thiết kế hệ thống nâng hạ tải của Palăng

Thông tin tài liệu

Nuớc ta đang trong giai đoạn tiến hành công nghiệp hoá, hiện đại hóa nền kinh tế, đến năm 2020 về cơ bản nước ta là một nước công nghiệp để thực hiện quá trình đó ngành cơ khí đóng một vai trò rất quan trọng.

Đồ án môn học: Thiết Kế Máy GVHD: Nguyễn Đắc Lực LỜI NÓI ĐẦU Nuớc ta đang trong giai đoạn tiến hành công nghiệp hoá, hiện đại hóa nền kinh tế, đến năm 2020 về cơ bản nước ta là một nước công nghiệp để thực hiện quá trình đó ngành cơ khí đóng một vai trò rất quan trọng. Có thể nói đây là ngành then chốt của nền kinh tế quốc dân và là ngành mũi nhọn trong quá trình phát triển đất nước. Là sinh viên nghành cơ điện tử trong quá trình học tập và thực tế em nhận thấy hiện nay việc chế tạo các loại máy phục vụ cho công nghiệp nói riêng và các ngành khác nói chung là rất cần thiết nhằm: tăng năng suất lao động, chất lượng sản phẩm, giảm giá thành sản phẩm. Cơ giới hóa các công đoạn nặng nhọc giảm nhẹ sức lao động cho con người. Với đề tài thiết kế hệ thống nâng hạ tải của Palăng để nâng chuyển hàng hóa trong các kho và nhà xưởng…. Em đã tìm hiểu thực tế và đọc các tài liệu có liên quan để có thể thiết kế cơ cấu có kết cấu đơn giản, máy hoạt động an toàn và tin cậy, việc chế tạo và lắp đặt phù hợp với điều kiện hiện có tại các nhà máy cơ khí hiện nay. Đồng thời giá thành máy không cao. Với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Nguyễn Đắc Lực em đã hoàn thành nhiệm vụ được giao. Tuy nhiên thời gian thiết kế tương đối ngắn và kiến thức còn hạn chế nên trong quá trình làm không tránh khỏi những sai sót, em rất mong nhận được sự góp ý của quí thầy cô để đề tài của em được hoàn chỉnh hơn. Em xin chân thành cảm ơn ! Đà Nẵng, Tháng 3 năm 2011 Sinh viên thực hiện Đỗ Hồng Chương 1: TÌM HIỂU QUÁ TRÌNH NÂNG CHUYỂN HÀNG HÓA SVTH: Đỗ Hồng – Lớp 10CDTLT Trang 1 Đồ án môn học: Thiết Kế Máy GVHD: Nguyễn Đắc Lực 1. Khái niệm Nâng chuyển hàng hóa là quá trình thay đổi vị trí các vật nặng dạng khối hoặc các vật phẩm rời vụn với khối lượng lớn nhờ các thiết bị nâng chuyển như Palăng, cầu trục, băng tải, xích tải, con lăn, đường ống… 2. Phân loại máy nâng chuyển Căn cứ vào chuyển động chính người ta phân ra phân máy nâng chuyển ra làm 2 nhóm . a. Máy vận chuyển theo chu kỳ (máy nâng).  Đặc điểm: - Hoạt động có tính chất chu kỳ (luôn phiên giữa thời kỳ làm việc và thời kỳ nghĩ) của cơ cấu máy. - Phần chủ yếu của máy vận chuyển theo chu kỳ là máy trục. - Vận chuyển vật nặng theo hướng thẳng đứng và một số chuyển động khác trong mặt phẳng ngang, trong đó cơ cấu nâng là cơ cấu chủ yếu. - Chúng có thể làm việc trong nhà hoặc ngoài trời.  Phân loại: - Theo công dụng phân làm 3 nhóm lớn:  Máy trục đơn giản: là máy có một chuyển động chủ yếu là nâng hạ (kích, tời, Palăng…).  Máy trục thông dụng: là các loại máy có từ 2 chuyển động trở lên (cần trục, cần cẩu, cầu trục…).  Máy trục đặc chủng: Là các loại máy trục đặc biệt dùng riêng theo yêu cầu nào đó (thang máy, máy trục bến cảng…). - Theo đặc tính di chuyển phân thành các loại như: Kích, kích trục vít, kích thanh răng, thang máy, cần trục cố định, cần trục di động, cần trục nổi… b. Máy vận chuyển liên tục  Đặc điểm - Vật phẩm được di chuyển thành dòng liên tục và ổn định. - Có thể bốc dỡ tải ngay trong quá trình vận chuyển.  Phân loại - Máy vận chuyển liên tục có bộ phận kéo: Băng tải, xích… - Máy vận chuyển liên tục không có bộ phận kéo: Vít tải, hệ thống đường lăn, ống dẫn… 3. Các thông số cơ bản của máy nâng SVTH: Đỗ Hồng – Lớp 10CDTLT Trang 2 Đồ án môn học: Thiết Kế Máy GVHD: Nguyễn Đắc Lực - Sức nâng kí hiệu là [Q] có đơn vị đo là TẤN, KG, N là trọng lượng lớn nhất mà máy có thể nâng được ở trạng thái làm việc nhất định nào đó của máy. - Tầm với R, m là khoảng cách theo phương ngang từ tâm thiết bị mang vật đến trục quay của máy. Tầm với chỉ có ở các cần trục có tay cần. - Mômen tải M Q , tm, kNm là tích số giữa sức nâng và tầm với. Mômen tải có thể là không đổi hay không đổi theo tầm với. - Chiều cao nâng H, m là khoảng cách từ mặt bằng máy đứng đến tâm thiết bị mang vật ở vị trí cao nhất. Với các cần trục có tay cần thì chiều cao nâng thay đổi phụ thuộc vào tầm với. - Khẩu lộ L, m là khoảng cách theo phương ngang giữa đường trục của hai đường ray mà trên đó máy di chuyển. - Đường đặc tính tải trọng là đồ thị mô tả mối quan hệ giữa sức nâng, tầm với và chiều cao nâng. - Các thông số động học bao gồm tốc độ của các chuyển động riêng rẽ trên máy. - Tốc độ chuyển động tịnh tiến lên xuống của vật v n (nâng vật), v h (hạ vật), m/s. - Tốc độ di chuyển của máy trên mặt phẳng ngang v dc , m/s. - Tốc độ quay của phần quay quanh trục thẳng đứng của máy, n q , vg/ph. - Thời gian thay đổi tầm với T(s) là khoảng thời gian để thay đổi tầm với từ tầm với nhỏ nhất R min đến tầm với lớn nhất R max . Đôi khi người ta cho tốc độ thay đổi tầm với trung bình m/s. Chương 2: NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA CẦU TRỤC 1. Công dụng của cầu trục SVTH: Đỗ Hồng – Lớp 10CDTLT Trang 3 Đồ án môn học: Thiết Kế Máy GVHD: Nguyễn Đắc Lực Cầu trục được dùng trong các phân xưởng, nhà kho để nâng hạ và vận chuyển hàng hóa với lượng lớn. Nó đóng vai trò quan trọng trong quá trình cơ khí hóa tự động hóa quá trình sản xuất nhằm nâng cao năng suất lao động, chất lượng sản phẩm, cơ giới hóa một số công đoạn nặng nhọc giảm nhẹ sức lao động của con người. Hình 1: Kết cấu một cầu trục điển hình. 2. Phân loại cầu trục a. Theo công dụng - Cầu trục có công dụng chung: Chủ yếu dùng với móc treo để xếp dỡ, lắp ráp và sữa chữa máy móc. - Cầu trục chuyên dùng: Được sử dụng chủ yếu trong công nghiệp luyện kim với các thiết bị mang vật chuyên dùng và có chế độ làm việc rất nặng. b. Theo kết cấu dầm cầu - Cầu dầm đơn: Dầm cầu của cầu trục một dầm thường là dầm chữ I hoặc dầm tổ hợp với các dầm thép tăng cứng cho dầm, cầu trục một dầm thường dùng palăng điện chạy dọc theo dầm chữ I nhờ cơ cấu di chuyển palăng. - Cầu dầm kép: Có các loại dầm hộp và dầm giàn không gian. SVTH: Đỗ Hồng – Lớp 10CDTLT Trang 4 Đồ án môn học: Thiết Kế Máy GVHD: Nguyễn Đắc Lực - Cầu trục dầm hộp. - Cầu trục dầm dàn. c. Theo cách tựa của dầm cầu lên đường ray di chuyển cầu trục có các loại - Cầu trục tựa. - Cầu trục treo. d. Theo cách bố trí cơ cấu cơ cấu di chuyển cầu trục - Cầu trục dẫn động chung. - Cầu trục dẫn động riêng. - Ngoài ra theo nguồn dẫn động có các loại dẫn động tay và cầu trục dẫn động máy. e. Theo cách mang tải - Cầu trục móc. - Cầu trục gầu ngoạm. - Cầu trục nam châm điện(cầu trục điện từ). f. Theo phương thức dẫn động của cơ cấu năng - Cầu trục dẫn động bằng tay. - Cầu trục dẫn động bằng động cơ điện. 3. Tải trọng a. Tải trọng nâng danh nghĩa Q Là trọng lượng lớn nhất của vật nâng mà máy có thể nâng được Q = Q m +Q h Qm: Trọng lượng thiết bị mang. Q h : Trọng lượng danh nghĩa của vật nâng, tức là trọng lượng lớn nhất của vật mà máy có thể nâng được. b. Tải trọng do trọng lượng bản thân Trọng lượng bản thân máy gồm trọng lượng của các chi tiết, cụm máy và kết cấu kim loại. Trong khi tính toán, thiết kế máy mới thường bỏ qua trọng lượng bản thân của nó (trừ một số chi tiết có trọng lượng lớn). c. Tải trọng của gió Đối với máy làm việc trong nhà thì áp lực gió không đáng kể có thể bỏ qua, còn các máy làm việc ngoài trời phải tính đến tải trọng do gió gây ra. d. Tải trọng phát sinh khi vận chuyển SVTH: Đỗ Hồng – Lớp 10CDTLT Trang 5 Đồ án môn học: Thiết Kế Máy GVHD: Nguyễn Đắc Lực Bao gồm các tải trọng do trọng lượng bản thân và các tải trọng động phát sinh khi vận chuyển • Tải trọng theo phương đứng khi vận chuyển trên ray lấy bằng 60% ÷ 80% tải trọng do trọng lượng bản thân. • Tải trọng động theo phương ngang lấy bằng 80% ÷ 90% tải trọng do trọng lượng của bản thân. e. Tải trọng khi dựng lắp Khi này tải trọng do trọng lượng bản thân lấy tăng 15% ÷ 20%. Và phải kể đến tải trọng gió cũng như các lực phát sinh trong quá trình lắp. Áp lực gió lấy bằng 500N/m 2 . f. Tải trọng động Để khảo sát động lực học máy cần xây dựng mô hình bài toán về động lực học của máy. Các cơ cấu máy nên tìm cách qui về sơ đồ đơn giản nhất . 4. Nguyên lý làm việc của cầu trục Giới thiệu nguyên lý làm việc của một loại cầu trục điển hình (cầu trục 2 dầm kiểu hộp). SVTH: Đỗ Hồng – Lớp 10CDTLT Trang 6 Đồ án môn học: Thiết Kế Máy GVHD: Nguyễn Đắc Lực Hình 2: Kết cấu cầu trục hai dầm kiểu hộp. Hình trên thể hiện kết cấu tổng thể của cầu trục 2 dầm, hai đầu của dầm chính 4 được liên kết cứng với dầm cuối 10.Trên dầm cuối có lắp các bánh xe di chuyển 11 chạy trên hai thanh ray đặt dọc theo nhà xưởng trên các vai cột. Chạy dọc theo dầm chính có các xe con 8 di chuyển được nhờ cơ cấu12. Trên các xe con có cơ cấu nâng 1. Cơ cấu di chuyển cầu trục 13 được đặt trên kết cấu dầm cầu, cáp điện 5 được treo trên dây 9 để cấp điện cho các động cơ đặt trên xe con. Dầm cầu có thểchạy trên các đường ray đặt trên cao dọc theo nhà xưởng còn xe con có thể chạy dọc theo dầm cầu. Vì vậy cầu trục có thể nâng hạ và di chuyển hàng theo yêu cầu tại bất kỳ điểm nào trong không gian nhà xưởng. Chương 3: PHƯƠNG ÁN ĐỘNG HỌC CHO PALĂNG 1. Hệ ròng rọc – Palăng a. Khái niệm Hệ ròng rọc (hay còn gọi là palăng): Là hệ gồm có các puli và dây quấn dùng trong cơ cấu nâng nhằm giảm bớt lực căng dây và mômen tác dụng lên tang. a b c Hình 3: Sơ đồ cấu tạo palăng a- bội suất 2 b-bội suất 4 không có puli dẩn hướng c-bội suất 4 có puli dẩn hướng b. Phân loại SVTH: Đỗ Hồng – Lớp 10CDTLT Trang 7 Đồ án môn học: Thiết Kế Máy GVHD: Nguyễn Đắc Lực • Palăng lực và Palăng vận tốc. • Palăng đơn (hình 3 và hình 4) chỉ có một đầu dây quấn lên tang. • Palăng kép (hình 5 ) có hai đầu dây quấn lên tang. Hình 4: Palăng đơn Hình 5: Pa lăng kép Puli được sử dụng trong máy trục được chia ra làm các loại: • Puli cố định và puli động. • Puli dẩn hướng và puli cân bằng, puli giảm tải. • Puli cáp và puli xích. • Puli đúc và puli hàn. • Puli dùng ổ trượt và puli dùng ổ lăn. c. Bội suất palăng • Palăng được đặc trưng bằng bội suất a. Đó là tỉ số giữa vận tốc đầu dây quấn lên tang và vận tốc nâng vật. + V tg : Vận tốc đầu dây quấn lên tang. + Vng : Vận tốc nâng vật. + n : Số đầu dây treo vật. + m : Số đầu dây quấn lên tang. • Là thông số biểu thị khả năng giảm tải tác dụng lên tang. SVTH: Đỗ Hồng – Lớp 10CDTLT Trang 8 Đồ án môn học: Thiết Kế Máy GVHD: Nguyễn Đắc Lực d. Lực cản và hiệu suất của palăng  Lực cản • Trạng thái tĩnh thì lực căng S 1 =S 2 . • Trạng thái động thì lực căng S 1 S 2 . Gọi lực cản của puli là W thì W= S 1 -S 2 . N Hình 6: Lưc tác dụng lên Puly Qua nghiên cứu lực cản này sinh ra từ hai thành phần: W= W 1 +W2.N Trong đó: W 1 : Lực cản do độ cứng của dây (lực cản tĩnh), N. W 2 : Lực cản do ma sát giữa dây và puli gây ra (lực cản động), N.  Hiệu suất của puli Là tỉ số giữa lực căng ở nhánh vào (cũng là lực căng ở trạng thái tĩnh) và lực căng ở nhánh ra (là lực căng có cản của puli). e. Hiệu suất của palăng. SVTH: Đỗ Hồng – Lớp 10CDTLT Trang 9 Đồ án môn học: Thiết Kế Máy GVHD: Nguyễn Đắc Lực S max – lực căng dây lớn nhất tác dụng lên tang. a - Bội suất của palăng. n - Số đầu dây chịu tải. m - Số đầu dây cuốn lên tang. t - Số puli đổi hướng. - Hiệu suất của palăng. - Hiệu suất của puli. 2. Chọn phương án động học của palăng Thông qua việc phân tích quá trình làm việc của cơ cấu và đặc tính của palăng ta chọn palăng kép 2 đầu dây quấn lên tang. SVTH: Đỗ Hồng – Lớp 10CDTLT Trang 10 [...]... án môn học: Thiết Kế Máy • GVHD: Nguyễn Đắc Lực Ưu điểm của sơ đồ này là: Tỷ sồ truyền lớn, làm việc êm, có khả năng tự hãm, dễ bôi trơn, tháo lắp dễ dàng, chi phí chế tạo thấp… • Bộ truyền này có các ưu điểm trên nên ta chọn sơ đồ 4 trên để thiết kế 3 Tính chọn động cơ và hệ dẫn động palăng Các thông số ban đầu - Tải trục nâng : Q = 15 Tấn - Vận tốc nâng, hạ tải : V = 0.2m/s - Chọn độ cao nâng : H=8m... chủ yếu của bộ truyền SVTH: Đỗ Hồng – Lớp 10CDTLT Trang 24 Đồ án môn học: Thiết Kế Máy GVHD: Nguyễn Đắc Lực b Các Thông Số Của Bộ Truyền Trục Vít • Môđun m = 12(mm) • Hệ số đường kính q=8 • Số mối ren của trục vít Z1 = 2 • Số răng bánh vít Z2 = 44 • Bước ren của trục vít t = π × m = 3,14 × 12 = 37,68 (mm) • Góc prôfin trong mặt cắt dọc α = 20 0 • Góc vít λ trên hình trụ chia của trục vít • Hệ số chiều... Đỗ Hồng – Lớp 10CDTLT Trang 35 Đồ án môn học: Thiết Kế Máy GVHD: Nguyễn Đắc Lực ψσ , ψτ: hệ số xét đến sự ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình đến sức bền mỏi Đối với thép cacbon trung bình chọn ψσ = 0,1, ψτ = 0,05 Hệ số tăng bền β = 1 Kσ , Kτ : hệ số tập trung ứng suất εσ , ετ : hệ số kích thước, xét đến ảnh hưởng kích thước tiết diện trục đến giới hạn mỏi Kiểm nghiệm I (trục vít): + Xét mặt cắt... răng bánh vít Chọn số mối ren của trục vít : Z1 = 2 Số răng của bánh vít: Z2 = i×Z1 = 22,12×2 = 44,24 Lấy Z2 = 44 • Ta tính lại tỷ số truyền thực tế là : i= Z 2 44 = = 22 Z1 2 • Số vòng quay thực của bánh vít : n2 = n1 730 = = 33,18 ≈ 33(vòng / phút ) i 22 Sai số về số vòng quay của bánh vít so với yêu cầu nằm trong phạm vi cho phép • Chọn sơ bộ trị số hiệu suất, hệ số tải trọng và tính công suất bánh... công thức K= Ktt×Kd (4-25) Ktt - hệ số tập trung tải trọng vì tải trọng không thay đổi nên Ktt =1 Kđ - hệ số tải trọng động • Vận tốc vòng của bánh vít : v2 = π d 2 n2 = π m.Z 2 n2 (m / s ) 60.1000 60.1000 3,14.12.44.33 v2 = = 0,9(m / s ) 60 ×1000 v2 = 0,9 < 3 nên lấy Kđ = 1,1 K = Ktt.Kđ = 1.1,1 = 1,1 Vì v2< 2 m/s nên có thể chế tạo bộ truyền với cấp chính xác 9 Từ các kết quả tính toán về K, η, vt so... nguyên kết quả để tiếp tục tính toán • Kiểm tra sức bền uốn của răng bánh vít Tiến hành kiểm nghiệm ứng suất uốn sinh ra tại chân răng bánh vít theo công thức: σu = 15.10 6.K N 2 ≤ [σ ] u m 3 Z 2 y.q.n2 (CT4.16 - TKCTM) Trong đó y - hệ số dạng răng tra trong bảng 3.18 theo số răng tương đương của bánh vít • Số răng tương đương của bánh vít: SVTH: Đỗ Hồng – Lớp 10CDTLT Trang 23 Đồ án môn học: Thiết Kế. .. Tra bảng (TKCTM - B3.18) cho hệ số dạng răng y = 0,49 σu = 15.10 6.1,1.4,51 ≈ 7,6( N / mm 2 ) < [σ ] = 66 N/mm2 u 3 12 44.0,49.8.33 ⇒ Điều kiện bền uốn của bánh răng vít được thoã mãn • Kiểm nghiệm sức bền răng bánh vít khi chịu quá tải đột ngột Nếu bộ truyền trục vít phải làm việc quá tải với hệ số quá tải là K qt cần kiểm nghiệm ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn quá tải Ta có: 3 σtx = 512000 Z2 /... giới hạn bền nén với hệ số an toàn k=5 σ bn 565 = = 113 N/mm 2 ; Vậy σ n < [σ] k 5 [σ ] = d Chọn động cơ điện - Công suất tĩnh khi nâng vật bằng trọng tải xác định theo công thức: N = Q.Vn 60.1000.η CT 2-78 [I] Q = 2.Smax η hiệu suất của cơ cấu bao gồm : η = η p η t η 0 η p : hiệu suất palăng ηp = 0.99 η t = 0.96 ηt : hiệu suất tang bảng 1-9 [I] ηo : hiệu suất bộ truyền có kể cả khớp nối với giả thiết. .. tính sơ bộ chỉ xét đến tác dụng của mômen xoắn trên trục Vì không xét đến tác dụng của tải trọng gây biến dạng uốn nên giá trị ứng suất cho phép lấy nhỏ hơn trị số thực d ≥ C.3 N n Trong đó: d – đường kính trục N – công suất truyền (kW) SVTH: Đỗ Hồng – Lớp 10CDTLT Trang 28 Đồ án môn học: Thiết Kế Máy GVHD: Nguyễn Đắc Lực n – số vòng quay trong một phút của trục C – hệ số tính toán, phụ thuộc [τ ]x... Trang 29 Đồ án môn học: Thiết Kế Máy l4 GVHD: Nguyễn Đắc Lực l3 h1 l1 L - Khe hở gữa cạnh của bánh vít và thành trong của hộp ∆ = 15 mm - Khoảng cách từ thành trong của hộp đến cạnh ổ lăn l2 = 15 mm - Chiều rộng bánh vít B = 90 mm - Chiều dài phần May-ơ lắp trên trục l5 = (1,2 ÷ 1,5)d = 120 mm - Chiều cao của nắp và đầu bulông l3 = 20 mm - Khoảng cách từ nắp ổ đến mặt cạnh của chi tiết quay ngoài hộp

Ngày đăng: 26/04/2013, 17:32

Xem thêm: thiết kế hệ thống nâng hạ tải của Palăng, thiết kế hệ thống nâng hạ tải của Palăng, 1: TÌM HIỂU Q TRÌNH NÂNG CHUYỂN HÀNG HĨA, Kích thước dây Tính các kích thước cơ bản của tang và ròng rọc Chọn động cơ điện, Chọn vật liệu, Các Thơng Số Của Bộ Truyền Trục Vít, Thiết kế trục, Chọn ổ lăn, Bố trí các tiết máy trong hộp Ghép nắp và thân hộp