ĐỒ ÁN MÁY NÂNG CỔNG TRỤC (ĐẦY ĐỦ BẢN VẼ VÀ TRANG TÍNH TOÁN)

Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI
KHOA: CƠ KHÍ
NGÀNH: MÁY XÂY DỰNG

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN

Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Hữu Tuấn
Sinh viên thực hiện : Trần Thế Khuyến
Mã sinh viên
: 65DCMX23558
Lớp
: 65DCMX21
1


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

Mục Lục

LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay, hầu hết tất cả các nghành kinh tế quốc dân đều sử dụng ngày
càng nhiều máy xây dựng, đặc biệt là các nghành giao thông vận tải, xây dựng,
thủy lợi. Máy xây dựng hiệ có ở nước ta rất đa dạng và nhiều chủng loại, phong
phú về mẫu mã của nhiều nước trên thế giới. Trong các loại máy xây dựng hiện
2


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

nay, máy nâng-vân chuyển chiếm tỷ lệ lớn và được ứng dụng trong nhiều lĩnh
vực. Một trong những yêu cầu cần thiết của sinh viên MXD nói chung và sinh
viên nghành cơ giới hóa nói riêng khi ra trường là phải hiểu rõ được nghuyên lý,
cấu tạo của các thiết bị máy cũng như các chi tiết cấu tạo nên bộ máy đó. Để
lắm vững được lý thuyết và thực hành thì người sinh viên phải hoàn thành tốt
các bài thiết kế môn học, bài thiết kế môn học máy nâng vận chuyển cũng giúp
cho các sinh viên trong nghành MXD hiểu rõ hơn về nghuyên tắc hoạt động của
các cụm chi tiết cấu tạo lên bộ máy và nguyên lý hoạt động của cụm chi tiết đó.

Sinh viên thực hiện

Trần Thế Khuyến

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ MÁY NÂNG HẠ HÀNG CỔNG TRỤC
CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ CỔNG TRỤC
1.1.Khái niệm, phạm vi sử dụng

3


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

1.1.1.Khái niệm
Máy nâng chuyển là các loại máy dùng để cơ giới hóa công tác nâng và vận
chuyển nội bộ (phạm vi hẹp như công trường, xí nghiệp, công ty…). Ta dùng
các loại máy này để vận chuyển các loại hàng hóa như : hàng kiện, hàng khối,
các cơ cấu kiện xây dựng…
Cổng trục là một loại máy nâng chuyển, là một loại thiết bị chuyên dùng để
nâng - hạ- di chuyển hàng hóa ngoài bến bãi, nơi tập kết vật liệu. Nó rất tiện
dụng, và có hiệu quả cao trong quá trình bốc xếp hàng hóa với tải trọng từ 1 tấn

đến 1000 tấn, cổng trục di chuyển được nhờ hệ thống motor điện bố trí dưới hai
chân cổng.
1.1.2.Phạm vi sử dụng
Cổng trục được sử dụng rộng rãi trong xây dựng dân dụng và công nghiệp,
xây dựng thủy lợi, thủy điện, quốc phòng, xây dựng dầm cầu, phục vụ tại các
phân xưởng sản xuất cấu kiện bê tông cốt thép, phân xưởng cơ khí sửa chữa
đóng tàu, làm nhiệm vụ xếp dỡ hàng hóa tại các cảng, sông, cảng biển…
Cổng trục thường được chế tạo với sức nâng trong phạm vi rất rộng từ 1
đến 500 tấn, trong trường hợp đặc biệt sức nâng có thể lên đến 1000 tấn.cổng
trục có khả năng hoạt động linh hoạt trong phạm vi ray di chuyển và khẩu độ
cần.
1.2.Phân loại
Phân loại theo công dụng cổng trục :
Cổng trục có công dụng chung: là loại thông dụng và thường thấy nhất,
chuyên dùng để vận chuyển hàng, vật liệu rời bãi, bến cảng, nhà ga… Loại này
có tải trọng nâng từ 3,5 tấn đến 10 tấn. Khẩu độ dầm 10m đến 40m, chiều cao từ
6m đến 17m.
Cổng trục chuyên dùng để lắp ráp trong xây dựng: như xây dựng cầu
đường, xây dựng các cao ốc trong đô thị… Loại này dùng để di chuyển xe con
và di chuyển các cổng trục nhỏ hơn đến các nơi cần thiết một cách thuận
lợi. Cổng trục dùng để lắp ráp thiết bị, máy móc và lắp ghép các công trình giao
thông…
Cổng trục chuyên dụng: loại này có sức nâng và khẩu độ lớn.
Phân loại theo tải trọng, khẩu độ chia làm 3 loại :
4


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

Dầm đơn: 5 tấn, 7.5 tấn, 10 tấn, 15 tấn

Dầm đôi: 5 tấn, 10 tấn, 15 tấn, 20 tấn, 30 tấn, 50 tấn, 100 tấn, 120 tấn... 500 tấn.
Có khẩu độ: 5 mét, 10 mét, 15 mét, 20 mét, 30 mét...
Phân loại theo kết cấu thép :
Công xôn là phần được thiết kế dư ra trên dầm của cổng trục. Trên mỗi
dầm của cổng trục có công xôn hay không tùy vào mục đích sử dụng của người
dùng mà có thể có cổng trục công xôn 1 đầu hay 2 đầu hoặc cổng trục không
công xôn.
Cổng trục không có công xôn :Không có phần rìa phía ngoài mà dầm của
cổng trục sẽ bằng với chân chống của nó. Các hàng hóa được di chuyển trong
phạm vi bên trong của chân chống cổng trục. Loại này có độ vững cao, tải trọng
nâng lớn, được tính toán và chế tạo tương đối đơn giản. Thường được lắp đặt
trong các nhà xưởng có kết cấu đơn giản để tiết kiệm chi phí kết cấu thép. Cổng
trục này tốn nhiều khoảng không gian để đặt máy, không phù hợp cho những
nơi có không gian làm việc nhỏ.

Hình 1.1. Cổng trục không có công xôn
Cổng trục có công xôn: Là trên dầm của cổng trục sẽ có 1 đầu hoặc 2 đầu
được thiết kế dư ra. Ở mỗi phần dư ra này các bánh xe con sẽ di chuyển ra đến
phần công xôn vượt ra khỏi hai chân chống của cổng trục để giúp di chuyển sản
5


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

phẩm ra được phạm vi phía ngoài của chân cổng trục. Loại này có mặt bằng sử
dụng ít, có tầm rộng lớn, phù hợp khi có yêu cầu mặt bằng nhỏ hẹp và không
gian làm việc rộng.

Cổng trục dầm đơn có 2 đầu công xôn :

Hình 1.1. Cổng trục có 2 đầu công xôn
Cổng trục dầm đôi có 2 đầu công xôn có tải trọng lớn :

6


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

Hình 1.2. Cổng trục có 2 đầu công xôn tải trọng lớn
Cổng trục có 1 đầu công xôn :

Hình 1.3. Cổng trục có 1 đầu công xôn

7


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

Theo chân cổng cũng rất đa dạng : như hai chân cứng, một chân cứng một chân
mềm…

Cổng trục di động ( đẩy tay):

8


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

Hình 1.4. Cổng trục di động

Bán cổng trục : Loại cổng trục chỉ có 1 đầu là dầm đầu kia đứng yên hoặc
di chuyển tịnh tiến trên ray như cầu trục.

Hình 1.5. Bán cổng trục
9


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

1.3.Cấu tạo chung của cổng trục
a.Cổng trục một dầm

Hình 1.6. Cấu tạo cổng trục 1 dầm
10


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
1.
3.
5.
7.

Chân mềm
Dầm chủ
Chân cứng
Tủ điện

2.
4.
6.

8.

Ray di chuyển Palăng
Palăng
Bộ di chuyển cổng trục
Dầm ngang

b.Cổng trục hai dầm

Hình 1.7. Cấu tạo cổng trục 2 dầm
11


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí
1.
3.
5.

Dầm chính
Cơ cấu di chuyển cổng trục
Cơ cấu nâng hạ hàng

2.
4.

Chân cổng trục
Cabin cổng trục

Dầm chính : Được thiết kế dạng giàn không gian hoặc dạng dầm hộp,
dầm I tổ hợp. Dầm chính là bộ phận mang theo pa lăng nâng hạ.

Chân cổng trục : được thiết kế, chế tạo dạng thép hình hoặc thép ống tùy
theo tải trọng của cổng trục. Chân cổng trục thường có hình dạng kiểu chữ A
nên đôi khi người ta còn gọi là cổng trục chữ A hay Chân chữ A…
Cơ cấu di chuyển cổng trục : giúp cổng trục có thể di chuyển dọc theo
chiều dài sân bãi.
Cabin cổng trục : được sử dụng để điều khiển toàn bộ hệ thống cổng trục.
Cơ cấu nâng hạ hàng : bao gồm động cơ, tời, tang cuộn, hộp giảm tốc,
phanh, móc.
1.4.Nguyên lý hoạt động
Cổng trục có thể di chuyển vật theo 3 hướng trong không gian :
Phương thẳng đứng : nhờ bộ phận nâng gồm : móc treo, dây cáp, tang cuộn,
phanh, hộp giảm tốc và động cơ. Chúng được đặt trên xe con.
Phương dọc theo ray dẫn hướng xe con : Cụm xe con được đặt trên 2 thanh
ray dẫn hướng, hai ray bố trí trên 2 dầm chính có động cơ để truyền động và 2
đầu có thể bố trí công tắc hành trình để giới hạn vùng làm việc an toàn.
Phương dọc theo ray dẫn hướng cổng trục : Được bố trí 2 động cơ mỗi bên
truyền động. Ray được bố trí trên mặt đất.
1.5.Một số bộ máy trên cổng trục
1.5.1.Cơ cấu nâng hạ hàng.
a.Cơ cấu dùng palăng điện
Đặc điểm cấu tạo

12


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

Hình 1.8. Palăng cổng trục
a) Palăng cầu trục một dầm
b) Palăng cầu trục hai dầm

Palăng điện là một tời điện có kết cấu nhỏ gọn. Cấu tạo của palăng điện
gồm có động cơ, hộp giảm tốc, tang tời, bộ điều khiển, cáp nâng hàng.
Ưu, nhược điểm của palăng điện:
Ưu điểm: kích thước nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ, hoạt động linh hoạt và có độ
bền cao
Nhược điểm: tùy từng hãng mà chúng có chất lượng, cũng như độ bền khác
nhau và chỉ có thể sử dụng ở nơi có nguồn điện.
b.Cơ cấu nâng dùng xe con

Hình 1.9. Xe con cổng trục

13


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

Đặc điểm cấu tạo :
Xe con cầu trục được cấu tạo từ những bộ phận: Động cơ điện, hộp giảm tốc, cơ
cấu phanh, các khớp nối, tang cuốn cáp, và cơ cấu khung bệ đỡ tạo thành một
khối vững chắc.
Ưu nhược điểm của xe con :
Ưu điểm : có tốc độ nâng hạ di chuyển nhanh, gọn, có thể nâng vật với chiều
cao lớn, khả năng làm việc tốt, chịu được điều kiện khắc nghiệt.
Nhược điểm: giá thành cao hơn so với palăng, thiết bị to nặng cồng kềnh, nhiều
chi tiết máy móc.

1.5.2.Cơ cấu di chuyển cổng trục
Để dẫn động cho cầu trục ta có thể sử dụng bộ máy di chuyển bánh thép trên
ray. Có thể dẫn động chung hoặc dẫn động riêng.
Dẫn động chung: Động cơ là nguồn dẫn động chung, momen xoắn được

truyền qua hộp giảm tốc và sau đó đến các bánh xe, nhờ trục truyền động. Tùy
vào khẩu độ mà có thể dùng sơ đồ truyền động với trục quay nhanh hoặc quay
chậm.
Đẫn động riêng: Gồm các cụm riêng biệt ở một hoặc hai bên đường ray. Mỗi
cụm đều có động cơ và hộp giảm tốc riêng. Trong cơ cấu dẫn động riêng, động
cơ có thể bố trí dọc hoặc ngang so với trục đường ray…thường được áp dụng
cho cầu trục khẩu độ lớn.

14


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

Hình 1.10. Bộ máy di chuyển
Dẫn động chung
- Đặc điểm cấu tạo :
+ Động cơ điện
+ Hộp giảm tốc
+ Hệ thống phanh và khớp nối
+ Gối đỡ và các gối đỡ trung gian
+ Các cặp bánh răng truyền động và bánh xe
Ưu nhược điểm :
+ Ưu điểm : có thể truyền momen xoắn lớn, vận hành dễ dàng.
+ Nhược điểm : các gối đỡ phải đủ độ cứng vững, có thêm các cặp bánh răng
phụ nên lắp đặt sửa chữa khó khăn, hiệu suất giảm vì có thêm các gối đỡ.
Dẫn động riêng :
- Đặc điểm cấu tạo :
+ Động cơ điện
+ Hệ thống khớp nối và phanh
+ Hộp giảm tốc

+ Khớp nối
15


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

+ Bánh xe
- Ưu nhược điểm :
+ Ưu điểm : sử dụng được khi khẩu độ lớn, đảm bảo độ cứng vững của máy, kết
cấu nhỏ gọn, hiệu suất truyền động cao do không qua nhiều khớp nối và gối đỡ.
+ Nhược điểm : momen xoắn nhỏ, yêu cầu lắp ráp chính xác, vận hành khó
khăn.
Thiết bị mang tải
a. Móc treo
Móc treo chuyên dùng cho các cơ cấu nâng hạ, xe con cầu trục, cổng trục,
gồm có loại móc đơn và móc kép phù hợp với nhiều mục đích sử dụng tải trọng
nâng của móc cẩu có thể đến 500 tấn, Thông thường được đúc và tôi bằng thép
có chất lượng tốt, độ bền cao ít bị ăn mòn.

Hình 1.11. Thiết bị mang tải (móc treo)
b.Gầu ngoạm
Được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy sản xuất thép, hoặc nhà máy chế biến
vật liệu dời như: Nhà máy sản xuất thép từ quặng, than đá, cát, phế liệu…

16


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

Hình 1.11. Thiết bị mang tải (gầu ngoạm)

1.6.Một số thiết bị phụ trợ
Phanh cổng trục là một bộ phận quan trọng trong cơ cấu hoạt động của cổng
trục chúng giúp đảm bảo an toàn cho việc vận hành cổng trục.

17


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

Ngoài ra còn có còi và đèn chiếu sáng

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
2.1. Thông số kỹ thuật yêu cầu của bộ máy nâng hạ hàng
+ Tải trọng danh nghĩa Q = 15t=150000 N
+ Vận tốc nâng tải = 4,6 m/ph
+ Chiều cao nâng H = 12m
+ Chế độ làm việc trung bình CD% = 40%
2.2. Phương án thiết kế bộ truyền
2.2.1. Phương án thiết kế 1
• Đặc điểm cấu tạo
- Là kiểu bộ truyền mà momen được truyền từ động cơ tới hộp giảm tốc và qua
khớp nối momen được truyền đến trục tang.
18


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

1
2

3
4

5
6

Hình 2.1. Truyền momem xoắn lên trục tang qua khớp nối

1- Động cơ điện
3,5- Khớp nối
6- Tang cuốn

2- Hệ thống phanh
4- Hộp giảm tốc

Ưu nhược điểm
- Ưu điểm:
+ Kết cấu đơn giản, momen được truyền trực tiếp từ hộp giảm tốc đến
tang
+ Dễ chế tạo
+ Kích thước nhỏ gọn
- Nhược điểm:
+ Tỉ số truyền hộp giảm tốc phải lớn nên kích thước cồng kềnh
+ Momen trên trục tang nhỏ
+ Khó điều chỉnh tỉ số truyền
19


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

2.2.2. Phương án thiết kế 2
• Đặc điểm cấu tạo
- Là kiểu bộ truyền mà momen được truyền từ động cơ tới hộp giảm tốc và qua
khớp nối tới bộ truyền bánh răng và qua bộ truyền bánh răng momen được
truyền đến trục tang.

2

1

3

5

4
6
Hình 2.2. Truyền momem xoắn lên trục tang qua khớp nối răng
1.
3.
5.

Động cơ điện
Hộp giảm tốc
Bộ truyền bánh răng

2.
4.
6.

Hệ thống phanh

Khớp nối
Tang cuốn

Ưu và nhược điểm
- Ưu điểm:
+ Dễ dàng sửa chữa thay thế
+ Kích thước nhỏ gọn
- Nhược điểm:
20


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

+ Khó điều chỉnh tỉ số truyền
+ Chế tạo phức tạp hơn do phải thiết kế thêm bộ truyền bánh răng
2.2.3. Phương án thiết kế 3
Đặc điểm cấu tạo
- Là kiểu bộ truyền mà momen được truyền từ động cơ tới hộp giảm tốc và qua
khớp nối tới bộ truyền bánh răng và qua bộ truyền bánh răng momen được
truyền đến trục tang.
1

2

3

5
6

4

Hình 2.3. Truyền momem xoắn lên trục tang qua bộ truyền bánh răng
1.
3.
5.

Động cơ điện
Hộp giảm tốc
Bộ truyền bánh răng

2.
4.
6.

Hệ thống phanh và khớp nối
Khớp nối
Tang cuốn

Ưu nhược điểm
- Ưu điểm:
+ Tỉ số truyền lớn
+ Momen trên trục tang lớn
+ Sửa chữa thay thế dễ dàng
+ Dễ điều chỉnh tỉ số truyền
21


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

- Nhược điểm:

+ Kích thước lớn
+ Chế tạo phức tạp
+ Làm việc có tiếng ồn
2.2.4. Phương án thiết kế 4
Đặc điểm cấu tạo
Là kiểu bộ truyền mà momen được truyền từ động cơ tới hộp giảm tốc và qua
khớp nối tới bộ truyền xích và qua bộ truyền xích momen được truyền đến trục
tang.

1

3

2

6

5
4

Hình 2.4. Truyền momem xoắn lên trục tang qua bộ truyền đai
1.
3.
5.

Động cơ điện
Hộp giảm tốc
Bộ truyền xích

2.

4.
6.

Hệ thống phanh và khớp nối
Khớp nối
Tang cuốn

Ưu nhược điểm
- Ưu điểm:
+ Dễ thay đổi tỉ số truyền
22


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

+ Tỉ số truyền lớn
+ Momen lớn
- Nhược điểm:
+ Kích thước lớn
+ Làm việc gây tiếng ồn
+ Chế tạo phức tạp
Chọn phương án thiết kế 3 vì ta có thể dễ dàng thay đổi được tỉ số truyền, tháo
lắp, sửa chữa dễ dàng vì được chế tạo từng cụm riêng biệt.

2.2.5. Phương án thiết kế 5
Đặc điểm cấu tạo
- Là kiểu bộ truyền mà momen được truyền từ động cơ tới bộ truyền xích và
qua hộp giảm tốc momen được truyền đến trục tang.

1

3

2

4
5

Hình 2.5. Truyền momem xoắn lên HGT qua bộ truyền xích
1.
3.
5.

Động cơ điện
Hộp giảm tốc
Tang cuốn

2.
4.

Hệ thống phanh và khớp nối
Bộ truyền xích

23


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

* Ưu nhược điểm
- Ưu điểm:

+ Dễ thay đổi tỉ số truyền, thông qua bộ truyền ngoài
+ Tỉ số truyền lớn
+ Momen truyền lớn
+ Cấu tạo đơn giản
- Nhược điểm:
+ Kích thước hộp giảm tốc lớn
+ Chế tạo phức tạp (nếu phải chế tạo hộp giảm tốc)
2.3. Phương án thiết kế palăng cáp
2.3.1. Phương án thiết kế 1 (Palăng đơn loại 1)
Đặc điểm cấu tạo
- Là loại palăng mà chỉ có 1 nhánh cáp đi vào tang và có nhánh dây ra khỏi
palăng từ cụm puli cố định, bội suất a=1

3
2
4
1

Q
Hình 2.6. Palăng đơn loại 1 (a = 1)
1.
3.

Tang cuốn
Puli

2.
4.

Cáp nâng hàng

Móc treo
24


Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

Ưu và nhược điểm
- Ưu điểm:
+ Cấu tạo đơn giản
+ Có thể nâng hàng với vận tốc nâng lớn
+ Hiệu suất truyền động cao
- Nhược điểm:
+ Chỉ nâng được hàng có khối lượng không quá lớn
+ Bội suất a=1 nên cần lực kéo lớn hơn tải trọng của hàng để nâng hàng
2.3.2. Phương án thiết kế 2 (Palăng đơn loại 2)
Đặc điểm cấu tạo
- Là loại palăng mà chỉ có 1 nhánh cáp đi vào tang và có nhánh dây ra khỏi
palăng từ cụm puli di dộng, bội suất a=2

25