Đang tải... (xem toàn văn)
Luận Văn: Thiết kế máy nâng chuyển và thiết bị cửa van nghành cơ khí
Lời nói đầu Khoa học kỹ thuật ngày phát triển máy móc sử dụng ngày nhiều với trình độ khí hóa tự động hóa cao Song từ máy đơn giản đến cỗ máy phức tạp, đại, máy bao gồm nhiều bao gồm giải nhiều vấn đề phức tạp.Máy nâng chuyển thiết bị cửa van môn học thiếu đợc sinh viên ngành máy xây dựng Cơ sở thiết kế máy nâng chuyển thiết bị cửa van môn khoa học thiết kế hợp lý chi tiết máy, nhóm tiết máy phận có công dụng chung Nó trang bị sở lý thuyết phơng pháp tính toán thiết kế chi tiết máy phận máy có mặt hầu hết máy đại, cung cấp kiến thức nguyên lý làm việc kết cấu máy, bồi dỡng khả độc lập giải vấn đề tính toán thiết kế chi tiết máy kết cấu khác máy nâng, nội dung hÕt søc quan träng thiÕt kÕ chi tiÕt m¸y nói chung Do thiết kế môn học thiết kế máy nâng chuyển thiết bị cửa van học phần quan trọng sinh viên ngành khí Đề tài Thiết kế cấu thay đổi tầm vơn ®· gióp em vËn dơng ®ỵc nhiỊu kiÕn thøc ®· đợc học qua giúp em củng cố đợc kiến thức đà học.Đề tài đợc hoàn thành đợc giúp đỡ nhiệt tình thầy cô khoa Máy xây dựng , đặc biệt thầy giáo Nguyễn Đăng Cờng PHầNI.tính chọn dây cáp 1.Chọn loại dây cáp Vì cấu nâng cần nên chọn dây cáp ta chọn loại dây cáp có lõi day Đây loại dây cáp có u điểm mềm dẻo chịu uốn tốt tuổi thọ dây cáp cao tự bôi trơn Lực lớn dây cáp đợc tính theo công thøc: S max Q λ n λ a λ t Trong đó: Qn: Khối lợng vật nâng vËt mang (N) = 0,98: HiƯu st cđa rßng rọc cáp a: Bội suất palăng chọn a = t: Sè puli dÉn híng chän t = VËy S max 80000.1 0,98 1 0,984 .0,985 228800,78 N Hiệu suất palăng nâng vật tính theo c«ng thøc : p S0 Qn 80000 0,877 S max a.S max 4.228800,78 Lùc kÐo ®øt dây cáp đợc tính theo công thức Sd = Smax.n = 228800,78 5,5 = 125404,29 (N) n = 5,5 hÖ số an toàn Chọn dây cáp - 636 có thông số sau Sd = 439500 (N) Độ bền sợi cáp b = 1900 (N/mm2) Đờng kính dây cáp dc = 26,5 (mm) 2.Xác định lực hệ thống nâng cần Lực xác định palăng nâng cần đợc xác đinh theo công thức Scmax=S1+S2+S3 trục quay can h qC q ò r a1 a Trong đó: S1-Lực palăng nâng cần trọng lợng vật nâng , phận mang tải trọng lợng cần Đợc xác định theo công thức sau S1 Q.a Gc a1 h Q-Trọng lợng vật nâng với phận mang (N) Gc-trọng lợng cần (N) Với a2 = a – r = 23- = 22 (m) Suy a1 = 22/2 = 11 (m) Thay sè vµo ta cã : S1 80000.22 18000.11 391600 N S2-Lực palăng cần tải trọng gió đợc xác định theo công thức sau S2 W1 H W2 H h W1và W2 -Tải trọng gió tác dụng lên diện tích chịu gió càn vật nâng (N) W1-Tải trọng gió lên cần cần đặt đứng (N) xác định theo công thức W1=k1.q1.F0 Trong đó: k1- hệ số cờng độ tải trọng gió,chọn k1 = 1,15 bảng 2-3,sách Máy nâng chuyển thiết bị cửa van q1=250(N/m2)-giá trị cờng độ tải trọng gió,tra theo bảng 2-2, Máy nâng chuyển thiết bị cửa van F0-Diện tích bề mặt đợc giới hạn đờng biên kết cấu (m 2).Theo hình vẻ tính đợc F0=(F+0,5F).k F-diện tích đờng viền mặt chịu gió cần (m2) k=0,4-hệ số kể đến phần hổng kết cấu Các kích thớc lại đợc xác định nh sau : Chiều dài cần : Lc 22 22 22,78(m) o Cos15 Cos15 o chän Lc = 23 (m) ChiỊu cao tiÕt diƯn ë cần tính theo kết cấu thép 23 23 h .l c 1,15 0,77 (m) 20 30 20 30 chän h = (m) b = (1 1,5).h = 1 1,5 (m) chän b = 1,2 (m) Ta cã: b1 = 0,5.b = 0,5.1,2 = 0,6 (m) h1 = 0,5.h = 0,5.1 = 0,5 (m) l1 = (0,1 0,2).lc = (0,1 0,2).23 =2 4,6 (m) chän l1 = (m) l = lc –2.l1 = 20 –2.4 =15 (m) 0,35m 0,7m 3m 14m 3m DiÖn tích đờng viền chịu gió cần F là: F 2 (0,5 1,2) 4 15.1,2 21,4(m) Thay vào công thức ta có: F0 = (21,4 + 0,5.21,4).0,4 = 12,84 (m2) Suy ra: W1’=k1.q1.F0 = 1,15.250.12,84 = 3691,5 (N) Khi nghiêng góc =150 tải trọng giớ lên cần W1=W1.sin1 = 3691,5.sin(150) = 955,43 (N) Tải trọng gió lên vật nâng truyền đến đầu cần xác định từ công thức W2=k2.q2.Fvn= 1,15.250.8,84 = 2541,5 (N) Trong ®ã: Fvn= 8,84 (m2)-lµ diƯn tÝch høng giã cđa vËt nâng Tra theo bảng 2-5 sách (Máy nâng chuyển thiết bị cửa van) q2=250(N/m2)-giá trị cờng độ tải trọng gió k2=1,15-hệ số cờng độ tải trọng gió độ cao từ trụ quay đến đầu cần : H Lc sin 15 o 23 sin 15 o 5,95(m) độ cao từ trụ quay đến cần : H H 5,95 2,975( m) 2 Vậy lực S2 palăng cần tải trọng gió đợc xác định theo công thức sau đây: S2 W1 H W2 H h S2 VËy 955,43.2,975 2541,5.5,95 3592,87 N S3-Lùc sinh palăng cần lực ly tâm phối hợp quay nâng cần.Lực ly tâm tác dụng lên khối lợng thân cần (P1) khối lợng vật nâng phận mang tải (P2) đợc xác định theo c«ng thøc sau: P h P h S 1 h ®ã: P1 Gc nq a a1 Lùc ly tâm cần (N) 900 P2 Q.R.nq2 900 nq2 H -Lùc ly t©m cđa vËt víi phận mang tải (N) -vận tốc quay cần trục (vg/ph) R=a+a1 -Khỏng cách từ vật đến trục quay (m) Vì theo đầu đề thiết kế vận tốc quay trơc rÊt nhá (n q=0,5 vg/ph) nªn cã thĨ bá qua lực S4=0 Vậy lực lớn sẻ xuất palăng nâng cần cần vơn vị trí xa là: Scmax=S1+S2+S3 = 391600 + 3592,87 = 395192,87 (N) Bội suất palăng nâng cần tính theo c«ng thøc sau: nq a c S n 395192,87.5,5 cmax 5,49 S η 439500.0,9 d p ®ã: n=5,5-hệ số an toàn tính dây cáp Tra theo bảng (2-2) s¸ch (TÝnh to¸n m¸y trơc) Sd= 439500 Lùc kÐo đứt dây cáp p=0,9 -Hiệu suất palăng nâng (cần ớc lợng sơ bộ) Chọn bội suất palăng a = Tính lại hiệu suất palăng theo công thức 0,986 .0,985 η 0,86 p 61 0,98 lực lớn dây cáp đợc tính lại nh sau S max S 395192,87 cmax 76587,76 N a.η 6.0,86 p Sd = Smax.n =76587,76.5,5 = 421232,71 (N) < Sdc = 439500 (N) Vậy ta chọn bội suất palăng a =6 Vậy sơ đồ palăng cáp nh sau: ng ta lố iv 3.Xác định kích thớc tang nâng cần ròng rọc Đờng kính nhỏ cho phép tang ròng rọcđợc xác định theo công thức sau: D dc.h Trong h1= 18 hệ số đờng kính tang tra theo bảng (3-11) sách (Máy nâng chuyển thiết bị cửa van) dc= 26,5 mm đờng kính cáp tra theo tiêu chuẩn (mm) Vậy ta có:D26,5.16 =424 mm Ơ ta chọn đờng kính tang ròng rọc giống Dt=Dr = 430(mm) ta dây cáp lên tang làm lớp , bề mặt tang trơn rÃnh Chiều dầy làm việc dây cáp (llv) tính theo công thức Llv=(l10-l1).a = (23,24 – 19,13).6 = 24,7 (m) Víi l1,l10 chiều dài palăng tơng ứng với tầm xa (góc1) tầm với gần tơng ứng với (góc 10) Đợc xác định từ sơ đồ hình học cần Chiều dài dây cáp trên bíc quÊn mét líp L=(Dt+dc)=3,14.(0,477 + 0,0265) = 1,58 (m) Sè bíc qn c¸p; Z l lv 24,7 15,63 ,chän L 1,58 bíc c¸p Z = 16 ChiỊu dài cần thiết tang là: Lt=Z.dc= 16.26,5 = 424 (mm) Chän Lt= 600 (mm) BỊ dµy thµnh tang đợc tính theo công thức kinh nnghiệm sau =0,02.Dt+(610) = 0,02.424+ 10 =18,48 (mm) lÊy = 25 (mm) KiÓm tra ứng suất nén sinh tang theo công thøc: n k S max 1,4.0,8.76187,43 110,1 N / mm t 25.31 Trong ®ã: Smax - Lực căng lớn cáp (N) -Bề dầy thành tang (mm) t Bớc cáp với dc = 26,5 (mm) tra bảng 3-10 Máy nâng chuyển thiết bị cửa van), chọn t = 31 -Hệ số giảm ứng suất ,đối với tang gang = 0,8 K -HƯ sèphơ thc vµo sè líp cáp tang ,hai lớp k=1,4 Với ứng suất nén cho phép tang gang GX15-32 : [n] =113(N/mm2) VËy ta cã : n= 110,1n]=113(N/mm2) Nh vËy kích thớc tang làm việc hợp lý đủ bền PhầnII.chọn động điện Ta phân thành vị trí cần tơng ứng với góc ngiêng 1,2,3 ., Là 150, 250, 350 ,45,55, 65,để tính tực trung bình bình phơng tác dụng lên palăng cần trình thay đổi tầm với tứ Lmax đến Lmin.Cách tính giá trị tơng tự nh tính lực dây cáp lớn nh đà trình bày Vận tốc trung bình thay đổi tầm với vt= 0,27 (m/ph) Thời gian thay đổi tầm với t = 45(s) Vận tốc trung bình thay đổi tầm với vp l1 l n 23,24 19,13 0,091(m / s ) t 45 Thời gian thay đổi tầm vớitừ vị trí (1=150) đến vị trí (2=250) là: t1 l1 l 23,24 22,35 9,78 s vp 0,091 Tính toán với sơ đồ tải trọng nh h×nh vÏ: Q= 80000N ; q = 250 (N/m2) Q = ; q = 250 (N/m2) Q1 = 80000N; q = 100 (N/m2) Q1 = 0; q = 100 (N/m2) Q2 = 0,733Q =58640 N; q = 100 (N/m2) Q2 = 0; q = 100 (N/m2)Q3 = 0,467Q = 37360 N; q = 100 (N/m2) Q3 = 0; q = 100 (N/m2) Q4 = 0,2Q = 16000N; q = 100 (N/m2) Q4 = 0; q = 100 (N/m2) vị trí khác tính tơng tự nh cho kết nh bảng sau: Vị trí cuả cần tơng ứng với góc nâng i Các thông số tính toán Cánh tay đòn b(m) Chiều dài palăng Lp,m Thời gian thay đổi Tầm với t,s Lực palăng nâng cần sc, Nvới tải trọng Q= 80000 N,vµ q=250 N/m2 Q = 0,vµ q = 250 N/m2 Q= 80000 N,vµ q=100 N/m2 Q=58640 N,vµ q=100 N/m2 Q=37360N,vµ q=100 N/m2 Q=16000N,vµ q=100 N/m2 I(15o) 23,23 II(25o) 22,34 9,78 III(35o) 21,46 19,45 VI(45o) 4,73 20,61 V(55o) 4,28 19,82 28,79 37,47 292356 VI(65o) 3,63 19,13 45 399056.68 377537 344922.39 319357.67 262805.36 43583.34 43981.39 43409.08 44179.15 399056.68 377537 344922.39 319357.66 292356 226472.36 45600.5 48321.46 262805 304145.3 288477.68 264418.3 245884.99 209589.39 199751.87 184215.8 172687.5 160835.36 148485.44 99214.8 94951.6 91218.24 114678 lùc trung b×nh Stb, N , với tải trọng Q= 80000 N,và 361229.7 q=250 N/m2 Q = 0,và 43782.36 q = 250 N/m2 khoảng thời gian 9.78 cửa lực Stb tác động t, s 110692.5 332140 43695.23 9.67 103711.7 305856.9 43794.11 9.34 277580.7 44889.82 8.68 205538.2 131402.7 46960.98 7.53 Ta có bảng tính giá trị trung bình lực tác dụng lên palăng nâng cần 10 ... bảng 2-3,sách Máy nâng chuyển thiết bị cửa van q1=250(N/m2)-giá trị cờng độ tải trọng gió,tra theo bảng 2-2, Máy nâng chuyển thiết bị cửa van F0-Diện tích bề mặt đợc giới hạn đờng biên kết cấu (m... tang nâng cần ròng rọc Đờng kính nhỏ cho phép tang ròng rọcđợc xác định theo công thức sau: D dc.h Trong h1= 18 hệ số đờng kính tang tra theo bảng (3-11) sách (Máy nâng chuyển thiết bị cửa van) ... vật nâng truyền đến đầu cần xác định từ công thức W2=k2.q2.Fvn= 1,15.250.8,84 = 2541,5 (N) Trong đó: Fvn= 8,84 (m2)-là diện tích hứng gió vật nâng Tra theo bảng 2-5 sách (Máy nâng chuyển thiết bị