Tính toán thiết kế bộ di chuyển cầu trục 18 tấn khẩu độ 20 m

Mục lục
Lời nói đầu
Giới thiệu sơ lợc về câù trục

Chơng I: Tính toán cơ cấu di chuyển cầu trục
I.Chọn phơng án cơ cấu di chuyển cầu trục
II.Tính chọn bánh xe và ray
III. Lựa chọn động cơ điện
IV. Tỷ số truyền chung
V. Kiểm tra động cơ điện về mô men mở m¸y
VI. TÝnh chän phanh
VII. Bé trun
VIII. C¸c bé phËn kh¸c của cơ cấu di chuyển

Chơng II: Xây dựng, tính toán hệ thống điện

1. Những đặc điểm cơ bản của trang bị điện cầu trục
2. Phanh hÃm
3. Chọn dây dẫn cho các thiết bị cầu trục
4. Sơ đồ điện cầu lăn

Chơng III. TÝnh to¸n thiÕt kÕ mét sè cơm chi tiÕt phụ khác
1.Tính chọn ca bin điều khiển
2.Tính chọn giá đỡ động cơ di chuyển

Chơng IV: Xây dựng quy trình sử dụng
I. Vận chuyển-lắp ráp-chạy thử
II. Các bớc nghiệm thu cầu trục
III. Sử dụng bảo quản
IV.Baỏ dỡng cầu trục
V. Bôi trơn

VI. An toàn lao động
Tài liệu tham khảo
Kết luận

Trang
2
4
8
8
14
18
21
22
26
31
33
50
50
54
57
60
65
65
66
67
67
69
71
72
74

76
77
78


Đồ án tốt nghiệp

-

Đào Duy Quang - Máy Xây dợng B - K38

lời nói đầu.
-Máy nâng- vận chuyển là một trong những phơng tiện quan trọng
của việc cơ giới hoá các quá trình sản xuất trong ngành kinh tế quốc dân.
-Trong các nớc tiên tiến, ngày càng phát triển mạnh về "máy - vận
chuyển", ngành máy nâng vận chuyên đà trở thành những ngành lớn về chế
tạo máy có tính độc lập.
-Trong thời kỳ công nghiệo hoá, hiện đại hoá đất nớc hàng loạt
những nhà máy, công xởng đợc lắp ráp và xây dựng cùng với dây truyền
công nghệ máy móc hiện đại đang đợc sử dụng rộng rÃi với khối lợng lớn.
-Để đáp ứng nhu cầu cần thiết của đất nớc đang phát triển nên đòi hỏi
cần phải có những trang thiết bị phục vụ cho quá trình sản xuất, góp
phầnlàm cho chất lợng của các công việc đạt hiệu quả kinh tế cao. Do đó
yêu cầu cần thiết về thiết kế máy nâng vận chuyển ngày càng cấp bách.
-Đứng đầu về nhu cầu tăng nhanh máy nâng vận chuyển phải kể đến
cầu trục. Cầu trục đợc sử dụng rộng rÃi trong các bến bÃi, nhà máy, phân xởng để nâng chuyển hàng hoá,máy móc và những công việc nặng. Nó có ý
nghĩa quan trọng về phơng diện giảm nhẹ sức lao động nặng nhọc cho công
nhân, tạo ra năng suất làm việc cao, không ngây ô nhiễm môi trờng , đáp
ứng nhu cầu hiện đại trong ngành kinh tÕ qc d©n.
-HiƯn nay níc ta cã nhiỊu trung t©m nghiên cứu cũng nh các nhà

máy, xí nghhiệp đà và đang nghiên cứu chế tạo các loại cần trục với đầy đủ
các kích thớc, tải trọng và chế độ làm việc khác nhau để đáp ứng nhu cầu
đa dạng và phong phú của ngành công nghiệp. Vì vậy ngành chế tạo cầu
trục cũng đang phát triển.
Trong thời gian học tập tại trờng nhờ sự nhiệt tình giảng dạy của các
thầy cô mà em có kiến thức cơ bản về ngành máy xây dựng nói chung và
cầu trục nói riêng.
Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp có nhiều kiến thức em cần học
hỏi tham khảo các thầy cô và bạn bè giúp đỡ với sự nhiệt tình hớng dẫn làm
đề tài của thầy Nguyễn Văn Vịnh để em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp.
Cuối cùng em xin trân thành cảm ơn:

Đại học Giao thông Vận Tải -Hà Nôi.

2


Đồ án tốt nghiệp

-

Đào Duy Quang - Máy Xây dợng B - K38

Thầy TS.Nguyễn Văn Vịnh.
Các thầy cô trong bộ môn Máy Xây Dựng.
Sinh viên thực hiện.
Đào Duy Quang.

Giới thiệu sơ lợc về cầu trục.
Cần trục di chuyển kiểu cầu đợc sử dụng rộng rÃi để xếp dỡ hàng

hoá trong các nhà kho, phân xởng của các nhà máy hoặc của các xí nghiệp
sửa chữa, chế tạo. Cần trục di chuyển kiểu cầu là một loại kết cấu nâng
hàng di chuyển dọc theo dàn cầu của cần trụcvàđợc gọi là cầu trục.

Đại học Giao thông Vận Tải -Hà Nôi.

3


Đồ án tốt nghiệp

-

Đào Duy Quang - Máy Xây dợng B - K38

-CÇu trơc di chun kiĨu cÇu cã mét loại dầm hoặc hai dầm có hình
dạng dầm cầu hoặc dàn đợc di chuyển bằng bánh sắt theo đờng ray đặt trên
tờng nhà. Do cầu trục có cấu tạo và di chuyển nh vậy nên ở Việt Nam ngời
ta còn gọi là cầu lăn hoặc cầu trục.
Nguồn động lực cho các cơ cấu trong cần trục thờng là động cơ điện.
Các cơ cấu của cầu trục đảm bảo ba chuyển động.
Nâng hạ hàng.

Đại học Giao thông Vận Tải -Hà Nôi.

4


Đồ án tốt nghiệp

-

Đào Duy Quang - Máy Xây dợng B - K38

Di chun xe con mang hµng.
Di chun toµn bộ cầu trục.
Tải trọng nâng của cầu trục thờng từ 3-15 tấn, ngoài ra ngời ta còn
chế tạo ra các loại cầu trục có tải trọng nâng lớn hơn rất nhiều.
Để đảm bảo cho toàn bộ cầu trục di chuyển đợc bình thờng theo đờng
ray thì cần phải có tỷ số giữa khẩu độ L k với khoảng cách giữa hai bánh xe
cùng phía Kk:
Lk
8.
Kk

Mặt khác để giảm ma sát gờ bánh xe và đờng ray thì các bánh xe chủ
động phải có dạng hình nón( côn); Còn các bánh xe bị động luôn có dạng
hình trụ. Xe con của cần trục có thể nằm ở phía đầu này hoặc đầu kia của
cầu cầu trục. Mô men xoắn đợc truyền bằng trục truyền động chung không
chia đều cho hai phía mà tỷ lệ với tải trọng đè lên các bánh xe chủ động
chạy trên các đờng ray.
Khi tải trọng nâng nhỏ hơn 5 tấn và khẩu độ nhỏ ta dùng giá cầu là
loại chỉ có một dầm chủ, thờng dùng là một thanh thép định hình chữ I bố
trí Palăng tay hoặc Palăng điện di chuyển trên bản cánh dới của dầm.
Khi cần trục có sức nâng từ 5 tấn trở lên và khẩu độ lớn hơn 8m ta
dùng giá cầu hai dầm( hoặc 4 dàn: hai dàn chủ và hai dàn phụ) trên dầm
chủ (hoặc dàn chủ) đặt đờng ray cho xe con mang hµng di chun.
KÝch thíc cđa giá cầu do tải trọng nâng, khẩu độ L, chiều cao h và
hình thức kết cấu của giá cầu.
L: Khoảng cách tâm hai dầm đầu.

h: chiều cao giá cầu phụ thuộc khẩu độ Lvà hình thức kết
cấu của giá cầu.
B: Khoảng cách tâm trục các bánh xe di chuyển của giá cầu ,
phụ thuộc vào độ cứng ngang của giá cầu .

Đại học Giao thông Vận Tải -Hà Nôi.

5


Đồ án tốt nghiệp

-

Đào Duy Quang - Máy Xây dợng B - K38

Tính toán thiết kế cầu trục 2 dầm.
Tải trọng Q = 18T.
Khẩu độ L = 20m.
Chiều cao nâng 8m.
Vận tốc nâng 10m/phút.
Vận tốc di chuyển cần 50m/phút.
Vận tốc di chuyển xe con20m/phút.
CĐ% = 25%.
Nhiệm vụ cụ thể đợc chỉ định là:
Tính toán thiết kế bộ máy di chuyển của cầu trục.
Xây dựng quy trình sử dụng.
Xây dựng , tính toán hệ thống điện của cầu trục.
Tính toán và thiết kế một số chi tiết và cụm máy phụ khác.

Đại học Giao thông Vận Tải -Hà Nôi.

6


Đồ án tốt nghiệp

-

Đào Duy Quang - Máy Xây dợng B - K38

Chơng I.
Tính toán thiết kế cơ cấu di chuyển của
cầu trục
I.

Chọn phơng án cơ cấu di chuyển cầu trục .

Cơ cấu di chuyển của cầu trục có thể thực hiện theo hai phơng án:
dẫn động chung và dẫn động riêng.
Trong phơng án dẫn động chung( Hình 1; Hình 2 ; Hình 3) động cơ
dẫn động đợc đặt ở khoảng giữa dầm cầu và truyền chuyển động tới các chủ
động ở hai bên ray nhờ trục truyền. Trục truyền cã thĨ lµ trơc quay chËm,
quay nhanh vµ quay trung bình.
Trong phơng án dẫn động riêng ( Hình 4) mỗi bánh xe hoặc cụm
bánh xe chủ động đợc đặt trong một cơ cấu dẫn động riêng với hai động cơ
riêng biệt và hai hộp giảm tốc riêng biệt nhng có cùng một thông số kỹ
thuật.
1. Cơ cấu di chuyển dẫn động chung với trục truyền dài quay
chậm.

-Cấu tạo:
1. Động cơ
2. Hộp giảm tốc
3. Các đoạn trục truyền
4. Khớp nối trục
5. Bánh xe di chuyển
6. Phanh

2

7. ổ trục

5

4

6

3

Đại học Giao thông Vận Tải -Hà Nôi.

1
7
7


Đồ án tốt nghiệp

-

Đào Duy Quang - Máy Xây dợng B - K38

Hình 1
-Nguyên lý hoạt động:ở phơng án này động cơ (1) là nguồn dẫn động
chung nối với hộp giảm tốc (2) truyền mô men xoắn tới các bánh xe (5) nhờ
trục truyền (3), trục này đợc chế tạo thành nhiều đoạn, đợc nối với nhau
bằng các khớp nối trục (4) và đợc đỡ bởi các ổ trục trung gian (7 ). Phanh
(6) là phanh hai guốc thờng đóng.
- Ưu khuyết:
+ Trục truyền động dài ở trờng hợp này là ở cấp quay chậm nên giá trị mô
men truyền là lớn nhất trong cơ cấu.
+ Khi thiết kế trục, ổ, khớp nối đều có khích thớc và trọng lợng lớn,nen khi
thiết kế kết kấu phải dùng trục rỗng hàn từ thép ống.
+ Loại này thờng dùng khi cầu trục có khẩu độ nhỏ,với tốc độ di chuyển
chậm
2. Cơ cấu di chuyển dẫn động chung với trục truyền dài ở cấp
quay trung bình.
Cấu tạo
1. Động cơ
2. Hộp giảm tốc

Đại học Giao thông Vận Tải -Hà Nôi.

8


Đồ án tốt nghiệp

-

Đào Duy Quang - Máy Xây dợng B - K38

4

1

6

2

8

7

3

5

Hình 2
3.Trục truyền động
5.Bánh xe
6.Phanh
7.ổ trục
8.Cặp bánh răng hở
- Ưu khuyết :
+ Mô men xoắn trên trục nhỏ hơn so với trục truyền quay chậm và kích thớc của nó cũng nhỏ hơn.
+ Phơng án này chỉ dùng cho cầu trục có khẩu độ nhỏ.
3. Cơ cấu di chuyển dẫn động chung với trục truyền dài ở cấp quay
nhanh.

2

6

1

4

5

3
Đại học Giao thông Vận Tải -Hà Nôi.

7
9


Đồ án tốt nghiệp

-

Đào Duy Quang - Máy Xây dợng B - K38

Hình 3
1. Động cơ
2. Hộp giảm tốc
3. Các đoạn trục truyền
4. Khớp nối trục
5. Bánh xe di chuyển

6. Phanh
7. ổ trục
- Nguyên lý hoạt động: Với phơng án này ta thờng dùng với khẩu độ lớn
trên 15m. Trục dài (3 )truyền mô men quay từ hai đầu ra của động cơ (1)
đến các bánh xe thông qua hai hộp giảm tốc (2) ở hai bên.
- Ưu khuyết:
+ Với cùng công suất truyền trục quay nhanh có trọng lợng nhỏ hơn 4-6 lần
so với trục quay chậm, mặc dù phải dùng hai hộp giảm tốc, trọng lợng
chung của cơ cấu cũng không tăng.
+ Đối với phơng án này độ chính xác lắp đặt các ổ trục đỡ yêu cầu cao và
phải cân bằng động các tiết máy quay nhanh.
+ Bộ di chuyển này thờng lắp với khẩu độ cầu trục lớn trên 15 m
4. Cơ cấu di chuyển cầu trục dẫn động độc lập.

2

1

3

Đại học Giao thông Vận Tải -Hà Nôi.

4

5
10

6

Đồ án tốt nghiệp

-

Đào Duy Quang - Máy Xây dợng B - K38

Hình 4
1. Động cơ
2. Hộp giảm tốc
3. Phanh
4. Khớp nối trục
5. Bánh xe
6. ổ trục
- Nguyên lý hoạt động:
Bộ máy di chuyển cầu trục dẫn động độc lập, mỗi cụm bánh xe chủ động có
động cơ riêng (1), phanh (3) và hộp giảm tốc (2). Giữa hai cụm bánh xe chủ
động ở hai bên không có liên kết cơ khí.
- Ưu khuyết:
+ Phơng án này tuy có sự xô lệch dầm cầu khi di chuyển do lực cản ở hai
bên ray đều song do kết cấu gọn nhẹ, dễ lắp đặt sử dụng và bảo dỡng.
+ Có hiện tợng tự động san tải giữa các động cơ điện.
+ Cơ cấu dẫn động độc lập đợc sử dụng với các cầu trục có khẩu độ lớn trên
15m.
+ Trong phơng án này mỗi cụm riêng biệt đợc tính toán với tải trọng bằng
60% tải trọng chung để đề phòng phân bố tải không đều giữa hai bên.
Vậy căn cứ những u nhợc điểm và phạm vi áp dụng của các loại cơ
cấu di chuyển ta chọn loại cơ cấu di chuyển dẫn động độc lập.

Đại học Giao thông Vận Tải -Hà Nôi.

11


Đồ án tốt nghiệp

-

Đào Duy Quang - Máy Xây dợng B - K38

II.Tính chọn bánh xe và ray:
Căn cứ vào tải trọng Q = 18T theo bảng 9-4Tài liệu [1] ta chọn bánh
xe hình trụ có hai thành bên đờng kính bánh xe Dbx = 800 mm đờng kính
ngõng trục lắp ổ d = 110 mm
Đờng kính ngoài D1 = 850 mm
Chiều rộng vành bánh xe B1 = 170 mm
Tải trọng lên bánh xe : bánh xe bố trí với khoảng cách bánh (nhịp
cầu) L = 20.000 mm
Khoảng cách trục các bánh xe B = 4.400 mm
Tải trọng tác dụng lên bánh xe có : trọng lợng bản thân cầu Gc, trọng
lợng xe con và móc câu Gp và trọng lợng vật nâng Q.
Căn cứ vào đờng kính bánh xe Dbx = 800 mm, chiều rộng vành bánh
xe
B1= 170 mm.
Theo bảng 40Tài liệu [2] ta chọn đợc ray KP80.
Tải trọng lớn nhất tác dụng lên bánh xe A và D khi xe lăn có vật nâng
lớn nhất tại một đầu cầu bên trái.
Ta có sơ đồ tính nh hình vẽ:
A

B

l = 1215

l = 1215
Gc =19 000
L = 20 000

T¶i träng tác dụng lên các bánh xe gồm có:

Đại học Giao thông Vận Tải -Hà Nôi.

12


Đồ án tốt nghiệp

-

Đào Duy Quang - Máy Xây dợng B - K38

- Trọng lợng bản thân cầu Gc =190.000N
- Trọng lợng xe con và móc câu Gp = 65000N
- Trọng lợng vật nâng Q = 180.000N
P max = PA= PD =

L−l 1
1
( Gp + Q )
+ Gc
2

L 4

Víi Gp =6500KG= 65000N
Q = 180000N
L = 20 m = 20000mm
l = 1215mm
1
( 65000 + 180000)
2

Pmax =

20000 − 1215 1
+ .190000
4
20000

= 162558 (N)
Tải trọng nhỏ nhất tác dụng lên bánh xe A & D khi xe lăn không có
vật nâng tại đầu bên phải cầu
Pmin =

1
Ll
Gp .
2
L
1
2

= . ( 65000) .

1
4

+ Gc
20000 1215 1
+ Gc
20000
4

= 78026 (N)
Để tính bánh xe về ứng suất tiếp xúc cần xác định tải trọng tơng đơng
Pbx lên bánh xe vì trong quá trình làm việc bánh xe chịu tải trọng thay đổi
từ Pmax đến Pmin. Tải trọng tơng đơng tác dụng lên bánh xe tính theo công
thức :
Pbx =

.Kbx . Pmax (N)

Công thức 3-65 Tài liệu[1] trong đó :

Pmax : Tải trọng lớn nhất có thể xuất hiện đối với bánh xe xác định
cho trờng hợp bất lợi nhất đối với bánh xe

Đại học Giao thông Vận Tải -Hà Nôi.

13

Đồ án tốt nghiệp

-

Đào Duy Quang - Máy Xây dợng B - K38

Pmax = 162558 (N)
Kbx : HÖ sè tÝnh đến chế độ làm việc của cơ cấu.
ở đây là chế độ làm việc trung bình nên theo bảng 3.12 Tài liệu[1]
ta có

Kbx = 1,2
: Hệ số tính đến sự thay đổi của tải trọng phụ thuộc vào tỷ số

ta có

Q
Go

Q
180000
=
=0.760
Go 65000 + 190000

Theo công thức 3-65,a Tài liệu[1]

=

1

1
+ (1 +
) = 0,8
Q 3
2
(1 + )
G0

VËy Pbx =0,8.1,2 .162558=156056 (N)
Trong quá trình làm việc của cầu trục do phải chịu tải trọng tổng
cộng của hàng nâng và cả cầu trục nên bánh xe và ray sẽ chịu sự mài mòn
rất lớn. Để hạn chế sự mài mòn này bánh xe đợc chế tạo bằng thép đúc 55
làm tốt có độ cứng HB = 300 ữ 320

Sự tiếp xúc giữa bánh xe với đờng ray là tiếp xúc đờng khi đó ta kiểm
tra sức bền dập của bánh xe theo công thức 2-67 Tài liệu[1]
d = 190

Pbx
[d]
br

Trong đó : Pbx : Tải trọng tính toán lên bánh xe
Pbx = 156056 (N)
b : chiỊu réng lµm viƯc cđa vµnh bánh
b = 100(mm)

Đại học Giao thông Vận Tải -Hà Nôi.

14

Đồ án tốt nghiệp

-

Đào Duy Quang - Máy Xây dợng B - K38

r : b¸n kÝnh b¸nh xe
r = 400 (mm)
Với thép 55 khi tiếp xúc đờng theo bảng 2-19 T44QI cã
σd = 750 N/mm2.
Suy ra : σd = 190

156056
=375 <750 N/mm2
100.400

Vậy kích thớc bánh xe đà chọn là hợp lý

Đại học Giao thông Vận Tải -Hà Nôi.

15


Đồ án tốt nghiệp

-

Đào Duy Quang - Máy Xây dợng B - K38

III.Lựa chọn động cơ điện
Trình tự tính toán
-Xác định tổng trở lực cản di chuyển
- Xác định công suất tĩnh yêu cầu đối với động cơ
Từ những yếu tố trên dựa vào chế độ làm việc của động cơ mà lựa
chọn động cơ có công suất tơng đơng
1. Xác định tổng trở lực cản di chuyển .
áp dụng công thức tổng quát: 3-39. Tài liệu[1]
Wt = KtW1 + W2 +W3
Trong đó
W1 : lực cản do ma sát
W2 : lực cản do độ dốc đờng ray ( lấy dấu dơng khi cầu lăn ngợc dốc,
lấy dấu âm khi cầu lăn xuôi dốc )
W3 : lực cản do gió (lấy dấu dơng khi cầu lăn ngợc chiều gió , lấy dấu
âm khi cầu lăn xuôi chiều gió )
Do yêu cầu thiết kế cầu lăn làm việc trong nhà xởng nên W3 coi nh
bá qua.
Kt : HƯ sè kĨ ®Õn lùc cản do ma sát thành bánh và mặt đầu may ơ
bánh.
Lực cản do ma sát công thức 3-40 Tài liệu[1]
W1 = ( Go + Q ) .
ở đây

2 à + fd
Dbx

G0 = Gp+ Gc= 65000 +190000 = 255000 N

Trong ®ã :

Q: Trọng lợng vật nâng.

Đại học Giao thông Vận Tải -Hà Nôi.

16


Đồ án tốt nghiệp

-

Đào Duy Quang - Máy Xây dợng B - K38

Dbx: Đờng kính bánh xe .
d : Đờng kính ngõng trục lắp ổ bánh xe.
f : Hệ số ma sát trong ổ trục phụ thuộc vào loại ổ và
kết cấu ổ
tra bảng 3-8 Tài liệu[1]
f = 0.02 (loại ổ lăn kết cấu ổ nón)
à : Hệ số ma sát lăn phụ thuộc vào loại ray và đờng kính bánh xe
tra bảng 3-7 Tài liệu[1]
à = 1.2(mm).
Vậy ta có :
W1= ( 255000 + 180000 ) .

2.1, 2 + 0,02.110
= 2501( N )
800

- Lực cản độ dốc đờng ray đặt trên cầu là :
W2 = .( Go + Q )

Công thức 3-41 Tài liệu[1]

Trong đó : Độ dốc của ®êng ray lÊy α = 0.001
VËy W2= 0,001.( 255000+180000)=435 (N) .
- Tổng lực cản tĩnh chuyển động
Wt

= Kt . W1 + W2

Víi Kt : HƯ sè kĨ ®Õn lùc ma sát thành bánh và mặt đều moay ơ
bánh xe phụ thuộc tỷ số

L
B

Đại học Giao thông Vận Tải -Hà Nôi.

17


Đồ án tốt nghiệp

-

Đào Duy Quang - Máy Xây dợng B - K38

Ta có

L 20000
=
= 5 tra bảng 3-6 Tài liệu[1]
B 4400
ta đợc Kt =2.4

Vậy Wt = 2,4.2510 + 453 = 6459 (N)

2. Công suất tĩnh yêu cầu đối với động cơ.
Công suất tĩnh yêu cầu đối với động cơ đợc xác định theo công
thức 3-60 Tài liệu[1]

Nt =

Wt *V
( K )
60 *1000. dc

Trong đó :Wt :tổng lực cản tĩnh.
V: vận tốc di chuyển cầu

V=50 m/ph

đc: Hiệu suất bộ truyền .Ta chọn đc=0,85
Vậy Nt =

6459.50
= 6,3( KW )
60.1000.0,85

Vì bố trí cơ cấu di chuyển cần là độc lập nên để đề phòng phân bố tải
trọng không đều giữa hai bên thì công suất cần thiết của mỗi động cơ ở mỗi
bên lấy bằng 60% Nt yêu cầu chung.
Vậy N* =60% Nt = 60%.6,3 = 3,8 (KW)
Tơng ứng với chế độ làm việc của cơ cấu là trung bình ta chọn động
cơ điện cho cơ cấu di chuyển là động cơ dây cuốn để có thể thay đổi đợc
tốc độ di chuyển, vì khi mang tải khi cần điều chỉnh cầu di chuyển chậm,
còn khi không mang tải thì cần điều chỉnh cầu di chuyển nhanh . Mặt khác
không chọn đông cơ lồng sóc,vì động cơ dây cuốn làm việc êm hơn và có đờng đặc tính mềm hơn, khả năng thay đổi tốc độ tốt hơn. Vậy tơng ứng với
chế độ làm việc của cơ cấu là trung bình có CĐ 25%.
Sơ bộ ta chọn động cơ điện rôto dây cuốn MT 21-6 các loại động cơ
dùng cho cầu trục
18
Đại học Giao thông Vận Tải -Hà Nôi.


Đồ án tốt nghiệp

-

Đào Duy Quang - Máy Xây dợng B - K38

Động cơ MT 21-6 có các thông số sau:
- Công suất danh nghĩa Nđc=5 KW
- Số vòng quay n =940 vòng/phút

IV.Tỷ số truyền chung.
1. Số vòng quay yêu cầu của bánh xe.
Vc

.Dbx

bx =

Trong đó: bx : Số vòng quay cần thiết của bánh xe.
Vc : Vận tốc di chuyển cầu trục (V = 50 V/ph)
Dbx : Đờng kính bánh xe.
Khi đó ta có :

bx =

50

.0,8 = 19.9 (v/ph) 20 ( v/ph).

2. Tû sè trun chung cÇn có là :

ic =

ndc
nbx

Trong đó : nđc Số vòng quay của trục động cơ đà chọn (nđc =940

v/ph).

nbx : Số vòng quay của bánh xe.
Vậy

c: =

940
= 47
20

Đại học Giao thông Vận Tải -Hà Nôi.

19


Đồ án tốt nghiệp

-

Đào Duy Quang - Máy Xây dợng B - K38

V.Kiểm tra động cơ điện về mô men mở máy.
Mục đích:
Chọn động cơ phải thoả mÃn những yêu cầu sau:
Công suất của động cơ phải có gia tốc đủ lớn để khởi động cầu trục
mà vẫn đảm bảo hệ số an toàn bám nằm trong khoảng cho phép.
Làm việc trong thời gian dài với chế độ ngắt liên tục, lặp đi lặp lại
nhiều lần trong khi làm việc mà không bị nóng, không h hại những vật cách
điện bên trong.
Ta chọn động cơ có công suất lớn nên có thể bỏ qua việc kiểm tra về
nhiệt động cơ đó , chỉ cần kiểm tra xem động cơ khi mở máy thì độ bám
thực tế và độ bám dự trữ là bao nhiêu, có đảm bảo hay không.
Kiểm tra động cơ về mô men mở máy:
- Gia tốc lớn nhất cho phép để đảm bảo hệ số an toàn bám K b=1,2.
Tính cho trờng hợp lực bám ít nhât khi không có vật nâng theo công thức 351 Tài liÖu[1]

Jo max=

g Gdϕ
d
(
+ Gdf .
− Wt ) .
Go 1,2
Dbx

G0=Gp+Gc=65000 +19000 =255000
Gd =

Go
: Tổng áp lực trên bánh dẫn khi không có vật nâng( trọng l2

ợng bám) ( N)
Vì đối với cầu trục thì phải tiến hành kiểm tra an toàn bám riêng cho
từng chân dựa một khi xe lăn có vật nâng ở vị trí bất lợi đối với chân đó. Vì
vậy trong trờng hợp này tải trọng coi toàn bộ hệ thống xe con dịch chuyển
sát một bên và coi nh bên kia không chịu trọng lợng của hệ thống nàykhi
đó:
Gd =

G 0 255000
=
= 127500 (N)
2
2

: Hệ số bám của bánh xe vào ray, làm việc trong nhà

Đại học Giao thông Vận Tải -Hà Nôi.

20


Đồ án tốt nghiệp

-

Đào Duy Quang - Máy Xây dợng B - K38

= 0.2
Wt0: Tổng lực cản tĩnh chuyển động cầu lăn khi không có vật nâng,
tính nh sau:
Wot = Wt*

G0
255000
= 6459 *
= 3786
G0 + Q
255000 + 180000

Suy ra
9.81
J0max = 255000 ( 127500 * 0.2 + 127500 * 0.02 * 110 - 3786 )
1.2
800

9.81
=17815 * 255000 = 0.69(m / s

2

)

Thêi gian mở máy tơng ứng với gia tốc trên là:
50
t0m = 60 *Vdmmax = 60 * 0.69 = 1.21(s)
J0

M«men më máy tối đa cho phép để không xảy ra trợt trơn theo công
thức 3- 54 Tài liệu[1]

Mmo

=

(

)

2
Wt 0 Dbx
* ∑ Gi * Di2 I *ηd
Go * Dbx * n1
+
+
o

o
2.icη
375 * ic2 * tm * ηdc
375 * tm

Trong ®ã:

∑ (Gi * D )

2
i n

(

)

(

)

= Gi * Di2 roto + Gi * Di2 khop.

ở đây ta chọn khớp nối trục là khớp nối đàn hồi có giá trị.

(Gi * D ) khíp
2
i

VËy

= 3,79( Nm 2 )

∑ (Gi * D ) I = 4,1 + 3,79 = 7,89( Nm
2
i

2

)

Suy ra:

Đại học Giao thông Vận Tải -Hà Nôi.

21


Đồ án tốt nghiệp
o
Mm =

-

Đào Duy Quang - Máy Xây dỵng B - K38

3786 * 0.8
255000 * 0.82 * 940 1.2 * 7.89 * 940
+
+
= 238( N .m)

2 * 47 * 0.85 375 * 47 2 * 1.21 * 0.85
375 * 1.21

.

Đối với động cơ điiện một chiều và động cơ điện xoay chiều kiểu dây
cuốn có mô men mở máy trung bình của động cơ :

M m max + M m min (1.8 ÷ 2.5) M dn + 1.1M dn
=
= 1.7 M dn = 1.7 M dn ( N .m)
2
2
Mdn : Mô men danh nghĩa của động cơ.
Mm =

M dn = 9550 *

VËy

N dc
5
= 9550 *
= 50.8( Nm)
ndc
940

Mm = 1.7*50.8=86.4(Nm)

Mm < Mmo

Nh vËy ta ®· dïng Mm =1.7 Mdn thì động cơ có mô men mở máy nhỏ
hơn mô men më m¸y cho phÐp.
- Gia tèc thùc tÕ khi më m¸y:
o
Jm =

Vdc
50
=
= 0.69(m / s 2 )
o
60 * tm 60 * 1.21

- Hệ số an toàn bám theo công thức3-49 Tài liệu[1]
Kb =

Gd *
127500 * 0.2
=
o
110
0.69
J
d
+ 127500 *
Ư Wt o − Gd * f *
+ Go * m 3768 − 127500 * 0.02 *
800
9.81
Dbx

g

= 2.1

Ta thÊy hÖ sè Kb =2.1>1.2. Vậy động cơ đà chọn là hoàn toàn đảm
bảo.

Đại học Giao thông Vận Tải -Hà Nôi.

22


Đồ án tốt nghiệp

-

Đào Duy Quang - Máy Xây dợng B - K38
VI.Tính chọn phanh.

Mục đích của tính toán và lựa chọn phanh:
Trong quá trình hoạt động, nếu xảy ra sù cè bÊt thêng nh tuét c¸p,
vËt mang trong khi di chuyển bị va chạm với chớng ngại vật trong nhà xởng. Thì phải có thiết bị phanh để hÃm chuyển động hệ thống lại, tránh h
hỏng bộ phận khác và tránh gây tai nạn trong sản xuất
Thiết bị hÃm di chuyển là phanh, phanh chủ yếu dùng cho máy trục
là loại phanh điện hai má.
Đặc điểm của loại phanh này là hoạt động chính xác, kịp thời khi mất
điện tự động đóng lại do đó tính năng kỹ thuật của phanh an toàn đó là đặc
điểm nổi bật của phanh điện.
- Gia tốc hÃm nên dùng Joph phụ thuộc vào tỷ số bánh dẫn động so
với tổng số bánh xe. ở đây tỉ lệ đó là 50% . Nó còn phụ thuộc vào hệ số

bám

( =0.2).

tra bảng 3-10 Tµi liƯu[1] ta cã Joph= 0.75 (m/s2)
Thêi gian phanh:

toph =

V
50
=
= 1.1( s )
o
60 * J ph 60 * 0.75

.

- Víi phanh đặt ở trục thứ nhất mômen phanh theo công thøc 3-58
Tµi liƯu[1]
Mph

2
2
Wt o* * Dbx Go * Dbx * n1 * ηdc β ∑ ( Gi * Di ) I * n1
+
+
=2ic * ηdc
375 * ic2 * t o
375 * t o

ph
ph

Wo*t = Go * 2µ +

f *d
2 *1.2 + 0.02 * 110
= 255000 *
= 1466.25( N )
Dbx
800

Vậy:

Đại học Giao thông Vận Tải -Hà Nôi.

23


Đồ án tốt nghiệp
Mph = -

-

Đào Duy Quang - Máy Xây dợng B - K38

3786 * 0.8
255000 * 0.82 * 940 * 0.85 1.2 * 7.59 * 940
+
+

= 127( Nm)
2 * 47 * 0.85
375 * 47 2 * 1.1
375 * 1.1

Căn cứ vào mômen phanh trên tải trọng chọn loại phanh má TKT 200 theo tiêu chuẩn của BHTMAIII phanh này có khả năng tạo ra mô
men phanh lớn nhất Mmax =160 N.m nhng ở đây ta sẽ sử dụng theo yêu cầu
với Mph = 127 N.m.
Trớc hết ta kiểm tra hệ số an toàn bám khi không có vật theo công
thức 3-49 a Tài liệu[1]
Gd *
127500 * 0.2
=
= 1.4
Go o
255000
o
J ph − Wt
* 0.75 − 1466.25
g
9.81

Kb =

Ta cã Kb =1.4 > 1.2.
Khi cã vËt thêi gian phanh x¸c định theo công thức 3-57 Tài liệu[1]
* (Gi * Di2 ) I * n1

Tph =

(

375 * M ph + M t#

)

2
( Go + Q ) * Dbx * n1 *ηdc
+

(

)

375 * M ph + M t# * ic2

Víi M*t : Mômen cản tĩnh chuyển động xe lăn khi có vật nâng trong
quá trình phanh.
M*t =

W 1 * Dbx
2510 * 0.8
=
= 28.56( N .m) ≈ 29( N .m)
2 * ic * ηdc 2 * 47 * 0.75

Suy ra:
t ph =

1.2 * 7.89 * 940 ( 255000 + 180000) * 0.82 * 0.85 * 940

+
= 1.87( s )
375 * (127 + 29 )
375 * (127 + 29 ) * 47 2

gia tèc h·m khi cã vËt lµ:
J ph =

Vdc
50
=
= 0.45( m / s 2 )
60 * t ph 60 * 1.87

Đại học Giao thông Vận Tải -Hà Nôi.

24


Đồ án tốt nghiệp

-

Đào Duy Quang - Máy Xây dợng B - K38

Giá trị trên nằm trong khoảng thờng dùng ( 0.3 ữ 0.6m / s 2 ) đối với các
máy trục thông thờng. Nh vậy phanh đà chọn là hơp lý.
Trong trờng hợp cần chế tạo lấy ta có thể lấy các kích thớc và số liệu
cơ bản nh phanh TKT - 200 và tải trọng sẽ tiến hành một số tính toán nh
sau:

Pc
p

fN
n

n

fN

l1

l

s

s

Sơ đồ tính phanh.
Lực đóng phanh cần có:
P=

Mph
l
* 1.
D * f * l

Trong đó = 0.9 .
HiƯu st cđa hƯ thèng b¶n lỊ.
D = 20 mm = 0.2 m. Đờng kính bánh phanh.

f = 0.35 : Hệ số ma sát giữa vật liệu bánh phanh ( thép đúc 45 )
và vật liệu lót phanh.
= 0.9 HiƯu st cđa hƯ thèng b¶n lỊ.
l1 , l2 : c¸c kÝch thíc cđa phanh.
P=

127
135
*
= 892( N )
0.2 * 0.35 * 0.9 305

Đại học Giao thông Vận Tải -Hà N«i.

25