Đồ án tốt nghiệp Thiết kế vận thăng

Mục lục
Mục lục 1
Lời nói đầu 4
Chơng I: Tính toán thiết kế tổng thể 5
1.1. Giới thiệu chung 5
1.2. Lựa chọn phơng án thiết kế 6
1.2.1.phơng án 1 6
1.2.2.phơng án 2 9
1.2.3.Kết luận 12
1.3.Tính toán thiết kế tổng thể 12
1.3.1.tổng thể 12
ChơngII:Tính toán kết cấu thép 14
2.1. Xây dựng sơ đồ tính 14
2.2.Xác định tải trọng và tổ hợp tải trọng. 15
2.2.1.Tải trọng không di động 15
2.2.1.Tải trọng di động 16
2.2.3.tải trọng gió 16
2.3.Xác định lực và vẽ biểu đồ nội lực. 18
2.4.Xác định mặt cắt 19
2.4.1.Tính thanh giằng 22
2.4.1.1.Xác định lực cắt trong cột để tính hệ thanh giằng 22
2.4.1.2.Tính thanh giằng xiên 24
2.4.1.3.Tính chọn thanh giằng ngang 27
2.5.Tính toán liên kết 27
ChơngIII: Tính chọn thiết kế bộ tời nâng 31
3.1. Chọn loại dây 31
3.2. Xác định lực căng lớn nhất và hiệu suất pa lăng 32
SV: Lê Văn Công - 1 - Lớp: Cơ giới hoá- K41
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế vận thăng


5.2.Tính toán 62
1.Xác định phản lực tại các gối và biểu đồ lực cắt 62
2.Chọn vật liệu chế tạo 63
3.Kiểm tra 64
4.Tính ổn định của thang nâng 66
Chơng VI:Quy trình ché tạo một số chi tiết 69
6.1. Quy trình chế tạo chi tiết trục tang 69
Chơng VII:Quy trình lắp dựng 77
7.1.Đề xuất một số phơng án lắp dựng 77
1.Phơng án 1 77
2.Phơng án 2 78
3.Lựa chọn phơng án 78
7.2.Quy trình lắp dựng thang nâng theo phơng án đã chọn 79
Chơng VIII: Quy trình tổ chức thi công 94
8.1.Quy trình chất hàng nên bàn nâng 94
8.2.Quá trình nâng hàng 95
8.3.Quá trình dỡ hàng 95
8.4.Quá trình hạ hàng 95
8.5.Quy trình bảo dỡng và sửa chữa 95
Kết luận 97
Tài liệu tham khảo 99
SV: Lê Văn Công - 3 - Lớp: Cơ giới hoá- K41
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế vận thăng

Lời nói đầu
Đất nớc ta trong thời kỳ công nghiệp hoá hiện đại hoá. Do vậy vấn đề dặt ra là
phải xây dựng cơ sở hạ tầng sao cho phù hợp với tiến trình chung của đất nớc, trong
những năm vừa qua cùng với sự phát triển của các ngàng trong các lĩnh vực giao
thông, thuỷ lợi, dây dng dân dụng thì máy móc thiết bị phục vụ cho các lĩnh vực đó

thang nâng xây dựng. Trong các loại máy nói trên phục vụ cho xây dựng dân dụng
thì các nhà thầu xây dựng không thể thiếu đợc và nó đẩy nhanh tiến độ công thình,
tần suất vận chuyển lớn, đẩy nhanh vận chuyển vật liệu xây dng giảm bớt sức lao
động cho công nhân.
Trong quá trình thi công xây dựng nhà cao tầng, cần trục tháp có nhiệm vụ vận
chuyển bê tông xi măng, các cây thép, để phục cho các công việc, đổ móng ,sàn,
khung nhà, còn vận thang cò nhiệm vụ vận chuyển ngời và vật liệu xây dựng để
hoàn thiện từng tầng của công trình. Thang nâng xây dựng là loại máy nâng đặt cố
định bộ phận mang hàng có thể là phần để bốc vật liệu rời khỏi . Là ca bin hoặc bàn
nâng để vận chuyển hàng bao gói. Bộ phận mang hàng di chuyển theo cơ cấu dẫn h-
ớng của vận thăng đợc sử dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực nh thi công xây
dựng các công trình công nghiệp và dân dụngthi công cầu cống, ống khói các loại
lớn, công nghiệp tàu thuyền thích hợp cho việc sử dụng vận chuyển lên xuống vật
liệu, có thể sử dụng trong các kho bãi hay nhà cao tầng, vạn thăng thờng nâng hàng
theo phơng thẳng đứng, ở vận thăng thờng dùng tời nâng và thanh răng bánh răng.
Tời nâng thờng đặt trên khung có bộ phận di chuyển dùng thanh răng bánh răng thì
động cơ di chuyển đặt trên nóc ca bin nâng hạ hàng.
SV: Lê Văn Công - 5 - Lớp: Cơ giới hoá- K41
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế vận thăng

Đặc điểm vận chuyển bằng vận thăng so với các vận chuyển khác là thời gian
của một chu kỳ bé, tuần suất vạn chuyển lớn, đóng mở máy liên tục. Thang nâng là
một thiết bị đòi hỏi tính an toàn cao nghiêm ngặt nó liên quan trực tiếp đến tài sản
và tính mạng của con ngời vì vậy yêu cầu chung đối với thiết bị thang nâng, chế tạo,
lắp đặt sử dụng và sửa chữa là phải tuân theo một cách nghiêm ngặt các yêu cầu về
an toàn
1.2.Lựa chọn phơng án thiết kế
1.2.1.phơng án 1: Vận thăng có cơ cấu di chuyển dùng thanh răng bánh răng
nh hinh dới.
Trong đó:

+ Độ ổn định của cột theo góc phơng là nh nhau
+ Cột làm việc trắc trắn
+ Thuận tiện khi lăp dung
+ Đảm bảo độ đồng tâm giữa các đốt cột
+ Phù hợp với điều kiện làm việc ngoài trời.
Nhợc điểm :
+ Khó chế tạo
+ Tốn vật liệu
SV: Lê Văn Công - 7 - Lớp: Cơ giới hoá- K41
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế vận thăng

+ Khối lợng thép trên một mét dài lớn.
+ Mặt cắtdạng 2:

Hình1.3
u - nhợc điểm:
- Ưu điểm:
+ Đỡ tốn vật liệu .
+ Kết câu khá đơn giản.
- nhợc điểm:
+ Độ ổn định của cột theo các phơng là không nh nhau.
+ Độ đồng tâm không cao
+ Lắp dựng khó khăn
+ Tiết diện mặt cắt lớn
SV: Lê Văn Công - 8 - Lớp: Cơ giới hoá- K41
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế vận thăng

1.2.2. Phơng án 2: Vận thăng dùng cáp kéo.

Trong đó:

Nhợc điểm:
+ Trọng lợng toàn bộ cột tơng đối lớn.
+ Khó chế tạo.
+ Tốn vật liệu
+ Bố trí cơ cấu di chuyển bàn nâng trên kết cấu gặp nhiều khó khăn.
+ Dạng 2:

Hình 1.6
Ưu đIểm:
+ Kết cấu đơn giản.
SV: Lê Văn Công - 11 - Lớp: Cơ giới hoá- K41
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế vận thăng

+ Độ ổn định cao.
+ Độ ổn định theo các phơng là nh nhau.
+ Tính toán thiết kế đơn giản.
Nhựơc điểm:
+ Bánh xe di chuyển của bàn nâng tróng mòn hơn ở dạng 1.
+ Trọng lợng toàn bộ cột tơng đối lớn.
+ Bố trí cơ cấu di chuyển bàn nâng gặp nhiều khó khăn.
1.2.3. Kết luận.
Qua quá trình phân tích u nhợc điểm của các loại vận thăng trên với đề tài
thiết kế thang nâng xây dựng có chiều cao nâng H=25(m) và tải trọng nâng Q=0,5T.
Ta chọn đồ án thiết kế là loại vận thăng theo phơng án 2 và có kết cấu thép dạng 1.
Vì loại này kết cấu thép cứng vững và các bánh xe di chuyển trên mặt phẳng
bởi các bản cách của thép góc, bộ phận mang hàng là sàn để bần nâng.
Do chiều cao làm việc không lớn lắm mang tính kinh tế cao hơn, thuận lợi
cho việc lắp dựng,vận chuyển mà vẫn đáp ứng đợc yêu cầu làm viêc của máy về an
toàn và khả năng đáp ứng đợc những yêu cầu khác trong quá trình làm viêc.
1.3:Tính toán thiết kế tổng thể

,h
2
,h
3
h
1
=200(mm)
h
2
=4800(mm)
h
3
= 1600 (mm)
H=25000(mm)
Nh vậy chiều cao tổng thể của máy là
H
m
=31600 (mm)
Dựa vào thực tế các máy vận thăng có cùng chiều cao nâng và tảI trọng nâng lấy sơ
bộ
+ trọng lợng bàn nâng:G=3000(N)
+ vận tốc nâng hạ: V
n
=0,4(m/s)
+ tải trọng hàng nâng: Q=5000(N)
+ chế đọ làm việc trung bình: CĐ%=25%
kích thớc bàn nâng:
Kích thớc bàn nâng của ta phụ thuộc vào xe cải tiến.

SV: Lê Văn Công - 13 - Lớp: Cơ giới hoá- K41

bn
=300(kg)
2.1 xây dựng sơ đồ tính.
Căn cứ vào kết cấu thực tế của máy, đề xuất sơ ìô tính toán sau.
SV: Lê Văn Công - 14 - Lớp: Cơ giới hoá- K41
25000
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế vận thăngHình 2.1
Trong thực tế cột đợc liên kết với công trình xây dựng cao tầng bằng nhiều
thanh giằng. Ta đi tính toán trạng tháI máy làm việc nguy hiểm là một chỉ một
thanh giằng tờng phía trên cùng khi tính toán với trạng thái này thảo mãn thì đơng
nhiên cột đợc liên kết vơí công trình xây dựng bằng nhiều thanh giằng thì càng đảm
bảo an toàn và thoả mãn với phơng án này thì cột chịu nén đúng tầm đầu dới liên
kết bản lề, đầu trên liên kết chốt. Tải trọng tác dụng theo phơng thẳng đứng.
Với phơng án này thì có một số u điểm sau:
Ưu điểm:
Sơ đồ nguyên lý đơn giản quá trình thiết kế, tính toán , kiểm tra dễ dàng.
Đảm bảo điều kiện ổn dịnh của một kết cấu và gần với mô hình tính toán
thực tế.
Nhợc điểm:
Theo sơ đồ tính toán này thì kết cấu thực tế sau khi dã xác định sẽ thừa bền,
hình dáng và kích thớc lớn , giá thành của sản phẩm sẽ lên cao .
2.2. Xác định tải trọng và tổ hợp tải trọng tác dụng lên kết cấu thép.
Khi thang nâng làm việc ngoài công trờng để vận chuyển vật liệu xây dựng thì
nó thờng xuyên chiu nhiều tác động khác nhau từ bên ngầi, các loại tải trọng này có
thể tác động lên cột một cách thờng xuyên cũng có thể chỉ xuất hiện tại một thời
điểm nào đó trong quá trình làm việc của máy. Để cột tháp có dầy đủ khả năng làm
việc sau khi đã thiết kế chế tạo thì ta phải biết đợc các loại tải trọng tác động lên nó

2.2.2. Tải trọng di động.
Là tải trọng ngang do áp lực ngang của các bánh xe di chuyển dọc theo kết
cấu kim loại. Tải trọng này sinh ra do trọng lợng bản thân vật nâng và xe mang
hàng gây ra.
2.2.3. Tải trọng gió.
Khi các máy trục làm việc ngoài trời, khi đó phải xác định tải trọng gió tác
dụng lên kết cấu. Giá trị của nó có thể lấy theo bảng ( 1.2[1]) va bảng (1.4[1])
Toàn bộ tải trọng gió dợc xem là tác dụng ngang và xác định theo công thức:
p
g
= k
k
. q.( F
k
+ V
h
)
Trong đó :
K
k
: hệ số cán động học , đối với dàn và các dầm lấy k = 1,1.
Q: áp lực gió tính toán, q= 250 ( N/m2)
F
k
: diện tích chịu gió tính toán của kết cấu.
SV: Lê Văn Công - 16 - Lớp: Cơ giới hoá- K41
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế vận thăng

F
h

Trong phạm vi bài toán với điều kiện thực tế của máy thì cột chia các loại tải
trọng sau.
Trọng lợng hàng nâng: Q=5000(N)
Trọng lợng bàn nâng: G=3000(N)
Tổng hợp giữa
Q
0
=(1+k).(Q+G) =(1+0,15)x(5000+3000)=9200(N)
Lực căng của các cuốn vào tang
S
max
=
9604,0.1
9200
.
=
p
o
na
Q
= 9579,34(N)
Ngoài các loại tải trọng kể trên còn có các loại tải trọng do độ nghiêng của
móng so với phơng thẳng đứng, tải trọng nhiệt, tuy nhiên để đơn giản trong quá
SV: Lê Văn Công - 17 - Lớp: Cơ giới hoá- K41
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế vận thăng

trình tính toán nên ta bỏ qua một số loại tải trọng do vai trò của nó là không lớn
hoặc có thể là khắc phục đợc ngoàI thực tế cột dẫn hớng của thang nâng đợc liên
kết với sàn để máy bằng 4 bulông ở 4 góc của liên kết thép ngoài ra thang nâng đợc
dùng trong công tác xây dựng các nhà cao tầng để vận chuyền vật liệu xây dựng,

gió)
SV: Lê Văn Công - 19 - Lớp: Cơ giới hoá- K41
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế vận thăng

Xác định phản lực tác dụng lên Avà B
X
A
+X
B
=0 => X
A
+X
B
=0
P+25=Y
B
Y
B
=18779,34+10000
Y
B
=28779,34(N)
Biểu đồ nội lực:

Hình.2.3
Từ bỉêu đô lc dọc ta thấy rằng mặt cắt nguy hiểm nhất chính là mặt cắt tại
gốc B-B với lực nén trục dọc là N=28779,34(N)
2.4. Xác định mặt cắt của cột.
Trong phần lựa chọn phơng án thiết kế cột ta đã chọn cột hở, bốn mắt liên kết
với nhau băng thanh giằng đợc xây dựng bởi 4 thép đặt ở 4 góc.

].[


N

Trong đó:
F
ct
: Diên tích cần thiết của cột.
N: Nội lực tính toán của cột

x
: Hệ số uốn doc theo phơng x-x
Trong công thức trên ta thấy có 2 ẩn số là x là Fct do vậy trớc tin ta phải giả
định độ mảnh để xác định
x
với giá trị tìm đợc thay vào công thức để xác định
F
ct
.
Giả định độ mảnh của cột là
x
tra bảng(11-2[3] )thì
x
=0,4
Với vật liệu làm thép ta chọn thép CT3 với các thông số sau:
+ ứng suốt tỷ lệ
tl

=200 (N/

=1,26 (cm
2
) ;
Trọng lợng một mét dài 2,73(kg)
Bán tính quán tính cần thiết xác định theo công thức sau;
R
ct
= r
x
= l
0
/l
x
= M
0
. l/l
x
= 125000/130 =192,3(mm)
Trong đó:
M
0
= 1 hệ số tính đổi do dầu cột liên kết chốt
L = 25000: chiều dàI thực của cột.
Từ diện tích mắt cắt ta tiến hành kiểm tra lại cờng dộ của cột theo công thức
[ ] =
Fngx
N
.

Thay số: [ ]= 28779,34/4 . 0,4 . 24,8=51,687(N/mm

12[3])

y

=
)
2
2
1
1
.(27max
2
Fg
F
Fg
F
++

Với
x

=
max

=1300
F
1
=F
2
=F

2
+
Thay vào công thức xác định r
y
r
y
=
63,130
25000
=
y
l

=191,38 (mm)
r
y
= 0,28 :Hệ số tra bảng (41[2]).
Công thức cần xác định r
y,
:
y

từ đó -> b=
y
y
r

=
28,0
38,191

giữa các nhánh cột với nhau.
Trong phạm vi bài đồ án thiết kế ta lựa chọn thép CT3 dùng để chế tạo các
thanh giằng là thép góc .Khi đó
Q=20 . F
n
=20 .4 .3,48=278,4(N)
F
ng
=4 . F
nh
F
nh
=348(mm2)
Từ mô hình kết cấu thép, đối chiêu với các trờng hợp kết cấu mẫu trong
(trang83[3]) ta thấy kết cấu thép tơng ứng với sơ đồ
SV: Lê Văn Công - 24 - Lớp: Cơ giới hoá- K41
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế vận thăng

Khi đó Q
1
=Q/2=2784/2=1392(N)
Trong đó:
Q
1
:lực cắt phân phối cho một mặt phẳng của thanh giằng
2.4.1.2 :tính thanh giằng:
Việc tính toán thanh giằng bao gồm: tính chọnmặt cắt của thanh giằng và
tính liên kết của nó với cột. thanh giằng vừa chịu khi cột chịu uốn vừa chịu lực khi
cột chịu nén .
Khi cột bị uốn sinh ra lực cắt Q trong cột và nội lực trong thanh giằng nên đ-