Các cơ cấu phối hợp của máy trục ppsx

C
ÁC CƠ CẤUPHỐIHỢPCỦAMÁYTRỤC
C
ÁC

CƠ

CẤU

PHỐI

HỢP

CỦA

MÁY

TRỤC
Trong máy trục, ngoài cơ cấunângtuỳ theo điềukiện
là
iệ
ò
đ
bố
tí
ột
ố
ấ
h
ấ
di

là
mv
iệc
c
ò
n
đ
ượ
c
bố
t
r
í
m
ột
s
ố
c
ơ
c
ấu
n
h
ư c
ơ
c
ấu
di
chuyển, cơ cấu quay, cơ cấuthayđổitầmvới, … Những
c

ơ
cấ
u
nà
y
cũn
g
rất
p
hon
g
p
h
ú
đad
ạ
n
g
,tach
ỉ
n
g
hiên
y
g
pg
p
ạ g
g
cứumộtsố cơ cấu đặctrưng như:

ấ ể
§1. Cơ c
ấ
u di chuy
ể
n trên đường ray
§
2. Cơ cấu quay
§
2.

Cơ

cấu

quay

Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
1
§1. Cơ cấu di chuyển trên đường ray
1. Đường ray
2. Bánh xe
2.

Bánh

xe
3. Lực cản chuyển động của cơ cấu di chuyển
4. Điều kiện bám
5Quátrìnhmở máy và phanh

5
.
Quá

trình

mở

máy

và

phanh
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
2
Cơ cấu di chuyển là một bộ phận của máy nâng làm nhiệm
vụ dịch chuyển trên mặt phẳng ngang, mặt dốc của cả máy hay
một bộ phận máy. Dựa theo kết cấu của đường và bộ phận di
chuyển mà người ta phân ra:
- Di chuyển bánh kim loại (chủ yếu chạy trên ray đặt trước);
- Di chu
y
ển bánh lố
p;
y p;
- Di chuyển bánh xích;
ể ằ ổ
- Di chuy
ể
n b

ằ
ng phao n
ổ
i;
- Di chuyển tự bước.
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
3
Sự khác biệtvề cấutạocủa các cơ cấu di chuyểnphụ
Sự

khác

biệt

về

cấu

tạo

của

các

cơ

cấu

di

chuyển

phụ

thuộc vào:
-
Đường ray di chuyển
: di chuyểnkiểu treo trên ray (thường
-
Đường

ray

di

chuyển
:

di

chuyển

kiểu

treo

trên

ray

(thường

là trên hai bánh với dầm định hình chữ I) hoặc di chuyển trên
hai đỉnh ra
y
;
y
- Cách truyền lực: bánh xe dẫn động hay cáp kéo;
Cách truyền mômen xoắn lên bánh xe
(trựctiếp qua bánh
-
Cách

truyền

mômen

xoắn

lên

bánh

xe
(trực

tiếp

qua

bánh

răng hay qua trục truyền);
Kết ấ ủ hệ thố t ề l
kí h hở
-
Kết
c
ấ
u c
ủ
a
hệ

thố
ng
t
ruy
ề
n
l
ực:
kí
n
h
ay
hở
;
- Cách dẫn động: dẫn động chung và dẫn động riêng.
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp

4
1.1. Đường ray đỡ máy
1. Đường ray
1.1.

Đường

ray

đỡ

máy
-Làloại đường ray thường đặttrênnền đất đá, trên tường
hoặc trên các kếtcấukimloại để cho toàn bộ cơ cấudi
chuyển chuyểndịch trên đó. Gồm các tiếtdiện:
- Hình chữ nhật (hình a)
- Hình vuông (hình b)
-Hìnhchữ
I (hình c, d, e), trong đóhìnhclàloại I thông
d
d
là
l i
hì h
hữ
I
đặ
hủ
d
ụng;

d
,e
là
l
oạ
i
hì
n
h
c
hữ
I
đặ
cc
hủ
ng.
a/
b/
c/
d/
e/
f/
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
5
Hình 5-1. Các loại đường ray phân theo tiết diện
a/
b/
c/
d/
e/

f/
-Lo
ạ
i đườn
g
ra
y
nà
y
thườn
g
đư
ợ
c bố trí ở khoản
g
trốn
g

1.2. Đường ray treo máy
ạ gy y g ợ g g
trong không gian nhờ các trụ hoặc treo móc, toàn bộ cơ cấu di
chuyển đề được treo phía dưới đường ray. Loại ray này
ế
thường có các ti
ế
t diện chữ I hoặc chữ T.
-Tấtcả các loại đường ray dùng trong máy trục đều được
tiêu
chuẩn
hoá

tiêu
chuẩn
hoá
.
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
6
Hình 5-2. Đường ray treo máy Hình 5-3. Đường ray đỡ máy
Hình 5
-
3. Các ki
ể
u đ
ặ
t ra
y
má
y
tr
ụ
c:
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
7
ặ yyụ
b, c, e, f, g- đặt tháo được; a, d- đặt không tháo được.
2. Bánh xe
2.1. Cấu tạo và phân loại
+ Cấu tạo: bánh xe dạng trụ, dạng côn, dạng trụ lồi, …được
chế tạo bằng thép hoặc gang, vành bánh có thể được bọc vải, …
+ Phân loại:
- Theo kết cấu:

- Theo hình dạng:
 Loại có gờ;
 Loại không có gờ.
 Loại hình trụ;
 Loại hình côn.
ế
ô
- Theo dạng ti
ế
p xúc:
 Loại tiếp xúc điểm;

L itiế ú đờ
- Theo c
ô
ng dụng:
 Bánh xe chủ động;

Bánh xe bị động

L
oạ
i

tiế
p x
ú
c
đ
ư

ờ
ng.

Bánh

xe

bị

động
.
- Theo phương pháp chế tạo:

Bánh xe đúc;
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
8

Bánh

xe

đúc;
 Bánh xe rèn dập, cán.
Bánh xe tiếp xúc với ray theo đường
Bánh xe tiếpxúcvới ray theo điểm
Bánh xe lắp trên cầu
cân bằng
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
9
Bánh

xe

tiếp

xúc

với

ray

theo

điểm
-
Các kích thướccủa bánh xe đượckiểm nghiệm theo ứng suất
2.2. Đặc điểm tính toán
Các

kích

thước

của

bánh

xe

được

kiểm

nghiệm

theo

ứng

suất

dập xuất hiện trên bề mặt tiếp xúc giữa bánh xe và ray:
* Đối với loại bánh xe tiếp xúc đường với ray:
[]
dd
σ
b.r
P.E
0,418. σ ≤=
-Với bánh xe đượckẹpchặttrêntrục:
b.r
[
]
P.E
0 342
≤
Với
bánh
xe
quay

tự
do
trên
trục
:
[
]
dd
σ
)
b
r
f.b.r(0,5
0
,
342
. σ
≤
−
=
-
Với
bánh
xe
quay
tự
do
trên
trục
:

b, r: chiều rộng bề mặt làm việc và bán kiánh bánh xe;
[σ
d
]: ứng suất dập cục bộ cho phép của vật liệu bánh xe;
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
10
P: tải trọng tính toán bánh xe.
*
Đối với bánh xe tiế
p
xúc đi
ể
m với ra
y
:
[
]
d
3
2
d
E.P
m. σ≤=σ
p y
2
max
ρ
P
* Đối với bánh xe bọc vải và cao su:
[

]
d
6
d
'
80
n
.
b.d
P
σ≤=σ
′
ρ
max
: bán kính cong tương đương lớnnhất, lấygiátrị lớn
hơn
trong
hai
trị
số
bán
kính
tiếp
xúc
;
hơn
trong
hai
trị
số

bán
kính
tiếp
xúc
;
m: hệ số phụ thuộc bán kính tương đương:
d: đường kính vành bánh;
min
max
r
r
d:

đường

kính

vành

bánh;
b: chiều rộng làm việc của vành bánh;
n: số vòn
g

q
ua
y
của bánh xe tron
g
m

ộ
t
p
hút
;
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
11
gq y g ộ p;
* Tải trọng tính toán bánh xe P:
P
:
tải
trọng
lớn
nhất
có
thể
xuất
hiện
trên
bánh
xe
trong
trường
P = γ.K
b
.P
max
, N
với

P
max
= k.D.b.f
o
, N
P
max
:
tải
trọng
lớn
nhất
có
thể
xuất
hiện
trên
bánh
xe
trong
trường
hợpbấtlợinhất;
k: hệ số phụ thuộcvậtliệuvàchếđộlàm việccủa, MPa;
D: đường kính bánh xe, mm;
b: chiều rộng làm việc của ray, mm;
f
:hệ số củatổng số vòng quay
;
f
o

:

hệ

số

của

tổng

số

vòng

quay
;
γ : hệ số tính toán đến sự thay đổi của tải trọng;
K
b
: hệ số tính toán đến chế độ làm việc của cơ cấu;
b
(
)
3
3
1
1.
2
1
⎥

⎤
⎢
⎡
+=
γ
Q: tải trọng nâng thực, N;
G
t l ủ át N
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
12
(
)
3
o
GQ1
2
⎥
⎦
⎢
⎣
+
γ
G
o
:
t
rọng
l
ượng c
ủ

a m
á
y
t
rục,
N
2.3. Hiện tượng gặm nhấm đường ray
Đólàhiệntượng ray bị mòn lỗ chỗ không đềudomasát
Đó

là

hiện

tượng

ray

bị

mòn

lỗ

chỗ

không

đều

do

ma

sát

giữa thành bánh xe và đường ray. Đây là hiện tượng hỏng rất
phổ biếncủa đường ray Nguyên nhân phát sinh rấtphứctạp
phổ

biến

của

đường

ray
.
Nguyên

nhân

phát

sinh

rất

phức

tạp
,
nhưng chủ yếu do:
-
Ray
không
song
song
;
Ray
không
song
song
;
- Bánh xe không đồng đềuvêtốc độ (không đồng tốc);
-Kíchthướ
c
bánh xe khôn
g
bằn
g
nha
u
.
g
g
Nói chung hiệntượng này rấtkhókhắcphụctriệt để, song có
thể làm giảmbằng cách chế tạobánhxecókếtcấumặt trong
của thành bánh lớnhơnchiềurộng ray, hoặc dùng con lănphụ
kẹplănmặt trong của đường ray.

Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
13
3. Lực cản chuyển động cơ cấu di chuyển
Lựccản chuyển động bao gồmlựccảntĩnh và lựccản động:
W = W
t
+ W
đ
31 Lựccảntĩnh W
Lực

cản

chuyển

động

bao

gồm

lực

cản

tĩnh

và

lực

cản

động:
3
.
1
.
Lực

cản

tĩnh

W
t
+ Đốivớicơ cấudichuyển đặt trên hai ray lựccảntĩnh
xác
định
theo
hệ
thức
:
W
=ktW
±
W
±
W
xác

định
theo
hệ
thức
:
W
1
: lực cản do ma sát lăn và ma sát ổ trục, N;
k
t
: h
ệ
số kể đến ma sát thành bánh xe với ra
y,
k1
p
h
ụ
thu
ộ
c vào
W
t
=

kt
.
W
1
±

W
2
±
W
3
t
ệ y, p ụ ộ
loại bánh xe, loại ổ và tỉ số khoảng cách bánh xe và khoảng cách
trục k
t
= (1,2 ÷ 1,3);
W
2
:lựccảndođộ dốccủaray,N;
W
2
:

lực

cản

do

độ

dốc

của

ray,

N;
W
3
: lực cản do gió gây ra, N;
Các lực cản W
2
và W
3
chỉ xuất hiện hoặc máy trục làm việc
ngoài trờilấydầu+khiW
2
và W
3
ngượcchiều chuyển động lấy
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
14
ngoài

trời
,
lấy

dầu

+

khi

W
2
và

W
3
ngược

chiều

chuyển

động
,
lấy

dấu – khi W
2
và W
3
cùng chiều chuyển động.
a. Tính lực cản W
1
bx
x1
D
)d.f(2
).G (Q W
+
μ

+=
bx
Q: trọng lượng vật nâng, N;
ấ
ể
ầ
G
x
:trọng lượng cơ c
ấ
u di chuy
ể
n(xelănhoặcc
ầ
ulăn), N;
μ:hệ số ma sát lăn, μ phụ thuộcvàođường kính bánh xe
và
loại
ray
=
0
3
÷
1
4
mm
và
loại
ray
, μ

=
0
,
3
÷
1
,
4
mm
f: hệ số ma sát trượt trong ổ,phụ thuộcvàloại ổ:
f
=
0
015
÷
0
10
f
=
0
,
015
÷
0
,
10
d: đường kính ngõng ổ trụclắp ổ, mm;
D
bx
:

đường
kính
bánh
xe,
mm
.
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
15
D
bx
:
đường
kính
bánh
xe,
mm
.
b. Tính lực cản W
2
α: hệ số ảnh hưởn
g
độ dốc của đườn
g
ra
y
,
α
= 0,001 ÷ 0,002
W
2

=
α
.(Q + G
x
)
g gy
c. Tính lực cản W
3
W
k
(F
+F
)
k
k
: hệ số cản khí động học,
ố ầ
W
3
=
k
k
.q.
(F
x
+

F
v
)

- đ
ố
i với dàn và các d
ầ
m kín k
k
= 1,6;
- đối với buồng lái, đối trọng, dây chằng k
k
= 1,2;
-
đốivới xe con k
=14;
-
đối

với

xe

con

k
k
=

1
,
4;
q: áp lực gió tính toán, Pa;

F
x
: diện tích chịu gió của cơ cấu di chuyển, m
2
;
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
16
x
F
v
: diện tích chịu gió của vật nâng, m
2
.
3.2. Đốivớicơ cấudichuyển đặttrênmộtray,lựccảntĩnh
xác định theo hệ thức:
W
t
= W
1
±W
2
±W
3
+ W
4
+W
5
+ W
6
, N

W
1
, W
2
, W
3
: xem phần trên với chú ý:
1 Tính toán W
1
khi μ = 0,3 ÷ 0,5mm, f = 0,03 ÷ 0,07;
2 Tính toán W
2
với
α
= 0,002;
3 Xem W
3
=0nếumáytrụcphụcvụ trong nhà;
W
4
:lựccản do ma sát thành bánh xe vào ray;
W
5
:lựccảndotrượt ngang khi xe bị xiên lệch so với đường
ray, đượctínhtrênđoạnraythẳng và trên đoạn đường cong
phân biệt;
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
17
W
6

:lựccảndotrượthìnhhọccủa bánh xe hình côn.
a. Tính lực cản W
4
r
h
.f).G (Q W
2
1x4
+=
f
1
= 0,17: hệ số ma sát khi bánh
xe trượttrênđường ray;
h: khoảng cách từđiểmtiếpxúc
thànhbánhxevớirayđến điểmlăn
của bánh xe, h = AK, mm;
Tính lực ma sát thành
r: bán kính trung bình của bánh
xe, h/r = 0,4 ÷ 0,7.
Tính

lực

ma

sát

thành

bánh xe vào ray

Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
18
t
∂
ẳ
b. Tính lực cản W
5
rB
.f).G+(Q = W
1x
t
5
+
∂
+ Trên đoạn ray th
ẳ
ng:
+ Trên đoạn ray cong
(bán kính R):
R2
B
.f).G + (Q = W
1x
c
5
∂: tổng khe hở hai
bên thành và đườn
g

g

ray, ∂ = K – b, mm;
B: khoảng cách trục
giữa hai bánh xe, mm;
r: bán kính trung
Xe lăntrêndầmchữ
I
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
19
bình của bánh xe, mm.
Xe

lăn

trên

dầm

chữ

I
)
r
r
(
2
)rr(
.f).G (Q W
21
1x6
+

−
+=
c. Tính lực cản W
6
)
r
r
.
(
2
21
+
r
1
,r
2
: bán kính lớn và bán kính nhỏ của bánh xe hình côn
Trong trường hợp tính toán sơ bộ có thể dùng trị số
trung bình cho lực cản chuyển động trên dầm của thép
chữ
I
bằng 4
÷
5% trọng lượng xe lănvàvật nâng
3.3. L
ực
cản đ
ộ
n
g

(
l
ực
cản
q
uán tính
)
chữ

I
bằng

4

÷
5%

trọng

lượng

xe

lăn

và

vật

nâng

.
Trong thờikỳ mở máy khởi động, trên cơ cấuxuấthiệnlực
cản chuyển động do quán tính khốilượng vật nâng
ự
ộ g
( ự
q
)
x
qt
t
v
.
g
)GQ(
W
+
=
g: gia tốc trọng trường, m/s
2
;
v: vận tốc di chuyển, m/s;
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
20
m
t
g
t
m
: thời gian mở máy, s.

4. Điềukiệnbám

Cơ
cấu
p
h
ả
i
được
ki
ể
m
t
r
a
v
ề
đ
i
ều
ki
ệ
n
bá
m
để
t
r
á
nh hi

ệ
n
Cơ
cấu
p ả
được
ể
ta
ề
đ ều
ệ
bá
để
tá
ệ
tượng trượttrênđường ray của bánh xe:
P
max
: lực tiếp tuyến lớn nhất tác động tại chỗ
ế ủ ẫ

Để
đả
bả
tà
hải
kiể
t
h
t ờ

h
ở
á
P
max
≤ F
ti
ế
p xúc c
ủ
a các bánh xe d
ẫ
n với đường ray;
F: lực ma sát của bánh xe với ray.

Để
đả
m
bả
oan
t
o
à
np
hải
kiể
m
t
ra c
h

o
t
rư
ờ
ng
h
ợpm
ở
m
á
y
khi cơ cấu không có vật nâng, và thường tính theo hệ số an
toàn
bằng
hệ
thức
:
2,1
a
G
d
f
G
W
'f.G
k
0
m
0
d

b
≥=
toàn
bằng
hệ
thức
:
g
a
.
G
D
d
.
f
.
G
W
m
x
bx
d
0
t
+
−
G
d
:tổng áp lực lên các bánh xe dẫn khi không có vật nâng N;
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp

21
G
d
:

tổng

áp

lực

lên

các

bánh

xe

dẫn

khi

không

có

vật

nâng

,
N;

f': hệ số bám của bánh xe vào ray;
:tổng lựccản chuyển động xe lănkhôngcóvật nâng
vớiQ=0vàlấydấu(+)choW
2
và W
3
,N;
0
t
W
G
x
,f,D
bx
,d,g:nhưởmục trên;
:giatốc di chuyểncủacơ cấukhimở máy không có vật
0
m
a
nâng vớigiả thiếtvậntốc di chuyểnbiến đổi đều, m/s
2
;
0
v
0
m
0

m
t.60
v
a
=
v: vận tốc di chuyển xe lăn hay cầu trục, m/s;
: thời gian mở máy khi không có vật nâng, s;
0
m
t
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
22
m
 Xe cũng có khả năng trượttrơn khi phanh, vì vậycũng phải
kiể
t
điề
kiệ
bá
ế
khi
hh
ới
thời
i
hh
t
kiể
m
t

ra
điề
u
kiệ
n
bá
mn
ế
u
khi
p
h
an
h
v
ới
thời
g
i
an p
h
an
h
vượ
t
quá những quy định cho phép. Lúc đó dùng hệ thức:
2,1
a
'f.G
k

*
0
0
ph
d
b
≥=
W
g
a
.G
*
0
t
ph
x
−
: gia tốc phanh khi không có vật nâng, m/s
2
;
ể
0
ph
0
ph
t
v
a =
*
0

: lực cản tĩnh chuy
ể
n động khi không có vật nâng, N;
:thời gian phanh khi không có vật nâng s
*
0
t
W
0
h
t
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
23
:

thời

gian

phanh

khi

không

có

vật

nâng

,
s
.
p
h
t
5. Quá trình mở máy và phanh
51 Mômenmở máy di chuyểncủacơ cấu khi có vật nâng
5
.
1
.
Mômen

mở

máy

di

chuyển

của

cơ

cấu

khi

có

vật

nâng
M
m
= M
t
+ M
d1
+ M
d2
η
=
2i.
.DW
M
bxt
t
- Mômen tĩnh do lực cản tĩnh gây
ra trên trục độn
g
cơ;
η
η
+
=
.
t

.
i
375
n.D).QG(
M
2
1
2
bxx
d1
g
-Mômenđộng do quán tính khối
lượng
phần
di
chuyển
;
η
.
t
.
i
375
m
1
2
ii
d2
t
375

n).D.G(.
M
∑
β
=
lượng
phần
di
chuyển
;
- Mômen động do quán tính các chi
tiết máy quay
m
t
.
375
tiết

máy

quay
.
1
2
ii
1
2
bxxbxt
n).D.G(.
n.D).QG(.DW

M
∑
β
+
+
+
=
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
24
mm
2
m
t.375.t.i3752i.

M
+
η
+
η
=
+ Thời gian mở máy di chuyển t
m
D
)
Q
G
(
n
)
D

G
(
2
2
β
∑
s,
).MM.(i375
n.
D
)
.
Q
G
(
)MM.(375
n
.
)
D
.
G
(
.
t
tm
2
1
2
bxx

tm
1Iii
m
η−
+
+
−
β
=
∑
W
t
: tổng lực cản tĩnh, N
D
bx
: đường kính bánh xe, mm;
i: tỉ số truyền chung của bộ truyền cơ cấu di chuyển (từ trục
đ
ộ
n
g
cơ đến tr
ụ
c bánh xe dẫn
)
;
ộ g ụ )
η: hiệu suất của cơ cấu di chuyển (hiệu suất bộ truyền);
t
:thờigianmở máy s;

t
m
:

thời

gian

mở

máy
,
s;
n
1
: số vòng quay của trục 1 (trục động cơ), r/min.
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
25
Các ký hiệu khác như đã chú thích ở trên.