Sơ đồ nguyên lý phanh điện từ

Hình 3 .7 Trục tang

Hình 3.10 Sơ đồ nguyên lý phanh điện từ

2

1.7. Các bộ phận khác của cơ cấu nâng

1.7.1 Khớp nối trục động cơ với hộp giảm tốc

Ở đây sử dụng loại khớp vòng đàn hồi, là loại khớp nối di động có thể lắp và làm việc khi 2 trục không đồng trục tuyệt đối; ngồi ra loại khớp này cịn giảm được chấn động và va đập khi mở máy và khi phanh đột ngột. Phía nửa khớp bên hộp giảm tốc kết hợp làm bánh phanh.Căn cứ vào đường kính bánh phanh D=300mm, mơ men lớn nhất khớp có thể truyền được là Mmax=1100Nm, mơ men vơ lăng của khớp là (GiD2i)khớp=20,55 Nm2.

Mô men lớn nhất mà khớp phải truyền có thể xuất hiện trong 2 trường hợp: + Khi mở máy nâng vật và khi hãm vật đang nâng.

khi mở máy nâng vật, với hệ số quá tải lớn nhất đã quy định, sẽ xuất hiện mô men mở máy lớn nhất bằng

Mmmax=2,5 Mđn=2,5.132=330 Nm.

Phầ n dư để thắng quán tính của cả hệ thống Mđ = Mmmax - Mn=330-152=178 Nm;

Một phần mômen Mđ này tiêu hao trong việc thắng quán tính các chi tiết máy quay bên phía trục động cơ, cịn lại mới là ph n truyền qua khớp.

Mơmen vơ lăng nửa khớp phía động cơ lấy bằng 40%, mô men vô lăng của cả khớp

2 2

(GiD i)'k=0,4.20,55=8,22 Nm

Mô men vô lăng các tiết máy quay trên giá động cơ

∑

2

(G D ) + (G D )' =36+8,1=44,1 Nm .2

i i roto i i k

Moomen vô lăng tương đương của vật nâng chuyển về trục động cơ2 2 (GiD i)t d =0,1.Q0 =1,4 Nm .

Tổng mô men vô lăng của cả hệ thống

∑ =β∑ +

=1,2(36+20,55)+0.8= 68,66Nm2.

∑

i i

ph

Phần mômen truyền qua khớp :

(G .D2 )' 24,7

M’d= Md i i i  271. = 151,8Nm.

(G .D 2 ) 44,1 Tổng mômen truyền qua khớp :

Mqt=Mn+M’d=291,3+151,8=443,1Nm. Khi phanh hãm vật đang nâng :

Mômen đặt trên phanh là Mph=378,7Nm. tổng mơmen để thắng qn tính của cả hệ thống là :

Mqt=Mph+Mh=378,7+212,3=591Nm. Thời gian phanh khi nâng vật :

b.(G D 2 ).n Q .D 2 .n .

t h  i i 1 o  0  1   0, 17.

m 375.(M phM h

)

375.(M ph  M h ).a .i2 2

Mơmen truyền qua khớp để thắng qn tính : .(G D 2 ).n 44,1.723

M '  i i 1

  496,7Nm.

k 375.t n 375.0,17

vậy để kiếm tra khớp ta chọn trị số lớn của Mômen trong hai trường hợp trên. Lấy : M = 591Nmm.

Điều kiện an toàn của khớp nối :

M.k1.k2 = 591. 1,3.1,2 = 922Nmm < Mmax = 1100Nm.

vậy k1, k2 là hệ số tính đến mức độ quan trọng của các cơ cấu và điều kiện làm việc của khớp nối xác định theo công bảng 9-2[6].

1.7.2 Móc và ổ treo móc

Kết cấu ổ treo móc. Ổ treo móc có thể thực hiện theo hai phương án thường dùng trong các cần trục công dụng chung

Phương án a: treo dài Phương án b:ổ treo ngắn

Ở đây ta sẽ dùng phương án b, để giảm kích thước chiều dài, tăng độ tiếp cận của móc với tang, tận dụng được chiều cao nâng; phương án này chỉ thực hiện

được khi có số rịng rọc chẵn, ngồi ra với số rịng rọc lớn hơn 4, kích thước chiều

1.7.3 Ổ trục

Ổ đỡ bên trái ổ trục.

Ổ bên trái trục tang chọn ổ bi đỡ lòng cầu hai dãy cho phép độ khơng đồng tâm giữa hai ổ và có hệ số khả năng làm việc cao.đường kính trục lắp ổ tại đây là d = 85mm.Tải trọng lớn nhất tác dụng lên ổ là tải trọng hướng tâm,bằng phản lực

RA=11433N.

Tải trọng lớn nhất lên ổ trong trường hợp khơng có lực chiều trục. Rt1 = R1. kv. kt. kn = 11433.1.1,2.1 = 13720N

trong đó : kv = 1 là hệ số xét đến vòng nào của ổ quay (bảng 8- 5[6]). kn = 1 là hệ số nhiệt độ ( bảng 8-4[6]).

kt = 1,2 là hệ số tải trọng (bảng 9-3[6]).

Tải trọng tính với các vật nâng có trọng lượng Q2 = 0,5.Q ; Q3 = 0,3Q. được `

R12 R12  2.S2 .325 .k 815 v  2.S3 .325 .k 815 v .kt .kn .kt .kn  2.13200.325.1,2.1.1  13896N 815 .  2.8230.325.1,2.1.1  7877N 815

trong đó : S2 = 13200 N là lực căng cáp với tải trọng nâng Q2=0,5Q. S3 = 8230 N là lực căng cáp với tải trọng nâng Q2=0,3Q. Tỷ lệ thời gian tác dụng của ba tải trọng này theo sơ đồ gia tải là 3:3:1. tải trọng tương đương tác dụng lên ổ xác định theo công thức 8-8[6]).

R  3,33  .b .R 3,33   .b .R 3,33   .b .R 3,33  td 1 1 1 2 22 2 2 3 3,33 0,6.137203,33  0,2.18689,43,33  0,2.11213,63,33  14713N trong đó :   h1 1 h  3  0,6 5 .     h2  1  0,2 2 3 h 5 b  ni  1 i

n ( số vịng quay của tang xem như khơng đổi khi làm việc với các tải trọng khác nhau)

Theo bảng 1-1[6]) ta có thời gian phục vụ của ổ là 5 năm (chế độ trung bình ) ta có tổng số giờ T = 5. 365. 24 kn. kng = 5.365.24.0,67.0,5 =14673 giờ

h = T. (CD) = 14673.0,25 = 3668 giờ.

Hệ số khả năng làm việc của ổ yêu cầu xác định theo công thức 8-1[6]. Cyc = 0,1.Rtđ.(nh)0,3 = 0,1.14713.(22,4. 3668)0,3 = 43863,6 (trong cơng thức trên Rtđ có thứ ngun là daN) Theo bảng 15P[6].Chọn ổ bi đỡ long cầu hai dãy ký hiệu 7125 với C=175000.

Chương IV. TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ CƠ CẤU DI CHUYỂN XE CON

1.1. Công dụng, cấu tạo cơ cấu di chuyển xe con

Hình 4. 1 Cơ cấu hoạt động của cơ cấu di chuyển xe con 3D

Cơ cấu di chuyển bao gồm 1 hoặc 1 cụm bánh xe, được dẫn động bởi động cơ thông qua hệ thống truyền động cơ khí, như hộp giảm tốc, khớp nối, trong nhiều trường hợp cịn có cả bộ truyền bánh răng để hở. Để dừng xe chính xác, cơ cấu được trang bị phanh.

Chọn cơ cấu di chuyển với trục truyền động quay chậm Cơ cấu di chuyển xe con gồm các bộ phận sau:

Hình 4. 2: Nguyên lý hoạt động của cơ cấu di chuyển xe con1. Động cơ điện. 1. Động cơ điện.

2. Hộp số 3. Bánh xe

- Phương án này kết cấu gọn nhẹ, đơn giản, truyền động chắc chắn.Giá thành rẻ.

Ưu điểm:

+ Mô men xoắn lớn

+ Yêu cầu chế tạo, lắp ráp trục truyền động khơng cần độ chính xác cao

1.2. Các số liệu ban đầu

Trọng tải Q =5 tấn =50000 N ;

Trọng lượng xe lăn kể cả bộ phận mang vật G0=4500 N ; Vận tốc di chuyển xe con: m/ph ;

Chế độ làm việc của cơ cấu – trung bình ; Thời gian phục vụ: 5 năm.

1.3. Chọn loại bánh xe

Ta chọn loại bánh xe hình trụ có 2 thành bên với các kích thước theo TOCT 3569-60. Đường kính bánh xe sơ bộ chọn Dbx=120mm, đường kính ngỗng trục d=15mm. Hình 4.3: Bánh xe chủ động và bị động của xe lăn Trọng tải máy trục (xe lăn) tấn Xe lăn Đường kính bánh xe lăn Đường kính ngõng trục 5÷10 100÷250 10÷70 10÷20 250÷350 70÷100

1.4. Tải trọng lên bánh xe

Tải trọng lên bánh xe. tải trọng lên bánh xe gồm trọng lượng bản thân xe lăn G0 = 4500N và trọng lượng vật nâng Q = 50000N. trọng lượng xe xem như phân bố đều cho các bánh. Khi khơng có vật nâng các bánh xe chịu tải trọng ít nhất Pmin bằng.

Pmin= G0

4  4500  1125N .

4

Khi nâng vật nâng tải trọng lên bánh xe sẽ không đều .

Tổng tải trọng do trọng lượng vật nâng tác dụng lên bánh dẫn.

P  Q 200  50000. 200  25000N

d 400 400

Tải trọng do trọng lượng vật nâng tác dụng lên bánh D

P  P 300  25000. 300  15000N .

D d 500 500

Vậy tải trọng lớn nhất tác dụng lên bánh xe (bánh D) Pmax = 10000 + 15000 = 25000 N.

Tải trọng tương đương lên bánh xe tính theo cơng thức 3-65[1] Pbx = γ. kbx. Pmax = 25000.0,8.1,2 = 24000 N.

trong đó : γ = 0,8 hệ số tính tốn đến sự thay đổi tải trọng -bảng 3- 13[1]

kbx = 1,2 hệ số tính tốn đến chế độ làm việc của cơ cấu- bảng 3-12[1].

Tải trọng do trọng lượng vật nâng tác dụng lên bánh xe A.

PA  Pd L 3 L3  L4  25000 200  10000N . 500

Tổng tải trọng do trọng lượng vật nâng tác dụng lên hai bánh xe B và C. Pbd = 50000 -10000 -15000 =25000 N. Tải trọng tác dụng lên bánh xe C. PC Tải trọng tác dụng B  Pbd L3 L3  L4  25000. 200  10000N . 500 PB = Pbd - PC = 25000-10000= 15000N

Sức bền dập bánh xe được kiểm tra theo sơ đồ, Hình 3.2 bánh xe chế tạo bằng thép đúc 55л ; để đảm bảo lâu mịn vành bánh được tơi đạt độ rắn

HB=300÷320

Ứng suất dập theo cơng thức 2-67[1]

 d  190 

190

 734N / mm 2

trong đó:

Pbx Là tải trọng tương đương tác dụng lên bánh xe.

b: Là khoảng tiếp xúc của bánh xe xúc với bánh xe

r: Là bán kính xe

Ứng suất dập cho phép theo bảng 2-19[1] có [σd]=750N/mm2.

Vậy kích thước bánh xe đã chọn đãm bảo hoạt động an tồn.

1.5. Động cơ điện

Lực cản tính chuyển động của xe lăn gồm có lực cản do ma sát và lực cản do độ dốc đường ray. Lực cản do ma sát tính theo cơng thức :3-40[1]. trong đó : W1  (Q  G0) 2. m  f . d Dbx  (50000 4500). 2.0,3  0,02.15  408N . 120 μ=0,3 ;f=0,02 hệ số ma sát lăn và trượt. bảng 3-7,3-8[1] d =15 đường kính ngỗng trục.

Lực cản do độ dốc đường ray đặt trên cầu theo cơng thức 3-41[1] W2 = α(Q+G0)

trong đó:

α = 0,002 độ dốc đường ray, tra bảng3-9[1] W2 = 0,002(50000+4500) = 109 N.

Lực cản gió bỏ qua do cầu trục làm việc trong nhà thì vận tốc gió khơng đáng kể Tổng lực cản tĩnh: P b x b r 2 4 0 0 0 2 7. 6 0

i i rôto

t d

kt = 2,05 : hệ số tính đến ma sát thành bánh , theo bảng 3-6[1]. Công suất tĩnh yêu cầu đối với động cơ theo công thức 3-60[1].

Nt  Wt .vx 60000.

dc

 60000* 0,65945.25  0,6N .

Tương ứng với chế độ làm việc của cơ cấu là trung bình CĐ25%, sơ bộ chọn động cơ điện.

Cơng suất danh nghĩa : Ndn = 0,6 Kw. Số vòng quay danh nghĩa : ndc = 885 v/ph

Hệ số quá tải : M max  2,3 .

M min

Mô men vô lăng :(G D 2) = 0,85N/mm2. Khối lượng vô lăng : mdc = 50kg.

1.6. Tỷ số truyền chung

Số vòng quay của bánh xe:

nbx  vx

 .Db

x

3,14.0,1225  66,4v / ph

Tỷ số truyền chung cần có đối với bộ truyền.

ndc

x bx

 885  14

66,4

1.7. Kiểm tra động cơ điện về mô men mở máy

Gia tốc lớn nhất cho phép đảm bảo hệ số an toàn bám Kb = 1,2; tính cho trường hợp lực bám ít nhất (khi khơng có vật).

trong đó j0 max  g (Gd .  G . f G0 1,2 d Dbx  W 0 ) vật. -φ = 0,2 : hệ số bám

-Gd = 2Pmin = 2.10000 = 20000 N: Tổng áp lực lên bánh dẫn khi khơng có -W0t: tổng lực cản tỉnh khi khơng có vật.

W 0  W G0  1840.4500



 Q

i i rôto i i khơp  m ph Vậy : j0 max  9,81 ( 20000.0,2  20000.0,02 60  0,08)  6,5m / s 2 8000 1, 2 200

Thời gian mở máy tối đa cho phép để không xảy ra trượt; theo 3-54[1]

W 0 .D G .D 2 .n b (Gi Di M m0  2.i t . bx  0375.i  dx  1 2 .t 0 . 375.t 0 x dc x m dc m Với : ∑(GiDi2)=( G D 2) +(G D 2) = 0,85 Nm2

Ở đây ta chọn khớp nơi vịng đàn hồi có dường kính D=90mm cho phanh TKT-150.

Thời gian mở máy tương ứng gia tốc cho phép trên là 0 vx 60. jo max  60.0,6525  0,64s 0 818.0,2 40000.0,22.885 1,2.0,85.885 Vậy Mm  2.22.0,85  375.222.0,64.0,85  375.0,64  22,5Nm . Đối với động cơ điện đã chọn có mơmen danh nghĩa :

M dn

 9550 1,4

885 15,1Nm .

Mơmen mở máy trung bình của động cơ xác định theo công thức :

M m  1,2. Mdn = 1,2.15,1 = 18,12Nm

=>Mm<M 0.

Như vậy động cơ đã chọn thoả mãn điều kiện về lực bám, động cơ hoạt động an tồn.

1.8. Phanh

Gia tốc khi khơng có vật nâng tương đương với tỷ lệ bánh dẫn so với so với tổng số bánh xe là 50%. Hệ số bám φ = 0,2 . Ta chọn j 0 = 0,75m/s2. Tỷ lệ số bánh dẫn so với tổng số bánh xe Với hệ số bám φ 0,12 0,20 100% 0,9 1,50 50% 0,45 0,75 tm



0 dx 1

t bx

t

Thời gian khi khơng có vật :

n vx

60. jo max

 60.0,7525  0,5s

Với phanh đặt ở trục thứ nhất, mômen phanh được xác định, theo 3-58[1]   W 0.D  G .D2 .n  b (Gi Di ).n1 . ph 2.i . 375.i 2 .t 0 . 375.t 0 x dc x m dc m Với W 0  G 2.m  D f .d  4500. 2.0,3  0,02.60 120  68N . 68.0,12 4500.0,122.885 1,1.0,85.885 M ph   2.14.0,85  375.142.0,5.0,85  375.0,5  7Nm .

căn cứ vào mômen phanh trên, ta chọn phanh điện từ có Mph = 10 Nm.

tm

M

Chương V. TÍNH TỐN CƠ CẤU DI CHUYỂN CẦU

Sức nâng Q = 5 tấn; khẩu độ dầm cầu L = 14 m; Chiều cao nâng: H = 8m;

Trọng lượng xe con kể cả bộ phận mang vật nâng :Gx = 4500N. Trọng lượng cầu kể cả cơ cấu di chuyển cầu:Gc = 41200N. Vận tốc di chuyển cầu: Vcmax = 50 m/ph;

Chế độ làm việc: trung bình; Thời gian phục vụ: 5 năm. Sơ đồ cơ cấu di chuyển cầu trục

Hình 5. 1 Sơ đồ di chuyển cầu 3D

1.1. Bánh xe và ray

Chọn loại bánh xe hình trụ có hai thành bên với các kích thước Dbx=300mm. Đường kính ngỗng trục lắp ổ d=70mm. Tra theo bảng 9-4[1] chiều rộng bánh xe là 105mm, chọn ray có chiều rộng mặt tiếp xúc là KP-80mm làm ray cho cầu lăn

Bánh xe được chế tạo bằng thép đúc 55Л và bề mặt được tơi đạt độ cứng HB = 300÷320

Kiểm tra bánh xe theo sức bền dập.

1

Tải trọng tác dụng lên bánh xe gồm có: Trọng lượng bản thân cầu Gc, tải trọng lớn nhất tác dụng lên bánh xe A khi xe lăn có vật nâng tại một bên cầu.

Hình 5. 2: Sơ đồ tính tải trọng 1 L  l  1 G Pmax= PA = PD = 2 (Gx+Q). L 4 = 1 (4500 50000) 2  0,2  1 41200  34825N 2 2 4

Tải trọng nhỏ nhất tác dụng lên bánh xe A(và D) khi khơng có vật nâng tại đầu cầu bên phải

1 G L  l  1 G Pmin(A,D) = 2 x L 4 x = 1 .4500. 2  0,2  41200  12325N 2 2 4

Tải trọng tương đương lên bánh xe theo cơng thức 3-65[1]. Pbx =  .Kbx.Pmax

Trong đó: Kbx =1,2 hệ số tính đến chế độ làm việc của cơ cấu, bảng 3-12[1]  = hệ số tính đến sự thay đổi tải trọng, theo công thức 3-65a[1]

    1  2   (1      0,57 Q )3  Qo    Pbx  0,57.1,2.35280 24132

Như vậy bánh xe được làm bằng thép đúc có HB=300 ÷ 320 Kiểm tra ứng suất dập xác định theo công thức 2-67[1].

 d  190. P

c

.

trong đó:

Pbx:tải trọng tương đương tác dụng lên

bánh xe.

b: là chiều rộng mặt ray tiếp xúc với bánh xe. r : là bán kính bánh xe. vậy :  d  190. Pbx b. r  190. 24132  446N / mm2 35.125 Hình 5. 3: Bánh xe di chuyển cầu

Ứng suất dập cho phép theo

bảng 2-19[1] có [δd] = 750N/mm2

Vậy kích thước bánh xe đã chọn đảm bảo hoạt động an tồn.

Hình 5.4: Sơ đồ động học của cơ cấu di chuyển cầu

1.2. Chọn động cơ điện

-Xác định lực cản chuyển động Wt=kt.W1+W2+W3.

Trong đó : kt là hệ cản do ma sát thành bánh vào ray theo bảng 3-6[1] kt = 2, 2. -Lực cản do ma sát tính theo cơng thức 3-40[1].

W1  (G0

 Q). 2 m   f . d

480N

3 0 0

Trong đó: μ=0,8 là hệ số ma sát lăn bảng 3-7[1] và f=0,015 là hệ số ma sát trượt bảng 3-8[1]