Tính toán thiết kế cầu trục có 2 xe con, phục vụ công tác đóng tàu

PHAÀN 2: THIEÁT KEÁ KYÕ THUAÄT CHÖÔNG 3: TÍNH TOAÙN CÔ CAÁU NAÂNG 3.1. Caùc thoâng soá ban ñaàu ñeå tính toaùn cô caáu naâng: STT Teân thoâng soá Kí hieäu Trò soá Ñôn vò 1 Söùc naâng Q 25 Tf 2 Chieàu cao naâng H 22 m 3 Vaän toác naâng v 5 m/ph 4 Cheá ñoä laøm vieäc M5 (trung bình) 3.2. Caáu taïo vaø nguyeân lyù hoaït ñoäng: 3.2.1. Caáu taïo: Hình 3.1 Sô ñoà truyeàn ñoäng; 1- Ñoäng cô; 2- Khôùp noái baùnh phanh; 3- Phanh; 4- Hoäp giaûm toác; 5- Khôùp raêng; 6- Tang cuoán caùp; Goái ñôõ truïc Choïn tang cuoán caùp laø loaïi tang keùp, xeû raõnh. Caùp ñöôïc treo treân 4 puli di ñoängvaø 3 puli coá ñònh. 3.2.2. Nguyeân lyù hoaït ñoäng: Ñoäng cô ñieän 1 noái vôùi hoäp giaûm toác 3 thoâng qua khôùp 2 coù gaén baùnh phanh. Hoäp giaûm toác 3 ñöôïc noái vôùi tang 5 thoâng qua khôùp 6. Khi ñoäng cô quay noù seõ truyeàn momen xoaén sang hoäp giaûm toác thoâng qua khôùp noái. Hoäp giaûm toác seõ truyeàn momen xoaén cho tang thoâng qua khôùp raêng vaø tang seõ thöïc hieän coâng vieäc naâng hoaëc haï haøng. 3.3. Tính choïn vaø kieåm nghieäm moùc treo: 3.3.1. Tính choïn moùc treo: Moùc vaø thieát bò treo moùc ñöôïc choïn theo söùc naâng ñònh möùc Qh = 25 (T), cheá ñoä laøm vieäc trung bình ta choïn moùc coù caùc thoâng soá sau : Hình 3.2 Moùc treo haøng D (mm) L d d0 d1 Khoái löôïng 145 525 125 100x12 110 90 (kg) + Nöôùc saûn xuaát : Nga theo tieâu chuaån 6628-63. + Vaät lieäu laøm moùc : theùp 20. + Giôùi haïn chaûy : sch = 250 (N/mm2). 3.3.2. Kieåm nghieäm moùc: – Xaùc ñònh kích thöôùc vaø heä soá hình hoïc cuûa moùc : Taïi tieát dieän 1-2: + Dieän tích tieát ñieän hình thang : (mm2) (3.1) + Vò trí troïng taâm tieát dieän (2-1) [5]: (3.2) Hình 3.3 Tieát dieän 1-2 cuûa mieäng moùc (mm) e2 = h – e1 = 140 – 46,3 = 93,7 (mm) – Baùn kính cong cuûa ñöôøng truïc ñi qua troïng taâm tieát dieän [5]: (3.3) trong ñoù : + a = 145 (mm): Ñöôøng kính mieäng moùc. + e1 = 46,3 (mm): Troïng taâm tieát dieän. (mm) Choïn r = 120 (mm). Taïi tieát dieän 3-4: + Chieàu daøi tieát dieän 3-4: (3.4) + Dieän tích tieát ñieän hình thang : (mm2) + Khoaûng caùch töø troïng taâm tieát dieän ñeán thôù trong cuøng (2-1) [5]: (3.5) (mm) e4 = h’ – e3 = 155 – 51,26 = 103,74 (mm) – Löïc caêng daây caùp treo moãi beân moùc, löïc phaùp tuyeán vaø löïc tieáp tuyeán taïi caùc tieát dieän : + Löïc caêng daây caùp treo moãi beân moùc (3-7) [2]: (3.6) trong ñoù : + Q = 25 (T) : Taûi troïng naâng danh nghóa cuûa moùc. + c = 1,2: Heä soá tính ñeán söï phaân boá löïc khoâng ñeàu giöõa 2 beân cuûa moùc keùp. + g = 15° : Goùc nghieâng cuûa caùp so vôùi phöông thaúng ñöùng. (kgf) – Taïi maët caét 1-2 [2]: + Löïc phaùp tuyeán : (kgf) (3.7) + Löïc tieáp tuyeán [2]: (kgf) (3.8) Hình 3.4 Sô ñoà tính moùc keùp – Taïi maët caét 3-4 : + Löïc phaùp tuyeán Q4 [2]: Q4 = Q1. sin(a + g) (3.9) trong ñoù : + a = 25° : Goùc nghieâng maët caét so vôùi phöông thaúng ñöùng Þ Q4 = 15529,14 .sin40° = 9981,94 (kgf) + Löïc tieáp tuyeán [2]: Q5 = Q1. cos(a + g) (3.10) trong ñoù : a = 25° : Goùc nghieâng maët caét so vôùi phöông thaúng ñöùng Þ Q5 = 62117 .cos40° = 11896,011 (kgf) – Taïi maët caét 5-6 : + Löïc phaùp tuyeán [2]: (3.11) trong ñoù b = 10° : Goùc nghieâng cuûa moùc so vôùi phöông thaúng ñöùng. (kgf) + Löïc tieáp tuyeán [2]: (3.12) trong ñoù b = 10° : Goùc nghieâng cuûa moùc so vôùi phöông thaúng ñöùng. (kgf) – Kieåm tra beàn taïi caùc tieát dieän cuûa moùc : – ÖÙng suaát cho pheùp (1-6) [2]: (3.13) trong ñoù : + sch = 25 (kG/mm2): Giôùi haïn nguy hieåm cuûa vaät lieäu deûo. + [n] = 1,2 : Heä soá an toaøn, laáy theo baûng (2-1) [5].Ž (kG/mm2). Ta coù: k- heä soá hình hoïc hình daïng cuûa tieát dieän; choïn k = 0,1 – Maët caét 1-2 chòu öùng suaát keùo, uoán vaø caét. Taïi tieát dieän 1-2 : + ÖÙng suaát phaùp [2]: (3.14) + ÖÙng suaát tieáp [2]: (kG/mm2) (3.15) + Ñieàu kieän beàn (3-8)[2]: (3.16) (kG/mm2) < [s] = 20,83 (kG/mm2) Tieát dieän 1-2 thoûa ñieàu kieän. – Maët caét 3-4 laø maët caét ñi qua taâm voøng trong moät beân moùc vaø qua ñieåm giöõa cuûa maët döôùi moùc. Maët naøy nghieâng moät goùc so vôùi phöông thaúng ñöùng.Taïi tieát dieän 3-4 : + ÖÙng suaát phaùp [2]: (3.17) (kgf/mm2) + ÖÙng suaát tieáp [2]: (kgf/mm2) (3.18) + Ñieàu kieän beàn (3-9) [2]: (3.19) (kgf/mm2). Tieát dieän 3-4 thoûa ñieàu kieän. – Maët caét 5-6 chæ chòu keùo vôùi löïc keùo tính toaùn baèng taûi troïng naâng danh nghóa Q. Trong thöïc teá khi naâng vaät nheï, ngöôøi ta coù theå chæ treo moät beân moùc vaø ñaây laø tröôøng hôïp nguy hieåm khi tính toaùn maët caét 5-6. Löïc tính toaùn cho tröôøng hôïp naøy laø Q/2, maët caét 5-6 chòu keùo, uoán vaø caét. + Moâmen uoán vaø öùng suaát phaùp lôùn nhaát do moâmen uoán [2]: (kgf.mm) (3.20) (3.21) = 8,64 (kgf/mm2) + ÖÙng suaát phaùp do löïc keùo Q6 treân maët caét 5-6 [2]: (kgf/mm2) (3.22) + ÖÙng suaát tieáp treân maët caét 5-6 do löïc tieáp tuyeán Q7 [2]: (kgf/mm2) + Ñieàu kieän beàn (3-10) [2]: (3.23) (kG/mm2) < [s] = 20,83 (kG/mm2). Vaäy vôùi thoâng soá ñaõ choïn thì thoûa maõn caùc ñieàu kieän beàn cho caùc tieát dieän cuûa moùc trong quaù trình naâng haøng. 3.4. Tính toaùn choïn caùp naâng: 3.4.1. Giôùi thieäu veà caùp theùp: Caùp theùp laø chi tieát raát quan troïng, ñöôïc söû duïng trong haàu heát caùc maùy naâng. Ta choïn söû duïng caùp theùp vì caùp theùp coù moät soá öu ñieåm nhö: – An toaøn trong söû duïng. – Ñoä meàm cao, deã uoán cong. – Laøm vieäc eâm dòu, khoäng gaây oàn. – Troïng löôïng rieâng nhoû, giaù thaønh thaáp. – Ñoä beàn cao, thôøi haïn söû duïng lôùn. Caùp theùp ñöôïc cheá taïo töø nhöõng sôïi theùp cacbon toát (ít löu huyønh, photpho). Caùc sôïi theùp ñöôïc cheá taïo baèng coâng ngheä keùo nguoäi, coù ñöôøng kính töø 0,5 ñeán 3mm, vaø giôùi haïn beàn tính toaùn theo keùo töø 1400 ñeán 2000 N/mm2. Thoâng thöôøng, caùp ñöôïc beän töø caùc sôïi theùp coù giôùi haïn beàn tính toaùn theo keùo 1600 ñeán 1800 N/mm2, vì khi söû duïng caùc sôïi theùp coù ñoä beàn tính toaùn theo keùo nhoû ñeå beän caùp seõ daãn ñeán caùp coù ñöôøng kính lôùn, coøn duøng sôïi theùp coù ñoä beàn lôùn thì caùp seõ coù ñoä cöùng lôùn, laøm giaûm thôøi haïn söû duïng cuûa caùp. Trong tính toaùn vaø söû duïng caùp, ñoä beàn laâu laø moät chæ tieâu quan troïng, do trong quaù trình laøm vieäc, caùp khoâng bò ñöùt ñoät ngoät maø bò moøn nhieàu hay ñöùt töøng sôïi theùp. Ngöôøi ta laáy soá laàn uoán giôùi haïn Z cuûa caùp khi uoán qua puli hoaëc tang moät goùc 1800 cho tôùi khi sôïi theùp ñöùt do moûi laøm chæ tieâu ñeå ñaùnh giaù ñoä beàn laâu cuûa caùp. Coù hai yeáu toá quan troïng nhaát aûnh höôûng ñeán ñoä beàn vaø ñoä beàn laâu cuûa caùp theùp laø löïc caêng caùp lôùn nhaát khi laøm vieäc vaø baùn kính uoán cong caùp. Löïc caêng caùp trong quaù trình laøm vieäc caøng lôùn thì soá laàn uoán giôùi haïn caøng nhoû. Baùn kính uoán cong caùp caøng lôùn thì soá laàn uoán giôùi haïn cuûa caùp caøng lôùn. Ngoaøi ra, coøn coù nhieàu yeáu toá khaùc aûnh höôûng ñeán ñoä beàn moûi cuûa caùp nhö caùch beän, vaät lieäu cheá taïo tang vaø puli, goùc oâm cuûa caùp leân tang hoaêc puli, ñieàu kieän söû duïng vaø baûo quaûn caùp… 3.4.2. Tính choïn caùp naâng: – Sô ñoà maéc caùp: Hình 3.5 Sô ñoà maéc caùp; 1- Tang cuoán caùp; 2- Daây caùp 3- Puly coá ñònh; 4- Moùc treo haøng; 5- Puly di ñoäng – Xaùc ñònh boäi suaát cuûa palaêng: a = (3.24) trong ñoù: – a: Boäi soá palaêng löïc – m: Soá nhaùnh caùp treo vaät – k: Soá nhaùnh caùp cuoán leân tang. Vaäy: a = = 4 – Löïc caêng caùp lôùn nhaát (1.14) [2]: S= (3.25) trong ñoù: – S: Löïc caêng caùp lôùn nhaát ñeå choïn caùp. – Q : Taûi troïng naâng. – : Hieäu suaát cuûa palaêng caùp – : Hieäu suaát cuûa palaêng ñoåi höôùng caùp – r : Soá puly ñoåi höôùng caùp. Trong heä thoáng khoâng coù puly ñoåi höôùng neân (2.3) [1]: = 1 = . = . (3.26) Suy ra: = 0,975 Vaäy: S= = 3205,128 (kgf) – Caùp ñöôïc tính choïn theo ñieàu kieän (2.6) [1]: S S.k (3.27) trong ñoù: – S: Taûi troïng phaù huûy caùp do nhaø cheá taïo xaùc ñònh. – k : Heä soá an toaøn. Theo baûng (2.3) [1] vôùi cheá ñoä laøm vieäc trung bình choïn k = 5,5. S 3205,128 . 5,5 = 17628,204 (kgf) Theo baûng III.3 [1] choïn caùp theùp laø loaïi caùp beän keùp loaïi II K.P caáu taïo 6 .19.(1 + 6 + 6).6 + 1, loõi theo ΓOCK 2688 – 69 coù caùc thoâng soá: – Ñöôøng kính caùp: 18 mm – Khoái löôïng tính toaùn 1000m caùp ñaõ boâi trôn: 1220 kg – = 1800 kgf/mm Hình 3.6 Caùp theùp – Löïc ñöùt tính toaùn: 18550 kgf 3.5. Tính toaùn thieát keá tang: 3.5.1. Xaùc ñònh kích thöôùc cuûa tang: – Ñöôøng kính danh nghóa cuûa tang vaø puly (1.2) [2]: D= D e.d (3.28) trong ñoù: e: Heä soá phuï thuoäc vaøo loaïi maùy, truyeàn ñoäng cuûa cô caáu vaø cheá ñoä laøm vieäc cuûa cô caáu. Theo baûng (2.7) [1] choïn e = 25 D 25 . 18 = 450 (mm) Ñöôøng kính tieáp xuùc cuûa caùp vôùi tang: D= 700 (mm) – Chieàu daøi laøm vieäc cuûa tay keùp ñöôïc tính theo coâng thöùc: L= 2.(L + L) + L3 + 2.Lo (3.29) trong ñoù L = 4t duøng ñeå keïp ñaàu caùp treân tang Theo baûng (2.8) [1] kích thöôùc bieân daïng raõnh tang theo quy chuaån MH 5365 – 44 vôùi ñöôøng kính caùp d=18 mm. Ta coù: – Baùn kính: 10 mm – Chieàu saâu: 5,5 mm – Böôùc caùp: t = 20 mm L2 = Z . t = ( + 1,5).t vôùi 1,5 voøng caùp ñeå giaûm taûi troïng treân ñaàu keïp caùp. Vôùi: – Z: Soá voøng cuoán caùp leân tang. – L3 : Phaàn tang khoâng tieän raõnh ñaûm baûo cho goùc keïp caùp vôùi puly trong palaêng khi moùc treo ôû vò trí cao nhaát. Theo baûng III.18 [1] cuøng vôùi söùc naâng ta choïn loaïi giaù treo moùc loaïi III coù khoaûng caùch giöõa maët trong taâm cuûa caùc puly treân khung treo moùc: b = 306 mm Choïn sô boä L3 = 300 mm Nhö vaäy chieàu daøi tang (1.17) [2]: Lt = 2.( + 5,5).t + L3 + 2.Lo (3.30) Lt = 2.( + 5,5).20 + 300 + 40 Lt = 210,644 (mm) Laáy Lt = 2170 mm – Xaùc ñònh chieàu daøy thaønh tang: Chieàu daøy thaønh tang ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc kinh nghieäm: = 0,02 . D + (610) mm (3.31) = 0,02 . 700 + 8 Hình 3.4 Maët caét raõnh caùp cuûa tang = 22 (mm) Choïn = 22 mm Chieàu daøy thaønh tang ñöôïc kieåm tra theo neùn (2.15) [5]: (kg/mm2) (3.32) trong ñoù: + k : heä soá phuï thuoäc vaøo soá lôùp caùp quaán leân tang; do tang chæ coù moät lôùp caùp neân k = 1. + j : Heä soá giaûm öùng suaát, ta coù j = 0,8 + t : Böôùc cuûa voøng caùp treân tang; t = 20 (mm) + d : Beà daøy thaønh tang (mm); d = 22 (mm) + Smax : Löïc caêng lôùn nhaát cuûa daây caùp; Smax = 3205,128 kgf = 32051,28 N + []: ÖÙng suaát neùn cho pheùp cuûa vaät lieäu laøm tang. = = 5,83 (kgf/mm) = 58,3 (N/ mm) Tang ñöôïc ñuùc baèng gang Cц 15 – 32 laø loaïi vaät lieäu thoâng thöôøng phoå bieán nhaát, coù giôùi haïn beàn neùn laø . Öùng suaát cho pheùp xaùc ñònh theo giôùi haïn beàn neùn vôùi heä soá an toaøn k = 5. [] = Vaäy < [] 3.5.2. Tính toaùn truïc tang: Truïc tang coù taàm quan troïng trong quaù trình laøm vieäc cuûa cô caáu. Noù quyeát ñònh ñeán ñoä laøm vieäc oån ñònh cuûa tang. Vì vaäy vieäc tính toaùn kích thöôùc cuûa truïc tang laø ñieàu caàn thieát. Vì ta söû duïng tang keùp neân vò trí cuûa hôïp löïc caêng daây treân tang seõ khoâng thay ñoåi vaø naèm ôû ñieåm giöõa tang. Trò soá cuûa hôïp löïc naøy : R =2. Smax = 2.3205,128 = 6210,26 (kgf) – Sô ñoà truïc Vieäc xaùc ñònh hai phaûn löïc naøy döïa vaøo tæ leä caùc caùnh tay ñoøn nhö hình veõ treân. RD = (kgf) ÞRC = R – RD = 16447,36 – 7832 = 3167,23 (kgf) – Xaùc ñònh phaûn löïc taïi hai goái A vaø B Laáy moâmen taïi goái B ta coù : åmB = 0 Û RA.2400 = RD.(2000 + 150) + RC.150 Û RA = RA = (kgf) ÞRB = R – RA = 6210,26 – 2924 = 3286,26 (kgf) Moâmen uoán taïi ñieåm D MD = RA.250 = 2924. 250 = 731000 (kgf.mm) Moâmen uoán taïi ñieåm C MC = RB.150 = 3286,26.150 = 492939 (kgf.mm) Vì truïc tang khoâng truyeàn moâmen xoaén, chæ chòu uoán. Ñoàng thôøi truïc quay cuøng vôùi tang khi laøm vieäc, neân noù seõ chòu öùng suaát uoán theo chu kyø ñoái xöùng. Ta choïn vaät lieäu truïc tang laø loaïi theùp 45 toâi caûi thieän coù: – öùng suaát beàn keùo sbk = 650 (N/mm2) = 65 (KG/mm2). – giôùi haïn moûi s-1’=270 (N/mm2) = 27 (KG/mm2) Þ ÖÙng suaát uoán vôùi chu kyø maïch ñoäng xaùc ñònh theo coâng thöùc (1.12) [5]: [s] = (N/mm2) (3.33) trong ñoù : – [n] : Heä soá an toaøn ; theo baûng 1-8 [5] ta coù [n] = 1,6 – k’ : Heä soá tính ñeán möùc taäp trung öùng suaát; theo baûng 1-5 [5] ta coù k’ = 2 Thay caùc thoâng soá treân vaøo ta coù : [s] = (KG/mm2) Theo coâng thöùc 7-3 [4] ta coù ñöôøng kính truïc taïi tieát dieän Dø - tieát dieän nguy hieåm nhaát : d ³ (mm) (3.34) d ³ (mm) Choïn d = 90 (mm) Ñeå an toaøn vaø ñôn giaûn trong coâng vieäc cheá taïo ta choïn ñöôøng kính truïc taïi tieát C baèng ñöôøng kính truïc taïi tieát dieän D Xaùc ñònh ñöôøng kính truïc taïi nhöõng nôi khaùc [4]: d = d’.ks (3.35) trong ñoù ks : Heä soá taäp trung öùng suaát thöïc teá. Ñoái vôùi theùp 45 toâi caûi thieän coù öùng suaát beàn keùo sbk = 650 (N/mm2) ta choïn ks = 1,2 (tra baûng 7-6[4]) Þ d’= (mm) Choïn d’ = 80 (mm). 3.6. Choïn ñoäng cô ñieän: Coâng suaát tónh khi naâng vaät ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc (2.78) [5]: N= (3.36) trong ñoù: : Hieäu suaát cuûa cô caáu; theo (baûng 1.9) [1] laáy = 0.85 N= = 24,5 (kW) Choïn loaïi ñoäng cô:д 806 coù caùc thoâng soá: – Coâng suaát: 28 kW – Soá voøng quay: n= 510 voøng/phuùt – Momen ñaø:40 N/ mm – Khoái löôïng: 540 kg Hình 3.5 Ñoäng cô ñieän L (mm) L1 (mm) B (mm) B1 (mm) B2 (mm) H (mm) l1 (mm) 820 335 330 211 440 524 140 3.7. Tæ soá truyeàn: Soá voøng quay yeâu caàu cuûa tang ñeå ñaûm baûo toác ñoä naâng V: n= = = 9,33 (voøng/phuùt) (3.37) Tæ soá truyeàn cuûa boä truyeàn ñoäng: i = = = 54,66 3.8. Choïn khôùp noái: – Choïn khôùp noái giöõa truïc ñoäng cô vaø hoäp giaûm toác: Momen ñònh möùc treân truïc ñoäng cô: M= 975.= = 535,29 (N.m) (3.38) Momen tính toaùn ñeå choïn khôùp noái (1.65) [1]: M= M.K.K (3.39) M= 535,29 . 1,3 . 1,2 = 835,05 (N.m) K,K: Heä soá möùc ñoä quan troïng cuûa cô caáu vaø cuûa cheá ñoä laøm vieäc cuûa cô caáu. (baûng 1.21 [1]) Theo baûng III.34 choïn khôùp noái truïc choát ñaøn hoài coù baùnh phanh coù caùc thoâng soá: – Ñöôøng kính baùnh phanh: 320mm – Momen ñaø: 4,13 kgf.m Hình 3.6 Khôùp noái truïc choát ñaøn hoài coù baùnh phanh – Momen lôùn nhaát maø khôùp coù theå truyeàn qua: Mmax = 1100 N.m D (mm) D1 (mm) D2 (mm) B (mm) L (mm) 320 190 160 145 112 3.9. Kieåm tra ñoäng cô ñieän: Momen caûn tónh treân truïc ñoäng cô khi khôûi ñoäng tính cho tang cuoán 2 nhaùnh caùp (1.18) [1]: M = (3.40) trong ñoù: – St: löïc trong daây caùp ñi vaøo tang; St = 32051,28 (N) – a: soá nhaùnh caùp keïp leân tang; a = 2. – i: tæ soá truyeàn cuûa boä truyeàn; i = 54,66 Vaäy (N.m) Momen ñaø töông ñöông cuûa nhöõng khoái löôïng quy ñoåi veà truïc ñoäng cô (1.28) [1]: (G.D) = .G.D= (G.D + G.D) (3.41) vôùi: : Heä soá tính tôùi aûnh höôûng cuûa nhöõng khoái löôïng cuûa boä truyeàn Laáy =1,1 (G.D)= 1,1.(40 + 41,3) = 89,43 (N.m) Momen khôûi ñoäng trung bình (1.75) [1]: M= .M (3.42) trong ñoù: : Heä soá momen môû maùy max cuûa ñoäng cô; =2,5. : Heä soá momen môû maùy min cuûa ñoäng cô; =1,1. M= M= .535,29 = 963,52 (N.m) Thôøi gian khôûi ñoäng khi naâng haøng (1.41) [1]: t= + (3.43) = + = 0,23 (s) Gia toác khi khôûi ñoäng: a = (m/s2) (3.44) Löïc caêng caùp khi haï haøng (2.1) [1]: (3.45) Trong ñoù: a laø boäi suaát cuûa pa laêng; a = 4. (N) Momen khi haï haøng (1.19) [1]: M = (3.46) M= = 289,14 (N.m) Thôøi gian khôûi ñoäng khi haï haøng (1.42) [1]: th= + t= + = 0,1 (s) Nhöõng trò soá nhaän ñöôïc tkñ vaø a gaàn thích öùng vôùi chæ daãn cuûa baûng 1.11 vaø 1.15 [1]. Vì khoâng cho tröôùc ñoà thò taûi troïng thöïc cuûa cô caáu naâng, coù theå söû duïng ñoà thò gia taûi trung bình cuûa cô caáu naâng theo söùc naâng hình 1.1a ñöôïc xaây döïng treân cô sôû thí nghieäm thöïc teá cuûa caàn truïc. Töông töï nhö nhöõng tính toaùn treân xaùc ñònh nhöõng moâmen phaùt trieån cuûa ñoäng cô, thôøi gian khôûi ñoäng khi naâng vaø haï haøng trong nhöõng thôøi kyø coâng vieäc khaùc nhau cuûa cô caáu. Theo ñoà thò ñoù, trong thôøi gian chu kyø (naâng vaø haï haøng) cô caáu seõ laøm vieäc Vôùi taûi troïng ñònh möùc Q = 25000 kG - 1 laàn. Vôùi haøng 0,5.Q = 12500 kG – 5 laàn. Vôùi haøng 0,1.Q = 2500 kG – 4 laàn. Treân ñaây laø öùng vôùi tröôøng hôïp taûi troïng ñònh möùc Q = 25000 kG. Caùc keát quaû öùng vôùi caùc tröôøng hôïp 0,5.Q vaø 0,1.Q seõ ñöôïc tính töông töï nhö treân. Ta coù baûng keát quaû sau: Teân chæ soá Kí hieäu Ñôn vò ño Q = 25000 Q = 12500 Q = 2500 Löïc caêng caùp khi naâng St kgf 3205,128 1602,564 320,13 Moâmen khi naâng haøng Mt kgf.m 42,89 24,145 4,82 Thôøi gian khôûi ñoäng khi naâng tkñ s 0,23 0,17 0,134 Löïc caêng caùp khi haï Sch kgf 2656,25 1328,13 265,63 Moâmen khi haï haøng Mch kgf.m 28,914 14,46 2,9 Thôøi gian khôûi ñoäng khi haï th s 0,4 0,44 0,478 Coi chieàu cao trung bình naâng vaø haï haøng baèng 0,5 ¸ 0,8 cuûa chieàu cao ñònh möùc H = 22 m, laáy : Htb = 0,6.H = 0,6.22 = 13,2 (m) Khi ñoù thôøi gian chuyeån ñoäng oån ñònh laø (2.21) [1]: (s) (3.47) Toång thôøi gian khôûi ñoäng naâng vaø haï haøng trong chu kyø laøm vieäc cuûa cô caáu laø : åtm =0,23 + 5.0,17 + 4.0,134 + 0,1 + 5.0,11 + 4.0,123 = 2,758 (s) Toång thôøi gian môû ñoäng cô trong moät chu kyø : åt = 2.(1 + 5 + 4).to + tm, = 2.10. 158,4 + 2,758 = 3170,758 (s) Moâmen bình phöông trung bình (2.22) [1]: (3.48) Mtb = 10,21 (kgf.m) Coâng suaát trung bình bình phöông cuûa ñoäng cô : (kW) < Nñc (3.49) Keát quaû pheùp tính kieåm tra veà nhieät cho thaáy raèng, ñoäng cô ñöôïc choïn laø hoaøn toaøn thoaû maõn yeâu caàu trong khi laøm vieäc. 3.10. Choïn hoäp giaûm toác: Vôùi: – Tæ soá truyeàn: i = 54,66 – Coâng suaát ñoäng cô: 28 kW – Soá voøng quay cuûa ñoäng cô: 510 voøng/ phuùt – Cheá ñoä laøm vieäc: trung bình Ta choïn loaïi ñoäng cô л2- 650 coù caùc thoâng soá: – Tæ soá truyeàn: i = 50,94 – Coâng suaát: 34,3 kW – Toác ñoä truïc quay nhanh: 600 voøng/phuùt 3.11. Tính toaùn choïn phanh: Phanh laø moät boä phaän quan troïng cuûa maùy truïc, moïi hoaït ñoäng bình thöôøng cuûa maùy cuõng nhö an toaøn trong cô caáu naâng, haï ñeàu phuï thuoäc vaøo khaû naêng laøm vieäc cuûa phanh. Moâmen caàn thieát cuûa phanh (2.38) [1]: Mph = Mc . kph (3.50) trong ñoù : + kph : Heä soá an toaøn khi phanh khi laøm vieäc ôû cheá ñoä trung bình. Theo baûng 2.9 [1] ta choïn: kph = 1,75 + Mc : Moâmen caûn tónh treân truïc phanh khi haõm (moâmen phanh) (1.18) [1]: Mc = (kgf.m) (3.51) vôùi : + St : Löïc caêng trong daây caùp; S = 3205,128 (KG) + a : Soá nhaùnh caùp keïp vaøo tang; a = 2 + D : Ñöôøng kính tang; D = 700 (mm) = 0,7(m) + h : Hieäu suaát töø truïc tang ñeán phanh. Tra baûng1.9 [1]; h = 0,85 + i :Tæ soá truyeàn chung; i = 50,94 Moâmen caûn tónh treân truïc phanh khi haõm (moâmen phanh): Mc = = (kG.m) Moâmen caàn thieát cuûa phanh: Mph = Mc . kph = 37,44 . 1,75 = 65,5 (kG.m) Khi choïn phanh, ta neân choïn phanh coù kích thöôùc nhoû, goïn, laøm vieäc toát vaø ñöôïc söû duïng roäng raõi. Theo baûng III.29.2 ta choïn phanh coù caùc thoâng soá: – Loaïi phanh: TT320 – Ñöôøng kính baùnh phanh: 320 mm – Momen phanh lôùn nhaát: 800 kG.m – Chieàu roäng baùnh phanh: 105 mm – Khoái löôïng: 89 kg Thôøi gian phanh khi haï haøng (1.43)[1]: th= + (3.52) th= + = 0,44 (s) Theo baûng 1.11 [1] ñoái vôùi cheá ñoä laøm vieäc trung bình laáy ñoaïn ñöôøng phanh cô caáu naâng haøng S = 0,14 m, vaø theo coâng thöùc 1.43 [1] thôøi gian phanh coi toác ñoä naâng haøng vaø haï haøng laø baèng nhau: (s) Giaûm toác khi phanh: (m/s) Nhö vaäy gaàn töông öùng vôùi giaù trò cho trong baûng 1.11 vaø 1.15 3.12. Caùc boä phaän khaùc cuûa cô caáu naâng: 3.12.1. Tính choïn puly caùp: Cuïm puly caùp cuûa caàu truïc goàm coù: + 3 puly coá ñònh caân baèng caùp + 4 puly di ñoäng ôû giaù treo moùc Hình 3.7 Puly caùp Vì cheá ñoä laøm vieäc cô caáu naâng cuûa caàn truïc laø trung bình neân ta choïn vaät lieäu laøm puly caùp ñöôïc ñuùc baèng gang xaùm ñeå taêng ñoä beàn laâu cuûa caùp. – Baùn kính raõnh puly [2]: r = (0,53 ¸ 0,6). dc (3.53) trong ñoù : dc = 18 (mm) : Ñöôøng kính caùp. Þ r = (0,53 ¸ 0,6).18 Þ r = (9,54 ¸ 10,8) (mm) Choïn r = 10 (mm). – Goùc nghieâng cuûa 2 thaønh beân raõnh puly : 2a = 40° ¸ 60o Choïn 2a = 45°. – Chieàu saâu raõnh puly [2]: h = (2 ¸ 2,5). dc trong ñoù : dc = 18 (mm) : Ñöôøng kính caùp. Þ h = (36 ¸ 45) (mm) Choïn h = 40 (mm). – Ñöôøng kính puly : Ta choïn taát caû puly cuûa caàn truïc coù cuøng ñöôøng kính ñeå thuaän lôïi veà cheá taïo, gia coâng vaø söûa chöõa giaûm ñöôïc chi phí cheá taïo mang tính coâng ngheä cao. Döïa theo ñieàu kieän (1-2) [2] ñeå ñaûm baûo ñoä beàn laâu cuûa caùp : DP ³ (e –1 ). dc (3.54) trong ñoù : + dc = 18 (mm) : Ñöôøng kính caùp. + e = 25 : Heä soá ñöôïc tra theo baûng (1-2) [2] tuyø theo loaïi maùy vaø cheá ñoä laøm vieäc. Þ DP ³ (25 –1 ) ´ 18 DP ³ 432 (mm) Choïn DP = 450 (mm). – Goùc leäch cho pheùp cuûa caùp (1-6) [2]: (3.55) trong ñoù : + D = 450 (mm): Ñöôøng kính puly. + h = 40 (mm): Chieàu saâu raõnh puly. + g = 6°: Goùc leäch cho pheùp cuûa caùp. + a = 22,5°: Goùc nghieâng cuûa 2 thaønh beân raõnh puly. Þ tg6° = 0,1 Vaäy thoûa maõn ñieàu kieän. – Choïn oå truïc puly : Ta choïn oå bi ñôõ loøng caàu 2 daõy vì noù coù hieäu suaát cao vaø deã baûo döôõng, coù ñoä tin caäy cao ñöôïc boâi trôn baèng môõ. Theo tieâu chuaån GOCTˆ5720-51 baûng (15P) [8]: + Kí hieäu : 1618. + Heä soá khaû naêng laøm vieäc: C = 145000 + Baûng thoâng soá kó thuaät cuûa oå: (mm) d D B r d2 D2 Ñöôøng kính bi 90 190 64 4 115 159 28,58 3.12.2. Ñaàu keïp caùp leân tang: Phöông phaùp coá ñònh ñaàu caùp treân tang thoâng duïng nhaát laø duøng taán ñeäm beân ngoaøi eùp caùp leân beà maët tang baèng buloâng. Taám ñeäm vôùi raõnh hình thang laø toát nhaát vaø thoâng duïng nhaát. Vì ñöôøng kính caùp d =18 mm neân ta choïn moät taám keïp coù hai buloâng ñeå coá ñònh ñaàu caùp. Hình 3.11 Keïp caùp vaøo tang – Löïc caêng daây caùp taïi choã keïp caùp (2.19) [1]: trong ñoù: + Smax: löïc caêng caùp lôùn nhaát Smax = 30251,28 (N). + f: heä soá ma saùt giöõa daây caùp vaø tang (m = 0,1 ÷ 0,16).ta choïn m= 0,14 + e: heä soá phuï thuoäc vaøo loaïi maùy, truyeàn ñoäng cuûa cô caáu vaø cheá ñoä laøm vieäc cuûa cô caáu; tra baûng (2.7)[1] e = 25 + a: goùc oâm tang baèng nhöõng voøng caùp döï tröõ a = 3p44p. – Löïc keùo moät buloâng theo coâng thöùc (2.20) [1]: trong ñoù: + a1: goùc oâm tang baêng vong caùp keïp; a1=2л (rad) + m1: heä soá ma saùt quy ñoåi giöõa daây caùp vaø taám keïp coù tieát dieän raõnh hình thang. Vôùi b :goùc nghieâng maët beân cuûa raõnh (b=40°) (N) – Löïc uoán bu loâng (2.21) [1]: (3.56) T = 0,218. 35,76 = 7,8 (N) – ÖÙng suaát toång ôû moãi buloâng (2.22) [1]: (3.57) trong ñoù: + k: heä soá an toaøn keïp caùp; + lo: khoaûng caùch töø ñaàu buloâng ñeán tang; laáy lo = 30 mm + d1: ñöôøng kính chaân ren cuûa buloâng; d1= 18 mm + : öùng suaát cho pheùp theo ñöùt cuûa vaät lieäu laøm buloâng. Choïn vaät lieäu laøm buloâng laø theùp CT3 coù öùng suaát cho pheùp = 75 – 85 N/mm2. = 1,43 (N/mm2) Vaäy bu loâng keïp caùp laøm vieäc an toaøn. 3.12.3. Tính choïn oå laên : – Heä soá khaû naêng laøm vieäc cuûa oå (8.1)[4]: C=Qtñ(n.h)0,3 (3.58) trong ñoù : + h : thôøi gian phuïc vuï cuûa oå (giôø); vôùi thôøi gian phuïc vuï cuûa oå laø 5 naêm laøm vieäc ôû cheá ñoä trung bình ta coù toång soá giôø laøm vieäc T = 14460(giôø) Þ soá giôø laøm vieäc thöïc teá cuûa oå : h = T.25% = 3620 (giôø) + n : soá voøng quay cuûa oå (v/ph); n = ntang = 9,33 (v/ph) + Qtd : taûi troïng töông ñöông taùc duïng leân oå (daN) Taûi troïng tónh taùc duïng leân oå laø [4]: (3.59) trong ñoù: Qti=Kv.Kn.Kt.Ri (3.60) vôùi : + Kt : Heä soá taûi troïng ñoäng; baûng 8-3 TKCTM coù Kt=1,2 + Kv : Heä soá xeùt ñeán voøng naøo cuûa oå laø voøng quay; baûng 8-5 TKCTM coù Kv=1 + Kn : Heä soá nhieät ñoä; baûng 8-4 TKCTM coù Kn=1 + Ri : Phaûn löïc taïi goái ñôõ (N); ôû ñaây ta xeùt taïi goái B vì RB > RA R1 = 3286,26 (kgf) = 32862,6 (N) Þ Qt1 =1.1.1,2.32862,6 =39435,12 (N) Taûi troïng naøy töông öùng vôùi tröôøng hôïp cô caáu laøm vieäc vôùi: Q1 = Q = 25000 (KG) Hoaøn toaøn töông töï cho caùc tröôøng hôïp : Q2 = 0,5. Q , Q3 = 0,1. Q Q2 = 0,5. Q Þ Qt2 =1.1,2.1.16431,3 = 19717,56 (N) Q3 = 0,1. Q Þ Qt3 = 1.1,2.1.3286,26 = 3943,512(N) + a1 = 0,1 = a3 a2 = 0,5 a3 = 0,3; Caùc tang quay ñeàu vôùi caùc söùc naâng khaùc nhau: Qtñ = 22301,93 (N) C=71622,6.(9,33.3620)0,3 = 500475,6 (N) = 50047,56 (daN) Theo tieâu chuaån GOCT 5270 – 51 choïn loaïi oå loøng caàu 2 daõy coù caùc thoâng soá: C = 164000 D= 180 mm B= 60 mm B= 60 mm d= 85 mm Khoái löôïng m= 7,2 Kg