Thiết kế máy nâng (Tời đổi chiều) nâng tải trọng có khối lượng là 2000 kg

Thiết kế máy nâng (Tời đổi chiều) nâng tải trọng có khối lượng là 2000 kg, thuyết minh Thiết kế máy nâng (Tời đổi chiều) nâng tải trọng có khối lượng là 2000 kg, động học Thiết kế máy nâng (Tời đổi chiều) nâng tải trọng có khối lượng là 2000 kg, kết cấu máy Thiết kế máy nâng (Tời đổi chiều) nâng tải trọng có khối lượng là 2000 kg

Trong nhiều thế kỷ qua, từ thời lạc hậu cho đến hiện đại sự vận chuyển, xếp dỡ là một công việc không thể thiếu và quan trọng trong nhiều lĩnh vực sản xuất nhằm giảm nhẹ sức lao động nặng nhọc, tăng năng suất lao động và an tòan. Qua quá trình phát triển của khoa học kỹ thuật trên thế giới đã có nhiều thiết bị nâng chuyển. Các thiết bị này được chia làm hai nhóm chính: máy trục  chủ yếu phục vụ vận chuyển các vật nặng thể khối; máy chuyển liên tục chủ yếu phục vụ các quá trình vận chuyển vật liệu vụn rời liên tục theo một tuyến không gian xác định.

            Các lãnh vực  sản xuất hiện nay có nhu cầu ngày một tăng về các máy móc, thiết bị nâng chuyển, nhu cầu đó cần được đáp ứng với những thiết bị nâng gọn nhẹ dễ sử dụng và đáp ứng được tính bền, tính kinh tế phù hợp với không gian làm việc và điều kiện làm việc cho phép.

            Trong quá trình thực hiện đồ án môn học Truyền Động Cơ Khí, Nhóm chúng em được giao nhiệm vụ thiết kế một cơ cấu nâng Nhằm cũng cố lại những kiến thức đã học như: Cơ Học Máy, Chi Tiết Máy, Nguyên Lý Máy... Cũng như đáp ứng được nhu cầu trên.

Chúng em xin chân thành cám ơn thầy NGUYỄN HỮU LỘC , các quý thầy, quý cô trong các bộ môn đã tận tình, hướng dẫn, giúp đỡ chúng em trong quá trình thực hiện đồ án.

 

Nhóm t

                                                            PHẦN I

NHIỆM VỤ, MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU,

ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT

           

            * Nhiệm vụ:      Thiết kế một máy nâng tải trọng nâng hai tấn.

* Mục đích thiết kế: Máy nâng được thiết kế có tải trọng nâng 2000kg , phục vụ công việc nâng các vật thể khối lượng nhỏ lên các nhà cao tầng đang xây dựng, tãi trọng nâng gồm: vât liệu ở các công trường xây dựng, các công việc xếp dỡ ngoài trời, nhằm giảm nhẹ sức lao động của công nhân.

* Yêu cầu thiết kế:                          

                        +máy nâng có kích thướt nhỏ gọn ,phù hợp không gian làm việc

                        + Đảm bảo sức bền .

                        + Vận hành an toàn dể sử dụng , sữa chữa , bảo trì lắp ráp …

                        + Thiết kế có tính kinh tế, phù hợp với điều kiện sản xuất hiện có

            *Đặc tính kỹ thuật:

                        Đề tài yêu cầu thiết kế máy nâng (Tời đổi chiều), nâng tải trọng có khối lượng là 2000 kg,  không có yêu cầu đặt biệt nào về số liệu kỷ thuật.

                           Trong đồ án này , qua tham khảo nhiều tài liệu về máy nâng chuyển  và các tài liệu liên quan khác. Nhóm thực hiện đồ án nhất trí chọn thiết kế có các chỉ tiêu kỹ thuật sau:

                           Tải trọng nâng2000 kg

                           Chiều cao nâng 12  m.

                           Vận tốc nâng 12.5(m/phút) .

PHẦN II

BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC

Nhiệmvụ

Phụ trách

Tuần

Côngviệc

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Chọn đồ án

Nhóm

X

Phân tích đồ án

nhóm

X

Phân tích thiết kế

Nhóm

X

Vạch kế hoạch

Nhóm

X

Phân công nhiệm vụ

Vương

X

Thamkhảo tài liệu

Nhóm

X

Nêu ý tưởng

Nhóm

X

Chọn phươngán

Nhóm

X

Báo cáo giữa kỳ

Nhóm

X

Tính toán

Nhóm

X

X

X

Bản vẽ lắp

Tú

X

Bản vẽ chi tiết

Nhóm

X

Viết thuyết minh

Vương Giang

X

X

X

                                                      PHẦN  II

PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN

Máy nâng có thể phân loại như sau:

• Phân loại theo nguồn dẫn động:Dẫn động bằng động cơ điện và dẫn động bằng thuỷ lực
• Phân loại theo cơ cấu: Cơ cấu truyền động bằng đai ,cơ cấu truyền động bằng xích.

*Vai trò, chức năng  các bộ phận của cơ cấu:

Tời nâng gồm có : Động cơ điện, hộp giảm tốc, tang, cáp nâng, khớp nối ,phanh

       Động cơ điện: có hai loại, đó là:  động cơ điện một chiều và động cơ điện xoay chiều.

             Động cơ điện xoay chiều được sử dung  rộng rải trong công nghiệp ,với sức bền làm việc cao, mô men khởi động lớn. Bên cạnh đó ta có động cơ điện một chiều: là loại động cơ điện có khả năng điều chỉnh tốc độ trong phạm vi rộng, khi làm việc bảo đảm khởi động êm, hãm và đảo chiều dễ dàng, giá thành cao, khi lắp đặt cần thêm bộ chỉnh lưu khá phức tạp. Trên những ưu khuyết điểm của hai lọai động cơ điện xoay chiều và động cơ điện một chiều một chiều ta thấy được động cơ điện xoay chiều tuy tính chất thay đổi tốc độ không bằng động cơ điện một chiều nhưng với tính thông dụng, bền và kinh tế hơn thì những khuyết điểm của lọai động cơ này vẫn chấp nhận được.      

           Vậy ta chọn động cơ xoay chiều.

          Hộp giảm tốc: Có ba loại, đó là: bộ truyền bánh răng trụ,bộ truyền bánh răng nón và bộ truyền bánh vít - trục vít

                 Bộ truyền bánh răng trụ được sử dụng để truyền mô men từ các trục song song với nhau, trong đó hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp được sử dụng nhiều nhất, chúng được bố trí theo các sơ đồ sau:

      + sơ đồ khai triển: loại này đơn giản nhất nhưng có nhược điểm là các bánh răng bố trí không đối xứng với các ổ, do đó làm tăng sự phân bố không đều tãi trọng trên chiều dài răng

       +Sơ đồ phân đôi:công suất được phân đôi ở cấp nhanh hoặc cấp chậm. Với kết cấu này, cấp chậm chịu tãi lớn hơn, nên có thể chế tạo với vành răng khá lớn, nhờ vị trí bánh răng đối xứng với các ổ có thể khắp phục được sự phân bố không đều tãi trọng

       +Sơ đồ đồng trục: loại này có đặc điểm là đường tâm của trục vào và trục ra trùng nhau, nhờ đó có thể giảm bớt chiều dài của hộp giãm tốc và nhiều khi giúp cho việc bố trí cơ câu gọn hơn

                 Bộ truyền bánh răng nón được dùng để truyen mô men và chuyễn động giữa các trục giao  nhau, nhưng chế tạo bánh răng khá phức tạp

                 Bộ tuyền bánh vít - trục vít dùng để truyền mô men xoắn và chuyễn động  giữa các trục chéo  nhau, nhưng chế tạo ren trục vít khá phức tạp

                              Vậy ta chọn hộp giãm tốc bánh răng trụ hai cấp khai triễn , để phù hợp với cơ cấu làm việc và giảm vật liệu chế tạo.

            Tang: Gồm có hai loại, đó là: tang đơn và tang kép

                            + Tang đơn: quấn được nhiều lớp cáp nhưng lúc làm việc tải trọng sẽ bị  lắc                     

                            + Tang kép: quấn được một lớp cáp nhưng khi làm việc tãi trọng sẽ không bị lắc, nâng hạ theo đường thẳng

                               Vậy ta chọn tang kép được chế tạo bằng gang xám GX 15-32

          Cáp nâng: lựa chọn dựa trên hệ số an tòan cho phép, và tuổi thọ của dây cáp. Do đó ta phải chọn cáp cho phù hợp với tải trọng nâng, chịu lực căng dây lớn.

Có hai lọai cáp có thể sử dụng: cáp bện xuôi và cáp bện chéo.

Dựa trên tính chất của hai loại cáp và cấu tạo của cơ cấu , ta chọn lọai cáp bện xuôi vì có tính bền trong quá trình làm việc hơn là cáp bện chéo, đồng thời trong cơ cấu nâng thì một đầu cáp được giữ cố định nên cáp không bị xoắn hay tở.

           Khớp nối: Co  nhiều loại, ở đây ta chọn khớp nối trục vòng đàn để nối giữa truc vào của hộp giảm tốc và trục ra của động cơ, có ưu điễm hơn các loại khác là chịu được sự rung, do số vòng quay khá lớn và chọn khớp nối xích con lăn để nối giữa trục ra của hộp giảm tốc với trục của tang, vì có tính kinh tế hơn các loại khớp  khác và để truyền mô men xoắn lớn hơn                                             

           Phanh: Có nhiều loại, ở đây ta chọn phanh áp má điện từ thường đóng, vì loại này được đấu chung dây cùng với nguồn điện của động cơ.

                     Từ sự phân tích nêu trên ta có các phương án sau  * Các phương án
 

                                                             + phương án I:

                     Sơ đồ động:

Chú thích:

1.  Khớp nối vòng đàn hồi
2. Phanh điện từ
3. B ánh răngtru răng thẳngI
4. Bánhrăngtrụ răng thẳngII:
5. Bánh răng trụrăng thẳngIII
6. Bánh răng trụ răng thẳngVI
7. Khớp nối xích con lăn
8. Tang
9. Động cơ điện

+Nguyên tắc hoạt động:

            Động cơ điện quay, truyền công suất qua khớp nối vòng đàn hồi  đến hộp giảm tốc, nhờ sự ăn khớp của các bánh răng trụ răng thẳng mà công suất được truyền  qua khớp nối xích con lăn làm tang quay kéo theo hệ ròng rọc làm việc.

            +Ưu điễm:  Chế tạo bánh răng dễ dàng, dễ lắp ráp, sữa chữa, và bảo hành.

            +Nhược điễm: chế tạo trục phải có độ cứng tốt, không đảm bão chịu sự phân bố không đều của tãi trọng.

                                                 + phương án II:

.......................

Động cơ điện quay, truyền công suất qua khớp nối vòng đàn hồi  đến hộp giảm tốc Bánh răng côn nhờ sự ăn khớp của các bánh răng côn  truyền mô men đến khớp nối xích con lăn làm tang quay kéo theo hệ ròng rọc làm việc.

            + Ưu điễm: Cơ cấc gọn gàng, đãm bão gọn nhẹ cơ cấu

            + Nhược điễm: Chế tạo bánh  răng khó khăn, lắp ráp đòi hỏi phải chính xác

                 * Với ba phương án và sự phân tích vừa nêu trên, ta chọn phương án thứ nhất là phù hợp với yêu cầu được đặt ra và phù hợp với điều kiện kinh tế                            

                  Vậy ta chọn phương án I.       

     Số liệu ban đầu:

Tải trọng: Q_O=2000kg =20000 (N).

Bộ phận mang: Q_m = 500kg = 5000(N.)

Chiều cao nâng: H = 12( m).

Vận tốc nâng: v_n = 12.5 (m/phut)

                      Chế độ làm việc trung bình.

PHẦN IV      

CHỌN TANG, KHỚP NỐI, ĐỘNG CƠ ĐIỆN VÀ

 PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN

 

I.Chọn tang, khớp nối, động cơ điện:

     

1) Hiệu suất của palăng

h_p =

Với     Q₀ = Q +Q_m

m=2 :số nhánh dây quấn lên tang

                        Q₀ : tải trọng nâng Q₀= 25000  N. 

l : hiệu suất ròng rọc: l = 0,98 (với điều kiện ròng rọc đặt trên ổlăn bôi trơn tốt). a =2: Bội suất palăng.

                            t = 0 : Số ròng rọc đổi hướng.

 Với :  S_max =  =6313 (N).

             Þ     h_p =  = 0,99

2) Cáp nâng:

            Kích thước cáp được chọn dựa vào lực kéo đứt (S_đ )

              S_đ = S_max . K  =6313*5.5 =   34721 (N)         

Với :         K =5 :  hệ số an toàn bền.

                 Lực căng lớn nhất trong dây cáp: S_max

Ta chọn cáp K - P6x19 =114 (GOCT 2688 – 69) có giới hạn bền các sợi thép là s_b = 1600 N/mmm² .

3) Tang:

+ Đường kính tang:

D_t ³ d_c (e-1) = 8 (25-1 )=192 (mm)

D_t : đường kính tang đến đáy rãnh cắt (mm).

D_c: đường kính dây cáp quấn lên tang (mm).

e: hệ số thực nghiệm .

Þ D_t =D_r  =250   mm

+ Chiều dài tang

Chiều dài: chiều dài toàn bộ tang được xác định theo công thức

L^’ =L'o +2L₁ +2L₂ +L₃

Với:            L₁ : chiều dài thanh tang

                    L₂ : chiều dài phần chừa ra để quấn cáp                                

                                                   Hình biểu diễn

                L₃ : Chiều dài phần phân cách giữa hai bên.

+ Chiều dài một nhánh  cáp quấn lên tang

l = H.a = 12*2 =24  (m)

H = 12, chiều cao nâng danh nghĩa

a =2, bội suất palăng

           + Số vòng cáp quấn lên một nhánh:

          Z =      +   Z_o =   29.6        (vòng)

Với   Z_o ­=2,  Số vòng cáp dự trữ không làm việc.

+ Lo’ = 2* Z*t  = 520 (mm).

Với:    t ³ 1.1,  ta có d_c = 1.1*8. =8.8 (mm)

        Þ  Lo’= 2*29.6*8.8=520(mm)

+ L₂ =73.6 (mm)

+ 2L₁ =3*t  3*8.8 =26.4(mm)

+ L₃ =L₄ –2*hmin tga =150-260*0.07 = 66

với         tga = tg(4^o) =0.07

              h_min = 260,  là khoảng cách tối đa cho phép giữa ròng rọc và tang

Vậy        Þ L’ = 520+73.6 +26.4 +66 = 668 (mm)

+ Kiểm tra sức bền tang theo công thức:

s_n =   £ [s_n]

Với :   

+  Bề dày tang d =0.02 D_t +  (6…..10)  =  15(mm).

+  t   =   8.8   :  bước cáp

            + j: hệ số giản ứng suất  j = 1.08 :   đối với  tang bằng gang.

+  K= 1: hệ số phụ thuộc số lớp cáp cuốn lên tang.

                      +  [s _n] = 565  N/mm²                 vơí vật liệu đúc tang là gang.

+  Tang bằng gang  có s_bn = 565 N/mm²

               Þ [s _n] =   = 113 N/mm²

s _n =  51.6N/mm²       Þ s _n £ [s _n]  Vậy đủ bền.

4. Chọn khớp nối trục vòng đàn hồi :

1. Khi mở máy:  M_max =2.2 M_dn

Với  :         + M_dn  = 

 + M_max=  = 153 (Nm).

2. Để an toàn khi nâng vật:

Thì  :  M_max’= M_max*K₁ *K₂

Với  K₁  = 1.3 ( hệ số an toàn)

         K₂  = 1.2   ( hệ số an toàn)

              Þ   M_max=153*1.3*1.2 =238 (Nm).

Vậy ta chọn khớp nối theo tiêu chuẩn. Với số liệu sau

M(nm)	d	D	L	D0	B	dc	l6	M	D3	L8	GD2	nmax
240	24	140	165	100	2	14	33		27	28	0.55	4000

 

Điều kiện bền dập của khớp  vòng đàn hồi:

s_d= [{s_d} = (2...4) MPA

Với:   K=1.2,  hệ xố điều kiện làm việc

Þ  s_d = 0.53 (MPA) [{s_d}. vậy đủ bền

3. Điều kiện làm việc của chốt:

Theo công thức: s_u = [ {s_u} =  60....80  (MPA).

Với :        + K₁= 1.2

l_o=

 với       L₂ = 2 *L₆ = 66

              L₁ = L₂ –B = 66-2 = 64

         Þ  Vậy s_u = 18 [ {s_u}   Vậy đủ bền

5) Khớp xích con lăn:

1. Mômen do vật  gây ra trên tang

M­_t =

                      Với   :   + S_max = 6313 (N),   lực căng trên nhánh dây nâng vật

                                    + D_o= D_t +D_c = 250 + 8 = 258 (mm).

                                     b)   để an toàn khi nâng vật:

M_t’= M_t *K₁ *K₂  = 2539 (Nm).

Với    + K₁ =1.3,      K₁,  là hệ số an toàn

           + K₂ = 1.2,     K₂ , là hệ số an toàn

                                           Vậy ta chọn khớp nối xích con lăn theo bảng sau:

 

M	nmax	d	L	D	khe hở lắp nghép c	dc	khoảng cáhc giữa hai má	t	Z	Q(KN)	GD2
3000	700	90	270	280	2	52	31	50.8	12	160	8.9

c)Kiểm nghiệm theo hệ số an toàn

S =    ³  {S}   

Q: tải trọng phá hỏng

F_t : lực vòng

+ Ft =

+ D_o =  =196.3(mm) .

+ k=0.2

+ M_t’ = 2539 (Nm)

+ {S} = 7,  hệ số an toàn  

+  n₃ = 30.88 (vong /phut)

                                                                 Þ       S = 20.6  >  {S} Vậy đủ bền.

6) Chọn động cơ điện:

+ Công thức tĩnh khi nâng vật :

Thiết kế máy nâng (Tời đổi chiều) nâng tải trọng có khối lượng là 2000 kg, thuyết minh Thiết kế máy nâng (Tời đổi chiều) nâng tải trọng có khối lượng là 2000 kg, động học Thiết kế máy nâng (Tời đổi chiều) nâng tải trọng có khối lượng là 2000 kg, kết cấu máy Thiết kế máy nâng (Tời đổi chiều) nâng tải trọng có khối lượng là 2000 kg