Thiết kế môn học máy nâng_vận chuyển Giáo viên hớng dẫn:TH.S Nguyễn Lâm Khánh Nguyễn Quốc Hơng Máy XD B K39 Lời nói đầu Hiện nay, hầu hết nghành kinh tế quốc dân sử dụng ngày nhiều máy xây dựng, đặc biệt nghành giao thông vận tải, xây dựng, thuỷ lợi Máy xây dựng có nớc ta đa dạng chủng loại, phong phú mấu mã nhiều nớc giới.Trong loại máy xây dựng nay, máy nâng_vận chuyển chiếm tỷ lệ lớn đợc ứng dụng nhiều lĩnh vực Một yêu cầu cần thiết ngời sinh viên MXD trờng phải hiểu rõ đợc nguyên lý, cấu tạo thiết bị máy nh chi tiết cấu tạo nên máy Để nắm vững đợc lý thuyết thực hành ngời sinh viên phải hoàn thành tốt thiết kế môn học Bài thiết kế môn học máy nâng_vận chuyển giúp cho sinh viên nghành MXD hiểu rõ nguyên tắc hoạt động cụm chi tiết cấu tạo nên máy nguyên lý hoạt động cụm chi tiết Thiết kế môn học máy nâng_vận chuyển Giáo viên hớng dẫn:TH.S Nguyễn Lâm Khánh Nguyễn Quốc Hơng Máy XD B K39 Đề bài: Thiết kế máy di chuyển xe mang hàng cầu trục điện.Các thông số sau: Tải trọng nâng Q (tấn) Trọng lợng xe (tấn) : : 15 Vận tốc di chuyển (m/ph) : 100 Chế độ làm việc : nhẹ Trọng tâm xe coi nh xe Yêu cầu: Thuyết minh từ 15 20 trang Thuyết minh cấu tạo, nguyên lý làm việc, phậm vi sử dụng cầu trục Thuyết minh thiết kế tổng thể máy Thuyết minh thiết kế số chi tiết Bản vẽ: + Bản vẽ lắp cụm xe + Bản vẽ chi tiết di chuyển Chơng I: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động.Phạm vi sử dụng cầu trục điện I Phạm vi sử dụng: Cầu trục loại máy trục có kết cấu giống nh cầu lăn đờng ray chuyên dùng, nên đợc gọi cầu lăn Nó đợc sử dụng phổ biến nghành kinh tế quốc phòng để nâng_vận chuyển vật nặng phân xởng nhà kho; dùng để xếp dỡ hàng hoá Cầu trục đợc trang bị móc câu, cấu nam châm điện, gầu ngoặm tuỳ theo dạng tính chất vật nâng Thiết kế môn học máy nâng_vận chuyển Giáo viên hớng dẫn:TH.S Nguyễn Lâm Khánh Nguyễn Quốc Hơng Máy XD B K39 Theo dạng kết cấu thép cầu trục ngời ta phân loại thành: Cầu trục dầm cầu trục dầm Các máy cầu trục đợc dẫn động tay động điện dùng mạng điện công nghiệp Cầu trục đợc điều khiển ngời lái chuyên nghiệp từ cabin treo đầu cầu lăn.Trờng hợp dùng palăng điện làm cấu nâng đợc điều khiển từ mặt qua hộp nút ấn điều khiển, trờng hợp không cần ngời lái chuyên nghiệp II Cấu tạo: Động Trục truyền động Khớp nối Hộp giảm tốc Bánh xe di chuyển cầu trục Dầm Hệ di chuyển palăng điện Palăng điện Cabin điểu khiển 10 Bộ cấp điện lới ba pha Chơng II : Lựa chọn tính toán phận cấu di chuyển xe mang hàng cầu trục điện I Sơ đồ cấu di chuyển xe: Cấu tạo: Thiết kế môn học máy nâng_vận chuyển Giáo viên hớng dẫn:TH.S Nguyễn Lâm Khánh Nguyễn Quốc Hơng Máy XD B K39 Hình Sơ đồ cấu di chuyển xe Động Hộp giảm tốc Bánh xe Khớp nối Phanh Nguyên lý làm việc: Bánh xe đợc kẹp chặt trục đặt qua hộp trục Trục bánh xe đợc nối với trục hộp giảm tốc khớp nối 4, qua đoạn trục nối Loại khớp nối thờng dùng khớp nối Trục vào hộp giảm tốc đợc nối với động khớp nối, nửa khớp nối bên phía hộp giảm tốc sử dụnglàm bánh phanh cho phanh Nh vậy, phận cấu đợc chế tạo riêng thành cụm, tiện lợi cho chế tạo lắp ráp Bộ truyền đ ợc thực dới dạng hộp qiảm tốc đặt thẳng đứng đợc che kín để tránh bụi bẩn Các thông số cầu trục là: sức nâng tải Q, độ L, chiều cao nâng H, vận tốc làm việccủa máy chế độ làm việc cầu trục II Thiết kế bánh xe ray: Thiết kế môn học máy nâng_vận chuyển Giáo viên hớng dẫn:TH.S Nguyễn Lâm Khánh Nguyễn Quốc Hơng Máy XD B K39 Chọn bánh xe theo bảng 9_4 (trang192_Tính toán máy trục), ta có: Q = 15 (tấn) Đờng kính bánh xe chọn sơ Dbx = 300(mm) đờng kính ngỗng trục d = 80(mm) Theo kích thớc bánh xe chọn thép góc: 50 x 50 - Tải trọng tác dụng lên bánh xe : Tải trọng tác dụng lên bánh xe bao gồm tải trọng nâng hàng Q = 15(tấn) = 150.000(N) trọng lợng xe G = 5(tấn) = 50.000(N) Do trọng tâm nằm xe nên tải trọng vật nâng đợc phân bố bánh xe Khi vật nâng bánh xe chịa tải trọng nhỏ là: Pmin = G 120.000 = = 30.000( N ) 4 Khi có vật nâng tải trọng tác dụng lên bánh xe không phân bố đều.Tổng tải trọng trọng lợng tác dụng lên bánh dẫn là: 1298 1298 PD = Q ì = 500.000 ì = 288.444,45( N ) 2250 2250 Tải trọng trọng lợng vật nâng tác dụng lên bánh B là: 1090 1090 = 288.444,45 ì = 221.411,58( N ) 1420 1420 Vậy tải trọng lớn tác dụng lên bánh xe(bánh B) là: PB = PD ì Pmax = 30.000 + 221.411,58 = 251.411,58( N ) Tải trọng thực tế tác dụng lên bánh xe là: Pbx = ì k bx ì Pmax đó: Pbx : Tải trọng lớn xuất bánh xe Hình Sơ đồ bánh xe di chuyển : Hệ số tính đến thay đổi tải trọng Chọn = 0,8(theo bảng 3.13_trang 74, Tính toán máy trục) Thiết kế môn học máy nâng_vận chuyển Giáo viên hớng dẫn:TH.S Nguyễn Lâm Khánh Nguyễn Quốc Hơng Máy XD B K39 Kbx: Hệ số tính đến chế độ làm việc cấu Chọn K bx = 1,1(bảng 3.12_trang74, Tính toán máy trục) Pmax = 0,72 ì 1,1 ì 251.411,58 =199.118( N ) Vật liệu làm bánh xe đợc chế tạo thép 45 đúc, để đảm bảo cho vành bánh xe không bị mòn cần phải thép đảm bảo cho độ cứng HB = 300 ữ 400 ứng suất dập cho phép [] = 750(N/mm2) Kiển tra vành bánh xe theo ứng suất dập cục bộ: d = 0,418 Pmax ì E [ ] d bìr đó: Pmax: tải trọng tính toán lớn tác dụng lên bánh xe, N b, r: chiều rộng mặt làm việc bán kính bánh xe, mm E: môđun đàn hồi tơng đơng, N/mm2, bánh xe làm thép nên E = 2,1.10 199.118 ì 2.1 ì 10 d = 0,418 = 604( N / mm ) 80 ì 250 N/mm2 Nh vậy, ứng suất dập bánh xe thoả mãn ứng suất dập cho phép []d = 750(N/mm2) Vậy kích thớc bánh xe chọn an toàn III Chọn động điện: Tính sơ bộ: Động điện cấu di chuyển chọn theo công suất tĩnh chuyển động ổn định với vật nâng trọng lợng danh nghĩa, cờng độ làm việc CĐ% Công suất động đợc tính theo công thức: Nt = Wt ì v 60 ì1000 ì dc KW Thiết kế môn học máy nâng_vận chuyển Giáo viên hớng dẫn:TH.S Nguyễn Lâm Khánh Nguyễn Quốc Hơng Máy XD B K39 đó: Wt : tổng lực cản tĩnh chuyển động ổn định.(N) Ta có: Wt = K t ì W1 + W2 + W3 (N) với: W1: lực cản ma sát lăn ma sát ổ trục, N K t : hệ số kể đến lực cản ma sát thành bánh đầu mayơ bánh xe.Theo bảng 3.6_tính toán máy trục, chọn K t = 2,15 W2: lực cản độ dốc đờng ray, N W3: lực cản gió, N.(Do cầu trục làm việc nhà xởng nên lực cản gió bỏ qua) Wt = K t ì W1 + W2 (N) Lực cản ma sát: W1 = (G + Q) ì 2ì + f ì d (N) Dbx đó: G: trọng lợng xe lăn kể phận mang vật,N Q: trọng lợng vật nâng,N Dbx : đờng kính bánh xe, mm d: đờng kính ngỗng trục lắp ổ bãnh xe, mm à: hệ số ma sát lăn, mm Tra theo bảng 3.7(sách tính toán máy trục), ta chọn đợc hệ số = 0,4 f: hệ số ma sát ổ trục Chọn f = 0,015(theo bảng 3.8_Sách tính toán máy trục) W1 = (120.000 + 500.000) ì ì 0,6 ì 0,015 ì100 500 Thiết kế môn học máy nâng_vận chuyển Giáo viên hớng dẫn:TH.S Nguyễn Lâm Khánh Nguyễn Quốc Hơng Máy XD B K39 = 3348(N/mm2) Lực cẩn độ dốc đờng ray: W2 = ì (G + Q) (N) đó: : hệ số kể đến độ dốc đờng ray Theo bảng 3.9_Tính toán máy trục, chọn = 0,002 W2 =0,002 ì (120.000 + 500.000) = 1240(N) Vậy tổng lực cản tĩnh bánh xe xe chuyển động ổn định: Wt = K t ì W1 +W2 =2,15 ì 3348 + 1240 = 8438(N) Công suất động cơ: Nt = Wt ì v 60 ì1000 ì dc KW Với: v: vận tốc di chuyển xe con, lấy v = 100(m/ph) dc: hiệu suất truyền động động Theo bảng 1.9_tính toán máy trục, với cấu di chuyển xe,bộ truyền bánh dc = 0,86 Nt = 8438 ì 90 =14,7( KW ) hj 60 ì1000 ì 0,86 Tơng ứng với chế độ làm việc nhẹ CĐ% = 15%, chọn động MTB 312_6(Theo vẽ máy nâng chuyển_ĐHXD ).Với thông số kĩ thuật sau: Công suất định mức có trục: 4(KW) Vận tốc vòng: 1365(v/ph) Hiệu suất: 0,78 Hệ số tải: M max = 45( daN m) Khối lợng động cơ: mdc = 39(kg) Thiết kế môn học máy nâng_vận chuyển Giáo viên hớng dẫn:TH.S Nguyễn Lâm Khánh ( Mômen vô lăng: Gi ì Di ) roto Nguyễn Quốc Hơng Máy XD B K39 = 0,05 Tỉ số truyền chung: Số vòng quay bánh xe cần để đảm bảo vận tốc di chuyển xe: nbx = vx 90 = = 57 (vòng/phút) ì Dbx ì 0,5 Tỉ số truyền chung cần có truyền cấu di chuyển: ix = ndc 720 = =13 nbx 57 Kiểm tra động điệnvề mômen mở máy: Để tránh tợng bánh xe trợt trơn ray trình mở máy, cần tiến hành mômen mở máy động Muốn thoả mãn cần xác định: Gia tốc lớn cho phép j0 max mở máy phải đảm bảo hệ số an toàn bám k b =1,2 Tính cho trờng hợp lực bám bánh xe vật nâng j0 max = g Gd ì d ì( + Gd ì f ì Wt ) G 1,2 Dbx (*) đó: g: gia tốc trọng trờng(Lấy g = 9,81(m/s2) G: trọng lợng xe lăn(G = 50.000 N) Gd: tổng áp lực tác dụng lên bánh dẫn vật nâng (G d = 60.000 N) d: đờng kính ngỗng trục lắp ổ bánh xe, d = 80(mm) =0,08(m) Dbx: đờng kính bánh xe, Dbx = 300(mm) = 0,3(m) : hệ số bám bánh xe vào đờng ray, = 0,2 f: hệ số ma sát ổ trục Chọn f = 0,015 Wt : tổng lực cản tĩnh chuyển động xe lăn vật nâng Thiết kế môn học máy nâng_vận chuyển Giáo viên hớng dẫn:TH.S Nguyễn Lâm Khánh Wt = W1 ì Nguyễn Quốc Hơng Máy XD B K39 G 120.000 = 3720 ì G +Q 120.000 + 500.000 Wt = 720(N) j max = 9,81 60.000 ì 0,2 0,1 ì + 60.000 ì 0,015 ì 720 = 0,77 (m/s2) 120.000 1,2 0,5 Thời gian mở máy cho phép với gia tốc trên: tm = vx 90 = =1,95( s ) 60 ì j max 60 ì 0,77 Mômenmở máy tối đa cho phép để không xảy trợt trơn: (Gi ì Di ) ì n1 Wt ì Dbx G ì Dbx ì n1 = + + ì idc ì dc 375 ì idc t m ì dc 375 ì t m Mm đó: : hệ số ảnh hởng đến trình chi tiết quay.( = 1,1) dc: hiệu suất cấu di chuyển, = 0,845 idc: tỉ số truyền chung truyền cấu di chuyển, idc = 28 n1: số vòng quay trục I động Mm = 720 ì 0,5 120.000 ì 0,5 ì 945 1,1ì 0,55 ì 720 + + ì13ì 0,84 375 ì13 ì1,95 ì 0,84 375 ì1,95 =16,48 + 273 + 0,6 = 290,08(N.m) Đối với động chọn: Mdn = 9550 ì N dc 20 = 9550 ì = 202(N.m) ndc 945 Mômen mở máy động cơ: M m( dc ) = (1,8 ữ 2,5) ì M dn + 1,1ì M dn =1,45 ì M dn 10 Thiết kế môn học máy nâng_vận chuyển Giáo viên hớng dẫn:TH.S Nguyễn Lâm Khánh Nguyễn Quốc Hơng Máy XD B K39 = 1,45 ì 202 = 292,9(N.m) Nh vậy, hạn chế Mm max = 1,8Mdn, động có mômen mở máy trung bình lớn mômen mở máy cho phép nên ta cần kiểm tra hệ số an toàn bám Ta thử kiểm tra hệ số an toàn bám thực tế bao nhiêu.Thời gian mở máy vật: ì (Gi ì Di ) ì n1 tm = 2 375 ì ( M m M t ) ì i x ì dc + G ì Dbx ì n1 375 ì ( M m M t ) ì i x ì dc đó: Wt ì Dbx 720 ì 0,5 Mt = = = 16,48(s) ì i x ì dc ì13 ì 0,84 0 tm = 1,1ì 0,55 ì 945 120.000 ì 0.5 ì 945 + =1,921( s ) 375 ì ( 292,9 16,48) 375 ì (292,9 16,48) ì13 ì 0,84 Gia tốc thực tế mở máy: jm = vx 60 ì t m = 90 = 0,78(m / s ) 60 ì1,921 Hệ số an toàn bám: kb = Gd ì j d Wt Gd ì f ì +Gì m Dbx g kb = 60.000 ì 0,2 1,2 100 0,78 720 60.000 ì 0,015 ì + 120.000 ì 500 9,81 Nh vậy, động chọn đảm bảo hệ số bám kb = 1,2 IV Tính toán chọn phanh: 11 Thiết kế môn học máy nâng_vận chuyển Giáo viên hớng dẫn:TH.S Nguyễn Lâm Khánh Nguyễn Quốc Hơng Máy XD B K39 Tính chọn phanh phải xuất phát từ yêu cầu cho xe lăn di chuyển đờng ray trờng hợp, tợng trợt trơn thời kỳ phanh Gia tốc vật nâng, theo bảng 3.10(Tính toán máy trục), tơng ứng với tỷ lệ bánh dẫn so với tổng số bánh xe 50% hệ số bám = 0,2, ta chọn đợc jph0 = 0,75(m/s2) Thời gian phanh vật nâng: t ph = vx 60 ì j ph = 90 = 2(s) 60 ì 0,75 Với phanh đặt trục thứ nhất, tải trọng nâng: Wt ì Dbx G ì Dbx ì n1 ì dc ì (Gi ì Di ) ì n1 M ph = + + 0 ì idc ì dc 375 ì idc ì t dc 375 ì t ph với: Wt = G ì 2ì + f ì d ì 0,6 + 0,015 ì120 =120.000 ì = 720( N ) Dbx 500 720 ì 0,5 120.000 ì 0,5 ì 945 ì 0,84 1,1ì 0,55 ì 945 + + M ph = ì13ì 0,84 375 ì 375 ì13 ì = -16,48 + 188 +0,76 = 172,28(N.m) Căn vào Mph =172,28(N.m), ta chọn phanh điện từ, dòng điện xoay chiều TKT200/300 có mômen phanh Mph = 240(N.m), theo vẽ máy nâng_vận chuyển(trờng ĐH xây dựng) Kiểm tra hệ số an toàn phanh: kb = Gd ì j d Wt Gd ì f ì +Gì m Dbx g 0 1,2 12 Thiết kế môn học máy nâng_vận chuyển Giáo viên hớng dẫn:TH.S Nguyễn Lâm Khánh kb = kb = Nguyễn Quốc Hơng Máy XD B K39 60.000 ì 0,2 0,1 0,78 720 60.000 ì 0,015 ì + 120.000 ì 0,5 9,81 12.000 1,2 10081 với: 90 jm = 60 ì t m = 0,78( m / s ) Vậy kb 1,2 Kiểm tra gia tốc hãm có vật: Khi có vật, thời gian phanh xác định theo công thức: M ph = ì (Gi ì Di ) ì n1 375 ì ( M ph + M * ) = (G + Q) ì Dbx ì n1 ì dc * 375 ì ( M ph + M t ) ì idc * M t : mômen tĩnh chuyển động xe lănkhi có vật nâng * Mt = W1 ì Dbx 3348 ì 0,5 = = 77( N m) ì idc ì dc ì13ì 0,84 (120.000 + 500.000) ì 0,5 ì 945 ì 0,84 = 8,2( s ) t ph = 375 ì (160 + 77) ì132 Gia tốc hãm: j ph = vx 90 = = 0,183(m / s ) 60 ì t ph 60 ì 8,2 V Bộ truyền: Theo sơ đồ cấu di chuyển xe hình 2, ta dùng hộp giảm tốc bánh trụ cấp Hộp giảm tốc đảm bảo yêu cầu: Với CĐ% = 15% số vòng quay trục vào nv = 1365(v/ph); truyền đợc công suất N = 3(KW) tỉ số truyền i = 13 13 Thiết kế môn học máy nâng_vận chuyển Giáo viên hớng dẫn:TH.S Nguyễn Lâm Khánh Nguyễn Quốc Hơng Máy XD B K39 Tra bảng vẽ Máy nâng_chuyển (ĐHXD_tờ 32), chọn hộp giảm tốc BKH_420 có tỷ số truyền i =16; công suất truyền đến hộp giảm tốc N = 24,4 (KW); tốc độ trục vào nv = 1365(v/ph) Tổng khoảng cách trục: A = A1 + A2 + A3 = 155 + 140 + 125 = 420(mm) Nh vậy, muốn đảm bảo yêu cầu động học ta phải thiết kế hộp giảm tốc theo yêu cầu đề Để trình thiết kế đợc nhanh chóng chế tạo đợc tiện lợi, ta chọn kích thớc giống nh hộp BKH_420, thay đổi đôi chút số bánh cho phù hợp với tỷ số truyền yêu cầu Để có sở dùng gần toàn thông số kính thớc hộp giảm tốc quy chuẩn ta kiểm tra khả tải so với yêu cầu Khả mômen dẫn đến trục vào: M vao = 9550 ì N 24,4 = 9550 ì = 233,02( N m) nv 1000 Khả truyền mômen trục ra: M = i ì M vao =16 ì 233,02 = 3728,32( N m) Yêu cầu mômen dẫn đến trục vào: M y / c (vao ) = 9550 ì N y/c ny /c = 9550 ì 16 =161,7( N m) 945 Yêu cầu mômem truyền trục ra: M y / c ( ) = M y / c ( ) ì i y / c =161,7 ì13 = 2102,1( N m) Nh vậy, hộp giảm tốc hoàn toàn đủ khả tải Vấn đề lại ta phải thiết kế cho đảm bảo tỷ số truyền yêu cần i = 13(v/ph) Theo hộp giảm tốc BKH_420 tỷ số truyền chung i = 16 phân cấp nh sau: 14 Thiết kế môn học máy nâng_vận chuyển Giáo viên hớng dẫn:TH.S Nguyễn Lâm Khánh i = i1 ì i2 ì i3 = Nguyễn Quốc Hơng Máy XD B K39 Z Z Z 74 50 47 ì ì = ì ì =16 Z1 Z Z 25 30 15 Để giữ nguyên thông số khoảng cách trục, môđun, kích thớc toàn hộp giảm tốc, ta dùng số khác, nhng giữ tổng số cặp theo tiêu chuẩn Cụ thể là: i = i1 ì i2 ì i3 = Z Z Z 74 50 45 ì ì = ì ì =13 Z1 Z Z 25 30 17 Vậy ta có hộp giảm tốc đủ khả tải đảm bảo yêu cầu động học VI Các phận khác cấu di chuyển xe a) Trục bánh dẫn : Bánh xe lắp cứng trục then hoa, trục đặt ổ lăn hộp trục trình làm việc trục chịu quay, chịu uốn chịu xoắn ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng, ứng suất xoắn tính chất làm việc hai chiều cấu di chuyển xem nh thay đổi thay đổi theo chu kỳ đối xứng Tải trọng lớn tác dụng lên bánh xe Pmax =199.118( N ) Tải trọng kể đến tải trọng động là: Pt = Pmax ì K d với: K d =1,2 ữ1,5 , lấy Kd = 1,35 Pt = 1,3 ì 199.118 = 268.809,3(N) Chọn ray KP80 có bề rộng đầu ray b = 50(mm).Khi chiều rộng bánh xe là: bx = 50 + 30 = 80(mm) Khoảng cách từ tâm ổ bi đến tâm bánh xe là: L = 55 + 45 = 100(mm) Mômen lớn tiết diện bánh xe: 15 Thiết kế môn học máy nâng_vận chuyển Giáo viên hớng dẫn:TH.S Nguyễn Lâm Khánh Mu = Nguyễn Quốc Hơng Máy XD B K39 Pt ì l 268.809,3ì100 = = 6.720.232,5( N mm) 4 Ngoài lực Pt, mặt phẳng ngang trục bị uốn lực di chuyển bánh xe( 1/2 lực cản chuyển động xe lăn), song trị số lực nhỏ nên ta bỏ qua Mômen xoắn lớn truyền từ trục hộp giảm tốc sang bánh dẫn xuất động điện phát mômen lớn thời kỳ mở máy M m max =1,8 ì M dn =1,8ì 202 = 363,6( N m) Mômen thắng lực cản tĩnh chuyển động: M t = 9550 ì Nt 16 = 9550 ì =161,7( N m) n1 945 Mômen d để thăng lực quán tính hệ thống: M d = M m max M t = 363,6 161,7 = 201,9( N m) Pt = 268.809,3(N) B A 6.720.232,5 4.066.420 Hình Sơ đồ tính trục Mômen để thắng quán tính khối lợng phận chuyển động thẳng: 16 Thiết kế môn học máy nâng_vận chuyển Giáo viên hớng dẫn:TH.S Nguyễn Lâm Khánh Nguyễn Quốc Hơng Máy XD B K39 ' Md =Md ì (Gi ì Di ) td (Gi ì Di ) đó: (Gi ì Di ) td : mômen tơng đơng phận chuyển động thẳng thu trục động (Gi ì Di ) td 0,1ì (G + Q) ì (Gi ì Di ndc 90 = 0,1ì (120.000 + 500.000) ì = 502,2( N m ) 1000 ) : Tổng mômen vôlăng hệ thống thu trục động ) 1,2 ì [(G ì D ) ì (G ì D ) ] = 1,2 ì [ 0,31+ 0,24] = 0,66( N , m ) (Gi ì Di vx (Gi ì Di ) ' i q i i roto i khop = 502,2 + 0,66 = 502,86(N.m2) M d = 201,9 ì 502,2 = 201,6( N m ) 502,86 Vậy mômen lớn trục I truyền đến bánh dẫn là: ' M = M t + M d =161,7 + 201,6 = 363,3( N m ) Mômen lớn tính toán có kể đến ảnh hởng tải trọng động: ' M = M ì K d = 363,3ì1,35 = 490,455( N m ) Mômen lớn trục bánh xe dẫn: ' M bd = M ì i ì dc = 490,445 ì13ì 0,84 = 5355,77( N m ) trục hộp giảm tốc mômen truyền sang hai bên, phân bố tỷ lệ với tải trọng tác dụng lên hai bánh dẫn Mômen xoắn lớn tác dụng lên bánh dẫn là: M x = M bd ì PB 211411,58 = 5355,77 ì = 4066,42( N m) PB + PA 211411,58 + 67032,87 17 Thiết kế môn học máy nâng_vận chuyển Giáo viên hớng dẫn:TH.S Nguyễn Lâm Khánh Nguyễn Quốc Hơng Máy XD B K39 Mômen tơng đơng tác dụng lên trục: M td = M u + ( ì M x ) Do ứng suất thay đổi đối xứng nên = M td = M u + M x = (6.720.232,5) + (4.066.420) = 7.854.762,66( N mm) Để chế tạo trục ta dùng thép 45 có : _ 1' = 250( N mm ) _ 1' =150(( N / mm ) ứng suất uốn cho phép với chu kỳ đối xứng đợc xác định theo công thức: [ ] = _ 1' [ n] ì k ' với: [n]: hệ số an toàn Lấy [n] = 1,6 Theo bảng 1.8(Tính toán máy trục) k : hệ số tập trung ứng suất Lấy k = 2,5 Theo bảng 1.5(Tính toán máy trục) [ ] = 250 = 62,5( N mm ) 1,6 ì 2,5 Đờng kính trục tiết diện bánh xe: d M td 7.854.762,66 =3 =108( mm) 0,1ì [ ] 0,1ì 62,5 Lấy đờng kính trục d = 130(mm) Tại tiết diện nguy hiểm với d = 130(mm) có khoét then b ì h = 36 ì 20 với; t = 10(mm) k = 12,3(mm) Theo bảng7.23_Thiết kế chi tiết máy Chọn chiều dài then l = 60(mm) 18 Thiết kế môn học máy nâng_vận chuyển Giáo viên hớng dẫn:TH.S Nguyễn Lâm Khánh Nguyễn Quốc Hơng Máy XD B K39 Kiểm tra then theo sức bền dập mặt tiếp xúc trục then theo công thức: d = ì M x ì 4.066.420 = =104( N / mm ) d ì t ì l 130 ì10 ì 60 Điều kiện bền cắt then: c = ì M x ì 4.066.420 = = 29( N / mm ) d ì b ì l 130 ì 36 ì 60 Theo bảng 7.21(Thiết kế chi tiết máy), ta có: [ ] d =150( N / mm ) [ ] c =120( N / mm ) Then chọn đảm bảo điều kiện bền Kiểm tra trục: ứng với d = 130(mm) then hoa b ì h = 36 ì 20, ta có: Mômen cản uốn: Wu = ì d b ì t ì (d t ) ì130 36 ì10 ì (130 10) = =195.751,5(mm ) 32 2ì d 32 ì130 Mômen cản xoắn: ì d b ì t ì (d t ) ì1303 36 ì10 ì (130 10 ) Wx = = = 411.441,5( mm ) 16 16 ì130 max = max = M u 6.720.232,5 = = 34,33( N / mm ) Wu 195.751,5 M x 4.066.420 = = 9,88( N / mm ) W x 411.441,5 b) ổ đỡ trục bánh xe: 19 Thiết kế môn học máy nâng_vận chuyển Giáo viên hớng dẫn:TH.S Nguyễn Lâm Khánh Nguyễn Quốc Hơng Máy XD B K39 ổ đỡ trục bánh xe ta dùng ổ lăn nón với góc nghiêng = 12 Ta tính toán chọn ổ lăn cho bánh dẫn chịu tải lớn ổ đỡ chọn theo Tải trọng tơng đơng: Tải trọng đứng trọng lợng bánh xe vật nâng gây lên: R1 = PB 221.441,58 = =110.720,79( N ) 2 Tải trọng chiều trục do xe lăn bị lệch: tải trọng quy ớc tính 10% tải trọng lên bánh xe A1 = 0,1ì 221.441,58 = 22144,158( N ) Tải trọng chiều trục tải trọng hớng kính góc nghiêng ổ S = 1,3 ì R1 ì tg = 1,3 ì110.720,79 ì tg12 o = 30.594,76(N) Lực S xuất hai ổ đối triệt tiêu lẫn Ngoài có tải trọng ngang (hớng kính) lực di chuyển xe lăn, song tải trọng nhỏ nên không tính đến Tải trọng tơng đơng: Q = (0,6 ì K v ì R1 + m ì A1 ) ì K n ì K t đó: K v :Hệ số xét đến vòng ổ vòng quay Theo bảng 8.5(Thiết kế chi tiết máy), vòng quay, lấy K v = 1,35 m= : hệ số chuyển tải trọng dọc trục tải trọng hớng tâm 2,6 ì tg m= =1,81 2,6 ì tg12 o K n : hệ số nhiệt độ Theo bảng 8.4(Thiết kế chi tiết máy), lấy K n = 1(nhiệt độ làm việc dới 1000C) 20 Thiết kế môn học máy nâng_vận chuyển Giáo viên hớng dẫn:TH.S Nguyễn Lâm Khánh Nguyễn Quốc Hơng Máy XD B K39 K t : hệ số tải trọng động Theo bảng 8.3((Thiết kế chi tiết máy), lấy K t = 1,15, tải trọng va đập nhẹ, tải ngắn hạn đến 125% so với tải trọng tính toán Q = (0,6 ì1,35 ì110.720,79 + 1,81ì 22.144,158) ì1ì1,15 =149.229,48( N ) =14922,948(daN ) Hệ số khả làm việc ổ: C = Q ì ( n ì h) ,3 Số vòng quay ổ bi: n= 1000 = 77(v / ph) 13 Chế độlàm việc nhẹ nên hệ số sử dụng ngày: Kng = 0,33 Knam = 0,25 Tổng thời gian làm việc: h = 10 ì 365 ì 0,25 ì 24 ì 0,33 = 7227(giờ) Hệ số khả làm việc: C =14922,948ì ( 77 ì 7227 ) 0,3 = 789.749( daN ) Theo bảng 18P chọn ổ đũa côn đỡ chặn(OCT_333_59), Thiết kế chi tiết máy, chọn ổ có kí hiệu 7620 có Clàm việc = 800.000(daN), có đờng kính d = 100(mm) có đờng kính vòng D = 250(mm) 21 Thiết kế môn học máy nâng_vận chuyển Giáo viên hớng dẫn:TH.S Nguyễn Lâm Khánh Nguyễn Quốc Hơng Máy XD B K39 Tài liệu tham khảo - Tính toán máy trục_Nhà xuất khoa học Kỹ thuật (1975) Huỳnh Văn Hoàng - Đào Trọng Thờng - Bản vẽ máy nâng chuyển_ĐHXD (1985) Đặng Thế Hiển Phạm Quang Dũng Hoa Văn Ngũ - Thiết kế chi tiết máy_Nhà xuất giáo dục(1999) Nguyễn trọng Hiệp Nguyễn Văn Lẫm 22 Thiết kế môn học máy nâng_vận chuyển Giáo viên hớng dẫn:TH.S Nguyễn Lâm Khánh Nguyễn Quốc Hơng Máy XD B K39 Mục Lục Trang Lời nói đầu ChơngI: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động Phạm vi sử dụng cầu trục I_Phạm vi sử dụng II_Cấu tạo ChơngII: Lựa chọn tính toán phận cấu Truyền động xe mang hàng I_Sơ đồ cấu di chuyển xe II_Thiết kế bánh xe ray III_Chọn động điện IV_Tính toán chọn phanh .14 V_Bộ truyền 15 VI_Các phận khác cấu di chuyển 17 a_Trục bánh dẫn 17 b_ổ đỡ trục bánh xe 21 23 [...]... Md =Md ì (Gi ì Di ) td (Gi ì Di 2 ) trong đó: 2 (Gi ì Di ) td : mômen tơng đơng của bộ phận chuyển động thẳng thu về trục động cơ (Gi ì Di ) td 0,1ì (G + Q) ì 2 (Gi ì Di 2 ndc 2 90 2 = 0,1ì (1 20.000 + 500.000) ì = 502, 2( N m 2 ) 2 1000 ) : Tổng mômen vôlăng của cả hệ thống thu về trục động cơ ) 1,2 ì [(G ì D ) ì (G ì D ) ] = 1,2 ì [ 0,31+ 0,24] = 0,6 6( N , m ) (Gi ì Di 2 2 vx 2 (Gi ì Di 2 ) '... lý hoạt động Phạm vi sử dụng của cầu trục 3 I_Phạm vi sử dụng 3 II_Cấu tạo 3 ChơngII: Lựa chọn và tính toán các bộ phận của cơ cấu Truyền động xe con mang hàng 5 I_Sơ đồ cơ cấu di chuyển xe 5 II _Thiết kế bánh xe và ray 6 III_Chọn động cơ điện 8 IV_Tính toán và chọn phanh .14 V _Bộ truyền 15 VI_Các bộ phận khác của cơ cấu di chuyển 17 a _Trục bánh dẫn 17 b_ổ đỡ trục bánh xe 21 23 ... 0,1ì 62,5 Lấy đờng kính trục d = 130(mm) Tại tiết di n nguy hiểm với d = 130(mm) có khoét then b ì h = 36 ì 20 với; t = 10(mm) k = 12,3(mm) Theo bảng7.23 _Thiết kế chi tiết máy Chọn chiều dài của then l = 60(mm) 18 Thiết kế môn học máy nâng_vận chuyển Giáo viên hớng dẫn:TH.S Nguyễn Lâm Khánh Nguyễn Quốc Hơng Máy XD B K39 Kiểm tra then theo sức bền dập trên mặt tiếp xúc giữa trục và then theo công thức:... của ổ là vòng quay Theo bảng 8.5 (Thiết kế chi tiết máy) , vòng ngoài quay, lấy K v = 1,35 m= 1 : hệ số chuyển tải trọng dọc trục về tải trọng hớng tâm 2,6 ì tg m= 1 =1,81 2,6 ì tg12 o K n : hệ số nhiệt độ Theo bảng 8.4 (Thiết kế chi tiết máy) , lấy K n = 1(nhiệt độ làm việc dới 1000C) 20 Thiết kế môn học máy nâng_vận chuyển Giáo viên hớng dẫn:TH.S Nguyễn Lâm Khánh Nguyễn Quốc Hơng Máy XD B K39 K t : hệ... liệu tham khảo - Tính toán máy trục_ Nhà xuất bản khoa học và Kỹ thuật (1 975) Huỳnh Văn Hoàng - Đào Trọng Thờng - Bản vẽ máy nâng chuyển_ ĐHXD (1 985) Đặng Thế Hiển Phạm Quang Dũng Hoa Văn Ngũ - Thiết kế chi tiết máy_ Nhà xuất bản giáo dục(1999) Nguyễn trọng Hiệp Nguyễn Văn Lẫm 22 Thiết kế môn học máy nâng_vận chuyển Giáo viên hớng dẫn:TH.S Nguyễn Lâm Khánh Nguyễn Quốc Hơng Máy XD B K39 Mục Lục Trang... Quốc Hơng Máy XD B K39 Tra bảng trong bản vẽ Máy nâng _chuyển ( HXD_tờ 32), chọn hộp giảm tốc BKH_420 có tỷ số truyền i =16; công suất truyền đến hộp giảm tốc N = 24,4 (KW); tốc độ của trục vào nv = 1365(v/ph) Tổng khoảng cách trục: A = A1 + A2 + A3 = 155 + 140 + 125 = 420(mm) Nh vậy, muốn đảm bảo yêu cầu động học ta phải thiết kế hộp giảm tốc theo các yêu cầu đã đề ra ở trên Để quá trình thiết kế đợc... khả năng tải và đảm bảo yêu cầu động học VI Các bộ phận khác của cơ cấu di chuyển xe a) Trục bánh dẫn : Bánh xe lắp cứng trên trục bằng then hoa, trục đặt trên ổ lăn trong các hộp trục do đó trong quá trình làm việc trục chịu quay, chịu uốn và chịu xoắn ứng suất uốn sẽ thay đổi theo chu kỳ đối xứng, ứng suất xoắn do tính chất làm việc hai chiều của cơ cấu di chuyển cũng xem nh thay đổi thay đổi theo... ì 0,33 = 7227(giờ) Hệ số khả năng làm việc: C =14922,948ì ( 77 ì 7227 ) 0,3 = 789.74 9( daN ) Theo bảng 18P chọn ổ đũa côn đỡ chặn(OCT_333_59), Thiết kế chi tiết máy, chọn ổ có kí hiệu 7620 có Clàm việc = 800.000(daN), có đờng kính trong d = 100(mm) và có đờng kính vòng ngoài D = 250(mm) 21 Thiết kế môn học máy nâng_vận chuyển Giáo viên hớng dẫn:TH.S Nguyễn Lâm Khánh Nguyễn Quốc Hơng Máy XD B K39... + 188 +0,76 = 172,28(N.m) Căn cứ vào Mph =172,28(N.m), ta chọn phanh điện từ, dòng điện xoay chiều TKT200/300 có mômen phanh Mph = 240(N.m), theo bản vẽ máy nâng_vận chuyển( trờng ĐH xây dựng) Kiểm tra hệ số an toàn của phanh: kb = Gd ì j d Wt Gd ì f ì +Gì m Dbx g 0 0 1,2 12 Thiết kế môn học máy nâng_vận chuyển Giáo viên hớng dẫn:TH.S Nguyễn Lâm Khánh kb = kb = Nguyễn Quốc Hơng Máy XD B K39 60.000... lên bánh xe Pmax =199.11 8( N ) Tải trọng kể đến tải trọng động là: Pt = Pmax ì K d với: K d =1,2 ữ1,5 , lấy Kd = 1,35 Pt = 1,3 ì 199.118 = 268.809,3(N) Chọn ray KP80 có bề rộng đầu ray b = 50(mm).Khi đó chiều rộng của bánh xe là: bx = 50 + 30 = 80(mm) Khoảng cách từ tâm ổ bi đến tâm bánh xe là: L = 55 + 45 = 100(mm) Mômen lớn nhất tại tiết di n giữa bánh xe: 15 Thiết kế môn học máy nâng_vận chuyển