Đang tải... (xem toàn văn)
+ các thông số cầu trục cần thiết kế : sức nâng : Q = 12,5 ( T ) khẩu độ : L = 42 ( m ) chiều cao nâng : Hmax = 9 ( m ) tốc độ nâng hàng: Vn = 16 ( mp ) tốc độ di chuyển cầu trục: Vdc = 40 ( mp ) tốc độ di chuyển xe con : Vxc = 28 ( mp ) chế đọ làm việc : CD% = 25%
Mở đầu Giới thiệu về cầu trục Đ 1 : Giới thiệu chung về cầu trục Cầu trục là loại máy xếp dỡ đợc dùng chủ yếu trong các phân xởng cơ khí, các nhà kho,các nhà máy đóng tàu để nâng hạ , vận chuyển hàng với lu lợng lớn và phục vụ việc đóng mới cũng nh sửa chữa tàu . Cầu trục còn đợc sử dụng trong các lĩnh vực khác của nghành kinh tế quốc dân với các thiết bị mang hàng rất đa dạng nh : móc treo, mâm cặp, nam châm điện, gầu ngoạm v v Đặc biệt cầu trục đợc sử dụng phổ biến trongngành chế tạo máy và luyện kim với thiết bị mang hàng chuyên dụng. Đặc điểm chung của cầu trục là hoạt động trong nhà kín , ít chịu ảnh hởng của tải trọng gió . Kết cấu của cầu trục có dạng khung cứng , đợc đặt trên 2 bờ tờng cao và di chuyển dọc theo tờng đó . ở trên cầu trục có bố trí xe con hoặc palăng điện để mang hàng di chuyển dọc cầu . Nh vậy chuyển động của mã hàng khi cầu trục làm việc gồm: chuyển động dọc và chuyển dộng ngang nhà xởng ( kho ) . Vì vậy cầu trục có thể nâng hạ và vận chuyển hàng tới mọi vị trí trong kho hàng . Cầu trục đợc chế tạo với tải trọng nâng từ 1 ữ 500Tấn . Khẩu độ dầm đến 40m, chiều cao nâng đến 16m, tốc độ nâng từ 2 ữ 40m/ph , tốc độ di chuyển cầu trục đến 125m/ph . Cầu trục có tải trọng nâng trên 10Tấn thờng đợc trang bị 2 hoặc 3 cơ cấu nâng : 1 cơ cấu nâng chính , 1 hoặc 2 cơ cấu nâng phụ . Đ 2 : Các loại kết cấu của cầu trục Cầu trục có nhiều hình dáng kết cấu khác nhau nhng đợc chia làm 3 dạng chính - Cầu trục 1 dầm . - Cầu trục 2 dầm kiểu hộp . - Cầu trục 4 dàn . I. Cầu trục một dầm : Cầu trục 1 dầm đợc sử dụng rộng rãi trong các kho khi sức nâng và khẩu độ nhỏ . Kết cấu thép của cầu là dầm thép định hình hoặc dầm hộp . Khi kết cấu là dầm định hình thì cầu trục có cấu tạo rất đơn giản và chỉ sử dụng với sức nâng và khẩu độ nhỏ . Khi sức nâng và khẩu độ lớn hơn , để tăng cứng cho dầm chính ngời ta dùng các thanh ngang hoặc các dàn ngang tăng cứng Đối với cầu trục 1 dầm ngời ta thờng đặt palăng điện để mang hàng . II. Cầu trục hai dầm : Cầu trục hai dầm đợc chia làm 2 loại : - Cầu trục 2 dầm kiểu hộp . - Cầu trục 2 dầm kiểu dàn (cầu trục 4 dàn ) . 1. Cầu trục hai dầm kiểu hộp : Hiện nay cầu trục 2 dầm dạng hộp đợc sử dụng rộng rãi và kết cấu của nó có nhiều dạng . Đờng ray di chuyển xe con có thể đặt ở chính giữa tấm biên trên , phía dới có đặt hành lang đi lại . Để tăng tính ổn định cho dầm ngời ta bố trí các vách ngăn và các vách ngăn lửng( còn gọi là gân tăng cứng) . Trong trờng hợp sức nâng lớn tải trọng lớn ngời ta thay các gân tăng cứng bằng các dầm thép tăng cứng . Việc bố trí sơ đồ ray nh vậy sẽ là tăng tải trọng tác dụng lên tấm biên trên nên phải bố trí hành lang đi lại nhng áp lực đặt lên dầm sẽ đợc phân bố đều . Để kết cấu gọn hơn ngời ta có thể bố trí đặt ray di chuyển xe con ngay trên tấm thành , Khi đó bề mặt dầm chính có thể làm hành lang đi lại . Việc bố trí này làm kết cấu dầm chính gọn hơn nh ng tải trọng phân bố lên dầm sẽ không đều , dầm ngoài chịu uốn còn chịu xoắn khá lớn . Do đó việc đảm bảo ổn định cho tấm thành là rất cần thiết 2 . Cầu trục hai dầm kết cấu dàn : Kết cấu thép dàn chính đợc chế tạo theo dạng dàn . Cấu tạo của nó gồm dàn đứng chính đợc liên kết với hai dàn ngang trên và dàn phụ dới . Xe con mang hàng có thể di chuyển ở mặt trên hay mặt dới của dầm chính . Kết cấu của dàn thờng là dàn mắt lới dạng tam giác . Đối với các loại cầu trục có sức nâng nhỏ , và khẩu độ lớn thì kết cấu của dầm th- ờng là kết cấu dàn . vì trọng lợng của kết cấu thép nhẹ hơn kết cấu của dầm dạng hộp có cùng khẩu độ . 3 . Ưu nhợc điểm của từng loại kết cấu : + Cầu trục hai dầm kiểu hộp : - Ưu điểm : - Chiều cao chung của cầu nhỏ . - Tốn ít công chế tạo ( do có thể hàn tự động ) nên giá thành thấp . - Độ bền mỏi của kết cấu cao . - Nhợc điểm : - Trọng lợng lớn hơn kết cấu dàn có cùng khẩu độ . - Độ cứng ngang không đảm bảo đối với các cầu trục có khẩu độ lớn và tốc độ di chuyển lớn . - Nội lực phân bố trên các kết cấu dầm không đều . + Cầu trục hai dầm dạng dàn : - Ưu điểm : - Trọng lợng của cầu nhỏ hơn kết cấu dầm khi có cùng khẩu độ . - Chiều cao tính từ đầu ray đặt cầu trục đến đầu ray trên cầu nhỏ nhất . - Độ cứng ngang của cầu lớn . - Nội lực phân bố trên các thanh thờng là đều ( các thanh của cầu chủ yếu chịu kéo và nén ). Do vậy tận dụng đợc khả năng làm việc đồng đều của các thanh trong dàn . - Nhợc điểm : - Độ bền mỏi của kết cấu dàn thấp . - Công nghệ chế tạo phức tạp , do đó giá thành cao . 4. Lựa chọn phơng án : Từ những phân tích và so sánh ở trên ta lựa chọn kiểu kết cấu của cầu trục là kết cấu cầu trục hai dầm kiểu dàn . Vì cầu trục có khẩu dộ lớn và sức nâng trung bình . + Các thông số của cầu trục cần thiết kế : - Sức nâng : Q = 12,5 ( T ) - Khẩu độ : L = 42 ( m ) - Chiều cao nâng : H max = 9 ( m ) - Tốc độ nâng hạ hàng : V n = 16 ( m/p ) - Tốc độ di chuyển cầu : V dc = 40 ( m/p ) - Tốc độ di chuyển xe con : V xc = 28 ( m/p ) - Chế độ làm việc : CD% = 25% - 36000 2000 2000 1000 3 4 6 5 1 2 Thiết kế sơ bộ Đ 3 : Thiết kế hình dáng sơ bộ của dàn Kết cấu của cầu trục hai dầm kiểu dàn là một hệ không gian phức tạp . Nó bao gồm 2 dàn đứng chính , 2 dàn đứng phụ , 2 dàn ngang trên , 2 dàn ngang dới , các thanh xiên tăng cứng và 2 dầm đầu . Ngoài ra còn có buồng lái , cầu thang tay vịn , sàn lát để đi lại .Có rất nhiều kiểu kết cấu dàn : - Kiểu dàn với thanh biên dới cong có trọng lợng nhỏ nên hợp lý hơn so với các kiểu dàn khác . Tuy nhiên vì các thanh xiên và thanh đứng có chiều dài khác nhau nên phức tạp trong chế tạo và giá thành cao nên kiểu này ít dùng - Kiểu dàn với thanh biên trên và dới song song nhau , chủ yếu dùng khi cầu trục có xe lăn phụ chạy trên thanh biên dới . Ưu điểm của loại này là chiều dài của các thanh trung gian bằng nhau , chế tạo đơn giản và giá thành chế tạo lại thấp . Tuy nhiên nhợc điểm chủ yếu của loại này là trọng lợng lớn - Kiểu dàn có thanh nghiêng ở hai đầu của than biên dới là loại đợc dùng phổ biến nhất vì nó điều hoà đợc u nhợc điểm của hai loại trên . Từ những đánh giá ở trên ta chọn kết cấy của dàn là kiểu có thanh nghiêng ở hai đầu . 1_ Chiều dài đoạn nghiêng c : c = ( 0,1 ữ 0,2 ).L = 4,2 ữ 8,4 (m) L : Khẩu độ cầu trục L = 42 (m) Chọn c = 4,2 (m) 2_ Chiều cao dàn đứng chính giữa : H = ữ 12 1 16 1 .L = 2,625 ữ 3,5 (m) Chọn H = 2,7 (m) 3_ Chiều cao dàn ở tiết diện gối tựa : h 0 = ( 0,4 ữ 0,5 ).H = 1,08 ữ1,35 (m) chọn h 0 = 1,5 (m) 4_ Số khoang ở đoạn nghiêng : n 0 = 2 5_ Chiều dài khoang ở đoạn nghiêng : a 1 = 2,1 (m) 6_ Chiều dài các khoang ở đoạn trong : a = 2,4 (m) 7_ Tổng số khoang của dàn đứng chính : n = 18 8_ Chiều rộng dàn ngang : c = ( 0,6 ữ 0,8 ).H = 1,8 ữ 2,4 (m) chọn c = 2 (m) 9_ Khoảng cách giữa hai đờng ray xe con : S = 1,8 (m) Để làm dàn ta chọn thép CT 3 ( thép các bon trung bình ) có các cơ tính nh sau : - Mô đun đàn hồi E = 2,1.10 6 (KG/cm 2 ) - Mô đun đàn hồi trợt G = 0,81.10 6 (KG/cm 2 ) - Giới hạn chảy ch = 2400 ữ 2800 ( KG/cm 2 ) - Độ dãn dài khi đứt = 21% - Khối lợng riêng = 7,83 (T/m 3 ) - Giới hạn bền b = 3800 ữ 4200 ( KG/cm 2 ) - Độ dai va đập a k = 70 (J/cm 2 ) Ngoài ra thép CT 3 còn có các u điểm sau : - Độ bền cơ học đảm bảo - Tính dẻo cao - Tính hàn tốt ( dễ hàn ) Các thanh của dàn đợc làm bằng thép định hình hàn lại với nhau . Cạnh để hàn là cạnh rộng của thanh thép còn cạnh để chừa là cạnh hẹp . Từ lựa chọn sơ bộ ở trên ta có hình dạng của dàn chính nh sau : l = 42m a a 1 c H b 0 Đ 2 : Thiết kế sơ bộ hình dáng của dầm đầu Để tiện lợi cho việc lắp đặt cụm bánh xe di chuyển cầu trục ta chọn kết cấu của dầm đầu là kết cấu dầm hộp . Dầm đầu cũng đợc làm bằng thép CT 3 . Với khẩu độ lớn ta chọn hệ thống truyền động cho cơ cấu di chuyển cầu trục là truyền động riêng và cụm cơ cấu di chuyển cầu đợc đặt ở ngay trên dầm đầu . Kích thớc của dầm đầu đợc chọn theo khẩu độ của cầu trục theo tỉ lệ sau : - l = ữ 4 1 5 1 .L = ữ 4 1 5 1 .42 = 8,4 ữ 10,5 (m) - Chọn l = 9 (m) Chiều cao của dầm đầu : - H dd = h 0 = 1,5 (m) Sơ bộ chọn chiều dày của thép làm biên trên dầm đầu : - 1 = 10 (m m) Chiều dày thép làm biên dới của dầm đầu : - 2 = 8 (m m) Chiều dày thép làm tấm thành của dầm đầu : - 3 = 8 (m m) Phần i :tính toán các cơ cấu Chơng 1 :tính toán cơ cấu nâng hạ hàng Các số liệu ban đầu - Trọng tải : Q = 12,5T = 122625 (N) - Vận tốc nâng hạ : V n = 16 (m/p) - Chiều cao nâng : H max = 9 (m) Đ 1 : Sơ đồ cơ cấu nâng hạ I. Sơ đồ truyền động : ( hình.1.1 :sơ đồ truyền động ) - 1: Động cơ - 5: Tang cuốn cáp - 2: Khớp nối - 6: Cụm móc treo - 3: Phanh - 7: Khớp răng - 4: Hộp giảm tốc II. Sơ đồ mắc cáp : ( Hình1. 2 : Sơ đồ mắc cáp ) - 1: Tang cuốn cáp 3: Cụm puli di động - 2: Cáp treo hàng 4: Puli cố định - 5: móc treo Trên cầu trục dây cáp nâng đợc cuốn trực tiếp lên tang . Vật cần đợc nâng hạ theo chiều thẳng đứng . Để tiện lợi ta chọn palăng kép có hai nhánh dây chạy trên tang . Tơng ứng với tải trọng cầu trục chọn bội suất palăng a = 2 ( Tra sách [1] ) . palăng gồm hai ròng rọc di động và một ròng rọc cân bằng . Đ 2 : Tính chọn các chi tiết cáp, tang 1. Chọn cáp nâng : Theo quy định về an toàn , cáp đợc tính theo kéo và chọn theo đứt S đ > S max .n S đ : Lực kéo đứt dây S max : Lực căng lớn nhất trong dây xuất hiện ở nhánh dây cuốn cáp vào tang n : Hệ số an toàn bền , tra sách [1] với CĐ = 25% lấy n = 5,5 ( ) ( ) ta p max .1.m 1.Q .a.m Q S = = Trong đó : - Q : Trọng lợng vật nâng , Q = 122625 (N) - m : Số nhánh cáp cuốn trên tang , m = 2 - : Hiệu suất của ròng rọc,tra sách [1] với ròng rọc đặt trên ổ lăn lấy =0,98 - a : Bội suất palăng, a = 2 - t : Số ròng rọc đổi hớng , không tham gia tạo bội suất palăng, t = 0 )(9,30965 98,0).98,01.(2 )98,01.(122625 02 max NS = = S đ 30965,9.5,5 = 170312,45 (N) Tra sách [1] , ta chọn cáp K-P6.19 ( OCT 2688 55 ) có : - Đờng kính cáp d c = 19,5 (m m) - [S đ ] = 195000 (N) Hình:mặt cắt ngang cáp 2. Tính chọn móc câu : - ở đây ta chọn móc treo theo tiêu chuẩn CT 6627 63 1 3 2 1-dây thép 2-nhanh cáp 3-lõi cáp [...]... hộp giảm tốc bao gồm cả bánh phanh trên đó 3 Phanh 4 Sàn xe 5 Hộp giảm tốc 6 Bánh xe di chuyển 7 Khớp nối giữa trục ra của hộp giảm tốc với trục bánh xe 8 ,9,10,11 Gối đỡ trục truyền động của bánh xe Đ2 : tính chọn bánh xe và ray 1 Chọn sơ bộ : Ta chọn loại bánh xe hình trụ có hai thành bên với các kích thớc theo TOCT 356960 có các dặc điểm sau : - Dbx = 250 mm - Đờng kính ngỗng trục dng.truc= 70 mm -... thành bên bánh xe là : 10 mm - Chiều rộng lỗ lắp ngỗng trục Bl = 34 mm - Căn cứ kích thớc bánh xe dã chọn ta chọn thép vuông 45x45 để làm ray đặt trên cầu cho xe lăn 2 Tính toán: Tải trọng tác dụng lên bánh xe bao gồm : - Trọng lợng vật nâng Q= 122625 ( N ) - Trọng lợng bản thân xe lăn Go = 40000 (N) Trọng lợng xe con coi nh phân bố đều lên các bánh xe khi không có trọng lợng vật nâng thì các bánh xe... bền b Chọn then định vị trục may ơ và tang : Tơng ứng với đờng kính trục tại tiết diện D-D và C-C là d = 90 (mm) ta chọn then bằng có các kích thớc sau : b = 28 (mm) t1 = 10 (mm) h = 16 (mm) lt = 45 (mm) t = 6,4 (mm) Hinh 1.7 tính then c ổ đỡ trục : ổ đỡ bên trái lắp ổ lòng cầu hai dãy , loại này cho phép độ không đồng tâm giữa hai ổ và có khả năng làm việc cao Đờng kính trục lắp tại đây là d = 90... 500 có các thông số sau - i = 50,94 - Chế độ làm việc trung bình với CĐ = 25% - Số vòng quay trục vào : 1000 v/ph - Công suất N = 42,2 (Kw) - Kiểu lắp : trục ra và trục vào quay về một phía , đầu trục ra liền khớp răng Sai số tỉ số truyền : i = 50,94 49,89 100% = 2,06% < 10 % 50,94 Tức là HGT đã chọn đạt yêu cầu 300 598 310 985 440 (hình 1.9 : Kết cấu HGT) Ta có vận tốc nâng thực tế của cơ cấu nâng... lên bánh xe sẽ không phân bố đều Pmin = Tải trọng do trọng lợng vật nâng tác dụng lên các bánh dẫn A,D là: Pd=Q L2 770 = 122625 = 75537 (N) L0 1250 Tải trọng do trọng lợng vật nâng tác dụng lên bánh dẫn D : PD= Pd L4 840 = 75537 = 39657 (N) L5 1600 Tải trọng do trọng lợng vật nâng tác dụng lên bánh dẫn A : PA = Pd PD = 75537-39657 = 35880 (N) Tải trọng do trọng lợng vật nâng tác dụng lên các bánh... Tải trọng do trọng lợng vật nâng tác dụng lên bánh B : PB = Pd L3 760 = 47088 = 22366,8 (N) L5 1600 Tải trọng do trọng lợng vật nâng tác dụng lên bánh C : PC = Pd PB = 47088-22366,8 = 24721,2 (N) Vậy tải trọng tác dụng lên bánh dẫn D là lớn nhất Tải trọng lớn nhất tác dụng lên bánh xe là : Pmax= 10000 + 39657 = 49657 (N) Tải trọng tơng tác dụng lên bánh xe : Pbx= kbx.Pmax Trong đó : - : Hệ số... là: MD = RA.115 = 30965,91.115 = 3561078,5 (N.mm) Mô men uốn tại C là: MC = RB.200 = 30965,91.200=6193180 (N.mm) Vật liệu chế tạo trục tang dùng thép 45 có giới hạn bền là: b = 610 N/mm2 giới hạn mỏi -1 = 250 N/mm2 Trục tang không truyền mô men xoắn chỉ chịu uốn đồng thời trục quay cùng với tang khi làm việc nên nó sẽ chịu ứng suất theo chu kỳ đối xứng ứng suất cho phép với chu kỳ đối xứng trong phép... định các thông số tính toán trong các thời kì làm việc khác nhau của cơ cấu + Tải trọng Q1= Q =12500 KG - 3 lần + Tải trọng Q2= 0,5.Q =6250 KG - 1 lần + Tải trọng Q3= 0,3.Q =3750 KG - 1 lần Mô men quay địn mức trên trục động cơ: M dm = 975 N dm 36 = 975 = 36,56 ( N m) ndc 960 Trong đó: Nđm = 36 KW là công suất định mức trên trục động cơ nđc= 960 (v/ph) là tốc độ quay trên trục động cơ Mô men khởi... 0,8.1,2.49657 = 47670,7 (N) Bánh xe đợc làm bằng thép 55 có độ rắn HB = 300 ữ 400 ứng suất dập cho phép []d = 750 N/ mm2 ( tra sách [1] ) s dập của bánh xe : d = 190 Pbx 47670,7 = 190 = 586,7 ( N/ mm2) 40.125 b.r d < []d = 750 (N/mm2) Vậy kích thớc của bánh xe đã chọn là an toàn Đ3 : tính chọn động cơ điện , hộp giảm tốc 1 Tính chọn động cơ điện : - Lực cản tĩnh chuyển động của bánh xe gồm : - Lực cản... nhất đã quy định , sẽ xuất hiện mômen mở máy lớn nhất bầng : Mmmax = 2,5.Mdn = 2,5.365,6 = 914 (m) - Phần d để thắng quán tính của cả hệ thống : Md = Mmmax Mn = 914 384=530 (Nm) Mn : Mômen tĩnh khi nâng vật Phần mômen d này tiêu hao trong việc thắng quán tính các tiết máy quay bên phía trục động cơ ( Rôto động cơ điện và nửa khớp ) còn lại mới là phần truyền qua khớp - Mômen đà nửa khớp phía động cơ