Thiết kế cổng trục sức nâng Q= 20/5T

Mục lục Lời nói đầu Chương I: Giới thiệu chung 7 I. Giới thiệu chung về cổng trục 7 1. Giới thiệu chung 7 2. Kết cấu thép cổng trục 9 3. Xe con 11 4. Cơ cấu di chuyển cổng 5. Một số dạng kết cấu đặc biệt 13 II. Giới thiệu cổng trục thiết kế 15 1. Giới thiệu chung 15 2. Kết cấu thép 16 3. Xe con 17 4. Các thông số hình học 20 Chương II: Tính sức bền kết cấu thép 21 I. Tính toán dầm 21 1. Sơ đồ tính toán và tải trọng tác dụng 21 2. Tổ hợp tải trọng 23 3. Mômem quán tính chọn sơ bộ 24 4. Nội lực trong dầm 28 5. ứng suất trên dầm 33 6. Tính toán độ ổn định cục bộ 35 7. Tính chuyển vị 36 II. Tính bền chân cổng 38 1. Sơ đồ tính toán và tải trọng tác dụng 38 2. Tổ hợp tải trọng 39 3. Nội lực trong chân cổng 4. ứng suất trong chân 40 III. Tính toán chốt liên kết 48 Chương III: cơ cấu di chuyển cổng 50 1. Chọn sơ đồ dẫn động 50 2. Xác định lực nén bánh lớn nhất 50 3. Xác định lực cản di chuyển 51 4. Tính công suất động cơ 52 5. Tính bộ truyền ngoài 53 6. Kiểm tra động cơ 53 7. Tính bánh xe di chuyển 56 8. Tính trục 57 9. Chọn ổ bi 61 Chương IV: Thiết kế hệ thống điều khiển điện I. Giới thiệu chung II. Tính chọn các thiết bị điện III. Thiết kế hệ thống điều khiển 64 Chương V: Tính toán tang rải cáp điện 1. Sơ đồ cụm tang 2. Chọn sơ bộ các thiết bị 3. Tính toán hệ tang cuốn cáp 4. Thiết kế cụm lấy điện 5. Tính trục đỡ 6. Chọn ổ đỡ Sơ đồ lắp dựng Tài liệu tham khảo 74 Lời nói đầu Đất nước ta đang trong thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá. Nên nhu cầu về xây dựng là rất lớn. Để xây dựng các công trình lớn, hiện đại đòi hỏi tiến độ thi công và chất lượng công trình ngày càng cao. Cùng với sự phát triển của ngành Xây dựng thì ngành Máy Xây dựng cần đáp ứng nhu cầu về tiến độ thi công và hiệu quả kinh tế của công trình xây dựng. Vì vậy bên cạnh việc tăng cường đầu tư về tài chính thì việc áp dụng những công nghệ mới nhằm nâng cao chất lượng, hạ giá thành sản phẩm cũng như đảm bảo tiến độ thi công là việc làm hết sức cần thiết. Với việc ứng dụng các công nghệ mới tiên tiến thì sử dụng các máy và thiết bị là điều tất yếu. Khi đó máy và thiết bị xây dựng không những chỉ tăng năng suất lao động, tăng nhịp độ thi công mà còn là yếu tố không thể thiếu được để đảm bảo chất lượng và hạ giá thành công trình, thậm chí trở thành nhân tố quyết định đến sự hình thành một công trình hiện đại. Thực tế xây dựng ở các nước tiên tiến cũng như ở nước ta đã chỉ ra rằng việc xây dựng các nhà cao tầng không thể thiếu được các cần trục có chiều cao nâng, tầm với, tải trọng nâng lớn, các máy bơm bêtông hiện đại cũng như nhiều thiết bị khác. Việc xây dựng các công trình thuỷ điện bến cảng cầu đường không thể hoàn thành và đảm bảo chất lượng nếu không sử dụng các máy làm đất và các thiết bị gia cố nền móng, các thiết bị sản xuất vật liệu và nhiều thiết bị khác có tính năng kỹ thuật phù hợp. Chính vì những lí do trên, máy xây dựng ngày càng có ý nghĩa và vai trò lớn hơn trong công tác xây dựng cơ bản nói riêng và nền kinh tế nói chung.

doc85 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 19/06/2013 | Lượt xem: 2511 | Lượt tải: 27download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Thiết kế cổng trục sức nâng Q= 20/5T, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ch©n liªn kÕt khíp trô víi dÇm, víi kÕt cÊu khíp sÏ gióp cho c«ng viÖc l¾p dùng ®¬n gi¶n h¬n, gi¶m thêi gian do ®ã t¨ng n¨ng suÊt lao ®éng. H×nh 1.10: cæng trôc thiÕt kÕ 1. Ch©n cøng, 2. cabin, 3. dÇm cæng, 4. xe con 5. sµn thao t¸c, 6. ch©n mÒm, 7. c¬ cÊu di chuyÓn 8. c¬ cÊu tang r¶i c¸p ®iÖn 2. KÕt cÊu thÐp cña cæng trôc thiªt kÕ a. KÕt cÊu thÐp cña dÇm DÇm cña cæng trôc lµ dÇm hép ®­îc hµn tõ thÐp tÊm CT3. Trªn dÇm chÝnh ë hai ®Çu cã dÇm nèi dïng ®Ó liªn kÕt cøng hai dÇm l¹i víi nhau ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña cæng trôc. Ngoµi ra trªn mçi ®Çu dÇm chÝnh con cã c¸c tai liªn kÕt dïng ®Ó liªn kÕt dÇm chÝnh víi ch©n c«ng. PhÝa dÇm dïng ®Ó l¾p ch©n cøng cã ®é dµi lín h¬n so víi l¾p ch©n mÒm. Hai bªn dÇm cßn cã sµn thao t¸c dïng ®Ó söa ch÷a vµ b¶o hµnh m¸y. H×nh 1.11: kÕt cÊu dÇm cÇu 1. tai liªn kÕt, 2. dÇm cÇu 3. dÇm nèi, 4. ray di chuyÓn xe con b. KÕt cÊu thÐp ch©n cæng Ch©n cæng trôc còng ®­îc hµn tõ c¸c thÐp tÊm CT3. Ch©n cæng trôc cã hai lo¹i ch©n cøng vµ ch©n mÒm. Ch©n mÒm cho phÐp cæng bï trõ sai lÖch do chÕ t¹o vµ l¾p ®Æt. Ch©n cøng ®­îc liªn kÕt cøng víi dÇm b»ng bèn chèt, cßn ch©n mÒm liªn kÕt víi dÇm b»ng hai chèt. C¸c ch©n cæng tùa trªn c¸c côm b¸nh xe, mçi bªn cã hai côm b¸nh xe vµ chóng ®­îc liªn kÕt víi nhau b»ng thanh gi»ng. V× t¶i träng n©ng lín nªn ®Ó gi¶m t¶i träng t¸c dông vµo b¸nh xe ta bè trÝ hÖ b¸nh xe kÐp trªn mçi côm b¸nh. Mçi bªn ch©n cæng ®­îc bè trÝ mét c¬ cÊu di chuyÓn riªng. Trªn ch©n cøng cßn cã bè trÝ hÖ tang cuèn c¸p ®iÖn, cabin ®iÒu khiÓn vµ cÇu thang dÉn lªn sµn thao t¸c. 3. Xe con Xe con sö dông trªn cæng trôc lµ xe con tiªu chuÈn ®­îc lùa chon theo ¸tl¸t m¸y x©y dùng. Xe con di chuyÓn trªn ray ®Æt trªn hai dÇm cña cæng trôc b»ng c¬ cÊu di chuyÓn riªng. Trªn xe con bè trÝ 3 c¬ cÊu chÝnh lµ: c¬ cÊu n©ng chÝnh Q=20t, c¬ cÊu n©ng phô Q= 5t vµ c¬ cÊu di chuyÓn xe con. C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña xe con: Tæng träng l­îng xe con Qx= 8500 (kg) ChiÒu dµI: L= 3092 (mm) ChiÒu réng: B= 2670 (mm) ChiÒu cao: h= 1383 (mm) ChiÒu réng gi÷a 2 b¸nh xe: b = 2000 (mm) Kho¶ng c¸ch gi÷a 2 b¸nh xe: l = 2500 (mm) Kho¶ng c¸ch tõ t©m mãc ®Õn ray di chuyÓn xe con h1 = 1440 (mm) a. C¬ cÊu n©ng chÝnh S¬ ®å dÉn ®éng c¬ cÊu n©ng chÝnh cña cæng trôc nh­ h×nh 1.12 H×nh 1.12: c¬ cÊu n©ng chÝnh 1. ®éng c¬, 2. khíp nèi, 3. phanh, 4. hép gi¶m tèc 5. tang, 6. pal¨ng c¸p, 7. gèi ®ì trôc tang C¸c th«ng sè cña c¬ cÊu n©ng chÝnh: T¶i träng n©ng Q= 20 (t) VËn tèc n©ng Vn= 9,82 (m/ph) §éng c¬ : lo¹i MTB 511-8 N = 30 (kw) n = 720 (v/p) Hép gi¶m tèc: lo¹i PM650- II- 4M i =31,65 Phanh: lo¹i TKTT Dp= 300 (mm) Mp= 8000 (kgcm) Tang kÐp: Dt = 500 (mm) C¸p thÐp: Lc= 120 (m) Lùc t¸c dông trªn mét sîi c¸p P = 2710 (kg) Sè nh¸nh c¸p: 8 nh¸nh b. C¬ cÊu n©ng phô S¬ ®å c¬ cÊu n©ng phô nh­ h×nh 1.13 H×nh 1.13: c¬ cÊu n©ng phô 1. ®éng c¬, 2. khíp nèi, 3. phanh, 4. hép gi¶m tèc 5. tang, 6. pal¨ng c¸p, 7. gèi dì trôc tang C¸c th«ng sè cña c¬ cÊu n©ng phô: T¶i träng n©ng Q= 5 (t) VËn tèc n©ng Vn= 19,8 (m/ph) §éng c¬ : lo¹i MTB 411-8 N = 16 (kw) n = 710 (v/ph) Hép gi¶m tèc: lo¹i PM500- IV- 4M i = 23,34 Phanh: lo¹i TKTT Dp= 300 (mm) Mp= 8000 (kgcm) Tang kÐp: Dt = 400 (mm) C¸p thÐp: Lc= 63 (m) Lùc t¸c dông trªn mét sîi c¸p P = 1380 (kg) Sè nh¸nh c¸p: 4 nh¸nh c. c¬ cÊu di chuyÓn xe con C¬ cÊu di chuyÓn xe con nh­ h×nh 1.14: H×nh 1.14: c¬ cÊu di chuyÓn xe con ®éng c¬, 2. phanh, 3. khíp nèi, 4. hép gi¶m tèc 5. b¸nh xe di chuyÓn, 6. khíp nèi trôc 7. gèi ®ì trôc b¸nh xe C¸c th«ng sè cña c¬ cÊu di chuyÓn xe con: VËn tèc di chuyÓn xe con Vx= 38,4 (m/ph) §éng c¬ : lo¹i MT 21-6 N = 5 (kw) n = 945 (v/ph) Hép gi¶m tèc: lo¹i B400 i = 26,4 Phanh: lo¹i TKT Dp= 200 (mm) Mp= 2500 (kgcm) B¸nh xe: Dbx = 320 (mm) Hµnh tr×nh gi¶m chÊn : 85 (mm) Ray 51 mm Thanh quÐt ®iÖn L50x50x6 ¸p lùc b¸nh xe P = 8700 (kg) 4. C¸c th«ng sè h×nh häc s¬ bé cña cæng trôc ChiÒu cao n©ng : H= 12 (m) KhÈu ®é : L= 30 (m) ChiÒu dµi dÇm : l = 33 (m) ChiÒu cao dÇm : hd= 1,6 (m) ChiÒu réng dÇm : ®Ó ®¶m b¶o ®é cøng cña dÇm khi xo¾n th× chiÒu réng cña dÇm ®­îc tÝnh theo c«ng thøc kinh nghiÖm: bd = (0.2- 0,25)hd = (0,2 - 0,25).1600 = 320 - 400 (mm) Chän bd= 400 mm ChiÒu cao tõ ray di chuyÓn cæng ®Õn ray di chuyÓn xe con Hr=12000 + 1440 = 13440 (mm) KÝch th­íc ch©n cæng chän s¬ bé bc= 250 (mm) hc= 350 (mm) ChiÒu réng ch©n cæng Bc= 9 m. Ch­¬ng II : tÝnh to¸n søc bÒn kÕt cÊu thÐp I. TÝnh to¸n dÇm 1. S¬ ®å tÝnh to¸n vµ t¶i träng t¸c dông §Ó tÝnh bÒn dÇm ta cho xe con ë gi÷a dÇm lµ vÞ trÝ nguy hiÓm nhÊt ®èi víi dÇm. S¬ ®å tÝnh kÕt cÊu thÐp cña dÇm cæng trôc thÓ hiÖn trªn h×nh 2.1 H×nh 2.1 C¸c lùc t¸c dông lªn cæng trôc trong tr­êng hîp nguy hiÓm ®èi víi dÇm Qtt: t¶i träng n©ng tÝnh to¸n Gc: Träng l­îng xe con q: träng l­îng ph©n bè dÇm p:: lùc qu¸n tÝnh khi n©ng vËt qg: ¸p lùc giã p: lùc qu¸n tÝnh khi di chuyÓn xe con p: lùc giã t¸c dông lªn xe con vµ vËt n©ng p: träng l­îng ch©n cæng a. Träng l­îng xe con Gx= 85000 (N) (xe con tiªu chuÈn) b. T¶i träng n©ng Qtt = kQ.Q ë ®©y + kQ: hÖ sè v­ît t¶i kQ= 1,2 (B¶ng 1 - TÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp cæng trôc) VËy Qtt = 1,2.200000 = 240000 (N) = 240 (kN) c. Träng l­îng ph©n bè dÇm q = 0,75 (t/m) (Theo c«ng thøc kinh nghiÖm h×nh 1 - trang 2 - TTKCTCT) q = 7,5(kN/m) d. Träng l­îng ch©n cæng Khèi l­îng ch©n cøng PCC = 1,25.12.(240 + 85 + ) = 6562,5(kg) = 65,625 (kN) (Theo c«ng thøc kinh nghiÖm trang 1 - TTKCTCT) - Khèi l­îng ch©n mÒm Pcm= 0,8.12.(240 + 85 + ) = 4200 (kg) = 42 (kN) (Theo c«ng thøc kinh nghiÖm trang 1 - TTKCTCT) e. ¸p lùc giã q = 0,0613 V2 (trang 2 - TÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp cæng trôc) v: vËn tèc giã khi cæng lµm viÖc v = 14(m/s) => q = 0,0013.142 = 125 (daN/m2) - T¶i träng giã Pg = A.q.k.c.n Trong ®ã: + A: diÖn tÝch ch¾n giã A = 2.0,35.12,5 = 8,82 (m2) + k: hÖ sè ®éng lùc häc kÓ ®Õn ®Æc tÝnh xung ®éng cña t¶i träng giã k = 1,25 + c: hÖ sè khÝ ®éng häc c = 1,2 + n: hÖ sè kÓ ®ªn sù t¨ng ¸p lùc giã theo chiÒu cao. n = 1 VËy Pg = 8,82.125.1,25.1,2 = 1746,3 (daN) = 17,5 (kN) - Lùc giã t¸c dông lªn xe con vµ vËt n©ng P A = 4 (m2) (b¶ng 6 - HD §A MH M¸y n©ng) => P f. Lùc qu¸n tÝnh khi n©ng vËt (t¶i träng ®éng) FQ = Qtt.K® + k® : hÖ sè ®éng k® = 0,05 (H×nh 2 - Trang 3 - TTTKKCTCT) => FQ= 240.0,05 = 12 (kN) - T¶i träng ®éng theo ph­¬ng däc dÇm FnQ = k.FQ + k: hÖ sè ®iÓu chØnh k = 0,45 (b¶ng 2 – TTTKKCTCT) FnQ= 0,45.12 = 5,4 (kN) 2. Tæ hîp t¶i träng T¶i träng trong cæng trôc ®­îc tÝnh cho 2 tr­êng hîp: - Tr­êng hîp t¶i träng I: kÓ ®Õn toµn bé c¸c t¶i träng kh«ng di ®éng, t¶i träng ®éng (gäi chóng lµ t¶i träng chÝnh - c¸c t¶i träng nµy t¸c dông trong mÆt ph¼ng ®øng). Tr­êng hîp t¶i träng I øng suÊt cho phÐp lín nhÊt trong kÕt cÊu thÐp lµ: s1 = s: øng suÊt cña vËt liÖu n1: hÖ sè an toµn s1 = 1600 (daN/cm2) (trang 7 - TÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp cæng trôc) - Tr­êng hîp t¶i träng II: ngoµi c¸c t¶i träng chÝnh trªn cßn tÝnh ®Õn lùc qu¸n tÝnh ngang vµ c¸c t¶i träng giã ë tr¹ng th¸i lµm viÖc. Tr­êng hîp t¶i träng II øng suÊt cho phÐp lín nhÊt trong kÕt cÊu thÐp lµ: s2 = 1800 (daN/cm2) (trang 7 - TÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp cæng trôc) B¶ng 1: B¶ng tæ hîp t¶i träng T¶i träng Tr­êng hîp t¶i träng I II -Träng l­îng b¶n th©n DÇm: Ch©n cøng Ch©n mÒm q = 7,5 (kN/m) PCC=65,6(kN) P=42 (kN) q = 7,5 (kN/m) PCC=65,6(kN) P =42 (kN) - Xe con Gx=85(kN) Gx=85 (kN) - T¶i träng n©ng Qtt=240(kN) Qtt=240 (kN) - Lùc qu¸n tÝnh N©ng vËt Di chuyÓn xe con FQ=12 (kN) FXC=5,4 (kN) - T¶i träng giã ngang Ch©n cæng Xe con + VËt n©ng dÇm qg=1,25 (kN/m) P= 17,5 (kN) P P - T¶i träng giã däc P2 ( kN/m) 3. M«men qu¸n tÝnh vµ m«men chèng uèn, xo¾n cña tiÕt diÖn chän s¬ bé: a. DÇm chÝnh - TiÕt diÖn chän s¬ bé cña dÇm chÝnh h = 160 (cm) b = 40 (cm) d1= 8( mm) d2= 6 (mm) - M«men qu¸n tÝnh I H×nh 2.2 I - M«men chèng uèn WUX = WUY = - DiÖn tÝch tiÕt diÖn S = 160.40 – 158,4.38,6 = 285,76 (cm2) b. Ch©n cæng - TiÕt diÖn chän s¬ bé cña ch©n cæng h = 350 (mm) b = 250 (mm) d = 6 (mm) - M«men qu¸n tÝnh: I H×nh 2.3 I - M«men chèng uèn cña ch©n cæng WUX = WUY = - DiÖn tÝch tiÕt diÖn S = 35.25 – 23,8.33,8 = 70,56 (cm2) c. DÇm nèi: - TiÕt diÖn chän s¬ bé cña dÇm nèi h = 200 (mm) b = 800 (mm) d = 6 (mm) - M«men qu¸n tÝnh cña mét dÇm I H×nh 2.4 I d. Thanh gi»ng - TiÕt diÖn chän s¬ bé h = 150 (mm) b = 100 (mm) H×nh 2.5 DiÖn tÝch tiÕt diÖn S = h.b – h’ .b’ = 15.10 – 13,8.8,8 = 28,56(cm2) 4. Néi lùc trong dÇm a. Néi lùc do t¶i träng ph©n bè dÇm g©y nªn S¬ ®å tÝnh vµ biÓu ®å néi lùc h×nh 2.5 - Ph¶n lùc ngang t¹i gèi H = Trong ®ã + p: träng l­îng ph©n bè dÇm q = 7,5 (kN) + L: khÈu ®é cæng L = 30 (m) + h: chiÒu cao tÝnh ®Õn t©m dÇm h = 12,64 (m) + k: hÖ sè kÓ ®Õn ®é cøng cña dÇm vµ ch©n cæng k = H×nh 2.5: biÓu ®å néi lùc do t¶i träng ph©n bè dÇm g©y nªn VËy H = - Ph¶n ®øng lùc t¹i c¸c gèi VA=VD= - BiÓu ®å m«men MC= MD= H.h = 2.12,64 = 25,28 (kNm) MP= 112,5.15 - 2.12,64-7,5.15. b. Néi lùc do träng l­îng xe con vµ vËt n©ng g©y nªn: S¬ ®å tÝnh vµ biÓu ®å néi lùc h×nh 2.6 - Ph¶n lùc ngang H H= H×nh 2.6: Néi lùc do xe con vµ vËt n©ng g©y nªn Trong ®ã + c: kho¶ng c¸ch gi÷a 2 b¸nh xe c = 2,5 (m) + a,b: kho¶ng c¸ch tõ b¸nh xe ®Õn ch©n cæng b = a = (30-2,5):2 = 13,75 (m) VËy H = - Ph¶n lùc th¼ng ®øng t¹i c¸c gèi VA= VD= P = 162,5(kN) - BiÓu ®å m«men: MC = MD= H.h = 2,9.12,64 = 36,656 (kNm) MP = VA . a – H.h = 162,5.13,75-2,9.12,64= 2197,7 (kNm) c. Néi lùc do lùc qu¸n tÝnh khi n©ng S¬ ®å tÝnh vµ biÓu ®å néi lùc h×nh 2.7 - Ph¶n lùc ngang H = = H×nh 2.7: Néi lùc do lùc qu¸n tÝnh khi n©ng vËt - Ph¶n lùc th¼ng ®øng t¹i gèi VA= VD= P = 6(kN) - BiÓu ®å m« men: MC = MD= H.h = 0,107.12,64 = 1,35 (kNm) MP = VA . a – H.h = 6.13,75 - 0,107.12,64= 81,2 (kNm) d. Néi lùc do lùc qu¸n tÝnh khi di chuyÓn xe con S¬ ®å tÝnh vµ biÓu ®å néi lùc h×nh 2.8 - Ph¶n lùc ngang HA = -HB = = = 2,7 (kN) H×nh 2.8: Néi lùc do lùc qu¸n tÝnh di chuyÓn xe con - BiÓu ®å m«men: MC = H.h = 2,7.12,64 = 34,1228 (kNm) MP = HA.h = 2,7.12,64 = 34,1228 (kNm) e. Néi lùc do giã - Néi lùc do giã ngang S¬ ®å tÝnh vµ biÓu ®å néi lùc h×nh 2.9 +¸p lùc giã t¸c dông lªn ch©n cæng q = = 0,9 (kN/m) +Ph¶n lùc ngang H: . Ph¶n lùc t¹i gèi A HA = = = 10,34 (kN) H×nh 2.9: Néi lùc do giã ngang g©y nªn . Ph¶n lùc t¹i gèi B HB = = = 6,03 (kN) + BiÓu ®å m«men MB = MD= HA.h – q.h. = 10,34.12,64 - 0.9.12,64. = 58,8 (kNm) MC = HB.h = 6,03.12,64 = 76,2 (kNm) - Giã däc S¬ ®å tÝnh vµ biÓu ®å néi lùc h×nh 2.10 +¸p lùc giã q = 1,25.1,6 = 2 (kN/m) + Ph¶n lùc t¹i c¸c gèi VC = VD = = = 32,5 (kN) + BiÓu ®å m«men MP = VB.15 – q. = 32,5.15 – 2. = 262,5 (kNm) H×nh 2.10: Néi lùc do giã däc g©y nªn 5. øng suÊt trªn ch©n cæng a. Tr­êng hîp t¶i träng I - Tæng m«men theo ph­¬ng x Mux = 818,5 +2197,7 = 3016,2 (kNm) - M«men theo ph­¬ng y Muy = 0 (KNm) - M«men xo¾n Mx= 162,5.0,2 = 33 (kNm) - Lùc c¾t t¸c dông lªn dÇm P = 162,5 (kN) * øng suÊt trong ch©n cæng + øng suÊt ph¸p s = = = 1388,9 (daN/cm2) + øng suÊt tiÕp t = = = 43,63 (daN/cm2) øng suÊt gi÷a dÇm s = = = 1309,9 (daN/cm2) s < [s] = 1600 (daN/cm2): ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn b. Tr­êng hîp t¶i träng II - Tæng m«men theo ph­¬ng x MUx = 818,5 + 2197,7 + 81,2 + 8,7 = 3106,1 (kNm) - Tæng m«men theo ph­¬ng y MUy = 262,5 (kNm) - Lùc nÐn: Pn = 2 + 2,9 + 0,107 + 2,7 + 6,03 = 13,373 (kN) - Lùc c¾t Pc = 162,5 + 6 = 168,5 (kN) * øng suÊt trong ch©n cæng + øng suÊt ph¸p s = = = 1710,5 (daN/cm2) + øng suÊt tiÕp t = = = 44,7 (daN/cm2) øng suÊt gi÷a dÇm s = = = 1712,2 (daN/cm2) s < [s] = 1800 (daN/cm2) : ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn VËy trong c¶ hai tr­êng hîp t¶i träng øng suÊt sinh ra ®Òu n»m trong giíi h¹n cho phÐp nªn tiªt diªn ®· chän lµ ®ñ bÒn. 6. TÝnh to¸n ®é æn ®Þnh côc bé cña thµnh ®øng. a. ë tiÕt diÖn n¬i mµ ¶nh h­ëng chÝnh lµ lùc c¾t, cßn ¶nh h­ëng cña m«men cã thÓ bá qua (®Çu dÇm), phÇn thµnh ®øng n»m gi÷a c¸c thµnh biªn vµ gi÷a c¸c g©n t¨ng cøng chÞu nÐn vµ cã thÓ mÊt æn ®Þnh, øng suÊt tiÕp tíi h¹n ph©n bè ®Òu däc theo tÊt c¶ c¸c c¹nh cña nã (h×nh 2.11) vµ tÝnh gÇn ®óng theo c«ng thøc kinh nghiÖm nh­ sau: H×nh 2.11 tth = [1020 + 760 ()2]()2.103d ë ®©y : b: chiÒu cao dÇm b = 1600 (mm) a: kho¶ng c¸ch gi÷a 2 g©n t¨ng cøng a = 2500 (mm) d: chiÒu dµy thµnh ®øng cña dÇm d = 6 (mm) VËy tth = [ 1020 + 760 ()2].()2.103 tth = 18,72 (N/mm2) HÖ sè an toµn côc bé K= t: øng suÊt tiÕp d­íi t¸c dông cña lùc c¾t trong phÇn ®ang xÐt K= = = 1,82 > [K] b. ë tiÕt diÖn, n¬i mµ ¶nh h­ëng chÝnh lµ m«men uèn cßn ¶nh h­ëng cña lùc c¾t cã thÓ bá qua ®­îc (gi÷a dÇm), phÇn thµnh ®øng n»m gi÷a c¸c thµnh biªn vµ gi÷a c¸c g©n t¨ng cøng cã thÓ ®­îc xem nh­ tÊm bÞ uèn thuÇn tuý. Trong tr­êng hîp nµy tÊm cã thÓ bÞ mÊt æn ®Þnh trong vïng chÞu nÐn cña dÇm, øng suÊt ph¸p tíi h¹n cña tÊm ph©n bè theo 2 c¹nh cña tÊm vµ b»ng: sth = 4390 ()2.103 ë ®©y d: chiÒu dµy thµnh ®øng cña dÇm d= 6 (mm) h1: chiÒu cao tõ g©n t¨ng cøng däc ®Õn mÐp trªn cña dÇm h1 = (0,2 - 0,25)h0 Chän h1 = 0,25 h0 = 0,25.1600 = 400 (mm) VËy sth = 4390()2.103 = 987,75 (N/mm2) HÖ sè an toµn æn ®Þnh côc bé K = s: øng suÊt nÐn ë biªn VËy K = = = 5,7 TiÕt diÖn dÇm vµ c¸c g©n t¨ng cøng ®· chän ®ñ bÒn. 7. TÝnh chuyÓn vÞ. a. TÝnh chuyÓn vÞ ngang cña cæng trôc. §Ó tÝnh chuyÓn vÞ ngang cña cæng trôc ta t¹o tr¹ng th¸i K trong hÖ c¬ b¶n: chuyÓn cæng trôc thµnh mét hÖ tÜnh ®Þnh cã lùc ngang mét ®¬n vÞ t¸c dông vµo cæng theo chiÒu bÊt lîi nhÊt ®ã lµ chiÒu cña giã t¸c dông vµ chiÒu di chuyÓn cña xe con. VÏ biÓu ®å Mok nh­ h×nh 2.12. Sau ®ã nh©n biÓu ®å m«men tr¹ng th¸i K víi biÓu ®å m«men tæng céng h×nh 2.13. ChuyÓn vÞ ngang t¹i dÇm ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: X = ( M0k). (M0p) X = .12,64.30.2407,9 + .12,642.48,96 X = .228268,92 + .1955,6 X = 0,093 (m) = 9,3 (cm) H×nh 2.12: biÓu ®å tr¹ng th¸i K H×nh 2.13: biÓu ®å m« men tæng céng b. TÝnh ®é vâng cña dÇm - BiÓu thøc tÝnh ®é vâng f = < [f] ECT3 = 2,1.106 (daN/cm2)) - §é vâng cho phÐp [f] = .l = .3000 = 3,75 (cm) - §é vâng cña dÇm f = = 34.10-3 (m) = 3,4 (cm) f < [f]: vËy tiÕt diÖn ®· chän lµ ®ñ bÒn II. TÝnh bÒn ch©n cæng 1. §èi víi ch©n cæng vÞ trÝ nguy hiÓm nhÊt khi xe con n©ng vËt ë s¸t ch©n mÒm. S¬ ®å tÝnh kÕt cÊu thÐp cña dÇm cæng trôc thÓ hiÖn trªn h×nh 2.14 H×nh 2.14 C¸c lùc t¸c dông lªn ch©n cæng - Träng l­îng vËt n©ng vµ xe con Gx + Qtt = 325 (kN) - Mét phÇn hai träng l­îng dÇm Gd/2 = = 123,75 - Khèi l­îng ch©n mÒm Pcm = 42 (kN) - T¶i träng giã + qg = 1,25 (kN/m) + ¸p lùc giã ph©n bè ë ch©n cæng q = qg.bc = 1,25.0,25 = 0,3125 (kN/m) + Lùc giã t¸c dông lªn 1/2 dÇm DiÖn tÝch ch¾n giã cña dÇm A = 33.1,6 = 52,8 (m2) Lùc giã t¸c dông lªn dÇm ®­a vÒ mét ch©n cæng Wg/2 = = 33 (kN) Lùc giã t¸c dông lªn xe con vµ vËt n©ng p = 5 (kN) - T¶i träng ®éng + Khi n©ng vËt FQ = 12 (kN) + Khi më m¸y di chuyÓn cæng Fd/c = 0,15.G.a Trong ®ã G: träng l­îng cæng G = 600 (kN) a: Gia tèc di chuyÓn a = 0,1 (m/s2) (Trang 4 – HD§AMHMN ) VËy Fd/c = 0,15.600.0,1 = 9 (kN) 2. Tæ hîp t¶i träng - Tr­êng hîp t¶i träng I: kÓ ®Õn toµn bé c¸c t¶i träng kh«ng di ®éng, t¶i träng ®éng (gäi chóng lµ t¶i träng chÝnh - c¸c t¶i träng nµy t¸c dông trong mÆt ph¼ng ®øng). Tr­êng hîp t¶i träng I øng suÊt cho phÐp lín nhÊt trong kÕt cÊu thÐp lµ: s1 = s: øng suÊt cña vËt liÖu n1: hÖ sè an toµn tr­êng hîp t¶I träng I s1 = 1600 (daN/cm2) (trang 7 - TÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp cæng trôc) - Tr­êng hîp t¶i träng II: ngoµi c¸c t¶i träng chÝnh trªn cßn tÝnh ®Õn lùc qu¸n tÝnh ngang vµ c¸c t¶i träng giã ë tr¹ng th¸i lµm viÖc. Tr­êng hîp t¶i träng II øng suÊt cho phÐp lín nhÊt trong kÕt cÊu thÐp lµ: s1 = n2: hÖ sè an toµn tr­êng hîp t¶i träng II s2 = 1800 (daN/cm2) (trang 7 - TÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp cæng trôc) B¶ng 2: B¶ng tæ hîp t¶i träng T¶i träng Tr­êng hîp t¶i träng I II - Träng l­îng b¶n th©n DÇm Ch©n cæng Gd/2 = 123,75 kN Pcm = 42 (kN) Gd/2 = 123,75 kN Pcm = 42 (kN) - Xe con + vËt n©ng Gx + Q = 325 (kN) Gx + Q = 325 (kN) - T¶i träng giã + ¸p lùc giã lªn ch©n cæng + Lùc giã t¸c dông lªn dÇm + Lùc giã t¸c dông lªn Gx+Q P= 0,3125 (kN/m) Wd/2 = 33 kN W= 5 kN - T¶i träng ®éng + n©ng vËt + Di chuyÓn cæng FQ= 12 kN Fd/c= 9 kN 3. Néi lùc trong ch©n cæng Néi lùc do xe con vµ t¶i träng n©ng g©y nªn S¬ ®å tÝnh vµ biÓu ®å néi lùc h×nh 2.15 - Néi lùc trong ch©n cæng ë tr­êng hîp nµy ®­îc tÝnh theo c«ng thøc X = Trong ®ã d = 3,5 (m) c = 2 (m) b = 3 (m) a = 3,0 (m) l = 9 (m) h = 12,64 (m) F = 11,64.10-4 (m2) S = = = 12,99 (m) H×nh 2.15: Néi lùc do xe con vµ t¶i träng n©ng g©y nªn - HÖ sè K ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: K = = VËy X = = 38 (kN) - Ph¶n lùc gèi A vµ D VA= VD = P = 162,5(kN) - Ta cã biÓu ®å m«men nh­ h×nh 2.15 MB = MC = VA.a – X.h= 162,5.3,0-37,7.12,64=10,972(kNm) MP= VA.d – Xh =162,5.3,5 – 37,7.12,64 = 92,222 (kNm) Néi lùc do 1/2 träng l­îng dÇm g©y nªn S¬ ®å tÝnh vµ biÓu ®å néi lùc h×nh 2.16 - Lùc kÐo X ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: X= X = = 14,3 (kN) H×nh 2.16: Néi lùc do 1/2 träng l­îng dÇm g©y nªn - Ph¶n lùc gèi A vµ D VA= VD= P =61,875(kN) - BiÓu ®å m«men MB = MC = VA.a - x.h= 61,875.3,0 - 14,36.12,64 = 4(KNm) MP = VA.d - x.h = 61,875.3,5 - 14,3.12,64 = 34,94 (KNm) c. Néi lùc do träng l­îng dÇm nèi g©y nªn S¬ ®å tÝnh vµ biÓu ®å néi lùc h×nh 2.17 - Lùc ph©n bè cña dÇm nèi q = 2.s.f = 2.28,56.10-4.78000 = 446(N) = 0,446(kN) - Lùc kÐo X ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc X= => X = = 0,14 (kN) H×nh 2.17: Néi lùc do träng l­îng dÇm nèi g©y nªn - Ph¶n lùc t¹i gèi VA= VD = - BiÓu ®å m«men MB = MC = VA.a – x.h = 0,669.3 – 0,14.12,64 = 0,2374 (kNm) d. Néi lùc do träng l­îng b¶n th©n ch©n cæng g©y nªn: S¬ ®å tÝnh vµ biÓu ®å néi lùc h×nh 2.18 - Lùc kÐo X ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc X = X = = 4,90 (kN) - Ph¶n lùc t¹i gèi VA= VD= H×nh 2.18: Néi lùc do träng l­îng b¶n th©n ch©n cæng g©y nªn - BiÓu ®å m«men MB = MC = VA.a – x.h = 21.3 – 4,90.12,64 = 1,064(kNm) MP =VA.e-x.h =21.4,5 – 4,9.12,64 = 32,56 (kNm) e. Néi lùc do lùc qu¸n tÝnh khi n©ng vËt S¬ ®å tÝnh vµ biÓu ®å néi lùc h×nh 2.19 - Lùc kÐo X ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc X= =>X = = 1,392 (kN) - Ph¶n lùc ë c¸c gèi VA = VD=6 (kN) - BiÓu ®å m«men MD = MC = 6.3 – 1,392.12,64 = 0,405(kNm) MP = 6.3,5 – 1,392.12,64 = 3,405 (kNm) H×nh 2.19: Néi lùc do lùc qu¸n tÝnh khi n©ng vËt f. Néi lùc do lùc qu¸n tÝnh khi di chuyÓn cæng S¬ ®å tÝnh vµ biÓu ®å néi lùc h×nh 2.20 - Lùc kÐo X ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc X = X = = 4,5 (kN) H×nh 2.19: Néi lùc do lùc qu¸n tÝnh khi di chuyÓn cæng - Ph¶n lùc ë c¸c gèi VA= -VD=p. - BiÓu ®å m«men MB = VD(l - a) – x.h = 12,64.(9-3) – 4,5.12,64 = 18,96(kNm) MC =VD.a-x.h =12,64.3 – 4,5.12,64 = 18,96 (kNm) g. Néi lùc do giã S¬ ®å tÝnh vµ biÓu ®å néi lùc h×nh 2.16 - ¸p lùc giã t¸c dông lªn ch©n cæng q = 1,25.bc= 1,25.0,25 = 0,3125 (kN/m) -Lùc kÐo X ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc X= =>X = = 17,7 (kN) H×nh 2.20: Néi lùc do giã -Ph¶n lùc ë c¸c gèi VA= VD= -BiÓu ®å m«men MB=VD(1-a)-xh=49,0.6-17,7.12,64=47,50(kNm) MC=VC.a-xh=49.3-17,7.12,64=52,5(kNm) 4. øng suÊt trªn ch©n cæng a. Tr­êng hîp t¶i träng I: kÓ ®Õn toµn bé c¸c t¶i träng kh«ng di ®éng, t¶i träng ®éng - Tæng m«men theo ph­¬ng x M - M« men theo ph­¬ng y M (kNm) - M« men xo¾n Mx=0 - Lùc nÐn P = 162,5+61,875+0,669+21 = 246,011 (kN) * øng suÊt trong ch©n cæng s = = (daN/cm2) s < [s] = 1600 (daN/cm2) b. Tr­êng hîp t¶i träng II - Tæng m«men theo ph­¬ng x M - Tæng m« men theo ph­¬ng y M - Lùc nÐn: P = 162,5+61,875+0,669+21+6-12,64-49 = 184,404 (kN) * øng suÊt trong ch©n cæng s = (daN/cm) s < [s] = 1800 (daN/cm2) Nh­ vËy trong c¸c tr­êng hîp t¶i träng I vµ II øng suÊt sinh ra ®Òu bÐ h¬n øng suÊt cho phÐp nªn tiÕt diÖn ®· chän lµ ®ñ bÒn. III.TÝnh to¸n chèt liªn kÕt 1. Chèt ch©n cæng víi dÇm Chèt ch©n cæng víi dÇm chØ chÞu lùc c¾t do träng l­îng dÇm, xe con, vËt n©ng vµ c¸c t¶i träng ®éng t¶i, träng giã g©y nªn. Dùa vµo ch­¬ng II phÇn II tÝnh to¸n ch©n cæng ta cã lùc c¾t lín nhÊt t¸c dông vµo chèt lµ: F = 292,7 (kN) Chän s¬ bé ®­êng kÝnh cña chèt lµ d = 10 (cm). S: DiÖn tÝch tiÕt diÖn cña chèt S = = = 78,5 (cm2) H×nh 2.21: lùc t¸c dông vµo chèt - øng suÊt trong chèt s = = = 372 (daN/cm2) VËy tiÕt diÖn chèt ®· chän lµ ®ñ bÒn. 2. Chèt ch©n cæng víi côm b¸nh xe di chuyÓn Chèt ch©n cæng víi côm b¸nh xe di chuyÓn ngoµi chÞu lùc nh­ chèt ch©n cæng víi dÇm cßn cã träng l­îng do ch©n cæng, cabin vµ cÇu thang t¸c dông lªn. - Lùc t¸c dông lªn chèt: F = 332 (kN) - Chän ®­êng kÝnh cña chèt lµ d = 10 (cm) - DiÖn tÝch tiÕt diÖn cña chèt: S = = = 78,5 (cm2) - øng suÊt trong chèt s = = = 422,9 (daN/cm2) VËy tiÕt diÖn chèt ®· chän lµ ®ñ bÒn. 3. Chèt thanh gi»ng víi côm b¸nh xe di chuyÓn - Chän s¬ bé ®­êng kÝnh d = 4 cm - DiÖn tÝch tiÕt diÖn cña chèt: S = = = 12,56 (cm2) - Dùa vµo phÇn tÝnh ch©n cæng ta cã lùc t¸c dông lªn chèt: F = 112,232 (kN) øng suÊt trong chèt s = = = 893 (daN/cm2) VËy tiÕt diÖn chèt ®· chän lµ ®ñ bÒn. Ch­¬ng III: c¬ cÊu di chuyÓn cæng 1. Chän s¬ ®å dÉn ®éng Cæng trôc thiÕt kÕ cã khÈu ®é vµ t¶i träng n©ng lín nªn ®Ó ®¶m b¶o cho c¬ cÊu di chuyÓn cæng ho¹t ®éng b×nh th­êng ta chän s¬ ®å dÉn ®éng riªng gåm hai c¬ cÊu di chuyÓn bè trÝ vÒ hai ch©n cña cæng trôc. V× søc n©ng lín nªn ®Ó gi¶m t¶i träng t¸c dông lªn b¸nh xe vµ trôc ta lùa chän hÖ b¸nh xe kÐp. S¬ ®å dÉn ®éng c¬ cÊu cho trªn h×nh 3.1. H×nh 3.1: S¬ ®å dÉn ®éng c¬ cÊu di chuyÓn cæng §éng c¬ liÒn HGT kiÓu b¸nh r¨ng nãn Phanh ®Üa kiÓu ®iÖn tõ Bé truyÒn b¸nh r¨ng ngoµi B¸nh xe Trôc b¸nh xe Trôc trung gian Gèi ®ì trôc Trôc truyÒn 2. X¸c ®Þnh lùc nÐn b¸nh lín nhÊt Lùc nÐn b¸nh lín nhÊt xuÊt hiÖn khi xe con ®ang n©ng vËt ë vÞ trÝ s¸t ch©n cæng chÞu t¶i träng giã bÊt lîi nhÊt. Dùa vµo phÇn II ch­¬ng II tÝnh bÒn ch©n cæng, ta cã lùc nÐn b¸nh lín nhÊt víi mçi bªn ch©n cæng lµ: Rmax= 162,5 + 61,875 + 6 + 12,64 + 49 + 32,5 = 318,515(kN) 3. X¸c ®Þnh lùc c¶n di chuyÓn - Lùc c¶n di chuyÓn cæng trôc ®­îc tÝnh theo c«ng thøc Wdc=(Q+G) +wg (Trang 63- HD §A MHMN) ë ®©y: + Q: T¶i träng n©ng Q = 200 (kN) + G: Träng l­îng cæng trôc G = 600 (kN) + D: ®­êng kÝnh b¸nh xe di chuyÓn, chän s¬ bé D = 50 (cm) + d: ®­êng kÝnh ngâng trôc, lÊy gÇn ®óng: d = 0,2.D = 0,2.50 = 10 (cm) + f: HÖ sè ma s¸t trong æ ®ì b¸nh xe f = 0,015 (Trang 51- HD §A MHMN) + m: hÖ sè c¶n l¨n m = 0,06 (cm) (B¶ng 24 – HD §A MHMN) + k: HÖ sè kÓ ®Õn lùc c¶n do ma s¸t thµnh b¸nh xe víi ray vµ gi÷a c¸c bé phËn lÊy ®iÖn víi nhau k = 1,5 (B¶ng 25 – HD §A MHMN) + a: ®é dèc ®­êng cæng trôc a = 0,003 (B¶ng 26 – HD §A MHMN) + Wg: Lùc c¶n di chuyÓn do t¶i träng giã Wg= q.S S: diÖn tÝch ch¾n giã S = 1,6.33 + 2.0,3.12+4 = 64 (m2) Wg= 64.250 = 16000 (N) = 16 (kN) VËy lùc c¶n di chuyÓn cæng lµ Wdc=(200+600)[.1,5 + 0,003] +16 = 24,88 (kN) 4. TÝnh c«ng suÊt ®éng c¬ vµ chän ®éng c¬ a. C«ng suÊt ®éng c¬: C¬ cÊu di chuyÓn cæng trôc ®­îc chän theo m«men më m¸y. Gi¸ trÞ m«men më m¸y cÇn ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn b¸m cña b¸nh xe chñ ®éng khi ch¹y kh«ng t¶i trªn ray. §Ó tiÕn hµnh chän ®éng c¬, x¸c ®Þnh lùc c¶n di chuyÓn cæng trong thêi kú më m¸y: WC = Wdc + 1,2 (Trang 53 – HD §A MHMN) Trong ®ã: a: gia tèc trung b×nh cña cæng trôc a = 0,1 (m/s2) (B¶ng 27 – HD §A MHMN) g: gia tèc träng tr­êng g = 10 (m/s2) VËy lùc c¶n di chuyÓn khi më m¸y WC = Wdc + 1,2 = 24,88 + 1,2. C«ng suÊt s¬ bé chän ®éng c¬ Ntt = (Trang 53 – HD §A MHMN) ë ®©y: VC: VËn tèc di chuyÓn cæng VC = 20 (m/p) = 1/3 (m/s) hc: hiÖu suÊt c¬ cÊu: hc= 0,85 VËy Ntt = = 9,014 (kW) C«ng suÊt tÝnh to¸n cho mét ®éng c¬ Nt = 0,6.Ntt = 0,6.9,014 = 5,41 (kW) b. Chän ®éng c¬: Chän ®éng c¬ ®iÖn liÒn HGT kiÓu b¸nh r¨ng nãn lo¹i SK 4212S - 132S/4 ë chÕ ®é lµm viÖc trung b×nh cã: N = 5,5 (kw) n = 1500 (v/p) n1= 31,15 (v/p) i = 48,15 5. TÝnh chän bé truyÒn ngoµi Bé truyÒn ngoµi sö dông bé truyÒn b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng, cã ®­êng kÝnh b¸nh r¨ng lín D = 50 (cm). §­êng kÝnh b¸nh r¨ng nhá d = ë ®©y ing: tØ sè truyÒn ngoµi, ®­îc tÝnh theo ing = io: tû sè truyÒn chung io = VËn tèc quay cña b¸nh xe Nbx = = = 12,73 (v/p) => i0 = = 117,8 Tû sè truyÒn ngoµi ing = = = 2,45 §­êng kÝnh b¸nh r¨ng dÉn dbr = = = 20,4 (cm) - VËn tèc thùc cña cæng trôc V = .0,5.3,14 = 19,96 (m/s) 6. KiÓm tra ®éng c¬: §éng c¬ ®­îc kiÓm tra theo ®iÒu kiÖn b¸m (kh«ng quay tr¬n) khi më m¸y kh«ng t¶i träng n©ng. N®c < [N] - [N] c«ng suÊt tÝnh to¸n tháa m·n ®iÒu kiÖn kh«ng quay tr¬n khi më m¸y ®éng c¬ kh«ng t¶i. [N] = (kw) - [M]: M«men më m¸y trªn trôc ®éng c¬ tháa m·n kh«ng quay tr¬n: [M] = Mt1 + (kNm) Mt1: m«men c¶n tÜnh khi kh«ng t¶i: M1t = (kNm) Wt1: lùc c¶n di chuyÓn khi kh«ng t¶i tÝnh cho mét ®éng c¬ Wt1 = .W’t (kN) Wt’: lùc c¶m di chuyÓn toµn bé cæng trôc Wt’ = G +wg + 1,2.a = 600).[.1,5 + 0,003] +16 +1,2.0.1 = 29,86 (kN) => Wt1 = .29,86 = 14,93 (kN) M«men c¶n tÜnh kh«ng t¶i tÝnh cho mét ®éng c¬ M1t = = 37,3 (Nm) - tb: thêi gian më m¸y nhá nhÊt cña ®éng c¬ khi kh«ng t¶i tb= Trong ®ã amax: Gia tèc cùc ®¹i cho phÐp ®¶m b¶o an toµn b¸m (kb = 1,2) amax = [( + .) - .k - ].g ë ®©y: j: hÖ sè b¸m cña b¸nh xe chñ ®éng víi ray j = 0,12 (Trang 55 - HD §A MHMN) Gb: Träng l­îng b¸m cña b¸nh xe chñ ®éng: VËy amax = [( + ) - .1,5 - ].10 = 0,167 (m/s2) Thêi gian më m¸y lín nhÊt tb = = 1,99 (s) - M«men v« l¨ng t­¬ng ®­¬ng: GD2= d(GD2ro + GD2p + GD2br) + ë ®©y d = 1,2 (Trang 38 - HD §A MHMN) GD2ri: m«mem v« l¨ng cña ®éng c¬ GD2ri = 4gJ J = 0,07 ( kgm) (Trang 34 - ¸t l¸t m¸y x©y dùng) GD2ro = 4.0,7.10 = 28 (Nm) VËy GD2 = 1,2( 28 + 0,66 + 2) + = 49,5 (Nm) M«men më m¸y trªn trôc ®éng c¬ tho¶ m·n kh«ng quay tr¬n [M] = Mt1 + = 37,3 + = 136,8 (Nm) C«ng suÊt ®éng c¬ tÝnh to¸n tháa m·n kh«ng quay tr¬n [N] = = = 14,3 (kw) N®c < [N]: VËy ®éng c¬ ®· chän ®¶m b¶o yªu cÇu b¸m. 7. TÝnh to¸n b¸nh xe di chuyÓn - T¶i träng tÝnh to¸n lín nhÊt t¸c dông lªn b¸nh xe: Ptt = k1 . 8 . Pbx Trong ®ã k1 = 1,2 (B¶ng 30 - HD §A MHMN) g = 0,9 (B¶ng 31 - HD §A MHMN) Pbx = = = 159,2575 (kN) VËy Ptt = 1,2.0,9.159,2575 = 172 (kN) - Gi¸ trÞ øng suÊt nÐn côc bé khi tiÕp xóc gi÷a b¸nh xe vµ ®­êng ray lµ tiÕp xóc ®­êng stx = 0,418. Trong ®ã E = 2,1.107 (N/cm) Rbx = 25 (cm) Chän ray di chuyÓn lµ ray tµu háa P43, ta cã b = 7 (cm) VËy stx = 0,418.= 0,418. = 60053 (Ncm) Chän VL lµm b¸nh xe lµ thÐp 45 víi HB =300 cã: stx = 75.103 (Ncm) 8. Trôc truyÒn a. Trôc I (trôc dÉn ®éng) Trôc I cña c¬ cÊu di chuyÓn cæng chÞu m«men xo¾n cña ®éng c¬ qua hép gi¶m tèc, lùc vßng P, lùc h­íng t©m Pr vµ lùc tËp trung do träng l­îng cña ®éng c¬ vµ hép gi¶m tèc g©y nªn. H×nh 3.2: BiÓu m«men trôc I - M«men xo¾n t¸c dông lªn trôc I Mx = M®c.igt.hgt Trong ®ã: M®c m«mem ®éng c¬ M®c = = = 35,01 (Nm) igt = 48,15 hgt = o,9 VËy Mx = 35,01.48,15.0,9 = 1517,4 (Nm) - Lùc vßng t¸c dông lªn trôc I Ta cã c«ng thøc tÝnh lùc vßng P = (CT-49- TKCTM) ë ®©y Mx: m«men xo¾n trªn trôc I d: ®­êng kÝnh b¸nh r¨ng trªn trôc I d = = = 204 (mm) VËy P = = 14870,5 (N) - Lùc h­íng t©m t¸c dung lªn trôc I Pr = P.sina = 14870,5.sin140 = 3597,5 (N) - Ph¶n lùc ë c¸c gèi + Ph¶n lùc theo ph­¬ng x SMA = 30.RBx- 45.F - 22.Pr=0 => RBx = = = 4513,2(N) + Ph¶n lùc theo ph­¬ng y SMA = 30.RBy– 22.P=0 => RBy = = = 10905 (N) Ta cã biÓu ®å m«men nh­ h×nh 3.2 - M« men uèn t¹i tiÕt diÖn nguy hiÓm: Mu = = = 875490,8 (Nmm) - M« men t­¬ng ®­¬ng t¹i tiÕt diÖn nguy hiÓm Mtd = = = 1579038 (Nmm) - §­êng kÝnh trôc I dI > (CT 7-3 –TKCTM) ë ®©y [s]: øng suÊt cho phÐp cña VL lµm trôc. Chän VL lµm trôc lµ thÐp 45 ta cã [s] = 63 (N/mm) (B¶ng 7-2 –TKCTM) VËy dI > = 63,05 (mm) Chän ®­êng kÝnh trôc I: dI = 65 (mm) b. Trôc II (trôc b¸nh xe) Trôc II cña c¬ cÊu di chuyÓn cæng chÞu lùc c¾t do träng l­îng b¶n th©n cæng, vËt n©ng, lùc vßng P vµ lùc h­íng t©m Pr g©y nªn g©y nªn. V× b¸nh r¨ng bÞ dÉn g¾n chÆt vµo b¸nh xe mµ kh«ng gèi lªn trôc nªn lùc vßng P vµ lùc h­íng t©m Pr ë b¸nh r¨ng t¸c dông vµo trôc II th«ng qua b¸nh xe b¸nh xe. H×nh 3.3: BiÓu m«men trôc II ë ®©y P = 14870,5 (N) Pr = 3597,5 (N) F = = = 159,2575 (kN) - Ph¶n lùc ë c¸c gèi + Ph¶n lùc theo ph­¬ng x SMC = 30.RDx - 15.(F - Pr) = 0 => RDx = = = 77829,75 (N) + Ph¶n lùc theo ph­¬ng y SMC = 30RDy– 15P=0 => RDy = = = 7435,25 (N) Ta cã biÓu ®å m«men nh­ h×nh 3.3 - M«men uèn t¹i tiÕt diÖn nguy hiÓm: Mu = = = 6075642,2 (Nmm) - §­êng kÝnh trôc II dII > (CT 7-3 –TKCTM) ë ®©y [s]: øng suÊt cho phÐp cña VL lµm trôc. Chän VL lµm trôc lµ thÐp 45 ta cã [s] = 63 (N/mm) (B¶ng 7-2 –TKCTM) VËy dII > = 98,8 (mm) Chän ®­êng kÝnh trôc II: dII = 100 (mm) c. Trôc III (trôc trung gian) Trôc trung gian chØ chÞu lùc vßng P vµ lùc h­íng t©m Pr t¸c dông - Ph¶n lùc t¹i gèi SME = 30.RFy– 22.P=0 => RFy = = = 10905 (N) H×nh: 3.4: BiÓu m«men trôc III - §­êng kÝnh trôc trung gian d > Chän VL lµm trôc lµ thÐp 45 ta cã [s] = 63 (N/mm) (B¶ng 7-2 –TKCTM) VËy dII > = 51,7 (mm) Chän ®­êng kÝnh trôc trung gian dIII = 55 (mm) 9. Chän æ bi: a. Trôc I æ bi ®ì trôc ®­îc chän theo hÖ sè kh¶ n¨ng lµm viÖc C, hÖ sè C ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: C = Q.(nh)0,3 ë ®©y + Q: lùc t¸c dông vµo æ Q = RBx2 + RBy2 = 451,32 + 1090,52 = 1180,2 (daN) + n: sè vßng quay cña trôc n = 31,15 (v/p) + h: sè giê lµm viÖc h = 10000 (h) VËy C = 1180,2.(31,15. 10000)0,3 = 52479 - Chän æ ®òa lßng cÇu hai d©y lo¹i nhÑ ký hiÖu 3513 cã: + §­êng kÝnh lç: d = 65 (mm) + §­êng kÝnh lín nhÊt cña æ: D = 120 (mm) + HÖ sè C = 57000 + ChiÒu réng æ: B = 31(mm) b. Trôc II æ bi ®ì trôc ®­îc chän theo hÖ sè kh¶ n¨ng lµm viÖc C, hÖ sè C ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: C = Q.(nh)0,3 ë ®©y + Q: lùc t¸c dông vµo æ Q0 = P2 + (F – Pr)2 = 1487,052 + (15925,7 – 359,75)2 = 15636,8 (daN) V× chän 2 æ bi ®ì nªn lùc t¸c dông vµo mét æ lµ: Q = + n: sè vßng quay cña trôc n = 12,37 (v/p) + h: sè giê lµm viÖc h = 1000 (h) VËy C = 7818,4.(12,37. 10000)0,3 = 2630529 - Chän æ ®òa lßng cÇu hai d©y lo¹i võa ký hiÖu 113520 cã: + §­êng kÝnh lç: d = 100 (mm) + §­êng kÝnh lín nhÊt cña æ: D = 180 (mm) + HÖ sè C = 280000 + ChiÒu réng æ: B = 46 (mm) c. Trôc III æ bi ®ì trôc ®­îc chän theo hÖ sè kh¶ n¨ng lµm viÖc C, hÖ sè C ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: C = Q.(nh)0,3 ë ®©y + Q: lùc t¸c dông vµo æ Q0 = P = 1487,05 (daN) + n: sè vßng quay cña trôc n = 12,37 (v/p) + h: sè giê lµm viÖc h = 10000 (h) VËy C = 1487,05.(31,15. 10000)0,3 = 66124,6 - Chän æ ®òa lßng cÇu hai d©y lo¹i võa ký hiÖu 113511 cã: + §­êng kÝnh lç: d = 55 (mm) + §­êng kÝnh lín nhÊt cña æ: D = 100 (mm) + HÖ sè C = 72000 + ChiÒu réng æ: B = 25 (mm) Ch­¬ng IV: thiÕt kÕ hÖ thèng ®IÒu khiÓn ®IÖn I. Giíi thiÖu chung HÖ thèng ®iÒu khiÓn ®iÖn trªn cæng trôc cã chøc n¨ng nhiÖm vô lµ gióp cho qu¸ tr×nh lµm viÖc cña m¸y c¬ ®éng linh ho¹t vµ dÔ ®iÒu khiÓn nhÊt dèi víi ng­êi sö dông. Do vËy ph¶i cã nh÷ng truyÒn ®éng ®iÒu khiÓn cho c¬ cÊu n©ng chÝnh, n©ng phô, di chuyÓn xe con vµ di chuyÓn cæng. §Ó thuËn tiÖn hÖ thèng ®iÖn ®­îc ®iÒu khiÓn b»ng nót bÊm vµ c¸c cÇn g¹t bè trÝ bªn trong cña cabin. Mét sè yªu cÇu chung cña c¸c thiÕt bÞ ®iÖn trong cæng trôc + §é bÒn c¬ khÝ cao v× ph¶i lµm viÖc th­êng xuyªn nÆng nhäc. + Ph¶i lµm viÖc tèt trong ®iÒu kiÖn khÝ hËu c«ng tr­êng x©y dùng (m­a, giã, ®é Èm, nhiÖt ®é thay ®æi...). + DÔ thay ®æi khi háng hãc. II. TÝnh chän c¸c thiÕt bÞ ®iÖn 1. X¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n cña cæng - C«ng suÊt tÝnh to¸n ®éng lùc P®l = knc.P® Trong ®ã knc: hÖ sè trung b×nh knc = 0,8 (PL1.3 – TKC§) P® = 62 (kw) VËy P®l = knc.P® = 0,8.62 = 49,6 (kw) - C«ng suÊt tÝnh to¸n cho c¸c thiÕt bÞ phô Pp = 2 (kw) - C«ng suÊt tÝnh to¸n t¸c dông cña cæng Ptt = P®l + Pp = 49,6 + 2 = 51,6 (kw) - C«ng suÊt tÝnh to¸n ph¶n kh¸ng cña cæng Qtt = Q®l = P®l.tgj HÖ sè cosj cña cæng Cosj = 0,85 (PL1.3 - TKC§) => Qtt = 49,6.0,62 = 30,752 (kw) - C«ng suÊt tÝnh to¸n toµn phÇn cña cæng Stt = = = 60,7 (kw) Ta cã b¶ng phô t¶i tÝnh to¸n cña cæng STT C¬ cÊu P® Cosj S® 1 Tæng 51,6 0,85 60,7 2 N©ng chÝnh 30 0,85 35,3 3 N©ng phô 16 0,85 18,8 4 Di chuyÓn xe con 5 0,85 5,88 5 Di chuyÓn cæng 5,5 0,85 6,5 6 ChiÕu s¸ng 2 2 B¶ng 3: phô t¶i tÝnh tÝnh to¸n cña cæng 2. Chän c¸p ®iÖn vµ d©y dÉn C¸p ®iªn ®­îc chän theo dßng ®iÖn phô t¶i cho phÐp - C¸p tæng Dßng ®iÖn lín nhÊt trong c¸p I = = = 92,2 (A) Chän c¸p ®ång 4 lâi c¸ch ®iÖn b»ng cao su cã vá thÐp tiÕt diÖn 35 mm2 lo¹i 4G35 cã: Icp = 110 (A) dlâi = 7,1 (mm2) dvá = 28,5 (mm2) - C¸p tõ tñ ®iÖn ®Õn ®éng c¬ n©ng chÝnh Dßng ®iÖn phô t¶i trong c¸p I = = = 53,6 (A) Chän c¸p ®ång 4 lâi c¸ch ®iÖn b»ng cao su cã vá thÐp tiÕt diÖn 10 mm2 lo¹i 4G10 cã: Icp = 55 (A) dlâi = 3,8 (mm2) dvá = 18,5 (mm2) - C¸p tõ tñ ®iÖn ®Õn ®éng c¬ n©ng phô Dßng ®iÖn phô t¶i trong c¸p I = = = 28,56 (A) Chän c¸p ®ång 4 lâi c¸ch ®iÖn b»ng cao su cã vá thÐp tiÕt diÖn 6 mm2 lo¹i 4G6 cã: Icp = 50 (A) dlâi = 2,9 (mm2) dvá = 16 (mm2) - C¸p tõ tñ ®iÖn ®Õn ®éng c¬ di chuyÓn xe con Dßng ®iÖn phô t¶i trong c¸p I = = = 8,9 (A) Chän c¸p ®ång 4 lâi c¸ch ®iÖn b»ng cao su cã vá thÐp tiÕt diÖn 4 mm2 lo¹i 4G2,5 cã: Icp = 19 (A) dlâi = 21,8 (mm2) dvá = 12,5 (mm2) - C¸p tõ tñ ®iÖn ®Õn ®éng c¬ di chuyÓn cæng Dßng ®iÖn phô t¶i trong c¸p I = = = 9,8 (A) Chän c¸p ®ång 4 lâi c¸ch ®iÖn b»ng cao su cã vá thÐp tiÕt diÖn 2,5 mm2 lo¹i 4G2,5 cã: Icp = 19 (A) dlâi = 21,8 (mm2) dvá = 12,5 (mm2) - Chän d©y ®iÖn cho m¹ch ®iÒu khiÓn vµ d©y dÉn phô Dßng ®iÖn phô t¶i trong d©y I = = = 5,2 (A) Chän d©y dÉn ®ång 2 lâi c¸ch ®iÖn b»ng cao su tiÕt diÖn 1 mm2 lo¹i cã Icp = 8 (A) 3. Chän m¸y biÕn ¸p Trªn cæng trôc cã sö dông mét m¸y biÕn ¸p 220/12v ®Ó biÕn dßng ®iÖn l­íi 220v thµnh dßng 12v sö dông cho chiÕu s¸ng, qu¹t, cßi, æ c¾m ... M¸y biÕn ¸p ®­îc chän theo c«ng suÊt phô t¶i tÝnh to¸n. Ta cã: S®mB > S® ë ®©y S® = 2(kw) VËy chän m¸y biÕn ¸p do h·ng ABB chÕ t¹o lo¹i 220/12v cã: S® = 2,2 (kw) 4. Chän ¸pt«m¸t ¸pt«m¸t ®­îc chän theo dßng lµm viÖc l©u dµi, chÝnh lµ dßng ®iÖn tÝnh to¸n cña phô t¶i. I®mA = Itt = = = 92,2 (A) Chän ¸pt«m¸t do h·ng Merlin Gerin (Ph¸p) chÕ t¹o lo¹i 15-100A-C100E cã: I®m = 100 (A) U®m = 500 (v) IN = 7,5 (A) 5. Chän cÇu dao CÇu dao ®­îc chon theo dßng ®iÖn ®Þnh møc cña phô t¶i, víi I = 92,2 (A), chän lo¹i cÇu dao 4 cùc cã: I®m = 100 (A) U®m= 380 (V) 6. Chä c«ngt¾ct¬ C«ngt¾ct¬ c¬ cÊu n©ng chÝnh: Chän c«ngt¾ct¬ do LG chÕ t¹o lo¹i GMC100 cã: I = 100(A) C«ngt¾ct¬ c¬ cÊu n©ng phô: Chän c«ngt¾ct¬ do LG chÕ t¹o lo¹i GMC75 cã: I = 75(A) C«ngt¾ct¬ c¬ cÊu di chuyÓn xe con: Chän c«ngt¾ct¬ do LG chÕ t¹o lo¹i GMC50 cã: I = 50(A) C«ngt¾ct¬ c¬ cÊu di chuyÓn cæng: Chän c«ngt¾ct¬ do LG chÕ t¹o lo¹i GMC50 cã: I = 50(A) 7. Chän r¬le nhiÖt C¬ cÊu n©ng chÝnh: Chän r¬le nhiÖt do LG chÕ t¹o lo¹i GTH100 cã: I = 65 - 100(A) C¬ cÊu n©ng phô: Chän r¬le nhiÖt do LG chÕ t¹o lo¹i GTH85 cã: I = 34 - 85(A) C¬ cÊu di chuyÓn xe con: Chän r¬le nhiÖt do LG chÕ t¹o lo¹i GTH40 cã: I = 18 - 40(A) C¬ cÊu di chuyÓn cæng: Chän r¬le nhiÖt do LG chÕ t¹o lo¹i GTH40 cã: I = 18 - 40(A) III. ThiÕt kÕ hÖ thèng ®iÒu khiÓn ®iÖn 1. HÖ thèng ®iÒu khiÓn c¬ cÊu n©ng chÝnh HÖ thèng ®iÒu khiÓn ®iÖn cña ®éng c¬ n©ng chÝnh nh­ h×nh 4.1. Trong m¹ch r«to m¾c c¸c ®iÖn trë phô R1, R2, R3 ®Ó h¹n chÕ dßng ®iÖn më m¸y vµ ®iÖn trë h·m Rh ®Ó h¹n chÕ dßng ®iÖn h·m ng­îc. S¬ ®å cho phÐp lµm viÖc ë tèc ®é trung gian nªn c¸c ®iÖn trë phô R1, R2, R3 cßn lµm nhiÖm vô ®iÒu chØnh tèc ®é nªn chóng ®­îc chän lµm viÖc ë chÕ ®é dµi h¹n. Qu¸ tr×nh më m¸y ®­îc ®iÒu khiÓn theo nguyªn t¾c thêi gian nhê c¸c c«ngt¾ct¬ cã l¾p thªm c¸c c¬ cÊu duy tr× thêi gian. §iÒu khiÓn h·m ng­îc theo nguyªn t¾c dßng ®iÖn b»ng r¬le dßng ®iÖn RH. ChØ sè dßng ®iÖn chØnh ®Þnh hót cña r¬le RH lín h¬n dßng ®iÖn khëi ®éng mét Ýt ®Ó khi khëi ®éng r¬le RH kh«ng t¸c ®éng. Nguyªn lý lµm viÖc: - ë tr¹ng th¸i ban ®Çu tay quay khèng chÕ KC ë vÞ trÝ “0”, sau khi ®ãng cÇu dao CD r¬le ®iÖn ¸p RA kiÓm ®iÖn ¸p nguån, nÓu ®ñ trÞ sè cho phÐp lµm viÖc th× tiÕp ®iÓm RA ph©n m¹ch tiÕp ®iÓm KC0 cho phÐp hÖ thèng lµm viÖc. - Muèn khëi ®éng ®éng c¬ theo chiÒu thuËn ta quay bé khèng chÕ sang ph¶i. VÝ dô ®Ó vÞ trÝ 5 bªn ph¶i. Lóc nµy c¸c tiªp ®iÓm KC1, KC2, KC3, KC4, KC5, KC6 kÝn. R¬le kho¸ RK chØ cã t¸c dông khi ®¶o chiÒu h·m ng­îc. Khi khëi ®éng r¬le Rh kh«ng t¸c ®éng nªn ®iÖn trë RH bÞ lo¹i ngay tõ ®Çu nhê c«ngt¾ct¬ H cã ®iÖn qua tiÕp ®iÓm RH (15-17) th­êng më. Qu¸ tr×nh lo¹i trõ c¸c ®iÖn trë phô R1, R2, R3 ®­îc tiÕn hµnh theo nguyªn t¾c thêi gian. NÕu ®Ó bé khèng chÕ KC ë vÞ trÝ trung gian cã nh÷ng tiÕp ®iÓm cña KC kh«ng ®ãng khiÕn c¸c c«ngt¾ct¬ t­¬ng øng kh«ng cã ®iÖn vµ do ®ã c¸c ®iÖn trë t­¬ng øng sÏ lµm viÖc l©u dµi trong m¹ch r«to nªn ®éng c¬ lµm viÖc ë c¸c chÕ ®é trung gian thÊp. H×nh 4.1: hÖ thèng ®iÒu khiÓn c¬ cÊu n©ng chÝnh R1, R2, R3: ®iÖn trë phô, RH: ®iªn trë h·m, RA: r¬le ®iÖn ¸p RK: r¬le kho¸, G: r¬le thêi gian, CD: cÇu dao, CC: cÇu ch× T: c«ngt¾t¬ n©ng, N: c«ngt¾ct¬ h¹, RM: r¬le dßng ®iÖn, RN: r¬le nhiÖt KHn: giíi h¹n t¶i träng n©ng, KHh: giíi h¹n chiÒu cao n©ng H×nh 4.2: hÖ thèng ®iÒu khiÓn c¬ cÊu n©ng phô R1, R2, R3: ®iÖn trë phô, RH: ®iªn trë h·m, RA: r¬le ®iÖn ¸p RK: r¬le kho¸, G: r¬le thêi gian, CD: cÇu dao, CC: cÇu ch× T: c«ngt¾t¬ n©ng, N: c«ngt¾ct¬ h¹, RM: r¬le dßng ®iÖn, RN: r¬le nhiÖt KHn: giíi h¹n t¶i träng n©ng, KHh: giíi h¹n chiÒu cao n©ng - Khi ®¶o chiÒu quay do quay bé khèng chÕ tõ phÝa ph¶i sang phÝa tr¸i, lóc v­ît qua vÞ trÝ “0” tÊt c¶ c¸c c«gt¾ct¬ vµ r¬le mÊt ®iÖn (trõ r¬le RA). Khi sang c¸c vÞ trÝ bªn tr¸i do dßng ®iÖn h·m ng­îc lín h¬n dßng khëi ®éng nªn RH t¸c ®éng më tiÕp ®iÓm RH (15-17) nªn cÊp ®iÖn trë Rh ®­îc ®­a vµo m¹ch r«to ®Ó h¹n chÕ dßng ®iÖn h·m ng­îc. T¸c dông cña r¬le kho¸ Rk nh­ sau: RH, RK ®­îc kÝch thÝch ®ång thêi sau khi c«ngt¾ct¬ quay ng­îc N ®ãng, nh­ng RK ®­îc chän víi thêi gian t¸c ®éng lín h¬n thêi gian t¸c ®éng cña Rh cho nªn tiÕp ®iÓm Rh (15-17) më ra råi th× tiÕp ®iÓm RK (13-15) míi ®ãng l¹i nªn ®iÖn trá Rh ®­îc ®­a vµo m¹ch r«to. Khi tèc ®é gi¶m ®Õn gÇn b»ng “0” th× dßng ®iÖn r«to gi¶m ®Õn dßng ®iÖn khëi ®éng nªn r¬le RH nh¶, cÊp ®iÖn trë Rh ®­îc lo¹i khái m¹ch cña r«to, ®éng c¬ b¾t ®Çu khëi ®éng theo chiÒu ng­îc l¹i - C¸c r¬le 1RM, 2RM dïng ®Ó b¶o vÖ ng¾n m¹ch, c¸c r¬le 1RN, 2RN dïng ®Ó b¶o vÖ qu¶ t¶i. 2. HÖ thèng ®iÒu khiÓn c¬ cÊu n©ng phô S¬ ®å hÖ th«ng ®iÒu khiÓn c¬ cÊu n©ng phô h×nh 4.2 HÖ thèng ®iÒu khiÓn vµ nguyªn lý lµm viÖc cña c¬ cÊu n©ng phô gièng nh­ hÖ thèng ®iÒu khiÓn vµ nguyªn lý lµm viÖc cña c¬ cÊu n©ng chÝnh. 3. HÖ thèng ®iÒu khiÓn c¬ cÊu di chuyÓn xe con HÖ thèng ®iÒu khiÓn c¬ cÊu di chuyÓn xe con nh­ h×nh 4.3 Nguyªn lý lµm viÖc: - ë tr¹ng th¸i ban ®Çu tay quay khèng chÕ KC ë vÞ trÝ “0”, sau khi ®ãng cÇu dao CD r¬le ®iÖn ¸p RA kiÓm ®iÖn ¸p nguån, nÓu ®ñ trÞ sè cho phÐp lµm viÖc th× tiÕp ®iÓm RA ph©n m¹ch tiÕp ®iÓm KC0 cho phÐp hÖ thèng lµm viÖc. H×nh 4.3: hÖ thèng ®iÒu khiÓn c¬ cÊu di chuyÓn xe con R1, R2, R3: ®iÖn trë phô, RH: ®iªn trë h·m, RA: r¬le ®iÖn ¸p T: c«ngt¾t¬ di chuyÓn sang ph¶i, N: c«ngt¾ct¬ di chuyÓn sang tr¸i G: r¬le thêi gian, CD: cÇu dao, CC: cÇu ch× RM: r¬le dßng ®iÖn, RN: r¬le nhiÖt, KHn: giíi h¹n hanh trÝnh di chuyÓn H×nh 4.4: hÖ thèng ®iÒu khiÓn c¬ cÊu di chuyÓn cæng R1, R2, R3: ®iÖn trë phô, RH: ®iªn trë h·m, RA: r¬le ®iÖn ¸p T: c«ngt¾t¬ di chuyÓn tiÕi, N: c«ngt¾ct¬ di chuyÓn lïi G: r¬le thêi gian, CD: cÇu dao, CC: cÇu ch× RM: r¬le dßng ®iÖn, RN: r¬le nhiÖt, KHn: giíi h¹n hanh trÝnh di chuyÓn - Muèn khëi ®éng ®éng c¬ theo chiÒu tiÕn ta quay bé khèng chÕ sang ph¶i. VÝ dô ®Ó vÞ trÝ 4 bªn ph¶i. Lóc nµy c¸c tiªp ®iÓm KC1, KC2, KC3, KC4, KC5, kÝn. Qu¸ tr×nh lo¹i trõ c¸c ®iÖn trë phô R1, R2, R3 ®­îc tiÕn hµnh theo nguyªn t¾c thêi gian. NÕu ®Ó bé khèng chÕ KC ë vÞ trÝ trung gian cã nh÷ng tiÕp ®iÓm cña KC kh«ng ®ãng khiÕn c¸c c«ngt¾ct¬ t­¬ng øng kh«ng cã ®iÖn vµ do ®ã c¸c ®iÖn trë t­¬ng øng sÏ lµm viÖc l©u dµi trong m¹ch r«to nªn ®éng c¬ lµm viÖc ë c¸c chÕ ®é trung gian thÊp. - Khi ®¶o chiÒu quay do quay bé khèng chÕ tõ phÝa ph¶i sang phÝa tr¸i, lóc v­ît qua vÞ trÝ “0” tÊt c¶ c¸c c«gt¾ct¬ vµ r¬le mÊt ®iÖn (trõ r¬le RA), do ®ã ®éng c¬ kh«ng lam viÖc. Khi ®Õn vÞ trÝ bªn tr¸i ®éng c¬ l¹i lµm viÖc b×nh th­êng nh­ khi khëi ®éng bªn ph¸i. - C¸c r¬le 1RM, 2RM dïng ®Ó b¶o vÖ ng¾n m¹ch, c¸c r¬le 1RN, 2RN dïng ®Ó b¶o vÖ qu¶ t¶i 2. HÖ thèng ®iÒu khiÓn c¬ cÊu di chuyÓn xe con HÖ thèng ®iÒu khiÓn c¬ cÊu di chuyÓn cæng nh­ h×nh 4.4 Nguyªn lý lµm viÖc cña c¬ cÊu di chuyÓn cæng gièng nh­ nguyªn lý lµm viÖc cña c¬ cÊu di chuyÓn xe con. Ch­¬ng V: TÝnh to¸n tang r¶I c¸p ®IÖn 1. S¬ ®å côm tang §å ¸n nµy sö dông tang cuèn c¸p ®iÖn lµ hÖ pal¨ng c¸p. S¬ ®å côm tang r¶i c¸p ®iÖn h×nh 5.1. Khi cæng trôc ë vÞ trÝ cña hép cÊp ®iÖn th× toµn bé c¸p ®iÖn ®­îc quÊn vµo tang 4, khi cæng trôc di chuyÓn ra xa khái vÞ trÝ cÊp ®iÖn nhê lùc kÐo cña c¬ cÊu di chuyÓn cæng c¸p ®iÖn ®­îc r¶i ra cßn khi cæng trôc di chuyÓn vÒ gÇn vÞ trÝ cÊp ®iÖn th× c¸p ®iÖn ®­îc quÊn vµo tang 4 nhê lùc kÐo cña c¸c qu¶ nÆng th«ng qua hÖ pal¨ng 1 vµ tang cuèn c¸p 2. H×nh 5.1: 1.hÖ pal¨ng c¸p, 2.tang cuèn c¸p thÐp 3.bé lÊy ®iÖn, 4.tang cuèn c¸p ®iÖn 2. Chän s¬ bé c¸c thiÕt bÞ: - §­êng kÝnh tang cuèn c¸p ®iÖn : Dt® = 1000 (mm) - ChiÒu réng tang cuèn c¸p ®iÖn : bt® = 300 (mm) - §­êng kÝnh tang cuèn c¸p : Dtc = 300 (mm) - ChiÒu réng tang cuèn c¸p : dtc = 300 (mm) - ChiÒu dµi lµm viÖc cña cæng : L = 100 (m) - ChiÒu dµi c¸p ®iÖn §iÖn l­íi ®­îc cÊp cho cæng ë gi÷a do vËy chiÒu dµi tèi thiÓu c¸p ®iÖn cÇn cã lµ: Lc = .L = .100 = 50 (m) - Chän c¸p ®iÖn: C¸p ®iÖn ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng víi N = 62 (KW) chän c¸p ®ång 4 lâi c¸ch ®iÖn PVC do LENS chÕ t¹o lo¹i 4G35 cã: + §­êng kÝnh c¸p: dc = 28,5 (mm) + TiÕt diÖn mét sîi c¸p: S1 = 7,1 (mm) + Träng l­îng riªng cña c¸p: f = 1730 (kg/km) = 1,73 (kg/m) + Søc kÐo cña d©y T0 = s. S ( trang 161- TKC§) ë ®©y s : øng suÊt cho phÐp cña vËt liÖu lµm d©y dÉn. Víi ®ång ta cã s = 529 (N/mm2) ( trang 160- TKC§) S : tæng tiÕt diÖn c¸p S = 3.S1 = 3.7,1 = 21,3 (mm2) VËy T0 = s. F = 529.21,3 = 11267,7 (N) 3. TÝnh to¸n hÖ tang cuèn c¸p a. Béi suÊt pal¨ng c¸p Sè vßng quay cña tang ®Ó quÊn hÕt sè c¸p ®iÖn lµ: n = ë ®©y n : sè vßng quay cña tang (v) Lc: chiÒu dµi c¸p ®iÖn (m) Dt®: ®­êng kÝnh tang cuèn c¸p ®iÖn VËy n = = 15,9 (vßng) ChiÒu dµi c¸p thÐp cuèn trªn tang lµ: l = n.p.Dtc = 15,9.3,14.0,3 = 15 (m) VËy bé suÊt cña pal¨ng c¸p lµ a= 2 b. Träng l­îng qu¶ nÆng pal¨ng Lùc cÇn thiÕt ®Ó cuèn c¸p ®iÖn lªn tang + §Ó cuèn ®­îc c¸p lªn tang th× lùc kÐo cña tang ph¶i lín h¬n lùc lín nhÊt xuÊt hiªn trªn c¸p. C¸p ®iÖn cã lùc kÐo lín nhÊt khi cæng trôc ë vÞ trÝ xa nhÊt so víi hép cÊp ®iÖn, khi nµy c¸p trªn tang ®­îc nh¶ hÕt, coi nh­ c¸p ®­îc treo trªn hai gèi, lùc t¸c dông lªn c¸p chÝnh lµ träng l­îng b¶n th©n c¸p. Lùc kÐo nhá nhÊt chÝnh b»ng ph¶n lùc ë c¸c gèi lµ: Tmin = HA = HB = = = 43,25 (kg) = 432,5 (N) + Kh¶ n¨ng kÐo lín nhÊt cña c¸p ®iÖn Tmax = ë ®©y n: hÖ sè an toµn n = 1,5 VËy Tmax = = = 7511,8 (N) - M«mmen xo¾n t¸c dông lªn trôc + Víi lùc kÐo bÐ nhÊt Mmin = H.Rc® ë ®©y Rc®: b¸n kÝnh tang cuèn c¸p ®iÖn Rc® = 0,5 (m) VËy M = T.Rc® = 432,5.0,5 = 216,25 (Nm) + Víi lùc kÐo lín nhÊt cña c¸p Mmax= T.Rc® = 7511,8.0,5 = 3755,9(Nm) - Lùc t¸c dông lªn c¸p thÐp Pmin = = = 1441,7 (N) Pmax = = = 25039,3 (N) - Lùc kÐo cña qu¶ nÆng Fmin = Pmin.a = 1441,7.2 = 2883,4 (N) Fmax = Pmax.a = 25039.2 = 50078 (N) Qu¶ nÆng cña hÖ pal¨ng c¸p ®­îc chän n»m träng giíi h¹n Fmax vµ Fmin, ta chän khèi l­îng qu¶ nÆng: m = 320 (kg) 4. ThiÕt kÕ cum lÊy ®iÖn: V× tang cuèn c¸p quay so víi ch©n cæng nªn ®Ó lÊy ®iÖn tõ tang ®­a vµo cæng ta ph¶i cã côm lÊy ®iÖn. S¬ ®å côm lÊy ®iÖn nh­ h×nh vÏ 5.2. H×nh 5.2: S¬ ®å côm lÊy ®iÖn 1.tang cuèn c¸p ®iÖn, 2.èc ®ång, 3.chæi quÐt 4.phÝp c¸ch ®iÖn, 5.cæ gãp, 6.èng thÐp, 7.thanh lÊy ®iÖn 8.trôc, 9.æ bi, 10.bul«ng, 11.hép l©y ®iÖn Côm lÊy ®iÖn gåm 2 phÇn chÝnh lµ phÇn quay vµ phÇn kh«ng quay. PhÇn quay lµ chæi quÐt 3 ®­îc g¾n vµo tang nhê bul«ng 2, ngoµi nhiÖm vô g¾n chÆt chæ quÐt vµo tang bul«ng 2 cßn truyÒn ®iÖn tõ c¸p ®iÖn vµo chæi quÐt do vËy bul«ng 2 ®­îc lµm b»ng ®ång vµ cã ®Çu ®Ó b¾t c¸p. C¸c èng phÝp c¸ch ®iÖn ®­îc sö dông ®Ó tr¸nh ®iÖn rß rØ ra ngoµi. C¸c chæi quÐt t× lªn cæ gãp ®Ó truyÒn ®iÖn tõ phÇn quay sang phÇn kh«ng quay. Cæ gãp ®­îc c¸ch ®iÖn víi nhau vµ víi èng thÐp 6 nhê c¸c phÝp c¸ch ®iÖn 4. C¸c phÝp c¸ch ®iÖn ®­îc b¾t chÆt vµo èng thÐp 6 nhê bul«ng 10. §iÖn tõ cæ gãp ®­îc thanh truyÒn ®iÖn 7 ®­a vµo hép lÊy ®iÖn ®Ó cung c¸p cho cæng. 5. TÝnh trôc - Chän s¬ bé ®­êng kÝnh trôc: ®­êng kÝnh trôc ®­îc chän theo ®­êng kÝnh cña tang cuèn. + §­êng kÝnh trôc phÝa l¾p tang cuèn c¸p ®iÖn: víi ®­êng kÝnh tang cuèn c¸p ®iÖn Dc® = 1000 (mm) ta chän ®­êng kÝnh cña trôc lµ: d = 100 (mm) + §­êng kÝnh trôc phÝa l¾p tang cuèn c¸p thÐp: víi ®­êng kÝnh tang cuèn c¸p thÐp Dct = 300 (mm) ta chän ®­êng kÝnh cña trôc lµ: d = 60 (mm) - TÝnh bÒn trôc: Trôc cña c¬ cÊu tang r¶i c¸p ®iÖn chÞu t¸c dông cña m«mem xo¾n Mx, lùc kÐo cña c¸p ®iÖn F vµ lùc kÐo cña qu¶ nÆng th«ng qua hÖ pal¨ng c¸p P, h×nh 5.3 M«mem xo¾n t¸c dông lªn trôc Mx = 216250 (Nmm) + M«mem uèn t¸c dông lªn trôc M«men theo ph­¬ng X Mux = P.b = 1600. 500 = 800000 (Nmm) M«men theo ph­¬ng Y Muy = F.a = 480. 400 = 192000 (Nmm) M«mem uèn t¸c dông lªn trôc Mu = = 822717,5 (Nmm) + M«mem t­¬ng ®­¬ng Mt® = = 843763,6 (Nmm) H×nh 5.3: BiÓu ®å néi lùc cña trôc + §­êng kÝnh trôc d > (CT 7-3 –TKCTM) ë ®©y [s]: øng suÊt cho phÐp cña VL lµm trôc Chän VL lµm trôc lµ thÐp 45 ta cã [s] = 63 (N/mm) (B¶ng 7-2 –TKCTM) VËy dII > = 51,6 (mm) 6. Chän æ bi ®ì æ bi ®ì trôc ®­îc chon theo hÖ sè kh¶ n¨ng lµm viÖc C, hÖ sè C ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: C = Q.(nh)0,3 ë ®©y + Q: lùc t¸c dông vµo æ Q = 267 (daN) + n: sè vßng quay cña trôc n = 6,4 (v/p) + h: sè giê lµm viÖc h = 15000 (h) VËy C = 267.(6,4. 15000)0,3 = 8340 - Chän æ bi ®ì mét d·y cì ®Æc biÖt nhÑ ký hiÖu 120 cã: + §­êng kÝnh lç: d = 100 (mm) + §­êng kÝnh lín nhÊt cña æ: D = 150 (mm) + HÖ sè C = 66000 + ChiÒu réng æ: B = 24 (mm) s¬ ®å l¾p dùng §Ó chuÈn bÞ cho qu¸ tr×nh l¾p dùng cÇn dän s¹ch mÆt b»ng vµ l¾p ®Æt tr­íc c¸c thiÕ bÞ cÇn thiÕt nh­ ray di chuyÓn cæng vµ tr¹m biÕn ¸p cung c¸p ®iÖn cho cæng... Do cæng trôc cã khÈu ®é lín vµ träng l­îng lín nªn ®Ó l¾p dùng cÇn cã hai cÇu trôc tù hµnh cã søc n©ng lín. Tr­íc khi tiÕn hµnh l¾p dùng cÇn kiÓm tra xem c¸c thiÕt bÞ cña cæng ®· ®øng víi b¶n thiÕt kÕ ch­a, nÕu toµn bé ®Òu ®¹t yªu cÇu th× qua tr×nh l¾p dùng míi ®­îc tiÕn hµnh. Qu¸ tr×nh l¾p dùng ph¶i ®­îc c¸n bé kü thuËt gi¸m s¸t chÆt chÏ. C¸c b­íc cña qu¸ tr×nh l¾p dùng - B­íc 1: cÈu dÇm vµo vÞ trÝ ®Æt trªn c¸c tÊm kª, sao cho dÇm n»m ngang so víi ray di chuyÓn cæng. KiÓm tra vÞ trÝ t­¬ng ®èi gi÷a dÇm víi ray di chuyÓn vµ gi÷a c¸c dÇm víi nhau. H×nh 6.1: Liªn kÕt dÇm cÇu 1. dÇm cuèi, 2. dÇm cÇu Khi c¸c kiÓm tra xong th× liªn kÕt chóng l¹i víi nhau b»ng c¸c bul«ng M16 trªn dÇm cuèi . - B­íc 2: cÈu ch©n cæng 3 vµo vÞ trÝ sao cho ®Çu ch©n cæng n»m gi÷a c¸c tai cña dÇm sau ®ã liªn kÕt khíp ch©n cæng víi dÇm b»ng c¸c ch«t 4, ®èi víi hai ch©n mÒm lµ hai chèt cßn hai ch©n cøng lµ bèn chèt. V× ch©n cæng sÏ quay quanh chèt khi cÈu dÇm lªn do ®ã cã thÓ b«i mét líp mì ®Ó ch©n cã thÓ quay mét c¸ch nhÑ nhµng. H×nh 6.2: Liªn kÕt ch©n cæng víi dÇm 3. ch©n cæng, 4. chèt ch©n cæng víi dÇm - B­íc 3: dïng cÈu tù hµnh cÈu c¸c côm b¸nh xe 5 vÒ phÝa cuèi ch©n cæng sao cho h¸nh xe cña c¬ cÊu di chuyÓn n»m trªn ray di chuyÓn vµ ®Çu cuèi ch©n cæng n»m gi÷a c¸c tai sau ®ã liªn kÕt c¸c côm b¸nh xe víi ch©n cæng b»ng chèt 6. Chèt nµy còng ph¶I cã mét líp mì ®Ó tr¸nh bÞ kÑt. H×nh 6.3: liªn kÕt côm b¸nh xe víi ch©n cæng 5. chèt ch©n cæng víi côm b¸nh xe, 6. côm b¸nh xe. - B­íc 4: Dïng cÇn cÈu tù hµnh cÈu toµn bé cæng lªn mét c¸ch tõ tõ, nhê liªn kÕt khíp gi÷a ch©n cæng vµdÇm nªn c¸c côm b¸nh xe di chuyÓn däc ray tiÕn vÒ phÝa nhau. H×nh 6.4: CÈu tõ tõ toµn bé cæng lªn Khi kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c côm b¸nh xe b»ng kho¶ng c¸ch tÝnh to¸n th× liªn kÕt chóng l¹i víi nhau b»ng thanh gi»ng 7. Dïng chèt 8 chèt chÆt ch©n cæng víi dÇm ®¶m b¶o hÖ ch©n cæng víi dÇm lµ hÖ tÜnh ®Þnh. H×nh 6.5: Cè ®Þnh cæng trôc 7. thanh gi»ng, 8. chèt cè ®Þnh - B­íc 5: dïng cÇn cÈu tù hµnh l¾p ®Æt xe con, cabin, sµn thao t¸c, cÇu thang, vµ hÖ thèng tang r¶i c¸p. H×nh 6.6: l¾p ®Æt c¸c thiÕt bÞ xe con, 10. cabin 11. cÇu thang, 12. tang r¶i c¸p - B­íc 6: l¾p ®Æt hÖ thèng ®iÒu khiÓn ®iÖn. - B­íc 7: kiÓm tra l¹i toµn bé c¸c thiÕt bÞ vµ qu¸ tr×nh l¾p dùng sau ®ã cho m¸y thö t¶i tr­íc khi ®­a vµo khai th¸c. Tµi liÖu tham kh¶o “C¬ së thiÕt kÕ m¸y x©y dùng” - t¸c gi¶: PGS.TS. Vò Liªm ChÝnh (chñ biªn), TS. Tr­¬ng Quèc Thµnh, TS. Ph¹m Quang Dòng - Nhµ xuÊt b¶n x©y dùng - Hµ Néi - 2002. “M¸y vµ thiÕt bÞ n©ng” - t¸c gi¶: TS. Ttr­¬ng Quèc Thµnh, TS. Ph¹m Quang Dòng - nhµ xuÊt b¶n x©y dùng - Hµ Néi - 2002. “H­íng dÉn ®å ¸n m«n häc m¸y n©ng” - Chñ biªn: Tr­¬ng Quèc Thµnh, hiÖu ®Ýnh: §Æng ThÕ HiÕu - Tr­êng §¹i häc X©y dùng - Hµ Néi - 1992. “ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y” - t¸c gi¶: NguyÔn Träng HiÖp, NguyÔn V¨n LÉm - Nhµ xuÊt b¶n §¹i häc vµ trung häc chuyªn nghiÖp - Hµ Néi - 1997. “Trang bÞ ®iÖn m¸y x©y dùng” - C¸c t¸c gi¶: PTS. §ç Xu©n Tïng (chñ biªn), PTS. Tr­¬ng Tri Ngé, KS. NguyÔn V¨n Thanh - Nhµ xuÊt b¶n x©y dùng - Hµ Néi - 1998. “¸tl¸t m¸y x©y dùng” - tËp b¶n vÏ do c¸c t¸c gi¶ §Æng ThÕ HiÓn, Ph¹m Quang Dòng, Hoa V¨n Ngò bé m«n m¸y x©y dùng biªn so¹n - Tr­êng §¹i häc X©y dùng - 1985. “B¶n vÏ m¸y x©y dùng” - t¸c gi¶: Hoµng C«ng Kh­¬ng, §oµn Tµi Ngä - Tr­êng §¹i häc X©y dùng - 1977. “Sæ tay m¸y x©y dùng” - c¸c t¸c gi¶: Vò Liªm ChÝnh, §ç Xu©n §inh, NguyÔn V¨n Hïng, Hoa V¨n Ngò, Tr­¬ng Quèc Thµnh, TrÇn V¨n TuÊn - Nhµ XuÊt b¶n khoa häc kü thuËt - Hµ Néi - 2002. “Søc bÒn vËt liÖu” - t¸c gi¶: Lª Ngäc Hång - Nhµ XuÊt b¶n khoa häc kü thuËt - Hµ Néi - 1998.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docthuyet minh.doc
  • dwgBan ve chi tiet.dwg
  • dwgban ve dam.dwg
  • dwgban ve hinh chung.dwg
  • dwgcham cong.dwg
  • dwgdi chuyen10.dwg
  • dwggiang ngang.dwg
  • doche so kho viet.doc
  • dwgKet cau thep.dwg
  • dwgso do lap dung.dwg
  • dwgtang chuon cap.dwg
  • dwgtrang bi dien.dwg