Thiết kế tời kéo dây tải điện 5 tấn
1. Mục đích, ý nghĩa của đề tài.
- Ngày nay khoa học phát triển mạnh mẽ trong tất các lĩnh vực, góp phần đưa đất
nước đi lên con đường công nghiệp hóa hiện đại hóa, phát triển kỹ thuật phần nào
giúp con người giảm được sức lao động và thay vào đó là thiết bị máy móc
- Thực tế việc truyền tải điện cho đường dây 500 [KV], 220 [KV]…ở vùng cao
hay đồng bằng là công việc hết sức nặng nhọc cho công nhân, việc di chuyển thiết
bị, dụng cụ, dựng trụ vượt các sông, núi phải kéo dây tải điện với lực kéo lớn, số
lượng người kéo nhiều, trên địa hình phức tạp và nguy hiểm mà hiệu quả không cao
- Mục đích của đề tài là thiết kế hệ thống tời kéo dây tải điện để đáp ứng yêu cầu kéo
dây tải điện nhằm giảm bớt nặng nhọc, nâng cao hiệu quả công việc và đem lại lợi ích
cho xã hội. Từ đó giúp cho công trình hoàn thành nhanh nhất tiến độ thi công, đồng
thời tiết kiệm được rất nhiều sức lao động của người công nhân xây dựng điện góp
phần làm giảm giá thành xây dựng.
- Mặc dù đề tài phục vụ chủ yếu cho nghành xây lắp điện nhưng các thiết bị, chi tiết
trong hệ thống đều liên quan đến nghành cơ khí động lực như động cơ, ly hợp, hộp số,
hộp giảm tốc, khớp nối…tạo thành một hệ động lực để kéo dây tải điện nên về mặc
kết cấu rất sát với hệ thống truyền lực trên ôtô, phù hợp với chuyên nghành đào tạo.
Khi đề tài được áp dụng sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc truyền tải dây tải điện, dẫn
đến công việc dễ dàng, nhanh chóng, nâng cao khả năng truyền tải ở những địa hình
phức tạp mà chúng ta không thể dùng các phương tiện ôtô hay sức người. Mặt khác,
đề tài còn là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên ngành Cơ khí Động lực và ngành
truyền tải điện. Giúp cho sinh viên biết phương pháp tính toán thiết kế một hệ thống
thực tế và tra những tài liệu tham khảo phù hợp để đáp ứng đúng yêu cầu kỹ thuật
thiết kế. Vận dụng một cách có hiệu quả những kiến thức đã học trong thời gian học
tập ở Nhà trường. Em hy vọng đề tài còn là tài liệu hướng dẫn cho người sử dụng hữu
ích trong quá trình vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa… các thiết bị trong hệ thống tời.
2. Giới thiệu chung về hệ thống tời kéo dây tải điện.
2.1. Công dụng tời kéo dây tải điện.
- Công dụng tời kéo kéo dây tải điện là để kéo dây tải điện từ lô dây lên các trụ
điện và kéo căng dây tải điện để lấy độ võng.

5
6
2
Hướng kéo
Hướng kéo
Hình 2-1 Sơ đồ giữ chặt tời kéo dây tải điện
Cáp mồi
Động cơ
Cáp neo
Hộp số
Thiết kế tời kéo dây tải điện 5 tấn
1
2
3
4
56
7

+ Giai đoạn kéo dây tải điện lên trụ như sau: Sau khi chuẩn bị xong ta bắt đầu kéo
bằng cách quấn khoảng 3
÷
5 vòng dây cáp mồi vào tang, cho tời kéo làm việc khi
đó tang quay và kéo dây cáp mồi đi dẫn đến kéo dây tải điện luồn qua các puly đã
gắn trên trụ điện để thực hiện việc kéo dây tải điện lên trụ điện, dây cáp mồi được
một người kéo và một người quấn tròn sau khi ra tang. Do đường truyền tải điện
dài nên tời kéo chỉ kéo từng kilômét [km], do vậy khi dây tải điện đến tời kéo ta
tiếp tục kéo cho hết dây tải điện ở lô này bằng cách chồn khúc cuối dây tải điện để
kéo và bồn từng đóng dây tải điện lại, lúc đó kết thúc giai đoạn kéo dây tải điện lên
trụ điện, để tiếp tục kéo dây tải điện đoạn truyền tải còn lại ta thực hiện tương tự
như giai đoạn trên.


nh
ỏ

thì

l
ự
c

c
ă
ng

dây

càng

l
ớ
n.
*
Khi

góc

võng

c
ủ

l
ớ
n
3. Thiết kế phương án truyền động tời kéo dây tải điện
- Trong những năm gần đây khi kéo dây tải điện, sử dụng một số phương án tời kéo
dây tải điện khác nhau, mỗi phương án đều có ưu điểm, nhược điểm, do đó ta sẽ
phân tích và tìm hiểu mỗi phương án để đưa ra phương án tốt nhất cho thiết kế.
3.1. Phương án 1
1 2
6
I
3
4
5
II
9
7
8
4
3
2
1
L 5

* Ưu - nhược điểm của phương án 1:
- Ưu điểm:
Thay thế bộ truyền xích khi hỏng dễ dàng.
4
Hình 3-1 Sơ đồ truyền động tời kéo dây tải điện phương án 1.
1- Trục khuỷu động cơ đốt trong; 2- Bánh đà;3- Đĩa ma sát; 4- Khớp nối đĩa chủ

5
Hình 3-2 Sơ đồ truyền động tời kéo dây tải điện phương án 2.
1- Trục khuỷu động cơ đốt trong; 2- Bánh đà; 3- Đĩa ma sát; 4- Lò xo ép; 5- Ly hợp;
6- Hộp số; 7- Khớp nối các đăng; 8- Hộp giảm tốc số 1; 9- Hộp giảm tốc số 2;
10 –Tang
I- Bệ khung thứ nhất; II- Bệ khung thứ hai.
Thiết kế tời kéo dây tải điện 5 tấn
3.3. Phương án 3
7 8
9 10
12
13
11
14
15
4
3
2
1
1
2
3
4
6
5
L 5
I
II
* Ưu - nhược điểm của phương án 3:
- Ưu điểm:


-
Nguyên lý làm việc tời kéo dây tải điện như sau: Sau khi quấn khoảng 5 vòng dây
cáp vào tang, ta cho động cơ khởi động không tải khoảng 1 phút (ta đạp bàn đạp ly
hợp để tách trục khuỷu động cơ khỏi các bộ phận truyền lực phía sau), lúc đó hộp
số ở vị trí trung gian và tất cả các bộ phận phía sau hộp số chưa làm việc, sau khi
động cơ khởi động xong muốn cho tang quay ta bắt đầu nhả bàn đạp ly hợp và lần
lượt vào số 1, 2, 3, 4 và 5, làm cho các bộ phận sau hộp số là hộp giảm tốc và các
khớp nối làm việc, tang quay và kéo dây tải điện đi lên các trụ điện. Khi tời kéo bắt
đầu làm việc (lúc này đường dây có độ võng lớn nên lực kéo nhỏ), để kéo dây được
nhanh chóng cần phải tăng tốc độ kéo, do đó phải chuyển số từ số thấp lên số cao.
7
Hình 3-4 Sơ đồ truyền động tời kéo dây tải điện
1- Trục khuỷu động cơ; 2- Bánh đà; 3- Đĩa ma sát;
4- Khớp nối đĩa chủ động với vỏ ly hợp; 5- Vỏ ly hợp; 6- lò xo;
7- Ống mở; 8- Trục sơ cấp của hộp số; 9- Hộp số;10- Trục thứ cấp;
11- Trục trụng gian của hộp số; 12 -Khớp nối cac đăng; 13 -Hộp giảm tốc số ;
14-bánh cóc; 15 - Tang cuốn cáp;I-Bệ khung thứ nhất ;II-Bệ khung thứ hai
7 8
9 10
12
13
11
14
15
4 3 2
1
1
2
3

max
– Lực kéo cáp tối đa khi làm việc, N
S
đ
– Lực kéo đứt của cáp được xác định trên máy thử kéo đứt cáp mẫu
của nhà chế tạo và cho trong bảng tiêu chuẩn tùy thuộc vào loại cáp, đường kính cáp
và giới hạn bền của vật liệu sợi thép.
n- Hệ số an toàn bền của cáp được tra theo tiêu chuẩn tùy theo loại
máy và chế độ làm việc.
• Lực căng cáp lớn nhất S
max
được xác định như sau:
b
a
Q
S
η
.
max
=
[N] (4.2)
Q - Tải trọng định mức theo yêu cầu thiết kế, [N];
g - Gia tốc trọng trường, lấy g = 9,81(m/s
2
);

b
η
- Hiệu suất tang, chọn theo [7]
b

, S
đ
= 258000[N]. Vậy cáp đã chọn hợp lý.
4.2. Chọn và tính tang.
- Trong tời kéo dây tải điện, tang dùng để kéo dây tải điện biến chuyển động quay
dây cáp mồi quấn trên tang thành chuyển động tịnh tiến ở đầu ra tang để kéo dây tải
điện.
- Theo như giới thiệu ở trên ta lựa chọn tang ma sát có đường kính thay đổi, dây
cáp mồi được giữ trên bề mặt của tang chỉ nhờ lực ma sát giũa các vòng dây cáp và
tang, sơ đồ tính tang được trình bày trên hình 4-1
Trong đó:
S
1
– Tải trọng kéo lớn nhất, [N];
S
min
– Lực giữ dây cáp, [N];
S
max
– Lực căng cáp lớn nhất, [N];
- Số vòng dây cáp (n) cuốn lên tang ma sát được tính từ điều kiện dây cáp không bị
trượt lên tang, theo công thức Ơle [7]:

nff
eSeSSS
.2
min
.
min1max
..

D
min
L
t
S
max
S
min

D
max
S
1
S
min
S
max
Tang cuốn cáp
ϕ
Hình 4-1. Sơ đồ tính tang ma sát có đường kính thay đổi.
(4.3)
(4.4)
Thiết kế tời kéo dây tải điện 5 tấn
Q - Tải trọng định mức theo yêu cầu thiết kế, [N];
g - Gia tốc trọng trường, lấy g = 9,81(m/s
2
);
b
η
- Hiệu suất ròng rọc (tang), chọn theo [7]

- Chiều dài tang cuốn cáp được tính theo [7]:
Gọi L
t
– Chiều dài tang cuốn cáp, thì theo [7]:
L
t
> n.t [m]; (4.5)
Ở đây:
n - Số vòng dây cáp quấn trên tang, n = 5 [vòng]
t - Bước dây cáp, chọn theo [7], t = 14 [mm]
Thay các giá trị vào (4.5) ta được: L
t
> 5.1 = 70 [mm]
Do yêu cầu dây cáp mồi nằm gọn trên tang và có hệ số an toàn cao khi làm việc nên
chọn: L
t
= 250 [mm]
- Đường kính tang:
Tang ma sát có đường kính thay đổi nên ta xác định đường kính lớn nhất (D
max
)và
đường kính nhỏ nhất (D
min
) theo [7]:
D
min

≥
e.d
c

tgφ >
f
= tgρ hay φ > ρ
Mặt khác, từ hình (4.1) ta có:
2,0
2
minmax
≥
−
≅
t
L
DD
tg
ϕ

minmax
.2,0 DLD
t
+=→
[mm]
Vậy D
max
= 0,2.250 + 240 = 290 [mm]
Chọn D
max
= 300 [mm]
4.3. Tính chọn động cơ :
- Để chọn động cơ dẫn động ta căn cứ vào tải trọng kéo và tốc độ kéo yêu cầu của
tời kéo khi đạt tải trọng định mức và khi không đạt tải trọng định mức.

5
η
1
- Hiệu suất hộp số [9]: η
1
= 0,86÷0,92
Chọn η
1
= 0,90
η
2
- Hiệu suất các khớp nối [6]: η
2
= 1
η
3
- Hiệu suất bộ truyền bánh răng côn [1]: η
3
= 0,95÷0,97

Chọn

η
3
= 0,96
η
4
- Hiệu suất bộ truyền trục vít bánh vít [1]: η
4
= 0,70÷0,80