Đồ án Tốt nghiệp Cổng Trục 25T

Thiết kế cổng trục trọng tải 25T
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 cổng trục 25 tấn” dưới sự hướng
dẫn của thầy giáo ThS. Trần Ngọc Hải.
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. Cổng trục 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.
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!
Trang 1
Thiết kế cổng trục trọng tải 25T
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ
NÂNG CHUYỂN- CỔNG TRỤC

1.1. Giới thiệu chung về thiết bị nâng - chuyển.
1.1.1. Giới thiệu chung.
Máy nâng chuyển là các loại máy công tác dùng để thay đổi vị trí của đối
tương công tác với thiết bị mang vật như móc treo, gầu ngoạm, nam châm điện,
băng, gầu…
Máy trục là một loại máy nâng và vận chuyển, một trong những phương tiện
quan trọng của việc cơ giới hoá các quá trình sản xuất trong các ngành công nghiệp
– và xây dựng.
Ở các nước tiên tiến, ngành máy nâng chuyển là một ngành công nghiệp phát
triển cao, về thiết bị nâng chuyển của các máy trục. Sự phát triển mạnh mẽ của công
nghiệp, luôn mong muốn nâng cao năng suất lao động, do vậy phải phát triển không
ngừng cải tiến kỹ thuật máy nâng và vận chuyển.
Trong ngành công nghiệp mỏ thì cần có các loại thang tải, xe kíp băng tải ….
Trong ngành luyện kim có những cần trục nặng phục vụ kho chứa quặng và
nhiên liệu…
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 …
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 dùng điện hay khí nén, thuỷ lực
năng suất cao để di chuyển các chi tiết máy hoặc máy …
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.
Ở nước ta, máy nâng và vận chuyển cũng đã sử dụng rộng rãi trong một số
ngành như xếp dỡ hàng hoá ở các bến cảng nhà ga và đường sắt. Trong công nghiệp

xây dựng nhà ở, trong các nhà máy luyện kim và lâm nghiệp, xây dựng công nghiệp
và quốc phòng. Trong tình hình kinh tế phát triển như hiện nay, máy nâng và vận
chuyển ngày càng trở thành nhu cầu cấp bách do nhu cầu sản xuất ngày càng cao.
Trang 2
Thiết kế cổng trục trọng tải 25T
1.1.2. Phân loại máy nâng chuyển.
Theo đặc điểm làm việc các loại máy nâng và vận chuyển có thể phân thành
hai loại :
 Máy vận chuyển liên tục :
Vật nặng được vận chuyển thành một dòng liên tục, theo tuyến nhất định. Khi
làm việc, quá trình vận chuyển, chất và dỡ tải được tiến hành một cách đồng thời.
Máy vận chuyển liên tục phục vụ các quá trình chuyển vật liệu vụn, rời trong một
phạm vi không lớn. Gồm các loại băng gầu, băng tải, máy xúc liên tục, xích tải, vít
chuyển…
 Máy nâng :
Máy nâng chủ yếu phục vụ các quá trình nâng vật thể khối. Đặc điểm làm việc
các cơ cấu của máy nâng là ngắn hạn, lặp đi lặp lại và có thời gian dừng. Chuyển
động chính của máy là nâng hạ vật theo phương thẳng đứng, ngoài ra còn có một số
chuyển động khác để dịch chuyển vật trong mặt phẳng ngang như chuyển động
quay quanh trục máy, di chuyển máy, chuyển động lắc quanh trục ngang (nâng hạ
cần). Bằng sự phối hợp các chuyển động, máy có thể dịch chuyển vật đến bất cứ vị
trí nào trong không gian làm việc của nó.
Theo phương pháp công tác, khoảng cách vận chuyển và hình dạng kết cấu
thép mà thiết bị nâng được chia thành ba nhóm:
- Máy nâng đơn giản: Vật chỉ nâng lên hạ xuống theo một phương thẳng đứng.
Nhóm này chỉ có một cơ cấu nâng
- Máy trục: Vật nâng vừa được nâng hạ và vận chuyển ngang trong một không
gian nhất định. Loại này có ít nhất hai cơ cấu cùng phối hợp công tác.
- Thang máy, vận thăng: Loại này chủ yếu là nâng hạ theo một chiều , đặt cố
định tại một vị trí và có những yêu cầu riêng.

Để mang lại hiệu quả cao cho phương án thiết kế, ta cần phải nắm vững các
đặc điểm về máy trục.
1.2. Các thông số cơ bản của máy nâng.
1.2.1. Tải trọng nâng và tải trọng tính toán.
Các tải trọng dùng trong cơ sở thiết kế máy nâng gồm có:
 Tải trọng nâng danh nghĩa.
Tải trọng nâng của máy nâng là trọng lượng danh nghĩa của vật nâng mà
máy có thể nâng hạ được theo tính toán thiết kế.
Q = Q
v
+ Q
mt

Trong đó: Q
v
– trọng lượng vật nâng, N;
Trang 3
Thiết kế cổng trục trọng tải 25T
Q
mt
– trọng lượng bộ phận mang tải, N.
 Tải trọng từ trọng lượng bản thân máy.
Trọng lượng bản thân máy bao gồm trọng lượng các cơ cấu, trọng lượng
phần kết cấu thép và trọng lượng các chi tiết phụ trợ.
 Tải trọng gió.
Máy nâng có chiều cao lớn làm việc ngoài trời như cần trục cảng, cần trục
xây dựng, phải tính tải trọng do gió gây nên. Tải trọng gió cũng có tác động đến độ
bền của các bộ phận và chi tiết máy nâng, độ ổn định của máy khi làm việc. Cường
độ tải trọng gió thay đổi theo chiều cao, theo cấp gió, theo thời tiết khí hậu của từng
vùng và diện tích chắn gió của các bộ phận máy nâng.

Khi tính toán kết cấu thép máy nâng, tải trọng gió được xét trong hai trường
hợp:
+ Máy nâng đang vận hành: Xác định áp lực gió lớn nhất mà máy nâng có
thể làm việc được.
+ Máy nâng không làm việc: Xác định áp lực gió lớn nhất tác dụng lên máy
nâng để tính toán thiết kế bộ phận khoá hãm của máy trên đường ray.
 Tải trọng động.
Là tải trọng xuất hiện khi máy hoạt động thực. Để tính được tải trọng động,
cần phải xây dựng mô hình bài toán động lực học máy nâng và giải phương trình
chuyển động của cơ hệ đã lập được trên cơ sở quy về sơ đồ một, hai, ba hay nhiều
khối lượng.
1.2.2. Các thông số hình học.
 Khẩu độ máy nâng: là khoảng cách tâm giữa hai đường ray của bánh xe di
chuyển máy, được ký hiệu là L, m.
 Khoảng cách hai cầu: là khoảng cách tâm trục bánh trước và bánh sau của
máy, ký hiệu là a, m.
 Tầm vươn: là khoảng cách nằm ngang từ tâm quay của máy đến tâm vật
nâng, ký hiệu là L
1
, m. Tầm vươn chỉ có ở các máy cẩu có tay cần.
 Chiều cao nâng: là khoảng cách thẳng đứng từ vị trí thấp nhất đến vị trí cao
nhất của cơ cấu mang vật khi làm việc, ký hiệu là H, m.
1.2.3. Các thông số động học.
 Vận tốc nâng: là tốc độ nâng danh nghĩa của máy nâng, ký hiệu V
n
( m/s ) hay ( m/ph ). Vận tốc nâng phụ thuộc tải trọng nâng, tính chất công việc mà
máy nâng phục vụ và nhiều yếu tố khác nữa.
Trang 4
Thiết kế cổng trục trọng tải 25T
 Vận tốc di chuyển: là tốc độ di chuyển danh nghĩa của máy nâng hoặc

di chuyển xe con trên máy nâng, ký hiệu V
d
( m/s ) hoặc ( m/ph ). Vận tốc di chuyển
phụ thuộc trọng lượng máy, tải trọng nâng, tính chất công việc và nhiều yếu tố
khác.
 Tốc độ quay: Đối với một số máy nâng như cần trục xây dựng, ôtô
cẩu, cần trục nổi… có bộ phận quay theo trục thẳng đứng nhằm di chuyển vật nâng
đến các vị trí khác nhau xung quanh mình nó. Tốc độ quay n
q
( vg/ph ) thường chỉ
lấy từ 1 ÷ 3,5 vg/ph để tránh tải trọng quán tính lớn.
1.3. Chế độ làm việc của máy trục :
Khi chọn máy nâng, ta cần quan tâm đến tải trọng nâng và thời gian làm việc
của máy. Nhưng trong thực tế sử dụng không phải lúc nào cũng sử dụng với tải tối
đa và làm việc liên tục, mà tải trọng nâng có thể thay đổi theo từng thời gian làm
việc trong ca, trong ngày, trong tháng, trong năm tuỳ theo yêu cầu của công việc.
Để bảo đảm tính kỹ thuật, kinh tế người ta lựa chọn, thiết kế máy nâng theo chế độ
làm việc. Vậy chế độ làm việc danh nghĩa của một cơ cấu hoặc toàn bộ máy nâng là
một thông số tổng hợp tính đến điều kiện sử dụng, mức độ chịu tải theo thời gian
của một cơ cấu hay toàn bộ máy.
Theo TCVN 5862 – 1995 nhóm máy nâng được phân theo hai chỉ tiêu cơ bản
là cấp sử dụng và cấp tải của thiết bị.
Theo TCVN 4244 – 1986 nhóm máy nâng được phân chia dựa theo các chỉ
tiêu cơ bản sau:
+ Hệ số sử dụng cơ cấu theo tải trọng:
K
Q
=
Q
Qtb

Trong đó: Q
tb
- trọng lượng trung bình của vật nâng.
Q - tải trọng danh nghĩa của cơ cấu.
+ Hệ số sử dụng cơ cấu trong ngày.
Kng =
+ Hệ số sử dụng cơ cấu trong năm.
Kn

=
+ Cường độ làm việc của động cơ.
CĐ% =
100×
T
To

Trong đó: T
o
- thời gian làm việc của động cơ trong một chu kì hoạt động của
máy: T
o
= ∑t
m
+ ∑t
v
Trang 5
Số giờ làm việc trong ngày
24h
Số ngày làm việc trong năm
365 ngày

Thiết kế cổng trục trọng tải 25T
T – toàn bộ thời gian hoạt động của cơ cấu trong một chu kì:
T = ∑t
m
+ ∑t
v
+ ∑t
p
+ ∑t
d
∑t
m
: tổng thời gian mở máy.
∑t
v
: tổng thời gian chuyển động với tốc độ ổn định.
∑t
p
: tổng thời gian phanh.
∑t
d
: tổng thời gian dừng máy.
 Khi tính toán các cơ cấu máy trục người ta phân biệt ba trường hợp tải trọng
tính toán đối với trạng thái làm việc và trạng thái không làm việc của máy trục như
sau:
Trường hợp A: tải trọng bình thường của trạng thái làm việc bao gồm trọng
lượng danh nghĩa của vật nâng và bộ phận mang tải, tải trọng trung bình của gió ở
trạng thái làm việc, tải trọng động trung bình trong quá trình mở và phanh cơ cấu.
Trường hợp B: tải trọng lớn nhất của trạng thái làm việc bao gồm trọng lượng
danh nghĩa của vật nâng và bộ phận mang tải, tải trọng lớn nhất của gió ở trạng thái

làm việc, tải trọng động lớn nhất xuất hiện khi mở máy và phanh hãm đột ngột và
tải trọng do độ dốc, độ nghiêng mặt nền lớn nhất có thể.
Các trị số tải trọng lớn nhất của trạng thái 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 …
Đối với trường hợp này tất cả các chi tiết trong cơ cấu và kết cấu kim loại
được tính theo sức bền tĩnh.
Trường hợp C: tải trọng lớn nhất của trạng thái không làm việc của máy đặt
ngoài trời, bao gồm trọng lượng bản thân, tải trọng gió lớn nhất trọng trạng thái
không làm việc và tải trọng do độ dốc của đường.
Đối trường hợp này cần tiến hành kiểm tra độ bền, độ ổn định toàn bộ máy và
các bộ phận công tác, đặc biệt kiểm tra chi tiết bộ phận kẹp ray, các chi tiết của bộ
phận phanh hãm và cơ cấu thay đổi tầm với.
1.4 . Tìm hiểu chung về cổng trục .
Cổng trục là một loại cần trục kiểu cầu, có dầm cầu đặt trên các chân cổng với
các bánh xe di chuyển trên ray đặt ở dưới đất.
Theo công dụng người ta phân cổng trục ra: cổng trục có công dụng chung, cổng
trục xây dựng và cổng trục chuyên dùng.
Kết cấu chung của cổng trục gồm có phần kết cấu thép, cơ cấu nâng, cơ cấu di
chuyển xe con cơ cấu di chuyển cầu, cơ cấu điều khiển và cơ cấu an toàn.
Trang 6
Thiết kế cổng trục trọng tải 25T
Cổng trục có công dụng chung thường có tải trọng nâng Q = 3,2 ÷ 12,5 T, có
khẩu độ L = 6,3 ÷ 40m; chiều cao nâng H = 3 ÷ 16m. Loại cổng trục có xe con di
chuyển trên cầu dùng để lắp ráp trong xây lắp có khẩu độ đến 80m, tải trong nâng Q
= 50 ÷ 400 T, chiều cao nâng đến 30m. Đối với cổng trục dùng trong lắp ráp (như
lắp ráp các thiết bị trong nhà máy thuỷ điện, nhiệt điện…) phải có nhiều tốc độ nâng
khác nhau và trong đó thường có tốc độ chậm V
n
= 0,05 ÷ 0,1 m/ph, tốc độ di

chuyển chỉ 0,1 m/ph.
Cổng trục có công dụng chung dùng để bốc dỡ, vận chuyển hàng khối, vật liệu
rời trong các kho bãi, bến cảng hoặc nhà ga đường sắt. Cổng trục chuyên dùng
thường được sử dụng để phục vụ lắp ráp trong nhà máy thuỷ điện, nhiệt điện….
Theo kết cấu của dầm chính thì có cổng trục không có công xôn và công trục
có công xôn. Dầm cầu có thể được chế tạo dưới dạng dầm hộp hàn, dầm ống, dầm
dàn không gian và có thể là một dầm hoặc hai dầm. Ray di chuyển xe con trên dầm
cầu có thể đặt ở phía trên hoặc treo phía dưới dầm.
Sau đây là một số hình ảnh về cổng trục lăn ở các phân xưởng.
Trang 7
Thiết kế cổng trục trọng tải 25T
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
THIẾT KẾ
2.1. CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CHO KẾT CẤU KIM LOẠI.
2.1.1. Phương án chọn liên kết giữa chân cổng trục với dầm chính.
 Phương án 1: ( Hình 2.1)
Cổng trục có khẩu độ nhỏ thua hoặc bằng 25m có thể chế tạo cả hai chân
cổng có liên kết cứng với dầm và như vậy để giảm thời gian chế tạo và lắp dựng
cổng trục.Với phương án này,cổng trục thiết kế có kết cấu đơn giản, không gian
hoạt động lớn, giá thành chế tạo cũng rẻ.
L1
Hình 2.1
 Phương án 2: ( Hình 2.2)
Cổng trục có chân cổng bên trái liên kết cứng với dầm còn chân cổng bên
phải liên kết với dầm nhờ khớp xoay hình trụ ( nút A ) với trục xoay nằm trong mặt
phẳng nằm ngang. Với sơ đồ này chân mềm có thể lắc quanh trục thẳng đứng tới 5
0
về cả hai phía và góc lắc cho phép được khống chế bởi khe hở giữa vỏ khớp phía
dưới và phía trên. Phương án này kết cấu cũng hơi phức tạp hơn so với phương án 1
nhưng chưa khắc phục được hết. Trong trường hợp này, khi cổng trục bị xô lệch do

hai bên có tốc độ không đều nhau thì dầm cầu bị uốn trong mặt phẳng ngang.
Trang 8
Thiết kế cổng trục trọng tải 25T

 Phương án 3: ( Hình 2.3 )
Ở phương án này thì chân cứng bên trái liên kết với dầm bằng gối trượt ( nút
B) cho phép dầm có thể xoay tương đối quanh vấu định thẳng đứng (nút C), chân
mềm bên phải liên kết với dầm bằng khớp cầu ( nút D) cho phép xoay theo hướng
bất kỳ. Do đó khi cổng trục bị xô lệch thì dầm cầu không bị uốn và hoàn toàn tránh
được khả năng kẹt.
Qua việc phân tích kết cấu và theo khẩu độ của cổng trục cần thiết kế cũng
như ưu nhược điểm của từng phương án nhận thấy phương án 1 là phù hợp với yêu
cầu thiết kế hơn cả. Lúc này cổng trục cần thiết kế có:
- Khoảng cách giữa hai ray: L = 20 m.
- Chiều dài công xôn mỗi bên: L
1
= 5 m.
Trang 9
Hình 2.3
D
B
C
A
L
Hình 2.2
Thiết kế cổng trục trọng tải 25T
2.1.2. Phương án thiết kế cho dầm chính.
 Phương án 1: Cổng trục hai dầm có kết cấu dạng hộp.
Gồm hai dầm có kết cấu dạng hộp và được liên kết với chân cổng trục bằng
bu lông và hàn.Trên dầm chính có hai thanh ray để xe lăn chuyển trên đó và thực

hiện việc nâng hạ, di chuyển vật nâng.
Loại cổng trục này có kết cấu toàn bộ là dạng hộp nên việc tính toán thiết kế
cho toàn bộ cổng trục cũng đơn giản, giảm thời gian chế tạo và lắp ghép do có thể
sử dụng phương pháp hàn tự động. Việc bảo dưỡng cổng trục cũng đơn giản. Vì vậy
giá thành của loại cổng trục này không cao.
L1
Hình 2.4
 Phương án 2: Cổng trục hai dầm kiểu giàn.
Gồm một hệ khung giàn từ các hệ thanh liên kết cùng với nhau bằng các mối
hàn. Trên dầm chính có hai thanh ray để xe lăn chuyển trên đó và thực hiện việc
nâng hạ, di chuyển vật nâng.
Kết cấu kim loại cổng trục hai dầm kiểu dàn là một hệ không gian phức tạp.
Nhưng trọng lượng của cổng trục loại này nhỏ. Tuy nhiên, vì có nhiều thanh xiên và
thanh đứng phức tạp trong chế tạo và giá thành cao hơn các loại khác,chất lượng
các mối ghép hàn không cao, phụ thuộc vào tay nghề của công nhân, không áp dụng
được phương pháp hàn tự động, việc bảo trì, kiểm tra không thuận lợi.
L1
Hình 2.5
Trang 10
Thiết kế cổng trục trọng tải 25T
 Phương án 3: Cổng trục loại một dầm.
Chỉ có một dầm với hai bản má gá dầm và giá đỡ dầm. Dầm chính có dạng
chữ I phía trên dầm chữ I là giàn thép đặt trong mặt phẳng ngang, palăng điện chạy
dọc theo các cánh thép phía dưới của dầm chữ I nhờ cơ cấu di chuyển của palăng
để thực hiện việc nâng hạ, hạ di chuyển vật nâng.
Với phương án này, cổng trục thiết kế đơn giản, nhỏ gọn, không gian hoạt
động lớn. Tuy nhiên loại cổng trục này chỉ thích hợp với chế độ làm việc nhẹ.
Ngoài ba phương án trên, trong thực tế còn nhiều phương án nữa nhưng
không phổ biến ít sử dụng.
Hình 2.6

Qua việc phân tích kết cấu cũng như ưu nhược điểm của từng phương án
nhận thấy phương án 1 (cổng trục hai dầm kiểu hộp) là phù hợp với yêu cầu thiết kế
hơn cả bởi vì ngoài những ưu nhược điểm nổi bật đã nêu cổng trục hai dầm dạng
hộp còn có thể làm việc ở chế độ trung bình và nặng. Nhược điểm chủ yếu của cổng
trục dạng này là khối lượng toàn cổng trục nhiều hơn một ít so với các loại cổng
trục khác, nhưng bù lại giá thành của nó không cao, kiểm tra bảo dưỡng dể dàng.
2.2. CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CHO CƠ CẤU NÂNG
2.2.1. Số liệu ban đầu.
+ Trọng tải : Q = 25T = 250000 (N)
+ Trọng lượng bộ phận mang: Q
m
= 0,05 × Q = 0,05 × 250000 = 12500 (N)
(theo trang 14 [3]).
+ Độ cao nâng : H = 9 (meùt).
+ Vận tốc nâng: V
n
= 3, 7 ( m/ph ).
Chế độ làm việc của cơ cấu nâng: Theo TCVN 5862 – 1995 dựa vào cấp tải và
cấp sử dụng ( Theo bảng 2.13 [7] ) ta chọn chế độ làm việc của cơ cấu là M4 tức là
máy sử dụng ở phân xưởng và sử dụng gián đoạn, đều đặn.
Trang 11
Thiết kế cổng trục trọng tải 25T
2.2.2. Phân tích chung.
Cơ cấu nâng được thiết kế dùng:
+ 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 với 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 cơ cấu nâng của cổng 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 ngâm 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 với
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, 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 tự do).
- Cáp bện chéo: Có tính cứng, 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.
+ Phanh sử dụng trong cơ cấu nâng có nhiều loại như phanh má, phanh đĩa,
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 loại phanh thường đóng.
2.2.3. Chọn loại dây cáp
Vì cơ cấu làm việc với động cơ điện, vận tốc cao, ta chọn cáp để làm dây cho
Trang 12
Thiết kế cổng trục trọng tải 25T
cơ cấu. Cáp là loại dây có nhiều ưu điểm hơn các loại dây khác như xích hàn, xích
tấm và là loại dây thông dụng nhất trong ngành máy trục hiện nay.

Ta không chọn dây xích vì xích nặng hơn khoảng 10 lần so với cáp, xích có
thể đứt đột ngột do chất lượng mối hàn kém (nếu là xích hàn).
Trong các kiểu kết cấu dây cáp thì kết cấu kiểu ЛK -P theo ГOCT 2588-55 có
tiếp xúc đường giữa với các sợi thép các lớp kề nhau, làm việc lâu hỏng và được sử
dụng rộng rãi. Vật liệu chế tạo là các sợi thép có giới hạn bền 1400 ÷ 2000 (N/mm
2
)
Chọn cáp ЛK - P6x19 = 114 ( ГOCT 2588-55), với giới hạn bền các sợi thép trong
khoảng 1500÷1600N/mm
2
, để dễ dàng trong việc thay cáp khi bị mòn đứt.

2.2.4. Chọn palăng giảm lực.
Để giảm lực căng và tăng tuổi thọ cho dây cáp của cơ cấu nâng khi nâng với
tải trọng lớn ta dùng palăng giảm lực.
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) có 2 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 đổi.
Trang 13
Hình 2.7. Kết cấu của cáp.
Thiết kế cổng trục trọng tải 25T

Trên cầu lăn dây cáp nâng được cuốn trực tiếp lên tang. Do cầu lăn thực hiện
việc nâng hạ vật nâng theo chiều thẳng đứng nên để tiện lợi trong khi làm việc ta
chọn palăng kép có hai nhánh dây chạy trên tang, tương ứng với trọng tải của cổng
trục lăn. Theo Bảng 2-6[1] chọn bội suất palăng a = 4. Palăng gồm bốn ròng rọc di
động và một ròng rọc không di chuyển làm nhiệm vụ cân bằng. Sơ đồ nguyên lý
palăng như hình 2.9.
Lực căng lớn nhất xuất hiện ở nhánh dây cáp cuốn lên tang khi nâng vật.

ta
m
Q
S
λλ
λ
).1(
)1(
0
max
−
−
=
Công thức 2- 19[1].
Trong đó: Q
0
= Q + Q
m
= 250000 + 12500 = 262500 (N).
Trang 14
Q
Hình 2.9. Sơ đồ nguyên lý palăng.

Hình 2.8. Palăng đơn và palăng kép.
A
Q
Q
B
Thiết kế cổng trục trọng tải 25T
λ = 0,98: hiệu suất một ròng rọc với điều kiện ròng rọc đặt trên ổ lăn
bôi trơn tốt bằng mỡ. ( bảng 2.5 [1] )
a = 4 : Bội suất của palăng
m = 2 : Số nhánh cáp cuốn lên tang.
T = 0 : Vì số dây cáp trực tiếp cuốn lên tang không qua ròng rọc
chuyển hướng.
Vậy :
)(45,33813
98,0).98,01(2
)98,01(262500
).1(
)1(
04
0
max
N
m
Q
S
ta
=
−
−
=

−
−
=
λλ
λ
Hiệu suất của palăng xác định theo công thức 2-21[1].

97,0
25,33813.2.4
262500

max
0
max
0
====
Sma
Q
S
S
p
η

2.2.5. Chọn phương án thiết kế.
+ Phương án 1: Hộp giảm tốc dùng bánh răng trụ.
Trong cơ cấu này bộ truyền trong hộp giảm tốc dùng bánh răng trụ. Bộ truyền này
có ưu điểm là gọn nhẹ dể chế tạo,chỉ cần động cơ có công suất nhỏ là đủ. Nhưng có
nhược điểm là không có tính tự hãm vì vậy tính an toàn phụ thuộc vào việc chọn
phanh.
4

3
1 2
6
Hình 2.10
+ Phương án 2: Hộp giảm tốc dùng bánh vít- trục vít:
Hộp giảm tốc với trục vít- bánh vit có ưu điểm là có tính tự hãm an toàn hơn hộp
giảm tốc bánh răng trụ khi bị cúp điện đột ngột, nhưng có nhược điểm là kết cấu
cồng kềnh nặng, hộp giảm tốc này cần công suất lớn vì vậy chọn đông cơ cho cơ
cấu là phải lớn.
Trang 15
Thiết kế cổng trục trọng tải 25T
2
1
3
4
6
Hình 2.11
Qua những phân tích ở trên ta chọn cơ cấu nâng có sơ đồ động như sau:
Trang 16
Q
5
6
7
1
3
2
8
9
4
Hình 2.12. Sơ đồ động của cơ cấu nâng.

1. Động cơ điện; 2. Khớp nối; 3. Phanh; 4. Hộp giảm tốc; 5. Khớp nối
mềm; 6. Tang; 7. Dây cáp; 8. Ròng rọc cố định; 9. Ròng rọc di động;
10. móc treo.
10
Thiết kế cổng trục trọng tải 25T
Với sơ đồ động như trên ta thấy cơ cấu nâng có kết cấu nhỏ gọn, đảm bảo yêu
cầu thiết kế, đồng thời đảm bảo chế tạo từng cụm riêng và tháo lắp dễ dàng.
2.3. CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CHO CƠ CẤU DI CHUYỂN XE CON
2.3.1. Số liệu ban đầu.
+ Trọng tải : Q = 25T = 250000 (N)
+ Trọng lượng xe lăn kể cả bộ phận mang vật: G
0
= 50000 (N).
+ Vaän toác di chuyển xe:V
x
= 15( m/ph ).
Chế độ làm việc của cơ cấu di chuyển xe lăn : Theo TCVN 5862 – 1995 dựa
vào cấp tải và cấp sử dụng ( theo bảng 2.13 [3] ) ta chọn chế độ làm việc của cơ cấu
là M4 tức là máy sử dụng ở phân xưởng và sử dụng gián đoạn, đều đặn.
2.3.2. Phân tích chung.
Cơ cấu di chuyển xe được thiết kế gồm các bộ phận cơ bản sau:
+ 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 với 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 cơ cấu di chuyển của cổng trục
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 ngâm dầu.
+ Bánh xe: Được chế tạo bằng thép đúc 40, 55 hoặc trong một số trường hợp
có thể dùng thép rèn, thép cán. Bề mặt lăn của bánh xe phải được gia công cơ khí
với độ chính xác cao và nhiệt luyện đến độ cứng HB 300 – 400 nhưng phải nhỏ hơn
độ cứng bề mặt làm việc của ray.
+ Phanh sử dụng trong cơ cấu di chuyển có nhiều loại như phanh má, phanh
đĩa, 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.
Trong cơ cấu di chuyển hiện nay người ta thường dùng phanh đĩa vì sự làm việc
chắc chắn và hiệu quả của nó.
Trang 17
Thiết kế cổng trục trọng tải 25T
2.3.3. Chọn phương án thiết kế.
Trong cơ cấu di chuyển xe con ta có các phương án dẫn động chung và dẫn
động riêng như hình vẽ dưới đây.
Phương án 1: Di chuyển xe con với hai hộp giảm tốc.


Hình 2.13
Phương án 2: Di chuyển xe con với hộp giảm tốc dùng chung.
Hình 2.14
Phương án 3: Di chuyển xe con dùng hai động cơ.
Trang 18
Hình 2.15.
Thiết kế cổng trục trọng tải 25T
Chú thích: 1. Động Cơ; 2. Phanh; 3. Hộp giảm tốc; 4. Khớp nối; 5. Bánh xe.
Với kết cấu di chuyển có dạng khung xe có chiều dài của xe nhỏ L

x
= 1,5 ÷ 4m
nên có thể dùng cơ cấu dẫn động chung như hình 2.13 hoặc 2.14 Tuy nhiên sơ đồ
như hình 2.13 có nhiều ưu điểm hơn đó là:
+ Kết cấu máy gọn nhẹ, dễ chế tạo.
+ Giá thành rẻ hơn các phương án khác.
+ Đảm bảo được sự đồng tốc giữa hai bánh xe.
2.4. CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CHO CƠ CẤU DI CHUYỂN CỔNG TRỤC
2.4.1. Các số liệu ban đầu.
Các số liệu cơ bản ta chọn theo cổng trục đã chế tạo
- Trọng tải Q = 25T = 250000 N.
- Trọng lượng xe con kể cả bộ phận mang vật nâng :G
0
= 50000 N.
- Tổng trọng lượng của cổng trục:G
t
= 25000kg = 250000 N.
- Vận tốc di chuyển cổng trục: V
c
= 18m/ph.
Chế độ làm việc của cơ cấu di chuyển cổng trục: Theo TCVN 5862 – 1995
dựa vào cấp tải và cấp sử dụng ( theo bảng 2.13 [3] ) ta chọn chế độ làm việc của cơ
cấu là M4 tức là máy sử dụng ở phân xưởng và sử dụng gián đoạn, đều đặn.
2.4.2. Chọn phương án thiết kế.
Trong cơ cấu di chuyển xe con ta có các phương án dẫn động chung và dẫn
động riêng như hình vẽ dưới đây.
+ Phương án 1: Dẫn đông chung với hộp giảm tốc nằm trong.

Trang 19
1 2

5 4 3 4 54
Hình 2.16.
Thiết kế cổng trục trọng tải 25T
+ Phương án 2: Dẫn đông chung với hộp giảm tốc nằm ngoài.
Với hai kiểu dẫn động như trên thì có những ưu nhược điểm như sau:
+ Ưu điểm: - Giá thành rẻ.
- Đảm bảo được sự đồng tốc giữa hai bánh xe.
- Điều khiển dễ dàng do có một động cơ dẫn động.
+ Nhược điểm: - Kết cấu phức tạp, các trục truyền dài gây rung động và xô
lệch các bánh xe khỏi ray.
+ Phương án 3: Dẫn đông riêng với hai động cơ.
Chú thích: 1. Động Cơ; 2. Phanh; 3. Hộp giảm tốc; 4. Khớp nối; 5. Bánh xe.
Để khắc phục được các nhược điểm trên người ta hay dùng sơ đồ dẫn động
như trên hình 2.18
Trang 20
Hình 2.17.
Hình 2.18.
Thiết kế cổng trục trọng tải 25T
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ KẾT CẤU MÁY
3.1. CƠ CẤU NÂNG
3.1.1. Giới thiệu chung về cơ cấu nâng.
Phương pháp cơ bản để xây dựng một kết cấu truyền động của máy nâng là
phải xác định được mục đích chính và những ảnh hưởng chính của cơ cấu đó. Trước
tiên cần quyết định về loại truyền động cho cơ cấu nâng, năng lượng sử dụng là gì,
tiếp theo là lựa chọn phương pháp công tác, loại truyền động, phương pháp điều
khiển và mục tiêu kinh tế đạt được.
Trong một cơ cấu bao giờ cũng có ba phần chính:
 Bộ phận công tác: là chi tiết hay bộ phận máy nhận năng lượng hoặc cơ năng
của các bộ phận trước đó để thực hiện mục đích chính, nhiệm vụ chính của cơ cấu,
ví dụ như hệ thống ròng rọc cáp và móc treo trong cơ cấu nâng hạ vật.

 Bộ phận truyền động: là phần trung gian nhận, biến đổi, phân phối và truyền
năng lượng từ bộ phận dẫn động đến bộ phận công tác.
 Bộ phận dẫn động: là phần phát ra lực ban đầu, sản sinh ra năng lượng đủ để
cung cấp cho bộ phận công tác thực hiện được chức năng công việc. Bộ phận dẫn
động gồm các loại động cơ điện, thuỷ lực, đốt trong, khí nén…
Cơ cấu nâng dùng để nâng hạ vật theo phương thẳng đứng. Theo yêu cầu công
nghệ cơ cấu nâng có thể là một máy nâng độc lập như tời, palăng cố định hay là một
bộ phận của máy nâng như ở cầu trục, cổng trục, cần trục…
Cơ cấu nâng của cổng trục thường có ba loại chính:
+ Cơ cấu nâng kiểu treo: thường dùng cho loại cổng trục một dầm, cơ cấu
công tác là palăng điện hoặc là palăng tay. Palăng điện hoặc palăng tay đều có khả
năng di chuyển dọc theo dầm chính để nâng hạ vật. Các loại palăng này là bộ phận
máy được chế tạo hoàn chỉnh theo tải trọng, tốc độ nâng và chế độ làm việc. Cơ cấu
nâng kiểu này được di chuyển trên hai cánh dưới của dầm chữ I nhờ bánh xe, cơ cấu
này được sử dụng với tải trọng nâng nhỏ.
+ Cơ cấu nâng kiểu đặt: thường dùng cho loại cổng trục hai dầm, cơ cấu nâng
được chế tạo và đặt trên xe con để có thể di chuyển dọc theo dầm chính. Cơ cấu
nâng di chuyển trên ray đặt trên dầm nhờ các cụm bánh xe chủ động và bị động.
Trên xe con có thể có từ một đến ba cơ cấu nâng trong đó có một cơ cấu nâng
chính, cơ cấu nâng kiểu này có thể sử dụng tải trọng nâng lớn.
+ Cơ cấu nâng bố trí ngoài xe con: nhằm mục đích giảm tải trọng cho dầm
chính, lúc này cơ cấu nâng được bố trí trên chân cổng, nhờ hệ thống ròng rọc và cáp
Trang 21
Thiết kế cổng trục trọng tải 25T
mà vật nâng di chuyển được. Nhược điểm của cơ cấu nâng kiểu này là hệ thống cáp
chằng chịt, kết cấu phức tạp.
3.1.2. Tính toán cơ cấu nâng.
3.1.2.1. Tính kích thước dây cáp.
Kích thước dây cáp được chọn phải đạt được tải trọng kéo đứt tối thiểu F
0

,
dựa vào công thức 3-14[7].
F
0
= S
max
* n
p
= 33813,45 * 4 = 135253,8 ( N ).
Với: n
p
= 4: hệ số an toàn bền của cáp Bảng 3.1[7]
Xuất phát từ điều kiện theo công thức (3-14) với loại dây đã chọn trên, với
giới hạn bền của sợi cáp σ
b
=1700 N/mm
2
. Chọn đường kính dây cáp d
c
= 15 mm có
lực kéo đứt là S
đ
= 155000 (N) (phụ lục 12 của TCVN 4244-86)
Vậy dây cáp được chọn đạt yêu cầu.
3.1.2.2. Tính các kích thước cơ bản của tang và ròng rọc.
Tang cuốn cáp có dạng hình trụ rỗng (được sử dụng phổ biến trong các loại
máy trục), có trục đỡ, dùng để cuốn cáp. Nhờ sự truyền mômen và vận tốc từ động
cơ qua hộp giảm tốc, tang biến chuyển động quay của động cơ thành chuyển động
tịnh tiến của vật nâng.
Thông thường tang trụ có hai loại: tang trơn và tang có rãnh.

+ Tang trơn là trên mặt tang nhẵn, hai đầu có thành tang để cuốn nhiều lớp
cáp. Tang này sử dụng khi có dung lượng cáp lớn, chưa xác định được chiều cao
nâng chính xác. Tang này có nhược điểm là nhanh mòn do cọ xát nhiều, lớp cáp
trong cùng chịu lực ép lớn.
+ Tang có rãnh là trên bề mặt tang được tiện rãnh dạng đáy tròn theo kích
thước dây cáp theo chiều xoắn ốc. Tang được chọn ở đây là tang kép có rãnh, rãnh
có dạng xoắn ốc từ hai đầu vào giữa. Tang có rãnh được cuốn một lớp cáp và dùng
cho máy nâng có chiều cao nâng cố định. Tang này có nhiều ưu điểm: rãnh trên
tang có tác dụng dẫn cáp cuốn theo rãnh, giữa các vòng cáp kề nhau có khe hở và
như vậy cáp không bị chà xát vào nhau, diện tích tiếp xúc giữa cáp và tang lớn nên
giảm ứng suất tiếp xúc.
a. Đường kính tang.
Đường kính nhỏ nhất cho phép đối với tang và ròng rọc phải thích hợp với
cáp để tránh cáp bị uốn nhiều gây ra mỏi và đảm bảo độ bên lâu cho cáp.
Đường kính nhỏ nhất cho phép của tang được xác định theo công thức 3-56
[7].
D
t
≥ h
1
d
c
.
Trang 22
Thiết kế cổng trục trọng tải 25T
H
1
= 16 hệ số đường kính tang, theo Bảng 3-10[7].
D
t

≥ 16 * 15 = 240 (mm).
Chọn đường kính tang: D
t
= 500 (mm)
Đường kính nhỏ nhất cho phép của ròng rọc dẫn hướng được xác định theo
công thức 3-56 [7].
D
h
≥ h
2
d
c
.
H
2
= 18 hệ số đường kính ròng rọc dẫn hướng, theo Bảng 3-10[7].
D
h
≥ 18 * 15 = 270 (mm).
Chọn đường kính ròng rọc dẫn hướng: D
t
= 300 (mm).
Đường kính nhỏ nhất cho phép của ròng rọc cân bằng được xác định theo
công thức 3-56 [7].
D
c
≥ h
3
d
c

.
H
3
= 14 hệ số đường kính ròng rọc cân bằng, theo Bảng 3-10[7].
D
c
≥ 14 * 15 = 210 (mm).
Chọn đường kính ròng rọc cân bằng: D
c
= 300 (mm).
b. Chiều dài tang.
Chiều dài tang phải được tính toán sao cho khi hạ vật xuống vị trí thấp nhất
trên vẫn còn ít nhất 1,5 vòng cáp dữ trữ, không kể những vòng cáp nằm trong kẹp
(quy định về an toàn ).
Chiều dài toàn bộ của tang xác định theo công thức 3-56b [7] đối với trường
hợp palăng kép.
L
t
= 2(L
0
+ L
1
+ L
2
) + L
3
Trong đó: + L
1
= 4t dùng để kẹp đầu cáp trên tang.
T = d

c
+ ( 2 ÷ 3 ) = 18 mm : bước cáp.
Trang 23
Hình 3.1. sơ đồ xác định chiều dài tang.
L
L2
L1
Lo
L3
Lo
L2L1
L
t
Thiết kế cổng trục trọng tải 25T
=> L
1
= 4 * 18 = 72mm.
+ Vì tang được cắt rãnh, cáp cuộn một lớp, nên không phải làm thành bên, tuy
nhiên ở hai đầu tang trước khi vào phần cắt rãnh ta để trữ lại một khoảng L
2
=
20mm.
+ L
3
phần tang không tiện rãnh để bảo đảm cho góc lệch cáp với ròng rọc ở
dưới tang khi móc treo ở vị trí cao nhất và cách trục tang một khoảng bằng h
min
.
L
3min

= b – 2 * h
min
* tgγ
Trong đó:
b khoảng cách giữa hai ròng rọc ngoài cùng giữa hai ổ móc treo.
h
min
:khoảng cách nhỏ nhất giữa trục tang với trục các ròng rọc treo móc
Dựa vào kết cấu đã có, có thể lấy sơ bộ:
b = 300 (mm).
h
min
= 600 (mm).
tg gγ = tg6
0
= 0,1051: góc cho phép dây cáp chạy trên tang bị lệch so với
phương thẳng đứng.
L
3min
=300 – 2 *600 * 0,1051 = 173,88 (mm)
Chọn L
3
= 180 (mm)
+ L
0
– chiều dài mỗi phần rãnh của tang cuốn cáp: theo công thức 3-58 [7]

)(45018.32
50014.3
49000

.32
.
0
mmt
D
Ha
L
t
=






÷+
×
×
=






÷+=
π
Vậy chiều dài tang là: L
t
= 2 * (450 + 72 + 20) +180 = 1264 (mm).

Chọn L
t
= 1280 (mm)
Tang được đúc bằng vật liệu Gang (GX15-32) loại vật liệu thông dụng phổ
biến nhất có:
+ Bề dày thành tang xác định theo công thức trang 65-[7].
δ = 0,03 * D
t
+(6÷10)
δ = 0,03 * 500 + 7 = 22 (mm)
+ Kiểm tra sức bền của tang theo công thức 3-68[7].

[ ]
n
ng
ngtr
t
D
S
σ
δ
δ
σσ
≤









−
==
1
max
max
σ
tr
: ứng suất điểm trong cùng của tang.
σ
ngmax
: ứng suất điểm ngoài cùng lớn nhất của tang.
[σ]
n
: ứng suất nén cho phép.
S
max
= 33813,45 N
Trang 24
Thiết kế cổng trục trọng tải 25T

)/(3,89
2218.
500
22
1
45,33813
2
max

mmN
ngtr
=
×






−
==
σσ
Tang được đúc bằng gang xám (GX15-32) có giới hạn bền nén là σ
bn
= 565
N/mm
2
. Ứng suất cho phép xác định theo giới hạn bền nén với hệ số an toàn k = 4.
[ ]
2
/25,141
4
565
mmN
k
bn
n
===
σ

σ
Vậy :σ
tr
< [σ]
n
tang đạt yêu cầu về nén.
3.1.2.3. Chọn động cơ điện :
Công suất tĩnh khi nâng vật bằng trọng tải đựơc xác định :

η
××
×
=
100060
0 n
VQ
N
[kW] theo công thức 5 - 13 [7].
Với : η: hiệu suất của cơ cấu bao gồm :
η = η
p
* η
t
* η
0
= 0,875.
η
p
= 0,97 hiệu suất pa lăng đã tính ở trên.
η

t
= 0,96 hiệu suất tang ( bảng1-9 [1] )
η
0
= 0,94 hiệu suất của bộ truyền có kể cả khớp nối, xuất phát từ
bảng 1-9[1] với giả thiết bộ truyền được chế tạo thành hộp giảm tốc ba cấp bánh
răng trụ.
Vậy :
14,18
875,0100060
7,3262500
100060
0
=
××
×
=
××
×
=
η
n
vQ
N
(kW).
Tương ứng với chế độ làm việc là M4 (trung bình), sơ bộ chọn động cơ điện
không đồng bộ có mômen mở máy hơi cao, được che kín, quạt gió, loại AOΠ2 – 81
– 10 có các đặc tính sau đây: ( theo bảng 3P [4] ).
Công suất danh nghĩa : N
dc

= 17 ( kW).
Số vòng quay danh nghĩa: n
dc
= 600 (vòng/phút).
Hệ số quá tải :
2,2
max
=
M
M
dn

Mômen vôlăng của rôto: ( G
i
D
i
2
)
rôto
= 37 (Nm
2
)
Khối lượng động cơ : m
dc
= 325 (kg).
3.1.2.4. Tỷ số truyền chung.
Tỷ số truyền chung từ trục động cơ đến trục tang theo công thức 3-15[1].

t
dc

n
n
i
=
0
Số vòng quay của tang để đảm bảo vận tốc nâng cho trước.
Trang 25