BÀI TẬP LỚN KỸ THUẬT NÂNG CHUYỂN doc

BÀI TẬP LỚN
Bài 1:
Tính toán các cụm chi tiết, chi tiết trong hệ thống tời nâng của cần trục.
1. Mục đích:
- Nghiên cứu cấu tạo của bộ tời đảo chiều có dẫn động bằng điện.
- Làm quen với các chi tiết máy công dụng chung và cụm lắp ráp phổ biến nhất
của các máy nâng.
- Nắm vững phương pháp chọn các phần tử chính và các thông số xác định của
các máy nâng qua ví dụ về bộ tời nâng (Hình 1).
2. Các thông số ban đầu:
Bài tập được thực hiện theo các số liệu cho từng đề riêng theo số thứ tự (xem bảng 1).
Hình 1: Sơ đồ động của bộ tời
1- Tang
2, 5 – Khớp nối
3 – Hộp giảm tốc
4 – Phanh
6 – Động cơ điện
Bảng 1
Đề số
Tải trọng
(Q, KN)
Tốc độ
nâng (Vn,
m/ph)
Chiều cao
nâng (H,
m)
CĐ%
Số sơ đồ
theo hình
2

1 15 40 30 10 1
2 20 35 25 10 1
3 25 20 25 10 2
4 30 25 30 10 2
5 50 40 10 10 3
6 15 35 30 15 3
7 20 20 30 15 4
8 25 25 25 15 4
9 30 40 25 15 1
10 50 35 30 15 1
11 15 20 10 15 2
12 20 25 30 25 2
13 25 40 30 25 3
14 30 35 25 25 3
15 50 20 25 25 4
16 15 25 30 25 4
17 20 40 10 25 1
18 25 35 30 40 1
19 30 20 30 40 2
20 50 25 25 40 2
21 15 40 25 40 3
22 20 35 30 40 3
23 25 20 10 40 4
24 30 25 30 10 4
25 50 40 30 10 1
26 15 35 25 10 1
27 20 20 25 15 2
28 25 25 30 15 2
29 30 40 10 15 3
30 50 35 30 15 3

31 15 20 30 15 4
32 20 25 25 15 4
33 25 40 25 25 1
34 30 35 30 25 1
35 50 20 10 25 2
36 15 25 30 25 2
37 20 40 30 25 3
38 25 35 25 25 3
39 30 20 25 40 4
40 50 25 30 40 4
41 15 40 10 40 1
42 20 35 30 40 1
43 25 20 30 40 2
44 30 25 25 40 2
45 50 40 25 10 3
Hình 2: Sơ đồ palăng
Bài 2:
Người ta vận chuyển cát ẩm mịn bằng một băng tải có sơ đồ như hình 3.
l
1
l
2
H
1
2
3
4
5
6
7

8
Năng suất: 300 t/h.
Tính toán:
1. Xác định loại băng (băng phẳng hay lòng máng), bề rộng băng, chiều dày của
băng
2. Xác định vận tốc băng tải.
3. Xác định khoảng cách các con lăn.
4. Tính toán lực căng băng, đối trọng.
5. Xác định lực cản theo chu tuyến.
6. Tính công suất động cơ
Bảng 2:
Đề số L1(m) L2(m) H(m)
1 15 10 1
2 20 10 1
3 25 10 2
4 30 10 2
5 10 10 3
6 15 15 3
7 20 15 4
8 25 15 4
9 30 15 1
10 10 15 1
11 15 15 2
12 20 25 2
13 25 25 3
14 30 25 3
15 10 25 4
16 15 25 4
17 20 25 1
18 25 40 1

19 30 40 2
20 10 40 2
21 15 40 3
22 20 40 3
23 25 40 4
24 30 10 4
25 10 10 1
26 15 10 1
27 20 15 2
28 25 15 2
29 30 15 3
30 10 15 3
31 15 15 4
32 20 15 4
33 25 25 1
34 30 25 1
35 10 25 2
36 15 25 2
37 20 25 3
38 25 25 3
39 30 40 4
40 10 40 4
41 15 40 1
42 20 40 1
43 25 40 2
44 30 40 2
45 10 10 3
HƯỚNG DẪN
1. XÁC ĐỊNH LỰC TRONG CÁP NÂNG
S =

ma
qQ
p

η
+
KW (1)
Trong đó:
a – Bội suất Palăng (Số nhánh dây nâng vật/số nhánh dây quấn lên tang)
p
η
_ Hiệu suất chung của Palăng (phụ thuộc vào số Puli, kết cấu của
Palăng và hiệu suất của một Puli
99,096,0 ÷=
η
)
n
p
ηη
=
(n – Số Puli trong Palăng) (2)
q – Khối lượng của cụm móc treo
q = 0,03.Q KN (3)
m – Hệ số bội suất (phụ thuộc vào số nhánh dây quấn lên tang)
(m = 1, với Palăng đơn ; m = 2, với Palăng kép)
Lực đứt lớn nhất cho phép trong cáp:
R = S.K KN (4)
Với K – Hệ số dự trữ bền của cáp dùng cho các bộ tời dẫn động bằng máy.
CĐ% 10 15 25 40 40
K 4,5 5,0 5,5 6,0 9

Chế độ làm
việc
Rất nhẹ Nhẹ Trung bình Nặng Đặc biệt
nặng
Theo lực kéo đứt tìm được, ta chọn cáp theo bảng 1. Lực kéo đứt cáp cần
phải
R
≥
. Trong tính toán, cần phải đưa vào các đặc tính cơ bản của cáp như:
loại cáp, đường kính (mm), giới hạn bền tính toán của các sợi thép của cáp khi
chịu kéo (MPa), lực kéo đứt cáp (KN), vẽ ra tiết diện ngang của cáp và sơ đồ
bện cáp.
Bảng 1 Cáp thép
Ρ−ΛΚ
theo
802688
−ΤΓΟ
C
(Nga)
Đường
kính cáp
(mm)
Khối lượng
của 100
mét cáp
(m)
Giới hạn bền kéo của các sợi thép của cáp (MPa)
1470 1568 1764 1960
Lực kéo đứt cáp (KN)
1 2 3 4 5 6

4,1
4,8
5,1
5,6
6,9
8,3
9,1
9,9
11,0
12,0
13,0
14,0
15,0
16,5
18,0
19,5
64,1
84,4
95,5
116,5
176,6
256,0
305,0
358,6
461,6
527,0
596,6
728,0
844,0
1025,0

1220,0
1405,0
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
76,19
98,85
107,00
130,00
155,00
179,50
_
_
_
15,8
24,0
34,8
41,55
48,85
62,85
71,75
81,25
98,95

114,50
139,00
166,00
191,00
9,75
12,85
14,60
17,80
26,30
38,15
45,45
53,45
68,80
78,55
89,00
108,00
125,55
152,00
181,50
209,00
10,85
43,90
15,80
19,35
28,70
41,60
49,60
58,35
75,15
85,75

97,00
118,00
137,00
166,00
198,00
228,00
21,0 1635,0 208,00 222,00 243,50 265,50
2. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA TANG VÀ PULI.
ĐƯỜNG KÍNH NHỎ NHẤT CHO PHÉP CỦA TANG XẺ RÃNH ĐO THEO
ĐÁY RÃNH
)1.(
−=
edD
ct
mm (5)
Trong đó:
c
d
- Đường kính cáp, mm
e – Hệ số phụ thuộc vào chế độ làm việc của cơ cấu
CĐ% 10 15 25 40 40
e 15 20 25 30 30
Cũng theo công thức này để xác định đường kính của các Puli.
CHIỀU DÀI CÁP QUẤN LÊN TANG
l = H.a.m (m) (6)
Thường thì ở các tời nâng vật, cáp được quấn một lớp lên tang nên trên bề
mặt tang người ta xẻ rãnh quấn cáp.
Số vòng cáp cần được quấn lên tang:
Z =
m

dD
l
ct
.5
)(
+
+
π
(7)
Người ta thêm vào 5 vòng cáp là xuất phát từ điều kiện sao cho khi cụm
móc treo đã xuống hoàn toàn thì ở trên tang còn lại không ít hơn 1,5 vòng cáp
dự trữ, 3 đến 4 vòng cáp còn lại cần thiết để kẹp chặt cáp.
Chiều dài phần xẻ rãnh của tang:
L = Z.t mm (8)
Trong đó:
t – Bước rãnh, phụ thuộc vào đường kính cáp (mm)
t =
)25,1( ÷+
c
d
(9)
Tỷ số các kích thước của tang cần được thỏa mãn điều kiện:
31÷=
t
D
L
(10)
Khi không thỏa mãn điều kiện này, cần phải tuỳ ý tăng trị số
t
D

và nhận
được các giá trị mới của Z và L để thỏa mãn điều kiện trên.
3. CHỌN CÁC PHẦN TỬ TRUYỀN ĐỘNG
Theo sơ đồ mắc cáp đã cho ở trên, xác định tốc độ cáp quấn lên tang:
avv
nc
.
=
m/ph (11)
Số vòng quay cần thiết của tang xác định theo công thức:
)(
ct
c
t
dD
v
n
+
=
π
v/ph (12)
Tỷ số truyền tính toán cần thiết của hộp giảm tốc xác định theo công thức:

t
dc
t
gt
n
n
i =

(13)
Trong đó:
n
đc
– Số vòng quay của trục động cơ điện
Các động cơ điện được sử dụng trong các bộ tời nâng vật có số vòng quay
khác nhau, chẳng hạn như: n
đc
= 1500 ; 1000 và 750 v/ph.
Để chọn chính xác hơn tỷ số truyền của hộp giảm tốc tiêu chuẩn
t
gt
i
, ta
xác định 3 giá trị của tỷ số truyền
t
gt
i
.
Theo bảng 2, lựa chọn giá trị của tỷ số truyền
c
gt
i
gần đúng nhất so với 1
trong 3 giá trị tính toán và kiểu hộp giảm tốc.
Bảng 2 Tỷ số truyền của các hộp giảm tốc kiểu PM
Tỷ số truyền 48,5
6
40,1
7

31,5
0
23,3
4
20,4
9
15,7
5
12,6
4
10,3
5
8,23
Kiểu thực
hiện
I II III IV V VI VII VIII IX
Số
răng
của
các
bánh
răng
Cấp
thứ
nhất
Cấp
thứ
hai
11
88

14
85
13
86
14
85
14
85
16
83
18
84
16
83
20
79
16
81
22
77
18
81
26
73
18
81
30
69
18
81

36
64
18
81
Công suất của động cơ điện ở chế độ bình ổn xác định theo công thức:
N
đc

0
.60
).(
η
n
vqQ
+
=
KW (14)
Trong đó:
0
η
- Hiệu suất chung của cơ cấu nâng vật .
Theo số vòng quay của trục động cơ điện ở bảng 3, xác định kiểu động cơ
điện có công suất
≥
N
đc
.
Bảng 3 Đặc tính của các động cơ điện
Kiểu Công suất (KW) ở số vòng
quay (v/ph)

Kiểu Công suất (KW) ở số vòng
quay (v/ph)
1500 1000 750 1500 1000 750
4AA56
A
4AA56
B
4AA63
A
4AA63
B
4A71A
4A71B
4A80A
4A80B
4A90A
4A90B
4A100A
4A100B
0,12
0,18
0,25
0,37
0,55
0,75
1,1
1,5
2,2
-
3,0

4,0
-
-
0,18
0,25
0,37
0,55
0,75
1,1
1,5
-
2
2,2
-
-
-
-
-
0,25
0,25
0,55
0,75
1,1
-
1,5
4A112M
6
4A132
4A132M
4A160

4A160M
4A180
4A180M
4A200M
4A200
4A220M
4A250
4A250M
-
7,5
11,0
15,0
18,5
22,0
30,0
37,0
45,0
55,0
75,0
90,0
4,0
5,5
7,5
11,0
15,0
-
18,5
22,0
30,0
37,0

45,0
55,0
3,0
4,0
5,5
7,5
11,0
-
15,0
18,5
22,0
30,0
37,0
45,0
Theo bảng 4, chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn phù hợp với số vòng quay của
trục ra với công suất của động cơ đã chọn và kiểu của hộp giảm tốc.
Chọn nhãn hiệu của hộp giảm tốc thực hiện theo trình tự sau:
Ở cột đứng phù hợp với kiểu thực hiện của hộp giảm tốc theo bảng 2, chọn
giá trị chuẩn của công suất hộp giảm tốc có trị số
≥
N
đc
.Sau đó kiểm tra xem số
vòng quay của động cơ điện n
đc
có vượt quá giá trị cho phép của số vòng quay
của trục hộp giảm tốc đã chọn hay không (cột 2, bảng 4). Khi vượt quá giá trị
cho phép, chọn hộp giảm tốc có các đặc tính được đưa ra ở dòng dưới. Đối với
hộp giảm tốc này thì số vòng quay của động cơ n
đc

không vượt quá giá trị cho
phép của số vòng quay trục hộp giảm tốc.
Bảng 4 Đặc tính kỹ thuật của các hộp giảm tốc bánh răng trụ
Nhã
n
hiệu
hộp
giảm
tốc
Số vòng
quay tối đa
cho phép
của trục
chủ động
(v/ph)
KIỂU THỰC HIỆN
I II III IV V VI VII VIII IX
CÔNG SUẤT TRÊN TRỤC CHỦ ĐỘNG
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
PM-
250
600
750
1000
1250
1500
1
1,3
1,6
1,9

2,1
1,2
1,5
2,1
2,3
2,5
1,6
1,9
2,3
2,6
2,7
2,5
2,7
3,1
3,5
3,7
2,2
3,1
3,5
4
4,4
3,1
3,5
4
4,5
4,8
3,7
4
4,8
5,3

5,5
4,2
4,8
5,4
5,7
6,1
4,9
5,4
5,9
6,4
6,7
PM-
350
600
750
1000
1250
1500
2,4
3
4
4,9
5,8
2,9
3,6
4,8
5,8
6,8
4,1
5

6,5
7,8
9,3
5,4
6,5
8,3
9,9
11,3
6
7,1
9,2
11,2
12,9
8,1
9,7
12,1
14
15,7
9,7
11,4
14
15,4
18,2
11,3
13,2
15,7
18,1
21
13,3
15,2

18,6
21,5
23,5
PM-
400
600
750
1000
1250
1500
3,9
4,5
5
6,4
7
5,0
5,7
7
8
8,6
5,5
6,6
7,9
8,7
9,4
8,1
9,1
10,6
11,8
13

9,3
10,4
11,7
13,5
14,7
10,4
11,5
13,4
15,2
16,4
12,4
13,6
16,2
17,2
18,6
14,1
15,6
18,3
19,8
20,5
16,6
18,3
19,7
21,5
22,5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
PM-
500
600
750

1000
1250
1500
8,1
10,1
12,7
14,7
16,3
9,7
12
15,7
18,5
20
12,9
15,1
18,1
20,5
20,5
17,6
21
24,5
27,5
32
19,8
24
27,5
31
34,5
24,5
27

31
35
38
29,5
32
37,5
41,5
43,5
33
37
42,0
44,5
47,5
38
42,5
46,0
49,5
52,5
PM-
650
600
750
1000
1250
17,9
20,5
25
28,5
22,5
26

31,5
35,5
25,5
29
35,5
39,5
36,5
41
48
53,5
42
47,5
56
63,5
47,5
53
60
68,5
57
62
73
80
65
73
83
87
75
83
90
-

1500 32 38,5 42 60 70 74 - - -
PM-
750
600
750
1000
1250
1500
28
34,5
44
51
56
33,5
41
54
64
69
44
52
63
70
75
61
73
85
95
104
68
83

94
108
118
84
93
106
120
130
100
110
130
142
-
112
128
146
-
-
131
146
-
-
-
PM-
850
600
750
1000
1250
1500

38,5
47,5
63
78
90
46
57
75
91
106
63
77
100
111
119
82
101
129
150
162
94
114
141
171
-
125
151
168
-
-

150
174
205
-
-
175
205
-
-
-
210
230
-
-
-
4. XÁC ĐỊNH TỐC ĐỘ NÂNG VẬT THỰC TẾ
Do trị số của tỷ số truyền của hộp giảm tốc
c
gt
i
không trùng khớp với trị
số tỷ số truyền tính toán
c
gt
i
nên tốc độ nâng vật thực tế sẽ khác với số liệu cho
trước.
Tiến hành tính toán theo trình tự sau:
- Xác định số vòng quay thực tế của tang:
t

gt
c
gtt
t
i
in
n
.
'
=
v/ph (15)
- Tốc độ chuyển động thực tế của cáp:
)(.
''
cttcap
dDnv
+=
π
m/ph (16)
- Tốc độ nâng vật thực tế:
a
v
v
cap
vat
'
'
=
m/ph (17)
5. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ VÀ CHỌN PHANH

Mô men lớn nhất phát sinh trên trục phanh của cơ cấu nâng khi phanh vật
đang nâng có thể tính theo công thức:
gt
t
ia
DqQ
M
.2
.).(
0
η
+
=
M.m (18)
Mô men phanh tính toán:
M
T

≥
M.
β
M.m (19)
Trong đó:
β
- Hệ số dự trữ Mômen phanh, phụ thuộc vào chế độ làm việc.
CĐ% 10 15 25 40 40
β
1,25 1,5 1,75 2,0 2,5
Theo trị số của Mômen phanh tính toán và theo bảng 5 hoặc 6, chọn loại
phanh, lấy ra các thông số của phanh.

Bảng 5 Phanh có nam châm điện hành trình ngắn
Mômen
phanh
Chiều dài đòn phanh
(mm)
Chiều
rộng má
Đường
kính
l
1
l
2
TKT – 100
TKT – 200 / 100
TKT – 200
TKT 300 / 200
TKT - 300
20
40
160
240
500
100
205
205
430
430
70
135

135
190
190
70
90
90
140
140
100
100
200
200
300
Bảng 6 Phanh có cần đẩy điện – thủy lực
Mômen
phanh
Chiều dài đòn phanh
(mm)
Chiều
rộng má
Đường
kính
l
1
l
2
Γ
TKT
-200
Γ

TKT
-300
300
800
205
330
135
190
90
140
200
300
Γ
TKT
-400
Γ
TKT
-500
Γ
TKT
-600
1500
2500
5000
525
665
800
250
315
380

180
200
240
400
500
600
Số liệu này phù hợp với loại phanh trong bảng 5, cụ thể như sau:
Phanh có nam châm điện hành trình ngắn
Mômen
phanh
Chiều dài đòn phanh
(mm)
Chiều
rộng má
Đường
kính
l
1
l
2
TKT – 200 300 205 135 90 200