Đồ án thiết kế Cổng trục có sức nâng 205T

Lê Ngọc Sơn - 368.44
Đồ án tốt nghiệp
Bộ giáo dục và đào tạo
việt nam Tr-ờng đại học xây dựng

cộng hoà xã hội chủ nghĩa

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: Lê Ngọc Sơn
Lớp
: 44M
Năm thứ: 5
Ngành
: Máy Xây dựng
1. Đầu đế thiết kế :
Thiết kế cổng trục sức nâng Q=20/5 T

2. Các số liệu ban đầu:
- Sức nâng Q = 20T; khẩu độ L = 30m; chiều cao
nâng H = 12m.
- Sức nâng tời phụ Q = 5T; chế độ làm việc:
trung bình (A5).
- Tốc độ nâng tời chính: 9,82m/s; tốc độ nâng
tời phụ: 19,9 m/s.
- Tốc độ di chuyển cổng: 20m/s; tốc độ di chuyển
xe con: 38,4m/s.
- Sử dụng xe con tiểu chuẩn đã có sẵn.
3. Nội dung các phần thuyết minh tính toán:
- Giới thiệu chung về cổng trục.
- Tính toán thiết kế kết cấu thép.
- Tính toán thiết kế cơ cấu di chuyển cổng.
- Tính toán thiết kế mạch điện điều khiển.
- Tính toán thiết kế cụm tang rải cáp.
- Xây dựng quy trình lắp đặt.
Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M

- 1 -


Lê Ngọc Sơn - 368.44
Đồ án tốt nghiệp
4. Các
5. Cán

bản vẽ và đồ thị:
Bản vẽ hình chung máy thiết kế A0
Bản vẽ chân cổng trục A1

Bản vẽ cơ cấu di chuyển cổng A1
Bản vẽ dầm cổng trục A1
Bản vẽ sơ đồ nguyên lý điện A1
Bản vẽ thanh giằng chân cổng A1
Bản vẽ chế tạo chi tiết A1
Bản vẽ cụm tang rải cáp điện A1
Bản vẽ quy trình lắp dựng A1
bộ h-ớng dẫn chính :
TS. Tr-ơng Quốc Thành
6. Ngày giao nhiệm vụ thiết kế: Ngày 14 tháng 10 năm
2003
7. Ngày hoàn thành
: Ngày 9 tháng 2
năm 2004

Cán bộ h-ớng dẫn tốt nghiệp
(Ký tên và ghi rõ họ tên)

Nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp đã đ-ợc
Bộ môn thông qua ngày .. ..tháng .. ..năm 2004
Tr-ởng bộ môn
(Ký tên và ghi rõ họ tên)

Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án cho

Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M

- 2 -

Lê Ngọc Sơn - 368.44
Đồ án tốt nghiệp

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
Lời nói đầu

5

Ch-ơng I: Giới thiệu chung

7

I.

Giới thiệu chung về cổng trục

7

1. Giới thiệu chung

7

2. Kết cấu thép cổng trục

9

3. Xe con

11

4. Cơ cấu di chuyển cổng

13

5. Một số dạng kết cấu đặc biệt

14

II. Giới thiệu cổng trục thiết kế

15

1. Giới thiệu chung

15

2. Kết cấu thép

16

3. Xe con

17

Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M

- 3 -


Lê Ngọc Sơn - 368.44
Đồ án tốt nghiệp
4. Các thông số hình học
Ch-ơng II: Tính sức bền kết cấu thép
I.

20
21

Tính toán dầm

21

1. Sơ đồ tính toán và tải trọng tác dụng

21

2. Tổ hợp tải trọng

23

3. Mômem quán tính chọn sơ bộ

24

4. Nội lực trong dầm

28

5. ứng suất trên dầm

33

6. Tính toán độ ổn định cục bộ

35

7. Tính chuyển vị

36

II. Tính bền chân cổng

38

1. Sơ đồ tính toán và tải trọng tác dụng

38

2. Tổ hợp tải trọng

39

3. Nội lực trong chân cổng

40

4. ứng suất trong chân

47

III. Tính toán chốt liên kết

48

Ch-ơng III: cơ cấu di chuyển cổng

50

1. Chọn sơ đồ dẫn động

50

2. Xác định lực nén bánh lớn nhất

50

3. Xác định lực cản di chuyển

51

4. Tính công suất động cơ

52

5. Tính bộ truyền ngoài

53

6. Kiểm tra động cơ

53

7. Tính bánh xe di chuyển

56

8. Tính trục

57

9. Chọn ổ bi

61

Ch-ơng IV: Thiết kế hệ thống điều khiển điện
I.

Giới thiệu chung

II. Tính chọn các thiết bị điện
Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M

64
64

64
- 4 -


Lê Ngọc Sơn - 368.44
Đồ án tốt nghiệp
III. Thiết kế hệ thống điều khiển

68

Ch-ơng V: Tính toán tang rải cáp điện

74

1. Sơ đồ cụm tang

74

2. Chọn sơ bộ các thiết bị

74

3. Tính toán hệ tang cuốn cáp

75

4. Thiết kế cụm lấy điện

77

5. Tính trục đỡ

78

6. Chọn ổ đỡ

79

Sơ đồ lắp dựng

81

Tài liệu tham khảo

83

Lời nói đầu

Đất n-ớc ta đang trong thời kỳ công nghiệp hoá,
hiện đại hoá. Nên nhu cầu về xây dựng là rất lớn. Để
xây dựng các công trình lớn, hiện đại đòi hỏi tiến độ
thi công và chất l-ợng công trình ngày càng cao. Cùng
với sự phát triển của ngành Xây dựng thì ngành Máy Xây
dựng cần đáp ứng nhu cầu về tiến độ thi công và hiệu
quả kinh tế của công trình xây dựng. Vì vậy bên cạnh
việc tăng c-ờng đầu t- về tài chính thì việc áp dụng
những công nghệ mới nhằm nâng cao chất l-ợng, hạ giá
thành sản phẩm cũng nh- đảm bảo tiến độ thi công là
việc làm hết sức cần thiết. Với việc ứng dụng các công
Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M

- 5 -


Lê Ngọc Sơn - 368.44
Đồ án tốt nghiệp
nghệ mới tiên tiến thì 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 đ-ợc để đảm bảo
chất l-ợng 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 n-ớc tiên tiến
cũng nh- ở n-ớc ta đã chỉ ra rằng việc xây dựng các nhà
cao tầng không thể thiếu đ-ợc các cần trục có chiều cao
nâng, tầm với, tải trọng nâng lớn, các máy bơm bêtông
hiện đại cũng nh- nhiều thiết bị khác. Việc xây dựng
các công trình thuỷ điện bến cảng cầu đ-ờng không thể
hoàn thành và đảm bảo chất l-ợng 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.
Sau khoảng thời gian học tập và nghiên cứu ở tr-ờng
thì đồ án tốt nghiệp là sự hệ thống lại toàn bộ những
kiến thức đã học tr-ớc đó, chuẩn bị cho quá trình ra
tr-ờng đi làm sau này. Cụ thể trong đồ án này là thiết
kế Cổng trục có sức nâng 20/5T. Trong quá trình làm

ĐATN đ-ợc sự h-ớng dẫn và giúp đỡ tận tình của thầy
giáo TS. Tr-ơng Quốc Thành em đã hoàn thành đồ án đúng
thời hạn và đầy đủ khối l-ợng mà bộ môn và thầy đã
giao.

Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M

- 6 -


Lê Ngọc Sơn - 368.44
Đồ án tốt nghiệp
Do quá trình tìm hiểu thực tế ch-a kỹ càng và tài
liệu tham khảo ch-a đầy đủ nên đồ án còn nhiều sai sót
mong các thầy cô bỏ qua.
Nhân đây em muốn gửi lời cảm ơn đến thầy Tr-ơng Quốc
Thành và các thầy cô trong bộ môn đã giúp đỡ em trong
quá trình học tập và làm đồ án.

Hà Nội, Tháng 2 năm 2004
Sinh viên thực
hiện
Lê Ngọc Sơn

Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M

- 7 -


Lê Ngọc Sơn - 368.44

Đồ án tốt nghiệp

Ch-ơng I: giới thiệu chung
I. Giới thiệu chung về cổng trục
1. giớ 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 d-ới 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 - 400t, 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.

Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M

- 8 -


Lê Ngọc Sơn - 368.44
Đồ án tốt nghiệp

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, đ-ờng sắt. Cổng trục dùng để lắp ráp
dùng trong lắp ráp thiết bị trong nhiều lĩnh vực, đặc
biệt trong các công trình năng l-ợng và lắp ghép các
công trình giao thông. Thiết bị mang vật của cổng trục
th-ờng là móc treo, gàu ngoạm hoặc là nam châm điện.
Cổng trục chuyên dùng th-ờng đ-ợc 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 đ-ợc chế tạo d-ới 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.

Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M

- 9 -


Lê Ngọc Sơn - 368.44
Đồ án tốt nghiệp

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

th-ờng 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 50 để bù trừ
sai lệch của kết cấu và đ-ờng ray do chế tạo, lắp
đặt và ảnh h-ởng 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
d-ới 25m có thể chế tạo haichân cứng. Đối với cổng

trục hạng nặng có sức nâng trên 100T th-ờng 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
Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M

- 10 -


Lê Ngọc Sơn - 368.44
Đồ án tốt nghiệp

có sức nâng lớn th-ờng đ-ợc 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. 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 đ-ợc
sử dụng rất phổ biến với sức nâng từ 5 - 10 t. Các
cổng trục một dầm th-ờng sử dụng palăng điện chạy
trên

ray

treo

d-ới

dầm

(hình

1.1,1.2).

Một

số

tr-ờng hợp dùng xe con chạy trên hai ray đặt d-ới
dầm (hình 1.3g,h,i). Dầm cầu dạng dàn không gian
th-ờng có thêm các thanh xiên ở bên trong để tăng
cứng.

a

b

f

c

g

Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M

e

d

h

i
- 11 -


Lê Ngọc Sơn - 368.44
Đồ án tốt nghiệp
Hình 1.3: kết cấu dầm loại một dầm

a
b
Hình 1.4: kết cấu dầm loại hai dầm
Cổng trục có sứ nâng lớn th-ờng là loại hai dầm hộp
có

ray di chuyển xe con đặt phía trên dầm cầu. Loại

này th-ờng 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 nh-ợc điểm là th-ờng chiếm nhiều diện tích, chân
cổng kiểu hộp khắc phục đ-ợc nh-ợc 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.

Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M

- 12 -


Lê Ngọc Sơn - 368.44
Đồ án tốt nghiệp

a
b

c
Hình 1.5: chân cổng
Chân cổng có kết cấu giàn cùng dầm cầu loại giàn

không gian (một dầm), trong tr-ờng hợp này th-ờng xe
con di chuyển trên ray bên d-ới dầm cầu, vật nâng đ-ợc
treo trên các palăng cáp (hình 1.5c).
Cabin của cổng trục có thể đ-ợc 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 th-ờng có thêm sàn thao tác để bảo d-ỡng và sửa
chữa.
Cổng trục có khẩu độ d-ới 25m có thể chế tạo với hai
chân cứng (hình 1.6a), cổng trục có khẩu độ lớn th-ờng
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
Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M

- 13 -


Lê Ngọc Sơn - 368.44
Đồ án tốt nghiệp
trục thẳng đứng tới 50 về cả hai phía và góc lắc đ-ợc
khống chế bởi khe hở giữa vỏ khớp phía d-ới và phía
trên. Trong tr-ờng 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.
c
d

b

l< 25000

a

c

b

Hình 1.6
Nh-ợc điểm này đ-ợc khắc phục trong sơ đồ 1.6c, chân
cứng bên trái đ-ợc liên kết với dầm bằng nút tr-ợt (nút
B) cho phép dầm có thể xoay t-ơng đối quanh vấu định vị
thẳng đứng (nút C). Chân mềm bên phải liên kết với dầm
bằng khớp cầu cho phép xoay theo h-ớng bất kỳ. Khi cổng
trục bị xô lệch thì dầm cầu không bị uốn và hoàn toàn
tránh đ-ợc 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 th-ờng dùng
palăng điện chạy dọc ray treo ở d-ới dầm. Loại cổng

Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M

- 14 -


Lê Ngọc Sơn - 368.44
Đồ án tốt nghiệp
trục này th-ờng đ-ợc điều khiển từ cabin hoặc hộp nút
bấm từ d-ới nền.
Cổng trục hai dầm có tải trọng nâng lớn th-ờng 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 d-ới dầm
(th-ờng là dầm dàn không gian). Theo cách dẫn động có
loại xe con tự hành và xe con di chuyển nhờ cáp kéo.

a

6

2 3 4
b

5 6

1

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 h-ớng cáp
Cơ cấu di chuyển xe con bằng cáp kéo th-ờng 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 đ-ợc quấn vào tang theo chiều ng-ợc nhau do đó khi
tang quay thì một đầu cuốn còn một đầu nhả đảm bảo cho
xe con di chuyển đ-ợc. Tang của cơ cấu này có thể là
Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M

- 15 -

Lê Ngọc Sơn - 368.44
Đồ án tốt nghiệp
tang th-ờng hoặc tang ma sát. Cabin điều khiển có thể
đ-ợc gắn trên xe con và di chuyển cùng nó.
Cơ cấu nâng của cổng trục cũng có thể đ-ợc 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 đ-ợc cố định vào dầm cuối. Ph-ơng án này cho phép
giảm đáng kể kích th-ớc và trọng l-ợng của xe con do đó
trọng l-ợng của dầm cầu cũng giảm đáng kể khoảng 20%.
Nh-ợc điểm của ph-ơng án này là cáp nâng có thể có độ
võng rất lớn khi xe con di chuyển không tải trọng nâng.
Để khắc phục nh-ợng điểm này, ng-ời ta làm các con lăn
đỡ cáp nâng và tăng trọng l-ợng 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 th-ờng dùng ph-ơng án dẫn động chung và cơ cấu đặt
trên dầm cầu. Ph-ơng án này tuy giảm tải trọng xô lệch
cổng song cồng kềnh, khó lắp đặt và đắt nên hiện nay
không dùng. Hiện nay cơ cấu di chuyển cổng th-ờng dùng
ph-ơng án dẫn động riêng. Trên mỗi chân cổng có một cơ
cấu di chuyển riêng, số bánh xe chủ động th-ờng không
v-ợt quá 50% tổng số bánh xe .

Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M

- 16 -


Lê Ngọc Sơn - 368.44
Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.8: các sơ đồ dẫn động cơ cấu di chuyển cổng
trục
Cổng trục hiện đại th-ờng 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
th-ờng 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 th-ờng 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 tr-ờng hợp

gió lớn khi không làm việc. Thiết bị kẹp ray dẫn động
bằng tay làm việc t-ơng 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 v-ợt quá giá trị cho
phép. Tuy nhiên cổng trục vẫn phải có thiết bị kẹp ray

Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M

- 17 -


Lê Ngọc Sơn - 368.44
Đồ án tốt nghiệp
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

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 đ-ợc sử dụng rộng rãi. Sơ
đồ lắp dựng nh- hình 1.9, tải trọng nâng của cổng trục
tự lắp dựng th-ờng không v-ợt quá 20t.
b. Cổng trục xếp dỡ côngtơnơ
Loại cổng trục này chuyên dùng để xếp dỡ côngtơnơ
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
côngtơnơ th-ờng có hai đầu côngxôn. Một đầu côngxôn
th-ờng đặt trong nhà kho chứa côngtơnơ một đầu là ở bãi
để côngtơnơ. Phần phía trong chân cổng th-ờng có ray di
chuyển để tàu hoả hoặc các ph-ơng tiện khác vào để vận
chuyển hàng hoá đến hoặc đi.

Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M

- 18 -


Lê Ngọc Sơn - 368.44
Đồ án tốt nghiệp
Tải trọng nâng của cổng trục xếp dỡ côngtơnơ th-ờng
đ-ợc chọn theo tải trọng của côngtơnơ và thiết bị mang
chuyên dùng vì chúng khá nặng.
c. Cổng trục phục vụ nhà máy thuỷ điện
Cổng trục này th-ờng đ-ợc dùng trong lắp ráp và vận
hành khai thác nhà máy thuỷ điện. Chúng th-ờng 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 rộng của cửa
đập và để tránh khả năng bị kẹt cửa đập trong khung dẫn
h-ớng của nó, hai tời nâng phải đồng đều. Cửa đập trong

các nhà máy thuỷ điện phải đ-ợc 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. cấu tạo chung.
Với

nhiệm

vụ

thiết

kế

là

cổng

trục

có

sức

nâng

Q=20/5t và khẩu độ L=30m ta lựa chọn ph-ơng 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.
Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M

- 19 -


Lê Ngọc Sơn - 368.44
Đồ án tốt nghiệp
Cổng trục này đ-ợc thiết kế với hai chân liên kết
khớp trụ với dầm, với kết cấu khớp sẽ giúp cho công
việc lắp dựng đơn giản hơn, giảm thời gian do đó tăng
năng suất lao động.
33200

5

4

3

6

12000

2

1

8

7

30000

Hình 1.10: cổng trục thiết kế
1. Chân cứng, 2. cabin, 3. dầm cổng, 4. xe con
5. sàn thao tác, 6. chân mềm, 7. cơ cấu di chuyển
8. cơ cấu tang rải cáp điện
2. Kết cấu thép của cổng trục thiêt kế
a. Kết cấu thép của dầm
Dầm của cổng trục là dầm hộp đ-ợc 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

con có các tai liên kết dùng để liên kết dầm chính với
chân công. Phía dầm dùng để lắp chân cứng có độ dài lớn
hơn so với lắp chân mềm.

Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M

- 20 -


Lê Ngọc Sơn - 368.44
Đồ án tốt nghiệp
Hai bên dầm còn có sàn thao tác dùng để sửa chữa và
bảo hành máy.

1

3

2

4

Hình 1.11: kết cấu dầm cầu
1. tai liên kết, 2. dầm cầu
3. dầm nối, 4. ray di chuyển xe con
b. Kết cấu thép chân cổng
Chân cổng trục cũng đ-ợc hàn từ các thép tấm CT3.
Chân cổng trục có hai loại chân cứng và chân mềm. Chân
mềm cho phép cổng bù trừ sai lệch do chế tạo và lắp
đặt. Chân cứng đ-ợc liên kết cứng với dầm bằng bốn
chốt, còn chân mềm liên kết với dầm bằng hai chốt.
Các chân cổng tựa trên các cụm bánh xe, mỗi bên có
hai cụm bánh xe và chúng đ-ợc 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 đ-ợc bố trí một cơ
cấu di chuyển riêng.
Trên chân cứng còn có bố trí hệ tang cuốn cáp điện,
cabin điều khiển và cầu thang dẫn lên sàn thao tác.
3. Xe con

Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M

- 21 -


Lê Ngọc Sơn - 368.44
Đồ án tốt nghiệp
Xe con sử dụng trên cổng trục là xe con tiêu chuẩn
đ-ợc lựa chon theo átlát máy xây dựng. Xe con di chuyển
trên ray đặt trên hai dầm của cổng trục bằng cơ cấu di
chuyển riêng. Trên xe con bố trí 3 cơ cấu chính là: cơ
cấu nâng chính Q=20t, cơ cấu nâng phụ Q= 5t và cơ cấu
di chuyển xe con.
Các thông số cơ bản của xe con:
- Tổng trọng l-ợng xe con Qx= 8500 (kg)
- Chiều dàI:

L= 3092 (mm)

- Chiều rộng:

B= 2670 (mm)

- Chiều cao:

h= 1383 (mm)

- Chiều rộng giữa 2 bánh xe: b = 2000 (mm)
- Khoảng cách giữa 2 bánh xe: l = 2500 (mm)
- Khoảng cách từ tâm móc đến ray di chuyển xe con h1
= 1440 (mm)
a. Cơ cấu nâng chính

Sơ đồ dẫn động cơ cấu nâng chính của cổng trục nhhình 1.12

1

2

4

3

7

6
5
Hình 1.12: cơ cấu nâng chính
1. động cơ, 2. khớp nối, 3. phanh, 4. hộp giảm tốc
Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M

- 22 -


Lê Ngọc Sơn - 368.44
Đồ án tốt nghiệp
5. tang, 6. palăng cáp, 7. gối đỡ trục tang
Các thông số của cơ cấu nâng chính:
- Tải trọng nâng Q= 20 (t)
- Vận tốc nâng Vn= 9,82 (m/ph)
- Động cơ : loại MTB 511-8
N = 30 (kw)
n = 720 (v/p)

- Hộp giảm tốc: loại PM650- II- 4M
i =31,65
- Phanh: loại TKTT
Dp= 300 (mm)
Mp= 8000 (kgcm)
- Tang kép: Dt = 500 (mm)
- Cáp thép: Lc= 120 (m)
Lực tác dụng trên một sợi cáp P = 2710 (kg)
Số nhánh cáp: 8 nhánh
b. Cơ cấu nâng phụ
Sơ đồ cơ cấu nâng phụ nh- hình 1.13

1

2

4

3

7

6
5
Hình 1.13: cơ cấu nâng phụ
1. động cơ, 2. khớp nối, 3. phanh, 4. hộp giảm tốc
5. tang, 6. palăng cáp, 7. gối dỡ trục tang
Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M

- 23 -

Lê Ngọc Sơn - 368.44
Đồ án tốt nghiệp
Các thông số của cơ cấu nâng phụ:
- Tải trọng nâng Q= 5 (t)
- Vận tốc nâng Vn= 19,8 (m/ph)
- Động cơ : loại MTB 411-8
N = 16 (kw)
n = 710 (v/ph)
- Hộp giảm tốc: loại PM500- IV- 4M
i = 23,34
- Phanh: loại TKTT
Dp= 300 (mm)
Mp= 8000 (kgcm)
- Tang kép: Dt = 400 (mm)
- Cáp thép: Lc= 63 (m)
Lực tác dụng trên một sợi cáp P = 1380 (kg)
Số nhánh cáp: 4 nhánh
c. cơ cấu di chuyển xe con
Cơ cấu di chuyển xe con nh- hình 1.14:

1

7

2

6

3

4

5

Hình 1.14: cơ cấu di chuyển xe con
1. động cơ, 2. phanh, 3. khớp nối, 4. hộp giảm tốc
5. bánh xe di chuyển, 6. khớp nối trục
7. gối đỡ trục bánh xe
Các thông số của cơ cấu di chuyển xe con:
Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M

- 24 -


Lê Ngọc Sơn - 368.44
Đồ án tốt nghiệp
- Vận tốc di chuyển xe con Vx= 38,4 (m/ph)
- Động cơ : loại MT 21-6
N = 5 (kw)
n = 945 (v/ph)
- Hộp giảm tốc: loại B400
i = 26,4
- Phanh: loại TKT
Dp= 200 (mm)
Mp= 2500 (kgcm)
- Bánh xe: Dbx = 320 (mm)
- Hành trình giảm chấn : 85 (mm)
- Ray 51 mm

- Thanh quét điện L50x50x6
- áp lực bánh xe

P = 8700 (kg)

4. Các thông số hình học sơ bộ của cổng trục
- Chiều cao nâng : H= 12 (m)
- Khẩu độ

: L= 30 (m)

- Chiều dài dầm

: l = 33 (m)

- Chiều cao dầm

: hd= 1,6 (m)

- Chiều rộng dầm : để đảm bảo độ cứng của dầm khi
xoắn thì chiều rộng của dầm đ-ợc tính theo công thức
kinh nghiệm:
bd = (0.2- 0,25)hd = (0,2 - 0,25).1600 =
320 - 400 (mm)
Chọn bd= 400 mm
-

Chiều cao từ ray di chuyển cổng đến ray di chuyển

xe con

Hr=12000 + 1440 = 13440 (mm)
Khoa cơ khí xây dựng - lớp 44M

- 25 -