Thiết kế cổng trục sức nâng q=20t phục vụ nhà máy thủy điện đrâyhơlinh (kèm bản vẽ)

Đồ án Tốt Nghiệp Trờng Đại Học Xây Dựng
Bộ giáo dục và đào tạo cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam Trờng
đại học xây dựng Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
o0o o0o
Khoa : Cơ khí Xây dựng
Bộ môn: Máy Xây dựng
Nhiệm vụ
thiết kế tốt nghiệp
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Mạnh Cờng
Lớp : 44M Năm thứ: 5
Ngành : Máy Xây dựng
1. Đầu đề thiết kế :
Thiết kế cổng trục sức nâng Q= 20

T phục vụ nhà mày thuỷ điện
Đrâyhơlinh.
2. Các số liệu ban đầu làm thiết kế:
- Sức nâng Q = 20T; khẩu độ 3,5 (m)
- Hành trình xe con L = 2,5 (m)
- Chiều cao nâng:
+ Từ mặt ray : 8 (m)
+ Từ cốt âm so với mặt ray (13,5 m)là H = 21,5 (m)
- Tốc độ nâng 8
m
/0,8
m
/ph
- Tốc độ di chuyển xe con : 10 (m/ph)
- Tốc độ di chuyển cổng trục 32 (m/ph)
Chế độ làm việc : Nhẹ. Điều khiển từ Cabin .
3. Nội dung các phần thuyết minh tính toán:

- Xác định kích thớc hình học của cổng trục .
- Tính toán thiết kế:
+ Cơ cấu nâng vật
+ Cơ cấu di chuyển cổng trục
+ Cơ cấu di chuyển xe con
+ Kết cấu thép cổng trục
4. Các bản vẽ và đồ thị:
- Bản vẽ hình chung máy thiết kế A
0
- Bản vẽ xe con và các cơ cấu nâng di chuyển xe A
o

- Bản vẽ tang cuốn cáp A
o
- Bản vẽ lắp cơ cấu di chuyển xe con A
1
- Bản vẽ cơ cấu di chuyển cổng trục A
1
- Bản vẽ kết cấu dầm A
1
Nguyễn Mạnh Cờng Lớp 44 M Khoa Cơ Khí Xây Dựng
1
Đồ án Tốt Nghiệp Trờng Đại Học Xây Dựng
- Bản vẽ kết cấu chân A
1
- Bản vẽ bệ di chuyển A
1
- Bản vẽ cụm móc treo A
1
- Bản vẽ kết cấu xe con A

1
- Bản vẽ chế tạo nắp tang A
1
5. Cán bộ hớng dẫn chính :
TS. Trơng Quốc Thành
6. Ngày giao nhiệm vụ thiết kế: Ngày 25 tháng 2 năm 2004
7. Ngày hoàn thành : Ngày tháng năm 2004
Cán bộ hớng dẫn tốt nghiệp
(Ký tên và ghi rõ họ tên)
Nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp đã đợc
Bộ môn thông qua ngày tháng năm 2004
Trởng bộ môn
(Ký tên và ghi rõ họ tên)
Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án cho
Bộ môn ngày 11 tháng 2 năm 2004
Sinh viên làm thiết kế tốt nghiệp
(Ký tên và ghi rõ họ tên)
Mục lục
Trang
Nguyễn Mạnh Cờng Lớp 44 M Khoa Cơ Khí Xây Dựng
2
Đồ án Tốt Nghiệp Trờng Đại Học Xây Dựng
Lời nói đầu
6
Chơng I: Giới thiệu chung 8
I. Giới thiệu chung về cổng trục 8
1.1 Giới thiệu chung 8
1.2 Kết cấu thép cổng trục 10
1.3 Xe con 12
1.4 Cơ cấu di chuyển cổng

1.5 Một số dạng kết cấu đặc biệt
14
14
II. Giới thiệu cổng trục thiết kế 16
1.1 Giới thiệu chung 16
1.2 Kết cấu thép 17
1.3 Xe con 18
Chơng II: Tính toán cơ cấu nâng 22
I. Tính toán cơ cấu nâng 22
1.1. Lựa chọn pa lăng cáp, đờng kính tang và puly 22
1.2 Sơ đồ dẫn động cụm cơ cấu nâng 22
1.3 Chọn và tính toán kiểm tra bền cụm móc treo 23
1.4 Lựa chọn ổ tựa cho móc treo 26
1.5 Tính toán cụm tang 30
1.6 Tính toán trục tang 35
1.7 Kiểm tra trục về độ bền quá tải
1.8 Chọn ổ lăn cho trục tang
39
40
II Tính công suất động cơ và chọn hộp giảm tốc cơ cấu nâng 42
2.1 Tính công suất động cơ 42
2.2 Kiểm tra động cơ 43
2.3 Chọn khớp nối
2.4 Kiểm tra động cơ chọn
52
55
2.5 Chọn khớp nối 63
Chơng III: Cơ cấu di chuyển xe con 67
I. Sơ đồ bố trí xe con trên dầm cổng trục 67
1.1 Xác định lực cản di chuyển 67

1.2 Tính công suất động cơ sơ bộ và chọn Hộp giảm tốc 68
1.3 Kiểm tra động cơ 70
1.4 Tính phanh và chọn phanh 74
II. Tính toán bánh xe di chuyển xe con 77
2.1 Tải trọng tính toán tác dụng lên bánh xe 77
III. Tính trục truyền cho cơ cấu di chuyển xe con 78
3.1 Sơ đồ trục di chuyển xe 78
3.2 Chọn khớp nối 79
3.3 Sơ đồ lực tác dụng lên trục 80
3.4 Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi theo hệ số an toàn 81
Nguyễn Mạnh Cờng Lớp 44 M Khoa Cơ Khí Xây Dựng
3
Đồ án Tốt Nghiệp Trờng Đại Học Xây Dựng
3.5 Kiểm tra trục về độ bền quá tải 83
3.6 Chọn ổ lăn cho trục 84
3.7 Chọn khớp nối 85
Chơng IV: Cơ cấu di chuyển cổng trục 86
I. Lựa chọn phơng án dẫn động cơ cấu di chuyển cổng 86
1.1 Lựa chọn phơng án 86
1.2 Xác định lực nén bánh lên bánh xe di chuyển cổng 86
1.3 Xác định lực cản di chuyển và tính công suất động cơ 88
1.4 Tính công suất động cơ và chọn động cơ 88
1.5 Tính chọn bộ truyền ngoài 90
1.6 Kiểm tra động cơ 90
1.7 Kiểm tra an toàn bám của động cơ 93
1.8 Tính toán bánh xe di chuyển 94
1.9 Tính trục truyền 94
1.10 Kiểm nghiệm trục theo độ bền mỏi 99
1.11 Kiểm tra trục về độ bền quá tải 101
1.12 Chọn ổ lăn 105

Chơng V : Tính toán kết cấu thép cổng trục 107
I. Sơ đồ tính toán và tải trọng tác dụng 107
1.1 Lựa chọn tiết diện kết cấu thép cổng trục 107
1.2 Tính toán các tải trọng tác dụng lên cổng 108
1.3 Tổ hợp tải trọng 111
II. Tính toán cụ thể cho kết cấu cổng trục 114
2.1 Tính toán các thông số hình học của tiết diện 114
III. Nội lực trong kết cấu thép cổng trục 116
3.1 Nội lực tác dụng lên kết cấu cổng 117
IV Kiểm tra bền toàn bộ kết cấu cổng trục 126
4.1 Kiểm tra bền cho các tải đặt tại giữa dầm trong trờng hợp 1 126
4.2 Kiểm tra bền cho các tải đặt tại mép dầm trong trờng hợp 1 130
4.3 Kiểm tra bền cổng trục ứng với trờng hợp 2 tại giữa dầm 132
Nguyễn Mạnh Cờng Lớp 44 M Khoa Cơ Khí Xây Dựng
4
Đồ án Tốt Nghiệp Trờng Đại Học Xây Dựng
4.4 Kiểm tra bền cổng trục ứng với trờng hợp 2 tại mép dầm 135
V. Kiểm tra ổn định cổng trục 138
5.1 Kiểm tra ổn định cổng theo phơng vuông góc với đờng ray 138
5.2 Kiểm tra ổn định cổng theo phơng song song với đờng ray 139
Tài liệu tham khảo 142
Nguyễn Mạnh Cờng Lớp 44 M Khoa Cơ Khí Xây Dựng
5
Đồ án Tốt Nghiệp Trờng Đại Học Xây Dựng
Lời nói đầu
- Trong những năm trở lại đây nớc ta đã và đang bớc vào công cuộc công
nghiệp hoá, hiện đại hoá. Do đó với sự đầu t mạnh của nhà nớc vào
nghành xây dựng cơ bản, nghành xây dựng cơ bản đã và đang có những
bớc phát triển nhảy vọt tạo đà cho sự phát triển kinh tế và xã hội ở nớc
ta. Trong sự phát triển chung đó để có thể đáp ứng đợc những yêu cầu

về cơ giới hoá trong xây dựng dân dụng và công nghiệp, xây dựng cầu
và các công trình thuỷ lợi cũng nh các nghành khai thác chế biến dầu
khí ngành máy xây dựng đã và đang có những tiến bộ vợt bậc về
công nghệ tiên tiến, cũng nh chủng loại sử dụng. Trong điều kiện nớc ta
hiện nay cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ xây dựng và
sản suất vật liệu xây dựng, máy xây dựng ngày càng đợc hoàn thiện đã
có thể tiến tới tự thiết kế, chế tạo các máy và các thiết bị xây dựng hiện
đại. Với việc cơ giới hoá trong xây dựng sẽ làm tăng năng suất lao
động, tăng nhịp độ thi công cũng nh đảm bảo chất lợng công trình và hạ
giá thành sản phẩm, thậm chí trở thành nhân tố quyết định đến sự hình
thành một công trình hiện đạiChính vì những lý 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.
- Sau một thời gian dài học tập và rèn luyện trong khoa máy xây dựng tại
Trờng Đại Học Xây Dựng, đợc sự chỉ dạy tận tình nhiệt huyết của các
thầy các cô và với sự cố gắng của bản thân, đã trang bị tốt cho sinh viên
chúng em trong công việc sau này. Đề tài tôt nghiệp chính là sự hệ
thống lại toàn bộ kiến thức đã học và là cơ sở để đánh giá tốt qúa trình
học tập của mỗi sinh viên.Với đề tài tốt nghiệp là Thiết kế cổng trục
sức nâng 20 (tấn) phục phụ cho nhà máy thuỷ điện Đrâyhơlinh. Đợc sự
chỉ bảo tận tình của các thầy trong khoa, đặc biệt là sự hớng dẫn chỉ bảo
tận tình của thày giáo Tiến sỹ Trơng Quốc Thành đã giúp em hoàn
thành đồ án tốt nghiệp đợc giao đúng thời gian và khối lợng công việc
mà Bộ môn và các thày đã giao.
- Với sự nỗ lực của bản thân để hoàn thiện cho đồ án tốt nhất. Tuy nhiên
với khả năng và điều kiện tài liệu cha cho phép dù có cố gắng nhng đồ
án chắc chắn còn nhiều sai sót kính mong các thầy xem xét bỏ qua.
- Một lần nữa em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thày giáo Ts. Trơng
Quốc Thành và tất cả các thày cô trong khoa máy xây dựng thuộc Trờng
ĐHXD đã dạy bảo và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập và làm đồ

án tốt nghiệp.
Nguyễn Mạnh Cờng Lớp 44 M Khoa Cơ Khí Xây Dựng
6
§å ¸n Tèt NghiÖp Trêng §¹i Häc X©y Dùng
Hµ Néi, th¸ng 5 n¨m 2004
Sinh viªn thùc hiÖn
NguyÔn M¹nh Cêng
NguyÔn M¹nh Cêng Líp 44 M Khoa C¬ KhÝ X©y Dùng
7
Đồ án Tốt Nghiệp Trờng Đại Học Xây Dựng
Chơng I: giới thiệu chung
I. Giới thiệu chung về cổng trục.
1.1. Giới thiệu chung.
- 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 dới đất.
- Theo công dụng có thể phân thành cổng trục có công dụng chung còn gọi là
cổng trục dùng để xếp dỡ, cổng trục dùng để lắp ráp trong xây dựng và cổng
trục chuyên dùng.
Cổng trục có công dụng chung có tải trọng nâng từ 3,2 - 10T, khẩu độ dầm
cầu 10- 40m, chiều cao nâng 7-16m. Cổng trục dùng để lắp ráp trong Xây
dựng có tải trọng nâng 50 400 (tấn), khẩu độ đến 80m và chiều cao nâng
đến 30m. Cổng trục dùng để lắp ráp có tốc độ nâng, di chuyển xe con và di
chuyển cổng nhỏ hơn so với cổng trục có công dụng chung. Đặc biệt nó có tốc
độ chậm khi dùng lắp ghép, nâng hạ vật 0,05- 0,1 m/ph và di chuyển xe con di
chuyển cổng 0,1 m/ph.
Hình 1.1: cổng trục một dầm
Cổng trục có công dụng chung dùng để bốc dỡ, vận chuyển hàng thể khối,
vật liệu rời trong các kho bãi bến cảng nhà ga, đờng sắt. Cổng trục dùng để lắp
ráp dùng trong lắp ráp thiết bị trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt trong các công
trình năng lợng và lắp ghép các công trình giao thông. Thiết bị mang vật của

cổng trục thờng là móc treo, gàu ngoạm hoặc là nam châm điện. Cổng trục
chuyên dùng thờng đợc sử dụng trong các nhà máy thuỷ điện.
Theo kết cấu thép có cổng trục không có côngxôn (hình 1.1), cổng trục có
một đầu côngxôn và hai đầu côngxôn (hình 1.2). Kết cấu dầm cầu và kết cấu
chân cổng cũng rất da dạng. Dầm cầu có thể đợc chế tạo dới dạng dầm hộp
hàn, dạng ống, dầm dàn không gian và có thể một hoặc hai dầm. Kết cấu chân
cổng có thể là dàn hoặc hộp.
Nguyễn Mạnh Cờng Lớp 44 M Khoa Cơ Khí Xây Dựng
8
Đồ án Tốt Nghiệp Trờng Đại Học Xây Dựng
Hình1.2: cổng trục một dầm có côngxôn
Ray di chuyển xe con trên dầm cầu có thể đặt phía trên hoặc treo ở phía d-
ới dầm cầu. Chân cổng thờng có một chân cứng (có kết cấu hộp hoặc dàn
không gian liên kết cứng với dầm cầu) và một chân mềm (có kết cấu ống hoặc
giàn phẳng và liên kết khớp với dầm cầu). Chân mềm có liên kết khớp với
dầm cầu để đảm bảo cho kết cấu là hệ tĩnh định, nó có thể lắc quanh trục
thẳng đứng đến 5
0
để bù trừ sai lệch của kết cấu và đờng ray do chế tạo, lắp
đặt và ảnh hởng của biến dạng do nhiệu độ. Nh vậy chân mềm của cổng trục
có tác dụng giảm ma sát thành bánh xe với ray, giảm tải trọng xô lệch và tránh
kẹt ray khi di chuyển. Cổng trục có khẩu độ dới 25m có thể chế tạo haichân
cứng. Đối với cổng trục hạng nặng có sức nâng trên 100T thờng là hai ray di
chuyển cho mỗi bên và cụm bánh xe di chuyển gồm nhiều bánh xe đặt trên
cầu cân bằng để đảm bảo cho chúng có lực nén bánh đều nhau. Các cổng trục
có sức nâng lớn thờng đợc bố trí thêm một đến hai tời nâng phụ.
Xe con của cổng trục có thể là palăng điện hoặc tời treo chạy trên ray treo
và có thể là xe con giống nh cầu trục. Cơ cấu nâng và cơ cấu di chuyển xe con
có thể bố trí trên kết cấu thép của cổng truc, dẫn động xe con bằng cáp kéo.
2.2. Kết cấu thép cổng trục

Kết cấu thép của cổng trục bao gồm dầm cầu và các chân cổng.
a. Kết cấu thép của dầm cầu
Cổng trục một dầm có kết cấu dầm là tổ hợp đợc sử dụng rất phổ biến với
sức nâng từ 5 - 10 t. Các cổng trục một dầm thờng sử dụng palăng điện chạy
trên ray treo dới dầm (hình 1.1,1.2). Một số trờng hợp dùng xe con chạy trên
hai ray đặt dới dầm (hình 1.3g,h,i). Dầm cầu dạng dàn không gian thờng có
thêm các thanh xiên ở bên trong để tăng cứng.
Nguyễn Mạnh Cờng Lớp 44 M Khoa Cơ Khí Xây Dựng
9
Đồ án Tốt Nghiệp Trờng Đại Học Xây Dựng
c
d
e
f
g
h i
a
b
Hình 1.3: kết cấu dầm loại một dầm
a b
Hình 1.4: kết cấu dầm loại hai dầm
Cổng trục có sức nâng lớn thờng là loại hai dầm hộp có ray di chuyển xe
con đặt phía trên dầm cầu. Loại này thờng dùng xe con chạy trên hai dầm,
trên hình 1.4 là mặt cắt dầm cầu của cổng trục hai dầm có sức nâng lớn. Ngoài
ra với tải trọng nâng lớn dầm cầu có thể là giàn không gian.
b. Kết cấu thép của chân cổng
Chân cổng có kết cấu hộp hoặc dàn, với kết cấu dàn thì chân có khả năng
chịu tải trọng lớn tuy nhiên chúng có nhợc điểm là thờng chiếm nhiều diện
tích, chân cổng kiểu hộp khắc phục đợc nhợc điểm này của chân dàn. Trên
hình 1.5a,b là chân cứng của cổng trục có dạng hộp và mặt cắt dầm cầu nh

trên hình 1.4, với kết cấu này cổng trục có thể có một hoặc hai đầu côngxôn.
Nguyễn Mạnh Cờng Lớp 44 M Khoa Cơ Khí Xây Dựng
10
Đồ án Tốt Nghiệp Trờng Đại Học Xây Dựng
a b c
Hình 1.5: chân cổng
Chân cổng có kết cấu giàn cùng dầm cầu loại giàn không gian (một dầm),
trong trờng hợp này thờng xe con di chuyển trên ray bên dới dầm cầu, vật
nâng đợc treo trên các palăng cáp (hình 1.5c).
Cabin của cổng trục có thể đợc đặt cố định tại chân cứng hoặc treo trên xe
con và di chuyển cùng xe con.
Cổng trục hai dầm có xe con chạy trên ray đặt trên hai dầm thờng có thêm
sàn thao tác để bảo dỡng và sửa chữa.
Cổng trục có khẩu độ dới 25m có thể chế tạo với hai chân cứng (hình
1.6a), cổng trục có khẩu độ lớn thờng một chân liên kết cứng với dầm còn
chân kia liên kết khớp với dầm. Trên sơ đồ 1.6b,c có chân cổng liên kết khớp
với dầm. Sơ đồ 1.6b có chân cổng bên trái liên kết cứng với dầm còn chân
cổng bên phải liên kết khớp với dầm nhờ khớp quay hình trụ với trục xoay
nằm trong mặt phẳng ngang. Với sơ đồ này chân cổng có thể lắc quanh trục
thẳng đứng tới 5
0
về cả hai phía và góc lắc đợc khống chế bởi khe hở giữa vỏ
khớp phía dới và phía trên. Trong trờng hợp này cổng trục bị xô lệch do tốc độ
hai bên không đồng đều nhau thì dầm cầu bị uốn trong mặt phẳng ngang.
Nguyễn Mạnh Cờng Lớp 44 M Khoa Cơ Khí Xây Dựng
11
Đồ án Tốt Nghiệp Trờng Đại Học Xây Dựng
l< 25000
c
b

d
a
b
c
Hình 1.6
Nhợc điểm này đợc khắc phục trong sơ đồ 1.6c, chân cứng bên trái đợc
liên kết với dầm bằng nút trợt (nút B) cho phép dầm có thể xoay tơng đối
quanh vấu định vị thẳng đứng (nút C). Chân mềm bên phải liên kết với dầm
bằng khớp cầu cho phép xoay theo hớng bất kỳ. Khi cổng trục bị xô lệch thì
dầm cầu không bị uốn và hoàn toàn tránh đợc khả năng bị kẹt.
3. Xe con của cổng trục
Kết cấu xe con của cổng trục rất đa dạng tuỳ thuộc vào kết cấu của dầm
cầu và tải trọng nâng của cổng trục.
Cổng trục một dầm có tải trọng nâng nhỏ thờng dùng palăng điện chạy
dọc ray treo ở dới dầm. Loại cổng trục này thờng đợc điều khiển từ cabin hoặc
hộp nút bấm từ dới nền.
Cổng trục hai dầm có tải trọng nâng lớn thờng dùng xe con chạy trên các
ray đặt trên hai dầm. Một số cổng trục có xe con tựa hoặc treo trên hai ray đặt
dới dầm (thờng là dầm dàn không gian). Theo cách dẫn động có loại xe con tự
hành và xe con di chuyển nhờ cáp kéo.
Nguyễn Mạnh Cờng Lớp 44 M Khoa Cơ Khí Xây Dựng
12
Đồ án Tốt Nghiệp Trờng Đại Học Xây Dựng
a
b
1
2
3
4
5

6
6
Hình 1.7: sơ đồ mắc cáp trên xe con di chuyển bằng cáp kéo
a. cơ câu nâng vật, b. cơ cấu di chuyển xe con
1,2. các thiết bị điều chỉnh lực căng cáp kéo
3. xe con, 4. cabin, 5. tang của cơ cấu di chuyển
6. các puly đổi hớng cáp
Cơ cấu di chuyển xe con bằng cáp kéo thờng đặt ngoài xe con (trên kết
cấu thép của cổng trục). Sơ đồ mắc cáp của cơ cấu di chuyển xe con nh hình
1.7b, hai đầu của cáp đợc quấn vào tang theo chiều ngợc nhau do đó khi tang
quay thì một đầu cuốn còn một đầu nhả đảm bảo cho xe con di chuyển đợc.
Tang của cơ cấu này có thể là tang thờng hoặc tang ma sát. Cabin điều khiển
có thể đợc gắn trên xe con và di chuyển cùng nó.
Cơ cấu nâng của cổng trục cũng có thể đợc đặt trên xe con hoặc ngoài
xe con (trên kết cấu thép của cổng trục). Khi đặt ngoài xe con (hình 1.7a), để
đảm bảo chiều cao nâng không đổi khi xe con di chuyển thì cáp nâng vắt qua
các puly trên xe con và trên cụm móc treo sau đó đi ra khỏi xe con về phía
cuối dầm cầu và cáp đợc cố định vào dầm cuối. Phơng án này cho phép giảm
đáng kể kích thớc và trọng lợng của xe con do đó trọng lợng của dầm cầu
cũng giảm đáng kể khoảng 20%. Nhợc điểm của phơng án này là cáp nâng có
thể có độ võng rất lớn khi xe con di chuyển không tải trọng nâng. Để khắc
phục nhợng điểm này, ngời ta làm các con lăn đỡ cáp nâng và tăng trọng lợng
của cụm móc treo.
4. Cơ cấu di chuyển cổng trục
ở một số cổng trục nhỏ loại cũ cơ cấu di chuyển cổng trục thờng dùng ph-
ơng án dẫn động chung và cơ cấu đặt trên dầm cầu. Phơng án này tuy giảm tải
Nguyễn Mạnh Cờng Lớp 44 M Khoa Cơ Khí Xây Dựng
13
Đồ án Tốt Nghiệp Trờng Đại Học Xây Dựng
trọng xô lệch cổng song cồng kềnh, khó lắp đặt và đắt nên hiện nay không

dùng. Hiện nay cơ cấu di chuyển cổng thờng dùng phơng án dẫn động riêng.
Trên mỗi chân cổng có một cơ cấu di chuyển riêng, số bánh xe chủ động th-
ờng không vợt quá 50% tổng số bánh xe .
Hình 1.8: các sơ đồ dẫn động cơ cấu di chuyển cổng trục
Cổng trục hiện đại thờng dùng cơ cấu di chuyển có hộp giảm tốc đặt đứng
hoặc hộp giảm tốc trục vít - bánh vít và động cơ lắp mặt bích với hộp giảm
tốc. Kết cấu này vừa gọn nhẹ vừa dễ tháo lắp. Cổng trục cỡ lớn thờng có chân
cổng tựa trên các bánh xe, số bánh xe trên mỗi cụm là hai đến bốn bánh để
giảm tải cho bánh. Các cụm bánh xe thờng lắp trên các cầu cân bằng để đảm
bảo lực nén đều trên các bánh xe. Ray di chuyển cổng có thể là một hoặc hai
ray. Trên hình 1.8 là các sơ đồ dẫn động của cơ cấu di chuyển cổng.
Cổng trục chủ yếu làm việc ngoài trời do đó cần phải có cơ cấu kẹp ray để
đảm bảo an toàn trong trờng hợp gió lớn khi không làm việc. Thiết bị kẹp ray
dẫn động bằng tay làm việc tơng đối tin cậy song mất nhiều thời gian và nặng
nhọc, hiện nay phổ biến loại kẹp ray dẫn động bằng máy. Loại này hoạt động
tự động nhờ tác động của thiết bị đo gió khi áp lực gió vợt quá giá trị cho
phép. Tuy nhiên cổng trục vẫn phải có thiết bị kẹp ray dẫn động bằng tay đề
phòng thiết bị kẹp ray bằng máy hỏng.
5. Một số dạng kết cấu đặc biệt của cổng trục
a. Cổng trục tự lắp dựng
Nguyễn Mạnh Cờng Lớp 44 M Khoa Cơ Khí Xây Dựng
14
Đồ án Tốt Nghiệp Trờng Đại Học Xây Dựng
Hình 1.9: sơ đồ lắp dựng cổng trục tự lắp dựng
Lắp dựng cổng trục là một công việc nặng nhọc và tốn thời gian. Kết cấu
cổng trục tự lắp dựng cho phép giảm nhẹ mức độ nặng nhọc và rút ngắn thời
gian lắp dựng. Loại cổng trục này ngày càng đợc sử dụng rộng rãi. Sơ đồ lắp
dựng nh hình 1.9, tải trọng nâng của cổng trục tự lắp dựng thờng không vợt
quá 20t.
b. Cổng trục xếp dỡ côngtennơ

- Loại cổng trục này chuyên dùng để xếp dỡ côngtennơ trong các nhà ga
bến cảng, kho bãi. Đặc điểm chính là dùng các thiết bị mang chuyên
dùng rút ngắn thời gian xếp dỡ và giảm nhẹ sức lao động. Cổng trục xếp
dỡ côngtennơ thờng có hai đầu côngxôn. Một đầu công xôn thờng đặt
trong nhà kho chứa côngtennơ một đầu là ở bãi để côngtennơ. Phần
phía trong chân cổng thờng có ray di chuyển để tàu hoả hoặc các phơng
tiện khác vào để vận chuyển hàng hoá đến hoặc đi.
- Tải trọng nâng của cổng trục xếp dỡ côngtennơ thờng đợc chọn theo tải
trọng của côngtennơ và thiết bị mang chuyên dùng vì chúng khá nặng.
c. Cổng trục phục vụ nhà máy thuỷ điện
Cổng trục này thờng đợc dùng trong lắp ráp và vận hành khai thác nhà
máy thuỷ điện. Chúng thờng có tải trọng nâng lớn (từ 100 - 500t) và có khẩu
độ dầm cầu không lớn.
Có thể chia cổng trục trong nhà máy thuỷ điện làm 3 loại:
- Cổng trục dùng để lắp ráp và phục vụ các thiết bị trong nhà máy thuỷ
điện.
- Cổng trục phục vụ các thiết bị và nâng hạ của đập.
- Cổng trục để phục vụ lắp ráp cửa đập.
Cổng trục trên có thể có hoặc không có côngxôn. Cơ cấu nâng của cổng
trục loại này có đặc điểm là dùng hai tờ nâng đặt cách nhau đúng bằng chiều
Nguyễn Mạnh Cờng Lớp 44 M Khoa Cơ Khí Xây Dựng
15
Đồ án Tốt Nghiệp Trờng Đại Học Xây Dựng
rộng của cửa đập và để tránh khả năng bị kẹt cửa đập trong khung dẫn hớng
của nó, hai tời nâng phải đồng đều. Cửa đập trong các nhà máy thuỷ điện phải
đợc nâng với tốc độ chậm. Còn khi không nâng thì phải có tốc độ nhanh để rút
ngắn thời gian do vậy tời nâng phải có hai tốc độ.
II. Giới thiệu cổng trục thiết kế
1.1. Đặc điểm làm việc của cổng trục thiết kế:
a. Mục đích sử dụng của cổng trục thiết kế:

- Cổng trục thiết kế để phục phụ các thiết bị và nâng hạ cửa đập của nhà
máy thuỷ điện Đrâyhơlinh.
b. Yêu cầu về tốc độ , cấu tạo và điều khiển:
- Sức nâng của cổng trục Q = 20 (tấn); khẩu độ 3 (m); hành trình di
chuyển của xe con L = 2,5 (m);
- Chiều cao nâng : Từ mặt ray : 8 (m)
+ Từ cốt âm so với mặt ray (cao 13,5 m) là H = 21,5 (m)
+ Tốc độ nâng 8 m/0,8 m/phút.
- Tốc độ di chuyển xe con v
xecon
=10 (m/phút)
- Tốc độ di chuyển của cổng trục v
cổng
= 32,5 (m/ph)
- Chế độ làm việc nhẹ 15%. Điều khiển từ Cabin.
1.2 Cấu tạo chung:
- Với nhiệm vụ thiết kế là cổng trục có sức nâng Q = 20 (tấn) và khẩu độ
L =3,5 m ta lựa chọn phơng án thiết kế là cổng trục hai dầm xe con di
chuyển trên ray đặt trên hai dầm. Sơ đồ hình chung cổng trục thiết kế
nh hình 1.10.
- Cổng trục này đợc thiết kế với khẩu độ nhỏ, với hai chân đợc liên kết
cứng với dầm. Nh vậy sẽ giúp cho công việc lắp dựng đơn giản hơn,
giảm thời gian do đó tăng năng suất lao động.
a) Hình chung cổng trục thiết kế : ( Hình 1.10 )
1 : Cụm cơ cấu di chuyển 5 : Sàn công tác
2 : Giàn leo cổng trục 6 : Xe con di chuyển
3 : Chân cổng 7 : Dầm chính
4 : Ca bin 8 : Móc treo
Nguyễn Mạnh Cờng Lớp 44 M Khoa Cơ Khí Xây Dựng
16

Đồ án Tốt Nghiệp Trờng Đại Học Xây Dựng
Hình 1.10 : Hình chung cổng trục
1.2. Kết cấu thép của cổng trục thiết kế
a. Kết cấu thép của dầm
- Dầm của cổng trục là dầm hộp đợc hàn từ thép tấm CT3. Trên dầm chính ở
hai đầu có dầm nối dùng để liên kết cứng hai dầm lại với nhau đảm bảo điều
kiện làm việc của cổng trục. Ngoài ra trên mỗi đầu dầm chính còn có các tai
liên kết dùng để liên kết dầm chính với chân cổng.
Hai bên dầm còn có sàn thao tác dùng để sửa chữa và bảo hành máy.
Nguyễn Mạnh Cờng Lớp 44 M Khoa Cơ Khí Xây Dựng
17
Đồ án Tốt Nghiệp Trờng Đại Học Xây Dựng
Hình 1.11: kết cấu dầm cầu
1: Dầm nối; 2 : Tai liên kết
3 : Dầm chính ; 4 : Ray di chuyển xe con
b. Kết cấu thép chân cổng :
Chân cổng trục cũng có kết cấu dạng hộp đợc hàn từ các thép tấm CT3.
Chân cổng trục đợc liên kết cứng với dầm.
Các chân cổng tựa trên các cụm bánh xe, mỗi bên có hai cụm bánh xe và
chúng đợc liên kết với nhau bằng thanh giằng. Vì tải trọng nâng lớn nên để
giảm tải trọng tác dụng vào bánh xe ta bố trí hệ bánh xe kép trên mỗi cụm
bánh. Mỗi bên chân cổng đợc bố trí một cơ cấu di chuyển riêng.
Trên chân cổng còn có bố trí hệ tang cuốn cáp điện, cabin điều khiển và
cầu thang dẫn lên sàn thao tác.
1.3. Xe con
- Xe con sử dụng trên cổng trục là xe con đợc lựa chọn theo kết cấu dầm cầu
và tải trọng nâng của cổng trục . Xe con di chuyển trên ray đặt trên hai dầm
của cổng trục bằng cơ cấu di chuyển riêng. Trên xe con bố trí 2 cơ cấu chính
là: Cơ cấu di chuyển xe con và cụm cơ cấu nâng tải trọng Q = 20 (tấn)
Các thông số cơ bản của xe con:

- Tổng trọng lợng xe con Q
x
= 7000 (kg)
- Chiều dài : L = 2600 (mm)
- Chiều rộng: B = 2600 (mm)
- Chiều cao: h = 380 (mm)
- Khoảng cách giữa 2 bánh xe: l = 2200 (mm)
a. Cơ cấu di chuyển xe con
Cơ cấu di chuyển xe con nh hình 1.12 :
Hình 1.12 : Cơ cấu di chuyển xe con
Nguyễn Mạnh Cờng Lớp 44 M Khoa Cơ Khí Xây Dựng
18
Đồ án Tốt Nghiệp Trờng Đại Học Xây Dựng
1 : Động cơ ; 2 : Phanh ; 3 : Hộp giảm tốc
4 : Bánh xe ; 5 : Khớp nối ; 6 : Gối đỡ trục bánh xe
Bánh xe di chuyển xe con nhận đợc chuyển động chung từ động cơ 1, qua hộp
giảm tốc 3 và đợc khớp nối răng 5 truyền chuyển động tới hai bánh xe chủ
động 4 đợc chạy trên hệ thống ray đợc lắp trên dầm chính của cổng trục
Cụm bánh xe bị động có tác dụng phân bố đều lực tác dụng lên cổng và để dễ
dàng cho xe con di chuyển. Cụm bánh xe chủ động đợc liên kết với cụm bánh
xe bị động bằng các thanh thép CT3 có kết cấu dạng hộp .
b. Cụm cơ cấu nâng :
- Chọn sơ đồ dẫn động cơ cấu nâng chính của cổng trục nh hình 1.13
Hình 1.13: Sơ đồ dẫn động cơ cấu nâng
1: động cơ ; 2 : khớp nối; 3 : phanh ; 4: hộp giảm tốc
5 : tang ; 6: gối đỡ trục tang ; 7. palăng cáp
Cơ cấu nâng của cổng trục đợc đặt trên xe con . Phơng án này có u điểm là
làm cho xe con có kết cấu gọn. Nhng phơng pháp này có nhợc điểm là làm
tăng khối lợng của xe con và do đó làm tăng trọng lợng của dầm cầu đến 20 %.
- Cổng trục sử dụng hộp giảm tốc hành tinh vi sai đã có sẵn theo tiêu

chuẩn với thông số làm việc nh sau:
+ Tỉ số truyền của Hộp giảm tốc : i = 50/500
+ Công suất truyền : N = 32/3,2 (Kw)
+ Khối lợng : m = 1120 (kg)
Nguyễn Mạnh Cờng Lớp 44 M Khoa Cơ Khí Xây Dựng
19
Đồ án Tốt Nghiệp Trờng Đại Học Xây Dựng
+ Tốc độ max đầu vào cho phép n = 1000 (v/ph)
+ Kí hiệu Hộp giảm tốc: 635-TGL19 411110
- Các kích thớc hình học của Hộp giảm tốc xem hình 1.14
Hình 1.14 : Kích thớc hình học của Hộp giảm tốc
Các thông số của cơ cấu nâng chính:
- Tải trọng nâng Q = 20 (t)
- Vận tốc nâng V
n
= 8 (m/ph)
- Chiều cao nâng
+ Từ mặt ray : 8 m
+ Từ cốt âm so với mặt ray (13,5 m) là H = 21,5 (m)
- Chế độ làm việc nhẹ : 15 %.
Nguyễn Mạnh Cờng Lớp 44 M Khoa Cơ Khí Xây Dựng
20
§å ¸n Tèt NghiÖp Trêng §¹i Häc X©y Dùng

NguyÔn M¹nh Cêng Líp 44 M Khoa C¬ KhÝ X©y Dùng
21
§å ¸n Tèt NghiÖp Trêng §¹i Häc X©y Dùng
NguyÔn M¹nh Cêng Líp 44 M Khoa C¬ KhÝ X©y Dùng
22