z
Luận văn
Thiết kế cầu trục 1 tấn
phục vụ cho việc di chuyển
tôn tấm
CHƯƠNG 1
NHIỆM VỤ -YÊU CẦU -PHƯƠNG
ÁN THIẾT KẾ
1.1. TỔNG QUAN
Máy nâng chuyển là các loại máy công tác dùng để thay đổi vị trí
của đối tượng công tác nhờ thiết bị mang vật trực tiếp, sự ra đời và
phát tri
ển của nó gắn liền với yêu cầu về kinh tế kĩ thuật của ngành
công nghi
ệp nhằm giảm tối đa sức người trong lao động.
Đặc điểm l
àm việc của các cơ cấu máy nâng là ngắn hạn, lặp
đi lặp lại v
à có thời gian dừng. Chuyển động chính của máy là
nâng h
ạ vật theo phương thẳng đứng, ngoài ra còn một số các
chuyển động khác để dịch chuyển vật trong mặt phẳng ngang như
chuyển động quay quanh trục máy, di chuyển máy, chuyển động
lắc quanh trục ngang. Bằng sự phối hợp giữa các chuyển động,
máy có thể dịch chuyển vật đến bất cứ vị trí nào trong không gian
làm vi
tìm ra và c
ụ thể hoá các giải pháp kỹ thuật để từ đó lựa chọn ra
phương pháp tối ưu, phù hợp với nhiệm vụ thư thiết kế. Cuôi c
ùng
là đưa ra những thông tin về đối tượng thiết kế và từ những thông
tin đó có thể tạo ra một sản phẩm cụ thể.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
Việc thiết kế phải đảm bảo khả năng thực hiện được các giải
pháp kỹ thuật, nghĩa là phải có sự phù hợp giữa các đặc tính kỹ
thuật của các đối tượng mới với các giải pháp kỹ thuật và mức độ
phát triển của khoa học kỹ thuật cũng như thực tế sản xuất. Trong
đề t
ài này, việc thiết kế được giới hạn trong “thiết kế cầu trục 1 tấn
phục vụ cho việc di chuyển tôn tấm” sao cho đảm bảo được các
tính năng kỹ thuật v
à yêu cầu đặt ra.
1.2.2. Yêu cầu thiết kế
1.2.2.1. Yêu cầu chung
Mỗi loại máy nâng được cấu thành từ hai bộ phận cơ bản: kết
cấu thép và bộ phận cơ khí. Ngoài hai bộ phận trên còn có phần
trang bị điện, các bộ phận điều khiển, các cơ cấu bảo vệ an toàn,…
Ph
ần kết cấu thép có hình dạng, kích thước ngoài khác nhau,
phù h
ợp với không gian, tính chất công việc và đối tượng mà
chúng ph
ục vụ cũng như điều kiện kinh tế kỹ thuật khác. Kết cấu
thép là xương sống, l
à bộ phận chịu tải của cả máy nâng mà trong
quá trình làm vi
qua hai giai đoạn: trước ti
ên là lựa chọn sơ bộ sau đó là tính chính
xác. L
ựa chọn sơ bộ là mục đích xác định nhanh những kích thước
chính theo phương pháp đơn giản v
à gần đúng. Tính toán chi tiết
hay tính chính xác nhằm mục đích kiểm tra và điều chỉnh lại kích
thước cơ cấu đ
ã lựa chọn sơ bộ. Cách tính này thường dựa vào tính
ch
ất mỏi của vật liệu.
Hư hỏng các cơ cấu máy nâng chủ yếu l
à do gẫy và mòn. Việc
tính bền chi tiết là phải xác định chính xác kích thước để có khả
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
năng cứng vững chống lại các tải trọng tác dụng lên chúng, bảo
đảm tuổi thọ của chúng đồng thời bảo đảm tính kinh tế không quá
lãng phí vật liệu. Mòn của các chi tiết cơ cấu diễn ra từ từ và lâu
dài. Để đảm bảo độ mòn cho phép cần quan tâm tới chất lượng vật
liệu và phương pháp xử lý bề mặt các vật liệu đó phù hợp điều kiện
làm việc theo yêu cầu của từng chi tiết, bộ phận và đặt được tuổi
thọ của cả máy đã xác định trước.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
Chương 2:
Yêu cầu cụ thể trong tính toán thiết
kế cầu trục
Trong tính toán thiết kế “cầu trục 1T phục vụ cho việc di
chuyển tôn tấm “ cần thoả mãn các yêu cầu sau:
- Phải phục vụ tốt cho việc di chuyển tôn tấm trong phân
xưởng cơ khí.
dầm chính. Hai đầu của dầm chính liên kết hàn hoặc đinh tán với
hai dầm cuối, trên mỗi dầm cuối có hai cụm bánh xe, cụm bánh xe
chủ động va cụm bánh xe bị động. Nhờ cơ cấu di chuyển cầu và
k
ết hợp cơ cấu di chuyển xe con (hoặc palăng) mà cầu trục có thể
nâng hạ ở bất cứ vị trí nào trong không gian phía dưới mà cầu trục
bao quát.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
Hình 1.1. Cầu trục dẫn động điện.
Xét về tổng thể cầu trục gồm có phần kết cấu thép (dầm chính,
dầm cuối, sàn công tác, lan can), các cơ cấu cơ khí (cơ cấu nâng,
cơ cấu di chuyển cầu và cơ cấu
di chuyển xe con) và các thiết bị
điều khiển khác.
Dẫn động cầu trục có thể bằng tay hoặc dẫn động điện. Dẫn
động bằng tay chủ yếu dùng trong các phân xưởng sửa chữa, lắp
ráp nhỏ, nâng hạ không thường xuyên, không đòi hỏi năng suất và
t
ốc độ cao. Dẫn động bằng điện cho các loại cầu có tải trọng nâng
và tốc độ nâng lớn sử dụng trong các phân xưởng lắp ráp và sửa
chữa lớn.
Cầu trục được chế tạo với tải trọng nâng từ 1 đến 500 t; khẩu
độ dầm cầu đến 32m; chiều cao nâng đến 16m; tốc độ nâng vật từ
2 đến 40 m/p
h; tốc độ di chuyển xe con đến 60m/ph và tốc độ di
chuyển cầu trục đến 125 m/ph. Cầu trục có tải trọng nâng thường
được trang bị hai hoặc ba cơ cấu nâng vật: một cơ cấu nâng chính
và một hoặc hai cơ cấu nâng phụ.Tải trọng nâng của loại cầu trục
này thường được ký hiệu bằng một phân số với tải trọng nâng
chính và phụ, ví dụ: 15/3 t; 20/5 t; 150/20/5 t; v.v
chuyên dùng ở trên cao. Tất cả các cầu trục một dầm đều dùng
palăng đẵ được chế tạo sẵn theo tiêu chuẩn để làm cơ cấu nâng hạ
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
hàng. Nếu nó được trang bị palăng kéo tay thì gọi là cầu trục một
dầm dẫn động bằng tay, nếu được trang bị palăng điện thì gọi là
c
ầu trục một dầm dẫn động bằng điện.
Hình 1.2. Cầu trục một dầm.
1. Bộ phận cấp điện lưới ba pha. 6. Palăng
điện.
2. Trục truyền động. 7. Dầm
chính.
3. Cơ cấu di chuyển cầu. 8. Khung
giàn thép.
4. Bánh xe di chuy
ển cầu. 9. Móc câu.
5. Dầm cuối. 10. Cabin
điều khiển.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
Cầu trục một dầm dẫn động bằng tay có kết cấu đơn giản và rẻ
tiền nhất, chúng được sử dụng trong công việc phục vụ sửa chữa,
lắp đặt thiết bị với khối lượng công việc ít, sức nâng của cầu trục
loại này thường ở khoảng 0,5
5 tấn, tốc độ làm việc chậm.
Cầu trục một dầm dẫn động bằng điện được trang bị palăng
điện, sức nâng có thể l
ên tới 10 tấn, khẩu độ đến 30 m, gồm có bộ
phận cấp điện lưới ba pha.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
Dầm chính của cầu trục hai dầm được chế tạo dưới dạng hộp
hoặc dàn không gian. Dầm giàn không gian tuy có nhẹ hơn dầm
hộp song khó chế tạo và
thường chỉ dùng cho cầu trục
có tải trọng nâng và khẩu độ
lớn. Dầm cuối của cầu trục
hai dầm thường được làm
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
dưới dạng hộp và liên kết với các dầm chính bằng bu lông hoặc
hàn.
c
. Theo cách tựa của dầm chính
Theo cách tựa của dầm chính có các loại cầu trục tựa và cầu
trục cheo.
- Cầu trục tựa là loại cầu trục mà hai đầu của dầm chính tựa
lên Hình 1.4. Cầu trục tựa.
các dầm cuối, chúng được liên kết với nhau bởi đinh tán hoặc hàn.
Lo
ại cầu trục này có kết cấu đơn giản nhưng vẫn đảm bảo được độ
tin cậy cao nên được sử dung rất phổ biến. Trên hình 1.3 là hình
chung c
ủa cầu trục tựa loại một dầm. phần kết cấu thép của gồm
dầm cầu 1 có hai đầu tựa lên các dầm cuối 5 với các bánh xe di
chuyển dọc theo nhà xưởng. Loại cầu trục này thường dùng
phương án dẫn dẫn động chung. Phía trên dầm chữ I là khung giàn
thép 4 để dảm bảo độ cứng vững theo phương ngang của dầm cầu.
Palăng điện 3 có thể chạy dọc theo cánh thép phía dưới của dầm I
nhờ cơ cấu di chuyển palăng . Ca bin điều khiển 2 được treo vào
ph
ần kết cấu chịu lực của cầu trục.
nhanh và quay trung
bình (hình 1.5, a, b,
c).
Ở phương án dẫn
động ri
êng (hình 1.5, d) mỗi bánh xe hoặc cụm bánh xe chủ động
được trang bị một cơ cấu dẫn động.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
- Cơ cấu dẫn động chung với trục truyền quay chậm (hình 1.6,
a) g
ồm động cơ điện 1, hộp giảm tốc Hình 1.6. Các
phương ánh dẫn động.
2 và các đoạn trục truyền 3 nối với nhau v
à nối với trục ra của hộp
giảm tốc bằng các khớp nối 4. Trục truyền tựa trên các gối đỡ 5
bằng ổ bi. Do phải truyền momen xoắn lớn nên trục truyền, khớp
nối và ổ bi có kích thước rất lớn, đặc biệt khi cầu trục có tải trọng
nâng và khẩu độ dầm lớn. Các đoạn trục truyền có thể là trục đặc
hoặc trục rỗng. So với trục đặc tương đương, trục rỗng có trọng
lượng nhỏ hơn 15
– 20%. Phương án này được sử dụng tương đối
phổ biến trong các cầu trục có công dụng chung có khẩu độ không
lớn, đặc biệt là các cầu trục có kết cấu dầm không gian có thể bố trí
dễ dàng các bộ phận của cơ cấu.
- Cơ cấu dẫn đông chung với trục truyền quay trung bình (hình
1.6, b) có tr
ục truyền 3 truyền chuyển động đến bánh xe di chuyển
cầu trục qua cặp bánh răng hở 4. Vì vậy mà mômen xoắn trên trục
nhỏ hơn so với trục truyền chậm và kích thước của chúng cũng nhỏ
hơn.
phân xưởng nhỏ
.
-
Cầu trục dẫn động bằng động cơ, (hình 1.1) đươc dùng chủ
trong các phân xưởng sửa chữ, lắp ráp lớn v
à công việc nâng -
chuy
ển hàng yêu cầu có tốc độ và khối lớn. Cơ cấu nâng của loại
cầu trục này là palăng điện. Cơ cấu di chuyển palăng điện, xe con
và cầu cũng được dẫn động từ động cơ điện. Loại cầu trục này
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
được dùng phổ biến nhất do có nhiều ưu điểm nổi bật là khả năng
tự đông hoá, thuận tiện cho người sử dung và có thể sử dung trong
việc vận chuyển các loại hàng có khối lương lớn.
Hình1.7. Cầu trục dẫn động bằng tay.
a) Loại một dầm; b) Loại hai dầm.
f. Theo vị trí điều khiển
Theo vị trí điều khiển có các loại cầu trục điều khiển từ cabin
gắn trên dầm cầu (hình 1.4) và cầu trục điều khiển từ dưới nền nhờ
hộp nút bấm (hình 1.2). Điều khiển từ dưới nền bằng hộp nút bấm
thường d
ùng cho các loại cầu trục một dầm có tải trọng nâng nhỏ.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
Chương 3: Chọn phương án thiết kế
1.3.2.1. Phân tích,chọn phương án thiết kế
Để đáp ứng yêu cầu và mục đích của việc thiết kế mới cầu trục
1 tấn phục vụ cho việc di chuyển tôn tấm, trước tiên ta phải phân
tích chọn sơ đồ kết cấu cầu trục sao cho phù hợp với mục đích và
đặc điểm sản xuất của của phân xưởng sau đó tiến hành chọn
phương án thiết kế cho ph
Phía trên d
ầm chữ I là khung giàn thép 6 có tác dụng làm giá đỡ
cho cơ cấu di chuyển cầu đồng thời đảm bảo độ cứng cần thiết theo
phương ngang.
- Xe con 3 mang palăng điện 4 di chuyển trên cạnh dưới của
dầm chữ I, cầu trục di chuyển dọc theo nhà xưởng nhờ cơ cấu di
chuyển 2.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
- Phương án dẫn động: mỗi cơ cấu (cơ cấu nâng, cơ cấu di
chuyển xe con, cơ cấu di chuyển cầu) đều được dẫn động bằng một
động cơ điện.
- Cầu trục được trang bị thiết bị mang vật là cặp lệch tâm.
- Các cơ cấu được điều khiển bằng hộp nút bấm từ dưới nền
nhà.
b.
Chọn phương án thiết kế
Để thiết kế bất cứ một vấn đề gì việc đầu tiên chúng ta phải xác
định ta đi thiết kế cái g
ì, nó phục vụ mục đích gì và cái ta thiết kế
ra có những tính ưu việt hơn so với cái hiện đang có hay không.
M
ột vấn đề vô cùng quan trọng đó là ta thiết kế theo phương pháp
nào, vấn đề này cần phải được xác định ngay từ đầu trước khi đi
thiết kế bất cứ một vấn đề gì. Vì nếu không xác định được thiết kế
theo phương pháp nào th
ì có thể thiết kế đó không có tính khả thi
và đôi khi là không thể thực hiện được.
Hiện nay để đi thiết kế một vấn đề nào đó chúng ta có 4
phương pháp cơ bản, đó l
à:
Thiết kế theo tính toán: Đây là một trong bốn phương pháp
cho ta kết quả chính xác nhất và có tính kinh tế cao, tuy nhiên nó
có nhược điểm là khó khăn trong các phương pháp tính toán và đi
thiết lập các công thức tính toán.
Kết luận: mỗi phương án thiết kế đều có những ưu nhược
điểm khác nhau, do đó trong tính toán thiết kế ta phải lựa chọn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
phương án nào cho phù hợp nhất theo yêu cầu và mục đích của vấn
đề cần giải quyết để đạt hiệu quả cao nhất. Vậy với y
êu cầu và mục
đích cụ thể trong tính toán thiết kế cầu trục tôi chọn phương án
thiết kế theo tính toán vì đây là phương án cho ta kết quả chính xác
nhất, tính kinh tế và hiệu quả cao nhất.
Cụ thể trong tính toán “Thiết kế cầu trục một dầm với tải trọng
nâng 1 tấn” ta phải tính các cơ cấu chính sau:
- Tính cơ cấu nâng.
- Tính cơ cấu di chuyển: cơ cấu di chuyển cầu và di chuyển
palăng điện.
- Tính kết cấu thép: tính chọn dầm chính va dầm cuối.
- Tính chọn các thiết bị phụ: hệ thống điều khiển, các thiết bị
an toàn cơ
– điện.v.v
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
Copyright: Tài liệu đại học ©