Đang tải... (xem toàn văn)
thiết kế tính toán cơ cấu nâng cầu trục 5 tấn GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ NÂNG CHUYỂN Máy nâng chuyển là loại máy dùng để thay đổi vị trí của đối tượng công tác nhờ thiết bị mang vật trực tiếp móc treo hoặc thiết bị mang vật gián tiếp như gầu ngoạm, nam châm điện, băng, gầu… Máy trục là một loại máy nâng vận chuyển, một trong những phương tiện quan trọng của việc cơ giới hoá các quá trình sản xuất trong các nghành công nghiệp –và xây dựng. Ở các nước tiên tiến, ngành máy nâng chuyển là một ngành công nghiệp phát triển ngày càng cao,về thiết bị nâng chuyển của các máy trục.Sự phát triển mạnh mẻ của công nghiệp,luôn mong muốn nâng cao năng suất lao động, do vậy phải phát triển không ngừng cải tiến kỹ thuật máy nâng vận chuyển.
Trường Đại học Công nghệ GTVT Máy nâng vận chuyền MỤC LỤC MỤC LỤC .1 LỜI CẢM ƠN .2 LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ NÂNG CHUYỂN CHƯƠNG 2: CHỌN VÀ TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ ĐỘNG HỌC CƠ BẢN CỦA CƠ CẤU NÂNG .9 2.1 Các thông số cầu trục thiết kế 2.1.1 Phương án lựa chọn sơ đồ động học cấu nâng 2.2 Tính động lực học cấu nâng: 11 2.3 Tính tốn cấu nâng: .13 2.3.1.Chọn loạị dây 14 2.3.2.Chọn palăng cáp 14 2.3.3.Kích thước dây 15 2.3.4.Tính kích thước tang ròng rọc 15 2.3.5.Chọn động điện 18 2.3.6-Tỉ số truyền chung 19 2.3.7-Kiểm tra động nhiệt .19 2.2.8- Chọn tính phanh: .26 2.3.9 - BỘ TRUYỀN: .26 TÀI LIỆU THAM KHẢO .40 LỜI CẢM ƠN .41 SVTH: Vũ Trường Giang Trường Đại học Công nghệ GTVT Máy nâng vận chuyền MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 đồ thị tải trọng trung bình cấu máy trục chế độ làm việc trung bình Hình 2.1 phương án Hình 2.2 phương án .10 Hình 2.3 phương án .10 Hình 2.4 Sơ đồ cấu nâng 11 SVTH: Vũ Trường Giang Trường Đại học Công nghệ GTVT Máy nâng vận chuyền LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian vừa qua, với giúp đỡ thầy cô bạn bè,em hồn thành xong khối lượng lớn cơng việc đồ án tốt nghiệp Đây đồ án cuối trước em tốt nghiệp trường, đánh dấu bước ngoặc lớn đời em Để có thành cơng đó, em nhận nhiều giúp đỡ thầy cô bạn bè Em xin chân thành cảm ơn tồn thể thầy giáo khoa Cơ Khí, người trang bị cho em kiến thức làm hành trang cho em sau Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thầy Đỗ Hữu Tuấn, thầy tận tình hướng dẫn, bảo em suốt thời gian làm đồ án tốt nghiệp vừa qua Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn người bạn em, tất thành viên lớp 66DCMX23, người bên cạnh em, động viên em, chia sẻ em kiến thức giúp đỡ em nhiều để em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn chúc sức khỏe toàn thể người! Hà Nội tháng 11 năm 2018 Sinh viên Vũ Trường Giang SVTH: Vũ Trường Giang Trường Đại học Công nghệ GTVT Máy nâng vận chuyền LỜI NÓI ĐẦU Trong giai đoạn nay, đất nước bước vào thời kỳ cơng nghiệp hóa, đại hóa kinh tế Vai trò ngành khí ngày trở nên quan trọng phát triển kính tế đất nước, nói ngành then chốt công nghiệp đại Trong suốt năm học tập trường, em truyền đạt kiến thức bản, làm sở, hành trang cho công việc sau Để tổng kết học suốt năm vừa qua, phân công nhà trường, em nhận đồ máy nâng vận chuyển với đề tài “ Thiết kế cầu trục tấn” hướng dẫn thầy giáo Đỗ Hữu Tuấn Đây đề tài thường thấy thực tế, xuất nhiều nhà máy, kho bãi, sở sản xuất lắp ráp khí Cầu trục thiết bị nâng hạ quan trọng, giảm sức nặng người cơng nhân làm việc, qua đó, nâng cao suất lao động công nhân Thiết bị nâng hạ thường nâng vật nặng, di chuyển cao nên u cầu tính an tồn cho người vật cao Khi nghiên cứu đề tài này, em tham khảo nhiều tài liệu, sách thực tế công ty mà em thực tập tốt nghiệp, em nhận thấy đề tài tương đối rộng, nhiều kiểu mẫu tùy thuộc vào điều kiện sở sản xuất hay cơng ty riêng Tuy nhiên, dù thiết kế có theo hướng thiết kế đề tài cần phải đảm bảo ba tiêu là: Phải có tính kinh tế, đạt suất cao đảm bảo an toàn Và em cố gắng để đề tài thiết kế theo ba tiêu Tuy nhiên, đề tài có khối lượng tương đối lớn, lại chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế nên em gặp nhiều khó khăn, việc tìm kiếm tài liệu hướng dẫn Vì việc sai sót thiết kế tính tốn tránh khỏi Em mong thầy bạn dẫn để em hồn thành tốt công việc sau Em xin chân thành cảm ơn Hà Nội tháng 11 năm 2018 Sinh viên Vũ Trườn Giang SVTH: Vũ Trường Giang Trường Đại học Công nghệ GTVT Máy nâng vận chuyền CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ NÂNG CHUYỂN Máy nâng chuyển loại máy dùng để thay đổi vị trí đối tượng công tác nhờ thiết bị mang vật trực tiếp móc treo thiết bị mang vật gián tiếp gầu ngoạm, nam châm điện, băng, gầu… Máy trục loại máy nâng &vận chuyển, phương tiện quan trọng việc giới hoá q trình sản xuất nghành cơng nghiệp – xây dựng Ở nước tiên tiến, ngành máy nâng chuyển ngành công nghiệp phát triển ngày cao,về thiết bị nâng chuyển máy trục.Sự phát triển mạnh mẻ công nghiệp,luôn mong muốn nâng cao suất lao động, phải phát triển không ngừng cải tiến kỹ thuật máy nâng &vận chuyển Cơng nghiệp xây dựng trước cần trục, ngày chí xây dựng nhà nhỏ khơng thể thiếu cần trục, chưa nói đến việc xây dựng nhà cao tầng kỹ thuật xây lắp khối lớn,trong thời kỳ hội nhập lại trọng không ngừng cải tiến kỹ thuật để đáp ứng dươc yêu cầu ngành công nghiệp xây dựng Trong ngành cơng nghiệp mỏ cần có loại thang tải, xe kíp băng tải …vv Trong ngành luyện kim có cần trục nặng phục vụ kho chứa quặng nhiên liệu v v…… Máy nâng vận chuyển phục vụ nhà ở, nhà công cộng, cửa hiệu lớn ga tàu điện ngầm thang máy, có thang điện cao tốc cho nhà cao tầng, buồng chở người thang điện liên tục.Trong siêu thị người ta dùng nhiều cầu thang v v… Trong nhà máy hay phân xưởng khí người ta trang bị nhiều máy nâng chuyển di động cần trục, cầu trục, cổng trục dùng điện hay khí nén, thuỷ lực suất cao để di chuyển chi tiết máy máy …vv Ngành máy nâng vận chuyển đại thực rộng rãi việc giới hố q trình vận chuyển ngành cơng nghiệp kinh tế quốc dân Sự phát triển kỹ thuật nâng –vận chuyển phải theo cải tiến máy móc, tinh xảo hơn, giảm nhẹ trọng lượng, giảm giá thành, nâng cao chất lượng sử dụng, tăng mức sản xuất, đơn giản hoá tự động hoá việc điều khiển chế tạo máy nhiều hiệu để thoả mãn yêu cầu ngày tăng kinh tế quốc dân SVTH: Vũ Trường Giang Trường Đại học Công nghệ GTVT Máy nâng vận chuyền Ở nước ta, máy nâng vận chuyển sử dụng rộng rãi số ngành xếp dỡ hàng hoá bến cảng nhà ga đường sắt công nghiệp xây dựng nhà ở, nhà máy luyện kim lâm nghiệp, xây dựng cơng nghiệp quốc phòng.Trong tình hình kinh tế phát triển nay, máy nâng vận chuyển ngày trở thành nhu cầu cấp bách nhu cầu sản xuất ngày cao Các loại máy nâng vận chuyển phân thành hai loại : -Máy vận chuyển liên tục : Vật nặng vận chuyển thành dòng liên tục gồm loại băng gầu, băng tải, máy xúc liên tục, xích tải, vít chuyển… vvv -Máy vận chuyển theo chu kỳ : Bao gồm máy hoạt động có tính chất chu kỳ, có tác dụng di chuyển nâng hạ, kéo tải, cấu nâng tải cấu gọi máy trục loại gồm loại kích tời, palăng, cần trục, cầu trục, cổng trục …vv Trong cần trục, cầu trục, cổng trục vận chuyển vật nặng theo ba hướng không gian Để mang lại hiệu cao cho phương án thiết kế, ta cần phải nắm vững đặc điểm máy trục *Các thông số máy trục: Đặc tính máy trục biểu thị thông số sau: + Tải trọng nâng Q: -Tải trọng nâng đặc tính máy trục, T hay N -Tải trọng nâng gồm trọng lượng vật cộng với trọng lượng cấu móc hàng.Tải trọng nâng có giới hạn lớn từ vài chục T đến hàng chục ngàn N Trong thực tế sử dụng để thuận tiện người ta dùng đơn vị khối lượng : Kg, + Chiều cao nâng hàng H(m) -Chiều cao nâng khoảng cách từ mặt sàn, bãi làm việc máy trục đến vị trí cao cấu móc +Tốc độ làm việc V(m/ph hay m/s): -Tốc độ làm việc xác định theo điều kiện làm việc theo loại máy trục,tốc độ nâng hàng nằm giới hạn từ 10-30(m/ph) + Khẩu độ L(m): -Đây thông số biểu thị phạm vi hoạt động máy trục, độ L cần trục hay cổng trục khoảng cách từ tâm bánh xe di chuyển đến tâm bánh xe di chuyển SVTH: Vũ Trường Giang Trường Đại học Công nghệ GTVT Máy nâng vận chuyền *Chế độ làm việc máy trục: Máy trục làm việc theo chế độ ngắn hạn, lặp lặp lại Bộ phận làm việc phận nâng hạ, di chuyển qua lại theo chu kỳ Ngồi thời kỳ làm việc có thời dừng máy, tức động tắt.Thời gian dừng dùng để sử dụng móc hay tháo vật để chuẩn bị cho thời kỳ Ngồi q trình chuyển động qua lại phân thời kỳ chuyển động không ổn định, thời kỳ mở máy, phanh thời kỳ ổn định + Chế độ nhẹ: Đặc điểm chế độ nhẹ hệ số sử dụng trọng tải thấp, kq0,5.Cường độ làm việc động nhỏ, trung bình khoảng 15%, số lần mở máy giờ,dưới 60 lần có nhiều quảng ngắt lâu.Trong nhóm có cấu nâng cấu di chuyển cần trục sửa chửa, cần trục đặt không gian máy, cấu di chuyển cần cần trục xây dựng cần trục cảng … vv + Chế độ trung bình : Đặc điểm cấu chế độ trung bình chúng làm việc với trọng tải khác nhau, hệ số sử dụng trọng tải, vận tốc làm việc trung bình.Cường độ làm việc khoảng 25%, số lần mở máy đến 120 lần,trong nhóm máy có cấu nâng di chuyển cần trục phân xưởng khí lắp ráp Cơ cấu quay cần trục palăng điện + Chế độ nặng : Đặc điểm chế độ nặng hệ số sử dụng tải cao, k Q=1, vận tốc làm việc lớn,cường độ làm việc 40%,số lần mở máy 240 lần.Trong nhóm có tất cấu cần trục phân xưởng công nghệ, kho nhà máy sản xuất hàng loại lớn, cấu nâng cần trục xây dựng + Chế độ nặng : Đặc điểm cấu thường xuyên làm việc tải trọng danh nghĩa k Q=1, vận tốc cao,cường độ làm việc khoảng 40-60%, số lần mở máy 360 lần.Thuộc nhóm máy tất cấu cần trục phân xưởng công nghệ kho thuộc ngành luyện kim Khi tính tốn cấu máy trục, người ta phân biệt ba trường hợp tải trọng trạng thái làm việc trạng thái không làm việc máy trục sau: Trường hợp 1: tải trọng bình thường trạng thi làm việc bao gồm trọng lượng danh nghĩa vật nâng phận mang, trọng lượng than máy, tải trọng động trình mở hãm cấu SVTH: Vũ Trường Giang Trường Đại học Công nghệ GTVT Máy nâng vận chuyền Trường hợp 2:tải trọng lớn trạng thi làm việc bao gồm trọng lượng danh nghĩa vật nâng phận mang, trọng lượng thân máy, tải trọng động lớn xuất mở máy, phanh đột ngột, điện, có điện bất ngờ tải trọng gió lớn làm việc tải trọng độ dốc lớn Các trị số tải trọng lớn trạng thi làm việc thường hạn chế điều kiện bên trượt trơn bánh xe ray, trị số momen phanh lớn nhất, momen giới hạn khớp nối …vv Đối với trường hợp tất chi tiết cấu tính theo sức bền tĩnh Trường hợp 3: tải trọng lớn trạng thi không làm việc máy đặt ngồi trời,bao gồm trọng lượng thân, tải trọng gió lớn trọng trạng thi không làm việc tải trọng độ dốc đường.Đối trường hợp tính tốn cho chi tiết phận hãm gió, thiết bị phanh hãm cấu thay đổi tầm với Tải trọng tương đương xác định theo đồ thị gia tải cấu theo thời gian 0,2Q 0,75Q Q Q 0,2T 0,5T T 0,3T Hình 1.1 đồ thị tải trọng trung bình cấu máy trục chế độ làm việc trung bình SVTH: Vũ Trường Giang Trường Đại học Công nghệ GTVT Máy nâng vận chuyền Chương 2: CHỌN VÀ TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ ĐỘNG HỌC CƠ BẢN CỦA CƠ CẤU NÂNG 2.1 Các thông số cầu trục thiết kế - Tải trọng nâng: Q=3 - Chiều cao nâng hạ: H=6 m - Vận tốc nâng: Vn= (m/ph) - Chế độ làm việc máy: máy làm việc chế độ nặng 2.1.1 Phương án lựa chọn sơ đồ động học cấu nâng Cơ cấu nâng dùng để nâng hạ vật theo phương thẳng đứng Ngoại lực trọng lực lực qn tính tác dụng lên vật nâng Có hai loại cấu nâng: cấu nâng dẫn động tay cấu nâng dẫn động điện Trong trường hợp sử dụng cấu nâng dẫn động điện Cơ cấu nâng phải đảm bảo độ an toàn, độ tin cậy độ ổn định cao làm việc Do vậy, cấu nâng phải chế tạo nghiêm chỉnh với chất lượng tốt tất khâu Bộ phận tang dùng tang kép, quấn lớp cáp, có rãnh cắt, đảm bảo độ bền lâu cho cáp Bộ truyền chế tạo dạng hộp giảm tốc kín, ngâm dầu, bơi trơn tốt Các ổ trục thường dùng ổ lăn, thiết bị phanh hãm thường dùng phanh má thường đóng *PA1: Sơ đồ hình vẽ sau: Hình 2.1 phương án Với phương án này, chuyển động truyền từ động đến hộp giảm tốc qua khớp nối Trục khớp nối không trùng với trục tang mà thông qua truyền bánh Cơ cấu dễ tháo lắp thành phận riêng biệt, thích hợp dùng pa lăng đơn, tỷ số truyền hộp giảm tốc nhỏ nên hộp giảm tốc nhỏ Tuy nhiên kết cấu kích thước cồng kềnh, phức tạp, nhiều chi tiết, tốn nhiều ổ, tồn truyền ngồi nên khơng an tồn SVTH: Vũ Trường Giang Trường Đại học Công nghệ GTVT 10 Máy nâng vận chuyền *PA2: Sơ đồ hình vẽ sau: Hình 2.2 phương án Phương án có kết cấu nhỏ gọn phương án trên, nhiên trục tang trục hộp giảm tốc nên khó chế tạo lắp ráp, bảo dưỡng Lực tang phân bố không ổn định ảnh hưởng đến hộp tốc độ độ an toàn cấu *PA3: Sơ đồ hình vẽ sau: Hình 2.3 phương án Phương án kết cấu nhỏ gọn, làm việc an toàn Tháo lắp, sửa chữa, bảo dưỡng dễ dàng Qua việc phân tích sơ đồ động học cấu nâng, ta thấy phương án tối ưu cả, nên sử dụng phương án làm phương án để tính tốn, thiết kế cấu nâng SVTH: Vũ Trường Giang Trường Đại học Công nghệ GTVT 25 Máy nâng vận chuyền 2.2.8- Chọn tính phanh: -Để phanh nhỏ gọn ta ưu tiên đặt phanh trục dẫn cấu, tức trục động - Mô men phanh cấu (theo CT 3-14 TTMT) Mph = (Nm) Trong đó: K=2 - hệ số an tồn phanh (tra bảng 3.2.TTMT) Ta thấy loại phanh có kích thước nhỏ gọn, làm việc tốt sử dụng rộng rãi phanh má kiểu TK theo kết cấu BHUUTMAM Dựa vào mô men phanh yêu cầu ta chọn loại phanh má kiểu TKT-300 có nam châm điện hành trình ngắn dùng điện xoay chiều có mơ men phanh gần sát với u cầu Đặc tính kỹ thuật phanh: - Mph = 160 Nm - Áp suất má: P = 16 (M/cm2) - Khoảng dời má: - Nam châm điện loại MO-200b Hành trình cần (mm) 2.3.9 - BỘ TRUYỀN: - Ở ta sơ chọn truyền dạng hộp giảm tốc hai cấp bánh trụ Tiện lợi chọn mua sẵn hộp giảm tốc hai cấp bánh trụ tiêu chuẩn - Căn vào yêu cầu công suất phải truyền với CĐ 40%, số vòng quay trục vào, tỷ số truyền yêu cầu lắp ráp Ta chọn hộp giảm tốc: PM - 400.I-3M - Có đặc tính sau: + Kiểu hộp: Hai cấp bánh trụ nghiêng + Tổng khoảng cách trục A = An + Ac = 150 + 400 = 550 mm + Tỷ số truyền: i = 48,57(phương án I) + Kiểu lắp: Theo sơ đồ 3, trục trục vào quay phía + Đầu trục ra: Làm liền khớp - Công suất truyền với CĐ 25% SVTH: Vũ Trường Giang Trường Đại học Công nghệ GTVT 26 Máy nâng vận chuyền - Cơng suất tính tốn: N = 7,2 kW - Số vòng quay trục vào: n = 750 v/f 2.3.10-CHỌN MÓC VÀ Ổ TREO MÓC: 2.3.10.1 Kết cấu ổ treo móc Ổ treo móc thực theo hai phương án thường dùng cầu trục công dụng chung (hình vẽ) - Ở ta chọn palăng có số puli di động số chẵn (2 pu li) số puli di động nhỏ Do ta chọn phương án dùng ổ treo ngắn mà không sợ chiều ngang ổ treo cồng kềnh - Kết cấu ổ treo móc ngắn chọn (hình vẽ) bao gồm: Móc (6) - chọn theo tiêu chuẩn Ở phần cuống móc cắt ren có vặn đai ốc (1) Ổ bi chặn (2) cho phép dễ dàng xoay vật nâng vị trí cần thiết,ư Thanh ngang (4) đỡ móc lắp ròng rọc hai ngơng trục hai bên Để làm việc an tồn tránh cho dây cáp khơng bị rơi ra, dùng vỏ (5) bao ròng rọc lại Bơi trơn ổ lăn ròng rọc mỡ qua vú mỡ (7) vặn hai đầu ngang Các vòng nỉ (3) lót kín khơng cho mỡ chảy ngồi 2.3.10.2 Chọn tính móc a Chọn móc: - Theo tải trọng nâng danh nghĩa: Q = Tấn = 50000 N Chế độ làm việc cấu nâng: Trung bình Bội suất pa lăng a = - Ta chọn móc tiêu chuẩn có số liệu N016 - theo TOCT 6627 - 63 Móc chế tạo vật liệu thép 20 có tính - Giới hạn mỏi: -1 = 210 N/mm2 - Giới hạn bền: b = 420 N/mm2 - Giới hạn chảy: ch = 250 N/mm2 - Tra bảng móc tiêu chuẩn theo TOCT6627-63 ta kích thước móc treo (hình vẽ trang bên) SVTH: Vũ Trường Giang Trường Đại học Công nghệ GTVT 27 Máy nâng vận chuyền b Kiểm tra bền cho móc mặt cắt nguy hiểm Ta kiểm tra bền cho móc tiết diện A-A; B-C; C-C * Ta xét tiết diện ngang A-A: Tiết diện ngang chịu đồng thời uốn kéo Coi móc nhu cong, ứng suất pháp lớn xuất phía (điểm 1), tính theo cơng thức từ lý thuyết cong = [] Trong đó: Q - tải trọng móc: Q = 50000 N F - diện tích tiết diện tính tốn, mm2 c1 - khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến thớ cùng, mm a- đường kính miệng móc Tiết diện A - A thân móc + Diện tích mặt cắt A-A Thay mặt cắt xét hình thang (hình vẽ) F= F = 4460 mm2 + Vị trí trọng tâm tiết diện e1 = e2 = h - e1 = 92 - 37,6 = 54,4 (mm) + Bán kính cong thân móc, bán kính cong đường trục qua trọng tâm tiết diện r= Trong đó: a = 110 - đường kính miệng móc + Hệ số hình học tiết diện, phụ thuộc hình dáng tiết diện độ cong móc Đối với tiết diện hình thang (CT.2.4-TTMT) k=-1+ k=-1+ k 0,1 Do ứng suất điểm tiết diện A - A = 76,67N/mm2 + Ta tính ứng suất cho phép: [].theo công thức (1-6) bảng (2-1) [] = = SVTH: Vũ Trường Giang Trường Đại học Công nghệ GTVT 28 Máy nâng vận chuyền Ta thấy ứng suất pháp lớn tiết diện A-A: = 76,67 < [] Vậy tiết diện ngan A-A đủ bền * Kiểm tra tiết diện đứng B-B Tiết diện đứng chịu đồng thời uốn cắt - Theo TOCT 6627-63 mà ta chọn móc tiết diện đứng B-B làm giống tiết diện ngang A-A + Ứng suất xác định theo công thức 2.5-TTMT = = 38,3 N/mm2 + Ứng suất cắt, xác định theo công thức 2.6-TTMT 11,2 N/mm2 + Ứng suất tổng cộng mặt cắt B-B, theo bền thứ ba tđ = = 42,93 (N/mm2) Ta thấy tđ = 42,93< [] = 208 tiết diện B-B đủ bền * Kiểm tra tiết diện cuống móc C-C: - Vì tính chất không ổn định ứng suất uốn, tiết diện cuống móc kiểm tra theo kéo, với ứng suất cho phép giảm thấp Theo công thức 2.8-TTMT: = [] + Đường kính chân ren d1 = 48,8mm - Do đó: Ứng suất kéo tiết diện cuống móc C-C: = [] = 26,73 N/mm2 Ta lấy: []’ = 70 N/mm2 Như vậy: < []’ ứng suất kéo nằm phạm vi cho phép - Ta chọn đai ốc có chiều cao H = 75mm - Ứng suất cắt chân ren xác định từ công thức(2-9): c = c = c 8,89 N/mm2 - Ứng suất cắt cho phép SVTH: Vũ Trường Giang Trường Đại học Công nghệ GTVT 29 Máy nâng vận chuyền [0] 0,6 []’ = 0,6 70 = 42 N/mm2 Ta thấy c < [c] nên chiều cao đai ốc chọn thoả mãn sức bền cắt chân ren 2.2.10.3 Ổ lăn chặn - Xuất phát từ đường kính phần cuống móc; d2 = 60mm ta chọn ổ lăn chặn hạng trung bình, ký hiệu: 8312 để đỡ đai ốc cuống móc - Ổ lăn chặn 8312 có đường kính ngồi: D = 110, chiều cao H = 35mm - Vì làm việc ổ lăn chặn thường không quay nên kiểm tra theo tải trọng tĩnh cho phép + Tải trọng tính lên ổ lăn là: Qt = Q k đ lấy kđ = 1,2 Qt = 50000 1,2 = 60.000 (N) 2.2.10.4 Thanh ngang cụm treo móc: - Thanh ngang chế tạo vật liệu thép 45 với tính: + Giới hạn bền: b = 610 N/mm2 + Giới hạn chảy: ch = 430 N/mm2 + Giới hạn mỏi: -1 = 250 N/mm2 Kết cấu sơ đồ tính thang ngang khung treo ngắn (hình vẽ) * Giả thiết ảnh hưởng lực cắt không đáng kể so với mô men uốn ngang tính theo uốn D Q=50000 Q/2 Q/2 150 300 - Mô men uốn lớn tiết diện ngang (tiết diện D-D) Mu = = 4500000 Nmm SVTH: Vũ Trường Giang Trường Đại học Công nghệ GTVT 30 Máy nâng vận chuyền Trong đó: Qt = 60000 - tải trọng tính có kể đến ảnh hưởng tải trọng động (kđ = 1,2) l = 300mm - khoảng cách hai pu li Ta thấy ứng suất uốn ngang xuất theo chu kỳ mạch động với max có tải Qt min khơng tải (móc khơng treo vật) * Ứng suất cho phép với chu kỳ mạch động [] = [n] = 1,6; Tra bảng 1.5.TTMT lấy k’ = [] = = 109,4 N/mm2 * Mô men cản uốn cần có tiết diện ngang (D-D) W= W = 74040 mm3 Chiều rộng ngang phải đủ để đặt ổ lăn chặn, lấy bằng: B = D + (10 20) B = 110 + 15 = 125 mm - Đường kính lỗ để đặt móc d = d1 + (2 5) Với d1 = 60 - đường kính phần cuống móc lắp vào lỗ Do đó: d = 60 + = 64 mm - Vậy chiều cao cần thiết ngang tiết diện D - D H = = = 86 mm Kích thước chiều cao ngang H ta chọn H = 100mm lớn chiều cao cần thiết Các kích thước khác ta chọn hình vẽ * Kiểm tra sức bền mỏi ngang * Tiết diện D-D Xuất phát từ tuổi bền tính tốn A = 15năm (bảng 1.1.TTMT) với chế độ làm việc trung bình sơ đồ tải trọng Ta tính số chu kỳ làm việc sau: - Số làm việc tổng cộng T = 24 365 A kn kng Trong đó: Với chế độ làm việc trung bình ta có A = 15 năm - tuổi bền tính tốn kn = 0,5 - hệ số sử dụng năm SVTH: Vũ Trường Giang Trường Đại học Công nghệ GTVT 31 Máy nâng vận chuyền kng = 0,67 - hệ số sử dụng ngày T = 24 365 15 0,5 0,67= 44019 - Số chu kỳ làm việc tổng cộng Z0 = T ach at= 44019 20 1=8,8.105 Trong đó:ack = 20 25 - số chu kỳ làm việc 1h lấy ack = 20 at = - số lần gia tải (nâng vật) chu kỳ - Tổng số chu kỳ làm việc phân bố số chu kỳ làm việc z1; z2; z3 tương ứng với tải trọng Q1 = Q; Q2 = 0,75Q; Q3 = 0,2Q theo tỷ lệ 2:5:3 Do đó: Z1 = Z2 = Z3 - Số chu kỳ làm việc tương đương tính theo cơng thức sau: Ztđ = Z1 Ztđ = 5,28 105 18 + 1,76 105 0,58 + 1,76 105 0,38 Ztđ 5,287 105 - Hệ số chế độ làm việc là: kc = = kc = 1,47 Giới hạn mỏi tính tốn chế độ làm việc cụ thể cấu nâng cho là: -1 = kc = 250 1,47 -1 = 365 N/mm2 - Với kích thước chọn có mô men cản uốn W= W = 102.000mm3 - Ứng suất uốn lớn mặt cắt ngang (D-D) u = u = 44,11(N/mm2) - Ứng suất trung bình biên độ ứng suất chu kỳ mạch động: m = a = = 22,05(N/mm2) Đối với chu kỳ ứng suất mạch động (r = 0) SVTH: Vũ Trường Giang Trường Đại học Công nghệ GTVT 32 Máy nâng vận chuyền Hệ số an tồn tính theo ocong thức 1.8-TTMT n = Trong đó: k = 1,3 - hệ số tập trung ứng suất lấy tương tự trường hợp = 0,7 - hệ số kích thước, tương ứng với kích thước lớn B = 110 = 0,75 - hệ số chất lượng bề mặt Do ta có: n = n = 2,26 Tra bảng 1.8.TTMT ta có hệ số an tồn cho phép [n] = 1,6 Ta thấy n > [n] tiết diện đảm bảo bền mỏi + Tiết diện E - E - Mặt cắt có kích thước đường kính = 80mm chịu mô men uốn Mu = 4050000 Nm 2.2.10.5-KHỚP NỐI: *) Khớp nối trục động với hộp giảm tốc - Ta dùng khới nối trục động với hộp giảm tốc loại khới vòng đàn hồi, loại khớp nối di động lắp làm việc hai trục không đồng trục tuyệt đối Ngồi loại khới giảm chấn động mở máy phanh đột ngột - Phía nửa khớp bên hộp giảm tốc kết hợp làm bánh phanh - Căn vào đường kính bánh phanh D = 300mm, tra bảng khớp nối vòng đàn hồi tiêu chuẩn (CTM) ta có: + Mơ men lớn khớp truyền là: Mmax = 1100 Nm + Mô men vô lăng khớp (Gi D) khớp = 20,55 Nm2 - Ta thấy rằng: Mô men lớn mà khớp phải truyền xuất hai trường hợp mở máy nâng vật phanh hãm vật nâng a Khi mở máy nâng vật: - Mô men danh nghĩa động Mdn = 102,02 Nm SVTH: Vũ Trường Giang Trường Đại học Công nghệ GTVT 33 Máy nâng vận chuyền - Với hệ số tải lớn quy định, xuất mô men mở máy lớn Mm max = 2,5 Mdn = 255,05 Nm - Phần dư để thắng mơ men qn tính hệ thống Md = Mm max - Mn = 255 – 107,23= 147,82Nm Một phần mô men Md tiêu hao việc thắng quán tính tiết máy quay bên phía trục động (gồm rơ tơ động điện nửa khớp) lại phần mô men truyền qua khớp - Mô men vô lăng nửa khớp phía động lấy 40% mơ men vô lăng khớp (GiD)k’ = 0,4 20,55 = 8,22 Nm2 - Mô men vô lăng tiết máy quay giá động (GiD)I’ = (GiD)rô to + (GiD)k’ = 10,5 + 8,22= 18,72Nm2 - Mô men vô lăng tương đương vật nâng (có vận tốc vn) chuyển trục động (GiD)tđ = 0,1 Q0 (GiD)tđ 0,67Nm2 - Do đó: Tổng mơ men vô lăng hệ thống (GiD) = (GiD)I + (GiD)tđ (GiD) = 1,1 (10,5+ 20,55) + 0,67 (GiD) = 34,82(Nm2) - Tổng mô men vô lăng phần cấu từ nửa khớp bên phía hộp giảm tốc sau kể vật nâng (GiD) = (GiD) - (GiD)I’ = 34,82- 18,72= 16,1 Nm2 - Phần mo men dư truyền qua khớp M=79,48Nm - Do tổng mô men truyền qua khớp là: M = Mn + M = 102,02 + 79,48 = 181,5 Nm b Khi phanh hãm vật nâng - Ở phần tính phanh ta tính mơ men đặt phanh Mph = 160 Nm - Tổng mô men để thắng quán tính hệ thống Mqt = Mph + SVTH: Vũ Trường Giang Trường Đại học Cơng nghệ GTVT 34 Máy nâng vận chuyền Trong đó: = Mh = 257 (Nm) Do đó: Mqt = 160 + 257 = 417 (Nm) - Thời gian phanh nâng vật (CT3.6-TTMT) = 0,194 + 0,009 = 0,203 (S) - Mơ men truyền qua khớp để thắng qn tính bằng: Như vậy, so sánh ta thấy hai trường hợp phanh vật nâng, khớp phải truyền mô men lớn so với mở máy nâng vật Do ta cần kiểm tra khả truyền tải khớp theo mô men truyền yêu cầu là: M = 177Nm Kiểm tra điều kiện làm việc an toàn khớp nối: M.k1.k2 = 177 1,3 1,2 = 276,12 (Nm) < Mmax = 11000 (Nm) Trong đó: k1 = 1,3; k2 = 1,2 - hệ số tính đến mức độ quan trọng cấu điều kiện làm việc khớp nối khớp nối làm việc an toàn 2.2.10.6 Bộ phận tang a Cặp đầu cáp tang Ta dùng kiểu cặp đầu cáp tang thông thuờng đầu cáp dùng chặn tương ứng với đường kính cáp 12,5mmm,bước cắt dãnh t=15mm,vít cấy M20 Lực tính tốn cặp cáp cơng thức 2-16 S0= Trong : f= 0,14- hệ số ma sát mặt tang cáp = 4 - góc ơm vòng cáp dự trữ tang với Z0= Lục kéo vít cấy P= Lực uốn vít cấy P0 = P.f =7964,28 0,14= 1115 N ứng suất tổng suất thân vít cấy theo 2-17 = == 36,62 N/mm2 b.trục tang SVTH: Vũ Trường Giang Trường Đại học Công nghệ GTVT 35 Máy nâng vận chuyền Bộ phận tang lắp trục ổ trình bày hình Trị số hợp lực căng tang khơng thay đỏi nằm tangcó giả tri : R= 2Smax = 2.13005 = 26010 N (Sơ đồ tính trục tang) Tải trọng lên may điểm bên trái RD= 26010 Tải trọng nên máy điểm bên phải RC= R- RD = 26010 – 12024 = 13986 N Phản lực ổ A RA = 11416 N Phản lực ổ B: RB = R – RA = 26010 – 11416 = 14594 N Mômen uốn D MD = RD 200 = 12024.200 = 2404800 Nmm Mômen uốn C MC = 13986.115 = 1608390 Nmm Trục tang không truyền mômen xoắn ,chỉ chịu uốn đồng thời trục quay với tang làm việc nên chịu ứng suất uốn theo chu kỳ đỗi xứng Vật liệu trục tang dùng thép CT4 ngang ổ treo móc ,ứng suất uốn cho phép với chu kỳ đối xứng phép tính sơ xác định theo công thức 2-12 [] = Tại điểm D trục phải có đường kính : d= Trục cần kiểm tra có khả có ứng suất tạp trung lớn có đường kính 78 mm ỉng suất uốn lớn nhất: u = Số làm việc tổng cộng T= 44000 Số chu kỳ làm việc tổng cộng Z0 = 60Tnt = 3,2.107 Sổ chu kỳ làm việc tương đương Ztd = 5,28.106 SVTH: Vũ Trường Giang Trường Đại học Công nghệ GTVT 36 Máy nâng vận chuyền Hệ số chế đọ lầm việc kC= Giới hạn mỏi tính tốn -1 = ’-1.kC= 250.1,7 = 425 N/mm2 hệ số chất lượng bề mặt lấy õ = 0,9 – bề mặt gia công tinh số an toàn n = = hệ số an toàn tra bảng 1-8 [n]= 4,6 tiết diện 4-4_ mômen uốn tính được: M4-4= 11416.255 – 12024.55 = 2249760 Nm ỉng suất uốn lớn u= 2249760:0,1.d34-4= 51,2N/mm2 Hệ số an toàn n = = nằm giới hạn cho phép,vì [n] = 4,6 c, ổ trục Ổ đỡ bên trái trục tang lắp ổ lông cầu dãy lăn cho phép độ không đồng tâm ổ có khả hệ số làm việc cao đuờng kính lắp ổ tai 65mm.Tải tác dụng lớn RA = 11416N Tải lớn lên ổ Rt1= R.kv.kt.kn= 11416.1.1,2.1= 13699,2N Ta chọn ổ lăn lồng cầu cỡ nhẹ rộng ký hiệu 3615theo TOC5721-57 có C= 188000 Khớp nối với trục hộp giảm tốc Ta dùng vân bánh tiêu chuẩn.Mô men khớp phải truyền mômen tangkhi làm việc với tải lớn M= Mtang= 2.Smax.D0/2 = 13005.0,3525 = 4584,26 Nm Mơmen tính tốn khớp nối Mt = Mk1.k2 = 4584,26 1,6.1,2= 8801,78 Nm SVTH: Vũ Trường Giang Trường Đại học Công nghệ GTVT SVTH: Vũ Trường Giang 37 Máy nâng vận chuyền Trường Đại học Công nghệ GTVT 38 Máy nâng vận chuyền TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]- Huỳnh Văn Hồng, Đào trọng thường, Tính Tốn Máy Trục, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội 1975 [2]- Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lâm, Thiết Kế Chi Tiết Máy, Nhà xuất giáo dục [3]- Phạm Quang Dũng, Nguyễn Văn Hùng, Lưu Bá Thuận, Máy xây dựng phần tập, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [4]-TS Nguyễn Đăng Cường, TS Lê Công Thành, Bùi Văn Xun, Trần Đình Hòa, Máy nâng chuyển thiết bị cửa van, nhà xuất xây dựng [5]-TS Trương quốc thành, TS phạm quang Dũng, Máy Và Thiết Bị Nâng, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội 1999 [6]-Tơ Xn Giáp, Vũ Đình H, Lưu Minh Trị, Nguyễn Ngọc Trường, Hà Văn Vui, Sổ Tay Thiết Kế Cơ Khí Tập 4, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Hội 1982 [7]- Lê Viết Giảng, Phan Kỳ Phùng, Sức Bền Vật Liệu 1,2 Nhà Xuất Bản Giáo Dục [8]-Ninh Đức Tốn, Dung sai lắp ghép, Nhà xuất giáo dục SVTH: Vũ Trường Giang Trường Đại học Công nghệ GTVT 39 Máy nâng vận chuyền LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian vừa qua, với giúp đỡ thầy cô bạn bè,em hoàn thành xong khối lượng lớn công việc đồ án tốt nghiệp Đây đồ án cuối trước em tốt nghiệp trường, đánh dấu bước ngoặc lớn đời em Để có thành cơng đó, em nhận nhiều giúp đỡ thầy cô bạn bè Em xin chân thành cảm ơn toàn thể thầy giáo khoa Cơ Khí, người trang bị cho em kiến thức làm hành trang cho em sau Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thầy Đỗ Hữu Tuấn, thầy tận tình hướng dẫn, bảo em suốt thời gian làm đồ án tốt nghiệp vừa qua Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn người bạn em, tất thành viên lớp 66DCMX23, người bên cạnh em, động viên em, chia sẻ em kiến thức giúp đỡ em nhiều để em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn chúc sức khỏe toàn thể người! Hà Nội tháng 11 năm 2018 Sinh viên Vũ Trường Giang SVTH: Vũ Trường Giang ... có tính chất chu kỳ, có tác dụng di chuyển nâng hạ, kéo tải, cấu nâng tải cấu gọi máy trục loại gồm loại kích tời, palăng, cần trục, cầu trục, cổng trục …vv Trong cần trục, cầu trục, cổng trục. .. động học cấu nâng Cơ cấu nâng dùng để nâng hạ vật theo phương thẳng đứng Ngoại lực trọng lực lực quán tính tác dụng lên vật nâng Có hai loại cấu nâng: cấu nâng dẫn động tay cấu nâng dẫn động điện... 0,75Q; Q3 = 0,2Q theo tỷ lệ 2 :5: 3 Do đó: Z1 = Z2 = Z3 - Số chu kỳ làm việc tương đương tính theo cơng thức sau: Ztđ = Z1 Ztđ = 5, 28 1 05 18 + 1,76 1 05 0 ,58 + 1,76 1 05 0,38 Ztđ 5, 287 105