Đồ án tốt nghiệp đại học: Thiết kế cấu trúc trong việc định hình xây dựng

ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN
LỜI NÓI ĐẦU
Đồ án môn học Thiết kế cầu trục là bước kết thúc môn học Kỹ
thuật nâng chuyển, là phần kiến thức quan trọng đối với sinh viên
khoa cơ khí nói chung và sinh viên ngành cơ giới hoá xí nghiệp nói
riêng, đó là kiến thức tổng hợp của các môn học : cơ sở thiết kế máy,
vẽ kỹ thuật, cơ học máy, sức bền vật liệu,…
Đề tài của đồ án này là thiết kế cầu trục hai dầm kiểu hộp để
nâng vật có tải trọng 12.5 tấn, dùng để nâng chuyển các vật, các chi
tiết, phôi liệu … trong nhà xưởng . Tập trung của đồ án là tính toán cơ
cấu nâng và cơ cấu di chuyển
Qua đồ án giúp sinh viên nắm vững những vấn đề cơ bản trong
thiết kế máy, tính toán thiết kế chi tiết máy theo chỉ tiêu chủ yếu là
khả năng làm việc, thiết kế chi tiết máy vỏ khung, chọn cấp chính xác
,lắp ghép và phương pháp trình bày bản vẽ, về dung sai lắp ghép và
các số liệu tra cứu .
Do kiến thức về thiết kế máy còn hạn chế nên nội dung và
trình bày còn hạn chế không tránh khỏi thiếu sót .
Chúng em rất chân thànhcảm ơn sự giúp đỡ của các thầy cô
trong bô trong bộ môn, sự nhiệt tình giúp đỡ, chỉ dẫn, giảiù thích của
cô NGUYỄN HỒNG NGÂN

TP.HỒ CHÍ MINH Ngày tháng năm 2004
Nhóm Sinh viên thực hiện đồ án:
Châu ngọc Ân MSSV : 20100112
Phan văn Cường MSSV : 2010352
Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 1
Phan văn Cường 1
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
Thiết kế cầu trục hai dầm kiểu hộp đảm bảo yêu cầu về thông số hoạt

động và đặc tính kỹ thuật cho trước:
- Kích thước nhỏ gọn phù hợp với không gian làm việc chật hẹp
trong xưỏng cơ khí.
- Đảm bảo tính bền ,an toàn kinh tế ,dễ dàng vận hành ,bảo trì
- Tăng năng suất giảm nhẹ sức lao động của công nhân trong việc
vận chuyển phôi.
- Đăc tính kỹ thuật
+ Tải trọng nâng: Q=12.5 (tấn) .
+ Chế độ làm việc trung bình : CĐ = 25% .
+ Chiều cao nâng H = 8 (m) .
+ Vận tốc nâng
( )
12
n
m
v
phùt
=
.
+ Vận tốc di chuyển xe lăn
( )
40
xe
m
v
phùt
=
.
+ Tầm rộng L = 20 (m).
Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 2

Phan văn Cường 1
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN
MỤC LỤC
MỤC LỤC
Nội Dung Trang
CHƯƠNG I
Giới thiệu tổng quan về máy xây dựng .
Đònh nghóa, phân loại và yêu cầu đối với máy xây dựng . 5
Giới thiệu về cầu trục . 8
Yêu cầu đặc tính kỹ thuật và chọn phương án . 10
Nhiệm vụ và yêu cầu thiết kế .
Chọn phương án .
CHƯƠNG II
Tính cơ cấu nâng .
Sơ đồ cơ cấu nâng. 13
Chọn loại dây . //
Chọn palăng . 14
Tính kích thước dây. 16
Tính tang. //
Chọn động cơ diện. 19
Tỷ số truyền. //
Tính phanh. 20
Tính bộ truyền. //
Kiểm tra nhiệt động cơ. //
Tính các cơ cấu khác. 23
Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 3
Phan văn Cường 1
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN
CHƯƠNG III
Tính cơ cấu di chuyển xe lăn.

Tính chọn bánh xe và ray. 33
Chọn động cơ. 35
Tỷ số truyền. 36
CHƯƠNG IV
Tính cơ cấu di chuyển cầu.
Tính chọn bánh xe và ray. 37
Chọn động cơ. 38
Tỷ số truyền. 39
TÀI LIỆU THAM KHẢO 40

Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 4
Phan văn Cường 1
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN
Chương I
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MÁY XÂY DỰNG
I. ĐỊNH NGHĨA , PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU ĐỐI VỚI MÁY XÂY
DỰNG
1) Đònh nghóa về máy xây dựng :
- Máy xây dựng là danh từ chung chỉ các loại máy và thiết bò phục vụ
cho công tác xây dựng cơ bản , công nghiệp , cảng , thuỷ lợi , giao thông
vận tải v.v Do vậy chủng loại rất nhiều .
2) Phân loại máy :
- Để thuận tiện cho nghiên cứu và thiết kế chế tạo người ta phân loại
máy xây dựng theo tính chất công việc hay công dụng như sau :
- Máy phát lực : Dùng để cung cấp động lực cho các máy khác làm
việc , thường là những tổ máy điêzen phát điện , tổ máy nén khí v.v
- Máy vận chuyển : Sử dụng để vận chuyển hàng hoá , vật liệu . Nó
được phân ra làm nhiều loại khác nhau như máy vận chuyển ngang ,
máy vận chuyển đứng , máy vận chuyển liên tục , máy xếp dỡ …
Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 5

Phan văn Cường 1
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN
Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 6
Phan văn Cường 1
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN
- Máy làm đất : Gồm các máy phục vụ các khâu thi công đất như
máy đào đất , chuyển đất , xúc đất …
- Máy gia công đá : Phục vụ cho nghiền sàng rửa đá
- Máy làm bêtông : Dùng trong việc trộn , đổ và đầm bêtông
- Máy đóng cọc và nhổ cọc
- Máy gia công gỗ : Phục vụ việc cưa , xẻ , bào gỗ
- Máy gia công sắt thép : Phục vụ cho việc cắt , uốn , hàn thép và cốt
thép
- Máy bơm nước : Phục vụ cho việc cấp thoát nước
- Các máy chuyên dùng
- Ngoài ra tuỳ theo yêu cầu nghiên cứu , thiết kế và sử dụng người ta
còn phân loại theo nguồn động lực ( máy chạy bằng động cơ đốt trong ,
Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 7
Phan văn Cường 1
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN
bằng điện , khí nén … ) , theo cách di động ( bánh hơi , bánh xích , bánh
sắt … ) , theo phương pháp điều khiển ( cơ khí , thuỷ lực , khí nén … )
3) Yêu cầu chung đối với máy xây dựng :
- Về kết cấu : đơn giản , gọn nhẹ , công suất thích hợp . Các chi tiết
máy đơn giản đủ độ bền , dễ chế tạo .
- Về sử dụng và bảo quản : cần có tính cơ động , điều khiển , tháo
lắp , bảo quản , vận chuyển không quá phức tạp , sử dụng thuận tiện an
toàn , phù hợp với khí hậu .
II. GIỚI THIỆU VỀ CẦU TRỤC
1) Khái niệm :

- Cầu trục là loại máy nâng được sử dụng chủ yếu để nâng và di
chuyển các vật nặng , xếp dỡ hàng hoá … Trong công nghiệp nó được sử
dụng ở các nhà xưởng lắp ráp chế tạo , trong các lò luyện kim .
2) Phân loại :
- Cầu trục được phân làm hai loại chính : cầu trục một dầm và cầu
trục hai dầm
+ Cầu trục một dầm bao gồm có kiểu treo và kiểu tựa
Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 8
Phan văn Cường 1
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN
+ Cầu trục hai dầm cũng có hai kiểu : kiều tựa và kiểu treo
Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 9
Phan văn Cường 1
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN
3) Cấu tạo chung của cầu trục
- Cầu trục có nhiều dạng khác nhau nhưng nhìn chung có các bộ
phận sau :
- Động cơ : Trong máy trục sử dụng 3 loại động cơ như động cơ đốt
trong , động cơ khí nén , động cơ điện . Động cơ đốt trong thích hợp với
những máy di động nhiều , hoạt động độc lập , không theo quỹ đạo nhất
đònh và xa nguồn điện . Động cơ khí nén thường được sử dụng trong
những máy cố đònh hay máy công cụ như máy đóng cọc , máy khoan ,
máy phun vôi … Động cơ điện là loại động cơ được sử dụng rộng rãi nhất
trong cầu trục vì phù hợp với tính chất làm việc của cầu trục ( cố đònh , di
chuyển ngắn theo quỹ đạo nhất đònh ) và có công suất cao , gọn nhẹ ,
chòu tải tốt , thay đổi tốc độ và chiều quay nhanh , dễ tự động hoá …
- Hệ thống truyền động : Có rất nhiều kiểu truyền động như truyền
động dầu ép khí nén , truyền động điện , truyền động hỗn hơp , truyền
động cơ khí . Tuy nhiên trong cầu trục dùng phổ biến là truyền động cơ
khí vì dễ chế tạo , an toàn .

- Cơ cấu công tác
- Cơ cấu quay
- Cơ cấu di chuyển : Thường sử dụng di chuyển bằng bánh xe và ray
- Hệ thống điều khiển : Sử dụng để tắt mở hoạt động của các cơ
cấu .
- Khung bệ
- Các thiết bò phụ
- Để dễ dàng trong thiết kế người ta chia cầu trục ra làm ba cơ cấu
chính : cơ cấu nâng vật , cơ cấu di chuyển xe con , cơ cấu di chuyển cầu .
Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 10
Phan văn Cường 1
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN
I, YÊU CẦU ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN
A. NHIỆM VỤ VÀ YÊU CẦU THIẾT KẾ
1) Nhiệm vụ :
- Thiết kế cầu trục hai dầm kiểu hộp .
2) Yêu cầu :
- Kích thước nhỏ gọn phù hợp với không gian làm việc chật hẹp
trong xưỏng cơ khí.
- Đảm bảo tính bền ,an toàn kinh tế ,dễ dàng vận hành ,bảo trì
- Tăng năng suất giảm nhẹ sức lao động của công nhân trong việc
vận chuyển phôi.
- Đăc tính kỹ thuật
+ Tải trọng nâng: Q=12.5 (tấn) .
+ Chế độ làm việc trung bình : CĐ = 25% .
+ Chiều cao nâng H = 8 (m) .
+ Vận tốc nâng
( )
12
n

m
v
phùt
=
.
Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 11
Phan văn Cường 1
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN
+ Vận tốc di chuyển xe lăn
( )
30
xe
m
v
phùt
=
.
+ Tầm rộng L = 20 (m).
+ Vận tốc di chuyênỷ cầu V
c
= 100 (m/phút )
B. CHỌN PHƯƠNG ÁN
- Cơ cấu nâng được thiết kế dùng tời nâng và móc .
- Tời nâng gồm có động cơ điện , hộp giảm tốc ,tang và cáp nâng .
+ Động cơ điện có hai loại động cơ điện một chiều và động cơ điện
xoay chiều . Động cơ điện xoay chiều 3 pha được ứng dụng rộng rãi
trong công nghiệp với công suất , tính bền cao,momen khởi động
lớn ,dễ đảo chiều.Bên cạnh đó ta có động cơ điện một chiều : là loại
động cơ điện có khả năng điều chỉnh tốc độ trong phạm vi rộng , khi
làm việc bảo đảm khởi động êm, hãm và đảo chiều dễ dàng ,giá thành

cao , khi lắp đặt cần thêm bộ chỉnh lưu khá phức tạp . Trên những ưu
khuyết điểm của hai loại động cơ điện xoay chiều và động cơ điện
một chiều ta thấy được động cơ điện xoay chiều tuy tính chất thay đổi
tốc độ không bằng động cơ điện một chiều nhưng vớiä tính thông dụng ,
bền và kinh tế hơn thì những khuyết điểm của loại động cơ này vẫn
chấp nhận được. Vậy khi thiết kế cầu trục hai dầm này ta dùng động
cơ điện xoay chiều ba pha là phù hợp.
- Hộp giảm tốc : Sử dụng bộ truyền bánh răng trụ ,bộ truyền bánh
răng bôi trơn bằng tát dầu .
- Tang được chế tạo bằng gang xám ,có xẻ rãnh .Cáp vào rãnh thì
ứng suất phân bố đều , tránh được ứng suất tập trung trên cáp ,giảm
được giá thành so thép .
- Cáp nâng :lựa chọn dựa trên hệ số an toàn cho phép , và tuổi thọ
của dây cáp . Do đó ta phải chọn cáp cho phù hợp với tải trọng nâng ,
chòu lực căng dây lớn .
- Có hai loại cáp có thể sử dụng :cáp bện xuôi và cáp bện chéo .
Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 12
Phan văn Cường 1
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN
+ Cáp bện xuôi :có tính mềm ,dễ uốn qua ròng rọc và tang ,khả
năng chống mòn tốt (do tiếp xúc giữa các sợi cáp là tiếp xúc đường có
nhược điểm là dễ bò tở khi cáp bò đứt và dễ bò xoắn lại khi một đầu cáp ở
trạng thái tự do .
+ Cáp bện chéo:có tínhcứng ,dễ mòn khi làm việc (do tiếp xúc giữa
các sợi cáp là tiếp xúc điểm) nhưng lại khó bò tở và không bò xoắn lại khi
một đầu ở trạng thái tự do.
- Dựa trên tính chất của hai loại cáp và cấu tạo của cơ cấu nâng ta
chọn loại cáp bện chéo .
- Những tính chất cơ bản của các loại thép :
+ Các loại thép lá ,tấm dập có sức chòu cao về kéo nén .Nên dùng

cho các phần tử tiếp nhận tải trọng kéo, nén . Ta sử dụng loại thép này
làm các tấm kê .
+ Các loại thép CT3 , thường là thép hình có độ bền cơ tính , tính
công nghệ cao , tính bền dẻo do chòu va đập và tính hàn cao. Nên dùng
cho các phần tử tiếp nhận ứng suất uốn . Ta sử dụng loại thép này làm
kết cấu dầm chòu lực và làm khung xe con .
+ Phanh sử dụng trong cầu trục có nhiều loại như phanh má , phanh
đóa , phanh đai , phanh nón , phanh áp trục , phanh ly tâm . Để đảm bảo
an toàn và thích hợp với hệ thống dẫn động điện độc lập ta sử dụng loai
phanh thường đóng
Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 13
Phan văn Cường 1
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN
Chương: II
TÍNH TOÁN CƠ CẤU NÂNG
Số liệu ban đầu :
Trọng tải Q
0
= 12.5 (tấn) = 125000 (N).
Trọng lượng vật mang: bỏ qua khi tính.
Chiều cao nâng:H = 8 (m) .
Vận tốc nâng V = 12 (m/ phút)
Chế độ làm việc: CĐ% = 25%.
Sơ đồ cơ cấu nâng :


1: Tang.
2: Khớp răng.
3: Hộp giảm tốc.
4: Khớp răng.

5: Phanh
6: Động cơ.






- Do tính chất quan trọng, yêu cầu cao và vò trí đặc biệt của cơ cấu nâng
trong máy trục . Vì vậy nó phải được thiết kế đảm bảo độ tin cậy , độ an
toàn và ổn đònh cao , nó phải được chế tạo nghiêm chỉnh với chất lượng
cao.
Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 14
Phan văn Cường 1
Hình 1: Sơ đồ cơ cấu nâng
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN
- Sơ đồ cơ cấu nâng được trình bày trên hình 1: bao gồm tang (1) được nối
với hộp giảm tốc (3) qua khớp răng (2), hộp giảm tốc nối với động cơ (6)
qua khớp nối răng, một nửa khớp dùng làm bánh phanh về phía hộp giảm
tốc , phanh (5) là loại phanh lo xo điện 2 má áp trục .
- Với sơ đồ như trên sẽ đảm bảo độ cứng vững, tính bền và giảm thời gian
bảo dưỡng.
Chọn loại dây
- Dây thường dùng trong máy trục có 2 loại dây chính đó là xích và cáp.
- Xích có ưu điểm là dề uốn, có thể làm việc với tang và đóa xích có
đường kính nhỏ nên bộ truyền có kết cấu gọn nhẹ, đơn giản. Tuy nhiên,
nó chỉ làm việc với vận tốc gới hạn không quá 1 m/s. Nếu vận tốc quá
vận tốc gới hạn thì các mắt xích bò mòn nhanh làm 2 tăng khả năng đứt
xích .Vì vậy xích tường ít dược sử dụng hơn cáp.
- Dây cáp thép là loại dây được dùng trong ngành máy trục nhiều nhất vì

nó có khả năng làm việc với vận tốc cao mà không ồn, uốn được theo
mọi phương, chòu được tải trọng khác nhau, trọng lượng bản thân nhỏ và
ít đứt đột ngột. Cáp có nhiều loại như: cáp bện đơn, cáp bện kép, cáp bện
trái, cáp bện phải, bện hỗn hợp … Trong đó cáp bện kép là loại được dùng
chủ yếu trong máy trục. Ta chọn loại cáp
π
k-p 6x19 lõi đay theo tiêu
chuẩn TOCT 2688-80 làm dây cho cơ cấu nâng.Đây là loại cáp bện kép
có lõi đay thấm dầu, các sợi cáp tiếp xúc đường, các sợi cáp có đường
kính bằng nhau.










Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 15
Phan văn Cường 1
Hình 2: Kết cấu của cáp
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN


3. Chọn palăng.
- Có 2 loại palăng thường dùng đó là: palăng đơn và palăng kép
- Loại palăng đơn (A) do chỉ có một nhánh dây chạy trên tang nên mỗi
khi cuốn và nhả cáp có sự di chuyển của dây dọc trục làm khó hạ vật

đúng vò trí gây ra tải tác động lên ổ đỡ thay đổi.
- Loại palăng kép (B) có2 nhánh dây cuốn lên tang nên nâng hạ vật
đúng vò trí, áp lực lên các ổ trục sẽ được phân đều và ít thay đôỉ. Theo
bảng 2-6[2], với tải trọng 12.5 tấn ta chọn palăng có bội suất a = 2x2. Sơ
đồ palăng được bố trí như hình 3B.












- Lực căng lớn nhất ở nhánh dây cuốn vào tang khi nâng vật .

max
*(1 )
*(1 )*
o
a t
Q
s
m
η
η η
−

=
−
Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 16
Phan văn Cường 1
Hình 3: Palăng đơn và palăng kép
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN
Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 17
Phan văn Cường 1
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN
Trong đó :
Q
o
= Q + Q
m
:tải danh nghóa (tấn) với Q là tải trọng
nâng ,Q
m
là trọng lượng vật mang . Khi tính toan bỏ
qua trọng lượng vật mang
m : số dây cuốn lên tang , với tang sử dụng là tang kép m = 2.
t : số ròng rọc đổi hướng , do dây mắc trực tiếp lên tang t = 0.

η
:hiệu suất của ròng rọc , theo bảng 2-5[2] ứng với điều kiện
sử dụng ổ lăn được bôi trơn bằng mỡ trong điều kiện bình thường .
vậy :
max
2 0
*(1 )
125000*(1 0.98)

31566( )
*(1 )* 2*(1 0.98 )0.98
o
a t
Q
s N
m
η
η η
−
−
= = =
− −
- Hiệu suất của palăng :
max
o
S
S
η
=
, (cth:2-21[2]) .
trong đó :
S
o
: lực căng tên nhánh dây treo vật đầu tiên ,
*
o
o
Q
S

m a
=
a : bội suất của palăng a = 2x2 do là palăng kép . vậy:
max max
125000
0.99
* * 2* 2*31566
o o
S Q
S m a S
η
= = = =

Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 18
Phan văn Cường 1
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN
4. Kích thước dây :
- Dây cáp dùng trong máy trục phải có kích thước phù hợp với
tải trọng, dây cáp thường được tính toán và chọn theo lực kéo
đứt .
S
đ
= S
max
* k , (cth: 2-10[2]) .
Trong đó: k là hệ số an toàn, được tra theo bảng 2-2[2] ,ứng với
chế độ làm việc trung bình k = 5.5 .vậy:
S
đ
= S

max
* k = 31566 * 5.5 = 173613 (N).
- Theo Atlas máy trục ta chọn được loại cáp
π
k – p 6x19 có
ứng suất giới hạn bền
b
σ

= 1700(N/mm
2
) , đường kính cáp d
c
= 18(mm).
5. Tính tang :
- Tang dùng trong máy trục có hai loại là tang trơn và tang xẻ
rãnh
- Tang trơn dùng để quấn nhiều lớp cáp khi chiều cao nâng lớn
- Tang xẻ rãnh dùng quấn một lớp cáp trong co cấu nâng dẫn
động bằng điện với chiều cao nâng vật không qua lớn .Ở tang
có rãnh thì dây cáp được quấn theo rãnh nên không bò rối cáp
và kẹt cáp, dây cáp ít mòn vì ít cọ xát vào nhau. Tang có
rãnh chia làm hai loại:
Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 19
Phan văn Cường 1
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN
+ Tang đơn là tang xẻ rãnh theo một chiều, có một nhánh dây
treo vật.
+ Tang kép là loại tang xẻ rãnh ở hai nửa khác nhau và khác
chiều, có hai dây treo vật .

- Với chiều cao nâng H = 8 (m) ta chọn loại tang xẻ rãnh sâu.




- Các kích thước của tang :
Chiều dài của tang: L = L
o
+ 2 * L
1
+ 2*L
2
+ L
3
, (cth: 2-14[2])
Trong đó L
1
là chiều dài phần tang kẹp đầu cáp.
L
2
là chiều dài phần tang làm thành bên.
L
3
là chiều dài phần tang không cắt rãnh.
L
4
+ 2*h
min
*tg
α

≥
L
3
≥
L
4
-2*h
min
*tg
α
L
4
là khoảng cách giữa hai ròng rọc ngoài cùng trên khung treo móc.
h
min
là khoảng cách nhỏ nhất giữa trục tang và trục ròng rọc.
α
là góc nghiêng cho phép khi dây chạy trên tang bò lệch so với phương
đứng , với tang cắt rãnh tg
α
= 1/10 .
Cụ thể:
+ Chiều dài một nhánh cáp cuốn lên tang khi làm việc với chiều cao nâng
la
H = 8(m).
l = H * a = 8 * 2 = 16(m).
Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 20
Phan văn Cường 1
Hình 4: Kích thước của tang

ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN
+ Đường kính tang: Được xác đònh theo công thức
D
t

≥
d
c *
(e-1) , (cth: 2-12[2] ).
Trong đó: e = 25 , là hệ số thực nghiệm được xác đònh theo bảng
2-4[2] tương ứng với chế độ tải trọng trung bình.
Vậy:
D
t
= d
c *
(e-1) = 18 * (25-1) = 432(mm) , lấy D
t
= 430(mm)
+ Số vòng cáp cuốn lên 1 nhánh.
'
( )
o
t c
l
Z Z
D d
π
= +
+

Trong đó:
Z
o

≥
1.5, ta chọn Z
o
= 2 , là số vòng cáp cố đònh trên tang để giảm bớt lực
kẹp đầu dây cáp , số vòng cáp này không được sử dụng khi làm việc .
D
t
: là đường2 kính tang , D
t
= 430(mm).
D
c
là đường kính cáp d
c
= 18(mm).
Vậy:
'
16
2
( ) (0.43 0.018)
o
t c
l
Z Z
D d

π π
= + = +
+ +
= 13 (vòng)
+ Chiều dài phần tang cắt rãnh
L
0
= 2 * Z * t
Trong đó:t là bước rãnh trên tang đươc chon theo tiêu chuẩn trong Atlas
máy trục . Tương ứng với đường kính cáp d
c
= 18(mm) ta chọn theo tiêu
chuẩn MH 5365-64 được t = 20.
Vậy:
L
0
= 2 * 13 * 20 = 520(mm).
+ Chiều dài phần tang kẹp cáp:
Với phương pháp kẹp cáp thông thường ta cần thêm 3 vòng rãnh cáp để
đảm bảo cho đầu cáp cặp.
L
1
= 3 * t = 3 * 20 = 60(mm)
+ Chiều dài phần tang làm thành bên:
L
2
= 2 * d
c
= 2 * 18 = 36(mm).
+ Chiều dài phần tang không cắt rãnh:

L
4
+ 2*h
min
*tg
α
≥
L
3

≥
L
4
-2*h
min
*tg
α
Chọn L
4
= 230(mm) , h
min
= 800(mm).
Vậy :
Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 21
Phan văn Cường 1
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN
230 + 2*800 *1/10
≥
L
3

≥
230 -2*800*1/10
390
≥
L
3
≥
70, chọn L
3
= 290 (mm).
Vậy chiều dài tang là:
L = L
o
+ 2 * L
1
+ 2*L
2
+ L
3
= 520 + 2 * 60 + 2 * 36 + 290
L = 1002(mm) , chọn L = 1000(mm).
+ Bề dày thành tang tính theo kinh nghiệm:
δ
= 0.02 * D
t
+ {(6
÷
10)(mm)}.
δ

= 0.02 * 430 + 3 = 11.6(mm)
+ Kiểm tra độ bền của tang.
Khi làm việc thành tang bò uốn , nén và xoắn .Với chiều dài của
tang nhỏ hơn 3 lần đường kính của nó thì ứng suất uốn và xoắn không
vượt quá (10
÷
15)% ứng suất nén. Ví vậy tang được kiểm tra sức bền
theo điều kiện nén với ứng suất cho phép là:

[ ]
max
* *
*
n n
k S
t
ϕ
σ σ
δ
= ≤
Trong đó :
ϕ
là hệ số giảm ứng suất , đối với tang kép
ϕ
= 0.8
k là hệ số phụ thuộc lớp cáp quấn lên tang ,ở đây chỉ có một lớp
cáp quấn lên tang nên k = 1.
[ ]
n
σ

là ứng suất nén cho phép .tang được chế tạo là gang CH 15-32
có giới hạn bền nén là
bn
σ
= 565 (N/mm
2
), ta có
[ ]
[ ]
2
565
113( )
5 5
bn
n
N
mm
σ
σ
= = =
Vậy:
max
* *
1*0.8*31566
* 11.6* 20
n
k S
t
ϕ
σ

δ
= =
= 108.8 (N/mm
2
).
⇒

[ ]
n n
σ σ
≤
vậy tang đủ bền .

6. Chọn động cơ điện:
Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 22
Phan văn Cường 1
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN
- Công suất tónh khi nâng vật :
*
60*1000*
n
Q v
N
η
=
, (cth: 2-78[2]).
Trong đó:
η
là hiệu suất toàn cơ cấu ,
0

* *
t p
η η η η
=
.
với:
0.96
t
η
=
là hiệu suất tang , được tra theo bảng 1-9[2].
0.99
p
η
=
là hiệu suất của palăng .

0
η
là hiệu suất của bộ truyền , tra theo bảng 1-9[2] ta
được

0
0.97
η
=
nhưng do kể cả khớp nối răng ta lấy
0
0.93
η

=
.
V
n
là vận tốc nâng, V
n
= 12 (m/s).
Vậy :
0
* *
t p
η η η η
=
= 0.96 * 0.99 * 0.92 = 0.88 .
⇒
ta được :
*
125000*12
28.73
60*1000* 60*1000*0.88
n
Q v
N
η
= = =
(kw).
- Với công suất tónh 28.73(kw) và chế độ làm việc trung bình ta chọn
được loại động cơ MTB412-8 với các thông số sơ bộ :
Công suất danh nghóa: N
đc

= 22 (kw).
Số vòng quay : n
đc
= 715 (vòng/phút).
Mômen vô lăng: (G
i
D
i
)
2
roto
= 30 Nm
2
.
Khối lượng động cơ: m
đc
=345 (kg).
Đương kính trục ra: d = 65(mm).
7. Tính tỷ số truyền .
Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 23
Phan văn Cường 1
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN
- Tỷ số truyền chung từ trục động cơ đến trục tang:
dc
o
t
n
i
n
=

, (cth:3-15[2]) .
Trong đó:
t
η
là số vòng quay của tang đảm bảo vận tốc nâng cho trước
*
12* 2
* *0.448
n
t
o
v a
n
D
π π
= =
= 17.05 (vòng/phút).
Vậy:

715
43
17.05
dc
o
t
n
i
n
= = =

Tính phanh :
- Trong máy trục phanh được chia làm hai nhóm.
- Nhóm I gồm : các loại khoá dừng bánh cóc , khoá dừng ma sát dùng để
giữ vật ở trạng thái treo .
- Nhóm II gồm các loại phanh: phanh dừng, phanh thả , phanh má , phanh
đai… .
- Trong cơ cấu nâng để an toàn người ta thương dùng phanh má thường
đóng , để chọn phanh ta dựa vào mômen phanh
* * *
2* *
o o
ph
o
k Q D
M
a i
η
=
(cth:3-14[2])
Trong đó :
K là hệ số an toàn. Với chế độ làm việc trung bình theo bảng
3-2[2] ta được k = 1.7.
D
o
= D
t
+ d
c
= 0.43 + 0.018 = 0.448 (m).
i

o
= 42 ,
η
= 0.88 .
Vậy :
* * *
1.75*125000*0.88*0.448
500( )
2* * 2* 2* 43
o o
ph
o
k Q D
M Nm
a i
η
= = =
- Với M
ph
= 513.3 (Nm) ta chọn loại phanh 2 má thường đóng TKT-300
đảm bảo ù mômmen phanh danh nghóa vừa đúng 500 Nm theo tiêu chuẩn
BHNN Π Γ ΜΛ .
Bộ truyền :
- Bộ truyền trong cơ cấu nâng được chọn dưới dạng hộp giảm tốc sao cho
đảm bảo tỷ số truyền là 43 với sai số trong khoảng 5%. Hộp giảm tốc ở
đây là hộp giảm tốc bánh răng trụ 2 cấp phân đôi , đặt nằm ngang, trục
Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 24
Phan văn Cường 1
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN GVHD : NGUYỄN HỒNG NGÂN
vào và trục ra quay về một phía. Tương ứng với tỷ số truyền là 43 và chế

độ làm việc trung bình, số vòng quay trên trục vào ,và yêu cầu về lắp ráp
ta chọn hộp giảm tốc U2-500 , có các đặc tính sau :
+ Kiểu hộp : 2 cấp bánh răng trụ răng nghiêng
+ Tổng khoảng cách trục : A = A
n
+A
c
=300 + 200 = 500 ( mm )
+ Tỷ số truyền i= 41.34
+ Kiểu lắp :Theo sơ đồ IV – trục ra và trục vào quay về một phía ; đầu
trục ra : Làm liền khớp răng
-Vậy sai số tỷ số truyền là.
43 41.34
3.86%
43
δ
−
= =

10. Kiểm tra nhiệt động cơ :
- Sơ đồ tải trọng chế độ làm việc trung bình.
- Cơ cấu sẽ làm việc với chế độ tải trọng thay đổi tương ứng với trọng
lượng vật nâng Q
1
= Q , Q
2
= 0.5Q , Q
3
= 0.1Q với tỷ lệ thời gian làm việc
tương ứng là1:5:4 .

- Cơ cấu sẽ làm việc với chế độ tải trọng thay đổi tương ứng với
trọng lượng vật nâng Q
1
= Q , Q
2
= 0.5Q , Q
3
= 0.1Q với tỷ lệ thời
gian làm việc tương ứng là1:5:4 .
Nhóm SVTH: Châu ngọc Ân Trang 25
Phan văn Cường 1
Hình 5:Sơ đồ tải trọng