Thiết kế cầu trục một dầm Q=5T L=16,5m - Chương 6

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CƠ CẤU DI CHUYỂN CẦU
TRỤC
5.1. Giới thiệu chung.
Cơ cấu di chuyển có nhiệm vụ di chuyển cầu trục có hoặc không mang
hàng di chuyển theo phương dọc của nhà xưởng. Kết cấu của cơ cấu di chuyển
cầu trục gồm: động cơ điện, các cặp bánh răng ăn khớp dẫn động cho bánh xe,
bánh xe chủ động, bánh xe bi động. Các cặp bánh xe được bố trí về hai phía và
lăn trên bản cánh dưới của dầm hộp. Cơ cấu di chuyển cầu trục dùng phương án
dẫn động riêng. Cơ cấu di chuyển dẫn động riêng gồm 2 cơ cấu như nhau dẫn
động cho các bánh xe chủ động ở mỗi bên ray riêng biệt. Công suất mỗi động cơ
lấy bằng 60% tổng công suất yêu cầu. Phương án này tuy có sự xô lệch dầm cầu
khi di chuyển do lực cản ở hai bên ray không đều song do gọn nhẹ, dễ lắp đặt,
sử dụng và bảo dưỡng mà ngày càng được sử dụng phổ biến hơn.
78
5.2. Tính toán chung.
5.2.1. Sơ đồ truyền động.
Hình: 5.1
1- Động cơ của cơ cấu di chuyển.
2- Bánh răng chủ động (Z
2
).
3- Bánh răng trung gian (Z
3
).
4- Bánh răng trung gian (Z
4
).
5- Bánh răng bò động lắp trên trục bánh xe (Z
5
).
6- Bánh xe.

7- Ổ bi.
79
5.2.2. Xác đònh lực cản chuyển động của cơ cấu di chuyển cầu
trục.
Toàn bộ lực cản tónh tác dụng lên cơ cấu di chuyển palăng được xác đònh
theo công thức (3.43)-[01].
W
t
= W
1
+ W
2
+ W
3
+ W
5
+ W
6
+ W
7
Trong đó:
+ W
1
: Lực cản do ma sát lăn và ma sát ổ trục.
+ W
2
: Lực cản do độ dốc của đường ray.
+ W
3
: Lực cản do gió.

+ W
5
: Lực cản do ma sát thành bánh vào ray.
+ W
6
: Lực cản do trượt ngang khi xe bò lệch so với ray.
+ W
7
= 0: Lực cản do trượt hình học của bánh xe hình côn.
5.2.2.1. Lực cản do ma sát lăn và ma sát ổ trục.
bx
01
D
d*f*2
*)QG(W
+µ
+=
(3.40)-[01]
Trong đó:
+ G
0
= 4353 (kG): Trọng lượng của cả cầu trục kể cả dầm đầu.
+ Q = 5000 (kG): Trọng lượng của vật nâng.
+ D
bx
= 140 (mm): Đường kính bánh xe di chuyển palăng.
+ d = 40 (mm): Đường kính ngõng trục lắp ổ của bánh xe.
+
3.0=µ
: Hệ số ma sát lăn.

+ f = 0.015: hệ số ma sát của ổ.
17.80
140
40*015.03.0*2
*)50004353(W
1
=
+
+=⇒
(kG)
80
5.2.2.2. Lực cản do độ dốc của đường ray.
)QG(*W
02
+α=
(3.41)-[01]
Trong đó:
+
002.0
=α
: Độ dốc đường ray.
706.18)50004353(*002.0)QG(*W
02
=+=+α=⇒
(kG)
5.2.2.3. Lực cản do gió.
Do cầu trục làm việc trong nhà xưởng có kết cấu kín nên nó không chòu
ảnh hưởng của gió, vì vậy thành phần lực cản do gió W
3
= 0.

5.2.2.4. Lực cản do ma sát thành bánh xe vào ray.
r
h
f*)QG(W
2
105
+=
(3.44)-[01]
Trong đó:
+
17.0f
1
=
: Hệ số ma sát khi bánh xe trượt trên ray.
+ h: khoảng cách từ điểm tiếp xúc thành bánh xe với ray.
+ r: bán kính trung bình của bánh xe (mm).
Thông thường:
4.0
r
h
chọn7.04.0
r
h
=⇒÷=
12.1084.0*17.0*)50004353(W
2
5
=+=⇒
(kG)
5.2.2.5. Lực cản do trượt ngang khi xe bi xiên lệch so với

đường ray.
rB
*f*)QG(W
106
+
δ
+=
(3.46)-[01]
Trong đó:
+
17.0f
1
=
: Hệ số ma sát khi bánh xe trượt trên ray.
+
5
=δ
(mm): Tổng khe hở hai bên thành bánh và đường ray.
+ B = 3100 (mm): Khoảng cách giữa 2 trục bánh xe.
81
+ r = 5 (mm): Bán kính trung bình của bánh xe.
072.3
53100
6
*17.0*)50004353(W
6
=
+
+=⇒
(kG)

Vậy tổng lực cản tónh tác dụng lên cơ cấu di chuyển của palăng điện:
W
t
= 80.17 + 18.706 + 108.12 + 0 + 3.072 + 0 = 210.068 (kG)
5.2.3. Tính toán kiểm nghiệm động cơ điện.
5.2.3.1. Tính chọn động cơ.
Công suất tónh yêu cầu của động cơ được xác đònh theo công thức sau
(3.60)-[01].
đc
dcnt
t
*1000*60
V*W
N
η
=
Trong đó:
+ V
dcn
= 40 (m/ph): Vận tốc di chuyển của cầu trục.
+
7.0
đc
=η
: Công suất của động cơ điện.
+ W
t
= 210.068 (kG) = 2100.68 (N): Tổng lực cản tónh tác dụng lên cơ
cấu di chuyển của cầu trục.
001.2

7.0*1000*60
40*68.2100
N
t
==⇒
(kW)
Vì cơ cấu di chuyển dẫn động riêng gồm hai cơ cấu như nhau dẫn động
cho các bánh xe chủ động ở mỗi bên ray riêng biệt. Công suất mỗi động cơ
thường lấy bằng 60% tổng công suất. Như vậy công suất của động cơ cần chọn:
P = 0.6*N
t
= 0.6*2.001 = 1.2006 (kW)
82