tính toán cơ cấu nâng cầu trục 5 tân

Trường Đại học Công nghệ GTVT

1

Máy nâng vận chuyền

MỤC LỤC
MỤC LỤC...............................................................................................................................................1
LỜI CẢM ƠN.........................................................................................................................................2
LỜI NÓI ĐẦU........................................................................................................................................4
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ NÂNG CHUYỂN..................5
CHƯƠNG 2: CHỌN VÀ TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC CƠ BẢN
CỦA CƠ CẤU NÂNG.........................................................................................................................9
2.1 Các thông số cơ bản của cầu trục thiết kế.............................................................9
2.1.1 Phương án lựa chọn sơ đồ động học cơ cấu nâng..............................................9
2.2 Tính động lực học của cơ cấu nâng:...................................................................11
2.3 Tính toán cơ cấu nâng:.......................................................................................13
2.3.1.Chọn loạị dây...................................................................................................14
2.3.2.Chọn palăng cáp..............................................................................................14
2.3.3.Kích thước dây................................................................................................15
2.3.4.Tính các kích thước cơ bản của tang và ròng rọc.............................................15
2.3.5.Chọn động cơ điện...........................................................................................18
2.3.6-Tỉ số truyền chung...........................................................................................19
2.3.7-Kiểm tra động cơ về nhiệt...............................................................................19
2.2.8- Chọn và tính phanh:.......................................................................................26
2.3.9 - BỘ TRUYỀN:...............................................................................................26
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................................................40
LỜI CẢM ƠN.......................................................................................................................................41

SVTH: Vũ Trường Giang

Trường Đại học Công nghệ GTVT

2

Máy nâng vận chuyền

MỤC LỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 đồ thị tải trọng trung bình các cơ cấu máy trục ở chế độ làm việc trung bình..8
Hình 2.1 phương án 1...........................................................................................................................9
Hình 2.2 phương án 2.........................................................................................................................10
Hình 2.3 phương án 3.........................................................................................................................10
Hình 2.4 Sơ đồ cơ cấu nâng..............................................................................................................11

SVTH: Vũ Trường Giang


Trường Đại học Công nghệ GTVT

3

Máy nâng vận chuyền

LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian vừa qua, cùng với sự giúp đỡ của thầy cô và bạn bè,em
cũng hoàn thành xong một khối lượng lớn công việc của đồ án tốt nghiệp. Đây là đồ
án cuối cùng trước khi em tốt nghiệp ra trường, đánh dấu một bước ngoặc lớn trong
cuộc đời của em. Để có được thành công đó, em đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ của
thầy cô và bạn bè.
Em xin chân thành cảm ơn toàn thể các thầy cô giáo trong khoa Cơ Khí, những

người đã trang bị cho em kiến thức làm hành trang cho em sau này. Đặc biệt em xin
chân thành cảm ơn thầy Đỗ Hữu Tuấn, thầy đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong
suốt thời gian làm đồ án tốt nghiệp vừa qua.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn những người bạn của em, tất cả những
thành viên của lớp 66DCMX23, những người luôn ở bên cạnh em, động viên em, chia
sẻ cùng em những kiến thức và đã giúp đỡ em rất nhiều để em hoàn thành đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn và chúc sức khỏe toàn thể mọi người!
Hà Nội tháng 11 năm 2018
Sinh viên

Vũ Trường Giang

SVTH: Vũ Trường Giang


Trường Đại học Công nghệ GTVT

4

Máy nâng vận chuyền

LỜI NÓI ĐẦU
Trong giai đoạn hiện nay, đất nước đang bước vào thời kỳ công nghiệp hóa,
hiện đại hóa nền kinh tế. Vai trò của ngành cơ khí ngày càng trở nên quan trọng hơn
đối với sự phát triển của nền kính tế đất nước, có thể nói đây là ngành then chốt của
một nền công nghiệp hiện đại.
Trong suốt những năm học tập tại trường, em đã được truyền đạt những kiến
thức cơ bản, làm cơ sở, hành trang cho công việc sau này. Để tổng kết những gì đã
được học trong suốt những năm vừa qua, được sự phân công của nhà trường, em đã
nhận đồ máy nâng vận chuyển với đề tài “ Thiết kế cầu trục 3 tấn” dưới sự hướng

dẫn của thầy giáo Đỗ Hữu Tuấn.
Đây là đề tài thường thấy trong thực tế, xuất hiện rất nhiều ở các nhà máy, kho
bãi, các cơ sở sản xuất và lắp ráp cơ khí. Cầu trục 3 tấn là thiết bị nâng hạ rất quan
trọng, giảm được sức nặng của người công nhân khi làm việc, qua đó, nâng cao năng
suất lao động của công nhân. Thiết bị nâng hạ thường nâng các vật nặng, di chuyển
trên cao nên yêu cầu về tính an toàn cho người và vật là rất cao.
Khi nghiên cứu đề tài này, em đã tham khảo nhiều tài liệu, sách vở cũng như
trong thực tế tại công ty mà em đã thực tập tốt nghiệp, em nhận thấy rằng đề tài này
tương đối rộng, rất nhiều kiểu mẫu tùy thuộc vào điều kiện từng cơ sở sản xuất hay
từng công ty riêng. Tuy nhiên, dù thiết kế có đi theo hướng nào thì khi thiết kế đề tài
này cần phải đảm bảo ba chỉ tiêu cơ bản là: Phải có tính kinh tế, đạt năng suất cao và
đảm bảo an toàn. Và em cũng đã cố gắng để đề tài của mình thiết kế theo ba chỉ tiêu
trên. Tuy nhiên, đây là đề tài có khối lượng tương đối lớn, lại chưa có nhiều kinh
nghiệm thực tế nên em gặp nhiều khó khăn, nhất là trong việc tìm kiếm tài liệu hướng
dẫn. Vì vậy việc sai sót trong thiết kế tính toán là không thể tránh khỏi. Em mong thầy
và các bạn chỉ dẫn để em có thể hoàn thành tốt hơn trong công việc sau này. Em xin
chân thành cảm ơn.
Hà Nội tháng 11 năm 2018
Sinh viên
Vũ Trườn Giang

SVTH: Vũ Trường Giang


Trường Đại học Công nghệ GTVT

5

Máy nâng vận chuyền

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN
VỀ THIẾT BỊ NÂNG CHUYỂN
Máy nâng chuyển là loại máy dùng để thay đổi vị trí của đối tượng công tác nhờ
thiết bị mang vật trực tiếp móc treo hoặc thiết bị mang vật gián tiếp như gầu ngoạm,
nam châm điện, băng, gầu…
Máy trục là một loại máy nâng &vận chuyển, một trong những phương tiện
quan trọng của việc cơ giới hoá các quá trình sản xuất trong các nghành công nghiệp –
và xây dựng.
Ở các nước tiên tiến, ngành máy nâng chuyển là một ngành công nghiệp phát
triển ngày càng cao,về thiết bị nâng chuyển của các máy trục.Sự phát triển mạnh mẻ
của công nghiệp,luôn mong muốn nâng cao năng suất lao động, do vậy phải phát triển
không ngừng cải tiến kỹ thuật máy nâng &vận chuyển.
Công nghiệp xây dựng trước kia rất ít cần trục, ngày nay thậm chí khi xây dựng
nhà nhỏ cũng không thể thiếu cần trục, chưa nói gì đến việc xây dựng toà nhà cao tầng
và kỹ thuật xây lắp từng khối lớn,trong thời kỳ hội nhập lại càng chú trọng và không
ngừng cải tiến kỹ thuật để đáp ứng dươc yêu cầu của ngành công nghiệp xây dựng.
Trong ngành công nghiệp mỏ thì cần có các loại thang tải, xe kíp băng tải …vv.
Trong ngành luyện kim có những cần trục nặng phục vụ kho chứa quặng và
nhiên liệu. v. v……
Máy nâng và vận chuyển phục vụ nhà ở, những nhà công cộng, các cửa hiệu
lớn và các ga tàu điện ngầm như thang máy, trong đó có thang điện cao tốc cho các
nhà cao tầng, buồng chở người và thang điện liên tục.Trong các siêu thị người ta dùng
rất nhiều các cầu thang cuốn . v v…
Trong nhà máy hay phân xưởng cơ khí thì người ta trang bị nhiều máy nâng
chuyển di động như cần trục, cầu trục, cổng trục dùng điện hay khí nén,
thuỷ lực năng suất cao để di chuyển các chi tiết máy hoặc máy …vv.
Ngành máy nâng và vận chuyển hiện đại đang thực hiện rộng rãi việc cơ giới
hoá quá trình vận chuyển trong các ngành công nghiệp và kinh tế quốc dân. Sự phát
triển của kỹ thuật nâng –vận chuyển phải theo cải tiến các máy móc,
tinh xảo hơn, giảm nhẹ trọng lượng, giảm giá thành, nâng cao chất lượng sử

dụng, tăng mức sản xuất, đơn giản hoá và tự động hoá việc điều khiển và chế tạo
những máy mới nhiều hiệu quả để thoả mãn yêu cầu ngày một tăng của nền kinh tế
quốc dân.

SVTH: Vũ Trường Giang


Trường Đại học Công nghệ GTVT

6

Máy nâng vận chuyền

Ở nước ta, máy nâng và vận chuyển cũng đã sử dụng rộng rãi trong một số
ngành như xếp dỡ hàng hoá ở các bến cảng nhà ga và đường sắt. trong công nghiệp
xây dựng nhà ở, trong các nhà máy luyện kim và lâm nghiệp, xây dựng công nghiệp và
quốc phòng.Trong tình hình kinh tế phát triển như hiện nay, máy nâng và vận chuyển
ngày càng trở thành nhu cầu cấp bách do nhu cầu sản xuất ngày càng cao.
Các loại máy nâng và vận chuyển có thể phân thành hai loại :
-Máy vận chuyển liên tục :
Vật nặng được vận chuyển thành một dòng liên tục gồm các loại băng gầu,
băng tải, máy xúc liên tục, xích tải, vít chuyển… vvv
-Máy vận chuyển theo chu kỳ :
Bao gồm máy hoạt động có tính chất chu kỳ, có tác dụng di chuyển nâng hạ,
hoặc kéo tải, trong đó cơ cấu nâng tải là cơ cấu chính được gọi là máy trục. loại này
gồm các loại như kích tời, palăng, cần trục, cầu trục, cổng trục …vv.
Trong đó cần trục, cầu trục, cổng trục có thể vận chuyển vật nặng theo cả ba
hướng trong không gian.
Để mang lại hiệu quả cao cho phương án thiết kế, ta cần phải nắm vững các đặc
điểm về máy trục.

*Các thông số cơ bản của máy trục:
Đặc tính của máy trục được biểu thị bằng những thông số cơ bản sau:
+ Tải trọng nâng Q:
-Tải trọng nâng là đặc tính cơ bản của máy trục, bằng T hay N.
-Tải trọng nâng gồm trọng lượng của vật cộng với trọng lượng của cơ cấu móc
hàng.Tải trọng nâng có giới hạn rất lớn từ vài chục T đến hàng chục ngàn N. Trong
thực tế sử dụng để thuận tiện người ta dùng đơn vị khối lượng : Kg, tấn.
+ Chiều cao nâng hàng H(m).
-Chiều cao nâng là khoảng cách từ mặt sàn, bãi làm việc của máy trục đến vị trí
cao nhất của cơ cấu móc.
+Tốc độ làm việc V(m/ph hay m/s):
-Tốc độ làm việc xác định theo điều kiện làm việc và theo từng loại máy
trục,tốc độ nâng hàng nằm trong giới hạn từ 10-30(m/ph).
+ Khẩu độ L(m):
-Đây là thông số biểu thị phạm vi hoạt động của máy trục, khẩu độ L của cần
trục hay cổng trục là khoảng cách từ tâm bánh xe di chuyển này đến tâm bánh xe di
chuyển kia.

SVTH: Vũ Trường Giang


Trường Đại học Công nghệ GTVT

7

Máy nâng vận chuyền

*Chế độ làm việc của máy trục:
Máy trục làm việc theo chế độ ngắn hạn, lặp đi lặp lại. Bộ phận làm việc bộ
phận nâng hạ, di chuyển qua lại theo chu kỳ. Ngoài thời kỳ làm việc có thời dừng máy,

tức là động cơ tắt.Thời gian dừng dùng để sử dụng móc hay tháo vật để chuẩn bị cho
các thời kỳ tiếp theo. Ngoài ra mỗi quá trình chuyển động qua lại có thể phân ra các
thời kỳ chuyển động không ổn định, như trong thời kỳ mở máy, phanh và thời kỳ ổn
định.
+ Chế độ nhẹ:
Đặc điểm của chế độ nhẹ là hệ số sử dụng trọng tải thấp, kq0,5.Cường độ làm
việc của động cơ nhỏ, trung bình khoảng 15%, số lần mở máy trong một giờ,dưới 60
lần và có nhiều quảng ngắt lâu.Trong nhóm này có cơ cấu nâng và cơ cấu di chuyển
của cần trục sửa chửa, cần trục đặt trong không gian máy, cơ cấu di chuyển cần các
cần trục xây dựng và cần trục cảng … vv.
+ Chế độ trung bình :
Đặc điểm của các cơ cấu chế độ trung bình là chúng làm việc với trọng tải khác
nhau, hệ số sử dụng trọng tải, vận tốc làm việc trung bình.Cường độ làm việc khoảng
25%, số lần mở máy trong một giờ đến 120 lần,trong nhóm máy này có các cơ cấu
nâng và di chuyển cần trục trong các phân xưởng cơ khí và lắp ráp.
Cơ cấu quay của cần trục và palăng điện.
+ Chế độ nặng :
Đặc điểm của chế độ nặng là hệ số sử dụng tải cao, k Q=1, vận tốc làm việc
lớn,cường độ làm việc 40%,số lần mở máy trong 1 giờ là 240 lần.Trong nhóm này có
tất cả các cơ cấu cần trục ở phân xưởng công nghệ, ở kho các nhà máy sản xuất hàng
loại lớn, cơ cấu nâng của cần trục xây dựng.
+ Chế độ rất nặng :
Đặc điểm là cơ cấu thường xuyên làm việc tải trọng danh nghĩa k Q=1, vận tốc
cao,cường độ làm việc trong khoảng 40-60%, số lần mở máy trong 1 giờ là 360
lần.Thuộc nhóm máy này là tất cả các cơ cấu cần trục ở phân xưởng công nghệ và các
kho thuộc ngành luyện kim.
Khi tính toán cơ cấu máy trục, người ta phân biệt ra ba trường hợp tải
trọng đối với trạng thái làm việc và trạng thái không làm việc của máy trục như sau:
Trường hợp 1: tải trọng bình thường của trạng thi làm việc bao gồm trọng
lượng danh nghĩa của vật nâng và bộ phận mang, trọng lượng bản than máy, tải trọng

động trong quá trình mở và hãm cơ cấu

SVTH: Vũ Trường Giang


Trường Đại học Công nghệ GTVT

8

Máy nâng vận chuyền

Trường hợp 2:tải trọng lớn nhất của trạng thi làm việc bao gồm trọng lượng
danh nghĩa của vật nâng và bộ phận mang, trọng lượng bản thân máy, tải trọng động
lớn xuất hiện khi mở máy, và phanh đột ngột, hoặc khi mất điện, có điện bất ngờ tải
trọng gió lớn nhất khi làm việc và tải trọng do độ dốc lớn nhất có thể
Các trị số tải trọng lớn nhất của trạng thi làm việc thường hạn chế bởi những
điều kiện bên ngoài như sự trượt trơn của bánh xe trên ray, trị số momen phanh lớn
nhất, momen giới hạn của khớp nối …vv.
Đối với trường hợp này tất cả các chi tiết trong cơ cấu được tính theo sức bền
tĩnh.
Trường hợp 3: tải trọng lớn nhất của trạng thi không làm việc của máy đặt ngồi
trời,bao gồm trọng lượng bản thân, tải trọng gió lớn nhất trọng trạng thi không làm
việc và tải trọng do độ dốc của đường.Đối trường hợp này chỉ tính toán cho các chi tiết
của bộ phận hãm gió, các thiết bị phanh hãm và cơ cấu thay đổi tầm với.
Tải trọng tương đương xác định theo các đồ thị gia tải cơ cấu theo thời gian.

0,2Q

0,75Q

Q

Q

0,2T

0,5T

T

0,3T

Hình 1.1 đồ thị tải trọng trung bình các cơ cấu máy trục
ở chế độ làm việc trung bình

SVTH: Vũ Trường Giang


Trường Đại học Công nghệ GTVT

9

Máy nâng vận chuyền

Chương 2: CHỌN VÀ TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ
ĐỘNG HỌC CƠ BẢN CỦA CƠ CẤU NÂNG
2.1 Các thông số cơ bản của cầu trục thiết kế.
- Tải trọng nâng: Q=3 tấn
- Chiều cao nâng hạ: H=6 m
- Vận tốc nâng: Vn= 8 (m/ph)

- Chế độ làm việc của máy: máy làm việc ở chế độ nặng
2.1.1 Phương án lựa chọn sơ đồ động học cơ cấu nâng.
Cơ cấu nâng dùng để nâng hạ vật theo phương thẳng đứng. Ngoại lực là trọng
lực và lực quán tính tác dụng lên vật nâng. Có hai loại cơ cấu nâng: cơ cấu nâng dẫn
động bằng tay và cơ cấu nâng dẫn động bằng điện. Trong trường hợp này sử dụng cơ
cấu nâng dẫn động bằng điện.
Cơ cấu nâng phải đảm bảo độ an toàn, độ tin cậy và độ ổn định cao khi làm việc. Do
vậy, cơ cấu nâng phải được chế tạo nghiêm chỉnh với chất lượng tốt của tất cả các
khâu. Bộ phận tang ở đây dùng tang kép, quấn một lớp cáp, có rãnh cắt, đảm bảo độ
bền lâu cho cáp. Bộ truyền được chế tạo dưới dạng hộp giảm tốc kín, ngâm dầu, bôi
trơn tốt. Các ổ trục thường dùng ổ lăn, thiết bị phanh hãm thường dùng là phanh má
thường đóng.
*PA1: Sơ đồ như hình vẽ sau:

Hình 2.1 phương án 1

Với phương án này, chuyển động được truyền từ động cơ đến hộp giảm tốc qua
khớp nối. Trục ra của khớp nối không trùng với trục tang mà thông qua một bộ truyền
bánh răng ngoài. Cơ cấu này dễ tháo lắp thành các bộ phận riêng biệt, thích hợp khi
dùng pa lăng đơn, tỷ số truyền trong hộp giảm tốc nhỏ nên hộp giảm tốc nhỏ. Tuy
nhiên kết cấu và kích thước cồng kềnh, phức tạp, nhiều chi tiết, tốn nhiều ổ, tồn tại
một bộ truyền ngoài nên không an toàn.

SVTH: Vũ Trường Giang


Trường Đại học Công nghệ GTVT

10

Máy nâng vận chuyền

*PA2: Sơ đồ như hình vẽ sau:

Hình 2.2 phương án 2

Phương án này có kết cấu nhỏ gọn hơn phương án trên, tuy nhiên trục tang và
trục ra của hộp giảm tốc là một nên rất khó chế tạo cũng như lắp ráp, bảo dưỡng. Lực
trên tang phân bố không ổn định ảnh hưởng đến hộp tốc độ và độ an toàn của cơ cấu.
*PA3: Sơ đồ như hình vẽ sau:

Hình 2.3 phương án 3

Phương án này kết cấu nhỏ gọn, làm việc an toàn. Tháo lắp, sửa chữa, bảo
dưỡng dễ dàng.
Qua việc phân tích sơ đồ động học của cơ cấu nâng, ta thấy phương án 3 là tối
ưu hơn cả, nên sử dụng phương án 3 làm phương án để tính toán, thiết kế cơ cấu nâng.

SVTH: Vũ Trường Giang


Trường Đại học Công nghệ GTVT

11

Máy nâng vận chuyền

2.2 Tính động lực học của cơ cấu nâng:
Sơ đồ dẫn động cơ cấu nâng:

Smax

Smax

Hình 2.4 Sơ đồ cơ cấu nâng

Lực căng lớn nhất (Smax) sinh ra ở nhánh dây cuốn lên tang khi nâng vật lên
(2-19 [1])
Trong đó:
Q0: Tải trọng nâng. Q0=Q+Qm
Q=30000N: Tải trọng danh nghĩa nâng vật
Qm=0,05*Q=0,05*30000=1500N: Trọng lượng bộ phận mang.
=0,98: Hiệu suất ròng rọc
a=2: Bội suất pa lăng

SVTH: Vũ Trường Giang

(2-5 [1])


Trường Đại học Công nghệ GTVT

12

Máy nâng vận chuyền

t=0: Số ròng rọc đổi hướng
m=2: Số nhánh dây quấn trên tang.
=
Hiệu suất chung của pa lăng:

(2-21 [1])
Với S0= 
Công suất của động cơ khi nâng vật
Chọn sơ bộ đông cơ có sô vòng quay là 700 vong/phút. Ta phân bố tỷ số truyền trong
hộp giảm tốc như sau:
(3-15 [1])
Số vòng quay của tang đảm bảo vận tốc nâng vật là:

D0=Dt+dc=(220+9,1)*10-3 m: Đường kính tang đến tâm cáp.
=55,6 m/phút
=12,59
Dựa vào tỷ số truyền trên, ta chọn sơ bộ hộp giảm tốc của cơ cấu nâng là hộp giảm tốc
dùng bộ truyền hai cấp bánh răng.
Công suất tĩnh của động cớ khi nâng vật được tính theo công thức sau
(2-78 [1])
: Hiệu suất chung của toàn cơ cấu.
(Trang 52 [1])
=0,99: Hiệu suất pa lăng
=0,97: Hiệu suất của tang

(Bảng 1-9 [1])

=0,9: Hiệu suất bộ truyền 2 cấp bánh răng

SVTH: Vũ Trường Giang

(Bảng 1-9 [1])


Trường Đại học Công nghệ GTVT

13

Máy nâng vận chuyền

=0,99*0,97*0,9=0,86
=12,2 (Kw)
2.3 Tính toán cơ cấu nâng:
+Q=3 (Tấn) = 30000( N)
+Qm=0,03.Q=900 (N)
+H=6 (m)
+Vn=8 ( m/ph)
+Chế độ làm việc :Nặng Sơ đồ cơ cấu nâng.

4

5

6

1

3
2

SVTH: Vũ Trường Giang


Trường Đại học Công nghệ GTVT

14

Máy nâng vận chuyền

Cấu tạo:
1-Động cơ điện
2-Hộp giảm tốc
3-Khớp nối vòng đàn hồi(Trong đó nửa khớp bên hộp giảm tốc được làm bánh
phanh )
4-Tang
5-Khớp răng đặc biệt nối tang với trục ra của hộp giảm tốc
6-Phanh
2.3.1.Chọn loạị 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 loại dây khác như xích hàn xích tấm và là
loại dây thông dụng nhất trong ngành may trục hiện nay.
Trong cá kiểu kết cấu dây cáp thì kết cấu kiểu K-P theo OCT 2688-55 Có
tiếp xúc đường giữa các sợi thép ở các lớp kề nhau làm việc lâu hỏng và được sử dụng
rộng rãi .Vật liệu chế tạo các sợi thép có giới hạn bền 12002100 (N/mm2).Theo
OCT 2688-55 giới hạn bền của sợi thép bk=15001600 N/mm2
2.3.2.Chọn palăng cáp.
Trên các cầu lăn dây cáp nâng được cuốn trực tiếp lên tang .Cầu lăn được phục
vụ trong các phân xưởng sửa chữa cơ khí cần nâng hạ vật theo chiều thẳng đứng để
tiện lợi khi làm việc do đó người ta chọn pa lăng kép có hai nhánh dây chạy lên tang
Theo đề Q=3 Tấn Tra bảng (2-6) trang 25 –[TTMT]Bội suất a=2
Palăng gồm 2 ròng rọc di động và 1 ròng rọc cố định có nhiệm vụ cân bằng
(Hình vẽ)
Lực căng lớn nhất xuất hiện ở nhánh cáp cuốn lên tang
Smax=
Trong đó :

+Qo-Trọng lượng vật nâng + cả bộ phận mang hàng
+-Hiệu suất của từng ròng rọc(Tra bảng)
+a-Bội suất của palăng
+t-Số ròng rọc đổi hướng không tham gia tạo bội suất

SVTH: Vũ Trường Giang


Trường Đại học Công nghệ GTVT

15

Máy nâng vận chuyền

+m-Số nhánh cáp cuốn lên tang
+Qo=30000+900=30900(N)
+a=2
+t=0 (Vì cáp được cuốn trực tiếp lên tang không qua ròng rọc đổi hướng nào)
+ tra bảng (2-5) trang 23-[TTMT] .ổ lăn bôi trơn bình thường bằng mỡ ,nhiệt
độ môi trường bình thường =0,98
Smax=
Smax=
S0=
Hiệu suất của palăng xác định theo công thức:
P=
2.3.3.Kích thước dây
Theo qui định về an toàn ,cáp được tính theo kéo và chọn theo lực kéo đứt
SđSmax.k
Trong đó :
+Sđ-Lực kéo đứt dây theo bảng tiêu chuẩn (N)

+Smax-Lực căng lớn nhất trong dây (N)
+k-Hệ số an toàn bền tra bảng
Cáp dùng để nâng vật ,chế độ làm việc nặng tra
bảng (2-2) trang 19 –[1] k=6
Sđ7803,03.6 = 46818,18 (N).
Với loại dây đã chọn trên với giới hạn bền b=1500N/mm2Chọn đường kính
dây dc=12,5(mm) có lực kéo đứt Sđ=46800(N) xấp xỉ lực kéo đứt yêu cầu.
2.3.4.Tính các kích thước cơ bản của tang và ròng rọc.
-Đường kính của tang và ròng rọc nhỏ nhất cho phép phải đảm bảo độ bền lâu
của cáp .
Dtdc.(e-1)
Trong đó :
+Dt-Đường kính tang đến dây cắt rãnh (mm).
+Đường kính dây cáp quấn trên tang (mm)

SVTH: Vũ Trường Giang


Trường Đại học Công nghệ GTVT

16

Máy nâng vận chuyền

+e-Hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào loại máy và chế độ làm việc
với cầu trục ,chế độ làm việc nặng dẫn động bằng
máye=30
Dt12,5.(30-1)=362,5(mm).
Ở đây ta chọn đường kính tang và ròng rọc giống nhau Dt=Dr= 380 (mm).Ròng
rọc không phải là ròng rọc làm việc ,có thể chọn đường kính nhỏ hơn 20% so với ròng

rọc làm việc .
Dcb=0,8Dt=0,8.380 =304(mm).
+Chiều dài tang : Chiều dài tang phải chọn sao cho khi hạ vật xuống vị trí thấp
nhất vẫn còn ít nhất 1,5 vòng dây không kể những vòng nằm trong cặp qui định an
toàn
+Chiều dài có ích của cáp
l=H.a
Trong đó :

+H-Chiều cao nâng danh nghĩa (m)
+a-Bội suất của palăng

l=6.2=12(m)=12000(mm).
+Số vòng cáp làm việc trên tang :
Z0=10(vòng)
+Số vòng cáp toàn bộ trên tang
Z=Z0+Z1
Trong đó: Z1-Số vòng thừa dự trữ không sử dụng đến Z11,5
Chọn Z1=2(vòng)
Z=10+2=12(vòng)
+Chiều dài phần cắt ren trên tang(Đối với pa lăng kép)
2.L0=2.Z.t
Trong đó : t-Bước cáp tdc+(23)Chọn t=15(mm)
Bán kính rãnh xoắn r(0,60,7)d
2L0=2.12.15=360(mm)
Toàn bộ chiều dài tang (Đối với palăng kép)

SVTH: Vũ Trường Giang

Trường Đại học Công nghệ GTVT

17

Máy nâng vận chuyền

L=2L0+2L1+2L2+L3
Trong đó : +L1-Phần tang để kẹp đầu cáp
Nếu dùng phương pháp cặp thông thường thì phải cắt thêm khoảng 3 vòng rãnh
trên tang nữa L1=3.15= 45(mm)
+L2 -Phần tang làm thành bên
Vì tang được cẵt rãnh cáp cuốn một lớp nên không cần làm thành bên ,tuy
nhiên ở 2 đầu tang trước khi vào phần cắt rãnh ta để trừ lại một khoảng L2=20(mm)
+L3 –Phần tang không cắt rãnh
L3=L4-2hmintg
Trong đó :L4-Khoảng cách giữa 2 ròng rọc ngoài cùng ở ổ treo móc
hmin-Khoảng cách nhỏ nhất giữa trục tang với trục các ròng rọc ở ổ móc
- góc nghiêng cho phép khi dây chạy lên tang bị lệch so với hướng đứng
lấy như sau ,đối với tang cắt rãnh [tg] 60
Với kết cấu có sẵn ta có ta chọn sơ bộ:
L4=300(mm)
hmin=800(mm)
tg0,07
L3=300-2.800.0,07200(mm)
L=360+2.45+2.20+200=690(mm)
Bề dày thành tang xác định theo công thức kinh nghiệm:
=0,02Dt+(610)=0,02.380 +8=15,6(mm)
Kiểm tra sức bền của tang theo công thức (2-15)
n=

SVTH: Vũ Trường Giang


Trường Đại học Công nghệ GTVT

18

Máy nâng vận chuyền

Tang được đúc bằng gang C4 15-32 là loại vật liệu thông thường phổ biến nhất,có
giới hạn bền nén là n = 565 N/mm2.ứng suất cho phép xác định theo giới hạn bền nén
Với hệ số an toàn k= 5.
[n] =
Vậy

n< [n]

2.3.5.Chọn động cơ điện
Công suất tĩnh khi nâng vật bằng tải trọng xác định theo công thức :
N=(KW).
Trong đó :
+Q-Trọng lượng vật nâng (N)
+vn-Vận tốc nâng vật (m/ph)
+-Hiệu suất cơ cấu
Hiệu suất cơ cấu bao gồm =P.t.0
Trong đó : P-Hiệu suât của palăng
P=0,99
t-Hiệu suât của tang tra bảng
(1-9)-[1]  t=0,96
0-Hiệu suất của bộ truyền có kể cả khớp nối ,giả thiết bộ truyền được

chế tạo thành hộp giảm tốc 2 cấp bánh răng trụ tra bảng (1-9)-[1] 0=0,92
N=(kw).
Tương ứng với chế độ làm việc nặng chọn sơ bộ động cơ điện
MT-21-6 có đặc tính sau:
+Nđc=4,2 (kw)
+nđc=950 (vòng/ph)
+Hệ số quá tải
+Mô men vô lăng :(GiDi2)rôto=4,1(Nm2)
+Khối lượng động cơ mđc=145(kg)
2.3.6-Tỉ số truyền chung
Tỉ số truyền chung từ trục động cơ đến trục tang :i0=

SVTH: Vũ Trường Giang


Trường Đại học Công nghệ GTVT

19

Máy nâng vận chuyền

Trong đó :nt-Số vòng quay của tang để đảm bảo vận tốc nâng cho trước
nt=(vòng/ph)
i0=
2.3.7-Kiểm tra động cơ về nhiệt
Ta có đồ thị gia tải trung bình các cơ cấu máy trục chế độ nặng

Theo sơ đồ gia tải cơ cấu nâng sẽ làm việc với các trọng lượng vật nâng Q 1=Q;
Q1=0,5Q; Q1=0,1Q.
Động cơ điện 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:
Nđc=4,2 (kw) < N=4,57(kw)Cần phải kiểm tra động cơ điện về nhiệt

+)Kiểm tra động cơ

SVTH: Vũ Trường Giang


Trường Đại học Công nghệ GTVT

20

Máy nâng vận chuyền

-Mô men động cơ phát ra khi chuyển động ổn định với những vật trọng lượng
khác nhau .
+Khi nâng vật :
Mn=(N.m)
Trong đó:
D0-Đường kính tang tính đến tâm dây cáp (
D0=(Dt+dc)=0,38+0,0125=0,3925(m)
m-Số nhánh dây cuốn lên tang
i0-Tỉ số truyền chung của cơ cấu từ tang đến động cơ
’-Hiệu suất của cơ cấu không tính hiệu suất của palăng
Sn-Lực căng dây trên tang khi nâng vật(N)
Sn= N
’=t.o=0,96.0,92=0,88
Mô men trên trục động cơ khi nâng vật:
Mn= (N.m)
+)Khi hạ vật:

Mh=(N.m)
Trong đó :Sh-Lực căng cáp trên tang khi hạ vật
Sh=(N)
Mh=(N.m)
(Mô men trên trục động cơ khi hạ vật)
*)Xác định thời gian mở máy.
+)Khi nâng vật.
tnm=
Trong đó :
+tnm-Thời gian mở máy khi nâng vật
+n1-Số vòng quay của trục động cơ (vòng/ph)
+-Hệ số kể đến ảnh hưởng quán tính của các chi tiết máy quay trên các
trục sau của động cơ =(1,11,2)

SVTH: Vũ Trường Giang


Trường Đại học Công nghệ GTVT

21

Máy nâng vận chuyền

+(GiDi2)I-Tổng mô men vô lăng của các chi tiết máy quay trên trục
động cơ (trục I) Nm2
+Mm-Mô men mở máy khi nâng vật(N.m)
+Mt-Mô men tĩnh trên trục động cơ để thắng được trọng lượng vật nâng
(N.m)
Ta có :
(GiDi2)I=(GiDi2)rôto+(GiDi2)khớp

(GiDi2)I= 4,1 + 20,55 = 24,65 Nm2(với +(GiDi2)khớp= 20,55Nm2
Mm – mômen mở máy của động cơ đã chọn là động cơ xoay chiều kiểu dây cuốn
xác định theo công thức sau:
Mm =
Mdn – mômen danh nghĩa của động cơ:
Mdn = 9550
Mm= 1,8.42,22= 75,996 Nm
Vậy khi Q1 = Q thì thời gian mở máy khi nâng vật.
t
t = 2,36 + 0,021 = 2,38 (s)
* Gia tốc trung bình mở máy với tải trọng Q1 = Q.
j=
Gia tốc năng nằm trong giới hạn thoả đáng đối với các máy trục phục vụ ở các
nhà máy cơ khí và giá trị mô men mở máy đã chọn ở trên là hợp lý.
* Thời gian mở máy khi hạ vật.
t
Với Mh = 35,58 Nm
Do đó: t
t=0,61 + 0,0056 = 0,6156 (s)
* Trường hợp Q2 = 0,5Q
+ Trọng lượng vật nâng cùng bộ phận mang hàng.
Q0 = Q2 + Qm = 0,5Q + Qm = 15900 (N)
+ Lực căng cáp trên tang khi nâng vật
Sm =
Sn =

SVTH: Vũ Trường Giang


Trường Đại học Công nghệ GTVT

22

Máy nâng vận chuyền

+ Hiệu suất của cơ cấu không tính hiệu suất pa lăng:
Dựa vào biểu đồ quan hệ giữa hiệu suất và tải trọng *h.2.24.TTMT)
+ Với Q2 = 15900 (N) thì hiệu suất toàn bộ cơ cấu nâng:  = 0,8
+ Hiệu suất của pa lăng ứng với Q2 là:
p =
p =
+ Do đó hiệu suất của cơ cấu không tính hiệu suất của pa lăng là:
’ =
* Mô men trên trục động cơ khi nâng vật.
Mn =
Mn = 26,21 (Nm)
* Lực căng cáp trên tang khi hạ vật.
Sh = .(a+t-1) với t = 0 - không có ròng rọc dẫn hướng
Sh =
Sh = 3934,84 (N)
* Mô men trên trục động cơ khi hạ vật.
Mh =
Mh = 16,85 Nm
* Thời gian mở máy khi nâng vật.
t
t
t
* Thời gian mở máy khi hạ vật.
t
t

t
* Trường hợp Q3 = 0,1Q
+ Trọng lượng vật nâng cùng bộ phận mang:
Q0 = 0,1Q + Qm = 3900N
+ Lực căng cáp trên tang.
- Khi nâng vật:

Sn =
Sn = 984,84 N

SVTH: Vũ Trường Giang


Trường Đại học Công nghệ GTVT
- Khi hạ vật:

23

Máy nâng vận chuyền

Sh = . (a + 0 - 1) (với t = 0)
Sh =
Sh = 965,15 N

* Mô men trên trục động cơ.
- Hiệu suất của toàn bộ cơ cấu nâng:  = 0,53
- Hiệu suất của pa lăng 0 = 0,99
- Hiệu suất của cơ cấu không kể hiệu suất pa lăng:
’ =
+ Khi nâng vật.

Mn =
Mn = 9,8 Nm
+ Khi hạ vật:
Mh =
Mh = 2,7 Nm
* Thời gian mở máy.
+ Khi nâng vật.
t
t
t
+ Khi hạ vật:
t
t
t
Ta có bảng thông số cho các trường hợp tải trọng khác nhau: Q1; Q2; Q3.

Các thông số
Q0
(N)

Sn
(N)
Mn
(Nm)
Sh
(N)
Mh
(Nm)
t
(S)

t
(S)

Q1 = Q

Q2 = 0,5Q

Q3 = 0,1Q

30900
0,87
7803,03
46,89
7646,96
35,58
2,38
0,61

15900
0,8
4015,15
26,21
3934,84
16,85
1,38
0,74

3900
0,53
984,84

10,23
965,15
2,81
1,04
0,87

SVTH: Vũ Trường Giang


Trường Đại học Công nghệ GTVT

24

Máy nâng vận chuyền

* Thời gian chuyển động với vận tốc ổn định là:
tv =
* Mô men trung bình bình phương trên trục động cơ.
Mtb =

(Nm)

Trong đó:
tm - tổng thời gian mở máy trong các thời kỳ làm việc với tải trọng khác nhau
(s).
Mm - mô men mở máy của động cơ điện MT-21-6 (không đổi)
Mt - tổng mô men cản tĩnh tương ứng với tải trọng nhất định trong thời gian
chuyển động ổn định với tải trọng đó.
tv - thời gian chuyển động với vận tốc v và ổn định khi làm việc với từng tải
trọng.

Vậy:
Mtb =
Mtb  34,18 (Nm)
* Vậy công suất trung bình bình phương động cơ phải phát ra.
(theo CT 2.76 - TTMT)
Ntb =
Ntb = 3,4 kW
Ta thấy rằng động cơ được chọn MT-21-6 ứng với CĐ 40% có công suất danh
nghĩa Ndn = 4,2kW > Ntb = 3,4kW.
Do đó động cơ MT-21-8 thoả mãn yêu cầu trong khi làm việc.

SVTH: Vũ Trường Giang


Trường Đại học Công nghệ GTVT

25

Máy nâng vận chuyền

2.2.8- Chọn và tính phanh:
-Để phanh nhỏ gọn ta ưu tiên đặt phanh ở trục dẫn của cơ cấu, tức là trục động
cơ.
- Mô men phanh cơ cấu (theo CT 3-14. TTMT)
Mph =

(Nm)

Trong đó:
K=2 - hệ số an toàn phanh (tra bảng 3.2.TTMT)

Ta thấy loại phanh có kích thước nhỏ gọn, làm việc tốt và được sử dụng rộng rãi
hiện nay là phanh má kiểu TK theo kết cấu của BHUUTMAM.
Dựa vào mô men phanh yêu cầu ta chọn loại phanh má kiểu TKT-300 có nam
châm điện hành trình ngắn dùng điện xoay chiều có mô men phanh gần sát với yêu
cầu.
Đặc tính kỹ thuật của phanh:
- Mph = 160 Nm
- Áp suất trên các má: P = 16 (M/cm2)
- Khoảng dời của má:
- Nam châm điện loại MO-200b
Hành trình cần (mm)
2.3.9 - BỘ TRUYỀN:
- Ở trên ta đã sơ bộ chọn bộ truyền dưới dạng hộp giảm tốc hai cấp bánh răng trụ.
Tiện lợi hơn cả là chọn mua sẵn hộp giảm tốc hai cấp bánh răng trụ tiêu chuẩn.
- Căn cứ vào yêu cầu về công suất phải truyền với CĐ 40%, số vòng quay trục
vào, tỷ số truyền và yêu cầu về lắp ráp. Ta chọn hộp giảm tốc:
PM - 400.I-3M.
- Có các đặc tính sau:
+ Kiểu hộp: Hai cấp bánh răng trụ răng nghiêng.
+ Tổng khoảng cách trục A = An + Ac = 150 + 400 = 550 mm
+ Tỷ số truyền: i = 48,57(phương án I)
+ Kiểu lắp: Theo sơ đồ 3, trục ra và trục vào quay về một phía.
+ Đầu trục ra: Làm liền khớp răng.
- Công suất được truyền với CĐ 25%

SVTH: Vũ Trường Giang