Thế kỉ 21 đã mở ra một kỉ nguyên mới cho đất nước ta. Kỉ nguyên công nghiệp hóa hiện đại hóa. Hàng loạt những nhà máy, công xưởng được xây dựng và lắp ráp cùng với các dây chuyền công nghệ máy móc hiện đại được lắp đặt với khối lượng rất lớn. Mặt khác công tác sửa chữa khắc phục những máy móc cũ sau một thời gian dài sử dụng cũng được đẩy nhanh.
Tất cả các công việc xây dựng, lắp ráp và sửa chữa đó không thể vắng cỏc mỏy nõng chuyển. Cầu trục là một thiết bị quan trọng trong các thiết bị nõng đú. Đặc biệt trong các nhà kho, nhà máy cầu trục trở thành thiết bị quan trọng và rất cần thiết.
Cầu trục được sử dụng rộng rãi để xếp dỡ hàng hoá trong các nhà kho trong các nhà máy xí nghiệp sữa chữa lắp ráp và chế tạo.
Với nhu cầu thực tế đú,cỏc thầy ở bộ môn Máy Xây Dựng của trường Đại Học Xây Dựng đã đưa thiết kế cầu trục hai dầm 10T vào làm đề tài tốt nghiệp. Sau 5 năm học tại trường, dưới sự dạy dỗ nhiệt huyết và sự cố gắng nỗ lực của bản thân, em đã trang bị cho mình những kiến thức cần thiết để có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp được giao. Đề tài lần này chính là cơ hội để em tổng hợp lại tất cả kiến thức mỡnh đó học và là bước đầu cho em được tiếp xúc với môi trường thiết kế sản xuất thực tế.
Nhiệm vụ thiết kế trong đồ án tốt nghiệp của em là thiết kế cầu trục 2 dầm tải trọng nâng 10 tấn, lập chương trình tính toán cơ cấu di chuyển cầu trục.
Sau 15 tuần làm việc nghiêm túc em đã hoàn thành nhiệm vụ thiết kế được giao. Tuy nhiên với khả năng còn hạn chế và gần như chưa có kinh nghiệm về thiết kế nên đồ án tốt nghiệp do em thực hiện chắc chắn còn nhiờ̀u thiờ́u sót. Vậy em kính mong các thõ̀y trong bộ môn xem xét và góp ý để em có thêm những kiến thức vững vàng hơn nữa trong quá trình làm việc sau khi tốt nghiệp.
Trong quá trình thực hiện, thõ̀y giáo Gvc.Ths. LƯU ĐỨC THẠCH đã giúp đỡ em rất nhiều cả về mặt kiến thức chuyên ngành cũng như những kĩ năng cần thiết. Nhờ vậy mà em có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng thời gian và khối lượng công việc một cách tốt nhất mà bộ môn đã giao. Em xin được gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới thõ̀y giáo LƯU ĐỨC THẠCH đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong quá trình học tập và thực hiện đồ án tốt nghiệp. Nhân dịp tốt nghiệp em cũng muốn gửi lời cảm ơn chân thành của em tới tất các các thõ̀y giáo trong khoa Cơ khí Xây dựng đã dạy dỗ, dìu dắt chúng em học tập suốt 5 năm học đã qua. Em xin chân thành cảm ơn!
107 trang |
Chia sẻ: oanh_nt | Lượt xem: 12526 | Lượt tải: 12
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế cầu trục hai dầm 10T, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
MỤC LỤC
TRANG
LỜI NÓI ĐẦU……………………………………………………………………...4
LỜI NểI ĐẦU
Thế kỉ 21 đã mở ra một kỉ nguyên mới cho đất nước ta. Kỉ nguyên công nghiệp hóa hiện đại hóa. Hàng loạt những nhà máy, công xưởng được xây dựng và lắp ráp cùng với các dây chuyền công nghệ máy móc hiện đại được lắp đặt với khối lượng rất lớn. Mặt khác công tác sửa chữa khắc phục những máy móc cũ sau một thời gian dài sử dụng cũng được đẩy nhanh.
Tất cả các công việc xây dựng, lắp ráp và sửa chữa đó không thể vắng cỏc mỏy nõng chuyển. Cầu trục là một thiết bị quan trọng trong các thiết bị nõng đú. Đặc biệt trong các nhà kho, nhà máy cầu trục trở thành thiết bị quan trọng và rất cần thiết.
Cầu trục được sử dụng rộng rãi để xếp dỡ hàng hoá trong các nhà kho trong các nhà máy xí nghiệp sữa chữa lắp ráp và chế tạo.
Với nhu cầu thực tế đú,cỏc thầy ở bộ môn Máy Xây Dựng của trường Đại Học Xây Dựng đã đưa thiết kế cầu trục hai dầm 10T vào làm đề tài tốt nghiệp. Sau 5 năm học tại trường, dưới sự dạy dỗ nhiệt huyết và sự cố gắng nỗ lực của bản thân, em đã trang bị cho mình những kiến thức cần thiết để có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp được giao. Đề tài lần này chính là cơ hội để em tổng hợp lại tất cả kiến thức mỡnh đó học và là bước đầu cho em được tiếp xúc với môi trường thiết kế sản xuất thực tế.
Nhiệm vụ thiết kế trong đồ án tốt nghiệp của em là thiết kế cầu trục 2 dầm tải trọng nâng 10 tấn, lập chương trình tính toán cơ cấu di chuyển cầu trục.
Sau 15 tuần làm việc nghiêm túc em đã hoàn thành nhiệm vụ thiết kế được giao. Tuy nhiên với khả năng còn hạn chế và gần như chưa có kinh nghiệm về thiết kế nên đồ án tốt nghiệp do em thực hiện chắc chắn còn nhiờ̀u thiờ́u sót. Vậy em kính mong các thõ̀y trong bộ môn xem xét và góp ý để em có thêm những kiến thức vững vàng hơn nữa trong quá trình làm việc sau khi tốt nghiệp.
Trong quá trình thực hiện, thõ̀y giáo Gvc.Ths. LƯU ĐỨC THẠCH đã giúp đỡ em rất nhiều cả về mặt kiến thức chuyên ngành cũng như những kĩ năng cần thiết. Nhờ vậy mà em có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng thời gian và khối lượng công việc một cách tốt nhất mà bộ môn đã giao. Em xin được gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới thõ̀y giáo LƯU ĐỨC THẠCH đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong quá trình học tập và thực hiện đồ án tốt nghiệp. Nhân dịp tốt nghiệp em cũng muốn gửi lời cảm ơn chân thành của em tới tất các các thõ̀y giáo trong khoa Cơ khí Xây dựng đã dạy dỗ, dìu dắt chúng em học tập suốt 5 năm học đã qua. Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội ngày 10 tháng 1 năm 2010
SINH VIÊN THỰC HIỆN
(Ký và ghi rõ họ tên)
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CẦU TRỤC
1.1.1. Công dụng của cầu trục.
Cầu trục được sử dụng chủ yếu trong các phân xưởng nhà kho để nâng hạ và vận chuyển hàng hóa với lưu lượng lớn. Cầu trục là một kết cấu dầm hộp hoặc dàn trên đó đặt xe con có cơ cấu nâng. Dầm cầu có thể chạy trờn cỏc đường day đặt trên cao dọc theo nhà xưởng còn xe con có thể chạy dọc theo dầm cầu. Vì vậy mà cầu trục có thể nâng hạ và vận chuyển hàng theo yêu cầu tại bất kỳ điểm nào trong không gian của nhà xưởng.
Cầu trục được sử dụng trong tất cả các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân với các thiết bị mang vật rất đa dạng như móc treo, thiết bị cạp, nam châm điện, gầu ngoạm... Đặc biệt, cầu trục được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp chế tạo máy và luyện kim với các thiết bị mang vật chuyên dùng.
1.1.2 Phân loại :
a) Theo công dụng cú cỏc loại cầu trục :
- Cầu trục có công dụng chung: loại này dùng chủ yếu với móc treo dể xếp dỡ, lắp ráp và sửa chữa máy móc.
- Cầu trục chuyên dùng: loại này được sử dụng chủ yếu trong công nghiệp luyện kim với các thiết bị mang vật chuyên dùng và có chết độ làm việc rất nặng.
b) Theo kết cấu dầm cầu trục:
- Cầu trục một dầm: loại này có kết cấu thép của cầu trục gồm có một dầm chính liên kết với hai dầm biên ở hai đầu bằng bulụng cường độ cao. Trước đây người ta thường dùng thộp cỏn chữ I làm dầm chính và để đảm bảo độ cứng theo phương ngang thì phải hàn thờm cỏc thanh giằng hoặc giàn ngang rất phức tạp. Hiện nay với qui mô sản xuất lớn và công nghệ hoàn thiện, người ta thường dùng dầm hộp được tổ hợp từ thép tấm CT3, đảm bảo độ cứng theo phương ngang bằng cách tăng chiều rộng bản cỏnh trờn của dầm, đảm bảo kiểu dáng công nghiệp đẹp. Cầu trục một dầm thường chỉ được sử dụng trong trường hợp khẩu độ dầm nhỏ, tải trọng nâng không lớn
Hình 1.1 Cầu trục 1 dầm 3.5 tấn
- Cầu trục hai dầm: gồm có dầm hộp và dầm dàn không gian. Cầu trục hai dầm được sử dụng phổ biến nhất. Sở dĩ như vậy là vì hai dầm chính liên kết với hai dầm biên tạo thành hệ khung có độ cứng cao theo cả phương đứng và phương ngang, có thể đáp ứng được mọi yêu cầu về tải trọng và khẩu độ của cầu trục, mặt khác xe con đặt trên ray dọc theo hai dầm chính có đủ diện tích và không gian để bố trí 1 đến 3 cơ cấu nâng với các phương án đa dạng khác nhau, đảm bảo khả thi và giá thành hạ trong mọi điều kiện vật tư và công nghệ.
Hình 1.2 cầu trục hai dầm
c) Theo cách tựa của cầu trục lên đường ray di chuyển cầu trục:
- Cầu trục tựa: loai này có ưu điểm là có chiều cao nâng lớn nhất nhưng chiều dài của dường day chỉ bằng chiều dài của nhà xưởng. Được dùng phổ biến.
- Cầu trục treo: loại cầu trục treo có ưu điểm là có thể làm dầm cầu dài hơn, do đó có thể phục vụ ở cả phần rỡa mộp của nhà xưởng, thậm chí có thể chuyển hàng giữa hai nhà xưởng song song. Tuy nhiên, cầu trục treo có chiều cao nâng thấp hơn so với cầu trục tựa. Dầm của cầu trục treo thường là dầm thép chữ I và palăng điện chạy dọc theo dầm cầu dể nâng hạ vật. Tuỳ theo khẩu độ của nhà xưởng mà cầu trục treo có thể chạy dọc theo nhà xưởng nhờ hai ray treo hoặc nhiều ray treo. Chớnh vỡ có thể treo trên nhiều gối mà kết cấu của cầu trục treo nhẹ hơn so với cầu trục tựa và có thể làm dầm cầu có độ dài tương đối lớn (đến 100m).
Hình 1.3.Cầu trục một dầm dạng treo
d) Theo cách bố trí cơ cấu di chuyển cầu trục:
- Loại cầu trục dẫn động chung.
- Loại cầu trục dẫn động riêng.
e) Theo nguồn đẫn động cầu trục:
- Cầu trục dẫn động tay: dùng chủ yễu trong sửa chũa, lắp ráp nhỏ và các công việc nâng, vận chuyển hàng hoá không yêu cầu tốc độ, và sức nâng lớn.
Hình 1.4: Cầu trục dẫn động bằng tay loại một dầm (dạng tựa )
1- dầm cầu trục; 2 – cơ cấu di chuyển cầu trục ;3 – palăng xích
- Cầu trục dẫn động bằng máy: đuợc dùng chủ yếu vỡ nú dễ sử dụng, cho hiệu quả cao và tin cậy.
f) Theo vị trí điều khiển cầu trục:
- Cầu trục được điều khiển bằng nút bấm: thường dùng cho loại cầu trục một dầm có tải trọng nâng nhỏ.
- Cầu trục được điều khiển bằng ca bin: thường dùng cho loại cầu trục có tải trọng nâng lớn.
1.2 Tình hình thiết kế chế tạo cầu trục tại Việt Nam.
Trong những năm của thập kỉ 90 về trước, nước ta sử dụng chủ yếu cầu trục của Liờn xụ và các nhà nước XHCN với số lượng không nhiều, theo nhu cầu và kế hoạch của nhà nước. Tham gia vào lĩnh vực thiết kế, chế tạo cầu trục thường chỉ là các công ty nhà nước như Hồng Nam, formach, chủ yếu là khai thác vật tư thiết bị trong nước, thiết kế cải tạo, thiết kế theo kinh nghiệm.
Bước sang thế kỉ 21, đặc biệt những năm gần đây, do tác động của cơ chế thị trường, đặc biệt là việc công nghiệp hoá, hiện đại hoá nền kinh tế, mà thể hiện là các khu công nghiệp không ngừng gia tăng, nhu cầu sư dụng mỏy nõng là rất lớn, đặc biệt là cầu trục. Chính vì vậy mà đã có rất nhiều công ty đã tham ra thiết kế chế tạo chế tạo và lắp ráp sản phẩm cầu trục. Ví dụ như : công ty liên doanh cơ khí Hà Nội CEC, công ty cơ khí Hồng Nam, công ty cơ khí Quang trung -Ninh Bình, công ty cổ phần AVC, công ty chế tạo thiết bị nõng Thiờn Trường, Megalift,Tổng công ty lắp máy Việt Nam… Các công ty nói trên hàng năm, thiết kế chế tạo, lắp đặt trên 50 cầu trục có kết cấu thép dạng dầm hộp và cầu trục hai dầm dạng hộp chiếm khoảng 70%. Cỏc hóng lớn về chế tạo cầu trục đã thâm nhập vào thị trường Việt Nam như ABUS, DEMAG, KULI… và góp phần nâng cao trình độ chế tạo chất lượng sản phẩm, kiểu dáng cầu trục đẹp hơn gọn hơn, trọng lượng nhỏ hơn.
Về công nghệ, cùng với sự đầu tư trang thiết bị máy móc ở các công ty, sự chuyển giao công nghệ chế tạo của cỏc hóng và tích luỹ kinh nghiệm, nâng cao trình độ của các cán bộ kĩ thuật, chúng ta đã đủ khả năng chế tạo dầm cầu trục dạng hộp đạt chất lượng cao, đẹp, hợp chuẩn quốc tế (ví dụ hãng ABUS chuyển giao công nghệ chế tạo dầm hộp cho CEC Hà Nội LTD và sau này là công ty cổ phần AVC). Tuy nhiên việc tính toán thiết kế kết cấu thép cầu trục nói riêng và cầu trục nói chung vẫn còn nhiều vấn đề đáng nói:
+ Các công ty thường thiết kế, chế tạo đơn chiếc theo đơn đạt hàng và chủ yếu là tính tay nờn khụng chủ động đáp ứng được yêu cầu đề ra, độ chính xác chưa cao lãng phí và đặc biệt là khi đấu thầu, báo giá gấp (thường lấy tương đối theo kinh nghiệm, tính cạnh tranh không cao).
+ Về phương pháp tính hiện nay chưa có sự thống nhất chung, các công ty với độ ngũ thường yếu và thiếu tài liệu hạn chế, thường tự tính theo kinh nghiệm và phương pháp riêng của mỡnh cú tham khảo các mẫu. Do vậy tính chính xác và hiệu quả kinh tế chưa được cao lắm.
Kết luận: Qua tình hình thực tế và những kiến thức đã thu được trong 5 năm học ngành mỏy xõy dựng, việc chọn đề tài “Thiết kế cầu trục 2 dầm 10T, lập chương trình tính toán cơ cấu di chuyển cầu trục “là lựa chọn hợp lí và đúng đắn, phù hợp với một sinh viên sắp ra trường ngành cơ khí xây dụng. Việc lập chương trình tính toán thiết kế cơ cấu di chuyển sẽ giúp tính toán thiết kế nhanh, chính xác hơn. Đó cũng là một hướng phát triển tốt trong tương lai.
1.3 Giới thiệu cầu trục thiết kế và nội dung ĐATN:
1.3.1. Các số liệu ban đầu để làm thiết kế :
- Sức nâng của cầu trục Q = 10 T
- Khẩu độ L = 18 m
Chiều cao nâng : H = 12 m
- Tốc độ nâng vnâng= 10 m/ph
Tốc độ di chuyển xe con vxecon=30 m/ph
Tốc độ di chuyển của cầu trục vcầu= 40m/ph
Chế độ làm trung bình : CĐ= 25%.
1.3.2. Nội dung đồ án tốt nghiệp:
Công tác thiết kế, chế tạo, lắp đặt để có một cầu trục hoàn chỉnh gồm rất nhiều công đoạn. Trong khuân khổ đồ án tốt nghiệp, do thời gian có hạn nên nội dung đồ án tốt nghiệp bao gồm :
- Phần thuyờt minh tính toán :
+ Giới thiệu chung về các loại cầu trục và cầu trục thiết kế. Lựa chọn phần mềm tính toán cơ cấu di chuyển.
+ Tính toán chung (kích thước hình học cơ bản, các thành phần tải trọng).
+ Lập sơ đồ khối, lập chương trình tính toán cơ cấu di chuyển của cầu trục.
- Phần bản vẽ thiết kế :
+ Hình chung cầu trục : A0(A1)
+ Các cơ cấu công tác : 3 bản A1
+ Kết cấu thép cầu trục : 2 bản A1
+ Bản vẽ chi tiết : 1 bản A1
+ Bản vẽ sơ đồ khối và kết quả tính toán: 2 bản A1
1.4 Chọn phần mềm lập chương trình tính toán cơ cấu di chuyển cầu trục
Trong thời đại hiện nay, công nghệ thông tin phát triển mạnh mẽ, máy tính trở thành công cụ đắc lực cho con người, tạo điều kiện phát huy hết khả năng của mình. Tin học và máy tính đã được ứng dụng trong mọi lĩnh vực, đặc biệt là trong ngành cơ khí. Các chương trình tính toán thiết kế tối ưu, các chương trình tớnh toỏn và vẽ tự động các chi tiết máy, các bộ phận máy và máy được thiết lập. Hiện nay có rất nhiều phần mềm hỗ trợ và giúp chúng ta tính toán, thiết kế cơ khí một cách nhanh và cho độ chính xác cao. Ví dụ như: Excel, Pascal, Visual basic,… Nhưng trong mỗi phần mềm đều có ưu điểm riêng của nó. Với yêu cầu của đề tài, em chọn phần mềm Microsoft Excel để tính toán cơ cấu di chuyển cầu trục. Trong Excel có thể đáp ứng được khả năng sử lý về công thức, phép tính toán học một cách nhanh chóng và cho kết quả chính xác. Ngoài ra phần mềm này cũn giỳp người thiết kế và cũng như người đọc kiểm tra công thức và số liệu dễ dàng
CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CHUNG CẦU TRỤC
2.1. Các thông số hình học của cầu trục
Hình 2.1. Sơ đồ cấu tạo kết cấu thép cầu trục
1-Dầm chính ; 2-Dầm biên (dầm đầu) ; 3-Cabin; 4-Sườn đứng ; 5-Sườn dọc .
Các điểm đặc trưng trên mặt cắt A-A, B-B, C-C: điểm 1-10
2.1.1. Các thông số tính theo công thức kinh nghiệm
- Khoảng cách tâm hai bánh xe trên dầm biờn
Bc f.Lc
f- Hệ số ma sát thành bánh xe với ray khi có sự xô lệch trong quá trình di chuyển . f=() chọn f =
Lc18 m =3 m lấy Bc=3,2 m
- Chiều dài đoạn vát ở đầu dầm chính C = (0,10,2)Lc
Chọn C = 0,15.Lc= 0,15.18 = 2,7 m = 2700 mm
- Tiết diện dầm chính (A-A và B-B )
Chiều cao hc = Lc
Chọn hc = Lc =.18 =1 m
Lấy hc= 1 m = 1000 mm
hd =hc
Lấy hd = 0,5.hc = 0,5.1 = 0,5 m = 500 mm
Chiều rộng bc= 0,4hc= 0,4. 1 = 0,4 m = 400 mm
bco = = 0,33 m
Lấy bco= 0,33 m = 330 mm
bc-bco = 400-330 = 70 mm (60100) mm
(đảm bảo điều kiện ổn định tổng thể dầm và đảm bảo độ cứng
theo phương Ngang)
+ Chiều dày bản bụng ( thanh đứng ) s1 bản cánh s2
Chiều dày bản bụng thường lấy theo tải trọng :
Bảng 2.1:
Q(T)
20
30 75
75 200
250
6
8
10
12 16
Q = 10 T s1=s= 6 mm
Chiều dày bản cánh thường lấy lớn hơn chiều dày bản bụng để tăng mô men chống uốn dầm
90 s2 = = 3,7 mm
Lấy s2=s= 8 mm
Tiết diện C-C :
+ Dầm biên thường làm đối xứng với chiều dày bản bụng là s6 mm
Chiều dày bản cánh s5 s6 lấy s5= 6 mm ; s6=8 mm
Chiều cao dầm hb hd thường lấy hb=hd= 500 mm
+ Dầm biên có thể làm tiết diện
bb=bco+ 2.s5 = 330 + 2.6 = 342 mm
Lấy bb= 350 mm
bbo = = 167 mm Lấy bbo= 180 mm
có: h= hc - 2. s6 = 1000 – 2.8 = 984 mm
= = 164 160 < < 265
Phải thêm 1 sườn dọc có thể là thộp gúc hoặc thộp cỏn chữ u hàn ở
vùng chịu nén của bản bụng cỏch mộp trờn một khoảng
( 0,2 0,25 ) h= ( 0,2 0,25 ).984 = (197 246) mm
+ Kích thước sườn gia cường :
Khoảng cách giữa 2 sườn đứng g = 2.hb = 2. 500 = 1000 mm
g = 1000 mm = 1 (m) (khoản cách giữa hai sườn )
n1 = =18 ( số lượng sườn đứng 2 bên của 1 dầm )
Chọn loại thép chữ U kí hiệu N14 gs= 12,3 kG/m
Có : h= 140 mm ; b = 58 mm
Chiều rộng sườn đứng : bs = + 40 = +40
= = 72,8 mm
chọn bs =80 mm
Chiều dày sườn đứng : ss = = 5,33 mm chọn ss = 6 mm
2.1.2 Các thông số tính theo máy có sẵn (theo [4]: cầu trục loại 12,5 T)
= 150 mm = 0,15 m
B= Bc+ 2.ec= 3,2 + 2.0,15 =3,5 m
2.2. Thành phần tải trọng tác dụng lên cầu trục
2.2.1.Tải trọng do trọng lượng vật nõng
+ Tải trọng nâng danh nghĩa : Qdn=10T =100 kN
+ Tải trọng thiết bị mang : q = 0,05.Qdn=0,05.100 = 5 kN = 500 kg
2.2.2.Tải trọng do trọng lượng bản thõn kết cấu thép cầu trục :
Xác định trọng lượng kết cấu thép :
Vật liệu chế tạo dầm là thép CT3
Tổng trọng lượng sườn đứng và dọc trên một dầm:
Gs=[ n1. Ss.hc- s2- s2. bs + n2.ls.ss. bs ].
Trong đó: = 7850 Kg/m3 và ls =L-C=18-2,7=15,3 m
Gs=[ 18.6.(1000-8-8).80.10 + 1.15,3.6.80.10] 0,668 T
- Trọng lượng một dầm biên ( chưa tính cụm bánh xe cơ cấu di chuyển)
Gdb= 2.[ bb.s6 + ( hb - 2. s6). S5].B.
Gdb=2.[350.8 + ( 500-2.8 ).6].3,5.7850.10-6
Gdb = 0,313 T
- Trọng lượng 1 dầm chính ( coi dầm không có phần chéo C ) bao gồm cả sườn và lan can:
Gdc1= br.hr +2.bc.s2 +2.(hc- s2 -s2).s.Lc.10. +Gs+Gcb
hr = 140 mm ; br = 140 mm ( chiều cao và chiều rộng ray )
Gcb- Trọng lượng sàn công tác, lan can, ca bin : Gcb= 0,87 T
Gdc1=[140.140+2.400.8+(1000-8-8).6].18.10-6.7850+0,668+0,87
Gdc1=6,05 T
- Tổng trọng lượng kết cấu thép cầu trục có thể kể đến hệ số vượt tải 1,1 tính đến trọng lượng mối hàn và sai số ngẫu nhiên.
Gdc=1,1.(2Gdc+2.Gcb) =1,1.(2.6,05+2.0,313 )= 13,998 T »14 T
Bảng 2.2:
Gs
(T)
Gcb
(T)
Gdc
(T)
Gdb
(T)
G
(T)
0,5
0,87
6,05
0,313
14
2.2.3.Tải trọng do trọng lượng bản thân cầu trục:
Theo [4] có :
+ Khối lượng cơ cấu di chuyển cầu Gdcc= 416 kg
+ Khối lượng xe con Gxc= 3360 kg
+ Khối lượng cabin Gcb= 870 kg
Tổng trọng lượng cầu trục :
Gc= Gdc+Gxc+Gcb+Gdcc
Gc= 14000+3360+ 870+416 = 18646 kg
2.3 Tải trọng quán tính và tải trọng gió của cầu trục
a) Lực quán tính của khối lượng chuyển động tịnh tiến:
Pqt=m.a=
+ Di chuyển cầu trục :
Pqt=mc.ac / mc=Gc (Khối lượng cầu trục )
ac = 0,2m/s2 gia tốc cầu trục (tra bảng 27 trang 53 tài liệu [3])
Pqt1= 18646.0,2 = 3729,2 N
+ Di chuyển xe con:
Pqt2=mxc.axc= 3360.0,2 =672 N ( axc= 0,2 m/s)
+ Vật nâng: ( theo [3] tra bảng 16,trang 53) an = 0,2 m/s
Khi không tải : P1= mm. an= 50.0,2 = 10 N
Khi có tải : P2=mvn. an= 100.0,2= 20 kN
b) Tải trọng gió :
Vì cầu trục làm việc trong nhà nên ảnh hưởng của gió là không đáng kể,cú thể bỏ qua. wg= 0
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN CƠ CẤU NÂNG
Thống số ban đầu:
Tải trọng nâng : Qn =10 T =100.103 N
Tốc độ nâng: vn=10 m/ph
Chiều cao nâng: H=12 m
Chế độ làm việc trung bình : CĐ = 25%
3.1 Chọn sơ đồ dẫn động, sơ đồ mắc cáp:
Hình 3.1a.Sơ đồ dẫn động cơ cấu nâng
1: Động cơ; 2: Khớp nối; 3:Phanh; 4: hộp giảm tốc; 5:tang cuốn cáp.
Hình 3.1b.Sơ đồ mắc cáp.
1:Tang ; 2: Puli cân bằng ; 3: Cáp ; 4: Cụm puli móc treo.
3.2. Chọn cáp
- Chọn Palăng kộp cú bội suất a = 2
- Lực căng cáp lớn nhất khi nâng vật, theo tài liệu [ 3] ta có :
Q- Tải trọng nâng lớn nhất:
Q= Qn+q= 100+5= 105 kN =105.103 N
+ p- Hiệu suất của palăng :
+ - Hiệu suất của một pu li: Chọn =0,98 (ổ bi)
+ r - Số pu li đổi hướng cáp: r=0 ( Cáp đựơc quấn trực tiếp lên tang)
Ta có:
Smax (KN)
- Chọn loại dây cáp theo lực kộo tớnh lớn nhất( lực căng đứt của cáp) Theo công thức:
[Sđ] n.Smaxc
+ [Sđ] - Lực kéo đứt cho phép của cáp.
+ n - Hệ số an toàn bền của cáp. Chọn theo bảng 9, T23 – [ 3 ]. Chọn n=5,5 (chế độ làm việc trung bình )
Ta có:
[Sđ] 5,5.26,5 =145,75 KN
Chọn cáp bện kép kiểuK-O-GOCT 3181-69. Có kết cấu : 6x19(1+9+9)+7.7.(1+6) ( theo [ 4 ]), cú cỏc thông số kỹ thuật:
+ Đường kớnh cáp: dc = 15 mm
+ Diện tích tính toán mặt cắt của tất cả các sợi: 101,15 mm2
+ Độ bền giới hạn của thép: =200 daN/mm2
+ Lực kéo đứt cáp: [Sđ] = 164 KN
+ Khối lượng 1000 m cỏp đó được bôi trơn: 927,6 kg
3.3 Tính chọn cụm móc treo :
3.3.1. Chọn cụm móc treo:
Với tải trọng nâng Q=10 T ta chọn cụm móc treo theo tài liệu (theo [4])
Có : - Đường kính puly Dp= 500 mm
A= 230 mm ; B = 320 mm ; B2 = 357 mm ; B3 = 660 mm
D =110 mm; H =920 mm; H0 =450 mm; H1=295 mm; S= 85 mm
Kí hiệu : + vòng bi :218 (hai puly làm việc )
móc treo : 8215 Khối lượng : 210 kg = 0,21 T
Hình 3.2. Cụm móc treo
3.3.2. Kiểm tra bền móc treo:
Móc treo N010 GOCT 6627-66 như hình vẽ.
-Đường kính bụng trong của móc: D=110 mm
-Khe hở miệng móc: S =85 mm
-Khoảng cách từ tâm móc đến đỉnh móc: L=340 mm
-Chọn cụm móc treo loại ngắn. Trong quá trình làm việc móc treo có ba tiết diện chịu tải trọng chính cần kiểm tra bền là: A-A, B-B, I-I và tiết diện vật liệu chế tạo móc treo là thép 20 có:
-Giới hạn chảy: sT=25 KN/cm2
-Giới hạn mỏi: s-1=12 KN/cm2
-Tại mặt căt I-I: Tiết diện I -I là tiết diện chịu kéo Kiểm tra sức bền kéo:
=50006000 N/cm2
6 kN/cm2
- Tại mặt căt A-A: Coi móc như thanh cong ứng suất lớn nhất kéo thớ trong mặt cắt (Do móc treo được rốn nờn sI sII)
sA = N/cm2 (theo [ 3 ] )
Hình 3.3. móc treo và phân bố ứng suất trên mặt cắt
Diện tích tiết diện mặt cắt A- A: F, thay mặt cắt A-A bằng tiết diện hình thang cân.
Với D - Đường kính lỗ móc: D = 110 mm=11 cm
Khoảng cách từ trọng tâm mặt(tõm kộo) đến điểm phía trong (thớ trong) là e2 :
Khoảng cách từ tâm mặt cắt đến thớ ngoài mặt cắt là e1:
e1=h-e2=100-4,29=57 mm=5,7 cm
k- Hệ số phụ thuộc vào độ cong và hình dạng của mặt cắt móc
( hệ số dạng hình học)
có ; ( tra hình 2 : tài liệu [ 3] )
=> k » 0,9
Ứng suất kéo lớn nhất thớ trong tiết diện A-A:
Ứng suất cho phép của vật liệu làm móc:
Vậy =1,9 kN/cm2 < [] = 6 KN/cm2
Tại mặt căt B-B xuất hiện ứng suất tiếp và uốn:
Ứng suất lớn nhất ở thớ trong mặt cắt:
Ứng suất tiếp (cắt) trong B-B:
Ứng suất tương đương trong mặt cắt B – B, theo thuyết bền thứ ba:
[s] =
(nch = 1,4: Tra bảng 11, T27 – [3])
3.3.3 Đai ốc hãm, ổ tựa:
Vật liệu chế tạo đai ốc là thép 45
Chiều cao đai ốc: H = 1,2.d0 = 1,2.56= 67,2 mm
Chọn H = 70 mm
Đường kính ngoài của đai ốc: DĐ = 1,8.d0 = 1,8 DĐ » 100 mm
ổ tựa căn cứ vào đường kính cổ móc d và tải trọng tĩnh Q, c