MỤC LỤC

MỤC LỤC.......................................................................1

LỜI NÓI ĐẦU………………………………………………………………………..4

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TÁC THI CÔNG NỀN MÓNG

CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ GIÁ BÚA DJ-2 VÀ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MỘT SỐ CƠ CẤU

2.1.Giới thiệu chung ……………………………………………………………...11

2.2 Phương án thiết kế một số cơ cấu……………………………………………...12

2.2.1. Các phương án thiết kế hệ thống dẫn động xe con vi chỉnh………………..12

2.2.2. Các phương án thiết kế cơ cấu di chuyển giá búa……………………….…14

CHƯƠNG III : TÍNH TÓAN THIẾT KẾ BỘ MÁY NÂNG HẠ BÚA VÀ CỌC

3.1.Tính toán thiết kế bộ máy nâng hạ búa……………………………………….19

3.1.1.Chọn loại cáp…………………………………………………………...19

3.1.2.Sơ đồ mắc cáp………………………………………………………......20

3.1.3.Tính chọn kích thước dây cáp…………………………………….……23

3.1.4.Tính kích thước cơ bản của tang và ròng rọc………………………......23

3.1.5.Chọn động cơ điện…………………………………………………......26

3.1.6.Tỉ số truyền chung………………………………………………….…..27

3.1.7.Tính chọn phanh và khớp nối……………………………………….….28

3.1.8.Kiểm tra động cơ điện về nhiệt…………………………………….…..29

3.1.9.Bộ truyền……………………………………………………….............37

3.1.10.Các bộ phận khác của cơ cấu………………………………………....38

3.2.Tính toán thiết kế bộ máy nâng hạ cọc………………………………………..61

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ XE CON VI CHỈNH VÀ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XE CON

4.1.Tính phản lực tác dụng lên bánh xe và tính chọn kích thước bánh….63

4.2.Tính chọn xi lanh di chuyển…………………..……………………………...64

4.3.Tính chọn ổ đỡ trục bánh xe………………………………………………......67

CHƯƠNG V : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU DI CHUYỂN GIÁ BÚA

5.1.Sơ đồ dẫn động cơ cấu di chuyển giá búa……………………….…………..68

5.2.Xác đinh lực nén bánh và lực cản di chuyển…….... ……………………..…69

5.2.1.Xác định lực nén lên bánh xe di chuyển giá búa……………..………..69

5.2.2.Xác định lực cản di chuyển…………………………………………….69

5.3.Tính chọn động cơ,hộp giảm tốc,khớp nối………………………………….70

5.3.1.Tính công suất động cơ,chọn sơ bộ động cơ…...………………………70

5.4.Tính tóan thiết kế cụm bánh xe di chuyển giá búa……...……………….….71

5.4.1.Tính tóan bánh xe di chuyển….………………………………………..71

5.4.2.Tốc độ thực tế của giá búa......................................................................72

5.4.3.Tính tóan thiết kế đoạn trục bánh xe.......................................................72

5.4.4.Tính chọn ổ đỡ trục bánh xe...................................................................77

5.5.Kiểm tra động cơ...........................................................................................77

5.5.1.Kiểm tra theo điều kiện bám...................................................................77

5.6.Tính phanh……………………………………………………...………….81

5.6.1.Tính chọn phanh………………………………………………………..81

TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………..………………………………...85

LỜI NÓI ĐẦU

Với mục tiêu đề ra của đảng và nhà nước ta là đến năm 2030 đưa nước ta trở thành một nước công nghiệp. Do vậy vấn đề ra đó là phải xây dựng cơ sở hạ tầng sao cho phù hợp với tình hình phát triển chung của đất nước. Nên trong những năm vừa qua cùng với sự phát triển của các công trình xây dựng giao thông và các công trình xây dựng dân dụng. Thì trang thiết bị máy móc cũng được nhập vào nước ta với một số lượng lớn. Nhưng chỉ với một số ít là ở dạng mới còn đa số là dưới dạng máy cũ đã qua sử dụng hoặc đã lỗi thời, nên chất lượng của chúng trong khai thác chưa cao trong khi đó giá thành của các loại máy này lại quá đắt so với chất lượng của chúng mà có nhiều loại máy có khả năng chế tạo trong nước với chất lượng không thua kém máy móc nhập ngoại nhưng giá thành rẻ hơn. Như: Giá búa Diezel, Máy ép bấc thấm, Máy khoan cọc nhồi, cổng trục, trạm trộn bê tông nhựa nóng, trạm trộn bê tông xi măng,...Nhưng trong số đó các loại máy phục trong xây dựng nhà dân dụng và công trình cầu, cảng là còn ít. Chính vì vậy đề tài của em có tên: ⁽⁽Tính toán thiết kế giá búa đóng cọc chuyên dùng theo mẫu máy DJ2 - Trung Quốc treo quả búa D35⁾⁾.

Trong quá trình thực hiện đề tài này,em xin cám ơn: T.S ..………… và các thày, cô giáo trong bộ môn đã hướng dẫn tận tình giúp em hoàn thành đề tài tôt nghiệp của mình.

Đến nay đề tài đã hoàn thành song vì thời gian và trình độ còn có những hạn chế nên không thể tránh khỏi những sai sót rất mong các Thầy cô trong bộ môn và các bạn góp ý để đề tài được hoàn thiện hơn.   

                                                                                                       Hà nội, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                                    Sinh viên thực hiện

                                                                                                 ………………

CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TÁC THI CÔNG NỀN MÓNG

Ngoài phương pháp gia cố nền bằng móng cọc ra người ta còn dùng nhiều phương pháp khác như:

- Để gia cố nền có các loại đất to hạt có nhiều lỗ rỗng và vết nứt, người ta dùng biện pháp xi măng hoá, đây là biện pháp hiệu quả và được sử dụng rộng rãi.

- Để gia cố, xử lý nền mà bên dưới có các túi nước, túi bùn ngầm người ta dùng phương pháp ép bấc thấm.

Công tác gia cố nền móng hiện nay có rất nhiều phương pháp khác nhau, mỗi phương pháp có tính ưu việt riêng và phù hợp với từng yêu cầu công trình khác nhau. Các phương pháp hiện nay hay được sử dụng là:

* Phương pháp khoan cọc nhồi:

Cọc nhồi được chế tạo bằng cách rót trực tiếp vậy liệu (bê tông, bê tông cốt thép, cát) vào những lỗ cọc làm sẳn trong lòng đất ngay tại mặt bằng thi công công trình. 

Theo phương pháp tạo lỗ cọc khoan nhồi, thi công cọc nhồi được chia thành hai loại cơ bản sau:

+ Tạo lỗ cọc bằng cách đóng ống kim loại, đầu dưới bịt đế cọc vào lòng đất, sau đó rót vật liệu tạo cọc vào lòng ống. ống kim loại có thể để nguyên với vai trò là thành ống hoặc rút khỏi lòng đất trong quá trình rót vật liệu bằng thiết bị chuyên dùng, còn đế cọc nằm lại trong lòng đất.

+ Tạo lỗ cọc bằng phương pháp khoan chuyên dùng. Các thiết bị khoan rất đa dạng, như tạo lỗ bằng phương pháp cơ học, phương pháp vật lý, hay là theo cách đưa đất từ lỗ khoan lên theo dạng liên tục hay chu kỳ,…

* Phương pháp ép cọc tĩnh:

Đây là phương pháp cơ học dùng lực ép ép cọc xuống lòng đất, phương pháp này chỉ đóng được các loại cọc có chiều dài ngắn hoặc đối với cọc dài, lớn thì phải dùng máy có công suất lớn .

* Ép cọc tĩnh có các đặc điểm sau:

+ Ưu điểm:

-  Không gây chấn động đến các công trình xung quanh, không tạo ra tiếng ồn. Do ưu điểm này mà phương pháp ép tĩnh được sử dụng nhiều trong các công trình trong khu dân cư, trong các thành phố, thi trấn, nơi đông người.

-  Giá thành rẻ.

+ Nhưng nó cũng có nhược điểm là: Chỉ đóng được các loại cọc nhỏ có khẩu độ không dài lắm, hoặc nếu ép cọc lớn thì chi phí mua máy ban đầu rất lớn mà khối lượng thi công ít do ở nước ta chưa có nhiều công trình lớn, nên hiệu quả kinh tế khi sử dụng loại máy này thấp...

* Phương pháp dùng lực rung động - Búa rung

Quả búa rung được sử dụng phổ biến trong thi công đóng cọc, đặc biệt chúng làm việc rất hiệu quả trên nền đất cát tơi, xốp, ở những địa hình chật hẹp, chen cấy, nhất là khi đóng cọc gia cố nền. Khi làm việc, quả búa liên tục truyền len cọc dao động có tần số, biên độ và hướng nhất định, làm giảm đáng kể lực ma sát giữa đất và cọc. Nhược điểm của phương pháp này so với  phương pháp dùng quả búa Diezel là có kết cấu lớn, làm việc ồn hơn, máy kém ổn định hơn,…

* Phương pháp ép cọc bấc thấm

Bấc thấm là các băng có lõi bằng prôliprôpilen có tiết diện hình răng bánh xe, bên ngoài được bọc áo lọc.

Bấc thấm là một phương pháp nhân tạo, nhằm cải tạo nền đất bằng thiết bị tiêu nước thẳng đứng để xử lý đât yếu được dùng để thay thế cọc cát làm phương tiện dẫn nước cố kết từ dưới nền đất yếu lên tầng đệm cát phía trên và thoát ra ngoài, nhờ đó tăng tốc độ lún của nền đất trên đất yếu, tăng tốc độ cố kết của bản thân.

CHƯƠNG II. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ GIÁ BÚA DJ-2 VÀ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MỘT SỐ CƠ CẤU

2.1. Giới thiệu chung.

Giá búa DJ-2 do Trung Quốc sản xuất,là loại giá búa chuyên dùng trên ray được chế tạo hàng loạt và được sử dụng rộng rãi.khác với các loại giá búa đơn giản,DJ-2 có cơ cấu cẩu cọc hai dây,tời và sợi cáp của hai múp cẩu cọc như nhau.Chúng có khả năng tiến lùi tháp,quay toàn vòng,đóng cọc theo hai chiều xiên âm và xiên dương. Chúng có thể di chuyển dọc theo đường ray với khổ rộng là 4,4m.Ngoài ra giá búa còn được trang bị hai thang máy chạy dọc hai bên tháp(cột dẫn búa).Thanh chống xiên và cơ cấu vít me để chuyển động nghiêng ngửa giống như giá búa JG-35.

2.2. Phương án thiết kế một số cơ cấu

2.2.1.Các phương án thiết kế hệ thống dẫn động xe con vi chỉnh

* Phương án 1: Dùng động cơ điện dẫn động trục bánh xe (hình vẽ)

+ Nhược điểm:

-Khó bố trí do vị trí của xe con vi chỉnh.

-Khó điều khiển được tốc độ trong khi xe con vi chỉnh lại di chuyển rất chậm.

- Kết cấu phức tạp vì phải lắp đặt trục truyền động, khớp nối, đòi hỏi độ đồng trục cao.

+ Ưu điểm:

- Giá thành rẻ hơn lắp xilanh thủy lực.

* Phương án 2: Dùng một xilanh thủy lực dẫn động xe con nhờ nối với trục ngang xe

+ Ưu điểm:

- Dễ điều chỉnh tốc độ,phù hợp với mục đích vi chỉnh giá búa của xe con.

- Dễ bố trí,phù hợp với kết cấu giá búa.

+ Nhược điểm:

- Giá thành cao,tốn công lắp đặt.

Phân tích hai phương án ta thấy phương án 2 là khả thi hơn cả,do đó ta chọn phương án 2 làm phương án thiết kế.

2.2.2.Các phương án thiết kế cơ cấu di chuyển giá búa

* Phương án 1: Dùng loại dẫn động cơ cấu di chuyển dạng độc lập.4 động cơ cho 4 bánh xe chủ động Để đảm bảo cho 4 bánh xe chủ động cùng đồng thời làm việc người ta chọn các động cơ cho nó với cùng một loại động cơ, cùng chất lượng, tính năng và tốc độ quay như nhau, đồng thời đấu chung một nguồn điện (hình vẽ)

+ Ưu điểm: Khi sử dụng sơ đồ dẫn động này khi di chuyển giá búa khả năng gây ra lực quán tính theo phương ngang nhỏ, khi di chuyển đảm bảo tính ổn định cao. Khi khởi động và phanh hãm giá búa dễ dàng

+ Nhược điểm : tốn công lắp đặt cho cả 4 bánh xe chủ động

* Phương án 2: tương tự như phương án 1 nhưng bố trí 2 động cơ dẫn động cho 2 bánh xe chủ động(hình vẽ).

+ Ưu điểm : là có khả năng di chuyển theo đường cong theo yêu cầu sử dụng. Khi khởi động di chuyển dễ dàng, khả năng thắng lực cản tĩnh lớn khi phanh hãm lực quán tính di chuyển được dập tắt nhanh chóng nhưng dễ xảy ra hiện tượng trượt trơn.

+ Nhược điểm: không thích hợp khi di chuyển trên đường ray thẳng,tính ổng định không cao

* Phương án 3: tương tự như phương án 1 nhưng bố trí 2 động cơ dẫn động cho 2 bánh xe chủ động(hình vẽ) 

+ Ưu điểm: là lực kéo và lực đẩy khi di chuyển được phân bố đều ở 2 bên chân di chuyển. Khi khởi động dễ dàng, khả nẳng thắng lực cán tĩnh lớn. Do đó mômen mở máy không yêu cầu cao, động cơ không yêu cầu công suất lớn so với cổng cùng loại. Khi phanh lực quán tính di chuyển được dập tắt nhanh, khả năng xảy ra trượt trơn ít.

+Nhược điểm : là khả năng gây ra lực quán tính theo phương ngang lớn, khi di chuyển dễ gây mất ổn định theo phương ngang làm ảnh hưởng đến kết cấu di chuyển đòi hỏi đường di chuyển phải thẳng và phẳng cao.

CHƯƠNG III.  TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ BỘ NÂNG HẠ BÚA VÀ CỌC

  3.1.Tính toán thiết kế bộ nâng hạ búa

* Các thông số cơ bản :

- Tải nâng búa     :        Q = Q­₀ = 8 tấn =8.10⁴ ­ (N) =8000 daN

- Chiều cao nâng :        H= H_cột - h_antoàn =25,5  - 1 = 24,5 (m)

- Vận tốc nâng  :          V_nâng­ = 8 (m/p)

- Chế độ làm việc :      trung bình

- Tra trong TLTK [3] ta chọn được cơ cấu mang có trọng lượng là : Q_m=295 (N)

* Sơ đồ làm việc:

3.1.1. Chọn loại cáp

Thông thường thì ở các giá búa đóng cọc để kéo búa và cọc người ta dùng cáp cho cơ cấu nâng hạ ,do đó ở đây ta chọn cáp cho cơ cấu.

 Trong các loại cáp thì kiểu cáp có kết cấu PK-P theo GOCT 2688-55 là dạng dây có tiếp xúc đường giữa các sợi thép ở các lớp kề nhau , có tuổi thọ cao và được sử dụng rộng rãi, vật liệu chế tạo các sợi thép có giới hạn bền   s_b= 1200¸2100 N/mm²

3.1.2. Sơ đồ mắc cáp

Theo thiết kế tổng thể ta có sơ đồ mắc cáp như hình vẽ ,trong đó bội suất palăng bằng a = 4.

Ta xét các trường hợp làm việc bất lợi của cơ cấu:

+ Trường hợp cơ cấu kéo búa khi cột dẫn thẳng đứng.

+ Trường hợp cơ cấu kéo búa khi cột dẫn nghiêng dương 18,5⁰

+ Trường hợp cơ cấu kéo búa khi cột dẫn nghiêng âm 5⁰

a/ Xét trường hợp  cơ cấu kéo búa khi cột dẫn thẳng đứng.

Do búa trượt trơn trên thanh trượt nên lực cản ma sát là nhỏ vậy ta có thể bỏ qua, như vậy lực tác dụng lên dây cáp kéo chỉ do trọng lượng của búa  Q_b và cụm móc câu Q_m. Do đó:

Q^a= Q_b=8.10⁴ (N)

b/ Xét trường hợp  cơ cấu kéo búa khi cột dẫn nghiêng dương 18,5⁰.

Khi búa được kéo lên nó sẽ tỳ lên thanh trượt do đó sẽ sinh ra lực cản ma sát ngược chiều với chiều chuyển động

Trong đó thành phần Q₂ sẽ tạo ra áp lực lên thanh trựơt và gây ra lực cản ma sát F_ms :

F_ms=r.Q₂

r: hệ số ma sát, lấy r = 0,15

F_ms= 0,15. Q_b.sin18⁰5

Vậy lực cáp kéo là:

Q^b = Q₁ + F_ms= Q_b(cos18⁰5 + r.sin18⁰5)

Q^b= 8.10⁴(cos18⁰5 + 0,15.sin18⁰5) = 79770  (N)

3.1.3. Tính chọn kích thước dây cáp

Kích thước cáp được xác định theo công thức(2-10) TLTK [1] :

S_đ = n.S_max

=> S_đ = 5,5. 21738 = 119559    (N)

Với loại dây cáp như ta đã chọn sơ bộ ở trên, giới hạn bền của cáp là s_b = 1600 N/mm², chọn đường kính cáp theo TLTK [3] ta được :

d_c= 16   (mm) có lực kéo đứt là S_đ = 13800 (N)

3.1.5. Chọn động cơ điện

Động cơ điện chọn cho cơ cấu nâng phải thoả mãn hai yêu cầu:

1. Khi làm việc với chế độ ngắt đoạn lặp đi lặp lại và với thời gian dài, với cường độ cho trước, động cơ không được nóng quá giới hạn cho phép, để không làm hỏng vật liệu cách điện trong động cơ.

2. Công suất động cơ điện phải đủ để đảm bảo mở máy với gia tốc cho trước, song công suất động cơ cũng không được chọn quá lớn, sẽ gây gia tốc lớn ảnh hưởng không tốt đến hoạt động trong bộ máy.

- Ta có thể dùng các loại động cơ điện xoay chiều và động cơ điện một chiều cho cơ cấu nâng.

+ Động cơ điện một chiều có ưu điểm cơ bản là có khả năng điều chỉnh vận tốc trong phạm vi rộng, dễ tạo đường đặc  tính cơ học phù hợp với yêu cầu làm việc của cơ cấu nâng, có khả năng quá tải cao, nhưng đòi hỏi phải có nguồn điện một chiều, thường là phải thông qua các bộ phận chỉnh lưu đắt tiền. Vì mạng điện công nghiệp là điện xoay chiều ba pha vì nó có rất nhiều ưu điểm trong sử dụng.

+ Động cơ điện xoay chiều ba pha so với động cơ điện một chiều thì kích thước và trọng lượng nhỏ hơn, cấu tạo đơn giản hơn, làm việc bảo đảm hơn và có hiệu suất cao hơn.

Tương ứng với chế độ làm việc trung bình sơ bộ ta chọn động cơ đIện rôto 3 pha MT-41-8, có các đặc tính sau:

- Công suất danh nghĩa :       N_đc= 11  (Kw)

- Số vòng quay danh nghĩa:  n_đc= 715  (v/p)

- Mômen vô lăng :                (G_iD_i²)_rôto= 18,6 (Nm²)

- Khối lượng động cơ:           m = 300  (kg)

3.1.7.Tính chọn phanh và khớp nối.

3.1.7.1.Phanh.

Với momen phanh như vậy ta chọn loạI phan có kích thước nhỏ gọn, làm việc tốt và hiện nay được sử dụng rộng rãI là phanh má kiểu TKT theo kết cấu của BHNNPMAY có nam châm điện hành trình ngắn. Ký hiệu TKT có các thông số cơ bản sau :

- Mômen phanh                                        : 240  (Nm)

- áp suất trên các má                                 : 1,8  (kg/cm²)

- Nam châm đIện loạI MO­_200 ,mômen :  40 (Nm)

- Hành trình của cán                                  :  2,5 ¸ 3,8  (mm)

- Khoảng dời của má                                 : 0,5 ¸ 0,8   (mm)

- Đường kính bánh phanh                          : D = 300  (mm)

3.1.7.2.Khớp nối:

Khớp nối trục động cơ với hộp giảm tốc ta sử dụng loạI khớp vòng đàn hồi, đây là loạI khớp nối di động có thể lắp và làm việc khi hai trục không đồng trục tuyệt đối, ngoàI ra loạI khớp này còn giảm được chấn động và va đập khi mở máy và khi phanh đột ngột . Phía nửa khớp bên hộp giảm tốc kết hợp làm bánh phanh, căn cứ vào đường kính bánh phanh  D = 300 (mm) chọn khớp nối có các thông số sau :

- Mômen lớn nhất khớp có thể truyền là : M_max= 1100 (Nm)

- Mômen vô lăng của khớp là :                  (G_iD_i²)_khớp = 20,55 (Nm²)

- Trọng lượng của khớp là :                        m = 49,9  (kg)

Các thông số cần xác định trong trường hợp: Q₂ = 0,75Q^c là:

a/ Trọng lượng vật nâng cùng bộ phận mang.

Q₀ = Q₂ + Q_m = 0,75Q + Q_m =  ?(N)

* Mô men trên trục động cơ khi hạ vật.

M_h = 127 (N_m)

* Trường hợp: Q₃ = 0,3Q

+ Trọng lượng vật nâng cùng bộ phận mang: Q₀ = 0,3Q + Q_m = 29100N

- Khi hạ vật: S_h = 7201,5 N

* Mô men trên trục động cơ.

- Hiệu suất của toàn bộ cơ cấu nâng: h = 0,75

- Hiệu suất của pa lăng h₀ = 0,99

Ta thấy rằng động cơ được chọn MT51-8 ứng với CĐ 25% có công suất danh nghĩa N_dn = 22kW > N_tb = 19kW.

Do đó động cơ MT51-8 thoả mãn yêu cầu trong khi làm việc.

3.1.9.Bộ truyền:

Ta chọn bộ truyền cho cơ cấu dạng hộp giảm tốc hai cấp bánh răng trụ, căn cứ vào yêu cầu về công suất truyền với CĐ%= 25%, số vòng quay trục vào, tỷ số truyền ta chọn loại hộp giảm tốc co ký hiệu: BK-800-III có các thông số sau:

+ Trục vào có số vòng quay :         800   (v/p)

+ Công suất                          :        24,4  (Kw)

+ Tỷ số truyền                      :         i = 34,6

3.1.10.Các bộ phận khác của cơ cấu .

3.1.10.1.Kiểm tra khớp nối:

Ở trên ta đã chọn khớp nối kiểu đàn hồi có các thông số sau:

+ Mômen lớn nhất khớp có thể truyền : M_max= 1100 (Nm)

+ Mômen vô lăng của khớp : (G_iD_i²)_khớp= 20,55 (Nm²)

a/ Khi mở máy nâng vật :

- Mô men danh nghĩa của động cơ: M_dn  = 146,9  (Nm)

- Với hệ số quá tải lớn nhất đã quy định, sẽ xuất hiện mô men mở máy lớn nhất bằng:

M_{m max} = 2,5 . M_dn = 725 .146,9 = 367,25  (Nm)

- Phần dư để thắng mô men quán tính của cả hệ thống.

M_dư = M_{m max} - M_n = 367,25 – 87,04 = 280,21  (Nm)

M_dư = 280,21  (Nm)

- Do đó tổng mô men truyền qua khớp sẽ là:

M= M_n + M^/_dư = 87,04 + 110,99 = 198,03  (Nm)

b/ Khi phanh hãm vật đang nâng.

- ở phần trên tính phanh ta đã tính được mô men đặt trên phanh là: M_ph = 209,72  (Nm)

Do đó:

M_qt = 209,71 + 59,9 = 269,62 (Nm)

- Ta có thể tính được phần mômen truyền qua khớp để thắng được quán tính các chi tiết máy quay trên trục phía động cơ bằng cách tương tự như trên.

Kiểm tra điều kiện làm việc an toàn của khớp nối:

M.k₁.k₂ < M_max

Trong đó: k₁ = 1,3; k₂ = 1,2 - là các hệ số tính đến mức độ quan trọng của cơ cấu và điều kiện làm việc của khớp nối, tra bảng (9-2) TLTK[1] :

M_max= 1100  (Mm)

M.K₁.K₂ =198,03 . 1,3. 1,2 = 308,9  (Nm)

Vậy khớp nối đã chọn làm việc an toàn.

3.1.10.2.Móc và ổ treo móc

* Kết cấu ổ treo móc.

Ổ treo móc có thể thực hiện theo hai phương án thường dùng là (hình vẽ).

Qua hình 3.7 ta thấy:

Móc (6) ở phần cuống móc cắt ren có vặn đai ốc (1) ổ bi chặn (2) cho phép dễ dàng xoay vật nâng về vị trí cần thiết, thanh ngang (4) đỡ móc ở giữa và lắp các ròng rọc trên hai ngông trục hai bên. Để làm việc an toàn và tránh cho dây cáp không bị rơi ra, dùng vỏ (5) bao các ròng rọc lại. Bôi trơn ổ lăn các ròng rọc bằng mỡ qua các vú mỡ (7) vặn ở hai đầu thanh ngang. Các vòng nỉ (3) lót kín không cho mỡ chảy ra ngoài.

a/ Chọn móc:

Do ta tính toán cơ cấu trong trường hợp làm việc bất lợi nhất nên tải nâng sẽ là:

Q = 8,0741 (tấn) =80741 (N)

Chế độ làm việc của cơ cấu nâng: Trung bình

Bội suất pa lăng a = 4

- Ta chọn móc tiêu chuẩn có số liệu N⁰16 - theo TOCT 6627 - 63

- Tra bảng móc tiêu chuẩn theo TOCT6627-63 ta được các kích thước cơ bản của móc treo (hình vẽ trang bên).

b/ Kiểm tra bền cho móc tại các mặt cắt nguy hiểm.

Ta sẽ kiểm tra bền cho móc tại các tiết diện A-A; B-C; C-C.

Vậy tiết diện ngang A-A đủ bền.

* Kiểm tra tiết diện đứng B-B.

Tiết diện đứng chịu đồng thời uốn và cắt.

- Các ứng suất d và t được xác định với giả thiết là tải trọng đặt vào dây dưới góc 45^o so với hướng thẳng đứng.

* Kiểm tra tiết diện cuống móc C-C:

- Tiết diện cuống móc chủ yếu chịu kéo, nhưng cũng có lúc bị uốn trong quá trình nhấc vật khỏi mặt đất và khi vật bị chao trên dây trong quá trình nâng.

- Vì tính chất không ổn định của ứng suất uốn, tiết diện cuống móc chỉ kiểm tra theo kéo, với ứng suất cho phép đã giảm thấp.

* Đai ốc cuống móc.

- Ta chọn đai ốc có chiều cao H = 75mm - chiều dài cắt ren.

c/ ổ lăn chặn.

- Ổ lăn chặn được lắp vào phần cuống móng, tỳ lên trên thanh ngang và đỡ phía dưới đai ốc nóc. ổ lăn chặn cho phép dễ dàng xoay vật nâng về vị trí cần thiết.

- Ổ lăn chặn chọn theo TOCT 6874-54 theo đường kính phần cuống móc không cắt ren, chứ không phải theo hệ số khả năng làm việc C vì chúng làm việc rất ít và với vận tốc thấp.

- Xuất phát từ đường kính phần cuống móc; d₂ = 60mm ta chọn ổ lăn chặn hạng trung bình, ký hiệu: 8312 để đỡ dưới đai ốc cuống móc.

- ổ lăn chặn 8312 có đường kính ngoài: D = 110, chiều cao H = 35mm.

* Kiểm tra sức bền mỏi của thanh ngang.

Ta phải đi kiểm tra sức bền mỏi của thanh ngang ở hai tiết diện D-D và E-E (hình vẽ).

* Tiết diện D-D.

Xuất phát từ tuổi bền tính toán A = 15 năm bảng (1-1) TLTK [1] với chế độ làm việc trung bình và sơ đồ tải trọng. Ta sẽ tính số chu kỳ làm việc như sau:

- Số giờ làm việc tổng cộng.

T = 24 . 365 . A . k_n . k­_ng

Do đó: Số giờ làm việc tổng cộng.

T = 24 . 365 . 15 . 0,5 . 0,67

T = 44019 (h)

- Tổng số chu kỳ làm việc này phân bố ra số chu kỳ làm việc z₁; z₂; z₃ tương ứng với các tải trọng.

Q₁ = Q; Q₂ = 0,5Q; Q₃ = 0,3Q theo tỷ lệ 3:1:1

e/ Ổ lăn đặt ròng rọc của cụm pu li móc câu.

Với kết cấu cụm treo móc ta đã chọn ở trên ta có:

- Tương ứng với trường hợp tải trọng Q₁ = Q = 80741  (N) thì

Tải trọng tính toán lớn nhất lên một ổ lăn là:

R_r1 = R . k_v . k_t . k_n

Với nhiệt độ làm việc của ổ < 100^oC - lấy k_n = 1

Vậy: R_t­₁ =22500 . 1,1 . 1,4 . 1 = 34.350 N

3.1.10.3. Bộ phận tang

a/ Cặp đầu cáp trên tang:       

Phương pháp cặp đầu cáp trên tang đơn giản và phổ biến hiện nay là tấm cặp và vít. Với số tấm cặp ít nhất là 2 tấm, ở đây ta dùng 3 tấm cặp.

Với đường kính cáp là d_c= 16 (mm), bước cắt rãnh t= 18 (mm) ta chọn vít cấy M18 và các thông số của cặp là:

a= b = 50 (mm)

c= 18 (mm)

d= 19 (mm)

Lực uốn các vít cấy:

P₀= P.f = 16819,13. 0,15 = 2522,87  (N)

b/ Trục tang:

Bộ phận tang lắp trên trục và ổ ta trình bày như hình vẽ.

Vì ta sử dụng dây đơn nên vị trí các lực tác dụng lên trục tang di động. Trị số này bằng với lực cáp cuốn lên tang khi cơ cấu làm việc bất lợi nhất

P= S_max= 21738  (N)

Tải trọng tác dụng lên mayơ bên trái tang là:

R_D= S_max= 21738  (N)

Mômen uốn tại D là:

M_D=18737,568. 200 = 3747517,2   (Nmm)

3.2 Bộ nâng hạ cọc:

Từ phần thiết kế tổng thể ta có các thông số cơ bản sau:

- Trọng lượng của cọc :      Q = G_c= 8 tấn = 8000 daN

- Vận tốc nâng hạ cọc:        8 m/p

- Chiều cao nâng :       24,5 m

Như vậy cơ cấu nâng búa và cọc đều có chung các thông số cơ bản để tính vậy ta  không cần tính cho  cơ cấu nâng hạ cọc nữa.        

CHƯƠNG IV.  TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ XE CON VI CHỈNH VÀ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG XE CON

4.1.Tính phản lực tác dụng lên bánh xe và tính chọn kích thước bánh.

a/ Xác định các phản lực tác dụng lên cụm bánh xe.

=>  R₂  = 52,5 (kN)

=>   R₁  = 115,2 (kN)

Trong  hai giá trị lực tính được ta thấy R₁ > R₂ cho nờn ta tớnh chọn bỏnh xe chịu phản lực R₁ không cần tính chọn đói với giá trị lực R_­2.

Vậy ta chọn : D_b = 25 (cm)

                    Và d = 6 (cm)

Các thông  số trên thường được lấy như sau: f = 0,05 (cm)

Vậy : W =  111,342 (kG)

4.2.Tính xy lanh di chuyển

Cơ cấu di chuyển nhờ một xilanh đẩy. Vậy ta có thể xác định được lực đẩy của xilanh với giả thiết coi như máy luôn cân bằng trong suốt quá trỡnh di chuyển. Để máy di chuyển được dễ dàng thỡ ta cần lực đẩy của xilanh lớn hơn lực cản di chuyển.

=> Lực đẩy của mỗi xilanh : F_xl > 4.111,342=445,368 (kG).

Vậy ta chọn : F_­xl = 450 (kG).

Áp lực dầu làm việc khi di chuyển mỏy là : p = 50 (kG/cm­²)

Chọn xilanh của ASHUN có : series HROA, đường kính xilanh D=40(mm).

 Xilanh chế tạo bằng thộp carbon STKM – 13A~C, ỏp suất làm việc từ 1MPa – 21 MPa (10kg/cm^2­ – 210kg/cm²). Nhiệt độ làm việc –30⁰-100⁰C. Tốc độ hoạt động của xilanh Max : v = 500 mm/s.

Ta chọn động cơ liền hộp giảm tốc C512_21.0 S3 M3LA4 cú

+ n₂=67 v/ph              

+ M₂=297 Nm

+ i=21

+ S= 2,7

4.4.Tính chọn ổ đỡ trục bánh xe

Ổ đỡ bánh xe di chuyển xe con chịu tải chủ yếu là lực hướng tâm. Ngoài ra ổ cũng chịu tỏc dụng của lực dọc trục từ khớp nối truyền tới trục truyền. Lực này cú giỏ trị khụng lớn. Vỡ vậy ta lựa chọn phương án dùng ổ đĩa lũng cầu hai dóy cho cỏc gối đỡ của bánh  xe con.

Chọn ổ theo khả năng tải tĩnh, tải trọng lớn nhất tỏc dụng lờn ổ R­­_A = 115,2 kN 

Chọn ổ lũng cầu hai dóy (Theo STK [4]) kớ hiệu 3612 cú: d = 60 mm ; D = 130 mm ; B = 46 mm ; r=3,5 mm

Tải trọng tĩnh cho phộp : Q_t = 130 kN =130000 N

CHƯƠNG V.  TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ BỘ MÁY DI CHUYỂN DÀN BÚA

Thông số ban đầu :

Tổng khối lượng giá búa: Q­₀ = 33 tấn

Tốc độ di chuyển giỏ bỳa V_c = 8 m/ph

5.1. Sơ đồ dẫn động cwo cấu di chuyển giá búa

Theo phần 1.2 sơ đồ dẫn động cơ cấu di chuyển giỏ bỳa được chọn như hình.

5.2. Xác định lực nén bánh và lực cỏn di chuyển

5.2.1. Xác định lực nén lên bánh xe di chuyển giỏ bỳa

Trọng lượng của toàn bộ giá búa ta coi như chia đều trên 4 cụm bánh xe:

R_A=R_B=330000/4/2=41250(N)

Với: R_A , R_B là phản lực tỏc dụng lờn mỗi bỏnh xe

5.2.2. Xác định lực cản di chuyển

Thay các giá trị vào công thức trên ta được: W_dc= 9675 (N) =9,675 (kN)

5.3. Tính chọn động cơ, hộp giảm tốc, khớp nối

5.3.1. Tính công suất động cơ, chọn sơ bộ động cơ.

Động cơ cơ cấu di chuyển giỏ bỳa được chọn theo mômen mở máy. Giá trị mômen mở máy cần đảm bảo điều kiện bám của bánh xe chủ động khi  chạy không tải trên ray.

Vỡ dẫn động cơ cấu di chuyển cổng bằng bốn động cơ dẫn động riêng nên công suất tính toán cho một động cơ lấy bằng 30% cụng suất chung. Cụng suất tớnh toỏn cho một động cơ :

N_t = 0,3.N_tt = 0,3.2,08» 0,63 (kW)

Với chế độ làm việc nhẹ ta chọn động cơ liền hộp giảm tốc kớ hiệu:C613_178.6 S2M2SA4 Công suất động cơ: N_dc= 0,75 kW

5.4.4 Tính chọn ổ đỡ trục bánh xe

Ổ đỡ bánh xe di chuyển xe con chịu tải chủ yếu là lực hướng tâm. Ngoài ra ổ cũng chịu tỏc dụng của lực dọc trục từ khớp nối truyền tới trục truyền. Lực này cú giỏ trị khụng lớn. Vỡ vậy ta lựa chọn phương án dùng ổ đĩa lũng cầu hai dóy cho cỏc gối đỡ của bánh  xe con.

Chọn ổ theo khả năng tải tĩnh, tải trọng tỏc dụng lờn ổ R_A=R_B=2062,5N 

Chọn ổ lũng cầu hai dóy (Theo STK 8) kớ hiệu 1620 cú

d = 100 mm ; D = 215 mm ; B = 73 mm

Tải trọng tĩnh cho phộp : Q_t = 7000 daN =70000 N

5.5. Kiểm tra động cơ

5.5.1. Kiểm tra theo điều kiện bám

Động cơ thỏa mãn điều kiện bám (không quay trơn) khi :

N_đc< =  [N]

Thay các giá trị vào G.D² ta được :  GD²= 9 (Nm²)

Mômen mở máy cho phép trên trục động cơ thoả món điều kiện quay trơn khi không tải: [M] = 45,62 (Nm)

Xét thấy [N] = 2,75kW > N = 0,75kW

Vậy động cơ chọn thoả món điều kiện yêu cầu bám !

5.5. Tính phanh

5.5.1. Tính chọn phanh

Chọn phanh ta xuất phát từ điều kiện bám khi phanh xe không có vật. Gia tốc phanh cực đại cho phép đảm bảo hệ số an toàn bám của bánh xe với đường ray là K_b= 1,2. (Điều kiện không trượt trơn)

Phương trỡnh Mụmen khi phanh :

M_ph= M_qt+ M_t^’

M_qt: Mômen quán tính khi phanh của xe và các chi tiết máy quay đưa về trục đặt phanh (Trục động cơ liền hộp giảm tốc)

G.D²_ro=4.g.J_ro = 1,18  (N.m²)

G.D²_k=4.g.J_kn= 1,25 (Nm)

Thay cỏc giỏ trị vào G.D² ta được : G.D²= 11,2 (Nm²)

Vậy :M_qt = 31,5 N.m

Thay vào cụng thức trờn ta được Mômen phanh khi phanh.

M_ph= M_qt+ M_t^’= 31,5+9,4=40,9 (Nm)

Do các loại phanh được chế tạo có M_ph=100 Nm là thấp nhất nờn từ Mụmen phanh tớnh toỏn ta đi chọn phanh cho cơ cấu di chuyển giỏ bỳa là loại phanh điện thuỷ lực thường đóng loại TT160 cú:

 Mụmen phanh M_ph= 100 (Nm)

Đường kính bánh phanh D_ph= 160 (mm)

Khối lượng phanh: m_T =19 kg

Độ mở phanh:  S_T  = 1 mm

Lực đẩy của lũ xo và độ mở của phanh được điều chỉnh cho phù hợp với mômen phanh yêu cầu của cơ cấu di chuyển giá búa.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Tính toán thiết kế máy trục

Huỳnh Văn Hoàng , Đào Trọng Thường

Nhà xuất bản KHKT- HN 1975

[2].  Át lát máy trục

Trường ĐH xây Dựng

[3].  Máy trục vận chuyển

Nguyễn Văn Hợp , Phạm Thị Nghĩa , Lê Thiện Thanh

Nhà xuất bản GTVT – HN 2000

[4]. TTTK hệ dẫn động cơ khí ( tập 1)

Trịnh Chất , Lê Văn Yển

Nhà xuất bản giáo dục

[5]. Truyền động MXD_XD

Vũ Thanh Bình , Nguyễn Đăng Điệm

Nhà xuất bản GTVT-1999

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"