Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T
LỜI NÓI ĐẦU
Trong giai đoạn hiện nay, đất nước đang bước vào thời kỳ công nghiệp hóa,
hiện đại hóa nền kinh tế. Vai trò của ngành cơ khí ngày càng trở nên quan trọng
hơn đối với sự phát triển của nền kính tế đất nước, có thể nói đây là ngành then
chốt của một nền công nghiệp hiện đại.
Trong suốt những năm học tập tại trường, em đã được truyền đạt những kiến
thức cơ bản, làm cơ sở, hành trang cho công việc sau này. Để tổng kết những gì đã
được học trong suốt những năm vừa qua, được sự phân công của nhà trường, em
đã nhận đồ án tốt nghiệp với đề tài “ Thiết kế bán cổng trục dầm đôi 30T” dưới sự
hướng dẫn của thầy giáo Th.s Nguyễn Thanh Việt.
Đây là đề tài thường thấy trong thực tế, xuất hiện rất nhiều ở các nhà máy, kho
bãi, các cơ sở sản xuất và lắp ráp cơ khí. Bán cổng trục 30T là thiết bị nâng hạ rất
quan trọng, giảm được sức nặng của người công nhân khi làm việc, qua đó, nâng
cao năng suất lao động của công nhân. Thiết bị nâng hạ thường nâng các vật nặng,
di chuyển trên cao nên yêu cầu về tính an toàn cho người và vật là rất cao.
Khi nghiên cứu đề tài này, em đã tham khảo nhiều tài liệu, sách vở cũng như
trong thực tế tại công ty mà em đã thực tập tốt nghiệp, em nhận thấy rằng đề tài
này tương đối rộng, rất nhiều kiểu mẫu tùy thuộc vào điều kiện từng cơ sở sản xuất
hay từng công ty riêng. Tuy nhiên, dù thiết kế có đi theo hướng nào thì khi thiết kế
đề tài này cần phải đảm bảo ba chỉ tiêu cơ bản là: Phải có tính kinh tế, đạt năng
suất cao và đảm bảo an toàn. Và em cũng đã cố gắng để đề tài của mình thiết kế
theo ba chỉ tiêu trên. Tuy nhiên, đây là đề tài có khối lượng tương đối lớn, lại chưa
có nhiều kinh nghiệm thực tế nên em gặp nhiều khó khăn, nhất là trong việc tìm
kiếm tài liệu hướng dẫn. Vì vậy việc sai sót trong thiết kế tính toán là không thể
tránh khỏi. Em mong thầy và các bạn chỉ dẫn để em có thể hoàn thành tốt hơn
trong công việc sau này. Em xin chân thành cảm ơn.
Đà Nẵng tháng 5 năm 2012
Sinh viên
Tào Trung Hiếu
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt

hoá quá trình vận chuyển trong các ngành công nghiệp và kinh tế quốc dân. Sự phát
triển của kỹ thuật nâng –vận chuyển phải theo cải tiến các máy móc, tinh xảo hơn,
giảm nhẹ trọng lượng, giảm giá thành, nâng cao chất lượng sử dụng, tăng mức sản
xuất, đơn giản hoá và tự động hoá việc điều khiển và chế tạo những máy mới nhiều
hiệu quả để thoả mãn yêu cầu ngày một tăng của nền kinh tế quốc dân.
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
2
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T
1.2. Giới thiệu các loại thiết bị nâng chuyển.
1.2.1 Khái niệm:
Máy nâng chuyển là tên gọi chung của máy công tác dùng để thay đổi vị trí
các vật nâng dạng khối hoặc các vật phẩm rời vụn với khối lượng lớn nhờ các thiết
bị mang vật trực tiếp như móc treo, gầu ngoạm, …hoặc gián tiếp như băng tải, xích
tải, con lăn đường ống.
1.2.2 Phân loại:
a)Máy vận chuyển theo chu kỳ
• Đặc điểm:
Hoạt động có tính chu kỳ( luôn phiên giữa thời kỳ làm việc và thời kỳ nghỉ)
của cơ cấu và máy.
Phần chủ yếu của máy vận chuyển theo chu kỳ là máy trục
Vận chuyển các vật theo hướng thẳng đứng và một số chuyển động khác
trong mặt phẳng ngang, trong đó có cơ cấu nâng là cơ cấu chủ yếu
Chúng có thể làm việc trong nhà hoặc ngoài trời.
• Phân loại:
Theo cấu tạo và nguyên lý làm việc, ta chia máy nâng thành các loại:
1, Cầu trục:
Hình 1.1: Cầu trục
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C

Không dùng cơ cấu nâng.
Vật phẩm được di chuyển liên tục theo một hướng như dòng chảy, có thể rẽ
nhánh hoặc dỡ tải giữa chừng.
Có thể bốc, dỡ tải ngay trong quá trình vận chuyển.
Mỗi loại máy chỉ vận chuyển được một loại vật phẩm nhất định.
Có thể làm việc trong nhà và ngoài trời.
• Phân loại:
Máy vận chuyển liên tục có bộ phận kéo: điển hình là các băng tải, xích tải,
gầu tải, dây tải, …
Máy vận chuyển không có bộ phận kéo vít tải, hệ thống đường lăn, ống dẫn,
sàn rung, máng lắc, đường vận chuyển bằng khí nén, bằng thuỷ lực , và một số dạng
khác.
c) Các thông số cơ bản của máy trục
• Tải trọng nâng Q:
-Tải trọng nâng là đặc tính cơ bản của máy trục, bằng T hay N.
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
5
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T
-Tải trọng nâng gồm trọng lượng của vật cộng với trọng lượng của cơ cấu
móc hàng.Tải trọng nâng có giới hạn rất lớn từ vài chục T đến hàng chục ngàn N.
Trong thực tế sử dụng để thuận tiện người ta dùng đơn vị khối lượng : Kg, tấn.
• Chiều cao nâng hàng H(m).
- Chiều cao nâng là khoảng cách từ mặt sàn, bãi làm việc của máy trục
đến vị trí cao nhất của cơ cấu móc.
• Tốc độ làm việc V(m/ph hay m/s):
Vận tốc nâng V
n
: vận tốc của vật nâng hàng theo phương thẳng đứng.
Vận tộc di chuyển cầu V

Q
=1, vận tốc làm việc
lớn,cường độ làm việc 40%,số lần mở máy trong 1 giờ là 240 lần.Trong nhóm này
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
6
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T
có tất cả các cơ cấu cần trục ở phân xưởng công nghệ, ở kho các nhà máy sản xuất
hàng loại lớn, cơ cấu nâng của cần trục xây dựng.
* Chế độ làm việc rất nặng :
Đặc điểm là cơ cấu thường xuyên làm việc tải trọng danh nghĩa k
Q
=1, vận tốc
cao,cường độ làm việc trong khoảng 40-60%, số lần mở máy trong 1 giờ là 360
lần.Thuộc nhóm máy này là tất cả các cơ cấu cần trục ở phân xưởng công nghệ và
các kho thuộc ngành luyện kim.
Khi tính toán cơ cấu máy trục, người ta phân biệt ra ba trường hợp tải trọng
đối với trạng thái làm việc và trạng thái không làm việc của máy trục như sau:
Trường hợp 1: tải trọng bình thường của trạng thi làm việc bao gồm trọng
lượng danh nghĩa của vật nâng và bộ phận mang, trọng lượng bản than máy, tải
trọng động trong quá trình mở và hãm cơ cấu
Trường hợp 2:tải trọng lớn nhất của trạng thi làm việc bao gồm trọng lượng
danh nghĩa của vật nâng và bộ phận mang, trọng lượng bản thân máy, tải trọng
động lớn xuất hiện khi mở máy, và phanh đột ngột, hoặc khi mất điện, có điện bất
ngờ tải trọng gió lớn nhất khi làm việc và tải trọng do độ dốc lớn nhất có thể
Các trị số tải trọng lớn nhất của trạng thi làm việc thường hạn chế bởi những
điều kiện bên ngoài như sự trượt trơn của bánh xe trên ray, trị số momen phanh lớn
nhất, momen giới hạn của khớp nối …vv.
Đối với trường hợp này tất cả các chi tiết trong cơ cấu được tính theo sức bền
tĩnh.

: tải trọng trung bình làm việc trong một ca, N.
Q
đm
: tải trọng định mức (tải trọng nâng cho phéo lớn nhất):
Với Q
tb
=
ck
n
i
ii
T
Qt
∑
=1
.

2. Hệ số sử dụng thời gian trong ngày:
K
ng
=Số giờ làm việc trong 1 ngày đêm / 24 giờ
3. Hệ số sử dụng thời gian trong một năm:
K
n
= số ngày làm việc trong một năm/ 365 ngày
4. Cường độ làm việc của cơ cấu: [3]
CĐ =
%100.
ck
T

t
là tổng thời gian phanh, s.

∑
n
t
là tổng thời gian nghỉ, s.
Thời gian chu kỳ T
ck
của máy trục thường không quá 10 phút.
Ngoài ra còn có một số chỉ tiêu bổ xung như:
- Số lần mở máy trong một giờ.
- Số chu kỳ làm việc trong một giờ.
- Nhiệt độ môi trường.
1.3. Tổng quan về công nghệ máy trục
Bán cổng trục nói chung được sử dụng trong nhiều nghành kinh tế khác nhau,
các phân xưởng lắp ráp cơ khí, xí nghiệp luyện kim, công trường xây dựng, cầu
cảng… Chúng được sử dụng trong các nghành sản xuất trên để giải quyết các việc
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
8
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T
nâng bốc, vận chuyển tải trọng, phối liệu, thành phẩm… Có thể nói rằng nhịp độ
làm việc của máy nâng chuyển góp phần quan trọng, nhiều khi có tính quyết định
đến năng suất của dây chuyền sản xuất ở các nghành nói trên. Vì vậy, thiết kế hệ
truyền động cho bán cổng trục ở cơ cấu nâng hạ cần phải tuân thủ chặt chẽ các quy
trình kỹ thuật, đồng thời cũng phải đảm bảo tính kinh tế. Trước khi đi vào thiết kế
hệ truyền động cho cơ cấu nâng hạ bán cổng trục, ta đi tìm hiểu một số đặc điểm
công nghệ cùng với việc đi phân tích những nét chính trong yêu cầu truyền động
bán cổng trục.

thỏa mãn yêu cầu công nghệ. Đó là các yêu cầu về dừng máy chính xác, nên đòi hỏi
các đường đặc tính cơ thấp, có nhiều đường đặc tính trung gian để mở máy êm.
. Thứ tư, yêu cầu về bảo vệ an toàn khi gặp sự cố: Các bộ phận chuyển động
phải có phanh hãm điện từ để giữ chặt các trục khi mất điện, bảo đảm an toàn cho
người vận hành và các bộ phận khác trong hệ thống sản xuất. Để đảm bảo cho
người và thiết bị vận hành trong sơ đồ khống chế có các công tắc hành trình để hạn
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
9
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T
chế chuyển động của các cơ cấu khi chúng đến các vị trí giới hạn. Đối với cơ cấu
nâng hạ thì chỉ cần hạn chế hành trình lên mà không cần hạn chế hành trình hạ.
. Thứ năm, yêu cầu nguồn và trang bị điện: Điện áp cung cấp cho bán cổng
trục không vượt quá 500v. Mạng điện xoay chiều hay dùng là 220V, 380V; mạng
điện một chiều là 22V, 44V. Các khí cụ điện trong hệ thống truyền động và trang bị
điện của các cơ cấu nâng hạ cần trục yêu cầu phải làm việc tin cậy, đảm bảo năng
suất, an toàn trong mọi điều kiện khắc nghiệt của môi trường, hơn nữa phải đơn
giản trong thao tác.
Năng suất của máy nâng quyết định vởi hai yếu tố: tải trọng của thiết bị và số
chu kỳ bốc xúc trong một giờ. Số hàng bốc xúc trong mỗi chu kỳ không như nhau
và nhỏ hơn tải trọng định mức, cho nên phụ tải đối với động cơ chỉ đạt (60-70)%
công suất định mức của động cơ.
1.4.Giới thiệu các loại bán cổng trục và các thông số kỹ thuật của bán
cổng trục:
1.4.1 Một số đặc điểm của bán cổng trục.
Bán cổng trục là loại thiết bị nâng hạ được sử dụng ngoài trời và trong nhà
xưởng, nó là một loại máy trục có phần kết cấu thép(dầm chính ) một đầu liên kết
với dầm ngang (dầm cuối) trên dầm ngang này có bốn bánh xe di chuyển trên
đường ray đặt trên vai cột nhà xưởng hay trên dàn kết cấu thép, đầu còn lại liên kết
với dầm đứng (chân cổng ), trên dầm đứng có 4 bánh xe di chuyên trên ray bố trí

SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
12
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T
b) Theo công dụng:
Theo công dụng có các loại bán cổng trục cộng dụng chung và bán cổng trục
chuyên dung.
• Bán cổng trục có công dụng chung có kết cấu tương tự như các bán cổng trục
khác, điểm khác biệt cơ bản của loại bán cổng trục này lafthieets bị mang vật đa
dạng, có thể mang được nhiều loại hàng hóa khác nhau. Thiết bị mang vật chủ yếu
của loại bán cổng trục này là móc treo để xếp đỡ, lắp rắp và sữa chữa máy móc loại
bán cổng trục này có tải trọng năng không lớn và khi cần có khi dùng với gầu
ngoạm, nâm châm điện hoặc htieets bị cặp để xếp dỡ một loại hàng nhất định
• Bán cổng trục chuyên dùng là loại bán cổng trục mà thiết bị mang vật của
nó chuyên để nâng một loại hàng hóa nhất định. Bán cổng trục chuyên dùng được
sử dụng chủ yếu trong công nghiệp luyện kim với các thiết bị chuyên dùng và có
chế độ làm việc rất nặng.
c) Theo cách bố trí của cơ cấu di chuyển:
Theo cách bố trí của cơ cấu di chuyển có bán cổng trục dẫn động chung và
bán cổng trục dẫn động riêng.
d) Theo nguồn dẫn động:
Có loại bán cổng trục trục dẫn động bằng tay và bán cổng trục dẫn động
bằng máy.
• Bán cổng trục dẫn động bằng tay được dùng chủ yếu trong sữa chữa, lắp rắp
nhỏ và các công việc yêu câu nâng chuyển hàng với tốc độ không cao. Cơ cấu nâng
của loại bán cổng trục này là palăng xích kéo tay.
• Bán cổng trục dẫn động bằng động cơ được dùng chủ yếu trong phân xưởng
sũa chữa, lắp rắp lớn và công việc nâng chuyển hàng yêu cầu tốc độ cao và khối
lượng lớn. Cơ cấu nâng của loại bán cổng trục này là palăng điện.
e) Theo vị trí điều khiển:
Theo vị trí điều khển có loại điều khiển từ cabin gắn trên dầm cầu. Điều khiển

ng
Hệ số sử dụng trong năm , K
n
Hệ số sử dụng theo tải trọng , K
Q
Số lần mở máy trong một giờ, m
Số chu kỳ làm việc trong một giờ, a
ck
Nhiệt độ môi trường xung quanh, t
0
C
25
0,67
0,5
0,55
120
20-25
25
Thời gian phục vụ, năm - Ổ lăn
- Bánh răng
- Trục và các
chi tiết khác
5
10
15
Thời gian làm việc trong
thời hạn trên, h
- Ổ lăn
- Bánh răng
- Trụ và các

• Nếu các sợi thép trong cáp tiếp xúc nhau theo điểm ta có cáp tiếp xúc
điểm . Tượng tự ta có cáp tiếp xúc đường.
- Người ta còn phân biệt cáp bên xuôi khi chiều bên của các lớp sợi và tao cáp
là như nhau, cáp bện chéo khi chiều bện các thành phần này ngược nhau.
1.5.2 Ròng rọc:
Là bộ phận dùng hướng dây cáp.Rãnh ròng rọc cần đảm bảo các tiêu chí sau
- Cáp không bị tuột khỏi rãnh trong quá trình làm việc.
- Cáp vào và ra khỏi ròng rọc dễ dàng.
- Cáp không bi tuột trong rãnh.
Để đảm bảo các tiêu chí này, các kích thước được quy định như sau:
r= (0,53- 0,6) d
2
α
=(40
0
- 60
0
)
h= (2- 2,5) d

Hình 1.9: Ròng rọc
1.5.3 Tang:
Là bộ phận cuốn day trong cơ cấu nâng biến chuyển động quay thành chuyển
động tịnh tiến nâng, hạ vật.
Tang thường có dạng ống trụ, hai đầu có mayơ để lắp với trục, chuyển động
quay.
Vật liệu tang: gang hoặc thép.
Bề mặt làm việc có thể nhẵn (tang trơn) hoặc cắt rãnh dạng ren tròn bước lớn
hơn đường kính cáp tránh cáp chà xát vào nhau (tang xẻ rãnh).
Tang có thể dùng cuốn 1 lớp hoặc nhiều lớp cáp chồng lên nhau.

Vật liệu : thép ít cacbon, thường dùng thép 20.
Phương pháp chế tạo : Rèn, dập, đúc.
Tiếp diện thân móc có dạng hình thang cong : đảm bảo độ bền đều, khối
lượng nhỏ nhất
a) b)
Hình 1.11 : Móc mang vật
a) Móc đơn : khi tải trọng nhỏ và vừa.
b) Móc 2 ngạch : khi trọng tải vừa và lớn
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
16
a)
1
2
4
5
b)
4
2
3
1
I II
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T
b) Cặp giữ :
Bộ phận mang tải chuyên dùng với vật liệu khối. Thường sử dụng với loại vật
liệu có hình dạng và kích thước nhất định.

Hình 1.12 : Cặp giữ
c) Gầu ngoạm :
Bộ phận mang tải chuyên dùng với vật liệu rời

18
Xe con
Dần cuối
Chân bán
cổng trục
Dầm chính
Cơ cấu di chuyển
ray trên
Móc
Cơ cấu di chuyển

ray dưới
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T
1-Chân bán cổng trục; 2- Dầm chính; 3- Động cơ; 4- Nối trục và phanh
5- Hộp giảm tốc ;6-Nối trục ;7-Bánh xe
Kết cấu dạng hộp thuận lợi cho việc tính toán đơn giản, thời gian chế tạo và
lăp ghép nhanh, việc bảo dưỡng cũng đơn giản. Do đó giá thành giảm.
2.2.2. Phương án 2 :Kết cấu kiểu giàn
Dầm là một khung giàn gồm các thanh liên kết với nhau bằng hàn và bắt
bulông.
34
7 6 5
A
A
A-A
2 1
Hình 2.2: Chân và dầm kiểu dàn, loại một dầm
1-Chân bán cổng trục; 2- Dầm chính; 3- Động cơ; 4- Nối trục và phanh
5- Hộp giảm tốc ;6-Nối trục ;7-Bánh xe
Với kết cấu kiểu này thì khối lượng dầm nhỏ, nhưng phức tạp, khó chế tạo

1
4
5
H
G
T
Hình 2.3 :Sơ đồ cơ cấu nâng tang và động cơ nằm ở hai phía
1- Động cơ; 2- Phanh; 3- Hộp giảm tộc;
4- Khớp nối; 5- Tang; 6- Bánh răng ăn khớp ngoài
2.3.2.Phương án 2: Sơ đồ như hình vẽ 2.5:
Phương án này có kết cấu nhỏ gọn hơn phương án trên, tuy nhiên trục tang
và trục ra của hộp giảm tốc là một nên rất khó chế tạo cũng như lắp ráp, bảo dưỡng.
Lực trên tang phân bố không ổn định ảnh hưởng đến hộp tốc độ và độ an toàn của
cơ cấu.
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
20
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T

4
1
2
3
H
G
T
Hình 2.4: Sơ đồ cơ cấu nâng động cơ và tang bố trí cùng phía,
tang nối trục tiếp với trục ra HGT
1- Động cơ; 2- Phanh;
3- Hộp giảm tộc; 4- Tang.

2
1
4
5
H
G
T

Hình 2.6: Sơ đồ trục truyền chậm
1- Động cơ; 2- Phanh; 3- Hộp giảm tốc;
4- Khớp nối; 5- Bánh xe ;
2.4.2 Phương án 2: Sơ đồ động học hình 2.8
Phương án này đơn giản, làm việc chắc chắn. Tuy nhiên hai bánh xe lắp
cùng trên một trục, khoảng cách không lớn lắm. Hai bánh xe quay với vận tốc bé,
mô men xoắn trên trục khá cao nên kích thước của trục lớn
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
22
Đồ án tốt nghiệp TK bán cổng trục dầm đôi 30T

1
2
3
4
5
H
G
T
Hình 2.7: Sơ đồ trục truyền chậm hai bánh xe nằm cùng phía
1- Động cơ; 2- Phanh; 3- Hộp giảm tốc;

3
5
2
1
H
G
T
H
G
T
4
Hình 2.9:Sơ đồ cơ cấu di chuyển bán cổng trục với hộp giảm tốc 2 cấp
1- Động cơ; 2- Phanh; 3- Hộp giảm tốc;
4- Bánh xe ; 5- Bánh răng ăn khớp ngoài;
2.5.2. Phương án 2: Sơ đồ động học như hình 2.11:
Phương án này hộp giảm tốc có kết cấu lớn hơn và đảm bảo an toàn, chỉ
dùng với những cầu có trọng lượng trung bình. Với cơ cấu di chuyển này thì yêu
cầu về độ phẳng của ray không cao.

1
2
3
4
H
G
T
H
G
T
Hình 2.10: Sơ đồ cơ cấu di chuyển bán cổng trục với hộp giảm tốc 3 cấp

Trọng lượng bộ phận mang vật: Q
m
= 3200N
Chiều cao nâng: H= 16 m
Vận tốc nâng: V
n
= 4,5 m/ph
Chế độ làm việc của cơ cấu: Trung bình
GVHD: Ths Nguyễn Thanh Việt
SVTH: Tào Trung Hiếu _Lớp: 06C1C
25
Q
5
6
7
1 3
2
8
9
10
4

Trích đoạn Hướng dẫn sử dụng máy:

---