MỤC LỤC

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

Chương I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CẦU TRỤC

1.1. Đại cương về cầu trục

1.2. Phân loại cầu trục

Chương II:  LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.1.Lựa chọn dạng cầu trục cần thiết kế.

2.2. Lựa chọn phương án dẫn động cầu trục

2.3. Lựa chọn phương án dẫn động xe con và cơ cấu nâng hạ vật

2.3.a.  Dẫn động xe con

2.3.b. Dẫn động cơ cấu nâng hạ vật

2.4. Lựa chọn ray cho cầu trục

2.5. Lựa chọn kết cấu của dầm cầu trục

Chương III:  XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CẦU TRỤC

3.1. Các tải trọng tác dụng theo phương thẳng đứng (SG)

3.1.1. Trọng lượng bản thân

3.1.2. Tải trọng danh nghĩa

3.1.3. Trọng lượng quán tính khi nâng vật

3.2. Các tải trọng tác dụng theo phương ngang (P)

3.2.1. Các lực quán tính theo phương ngang sinh ra do khởi động, phanh cơ cấu di chuyển xe con (P₁)

3.2.2. Các lực quán tính theo phương ngang sinh ra do khởi động, phanh cơ cấu di chuyển cầu trục (P₂)

CHƯƠNG IV :  TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG

4.1. Tính chọn cáp

4.1.1. Tính lực căng cáp lớn nhất

4.1.2. Chọn cáp

4.2.Tính chọn đường kính tang, puly và móc treo

4.2.1. Chọn loại móc treo

4.2.2. Tính chọn đường kính puly D_p

4.2.3.Tính sơ bộ đường kính tang

4.2.4. Tính chiều dày tang

4.2.5. Kiểm tra bền tang

4.3.Tính chọn động cơ điện và hộp giảm tốc

4.4.Tính toán các bộ phận của tang

4.4.A.Tính trục tang

4.4.A.1.Sơ đồ tính

4.4.A.2.Tính phản lực và vẽ biểu đồ mômen

4.4.A.3 Tính sơ bộ đường kính trục

4.4.A.4.Tính chính xác đường kính trục

4.4.B. Tính chọn ổ cho trục tang

4.4.C. Tính kẹp cáp

4.8.D. Tính bulông nắp tang

4.8.E. Tính bề dày nắp tang

CHƯƠNG V:  TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CƠ CẤU DI CHUYỂN XE CON

5.1. Tính chọn bánh xe và ray cơ cấu di chuyển

5.1.1 Tải trọng tính toán tác dụng lên bánh xe ( P_tt)

5.2.2. Kiểm tra bánh xe 

5.3. Tính toán các lực cản di chuyển xe con

5.4. Tính chọn động cơ điện, chọn hộp giảm tốc

CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP DẦM CHÍNH

6.1 Tính toán dầm chính

6.1.1 Sơ đồ tải trọng dầm chính

6.1.2 Xác định tải trọng tính toán

6.1.3 Vẽ biểu đồ mômen và lực cắt

6.2 Kiểm tra tiết diện dầm

6.2.1 Kiểm tra bền

6.2.2 Kiểm tra điều kiện cứng của dầm theo công thức

6.2.3 Kiểm tra độ ổn định

6.2.4 Kiểm tra ứng suất cục bộ

6.2.5 Kiểm tra dao động tắt dần của dầm

6.2.6 Kiểm tra điều kiện chịu cắt

CHƯƠNG VII: TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP DẦM

7.1.Tính toán dầm đầu

7.1.1 Sơ đồ tính

7.1.2 Xác định tải trọng tính toán

7.1.3.Vẽ biểu đồ mômen và lực cắt

7.1.4 Xác định các kích thước hình học của dầm

CHƯƠNG VIII: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU DI CHUYỂN CẦU TRỤC

8.1. Tính chọn bánh xe di chuyển:

8.1.1 Tải trọng tính toán tác dụng lên bánh xe P_tt

8.2.2 Kiểm tra bánh xe

8.3.Tính toán các lực cản chính di chuyển của cầu trục

8.4. Tính công suất động cơ - hộp giảm tốc

8.4.1. Tính chọn công suất động cơ điện

8.5. Trục của bánh xe

8.6. Tính Chọn ổ

8.6.1 Xác định tải trọng tác dụng

6.6.2. Chọn ổ

CHƯƠNG IX: THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO TRỤC THEN HOA

A. Phân tích chi tiết gia công và định dạng sản xuất

1. Phân tích chung.

2. Phân tích đặc điểm công nghệ của chi tiết

3. Yêu cầu kĩ thuật của trục

4. Xác định dạng sản xuất

5. Chọn phôi.

B. Thiết kế quy trình công nghệ

1. Chọn chuẩn

2. Tính lượng dư cho một bề mặt

3. Bản vẽ chế tạo chi tiết

4. Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết

KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

LỜI NÓI ĐẦU

   Hiện nay máy nâng vận chuyển là một trong những phương tiện quan trọng của việc cơ giới hoá các quá trình sản xuất trong các ngành kinh tế quốc dân. Trong khi các nước tiên tiến ngày càng phát triển mạnh mẽ về ngành máy vận chuyển, ngành máy nâng vận chuyển đã trở thành một ngành lớn về chế tạo máy, có tính độc lập.

   Đứng đầu về nhu cầu tăng nhanh trong máy nâng vận chuyển phải kể đến cầu trục và cầu trục tháp.Trong đó cầu trục cũng được sử dụng rộng rãi trong các nhà kho của bến bãi, nhà máy, phân xưởng để di chuyển,nâng hạ hàng hoá, máy móc và những công việc nặng nhọc. Nó còn có ý nghĩa quan trọng về phương tiện giảm nhẹ lao động nặng nhọc cho công nhân và tiếp tục nâng cao năng suất, đáp ứng nhu cầu kĩ thuật hiện đại trong các ngành kinh tế quốc dân.

   Hiện nay, nước ta cũng có nhiều trung tâm nghiên cứu cũng như các nhà máy đã và đang nghiên cứu, chế tạo các loại cầu trục với các kích thước,tải trọng và chế độ làm việc khác nhau để đáp ứng nhu cầu đa dạng và phong phú của ngành công nghiệp.Vì vậy chế tạo và thiết kế cầu trục cũng phát triển không ngừng.

   Em rất vinh dự được bộ môn giao cho đề tài tốt nghiệp với nội dung: “Tính toán thiết kế cầu trục tải nâng Q =10T, khẩu độ L = 18m”. Do thời gian và trình độ còn có hạn nên đề tài này không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong thầy cô cùng các bạn đóng góp ý kiến, phê bình để đề tài được hoàn chỉnh.

  Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo: Ths….......…..... và các thầy cô giáo trong bộ môn đã giúp em hoàn thành đề tài này!

  Em xin chân thành cảm ơn!

                                                                                  ….., ngày...tháng...năm 20….

                                                                                 Sinh viên thực hiện

                                                                               …………….

Chương I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CẦU TRỤC

1.1. Đại cương về cầu trục

Ngày nay công nghiệp đang phát triển như vũ bão đòi hỏi các trang thiết bị cũng phải không ngừng cải tiến và phát triển để phục vụ nhu cầu phát triển của nền công nghiệp hiện đại. Một trong những trang thiết bị không thể thiếu trong hầu hết các ngành công nghiệp đó là “ CẦU TRỤC” .

 “Cầu Trục” có phạm vi hoạt động khá rộng, lại được bố trí trên cao nên không chiếm diện tích mặt bằng làm việc phía dưới vì vậy được sử dụng rất rộng rãi trong các nhà máy, phân xưởng, nhà kho, để nâng hạ hàng hóa với lưu lượng lớn. Cầu trục được sử dụng trong hầu hết các lĩnh vực của đời sống kinh tế, đặc biệt nó được sử dụng rất phổ biến trong ngành cơ khí chế tạo máy và ngành luyện kim với các trang thiết bị mang vật chuyên dùng.

 Đặc điểm của cầu trục:  

-  Dầm cầu trục là kết cấu dạng dầm hộp hoặc dầm chữ I hoặc dạng dàn, trên đó có đặt xe con có mang cơ cấu nâng. Dầm cầu có thể chạy trên các đường ray đặt trên cao dọc theo nhà xưởng còn xe con có thể chạy dọc theo dầm cầu.

-  Nâng được các vật có tải trọng cực lớn (đến 1000 tấn), máy có thể làm việc với chế độ cực nặng trong những môi trường khắc nghiệt (như có nhiều khói bụi và nhiệt độ cao).

-  Ưu điểm vượt trội của cầu trục so với các loại máy nâng khác là tải trọng nâng cực lớn, độ ổn định cao, chế độ làm việc cực nặng, vì thế nó được sử dụng trong hầu hết các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân với các thiết bị mang rất đa dạng như:  Móc treo, gầu ngoạm, thiết bị cặp, nam châm điện, v.v

Cầu trục có ba chuyển động cơ bản ứng với ba cơ cấu chủ yếu sau:

+ Nâng hạ vật phẩm:  Cơ cấu nâng

+ Di chuyển vật phẩm ( cùng cầu trục ) theo hướng dọc nhà xưởng:  Cơ cấu di chuyển cầu trục.

+ Di chuyển vật phẩm theo hướng ngang trong khẩu độ nhà:  Cơ cấu di chuyển xe con.

1.2. Phân loại cầu trục

Cầu trục có rất nhiều kiểu loại, tùy theo cách phân chia mà có tên gọi khác nhau. 

 Ưu điểm của cầu trục tựa hai dầm:  

Cầu trục tựa hai dầm có khả năng nâng được tải trọng rất lớn (từ 1tấn đến 500 tấn, cá biệt có thể nâng được tải trọng 1000 tấn).

2.2. Lựa chọn phương án dẫn động cầu trục

Có hai cách dẫn động cầu trục là dẫn động chung và dẫn động riêng.

Các phương án dẫn động chung đều có nhược điểm là thiết bị khá cồng kềnh và khối lượng của các thiết bị khá lớn.

Chương III:  XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CẦU TRỤC

3.1. Các tải trọng tác dụng theo phương thẳng đứng (SG)

3.1.1. Trọng lượng bản thân

Trọng lượng bản thân của cầu trục được tính toán sơ bộ như sau:

G = 2.G₁ + 2.G₂ + G₃

Trong đó:  

G₁:  Trọng lượng một dầm chính

G₂:  Trọng lượng một dầm đầu

G₃:  Trọng lượng xe con, các thiết bị và cơ cấu nâng.

 - Để giảm nhẹ trọng lượng cầu và dễ lắp ráp dầm chính vào dầm cuối, chiều cao của hai đầu dầm chính có thể lấy như sau: H_o = (0,4 ÷ 0,6).H

3.2. Các tải trọng tác dụng theo phương ngang (P)

3.2.1. Các lực quán tính theo phương ngang sinh ra do khởi động, phanh cơ cấu di chuyển xe con (P₁)

Gia tốc phanh dừng xe con chọn sơ bộ theo kinh nghiệm là:  a_xc = 0,3 (m/s)

P₁ = G₃.a_xc = 35. 10.0,3 = 10,5. 10 (N)

3.2.2. Các lực quán tính theo phương ngang sinh ra do khởi động, phanh cơ cấu di chuyển cầu trục (P₂)

Tra theo bảng 27, trang 53 – [I] ta được:  

Gia tốc phanh dừng cầu trục là:  a_dc = 0,3 (m/s)

=> P₂ = SG. a_dc = 516,512. 10.0,3 = 155. 10 (N)

CHƯƠNG VI:  TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP DẦM CHÍNH

6.1 Tính toán dầm chính

6.1.1 Sơ đồ tải trọng dầm chính

Để đơn giản hoá việc tính toán mà vẫn đảm bảo các điều kiện bền cứng ta có sơ đồ tải trọng dầm chính như trên hình vẽ. Xác định nội lực lớn nhất trong dầm khi xe con mang tải danh nghĩa di chuyển ra giữa dầm chính .

6.2 Kiểm tra tiết diện dầm

6.2.1 Kiểm tra bền

Ta có:

R = 180000( N/cm² )

w - Mômen cản uốn của tiết diện dầm.

M_max - Mômen uốn lớn nhất.

Tính M_max

- Mômen uốn lớn nhất do ngoại lực tác dụng lên dầm: M_tt = 652,5. 10⁵ (N.cm)                           

Kết luận:

Từ những điều kiện đã kiểm tra và tất cả đều thoả mãn điều kiện làm việc nên dầm đảm bảo khả năng làm việc theo yêu cầu .

CHƯƠNG VII:  TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP DẦM

7.1. Tính toán dầm đầu

Để tránh hiện tượng bánh xe di chuyển cầu trục trượt trơn phát sinh lực cản di chuyển phụ ( Vì khoảng cách giữa các bánh xe di chuyển trên dầm đầu quá nhỏ)

Chọn khoảng cách giữa các bánh xe như sau:

Gọi khoảng cách giữa các bánh xe là E , khẩu độ dầm chính là L

Để thuận tiện cho việc lắp các cơ cấu và sàn công tác chọn E = 3,6 ( m ) 

CHƯƠNG VIII: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU DI CHUYỂN CẦU TRỤC

8.1. Tính chọn bánh xe di chuyển:

8.1.1 Tải trọng tính toán tác dụng lên bánh xe P_tt

K₁: Hệ số kể đến chế độ làm việc của xe ( bảng 30, trang 59 - [I] ): K₁ = 1,2

γ = 0,8 Hệ số kể đến tính chất thay đổi của tải trọng ( bảng 31, trang 59 - [I]): P_max = 214,285.10³ (N)

Tải trọng lớn nhất tác dụng lên bánh xe:  P_bx = γ.k₁.P_max

P_bx = 0,8.1,2.214,285.10³ = 205,7.10³ (N)

Chọn bánh xe có dường kính: D_bx = 500 ( mm)

6. Nguyên công 5: Phay then hoa.

Máy: Vơí sản xuất loạt nhỏ nhưng để nâng cao năng suất và đặc biệt là nâng cao độ chính xác và chất lượng gia công gia công ta chọn phương pháp tạo then hoa bằng gia công trên máy phay lăn răng. 

8. Nguyên công 7: Nhiệt luyện

Nhiệt luyện làm tăng độ cứng bề mặt chi tiết đồng thời không làm giảm độ bền nơi lắp ổ tại các đường kính Φ90 mm. Ta chọn phương pháp nhiệt luyện là nhiệt luyện bề mặt gia nhiệt bằng dòng diện cao tần, làm lạnh bằng dầu để dễ dàng điều chỉnh nhiệt độ đảm bảo độ cứng đồng thời giảm biến dạng nhiệt.

9. Nguyên công 8: Mài các cổ trục:

Chi tiết sau khi nhiệt luyện có thể bị biến dạng nhiệt như cong vênh, nứt                                                     

bề mặt nên ta cần tiến hành mài để đảm bảo độ chính xác cũng như độ nhẵn bóng theo yêu cầu.

10. Nguyên công 9: Tổng kiểm tra sản phẩm bao gói, đóng hộp.

- Kiểm tra độ cứng của sảm phẩm theo điều kiện làm việc của chi tiết đạt 214HB, bằng máy đo độ cứng chuyên dùng.

- Kiểm tra độ nhẵn trên bề mặt các đoạn trụ tại các bề mặt lắp ghép đạt độ nhám R_a=1,25mm. bằng máy đo độ nhám chuyên dùng.

- Kiểm tra độ đồng tâm giữa các cổ trục bằng đồng hồ so.

KẾT LUẬN

   Sau một thời gian làm việc tập trung, khẩn trương dưới sự hướng dẫn chỉ bảo của các thầy giáo trong bộ mơn, đặc biệt là thầy giáo: Ths….......…..... đến nay đồ án của em đã hoàn thành đúng thời hạn đảm bảo các nhiệm vụ được giao.

   Qua quá trình làm đồ án đã giúp em làm quen với những cơng việc cụ thể của người kỹ sư cơ khí trong tương lai, phương pháp làm việc độc lập, sáng tạo, khoa học, kỷ luật, đồng thời đồ án đã giúp bản thân em củng cố thêm các kiến thức đã được học cũng như học hỏi được nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu.

   Cuối cùng em xin cám ơn thầy giáo: Ths….......…....., cùng các thầy trong bộ mơn đã tận tình hướng dẫn cho em hoàn thành đồ án này.                                                                                

   Em xin chn thành cảm ơn !

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[I] - “ Hướng dẫn đồ án môn học máy nâng”.

[II] - “ Máy nâng chuyển” - TS.Trần Thọ.

[III] - “ Máy và thiết bị nâng chuyển”.

[IV] - “ tài liệu về cơ cấu di chuyển của hãng STAHL”.

[V] - “Tài liẹu về cơ cấu nâng hạ vật của hãng STAHL”.

[VI] - “ Thiết kế hệ dẫn động cơ khí” - Trịnh Chất, Lê Văn Uyển.

[VII ] - “ Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy”.

[VIII] - Sổ tay công nghệ tập 2.

[IX] - Chế độ cắt.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"