Thiết kế thiết bị nâng và vận chuyển bê tông khối, sức nâng q=20 tấn, khẩu độ l=4,5m, tầm với 2m, chiều cao nâng h=6m cho công ty cổ phần bạch đằng 5 thuộc tổng công ty xây dựng bạch đằng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM

VIỆN CƠ KHÍ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ THIẾT BỊ NÂNG VÀ VẬN CHUYỂN BÊ TÔNG
KHỐI, SỨC NÂNG Q = 20T, KHẨU ĐỘ L = 4,5M, TẦM VỚI 2M,
CHIỀU CAO NÂNG H = 6M CHO CÔNG TY CỔ PHẦN BẠCH
ĐẰNG 5 THUỘC TỔNG CÔNG TY XÂY DỰNG BẠCH ĐẰNG.
Chuyên ngành:
Lớp

Máy nâng chuyển

: MXD52-ĐH
Giáo viên hƣớng dẫn

Sinh viên
Khiếu Văn PhƣớcTh.S Phạm Đức

HẢI PHÒNG, NĂM 2015


Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp (về lý
luận, thực tiễn, tiến trình cần tính toán và các bản vẽ).
………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………

Các số liệu chủ yếu cần thiết để thiết kế:
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………...


NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
1. Tinh thần thái độ, sự cố gắng của sinh viêntrong quá trình làm luận văn:
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
2. Đánh giá chất lượng luận văn tốt nghiệp (so với nội dung yêu cầu đã đề ra trên
các mặt: lý luận, thực tiễn, chất lượng thuyết minh và các bản vẽ):
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................

................................................................................................................................
3. Chấm điểm của giáo viên hướng dẫn
(Điểm ghi bằng số và chữ)
Hải Phòng, ngày...... tháng......năm 2015
Giáo viên hƣớng dẫn
Th.S Phạm Đức


ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
1. Đánh giá chất lượng luận văn tốt nghiệp về các mặt: Thu thập và phân tích số
liệu ban đầu, cơ sở lý thuyết, vận dụng vào điều kiện cụ thể, chất lượng bản thuyết
minh, bản vẽ, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn:
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................

2. Chấm điểm của giáo viên phản biện.
(Điểm ghi bằngsố và chữ)

Hải Phòng, ngày...... tháng...... năm 2015
Giáo viên phản biện


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
- Q: Sức nâng củacần trục.
- L: Khẩu độ của cần trục.
-H : Là chiều cao nâng.
- CD% : là cường độ làm việc của cơ cấu.
- Kng: Hệsốsửdụngtrongngày.
- Kn: Hệsốsửdụngtrongnăm.
- m : Số lần mở máy.
- []:Ứng suất cho phép đối với chi tiết .
-  : Ứng suất lớn nhất tác dụng lên chi tiết.
- [n]: Hệsốantoàn.
- n1 : Là hệsốantoànphụthuộcvàocôngdụng và mức độ quantrọngcủa chi tiết.
- n2 :là hệsốantoàntính đếnchế độ làmviệccủa cơ cấu.
- :là hiệusuấtcủa cơ cấu.
- i: là sai số tỷ số truyền.
- a: Bội suất pa lăng.
- Dt : đườngkính tang .
- D : đườngkínhpuly .
- dc : đườngkínhcáp.
- e : hệ số phụ thuộc loại máy và chế độ làm việc của cơ cấu.
-  : hệ số giảm ứng suất.
- t :bướccáp.
- t :bềdàythành tang.

- Gc: là trọng lượng của cổng trục .
- Nt : là công suất tĩnh của động cơ điện .
- GD2: là mômen đà rô to của động cơ.


- n : tốc độ quay của chi tiết.
- m : là khối lượng của chi tiết.
- Mdn: mômen danh nghĩa của động cơ.
- max : hệ số mômen lớn nhất của động cơ.
- i : tỷ số truyền của bộ truyền .
- nq:Tốc độ quay của tang.
- K: hệ số bám của cần trục khi di chuyển .
- s,s : hệ số an toàn khi xét đến ứng suất pháp và ứng suất tiếp.
-  : hệ số ma sát lăn ổ trục qui về đường kính trục ngõng trục.
- ndc: Tốc độ quay của trục động cơ .
- tm0: là thời gian mở máy khi không có vật nâng.
- : là hệ số bám của bánh xe vào ray.
- Mph : Mômen phanh.
- Mk: là mômen truyền của khớp.
- Y: là hệ số kể đến ảnh hưởng độ nghiêng của răng.
- YF1,YF2: là hệ số hình dạng của bánh răng 1 và bánh răng 2.
- d: là đường kính của trục bánh xe.
- P1: là lực xiết bulông để tạo ma sát thắng lực đẩy ngang.
-Z:là sốbulôngliênkếttrongmốighép.
- jmax0: gia tốc lớn nhất.
- B: là chiều rộng của tiết diện dầm.
- H :là chiều cao của tiết diện dầm.
- t:là chiềudàycủatấmthành.
- b: là chiều dày của tấm biên.
- JX : là mômen tĩnh lấy đối với trục X - X.

- JY : là mômen tĩnh lấy đối với trục Y - Y.


MỞ ĐẦU
Ngày nay khoa học công nghệ trên thế giới rất phát triển, các loại máy nâng
vận chuyển ngày càng được sử dụng rộng rãi trong mọi ngành kinh tế quốc dân
như xây dựng, kiến trúc, công nghiệp quốc phòng, cảng biển, xí nghiệp xếp dỡ
hàng hoá. Trong đó, ngành máy xếp dỡ và vận chuyển hàng hoá, máy móc, thiết bị
nâng đóng góp một vai trò quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại
hoá đất nước. Đặc biệt, tháng 11/2006 Việt Nam chính thức gia nhập tổ chức
thương mại thế giới WTO, nhu cầu sử dụng máy nâng vận chuyển phục vụ công
tác làm hàng tại các cảng sông, cảng biển, các công trình xây dựng, các nhà máy
cơ khí,…ngày càng trở nên cấp thiết.
1. Lý do chọn đề tài.
Đất nước đang trên đà phát triển mạnh mẽ, song song với nó là sự phát triển
của các xí nghiệp, nhà máy. Trong đó, các công ty xây dựng rất cần thiết cho việc
xây dựng và phát triển cơ sở hạ tầng của đất nước. Tổng Công ty xây dựng Bạch
Đằng là công ty có nhiều trang thiết bị hiện đại và đội ngũ kĩ sư giỏi. Mỗi năm
công ty đều có những dự án xây dựng lớn như nhà ở, cầu cảng, trung tâm thương
mại…
Một yêu cầu thực tế là tạiTổng công ty xây dựng Bạch Đằng đang cần có
một cần trục để phục vụ cho việc nâng và vận chuyển bê tông khối tại các kho bãi
của công ty.
2. Mục đích của đề tài.
Từ nhu cầu thực tế, yêu cầu của Tổng Công ty xây dựng Bạch Đằng và khả
năng của bản thân, em nhận thấy đây là một đề tài phù hợp với khả năng của mình.
Trước hết là củng cố kiến thức sau hơn 4 năm học tập dưới mái trường đại học và
bước đầu làm quen với một đồ án thiết kế lớn sẽ giúp em có thêm kinh nghiệm cho
công việc sau này.
3. Phạm vi nghiên cứu.

Tính toán thiết kế cần trục có sức nâng 20T, em sẽ lựa chọn phương án thiết
kế, nghiên cứu và tính toán cơ cấu nâng, cơ cấu di chuyển và tính toán kết cấu
thép. Dựatrên các kiến thức đã được học để tính toán thiết kế, so sánh và kiểm
nghiệm thực tế để học hỏi kinh nghiệm của các nhà thiết kế.
Trong khi thực hiện có sử dụng các tài liệu trong chuyên nghành máy nâng
chuyển, các tài liệu có liên quan về vật liệu, dung sai – kĩ thuật đo, catalog của các
hãng chế tạo thiết bị nâng…Sử dụng phần mềm Autocad, Sap để phục vụ cho quá
trình tính toán thiết kế nhanh chóng và chính xác hơn.
4. Nội dung đề tài.
Đề tài: Tính toán thiết kế cần trục sức nâng 20 T; khẩu độ L=4,5 m; tầm với
R=2 m; chiều cao nâng H=6 m với các yêu cầu cụ thể sau:
- Lựa chọn phương án.
- Tính toán thiết kế cơ cấu nâng.
- Tính toán thiết kế cơ cấu di chuyển cần trục.
-

Tính toán kết cấu thép cần trục.

5. Ý nghĩa khoa học của đề tài.
Đề tài thiết kế tốt nghiệp này sẽ giúp em hoàn thiện và hệ thống hóa lại các
kiến thức đã học, từ đó rút kinh nghiệm cho bản thân.
Đề tài có ý nghĩa thực tiễn với các cơ sở sản suất, các nhà máy cơ khí, các
công ty xây dựng trong nước về phương diện tự chế tạo cung cấp cần trục mà
không cần phải nhập về từ nước ngoài giúp giảm chi phí và đem lại hiệu quả kinh
tế cao.


CHƢƠNG 1: LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ

1.1. Nơi lắp đặt cần trục.
Thiết bị nâng được lắp đặt tại các kho bãi chứa các khối bê tông được đúc
sẵn.
Lối ra ô tô vận tải

Khu vực sản xuất khác
Vị trí ô tô vận tải
Hƣớng đi ô tô vận chuyển
Vị trí ô tô vận tải

NN

Đƣờng vận chuyển BT khối

Khu vực
sản xuất
khối bê
tông

Nhà xƣởng
cơ khí

Cần trục
Đƣờng vận chuyển BT khối
Đƣờng ray
Cần trục

Khu vực tập kết BT, vật liệu

Hình 1.1 : Sơ đồ vị trí lắp đặt cần trục.

Theo đề tài của em thì cần trục được lắp đặt tại Công ty cổ phần xây
dựng Bạch
KH S.lg
Đằng 5 thuộc Tổng Công ty xây dựngBạch Đằng để phục vụ công tác nâng vận
Chi tiết 4

hối bê tông


chuyển bê tông khối dùng trong xây dựng cầu cảng, đê chắn sóng, các công trình
xây dựng.
1.2. Lựa chọn phƣơng án thiết kế.
1.2.1. Lựa chọn cần trục.
- Phương án 1: Lựa chọn cổng trục dạng dầm có một đầu công son.

5

7

9

4

15000

6
8

102,5497

12000

3

10

2
1

14000

12000
14000

31000

6000

3000

1200

11

Hình1.2- Cổng trục có một đầu công son.
1-Ray di chuyển; 2-Cụm bánh xe di chuyển; 3-Kết cấu thép chân cổng; 4-Dầm
chính; 5-Xe con; 6-Dây cáp điện; 7-Cầu thang; 8-Cơ cấu nâng hàng; 9- Cabin
điều khiển; 10-Thiết bị mang hàng; 11-Sàn lát.
Do vị trí đặt cần trục có 1 phần tiếp giáp với nhà xưởng của công ty, chỉ cho phép

bố trí công son về một phía. Dầm được sử dụng trong kết cấu kim loại máy trục


với kết cấu có khẩu độ trung bình và nhỏ, tải trọng tương đối lớn và làm việc ở
vùng có gió không lớn lắm. Do đó toàn bộ cổng trục có kết cấu dầm có đặc điểm
sau:
+ Ưu điểm:
- Dầm có độ bền mỏi cao hơn dàn.
- Cổng trục được sử dụng rộng rãi trong bến cảng, nhà máy. Có thể chế táo
cổng trục với sức nâng lớn (>400T), chiều cao nâng và khẩu độ lớn.
- Tính linh hoạt của cổng trục cao do có xe con mang hàng.
+ Nhược điểm :
- Trọng lượng lớn với khẩu độ dài dầm sẽ chịu uốn nhiều do tải trọng bản thân
lớn.
- Diện tích chắn gió lớn.
- Giá thành chế tạo, chi phí bảo dưỡng,sửa chữa lớn.
- Phương án 2: Lựa chọn cần trục có kết cấu như sau :


4
2000.0000

2
650.0000

650.0000

3

1

600.0000
600.0000

5

7800.1047

6

7
15
8

650.0000

10

9

16

4500.0000
3700.0000
340.0000

560.0000

4500.0000

800.0000

1361.1761

2000.0000

4500.0000

3700.0000

300.0000

14
11 12

13

4500.0000

Hình 1.3 : Tổng thể cần trục.
1-Cụm móc; 2-Cụm puly đầu cần; 3-Dầm công son; 4-Pu ly dẫn hướng; 5-Nhánh
chân sau; 6-Cáp nâng hàng; 7-Cơ cấu nâng; 8-Dầm chân; 9- Cơ cấu di chuyển;
10-Dầm phụ; 11-Dầm ngang ray; 12-Đối trọng; 13-Ca bin; 14-Thang; 15-Tang
cáp điện; 16-Dầm chân


Cần trục được chế tạo dựa trên kết cấu của cổng trục nhưng đơn giản hơn, cấu
tạo gồm cần dầm có hai nhánh, liên kết với nhau bằng hai dầm ngang tạo thành
khung cứng, có một đầu công son thò ra phía ngoài cụm chân trước, ở đầu công
son lắp cụm puly móc treo, khoảng cách từ tâm móc đến đường ray di chuyển là

2m, cần liên kết cứng với hai cụm chân trước – sau bằng các bu lông liên kết tạo
thành hệ khung giá cứng vững, hai nhánh chân trước nằm trong mặt phẳng thẳng
đứng, hai nhánh sau nghiêng góc so với mặt phẳng đứng. Khoảng cách hai ray di
chuyển cần trục là 4,5m. Các nhánh chân cũng được liên kết cứng với dầm chân
của khung hành trình bằng các bu lông. Khung hành trình có hai dầm chân liên kết
với hai dầm ngang bằng bu lông. Trên khung hành trình lắp đặt cơ cấu nâng, đối
trọng cân bằng, hai cơ cấu di chuyển máy nâng lắp ở hai bên chân trên hai dầm
chân.
Khi làm việc, máy nâng di chuyển về vị trí xếp hàng, cơ cấu nâng hoạt đông
nâng hàng lên độ cao cần thiết. Khi hàng đã ở độ cao cần thiết, hai cơ cấu di
chuyển hoạt động đưa máy nâng chạy trên đường ray tới vị trí dỡ hàng. Tại đây
hàng được hạ xuống bãi tập kết và máy nâng lại trở về vị trí ban đầu thực hiện chu
trình tiếp theo.
Kết luận:
So với cổng trục một đầu công son thì cần trục thiết kế cần ít cơ cấu hơn,
thiết kế tiết kiệm vật liệu do đó chi phí chế tạo và bảo dưỡng thấp.Việc chế tạo
dầm đơn giản và dễ dàng do có thể áp dụng phương pháp hàn tự động và bán tự
động, cắt tự động.
Từ những ưu nhược điểm trên và yêu cầu thực tế đặt ra của công ty ta thấy thiết bị
nâng ở phương án 2 có sức nâng tương đối lớn Q=20T, thiết kế đơn giản, dễ dàng
điều khiển, vận hành và bảo dưỡng. Chi phí chế tạo lắp đặt thấp hơn cổng trục,
cùng với điều kiện địa hình làm việc ở kho bãi của công ty xây dựng, ta lựa chọn
thiết kế thiết bị nâng theo phương án 2.


1.2.5. Kết luận.
Vậy ta lựa chọn cần trục theo phương án 2 có thiết kếnhư sau:
- Kết cấu thép: Sử dụng kết cấu thép dầm hộp, tiết diện dầm tổ hợp có kết cấu hình
hộp.
- Cơ cấu nâng dẫn động bằng động cơ điện.

- Cơ cấu di chuyển máy nâng : di chuyển trên ray sử dụng sơ đồ truyền động riêng.
1.3.Các thông số cơ bản của cần trục.
+ Sức nâng : Q = 20 T
+ Khẩu độ : L = 4,5 m
+ Chiều cao nâng hàng : H =6 m
+ Tầm với : R = 2 m
+ Vận tốc nâng hàng: 6 m/ph
+ Vận tốc di chuyển máy nâng : 45 m/ph
1.4. Chế độ làm việc.
Chế độ làm việc được đặc trưng bởi các chỉ tiêu sau:
- Hệ số sử dụng theo sức nâng
KQ=

Qtb
Qm

Trong đó :
+ Qtb- Khối lượng trung bình của hàng và của thiết bị mang hàng trong một
ca làm việc

Qtb = 16000 (kg)

+ Qm- Sức nâng định mức, Qm = 20000 (kg)
Thay số:
KQ =

16000
 0,90
20000

- Hệ số sử dụng trong năm
Kn =

sè ngày lµm viÖc trong n¨m
240
 0, 65
=
365
365


- Hệ số sử dụng trong ngày
Kng =

sè giê lµm viÖc trong ngµy
16
 0, 67
=
24
24

- Cường độ làm việc của cơ cấu
CĐ% = 25%
- Nhiệt độ môi trường
t = (0  40)oC
Từ các chỉ tiêu trên, theo TCVN 4244-2005 máy nâng làm việc ở chế độ A4,
các cơ cấu làm việc ở chế độ M5.
Số liệu về chế độ làm việc của máy nâng (Bảng 1.1-[2]):
Bảng 1.1-Chế độ làm việc.
STT

Các chỉ tiêu

1
2
3
4
5
6
7

Hệ số sử dụng trong ngày
Hệ số sử dụng trong năm
Hệ số sử dụng theo tải trọng
Cường độ làm việc CĐ
Số lần mở máy m (lần/h)
Số chu kì làm việc n (ck/h)
Nhiệt độ môi trường xung quanh

Chế độ làm việc
Trung bình
0,67
0,65
0,90
25%
120
20
25oC

CHƢƠNG 2: TÍNH TOÁN CƠ CẤU NÂNG.
2.1. Lựa chọn hệ truyền động, sơ đồ truyền động và sơ đồ mắc cáp.
2.1.1.Chọn hệ truyền động.
Cơ cấu nâng sử dụng hệ truyền động riêng dẫn động bằng động cơ điện.
2.1.2. Sơ đồ truyền động.
1
2

4
3

5

6

Hình 2.1: Sơ đồ truyền động cơ cấu nâng.
1- Động cơ điện,2- Phanh, 3- Khớp nối, 4- Hộp giảm tốc,
5- Tang trống, 6- Gối đỡ trục tang.
* Nguyên lý hoạt động:
Động cơ điện (1) được nối với hộp giảm tốc (4) nhờ khớp nối (3) . Hộp giảm
tốc(4) được nối với tang trống quấn cáp (5).Tang này được đặt trên ổ đỡ (6). Khi
động cơ điện quay nó truyền mômen xoắn sang hộp giảm tốc thông qua khớp nối


(3). Hộp giảm tốc sẽ truyền momen xoắn cho tang thông qua khớp răng và tang sẽ
thực hiện việc nâng hạ hàng.
2.1.3. Sơ đồ mắc cáp.
Với cần trụcta sử dụng hệ thống palăng kép vì : Với palăng kép thì hàng
được nâng theo phương thẳng đứng, áp lực lên gối đỡ trục tang đều nhau và giúp
cho lực căng của cáp giảm.

Theo bảng (2-1) [2] với palăng kép và sức nâng Q =20 T ta chọn a = 4( bội
suất palăng ).Ta có palăng gồm 4 puly di động và 3 puly cố định :

a=4

Hình 2.2: Sơ đồ mắc cáp cơ cấu nâng.
2.1.4.Chọn móc treo.
Với sức nâng Q = 20T ta chọn giá treo móc theo (bảng III.18) [3]:


B

H

D

b
b1

1100

Hình 2.3: Móc treo.
Bảng 2.1: Các thông số của móc treo.
Sức
nâng
(T)
20

D
B

b1
b
H
(mm) (mm) (mm) (mm) (mm)
450

564

342

270

978

Số
puly
4

Đường kính
rãnh cáp
(mm)
18

Khối
lượng
(kg)
325

2.2. Tính chế độ làm việc của cơ cấu.
* Chế độ làm việc của cơ cấu được đặc trưng bằng các thông số sau:

2.2.1. Cƣờng độ làm việc của cơ cấu:
Chế độ làm việc của cơ cấu đựơc đặc trưng bởi cường độ làm việc của cơ cấu
(Cụng thức 1.1[2]) :
CD% 

t
.100%
T

Trong đó:
- t: Thời gian máy chạy trong một chu kì làm việc; t = 3 (phút)


- T: Tổng thời gian một chu kì làm việc của cơ cấu; T = 12 (phút)
CĐ % =

3
.100 = 25 %
12

2.2.2. Hệ số sử dụng trong ngày:
kng = số giờ làm việc trong ngày/ 24 = 16/24 = 0,67

2.2.3. Hệ số sử dụng trong năm:
k n = số giờ làm việc trong năm/ 365 = 182,5/365 = 0,5

2.2.4. Hệ số sử dụng theo tải trọng:
kQ 

Qtb

Q

Qtb - Trọng lượng trung bình của vật nâng; Qtb = 16 (T)
Q - Trọng tải của cần trục; Q = 20 (T)

Vậy: kQ 

16
 0,8
20

Từ bốn thông số trên, theo TCVN 4244-1986 ta có chế độ làm việc của cơ cấu là
chế độ trung bình kí hiệu M5.
Khi đó ta có thêm các thông số:
- Số lần mở máy trong 1 giờ: 120 (lần)
- Số chu kỳ làm việc trong 1 giờ: ack  20
- Nhiệt độ môi trường xung quanh: 250 C
2.3.Tính lực căng cáp và chọn cáp nâng, tính chọn puly.
2.3.1. Chọn loại cáp thép.


Cơ cấu nâng dùng động cơ điện có vận tốc cao ta chọn thiết bị mang hàng loại
dây cáp vì dây cáp nhiều ưu điểm hơn so với các loại dây kéo khác như xích hàn,
xích tấm...:
- An toàn trong sử dụng.
- Độ mềm cao, dễ uốn cong, đảm bảo độ nhỏ gọn của cơ cấu .
- Làm việc êm, trọng lượng nhỏ, giá thành thấp. Dễ dàng thay thế, bảo dưỡng.
- Đảm bảo độ bền lâu, độ tin cậy, độ bền.
* Xác định lực căng cáp lớn nhất cuốn lên tang:
Lực căng lớn nhất xuất hiện ở nhánh cáp cuốn lên tang (Công thức 2.18[2]) :

Smax=

Qo .(1   )
Q0

a
t
m. 1    . m.a. p

Trong đó :
-m=2

: Số nhánh cáp vào tang.

-  = 0,98 : Hiệu suất trên 1 puly đặt trên ổ lăn được bôi trơn bằng mỡ.
-a=4

: Bội suất palăng cáp.

-t=0

: Số puly chuyển hướng không tham gia vào bội suất pa lăng

- Qo = 20000 kg = 200000 N : Sức nâng định mức.
Thay số liệu tính :
Smax 

200000.(1  0,98)
 25762( N )
2.(1  0,984 ).0,980

Hiệu suất pa lăng :
p 

S
Smax



Qo
200000

 0,97
m.a.Smax 2.4.25762

2.3.2. Tính toán và chọn cáp.
- Trong cơ cấu nâng máy trục có thể dùng loại cáp bện xuôi hay cáp bện
chéo và cáp bện hỗn hợp. Thường dựng loại cáp bện hỗn hợp không xoắn được bện
từ các sợi thépcó giới hạn bền từ  b =1400  2000 N/ mm2


- Theo quy định an toàn, độ bền củacáp thép được tính theo lực căng tĩnh
lớn nhất khi làm việc và chọn theo lực kéo đứt lớn nhất (Công thức 2.10[2]):
Sđ ≥ Smax.n
Trong đó :
-Sđ : Lực kéo đứt cáp do nhà chế tạo xác định và được cho trong các bảng
cáp tiêu chuẩn.
- n =5,5 : Hệ số an toàn bền của cáp thép chọn theo (Bảng 2-2[2])
- Smax = 25762(N)
Sđ = 25762.5,5 = 141691 ( N )

Theo bảng III-3[3] ta chọn loại dây cáp ЛK-P có cấu tạo 6x19.(1+6+6).6+1 lõi
theoΓOCT 2688-69 có :
+ Đường kính cáp dc = 18mm
+ Giới hạn bền của sợi : σb = 1800 N/mm2
+ Lực kéo đứt cáp cho phép : Sđ = 185600 (N)
+ Khối lượng tính toán 1000m cáp đã bôi trơn: 1220 kg
Độ bền dự trữ của cáp thép tính theo công thức :
nt 

Sñ 185600

 7, 20  [n]  5,5
Smax 25762

Vậy cáp thép đó chọn thỏa mãn điều kiện.
2.3.3. Tính chọn puly.
Trong máy trục puly dùng để đổi hướng cáp hoặc để thay đồi lực căng của cáp.
Puly được phân thành các loại :
- Puly cố định để đổi hướng cáp.
- Puly di động để thay đổi lực căng cáp.
- Puly cân bằng.


Puly dùng trong cơ cấu nâng với chế độ làm việc nhẹ và trung bình thường được
làm bằng gang xám. Mặt cắt của rãnh như sau :

Hỡnh 2.4 : Mặt cắt rãnh puly.
Bề mặt làm việc của rãnh phải được gia công cơ. Kích thước rãnh puly phải đảm
bảo cho cáp vòng qua dễ dàng, không bị kẹt và bề mặt tiếp xúc giữa cáp và đáy
rãnh lớn để giảm ứng suất tiếp xúc, cáp đỡ bị mòn.

Đáy rãnh puly có bán kính

r = 0,6dc = 0,6.18 = 10,8 mm

Góc nghiêng của hai thành bên rãnh puly 2α = 50o
Chiều sâu rãnh puly h được chọn h ≥ (2÷2,5).dc . Chọn h = 2,5.18 = 45 mm
Đường kính puly :
Dp ≥ (e-1) . dc
e : hệ số phụ thuộc loại máy, hệ truyền động của cơ cấu và chế độ làm việc.Theo
bảng 2.7 [2] chọn e = 25
Dp ≥ (e-1) . dc = (25-1). 25 = 600 mm


2.4.Tính chọn tang.
2.4.1. Các kích thƣớc cơ bản của tang.
Với chế độ làm việc liên tục và có sức nâng lớn thì tang được đúc bằng
gang.Sử dụng loại tang quấn một lớp có xẻ rãnh. Sử dụng tang kép dùng cho
palăng kép. Loại tang này có nhiều ưu điểm nên được sử dụng rộng rãi và phổ
biến. Rãnh cáp trên tang có tác dụng dãn cáp cuộn đều lên tang, làm cho các vòng
cáp puly không tiếp xúc với nhau, diện tích tiếp xúc giữa cáp và tang lớn làm giảm
ứng suất tiếp xúc.
- Lý do mà ta không sử dụng tang quấn nhiều lớp cáp là: tang quấn nhiều
lớp cáp làm cáp chóng mòn hơn bởi vì các lớp cáp phía dưới chịu lực ép lớn do
các lớp trên đè lên và giữa các vòng cáp cũng có ma sát.
2.4.1.1. Đƣờng kính tang.
Đường kính nhỏ nhất cho phép của tang và ròng rọc phải đảm bảo độ bền
lâu của cáp và được xác định (Công thức 2.12[2]):
Dt  dc (e - 1)
Trong đó : - dc = 18 mm : đường kính cáp quấn trên tang.
- e = 25 : hệ số phụ thuộc vào loại máy và chế độ làm việc (Bảng 2.4[2]):



Dt  18.(25-1) = 432 (mm)

- Chọn đường kính tang

: Dt = 450 (mm)

- Chọn đường kính ròng rọc : Dr = Dt = 450 (mm)
- Chọn ròng rọc cân bằng

: 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 :
Dcb = 0,8. 450 = 360 (mm)
2.4.1.2. Chiều dài tang.


L1

L0/2

L3

L2

L

Hình 2.5: Tang trống.
- Chiều dài tang phải đảm bảo sao cho khi nâng vật lên vị trí cao nhất thì

toàn bộ cáp phải được cuốn đủ vào tang và khi hạ vật xuống vị trí thấp nhất thì trên
tang phải còn lại ít nhất là 1,5 vòng dây dự trữ (quy định an toàn) mục đích làm
giảm tải trọng tác dụng vào đầu kẹp cáp
- Chiều dài toàn bộ tang được xác định ( Công thức 2.14[2]) :
L = Lo + 2L1+2L2+L3
Trong đó:
- Lo: Là chiều dài phần cắt ren.
- L1: Là chiều dài phần tang để kẹp đầu cáp.
- L2: Là chiều dài phần tang để làm thành bên.
- L3: Là chiều dài phần giữa tang không cắt rãnh.
Ta có chiều dài một nhánh cáp cuốn lên tang khi làm việc với chiều cao nâng
làH = 6 m được tính theo công thức sau:
l = H.a = 6.4 = 24 (m)
Số vòng cáp phải cuốn ở một nhánh cáp:
Z

l
 Z,
 ( Dt  dc )

Z’  1.5: là số vòng dự trự không dùng đến, chọn Z’ = 2


Z

24
 2  18,32
 (0, 45  0,018)

Ta chọn Z = 20 vòng.

Chiều dài phần cắt ren là .
Lo = 2.Z.t
Trong đó :
t là bước cáp .
t = dc + (2÷3) = 18 + 2÷3 = 20÷21 (mm)
Chọn t = 20 (mm)


Lo = 2.20.20 = 800 ( mm)

Chiều dài phần tang để cặp đầu cáp là:
L1= 3.t = 3.20= 60(mm)
Theo kinh nghiệm ta có: L2=20mm
Chiều dài phần giữa tang không cắt rãnh là:
L3= L4 - 2hmin.tg
Trong đó:
- hmin = 400 mm là khoảng cách nhỏ nhất có thể có giữa trục tang và
trục ròng rọc ở ổ treo móc.
- tg = 0,105 với  là góc cho phép khi dây chạy trên tang bị lệch so với
hướng thẳng đứng.
- L4 = 270 mm là khoảng cách giữa 2 ròng rọc ở ổ treo móc
L3 = 270 - 2.400.0,105 = 186 (mm)
Vậy chiều dài toàn bộ tang là:
L = 800 + 2.60 + 2.20 + 186 = 1146 (mm)
- Bề dầy thành tang được xác định theo công thức kinh nghiệm:
 = 0,02Dt + (6  10) = 0,02.450 + 9 = 18 (mm)
Bán kính rãnh cáp :