tác ñộng cũng như ứng suất. 2.3.1.2. Phân loại của bài toán ñộng lực học 2.3.2. Đặc ñiểm cấu tạo cơ cấu nâng bán cổng trục 2.4. Mô hình hoá bài toán ñộng lực học cơ cấu nâng bán cổng trục 2.4.1. Các khái niệm cơ bản về ñộng lực học 2.4.2. Mô hình ñộng lực học Trên cơ sở mô hình trong bản vẽ thiết kế hay mô hình máy thực tế chúng ta dùng các giả thiết tính toán ñể ñơn giản hoá, sau ñó ñưa về mô hình tính toán ñộng lực học. 2.4.3. Các toạ ñộ suy rộng Toạ ñộ suy rộng là các ñại lượng ñặc trưng cho chuyển ñộng tịnh tiến (ñộ dài) và chuyển ñộng quay (góc). Ví dụ: Dao ñộng con lắc hai bậc tự do. 5 321 5444 9 q 1 - toạ ñộ suy rộng (góc quay của khối lượng m 1 ), q 2 - toạ ñộ suy rộng (góc quay của khối lượng m 2 Hình 2.1. Mô hình dao ñộng con lắc hai bậc tự do 2.4.3.1. Độ dịch chuyển khả dĩ Độ dịch chuyển khả dĩ là dịch chuyển vô cùng bé bên trong hệ thống ñộng lực học mà không phá vỡ các liên kết của hệ thống ñộng lực cho phép. δq 1 , δq 2 - Các ñộ dịch chuyển khả dĩ. 2.4.3.2. Công khả dĩ Công khả dĩ là công của các lực tác ñộng lên hệ nằm ở trạng thái cân bằng tĩnh với ñộ dịch chuyển khả dĩ. Qi.δqi = 0 (2.1) Trong ñó: Qi - lực suy rộng của phần tử thứ i, δqi - Độ dịch chuyển khả dĩ của toạ ñộ qi, 2.4.3.3. Lực suy rộng Lực suy rộng là các lực mà trị số của chúng thoả mãn ñiều kiện tích của lực suy rộng Qi với ñộ dịch chuyển δqi. (2.2) Trong ñó: Q i - lực suy rộng; F i - lực kích thích δqi - di chuyển khả dĩ X Y q 1 m 2 m 1 q 2 l 2 l 1 ( ) iiiiii FFqQ εεδ ,cos. ∑ = 10 Hình 2.2. Các lực suy rộng và các di chuyển khả dĩ của con lắc 2.4.3.4. Hệ phương trình chuyển ñộng Lagrange loại II Hệ phương trình chuyển ñộng Lagrange loại II, [8,tr.8] (i=1,2,3 n) (2.3) Trong ñó: q i - toạ ñộ suy rộng; Q i - lực suy rộng; T - tổng ñộng năng của hệ; U - tổng thế năng của hệ; Φ - hàm hao tán của hệ; n - số bậc tự do của hệ 2.5. Mô hình ñộng lực học cơ cấu nâng cầu trục 2.5.1. Phương pháp xây dựng mô hình ñộng lực học Khi nghiên cứu bài toán ñộng lực học bán cổng trục, ñầu tiên cần phải phát thảo các thông số ñặc trưng của bán cổng trục. Trên cơ sở bản vẽ kỹ thuật chúng ta xây dựng mô hình tính toán bằng các phần tử quy dẫn bao gồm: Các khối lượng quy dẫn; Các phần tử ñàn hồi; Các phần tử dập tắt dao ñộng; Các ngoại lực tác dụng. Y q 1 m 1 l 1 X m 2 l 2 Y q 2 l 1 q 1 m 1 X dq 2 Q 2 q 2 Q 1 dq 1 i iiii Q q U qq T q T dt d = ∂ ∂ + ∂ Φ∂ + ∂ ∂ −         ∂ ∂ && 11 2.5.2. Phương pháp quy dẫn các phần tử của hệ chuyển ñộng + Quy dẫn khối lượng: Việc quy dẫn khối lượng của các phần tử chuyển ñộng dựa trên nguyên tắc cân bằng ñộng năng của hệ cần quy dẫn và ñộng năng của hệ quy dẫn. T e = T r i (2.4) Trong ñó: T r i - ñộng năng của hệ sau khi quy dẫn về phần tử thứ i T e - tổng ñộng năng của các phần tử trong hệ cần quy dẫn về phần tử thứ i. ; (2.5) Trong ñó: θ r i - khối lượng quy dẫn có chuyển ñộng quay m r i - khối lượng quy dẫn có chuyển ñộng tịnh tiến + Quy dẫn ñộ cứng của lò xo: Độ cứng của lò xo thép ñược xác ñịnh bằng công thức: (2.6) Trong ñó: G - Môñun trượt của thép; d - ñường kính dây lò xo, mm n - số vòng làm việc của lò xo; D - ñường kính lò xo, mm Việc quy dẫn ñộ cứng của lò xo cũng dựa trên nguyên tắc cân bằng thế năng của hệ. U e = U r (2.7) Trong ñó: Ue - tổng thế năng của hệ cần quy dẫn; Ur - thế năng của hệ ñã ñược quy dẫn (2.8) 3 4 8 . Dn dG S = 2 1 . 2 1 i n i ie lSU ∆= ∑ = ; 2 . 2 1 rrr lSU ∆= 2 2 1 ωθ i r i r T = 2 2 1 vmT i r i r = 12 2.5.3. Mô hình ñộng lực học cơ cấu nâng cầu trục . Ha-Giai ñoạn 1 Hb-Giai ñoạn 2 Hc-Giai ñoạn 3 (Pha 1) ( Pha 2) (Pha 3) Hình 2.3. Mô hình ñộng lực học của cầu trục Giai ñoạn 1: Chạy không tải, tang cuốn cáp quay hết ñộ trùng cáp. Giai ñoạn 2: Tang cuốn cáp tiếp tục quay làm cho lực căng trong cáp tăng giá trị 0 tới lực căng tĩnh lúc này hàng vẫn nằm trên mặt ñất. Giai ñoạn 3: Tang cuốn cáp tiếp tục quay, hàng ñược nâng thực sự, rời khỏi mặt ñất Trong phạm vi nghiên cứu của luận văn chỉ xây dựng mô hình ñộng lực học của giai ñoạn nâng hạ hàng từ vị trí cáp căng (ñộ trùng cáp δ = 0). Các tác giả [8], [15] ñã xây dựng mô hình ñộng lực như sau: Các giả thiết khi xây dựng mô hình ñộng lực học: - Dầm chính có khối lượng quy dẫn là m 3 , ñược ñặt trên hai gối lò xo có ñộ cứng là S 2 ; Khối lượng hàng nâng và cụm Puli móc câu ñược quy dẫn có khối lượng là m 2 , ñộ cứng của cáp nâng là S 1 ; Bỏ qua ñộ cứng bộ máy nâng hạ hàng và không xét tới yếu tố dập tắt dao ñộng trong toàn mô hình ñộng lực học; Hàng ñược nâng theo phương thẳng ñứng từ vị trí treo hoặc tại vị trí mà ñộ trùng cáp bằng 0. 13 Hình 2.4. Mô hình ñộng lực học cơ cấu nâng cầu trục ba bậc tự do Các ký hiệu: θ 1 - mômen quán tính của Rôto ñộng cơ và khớp nối trục; m 2 - khối lượng hàng nâng và cụm puli móc câu; m 3 - khối lượng quy dẫn của kết cấu thép; )( 1 qM & - ñường ñặc tính ngoài của ñộng cơ; S 1 - ñộ cứng quy dẫn của cáp nâng; S 2 - ñộ cứng quy dẫn của dầm chính cầu trục; z = 2 - số nhánh cáp cuốn vào tang (tang kép); i 1 - tỷ số truyền của hộp giảm tốc; i 2 - số nhánh cáp theo puli di ñộng; q d - toạ ñộ suy rộng của tang. Mô hình ñộng lực học ñược ñặt vào toạ ñộ suy rộng XOY và q 1 , q 2 , q 3 là toạ ñộ suy rộng tương ứng với các khối lượng θ 1 , m 2 , m 3 . X 0 , Y 0 . là toạ ñộ ñiểm xuất phát ban ñầu của mô hình. 2.5.4. Thiết lập phương trình vi phân chuyển ñộng Sử dụng phương trình Lagrange loại II, [7,tr.8] (i = 1,2,3 .n) (2.9) Động năng của hệ: (2.10) i iiii Q q U qq T q T dt d = ∂ ∂ + ∂ Φ∂ + ∂ ∂ −         ∂ ∂ && X Y S 1 S 2 /2 M(q 1 ) 1 i 1 z q d q 3 S 2 /2 m 2 m 3 q 1 L 1 L 2 D q 2 2 33 2 22 2 11 2 1 2 1 2 1 vmvmqT ++= & θ 14 Vì v 2 = 2 q & và v 3 = 3 q & nên ñộng năng của hệ như sau: (2.11) ) Thế năng của hệ: U = U 1 + U 2 (2.12) Trong ñó: U 1 - thế năng tích luỹ trong cáp hàng và thế năng vị trí của hàng U 2 - thế năng tích luỹ trong lò xo S 2 và thế năng vị trí của kết cấu thép cầu trục Gọi: - bán kính quy ñổi (2.13) Các biến dạng của lò xo xác ñịnh như sau: (2.14) Trong ñó: ∆ 1 : ñộ lún của lò xo S 2 khi chịu trọng lượng kết cấu thép cầu trục; ∆ 2 : ñộ lún của lò xo S 2 khi chịu trọng lượng của hàng; ∆ 3 : chuyển dịch của khối lượng m 3 ; ∆l: ñộ dãn dài của cáp nâng hàng Từ ñó ta có: (2.15) Thay (2.15) vào biểu thức (2.12), chúng ta có biểu thức xác ñịnh thế năng của hệ như sau: (2.16) 2 33 2 22 2 11 2 1 2 1 2 1 qmqmqT &&& ++= θ 21 2 . ii Dz R = 2 3 1 . S gm =∆ ; 1 . 2 2 S gm =∆ ; 33 q−=∆ ; )( . . 3212 12 2 qqRqi Si gm l +−+=∆ (2.14) 22 2 11 2 1 gqmlSU +∆= ; ( ) 33 2 32122 2 1 gqmSU +∆+∆+∆= (2.15) ( ) 33 2 3 2 2 2 3 222 2 2312 12 2 121 2 1 2 1 gqmq S gm S gm SgqmqqRqi Si gm SUUU +       −+++       −++=+= (2.16) 11 1 q q T & & θ = ∂ ∂ ; 0 1 = ∂ ∂ q T 15 Tính các ñạo hàm riêng: Đặt: 33 33 3 qm q T q T dt d D && && = ∂ ∂ −         ∂ ∂ = ( ) RiqqRqi Si gm S q U N 23212 12 2 1 1 1       +−+= ∂ ∂ = (2.17)  N 1 = m 2 gR + i 2 2 S 1 (R 2 q 1 - Rq 2 + Rq 3 ) (2.18) Tương tự ta có: ( ) gmiqqRqRi Si gm S q U N 223212 12 2 1 2 2 )( +−       +−+= ∂ ∂ = (2.19)  N 2 = -i 2 2 S 1 (Rq 1 - q 2 + q 3 ) (2.20) Biến ñổi và rút gọn ta ñược: (2.21) (2.21) Lực suy rộng: )( 11 qMQ & = ; Q 2 = 0 ; Q 3 = 0 Phương trình vi phân chuyển ñộng viết dưới dạng ma trận: Di + Ni = Qi ; (i = 1 - 3) (2.23) Sắp xếp lại dạng ma trận chuẩn như sau: 11 11 1 q q T q T dt d D && & θ = ∂ ∂ −         ∂ ∂ = ; 22 22 2 qm q T q T dt d D && && = ∂ ∂ −         ∂ ∂ = ;                 ++−= 3 1 2 2 2 211 2 23 1 q Si S qRqSiN 16           − =                                 +− −− − +                     0 0 )( . 11 11. 00 00 00 21 3 2 1 1 2 2 2 2 1 2 2 3 2 1 3 2 1 gRmqM q q q Si S R R RRR Si q q q m m & && && && θ (2.24) )(tFSqqM =+ && (2.25) Trong ñó: M - ma trận khối lượng; S - ma trận ñộ cứng; F - Vectơ tải trọng suy rộng Điều kiện biên theo chiều dương hình vẽ: q 10 = q 20 = q 30 = 0 (2.26) Tần số dao ñộng riêng: det(S - α 2 M) = 0 (2.27) Hay: (2.28) Trong ñó: (2.29) (2.29) Đặt: Ta có: 0 1 det 1 2 2 2 1 2 2 =         − ∗ M Si SSi α               +− −− − = ∗ )1(1 11 1 2 2 2 2 Si S R R RRR S 1 2 2 22 1 Si αβ = ; α 2 = i 2 2 . β 2 .S 1 (2.30) 0 11 11det 3 2 1 2 2 2 2 2 1 22 =                               −+− −−− −− = m Si S R mR RRR D β β θβ 17 Khai triển ñịnh thức theo nguyên tắc Cramer, cuối cùng chúng ta có phương trình trùng phương ẩn là β như sau: Aβ 4 + Bβ 2 + C = 0 (2.31) Trong ñó: Giải phương trình (2.31) ta có: Chu kỳ nhỏ nhất của các dao ñộng riêng: (2.33) 2.6. Ứng dụng phần mềm tính toán ñể giải 2.6.1. Giới thiệu chung về các phần mềm tính toán Trong phạm vi của luận văn này, chỉ sử dụng hệ chương trình MATLAB ñể tính toán tần số riêng, dạng riêng của hệ dao ñộng và tính toán bài toán ñộng lực học cơ cấu nâng cầu trục của luận văn này. Bảng 3-1 liệt kê một số hàm tính toán thường sử dụng của các hệ chương trình tính toán, [6,tr.180-182]. 2.6.2. Chương trình tính toán trong MATLAB 2.6.2.1. Các số liệu phục vụ tính toán Các số liệu sau ñây theo số liệu cầu trục ñã chế tạo [3,tr.204] Tải trọng: Q = 10tấn = 10000kg Trọng lượng xe con và bộ phận mang vật: G v = 4000kg             + ++−= 3 1 2 2 2 21 2 1 1 m Si S m R B θ ; 321 2 2 1 1 2 2 2 . mm mR Si S C θ θ + = ; A = 1 321 2 2 1 21 2 2 2 3 21 2 2 2 1 2 2 1 1 2 2 2 3 21 2 2 2 1 2 2 1 1 2 2 2 2,1 . 4 1 2 1 mm mR SSi m SSi m SiSiR m SSi m SiSiR θ θ θθ ω + −       + ++±       + ++= (2.32) 1 min 2 ω π =T 18 Trọng lượng bộ phận mang vật: Q m = 210kg Trọng lượng cầu và cơ cấu di chuyển cầu: G c = 12300kg Khẩu ñộ: L = 14m = 14000mm Tốc ñộ nâng: v n = 14,5m/ph Chiều cao nâng: H = 12m Đường kính tang: d = 400mm Chế ñộ làm việc trung bình; Số nhánh cáp theo puli ñộng: i 2 = 4 Số nhánh cáp cuốn vào tang: z = 2 Với các thông số ban ñầu ở trên, ta lần lượt tính toán các thông số cần thiết khác phục vụ cho việc giải bài toán ñộng lực học. Công suất tĩnh khi nâng vật bằng trọng tải xác ñịnh theo (2-78)[3 ,tr.48]: Hiệu suất của cơ cấu bao gồm: η = η p .η t .η o = 0,99.0,96.0,92 = 0,87 (2.34) Trong ñó: η p = 0,99 - hiệu suất palăng η t = 0,96 - hiệu suất tang η o = 0,92 - hiệu suất bộ truyền có khớp nối  (2.35) Tương ứng với chế ñộ làm việc trung bình, chọn ñộng cơ ñiện MT 51-8 có các ñặc tính sau: Công suất danh nghĩa: N ñc = 22kW Số vòng quay danh nghĩa: n ñc = 723vg/ph Hệ số quá tải: (2.36) kW vQ N n 8,27 87,0.1000.60 5,14.100000 .1000.60 . === η 0,3 max = dn M M 19 Mômen quán tính của rôto ñộng cơ: J ñc = 4,4 kgm 2 Khối lượng: m ñc = 435kg Tỷ số truyền từ trục ñộng cơ ñến trục tang ñược xác ñịnh theo (3- 15)[3,tr.55]: (2.37) Số vòng quay ñể ñảm bảo vận tốc nâng cho trước: (2.38) Do ñó tỷ số truyền: (2.39) Động cơ ñiện ñã chọn có công suất danh nghĩa nhỏ hơn công suất tĩnh yêu cầu khi làm việc với vật nâng có trọng lượng bằng trọng tải (N ñc = 22kW < N = 27,8kW), do ñó phải ñược kiểm tra về nhiệt. Phép tính kiểm tra ñộng cơ ñiện về nhiệt trình bày trong tài liệu [3], ở nội dung của luận văn không ñề cập ñến. Mômen mở máy của ñộng cơ xác ñịnh theo (2-75)[3,tr.47] Mômen danh nghĩa của ñộng cơ: Suy ra: M m = 1,8.287 = 517Nm (2.42) Mômen phanh ñược xác ñịnh theo công thức (3-14)[3,tr.54] t dc n n i = 1 phvg d zv n n t /2,22 )0165,04,0.(14,3 2.5,14 . . 0 = + == π 5,32 2,22 723 1 ==i dn dndnmm m M MMMM M 8,1 2 .1,1)5,28,1( 2 minmax = +÷ = + = (2.40) Nm n N M dc dc dn 287 273 22 95509550 === (2.41) Nm iz dQQk M m ph 498 5,32.2.2 87,0).0165,04,0).(2100100000.(75,1 2 .) ( 1 0 = ++ = + = η 20 Thời gian mở máy khi nâng vật t n và thời gian mở máy khi hạ vật t h ñược tính toán chi tiết theo công thức (3-3)[3,tr.52] và (3-9)[3,tr.54]. Thời gian mở máy khi nâng vật: t n = 1,09s Thời gian mở máy khi hạ vật: t h = 0,185s Thời gian chuyển ñộng với vận tốc ổn ñịnh: (2.43) Các thông số tính toán (xem Bảng 3-2). Bảng 3-2.Các thông số tính toán bài toán nâng hạ cầu trục Số TT Thông số Giá trị Đơn vị Chú giải 1 θ 1 4,4 kgm 2 Mômen quán tính của rôto ñộng cơ 2 m 2 14000 kg Khối lượng hàng nâng và cụm puli 3 m 3 12300 kg Khối lượng quy dẫn kết cấu thép và cơ cấu di chuyển 4 S 1 600 N/m Độ cứng của cáp nâng 5 S 2 3000 N/m Độ cứng quy dẫn dầm chủ và dầm ñầu 6 i 1 32,5 Tỷ số truyền hộp giảm tốc 7 i 2 4 Số nhánh cáp theo puli ñộng 8 D 0,4 m Đường kính tang quay 9 Z 2 Số nhánh cáp cuốn vào tang 10 M m 517 Nm Mômen mở máy 11 M f 500 Nm Mômen phanh 12 t n 1,09 s Thời gian nâng hàng 13 t h 0,185 s Thời gian hạ hàng s v H t n v 5,49 5,14 12.60.60 === . Cần trục 1.2.2.2. Cầu trục 1.2.2.3. Palăng 1.2.2.4. Cổng trục 1.2.2.5. Xe nâng hạ 1.2.2.6. Bán cổng trục Hình 1.1. Bán cổng trục  Bán cổng trục là sự kết. thiệu các loại bán cổng trục và các thông số kỹ thuật của bán cổng trục 1.3.1. Một số ñặc ñiểm của bán cổng trục 1.3.2. Một số loại bán cổng trục 1.3.3. Các