đồ án thiết kế cầu trục 2 dầm

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1 MB, 122 trang )

Đang xem: đồ án thiết kế cầu trục 2 dầm

MC LC

Trang
Lời nói
đầu…4
Chơng I : Giới thiệu chung………………..6
1.1. Giới thiệu chung về cầu trục …
6
1.1.2. Công dụng của cầu trục
.6
1.1.2. Phân loại
………………..6
1.2. Tình hình thiết kế chế tạo cầu trục ở Việt Nam
.11
1.3. Giới thiệu cầu trục thiết kế và nội dung đồ án tố
nghiệp….12
1.3.1. Các số liệu ban đầu
..12
1.3.2. Cấu tạo chung..
.12
1.3.3. Nội dung đồ án tốt nghiệp
…14
Chơng II : tính toán chung…..15
2.1. Các thông số hình học của cầu
trục15
2.1.1. Chọn phơng án kết cấu thép dầm
chính..15
2.1.2. Các thông số tính theo công thức kinh
nghiệm16
2.1.3. Các thông số tính theo máy có
sẵn………..18

2.2. Thành phần tải trọng tác dụng lên cầu trục
…18
2.2.1. Tải trọng do trọng lợng vật nâng
…18
2.2.2. Tải trọng do trọng lợng bản thân KCT cầu
trục..19

2.2.3. TảI trọng do trọng lợng bản thân cầu
trục..20
2.3. Tải trọng quán tính và tải trọng gió..
..20
Chơng III : tính toán cơ cấu nâng …..21
3.1. Chọn sơ dồ dẫn động, sơ đồ mắc
cáp.21
3.2. Chọn
cáp.21
3.3. Tính chọn cụm móc treo…
..22
3.3.1. Chọn cụm móc treo..
.23
3.3.2. Kiểm tra bền móc treo.
.25
3.3.3. Đai ốc hãm , ổ tựa…
.25
3.3.4. Thanh ngang móc
treo..25
3.4. Tính toán các cụm tang…
29
3.4.1. Cụm tang.

..29
3.5. Tính chọn động cơ điện , hộp giảm tốc.
.34
3.5.1. Chọn động cơ điện…
.34
3.5.2. Tính chọn hộp giảm tốc…
.35
3.6. Tính chọn phanh và khớp nối….
.36
3.7. Kiểm tra động cơ, hộp giảm tốc….
.37
3.7.1. Kiểm tra động cơ.
.37
3.7.2. Kiểm tra hộp giảm tốc .
41
3.8. Kiểm tra phanh và khớp nối…
.42
3.8.1. Kiểm tra phanh
42
3.8.2. Kiểm tra khớp
nối.42

3.9. Đờng kính trục truyền.
..43
Chơng IV : Tính toán cơ cấu di chuyển xe con….44
4.1. Lực nén bánh lớn nhất..
……….44
4.2. Lực cản di chuyển xe
con…44

4.3. Tính công suất động cơ, chọn hộp giảm
tốc…45
4.3.1. Tính chọn công suất động
cơ45
4.3.2. Tính chọn hộp giảm
tốc46
4.4. Tính cụm bánh xe di chuyển xe
con…47
4.4.1. Tính toán bánh xe di
chuyển……..47
4.4.2. Tốc độ thực tế của xe con.
49
4.4.3. Tính đoạn trục lắp bánh
xe…49
4.4.4. Tính trục truyền giữa hai khớp
nối…53
4.4.5. Tính chọn ổ gối đỡ bánh xe..
….54
4.5. Tính chọn khớp
nối………54
5.6.1. Khớp nối giữa hộp giảm tốc và động
cơ…54
5.6.2. Khớp nối trên trục truyền giữa hai bánh
xe..55
4.6. Kiểm tra động cơ..
..55
4.6.1. Kiểm tra động cơ theo điều kiện
bám…55
4.6.2. Kiểm tra thời gian mở máy khi đầy tải…
..58

4.6.3. Kiểm tra động cơ theo điều kiện phát
nhiệt..58
4.7. Tính chọn phanh và kiểm tra thời gian
phanh….59
4.7.1. Tính chọn
phanh…59

4.7.2. Kiểm tra thời gian phanh khi đầy
tải61
Chơng V : Tính toán cơ cấu di chuyển cầu trục63
5.1. Lực nén bánh xe di chuyển cầu
trục…63
5.2. Lực cản di chuyển cầu trục..
…64
5.3. Tính công suất, chọn động cơ của cơ cấu di chuyển
cầu…………65
5.4. Tính chọn hộp giảm
tốc..66
5.5. Tính cụm bánh xe di chuyển cầu
trục…..66
5.5.1. Tính toán bánh xe di
chuyển66
5.5.2. Tốc độ thực tế của xe
con…..67
5.5.3. Tính đoạn trục lắp bánh
xe…67
5.5.4. Kiểm tra độ bền mỏi của trục theo hệ số an toàn
….69
5.5.5. Tính chọn ổ gối đỡ bánh xe

.72
5.6. Tính chọn khớp
nối.72
5.6.1. Khớp nối giữa hộp giảm tốc và động
cơ…72
5.6.2. Khớp nối giữa hộp giảm tốc và trục bánh
xe73
5.7. Kiểm tra động
cơ73
5.7.1. Kiểm tra động cơ theo điều kiện phát
nhiệt..73
5.7.2. Kiểm tra động cơ theo điều kiện
bám…74
5.7.3. Kiểm tra thời gian mở máy khi đầy
tải.77
5.8. Tính chọn phanh và kiểm tra thời gian
phanh78
5.8.1. Tính moomen phanh và chọn phanh..
…78
5.8.2. Kiểm tra thời gian phanh khi đầy
tải80

Chơng VI : tính toán kết cấu thép..81
6.1. Tính toán kết thiết kế dầm
chính81
6.1.1. Tải trọng tính toán
81
6.1.2. Tính toán mômen đứng theo phơng đứng
.84

6.1.3. Tính toán mômen uốn theo phơng
ngang………..85
6.1.4. Tính toán mômen xoắn
…………85
6.1.5. Tổ hợp tải trọng .
…………..88
6.1.6. Tính toán thiết kế tiết diện dầm chính
.88
6.1.7. Thiết kế tiết diện dầm..
.88
6.1.8. Thay đổi tiết diện dầm theo chiều dài
dầm……………91
6.1.9. Kiểm tra độ bền , độ võng và ổn định của dầm
..94
6.1.10. Tính toán liên kết giữa bản cánh và bản bụng
…98
6.1.11. Kiểm tra độ bền ray di chuyển xe
con..100
6.2. Tính toán thiết kế dầm đầu .
101
6.2.1. Tải trọng tính toán.
………101
6.2.2. Chọn tiết diện dầm
đầu…103
6.2.3. Tính kiểm tra tiết diện đã
chọn…105
6.3. Tính toán mối liên kết giữa dầm chính và dầm đầu
.106
6.3.1. Liên kết giữa dầm chính và dầm đầu..
……..106

6.3.2. Tính thiết kế mối hàn giữa dầm chính và bản liên
kết….110
Kết luận111
Tài liệu tham khảo.112

LỜI NÓI ĐẦU
Thế kỉ 21 đã mở ra một kỉ nguyên mới cho đất nước ta. Kỉ nguyên công nghiệp
hóa hiện đại hóa. Hàng loạt những nhà máy, công xưởng được xây dựng và lắp ráp
cùng với các dây chuyền công nghệ máy móc hiện đại được lắp đặt với khối lượng rất
lớn. Mặt khác công tác sửa chữa khắc phục những máy móc cũ sau một thời gian dài
sử dụng cũng được đẩy nhanh.
Tất cả các công việc xây dựng, lắp ráp và sửa chữa đó không thể vắng các máy
nâng chuyển. Cầu trục là một thiết bị quan trọng trong các thiết bị nâng đó. Đặc biệt
trong các nhà kho, nhà máy cầu trục trở thành thiết bị quan trọng và rất cần thiết.
Cầu trục được sử dụng rộng rãi để xếp dỡ hàng hoá trong các nhà kho trong các
nhà máy xí nghiệp sữa chữa lắp ráp và chế tạo.
Với nhu cầu thực tế đó,các thầy ở bộ môn Máy Xây Dựng của trường Đại Học
Xây Dựng đã đưa thiết kế cầu trục hai dầm 12,5T vào làm đề tài tốt nghiệp. Sau 5 năm
học tại trường, dưới sự dạy dỗ nhiệt huyết và sự cố gắng nỗ lực của bản thân, em đã
trang bị cho mình những kiến thức cần thiết để có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp
được giao. Đề tài lần này chính là cơ hội để em tổng hợp lại tất cả kiến thức mình đã
học và là bước đầu cho em được tiếp xúc với môi trường thiết kế sản xuất thực tế.
Nhiệm vụ thiết kế trong đồ án tốt nghiệp của em là thiết kế cầu trục 2 dầm tải
trọng nâng 12,5 tấn

Sau 15 tuần làm việc nghiêm túc em đã hoàn thành nhiệm vụ thiết kế được
giao. Tuy nhiên với khả năng còn hạn chế và gần như chưa có kinh nghiệm về thiết
kế nên đồ án tốt nghiệp do em thực hiện chắc chắn còn nhiều thiếu sót. Vậy em kính

mong các thầy trong bộ môn xem xét và góp ý để em có thêm những kiến thức vững
vàng hơn nữa trong quá trình làm việc sau khi tốt nghiệp.
Trong quá trình thực hiện, thầy giáo Gvc.Ths. NGUYỄN DUY THÁI đã giúp
đỡ em rất nhiều cả về mặt kiến thức chuyên ngành cũng như những kĩ năng cần thiết.
Nhờ vậy mà em có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng thời gian và khối lượng
công việc một cách tốt nhất mà bộ môn đã giao. Em xin được gửi lời cảm ơn chân
thành nhất tới thầy giáo Gvc.Ths .NGUYỄN DUY THÁI đã tận tình hướng dẫn, giúp
đỡ em trong quá trình học tập và thực hiện đồ án tốt nghiệp. Nhân dịp tốt nghiệp em
cũng muốn gửi lời cảm ơn chân thành của em tới tất các các thầy giáo trong khoa Cơ
khí Xây dựng đã dạy dỗ, dìu dắt chúng em học tập suốt 5 năm học đã qua. Em xin
chân thành cảm ơn!

Hà Nội ngày 3 tháng 1 năm 2012
SINH VIÊN THỰC HIỆN
Hoàng Văn Hậu

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CẦU TRỤC
1.1.1. Công dụng của cầu trục.
Cầu trục được sử dụng chủ yếu trong các phân xưởng nhà kho để nâng hạ và
vận chuyển hàng hóa với lưu lượng lớn. Cầu trục là một kết cấu dầm hộp hoặc dàn
trên đó đặt xe con có cơ cấu nâng. Dầm cầu có thể chạy trên các đường ray đặt trên
cao dọc theo nhà xưởng còn xe con có thể chạy dọc theo dầm cầu. Vì vậy mà cầu trục
có thể nâng hạ và vận chuyển hàng theo yêu cầu tại bất kỳ điểm nào trong không gian
của nhà xưởng.
Cầu trục được sử dụng trong tất cả các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân với
các thiết bị mang vật rất đa dạng như móc treo, thiết bị cạp, nam châm điện, gầu
ngoạm… Đặc biệt, cầu trục được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp chế tạo
máy và luyện kim với các thiết bị mang vật chuyên dùng.

1.1.2 Phân loại :
a) Theo công dụng có các loại cầu trục :
– Cầu trục có công dụng chung: loại này dùng chủ yếu với móc treo dể xếp dỡ,
lắp ráp và sửa chữa máy móc.
– Cầu trục chuyên dùng: loại này được sử dụng chủ yếu trong công nghiệp
luyện kim với các thiết bị mang vật chuyên dùng và có chết độ làm việc rất nặng.
b) Theo kết cấu dầm cầu trục:

– 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 cán 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. Hiện nay với
quy mô sản xuất lớn và công nghệ hoàn thiện, người ta thường dùng dầm hộp được tổ
hợp từ thép tấm CT3, đảm bảo độ cứng theo phương ngang bằng cách tăng chiều rộng
bản cánh trên của dầm, đảm bảo kiểu dáng công nghiệp đẹp. Cầu trục một dầm thường
chỉ được sử dụng trong trường hợp khẩu độ dầm nhỏ, tải trọng nâng không lớn

Hình 1.1 Cầu trục 1 dầm 3.5 tấn
– 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.

a)

b)
H×nh 1.2 CÇu trôc 2 dÇm
a) CÇu trôc 2 dÇm d¹ng giµn kh«ng gian
b) CÇu trôc 2 dÇm d¹ng hép

Hình 1.3 cầu trục hai dầm
c) Theo cách tựa của cầu trục lên đường ray di chuyển cầu trục:
– Cầu trục tựa: loai này có ưu điểm là có chiều cao nâng lớn nhất nhưng chiều
dài của dường day chỉ bằng chiều dài của nhà xưởng. Được dùng phổ biến.
– Cầu trục treo: loại cầu trục treo có ưu điểm là có thể làm dầm cầu dài hơn, do
đó có thể phục vụ ở cả phần rìa mép của nhà xưởng, thậm chí có thể chuyển hàng giữa
hai nhà xưởng song song. Tuy nhiên, cầu trục treo có chiều cao nâng thấp hơn so với
cầu trục tựa. Dầm của cầu trục treo thường là dầm thép chữ I và palăng điện chạy dọc
theo dầm cầu dể nâng hạ vật. Tuỳ theo khẩu độ của nhà xưởng mà cầu trục treo có thể
chạy dọc theo nhà xưởng nhờ hai ray treo hoặc nhiều ray treo. Chính vì có thể treo trên
nhiều gối mà kết cấu của cầu trục treo nhẹ hơn so với cầu trục tựa và có thể làm dầm
cầu có độ dài tương đối lớn (đến 100m).

Hình 1.4.Cầu trục một dầm dạng treo
d) Theo cách bố trí cơ cấu di chuyển cầu trục:
– Loại cầu trục dẫn động chung.
– Loại cầu trục dẫn động riêng.

5

4 3
2

1

3

2
c>

a>
4

1

3

2

4 1

2

1
b>

d>

H×nh 1.5. C¸c ph¬ng ¸n dÉn ®éng c¬ cÊu di chuyÓn cÇu
trôc
a; b; c – dÉn ®éng chung; d- dÉn ®éng riªng

1: ®éng c¬ ; 2: hép gi¶m tèc; 3 : trôc truyÒn;4: khíp nèi; 5:
gèi trôc
e) Theo nguồn đẫn động cầu trục:
– Cầu trục dẫn động bằng tay: dùng chủ yếu trong sửa chữa, lắp ráp nhỏ và các công
việc nâng, vận chuyển hàng hoá không yêu cầu tốc độ, và sức nâng lớn.

Hình 1.6: Cầu trục dẫn động bằng tay loại một dầm (dạng tựa )
1- dầm cầu trục; 2 – cơ cấu di chuyển cầu trục ;3 – palăng xích
– Cầu trục dẫn động bằng máy: đuợc dùng chủ yếu vì nó dễ sử dụng, cho hiệu quả cao
và tin cậy.

f) Theo vị trí điều khiển cầu trục:
– Cầu trục được điều khiển bằng nút bấm: thường dùng cho loại cầu trục một dầm có tải
trọng nâng nhỏ.
– Cầu trục được điều khiển bằng ca bin: thường dùng cho loại cầu trục có tải trọng nâng
lớn.
1.2 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.
Bước sang thế kỉ 21, đặc biệt những năm gần đây, do tác động của cơ chế thị
trường, đặc biệt là việc công nghiệp hoá, hiện đại hoá nền kinh tế, mà thể hiện là các

khu công nghiệp không ngừng gia tăng, nhu cầu sử dụng máy nâng là rất lớn, đặc biệt
là cầu trục. Chính vì vậy mà đã có rất nhiều công ty đã tham gia thiết kế chế tạo và lắp
ráp sản phẩm cầu trục. Ví dụ như : công ty liên doanh cơ khí Hà Nội CEC, công ty cơ
khí Hồng Nam, công ty cơ khí Quang trung -Ninh Bình, công ty cổ phần AVC, công ty

chế tạo thiết bị nâng Thiên Trường, Megalift,Tổng công ty lắp máy Việt Nam… Các
công ty nói trên hàng năm, thiết kế chế tạo, lắp đặt trên 50 cầu trục có kết cấu thép
dạng dầm hộp và cầu trục hai dầm dạng hộp chiếm khoảng 70%. Các hãng lớn về chế
tạo cầu trục đã thâm nhập vào thị trường Việt Nam như ABUS, DEMAG, KULI… và
góp phần nâng cao trình độ chế tạo chất lượng sản phẩm, kiểu dáng cầu trục đẹp hơn gọn
hơn, trọng lượng nhỏ hơn.
Về công nghệ, cùng với sự đầu tư trang thiết bị máy móc ở các công ty, sự
chuyển giao công nghệ chế tạo của các hãng và tích luỹ kinh nghiệm, nâng cao trình
độ của các cán bộ kĩ thuật, chúng ta đã đủ khả năng chế tạo dầm cầu trục dạng hộp đạt
chất lượng cao, đẹp, hợp chuẩn quốc tế (ví dụ hãng ABUS chuyển giao công nghệ chế
tạo dầm hộp cho CEC Hà Nội LTD và sau này là công ty cổ phần AVC). Tuy nhiên
việc tính toán thiết kế kết cấu thép cầu trục nói riêng và cầu trục nói chung vẫn còn
nhiều vấn đề đáng nói:
+ Các công ty thường thiết kế, chế tạo đơn chiếc theo đơn đặt 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, 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.
1.3 Giới thiệu cầu trục thiết kế và nội dung ĐATN:
1.3.1. Các số liệu ban đầu để làm thiết kế :
– Tải trọng nâng của cầu trục Q = 12,5 T
–

Khẩu độ L = 16,5 m

–

Chiều cao nâng : H = 10 m

– Tốc độ nâng vnâng= 9 m/ph
–

Tốc độ di chuyển xe con vxecon=40 m/ph

–

Tốc độ di chuyển của cầu trục vcầu= 60m/ph

–

Ch lm trung bỡnh : C= 25%.

1.3.2. Cu to chung
Cầu trục đợc thiết kế với tải trọng 12,5 tấn, khẩu độ 16,5 m,
chiều cao nâng 10 m . Ta chọn cầu trục hai dầm di chuyển trên
ray đặt trên vai cột của nhà xởng. Có xe con di chuyển trên ray
đặt trên hai dầm của cầu trục. Sơ đồ hình chung trên hình
1.7.

Lựa chọn phơng án cho các cơ cấu và kết cấu thép cầu trục
thiết kế
-Kết cấu thép: Kết cấu thép dầm chính và dầm đầu có dạng
tổ hợp thép hàn từ các tấm thép BCT3.Tuỳ thuộc vào điều kiện
ổn định tổng thể và cục bộ mà có thể có hoặc không hàn
thêm các gân tăng cờng.
Liên kết giữa dầm đầu và dầm chính nhờ liên kết hàn và

bulông tinh cờng độ cao.
Kết cấu thép của xe con gồm các dầm dọc và dầm ngang
cũng đợc chế tạo hình hộp tổ hợp từ các tấm thép. Vì các dầm
này ngắn nên không có sự thay đổi tiết diện dầm theo chiều
dài dầm nh đối với dầm chính của cầu trục. Các dầm này đợc liên
kết với nhau bằng liên kết hàn. Phía trên các dầm xe con có hàn
thép tấm tạo thành sàn xe con nhằm thuận tiện trong việc lắp
đặt các thiết bị trên xe con.

Hình 1.7.Sơ đồ cấu tạo kết cấu thép cầu trục hai
dầm dạng hộp
1-Dầm chính;2-dầm biên ;3-cabin
4-sờn đứng;5-sờn dọc.
–

Cơ cấu nâng : Cầu trục thiết kế gm

Vì sức nâng Q=12,5T nên chọn bội suất palăng cơ cấu nâng a
= 2. Cầu trục đợc sử dụng với công dụng chung trong xởng có
thiết bị treo mang vật là móc treo đợc tính chọn theo tiêu chuẩn.

Chọn động cơ là loại động cơ sử dụng điện áp xoay chiều
3 pha với rô to dây cuốn vì loại động cơ này có những u điểm
nổi bật: Mômen mở máy lớn, khởi động êm và dòng khởi động
nhỏ, …
–

Cơ cấu di chuyển xe con : Khoảng cách hai ray di chuyển xe

con không lớn,không gian bố trí tren xe con hẹp,công suất dẫn
động không lớn. Chọn cơ cấu dẫn động xe con kiểu dẫn động
chung. Sử dụng hộp giảm tốc đứng để tiết kiệm không gian.

–

Cơ cấu di chuyển cầu :Với khẩu độ L = 16,5 m ta chọn cơ
cấu di chuyển cầu trục theo kiểu dẫn động riêng. Cầu trục di
chuyển trên bốn bánh gồm hai bánh chủ động và hai bánh bị
động. Động cơ,hộp giảm tốc,phanh đợc đặt trên sàn công tác
và truyền ra hai bánh lắp ở hai đầu trục truyền.

1.3.3. Ni dung ỏn tt nghip:
Cụng tỏc thit k, ch to, lp t cú mt cu trc hon chnh gm rt nhiu
cụng on. Trong khuõn kh ỏn tt nghip, do thi gian cú hn nờn ni dung ỏn
tt nghip bao gm :
– Phn thuyt minh tớnh toỏn :
+ Gii thiu chung v cỏc loi cu trc v cu trc thit k.
+ Tớnh toỏn c cu nõng
+ Tỡnh toỏn c cu di chuyn xe con
+ Tớnh toỏn c cu di chuyn cu trc
+ Tớnh toỏn kt cu thep dm chớnh , dm u
– Phn bn v thit k :
+ Hỡnh chung cu trc : 1A0(A1)
+ Cỏc c cu cụng tỏc

: 3 A0(A1)

+ Kt cu thep cu trc : 2 bn A1
+ Bn v chi tit

: 1 bn A1

CHNG II: TNH TON CHUNG CU TRC
2.1. Cỏc thụng s hinh hc ca cõu truc

2.1.1. Chọn phơng án kết cấu thép dầm chính.
Với các phơng án của kết cấu thép cầu trục hai dầm: Kết cấu
thép dạng hộp, dạng dàn.
+ Kết cấu thép dạng dàn : Khối lợng nhẹ, nhng đòi hỏi công
nghệ sản xuất cao. Vì nếu nh quá trình lắp ghép, tính toán
không chính xác sẽ dễ gây hiện tợng dầm bị xoắn. Mặt khác khi
bị xoắn do chế tạo không chính xác khả năng sửa lại kết cấu sẽ
rất khó khăn do các thiết bị nắn của kết cấu này trong nớc còn
hạn chế.
+ Kết cấu thép dạng hộp : Có u điểm là dễ chế tạo, khi bị vặn
xoắn dễ dàng khắc phục, do các thiết bị nắn dầm hộp trong nớc cũng sẵn có. Vì vậy mà tuy dầm hộp có khối lợng lớn hơn dầm
dàn nhiều nhng giá thành lại rẻ hơn rất nhiều.
Từ thực tế trên ta lựa chọn phơng án thiết kế cho kết cấu thép
dầm chính là dầm hộp đợc tổ hợp từ thép CT3,đảm bảo độ
cứng,dễ chế tạo và khả năng chịu tải trọng động tốt,độ bền mỏi
cao,kích thớc gọn,phù hợp với điều kiện sản xuất, sử dụng, bảo
trì, bảo dỡng ở điều kiện nớc ta. Thực tế trên thị trờng với những
loại cầu trục tải trọng không lớn lắm(tải trọng nh đầu bài đồ án)
thờng đợc thiết kế dạng dầm hộp.
Để có thể thiết kế cầu trục theo đặc tính kỹ thuật cho trớc,
cần phải xác định sơ bộ thông số hình học của cầu trục và các
thnh phần tải trọng tác dụng lên cầu trục. Các thông số này sẽ là
các số liệu đầu vào để tính toán các bộ phận của cầu trục nh

kết cấu thép, các cơ cấu và sau khi thiết kế xong có thể phải
điều chỉnh nếu số liệu sơ bộ kém chính xác.

Các thông số xác định sơ bộ trong phần tính toán chung có thể
lấy theo máy tơng đơng có sẵn hoặc theo các thông số kinh
nghiệm.

Bx

g

A

4

B

hb

hd

hk
A

C

B

5

Lc
.

3
C

C

bk
L. k

B Bc

Lx

L c bb

A A

hc1

bc1 bc2
hd

hb

hc2

hd1

.

.

.

hc

s4

hd2

s4

br

bc5 bc6

bc3 bc4

.

.

hr

C C

B B

s1

s2

bc0
bc

s3

s2

s2

bco
bc
bc

hb1

s5

hb2

s3

bbo
bb

s6
s5

s6

Hỡnh 2.1. S cu to kt cu thộp cu trc
1-Dm chớnh ; 2-Dm biờn (dm u) ; 3-Cabin; 4-Sn ng ; 5-Sn dc .
Cỏc im c trng trờn mt ct A-A, B-B, C-C: im 1-10
2.1.2. Cỏc thụng s tớnh theo cụng thc kinh nghim
– Khong cỏch tõm hai bỏnh xe trờn dm biờn
Bc f.Lc
f- H s ma sỏt thnh bỏnh xe vi ray khi cú s xụ lch trong quỏ trỡnh di
chuyn . f=(

1 1
1
ữ ) chn f =
7 5
6

Bc 1
≥
Lc 6

Lc = 16,5 m

⇒ Bc ≥

Bc ≥

Lc
6

16,5
=2,75/ m lấy Bc=3m
6

– Chiều dài đoạn vát ở đầu dầm chính C = (0,1 ÷ 0,2)Lc
Chọn C = 0,15.Lc= 0,15.16,5 = 2,475 m = 2475 mm . Lấy c=2500mm
– Tiết diện dầm chính (A-A và B-B )

(

Chiều cao hc =
Chọn

1
1
÷
16
20

) Lc

1
1
Lc = .16,5 =0,916 m
18
18

hc =

Lấy hc= 1 m = 1000 mm
hd = (0, 4 ÷ 0, 6) hc
Lấy hd = 0,5.hc = 0,5.1 = 0,5 m = 500 mm
Chiều rộng bc= 0,4hc= 0,4. 1 = 0,4 m = 400 mm
bco ≥

h
3

c

=

1
= 0,33 m
3

Lấy bco= 0,33m= 330mm
bc-bco = 400-330 = 70 mm ∈ (60 ÷ 100) mm
(đảm bảo điều kiện ổn định tổng thể dầm và đảm bảo độ cứng
theo phương Ngang)
+ Chiều dày bản bụng ( thanh đứng ) s1 bản cánh s2
Chiều dày bản bụng thường lấy theo tải trọng :
Bảng 2.1:
≤ 20

Q(T)

6
Q = 12,5T

Xem thêm: Kiến Trúc Đồ Án Biệt Thự 2 Tầng 300M2 Đẹp Như Lâu Đài Mini, Đồ Án Biệt Thự 2 Tầng

30 ÷ 75
8

75 ÷ 200
10

≥ 250
12 ÷ 16

⇒ s1=s 3 = δ b =8 mm

Chiều dày bản cánh thường lấy lớn hơn chiều dày bản bụng để tăng mô men
chống uốn dầm
bco
b
330
≤ 90 ⇒ s2 ≥ co =
= 3,7 mm
s2
90
90

Lấy s2=s 4 = δ c = 10 mm
Tiết diện C-C :

+ Dầm biên thường làm đối xứng với chiều dày bản bụng là s ≥ 6 mm
Chiều dày bản cánh s5 ≥ s6

lấy s5= 8 mm ; s6=10 mm

Chiều cao dầm hb ≤ hd thường lấy hb=hd= 500 mm
+ Dầm biên có thể làm tiết diện
bb=bco+ 2.s5 = 330 + 2.8 = 346 mm
Lấy bb= 350 mm
bbo ≥

h

b

3

=

500
= 167 mm
3

⇒ Lấy bbo= 180 mm

có: h= hc – 2. s6 = 1000 – 2.10 = 980 mm
h
980
=
= 163,33
S
6

⇒ 160 <
h
< 265 S Phải thêm 1 sườn dọc có thể là thép góc hoặc thép cán chữ u hàn ở vùng chịu nén của bản bụng cách mép trên một khoảng ( 0,2 ÷ 0,25 ) h= ( 0,2 ÷ 0,25 ).980 = (196 ÷ 245) mm + Kích thước sườn gia cường : Khoảng cách giữa 2 sườn đứng g = 2.h b = 2. 500 = 1000 mm g = 1000 mm = 1 (m) (khoảng cách giữa hai sườn ) ⇒ n1 = 18 =18 ( số lượng sườn đứng 2 bên của 1 dầm ) 1 Chọn loại thép chữ U kí hiệu N 0 14 ⇒ gs= 12,3 kG/m Có : h= 140 mm ; b = 58 mm Chiều rộng sườn đứng : bs = = hs h − 2.s1 + 40 = c +40 30 30 1000 − 2.8
+ 40 = 72,8 mm
30

chọn bs =80 mm
Chiều dày sườn đứng : ss =

bs
= 5,33 mm chọn ss = 6 mm
15

2.1.3. Các thông số tính theo máy có sẵn (theo <4>: cầu trục loại 12,5 T)
ec =

B − Bc
= 150 mm = 0,15 m
2

B= Bc+ 2.ec= 3,2 + 2.0,15 =3,5 m
2.2. Thành phần tải trọng tác dụng lên cầu trục
2.2.1.Tải trọng do trọng lượng vật nâng

+ Tải trọng nâng danh nghĩa : Qdn=12,5T =125 kN
+ Tải trọng thiết bị mang : q = 0,05.Qdn=0,05.125 = 6,25 kN = 625 kg
2.2.2.Tải trọng do trọng lượng bản thân kết cấu thép cầu trục :
Xác định trọng lượng kết cấu thép :
Vật liệu chế tạo dầm là thép CT3
Tổng trọng lượng sườn đứng và dọc trên một dầm:
Gs=< n1. Ss. ( hc- s2- s2 ) . bs + n2.ls.ss. bs >. ρ
Trong đó: ρ = 7850 Kg/m3 và ls =L c -C=16-2,4=13,6 m

Gs=< 18.6.(1000-8-8).80.10 −9 −9 + 1.13,6.6.80.10 > ≈ 0,668 T

– Trọng lượng một dầm biên ( chưa tính cụm bánh xe cơ cấu di chuyển)
Gdb= 2.< bb.s6 + ( hb - 2. s6). S5>.B. ρ
Gdb=2.<350.8 + ( 500-2.8 ).6>.3,5.7850.10-6
Gdb = 0,313 T
– Trọng lượng 1 dầm chính ( coi dầm không có phần chéo C ) bao gồm cả sườn và
lan can:
Gdc1= < br.hr +2.bc.s2 +2.(hc- s2 -s2).s 1 > .Lc.10 . ρ +Gs+Gcb
6

hr = 140 mm ; br = 140 mm ( chiều cao và chiều rộng ray )
Gcb- Trọng lượng sàn công tác, lan can, ca bin :

Gcb= 0,87 T

Gdc1=<140.140+2.400.8+(1000-8-8).6>.18.10-6.7850+0,668+0,87
Gdc1=6,05 T
– Tổng trọng lượng kết cấu thép cầu trục có thể kể đến hệ số vượt tải 1,1 tính đến
trọng lượng mối hàn và sai số ngẫu nhiên.
Gdc=1,1.(2Gdc+2.Gcb) =1,1.(2.6,05+2.0,313 )= 13,998 T ≈ 14 T
Bảng 2.2:
Gs

Gcb

Gdc

Gdb

G

(T)

(T)

(T)

(T)

(T)

0,5

0,87

6,05

0,313

14

2.2.3.Tải trọng do trọng lượng bản thân cầu trục:

Theo atlas máy nâng chuyển , chọn theo máy có sẵn :
+ Khối lượng cơ cấu di chuyển cầu

Gdcc= 416 kg

+ Khối lượng xe con

Gxc= 3360 kg

+ Khối lượng cabin

Gcb= 870 kg

Tổng trọng lượng cầu trục :
Gc= Gdc+Gxc+Gcb+Gdcc
Gc= 14000+3360+ 870+416 = 18646 kg
2.3 Tải trọng quán tính và tải trọng gió của cầu trục
Tải trọng do lực quán tính trong các cơ cấu phát sinh trong thời kỳ chuyển động
không ổn định như khi mở máy , phanh , thay đổi tốc độ .
a) Lực quán tính của khối lượng chuyển động tịnh tiến:
Pqt=m.a=

GV
g t

+ Di chuyển cầu trục :
Pqt=mc.ac

/ mc=Gc (Khối lượng cầu trục )

ac = 0,2m/s2 gia tốc cầu trục (tra bảng 27 trang 53 tài liệu <3>)
Pqt1= 18646.0,2 = 3729,2 N
+ Di chuyển xe con:
2

Pqt2=mxc.axc= 3360.0,2 =672 N ( axc= 0,2 m/s )
+ Vật nâng: ( theo <3> tra bảng 16,trang 53) an = 0,2 m/s
Khi không tải :

P1= mm. an= 50.0,2 = 10 N

Khi có tải :

P2=mvn. an= 100.0,2= 20 kN

2

b) Tải trọng gió : Vì cầu trục làm việc trong nhà nên ảnh hưởng của gió là không
đáng kể,có thể bỏ qua.

w g= 0

CHƯƠNG III . TÍNH TOÁN CƠ CẤU NÂNG
Thống số ban đầu:
Tải trọng nâng : Qn =12,5 T =125.103 N
Tốc độ nâng: vn=9 m/ph
Chiều cao nâng: H=10 m
Chế độ làm việc trung bình : CĐ = 25%
3.1 Chọn sơ đồ dẫn động, sơ đồ mắc cáp:

1

2

3

4

5
Hình 3.1a.Sơ đồ dẫn động cơ cấu nâng
1: Động cơ; 2: Khớp nối; 3:Phanh; 4: hộp giảm tốc; 5:tang cuốn cáp.

1
2
3
4
Hình 3.1b.Sơ đồ mắc cáp.
1:Tang ; 2: Puli cân bằng ; 3: Cáp ; 4: Cụm puli móc treo.
3.2. Chọn cáp
– Chọn Palăng kép có bội suất a = 2
– Lực căng cáp lớn nhất khi nâng vật, theo tài liệu < 3> ta có :
S max =

Q
2.a.η pη r

Q- Tải trọng nâng lớn nhất:

Q= Qn+q= (125+0,05.125).103= 131,25kN =131,25.103 N
+ η p- Hiệu suất của palăng :
ηp =

1 −η a
1 − 0,982
=
≈ 0,99
( 1 − η ) .a ( 1 − 0,98 ) .2

+ η – Hiệu suất của một pu li: Chọn η =0,98 (ổ bi)
+ r – Số pu li đổi hướng cáp: r=0 ( Cáp được quấn trực tiếp lên tang)
Ta có:
Smax=

131,25.10 3
= 33,144.10 3 ( N ) = 33,14( KN )
2.2.0,99.1

– Chọn loại dây cáp theo lực kéo tính lớn nhất( lực căng đứt của cáp) Theo công
thức:
≥ n.Smaxc
+ – Lực kéo đứt cho phép của cáp.
+ n – Hệ số an toàn bền của cáp. Chọn theo bảng 9, T23 – < 3 >. Chọn n=5,5 (chế
độ làm việc trung bình )
Ta có:
≥ 5,5.33,14 =182,27 KN
Chọn

cáp

bện

kép

kiểu

ЛK-O-ΓOCT

3081-69.

Có

kết

cấu

6×19(1+9+9)+7.7.(1+6) ( theo < 4 >), có các thông số kỹ thuật:
+ Đường kính cáp: dc = 16,5 mm
+ Diện tích tính toán mặt cắt của tất cả các sợi: 118,32 mm2
+ Độ bền giới hạn của thép: σ b =200 daN/mm2
+ Lực kéo đứt cáp: = 192 KN
+ Khối lượng 1000 m cáp đã được bôi trơn: 1085,0 kg
3.3 Tính chọn cụm móc treo :
3.3.1. Chọn cụm móc treo:
Với tải trọng nâng Q=12,5 T ta chọn cụm móc treo theo tài liệu (theo <4>)
Có : – Đường kính puly Dp= 500 mm
A= 230 mm ; B = 320 mm ; B1=357mm ; B2 = 660 mm ; B3 = 386 mm
D =110 mm; H =920 mm; H0 =450 mm; H1=295 mm; H2=295mm; S= 85 mm
Kí hiệu : + vòng bi :218

(hai puly làm việc )

:

Tài liệu liên quan

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẨU TRỤC 11T 88 1 56

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU TRỤC 38 1 7

Đồ án Thiết kế cầu trục hai dầm 10T – 107 852 2

đồ án “thiêt kế quy trình hàn dầm cẩu trục” 68 526 0

Thiết kế cầu trục 2 dầm 10t, lập chương trình tính toán cơ cấu di chuyển cầu trục 108 918 7

Đồ án: Thiết kế cầu trục nâng hạ potx 525 1 1

Đồ án thiết kế cầu trục nâng hạ 119 347 0

đồ án thiết kế công trình mã đề 197a – vp thuyết minh 327 482 0

đồ án thiết kế cầu bê tông, dầm I căng sau 337 1 6

Đồ án đồ án tốt nghiệp khoan cọc nhồi mở rộng đáy ( thuyết minh + bản vẽ đẹp) + bản thống kê chi tiết thôn 109 1 5

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Xem thêm: Đồ Án Nhà Hàng Bản Cad Mặt Bằng Thiết Kế Nhà Hàng, Quán Bar, hướng dẫn Bản Cad Thiết Kế Biệt Thự 5 Tầng 15X18M

(4.51 MB – 122 trang) – ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU TRỤC 2 DẦM 12,5 TẤN (THUYẾT MINH +BẢN VẼ)