Tính toán thiết kế cơ cấu nâng cổng trục
2.1 Mô tả cấu tạo, nguyên lý làm việc và tính toán gầu ngoạm.
2.1.1 Cấu tạo của gầu ngoạm.
Hình 2-1. Sơ đồ nguyên lý và kết cấu gầu ngoạm 7 tấn
1. Thân gầu.
2. Thanh dằng.
3. Ròng rọc di động.
4. Ròng rọc cố định.
5. Cam.
6. Dây cáp.
2.1.2 Nguyên lý làm việc của gầu ngoạm.
Đóng điện cho động cơ, phanh điện thủy lực mở ra, động cơ quay truyền
chuyển động sang hộp giảm tốc, chuyển động từ hộp giảm tốc truyền sang tang
cuốn cáp nhờ khớp nối, tang cuốn cáp quay kéo theo dây cáp chuyển động.
Khi dây cáp trùng xuống ròng rọc di động sẽ chuyển động đi xuống do tự
trọng, khi đó cam nối giữa hai thân gầu trái và phải đẩy hai thân gầu ra và gầu sẽ
đợc mở rộng. Khi kéo căng cáp thì ròng rọc di động sẽ chuyển động đi lên kéo
theo hai thân gầu đóng và gầu đợc đóng vào.
2.1.3 Sơ đồ động học gầu
ngoạm.
Hình 2-2. Sơ đồ động học gầu ngoạm
a. Khi đóng b. Khi mở tối đa
2.1.4 Kết cấu gầu ngoạm và tính toán.
a. Kết cấu gầu ngoạm.
Gầu ngoạm đợc treo trên 4 dây cáp, 4 dây cáp đợc cuốn vào hai tang (mỗi
tang cuốn 2 dây) hai tang đợc đặt trong xe lăn bởi vậy gầu ngoạm sẽ đợc di
chuyển cùng xe hàng. Cấu tạo gầu ngoạm gồm thân gầu trái và phải, thanh dằng
trái và phải, palăng dẫn động, trong palăng gồm hệ thống ròng rọc di động và
ròng rọc cố định, ròng rọc đi động sẽ chuyển động lên (xuống) theo cáp.
b. Tính toán gầu ngoạm.
Lực kéo xà ngang bên dới lên (2) là :

S

=

Trong đó :
Q - trọng lợng toàn bộ Q = Q
vl
+ Q
g
i
p
- là bội suất palăng i
P
= 2
- hiệu suất bộ truyền
=
p
+
t
+
0
= 0,99. 0,96. 0,92 = 0,87
Tỷ số giữa khối lợng bì trên khối lợng vật liệu tải
2,19,0
Q
Q
K
vl
g
ữ==

+ Q
vl
= 6,3 + 7 = 13,3 tÊn
Q
2
= Q
g2
+ Q
vl
= 7 + 7 = 14 tÊn
Q
3
= Q
g3
+ Q
vl
= 7,7 + 7 = 14,7 tÊn
Q
4
= Q
g4
+ Q
vl
= 8,4 + 7 = 15,4 tÊn
Lùc c¨ng S trªn 01 nh¸nh c¸p.
2,38)t(82,3
87,0.2.2
3,13
i2
Q

===
η
=
KN

2,44)t(42,4
87,0.2.2
4,15
i2
Q
S
P
4
4
===
η
=
KN
Thay S, i
p
, η
p
vµo (1) ta cã :
N
k1
= S
1
. i
p
. η

γ
+
=
cos2
GN
P
BB
(2)
Trong ®ã :
N
B
= S (i
p
.
p
- 1)
N
B
= N
K
- S
N
B1
= N
K1
- S
1
= 70290 - 38200 = 32090 N
N
B2

G
B2
= 0,3 Q
g2
= 0,3. 70 = 21 KN = 21000 N
G
B3
= 0,3 Q
g3
= 0,3. 77 = 23,1 KN = 23100 N
G
B4
= 0,3 Q
g4
= 0,3. 84 = 25,2 KN = 25200 N
= = = 28
0
20

cos = 0,88
Thay vào (2) ta có lực tác dụng lên thanh dằng nối giữa xà ngang với mồm
ngoạm.

+
=
cos2
GN
P
BB


33267
88,0.2
2310035450
cos2
GN
P
3B3B
3
=
+
=

+
=
N

35414
88,0.2
2520037130
cos2
GN
P
4B4B
4
=
+
=

+
=

SGG
V
1vl1g
1
=
+
=
+
=
KN
9,49
2
2,407070
2
SGG
V
2vl2g
2
=
+
=
+
=
KN
4,52
2
2,427077
2
SGG
V

Với
1
Vì bán kính xúc rất lớn ta chọn dây cung FI = đoạn thẳng FI
XÐt ∆ EFI ta cã :
tgα
1
= = = 0,79
H×nh 2-4. S¬ ®å kÝch thíc gÇu ngo¹m khi ®ãng
α = 38,3
0
α ≈ α
1
= 38,3
0
- Lùc ®ãng miÖng gÇu R.
57,76
619,0
4,47
sin
V
R
1
1
==
α
=
KN
6,80
619,0
9,49

α
=
KN
- Lùc c¶n kÐo måm gÇu khi ®ãng l¹i.
H = R cosα
cosα = 0,78
H
1
= R
1
cos = 76,57. 0,78 = 59,7 KN
H
2
= R
2
cos = 80,6. 0,78 = 62,8 KN
H
3
= R
3
cos = 84,6. 0,78 = 65,9 KN
H
4
= R
4
cos = 88,69. 0,78 = 69,2 KN
Tính chọn sơ bộ động cơ.

=
.1000

vS
N
2
2dc
==

=
KW
28
87,0.1000
58,0.42200
.1000
vS
N
3
3dc
==

=
KW
5,29
87,0.1000
58,0.44200
.1000
vS
N
4
4dc
==


Đóng điện cho cơ cấu nâng hạ hoạt động, phanh điện thủy lực mở ra động cơ
quay, chuyển động đợc truyền từ động cơ vào hộp giảm tốc thông qua bộ khớp
nối, chuyển động từ hộp giảm tốc sang tang cuốn cáp nhờ bộ khớp nối trục đàn
hồi, tang cuốn cáp quay kéo theo cáp chuyển động lên (xuống) gầu sẽ đợc nâng
(hạ) tùy ngời điều khiển.
2.2.1 Sơ đồ động học cơ cấu nâng cổng trục
7 tấn.
Hình 2-6. Sơ đồ động học hai tang nâng của cơ cấu nâng tải
1. Động cơ.
2. Khớp nối trục.
3. Phanh điện thủy lực.
4. Hộp giảm tốc.
5. Phanh điện từ.
6. Khớp nối.
7. Tang cuốn cáp.
2.2.2 Kết cấu cơ cấu nâng cổng trục 7 tấn và tính toán các thông số kỹ thuật.
Cơ cấu nâng cổng trục 7 tấn là cơ cấu nâng dẫn động bằng động cơ điện, bao
gồm 2 cụm truyền động. Mỗi cụm truyền động cho một tang cáp, tang cuốn hai
sợi cáp, nh vậy sẽ có 4 sợi dây cáp hoạt động độc lập từng đôi một.
Cổng trục 7 tấn đợc thiết kế làm việc ở bến cảng, có khẩu độ L = 40(m), tốc
độ nâng v
n
= 35 (m/ph), sức nâng 7 tấn, chiều cao nâng 12,5 (m), CĐ = 40%.
Điều kiện môi trờng làm việc :
- Gió : - Tốc độ gió tối đa khi làm việc 16 m/s
- Tốc độ gió tính toán khi có gió bão 40 m/s.
- Độ ẩm tơng đối : 100%.
- nhiệt độ ngoài trời 0
0
ữ 45

n
= = = 0,75
+ Hệ số sử dụng theo tải trọng.
K
0
= = 0,85
+ Số lần mở máy trong một giờ chế độ làm việc 240 lần/giờ
Theo bảng Các định mức chế độ làm việc. Chế độ làm việc của máy nâng
ở chế độ nặng.
2.2.2.2 Tính toán chọn cáp.
Dây cáp là một loại dây dẻo thông dụng trong công nghiệp nặng, có nhiều
loại khác nhau để dùng trong nhiều hoàn cảnh khác nhau và tơng ứng với nhiều
chế độ tải trọng khác nhau.
Chọn cáp thép đợc bện từ các sợi kim loại đã đợc chuốt sẵn. Các sợi kim loại
này sau khi chuốt đã đợc lăn ép bề mặt để đạt giới hạn bền từ 1400 ữ 2000
N/mm
2
, tăng gấp 2 ữ 3 lần độ bền của các sợi thép bình thờng cùng loại vật liệu.
a. Chọn cáp.
Với sức nâng 7 tấn, chế độ làm việc chọn loại cáp bên kép theo hớng bện
thuận với các đặc điểm :
- Về cấu tạo cáp bên kép.
Đầu tiên các sợi cáp bện thành các dảnh xung quanh sợi trung tâm, sau đó
các dảnh bện thành cáp xung quanh lõi giữa. Lõi giữa của các dùng lõi đay vì lõi
đay mềm và giữ đợc dầu bôi trơn tốt.
- Về hớng bện cáp.
Cáp bện thuận hớng các sợi thép bện thành dảnh cùng hớng với các dảnh bện
thành cáp. Cáp bện thuận có u điểm hơn so với cáp bện chéo là mềm hơn bởi vậy
khi uốn qua các ròng rọc và tang có đờng kính nhỏ dễ dàng hơn, ít bị mòn hơn tuy
nhiên nó có nhợc điểm không thể treo vật nâng trên một đầu cáp vì khi vật nâng