Thiết kế cơ cấu của cần trục tháp

TKMH Máy nâng vận chuyển GVHD: Lê Quý Thủy

Đào Duy H-ớng Lớp cơ giới hóa XDGT K47
- 1 -
TRNG I HC GIAO THễNG VN TI
khoa cơ khí
bộ môn MáY XÂy dựng


Thiết kế môn học
Máy nâng vận chuyển
ti 2: Thit k cỏc c cu ca cn trc thỏp


Giỏo viờn HD: Lờ Quý Thy
SV thc hin: o Duy Hng
Phm Quc Khỏnh
Nguyn Vn Linh
Lp: C gii húa XDGT K47



Hà Nội - 2010
TKMH Máy nâng vận chuyển GVHD: Lê Quý Thủy

Đào Duy H-ớng Lớp cơ giới hóa XDGT K47
- 2 -
M
M
ụ
ụ

c
c


l
l
ụ
ụ
c
c
M
M


C
C


L
L


C
C ........................................................................................................ 2
LI NểI U .................................................................................................. 4
NHIM V THIT K ................................................................................... 5
NI DUNG THC HIN ................................................................................ 5
CHNG 1: GII THIU TNG QUAN V .............................................. 6
MY TRC ...................................................................................................... 6
1.1. Gii thiu chung v Mỏy trc: .............................................................. 6

1.1.1. nh ngha: ...................................................................................... 6
1.1.2. Phõn loi: ......................................................................................... 6
1.2. Gii thiu v cn trc thỏp: ................................................................ 10
1.2.1. Cu to cn trc thỏp: .................................................................... 10
1.2.2. Phõn loi: Hỡnh thc kt cu ca cn trc thỏp rt a dng:............ 11
1.2.3. Phm vi s dng: ........................................................................... 13
1.2.4. Nguyờn lý lm vic: ....................................................................... 13
1.2.5. Thụng s k thut phự hp ca cn trc thỏp: ................................. 13
1.2.6. Phm vi s dng: ........................................................................... 14
1.2.7. c im cỏc c cu ca cn trc thỏp: .......................................... 14
1.2.8. La chn cỏc thụng s: .................................................................. 18
CHNG 2: TNH TON C CU NNG ............................................... 28
2.1. Mụ t c cu nõng: ............................................................................. 28
2.2. Nguyờn lý hot ng: .......................................................................... 29
2.3. Cỏc thụng s c bn ca c cu nõng: ............................................... 30
2.4. Tớnh toỏn c cu nõng ........................................................................ 30
2.4.1. Tớnh chn cỏp v pa lng: .............................................................. 30
2.4.2. Tớnh tang: ......................................................................................... 33
2.4.3. Tớnh chn ng c: ........................................................................ 35
2.4.4. Chn khp ni v phanh: ............................................................... 36
TKMH M¸y n©ng vËn chuyÓn GVHD: Lª Quý Thñy

§µo Duy H-íng Líp c¬ giíi hãa XDGT – K47
- 3 -
2.4.5. Kiểm tra thời gian phanh ................................................................ 38
2.4.6. Kiểm tra thời gian khởi động ......................................................... 38
2.4.7. Các bộ phận của tang ..................................................................... 38
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 41

TKMH Máy nâng vận chuyển GVHD: Lê Quý Thủy

Đào Duy H-ớng Lớp cơ giới hóa XDGT K47
- 4 -
Lời nói đầu
Hin nay, hu ht cỏc ngnh kinh t quc dõn u s dng ngy cng
nhiu mỏy xõy dng, c bit l cỏc ngnh giao thụng vn ti, xõy dng, thu
li. Mỏy xõy dng hin cú nc ta rt a dng v chng loi, phong phỳ v
mu mó ca nhiu nc trờn th gii. Trong cỏc loi mỏy xõy dng hin nay,

mỏy nõng - vn chuyn chim mt t l ln v c ng dng trong nhiu lnh
vc. Mt trong nhng yờu cu cn thit ca mt ngi sinh viờn MXD núi
chung v sinh viờn ngnh C gii húa núi riờng khi ra trng l phi hiu rừ
c nguyờn lý, cu to ca cỏc thit b mỏy cng nh cỏc chi tit cu to nờn
b mỏy ú. nm vng c lý thuyt v thc hnh thỡ ngi sinh viờn phi
hon thnh tt cỏc bi thit k mụn hc. Bi thit k mụn hc mỏy nõng - vn
chuyn cng giỳp cho cỏc sinh viờn trong nghnh MXD hiu rừ hn v nguyờn
tc hot ng ca cỏc cm chi tit cu to nờn b mỏy v nguyờn lý hot ng
ca cm chi tit ú.

Sinh viờn thc hin

o Duy Hng
Phm Quc Khỏnh
Nguyn Vn Linh








TKMH M¸y n©ng vËn chuyÓn GVHD: Lª Quý Thñy

§µo Duy H-íng Líp c¬ giíi hãa XDGT – K47
- 5 -
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
Đề tài 2: Thiết kế các cơ cấu của cần trục tháp với các đặc tính kĩ thuật cơ
bản sau đây:

M
Q
= 60 T.m
Q = 5 Tấn.
R
max
= 20 (m) .
H = 21 m
Chế độ làm việc: Trung bỡnh

TT Họ và tên Nhiệm vụ thiết kế
1
Đào Duy Hướng
Cơ cấu nâng
2 Phạm Quốc Khánh Cơ cấu quay
3 Nguyễn Văn Linh Cơ cấu di chuyển xe con

NỘI DUNG THỰC HIỆN
1. Phần việc chung cả nhóm:
 Thuyết minh:
- Chọn các thông số kĩ thuật phù hợp
- Thuyết minh cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phạm vi sử
dụng của cần trục tháp.
 Bản vẽ:
- 01 bản vẽ tổng thể cần trục tháp (A0)
2. Phần việc cho từng cá nhân:
 Thuyết minh:
- Thuyết minh thiết kế tổng thể cơ cấu
- Thuyết minh thiết kế một số chi tiết đặc trưng ( sau khi đã có
thuyết minh thiết kế tổng thể cơ cấu)

 Bản vẽ:
- 01 bản vẽ lắp cơ cấu (A
0,1
)
- Một số bản vẽ chi tiết (sau khi đã có bản vẽ lắp cơ cấu)
TKMH M¸y n©ng vËn chuyÓn GVHD: Lª Quý Thñy

§µo Duy H-íng Líp c¬ giíi hãa XDGT – K47
- 6 -
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ
MÁY TRỤC
1.1. Giới thiệu chung về Máy trục:
1.1.1. Định nghĩa:
- Máy trục là loại máy hoạt động theo chu kì dùng để nâng , chuyển vật
(tải) trong không gian; giữ tải bằng móc hoặc các bộ phận mang tải khác.
- Máy trục có thể là loại đớn giản được kết cấu từ một bộ phận cơ bản để
nâng vật theo phương nhất định hoặc có thể là loại có kết cấu phức tạp và
chuyển động của vật nâng sẽ là tổng hợp các chuyển động của các bộ phận
thành phần.
1.1.2. Phân loại:
Máy trục có thể phân loại theo công dụng , theo kết cấu hoặc theo chế độ
làm việc . Người ta thường phân loại máy trục theo kết cấu thành các loại : tời ,
kích , cần trục , máy trục kiểu cần , thang máy …
- Kích : là loại máy trục đơn giản ,dùng để nâng, hạ tải( vật ) tại chỗ theo
phương thẳng đứng . Có các loại kích : kích cơ khí , kích thủy lực , kích
khí nén .

Hình 1.1: Kích thủy lực Hình 1.2: kích chân
TKMH M¸y n©ng vËn chuyÓn GVHD: Lª Quý Thñy

§µo Duy H-íng Líp c¬ giíi hãa XDGT – K47
- 7 -
- Tời : là một loại máy trục đơn giản để kéo hoặc nâng tải
Tời phân loại theo công dụng : dùng để nâng , để kéo .
Tời phân loại theo cách truyền động : truyền động tay , truyền động
điện . truyền động cơ khí , tời truyền động thủy lực…

Hình 1.3: Tời kéo cáp Hình 1.4: Tời cầm tay
- Pa lăng : là loại máy trục đơn giản dùng để nâng tải theo phương thẳng
đứng. Pa lăng phân loại theo cách truyền động : pa lăng kéo tay và pa lăng
điện.

Hình 1.5: Pa lăng điện Hình 1.6: Pa lăng tay
TKMH M¸y n©ng vËn chuyÓn GVHD: Lª Quý Thñy

§µo Duy H-íng Líp c¬ giíi hãa XDGT – K47
- 8 -
- Cần trục: cần trục là loại máy trục có cần để đỡ bộ phận mang tải hoặc để
cho xe con di chuyển theo. Theo kết cấu cần trục được phân ra thành cần
trục ô tô, cần trục bánh lốp, cần trục bánh xích, cần trục tháp, cần trục cột
buồm, cầu trục, cổng trục…

Hinh 1.7: Cầu trục hai dầm


Hình 1.8: Cần trục tháp Hình 1.9: Cần trục bánh xích
TKMH M¸y n©ng vËn chuyÓn GVHD: Lª Quý Thñy

§µo Duy H-íng Líp c¬ giíi hãa XDGT – K47
- 9 -


Hình 1.10: Cần trục bánh lốp



Hình 1.11: Cần trục chân đế



TKMH Máy nâng vận chuyển GVHD: Lê Quý Thủy

Đào Duy H-ớng Lớp cơ giới hóa XDGT K47
- 10 -
2
1
3
4
5
6
7

1.2. Gii thiu v cn trc thỏp:
1.2.1. Cấu tạo cần trục tháp:
Cần trục tháp là loại cần trục tiêu biểu đ-ợc sử dụng rộng rãi trong xây
dựng nhà cao tầng, xây dựng công nghiệp và lắp ráp các máy móc thiết bị trên
cao. Chúng có đặc điểm là cột tháp cao, đỉnh tháp lắp cần dài quay đ-ợc toàn
vòng, các bộ máy th-ờng đ-ợc dẫn động điện độc lập dùng mạng điện công
nghiệp.
Cần trục tháp th-ờng có đủ các bộ máy nh- nâng hạ hàng, thay đổi tầm
với, bộ máy quay, bộ máy di chuyển vì vậy chúng có thể vận chuyển hàng hoá
trong một không gian rộng lớn. Mặt khắc kết cấu của chúng hợp lý nên dễ dàng
tháo lắp vận chuyển từ nơi này đến nơi khác, tính cơ động cao.
Sơ đồ cấu tạo của cần trục tháp:








Trong ú:
1. Cột tháp
2. Đối trọng
3. Cabin điều khiển
4. Cần
5. Xe con mang hàng
6. Cụm puli móc câu
7. Đoạn ống để
nâng cột
Hỡnh 2.1: Cu to chung ca cn trc thỏp

TKMH M¸y n©ng vËn chuyÓn GVHD: Lª Quý Thñy

§µo Duy H-íng Líp c¬ giíi hãa XDGT – K47
- 11 -
1.2.2. Phân loại: Hình thức kết cấu của cần trục tháp rất đa dạng:
 Theo phương pháp lắp đặt tại hiện trường có thể chia ra:
- Cần trục tháp di chuyển trên ray: phục vụ trong các kho bãi,trong
các nhà máy, ở những vị trị có không gian rộng
- Cần trục tháp cố định : chân tháp gắn liền với nền hoặc tựa trên nền
thông qua bệ đỡ hoặc các gối tựa cố định,thường dùng trên các công
trường xây dựng nhà dân dụng và nhà công nghiệp
- 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 với công trình để
tăng độ ổn định của cần trục và tăng khả năng chịu lực ngang. Trên
công trình xây dựng, khi làm việc nó tự nâng toàn bộ cần trục theo
chiều cao công trình và toàn bộ tải trọng được truyền xuống công
trình (cần trục neo tường).
 Theo đặc điểm làm việc của cần trục:
- Cần trục loại tháp quay : Toàn bộ tháp và cơ cấu được đặt trên bàn
quay. Bàn quay tựa trên các thiết bị tựa quay đặt trên khung di
chuyển
- Cần trục tháp không quay: Phần quay đặt trên đầu tháp. khi quay thì
chỉ có cần, đỉnh tháp, đối trọng và các cơ cấu đặt trên đó quay.
 Theo phương pháp thay đổi tầm với
- Cần trục tháp thay đổi tầm với bằng cách thay đổi góc nghiêng của
cần
- Cần trục tháp thay đổi tầm với bằng cách di chuyển xe con trên ray
của cần. Loại này có kết cấu nặng hơn loại cần trục thay đổi tầm với
bằng thay đổi góc nghiêng của cần nhưng có độ cao nâng và tốc độ

dịch ngang của vật nâng là ổn định


TKMH M¸y n©ng vËn chuyÓn GVHD: Lª Quý Thñy

§µo Duy H-íng Líp c¬ giíi hãa XDGT – K47
- 12 -



Hình 2.2: Các loại cần trục tháp
a. Cần trục xoay. b. Cần trục công xôn
c. Cần trục trên cột. d.
e. Cần trục tầm với g.
h. Cần trục chân đế i.
TKMH Máy nâng vận chuyển GVHD: Lê Quý Thủy

Đào Duy H-ớng Lớp cơ giới hóa XDGT K47
- 13 -
1.2.3. Phm vi s dng:
Thng c s dng trong xõy lp cỏc cụng trỡnh xõy dng dõn
dng,xõy dng cụng nghip hoc dựng bc d,vn chuyn hng hoỏ ,cu kin
, vt liu trờn cỏc kho bói do cú chiu cao nõng v tm vi ln ,khong khụng
gian phc v rng nh cỏc chuyn ng nõng h vt,thay i tm vi ,quay ton
vũng v dch chuyn ton b mỏy
Tuy nhiờn do kt cu phc tp,thỏp cao v nng tn kộm trong vic thỏo
d v lp dng ,di chuyn,chun b mt bng nờn ch dựng cn trc thỏp
nhng ni cú khi lng xõy lp tng i ln ,thi gian phc v cho cụng vic
trong mt khong thi gian di ,hoc khi s dng nhng loi cn trc t hnh
khụng kinh t hoc khụng cú kh nng ỏp ng yờu cu ca cụng vic.

Do tớnh cht luụn i a im nờn chỳng c thit k sao cho d thỏo
d, lp dng v vn chuyn hoc cú kh nng t dng bng cỏc thit b c khớ
hay thu lc v c di chuyn trờn ng di dng t hp ton mỏy . iu
ny cho phộp gim chi phớ v thi gian lp dng cn trc
1.2.4. Nguyờn lý lm vic:
Ng-ời lái trong cabin sẽ điều khiển các bộ máy nâng hạ hàng, quay
cần và di chuyển xe con hoạt động một cách độc lập hoặc đồng thời
theo một quy trình hết sức nghiêm ngặt.
1.2.5. Thụng s k thut phự hp ca cn
trc thỏp:
- Sc nõng (Q
dn
): l trng lng ln
nht m thit b nõng cú th an
ton ti 1 v trớ nht nh.
- Tm vi: l khong cỏc 2 ng
thng ng i qua tõm mooc (hay
tõm xe con) v tõm c cu quay. Hỡnh 2.3: Tm vi L v
chiu cao nõng H
TKMH M¸y n©ng vËn chuyÓn GVHD: Lª Quý Thñy

§µo Duy H-íng Líp c¬ giíi hãa XDGT – K47
- 14 -
- Chiều cao nâng: là khoảng cách từ tâm mooc đến mặt nền
- Trọng lượng cần trục: là trọng lượng toàn máy khi không
mang tải
- Tốc độ làm việc của cần trục tháp:
Vận tốc nâng (m/phút)
Vận tốc di chuyển xe con (m/phút)
Vận tốc quay cần (vòng/phút)

1.2.6. Phạm vi sử dụng:
- Cần trục tháp là loại có tháp cao, phần trên của tháp lắp cần, quay toàn
vòng, dẫn động điện độc lập.
- Cần trục tháp có sức nâng từ 500 kG đến hàng trục tấn. Những loại cần
trục tháp sử dụng trong công nghiệp, trong lắp ráp có thể có sức nâng lên
tới hơn 100 tấn.
- Cần trục tháp giữ vị trí số một trong các thiết bị dùng trong xây dựng .
Cần trục tháp là thiết bị nâng chủ yếu dùng để vận chuyển vật liệu và lắp
ráp trong công trình xây dựng dân dụng, xây dựng công nghiệp, các công
trình thủy điện … Trong xây dựng nhà cao tầng không thể sử dụng các
cần trục tháp di chuyển trên ray vì không bảo đảm ổn định cho cần trục
tháp. Trong trường hợp này người ta sử dụng loại cần trục tháp cố định
có đầu quay, tháp được neo vào công trình và theo chiều cao của công
trình, tháp được nối thêm các đoạn chế tạo sẵn để tăng chiều cao theo
chiều cao của nhà. Trong giai đoạn khi chiều cao nâng chưa lớn, có thể
dùng cầu trục di chuyển trên ray, loại có đầu quay và tháp không quay.
1.2.7. Đặc điểm các cơ cấu của cần trục tháp:
a. Cơ cấu nâng: Cơ cấu nâng dung để nâng hạ vật (tải) theo
phương thẳng đứng, nó có thể là một bộ phận của máy hoặc
là một máy làm việc độc lập.
TKMH M¸y n©ng vËn chuyÓn GVHD: Lª Quý Thñy

§µo Duy H-íng Líp c¬ giíi hãa XDGT – K47
- 15 -
 Các loại cơ cấu nâng thường dùng:
- Cơ cấu nâng dùng vít đai ốc
(Hình a)
- Cơ cấu nâng dùng bánh răng –
thanh răng (Hình b)
- Cơ cấu nâng dùng xi lanh thủy

lực hoặc khí nén (Hình c)
- Cơ cấu nâng dùng tang quấn dây
cáp hoặc xích. (hình d) Hình 2.4: Các loại cơ cấu nâng
Các loại cơ cấu nâng hình a, b, c có nhược điểm lớn là tốc độ nâng thường
khá nhỏ, tải trọng nâng không lớn, chiều cao nâng bị hạn chế, hiệu suất không
cao…Chúng thường được sử dụng trong các máy nâng đơn giản như: kích thanh
răng, kích trục vít, kích thủy lực, kích khí nén…
Cơ cấu nâng dùng tang quấn dây cáp (hoặc xích) khắc phục được hầu hết
các nhược điểm trên nên nó được sử dụng phổ biến trong máy trục.


Hình 2.5: Cấu tạo cơ cấu nâng tang quấn dây cáp
 Các bộ phận chủ yếu của cơ cấu nâng:
Cơ cấu nâng thông thường bao gồm các bộ phận chủ yếu sau:
- Bộ phận dẫn động
- Bộ phận truyền động
TKMH M¸y n©ng vËn chuyÓn GVHD: Lª Quý Thñy

§µo Duy H-íng Líp c¬ giíi hãa XDGT – K47
- 16 -
- Tang quấn (cáp hoặc xích)
- Bộ phận mang giữ tải:
Thiết bị nhận vật nâng ( móc, gầu ngoạm…)
Dây (cáp hoặc xích)
Puly
- Thiết bị giữ vật treo và điều chỉnh vận tốc.
- Ngoài ra còn có thiết bị an toàn, thiết bị điều khiển.
b. Cơ cấu quay: Cơ cấu quay dùng để thực hiện chuyển động
quay cho phần quay của cần trục.
 Đặc điểm:

- Cơ cấu quay có thể đặt trên phần không quay hoặc phần quay, dẫn
động bằng tay hoặc bằng điện.


Hình 2.7: Cơ cấu quay dẫn động bằng điện đặt trên phần quay
- Vận tốc quay của cần trục thường rất bé
- Quán tính khi khởi động thường rất lớn, thời gian chuyển động ổn
định ngắn.
c. Cơ cấu di chuyển xe con: Là một bộ phận của máy nâng làm
nhiệm vụ dịch chuyển trên mặt phẳng ngang, mặt dốc của cả
máy hoặc bộ phận máy.