Mục lục
Trang
Lời nói đầu 2
Giới thiệu sơ lợc về câù trục 4
Chơng I: Tính toán cơ cấu di chuyển cầu trục
8
I.Chọn phơng án cơ cấu di chuyển cầu trục 8
II.Tính chọn bánh xe và ray 14
III. Lựa chọn động cơ điện 18
IV. Tỷ số truyền chung 21
V. Kiểm tra động cơ điện về mô men mở máy 22
VI. Tính chọn phanh 26
VII. Bộ truyền 31
VIII. Các bộ phận khác của cơ cấu di chuyển 33
Chơng II: Xây dựng, tính toán hệ thống điện
50
1. Những đặc điểm cơ bản của trang bị điện cầu trục 50
2. Phanh hãm 54
3. Chọn dây dẫn cho các thiết bị cầu trục 57
4. Sơ đồ điện cầu lăn 60
Chơng III. Tính toán thiết kế một số cụm chi tiết phụ khác
65
1.Tính chọn ca bin điều khiển 65
2.Tính chọn giá đỡ động cơ di chuyển 66
Chơng IV: Xây dựng quy trình sử dụng
67
I. Vận chuyển-lắp ráp-chạy thử 67
II. Các bớc nghiệm thu cầu trục 69
III. Sử dụng bảo quản 71
IV.Baỏ dỡng cầu trục 72
V. Bôi trơn 74

cầu trục nói riêng.
Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp có nhiều kiến thức em cần học
hỏi tham khảo các thầy cô và bạn bè giúp đỡ với sự nhiệt tình hớng dẫn làm
đề tài của thầy Nguyễn Văn Vịnh để em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp.
Cuối cùng em xin trân thành cảm ơn:
Đại học Giao thông Vận Tải -Hà Nôi.
2
Đồ án tốt nghiệp - Đào Duy Quang - Máy Xây dợng B - K38
Thầy TS.Nguyễn Văn Vịnh.
Các thầy cô trong bộ môn Máy Xây Dựng.
Sinh viên thực hiện.
Đào Duy Quang.

Giới thiệu sơ lợc về cầu trục.
Cần trục di chuyển kiểu cầu đợc sử dụng rộng rãi để xếp dỡ hàng
hoá trong các nhà kho, phân xởng của các nhà máy hoặc của các xí nghiệp
sửa chữa, chế tạo. Cần trục di chuyển kiểu cầu là một loại kết cấu nâng
hàng di chuyển dọc theo dàn cầu của cần trụcvàđợc gọi là cầu trục.
Đại học Giao thông Vận Tải -Hà Nôi.
3
Đồ án tốt nghiệp - Đào Duy Quang - Máy Xây dợng B - K38
-Cầu trục di chuyển kiểu cầu có một loại dầm hoặc hai dầm có hình
dạng dầm cầu hoặc dàn đợc di chuyển bằng bánh sắt theo đờng ray đặt trên
tờng nhà. Do cầu trục có cấu tạo và di chuyển nh vậy nên ở Việt Nam ngời
ta còn gọi là cầu lăn hoặc cầu trục.
Nguồn động lực cho các cơ cấu trong cần trục thờng là động cơ điện.
Các cơ cấu của cầu trục đảm bảo ba chuyển động.
Nâng hạ hàng.
Đại học Giao thông Vận Tải -Hà Nôi.
4

Kích thớc của giá cầu do tải trọng nâng, khẩu độ L, chiều cao h và
hình thức kết cấu của giá cầu.
L: Khoảng cách tâm hai dầm đầu.
h: chiều cao giá cầu phụ thuộc khẩu độ Lvà hình thức kết
cấu của giá cầu.
B: Khoảng cách tâm trục các bánh xe di chuyển của giá cầu ,
phụ thuộc vào độ cứng ngang của giá cầu .
Đại học Giao thông Vận Tải -Hà Nôi.
5
Đồ án tốt nghiệp - Đào Duy Quang - Máy Xây dợng B - K38
Tính toán thiết kế cầu trục 2 dầm.
Tải trọng Q = 18T.
Khẩu độ L = 20m.
Chiều cao nâng 8m.
Vận tốc nâng 10m/phút.
Vận tốc di chuyển cần 50m/phút.
Vận tốc di chuyển xe con20m/phút.
CĐ% = 25%.
Nhiệm vụ cụ thể đợc chỉ định là:
Tính toán thiết kế bộ máy di chuyển của cầu trục.
Xây dựng quy trình sử dụng.
Xây dựng , tính toán hệ thống điện của cầu trục.
Tính toán và thiết kế một số chi tiết và cụm máy phụ khác.

Đại học Giao thông Vận Tải -Hà Nôi.
6
Đồ án tốt nghiệp - Đào Duy Quang - Máy Xây dợng B - K38
Chơng I.
Tính toán thiết kế cơ cấu di chuyển của
cầu trục

7
Đồ án tốt nghiệp - Đào Duy Quang - Máy Xây dợng B - K38
Hình 1
-Nguyên lý hoạt động:ở phơng án này động cơ (1) là nguồn dẫn động
chung nối với hộp giảm tốc (2) truyền mô men xoắn tới các bánh xe (5) nhờ
trục truyền (3), trục này đợc chế tạo thành nhiều đoạn, đợc nối với nhau
bằng các khớp nối trục (4) và đợc đỡ bởi các ổ trục trung gian (7 ). Phanh
(6) là phanh hai guốc thờng đóng.
- Ưu khuyết:
+ Trục truyền động dài ở trờng hợp này là ở cấp quay chậm nên giá trị mô
men truyền là lớn nhất trong cơ cấu.
+ Khi thiết kế trục, ổ, khớp nối đều có khích thớc và trọng lợng lớn,nen khi
thiết kế kết kấu phải dùng trục rỗng hàn từ thép ống.
+ Loại này thờng dùng khi cầu trục có khẩu độ nhỏ,với tốc độ di chuyển
chậm
2. Cơ cấu di chuyển dẫn động chung với trục truyền dài ở cấp
quay trung bình.
Cấu tạo
1. Động cơ
2. Hộp giảm tốc
Đại học Giao thông Vận Tải -Hà Nôi.
8
Đồ án tốt nghiệp - Đào Duy Quang - Máy Xây dợng B - K38
Hình 2
3.Trục truyền động
5.Bánh xe
6.Phanh
7.ổ trục
8.Cặp bánh răng hở
- Ưu khuyết :

7. ổ trục
- Nguyên lý hoạt động: Với phơng án này ta thờng dùng với khẩu độ lớn
trên 15m. Trục dài (3 )truyền mô men quay từ hai đầu ra của động cơ (1)
đến các bánh xe thông qua hai hộp giảm tốc (2) ở hai bên.
- Ưu khuyết:
+ Với cùng công suất truyền trục quay nhanh có trọng lợng nhỏ hơn 4-6 lần
so với trục quay chậm, mặc dù phải dùng hai hộp giảm tốc, trọng lợng
chung của cơ cấu cũng không tăng.
+ Đối với phơng án này độ chính xác lắp đặt các ổ trục đỡ yêu cầu cao và
phải cân bằng động các tiết máy quay nhanh.
+ Bộ di chuyển này thờng lắp với khẩu độ cầu trục lớn trên 15 m
4. Cơ cấu di chuyển cầu trục dẫn động độc lập.

Đại học Giao thông Vận Tải -Hà Nôi.
10
1 3
2
5
6
4
Đồ án tốt nghiệp - Đào Duy Quang - Máy Xây dợng B - K38
Hình 4
1. Động cơ
2. Hộp giảm tốc
3. Phanh
4. Khớp nối trục
5. Bánh xe
6. ổ trục
- Nguyên lý hoạt động:
Bộ máy di chuyển cầu trục dẫn động độc lập, mỗi cụm bánh xe chủ động có

Căn cứ vào đờng kính bánh xe Dbx = 800 mm, chiều rộng vành bánh
xe
B
1
= 170 mm.
Theo bảng 40Tài liệu [2] ta chọn đợc ray KP80.
Tải trọng lớn nhất tác dụng lên bánh xe A và D khi xe lăn có vật nâng
lớn nhất tại một đầu cầu bên trái.
Ta có sơ đồ tính nh hình vẽ:

Tải trọng tác dụng lên các bánh xe gồm có:
Đại học Giao thông Vận Tải -Hà Nôi.
12
Gc =19 000
l = 1215
l = 1215
L = 20 000
A
B
Đồ án tốt nghiệp - Đào Duy Quang - Máy Xây dợng B - K38
- Trọng lợng bản thân cầu Gc =190.000N
- Trọng lợng xe con và móc câu Gp = 65000N
- Trọng lợng vật nâng Q = 180.000N
P max

= P
A
= P
D
=

190000
= 162558 (N)
Tải trọng nhỏ nhất tác dụng lên bánh xe A & D khi xe lăn không có
vật nâng tại đầu bên phải cầu
Pmin =
2
1
Gp .
L
lL
+
4
1
Gc
=
2
1
.
( )
65000
.
20000
121520000
+
Gc
4
1

= 78026 (N)
Để tính bánh xe về ứng suất tiếp xúc cần xác định tải trọng tơng đơng

Q
G

= + + =
+
Vậy Pbx =0,8.1,2 .162558=156056 (N)
Trong quá trình làm việc của cầu trục do phải chịu tải trọng tổng
cộng của hàng nâng và cả cầu trục nên bánh xe và ray sẽ chịu sự mài mòn
rất lớn. Để hạn chế sự mài mòn này bánh xe đợc chế tạo bằng thép đúc 55

làm tốt có độ cứng HB = 300
ữ
320
Sự tiếp xúc giữa bánh xe với đờng ray là tiếp xúc đờng khi đó ta kiểm
tra sức bền dập của bánh xe theo công thức 2-67 Tài liệu[1]

d
190
Pbx
br
=
[
d
]
Trong đó : Pbx : Tải trọng tính toán lên bánh xe
Pbx = 156056 (N)
b : chiều rộng làm việc của vành bánh
b = 100(mm)
Đại học Giao thông Vận Tải -Hà Nôi.
14

+ W
2
+W
3

Trong đó
W
1
: lực cản do ma sát
W
2
: lực cản do độ dốc đờng ray ( lấy dấu dơng khi cầu lăn ngợc dốc,
lấy dấu âm khi cầu lăn xuôi dốc )
W
3
: lực cản do gió (lấy dấu dơng khi cầu lăn ngợc chiều gió , lấy dấu
âm khi cầu lăn xuôi chiều gió )
Do yêu cầu thiết kế cầu lăn làm việc trong nhà xởng nên W
3
coi nh
bỏ qua.
Kt : Hệ số kể đến lực cản do ma sát thành bánh và mặt đầu may ơ
bánh.
Lực cản do ma sát công thức 3-40 Tài liệu[1]
W
1
=
( )
Go Q+
.

( )
2.1,2 0,02.110
255000 180000 . 2501( )
800
N
+
+ =
- Lực cản độ dốc đờng ray đặt trên cầu là :
W
2
=
( )
. Go Q

+
Công thức 3-41 Tài liệu[1]
Trong đó : Độ dốc của đờng ray lấy = 0.001
Vậy W
2
= 0,001.( 255000+180000)=435 (N) .
- Tổng lực cản tĩnh chuyển động
W
t
= K
t
. W
1
+ W
2


Wt V
Nt K
dc


=
Trong đó :W
t
:tổng lực cản tĩnh.
V: vận tốc di chuyển cầu V=50 m/ph

đc
: Hiệu suất bộ truyền .Ta chọn
đc
=0,85
Vậy N
t
=
6459.50
6,3( )
60.1000.0,85
KW=
Vì bố trí cơ cấu di chuyển cần là độc lập nên để đề phòng phân bố tải
trọng không đều giữa hai bên thì công suất cần thiết của mỗi động cơ ở mỗi
bên lấy bằng 60% N
t
yêu cầu chung.
Vậy N* =60% N
t
= 60%.6,3 = 3,8 (KW)

c
: Vận tốc di chuyển cầu trục (V = 50 V/ph)
D
bx

: Đờng kính bánh xe.
Khi đó ta có :

bx
=
8,0.
50

= 19.9 (v/ph)

20 ( v/ph).
2. Tỷ số truyền chung cần có là :
i
c
=
nbx
ndc
Trong đó : n
đc
Số vòng quay của trục động cơ đã chọn (n
đc
=940
v/ph).
n
bx

=
).
2,1
( Wt
Dbx
d
Gdf
Gd
Go
g
+

.
G
0
=G
p
+G
c
=65000 +19000 =255000
G
d
=
2
Go
: Tổng áp lực trên bánh dẫn khi không có vật nâng( trọng l-
ợng bám) ( N)
Vì đối với cầu trục thì phải tiến hành kiểm tra an toàn bám riêng cho
từng chân dựa một khi xe lăn có vật nâng ở vị trí bất lợi đối với chân đó. Vì
vậy trong trờng hợp này tải trọng coi toàn bộ hệ thống xe con dịch chuyển

0
=
6459
*
180000255000
255000
+
=
3786
Suy ra
J
0max
=
255000
81.9
(
2.1
2.0*127500
*02.0*127500
+
800
110
-
3786
)
=
*17815
255000
81.9
)/(69.0

d
I
i
dc
o
mc
bx
t
DGi
ti
nDGo
*375
***
***375
**
2
2
1
2

+


Trong đó:
( ) ( ) ( )
.***
222
khopDGirotoDGiDGi
ii
n

Đồ án tốt nghiệp - Đào Duy Quang - Máy Xây dợng B - K38
).(238
21.1*375
940*89.7*2.1
85.0*21.1*47*375
940*8.0*255000
85.0*47*2
8.0*3786
2
2
mNM
o
m
=++=
.
Đối với động cơ điiện một chiều và động cơ điện xoay chiều kiểu dây
cuốn có mô men mở máy trung bình của động cơ :
( )
).(7.17.1
2
1.15.28.1
2
minmax
mNMM
MMMM
M
dndn
dndnmm
m
==

)/(69.0
21.1*60
50
*60
2
sm
t
V
J
o
m
dc
o
m
===

- Hệ số an toàn bám theo công thức3-49 Tài liệu[1]
1.2
81.9
69.0
*127500
800
110
*02.0*1275003768
2.0*127500
***Ư
*
=
+
=

vật mang trong khi di chuyển bị va chạm với chớng ngại vật trong nhà x-
ởng. Thì phải có thiết bị phanh để hãm chuyển động hệ thống lại, tránh h
hỏng bộ phận khác và tránh gây tai nạn trong sản xuất
Thiết bị hãm di chuyển là phanh, phanh chủ yếu dùng cho máy trục
là loại phanh điện hai má.
Đặc điểm của loại phanh này là hoạt động chính xác, kịp thời khi mất
điện tự động đóng lại do đó tính năng kỹ thuật của phanh an toàn đó là đặc
điểm nổi bật của phanh điện.
- Gia tốc hãm nên dùng J
o
ph
phụ thuộc vào tỷ số bánh dẫn động so
với tổng số bánh xe. ở đây tỉ lệ đó là 50% . Nó còn phụ thuộc vào hệ số
bám ( =0.2).
tra bảng 3-10 Tài liệu[1] ta có J
o
ph
= 0.75 (m/s
2
)
Thời gian phanh:
t
o
ph
=
)(1.1
75.0*60
50
*60
s

**375
***
*2
*
1
2
2
1
2*

++



W
o*
t
=
)(25.1466
800
110*02.02.1*2
*255000
*2
* N
Dbx
df
Go
=
+
=

25.146675.0*
81.9
255000
2.0*127500*
=

=

=
o
t
o
ph
WJ
g
Go
Gd
Kb


Ta có Kb =1.4 > 1.2.
Khi có vật thời gian phanh xác định theo công thức 3-57 Tài liệu[1]
T
ph
=
( )
( )
( )
( )
2#

M
*
t
=
).(29).(56.28
75.0*47*2
8.0*2510
**2
*1
mNmN
i
DbxW
dcc
==

Suy ra:
( )
( )
( )
)(87.1
47*29127*375
940*85.0*8.0*180000255000
29127*375
940*89.7*2.1
2
2
st
ph
=
+

Lực đóng phanh cần có:
l
l
fD
Mph
P
1
*
**

=
.
Trong đó
9.0
=

.
Hiệu suất của hệ thống bản lề.
D = 20 mm = 0.2 m. Đờng kính bánh phanh.
f = 0.35 : Hệ số ma sát giữa vật liệu bánh phanh ( thép đúc 45 )
và vật liệu lót phanh.
= 0.9 Hiệu suất của hệ thống bản lề.
l
1
, l
2
: các kích thớc của phanh.
)(892
305
135