Đồ án tốt nghiệp Cổng Trục dầm đôi 30T

Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T
LỜI NÓI ĐẦU
Trong giai đoạn hiện nay, đất nước đang bước vào thời kỳ công nghiệp hóa,
hiện đại hóa nền kinh tế. Vai trò của ngành cơ khí ngày càng trở nên quan trọng
hơn đối với sự phát triển của nền kính tế đất nước, có thể nói đây là ngành then
chốt của một nền công nghiệp hiện đại.
Trong suốt những năm học tập tại trường, em đã được truyền đạt những kiến
thức cơ bản, làm cơ sở, hành trang cho công việc sau này. Để tổng kết những gì đã
được học trong suốt những năm vừa qua, được sự phân công của nhà trường, em
đã nhận đồ án tốt nghiệp với đề tài “ Thiết kế bán cổng trục dầm đôi 30T” dưới sự
hướng dẫn của thầy giáo Th.s Nguyễn Thanh Việt.
Đây là đề tài thường thấy trong thực tế, xuất hiện rất nhiều ở các nhà máy, kho
bãi, các cơ sở sản xuất và lắp ráp cơ khí. Bán cổng trục 30T là thiết bị nâng hạ rất
quan trọng, giảm được sức nặng của người công nhân khi làm việc, qua đó, nâng
cao năng suất lao động của công nhân. Thiết bị nâng hạ thường nâng các vật nặng,
di chuyển trên cao nên yêu cầu về tính an toàn cho người và vật là rất cao.
Khi nghiên cứu đề tài này, em đã tham khảo nhiều tài liệu, sách vở cũng như
trong thực tế tại công ty mà em đã thực tập tốt nghiệp, em nhận thấy rằng đề tài
này tương đối rộng, rất nhiều kiểu mẫu tùy thuộc vào điều kiện từng cơ sở sản xuất
hay từng công ty riêng. Tuy nhiên, dù thiết kế có đi theo hướng nào thì khi thiết kế
đề tài này cần phải đảm bảo ba chỉ tiêu cơ bản là: Phải có tính kinh tế, đạt năng
suất cao và đảm bảo an toàn. Và em cũng đã cố gắng để đề tài của mình thiết kế
theo ba chỉ tiêu trên. Tuy nhiên, đây là đề tài có khối lượng tương đối lớn, lại chưa
có nhiều kinh nghiệm thực tế nên em gặp nhiều khó khăn, nhất là trong việc tìm
kiếm tài liệu hướng dẫn. Vì vậy việc sai sót trong thiết kế tính toán là không thể
tránh khỏi. Em mong thầy và các bạn chỉ dẫn để em có thể hoàn thành tốt hơn
trong công việc sau này. Em xin chân thành cảm ơn.
Đà Nẵng tháng 5 năm 2012
Sinh viên
Tào Trung Hiếu
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt

SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
1
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T
PHẦN I: LÝ THUYẾT VỀ THIẾT BỊ NÂNG CHUYỂN
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ NÂNG CHUYỂN
1. 1. Giới thiệu chung
Ngày nay với sự phát triển không ngừng của khoa hoc kỹ thuật nhiều máy
móc hiện đại xuất hiện và được đưa vào sản xuất nhằm để tăng năng suất và giảm
sức lao động của con người do đó thiết bị nâng chuyển cũng được đưa vào sử dụng
nhiều hơn trong các ngành công nghiệp, nó giúp giảm sức lao động của con người
trong quá trình vận chuyển, có thể nâng và di chuyển những vật liệu, chi tiết có khối
lượng lớn mà không tốn nhiều sức lao động, tăng năng suất .
Hiên nay, hầu hết trong các ngành công nghiệp đều sử dụng thiết bị nâng
chuyển. Công nghiệp xây dựng trước kia rất ít cần trục, ngày nay thậm chí khi xây
dựng nhà nhỏ cũng không thể thiếu cần trục, chưa nói gì đến việc xây dựng toà nhà
cao tầng và kỹ thuật xây lắp từng khối lớn, trong thời kỳ hội nhập lại càng chú trọng
và không ngừng cải tiến kỹ thuật để đáp ứng dươc yêu cầu của ngành công nghiệp
xây dựng.
Trong ngành công nghiệp mỏ thì cần có các loại thang tải, xe kíp băng tải …
vv.
Trong ngành luyện kim có những cần trục nặng phục vụ kho chứa quặng
và nhiên liệu. v. v……
Máy nâng và vận chuyển phục vụ nhà ở, những nhà công cộng, các cửa hiệu
lớn và các ga tàu điện ngầm như thang máy, trong đó có thang điện cao tốc cho các
nhà cao tầng, buồng chở người và thang điện liên tục.Trong các siêu thị người ta
dùng rất nhiều các cầu thang cuốn . v v…
Trong nhà máy hay phân xưởng cơ khí thì người ta trang bị nhiều máy nâng
chuyển di động như cần trục, cầu trục, cổng trục, bán cổng trục… dùng điện hay khí
nén, thuỷ lực năng suất cao để di chuyển các chi tiết máy hoặc máy …vv.
Ngành máy nâng và vận chuyển hiện đại đang thực hiện rộng rãi việc cơ giới

hoá quá trình vận chuyển trong các ngành công nghiệp và kinh tế quốc dân. Sự phát
triển của kỹ thuật nâng –vận chuyển phải theo cải tiến các máy móc, tinh xảo hơn,
giảm nhẹ trọng lượng, giảm giá thành, nâng cao chất lượng sử dụng, tăng mức sản
xuất, đơn giản hoá và tự động hoá việc điều khiển và chế tạo những máy mới nhiều
hiệu quả để thoả mãn yêu cầu ngày một tăng của nền kinh tế quốc dân.
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
2
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T
1.2. Giới thiệu các loại thiết bị nâng chuyển.
1.2.1 Khái niệm:
Máy nâng chuyển là tên gọi chung của máy công tác dùng để thay đổi vị trí
các vật nâng dạng khối hoặc các vật phẩm rời vụn với khối lượng lớn nhờ các thiết
bị mang vật trực tiếp như móc treo, gầu ngoạm, …hoặc gián tiếp như băng tải, xích
tải, con lăn đường ống.
1.2.2 Phân loại:
a)Máy vận chuyển theo chu kỳ
• Đặc điểm:
Hoạt động có tính chu kỳ( luôn phiên giữa thời kỳ làm việc và thời kỳ nghỉ)
của cơ cấu và máy.
Phần chủ yếu của máy vận chuyển theo chu kỳ là máy trục
Vận chuyển các vật theo hướng thẳng đứng và một số chuyển động khác
trong mặt phẳng ngang, trong đó có cơ cấu nâng là cơ cấu chủ yếu
Chúng có thể làm việc trong nhà hoặc ngoài trời.
• Phân loại:
Theo cấu tạo và nguyên lý làm việc, ta chia máy nâng thành các loại:
1, Cầu trục:
Hình 1.1: Cầu trục
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C

3
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T
là loại máy kiểu cầu. Loại này di chuyển trên đường ray đặc trên cao dọc
theo nhà xưởng, xe con mang hàng di chuyển trên kết cấu thép kiểu cầu, cầu trục có
thể nâng hạ và vận chuyển hàng theo yêu cầu tại bất cứ nơi nào trong không gian
nhà xưởng.(hình 1.1)
2, Cổng trục:
Được dùng trong các nhà kho, bến bãi để nâng hạ và vận chuyển hàng hóa với
lưu lượng lớn. Cổng trục được dùng nhiều trong nghành công nghiệp chế tạo máy,
trong các bến cảng và dịch vụ hàng hải.
Cổng trục phân loại theo kết cấu gồm các loại sau: cổng trục một dầm, cổng
trục hai dầm, cổng trục một dầm có công xôn, cổng trục hai dầm có công xôn. Theo
công dụng có thể phân loại như sau: cổng trục cảng bốc xếp congtainer, cổng trục
chân đế-nhà máy thủy điện, cổng trục công dụng chung-nhà xưởng sản xuất, bốc
xếp kho bãi…
Hình 1.2: Cổng trục
3, Bán cổng trục:
Có thể nói bán cổng trục là sự kết hợp của nửa cầu trục và nửa cổng trục vì
loại này có kết cấu một bên di chuyển trên đường ray đặc trên cao dọc theo nhà
xưởng, một bên di chuyển trên ray bố trí trên mặt đất nhờ cơ cấu di chuyển (hình
1.3) .
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
4
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T
Hình 1.3: Bán Cổng trục
- Máy trục đặc chủng: là các loại máy đặc biệt dùng riêng theo yêu cầu nào
đó (thang máy, máy trục bến cảng… ).
b) Máy vẩn chuyển lên tục:
• Đặc điểm:

Không dùng cơ cấu nâng.
Vật phẩm được di chuyển liên tục theo một hướng như dòng chảy, có thể rẽ
nhánh hoặc dỡ tải giữa chừng.
Có thể bốc, dỡ tải ngay trong quá trình vận chuyển.
Mỗi loại máy chỉ vận chuyển được một loại vật phẩm nhất định.
Có thể làm việc trong nhà và ngoài trời.
• Phân loại:
Máy vận chuyển liên tục có bộ phận kéo: điển hình là các băng tải, xích tải,
gầu tải, dây tải, …
Máy vận chuyển không có bộ phận kéo vít tải, hệ thống đường lăn, ống dẫn,
sàn rung, máng lắc, đường vận chuyển bằng khí nén, bằng thuỷ lực , và một số dạng
khác.
c) Các thông số cơ bản của máy trục
• Tải trọng nâng Q:
-Tải trọng nâng là đặc tính cơ bản của máy trục, bằng T hay N.
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
5
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T
-Tải trọng nâng gồm trọng lượng của vật cộng với trọng lượng của cơ cấu
móc hàng.Tải trọng nâng có giới hạn rất lớn từ vài chục T đến hàng chục ngàn N.
Trong thực tế sử dụng để thuận tiện người ta dùng đơn vị khối lượng : Kg, tấn.
• Chiều cao nâng hàng H(m).
- Chiều cao nâng là khoảng cách từ mặt sàn, bãi làm việc của máy trục
đến vị trí cao nhất của cơ cấu móc.
• Tốc độ làm việc V(m/ph hay m/s):
Vận tốc nâng V
n
: vận tốc của vật nâng hàng theo phương thẳng đứng.
Vận tộc di chuyển cầu V

c
: tốc độ di chuyển cầu trên ray.
Vận tốc xe V
x
: vận tốc của xe di chuyển trên dầm chính.
• Khẩu độ L(m):
- Đây là thông số biểu thị phạm vi hoạt động của máy trục, khẩu độ L của
cần trục hay cổng trục là khoảng cách từ tâm bánh xe di chuyển này đến tâm bánh
xe di chuyển kia.
d) Chế độ làm việc của máy trục:
Máy trục làm việc theo chế độ ngắn hạn, lặp đi lặp lại. Bộ phận làm việc bộ
phận nâng hạ, di chuyển qua lại theo chu kỳ. Ngoài thời kỳ làm việc có thời dừng
máy, tức là động cơ tắt.Thời gian dừng dùng để sử dụng móc hay tháo vật để chuẩn
bị cho các thời kỳ tiếp theo. Ngoài ra mỗi quá trình chuyển động qua lại có thể phân
ra các thời kỳ chuyển động không ổn định, như trong thời kỳ mở máy, phanh và
thời kỳ ổn định.
* Chế độ làm việc nhẹ:
Đặc điểm của chế độ nhẹ là hệ số sử dụng trọng tải thấp, kq≈0,5.Cường độ
làm việc của động cơ nhỏ, trung bình khoảng 15%, số lần mở máy trong một
giờ,dưới 60 lần và có nhiều quảng ngắt lâu.Trong nhóm này có cơ cấu nâng và cơ
cấu di chuyển của cần trục sửa chửa, cần trục đặt trong không gian máy, cơ cấu di
chuyển cần các cần trục xây dựng và cần trục cảng … vv.
* Chế độ làm việc trung bình :
Đặc điểm của các cơ cấu chế độ trung bình là chúng làm việc với trọng tải
khác nhau, hệ số sử dụng trọng tải, vận tốc làm việc trung bình.Cường độ làm việc
khoảng 25%, số lần mở máy trong một giờ đến 120 lần,trong nhóm máy này có các
cơ cấu nâng và di chuyển cần trục trong các phân xưởng cơ khí và lắp ráp. Cơ cấu
quay của cần trục và palăng điện.
* Chế độ làm việc nặng :
Đặc điểm của chế độ nặng là hệ số sử dụng tải cao, k

Q
=1, vận tốc làm việc
lớn,cường độ làm việc 40%,số lần mở máy trong 1 giờ là 240 lần.Trong nhóm này
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
6
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T
có tất cả các cơ cấu cần trục ở phân xưởng công nghệ, ở kho các nhà máy sản xuất
hàng loại lớn, cơ cấu nâng của cần trục xây dựng.
* Chế độ làm việc rất nặng :
Đặc điểm là cơ cấu thường xuyên làm việc tải trọng danh nghĩa k
Q
=1, vận tốc
cao,cường độ làm việc trong khoảng 40-60%, số lần mở máy trong 1 giờ là 360
lần.Thuộc nhóm máy này là tất cả các cơ cấu cần trục ở phân xưởng công nghệ và
các kho thuộc ngành luyện kim.
Khi tính toán cơ cấu máy trục, người ta phân biệt ra ba trường hợp tải trọng
đối với trạng thái làm việc và trạng thái không làm việc của máy trục như sau:
Trường hợp 1: tải trọng bình thường của trạng thi làm việc bao gồm trọng
lượng danh nghĩa của vật nâng và bộ phận mang, trọng lượng bản than máy, tải
trọng động trong quá trình mở và hãm cơ cấu
Trường hợp 2:tải trọng lớn nhất của trạng thi làm việc bao gồm trọng lượng
danh nghĩa của vật nâng và bộ phận mang, trọng lượng bản thân máy, tải trọng
động lớn xuất hiện khi mở máy, và phanh đột ngột, hoặc khi mất điện, có điện bất
ngờ tải trọng gió lớn nhất khi làm việc và tải trọng do độ dốc lớn nhất có thể
Các trị số tải trọng lớn nhất của trạng thi làm việc thường hạn chế bởi những
điều kiện bên ngoài như sự trượt trơn của bánh xe trên ray, trị số momen phanh lớn
nhất, momen giới hạn của khớp nối …vv.
Đối với trường hợp này tất cả các chi tiết trong cơ cấu được tính theo sức bền
tĩnh.

Trường hợp 3: tải trọng lớn nhất của trạng thi không làm việc của máy đặt
ngồi trời,bao gồm trọng lượng bản thân, tải trọng gió lớn nhất trọng trạng thi không
làm việc và tải trọng do độ dốc của đường.Đối trường hợp này chỉ tính toán cho các
chi tiết của bộ phận hãm gió, các thiết bị phanh hãm và cơ cấu thay đổi tầm với.
Tải trọng tương đương xác định theo các đồ thị gia tải cơ cấu theo thời gian.

GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
7
Q
T
0,2T 0,5T 0,3T
0,2Q
0,75Q
Q
Hình 1.14 Đồ thị tải trọng trung bình các cơ cấu máy
trục ở chế độ làm việc trung bình
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T
 Các chỉ tiêu đặc trưng đánh giá mức độ làm việc của máy trục: [3]
1. Hệ số sử dụng của cơ cấu :[3]
K
sd
=
đm
tb
Q
Q

Q
tb

: tải trọng trung bình làm việc trong một ca, N.
Q
đm
: tải trọng định mức (tải trọng nâng cho phéo lớn nhất):
Với Q
tb
=
ck
n
i
ii
T
Qt
∑
=1
.

2. Hệ số sử dụng thời gian trong ngày:
K
ng
=Số giờ làm việc trong 1 ngày đêm / 24 giờ
3. Hệ số sử dụng thời gian trong một năm:
K
n
= số ngày làm việc trong một năm/ 365 ngày
4. Cường độ làm việc của cơ cấu: [3]
CĐ =
%100.
ck
T

t
Trong đó : t là thời gian chạy máy trong một chu kỳ làm vệc
t=
∑ ∑∑
++
pvm
ttt
T
ck
là thời gian làm việc một chu kỳ của máy hoặc cơ cấu
T
ck
=
∑ ∑ ∑∑
+++
npvm
tttt

∑
m
t
là tổng thời gian mở máy, s.

∑
v
t
là tổng thời gian vẩn chuyển, s.

∑
p

t
là tổng thời gian phanh, s.

∑
n
t
là tổng thời gian nghỉ, s.
Thời gian chu kỳ T
ck
của máy trục thường không quá 10 phút.
Ngoài ra còn có một số chỉ tiêu bổ xung như:
- Số lần mở máy trong một giờ.
- Số chu kỳ làm việc trong một giờ.
- Nhiệt độ môi trường.
1.3. Tổng quan về công nghệ máy trục
Bán cổng trục nói chung được sử dụng trong nhiều nghành kinh tế khác nhau,
các phân xưởng lắp ráp cơ khí, xí nghiệp luyện kim, công trường xây dựng, cầu
cảng… Chúng được sử dụng trong các nghành sản xuất trên để giải quyết các việc
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
8
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T
nâng bốc, vận chuyển tải trọng, phối liệu, thành phẩm… Có thể nói rằng nhịp độ
làm việc của máy nâng chuyển góp phần quan trọng, nhiều khi có tính quyết định
đến năng suất của dây chuyền sản xuất ở các nghành nói trên. Vì vậy, thiết kế hệ
truyền động cho bán cổng trục ở cơ cấu nâng hạ cần phải tuân thủ chặt chẽ các quy
trình kỹ thuật, đồng thời cũng phải đảm bảo tính kinh tế. Trước khi đi vào thiết kế
hệ truyền động cho cơ cấu nâng hạ bán cổng trục, ta đi tìm hiểu một số đặc điểm
công nghệ cùng với việc đi phân tích những nét chính trong yêu cầu truyền động
bán cổng trục.

Bán cổng trục thường có 3 chuyển động chính:
- Chuyển động nâng hạ của cơ cấu nâng tải
- Chuyển động ngang của xe lăn
- Chuyển động dọc của xe cầu.
Trong khuôn khổ đồ án này thì thiết kế hệ truyền động cho cơ cấu nâng hạ là
quan trọng nhất. Để có thể đưa ra những phương án hợp lý cho hệ truyền động cơ
cấu nâng hạ, trước hết ta đi phân tích khái quát những đặc điểm cơ bản về yêu cầu
truyền động của cơ cấu nâng hạ bán cổng trục.
. Thứ nhất, về loại phụ tải: Đặc điểm của các động cơ truyền động trong cơ
cấu bán cổng trục nói chung là đều làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại, số lần đóng
điện lớn.
. Thứ hai, về yêu cầu đảo chiều quay: Động cơ truyền động bán cổng trục,
nhất là cơ cấu nâng hạ, phải có khả năng đảo chiều quay, có mô men thay đổi theo
tải trọng rất rõ rệt. Theo khảo sát từ thực tế thì khi không có tải trọng( không tải)
momen động cơ không vượt quá (15-20)% M
đm
; đổi với cơ cấu nâng của bán cổng
trục ngoạm đạt tới 50% M
đm
…
.Thứ ba, yêu cầu về khởi động và hãm:Trong các hệ truyền động các cơ cấu
của máy nâng, yêu cầu quá trình tăng tốc và giảm tốc phải êm, đặc biệt đối với
thang máy và thang chuyên chở khách. Bởi vậy momen động trong quá trình hạn
chế quá độ phải được hạn chế theo yêu cầu của kỹ thuật an toàn. Ở các máy nâng tải
trọng, gia tốc cho phép thường được quy định theo khả năng chịu đựng phụ tải động
của các cơ cấu. Đối với cơ cấu nâng hạ bán cổng trục, máy xúc thì gia tốc phải nhỏ
hơn khoảng 0,2 m/s
2
để không giật đứt dây cáp. Ngoài ra, động cơ truyền động
trong cơ cấu này phải có phạm vi điều chỉnh đủ rộng và có các đường đặc tính cơ

thỏa mãn yêu cầu công nghệ. Đó là các yêu cầu về dừng máy chính xác, nên đòi hỏi
các đường đặc tính cơ thấp, có nhiều đường đặc tính trung gian để mở máy êm.
. Thứ tư, yêu cầu về bảo vệ an toàn khi gặp sự cố: Các bộ phận chuyển động
phải có phanh hãm điện từ để giữ chặt các trục khi mất điện, bảo đảm an toàn cho
người vận hành và các bộ phận khác trong hệ thống sản xuất. Để đảm bảo cho
người và thiết bị vận hành trong sơ đồ khống chế có các công tắc hành trình để hạn
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
9
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T
chế chuyển động của các cơ cấu khi chúng đến các vị trí giới hạn. Đối với cơ cấu
nâng hạ thì chỉ cần hạn chế hành trình lên mà không cần hạn chế hành trình hạ.
. Thứ năm, yêu cầu nguồn và trang bị điện: Điện áp cung cấp cho bán cổng
trục không vượt quá 500v. Mạng điện xoay chiều hay dùng là 220V, 380V; mạng
điện một chiều là 22V, 44V. Các khí cụ điện trong hệ thống truyền động và trang bị
điện của các cơ cấu nâng hạ cần trục yêu cầu phải làm việc tin cậy, đảm bảo năng
suất, an toàn trong mọi điều kiện khắc nghiệt của môi trường, hơn nữa phải đơn
giản trong thao tác.
Năng suất của máy nâng quyết định vởi hai yếu tố: tải trọng của thiết bị và số
chu kỳ bốc xúc trong một giờ. Số hàng bốc xúc trong mỗi chu kỳ không như nhau
và nhỏ hơn tải trọng định mức, cho nên phụ tải đối với động cơ chỉ đạt (60-70)%
công suất định mức của động cơ.
1.4.Giới thiệu các loại bán cổng trục và các thông số kỹ thuật của bán
cổng trục:
1.4.1 Một số đặc điểm của bán cổng trục.
Bán cổng trục là loại thiết bị nâng hạ được sử dụng ngoài trời và trong nhà
xưởng, nó là một loại máy trục có phần kết cấu thép(dầm chính ) một đầu liên kết
với dầm ngang (dầm cuối) trên dầm ngang này có bốn bánh xe di chuyển trên
đường ray đặt trên vai cột nhà xưởng hay trên dàn kết cấu thép, đầu còn lại liên kết
với dầm đứng (chân cổng ), trên dầm đứng có 4 bánh xe di chuyên trên ray bố trí

dưới mặt đất song song với đường ray đặt trên vai cột nhà xưởng.
Dầm chính của bán cổng trục thường có kết cấu dạng hộp hay dàn có thể có
một dầm hoặc hai dầm, trên đó có xe con và cơ cấu di chuyển qua lại dọc theo dầm
chính. Hai dầu dầm chính liên kết hàn hoặc đinh tán với dầm cuối và chân, trên mỗi
dầm cuối hay chân có hai cụm bánh xe, cụm bánh xe chủ động và cụm bánh xe bị
động. Nhờ cơ cấu di chuyển bán cổng trục kết hợp với cơ cấu di chuyển xe con
(hoặc palăng) mà bán cổng trục có thể mang hạ ở bất cứ vị trí nào trong không gian
phìa dưới mà bán cổng trục bao quát.
1.4.2 Phân loại bán cổng trục:
Người ta có thể phân loại bán cổng trục như sau:
a) Theo kết cấu dầm:
Bán cổng trục dầm đơn không có conson, bán cổng trục dầm đơn có conson,
bán cổng trục dầm đôi không có conson, bán cổng trục dầm đôi có conson.
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
10
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T


Hình 1.4: Bán cổng trục dầm đơn không có conxon


Hình 1.5 : Bán cổng trục conson dầm đơn Q=7,5T, LK= 4+16mm
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
11
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T
S
Hình 1.7: Bán cổng trục dầm đôi không có conson
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt

SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
12
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T
b) Theo công dụng:
Theo công dụng có các loại bán cổng trục cộng dụng chung và bán cổng trục
chuyên dung.
• Bán cổng trục có công dụng chung có kết cấu tương tự như các bán cổng trục
khác, điểm khác biệt cơ bản của loại bán cổng trục này lafthieets bị mang vật đa
dạng, có thể mang được nhiều loại hàng hóa khác nhau. Thiết bị mang vật chủ yếu
của loại bán cổng trục này là móc treo để xếp đỡ, lắp rắp và sữa chữa máy móc loại
bán cổng trục này có tải trọng năng không lớn và khi cần có khi dùng với gầu
ngoạm, nâm châm điện hoặc htieets bị cặp để xếp dỡ một loại hàng nhất định
• Bán cổng trục chuyên dùng là loại bán cổng trục mà thiết bị mang vật của
nó chuyên để nâng một loại hàng hóa nhất định. Bán cổng trục chuyên dùng được
sử dụng chủ yếu trong công nghiệp luyện kim với các thiết bị chuyên dùng và có
chế độ làm việc rất nặng.
c) Theo cách bố trí của cơ cấu di chuyển:
Theo cách bố trí của cơ cấu di chuyển có bán cổng trục dẫn động chung và
bán cổng trục dẫn động riêng.
d) Theo nguồn dẫn động:
Có loại bán cổng trục trục dẫn động bằng tay và bán cổng trục dẫn động
bằng máy.
• Bán cổng trục dẫn động bằng tay được dùng chủ yếu trong sữa chữa, lắp rắp
nhỏ và các công việc yêu câu nâng chuyển hàng với tốc độ không cao. Cơ cấu nâng
của loại bán cổng trục này là palăng xích kéo tay.
• Bán cổng trục dẫn động bằng động cơ được dùng chủ yếu trong phân xưởng
sũa chữa, lắp rắp lớn và công việc nâng chuyển hàng yêu cầu tốc độ cao và khối
lượng lớn. Cơ cấu nâng của loại bán cổng trục này là palăng điện.
e) Theo vị trí điều khiển:
Theo vị trí điều khển có loại điều khiển từ cabin gắn trên dầm cầu. Điều khiển

từ dưới nền bằng hộp nút bấm.
1.4.3: Các thông số kỹ thuật của bán cổng trục.
Tải trọng Q = 30 tấn.
Khâu độ : L = 25 m
Độ cao nâng hạ: H = 16 m
Vận tốc nâng: V
n
= 4,5 m/ph
Vận tốc di chuyển bán cổng trục: V
c
= 30 m/ph
Vận tốc di chuyển xe con: V
x
= 20 m/ph
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
13
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T
Dòng điện xoay chiều 3 pha:
λ
/
∆
= 220/380V tần số 50 Hz
Chế độ làm việc: Trung bình (N)
Tương ứng với chế độ làm việc nặng ta có các số liệu chế độ làm việc như
bảng 1.1:
Bảng 1.1
Chỉ tiêu Chế độ làm việc (T)
Cường độ làm việc, CĐ%
Hệ số sử dụng trong ngày, K

ng
Hệ số sử dụng trong năm , K
n
Hệ số sử dụng theo tải trọng , K
Q
Số lần mở máy trong một giờ, m
Số chu kỳ làm việc trong một giờ, a
ck
Nhiệt độ môi trường xung quanh, t
0
C
25
0,67
0,5
0,55
120
20-25
25
Thời gian phục vụ, năm - Ổ lăn
- Bánh răng
- Trục và các
chi tiết khác
5
10
15
Thời gian làm việc trong
thời hạn trên, h
- Ổ lăn
- Bánh răng
- Trụ và các

chi tiết khác
3500
7000
10000
1.5. Giới thiệu các thiết bị liên quan:
1.5.1 Cáp thép:
a) Cấu tạo của cáp thép:
Được chế tạo từ các sợi thép bằng phương pháp bện,các sợi thép được chế tạo
bằng phương pháp kéo nguội, có độ bền cao (1400-2000N/mm
2
). Các sợi thép bện
thành tao cáp hoặc cáp bện dơn. Tao cáp có thể có nhiều lớp sợi với đường kính sợi
thép có thể khác nhau.
b) Phân loại cáp thép:
• Theo cấu tạo:
Cáp bện đơn: được bện trục tiếp từ các sợi thép.
Cáp bện kép: được hình thành từ những tao cáp (cáp bện đơn).
Cáp bện ba: được hình thành từ những tao cáp (cáp bện kép).
Theo đặc điểm tiếp xúc:
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
14
60
°
b
h
D

0
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T

• Nếu các sợi thép trong cáp tiếp xúc nhau theo điểm ta có cáp tiếp xúc
điểm . Tượng tự ta có cáp tiếp xúc đường.
- Người ta còn phân biệt cáp bên xuôi khi chiều bên của các lớp sợi và tao cáp
là như nhau, cáp bện chéo khi chiều bện các thành phần này ngược nhau.
1.5.2 Ròng rọc:
Là bộ phận dùng hướng dây cáp.Rãnh ròng rọc cần đảm bảo các tiêu chí sau
- Cáp không bị tuột khỏi rãnh trong quá trình làm việc.
- Cáp vào và ra khỏi ròng rọc dễ dàng.
- Cáp không bi tuột trong rãnh.
Để đảm bảo các tiêu chí này, các kích thước được quy định như sau:
r= (0,53- 0,6) d
2
α
=(40
0
- 60
0
)
h= (2- 2,5) d

Hình 1.9: Ròng rọc
1.5.3 Tang:
Là bộ phận cuốn day trong cơ cấu nâng biến chuyển động quay thành chuyển
động tịnh tiến nâng, hạ vật.
Tang thường có dạng ống trụ, hai đầu có mayơ để lắp với trục, chuyển động
quay.
Vật liệu tang: gang hoặc thép.
Bề mặt làm việc có thể nhẵn (tang trơn) hoặc cắt rãnh dạng ren tròn bước lớn
hơn đường kính cáp tránh cáp chà xát vào nhau (tang xẻ rãnh).
Tang có thể dùng cuốn 1 lớp hoặc nhiều lớp cáp chồng lên nhau.

GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
15
D

o
I
L

D

o
g
ờ
gờ = 1,5.d
c
t = d
c

d
c
δ
L
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T
a) b)
Hình 1.10 : Tang cuốn
a) Tang trơn; b) Tang xẽ rãnh
1.5.4 Bộ phân mang tải.
a) Móc :
Là bộ phận mang tải vật nặng, có thể sử dụng cho vật liệu bất kỳ.

Vật liệu : thép ít cacbon, thường dùng thép 20.
Phương pháp chế tạo : Rèn, dập, đúc.
Tiếp diện thân móc có dạng hình thang cong : đảm bảo độ bền đều, khối
lượng nhỏ nhất
a) b)
Hình 1.11 : Móc mang vật
a) Móc đơn : khi tải trọng nhỏ và vừa.
b) Móc 2 ngạch : khi trọng tải vừa và lớn
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
16
a)
1
2
4
5
b)
4
2
3
1
I II
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T
b) Cặp giữ :
Bộ phận mang tải chuyên dùng với vật liệu khối. Thường sử dụng với loại vật
liệu có hình dạng và kích thước nhất định.

Hình 1.12 : Cặp giữ
c) Gầu ngoạm :
Bộ phận mang tải chuyên dùng với vật liệu rời

Hình
1.13 : Gầu
ngoạn
a) Loại 1 dây
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
ccn
ccn
Có khả năng điều
chỉnh theo kích
thước vật nâng
17
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T
b) Loại 2 dây

PHẦN II : TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÁY
CHƯƠNG 2 : PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
THIẾT KẾ BÁN CỔNG TRỤC
2.1.Hình bán cổng trục :
2.2. Lựa chọn kết cấu dầm
2.2.1 Phương án 1: Bán cổng trục kết cấu dạng hộp
A
A
A-A
2 1
34
7 6 5
Hình 2.1: Chân cổng và dầm chính dạng hộp.
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C

18
Xe con
Dần cuối
Chân bán
cổng trục
Dầm chính
Cơ cấu di chuyển
ray trên
Móc
Cơ cấu di chuyển

ray dưới
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T
1-Chân bán cổng trục; 2- Dầm chính; 3- Động cơ; 4- Nối trục và phanh
5- Hộp giảm tốc ;6-Nối trục ;7-Bánh xe
Kết cấu dạng hộp thuận lợi cho việc tính toán đơn giản, thời gian chế tạo và
lăp ghép nhanh, việc bảo dưỡng cũng đơn giản. Do đó giá thành giảm.
2.2.2. Phương án 2 :Kết cấu kiểu giàn
Dầm là một khung giàn gồm các thanh liên kết với nhau bằng hàn và bắt
bulông.
34
7 6 5
A
A
A-A
2 1
Hình 2.2: Chân và dầm kiểu dàn, loại một dầm
1-Chân bán cổng trục; 2- Dầm chính; 3- Động cơ; 4- Nối trục và phanh
5- Hộp giảm tốc ;6-Nối trục ;7-Bánh xe
Với kết cấu kiểu này thì khối lượng dầm nhỏ, nhưng phức tạp, khó chế tạo

vì nhiều chi tiết, quá trình chế tạo và lắp ráp mất thời gian, việc kiểm tra bảo dưỡng
khó khăn. Do đó giá thành chế tạo cao.
Kết luận: Từ yêu cầu về số liệu ban đầu về bán cổng trục như vậy ta chọn
kết cấu dầm dạng: hai dầm dạng hộp, thì đủ khả năng chịu tải và kết cấu đơn giản
2.3. Phương án lựa chọn sơ đồ động học cơ cấu nâng.
Cơ cấu nâng dùng để nâng hạ vật theo phương thẳng đứng. Ngoại lực là
trọng lực và lực quán tính tác dụng lên vật nâng. Có hai loại cơ cấu nâng: cơ cấu
nâng dẫn động bằng tay và cơ cấu nâng dẫn động bằng điện. Trong trường hợp này
sử dụng cơ cấu nâng dẫn động bằng điện.
Cơ cấu nâng phải đảm bảo độ an toàn, độ tin cậy và độ ổn định cao khi làm
việc. Do vậy, cơ cấu nâng phải được chế tạo nghiêm chỉnh với chất lượng tốt của tất
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
19
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T
cả các khâu. Bộ phận tang ở đây dùng tang kép, quấn một lớp cáp, có rãnh cắt, đảm
bảo độ bền lâu cho cáp. Bộ truyền được chế tạo dưới dạng hộp giảm tốc kín, ngâm
dầu, bôi trơn tốt. Các ổ trục thường dùng ổ lăn, thiết bị phanh hãm thường dùng là
phanh má thường đóng.
2.3 1. Phương án 1: Sơ đồ như hình 2.4:
Với phương án này, chuyển động được truyền từ động cơ đến hộp giảm tốc
qua khớp nối. Trục ra của khớp nối không trùng với trục tang mà thông qua một bộ
truyền bánh răng ngoài. Cơ cấu này dễ tháo lắp thành các bộ phận riêng biệt, thích
hợp khi dùng pa lăng đơn, tỷ số truyền trong hộp giảm tốc nhỏ nên hộp giảm tốc
nhỏ. Tuy nhiên kết cấu và kích thước cồng kềnh, phức tạp, nhiều chi tiết, tốn nhiều
ổ, tồn tại một bộ truyền ngoài nên không an toàn.

6
3
2

1
4
5
H
G
T
Hình 2.3 :Sơ đồ cơ cấu nâng tang và động cơ nằm ở hai phía
1- Động cơ; 2- Phanh; 3- Hộp giảm tộc;
4- Khớp nối; 5- Tang; 6- Bánh răng ăn khớp ngoài
2.3.2.Phương án 2: Sơ đồ như hình vẽ 2.5:
Phương án này có kết cấu nhỏ gọn hơn phương án trên, tuy nhiên trục tang
và trục ra của hộp giảm tốc là một nên rất khó chế tạo cũng như lắp ráp, bảo dưỡng.
Lực trên tang phân bố không ổn định ảnh hưởng đến hộp tốc độ và độ an toàn của
cơ cấu.
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
20
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T

4
1
2
3
H
G
T
Hình 2.4: Sơ đồ cơ cấu nâng động cơ và tang bố trí cùng phía,
tang nối trục tiếp với trục ra HGT
1- Động cơ; 2- Phanh;
3- Hộp giảm tộc; 4- Tang.

2.3.3. Phương án 3 : Sơ đồ như hình vẽ 2.6:
Phương án này kết cấu nhỏ gọn, làm việc an toàn. Tháo lắp, sửa chữa, bảo
dưỡng dễ dàng.

32
1
5
4
H
G
T
Hình 2.5: Sơ đồ cơ cấu nâng, động cơ và tang cùng phía
và tang nối với trục ra HGT bằng nối trục đàn hồi
1- Động cơ; 2- Phanh; 3- Hộp giảm tốc;
4- Khớp nối; 5- Tang
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
21
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T
Kết luận: Qua việc phân tích sơ đồ động học của cơ cấu nâng, ta thấy
phương án 3 là tối ưu hơn cả, nên sử dụng phương án 3 làm phương án để tính toán,
thiết kế cơ cấu nâng.

2.4. Chọn sơ đồ động học cho cơ cấu di chuyển xe con
2.4.1. Phương án 1: Sơ đồ động học như hình 2.7:
Phương án này nhỏ gọn, truyền động đơn giản, chiếm không gian nhỏ và
thuận tiện cho việc bố trí lên các xe lăn. Phương án này tiện cho việc tháo lắp các
chi tiết ra thành từng cụm, tuy nhiên trục truyền quay với tốc độ bé, mô men xoắn
lớn nên kích thước trục to.
3

2
1
4
5
H
G
T

Hình 2.6: Sơ đồ trục truyền chậm
1- Động cơ; 2- Phanh; 3- Hộp giảm tốc;
4- Khớp nối; 5- Bánh xe ;
2.4.2 Phương án 2: Sơ đồ động học hình 2.8
Phương án này đơn giản, làm việc chắc chắn. Tuy nhiên hai bánh xe lắp
cùng trên một trục, khoảng cách không lớn lắm. Hai bánh xe quay với vận tốc bé,
mô men xoắn trên trục khá cao nên kích thước của trục lớn
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
22
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T

1
2
3
4
5
H
G
T
Hình 2.7: Sơ đồ trục truyền chậm hai bánh xe nằm cùng phía
1- Động cơ; 2- Phanh; 3- Hộp giảm tốc;

4- Khớp nối; 5- Bánh xe ;.
2.4.3. Phương án 3: Sơ đồ động học hình 2.9:
Phương án này cơ cấu dẫn động chung với trục truyền quay nhanh có trục
truyền được nối trục tiếp với động cơ nên nó có đường kính nhỏ nhưng cần phải hai
hộp giảm tốc làm kết cấu phức tạp.
2
3
1
5
4
H
G
T
H
G
T
Hình 2.8: Sơ đồ trục truyền nhanh
1- Động cơ; 2- Phanh; 3- Hộp giảm tốc;
4- Khớp nối; 5- Bánh xe ;
Kết luận: Qua việc phân tích các phương án trên, ta chọn phương án thứ
nhất làm phương án để thiết kế và tính toán xe lăn.
2.5. Chọn sơ đồ động học cho cơ cấu di chuyển bán cổng trục:
2.5.1. Phương án 1: Sơ đồ động học như hình 2.10:
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
23
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T
Phương án này hộp giảm tốc có kết cấu nhỏ gọn, nhưng có bộ bánh răng
truyền ngoài không đảm bảo an toàn, chỉ dùng với những cầu có trọng lượng trung
bình.

3
5
2
1
H
G
T
H
G
T
4
Hình 2.9:Sơ đồ cơ cấu di chuyển bán cổng trục với hộp giảm tốc 2 cấp
1- Động cơ; 2- Phanh; 3- Hộp giảm tốc;
4- Bánh xe ; 5- Bánh răng ăn khớp ngoài;
2.5.2. Phương án 2: Sơ đồ động học như hình 2.11:
Phương án này hộp giảm tốc có kết cấu lớn hơn và đảm bảo an toàn, chỉ
dùng với những cầu có trọng lượng trung bình. Với cơ cấu di chuyển này thì yêu
cầu về độ phẳng của ray không cao.

1
2
3
4
H
G
T
H
G
T
Hình 2.10: Sơ đồ cơ cấu di chuyển bán cổng trục với hộp giảm tốc 3 cấp

1- Động cơ; 2- Phanh;
3- Hộp giảm tốc; 4- Bánh xe ;
2.5.3. Phương án 3: Sơ đồ động học như hình 2.12:
Phương án này hộp giảm tốc có kết cấu phức tạp hơn so với các phương án
trên. Kết cấu đối xưng hơn chính vì thế mà tăng được độ ổn định của máy cũng như
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
24
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T
cải thiện được điều kiện làm việc của máy. Với cơ cấu di chuyển này thì yêu cầu về
độ phẳng của ray cao hơn so vớ các phương án trên
4
5
3
1
2
H
G
T
H
G
T
Hình 2.11: Sơ đồ dẫn động với cầu cân bằng
1-Động cơ; 2- Phanh ; 3- Hộp giảm tốc
4-Bánh xe ; 5- Bánh răng ăn khớp ngoài.
Kết luận: Qua việc phân tích các phương án trên, ta chọn phương án thứ ba
làm phương án để thiết kế và tính toán .
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG
3.1 Các số liệu ban đầu:
Tải trọng : Q= 30T

Trọng lượng bộ phận mang vật: Q
m
= 3200N
Chiều cao nâng: H= 16 m
Vận tốc nâng: V
n
= 4,5 m/ph
Chế độ làm việc của cơ cấu: Trung bình
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
25
Q
5
6
7
1 3
2
8
9
10
4