.25 Kết quả chuyển vị của kết cấu thép mang DN3500

3.2.4 Thiết kế bộ mâm xoay

3.2.4.1 Tính tốn động cơ

Đặc điểm của cơ cấu quay là khi quay, thời gian chuyển động không ổn định (mở máy và phanh) chiếm phần lớn thời gian quay (thời gian chuyển động ổn định nhỏ). Vì vậy, cơng suất động cơ điện khơng tính theo moment tĩnh, mà tính theo tổng moment trong thời kỳ mở máy.

 Xác định moment cản quay

Trong thời kỳ mở máy moment cản quay đối với trục quay xác định theo công thức:

q 1 2 3 4

M M M M M Trong đó:

M2: moment cản do độ nghiêng của mặt nền. M3: moment cản do gió.

M4: moment cản do lực qn tính. Moment cản do ma sát

Theo cơng thức (9.5), với hệ thống tựa quay của thiết bị:

' ' 0 r r 1 1 0 0 ' 1 t 1 l ' r ' l d D D d M R R f R f K D D 2 2 144 D 0 55 550000 0 0, 25 0,3 0.0,3 .2 60 D 2 2 660 (Nm)                               Trong đó:

R0 = 550000 : Tổng tải tọng tác dụng lên con lăn, N. R’0 = 0 : Tổng tải trọng lên các con lăn ngược, N. Dr = 144 : Đường kính trung bình của vịng ray, mm. Dl = 60 : Đường kính trung bình của con lăn, mm. μ = 0,25: Hệ số ma sát tương đương.

f = 0,3: Hệ số ma sát trượt.

d0 = 0: đường kính trục con lăn, mm.

R1 = 0: Tải trọng ngang tác dụng lên trục giữa, mm.

d1 = 55: Đường kính ngõng trục của trục giữa lắp ổ chịu tải trọng ngang R1,

mm.

Kt = 2: Hệ số kể đến ma sát do hiệu lượng trượt của con lăn trên vòng ray, ma sát thành bên của con lăn vào ray và ma sát mặt đầu con lăn, theo bảng 9.1 trang 173[7].

Moment cản quay do độ nghiêng

 ' '  2 c c q q 0 M QL G l G l sin (30000 13700 183000 6850) sin2 58092 (Nm)          

Trong đó:

Q = 30000 : Trọng lượng vật nâng và bộ phận mang, N. L = 13700 : Tầm với của cần kể từ trục quay, mm.

Gc = 183000 : Trọng lượng cần và các thiết bị trên nó, N. lc = 6850 : Khoảng cách từ trọng tâm cần đến trục quay, mm.

α = 20 : Góc nghiêng lớn nhất của mặt nền cho phép cần trục làm việc theo thiết kế.

Moment cản quay do gió

Moment cản quay do gió lớn nhất được tính khi cần ở vị trí cũng có moment cản do độ nghiêng mặt nền lớn nhất, theo công thức (9.11) trang 174[7]:

    3 v c c q q M q F l F a F a 0, 000138 14117253,37.6850 514548(Nm)      Trong đó: q = 0,000138 : Áp lực gió tính tốn, N/mm2.

Fc = 14117253,37 : Diện tích chịu gió của cần, mm2.

ac = 6850 : Khoảng cách từ trục quay đến các điểm đặt tải trọng gió tác dụng lên máy, mm.

Do đó, moment tĩnh cản quay:

t

q 1 2 3

M M M M 573300 (Nm)

Động cơ điện cơ cấu quay được chọn xuất phát từ công suất tĩnh:

t q q t M .n 573300.0,03 N 1,8(kW) 9555 9555    Trong đó:

nq = 0,03 : Vận tốc quay ổn định, m/s, biết tốc độ quay của thiết bị là n = 2 rev/min

Công suất động cơ:

dc t

Theo [16], chọn động cơ loại Helical Geared Motor (tích hợp hộp giảm tốc và phanh hãm), ký hiệu HF 136C 3B 132M-04F-TH-TF-BR100 với cơng suất 7,5 (kW), số vịng quay 12 (rev/min).

3.2.4.2 Tính tốn ổ lăn

Theo [22], chọn ổ lăn kết hợp bánh răng ăn khớp trong, loại 01 – Single row ball slewing bearing, ký hiệu 013.60.2000. Đi kèm là bánh răng dẫn động với các thơng số kỹ thuật chính được thiết kế như sau:

STT THÔNG SỐ GIÁ TRỊ

1 Module, m 16

2 Số răng, z 18

3 Góc nghiêng răng, α 200

Bảng 3.12 Thông số kỹ thuật bánh răng dẫn động 3.3 Thiết kế cụm đối trọng

3.3.1 Chức năng

Sự an toàn làm việc của tất cả các cụm, các ống vít tải cần được đảm bảo nhờ đủ độ ổn định chống lật máy. Hệ số dự trữ ổn định và phương pháp xác định nó được nêu trong các quy tắc của tiêu chuẩn kỹ thuật an toàn sử dụng máy nâng (TCVN 4244:2005).

Điều kiện cân bằng của cần trục được xác định bằng tỷ số của moment chống lật và moment gây lật máy tác dụng so với đường trục lật (cạnh lật) của máy.

3.3.2 Tính tốn moment cần thiết để tạo đối trọng

Ta có: Mdt 1.15Mlat 1.15 max MtbiMxi , Mtbi Mxemuc Trong đó:

:

dt

M Moment do trọng lượng đối trọng gây ra

:

lat

M Tổng moment làm lật máy

:

tbi

M Moment do trọng lượng thiết bị gây ra

:

xi

:

xemuc

M Moment do trọng lượng xe múc được treo trên thiết bị gây ra  Tính Mtbi

Dùng phần mềm SolidWorks, ta cài loại vật liệu và tính được khối lượng của thiết bị và khoảng cách khối tâm so với tâm lật của thiết bị là: mtbi 18300kg

4600 4,6

d  mm m

Khi đó Mtbi mtbi g d118300 10 4, 6  841800Nm  Tính Mxi

Ta giả sử, xi măng lắp đầy hết các ống. Khi đó:

Thể tích xi măng chiếm chỗ: Vxi Vlongong Vvittai

Khối lượng xi măng: 3

1,2 / 1000 /

xi xi xi xi

m  V  tan m  kg tan V Moment lật do xi măng từng ống gây ra Mxi i  mxi i  g di i 

Khi đó, ta tính được moment lật do xi măng gây ra:

 

xi xi i xidung xixien xingang xixa

M M M M M M

Ta có bảng kết quả như sau:

d L Vlongong Vvit Vxi mxi di Mxi Vít đứng 0,3239 4,01 0,33 0,03 0,3 360,4 11,106 40024,67 Vít xiên 0,3239 5,15 0,424 0,039 0,386 462,8 9,584 44356,02 Vít ngang 0,4064 11,305 1,467 0,137 1,329 1594,9 4,251 67797,87 Vít xả 0,4064 6,615 0,858 0,078 0,78 935,6 4,997 46752,21 Tổng 105426,3

Bảng 3.13 Các thơng số tính tốn moment lật do xi măng gây ra

 Tính Mxe

Khối lượng xe: mxe 3000kg

Khoảng cách vị trí móc xe đến tâm lật: dxe 11106mm11,106m Khi đó, moment lật do xe múc gây ra là:

3000 10 11,106 333180

xe xe xe

Ta thấy, Mxe Mxi333180105426,3

Do đó, Mdt 1,15MtbiMxe1,15841800 333180 1351227Nm

3.3.3 Thiết kế

Sử dụng phần mềm Solidworks, nhóm đã thiết kế được mơ hình như Hình 5.1. Mơ hình vừa đảm bảo được Moment cần thiết và vừa đảm bảo được thiết bị

không bị va chạm khi làm việc. Bên cạnh đó, có thùng chứa dầu được thiết kế và được tính tốn để cân bằng khối lượng 2 bên, vì bên kia có khoảng trống đủ để đặt động cơ để xoay được mâm xoay.