Đồ án máy nâng : Cầu trục

GVHD: Lê Hồng Sơn

DAMH Nâng Chuyển

Chương I :

TỔNG QUAN VỀ CẦU TRỤC
I. Khái niệm: Cầu trục là một trong những loại máy nâng –vận chuyển được sử
dụng rộng rãi trong các ngành kinh tế như: giao thông vận tải, xây dựng ,công
nghiệp và quốc phòng...
Sau đây là một số hình ảnh về cầu trục:

SVTH:Trần Văn Khơi

-1-


GVHD: Lê Hồng Sơn

SVTH:Trần Văn Khôi

DAMH Nâng Chuyển

-2-


GVHD: Lê Hồng Sơn

DAMH Nâng Chuyển

II. Phân loại: Có 2 loại chính : Cầu trục một dầm và cầu trục 2 dầm .

a) Cầu trục 1 dầm : bao gồm kiểu tựa và kiểu treo

b) Cầu trục 2 dầm : cũng có 2 kiểu kiểu tựa và kiểu treo

Hình trên thể hiện kết cấu tổng thể của cầu trục 2 dầm .Hai đầu của dầm chính
11 được liên kết cứng với dầm cuối 4. Trên dầm cuối có lắp các bánh xe di chuyển
3 chạy trên ray 2 đặt dọc theo nhà xưởng trên các vai cột .Chạy dọc theo các đường
ray là xe con 8. Trên xe con có cơ cấu nâng 7. Cơ cấu di chuyển xe con 12. Cơ cấu
di chuyển cầu trục 13 được đặt trên kết cấu dầm cầu .Cabin điều khiển 1 được
treo ở phía dưới dầm cầu Cáp điện 5 được treo trên dây 9 để cấp điện cho các động
cơ đặt trên xe con. Dầm cầu có thể chạy trên các đường ray đặt trên cao dọc theo
nhà xưởng còn xe con có thể chạy dọc theo dầm cầu .Vì vậy cầu trục có thể nâng

SVTH:Trần Văn Khơi

-3-


GVHD: Lê Hồng Sơn

DAMH Nâng Chuyển

hạ và vận chuyển hàng theo yêu cầu tại bất kỳ điểm nào trong không gian nhà
xưởng.

Chương II:

CƠ CẤU NÂNG
I . Khái niệm :
- Cơ cấu nâng dùng để nâng hạ vật theo phương thẳng đứng .Cơ cấu nâng có thể là

một bộ phận của máy hoặc là một máy làm việc độc lập .Theo cách truyền lực lên
phần chuyển động phân ra :
+ Tời cáp và tời xích với tang cuốn cáp hoặc puly ma sát
+ Kích thanh răng ,kích vít với truyền động bánh răng thanh răng hay truyền
động vít
+Kích thủy lực .

II)Sơ đồ ngun lý hoạt động
Sơ đồ 1:
1

2

5

1.Động cơ
2.Hộp giảm tốc

3

4

3.Khớp nối vòng đàn hồi
4.Tang

5.Phanh

Sơ đồ 2:
1

6

2

5

4

3

1.Động cơ
SVTH:Trần Văn Khơi

4.Tang
-4-


GVHD: Lê Hồng Sơn

DAMH Nâng Chuyển

2.Hộp giảm tốc
3.Khớp nối vòng đàn hồi

5.Khớp răng đặt biệt
6.Phanh

Dùng sơ đồ này ta có kích thước chiều dài lớn
Sơ đồ 3:
5

4

6

1

3

2

Cơ cấu gồm có:động cơ điện 1, hộp giảm tốc 2, khớp nối vòng đàn hồi 3 trong đó
nữa khớp phía bên hộp giảm tốc được sử dụng làm bánh phanh, tang 4, khớp răng đặt
biệt 5 nối tang với trục ra của hộp giảm tốc, phanh 6. Ta chọn sơ đồ 3 vì động cơ và
tang nằm một phía nên cho ta kích thước chiều dài của cơ cấu nhỏ gọn, đồng thời đảm
bảo việc chế tạo từng cụm riêng, tháo lắp dễ dàng

III . TÍNH TOÁN:
* Các thông số ban đầu:
- Tải trục nâng

: Q = 5tấn

- Chiều cao nâng

: H =12m

- Tầm rộng

: L = 14m

- Vận tốc nâng
- Chế độ làm việc

: Vn = 10 m/phút
: CĐ% = 25

1) Chọn loại dây:
- Vì cơ cấu làm việc với động cơ điện vận tốc cao ta chọn cáp để làm dây cho
cơ cấu, là loại dây có nhiều ưu điểm hơn so với các loại dây khác như xích hàn, xích
tấm….
- Chọn dây cáp loại ΝΟΓΟ CTy 7667 _ 69 , với giới hạn bền δ b = 200

2) Palăng giảm lực:
SVTH:Trần Văn Khôi

-5-


GVHD: Lê Hồng Sơn

DAMH Nâng Chuyển

- Trên các cầu lăn dây cáp nâng được cuốn trực tiếp lên tang.
- Tương ứng với tải trọng cầu lăn:
Ta chọn a = 2
bảng 2-6 [I]
S max =

Qo * (1 - λ)

m * (1 - λ a ) * λ t

CT 2-19 [I]

với λ =0.98 bảng 2-5 [I]
t = 0 vì không có ròng rọc đổi hướng .
Qo = Q + Qm = 50000 + 2500 = 52500 N
với Qm = 5%Q = 5 *

50000
= 2500 N
100

m = 2 vì số nhánh dây quấn lên tang là 2.
⇒ S max =

52500 * (1 - 0.98)
= 13257 N.
2 * (1 - 0.98 2 ) * 0.98 0

Hiệu suất palăng:
ηp =

So
Qo
=
Smax m * a * Smax

=

CT 2-21 [I]

52500
= 0.99
2 * 2 * 13257

3) Kích thước dây :
- Kích thước dây cáp
Sđ = Smax * n

CT 2-10[I]
n = 5.5 bảng 2-2 [I]

⇒ S đ = 13257 * 5.5 = 72913.5 N

- Xuất phát từ điều kiện theo công thức 2-10 [I] , với loại dây đã chọn trên với
giới hạn bền σ b = 1400 N mm 2 với loại cáp ΝΟΓΟCTy 7667 - 69 chọn đường kính cáp
d c = 14 mm có lực kéo đứt S đ = 88500 N

SVTH:Trần Văn Khôi

-6-


GVHD: Lê Hồng Sơn

DAMH Nâng Chuyển

4)Tính các kích thước cơ bản của tang và ròng rọc:
- Đường kính nhỏ nhất cho phép đối với tang và ròng rọc:

Dt ≥ d c * (e - 1) CT2-12 [I]
d c = 14 mm

e = 25

bảng 2-4 [I]

Dt ≥ −14 * (25 - 1) = 336mm

- Ta chọn đường kính tang và ròng rọc giống nhau.
Dt = Dr = 400mm

-Ròng rọc cân bằng không phải là ròng rọc làm việc có thể chọn đường kính nhỏ
hơn 20% so với ròng rọc làm việc
Dc = 08 * Dr = 0.8 * 400 = 320mm

-Chiều dài toàn bộ của tang :
'

CT 2-14 [I]
- Chiều dài một nhánh cáp cuốn lên tang khi làm việc với chiều cao nâng H = 6m
và bội suất palăng a=2.
l = H * a =12*2=24m
-Số vòng cáp phải cuốn ở 1 nhánh:
L' = L 0 + 2 L 1 + 2 L 2 + L 3

Z=

l
'

+ Z0
π( D t + d c )

Trong đó Z0' = 2 số vòng dự trữ không sử dụng đến ( ≥ 1.5)
⇒Z =

24
+ 2 ≈ 20vòng
π(0.4 + 0.014)
'

Lo = 2 Zt = 2 * 20 * 20 = 800mm
Vậy
- Chiều dài L1 là phần tang để cặp đầu cáp ,nếu dùng phương pháp cặp thông
thường thì ta phải cắt thêm 3 vòng rãnh trên tang nữa do đó:
L1 =3*20=60mm
- Vì tang đã được cắt rãnh ,cáp cuốn 1 lớp nên không cần phải làm thành bên,tuy
nhiên ở hai đầu tang trước khi vào phần cắt rãnh ta để trừ lại một khoảng L2 ≈ 20mm .
Khoảng cách L3 ngăn cách giữa hai nữa cắt rãnh :
L3 = L4 - 2h min * tgα

Ta có thể lấy L 4 =300mm khoảng cách giữa hai ròng rọc ở ổ treo móc .
h min = 800mm khoảng cách nhỏ nhất có thể giữa trục tang với trục
ròng rọc ở ổ treo móc.
tgα = 1 / 10 , α góc nghiêng cho phép khi dây chạy lên tang bị lệch
so với hướng thẳng đứng .
L3 = 300 - 2 * 800 *

1
= 140mm

10

Vậy chiều dài toàn bộ của tang là:
L' = L'0 + 2 L1 + 2 L2 + L3 = 800 + 2 * 60 + 2 * 20 + 140 = 1100mm
SVTH:Trần Văn Khôi

-7-


GVHD: Lê Hồng Sơn

DAMH Nâng Chuyển

- Bề dày thành tang xác định theo kinh nghiệm:
δ = 0.02 Dt + (6 − 10) = 0.02 * 400 + 8 = 16 mm
Kiểm tra sức bền của tang:
σn =

k * φ * Smax
δ* t

CT 2- 15 [I]

k : hệ số phụ thuộc lớp cáp cuốn lên tang , k=1 vì lớp cáp cuốn
1 lớp .

φ : hệ số giảm ứng suất ,tang bằng gang , φ = 0.8
Smax =13257N
δ = 16mm , t = 20 mm
1 * 0.8 * 13257

⇒σn =
= 33.14 N/mm 2
16 * 20

Tang được đúc bằng gang C H 15-32 là loại vật liệu thông thường ,có giới hạn
2
bền nén σ bn = 565 N / mm ,ứng suất cho phép xác định theo giới hạn bền nén với hệ
số an toàn k=5
[σ ] =

σ bn 565
=
= 113 N/mm 2
k
5

Vậy σ n < [σ].

5) Chọn động cơ điện :
- Công suất tĩnh khi nâng vật bằng trọng tải xác định theo công thức:
N=

Q * Vn
60 * 1000 * η

CT 2-78 [I]

η hiệu suất của cơ cấu bao gồm :
η = η p * η t * η0
ηp : hiệu suất palăng ηp = 0.99

ηt : hiệu suất tang

ηt = 0.96 bảng 1-9 [I]

ηo : hiệu suất bộ truyền có kể cả khớp nối vớigiả thiết bộ

truyền được chế tạo thành hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng trụ : η 0 = 0.92
→ η = 0.99 * 0.96 * 0.92 = 0.87
⇒N =

50000 * 10
= 9.57 kw
60 * 1000 * 0.87

- Tương ứng với chế độ làm việc trung bình sơ bộ chọn động cơ điện
MTB 311-8 có các đặc tính sau :
-Công suất danh nghĩa : N đc = 7.5kw
-Số vòng quay danh nghĩa : n đc = 695 vòng /phút
-Hệ số quá tải :

SVTH:Trần Văn Khôi

M max
M dn

-8-


GVHD: Lê Hồng Sơn

DAMH Nâng Chuyển
với
→

M dn = 9550 *

N đc
7.5
= 9550 *
= 103 Nm
n đc
695

M max 265
=
= 2.57
M dn
103

2
-Momen vô lăng (Gi Di ) rôto = 9 Nm 2

-khối lượng :

SVTH:Trần Văn Khôi

mđc = 170 Kg .

-9-

GVHD: Lê Hồng Sơn

DAMH Nâng Chuyển

6) Tỷ số truyền chung :
Tỷ số truyền chung từ trục động cơ đến trục tang .
i0 =

n đc
nt

CT 3-15 [I]

- Số vòng quay của tang để đảm bảo vận tốc nâng cho trước .
nt =

Vn * a
π * D0
D0 = Dt + d c = 0.4 + 0.014 = 0.414mm

a = 2
Vn = 10m/s
⇒ nt =

10 * 2
= 15.4v / p
π * 0.414

-Tỷ số truyền cần có là :

i0 =

695
= 45.13
15.4

7) Kiểm tra động cơ điện về nhiệt :
-Sơ đồ thực tế sử dụng cầu lăn theo trọng tải như trên hình:

0.3Q

0.5Q

Q

Q

0.2t 0.2t

0.6t

t

t

-Theo hình thì cơ cấu nâng sẽ làm việc với các trọng lượng vật nâng
Q1 = Q , Q 2 = 0.5Q , Q 3 = 0.3Q và tỉ lệ thời gian làm việc với các trọng lượng này
tương ứng là 3:1:1
-Động cơ điện ta đã chọn có công suất danh nghĩa nhỏ hơn công suất tĩnh yêu
cầu khi làm việc với vật nâng có trọng lượng bằng trọng tải

( N đc = 7.5 KW < N = 9.7 KW) do đó ta phải kiểm tra về nhiệt .

* Các thông số :
SVTH:Trần Văn Khôi

- 10 -


GVHD: Lê Hồng Sơn

DAMH Nâng Chuyển

- Trọng lượng vật nâng cùng bộ phận mang :
Q0 = Q + Qm = 50000 + 2500 = 52500 N

- Lực căng dây trên tang khi nâng vật:
S max = 13257 N = S n

- Hiệu suất của cơ cấu không tính hiệu suất của palăng khi làm việc với vật nâng
trọng lượng bằng tải trọng
η' = ηt * η0 = 0.96 * 0.92 = 0.88

- Mômen trên trục động cơ khi nâng vật :
Mn =

Sn * D 0 * m
2 * i * η'

CT 2-79 [I]

Sn = 26515 N
D0 = Dt + Dc = 0.4 + 0.014 = 0.414 mm
i0 = 45.13 , η ' = 0.88
→ Mn =

13257 * 0.414 * 2
= 138.19 Nm
2 * 45.13 * 0.88

- Lực căng dây trên tang khi hạ vật :
Q0 * (1 - λ ) * λ a + t -1
m * (1 - λ a )

Sh =

CT 2-22 [I]

với a = 2 , t = 0 ,m = 2 , λ = 0.98 , Q0 = 52500 N
→ Sh =

52500 * (1 - 0.98) * 0.98 2+0-1
= 12992 N
2(1 - 0.98 2 )

- Mômen trên trục động cơ khi hạ vật :
Sh * D 0 * m * η'
Mh =
2 * i0
=

CT 2-80 [I]

12992 * 0.414 * 2 * 0.88
= 104.88 Nm
2 * 45.13

- Thời gian mở máy khi nâng vật :
β * ∑ (Gi Di )nđc
2

t =
n
m

375 * ( M m - M n )

với

∑ (G D
i

2
i

+

Q0 * D02 * nđc
CT 3-3 [I]
375 * ( M m - M n ) * a 2 * i02 * η

β =1.1
) ≈ (G i D i2 ) rôto + (G i D i2 ) kh

Với

(Gi Di2 ) kh = 7.5 Nm 2

(Gi Di2 ) rôto = 9 + 7.5 = 16.5 Nm 2
M m :mômen mở máy của động cơ, đối với động cơ đã chọn là động cơ điện

xoay chiều kiểu dây cuốn , M m được xác định:
SVTH:Trần Văn Khôi

- 11 -


GVHD: Lê Hồng Sơn

Mm =

DAMH Nâng Chuyển

M m max + M m min
2

CT 2-75 [I]

M m max = (1.8 ÷ 2.5)M dn

Với

M m min = 1.1M dn

với M dn = 9550

N đc
7.5
= 9550 *
= 103.5 Nm
nđc
695

⇒ M m max = 2.5M dn = 2.5 * 103.5 = 258.75Nm
M m min = 1.1M dn = 1.1 * 103.5 = 113.85 Nm
→ Mm =

258.75 + 113.85
= 186.3 Nm
2

Vậy khi Q1 = Q
t mn =

1.1 *16.5 * 695
52500 * 0.414 2 * 695
+
375 * (186.3 - 138.19) 375 * (186.3 - 138.19) * 2 2 * 45.13 2 * 0.87

=0.7 + 0.05 = 0.75 (s)
-Gia tốc khi mở máy với tải trọng

j=

Q1 = Q

Vn
10
=
= 0.22m/s 2
n
60 * t m 60 * 0.75

- Thời gian mở máy khi hạ vật :
t =
h
m

β * ∑ (Gi Di2 ) * nđc
375 * ( M m + M h )

+

Q0 * D02 * nđc
375 * ( M m + M h ) * a 2 * i02 * η

CT 3-9 [I]

1.1 * 16.5 * 695
52500 * 0.414 2 * 695
t =
+

= 0.1 + 0.007 = 0.107s
375 * (186.3 + 138.19) 375 * (186.3 + 138.19) * 2 2 * 48.79 2 * 0.87
h
m

-Đối với trường hợp Q2 = 0.5Q , Q3 = 0.3Q ta cũng tính tương tự như trường hợp
Q1 = Q . Ta có bảng kết quả :

SVTH:Trần Văn Khôi

- 12 -


GVHD: Lê Hồng Sơn

DAMH Nâng Chuyển

Các thông số
cần tính

Công thức tính

Q1=Q

Q2=0.5Q

Q3=0.3Q

Q0(N)

Q0=Qi+Qm

52500

26250

15750

Sn(N)

CT 2-19 [I]

13257

6628.78

3977.3

η

Hình 2-24 [I]

0.87

0.84

0.75

Mn(Nm)

CT 2-79 [I]

138.19

72.4

48.64

Sh (N)

CT 2-22 [I]

12992

6496.2

3897.7

Mh (Nm)

CT 2-80 [I]

104.88

50.05

26.8

tnm(s)

CT 3-3 [I]

0.75

0.725

0.717

thm(s)

CT 3-9 [I]

0.107

0.104

0.102

- Thời gian chuyển động với vận tốc ổn định :
tr =

60 * H 60 *12
=
= 72 s
vn
10

- Mômen trung bình bình phương trên trục động cơ:

Mm * ∑ t m + ∑ M t * t r

2

M tb =

2

∑t

CT 2-73 [I]

186.3 2 (3 * 0.75 + 0.725 + 0.717 + 3 * 0.107 + 0.104 + 0.102)
M tb =

+ 72(3 *138.19 2 + 72.4 2 + 48.64 2 + 3 *104.88 2 + 50.05 2 + 26.8 2 )
72 *10 + 3 * 0.75 + 0.725 + 0.717 + 3 * 0.107 + 0.104 + 0.102

=101.3Nm

-Công suất trung bình bình phương động cơ phải phát ra :
M tb * n đc
CT 2 - 26 [I]
9550
101.3 * 695
N tb =
= 7.37 kw .
9550

N tb =

N tb - N đc

7.5 − 7.37
* 100% =
* 100% = 1.7% < 10%
N đc
7.5

-Vậy qua kiểm tra về nhiệt cho thấy động cơ được chọn là MBT311-8 với CĐ
25% có công suất danh nghĩa là N đc = 7.5kw là hoàn toàn thõa mãn yâu cầu trong khi
làm việc.
8) Phanh :

SVTH:Trần Văn Khôi

- 13 -


GVHD: Lê Hồng Sơn

DAMH Nâng Chuyển

-Để phanh được nhỏ gọn ta sẽ đặt phanh ở trục thứ nhất tức là trục động cơ.
Mômen phanh được xác định :

M ph =

n * Q0 * D 0 * η
2 * a * i0

CT 3-14 [I]

với n=1.75 hệ số an toàn phanh đối với chế độ trung bình (bảng 3-2 [I] )
→ M ph =

1.75 * 52500 * 0.414 * 0.87
= 183.3 Nm
2 * 2 * 45.13

-Dựa vào mômen phanh yêu cầu ta chọn loại phanh hai má thường đóng kiểu
TKT, ký hiệu TKT - 300M với mômen phanh danh nghĩa là 500 Nm

SVTH:Trần Văn Khôi

- 14 -


GVHD: Lê Hồng Sơn

DAMH Nâng Chuyển

9) Bộ truyền:
- Căn cứ vào công suất đã truyền với CĐ25%, số vòng quay trục vào, tỉ số truyền
và yêu cầu về lắp ráp. Chọn hộp giảm tốc ký hiệu PM-500 có các đặc tính sau:
+ Kiểu hộp:2 bánh răng trụ răng nghiêng.
+ Tỷ số truyền: i= 48.57 ( phương án ( I ))
+ Kiểu lắp: trục ra và trục vào quay về một phía.
+ Công suất truyền được với CĐ 25 %, số vòng quay trục 695 v/p N = 10.1 KW
- Sai số tỷ số truyền
δi =

48.57 - 45.13

45.13

* 100 = 7.6%

- Sai số này chấp nhận được.Vậy mua hộp giảm tốc loại PM-500

SVTH:Trần Văn Khôi

- 15 -


GVHD: Lê Hồng Sơn

DAMH Nâng Chuyển

10) Các bộ phận khác của cơ cấu nâng:
a) Khớp nối trục động cơ với hộp giảm tốc:
- Ở đây sử dụng khớp vòng đàn hồi, là loại khớp nối di động có thể lắp và làm
việc khi hai trục không đông trục tuyệt đối, khớp này còn giảm được chấn động và va
đập khi mở máy và khi phanh đột ngột. Phía nữa khớp bên hộp giảm tốc kết hợp làm
bánh phanh. Căn cứ vào đường kính bánh phanh D =300mm, mômen lớn nhất khớp có
thể truyền được là M max = 700 Nm , mômen vôlăng của khớp (G i Di2 )kh = 7.5 Nm2
- Mômen lớn nhất mà khớp phải truyền có thể xuất hiện trong 2 trường hợp: khi
mở máy nâng và khi phanh hãm vật đang nâng.
- Khi mở máy nâng vật: với hệ số quá tải lớn nhất đã quy định, sẽ xuất hiện
mômen mở máy lớn nhất bằng:
M m max = 2.5M dn = 2.5 *103.5 = 258.75

Nm

- Phần dư để thắng quán tính của cả hệ thống:
M d = M m max - M n = 258.75 - 138.19 = 120.56 Nm

- Một phần mômen M d này tiêu hao trong việc thắng quán tính các tiết máy
quay bên trong trục động cơ (rôto động cơ điện và nữa khớp )còn lại mới là phần
truyền qua khớp.
- Mômen vô lăng nữa khớp phía động cơ lấy bằng 40% mômen vô lăng của cả
khớp.
(Gi Di2 ) 'kh = 0.4 * 7.5 = 3 Nm 2

- Mômen vô lăng các tiết máy quay trên giá động cơ :

∑

2

2

2

(Gi Di ) ' I = (Gi Di ) rôto + (Gi Di ) k =9 + 3 =12N m 2

-Mômen vôlăng tương đương của vật nâng (có vận tốc Vn ) chuyển về trục động
cơ
2

V
10 2
(Gi D ) = 0.1 * Q0 * n2 = 0.1 * 52500 *
= 1.086 Nm 2

2
nđc
695
2
i

- Tổng mômen vôlăng của cả hệ thống :

∑ (G D
i

2

i

) =β ∑ (Gi Di ) + ∑ (G i D i ) tđ = 1.1(12 + 7.5) + 1.086 = 22.536 Nm 2
2

2

- Tổng mômen vô lăng của phần cơ cấu từ nửa khớp bên phía hộp giảm tốc về
sau kể cả vật nâng:

∑ (G D
i

) =∑ (Gi Di ) - ∑ (G i D i ) 'I = 22.536 - 12 = 10.536 Nm 2

2 '

i

2

2

- Phần mômen dư truyền qua khớp :
M = Md
'
d

∑ (G D
*
∑ (G D
i

i

i

2 '
I

i

)

2

)

= 120.56 *

10.536
= 56.36 Nm
22.536

- Tổng mômen truyền qua khớp :
SVTH:Trần Văn Khôi

- 16 -


GVHD: Lê Hồng Sơn

DAMH Nâng Chuyển

M K' = M n + M d' = 138.19 + 56.36 = 194.55 Nm

- Khi phanh hãm vật đang nâng ,mômen đặt trên phanh là : M ph = 183.3 Nm
- Tổng mômen để thắng quán tính của cả hệ thống:
M qt = M ph + M t* = 183.3 + 104.88 = 288.18 Nm
M t* = M h = 104.88 Nm

- Ta có thể tính được mômen truyền qua khớp để thắng quán tính các tiết máy
quay trên phía động cơ bằng cách tương tự như trên.Mặt khác cũng có thể tính xuất
phát từ thời gian phanh :
t nph =

β * ∑ (GiDi 2 )I * n1

Q0 * D02 * n1 * η
+
375 * (M ph + M*t )
375 * (M ph + M*t ) * a 2 * i02

1.1 * (9 + 7.5) * 695
52500 * 0.414 2 * 695 * 0.87
=
+
375 * (183.3 + 104.88) 375 * (183.3 + 104.88) * 2 2 * 45.13 2

=0.116 + 0.006 =0.122s
-Mômen truyền qua khớp để thắng quán tính :
M =M
''
k

'
qt

∑ (GiDi
=

2 '
I

) * n1

375 * t

n
ph

=

12 * 695
= 182.3 Nm
375 * 0.122

- Như vậy khi phanh vật đang nâng khớp phải truyền mômen lớn hơn ,do đó cần
kiểm tra khả năng truyền tải của khớp theo mômen truyền yêu cầu là 182.3Nm.Kiểm
tra điều kiện làm việc an toàn của khớp nối : M * K1 * K 2
- Với M =182.3Nm
K1 : hệ số tính đến mức độ quan trọng của cơ cấu
K1 = 1.3

bảng 9-2 [I]

K 2 :hệ số tính đến điều kiện làm việc của khớp nối
K 2 = 1.2 bảng 9-2 [I]
→ M * K 1 * K 2 = 182.3 * 1.3 * 1.2 = 284.388 Nm < M max = 700 Nm

Vậy khớp nối đã chọn làm việc an toàn .

SVTH:Trần Văn Khôi

- 17 -


GVHD: Lê Hồng Sơn

SVTH:Trần Văn Khôi

DAMH Nâng Chuyển

- 18 -


GVHD: Lê Hồng Sơn

DAMH Nâng Chuyển

b) Móc và ổ treo móc :
*Kết cấu ổ treo móc: ta dùng palăng có bội suất bằng 2 nên ổ treo móc ở đây ta
dùng ổ treo ngắn, để giảm kích thước chiều dài, tăng độ tiếp cận của móc đối với
tang,tận dụng được chiều cao nâng .
* Tính móc :với số liệu đã cho Q=50000 N, chế độ làm việc trung bình
(CĐ25%) ta chọn móc tiêu chuẩn theo Katơlơ :mã số chế tạo móc là 13. Móc chế tạo
bằng vật liệu thép 20, có giới hạn mỏi σ-1 = 210 N / mm2 ,giới hạn bền σ b = 420 N / mm2 và
giới hạn chảy σ ch = 250 N / mm2 ,các thơng số móc D=75mm,d=52mm
-Tại tiết diện ngang A-A ứng suất lớn nhất xuất hiện ở thớ phía trong. Hình dạng
và kích thước tiết diện này:

- Diện tích tiết diện hình thang của thân móc
F=

b1 + b
20 + 48
*h =
* 75 =2550 mm2

2
2

-Vò trí trọng tâm tiết diện.
b + 2b

h

48 + 2 * 20 75

1
e1 = b + b * 3 = 48 + 20 * 3 = 32.35 mm
1

e2 = h – e1 = 75 – 32.35 = 42.65mm
- Bán kính cung thân móc
r=

s
56
+ e1 =
+ 32.35 = 60.35 mm
2
2

s đường kính miệng móc
hệ số hình học của tiết diện
k=-1+
= -1 +

2r
(b + b1 ) h



b − b1
r + e2

(r + e2 )  * ln
− (b − b1 )
b1 +
h
r − e1




2 * 60.35
(48 + 20) * 100



48 − 20
60.35 + 42.65

* (60.35 + 42.65) * ln
− ( 48 − 20)
20 +
75
60.35 − 32.35





= 0.75
SVTH:Trần Văn Khơi

- 19 -


GVHD: Lê Hồng Sơn

DAMH Nâng Chuyển

- Ứng suất tại điểm thớ phía trong tiết diện A – A
σ =

50000 * 32.35
56 = 30.2N/mm2.
s =
2550 * 0.75 *
F *k *
2
2
Q * e1

- Ứng suất cho phép
[σ ] = σ ch = 250 = 208,3 N/mm2

[ n]

1,2

- Tại tiết diện đứng B - B xuất hiện đồng thời ứng suất uốn và ứng suất cắt.
- Ứng suất uốn xác đònh theo công thức (2 – 5).
Q * e1

σ, =

2F * k *

s
2

=

50000 * 32.35
2 * 2550 * 0.75 *

56
2

= 15.1 N / mm 2

- Ứng suất cắt xác đònh theo công thức (2 – 6)
τ =

Q 50000
=
= 19.6 N / mm 2

F
2550

- Ứng suất tổng xác đònh theo công thức (2 – 7)
2

σ = σ , + 3τ 2 = 15.12 + 3 *19.6 2 = 37.15 N / mm 2

Ta có σ < [σ]
- Tại tiết diện C - C ở cuốn móc phát sinh ra ứng suất kéo. Đường kính chân
ren d1 = M42=40.5mm, đường kính ngoài d = 45mm.
Q
50000
=
= 38.8 N / mm 2
2
2
π
d
π
*
40
.
5
σ=
1
4
4

- Ứng suất kéo nằm trong phạm vi cho phép [σ]’ = 70 N/mm2 (bảng 2-1)

* Bộ phận tang :
- Cặp đầu cáp trên tang : ta sẽ dùng kiểu cặp đầu cáp trên tang thông
thường: Ở mỗi đầu cáp dùng 3 tấm cặp tương ứng với đường kính cáp d c = 14mm
bước cắt rãnh t = 20mm. Vít cấy M20.
- Lực tính toán đối với cặp cáp
S max
So = fα [CT 2 − 16]
e
f = 0,14 : hệ số ma sát giữa mặt tang với áp
α = 4π : góc ôm của các vòng cáp dự trữ trên tang, tương ứng z o =2
Smax = 13257N

SVTH:Trần Văn Khơi

- 20 -


GVHD: Lê Hồng Sơn

DAMH Nâng Chuyển

13257
= 2282.4 N
e 0,14 *4π

→ So =

- Lực kéo các vít cấy.
P=

So
2282.4
=
= 8151.4 N
2f
2 * 0,14

- Lực uốn các vít cấy
P0 = P.f =8151.4. 0,14 = 1141.2N
- Ứng thức tổng xuất hiện trong thân vít cấy.
Po l o
1,3P
+
2
0,1 * z d13
→ σ∑ = z π d1
4

d1 = 16,75 đường kính trong của vít cấy
lo = 26,5
z = 3 số bulông cặp cáp
1.3 * 8151.4
1141.2 * 26.5
+
= 37 N / mm 2
2
3
0.1* 3. 16.75
→σ∑ = 3 π *16.75
4

- Vậy vít này có thể bằng thép CT3 có ứng suất cho phép :[σ]=40 ÷45N/mm
* Trục tang :
- Vì sử dụng palăng kép nên vò trí của hợp lực căng dây trên tang sẽ không
thay đổi và nằm ở điểm giữa tang.
- Trò số hợp lực này bằng
R = 2* Smax = 2*13257=26514 N
Sơ đồ tính trục tang
R
R

C

D

225700

1200

SVTH:Trần Văn Khơi

115
B

R

1751335

A

400

885

200

R

R

- 21 -


GVHD: Lê Hồng Sơn

DAMH Nâng Chuyển

- Tải trọng lên may ơ bên trái (điểm D)
RD =26514*

400
= 11984 N
885

- Tải trọng lên may ơ bên phải (điểm C)
RC = R – RD =26514 – 11984= 14530N
- Phản lực tại ổ A
RA =

11984 * (885 + 115) + 14530 *115

= 11285 N
1210

- Phản lực tại ổ B
RB = R – RA = 26514 –11285 = 15229N
- Mô men uốn tại D
MD = 11285*200 = 2257000 N
- Mômen uốn tại C
MC = 15229*115 = 1751335 N
- Trục tang được chế tạo bằng thép 45. Ứng suất cho phép được tính :
σ −' 1
[ CT 1 − 12]
[σ] =
[ n] * k '
250

2
[σ] = 1.6 * 2 = 78 N / mm

[n], k’tra theo bảng [1 – 5] và [1 – 8]
- Đường kính trục tại điểm D
d=

3

MD
2257000
=3
= 66 mm
0.1 * [σ ]

0.1 * 78

* Ổ trục :
- Ổ đỡ bên trái trục tang lắp ở lòng cầu 2 dãy thanh lăn cho phép độ không
đồng tâm giữa 2 ổ và có hệ số khả năng làm việc cao. Đường kính trục lắp ổ tại
đây ta chọn là d = 70. Tải trọng lớn nhất tác dụng lên ổ là tải trọng hướng tâm,
bằng phản lực RA = 11285N.
- Tải trọng tính lớn nhất lên ổ, trong trường hợp không có lực chiều trục
Rt1 = R* kv* kt *kn
kv = 1, kn = 1 lấy theo bảng chi tiết máy
kt = 1,2 bảng [9 – 3]
R = RA =11285N
SVTH:Trần Văn Khơi

- 22 -


GVHD: Lê Hồng Sơn

DAMH Nâng Chuyển

→Rt1 = 11285*1*1.2*1 = 13542N
- Tải trọng này tương ứng với trường hợp cơ cấu làm việc với Q 1 = 50000 N.
theo sơ đồ gia tải cơ cấu làm việc ứng với ba tải trọng khác nhau, trong đó ứng với
Q1 = Q là Rt1 = 13542N.
- Các tải trọng khác được tính :
+ Ứng với Q2 = 0,5Q, ổ chòu Rt2 = 6312N
+ Ứng với Q3 = 0,3Q, ổ chòu Rt3 = 4125N
- Tải trọng tương đương tác dụng lên ổ
Rtđ =

=

3.33

α 1 * β1 * R13.33 + α 2 * β 2 * R23.33 + α 3 * β 3 * R33.33

3.33

0.6 *1 * 13542 3.33 + 0.2 *1 * 6312 3.33 + 0.2 * 1 * 4125 3.33 = 12728 N

Với

α1 =

h1 3
= = 0.6
h 5

α2 = α3 =
βi =

h2 h3 1
= = = 0.2
h h 5

ni
=1
n1

- Với thời gian phục vụ của ổ A là 5 năm bảng [1-1], ở chế độ trung bình,

tính được tổng số giờ T = 14460 giờ
- Thời gian làm việc thực tế của ổ
h = T* (CĐ) = 14460* 0.25 = 3620 giờ
- Số vòng quay của ổ n = nt = 22.2 vòng/ phút
- Vậy hệ số khả năng làm việc yêu cầu ổ phải có
Cy/c = 0.1* Rtđ *(n*h)0.3 = 0.1*12728 (22.2* 3620)0.3 = 37694
Vậy ta chọn ổ thanh lăn lòng cầu 2 dãy.

SVTH:Trần Văn Khơi

- 23 -