Đồ án môn học - Kỹ thuật năng chuyển pdf

ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN





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 tồn kinh tế ,dễ dàng vận hành ,bảo trì
- Tăng năng suất giảm nhẹ s
ức 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
p
hùt
=
.
+ Vận tốc di chuyển xe lăn

(
)
40
xe
m
v
p
hùt
=
.
+ Tầm rộng L = 20 (m).











ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN

M
M
Ụ
Ụ
C
C

L
L
Ụ
Ụ
C
C


Nội Dung Trang
CHƯƠNG I
Giới thiệu tổng quan về máy xây dựng .
Định nghĩa, 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
CHƯƠNG III
Tính cơ cấu di chuyển xe lăn.
Tính chọn bánh xe và ray. 33
Chọn động cơ. 35
Tỷ số truyền. 36
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN

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

Chương I
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MÁY XÂY DỰNG

I. ĐỊNH NGHĨA , PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU ĐỐI VỚI MÁY XÂY
DỰNG
1) Định nghĩa về máy xây dựng
:
- Máy xây dựng là danh từ chung chỉ các loại máy và thiết bị 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 hố , vật liệu . Nó được
phân ra làm nhiều loại khác nhau như máy vận chuyển ngang , máy vận
chuyển đứng , máy v
ận chuyển liên tục , máy xếp dỡ …

ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN

ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN












- 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 v
ụ cho việc cấp thốt nước
- Các máy chuyên dùng
- Ngồi 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 , 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 tồn , phù
hợp với khí hậu .
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN

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 hố … 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






















ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN

+ Cầu trục hai dầm cũng có hai kiểu : kiều tựa và kiểu treo














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 định
và xa nguồn điện . Động cơ khí nén thường
được sử dụng trong những máy
cố định 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 định , di chuyển ngắn theo
quỹ đạo nhất định ) và có công suất cao , gọn nhẹ , chịu tải tốt , thay đổi tốc
độ và chiều quay nhanh , d
ễ tự động hố …

- 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 tồn .
- Cơ cấu công tác
- Cơ cấu quay
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN

- 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 bị 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 .
I, YÊU C
ẦU 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 tồn 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) .
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN

+ Vận tốc nâng
()
12
n
m
v
p
hùt
=
.
+ 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 c
ơ 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
c
ầu 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 tồn cho phép , và tuổi thọ củ
a
dây cáp . Do đó ta phải chọn cáp cho phù hợp với tải trọng nâng , chịu lực
căng dây lớn .
- Có hai loại cáp có thể sử dụng :cáp bện xuôi và cáp bện chéo .
+ 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 bị tở khi cáp bị đứt và dễ bị xoắn lại khi một đầu cáp ở trạng thái
t
ự do .
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN

+ Cáp bện chéo:có tínhcứng ,dễ mòn khi làm việc (do tiếp xúc giữa các
sợi cáp là tiếp xúc điểm) nhưng lại khó bị tở và không bị 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 chịu cao về kéo nén .Nên dùng cho
các ph
ần 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 chịu 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
chịu lực và làm khung xe con .
+ Phanh sử dụng trong cầu trục có nhiều loại như phanh má , phanh đĩa
, phanh đai , phanh nón , phanh áp trục , phanh ly tâm . Để đảm b
ảo an tồn
và thích hợp với hệ thống dẫn động điện độc lập ta sử dụng loai phanh

thường đóng





Chương
: II
TÍNH TỐN CƠ CẤU NÂNG
Số liệu ban đầu
:
Trọng tải Q
0
= 12.5 (tấn) = 125000 (N).
Trọng lượng vật mang: bỏ qua khi tính.
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN

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 vị trí đặc biệt của cơ cấu nâng
trong máy trục . Vì vậy nó phải được thiết kế đảm bảo độ tin cậy , độ an tồn
và ổn định cao , nó phải được chế tạo nghiêm chỉnh với chất lượng cao.
- Sơ đồ cơ c
ấu 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.

Ch
ọn 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 đĩa 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 bị mòn nhanh làm 2 tăng khả năng đứt xích .Vì vậy xích
tường ít dược sử d
ụng 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, chịu 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
Hình 1: Sơ đồ cơ cấu nâng
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN

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.












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 vị 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 vị
trí, áp lực lên các ổ trục sẽ được phân đều và ít thay đôỉ. Theo bảng 2-6[2],

v
ới tải trọng 12.5 tấn ta chọn palăng có bội suất a = 2x2. Sơ đồ palăng được
bố trí như hình 3B.













Hình 3: Pal
ă
ng
đơ
nv
à
pal
ă
ng k
é
p
Hình 2: Kết cấu của cáp
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN

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

max
*(1 )
*(1 )*
o
at
Q
s
m
η
η
η
−
=
−



ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN

Trong đó :
Q
o
= Q + Q
m
:tải danh nghĩa (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
20
*(1 )
125000*(1 0.98)
31566( )
*(1 )* 2*(1 0.98 )0.98
o
at
Q
sN
m
η
ηη
−
−
== =
−−

- 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
ma
=

a : bội suất của palăng a = 2x2 do là palăng kép . vậy:
max max
125000
0.99
* * 2*2*31566
oo
SQ
SmaS
η
== = =

ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN

4. Kích thước dây
:
- Dây cáp dùng trong máy trục phải có kích thước phù hợp với tải
trọng, dây cáp thường được tính tốn và chọn theo lực kéo đứt .
S
đ
= S
max
* k , (cth: 2-10[2]) .
Trong đó: k là hệ số an tồn, 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 bị rối cáp và kẹt
cáp, dây cáp ít mòn vì ít cọ xát vào nhau. Tang có rãnh chia làm
hai loại:
+ 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 vậ
t .
- Với chiều cao nâng H = 8 (m) ta chọn loại tang xẻ rãnh sâu.
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN







- 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 ngồi 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 bị 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).
+ Đường kính tang: Được xác định theo công thức
D
t
d
c *
(e-1) , (cth: 2-12[2] ).
Trong đó: e = 25 , là hệ số thực nghiệm được xác định 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
tc
l
Z
Z
Dd
π
=+
+

Trong đó:
Z
o
1.5, ta chọn Z
o
= 2 , là số vòng cáp cố định 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:
≥≥
≥
≥
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN


'
16
2
( ) (0.43 0.018)
o
tc
l
ZZ
Dd
ππ
=+= +
++
= 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 :
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:
= 0.02 * D
t
+ {(6 10)(mm)}.

= 0.02 * 430 + 3 = 11.6(mm)
+ Kiểm tra độ bền của tang.
Khi làm việc thành tang bị 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
**
*
nn
kS
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.
≥≥
≥≥

≥≥
δ
÷
δ
÷
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN

[
]
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( )
55
bn
n
N
mm

σ
σ
===

Vậy:

max
**
1*0.8*31566
*11.6*20
n
kS
t
ϕ
σ
δ
==
= 108.8 (N/mm
2
).
vậy tang đủ bền .


6. Chọn động cơ điện
:
- Công suất tĩnh khi nâng vật :
*
60*1000*
n
Qv

N
η
=
, (cth: 2-78[2]).
Trong đó:
η
là hiệu suất tồn cơ cấu ,
0
**
tp
η
ηη 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
**
tp
η
ηη η
=
= 0.96 * 0.99 * 0.92 = 0.88 .
ta được :

*
125000*12
28.73
60*1000* 60*1000*0.88

n
Qv
N
η
== =
(kw).
- Với công suất tĩnh 28.73(kw) và chế độ làm việc trung bình ta chọn
được loại động cơ MTB412-8 với các thông số sơ bộ :
⇒
[
]
nn
σ
σ
≤
⇒
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN

Công suất danh nghĩa: 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
.
- 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
va
n
D
ππ
==
= 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 khố dừng bánh cóc , khố 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 tồn người ta thương dùng phanh má thường đóng
, để chọn phanh ta dựa vào mômen phanh
***
2* *
oo
ph
o
kQ D
M
ai
η
=
(cth:3-14[2])
Trong đó :
K là hệ số an tồn. 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
oo
ph
o
kQ D
M
Nm
ai
η
== =

ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN

- Với M
ph
= 513.3 (Nm) ta chọn loại phanh 2 má thường đóng TKT-300 đảm
bảo ù mômmen phanh danh nghĩa 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 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 c
ầu 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 .

Hình 5:Sơ đồ tải trọng
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN

- 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 .
- Các máy trục làm việc theo chế độ ngắn hạn lặp đi lặp lại , đặc
trưng bơỉ sự đóng mở liên tục , có thời gian nghỉ giữa các
khoảng thời gian làm việc nên động cơ chưa kịp nóng đến nhiệt
độ ổn định . Ngồi ra các cơ cấu làm việc với cường độ thực tế
không trùng với cường độ chuẩn mà tuỳ thuộc vào tải trọng.
Mặt khác khi tính công suất động cơ ta tính với tồn tải nên cần
phải kiểm tra nhiệt động cơ bằng thông số mô đun trung bình
bình phương.
- Các thông số cần tính tốn:

Trọng lượng vật nâng không kể trong lượng vật mang
Q
o
= Q = 125000 (N).
Lực căng khi treo vật:

*(1 )
31566( )
*(1 )*
o
n
at
Q
SN
m
η
ηη
−
==
−

Hiệu suất cơ cấu không tính hiệu suất palăng:

Mô men trên trục động cơ khi nâng vật:


'
**
2* *
no

n
o
SDm
M
i
η
=
, (cth:2-79[2]).
Trong đó :
D
o
= D
t
+ d
c
= 0.43 + 0.018 = 0.448(m).
Vậy :

'
**
31566*0.448*2
368( )
2* * 2*43*0.8928
no
n
o
SDm
M
Nm
i

η
== =


Lực căng khi hạ vật :

()
()
(
)
()
()
1
20
* 1 * 125000* 1 0.98 *0.98
30935
*1 * 2*1 0.98 *0.98
at
o
k
at
Q
sN
m
ηη
ηη
+−
−−
== =
−−

Mômen trên trục động cơ khi hạ vật :

'
***
2*
ho
h
o
SDm
M
i
η
=
=
30935*0.448*2*0.8928
288
2*43
=
(Nm)
Thời gian mở máy khi nâng hạ vật :
'
* 0.96*0.93 0.8929
to
ηηη
== =
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN


22

11
2
*( )* * *
375*( ) 375*( )* * *
n
iiI o o
m
mn mno
GD n Q D n
t
MM MMia
β
η
∑
=+
±±
,
(cth:3-3[2]) , “+” :nâng vật , “-“ : hạ vật .
Trong đó:
∑(G
i
D
i
2
)
I
= ∑(G
i
D
i

2
)
roto
+ (G
i
D
i
2
)
khớp

∑(G
i
D
i
2
)
roto
= 30 (Nm) , (G
i
D
i
2
)
khơp
= 34.2 (Nm) , β = 1.1 .
Vậ
y
Mômen mở máy :

max min
(1.8 2.5) 1.1
1.8
22
mm dndn
m dn
MM M M
M
M
+
÷+
== =


22
9550 9550 294( )
715
dc
dn
dc
N
M
Nm
n
===
.
⇒
1.8 1.8*224 403.2( )
mdn
M

MNm== =

η là hiệu suất cơ cấu tra theo đồ thị hình 2-24[2] .
Bảng kết quả tính tốn với các trường hợp tải trọng khác nhau:

Các thông số Q
1
= Q Q
2
= 0.5Q
Q
3
= 0.1Q
Q
o
(N) 125000 62500 12500
S
n
(N) 31566 15783 3156.6
η
0.88 0.82 0.6
M
n
(Nm) 383.3 203.3 56.2
S
h
(N) 30934 15467 3093
M
m
(Nm) 290 137 20

T
m
n
(s) 0.7 0.28 0.2
T
m
h
(s) 0.112 0.14 0.17



Thời gian chuyển động với vận tốc ổn định :

60* 60*8
40( )
12
v
n
H
ts
v
===
.
Mô men trung bình bình phương :

22
**
mm tv
tb
M

tMt
M
t
∑+∑
=
∑
, thay các số liệu vào ta có:
M
tb
= 238 (Nm).
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN

Công suất trung bình bình phương của động cơ phát ra:

*
9550
tb dc
tb
M
n
N =
, (cth:2-76[2]) .
Trong đó : n
đc
= 715 (vòng/phút) là số vòng quay của động cơ .
Vậy :
*
238*715
18( )
9550 9550

tb dc
tb
Mn
Nkw== =
.
Như vậy động cơ MTB 412-8 với chế độ tải trọng trung bình, có công
suất danh nghĩa là 12 (kw) hồn tồn thoả mãn điều kiện làm việc.
Các cơ cấu khác
:
Móc
.
- Móc dùng trong máy trục có hai loại chủ yếu là móc đơn và móc hai
nghạnh.










- Móc đơn (hình a ) là loại móc thường dùng được chế tạo
bằng các phương pháp rèn , dập hay ghép từ các tấm kim loại được
chế tạo bằng thép 20 hoặc thép CT3 .
- Móc hai nghạnh ( hình b) là móc dùng để treo tải có hình
dạng dài như cột điện , ống dẫn , gỗ …
- Với tải trọng 12.5 tấn theo tiêu chuẩn TOCT 6627-74 ta chọn
móc có số hiệu N

o
17 chế tạo bằng thép 20 có các ứng suất giới
hạn
σ
-1
= 210(N/mm
2
) , σ
ch
= 250 (N/mm
2
) , σ
b
= 420 (N/mm
2
) , các
thông số của móc : d
o
= M64 , D = 90 (mm) , m
móc
= 36 (kg) .
- Kiểm tra bền móc tại các tiết diện
A A
B
B
Hình 6: Móc đơn và móc hai nghạnh
C C
a b
ĐAMH:K/THUẬT NÂNG CHUYỂN

+ Tại tiết diện A-A











+ Ứng suất lớn nhất xuất hiện ở thớ phía trong tại điểm 1
+ Diện tích thiết diện hình thang thân móc:

2
1
20 75
* *115 5462.5( )
22
bb
F
hmm
+
+
== =
.
Trong đó :
b
1

=20 (mm) , b = 75(mm) , h = 115(mm).
+ Vị trí trọng tâm thiết diện:

1
1
1
2
2*20 75 115
**46.4()
37520 3
bb
h
emm
bb
+
+
== =
++
.
+ Bán kính cong thân móc:

1
120
46.4 106.4( )
22
a
re mm=+= + =
.
Trong đó:
a là đường kính miệng móc .

+ Hệ số hình học của tiết diện :

()
() ()
12
12 1
11
2*
1*ln
bb re
r
kbrebb
hb b h r e
⎧
⎫
−+
⎡⎤
=− + + + − −
⎨
⎬
⎢⎥
+−
⎣⎦
⎩⎭
.
Trong đó :
e
2
= h – e
1

= 115 – 46.4 = 68.6(mm) .
Hình 7: Tiết diện A-A
1
e
1