(CAD ĐỒ ÁN MÁY NÂNG VẬN CHUYỂN) Tính toán thiết hệ thống di chuyển của xe con trên cầu trục 2 dầm với tải trọng nâng 10 tấn

Đồ án Máy nâng vận chuyển

GVHD: ĐỖ HỮU TUẤN

LỜI NÓI ĐẦU
Đồ án môn học Máy nâng vận chuyển là một mơn học rất cần thiết cho
sinh viên ngành cơ khí nói chung để giải quyết một vấn đề tổng hợp về cơng
nghệ cơ khí, sửa chữa máy. Mục đích là giúp cho sinh viên hệ thống lại những
kiến thức đã học, nghiên cứu và làm quen với công việc thiết kế chế tạo trong
thực tế sản xuất cơ khí hiện nay.
Trong chương trình đào tạo cho sinh viên, nhà trường đã tạo điều kiện cho
chúng em được tiếp xúc và làm quen với việc nghiên cứu: Tính tốn cơ nâng
cầu trục. Do lần đầu tiên làm quen với công việc thiết kế với khối lượng kiến
thức tổng hợp như, tính tốn các kích thước cơ bản của tang và rịng rọc, chọn
động cơ điện, biết cách phân phối tỷ số truyền, chọn phanh và khớp nối,cách
tra dung sai .... Sau một thời gian làm việc nghiêm túc em đã hoàn thành
nhiệm vụ thiết kế được giao. Dù đã rất cố gắng song bài làm của em không
thể tránh được những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến
của các Thầy, Cơ giúp em có được những kiến thức cần thiết để sau này ra
trường có thể ứng dụng trong việc cụ thể của sản xuất.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn Thầy Đỗ Hữu Tuấn và các Thầy
trong bộ mơn đã giúp đỡ em hồn thành nhiệm vụ của mình.
Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện.
Trần Thế Nam

Mục Lục
LỜI NÓI ĐẦU……………………........……………………………………..0
Trang 1

Đồ án Máy nâng vận chuyển

GVHD: ĐỖ HỮU TUẤN

CHƯƠNG 1 :Tổng quan về cổng trục………………………………………..1
1.1. Khái niệm và phạm vi sử dụng……………….………………………..1
1.1.1. Khái Niệm:…………………………………………………………1
1.1.2. Phân loại, cấu tạo và nguyên lý làm việc……………….…...…….2
1.1.3. Cơ cấu nâng hạ hàng.............................................................................6
1.1.4. Cơ cấu di chuyển cổng trục...................................................................8
1.1.5. Thiết bị mang…………………………..…………………………..8
1.1.6. Một số thiết bị phụ trợ.....……………… …………………..……..9
CHƯƠNG 2: Tính cơ cấu di chuyển xe con………………………...………10
2.1 Thơng số tính tốn và phương án thiết kế cơ cấu di chuyển xe con.….10
2.1.1. Thơng số tính toán...............................................................................10
2.1.2.Phương án thiết kế cơ cấu di chuyển xe con........................................10
2.2 Thiết kế bánh xe và chọn ray.................................................................12
2.3 Chọn động cơ điện……………………….……………………………17
2.4 Tỉ số chuyền chung……………………………………………………21
2.5 Kiểm tra động cơ điện về mơmen mở máy………….…….…………..21
2.6 Tính tốn phanh……………………...………………………………...25
2.7 Tính chọn bộ truyền…………..…………………………………….....28
2.8 Các bộ phận khác của cơ cấu di chuyển xe con....................................30
2.8.1.Trục bánh dẫn………………………………………..……………30
2.8.2.Ổ đỡ trục bánh xe……………………………...…………………..37
2.8.3.Khớp nối………………………………..…………………………39
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................43
[2]-Máy nâng chuyển …………Phạm Phủ Lý -NXB Đà Nẵng-1991...............................43
[3]-Chi Tiết Máy T1,2………....GS.TS.Nguyễn Trọng Hiệp -NXBGD-1999.....................43

[4]-Thiết Kế Chi Tiết Máy…….GS.TS. Nguyễn Trọng Hiệp -NXBGD -1998...................43
[5]-Sức Bền Vật Liệu ………….Bùi Trọng Lưu -NXBGD-2001........................................43
[6]-Dung sai Và Lắp Ghép……..PGS.TS. Ninh Đức Tốn -NXBGD -2001........................43

Trang 2


Đồ án Máy nâng vận chuyển

GVHD: ĐỖ HỮU TUẤN

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG
Trang 3


Đồ án Máy nâng vận chuyển

GVHD: ĐỖ HỮU TUẤN

Máy xây dựng là một khái niệm rộng lớn bao gồm sự kết tinh của tri thức,
khoa học kĩ thuật của nhân loại trong quá trình lao động sản xuất và cải tạo
lao động sản xuất. Sự tiến hóa của tri thức nhân loại càng thúc đẩy việc cải
tạo công cụ lao động, nhằm mục đích từng bước giải phóng sức lao động con
người.
Máy xây dựng được phân ra làm nhiều loại như: máy thi công chuyên dùng,
máy sản xuất vật liệu xây dựng, máy trục vận chuyển, máy làm đất,…vv…
Máy trục vận chuyển chiếm một phần không nhỏ trong khái niệm máy xây
dựng, nó có lịch sử phát triển rất lâu đời gắn liền với lịch sử phát triển của xã
hội loài người và song hành với sự phát triển của khoa học kĩ thuật. Trong đó
cầu trục và cổng trục là hai loại máy chủ lực của máy trục, nó phục vụ rất đắc

lực trong công tác vận chuyển, xếp dỡ hàng hóa, lắp ráp máy móc, lao lắp
dầm cầu… ở nhà xưởng, kho bãi, nhà bãi, các cơng trình xây dựng.
Cầu trục 2 dầm là loại thiết bị đăm bảo các thao tác nâng-hạ di chuyển hang
hóa trong các nhà xưởng, nó rất tiện dụng và có hiệu quả cao trong q trình
bốc xếp hang hóa với sức nâng 1=>500 tấn , vận hành chủ yếu bằng các động
cơ điện nên được dung rộng rãi trong các nhà máy sản xuất công nghiệp,
phương án dẫn động cơ cấu di chuyển cầu trục rất đa dạng, nên có rất nhiều
quan điểm phân loại cổng như sau:
- Theo công dụng:
+ Cầu trục có cơng dụng chung : chủ yếu dung với móc treo để xếp dỡ ,
di chuyển (lắp ráp và sửa chữa máy móc)
+ Cầu trục chuyên dung : được sử dụng chủ yếu trong công nghiệp
luyện kim với các thiết bị mang vật chuyên dung và chế độ làm việc
nặng
- Theo cách dẫn động cơ cấu:
+ Cầu trục dẫn động bằng tay : được dẫn động bằng hệ thống tời kéo
tay (hệ thống đĩa xích kéo tay)
Trang 4


Đồ án Máy nâng vận chuyển

GVHD: ĐỖ HỮU TUẤN

+ Cầu trục dẫn động bằng điện : được dẫn động bằng động cơ
điện(palang)
- Theo kiểu dạng kết cấu dầm
+ Cầu trục dầm đơn : dầm cầu của cầu trục một dầm thường là dầm chữ
I hoặc dầm tổ hợp với các dầm thép tăng độ cứng cho dầm , cầu trục 1
dầm thường dung palang điện chạy dọc theo dầm chữ I nhờ có cơ cấu

di chuyển palang
+ Cầu trục dầm đơi : hay cịn gọi là cầu trục 2 dầm
+ Cầu trục dầm kép : có các loại dầm hộp và dầm giàn không gian
- Theo phạm vi phục vụ
+ Cầu trục cho cầu cảng : với sức nâng lớn
+ Cầu trục phòng nổ : cho các nhà máy , ga , khí , hầm lị than
+ Cầu trục thủy điện : phục vụ quá trình làm việc và vận hành khi lắp
đặt sửa chữa , thay thế tua bin máy phát , trạm nguần
+ Cầu trục luyện kim : Cầu trục làm việc trong các phân xưởng luyện
kim có nhiệt độ rất cao
+ Cầu trục gầu ngoạm : cầu trục có móc câu dạng gầu ngoạm chuyên
dung để bốc vật liệu rời
- Theo cách bố trí cơ cấu di chuyển cầu trục
+ Cầu trục dẫn động chung
+ Cầu trục dẫn động riêng
+ Ngồi ra nguần dẫn có 2 loại dẫn động bằng tay và bằng máy
- Ưu điểm:
+ Giá thành không cao: cũng như cổng trục , cầu trục được chế tạo
trong nước với nhân công rẻ, giá thành nguyên vật liệu rẻ.

Trang 5


Đồ án Máy nâng vận chuyển

GVHD: ĐỖ HỮU TUẤN

+ Cầu trục có rải sức nâng lớn cũng như chiều cao nâng lớn, nên có thể
cẩu được nhiều mã hàng với tải nâng khác nhau và với độ cồng kềnh
khác nhau.

+ Tận dụng được hết phạm vi hoạt động trên không, tiết kiệm được
diện tích nhà xưởng
+ Trọng lượng bản thân kết cấu nhỏ, thiết bị máy móc đơn giản, dễ
chăm sóc bảo dưỡng kĩ thuật, thích nghi với nhiều cơng việc khác nhau.
- Nhược điểm:
+ Trong quá trình di chuyển sẽ xảy ra sự xô lệch dầm cầu do lực cản 2
bên ray khơng đều
Cầu trục có dải sức nâng từ 1 đến 500 tấn, khẩu độ từ 10 đến 40 mét( thậm
chí có thể lên tới 80 mét). Tốc độ nâng hạ từ 10 đến 18 mét/phút, vận tốc xe
con từ 10 đến 50 mét/phút, vận tốc di chuyển cổng từ 40 đến 150 mét/phút.
Cầu trục như nói ở trên với chức năng chủ yếu là nâng hạ hàng và di
chuyển nó trong khơng gian làm việc. Muốn thực hiện chức năng trên cầu
trục, phải bố trí thiết bị nâng hạ vật và cơ cấu di chuyển thiết bị ấy. Thiết bị ấy
là xe con mang hàng hoặc pa lăng, cụ thể ở đây là xe con. Như vậy trên xe
con được bố trí cơ cấu nâng, cơ cấu di chuyển, các cơ cấu này được trang bị
các động cơ điện riêng và sử dụng mạng điện công nghiệp.
Điều khiển xe con cũng như toàn cổng nhờ người lái chuyên nghiệp từ
trong ca bin treo ở một đầu cầuhoặc điều khiển từ mặt đất qua hộp điều khiển,
điều khiển các cơ cấu trên hoàn toàn độc lập với nhau.
Xe con mang hàng là một khung hàn hay đinh tán với rất nhiều dạng cơ cấu
khác nhau trên thực tế. Nó phụ thuộc vào tải trọng hàng nâng vào quan điểm
thẩm mĩ khi bố trí các cơ cấu trên đó của người thiết kế. Tuy nhiên, dù cấu tạo
về hình dáng có nhiều dạng khác nhau thì xe con cũng gồm hai cơ cấu chính:
cơ cấu nâng hạ và cơ cấu di chuyển xe con. Để đơn giản trong công việc lắp
đặt thì mỗi cơ cấu được bố trí liền thành một khối và cố gắng đạt được các
yêu cầu đặt ra như
Trang 6


Đồ án Máy nâng vận chuyển

GVHD: ĐỖ HỮU TUẤN

1. Kích thước và trọng lượng nhỏ nhất. Yêu cầu này ảnh hưởng trục tiếp tới
không gian mà xe con phục vụ chiều cao cho phép của cầu trục.
2. Phân bố trọng lượng vật treo, trọng lượng các cơ cấu đặt trên xe phải đều
cho các bánh xe.
3. Sắp đặt các bộ phận trên khung xe phải tiện lợi, dễ dàng cho việc lắp ráp
và bảo quản. Yêu cầu này đảm bảo có thể tháo chữa một bộ phận nào mà
khơng đụng đến bộ phận bên cạnh. Các chi tiết máy và các bộ phận máy
cần kiểm tra, cũng như các dụng cụ bôi trơn phải sắp đặt như thế nào cho
việc bảo quản chúng được tiện lợi và an toàn.
4. Cơ cấu truyền động chủ yếu phải là kiểu hộp giảm tốc(che kín) để đảm
bảo an tồn và tuổi thọ các cơ cấu.
5. Đối với các gối đỡ trên trục nên dùng chủ yếu là ổ lăn vì giá thành ổ lăn
rẻ, chất lượng đảm bảo và công chọn ổ lăn cũng dễ dàng.

Trang 7


Đồ án Máy nâng vận chuyển

GVHD: ĐỖ HỮU TUẤN

Hình 1.4: Cầu trục một dầm.
1- Dầm đầu ; 2 - Dầm chủ ; 3 - Bộ máy di chuyển ; 4- Dây điện ; 5- Palăng
điện ; 6- Cáp nâng hang ; 7- Hộp móc ; 8- Điều khiển ; 9- Dầm đỡ ; 10- Ray
di chuyển cầu ; 11- Hạn chế hành trình di chuyển cầu.

Trang 8

Đồ án Máy nâng vận chuyển

GVHD: ĐỖ HỮU TUẤN

PHẦN I
GIỚI THIỆU MÁY NÂNG VẬN CHUYỂN
I. GIỚI THIỆU MÁY NÂNG VẬN CHUYỂN.
Máy nâng chuyển là thiết bị dùng để thay đổi vị trí của đồi tượngnhờ thiết
bị mang vật trực tiêp như móc treo, hoặc thiết bị gian tiếp như gầu ngoạm,
nam châm điện, băng tải,…
Như vậy máy nâng chuyển đóng vai trị rất quan trọng trong q trình sản
xuất: giảm nhẹ sức lao động cho công nhân và nâng cao năng suất lao động
1.Phân loại máy nâng chuyển:
1.1. Căn cứ vào chuyển động chính: Chia làm hai loại
-Máy nâng
-Máy vận chuyển liên tục
1.2. Căn cứ vào cấu tạo và nguyên tắc làm việc:
-Cầu trục
-Cổng trục
-Cần trục tháp
-Cần trục quay di động(cần trục ơ tơ, bánh lốp, bánh xích)
-Cần trục cột buồm và cần trục cột quay
-Cần trục chân đế và cần trục nối
-Cần trục cáp
2. Điều kiện an toàn của máy trục:
Trong thực tế tần suất xảy ra tay nạn trong sử dụng máy nâng là lớn
hơn rất nhiều so với các loại máy khác .Do vậy vấn đề an toàn trong sử dụng
máy nâng là vấn đề quan trọng được đặt lên hàng đầu.

Với cầu trục lăn do có nhiều bộ phận máy lắp với nhau và được đặt trên
cao do vậy cần phải thường xuyên kiểm tra để kịp thời phát hiện những hư
hỏng như lỏng các mối ghép ,rạn nứt tại các mối hàn do thời gian sử dụng lâu
…..

Trang 9


Đồ án Máy nâng vận chuyển

GVHD: ĐỖ HỮU TUẤN

Đối với các chi tiết máy chuyển động như bánh xe ,trục quay phải có
vỏ bọc an tồn nhằm ngăn những mảnh vỡ văng ra nếu có sự cố khi chi tiết
máy hoạt động
Toàn bộ hệ thống điện trong máy phải được nối đất
Với các động cơ đều có phanh hãm tuy nhiên phải kiểm tra phanh
thường xuyên không để xảy ra hiện tượng kẹt phanh gây nguy hiểm khi sử
dụng .
Tất cả những người điều khiển máy làm việc hay phục vụ máy trong
phạm vi làm việc của máy đều phải học tập các quy định về an tồn lao động
có làm bài kiểm tra và phải đạt kết quả .
Trong khi máy làm việc công nhân không được đứng trên vật nâng
hoặc bộ phận mang để di chuyển cùng với vật cùng như không được dùng
dưới vật nâng đang di chuyển .
Đối với máy không không hoạt động thường xuyên (nhiều ngày không
sử dụng )khi đưa vào sử dụng phải kiểm tra toàn bộ kết cấu máy .Để kiểm tra
tiến hành thử máy với hai bước là thử tĩnh và thử động .
Bước thữ tĩnh :treo vật nâng có trọng lượng bằng 1,25 lần trọng lượng
nâng danh nghĩa của cầu trục thiết kế và để trong thời gian từ 10 đến 20 phút .

Theo dõi biến dạng của toàn bộ các cơ cấu máy .Nếu khơng có sự cố gì
xảy ra thì tiếp tục tiến hành thử động .
Bước thử động :Treo vật nâng có trọng lượng bằng 1,1 trọng lượng
nâng danh nghĩa sau đó tiến hành mở máy nâng, di chuyển, hạ vật ,mở máy
đột ngột , phanh đột ngột .Nếu khơng có sự cố xảy ra thì đưa máy vào hoạt
động .
Trong cơng tác an tồn sử dụng cầu trục người quản lý có thể cho lắp
thêm các thiết bị an toàn nhằm hạn chế tối đa tai nạn xảy ra cho công nhân khi
làm việc .
Một số thiết bị an tồn có thể sử dụng đó là : Sử dụng các cơng tắc đặt
trên những vị trí cuối hành trình của xe lăn hay cơ cấu di chuyển cổng trục
Trang 10


Đồ án Máy nâng vận chuyển

GVHD: ĐỖ HỮU TUẤN

.Các công tắc này được nối với các thiết bị đèn hoặc âm thanh báo hiệu nhằm
báo cho người sử dụng biết để dừng máy .Đồng thời củng có thể nối trực tiếp
với hệ thống điều khiển để tự động ngắt thiết bị khi có sự cố xảy ra .
Như vậy để hạn chế tối đa tai nạn xảy ra đòi hỏi người cơng nhân sử
dụng máy phải có ý thức chấp hành nghiêm túc những yêu cầu đã nêu trên.
II. GIỚI THIỆU VỀ CƠ CẦU TRỤC:
1.Phân loại cầu trục:
a.Theo công dụng:
-Cầu trục có cơng dụng dùng chung
-Cầu trục chun dụng
b.Theo kết cấu dầm cầu:
-cầu trục một dầm

-Cầu trục hai dầm
c.Theo cách tựa của dầm:
-Cầu trục tựa
-Cầu trục treo
d.Theo cách bố trí cơ cấu cơ cấu di chuyển cầu trục:
-Cầu trục dẫn động chung
-Cầu trục dẫn động riêng
2.Tải trọng:
2.1. Tải trọng nâng dang nghĩa Q,N.
-Là trọng lượng lớn nhất mà máy có thể nâng được.
Q = Qm +Qh
Qm :Trọng lượng thiết bị mang
Qh:trọng lượng danh nghĩa của vật nâng ma máy có thể nâng được
2.2. Tải trọng do trọng lượng bản thân.
-Trong khi tính tốn, thiết kế máy mới thường bỏ qua trọng lượng các
chi tiết (trừ một số chi tiết có trọng lượng lớn)
Trang 11


Đồ án Máy nâng vận chuyển

GVHD: ĐỖ HỮU TUẤN

2.3. Tải trọng của gió.
-Đối với máy làm việc trong nhà thì áp lực gió khơng đáng kể có thể bỏ
qua
2.4.Tải trọng phát sinh khi vận chuyển.
-Bao gồm các tải trọng do trọng lượng bản thân và các tải trọng động
phát sinh khi vận chuyển:
+Tải trọng theo phương đứng khi vận chuyển trên ray lấy bằng 60% ÷

80% tải trọng do trọng lượng bản thân
+Tải trọng động theo phương ngang lấy bằng 80% ÷ 90% tải trọng do
trọng lượng của bản thân.
2.5. Tải trọng khi dựng lắp.
-Khi này tải trọng do trọng lượng bản thân lấy tăng 15% ÷ 20%. Và
phải kể đến tải trọng gió cũng như các lực phát sinh trong quá trình lắp.
2.6. Tải trọng động :
-Để khảo sát động lực học máy cần xây dựng mơ hình bài toán về động
lực học của máy. Các cơ cấu máy nên tìm cách qui về sơ đồ đơn giản nhất .
3. Đặc điểm tính tốn của cầu trục:
3.1. Trình tự tính tốn của cầu trục.
-Xác định các thơng số cơ bản.
-Xác định các các kích thước hình học của các bộ phận trên cầu trục và
tải trọng tính tốn
-Xác dịnh các vị trí tính tốn
Thiết kế các cơ cấu: cơ cấu nâng thiết bị mang, cơ cấu di chuyển xe,…
-Thiết kế, tính tốn kết cấu thép
-Thiết kế các hệ thống điều khiển
-Thiết kế thiết bị an toàn
3.2. Xác định khoảng cách giữa các bánh xe di chuyển cầu trục trên dầm
cuối.

Trang 12


Đồ án Máy nâng vận chuyển

GVHD: ĐỖ HỮU TUẤN

- Khi bị xơ lệch thì bị sinh ra lực cản phụ W nên sinh ra môn men xô

lệch
M=
cạnh ray :

W .L
mô men này sinh ra phản lực N giữa thành bánh xe và
2

N=

M W .L
=
E
2E

Để đảm bảo cho bánh xe vẫn quay thì:
E
f
L

f : hệ số giữa thành bánh xe và cạnh ray
f=

1
1
÷
5
7

Hình 1:sơ đồ lực tác dụng giữa bánh xe và ray

3.3. Đặc điểm tính tốn của dầm chính cầu trục
-Độ võng lớn nhất của dưới tác dụng của trọng lượng xe và tải trọng danh
nghĩa, cùng thiết bị mang vật đặt ở giữa dầm không được vượt quá :
+

1
L với cầu trục dẫn động bằng tay
100

Trang 13


Đồ án Máy nâng vận chuyển

GVHD: ĐỖ HỮU TUẤN

+

1
L với cầu trục một dầm dẫn động bằng máy
500

+

1
L với cầu trục hai dầm dẫn động bằng máy
700

- Đối với có dầm hộp phải kiểm tra thời gian dao đọng tắt dần ủa kết cấu
thép

3.4. Tính trục truyền của cơ cấu di chuyển.
-Tính trục phải thực hiện đầy đủ các phép tính trụcthơng thường tính sơ
bộ, tính độ bền mỏi, có thể kiểm tra độ cứng xoắn và dao động Cơ

Trang 14


Đồ án Máy nâng vận chuyển

GVHD: ĐỖ HỮU TUẤN

Chương 2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
 CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU:
 Trọng tải: Q = 100000 N.
 Trọng lượng xe lăn kể cả bộ phận mang vật: G0 = 40000N.
 Vận tốc di chuyển xe : vx = 15m/ph ;5m/ph.
2.1. Phương án truyền động và di chuyển xe lăn:
a.Phương án 1:
1

5

4

2

4

3

4

5

1. Động cơ điện.
2. Phanh kết hợp với nối trục
3. Hộp giảm tốc
4. Nối trục
5. Bánh xe
-Phương án nhỏ gọn gồm một hộp giảm tốc, một động cơ, bốn khớp nối.
Truyền động đơn giản, chiếm ít trên xe lăn thuận tiện cho việc bố trí trên các
xe lăn

Trang 15


Đồ án Máy nâng vận chuyển

GVHD: ĐỖ HỮU TUẤN

b.Phương án 2:
1

2

5

5

3

4

1. Động cơ điện
2. Phanh kết hợp với nối trục
3. Hộp giảm tốc
4. Khớp nối
5. Bánh xe
- Phương án này kết cấu gọn nhẹ, đơn giản, truyền động chắc chắn có sự
đồng bộ giữa hai bánh xe cao, nhưng khoảng cách giữa hai bánh xe bị hạn
chế

Trang 16


Đồ án Máy nâng vận chuyển

GVHD: ĐỖ HỮU TUẤN

c. Phương án 3:

2

1

1

2

3

5

4

4

3

5

1. Động cơ điện
2. Phanh kết hợp với nối trục
3. Hộp giảm tốc
4. Khớp nối
5. Bánh xe
-Phương án này dẫn động cho hai động cơ riêng biệt, phương án này tốn
nhiều động cơ, phanh ,việc giả quyết đồng vận tốc giữa hai bánh xe khó
khăn
Kết luận: như phân tích trên ta chọn phương án 1, do nhỏ gọn dễ chế tạo,
ít tốn kém, chiến ít khơng gian

Trang 17


Đồ án Máy nâng vận chuyển

GVHD: ĐỖ HỮU TUẤN

2. Tính Cơ Cấu Di Chuyển Xe Lăn :

2.1.Sơ đồ dẫn động cơ cấu :
1

5

2

4

4

3

4

5

Các số liệu ban đầu:
Trọng tải: Q = 100000 N.
Trọng lượng xe lăn kể cả bộ phận mang vật: G0 = 40000N.
Vận tốc di chuyển xe : vx = 15m/ph ;5m/ph.
Chế độ làm việc trung bình.
2.2. Chọn bánh xe và ray:
Theo tiêu chuẩn TOCT3569-60, ta chọn sơ bộ bánh xe theo bảng 2-2:
Bảng 2-2. Kích thước bánh xe lăn, mm
Trọng tải máy trục
Đường kính bánh xe
Đường kính ngõng trục
(tấn)
(mm)

(mm)
5 �10
200 �250
60 �70
10 �20
250 �350
70 �100
20 �50
400 �500
90 �120
Từ bảng trên:
-Chọn loại bánh xe hình trụ có hai thành bên với các kích thước:
+ Đường kính bánh xe: Dbx  250mm
+ Đường kính ngõng trục: d  70mm
+ Bề rộng bánh xe (không kể thành bên): 40mm

Trang 18


Đồ án Máy nâng vận chuyển

GVHD: ĐỖ HỮU TUẤN

Tương ứng với Dbx  250mm ta chọn thép vuông 45x45 làm ray đặt trên cổng
trục cho xe con chạy.
2.3. Tải trọng lên bánh xe:
Tải trọng lên bánh xe. tải trọng lên bánh xe gồm trọng lượng bản thân
xe lăn G0 = 40000N và trọng lượng vật nâng Q = 100000N. trọng lượng xe
xem như phân bố đều cho các bánh. khi khơng có vật nâng các bánh xe chịu
tải trọng ít nhất Pmin bằng.

Pmin=

G 0 10000

10000 N .
4
4

Khi nâng vật nâng tải trọng lên bánh xe sẽ không dều
Tổng tải trọng do trọng lượng vật nâng tácdụng lên bánh dẫn.
Pd Q

770
770
100000.
61500 N
1250
1250

Tải trọng do trọng lượng vật nâng tác dụng lên bánh D
PD Pd

840
840
61500.
32300 N .
1600
1600

Vậy tải trọng lớn nhất tác dụng lên bánh xe (bánh D)

Pmax = 10000 + 32300 = 42300 N.
Tải trọng tương đương lên bánh xe tính theo công thức 3-65[1]
Pbx = γ. kbx. Pmax = 42300.0,8.1,2 = 40600 N.
γ = 0,8 hệ số tính tốn đến sự thay đổi tải trọng
kbx = 1,2 hệ số tính tốn đến chế độ làm việc “ Trung bình “ của cơ cấu
Với:
+  là hệ số tính đến sự thay đổi của tải trọng, tra bảng:
Q
0,05
0,3
0,4

0,5

�1

0,86

0,8

Gxc



0,98

0,90

0,88*

+ kbx là hệ số tính đến chế độ làm việc của cơ cấu tra bảng:
Chế độ làm việc
kbx
Chế độ nhẹ
Chế độ trung bình

1,1
1,2*
Trang 19


Đồ án Máy nâng vận chuyển

GVHD: ĐỖ HỮU TUẤN

Chế độ nặng
Chế độ rất nặng và rất liên tục

1,4
1,6

L1=480

B
PB=20208N

A

PC=18282N

L4
=84
0
Q=100000N

L5=1
600

PA=29210N

L3=
760
PD=32300N

D

C
L6=1250

Hình 3.1 Sơ đồ xác định tải trọng lên các bánh xe

Tải trọng do trọng lượng vật nâng tác dụng lên bánh xe A.
PA Pd

L3
760
61500.
29210 N .
L3  L 4
1600

Tổng tải trọng do trọng lượng vật nâng tác dụng lên hai bánh xe B và
C.
Pbd = 100000 -29210 -32300 =38490 N.
Tải trọng tác dụng lên bánh xe C.
PC Pbd

L3
760
38490 .
18282 N .
L3  L 4
1600

Tải trọng tác dụng B:
PB = Pbd - PC = 38490 -18282 = 20208N
Sơ đồ để tính sức bền bánh xe :
Trang 20


Đồ án Máy nâng vận chuyển

GVHD: ĐỖ HỮU TUẤN

Sức bền dập bánh xe được kiểm tra theo sơ đồ, Hình 3.2 bánh xe chế
tạo bằng thép đúc 55л ; để đảm bảo lâu mịn vành bánh được tơi đạt độ rắn
HB=300÷320
Ứng suất dập theo cơng thức 2-67[1]
 d 190

Pbx
40600
190
542 N / mm 2
br
40.125

trong đó:
Pbx Là tải trọng tương đương tác dụng lên
bánh xe.
b: Là chiều rộng chiều rộng mặt ray tiếp
xúc với bánh xe
r: Là bán kính xe
Ứng suất dập cho phép theo bảng 2-19[1] có
[σd]=750N/mm2.
Vậy kích thước bánh xe đã chọn đãm bảo hoạt
động an tồn.
Vật liệu bánh
xe
Thép 55�

Mơđun đàn hồi
E ( N / mm 2 )

2,1.10

5

Độ cứng HB

Khi tiếp xúc
đường   d 

 N / mm 
2

Khi tiếp xúc
điểm   d 

 N / mm 
2

�217

450

1100

300 �400

750*

1700

Hình 3.2. sơ đồ tính bánh xe
Trang 21


Đồ án Máy nâng vận chuyển

GVHD: ĐỖ HỮU TUẤN

3.4. Động Cơ Điện :
Lực cản tính chuyển động của xe lăn gồm có lực cản do ma sát và lực
cản do độ dốc đường ray.
Lực cản do ma sát tính theo công thức :
W1 (Q  G0 )

2.  f .d
2.0,3  0,02.70
(100000  40000).
1120 N .
Dbx
250

trong đó :
μ=0,3 ;f=0,02 hệ số ma sát lăn và trượt. bảng dưới
d = 70 đường kính ngỗng trục.
*Bảng: Hệ số ma sát trong ổ trục bánh xe f
Loại ổ
Kết cấu ổ

ổ trượt
Để hở

ổ lăn

Có hộp

ổ bi và ổ

trục bơi

thanh lăn

ổ nón

dầu
f

0,10

0,08

0,015

0,02

Từ bảng chọn với ổ bi và ổ thanh lăn f=0,02
*Bảng: . Hệ số ma sát của bánh xe, mm
Loại ray
Đường kính bánh xe (mm)
200
Ray
bằng
Ray
đầu
vồng
kiểu P
và KP

300

400 500

600

700 800 900 1000

Thép

0,3

0,5

0,6

0,7

0,7

Gang

0,4

0,6

0,8

0,9

0,9

Thép

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

Gang

0,5

0,7

0,9

1,2

1,4

Chọn μ=0,3

Lực cản do độ dốc đường ray đặt trên cầu theo công thức

Trang 22


Đồ án Máy nâng vận chuyển

GVHD: ĐỖ HỮU TUẤN

W2 = α(Q+G0)
trong đó:
α = 0,002 độ dốc đường ray, tra bảng dưới:
W2 = 0,002(100000+40000) = 280 N.
Bảng. Độ dốc đường ray 
Đường đặt trên
Loại đường các dầm sắt với
nền bê tong cốt
thép

0,001

Đường nền đá
dăm, tà vẹt gỗ

Đường ray của xe
trên cầu lăn

0,002

0,002

Lực cản gió bỏ qua do cầu trục làm việc trong nhà thì vận tốc gió

khơng đáng kể
Tổng lực cản tĩnh:
Wt = kt.W1+ W2 + W3 = 2,05.1120 + 280 +0 = 2580 N.
kt = 2,05 : hệ số tính đến ma sát thành bánh , theo bảng
Tỷ số khoảng cách bánh
trên khoảng cách trục
bánh xe

Bánh xe hình trụ

Bánh xe hình cơn

ổ lăn

ổ trượt

ổ lăn

ổ trượt

1

2,05

1,35

2

2,1

1,4

3

2,2

1,45

1,2

1,2

4

2,3

1,5

Cơng suất tĩnh u cầu đối với động cơ theo công thức.
Nt 

Wt .v x
2580.31,5

1,6 N .
60000. dc 60000 * 0,85

Tương ứng với chế độ làm việc của cơ cấu là trung bình CĐ25%, sơ bộ
chọn động cơ điện.
Ký hiệu MT11-6

Trang 23


Đồ án Máy nâng vận chuyển

GVHD: ĐỖ HỮU TUẤN

Công suất danh nghĩa : Ndn = 2,2Kw.
Số vòng quay danh nghĩa : ndc = 885v/ph
M max

Hệ số quá tải : M

2,3 .

min

Mô men vô lăng :(GiDi2) = 2,7N/mm2.
Khối lượng vô lăng : mdc = 90kg.
3.5.Tỷ Số Truyền Chung :
Số vòng quay của bánh xe:
nbx 

vx
31,5

40,1v / ph
 .Dbx 3,14.0,25

Tỷ số truyền chung cần có đối với bộ truyền.

ix 

3.6.

n dc 885

22
nbx 40,1

Kiểm Tra Động Cơ Điện Về Mômen mở máy :
Gia tốc lớn nhất cho phép đảm bảo hệ số an tồn bám Kb = 1,2; tính cho

trường hợp lực bám ít nhất (khi khơng có vật).
j 0 max 

g G d .
d
(
 Gd . f
 Wt 0 ) .
G0 1,2
Dbx

trong đó
-φ = 0,2 : hệ số bám
-Gd = 2Pmin = 2.10000 = 20000 N: Tổng áp lực lên bánh dẫn khi khơng có
vật.
-W0t: tổng lực cản tỉnh khi khơng có vật.
Wt 0 Wt

Vậy :

j 0 max 

G0
40000
2580.
740 N .
G0  Q
40000  100000

9,81 20000.0,2
70
(
 20000.0,02
 740) 0,66m / s 2
40000
1,2
250

Thời gian mở máy tối đa cho phép để không xảy ra trượt;
  (Gi Di
W 0 .D
G 0 .Ddx2 .n1
M m0  t bx 

2 0
2.i x . dc 375.i x .t m . dc
375.t m0

Trang 24


Đồ án Máy nâng vận chuyển

GVHD: ĐỖ HỮU TUẤN

∑(GiDi2)=( GiDi2)rôto+(GiDi2)khơp = 1,7 + 0,225 = 1,955Nm2

Với :

Ở đây ta chọn khớp nơi vịng đàn hồi có dường kính D=100mm cho
phanh TKT-160.
Thời gian mở máy tương ứng gia tốc cho phép trên là
t mn 
M m0 

Vậy

vx
31,5

0,793s
60. j o max 60.0,663

740.0,25
40000.0,25 2 .885
1,2.1,955.885



30,06 Nm .
2
2.22.0,85 375.22 .0,793.0,85
375.0,793

Đối với động cơ điện đã chọn có mơmen danh nghĩa :
M dn 9550

2,2
23,7 Nm .
885

Mơmen mở máy trung bình của động cơ xác định theo công thức :
M m 1,2. Mdn = 1,2.23,7 = 28,4Nm

=>MmNhư vậy động cơ đã chọn thoả mãn điều kiện về lực bám, động cơ hoạt
động an toàn.
3.7. Phanh:
Gia tốc khi khơng có vật nâng tương đương với tỷ lệ bánh dẫn so với so
với tổng số bánh xe là 50%. Hệ số bám φ = 0,2 . Ta chọn jph0 = 0,75m/s2
Thời gian khi khơng có vật :
t mn 

vx
31,5

0,7 s
60. j o max 60.0,75

Với phanh đặt ở trục thứ nhất, mômen phanh được xác định, theo 358[1]
M ph 

Với Wt 0 G 0

  (Gi Di .n1
Wt 0 .Dbx
G 0 .Ddx2 .n1


.
2.i x . dc 375.i x2 .t m0 . dc
375.t m0

2.  f .d
2.0,3.0,02.70
40000.
320 N .
D
250

Trang 25