DAMH: Thiết kế cầu trục hai dầm kiểu hộp
5. Tính tang :
- Tang dùng trong máy trục có hai loại là tang trơn và tang xẻ rãnh
- Tang trơn dùng để quấn nhiều lớp cáp khi chiều cao nâng lớn
- Tang xẻ rãnh dùng quấn một lớp cáp trong cơ cấu nâng dẫn động
bằng điện với chiều cao nâng vật không quá lớn.Ở tang có rãnh thì dây
cáp được quấn theo rãnh nên không bò rối cáp và kẹt cáp, dây cáp ít
mòn vì ít cọ xát vào nhau. Tang có rãnh chia làm hai loại:
+ Tang đơn là tang xẻ rãnh theo một chiều, có một nhánh dây đi vào
tang
+ Tang kép là loại tang xẻ rãnh ở hai nửa khác nhau và khác chiều, có
hai dây đi vào tang.
- Với chiều cao nâng H = 8 (m) ta chọn loại tang xẻ rãnh .
- Các kích thước của tang
+ Đường kính tang: Được xác đònh theo công thức
D
t
≥
d
c
(e-1), (cth: 2-12[II] ).
Trong đó: e = 25, là hệ số thực nghiệm được xác đònh theo bảng
2-4[II] tương ứng với chế độ tải trọng trung bình.
Vậy:
D
t
= d
c
(e-1) = 16.5 (25-1) = 396(mm), lấy D
t
= 400(mm)
+Chiều dài của tang: L = L
o
+ 2 L
1
+ 2L
2
+ L
3
, (cth: 2-14[II])
Trong đó L
1
là chiều dài phần tang kẹp đầu cáp.
L
2
là chiều dài phần tang làm thành bên.
L
3
là chiều dài phần tang không cắt rãnh.
Cụ thể:
+ Chiều dài một nhánh cáp cuốn lên tang khi làm việc với chiều cao
nâng là:
H = 8(m).
l = H
×
a = 8
×
2 = 16(m).
+ Số vòng cáp cuốn lên 1 nhánh.
'
( )
o
t c
l
Z Z
D d
π
= +
+
=1
152
)165.04.0(
16
=+
+
π
Trong đó:
Z
o
≥
1.5, ta chọn Z
o
= 2, là số vòng cáp cố đònh trên tang để giảm bớt
lực kẹp đầu dây cáp, số vòng cáp này không được sử dụng khi làm
việc.
D
t
: là đường2 kính tang, D
t
= 400(mm).
SVTH:LÊÂ VĂN HẢO
5
DAMH: Thiết kế cầu trục hai dầm kiểu hộp
D
c
là đường kính cáp d
c
= 16.5(mm).
Vậy: Chiều dài phần tang cắt rãnh
L
0
= 2
×
Z
×
t =2
×
15
×
22=660(mm)
Trong đó:t là bước rãnh trên tang đươc chon theo tiêu chuẩn trong Atlas
máy trục. Tương ứng với đường kính cáp d
c
= 16.5(mm) ta chọn theo
tiêu chuẩn MH 5365-64 được t = 22
+ Chiều dài phần tang kẹp cáp:
Với phương pháp kẹp cáp thông thường ta cần thêm 3 vòng rãnh cáp để
đảm bảo cho đầu cáp cặp.
L
1
= 3
×
t = 3
×
22 = 66(mm)
+ Chiều dài phần tang làm thành bên:
L
2
= 40(mm)
+ Chiều dài phần tang không cắt rãnh ở giữa tang
L
3
=L
4
-2
×
h
min
×
tg
α
L
4
là khoảng cách giữa hai ròng rọc ngoài cùng trên khung treo móc.
h
min
là khoảng cách nhỏ nhất giữa trục tang và trục ròng rọc.
α
là góc nghiêng cho phép khi dây chạy trên tang bò lệch so với
phương đứng, với tang cắt rãnh tg
α
= 1/10.
Chọn L
4
= 300(mm), h
min
= 800(mm).
Vậy :
L
3
=300 -2
×
800
×
1/10 =140(mm)
Vậy chiều dài tang là:
L = L
o
+ 2 L
1
+ 2L
2
+ L
3
= 660 + 2
×
66 + 2
×
40+ 140
L = 1012(mm), chọn L = 1100(mm).
+ Bề dày thành tang tính theo kinh nghiệm:
δ
= 0,02 D
t
+ {(6
÷
10)(mm)}.
δ
= 0,02
×
400 + 8 = 16(mm)
+ Kiểm tra độ bền của tang.
Khi làm việc thành tang bò uốn, nén và xoắn.Với chiều dài của tang
nhỏ hơn 3 lần đường kính của nó thì ứng suất uốn và xoắn không vượt
quá (10
÷
15)% ứng suất nén. Ví vậy tang được kiểm tra sức bền theo
điều kiện nén với ứng suất cho phép theo công thức( 2-15) [II]
[ ]
max
* *
*
n n
k S
t
ϕ
σ σ
δ
= ≤
=
2216
32096801
×
××
.
=72,95N/m
2
Trong đó :
ϕ
là hệ số giảm ứng suất, đối với tang kép đúc bằng gang
ϕ
= 0.8
k là hệ số phụ thuộc lớp cáp quấn lên tang,ở đây chỉ có một lớp cáp
quấn lên tang nên k = 1.
SVTH:LÊÂ VĂN HẢO
6
DAMH: Thiết kế cầu trục hai dầm kiểu hộp
[ ]
n
σ
là ứng suất nén cho phép tang được chế tạo là gang C 15-32 có
giới hạn bền nén là
bn
σ
= 565 (N/mm
2
), ta có
[ ]
[ ]
2
565
113( )
5 5
bn
n
N
mm
σ
σ
= = =
Với hệ số an toàn là 5
Vậy:
⇒
[ ]
n n
σ σ
≤
vậy tang đủ bền.
6. Chọn động cơ điện:
- Công suất tónh khi nâng vật :
*
60*1000*
n
Q v
N
η
=
, (cth: 2-78[II]).
Trong đó:
η
là hiệu suất toàn cơ cấu,
0
* *
t p
η η η η
=
.
với:
0.96
t
η
=
là hiệu suất tang, được tra theo bảng 1-9[II].
0.99
p
η
=
là hiệu suất của palăng.
0
η
là hiệu suất của bộ truyền kể cả khớp nối, tra theo bảng 1-9[II]với
giả thiết bộ truyền được chế tạo thành hộp giảm tốc hai cấp bánh răng
trụ răng thẳng ta được
920
0
.
=
η
.
V
n
là vận tốc nâng, V
n
= 12(m/s).
Vậy :
0
* *
t p
η η η η
=
= 0.96
×
0.99
×
0.92= 0.87
⇒
ta được :
N=
7,28
87.0100060
1212500
=
××
×
(kw).
- Với chế độ làm việc trung bình ta chọn được loại động cơ MTB412-8
với các thông số sơ bộ :
Công suất danh nghóa: N
đc
= 22(kw).
Số vòng quay : n
đc
= 715 (vòng/phút).
Mômen vô lăng: (G
i
D
i
)
2
roto
= 30 Nm
2
.
Khối lượng động cơ: m
đc
= 237 (kg).
SVTH:LÊÂ VĂN HẢO
7
DAMH: Thiết kế cầu trục hai dầm kiểu hộp
Đường kính trục ra: d = 65(mm).
(xem trang 75&76)
7. Tính tỷ số truyền.
- Tỷ số truyền chung từ trục động cơ đến trục tang:
dc
o
t
n
i
n
=
, (cth:3-15[2]).
Trong đó:
n
t
là số vòng quay của tang nâng cho trước đảm bảo vận tốc
3,18
)0165.04.0(
212
0
=
+
×
=
×
×
=
ππ
D
av
n
n
t
4( vòng/phút)
Tỉ số truyền cần có:
39
3418
715
===
,
t
dc
n
n
i
8. Kiểm tra nhiệt động cơ :
- Sơ đồ tải trọng chế độ làm việc trung bình.
- Cơ cấu sẽ làm việc với chế độ tải trọng thay đổi tương ứng với trọng
lượng vật nâng Q
1
= Q, Q
2
= 0.5Q, Q
3
= 0.1Q với tỷ lệ thời gian làm
việc tương ứng là 6:2:2.
Sơ đồ gia tải cơ cấu nâng
- Cơ cấu sẽ làm việc với chế độ tải trọng thay đổi tương ứng với trọng
lượng vật nâng Q
1
= Q, Q
2
= 0.5Q, Q
3
= 0.1Q với tỷ lệ thời gian làm
việc tương ứng là6:2:2.
SVTH:LÊÂ VĂN HẢO
8
DAMH: Thiết kế cầu trục hai dầm kiểu hộp
- Các máy trục làm việc theo chế độ ngắn hạn lặp lại, đặc trưng bơỉ sự
đóng mở liên tục, có thời gian nghỉ giữa các khoảng thời gian làm việc
nên động cơ chưa kòp nóng đến nhiệt độ ổn đònh. Ngoài ra các cơ cấu
làm việc với cường độ thực tế không trùng với cường độ chuẩn mà tuỳ
thuộc vào tải trọng. Mặt khác khi tính công suất động cơ ta tính với
toàn tải nên cần phải kiểm tra nhiệt động cơ bằng thông số mô đun trung bình
bình phương.
*) Các thông số cần tính toán:
a)Trọng lượng vật nâng cùng trọng lượng vật mang
Q
o
= Q+Q
m
= 127100 (N).
b) Lực căng dây trên tang khi nâng vật,theo công thức(2-19[2])
N
m
Q
S
ta
n
32096
98098012
9801127100
1
1
02
0
=
−
−
=
×−×
−×
=
.).(
).(
)(
)(
ηη
η
c)Hiệu suất cơ cấu không tính hiệu suất palăng:
88.092.096.0
0
,
=×=×=
ηηη
t
d)Mô men trên trục động cơ khi nâng vật, theo công thức(cth:2-79[2]).
'
* *
2* *
n o
n
o
S D m
M
i
η
=
=
)(
.
.
Nm390
880392
24165032096
=
××
××
Trong đó :
D
o
= D
t
+ d
c
= 0.4+ 0.0165 = 0.4165(m).
e)Lực căng khi hạ vật :
)(
.).(
.).(
)(
)(
N
m
Q
S
ta
ta
h
31454
98098012
9809801127100
1
1
02
1
0
=
−
−
=
×−×
−×
=
−+
ηη
ηη
f)Mômen trên trục động cơ khi hạ vật :
'
* * *
2*
h o
h
o
S D m
M
i
η
=
=
).(
mN296
392
88024165031454
=
×
×××
g)Thời gian mở máy khi nângï vật, theo công thức 3.3:
t
m
n
=
η
β
***)(
**
)(
)(
2
0
2
1
2
00
1
2
375
375
iaMM
nDQ
MM
nDG
nm
nm
Iii
−
+
−
∑
Trong đó:
∑(G
i
D
i
2
)
I
= ∑(G
i
D
i
2
)
roto
+ (G
i
D
i
2
)
khớp
∑(G
i
D
i
2
)
roto
= 30 (Nm), (G
i
D
i
2
)
khơp
= 0,188*4*10=13,54 (Nm), β = 1,1.
Vậy :β(G
i
D
i
2
)
I
= 47,89 (Nm).
Mômen mở máy :xác đònh theo công thức 2.75
max min
(1.8 2.5) 1.1
1.8
2 2
m m dn dn
m dn
M M M M
M M
+ ÷ +
= = =
SVTH:LÊÂ VĂN HẢO
9
DAMH: Thiết kế cầu trục hai dầm kiểu hộp
Nm
n
N
M
dc
dc
dn
294
715
22
95509550
===
⇒
NmMM
dnm
2,5292948,18,1
=×==
Gia tốc mở máy với tải trọng Q
1
=Q sẽ bằng:
j = V
n
/ 60t
m
n
= 12/(60*0,713) = 0,245(m/s
2
)
theo bảng 2.22 trang 49 sách tính toán máy trục gia tốc này nằm trong khoảng
giới hạn thoả đáng đối với các máy trục phục vụ ở các nhà máy cơ khí và giá
trò moment mở máy đã chọn trên là hợp lý
h) Thời gian mở máy khi hạ vật, theo công thức 3.9 sách tính toán máy trục:
t
m
h
=
η
β
***)(
**
)(
)(
2
0
2
1
2
00
1
2
375
375
iaMM
nDQ
MM
nDG
hm
hm
Iii
+
+
+
∑
η là hiệu suất cơ cấu tra theo đồ thò hình 2-24[2].
Bảng kết quả tính toán với các trường hợp tải trọng khác nhau:
Các
thông
số
Q
1
= Q Q
2
=
0.5Q
Q
3
=
0.3Q
Q
o
(N) 127100 63550 38130
S
n
(N) 32096 16048 9626
η
0.87 0.84 0.75
M
n
(Nm)
390 195 117
S
h
(N) 31454 15727 9436
M
h
(Nm)
296 148 88,7
T
m
n
(s) 0,713 0,285 0.227
T
m
h
(s) 0,127 0,140 0,152
Thời gian chuyển động với vận tốc ổn đònh :
s
v
H
t
n
v
40
12
86060
=
×
==
.
Mô men trung bình bình phương :
2 2
* *
m m t v
tb
M t M t
M
t
∑ + ∑
=
∑
=
1520140120322702850713031040
7881482963117195390340
1520140120322702850713032529
222222
2
,,,,,,
),(
),,,,,,(.
++×+++×+×
++×+++×+
++×+++×
=285,5Nm,
SVTH:LÊÂ VĂN HẢO
10
DAMH: Thiết kế cầu trục hai dầm kiểu hộp
Trong đó:
∑
m
t
: tổng thời gian mở máy trong thời kỳ làm việc ứng với những tải trọng
khác nhau
M
t
: môment cản tónh tương ứng với tải trọng nhất đònh trong thời gian chuyển
động ổn đònh của tải trọng đó
T
v
: thời gian chuyển động của vận tốc v ổn đònh khi làm việc với từng tải
trọng(s)
∑
t
: toàn bộ thời gian động cơ làm việc trong một chu kỳ bao gồm thời gian
làm việc trong các thời kỳ chuyển động ổn đònh và không ổn đònh
M
m
: môment mở máy của động cơ điện .Đối với từng động cơ nó có trò số
không thay đổi, không phụ thuộc vào tính chất công việc có thể xác đònh theo
đặc tính của từng loại động cơ
thay các số liệu vào ta có:
M
tb
= 285,5 (Nm).
Công suất trung bình bình phương của động cơ phát ra:
*
9550
tb dc
tb
M n
N =
, (cth:2-76[II]).
Trong đó : n
đc
= 715 (vòng/phút) là số vòng quay của động cơ.
Vậy :
3721
9550
7155285
9550
,
,
=
×
==
dctb
tb
nM
N
(kw).
Như vậy động cơ MTB 412-8 với chế độ tải trọng trung bình, có công
suất danh nghóa là 22 (kw) hoàn toàn thoả mãn điều kiện làm việc.
9.Tính phanh :
- Trong máy trục phanh được chia làm hai nhóm.
- Nhóm I gồm : các loại khoá dừng bánh cóc, khoá dừng ma sát dùng
để giữ vật ở trạng thái treo.
- Nhóm II gồm các loại phanh: phanh dừng, phanh thả, phanh má,
phanh đai….
- Trong cơ cấu nâng để an toàn người ta thương dùng phanh má thường
đóng, để chọn phanh ta dựa vào mômen phanh
* * *
2* *
o o
ph
o
k Q D
M
a i
η
=
(cth:3-14[II])
Trong đó :
K là hệ số an toàn. Với chế độ làm việc trung bình theo bảng
3-2[2] ta được k = 1.7.
D
o
= D
t
+ d
c
= 0.43 + 0.0168 = 0.4165 (m).
i
o
= 39,1,
η
= 0.88.
SVTH:LÊÂ VĂN HẢO
11
DAMH: Thiết kế cầu trục hai dầm kiểu hộp
Vậy :
Nm
ai
DkQ
M
ph
1495
3922
87041650127100751
2
0
00
,
,,,
=
××
×××
==
η
- Với M
ph
=495,1 (Nm) ta chọn loại phanh 2 má thường đóng TKT-300 có
mômmen phanh danh nghóa 500 Nm > M
ph
= 495,1 Nm.
(xem trang 21)
10.Bộ truyền :
- Bộ truyền trong cơ cấu nâng được chọn dưới dạng hộp giảm tốc sao
cho đảm bảo tỷ số truyền là 39.1. Hộp giảm tốc ở đây là hộp giảm tốc
bánh răng trụ nghiêng 2 cấp, đặt nằm ngang, Tương ứng với tỷ số
truyền là 39 và chế độ làm việc trung bình, số vòng quay trên trục ta
chọn hộp giảm tốc U2-500,phương án 2 có tỷ số truyền là 41,34.Vậy
sai số tỷ số truyền là.
SVTH:LÊÂ VĂN HẢO
12
DAMH: Thiết kế cầu trục hai dầm kiểu hộp
%
,
6
39
393441
=
−
=
δ
Trong phạm vi chấp nhận được.
(xem trang 23)
11.các cụm khác của cơ cấu :
a.Khớp nối trục động cơ với hộp giảm tốc
Ta sử dụng khớp nối vòng đàn hồi là loại khớp nối di động có thể làm việc
khi hai trục không đồng trục tuyệt đối.Ngoài ra khớp này có thể giảm chấn
động va đâp khi mở máy và phanh đột ngột.Phía nửa khớp nối bên hộp giảm
tốc kết hợp làm bánh phanh.Đường kính bánh phanh D=300 mm,d=65 mm,
Momen lớn nhất khớp truyền được M
max
=1000 Nm,(G
2
i
i
D
)=13,54Nm
2
.
+Khi mở máy
SVTH:LÊÂ VĂN HẢO
13
DAMH: Thiết kế cầu trục hai dầm kiểu hộp
Mômen lớn nhất mà khớp phải truyền với hệ số quá tải lớn nhất 2,68:
M
dnm
M
×=
86,2
max
=2,86
×
294=841 Nm.
Phần dư để thắng quán tính của cả hệ thống
=−=
nd
MMM
max
841-390=451 Nm.
M
n
=390Nm –momen tónh khi nâng vật (tính ở phần kiểm
tra nhiệt)
Một phần momen M
d
này tiêu hao trong việc thắng quán tíng các
chi tiết máy quay bên phía động cơ, phần còn l truyền qua khớp.
Momen vô lăng nửa khớp phía động cơ lấy bằng 40% mo men vô lăng
của cả khớp
(
45541340
2
,,,)
'
=×=
k
ii
DG
Nmm
2
Mômen vô lăng của các tiết máy quay trên giá động cơ
∑(G
i
D
i
2
)
I
= ∑(G
i
D
i
2
)
roto
+ (G
i
D
i
2
)
'
khớp
=30+5,4=35,4 Nmm
2
Mômen vô lăng tương đương của vật nâng ( có vận tốc v) chuyển về
trục động cơ
(
2
2
2
2
2
0
583
715
12
1271001010 Nmm
n
v
QDG
dc
n
tdii
,,,)
=××==
Tổng mômen vô lăng của cả hệ thống
∑(G
i
D
2
i
)=
475158354133011 ,,),(,)()(
=++×=+∑
tdiiIii
DGDG
β
Nm
2
Tổng mômen vô lăng của phần cơ cấu từ nửa khớp phía bên hộp giảm
tốc về sau kể cả vật nâng
∑(G
i
D
2
i
)
'
=(G
i
D
2
i
)-
dcii
DG )(
∑
=51,47 -35,4 =16,07Nm
2
Phần mômen dư truyền qua khớp
M
141
4751
0716
451
==
∑
∑
=
,
,
)(
)(
'
'
'
ii
ii
dd
DGM
DG
M
Nm
Tổng mômen truyền qua khớp
M
''
'
d
nk
MM
+=
=390+141=531 Nm.
+Khi phanh hãm vật đang nâng,mômen đặt tren phanh M
ph
=500Nm
Tổng mômen để thắng lực quán tính của cả hệ thống (từ phương trình
3-4[2]
SVTH:LÊÂ VĂN HẢO
14
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét