1
TRƯỜNG ĐH SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ
*******************
Số: ……/TN-CK
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Trình độ đại học; Khóa 2007 – 2011
Họ và tên sinh viên: Đàm Thanh Thịnh
Lớp : HK5
Ngành đào tạo :Công nghệ kỹ thuật cơ khí.
Tên đề tài: Công nghệ chế tạo cánh tay cần cẩu.
Điều kiện cho trước:
- Bản vẽ thiết kế cánh tay cẩn cầu dài 36 m.
- Tải trọng nâng cho phép là 20 T
- Thời gian hoạt động là 20 năm (175200 chu kì).
- Môi trường hoạt động trên giàn khoan.
- Tài liệu chuyên ngành liên quan.
Nội dung hoàn thành:
1. Thuyết minh:
- Tổng quan về máy nâng chuyển.
- Quy trình chế tạo cánh tay cần cẩu
2. Bản vẽ:
- Bản vẽ thiết kế mẫu hàn thử, khổ A4.
- Bản vẽ thiết kế cánh tay cần cẩu, khổ A
0.
- Bản vẽ đồ gá hàn, khổ A
0
.
Hưng Yên, ngày…….tháng… năm…….
Giáo viên hướng dẫn
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
3 Hưng Yên, ngày…….tháng… năm…….

dựng số 4 Thăng Long.
Các nội dung chính trong đồ án gồm hai chương:
Chương 1: Tổng quan về máy nâng chuyển.
Chương 2: Quy trình công nghệ hàn tay cần cẩu.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô bộ môn Hàn và gia công tấm trường
Đại học SPKT Hưng Yên đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. Đồng cảm ơn KS.
Nguyễn Mạnh Hà nhân viên công ty cổ phần Cơ khí và Xây dựng số 4 Thăng Long
đã nhiệt tình giúp đỡ tạo điều cho em tham gia vào quy trình chế tạo.
7
Em xin chân thành cảm ơn thầy TS. Nguyễn Đức Thắng trực tiếp hướng dẫn
và giúp đỡ tận tình để em hoàn thành đồ án này.
Trong quá trình làm đồ án em đã cố gắng vận dụng các kiến thức đã học và
thực tế sản xuất để thực hiện, tuy nhiên trong quá trình thực hiện không thể tránh
khỏi những sai sót, em mong nhận được sự góp ý của các thầy cô trong bộ môn.
Hưng Yên , tháng 05 năm 2011.
Sinh viên thực hiện:
Đàm Thanh Thịnh.
8
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÁY NÂNG CHUYỂN
1.1. Khái niệm.
Máy nâng chuyển là các phương tiện cơ giới hóa quá trình nâng và chuyển vật
nặng trong các ngành công nghiệp. Nhờ thiết bị này mà lao động được giảm nhẹ,
năng suất lao động được nâng cao và chúng không thể thiếu được trong nền công
nghiệp hiện đại.
1.2. Công dụng.
Máy nâng dùng để vận chuyển vật liệu xây dựng và lắp ráp các cấu kiện xây
dựng nhà dân dụng và công nghiệp, dùng để xếp dỡ và vận chuyển trong các kho, bãi
sản xuất và chứa các vật liệu, chi tiết, kết cấu xây dựng. Máy nâng chuyển còn dùng
để lắp ráp, xếp dỡ và vận chuyển các thiết bị, máy móc trên công trường xây dựng
nhà máy hay trạm thủy điện, nhiệt điện hay trên các bến cảng, nhà ga, cũng như

thể di chuyển có tải với tải trọng nhỏ, tốc độ di chuyển đến 5km/h trong phạm vi
công trường .
Hình 1.2. Cẩu trục ô tô.
b. Cần trục bánh lốp
Cần trục bánh lốp có tải trọng nâng 25 – 100 tấn. Do tải trọng nâng lớn và
khoảng không gian phục vụ rộng( chiều cao nâng đến 55 m , tầm với đến 38 m) mà
cần trục bánh lốp được sử dụng rộng rãi trên các công trường xây dựng công nghiệp.
11
1:Móc cẩu ; 2:Dây cáp nâng hạ vật ; 3:Cần; 4. Hệ thống nâng cần ; 5 Chân
tựa 6: Thiết bị tựa quay ; 7: Buồng lái
Hình 1.3. Cần trục bánh lốp
Cần của cần trục bánh lốp thường là giàn không gian với các đoạn cần trung
gian để thay đổi chiều dài cần, trên đỉnh cần có cần phụ, loại có điều khiển hoặc
không điều khiển, để tăng khoảng không gian phục vụ của cần trục.
c. Cần trục xích.
Cần trục xích thường có 2 loại: cần trục xích dùng để xếp dỡ và cần trục xích
dùng để lắp ráp.
12
1. Móc cẩu; 2:Dây cáp nâng hạ vật; 3:palăng; 4:Cần ; 5:Hệ thống di chuyển
bằng xích; ; 6:Thiết bị tựa quay;
Hình 1.4. Cần trục xích.
Cần trục xích dùng để xếp dỡ có tải trọng nâng nhỏ và khoảng không gian
phục vụ của thiết bị công tác không lớn.
Cần trục xích chuyên dùng để lắp ráp có tải trọng nâng lớn( 25 – 250 tấn), vận
tốc di chuyển không lớn, dẫn động riêng tất cả các cơ cấu và thiết bị công tác, có
khoảng không gian phục vụ lớn. Cần của loại cần trục này có thể là giàn không gian
có kèm theo các đoạn trung gian với các loại cần phụ hoặc hệ tháp – cần.
Cần trục xích được vận chuyển đến công trường xây dựng bằng các thiết bị
vận tải chuyên dùng hạng nặng.
13

Hình 1.7. Cần trục cáp
16
Cần trục cáp gồm các tháp có kết cấu ống hoặc giàn không gian cáp treo nối
với đầu của các tháp. Dùng để vận chuyển vật liệu và các cấu kiện trong địa hình
hiểm trở như qua sông qua rừng, đồi nơi mà các cần trục khác không làm được việc.
Khẩu độ trung bình của cần trục cáp khoảng 250 – 400 m , cá biệt có một số
cần trục cáp có khẩu độ đến 1000m. Cần trục cáp chủ yếu.
17
CHƯƠNG II: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO TAY CẦN CẨU.
2.1. Lựa chọn vật liệu cơ bản của liên kết hàn.
Vật liệu chế tạo kết cấu tay cần cẩu đã được chọn tại phần thiết kế tay cẩu
gồm 3 loại vật liệu chính là:
-
Thép ống 20MnV6 Ø114,3 (mm) dày 12,5 (mm).
-
Thép ống Fe510 Ø88,9 (mm) dày 8 (mm).
-
Thép ống Fe430 Ø48,9 (mm) dày 4,05 (mm).
2.1.1. Thành phần hóa của vật liệu cơ bản.
Thành phần hóa học của các vật liệu cơ bản được thể hiện ở các bảng từ 2.1
-2.3
Bảng 2.1 Thành phần hóa học của thép 20MnV6.
Loại thép C Si Mn P S V
20MnV6
0,16-
0,22
0,1-0,35 1,3 – 1,6 0 – 0,03 0,02-0,04 0,08- 0,15
Bảng 2.2 Thành phần hóa học của thép Fe510 ASTM A106-B.
Loại thép C Si Mn P S
Fe430 <0,2 0,1-0,5 1,5 <0,045 0,015-0,04

Độ giãn dài tương
đối δ (%)
Fe510 600 345 20
2.1.3. Các chú ý đặc biệt về công nghệ hàn của vật liệu chế tạo cẩu:
Với vật liệu 20MnV6 là thép hợp kim vi lượng khi hàn thì có những chú ý
sau:
- Khi hàn bằng hồ quang tay thì không giới hạn năng lượng đường , nhưng
phải sử dụng que hàn bazơ chứa ít hydro. Với các loại quá trình sử dụng năng lượng
đường cao cần có biện pháp hạn chế năng lượng đường.
- Có thể dùng các nguyên công cắt kim loại nói chung để cắt thép hợp kim vi
lượng khi chuẩn bị mép liên kết hàn. Nếu cắt bằng ngọn lửa oxi khí cháy nên mài lớp
ngoài cùng của vết cắt trước khi hàn.
- Khi hàn thép hợp kim vi lượng thì không cần nung nóng sơ bộ.
Với các vật liệu còn lại (Fe510 và Fe430 ) là dạng thép kết cấu hợp kim thấp
thì tính hàn của các loại thép này tốt, khi thực hiện công nghệ hàn đảm bảo các yếu
tố sau: Độ bền, sự đồng đều tính chất kim loại mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt
khuyết tật không vượt quá mức cho phép.
19
2.2. Lựa chọn quá trình hàn.
2.2.1. Các liên kết hàn chủ yếu.
Các liên kết hàn chủ yếu của kết cấu cần cẩu được thể hiện từ hình (2.1)–(2.6)
12,5
Hình 2.1. Liên kết hàn giáp mối ống chính tay cần cẩu.
12,5
Hình 2.2 Liên kết hàn chữ T 2 ống Φ114 với Φ230 tại đầu cần
.
Hình 2.3 Liên kết hàn chữ T 2 ống Φ89 với Φ230 tại đầu cần.
12,5
Hình 2.4. Liên kết chữ T ống nhánh và ông chủ.
12,5

-
I : Cường độ dòng điện hàn (A).
-
U: Điện áp hàn (V).
-
v : Tốc độ hàn (m/s).
-
l : Tầm với điện cực (cm).
21
-
Khí bảo vệ và lưu lượng khí bảo vệ.
-
n : Số đường hàn hoặc số lớp hàn ( lớp).
2.2.3. Đặc điểm của các phương pháp hàn.
a. Phương pháp hàn hồ quang tay.
Quá trình hàn hồ quang tay là quá trình hàn điện nóng chảy sử dụng điện cực
dưới dạng que hàn các thao tác đều do thợ hàn thực hiện. Phần kim loại cơ bản tham
gia vào mối hàn là 15-35% nếu ngoài khoảng này thì có thể ảnh hưởng sự hình thành
của mối hàn, kích thước mối hàn phụ thuộc vào chế độ hàn và thường nằm trong
những khoảng sau: h- chiều sâu ngấu từ 2-5 (mm); b- chiều rộng mối hàn 2-25 (mm);
c- chiều cao đắp từ 2-5 (mm) và tỉ lệ b/h ( hệ số hình dạng bên trong) là 5-7 (mm).
Đặc điểm cơ bản được thể hiện như sau:
-
Hàn được mọi tư thế không gian khác nhau.
-
Năng suất thấp do cường độ dòng điện hàn bị hạn chế.
-
Hình dạng kích thước thành phần hóa học mối hàn không đồng đều do tốc độ hàn bị
dao động, làm cho phần kim loại cơ bản tham gia vào mối hàn thay đổi.
-

Loại vật liệu
hàn
σ
ch
(N/mm
2
) σ
b
(N/mm
2
) δ(%) Độ dai va đập (J)
S-11018.M 722 796 21,6 50(-51
0
C)
23
b. Chú ý khí sử dụng vật liệu.
Khì dùng vật liệu hàn S-11018.M lưu ý những điểm sau:
-
Sấy que hàn ở nhiệt độ 350-450
0
trong vòng 1h trước khi sử dụng.
-
Giữ chiều dài hồ quang ngắn nhất có thể.
-
Cường độ dòng điện khi hàn que 2,5 (mm) được nhà sản xuất khuyến cáo từ 55-90
(A) (với hàn bằng) và 50-80 (A) ( với vị trí còn lại).
2.3.2. Lựa chọn vật liệu hàn cho hàn bằng điện cực lõi bột.
a. Lựa chọn vật liệu.
Với các liên kết khác chọn quá trình hồ quang điện cực lõi bọc do cơ tính yêu
cầu của vât liệu cơ bản là không cao ta chọn dây hàn phù hợp là DW - A50 của hãng

.
-
Nguồn điện 1 chiều cực thuận DC-EP.
-
Cường độ dòng điện được nhà sản xuất khuyến cáo là: 150-300A.
2.4. Chuẩn bị chi tiết hàn.
2.4.1. Nắn phôi trước khi cắt.
Kiểm tra độ lõm của phôi d
1
≤ 0,8 (mm) hoặc 1% 
ống
, nhưng l
3
≤ 15(mm)
như trên hình (2.7). Nếu khuyết tật lớn hơn điều kiện thì không nên sử dụng phôi.
d
1
l
3
Hình 2.7. Kích thước khuyết tật lõm trên phôi.
Khuyết tật do han rỉ hoặc ăn mòn: Độ dày phần khuyết tật của ống thép chỉ
nên nằm trong 10% độ dày ống thép. Ví dụ với ống dầy 4,5 (mm) thì độ dày khuyết
tật không lớn hơn 0,45 (mm). Nếu khuyết tật lớn hơn điều kiện trên thì không nên sử
dụng phôi.
Độ cong của thanh giằng b
1
≤ 2 (mm) + (l
1
/4000mm) các kích thước b
1