i
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Họ, tên sinh viên: Nguyễn Kỳ Quang Lớp: 49 ĐT-2
Chuyên ngành: Đóng tàu Mã ngành: 18.06.10
Tên đề tài: Thiết kế Cầu trục phục vụ cho xưởng cơ khí trường Đại
Học Nha Trang
Số trang: 105 Số chương: 5 Số tài liệu tham khảo: 9
Hiện vật:
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Kết luận: Nha Trang, ngày tháng năm 2011
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN PGS. TS. Nguyễn Văn Ba
Bằng số Bằng chữ
iii
MỤC LỤC
Trang
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN i
PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỒ ÁN TN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC BẢNG vi
DANH MỤC HÌNH vii
LỜI NÓI ĐẦU ix
CHƯƠNG I ĐẶT VẤN ĐỀ 1
TỔNG QUAN 2
1.1.Thực trạng và khó khăn của xưởng 2
1.1.1 Thực trạng của xưởng 2
1.1.2.Công việc và khó khăn của xưởng 3
1.2. Đặt điểm bố trí nhà xưởng cơ khí của trường đại học Nha Trang. 8
1.2.1. Sơ đồ nhà xưởng 8
1.2.2. Lựa chọn phần làm việc của cầu trục 8
CHƯƠNG ii CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 9
2.1 Đặc điểm và phân loại cầu trục 10
2.1.1 Đặc điểm 10
2.1.2. Phân loại cầu trục 11
2.2 Chọn phương án thiết kế. 19
2.2.1. Phân tích,chọn phương án thiết kế 19
2.3. Chọn các thông số thiết kế. 23
CHƯƠNG III THIẾT KẾ CẦU TRỤC 25
3.1 Chọn phương án thiết kế và tính cơ cấu nâng. 26
3.1.1 Chọn phương án cho cơ cấu nâng 26
3.1.2 Tính cơ cấu nâng 27
3.3.2.9. Chọn khớp nối giữa trục hộp giảm tốc với trục truyền 79
3.4.Tính kết cấu thép cầu trục. 79
3.4.1. Tính dầm chính 80
3.4.1.1. Chọn vật liệu. 80
3.4.1.2. Xác định các tải trọng tác dụng lên dầm chính 80
3.4.1.3. Chọn kết cấu dầm chính và kiểm tra bền 81
3.4.2 Tính dầm cuối 85
3.4.2.1 Chọn vật liệu cho dầm cuối: 85
3.4.2.2. Xác định các tải trọng tác dụng lên dầm cuối 85
v
3.4.2. 3. Chọn kết cấu dầm cuối và kiểm tra bền 85
3.5 Thiết kế hệ thống điều khiển. 87
3.5.1. Khái niêm chung 87
3.5.2. Hệ thống dây dẫn và các thiết bị bảo vệ 88
3.5.2.1. Hệ thống dây dẫn cung cấp điện cho cầu trục 88
3.5.2.2. Các thiết bị bảo vệ 88
3.5.3. Thiết kế mạch điều khiển cho các cơ cấu công tác 89
3.5.3.1. Mạch điều khiển cơ cấu nâng: 89
3.5.3.2. Mạch điều khiển cơ cấu di chuyển xe con và di chuyển cầu 90
3.6.Thiết kế các thiết bị an toàn cơ- điện cho cầu trục 93
3.6.1. Thiết bị hạn chế chiều cao nâng. 93
3.6.2. Thiết bị hạn chế tải trọng nâng 94
3.6.3. Thiết bị giới hạn hành trình di chuyển và giảm chấn 94
CHƯƠNG IV HƯỚNG DẪN LẮP ĐẶT VÀ SỬ DỤNG CẦU TRỤC 96
4.1.HƯỚNG DẪN LẮP ĐẶT VÀ SỬ DỤNG CẦU TRỤC 97
4.1.1. Hướng dẫn lắp đặt 97
4.1.1.1. Lắp đặt ray cầu trục trong nhà xưởng. 97
4.1.1.2. Lắp đặt cầu trục 98
4.1.2. Hướng dẫn sử dụng 101
CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 103
Bảng 3.10: Bảng phân phối tỷ số truyền cho hộp giảm tốc 56
Bảng 3.11: Các thông số kỹ thuật của động cơ điện không đồng bộ 3 pha
kiểu kín, roto lồng sóc
66
Bảng 3.12. Giá trị thông số động – động lực học các cấp của hệ truyền dẫn.
70
Bảng 3.13. Các thông số của ray KP70.
78
Bảng 3.14. Hệ số m.
78
Bảng 3.15. Các thông số của thép N
0
70.
82
Bảng 3.16. Các thông số của thép N
0
20.
85
Bảng 4.1. Các thông số của ray KP70.
97
vii
DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 1.1: Bánh răng của máy đang gia công khối lượng 0,2 tấn 3
Hình 1.2: Máy cắt tôn 4
Hình 1.3: Các chi tiết máy tháo rời để sửa chữa 5
Hình 1.4: Các chi tiết máy phế liệu để tái sửa chữa 5
Hình 3.19: Sơ đồ cơ cấu di chuyển cầu 63
Hình 3.20: Sơ đồ tải trọng tác dụng. 64
Hình 3.21: Sơ đồ hộp giảm tốc. 70
Hình 3.22: Bánh xe và ray 78
Hình 3.23. Mặt cắt thép I. 81
Hình 3.24: Biên dạng gờ dưới của dầm 84
Hình 3.25: Đồ thị hệ số k
1
,k
2
,k
3
. do ảnh hưởng của uốn cục bộ 84
Hình 3.26: Sơ đồ tính lực tác dụng lên dầm cuối tại tiết diện I- I 86
Hình 3.27: Sơ đồ tính dầm cuối. 86
Hình 3.28: Thiết bị thu nhả cáp tự động. 88
Hình 3.29 Sơ đồ mạch điều khiển cơ cấu nâng 91
Hình 3.30: Sơ đồ mạch điều khiển cơ cấu di chuyển xe con và cầu trục. 92
Hình 3.31. Bộ hạn chế chiều cao nâng 93 Hình 3.32. Bộ hạn chế tải trọng. 94
Hình 3.33. Thiết bị giới hạn hành trình. 94
Hình 3.34. Thiết bị giảm chấn
Hình 4.1: Sơ đồ ray 97
Hình 4.2: Cơ cấu balăng 98
Hình 4.3: Cơ cấu di chuyển xe con 99
Hình 4.4: Kết cấu dầm cuối 100
Hình 4.5: Kí hiệu các nút điều khiển. 101
ix
CHƯƠNG I
ĐẶT VẤN ĐỀ 2
TỔNG QUAN
1.1.Thực trạng và khó khăn của xưởng
cán bộ, giáo viên trong trường thực hiện một số đề tài nghiên cứu khoa học, chế tạo
các dụng cụ thiết bị cho các đề tài khoa học và cho các phòng thí nghiệm của nhà
trường.
1.1.2.Công việc và khó khăn của xưởng
Xưởng cơ khí trường đai học Nha Trang ngoài những công việc phục vụ cho
trường ngoài ra xưởng còn hợp tác với nhiều công ty như: Công ty Cổ phần Dệt
may Nha Trang thuộc Tổng công ty Dệt may Việt Nam. Địa chỉ: Xã Vĩnh Phương,
thành phố Nha Trang Công ty Cổ phần Xi măng Hòn Khói – Sở Công nghiệp
Khánh Hòa….Với mục đích: liên kết sửa chữa và chế tạo các thiết bị máy móc có
khối lượng nhỏ thuộc lĩnh vực cơ khí.
Xưởng thường xuyên nhận gia công các phôi: có khối lượng từ 0,5 đến 1 tấn
theo đơn đặt hàng các công ty bên ngoài.
Hình 1.1: Bánh răng của máy đang gia công khối lượng 0,2 tấn
Khi xưởng cần bổ sung máy móc để phục vụ cho việc giảng dạy, vì không
gian nhà xưởng có giới hạn nên cần phải sắp xếp lại máy móc trong nhà xưởng phù
hợp cần phải có thiết bị chuyên dùng để di chuyển các chi tiết máy. Nên xưởng cần
bố trí 1 cầu trục.
4
Hình 1.2: Máy cắt tôn
Xưởng mới bổ sung thêm máy chấn tôn và máy cắt tôn công suất lớn: Khối
lượng tôn đưa vào máy để cắt từ 2 đến 4 tấn dùng rùa cắt thành những khổ nhỏ đưa
vào máy cắt, cắt xong rồi đưa vào máy chấn, chấn thành sản phẩm như vậy cần phải
có một cầu trục có khối lượng nâng khoảng 0,5 đến 2 tấn tôn để thuận tiện hơn
trong việc cắt và chấn tôn.
Quá trình làm việc của nhà xưởng các máy móc trong xưởng thường xuyên
được kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa định kỳ. Vì các bộ phận chi tiết máy có khối
lượng lớn (ở xưởng hiện có máy dập NIAGANA AF 5 ½ chi tiết lớn nhất là bánh
răng có khối lượng 1,5 tấn) mỗi lần tháo máy để bảo dưỡng hoặcs sửa chữa vì
Hình 1.7: Máy tiện ở xưởng
Xưởng hiện tại chưa có thiết bị nâng hạ nên còn có nhiều hạn chế trong việc
chế tạo và vận chuyển các trang thiết bị máy móc có khối lượng lớn và công việc
của xưởng tương đối lớn
Vật dụng dùng để di chuyển các máy móc trong xưởng hiện nay chủ yếu là
palăng. Palăng có năng suất nâng thấp, tốc độ nâng chậm hiệu quả kinh tế thấp.
Qua quá trình thực tế ở xưởng tôi thấy khối lượng công việc của xưởng
không lớn chủ yếu là phục vụ trong giảng dạy và nghiên cứu khoa học. Xưởng thực
tập cơ khí của trường đại học cần phải bố trí một cầu trục có tải trọng nâng 3 tấn để
phục vụ cho quá trình giảng dạy, nghiên cứu khoa học cũng như trong sản xuất các
trang thiết bị phục vụ cho trường.
8
1.2. Đặt điểm bố trí nhà xưởng cơ khí của trường đại học Nha Trang.
1.2.1. Sơ đồ nhà xưởng
- Chiều dài : 42 m
- Chiều rộng : 18 m
- Chiều cao : 8 m
1.2.2. Lựa chọn phần làm việc của cầu trục
Qua việc khảo sát thực tế và bản vẽ thiết kế nhà xưởng cơ khí của trường đại
học Nha Trang chọn không gian làm việc của cầu trục:
- Chiều dài : 34 m
- Chiều rộng : 11 m
- Chiều cao : 6 m
Tôi chọn chiều rộng 11 m là nhằm mục đích thuận tiện cho quá trình bố trí
và lắp đặt phần ray cầu trục.
10
CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CẦU TRỤC
2.1 Đặc điểm và phân loại cầu trục
2.1.1 Đặc điểm.
Cầu trục là một loại máy trục có phần kết cấu thép (dầm chính) liên kết với
hai dầm ngang (dầm cuối), trên hai dầm ngang này có 4 bánh xe để di chuyển trên
hai đường ray song song đặt trên vai cột nhà xưởng hay trên dàn kết cấu thép. Cầu
trục được sử dụng rất rộng rãi và tiện dụng để nâng hạ vật nâng, hàng hoá trong các
nhà xưởng, phân xưởng cơ khí, nhà kho bến bãi. Dầm cầu được gọi là dầm chính
thường có kết cấu hộp hoặc dàn, có thể có một hoặc hai dầm, trên đó có xe con và
cơ cấu nâng di chuyển qua lại dọc theo 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 kết 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.
Hình 2.1 . Cầu trục dẫn động điện.
Xét về tổng thể cầu trục gồm có phần kết cấu thép, các cơ cấu cơ khí 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 tốc độ cao. Dẫn động bằng điện
11
cho các loại cầu trục có tải trọng nâng và tốc độ nâng lớn sử dụng trong các phân
cầu trục một dầm dẫn động bằng tay, nếu được trang bị palăng điện thì gọi là cầu
trục một dầm dẫn động bằng điện.
Hình 2.2: Cầu trục một dầm
1. Bộ phận cấp điện lưới ba pha.
2. Trục truyền động.
3. Cơ cấu di chuyển cầu.
4. Bánh xe di chuyển cầu.
5. Dầm cuối.
6. Palăng điện.
7. Dầm chính.
8. Khung giàn thép.
9. Móc câu.
10. Cabin điều khiển.
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
13
lượng công việc ít, sức nâng của cầu trục loại này thường ở khoảng 0,5 đến 5 tấn,
tốc độ làm việc chậm.
Cầu trục một dầm dẫn động bằng điện được trang bị palăng điện, sức nâng
có thể lên tới 10 tấn, khẩu độ đến 30 m, gồm có bộ phận cấp điện lưới ba pha. Hình 2.3: Cầu trục hai dầm.
- Cầu trục hai dầm: kết cấu tổng thể của cầu trục hai dầm gồm có: dầm hoặc
dàn chủ (1), hai dầm chủ liên kết với hai dầm đầu (7), trên dầm đầu lắp các cụm
bánh xe di chuyển cầu trục (6), bộ máy dẫn động (3), bộ máy di chuyển hoạt động
sẽ làm cho các bánh xe quay và cầu trục chuyển động theo đường ray chuyên dùng
trên dầm chữ I là khung giàn thép (4) để đảm 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 phần kết cấu chịu
lực của cầu trục
Hình 2.5: Cầu trục treo.
a) Loại hai ray treo
b) Loại ba ray treo.
- Cầu trục treo là loại cầu trục mà toàn bộ phần kết cấu thép có thể chạy dọc
theo nhà xưởng nhờ hai ray treo hoặc nhờ nhiều ray treo. Do liên kết treo của các
ray phức tạp nên loại cầu trục này thường chỉ được dùng trong các trường hợp đặc
16
biệt cần thiết. So với cầu trục tựa, cầu trục treo có ưu điểm là có thể làm dầm cầu
dài hơn, do đó nó có thể phục vụ cả phần rìa mép của nhà xưởng, thậm chí có thể
chuyển hàng giữa hai nhà xưởng song song đồng thời kết cấu thép của cầu trục treo
nhẹ hơn so với cầu trục tựa. Tuy nhiên, cầu trục treo có chiều cao nâng thấp hơn cầu
trục tựa. Dầm chính của cầu trục treo thường là dầm thép chữ I và dùng Palăng điện
chạy dọc theo dầm cầu để nâng hạ vật.
d . Theo cách bố trí cơ cấu di chuyển
Theo cách bố trí cơ cấu di chuyển cầu, cầu trục có các loại cầu trục dẫn động
chung và cầu trục dẫn động riêng.
- Cơ cấu di chuyển cầu trục có thể thực hiện theo hai phương án dẫn động
chung và dẫn động riêng.
Hình 2.6: Các phương án dẫn động cho cơ cấu cầu trục.
Copyright: Tài liệu đại học ©