đồ án kỹ thuật cơ khí Xác định lực cản di chuyển cần trục và tính công suất động cơ.

Mục lục
L i nói đ uờ ầ 1
Ch ng I. Gi i thi u chung v c n tr c tháp ct1,5tươ ớ ệ ề ầ ụ 2
1.1. C u t o chung v các thông s hình h c c a máy.ấ ạ à ố ọ ủ 2
1.1.1.Công dông 3
1.1.3. u thi t k c n tr c tháp:Đầ đề ế ế ầ ụ 5
1.1.4. Các kích th c hình h c (hình 1)ướ ọ 5
1.2.T i tr ng tác d ng lên c n tr c tháp:ả ọ ụ ầ ụ 6
1.2.1. T i tr ng nâng danh ngh a Qdn = 1,5t = 15000(N)ả ọ ĩ 6
1.2.2.Tr ng l ng b n thân máy l y theo máy c s .ọ ượ ả ấ ơ ở 6
1.2.3.T i tr ng gióả ọ 7
1.2.4.T i tr ng quán tính.ả ọ 8
Ch ng II. Tính toán chung các c c uươ ơ ấ 10
2.1. C c u di chuy n c n tr cơ ấ ể ầ ụ 10
2.1.1.Ch n s d n ng c c u di chuy nọ ơđồ ẫ độ ơ ấ ể 10
2.1.2-Xác nh l c nén bánhđị ự 10
2.1.3.Xác nh l c c n di chuy n c n tr c.đị ự ả ể ầ ụ 12
2.1.4.Tính công su t ng c v ch n ng c .ấ độ ơ à ọ độ ơ 13
2.2.C c u nângơ ấ 14
2.2.1.S d n ng c c u nângơđồ ẫ độ ơ ấ 14
2.2.2.Ch n pal ng cáp, ng kính tang v puly.ọ ă đườ à 14
2.2.3.Ch n móc treo.ọ 15
2.2.4.Ch n ng c i n.ọ độ ơ đ ệ 16
2.3.C c u quay.ơ ấ 17
2.3.1. S d n ng.ơđồ ẫ độ 17
2.3.2.Xác nh các ph n l c t a v ch n .đị ả ự ự à ọ ổ 17
2.3.3.Xác nh l c c n quay.đị ự ả 18
2.3.4.Ch n ng c c c u quay.ọ độ ơ ơ ấ 19
2.4.C c u thay i t m v iơ ấ đổ ầ ớ 19
2.4.1.S d n ng.ơđồ ẫ độ 19
2.4.2.Xác nh các thông s hình h c.đị ố ọ 20

2.4.3.Tính l c c ng trong pal ng nâng c n Sp v l c c ng c n Sc.ự ă ă ầ à ự ă ầ
20
Ch ng iii. Tính toán riêng c c u di chuy n.ươ ơ ấ ể 22
3.1.Ch n s d n ng c c u di chuy nọ ơđồ ẫ độ ơ ấ ể 22
3.2-Xác nh l c nén bánhđị ự 22
3.3.Xác nh l c c n di chuy n c n tr c v tính công su t ng c .đị ự ả ể ầ ụ à ấ độ ơ. 25
3.4. Ki m tra ng c v ch n phanh c c u di chuy n.ể độ ơ à ọ ơ ấ ể 26
3.5.Ch n lh p n iọ ớ ố 29
Ch ng iv. Tính n đ nh c n tr cươ ổ ị ầ ụ 31
4.1.V trí tính toán.ị 31
4.2.Ki m tra n nh cho c n tr cể ổ đị ầ ụ 31
T i li u tham kh oà ệ ả 35
Lời nói đầu
Xây dựng và phát triển các công trình xây dựng dân dụng, công
nghiệp cơ sở hạ tầng đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế
xã hội, nhất là đối với các nước đang phát triển như nước ta hiện nay. Vì
vậy bên cạnh việc tăng cường đâu tư vè tàI chính thi việc áp dụng những
công nghệ mới nhằm nâng cao chất lượng, hạ giá thành sản phẩm cũng
1
như đảm bảo tiến độ thi công là việc làm hết sức cần thiết. Với việc ứng
dụng các công nghệ mới tiên tiến thì việc sử dụng các máy và thiết bị là
điều tất yếu. Khi đó máy và thiết bị xây dựng không những chỉ tăng năng
suất lao động, tăng nhịp độ thi công mà còn là yếu tố không thể thiếu
được để đảm bảo chất lượng và hạ giá thành công trình, thậm chí trở
thành nhân tố quyết định đến sự hình thành một công trình hiện đại.
Thực tế xây dựng ở các nước tiên tiến cũng như ở nước ta đã chỉ ra rằng
việc xây dựng các nhà cao tầng không thể thiếu được các cần trục có
chiều cao nâng tầm với tải trọng nâng lớn các máy bơm bê tông hiện đại
cũng như nhiều thiết bị khác. Việc xây dựng các công trình thuỷ điện
bến cảng cầu đường không thể hoàn thành và đảm bảo chất lượng nếu

không sử dụng các máy làm đất và các thiết bị gia cố nền móng, các thiết
bị sản xuất vật liệu và nhiều thiết bị khác có tính năng kỹ thuật phù hợp.
Chính vì những lí do trên, máy xây dựng ngày càng có ý nghĩa và vai trò
lớn hơn trong công tác xây dựng cơ bản nói riêng và nền kinh tế nói
chung.
Đối với một sinh viên máy xây dựng, để học và hiểu biết tất cả các
loại máy móc thiết bị phục vụ cho quá trình xây dựng là không thể. Do
đó, trong quá trình làm đồ án môn học máy nâng chuyển, mỗi sinh viên
chỉ có thể đi sâu về một loại máy nhất định như: máy nâng, máy sản
xuất, máy khoan cọc nhồi,máy dải asphalt bêtông…
Bản thân em được giao đề tài thiết kế là: “Cần trục tháp CT1,5T”. Được
sự hướng dẫn chu đáo và tận tình của thầy giáo TRƯƠNG QUỐC THÀNH,
em đã hoàn thành đồ án. Nhưng do quá trình làm em còn có nhiều thiếu
sót và kinh nghiêm dang còn non nớt nên không tránh được sự sai sót.
Em mong được các thầy chỉ bảo thêm nhiều.
Em xin chân thành cảm ơn thầy TRƯƠNG QUỐC THÀNH và cùng toàn
thể các thầy trong bộ môn.
Chương I. Giới thiệu chung về cần trục tháp ct1,5t
1.1. Cấu tạo chung và các thông số hình học của máy.
2
Hình 1.
1. Kết cấu thép
2. Trụ cần
3. Cần
4. Bộ móc treo
5. Khung và cơ cấu di chuyển cần trục
6. Bệ quay
7. cơ cấu quay
8. Cơ cấu thay đổi tầm với
9. Cơ cấu nâng vật

10.Đối trọng
11.Bánh xe (4 chiếc)
12.Cáp nâng cần
13.Cáp nâng vật
14.Ca bin
1.1.1.Công dông.
Cần trục tháp có công dụng chung dùng trong xây dựng dân dụng và
một phần trong xây dựng công nghiệp. Loại máy này mômen tải từ 4 đến
160tm sức nâng 0,4-8 tấn. Chiều cao nâng 12-100m, tầm với lớn nhất
10-30 m. Để xây dựng nhà bằng phương pháp lắp ghép tấm hoặc khối
bêtông, còn có các cần trục tháp có sức nâng đến 12 tấn và mômen tải từ
40-250tm.
3
Cần trục tháp để xây dựng các công trình có độ cao lớn (cần truc tháp
tự nâng ). Loại này có mômen tải từ 30-250tm, đôi khi đến 500tm. Sức
nâng ở tầm với lớn nhất 2-4t, ở tầm với nhỏ nhất đến 12t có thể đến 20t.
Tầm với đạt 20-50 m, đôi khi đến 70m. Chiều cao nâng từ 50-100m, có
thể đến 250m.
Cần trục tháp chuyên dùng trong xây dựng công nghiệp. Loại này có
mômen tải đạt dến 600tm, cá biệt đạt đến 1500tm. Sức nâng 2-75t. Tầm
với lớn nhất 20-40 m.
Theo phương pháp lắp đặt ở hiện trường có thẻ chia ra: cần trục tháp di
chuyển trên ray, cần trục tháp cố định và cần trục thap tự nâng. Cần trục
tháp đặt cố định có chân tháp gắn liền với nền hoặc tựa trên nền thông
qua bệ đỡ hoặc cac gối từa cố định. Cần trục tháp tự nâng có thể nằm
ngoài hoặc trong công trình, tháp được tự nối dài để tăng độ cao nâng
theo sự phát triển chiều cao của công trình, khi tháp có độ cao lớn, nó
được neo theo công trình để tăng ổn định và tăng khả năng chịu đựng
ngang. Với cần trục tháp tự nâng đặt trên công trình xây dựng, khi làm
việc sẽ tự nâng toàn bộ chiều cao theo công trình. Toàn bộ tải trọng cần

trục được truyền xuống công trình.
Cần trục tháp CT1,5T là loại cần trục khi làm việc di chuyển trên ray.
Nó là loại tháp quay, toàn bộ tháp và cơ cấu được đặt trên bàn quay. Bàn
quay tựa trên thiết bị tựa quay đặt trên khung di chuyển. Khi quay, toàn
bộ bàn quay quay cùng với tháp.
1.1.2.Nguyên lý làm viêc.
- Cần trục bao gồm khung và cơ cấu di chuyển cần trục (5) tựa trên thiết
bị quay và quay xung quanh trục quay của máy nhờ cơ cấu quay (7) bố
trí trên bệ quay. Trên bệ quay có bố trí tháp (1). đối trọng (10) cùng cơ
cấu nâng vật (9) và cơ cấu thay đổi tầm với (8), và các thiết bị điện. Cần
(3) đươc nối một đầu với thân tháp bằng khớp bản lề còn đầu kia được
treo bộ móc treo (4), cáp neo vòng qua côm puly đổi hướng bố trí ở trụ
4
cần, cáp treo được nối với cụm puly cân bằng và nối với tang cuốn cáp.
Vật nâng được nâng hạ nhờ cáp nâng vật vong qua puly ở trụ cần và nối
với cơ cấu nâng vật.
- Phần quay được dẫn động bằng cơ cấu quay, bàn quay tựa trên thiết bị
tựa quay quay xung quanh trục quay của máy nhờ cơ cấu quay. Khi bệ
quay quay thì cả tháp và cần cùng quay để di chuyển vật từ vị trí này
sang vị trí khác.
- Để thay đổi tầm với thì cơ cấu nâng hạ cần làm việc, cơ cấu này cho
phép nâng vật lên cao hoặc hạ vật xuống thấp và trên cơ cấu này có bố
trí thiết bị hạn chế hành trình để hạn chế chiều cao nâng.
- Toàn bộ cần trục di chuyển theo phương ngang trên ray nhơ cơ cấu di
chuyển đê thay đổi vị trí làm việc.
1.1.3. Đầu đề thiết kế cần trục tháp:
Tải trọng nâng (T)
Tầm với lớn nhất 0,5
Tầm với nhỏ nhất 1,5
Tầm với (m)

Lớn nhất 10
Nhỏ nhất 5
Chiều cao nâng vật (m)
Tầm với lớn nhất 11,3
Tầm với nhỏ nhất 16,3
Vận tốc (v/ph)
Nâng vật 20
Di chuyển cần trục 15
Vận tốc quay của cần trục (v/ph) 0,7
Thời gian thay đổi tầm với (giây) 83
Chiều rộng đường ray (m) 2,5
Khoảng cách trục hai bánh xe (m) 2,7
Khối lượng (T)
Cần trục
Không có đối trọng 4.31
Khi vận chuyển 6.76
Đối trọng 2.45
1.1.4. Các kích thước hình học (hình 1)
Dựa vào máy cơ sở CT1,5T ta xác định được các kích thước sau:
Chiều dài cần : Lc = (Rmax-a)/cosα
Với Rmax = 10m: Tầm với lớn nhất
a = 1,2m: khoảng cách từ điểm quay cần đén trục quay của tháp.
5
α : góc nghiêng của cần so với phương ngang khi tầm với lớn nhất.
α = 15
0

Lc = (10-1,2)/cos15
0
= 9 m

Chiều dài trụ cần: Ltc = 2 m
Chiều cao của tháp và cơ cấu di chuyển: Lt = 14 m
Chiều cao kết cấu thép (thân tháp): L = 11m
Chiều rộng đường ray : Br = 2,5 m
Khoảng cách hai trục bánh xe : Lb = 2,7 m.
1.2.Tải trọng tác dụng lên cần trục tháp:
1.2.1. Tải trọng nâng danh nghĩa Qdn = 1,5t = 15000(N)
-
Khi tầm với lớn nhất thi trọng lượng vật nâng nhỏ nhất:
Q = 0,5T = 500daN
-
Khi tầm với nhỏ nhất thì trọng lượng vật nâng lớn nhất:
Q = 1,5T = 1500daN
Trọng lượng thiết bị mang tải (móc treo) : q = 0,05.Qdn
q = 0,05.15000 =750 N
Trọng lượng vật nâng tính toán:
Qtt = Qdn + q = 15000 + 750 =15750 N
1.2.2.Trọng lượng bản thân máy lấy theo máy cơ sở.
Kết cấu khung thép (tháp) : 445 kg
Trụ cần : 85 kg
Cần : 353 kg
Bộ móc treo : 10 kg
Khung và cơ cấu di chuyển cần trục : 1060 kg
Bệ quay : 520 kg
Cơ cấu quay : 245 kg
Cơ cấu thay đổi tầm với : 345 kg
Cơ cấu nâng vật : 450 kg
Đối trọng : 2450 kg
Bánh hơi (4 chiếc ) : 800 kg.
6

1.2.3.Tải trọng gió
Cần trục tháp CT1,5T làm việc ngoài trời cần phải tính đến tải trọng
gió. Tải trọng gió thay đổi một cách ngẫu nhiên, trị số phụ thuộc vào thời
tiết khí hậu của từng vùng .
Tải trong gió được tinh thoe công thức sau:
Wg = q.n.c.β.A
Trong đó:
q : áp lực gió, N/m
2
, được lấy phụ thuộc vào trường hợp tính toán.
áp lực gió trung bình ở trạng thái làm việc lấy q
gI
= 150 N/m
2

áp lực gió lớn nhất ở trạng thái làm việc lấy q
gII
= 250 N/m
2

áp lực gió ở trạng thái không làm việc với tốc độ gió 33m/s lấy
q
gIII
= 70 N/m
2
.
n: Hệ số kể đến sự tăng áp lực theo chiều cao, lấy n = 1
c: Hệ số cản đọng lực học, lấy c =1,2
β: Hệ số động lực học kể đặc tính xung động của gió, lấy β = 1,4
A: diện tích hứng gió của kết cấu

A = A
0
.ϕ
A
0
: Diện tích bề mặt được giới hạn bởi đường biên ngoài của kết cấu,
m
2
ϕ : Hệ số kể đến phần lỗ hổng
Với kết cấu dàn lấy ϕ = 0,3
Với kết cấu có thành kín, đối trọng ϕ = 1
Trường hợp gió tác dụng theo phương ngang thì diện tích hứng gió của
các cơ cấu là:
Tháp: A
T
= 0,25.11 0,3 = 0,825 m
2


Cần: A
c
= 0,25.9.0,3 = 0,675 m
2
Trụ cần: A
tc
= 0,25.2.0,3 = 0,15 m
2
Đối trọng: A
đt
= 1,5 m

2
Cabin: A
cb
= 1,5.1,5 = 2,25 m
2

Khung và cơ cấu di chuyển: A
k
= 2,7.1,5.0,3 = 1,2m
2
Vật nâng: A
vn
= 4 m
2
(Bảng 6 HDĐAMN)
Trường hợp gió tác dụng theo phương dọc thì diện tích hứng gió của các
cơ cấu là:
Tháp: A
T
= 0,3.11.0,3 = 0,99 m
2


Cần: A
c
= 0,3.9.0,3 = 0,81 m
2
Trụ cần: A
tc
= 0,3.2.0,3 = 0,18 m

2
Đối trọng: A
đt
= 1,5 m
2
Cabin: A
cb
= 1,4.1,5 = 2,1 m
2

Khung và cơ cấu d/c: A
k
=2,5.1,5.0,3 = 1,125m
2
Vật nâng: A
vn
= 4 m
2
(Bảng 6 HDĐAMN)
7
Ta có bảng tải trọng gió tác dụng lên máy theo 2 phương ngang và
phương dọc cần trục nhu sau:
-
Tải trọng gió theo phương ngang:
Tải trọng gió
Cơ cấu
W
gI
(N)
W

gII
(N)
W
gIII
(N)
Tháp 208 347 97
Cần 170 284 79
Trụ cần 38 63 18
Đối trọng 378 630 176
Cabin 529 945 265
Khung và cơ cấu d/c 302 504 141
Vật nâng 1008 1680 470
ΣW
g
2633 4453 1246
-
Tải trọng gió theo phương dọc:

Tải trọng gió
Cơ cấu
W
gI
(N)
W
gII
(N)
W
gIII
(N)
Tháp 249 416 116

Cần 204 340 95
Trụ cần 45 76 21
Đối trọng 378 630 176
Cabin 529 882 247
Khung và cơ cấu d/c 284 473 132
Vật nâng 1008 1680 470
ΣW
g
2697 4497 1257
1.2.4.Tải trọng quán tính.
Tải trọng do lực quán tính trong các cơ cấu phát sinh trong thời kỳ
chuyển động không ổn định nh: mở máy, phanh, thay đổi tốc độ.
8
-
Lực quán tính của khối chuyển động tịnh tiến:
P
qt
= m.a =
tg
VG
.
.
Trong đó:
G: là trọng lượng phần chuyển động tịnh tiến
G = 6,76T = 67600N
g: là gia tốc trọng trường g = 9,81 ≈ 10 m/s
2
V: là vận tốc di chuyển cần trục V = 15m/ph = 0,25m/s
t: thời gian chuyển động không ổn định t = 3s
P

qt
=
3.10
25,0.67600
= 563,3 N
-
Lực quán tính sinh ra khi nâng vật là:
P
qtn
=
t
Vn
m
=
60.5,1
20
.1500
= 333,3 N
-
Lực quán tính li tâm của phần quay:
P
lt
= m.ω
2
.R
+ Tháp: P
lt
= 445.0,7
2
.1,6 = 348,9 N

+ Đối trọng: P
lt
= 2450.0,7
2
.1,5 = 1800 N
+ Cabin: P
lt
= 500.0,7
2
.0,6 = 147 N
-
Lực quán tính li tâm khi cơ cấu quay làm việc:
P
lt
= m
c
. ω
2
q
.(x
0
+
2
Lc
cosα)
Trong đó:
m
c
: là trọng lượng cần m
c

= 353 kg
x
0
: là khoảng cách từ trục quay cần đến chốt chân cần x
0
= 1 m
L
c
: là chiều dài cần L
c
= 9 m
α: là góc nghiêng cần α = 15
0
P
lt
= 353.0,7
2
.(1 +
2
9
cos15
0
) = 920,6 N
9

Chương II. Tính toán chung các cơ cấu
2.1. Cơ cấu di chuyển cần trục
2.1.1.Chọn sơ đồ dẫn động cơ cấu di chuyển
Hình 2. Sơ đồ dẫn động cơ cấu di chuyển cần trục.
1. Động cơ

2. Khớp nối và phanh
3. Hộp giảm tốc
4. Bánh xe
- Bố trí dẫn động một phía, dùng 2 động cơ.
2.1.2-Xác định lực nén bánh
Cần trục khi di chuyển tựa trên 4 bánh, ta có:
+ Lực tác dụng gồm:
Trọng lượng phần không quay G
1
= 10,6KN
Trọng lương phần quay kể ca vật nâng G
0
= 72,78KN
Tải trọng ngang do giã W
gI
= 2,697KN
+ Trục quay của máy O-O
+ Mômen do gió tác dụng M
g
= W
gI
.h
với h = 8 m
10
M
g
= 2,697.8 = 21,576 KN = 21576 N
+ Dời lực G
0
về gối tựa O

1
sẽ có
M
x-x
= ( W
gI
.h + G
0
.e ).sinϕ
M
y-y
= ( W
gI
.h + G
0
.e ).cosϕ + G
0
.t
ϕ: Góc hợp bởi phương của cần trục và trục dọc máy. ϕ thay đổi theo vị
trí quay của phần quay cần trục.
N
A
=
4
1
(G
1
+ G
0
) +

b2
1
M
x-x
–
a2
1
M
y-y
N
D,B
=
4
1
(G
1
+ G
0
)
±
a2
1
M
y-y

±

b2
1
M

x-x
N
C
=
4
1
(G
1
+ G
0
) +
a2
1
M
y-y
–
b2
1
M
x-x
Khi cần trục quay ở góc phần tư thứ nhất, N
D
có giá trị lớn nhất ứng với
giá trị tgϕ
*
= a/b = 2,7/2,5 ⇒ ϕ
*
= 47
0
, tức là khi phương của cần vuông

góc với đường chéo AC.

*
0
*
0
01
max
sin
2

cos
2

4
ϕϕ
b
eGhW
a
eGhW
GG
N
gIgI
D
+
+
+
+
+
=

NN
D
12591347sin
5,2.2
5.727808.2697
47cos
7,2.2
5.727808.2697
4
7278010600
max
=
+
+
+
+
+
=
-
Từ giá trị lực nén lên bánh xe lớn nhất, tiến hành tính toán cụm
bánh xe.
+ Tải trọng tương đương tác dụng lên bánh xe được xác định theo
công thức sau:
P
tđ
= γ.K
bx
.P
max
Với P

max
=
max
D
N
=125913 N
K
bx
: Hệ số kể đến chế độ làm việccủa cơ cấu K
bx
= 1,2
γ: Hệ số tính đến sự thay đổi tải trọng trong quá trinh làm việc
γ = 0,9
11
Vậy: P
tđ
= 0,9.1,2.125913 = 135986 N
Bánh xe cần trục đươc thiết kế là bánh xe kẹp chặt trên trục và
không thể quay tương đối với mặt phẳng vuông góc với trục.
Bánh xe lăn được kiểm tra theo sức bền dập. Bánh xe được chế tạo
từ thép đúc 55Π, hai gờ bánh xe đươc nhiệt luyện để đạt độ cứng
khoảng HB = 300 ÷ 200.
Ưng suất dập:

[ ]
d
t
d
Rb
P

σσ
≤=

.
.190

Trong đó:
B: là chiều rộng mặt ray
R: là bán kính bánh xe
Ưng suất dập cho phép
[ ]
d
σ
= 750 N/mm
2
.
Chọn bánh xe có đường kính D = 400 mm
⇒
R = 200 mm
Chiều rộng bánh xe là: B = 100 mm
Đường kính ngõng trục bánh xe d = 130 mm
Chọn đường ray có ký hiệu P38 có kích thước:
Chiều rộng mặt ray: b = 70 mm
Ta có:

[ ]
22
7502,592
200.70
135986

.190 mmNmmN
d
d
=<==
σσ

2.1.3.Xác định lực cản di chuyển cần trục.

( )
gIcd
WK
D
df
GQW
+






+
+
+=
α
µ
.2.
/
G: Trọng lượng cần trục G = 67600 N
Q: Trọng lương vật nâng Q = 15750 N

f: Hệ số ma sát ổ trục f = 0,015
K: Hệ số kể đén ma sát thành bánh K = 1,2
d: Đường kính ngõng trục bánh xe d = 130 mm
12

µ
: Hệ số cản lăn
µ
= 0,5 mm

α
: Độ dốc
α
= 0,005
D: Đường kính bánh xe D = 400 mm
W
gI
: Lực cản của gió W
gI
= 2697 N

Ta có:

( )
NW
cd
2,38512697005,02,1
400
5,0.2130.015,0
6760015750

/
=+






+
+
+=
2.1.4.Tính công suất động cơ và chọn động cơ.
-
Công suất chung của cơ cấu di chuyển:

ctb
cd
tt
VW
N
ηψ
1000
.
/0
=
W
0
: Lực cản chung W
0
= W

d/c
+ 1,3.
g
QG +
.a
g: Gia tốc trọng trường g = 10 m/s
2
a: Gia tốc mở máy a = 0,3 m/s
2
nên W
0
= 3851,2 + 1,3.
10
1575067600
+
.0,3 = 7102 N
v
d/c
: Vận tốc di chuyển cần trục v
d/c
= 15m/ph = 0,25 m/s
tb
ψ
: Hệ số quá tải trung bình
tb
ψ
= 1,6
c
η
: Hiệu suất cơ cấu di chuyển

c
η
= 0,9

==
9,0.6,1.1000
25,0.7102
tt
N
1,23 KW
+Vì cơ cấu dẫn động riêng có 2 động cơ dẫn động nên lấy:

tt
dc
tt
NN 6,0
=
= 0,6.1,23 = 0.74 KW
Ta chọn công suất có ký hiệu MT-011-5 có công suất động cơ
N
đ/c
= 1 KW. Số vòng quay của trục động cơ n =885 v/ph.
-
Tỷ số truyền tính toán của hộp giảm tốc:
13
i
tt
=
bx
dc

n
n
Với n
đc
= 885 v/ph
n
bx
=
bx
x
D
V
.
.60
π
=
60.4,0.
15.60
π
= 12v/ph

⇒
i
tt
=
12
885
= 74
Chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn theo công suất truyền đến và tỷ số tryuền
hộp giảm tốc, ta chọn hộp giảm tốc kiểu treo bánh răng trụ có tỷ số

truyền i
gt
= 84, và công suất truyền đến N
gt
= 0,7.

2.2.Cơ cấu nâng
2.2.1.Sơ đồ dẫn động cơ cấu nâng
Mãc treo
Puly
Hép
gi¶m
tèc
Phanh
§éng c¬
Tang
Hình 3. Sơ đồ dẫn động cơ cấu nâng.
2.2.2.Chọn palăng cáp, đường kính tang và puly.
-
Lực căng cáp lớn nhất trong palăng khi nâng vật
S
max
=
r
p
a
Q
ηη

Trong đó:

14
Q: Tải trọng nâng lớn nhất Q = 1,5T = 1500N
a: bội suất palăng a = 2

η
: Hiệu suất puly
η
= 0,97
r: Sè puly đổi hướng cáp r = 2

p
η
: Hiệu suất palăng

p
η
=
( )
a
a
.1
1
η
η
−
−
=
( )
2.97,01
97,01

2
−
−
= 0,985
S
max
=
2
97,0.985,0.2
1500
= 8100 N
-
Chọn cáp theo lực kéo đứt lớn nhất [S
đ
]
≥
S
max
.n
Lấy n = 1,5
→
[S
đ
] = 8100.5,5 = 44500 N.
Chọn cáp bện đôi kiểu
Π
K-P kết cấu 6x9(1+6+616) +7x7(1+6)
FOCT14954-69 có d
c
= 8 mm;

δ
b
= 200 daN/mm
2
.
- Đường kính puly và tang
D
t

≥
(e-1).d
c
= (20-1).8 = 152 mm
e: Hệ số phụ thuộc CĐLV e = 1
Chọn D
t
= 160 mm.
Đường kính puly cân bằng D = 0,7.D
t
=110 mm.
2.2.3.Chọn móc treo.
-
Từ tải trọng nâng lớn nhất Q = 1,5T ta chọn cụm móc treo có ký
hiệu ΓOCT-6627-66 (N
0
-9)
-
Có các kích thước hình học của móc treo: (mm)
D = 500; S = 35; b = 30; h = 45; d = 35; d
1

= 30; d
0
= M
27
. Kiểu A
có L = 145; l = 70; l
1
= 40; l
2
= 25; R = 7; R
a
= 36; R
b
= 36;
R
c
= 67; R
d
= 18; R
f
= 55; R
9
= 8;
- Có khối lượng: m = 2,6kg
15
2.2.4.Chọn động cơ điện.
-
Ta có
c
n

tt
VQ
N
η
.1000
.
=
Trong đó:
Q: là tải trọng vật nâng lớn nhất Q = 15000 N
V
n
: vận tốc nâng V
n
= 20m/ph = 1/3 m/s
η
c
: Hiệu suất cơ cấu η
c
= 0,85
⇒
3.85,0.1000
15000
=
tt
N
= 5,88 KW
Chọn động cơ có N
đc

≥

N
tt

Ta chọn động cơ có ký hiệu MT-211-6
Có N
đc
= 7,5 KW; n
đc
= 935 v/ph; η
đc
= 80%
16
2.3.C cu quay.
2.3.1. S dn ng.

Bệ quay
Bánh Răng
Hộp giảm tốc
Động
cơ điện
Phanh
Hỡnh 4. S dn ng c khớ.
2.3.2.Xỏc nh cỏc phn lc ta v chn .
-
Phn lc thng ng:
V = Q + G
Q: Trng lng vt nõng Q = 15750N
G: Trng lng cn trc G = 67600N
V = 15750 + 67600 = 83350 N
Ti trng tớnh toỏn:

Q
tt
= K.V = 1,4.83350 = 116690
K: l h s an ton K = 1,4.
17
Từ tải trọng tính toán ta tiến hành chọn ổ bi đỡ 1 dãy loại ΓOCT-
8338-57 ký hiệu 301 có Q
t
=123000N và d
1
==12 mm.
-
Phản lực nằm ngang:
∑m
B1
= 0
→
H = (Q.a + G.c)/h
H =
13
7,0.6760010.15750
+
= 15755 N
P
tt
= K.H = 1,4.15755 = 22057 N
Chọn ổ bi đỡ chặn ΓOCT-5876-54 có Q
t
= 26000 N; d
2

= 25 mm.
2.3.3.Xác định lực cản quay.
-
Mô men cản tĩnh cơ cấu quay đối với trục quay máy:
∑M
t
= M
g
+ M
d
+ ∑M
ms
M
g
: Mô men cản đối với trục quay của máy do tải trọng gió tác dụng
lên vật nâng và máy gây ra:
M
g
=
V
g
M
+
m
g
M
= 1083.10 + 0,7.3148 = 19034 N.m
M
d
: Mô men cản do độ dốc gây ra:

M
d
= (Q.a + G.c).sinα
α: Góc dốc α = 1
0
30’
M
d
= (15750.10 + 67600.0,7).sin1
0
30’ = 5361 N.m
∑M
ms
: Tổng mô men của lực ma sát đối với trục quay:
∑M
ms
= M
ms
(d
1
) + M
ms
(d
2
) + M
ms
(d
3
)
= V.g.d

1
/2 + H.f.d
2
/2 + H.f.d
3
/2
f: Hệ số ma sát tương đương trong ổ f = 0,017
d: Đường kính trung bình của ổ d
2
= d
3
∑M
ms
= V.g.d
1
/2 + H.f.d
2
= 83350.0,017.0,012 + 15755.0,017.0,025 = 24N
⇒
∑M
t
= 19034 + 5361 + 24 = 24419 N.m
-
Mô men của lực quán tính các khối lượng tham gia chuyển động
quay khi mở máy được quy về trục quay của máy:
18
M
qt
=
m

q
t
J
ω
.
Σ
(N.m)
∑J: Tổng mômen quán tính của các khối lương vật nâng và phần
quay của máy quy về trục quay của máy (kg.m
2
)
∑J = δ.(J
x
+ J
m
) = 1,2.(
g
Q
.A
2
+
g
G
.c
2
)
= 1,2.(
10
67600
.10

2
+
10
15750
.0,7
2
) = 812523 Kg.m
2
ω
q
: Tốc độ quay của cần trục.
ω
q
=
30
.
q
n
π
=
30
7,0.14,3
= 0,0732 v/ph
n
q
: Số vòng quay của máy n
q
= 0,7 v/ph
t
m

: Thời gian mở máy, thường được chọn đảm bảo sao cho gia tốc của
đầu cần không lớn hơn 1m/s
2
và được chọn theo bảng t
m
= 2,5s
⇒
M
qt
=
5,2
0732,0.812523
= 23790 N.m
2.3.4.Chọn động cơ cơ cấu quay.
N
tt
=
tb
qtt
MM
ψη
9550
0
+Σ
.n
q
(KW)
n
q
: Tốc độ vòng quay cần trục n

q
= 0,7 v/ph
tb
ψ
: Hệ số quá tải trung bình
tb
ψ
= 1,7
0
η
: Hiệu suất động cơ
0
η
= 0,8

⇒
N
tt
=
7,1.8,0.9550
2379024416
+
.0,7 = 2,46 KW
Chọn động cơ MT-111-6 có N
đc
= 3,5 KW và n
đc
= 905 v/ph
2.4.Cơ cấu thay đổi tầm với
Thay đổi tầm với bằng cách nâng hạ cần.

2.4.1.Sơ đồ dẫn động.
19
Tang
Phanh
Hép
gi¶m
tèc
§éng c¬
Hình 5. Sơ đồ dẫn động cơ cấu thay đổi tầm với
2.4.2.Xác định các thông số hình học.
l
2
C6
C1
6
1
VI
V
IV
III
II
I
l
1
Hình 5. Sơ đồ xác định chiều dài palăng nâng cần.
2.4.3.Tính lực căng trong palăng nâng cần S
p
và lực căng cần S
c
.

S
pi
= (Q
i
.L
c
.cosβ
i
+ Q
c
.L
c
.cosβ
i
/2 – S
V
.C
i
+
c
g
W
.L
c
.sinβ
i
/2 +
V
g
W

.L
c
.sinβ
i
)/C
i
20
S
V
=
ηη

V
p
a
Q
=
75,0.9,0.2
15
= 11,1 KN
Với L
c
= 10 m
Kết quả tính toán:

Vị trí
Thông sè
I II III IV V VI
β
i

(độ)
0
o
10
o
20
o
30
o
40
o
50
o
∆l
i
(m)
22 24 25 26 27 28
C
i
(m) 0,8 1,6 2 2,6 3 3,4
S
PI
(KN)
S
PII
(KN) 113,2 94 71,7 50,4 39,2 30,1
S
PIII
(KN) 113,2 92,1 67,67 52,4 31,7 20,6

max
P
S
= 113,2 (KN)
[S
đ
]
≥

r
P
nS
η
.2
.
max
=
2
9,0.2
5,5.2,113

≥
384,32 (KN)
Chọn cáp bện kép
3
−Π
K
Kết cấu 6x25(1+6,6+12) +7x7(1+6) TOCT 7667-69; d
c

= 19,5 mm;
S = 200daN/mm
2
Tính công suất động cơ:

P
tb
S
=
i
i
l
iPi
lS
Σ∆
∆Σ
=
.
2
5
1
= 92,3 (KN)
Công suất động cơ: N
tt
=
c
P
P
tb
VS

η
.1000
.

V
P
= V
tb
.
t
Pi
∆
∆
=
t
8,1820
−
= 0,014 m/s
⇒
N
tt
=
75,0.1000
014,0.1000.3,92
= 1,73 KW
21
Chọn công suất động cơ: Kiểu MT-012-5 có công suất trên trục
động cơ N
đc
= 1,8 KW, số vòng quay của trục động cơ n = 920,

hiệu suất 67%
Chương iii. Tính toán riêng cơ cấu di chuyển.
3.1.Chọn sơ đồ dẫn động cơ cấu di chuyển
Hình 6. Sơ đồ dẫn động cơ cấu di chuyển cần trục.
5. Động cơ
6. Khớp nối và phanh
7. Hộp giảm tốc
8. Bánh xe
- Bố trí dẫn động một phía, dùng 2 động cơ.
3.2-Xác định lực nén bánh
Cần trục khi di chuyển tựa trên 4 bánh, ta có:
+ Lực tác dụng gồm:
22
Trọng lượng phần không quay G
1
= 10,6KN
Trọng lương phần quay kể ca vật nâng G
0
= 72,78KN
Tải trọng ngang do giã W
gI
= 2,697KN
+ Trục quay của máy O-O
+ Mômen do gió tác dụng M
g
= W
gI
.h
với h = 8 m
M

g
= 2,697.8 = 21,576 KN = 21576 N
+ Dời lực G
0
về gối tựa O
1
sẽ có
M
x-x
= ( W
gI
.h + G
0
.e ).sinϕ
M
y-y
= ( W
gI
.h + G
0
.e ).cosϕ + G
0
.t
ϕ: Góc hợp bởi phương của cần trục và trục dọc máy. ϕ thay đổi theo vị
trí quay của phần quay cần trục.
N
A
=
4
1

(G
1
+ G
0
) +
b2
1
M
x-x
–
a2
1
M
y-y
N
D,B
=
4
1
(G
1
+ G
0
)
±
a2
1
M
y-y

±

b2
1
M
x-x
N
C
=
4
1
(G
1
+ G
0
) +
a2
1
M
y-y
–
b2
1
M
x-x
Khi cần trục quay ở góc phần tư thứ nhất, N
D
có giá trị lớn nhất ứng với
giá trị tgϕ
*

= a/b = 2,7/2,5 ⇒ ϕ
*
= 47
0
, tức là khi phương của cần vuông
góc với đường chéo AC.

*
0
*
0
01
max
sin
2

cos
2

4
ϕϕ
b
eGhW
a
eGhW
GG
N
gIgI
D
+

+
+
+
+
=
NN
D
12591347sin
5,2.2
5.727808.2697
47cos
7,2.2
5.727808.2697
4
7278010600
max
=
+
+
+
+
+
=
-
Từ giá trị lực nén lên bánh xe lớn nhất, tiến hành tính toán cụm
bánh xe.
+ Tải trọng tương đương tác dụng lên bánh xe được xác định theo
công thức sau:
23
P

tđ
= γ.K
bx
.P
max
Với P
max
=
max
D
N
=125913 N
K
bx
: Hệ số kể đến chế độ làm việccủa cơ cấu K
bx
= 1,2
γ: Hệ số tính đến sự thay đổi tải trọng trong quá trinh làm việc
γ = 0,9
Vậy: P
tđ
= 0,9.1,2.125913 = 135986 N
Bánh xe cần trục đươc thiết kế là bánh xe kẹp chặt trên trục và
không thể quay tương đối với mặt phẳng vuông góc với trục.
Bánh xe lăn được kiểm tra theo sức bền dập. Bánh xe được chế tạo
từ thép đúc 55L, hai gờ bánh xe được nhiệt luyện để đạt độ cứng
khoảng HB = 300 ÷ 400.
Ứng suất dập:

[ ]

d
td
d
Rb
P
σσ
≤=
.
.190
Kích thước bánh xe
Trong đó:
B: là chiều rộng mặt ray
R: là bán kính bánh xe
Ứng suất dập cho phép
[ ]
d
σ
= 750 N/mm
2
.
Chọn bánh xe có đường kính D = 400 mm
⇒
R = 200 mm
Chiều rộng bánh xe là: B = 100 mm
24
Đường kính ngõng trục bánh xe d = 130 mm
Chọn đường ray có ký hiệu P38 có kích thước:
Chiều rộng mặt ray: b = 60 mm
Ta có:

[ ]
22
7506,639
200.60
135986
.190 mmNmmN
d
d
=<==
σσ

3.3.Xác định lực cản di chuyển cần trục và tính công suất động cơ.

( )
gIcd
WK
D
df
GQW
+






+
+
+=
α

µ
.2.
/
G: Trọng lượng cần trục G = 67600 N
Q: Trọng lương vật nâng Q = 15750 N
f: Hệ số ma sát ổ trục f = 0,015
K: Hệ số kể đén ma sát thành bánh K = 1,2
d: Đường kính ngõng trục bánh xe d = 130 mm

µ
: Hệ số cản lăn
µ
= 0,5 mm

α
: Độ dốc
α
= 0,005
D: Đường kính bánh xe D = 400 mm
W
gI
: Lực cản của gió W
gI
= 2697 N

Ta có:

( )
NW
cd

2,38512697005,02,1
400
5,0.2130.015,0
6760015750
/
=+






+
+
+=
-
Công suất chung của cơ cấu di chuyển:

ctb
cd
tt
VW
N
ηψ
1000
.
/0
=
W
0

: Lực cản chung W
0
= W
d/c
+ 1,3.
g
QG +
.a
g: Gia tốc trọng trường g = 10 m/s
2
25