MỤC LỤC
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU……………………………………………………………….1
CHƯƠNG I : TỔNG QUAN ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ…..3
1.1 Giới thiệu chung về cầu trục……………………………………………..3
1.2 Cấu tạo cơ bản của cầu trục ……………………………………………..4
1.3 Tình hình sử dụng cầu trục ở Việt Nam …………………………………5
1.4 Tình hình thiết kế chế tạo cầu trục tại Việt Nam………………………...5
1.5 Các dạng cầu trục đang được sử dụng ở việt nam hiện nay. …………....7
1.6 Xây dựng và lựa chọn phương án thiết kế cầu trục một dầm. ………….11
1.6.1 Phương án dầm chủ. ………………………………………………….12
1.6.1.1 Phương án I. ………………………………………………………..12
1.6.1.2 Phương án II. ……………………………… ……………………...12
1.6.1.3 Phương án III. ……………………………… …. …………….…..13
1.6.1.4 Phương án IV……………………………… …. …………….…...14
1.6.2 Phương án dầm đầu……………………………… …. ……………..15
1.6.2.1 Phương án I. ……………………………… …. …………….…....15
1.6.2.2 Phương án II……………………………… …. …………….…...16
1.6.2.3 Phương án III……………………………… …. …………….…...16
1.6.2.4 Phương án IV……………………………… …. …………….…...17
1.6.3 Chọn phương án cơ cấu di chuyển cầu trục… …. …………….…...19
1.6.3.1 Phương án dẫn động chung: … …. …………….………………...19
1.6.3.1.1 Phương án I: ……………………………… …. ……………….19
1.6.3.1.2. Phương án II: ……………………………… …. ………………20
1.6.3.1.3 Phương án 3: ……………………………… …. ……………….20
1.6.3.2 Phương án dẫn động riêng: …………………… …. ……………..21
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ TỔNG THỂ VÀ CHỌN PA LĂNG ĐIÊN…23
2.1 Thiết kế tổng thể ……………………………… …. ………………….23
2.2 Pa lăng điện……………………………… …. …………………….24
2.2.1 Pa lăng điện……………………………… …. …………………..24
2.2.2 Chọn bộ máy nâng……………………………… …. ……………24
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP CỦA CẦU TRỤC
3.1 Tính toán kết cấu thép dầm chủ…………………… …. ……………26
3.1.1 Xây dựng sơ đồ tính…………………… …. ……………………..26
3.1.2 Xác định các loại tải trọng…………………… …. ……………….26
3.1.2.1 Tải trọng tĩnh…………………… …. …………………………..26
3.1.2.2 Tải trọng di động……………… …. …………………………....27
3.1.2.3 Tải trọng quán tính: qn……………… …. ……………………….28
3.1.2.4 Tải trọng gió…………………… …. ………………………..…..29
3.1.3 Tính chọn mặt cắt…………………… …. …………………………29
3.1.3.1 Giản đồ tính và biểu đồ nội lực…… …. …………………………29
3.1.3.2 Dầm định hình có mặt cắt chữ I…… …. ………………………...32
3.1.4 Xác định trọng lượng dầm thực tế…… …. ………………………...33
3.1.5 Tính kiểm tra mặt cắt đã chọn…… …. ………………………….....36
3.1.5.1 Kiểm tra theo điều kiện cường độ…. ………………………….....39
3.1.5.2 Kiểm tra theo điều kiện độ cứng…. ………………………….......40
3.1.5.3 Kiểm tra theo điều kiện ổn định cục bộ……………………….......41
3.2 Tính toán kết cấu thép dầm đầu………………………………............43
3.2.1 xây dựng sơ đồ tính. …………………………………….…............43
3.2.2 Xác định các mặt cắt của dầm………………………………...........43
3.2.2.1 Giản đồ tính và biể đồ nội lực ……………………………….......43
3.2.3 Tính kiểm tra mặt cắt dầm đã chọn…………………………….......49
3.2.3.1 Kiểm tra mặt căt dầm đã chọn theo điều kiện cường độ…….......49
3.2.3.2 Kiểm tra mặt căt dầm đã chọn theo điều kiện độ cứng…….........50
CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ BỘ MÁY DI CHUYỂN CỦA CẦU TRỤC MỘT DẦM. ….51
4.1 Tính chọn bánh xe và ray. …………………………………….….......51
4.1.1 Bánh xe và trục bánh xe. …………………………………….….....51
4.1.2 Chọn Ray………………………………………………….….….....53
4.2 Tính chọn và kiểm tra động cơ điện…………………….………........53
4.2.1 Tính chọn động cơ. …………………………………….……….....53
4.2.2 Kiểm tra động cơ điện về mômen mở máy…………….………......55
4.2.3 Tính chọn phanh và kiểm tra………………………….…………....57
4.2.4 Kiểm tra phanh . …………………………………….……….........57
4.2.5 Bộ truyền . …………………………………….……….................58
CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN……….59
5.1 Trang thiết bị điện…………………………………….………..........59
5.1.1 Đường điện chính (cấp điện nguồn) ……………….………...........59
5.1.2 Công tắc chính. …………………………………….………...........59
5.1.3 Công tắc ngắt mạch……………….……….....................................60
5.1.4 Công tắc chính cầu trục ……………….………..............................60
5.1.5 Đường dẫn điện……………….………...........................................60
5.1.6 Tủ điện……………….………........................................................60
5.1.7 Phím bấm di động ……………….………......................................61
5.1.8 Các thiết bị an toàn……………….………......................................61
5.1.8.1 Công tắc giới hạn hành trình…….………....................................61
5.1.8.2 Thiết bị giới hạn chiều cao nâng móc……....................................62
5.1.8.3 Hệ thống Palăng cáp…………….……….....................................62
5.2 Hệ thống điện động lực và điều khiển cầu trục...................................63
5.2.1 Cấp nguồn………….………............................................................63
5.2.2 Dẫn động xe lớn của cầu trục ...........................................................64
5.3.3 Dẫn động xe con của cầu trục...........................................................64
5.2.4 Dẫn động tời nâng hạ ………............................................................65
5.2.5 An toàn vận hành cầu trục….............................................................66
CHƯƠNG VI : QUY TRÌNH CHẾ TẠO DẦM CHỦ VÀ DẦM ĐẦU......67
6.1 Quỳ trình chế tạo dầm chủ …...............................................................67
6.1.1 Các định lượng phôi thép cần mua.......................................................67
6.1.2 Pha cắt phôi liệu theo kích thước thật ..................................................67
6.1.2.1 Pha cắt phôi liệu từ thép tấm ….........................................................67
6.1.2.2 Pha cắt phôi liệu từ thép hình ............................................................69
6.1.3 Công nghệ chế tạo dầm chủ ..................................................................69
6.1.3.1 Dầm tổ hợp ........................................................................................69
6.1.3.2 Dựng dầm chính. ...............................................................................70
6.2 Quy trình chế tạo dầm đầu ......................................................................71
6.2.1 Chọn phôi thép.....................................................................................71
6.2.2 Pha cắt. ................................................................................................71
6.2.3 dựng dầm đầu ......................................................................................72
6.3 Tính toán các mối liên kết.......................................................................72
6.3.1 Liên kết hàn..........................................................................................72
6.3.1.1 Mối hàn chế tạo dầm chủ..................................................................72
6.3.1.1.1 Kiểm tra đường hàn tại vị trí 2...................................................... 72
6.3.1.1.2 Đường hàn tại vị trí 3.....................................................................73
6.3.1.1.3 Đường hàn ở vị trí 1.......................................................................73
6.3.1.2 Mối hàn chế tạo dầm đầu..................................................................74
6.3.2 Tính mối hàn liên kết giữa dầm chủ với dầm đầu...............................75
CHƯƠNG VII : QUY TRÌNH LẮP DỰNG
7.1 Quá trình vận chuyển............................................................................77
7.2 Quá trình lắp ráp...................................................................................77
7.2.1 Kiểm tra trước khi lắp ráp..................................................................77
7.2.2 Quá trình lắp ráp................................................................................77
7.2.2.1 Lắp ráp từng chi tiết thành cụm chi tiết trước khi vận chuyển.......78
7.2.2.2 Lắp đặt tại nơi khách hàng..............................................................78
7.2.2.3 Lắp ráp cầu trục..............................................................................82
7.3 Thử tải ................................................................................................82
7.3.1 Thử tải tĩnh........................................................................................89
7.3.2 Thử tải động.......................................................................................89
7.3.3 Thử nghiệm định kỳ..........................................................................90
7.4 Kiểm tra sau lắp ráp ............................................................................90
KẾT LUẬN ..............................................................................................91
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................91
LỜI NÓI ĐẦU
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.
Các thiết bị nâng hạ(máy nâng vận chuyển) chủ yếu dùng để nâng vật nặng phục vụ quá trình xây lắp, xếp dỡ vận chuyển và lắp đặt. Máy vận chuyển là loại thiết bị công tác dùng để thay đổi vị trí của đối tượng công tác nhờ các thiết bị nâng vật trực tiếp như móc treo hay các vật gián tiếp như gầu ngoạm, nam châm điện, băng gầu….
Đứng đầu về nhu cầu tăng nhanh trong máy nâng vận chuyển phải kể đến cầu trục và cần 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.
Cầu trục được dùng chủ yếu trong các phân xưởng, nhà kho để nâng hạ và vận chuyển hàng hóa với lưu lượng lớn. Cầu trục có thể nâng hạ và vân chuyển hàng theo yêu cầu tại bất kỳ điểm nào trong không gian nhà xưởng.
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 một dầm tải nâng Q=5T, khẩu độ L=10m, chiều cao nâng H = 8m, chế độ làm việc trung bình ”. Trong đó nhiệm vụ cụ thể của em là:
- Thiết kế tổng thể.
- Thiết kế kết cấu thép cầu trục.
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: PGS-TS………….. và các thầy cô giáo trong bộ môn Máy Xây Dựng - Xế Dỡ đã giúp em hoàn thành đề tài này.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
………………….
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
1.1. Giới thiệu chung về cầu trục.
Cầu trục là loại máy trục có kết cấu giống chiếc cầu có bánh xe lăn trên đường ray chuyên dùng, nên còn gọi là cầu lăn. Nó được sử dụng rất phổ biến trong hầu hết các ngành kinh tế và quốc phòng để nâng - chuyển các vật nặng trong các nhà xưởng và kho; cũng có thể dùng để xếp dỡ hàng. Ngoài ra, cầu trục còn dùng để lắp ráp thiết bị công nghiêp, thiết bị thuỷ điện lớn. Cầu trục có thể được trang bị móc câu, cơ cấu nam châm điện, hoặc gầu ngoạm tuỳ theo dạng và tính chất của vật nặng. Theo dạng kết cấu thép của cầu trục, người ta phân loai thành: Cầu trục một dầm và cầu trục hai dầm.
Các thông số cơ bản của cầ trục là: sức nâng tải Q(T), khẩu độ L(m), chiều cao nâng H(m), vận tốc làm việc của các bộ máy và chế độ làm việc của các bộ máy của cầu trục.
1.2. Cấu tạo cơ bản của cầu trục
Về cơ bản, cầu trục gồm có dầm chính, dầm đầu, pa lăng nâng hạ, hệ thống điện động lực, điện điều khiển và các thiết bị phụ trợ khác.
+ Dầm chính cầu trục: chế tạo từ thép tấm, thép cuộn hoặc tổ hợp thép hình.
+ Dầm đầu cầu trục: chế tạo từ thép và tổ hợp với bánh xe, động cơ di chuyển.
+ Pa lăng nâng hạ: là thiết bị đồng bô và nhập khẩu nguyên chiếc từ nước ngoài về. Ở Việt nam thường chỉ dùng các tổ hợp pa lăng khi có tải trọng lớn, yêu cầu đặc biệt.
1.3 Tình hình sử dụng cầu trục ở Việt Nam
Sự phát triển không ngừng của các lĩnh vực xây dựng, bốc xếp, vận chuyển … tại các công trình cầu đường, xây dựng dân dụng, bến bãi công trình, kho xưởng, ... mà theo đấy kéo theo sự phát triển của nghành. Chúng ta cũng đã luôn tìm tòi, vận dụng nghiên cứu chuyển giao những loại máy, công nghệ tiên tiến trên thế giới vào áp dụng tại Việt Nam. Đồng nghĩa với đấy là số lượng chủng loại máy cũng không ngừng tăng lên, đa dạng hóa đáp ứng được nhu cầu thực tiễn. Ngoài những máy móc, phụ tùng công nghệ nhập về, chúng ta cũng đã chế tạo được một số máy đơn giản như cầu trục, cổng trục, cần trục tháp.. với chất lượng không hề thua kém hàng nhập ngoại.
1.4 Tình hình thiết kế chế tạo cầu trục tại Việt Nam
Trong những năm của thập kỉ 90 về trước, nước ta sử dụng chủ yếu cầu trục của Liên xô và các nhà nước XHCN với số lượng không nhiều, theo nhu cầu và kế hoạch của nhà nước. Tham gia vào lĩnh vực thiết kế, chế tạo cầu trục thường chỉ là các công ty nhà nước như Hồng Nam, Formach…, chủ yếu là khai thác vật tư thiết bị trong nước, thiết kế cải tạo, thiết kế theo kinh nghiệm.
+ Các công ty thường thiết kế, chế tạo đơn chiếc theo đơn đạt hàng và chủ yếu là tính tay nên không chủ động đáp ứng được yêu cầu đề ra, độ chính xác chưa cao lãng phí và đặc biệt là khi đấu thầu, báo giá gấp (thường lấy tương đối theo kinh nghiệm) dẫn tới tính cạnh tranh không cao.
+ Về phương pháp tính hiện nay chưa có sự thống nhất chung, các công ty với độ ngũ thường yếu và thiếu tài liệu hạn chế, thường tự tính theo kinh nghiệm và phương pháp riêng của mình có tham khảo các mẫu. Do vậy tính chính xác và hiệu quả kinh tế chưa được cao lắm.
1.5 Các dạng cầu trục đang được sử dụng ở việt nam hiện nay.
Hiện nay ở việt nam đang sử dụng và chế tạo rất nhiều loại cầu trục với các kích thước, tải trọng và chế độ làm việc khác nhau để phục vụ cho nghành công nghiệp của đất nước .Ta có thể chia cầu trục ra làm các loại sau.
* Dựa vào tải trọng nâng: Cầu trục được chia ra làm các loại sau :
- Loại nhẹ: có tải nâng từ 1¸5 tấn.
- Loại trung bình: có tải nâng từ 5¸16 tấn.
* Dựa vào chế độ làm việc: Cầu trục chia làm các loại sau.
- Chế độ làm việc nhẹ: Đặc điểm của chế độ này là hệ số sử dụng tải trọng thấp (kQ=0,5) , cường độ làm việc nhỏ , trung bình CĐ = 15%, số lần mở máy trong một giờ ít (dưới 60 lần) .
- Chế độ làm việc trung bình: Đặc điểm của chế độ này là hệ số sử dụng tải trọng (kQ) đạt khoảng 0,75; vận tốc làm việc trung bình; cường độ làm việc CĐ=25%; số lần mở máy trong một giờ đến 120 lần.
* Dựa vào dạng kết cấu :
Chia làm các loại: Cầu trục một dầm và cầu trục hai dầm.
* Cầu trục một dầm:
- Loại này có kết cấu thép của cầu trục gồm có một dầm chính liên kết với hai dầm biên ở hai đầu bằng bulông cường độ cao. Trước đây người ta thường dùng thép hình chữ I làm dầm chính và để đảm bảo độ cứng theo phương ngang thì phải hàn thêm các thanh giằng hoặc giàn ngang rất phức tạp.
- Nguyên lý làm việc:
Cầu trục dầm đơn di chuyển được nhờ hệ thống dầm biên đặt dưới dầm chính, dầm biên được cấu tạo gồm hệ thống hộp thép có gắn bánh xe, răng xích giúp nó vận hành dọc nhà xưởng.
Palăng được treo trên dầm chính có tác dụng nâng hạ, di chuyển hàng hóa có trọng lượng lớn mà sức người không thể di chuyển được. Tùy vào điều kiện sử dụng mà người ta lắp đặt palăng phù hợp với mức nâng hạ thường xuyên của nhà xưởng.
* Cầu trục hai dầm:
- Gồm có dầm hộp và dầm dàn không gian. Cầu trục hai dầm được sử dụng phổ biến nhất. Sở dĩ như vậy là vì hai dầm chính liên kết với hai dầm biên tạo thành hệ khung có độ cứng cao theo cả phương đứng và phương ngang, có thể đáp ứng được mọi yêu cầu về tải trọng và khẩu độ của cầu trục, mặt khác xe con đặt trên ray dọc theo hai dầm chính có đủ diện tích và không gian để bố trí 1 đến 3 cơ cấu nâng với các phương án đa dạng khác nhau, đảm bảo khả thi và giá thành hạ trong mọi điều kiện vật tư và công nghệ.
+ Nguyên lý làm việc:
Hai đầu của dầm chính liên kết cứng với các dầm cuối theo phương thẳng đứng và phương nằm ngang. Tại dầm cuối có lắp bánh xe di chuyển chạy trên thay ray dọc theo sàn nhà xưởng. Theo phương nằm ngang thì khoảng cách tại tâm các ray là khẩu độ cầu trục.
Palăng chạy dọc theo đường ray trên dầm chính, chúng di chuyển nhờ cơ cấu nâng. Tùy vào công dụng của cầu trục mà đặt một hay hai cơ cấu nâng trên palăng. Nếu có 2 cơ cấu nâng thì cơ cấu nâng chính cần có tải trọng lớn, cơ cấu nâng phụ có tải trọng tương đối thấp hơn.
1.6 Xây dựng và lựa chọn phương án thiết kế cầu trục một dầm.
Dựa vào yêu cầu của đề tài là tính toán thiết kế cầu trục một dầm lắp móc câu có:
+ Tải trọng nâng: Q =5 tấn
+ Khẩu độ : L =10 m
+ Chiều cao nâng: H =8 m
+ Chế độ làm việc: 25%
Trong đó nhiệm vụ cụ thể của em là:
- Tổng quan đề xuất và lựa chọn phương án thiết kế .
- Tính toán thiết kế tổng thể, lựa chọn pa lăng điện .
- Tính toán thiết kế kết cấu thép dầm chính, dầm đầu của cầu trục.
- Tính toán hệ thống điện của cầu trục.
- Tính toán bộ máy di chuyển cầu trục.
- Quy trình chế tạo dầm chủ và dầm đầu .
- Quy trình lắp dựng và thử tải
ÞTa đưa ra một số phương án thiết kế cầu trục như sau.
1.6.1. Phương án dầm chủ.
1.6.1.1 Phương án I
Cầu trục 1 dầm. Với kết cấu này vừa giảm nhẹ được trong lượng của dầm vừa chịu lực tốt.
Kết cấu dạng này thường áp dụng cho cầu trục khẩu độ 7m< L<15m và cơ cấu di chuyển nhận nguồn động lực từ 2 động cơ dặt 2 bên cho phù hợp với tải trọng nâng £ 5 tấn. Và kết cấu đơn giản bảo đảm được yêu cầu kỹ thuật kinh tế.
1.6.1.2 Phương án II
Dầm đơn dựa trên 2 dầm cuối cùng với dàn ngang phụ gia cường ở 2 phía của dầm như hình vẽ trên.
Dạng này thường được áp dụng cho cầu trục có khẩu độ L>15m và cơ cấu di chuyển cầu nhận được nguồn động lực từ 2 động cơ đặt 2 bên.
Phương án này có độ ổn định tốt, độ cứng vững tổng thể theo hai phương cao hơn phương án I, thường áp dụng cho cầu trục có tải trọng nâng lớn nhược điểm của phương pháp này là kết cấu và tính toán phức tạp, dùng nhiều thép, tốn nhiều công chế tạo.
1.6.1.4 Phương án IV
Dầm đơn dựa trên hai dầm đầu với các thanh gia cường chéo đầu dầm, với hai bộ dẫn động di chuyển độc lập ở hai dầm đầu.
* Kết luận:
Qua việc phân tích ưu nhược điểm của các phương án đã nêu trên, để phù hợp với yêu cầu của đề tài là Thiết kế cầu trục một dầm lắp móc câu với các thông số sau:
- Tải trọng nâng Q =5 (T)
- Khẩu độ L = 10 (m)
- Chiều cao nâng h = 8 (m)
- Chế độ làm việc CĐ = 25%
=> Ta chọn phương án 1 làm phương án thiết (Hình vẽ 1.4)
1.6.2 Phương án dầm đầu.
1.6.2.1 Phương án I.
a. Kết cấu dầm đầu có dạng sau :
b. Ưu, nhược điểm
* Ưu điểm:
+ Đảm bảo độ cứng vững theo các phương
+ Tải nâng lớn
* Nhược điểm:
+ Chế tạo phức tạp
+ Trong thực tế ít sử dụng
1.6.2.3 Phương án III
a. Kết cấu dầm đầu có dạng sau :
b.Ưu, nhược điểm
* Ưu điểm:
+ Chịu lực tương đối tốt theo các phương
+ Kết cấu nhẹ
* Nhược điểm:
+ Kết cấu tương đối lớn
+ Gia công đòi hỏi kỹ thuật cao.
1.6.2.4 Phương án IV
a. Kết cấu dầm đầu có dạng sau:
b. Ưu, nhược điểm
* Ưu điểm:
+ Chịu lực tương đối tốt theo các phương
+ Kết cấu nhẹ
* Nhược điểm:
+ Gia công lắp ráp phải chính xác
+ Chỉ dùng cho cầu trục khẩu độ ngắn
+ Khó khăn trong việc lắp ráp, bôi trơn bánh xe di chuyển.
* Kết luận: Qua việc phân tích ưu nhược điểm của các phương án đã nêu trên, để phù hợp với yêu cầu của đề tài là Thiết kế cầu trục một dầm lắp móc câu với các thông số sau:
- Tải trọng nâng : Q = 5(T)
- Khẩu độ : L = 10(m)
- Chiều cao nâng : h = 8(m)
- Chế độ làm việc : CĐ = 25%
Trong đó nhiệm vụ cụ thể của em là:
- Tổng quan về cầu trục có tải trọng nâng lớn hơn 5 (T)
- Lựa chọn phương án thiết kế
- Tính toán thiết kế kết cấu thép dầm chính, dầm đầu của cầu trục
- Tính toán hệ thống điện của cầu trục
- Tính toán bộ máy di chuyển cầu trục
- Quy trình lắp dựng và vận hành cầu trục
Þ Ta chọn phương án 4 làm phương án thiết (Hình vẽ 1.11)
1.6.3 Chọn phương án cơ cấu di chuyển cầu trục
Cơ cấu di chuyển cầu trục có thể thực hiện theo 2 phương án đó là:
- Dẫn động chung.
- Dẫn động riêng.
1.6.3.1 Phương án dẫn động chung:
Trong phương án dẫn động chung động cơ dẫn động được đặt ở khoảng giữa dầm cầu và truyền chuyển động tới các chủ động ở hai bên ray nhờ trục truyền. Trục truyền có thể là trục quay chậm, quay nhanh và quay trung bình.
1.6.3.1.1 Phương án I:
Cơ cấu di chuyển dẫn động chung với trục truyền dài quay chậm.
1.6.3.1.3 Phương án 3:
Cơ cấu di chuyển dẫn động chung với trục truyền dài ở cấp quay nhanh.
1.6.3.2 Phương án dẫn động riêng:
Mỗi bánh xe hoặc cụm bánh xe chủ động được đặt trong một cơ cấu dẫn động riêng với hai động cơ riêng biệt và hai hộp giảm tốc riêng biệt nhưng có cùng một thông số kỹ thuật.
Kết luận: Vậy căn cứ những ưu nhược điểm và phạm vi áp dụng của các loại cơ cấu di chuyển ta chọn loại cơ cấu di chuyển dẫn động riêng.
CHƯƠNG 2
THIẾT KẾ TỔNG THỂ VÀ CHỌN PA LĂNG ĐIÊN
2.1 Thiết kế tổng thể
- Xác định cac tham số thông số kỹ thuật cơ bản khi chế tạo một cầu trục có kích thươc khẩu độ L=10m tải trọng nâng 5T chiều cao nâng H=8m.
- Số liệu:
L= 10 (m) = 10000 (mm)
B =1,8 (m) =1800 (mm)
I = 240 (mm)
- Phôi thép tấm:
B= 1,5 (m) = 1500 (mm)
L=6 (m) = 6000 (mm)
L’ = L-800
l =200 (mm)
b = 150 (mm)
- Kích thước khác:
C’ = C - δ
D’ = D - δ
2.2 Pa lăng điện
2.2.1 Pa lăng điện
Pa lăng điện được sử dụng ở những nơi có khối lượng xếp dỡ nhiều, chiều cao nâng đòi hỏi tương đối lớn, người ta sử dụng pa lăng điện. Nó có thể được sử dụng độc lập hoặc làm nhiệm vụ cơ cấu nâng trong cầu trục, cổng trục...lúc này nó được trang bị thêm cơ cấu di chuyển. Pa lăng điện có ưu điểm là trọng lượng nhỏ, kết cấu gọn và rất hoàn chỉnh, độ tin cậy cao, chi phí bảo dưỡng, sửa chữa thấp, dễ thay thế các chi tiết hư hỏng, dễ sử dụng, hiệu suất cao.
Pa lăng điện được sử dụng như một máy độc lập hoặc làm nhiệm vụ cơ cấu nâng trong các máy như là cầu trục, cần trục, cần trục công son...
2.2.2 Chọn bộ máy nâng
Đối với cầu trục một dầm để nâng hạ và vận chuyển mã hàng từ nơi này đến nơi khác trong nhà xưởng, người ta thường dùng palăng điện. Palăng điện tương đối nhỏ gọn, làm việc an toàn và có độ tin cậy cao.
Tham khảo máy mẫu, palăng điện được chọn là Pa lăng cáp điện 5 tấn 8 m hiệu KG Hàn Quốc có các thông số sau:
Đặc tính kỹ thuật của palăng:
- Hãng sản xuất : KG (Korea Gorbel)
- Xuất xứ: Hàn Quốc
- Kiểu : Dầm đơn - 1 cấp tốc độ
- Model : KN5-H6-MH
- Tải trọng nâng: 5 (T)
- Vận tốc nâng: 8 (m/ph)
- Chiều cao nâng tối đa: 8 (m)
- Vận tốc dịch chuyển pa lăng: 20(m/ph)
- Điện áp làm việc của pa lăng: 220-380V
- Công suất nâng hạ hàng: 8,2 Kw
- Công suất di chuyển pa lăng: 0,8 Kw
CHƯƠNG 3
TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP CỦA CẦU TRỤC
3.1 Tính toán kết cấu thép dầm chủ
3.1.1 Xây dựng sơ đồ tính
Kết cấu dầm chủ chịu uốn là chính do tải trọng hàng và trọng lượng bản thân.
Ngoài ra khi xe con khởi động hoặc phanh hãm còn xuất hiện lực quán tính gây cho dầm chủ chịu nén nhưng thành phần này nhỏ.
Từ những phân tích trên ta lựa chọn lý thuyết tính dầm( vì cầu trục đặt trong không gian nhà xưởng bị hạn chế).
Liên kết giữa dầm chủ với dầm đầu là liên kết hàn.
3.1.2 Xác định các loại tải trọng
3.1.2.1 Tải trọng tĩnh
Bao gồm trọng lượng bản thân dầm chính, trọng lượng bản thân dầm đầu.
Trong tính toán máy trục, trọng lượng bản thân của kết cấu thường rất lớn, vượt xa trọng lượng vật nâng. Do vậy trọng lượng của kết cấu thép là một thông số quan trọng đối với việc tính toán kết cấu thép.
Ta có các phương pháp ước tính trọng lượng bản thân kết cấu thép như:
- Tham khảo trọng lượng kết cấu thép của các máy tương tự có sẵn.
- Tra cứu trong sổ tay thiết kế, các bảng biểu thống kê về trọng lượng bản thân kết cấu thép của các loại máy cùng loại hoặc tương tự.
3.1.2.2 Tải trọng di động
Bao gồm trọng lượng vật nâng Q (kể cả trọng lượng ụ móc câu) và trọng lượng bản thân của Palăng xác định theo công thức:
P = Px + PQ (CT trang 144,[1])
Với:
Q = Qh + Qmc = 50000 = 50000 (N).
k2 : là hệ số lực động với chế độ làm việc trung bình k2 = 1,1.
PQ = 1,1.50000 = 55000 (N).
P = Px + PQ = 55000 + 4600 = 59600 (N)
3.1.2.3 Tải trọng quán tính: qn
Tải trọng này sinh ra khi khởi động hoặc hãm cơ cấu di chuyển xe con cầu trục. Thông thường ta lấy trường hợp hãm gấp để tính lực quán tính nằm ngang này. Lực quán tính này do trọng lượng bản thân kết cấu kim loại đặt phân bố đều dọc theo chiều dài cầu trục và do tải trọng di động đặt lên các bánh xe của palăng các lực này được xác định như sau: (ở đây chỉ xét lực quán tính nằm ngang còn lực quán tính thẳng đứng do khi khởi động hoặc hãm cơ cấu nâng đã được xét đến qua hệ số lực động ).
Vậy tải trọng quán tính nằm ngang khi hãm pa lăng sinh ra là: Pqt = F = 0,14.27300= 3822 (N)
3.1.2.4 Tải trọng gió
Chỉ tính đến khi cầu trục làm việc ngoài trời vì vậy ở đây cầu trục được thiết kế cho trong nhà xưởng nên tải trọng gió không được xét đến.
3.1.3 Tính chọn mặt cắt
3.1.3.1 Giản đồ tính và biểu đồ nội lực
Để xác định mặt cắt cần thiết của dầm chủ cần xác định nội lực lớn nhất phát sinh trên dầm do tải trọng di động và tải trọng bản thân của kết cấu gây ra trong mặt phẳng đứng.
Phản lực tại gối tựa A:
Cân bằng mômen tại B ta có:
MB = RA.l - P.l/2 = 0
RA = P/2 = 27300 N
Tương tự ta cũng có: RB = 27300 N
3.1.3.2 Dầm định hình có mặt cắt chữ I
Chọn thép chữ I số hiệu N024 gắn dưới dầm hộp dùng làm đường chạy cho pa lăng.
W =289 (cm ) J =3460 (cm )
W =34,5 (cm ) J =198 (cm )
3.1.4 Xác định trọng lượng dầm thực tế
Dầm chủ là kết cấu chịu uốn là chủ yếu do đó trong 2 trường hợp trên thì trường hợp phanh hãm và khởi động cầu trục là nguy hiểm hơn cả.
Để kiểm tra mặt cắt đã chọn ta cần tính được.
+ Trọng lượng trên 1m dài của dầm chủ đã thiết kế:
- Với dầm hình hộp:
Sth = 2.10.500 + 2.10.600 =22000 (mm2) = 0,022 (m2 )
+ Thể tích thép của dầm trên 1m dài: V = 0,022 (m3)
Khối lượng dầm chủ trên 1m dài là : m = D.V
3.1.5 Tính kiểm tra mặt cắt đã chọn
Để kiểm tra được mặt cắt đã chọn cần phải tính được mômen quán tính chính, độ cứng chống uốn.
Ta chia tiết diện thành 5 phần như hình (Hình 3.11)
Ta có: F1 = F4 = 500.10 = 5000 mm2
y1 = 855 mm
F2 = F3 = 600.10 = 6000 mm2 ; F5 = 34,8 cm2 = 3480 mm2
y2 = y3 = 600 mm ; y4 = 245 mm ; y5 = 120 mm
Tính mô men quán tính Jx:
Ta có Jx = Jx1 + Jx2 + Jx3 + Jx4 + Jx5
Jx5 = JxI + 358,52.5380 = 691449705 mm4
Jx = åJxi = 2505607871,3 mm4
=> Jy = 10416,67+10416,67+1160+1160+194 = 23347,34cm4
3.2 Tính toán kết cấu thép dầm đầu
3.2.1 xây dựng sơ đồ tính.
Ta coi dầm đầu như một dầm giản đơn đặt trên 2 gối tựa. Dầm chịu các tải trọng tập trung do trọng lượng dầm chủ và trọng lượng hàng nâng cùng trọng lượng pa lăng tác dụng vào giữa dầm và tải trọng phân bố đều do trọng lượng bản thân dầm đầu. Vậy ta có giản đồ tính toán của dầm.
3.2.2 Xác định các mặt cắt của dầm
3.2.2.1 Giản đồ tính và biể đồ nội lực
Sơ bộ chọn khoảng cách giữa các bánh xe di chuyển của dầm đầu là: L = 1800 mm.
Dầm đầu chịu tải trọng tập trung P ở trường hợp bất lợi nhất là khi pa lăng nâng hàng ở gần dầm đầu nhất( chọn khoảng cách an toàn là 600 (mm).
Tải trọng tập trung tính toán tác dụng lên dầm đầu là:
P = P1 + P2 = 12360 +51324 = 63684 (N)
Áp dụng phương pháp cộng tác dụng xét trường hợp khi dầm chỉ chịu tác dụng của tải trọng tập trung.
Phản lực tại gối A:
Cân bằng mômen tại B ta có:
MB = RA.1,8 - P.0,9 = 0.
RA = 31842 ( N)
Qc = RA = 31842 (N)
MU = RA.0,9 = 28657,8 (N)
Ta có biểu đồ mômen và biểu đồ lực cắt của dầm khi dầm chỉ chịu tải trọng tập trung P đặt ở giữa dầm (Hình 4.18).
Dầm đầu cầu trục là dầm tổ hợp được ghép bởi hai thép chữ [ chọn thép chữ [ số hiệu N030 có các thông số sau (bảng trang 218.[1])
Wx = 387 (cm3) Jx = 5810 (cm4)
Wy = 43,6 (cm3) Jy = 327 (cm4)
h = 300 (mm) F = 40,5 (cm2)
3.2.3 Tính kiểm tra mặt cắt dầm đã chọn
3.2.3.1 Kiểm tra mặt căt dầm đã chọn theo điều kiện cường độ
sn = 24,73 + 12,97 = 37,7 (N/mm2)
Vậy sn < [sn] = 160 (N/mm2)
Vậy theo điều kiện cường độ dầm đã đảm bảo yêu cầu.
3.2.3.2 Kiểm tra mặt căt dầm đã chọn theo điều kiện độ cứng
Vậy f < [f] do đó thoả mãn điều kiện độ võng
CHƯƠNG IV
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ BỘ MÁY DI CHUYỂN CỦA CẦU TRỤC MỘT DẦM
4.1 Tính chọn bánh xe và ray
4.1.1 Bánh xe và trục bánh xe
Ta chọn loại bánh xe hình trụ có hai thành bên với các kích thước sơ bộ là đường kính bánh xe là Dbx = 250 mm. Đường kính ngỗng trục là d = 60mm.( bảng 9.4,[2]).
Căn cứ vào đường kính bánh xe ta chọn loại ray cho cầu trục di chuyển
Tải trọng tác dụng lên bánh xe gồm:
Trọng lượng bản thân cầu: GC = 24720 N (Trọng lượng bản thân cầu gồm: trọng lượng bản thân đầm chủ, dầm đầu và cơ cấu di chuyển cầu).
Tải trọng vật nâng: Q = 50000 (N)
Trọng lượng palăng: GPL = 4600 (N)
Vậy sd < [sd] do đó kích thước bánh xe chọn là an toàn.
4.1.2 Chọn Ray
Ray chạy dọc chọn loại ray: KP70
4.2 Tính chọn và kiểm tra động cơ điện
4.2.1 Tính chọn động cơ
Lực cản tĩnh chuyển động của cầu trục gồm có lực cản do ma sát và lực cản do độ dốc và đường ray, thành phần lực cản do gió ở đây không có vì cầu trục làm việc trong nhà xưởng.
- Tổng lực cản tĩnh chuyển động:
Wt = kt.W1 + W2 + W3 (CT 3.39,[2])
Trong đó:
kt: Hệ số kể đến lực ma sát thành bánh( bảng 3-6,[2]) kt = 2,4
Wt = 2,4.657,5 + 149 = 1727 (N)
Công suất của động cơ điện dẫn động độc lập của cơ cấu di chuyển là ta lấy công suất của mỗi động cơ bằng 60% công suất tổng để phòng trong trường hợp quá tải.
N1 = 1,35.0,6 = 0,81 (KW)
Tốc độ của bộ di chuyển cầu là:
n = = 89 (vòng/ph)
Tương ứng với chế độ làm việc của cơ cấu là trung bình, sơ bộ chọn động cơ điện MT có các đặc tính sau .
+ Công suất danh nghĩa Ndc = 1,1kW
+ Số vòng quay đầu ra n = 90 vòng/ph
+ Mô men M = 111 N.m
+ Độ truợt S = 1,4
+ Tỉ số truyền i = 15,55
4.2.2 Kiểm tra động cơ điện về mômen mở máy
Mômen danh nghĩa của động cơ được tính theo công thức (Tr.47[2])
Mdn = 7,5 (Nm)
Vậy Mm = 10,88 (N.m) dùng Mmmax = 1,5 Mdn thì động cơ có mô men mở máy nhỏ hơn mô men mở máy cho phép.
Vậy động cơ đã chọn là đảm bảo.
4.2.3 Tính chọn phanh và kiểm tra
Ta chọn loại động cơ liền hộp giảm tốc và phanh điện từ được bố trí kèm theo động cơ và được đặt ở cuối động cơ.
Gia tốc khi không có vật nâng, theo bảng (3.10, [2]) tương ứng với tỷ lệ bánh dẫn so với tổng số bánh xe 50% và hệ số bám j = 0,2 ta có Jph = 0,75(m/s2)
Căn cứ vào mômen phanh điện từ trên động cơ ta đã chọn có: Mph = 63 (N.m)
4.2.4 Kiểm tra phanh
Gia tốc hãm Jph = 0,55(m/s2) nằm trong khoảng từ( 0,3 ¸ 0,6m/s2) thường dùng đối với các cần trục thông thường, vậy phanh đã chọn là hợp lý.
4.2.5 Bộ truyền
Theo sơ đồ của cơ cấu di chuyển ta dùng hộp giảm tốc nằm ngang bánh rang trụ thẳng đứng. Hộp giảm tốc phải đảm các yêu câu sau đây .
- Với chế độ làm việc trung bình: CD 25%
- Số vòng quay trục ra: nv = 90 vg/ph
- Truyền được công suất: N = 1,1 kW
- Tỉ số truyền: i = 16
CHƯƠNG V
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN
5.1 Trang thiết bị điện
Các thiết bị điện sử dụng trong cầu trục:
- Đường điện chính (cấp điện nguồn).
- Công tắc chính.
- Công tắc ngắt mạch.
- Công tắc chính cầu trục .
- Đường dẫn điện.
- Tủ điện.
5.1.1 Đường điện chính (cấp điện nguồn)
Tiết diện của dây dẫn phải đảm bảo đủ điện thế ngay từ đầu vào ở cầu dao chính của cầu trục. Tiết diện của dây không được nhỏ hơn giá trị nhỏ nhất đã được quy định, nếu bị sai lệch +/-5%.
5.1.2 Công tắc chính
Hệ thống có một công tắc chính để có thể ngắt mạch cầu trục hoặc palăng điện và đóng mở nguồn cung cấp điện cho cầu trục. Công tắc chính không bao gồm trong hệ thống cầu trục và palăng điện và mục đích chính của nó là bộ ngắt mạch trung gian tới hệ thống cầu trục và palăng điện từ nguồn điện - để sử dụng riêng cho việc bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa. Khi cần thiết công tắc này cũng có thể được sử dụng để dừng mọi chuyển động của cầu trục trong trường hợp khẩn cấp.
5.1.6 Tủ điện
Tủ điện được lắp đặt trên dầm biên của cầu trục và có cấp cách điện bảo vê. Cầu chì chính là một cầu chì tiêu chuẩn. Biến thế điều khiển có các cấu chì phù hợp với hiệu suất của cuộn sơ cấp và thứ cấp. Các đầu nối đảo chiều được lắp với khóa liên động cơ khí.
Các dòng trễ (thời gian trễ 0,5s) được nối tới tất cả các đầu nối đảo chiều để ngăn chặn sự hoạt động chậm và bảo vệ các đầu nối của động cơ trên các hệ thống chuyển động.
5.1.8 Các thiết bị an toàn
Cầu trục phải được trang bị các thiết bị an toàn như thiết bị phanh hãm, thiết bị giới hạn tải trọng nâng, thiết bị giới hạn chiều cao móc nâng, thiết bị giới hạn hành trình di chuyển xe con và hành trình di chuyển cầu trục (gồm các công tắc giới hạn hành trình với bộ giảm chấn bằng lò xo chuyên dùng, bằng cao su hoặc dùng cảm biến quang học), thiết bị giới hạn tải trọng, thiết bị giới hạn tốc độ, chuông, còi và các đèn tín hiệu.
5.2 Hệ thống điện động lực và điều khiển cầu trục
5.2.1 Cấp nguồn
Nguồn động lực: hệ thống được cung cấp nguồn điện chính 3 pha 50Hz - 380V phía trước cầu chì chính F1 chuẩn bị cho cầu trục làm việc.
Nguồn điều khiển: nguồn điều khiển được lấy từ pha R,S cấp đến máy biến thế TRO biến đổi điện áp từ 380V xuống còn 48V cấp cho mạch điều khiển.
Nguồn điều khiển qua nút dừng khẩn cấp qua rơ le nhiệt an toàn tới điểm 1-2, toàn bộ hệ thống được cấp nguồn chuẩn bị làm việc.
5.2.2 Dẫn động xe lớn của cầu trục
Xe lớn cầu trục được điều khiển chạy tiến/lùi như sau:
+ Điều khiển chuyển động tiến:
Khi có tín hiệu điều khiển tiến đặt vào chân K1, đóng công tắc dòng điều khiển sẽ đi qua bộ công tắc giới hạn hành trình cầu trục LS5. Nguyên lý của công tắc giới hạn hành trình là khi xe lớn đi qua một điểm xác định gần cuối hành trình, trên ray dẫn có thanh gạt mở các tiếp điểm cắt mạch điện nguồn.
+ Điều khiển chuyển động lùi:
Tương tự như chuyển động tiến,tín hiệu điều khiển lùi sẽ đặt tại chân K2. Trước khi đi vào MC6, dòng điều khiển phải đi qua bộ công tắc giới hạn hành trình cầu trục LS6. Nguyên lý của công tắc giới hạn hành trình là khi xe lớn đi qua một điểm xác định gần cuối hành trình, trên ray dẫn có thanh gạt mở các tiếp điểm cắt mạch điện nguồn.
5.3.3 Dẫn động xe con của cầu trục
Xe con của cầu trục được điều khiển chạy phải/trái như sau:
+ Điều khiển chuyển động sang phải:
Khi có tín hiệu điều khiển chuyển động phải đặt vào chân K3 của bộ điều khiển. Trước khi đi vào MC4, dòng điều khiển phải đi qua bộ công tắc giới hạn hành trình xe con LS4. Nguyên lý của công tắc giới hạn hành trình là khi tời xe con đi qua một điểm xác định gần cuối hành trình, trên ray dẫn có thanh gạt mở các tiếp điểm cắt mạch điện nguồn.
+ Điều khiển chuyển động sang trái:
Tương tự như chuyển động sang phải, khi có tín hiệu điều khiển chuyển động phải đặt vào chân K4 của bộ điều khiển. Trước khi đi vào MC3, dòng điều khiển phải đi qua bộ công tắc giới hạn hành trình xe con LS3. Nguyên lý của công tắc giới hạn hành trình là khi tời xe con đi qua một điểm xác định gần cuối hành trình, trên ray dẫn có thanh gạt mở các tiếp điểm cắt mạch điện nguồn.
5.2.5 An toàn vận hành cầu trục
- Nút dừng khẩn cấp: khi phát hiện sự cố, tai nạn hoặc bất kỳ hiện tượng bất thường gì xảy ra, người vận hành ấn vào nút dừng khẩn cấp đặt trên bộ điều khiển cầm tay. Toàn bộ hệ thống điện cầu trục bị cắt, các động cơ ngừng làm việc.
- Công tắc an toàn: khi hết giờ làm việc hoặc dừng sửa chữa, bảo dưỡng công tắc an toàn (đặt trong hộp có khóa) được cắt ra để đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.
CHƯƠNG VI
QUY TRÌNH CHẾ TẠO DẦM CHỦ VÀ DẦM ĐẦU
6.1 Quỳ trình chế tạo dầm chủ
6.1.1 Các định lượng phôi thép cần mua
- Thép tấm 6000 x 1500 x δ10 chọn mua 4 tấm sao cho δt ≥δct .
+ δt : tổng diện tích phôi thép
+ δct : tổng diện tích kết cấu
- Thép I240 với độ dài L= 10 (m) thường chiều dài 10,5 ÷ 12m
- Pha cắt phôi liệu theo kích thước bản vẽ yêu cầu (b1,b2,b3,b4,) và các vách ngăn, tấm bịt đầu dầm chính .
6.1.2 Pha cắt phôi liệu theo kích thước thật
Phải căn cứ vào yêu cầu kinh tế và thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật khi làm việc của kết cấu.
6.1.2.1 Pha cắt phôi liệu từ thép tấm
Khi pha cắt phôi liệu cần đảm bảo các yêu cầu sau
- Đường cắt là ít nhất
- Tiết kiệm phôi liệu nhất
6.1.2.2 Pha cắt phôi liệu từ thép hình
- Với khẩu độ của thép hình khi cế tạo là 12m .theo yêu cầu bài toán dộ dài yêu cầu là 10m dể đảm bảo tính kinh tế ta nên chọn mua
- Đối với thép I240 với khẩu độ dài yêu cầu là 9m ta nên mua thép I đã cắt với độ dài là 9m.
6.2 Quy trình chế tạo dầm đầu
6.2.1 Chọn phôi thép
- Chọn mua thép hình C30 hai tấm thép hình thường có chiều dài là 12m để tiết kiệm ta mua hai tấm đã cắt sẳn có chiều dài là 2400mm.
- Phôi thép phải đảm bảo không bị cong vênh không bị các khuyết tật.
6.2.2 Pha cắt.
- Dựa vào bản vẽ xác định các kích thươc và lấy dấu
- Lựa chọn các thiết bị pha cắt hợp lý.
6.3 Tính toán các mối liên kết
6.3.1 Liên kết hàn
6.3.1.1 Mối hàn chế tạo dầm chủ
Dầm chính được chế tạo từ các thanh thép hàn gắn với nhau bằng các mối hàn góc chiều cao miệng hàn lấy bằng h = 8 mm.
6.3.1.2 Mối hàn chế tạo dầm đầu
Tấm I được liên kết với hai thanh thép chữ [ bằng hàn chọn chiều cao miệng hàn là 8 mm. Do ở đây tình hình chịu lực là không lớn lắm do vậy ta có thể chọn phương pháp hàn như ở phần trên.
6.3.2 Tính mối hàn liên kết giữa dầm chủ với dầm đầu
Dầm đầu và dầm chính liên kết với nhau bằng mối hàn chồng. Chiều cao miếng hàn lấy bằng 8 (mm).
Mối hàn liên kết chủ yếu chịu lực cắt và mômen gây ra bởi lực quán tính khi phanh hãm và khởi động cầu trục.
Thay vào (*):
Pqt = 0,1.(Gd + Q + Gpl) = 0,19(19,93 + 50 + 4,6).103 = 14160 (N)
Chuyển vị trí đặt lực Pqt vào vị trí mối hàn. Mômen do Pqt gây ra:
Mqt = Pqt.l/2 = 14160.10/2 = 70803 (N.m)
* Kết luận: Ta chọn chiều dài đường hàn là ld =420 (mm), để hàn hết chiều rộng của dầm đầu.
Cách hàn: Để đơn giản chúng ta sẽ hàn hết phần tiếp giáp giữa dầm chính và dầm
CHƯƠNG VII
QUY TRÌNH LẮP DỰNG
Lắp đặt vào vị trí làm việc là giai đoạn cuối cùng của quá trình gia công chế tạo cầu trục. Quá trình lắp đặt được thực hiện qua nhiều nguyên công, nhiều bước với sự hỗ trợ của các máy móc thiết bị (cần trục, máy hàn...).
7.1 Quá trình vận chuyển
Trước khi vận chuyển đến nơi lắp ráp, để đảm bảo cho quá trình vận chuyển được thuận lợi và dễ dàng thì cầu trục phải được tháo rời hoàn toàn thành từng cụm, từng chi tiết riêng biệt sau đó dùng cầu trục (Nếu trong nhà xưởng đã có sẵn) hoặc cần trục, palăng để vận chuyển các cụm và các chi tiết lên xe vận chuyển. Quá trình vận chuyển này phải đảm bảo an toàn, các cụm và các chi tiết này được xếp lên xe sao cho gọn nhất có thể mà không ảnh hưởng đến khả năng làm việc sau này của nó . Khi vận chuyển cầu trục phải lưu ý nẹp buộc sao cho phần kết cấu thép không bị vặn, cong vênh.
7.2 Quá trình lắp ráp
Để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của thiết bị và đảm bảo an toàn cho cầu trục trong quá trình làm việc, khi lắp ráp phải tiến hành theo quy định.
7.2.1 Kiểm tra trước khi lắp ráp
Kiểm tra số lượng bộ phận và chi tiết của thiết bị theo sơ đồ kỹ thuật:
+ Kiểm tra lại các bộ phận như: pa lăng, động cơ, phanh, khớp nối... Nếu chưa đảm bảo kỹ thuật cần sửa chữa hiệu chỉnh ngay cho phù hợp với thiết kế.
+ Kiểm tra phần kết cấu thép, phát hiện và khắc phục ngay những khuyết tật có thể xảy ra .
7.2.2 Quá trình lắp ráp
7.2.2.1 Lắp ráp từng chi tiết thành cụm chi tiết trước khi vận chuyển
Các chi tiết được lắp thành các cụm theo những quy trình lắp ráp và việc sử dụng các thiết bị phục vụ cho quá trình lắp ráp đã được quy định theo nhưng tiêu chuẩn riêng với từng cụm và từng chi tiết cần lắp ráp.
7.2.2.2 Lắp đặt tại nơi khách hàng
* Lắp đặt ray:
Quá trình hoạt động của cầu trục có an toàn hay không nó phụ thuộc rất nhiều vào việc lắp đặt ray. Nó phải được bảo đảm an toàn.
* Các thông số yêu cầu trong lắp đặt ray:
- Khoảng cách giữa tâm hai ray là L =10000 mm. Hai ray phải đảm bảo độ song song của hai ray trên suốt chiều dài làm việc của cầu trục với sai số lắp ghép cho phép là: A= 0 ¸ 4,5 mm (Hình 6.1).
- Độ phẳng của ray trong suốt chiều dài nhà xưởng ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình di chuyển của cầu trục. Nếu độ phẳng tốt sẽ ít tiêu hao công suất máy và quá trình làm việc được nhẹ nhàng.
- Để lắp đặt ray lên dầm đỡ, ta dùng các tấm kẹp ray. Các tấm kẹp này được định vị với dầm đỡ ray bằng các cặp bu lông đai ốc. Dầm đỡ ray được đặt trên các vai cột. Các vai cột này được hàn gá trên các cột của nhà xưởng (Hình 7.5).
7.2.2.3 Lắp ráp cầu trục
* Bước 1: Chuẩn bị phương tiện:
- Chuẩn bị mặt bằng vững chắc, bằng phẳng, đủ rộng cho các phương tiện làm việc trong quá trình lắp dựng.
- Chuẩn bị hai giá chữ A, một giá cố định, một giá di động.
- Chuẩn bị điện năng phục vụ cho máy hàn và các thiết bị có liên quan.
* Bước 2: Lắp dầm đầu lên giá chữ A
- Đặt hai dầm đầu lên giá chữ A bằng cầu trục hoặc bằng palăng, cần trục ô tô sau đó căn chỉnh dầm đầu. Quá trình cần ít nhất hai người để điều chỉnh vị trí dầm đầu.
- Căn chỉnh dầm đầu: Quá trình căn chỉnh cần ít nhất hai người để điều chỉnh dầm đầu và hai người dùng các thiết bị đo.
* Bước 6: Chuẩn bị đưa cầu trục về nhà xưởng
- Cầu trục được đặt lên ray nhà xưởng có thể trong giai đoạn nhà xưởng đã thi công hoàn thành( đã lợp mái) hoặc khi chưa thi công xong( chưa lợp mái). Ở đây ta xét trong trường hợp khó khăn nhất về không gian lắp dựng đó là nhà xưởng đã thi công xong và phần mái đã hoàn thiện.
Trọng lượng phần kết cấu nặng nhất mà ta cần phải nâng lên ray là kết cấu thép dầm chủ, dầm đầu,pa lăng, các cụm động cơ và bánh xe di chuyển cầu
* Chọn cẩu cần thiết cho quá trình lắp dựng:
+ Trọng lượng toàn bộ cấu kiện mà ta cần nâng lên ở đây là 2,5 tấn.
+ Chiều cao từ mặt bằng nhà xưởng tới đỉnh ray di chuyển cầu H = 8m (Theo số liệu thực tế một số nhà xưởng hiện nay).
Tổng chiều cao nâng: H’ = H + 0,2 + h2+ h1 + h3= 6+0,2+0,9+1+1 = 9,1 m
Vậy tầm của cần trục là: R=H’. = 9,1.0,395 = 3,6m
Như vậy để nâng cầu trục lên cần xe cẩu phải thảo mãn điều kiện: Với chiều cao nâng 9,1 m ứng với tầm với 3,6 m nâng được tải 2,5 tấn.
7.3.1 Thử tải tĩnh
Đối với các loại cầu trục cũng giống như đối với máy xếp dỡ trên cảng biển, sông thì tiến hành thử nghiệm tĩnh với tải trọng lớn hơn tải trọng định mức 25%. Việc thử nghiệm được tiến hành thử nghiệm tại vị trí bất lợi nhất của cầu trục, độ cao nâng hàng là 100 ¸ 200mm.
7.3.3 Thử nghiệm định kỳ
Thử nghiệm định kỳ được tiến hành sau một chu kỳ làm việc của cầu trục
7.4 Kiểm tra sau lắp ráp
Trước khi cho chạy thử cần kiểm tra theo quy định sau:
- Kiểm tra toàn bộ cầu trục, các mốc hạn vị cầu, pa lăng.
- Kiểm tra độ đồng tâm của trục động cơ, kiểm tra các bu lông móng...
KẾT LUẬN
Sau thời gian gần 3 tháng thực hiện, đến nay em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Tính toán thiết kế cầu trục một dầm tải nâng Q=5T, khẩu độ L=10m, chiều cao nâng H=8m, chế độ làm việc trung bình” đã giúp em hiểu thêm về chuyên ngành máy xây dựng của mình đang theo học và trang bị cho mình những kiến thức về chuyên ngành. Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp em có thêm điều kiện tiếp xúc với những tài liệu mới. Từ đó em cũng học được rất nhiều những kỹ năng, kinh nghiệm sống rất bổ ích cho bản thân từ thầy hướng dẫn. Trong quá trình làm đồ án do kiến thức còn hạn chế lên trong quá trình thực hiện đồ án, em không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em kính mong nhận được sự đóng góp của quý thầy cô để đồ án tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Nguyễn Văn Hợp, Phạm Thị Nghĩa
Kết cấu thép
Trường đại học giao thông vận tải Hà Nội 1996
[2]. Huỳnh Văn Hoàng, Đào Trọng Thường
Thiết kế và tính toán máy trục
NXB KHKT - Hà Nội 1975.
[3]. Phạm Văn Dịch, Vũ Đình Lai, Đào Văn Lưu, Bùi Đình Nghi, Lê Lam Sơn, Trịnh Xuân Sơn, Nguyễn Cẩm Thuý
Sức bền vật liệu
Trường đại học Giao Thông Vận Tải Hà Nội 1995
[4]. Trịnh Chất, Lê Văn Uyển
Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí( Tập 1+2)
Nhà xuất bản giáo dục 2006
[5]. Nguyễn Văn Hợp, Phạm Thị Nghĩa, Lê Thiện Thành
Máy trục vận chuyển
Nhà xuất bản Giao Thông Vận Tải Hà Nội -2000
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"