Cần trục chân đế dạng cổng kiểu mâm quay với sức nâng Q=30Tf - P3

2
3
1
6
7
5
4
M
CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN CƠ CẤU DI CHUYỂN
3.1 SƠ ĐỒ TRUYỀN ĐỘNG CƠ CẤU DI CHUYỂN:
1) Động cơ điện
2) Khớp nối
3) Hộp giảm tốc trục vít bánh vít.
4) ổ đỡ
5) Bánh răng lớn chủ động
6) Bánh răng nhỏ bò động
7) Bánh xe
3.2. CHỌN BÁNH XE VÀ RAY:
3.2.1 Chọn kích thước bánh xe
Bánh xe có dạng hình trụ có gờ, kích thước của nó chọn theo tiêu chuẩn
ΓOCT – 3569 – 60.
Chọn đường kính bánh xe D
b
=500 mm
Đường kính ngõng trục d
b
=(0,2 ÷ 0,25)D
b
= 100 mm.
Theo các tải trọng nâng của cần trục. Vật liệu làm bánh xe là 35XΓ
3.2.2 Tải trọng tác dụng lên bánh xe:

Bánh xe được bố trí với khẩu độ L =11,5m và cơ sở B =10,5m. Bánh xe chòu tác
dụng của tải trọng gồm trọng lượng của cần trục G
c
=370 T và trọng lượng của
hàng Q =30 T. Số lượng bánh xe của cần trục gồm 24 bánh trong đó có 12 bánh
dẫn động và 12 bánh bò động.
Trang 53
Tải trọng nhỏ nhất tác dụng lên bánh xe khi di chuyển không hàng
154167
24
3700000
24
min
===
c
G
P
(N)
G
c
= 3700000 (N) trọng lượng cần trục
Tải trọng lớn nhất xuất hiện tại D khi cần trục mang hàng đònh mức ở vò trí xa
nhất.
057,15
2
57,15
2
57,15
23 =×+×−







+×=
∑
DcA
PGQm

57,15
785,73700000785,30300000
57,15
785,7785,30
×+×−
=
×−×−
=⇒
c
D
GQ
P
= 1256840 (N).
Lực tác dụng lên một bánh xe khi có hàng (ở mỗi cụm chân có 6 bánh xe) :
( )
NP 209473
6
1256840
==
Vậy lực tác dụng lớn nhất :

P
max
= P = 209473 (N).
Tải trọng tương đương tác dụng lên bánh xe :
P
bx
= γ.k
bx
.P
max
= 0,98.1,2.209473 = 246340 (N).
Với : γ = 0,98 và k
BX
=1,2
Bánh xe được chế tạo bằng vật liệu là thép đúc 35XT được tôi để đạt độ cứng
HB=300÷350
Bánh xe được kiểm tra bền theo công thức

[ ]
d
bx
d
rb
P
σσ
≤
×
×= 190
(2-67) [3]
Với : b =130mm: chiều rộng bề mặt làm việc của bánh xe

r =250mm : bánh kính bánh xe
[σ] =750 N/mm
2
: ứng xuất cho phép
( )
2
/523
250130
246340
190 mmN=
×
×=⇒
σ
Vậy bánh xe thoả mãn điều kiện bền.
3.2.3 Chọn ray
Căn cứ vào lực tác dụng lên bánh xe và các kích thước cơ bản của bánh
xe thì ta chọn ray theo tiêu chuẩn GOST 4121 – 96 loại ray KP 70.
Trang 54
3.3 TÍNH CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ ĐIỆN :
Tổng lực cản di chuyển của cần trục do tải trọng tónh:
W
d
= W
ms
+W
ng
+W
g
(2.39) [1]
Trong đó :

+ W
ms
: lực cản do ma sát.
+ W
ng
: lực cản do độ nghiêng của đường.
+ W
g
: lực cản do tải trọng gió.
 Lực cản chuyển động do ma sát
b
Cmsms
D
fd
QGkW
2
)..(
+
+=
µ
(2.40) [1]

5400
50
06,0.210.015,0
).30000370000.(5,2 =
+
+=⇒
ms
W

Kg
Với : G
c
=370000 KG trọng lượng bản thân cần trục
D
b
= 50 cm đường kính bánh xe
d = 10 cm đường kính ngõng trục
µ = 0,015 hệ số ma sát trong ổ lăn
f = 0,06 hệ số ma sát của bánh xe trên ray đầu lồi
 Lực cản do độ nghiêng của đường ray :
W
ng
= sinα.(G
c
+Q)= 0,003 × 400000 = 1200 (KG) (2.41) [1]
Với: sinα= 0,003 tra bảng (3-9) [4]
 Lực cản gió
W
g
= q
0
. n. c. β. (F
h
+ F
v
) (2.41) [1]
⇒ W
g
= 15. 1,8. 1,2. 0,6. (18+60) = 1516,32 (KG)

Với : q
o
=15 KG/m
2
: p suất động của gió ở độ cao 10m so với mặt đất
n = 1,8 : Hệ số hiệu chỉnh tăng áp lực phụ thuộc vào độ cao so với mặt đất.
Tra bảng (1-6) [1]
c = 1,2 :Hệ số khí động học (bảng 1-7) [I]
β = 0,6 : Hệ số động lực
F
h
=60 m
2
: Diện tích chòu gió tính toán của các bộ phận của máy trục
F
v
=18 m
2
: Diện tích chòu gió của vật nâng
Tổng hợp lực cản tónh trên cần trục chân đế :
W
d
= W
ms
+W
ng
+W
g

= 5400 + 1200 + 1516,32

= 8116,32 (KG)
Xác đònh công xuất tónh trên động cơ điện : [ (3-60),II]
η
.102
.
cd
t
VW
N =
Trang 55

( )
KWN
t
2,31
85,0.60.102
20.32,8116
==⇒
Với :η = 0,85 hiệu suất của cơ cấu di chuyển.
V
c
= 20 (m/p) vận tốc di chuyển cần trục.
Cơ cấu di chuyển có 6 cụm động cơ điện ở 4 cụm bánh xe
Vậy công suất của 1 động cơ điện :
( )
KWN
N
N
dc
t

dc
2,5
6
2,31
6
==⇒
=
Động cơ được chọn phải có công suất đònh mức bằng hoặc lớn hơn công suất
tính toán một ít
Vậy chọn động cơ điện MTKF rôto lồng sóc số hiệu 211-6 với các thông số
sau :
N
đc
=5,5 KW
n = 840 vòng/phút
Hiệu suất : 72,5 %
Moment lớn nhất: 22 KGm
Moment đà :( GD )
2
=0,44 KGm
Khối lượng : 110 kg
Điện áp : 220v/380v, 50 Hz
3.4 TÍNH CHỌN HỘP GIẢM TỐC.
Số vòng quay của trục bánh xe:
( )
phutvongn
D
V
n
bx

bx
C
bx
/74,12
5,0.14,3
20
.
==⇒
=
π
Tỉ số truyền động chung:

66
74,12
840
===
bx
dc
n
n
i
Ta có : i = i
hgt
. i
brh

Với : i
hgt
- tỉ số truyền hộp giảm tốc
i

brh
- tỉ số truyền của bánh răng hở
chọn : i
brh
= 1,5

44
5,1
66
2
===
i
i
hgt
Theo đó ta sẽ chọn hộp giảm tốc trục vít bánh vít có tỉ số truyền i = 44
+ công suất truyền động N = 7 KW
Trang 56
+ cường độ n = 700vòng/phút.

Kiểm tra khả năng tải :
Khả năng moment dẫn đến trục vào :
( )
NmM
n
N
M
V
v
V
75

700
5,5
.9550
.9550
==⇒
=
Khả năng truyền moment ở trục ra :
( )
NmiMM
vra
330044.75. ===
Yêu cầu moment truyền ở trục vào :
( )
( )
( )
NmM
n
N
M
vaoyc
yc
yc
vaoyc
5,62
840
5,5
.9550
.9550
==⇒
=

Yêu cầu moment truyền ở trục ra:
M
yc (ra)
= M
yc (vao)
. i
yc
=62,5.44= 2750 (Nm)
Vậy hộp giảm tốc đã chọn đủ khả năng tải và đảm bảo yêu cầu động học
3.5 CHỌN KHỚP NỐI
Khớp nối trục được chọn dựa vào momen tính toán truyền qua khớp:
M
k
= M
đm
.K
1
.K
2
(1.65) [1]
K
1
= 1,2 hệ số tính đến chế độ quan trọng của cơ cấu.
K
1
= 1,2 hệ số tính đến chế độ làm việc của cơ cấu.
M
đm
: momen đònh mức truyền qua khớp.

30
..
n
MMN
đmđmdc
π
ω
==

)(58,33
840.14,3
1000.30.5,5
.
1000.30.
Nm
n
N
M
dc
đm
===>−
π
Vậy momen tính toán truyền qua khớp :
M
k
= 1,2.1,2.33,58 = 48,36 (Nm)
Dựa vào momen tính toán truyền qua khớp, ta chọn loại khớp kiểu nối trục
vòng đàn hồi được chon theo bảng 9 – 11 [2] có các thông số sau :
Trang 57