Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cầu trục lắp gầu ngoạm lời nói đầu Máy nâng vận chuyển là một trong những phơng tiện quan trọng của việc cơ giới hoá các quá trình sản xuất trong các ngành kinh tế quốc dân.Trong khi các nớc tiên tiến ngày càng phát triển mạnh mẽ về ngành máy vận chuyển, ngành máy nâng vận chuyển đã trở thành một ngành lớn về chế tạo máy, có tính độc lập. Đứng đầu về nhu cầu tăng nhanh trong máy nâng vận chuyển phải kể đến cầu trục và cầu trục tháp.Trong đó cầu trục cũng đợc sử dụng rộng rãi trong các nhà kho của bến bãi,nhà máy,phân xởng để di chuyển,nâng hạ hàng hoá,máy móc và những công việc nặng nhọc.Nó còn có ý nghĩa quan trọng về phơng tiện giảm nhẹ lao động nặng nhọc cho công nhân và tiếp tục nâng cao năng suất,đáp ứng nhu cầu kĩ thuật hiện đại trong các ngành kinh tế quốc dân. Hiện nay, nớc ta cũng có nhiều trung tâm nghiên cứu cũng nh các nhà máy đã và đang nghiên cứu,chế tạo các loại cầu trục với các kích thớc,tải trọng và chế độ làm việc khác nhau để đáp ứng nhu cầu đa dạng và phong phú của ngành công nghiệp.Vì vậy chế tạo và thiết kế cầu trục cũng phát triển không ngừng. Em rất vinh dự đợc bộ môn giao cho đề tài tốt nghiệp với nội dung: Tính toán thiết kế cầu trục tải nâng 10T, khẩu độ 16m).Trong đó nhiệm vụ cụ thể của em là: - Thiết kế tổng thể - Thiết kế kết cấu thép cầu trục Do thời gian và trình độ còn có hạn nên đề tài này không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong thầy cô cùng các bạn đóng góp ý kiến, phê bình để đề tài đợc hoàn chỉnh. Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của cô giáo Nguyễn Thị Tâm và các thầy cô giáo trong bộ môn Máy Xây Dựng đã giúp em hoàn thành đề tài này! Hà nội ngày tháng năm 2005 Sinh viên thực hiện Trần Văn Tuấn SV: Trần Văn Tuấn Lớp:Cơ giới hoá - K41 -5- Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cầu trục lắp gầu ngoạm Chơng I Tổng quan về cầu trục 1.1.Giới thiệu chung về cầu trục. Cầu trục là loại máy trục có kết cấu giống chiếc cầu có bánh xe lăn trên đờng ray chuyên dùng, nên còn gọi là cầu lăn. Nó đợc sử dụng rất phổ biến trong hầu hết các ngành kinh tế và quốc phòng để nâng - chuyển các vật nặng trong các nhà xởng và kho; cũng có thể dùng để xếp dỡ hàng. Ngoài ra cầu trục còn dùng để lắp ráp thiết bị công nghiêp, thiết bị thuỷ điện lớn. Cầu trục có thể đợc trang bị móc câu, cơ cấu nam châm điện, hoặc gầu ngoạm tuỳ theo dạng và tính chất của vật nặng. Theo dạng kết cấu thép của cầu trục, ngời ta phân loai thành: Cầu trục một dầm và cầu trục hai dầm. Các bộ máy của cầu trục có thể đợc dẫn động bằng tay hoặc bằng động cơ điện dùng mạng địên công nghiệp. Cầu trục đợc điều khiển do ngời lái chuyên nghiệp từ trong ca bin treo ở một đầu cầu lăn. Trờng hợp dùng palăng điện làm cơ cấu nâng thì có thể đợc điều khiển từ mặt nền nhà xởng qua hộp nút ấn điều khiển. ở trờng hợp này có thể không cần ngời lái chuyên nghiệp Các thông số cơ bản của cầ trục là: sức nâng tải Q(T), khẩu độ L(m), chiều cao nâng H(m), vận tốc làm việc của các bộ máy và chế độ làm việc của các bộ máy của cầu trục. 1.2.Các dạng cầu trục đang đợc sử dụng ở việt nam hiện nay. Hiện nay ở việt nam đang sử dụng và chế tạo rất nhiều loại cầu trục với các kích thớc, tải trọng và chế độ làm việc khác nhau để phục vụ cho nghành công nghiệp của đất nớc .Ta có thể chia cầu trục ra làm các loại sau. Dựa vào tải trọng nâng: Cầu trục đợc chia ra làm các loại sau. SV: Trần Văn Tuấn Lớp:Cơ giới hoá - K41 -6- Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cầu trục lắp gầu ngoạm - Loại nhẹ: có tải nâng từ 1ữ5 tấn - Loại trung bình: có tải nâng từ 5ữ16 tấn - Loại nặng: có tải nâng từ 16 ữ80 tấn - Rất nặng: có tải nâng lớn hơn 80 tấn Dựa vào chế độ làm việc: Cầu trục chia làm các loại sau. - Chế độ làm việc nhẹ: Đặc điểm của chế độ này là hệ số sử dụng tải trọng thấp (k Q =0,5) ,cờng độ làm việc nhỏ , trung bình CĐ = 15%, số lần mở máy trong một giờ ít(dới 60 lần) - Chế độ làm việc trung bình: Đặc điểm của chế độ này là hệ số sử dụng tải trọng (k Q ) đạt khoảng 0,75; vận tốc làm việc trung bình; cờng độ làm việc CĐ=25%; số lần mở máy trong một giờ đến 120 lần - Chế độ làm việc nặng: Đặc điểm của chế độ này là hệ số sử dụng tải trọng cao (k Q =1) , vận tốc làm việc lớn, cờng độ làm việc CĐ=40%, số lần mở máy trong một giờ đến 240 lần - Chế độ làm việc rất nặng: Đặc điểm của chế độ này là hệ số sử dụng tải trọng k Q luôn luôn bằng 1, vận tốc cao, cờng độ CĐ = (40 ữ 60)% , số lần mở máy trong mộy giờ đến 360 lần Dựa vào dạng kết cấu thép: Chia làm các loại sau - Cầu trục một dầm - Cầu trục hai dầm Dụa vào công dụng: chia ra làm các loại sau - Cầu trục công dụng chung SV: Trần Văn Tuấn Lớp:Cơ giới hoá - K41 -7- Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cầu trục lắp gầu ngoạm - Cầu trục chuyên môn hoá phục vụ xếp dỡ 1.3. Giới thiệu về cầu trục hai dầm Cầu trục hai dầm là loại máy trục kiểu cầu nó có hai dầm chủ hoặc hai dàn chủ liên kết với hai dầm đầu bằng phơng pháp hàn hoặc bằng bu lông , trên dầm đầu lắp các cụm bánh xe di chuyển cầu để cho cầu di chuyển dọc theo đờng ray chuêyn dùng đặt trên cao dọc nhà xởng hoặc ở ngoài trời. Xe con mang hàng của cầu trục đợc di chuyển dọc thao đờng ray ghép trên hai dầm chủ hoặc dàn chủ, trên xe con có đặt bộ máy nâng - hạ hàng và bộ máy di chuyển xe con +Cấu tạo. Hình2.1 SV: Trần Văn Tuấn Lớp:Cơ giới hoá - K41 -8- Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cầu trục lắp gầu ngoạm chơngII lựa chọn phơng án thiết kế I. Xây dựng và lựa chọn phơng án thiết kế cầu trục hai dầm. Dựa vào yêu cầu của đề tài là tính toán thiết kế cầu trục hai dầm lắp gầu ngoạm có: + Tải trọng nâng: Q =10 tấn + Khẩu độ : L =16 m + chiều cao nâng: h =9 m + Vận tốc nâng : V= 10m/ph + Tốc độ di chuyển cầu: V dc = 40 m/ph + Chế độ làm việc: 25% Trong đó nhiệm vụ cụ thể của em là: Tổng quan về cầu trục có tải trọng nâng lớn hơn 10(T)lắp gầu ngoạm Lựa chọn phơng án thiết kế Tính toán thiết kế tổng thể cầu trục Tính toán thiết kế kết cấu thiép dầm chính ,dầm đầu Tính toán liên kết, mối nối, mặt bích, lan can. . . Quy trình chế tạo kết cấu thép dầm chính, dầm đầu Lắp dựng cầu trục SV: Trần Văn Tuấn Lớp:Cơ giới hoá - K41 -9- Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cầu trục lắp gầu ngoạm Kiểm, tra thử tải, kết luận Ta đa ra một số phơng án thiết kế cầu trục nh sau I.1.Phơng án dầm chủ. 1.Phơng án I: Cầu trục hai dầm chủ dạng dàn 1.1 Cấu tạo: Hình 2.1 SV: Trần Văn Tuấn Lớp:Cơ giới hoá - K41 -10- 2 1 3 6 5 4 7 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cầu trục lắp gầu ngoạm Trong đó: 1. Dầm chính 2. Dầm đầu 3. Dầm chạy 4. Giàn chủ 5. Xe con 6. Gầu ngoạm 7. Cơ cấu di chuyển cầu 1.2. u nhợc điểm: u điểm: + Trọng lợng kết cấu thép nhẹ + Độ cứng ngang tốt Nhợc điểm: + Chế tạo phức tạp + Tốn kém + Độ bền mỏi thấp + Không có khả năng hàn tự động SV: Trần Văn Tuấn Lớp:Cơ giới hoá - K41 -11- Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cầu trục lắp gầu ngoạm 2.Phơng án II: Cầu trục hai dầm chủ dạng hộp 2.1 Cấu tạo: Hình 2.2 Trong đó: 1. Dầm chính 2. Dầm đầu 3. Dầm chạy 4. Hành lang đi lại 5. Xe con SV: Trần Văn Tuấn Lớp:Cơ giới hoá - K41 -12- 1 2 3 45 6 7 8 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cầu trục lắp gầu ngoạm 6. Gầu ngoạm 7. Cơ cấu di chuyển cầu 2.2. u nhợc điểm u điểm: + Do có mặt cắt dạng hộp nên độ cứng ngang tốt + Có mặt cắt thay đổi theo chiều dài do đó tiết kiệm đợc vật liệu, giảm nhẹ trọng lợng dầm + Rễ chế tạo + Sử dụng rộng rãi và thuận tiện cho khai thác + Sử dụng đợc các cụm bánh xe tiêu chuẩn + Giảm nhẹ trọng lợng dầm Nhợc điểm: + Trọng lợng bản thân cầu lớn 3.Phơng án III: Cầu trục hai dầm chủ tổ hợp chữ I 3.1 Cấu tạo: SV: Trần Văn Tuấn Lớp:Cơ giới hoá - K41 -13- Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cầu trục lắp gầu ngoạm Hình 2.3 Trong đó: 1. Dầm chính 2. Dầm đầu 3. Dầm chạy 4. Xe con 5. Gầu ngoạm 6. Cơ cấu di chuyển cầu 3.2. u nhợc điểm u điểm: + Kết cấu đơn giản, tiết kiệm công chế tạo SV: Trần Văn Tuấn Lớp:Cơ giới hoá - K41 -14- 3 5 4 6 2 1 [...]... tốt nghiệp Thiết kế cầu trục lắp gầu ngoạm + Khó khăn trong việc lắp giáp, bôi chơn bánh xe di chuyển Kết luận: Qua việc phân tích u nhợc điểm của các phơng án đã nêu trên, để phù hợp với yêu cầu của đề tài là Thiết kế cầu trục hai dầm lắp gầu ngoạm với các thông số sau: Tải trọng nâng Q = 10( T) Khẩu độ L = 16(m) chiều cao nâng h = 8(m) Tốc độ nâng Vn = 10 (m/ph) Tốc độ di chuyển cầu Vdc =40... (m/ph) Chế độ làm việc CĐ = 25% Trong đó nhiệm vụ cụ thể của em là: Tổng quan về cầu trục có tải trọng nâng lớn hơn 10( T )lắp gầu ngoạm Lựa chọn phơng án thiết kế Tính toán thiết kế tổng thể cầu trục Tính toán thiết kế kết cấu thiép dầm chính ,dầm đầu Tính toán liên kết, mối nối, mặt bích, lan can Quy trình chế tạo kết cấu thép dầm chính, dầm đầu Lắp dựng cầu trục Kiểm, tra thử tải, kết luận... ngoài của kết cấu cần phải đánh phẳng để dễ đánh gỉ và dễ sơn 2.1 Tính toán thiết kế tổng thể ở trên ta đã xác định đợc phơng án thiết kế kết cấu thép của dầu trục, từ yêu cầu thiết kế là: Thiết kế cầu trục lắp gầu ngọam có khẩu độ L= 16(m), tải trọng nâng Q =10( T), chiều cao nâng h = 9(m), vận tốc nâng Vn= 10( m/ph), vận tốc di chuyển cầu Vdc = 40(m/ph), chế độ làm việc CĐ =40% Ta định ra kết cấu thép... nghiệp Thiết kế cầu trục lắp gầu ngoạm + Giá thành chế tạo hạ Nhợc điểm: + Tính toán kết cấu thép phức tạp + Về mặt công nghệ khung, giàn để tăng độ cứng vững không thuận tiện + Tải trọng bị hạn chế vì dầm chính là dầm tổ hợp chữ I Kết luận: Qua việc phân tích u nhợc điểm của các phơng án đã nêu trên, để phù hợp với yêu cầu của đề tài là Thiết kế cầu trục hai dầm lắp gầu ngoạm với các thông số sau: Tải. .. sau: Tải trọng nâng Q = 10( T) Khẩu độ L = 16(m) chiều cao nâng h = 8(m) Tốc độ nâng Vn = 10 (m/ph) Tốc độ di chuyển cầu Vdc =40 (m/ph) Chế độ làm việc CĐ = 25% Ta chọn phơng án 2 làm phơng án thiết (Hình vẽ 2.2) II.2.phơng án dầm đầu 1 Phơng ánI 1.1 Kết cấu dầm đầu có dạng sau: B A B A A-A B-B Hình 2.4 SV: Trần Văn Tuấn Lớp:Cơ giới hoá - K41 -15- Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cầu trục lắp gầu ngoạm. .. nghiệp Thiết kế cầu trục lắp gầu ngoạm Kết cấu thép của cầu trục là phần chiếm nhiều kim loại nhất trong toàn bộ cầu trục, vì thế để có khối kợng hợp lý cần phải thiết kế và tính đúng phần kết cấu kim loại của nó 4.1 Tính toán thiết kế dầm chính 4.1.1.Tính toán sơ bộ chọn mặt cắt của dầm chính 4.1.1.1.Xây dựng giản đồ tính toán Dầm chính đã lựa chọn có kết cấu nh sau A A Hình 4.1 A-A Do hai đầu của dầm. .. đợc hàn cứng với dầm đầu , nên để tiện cho việc tính toán ta coi dầm chính nh một dầm giản đơn có hai gối tựa, có khoảng cách tâm hai SV: Trần Văn Tuấn Lớp:Cơ giới hoá - K41 -23- Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cầu trục lắp gầu ngoạm gối tựa là L (khẩu độ của cầu trục) Dầm chịu lực chủ yếu là của xe con và tải trọng (Q ) của hàng nâng Hình 4.2 4.1.1.2 Tình hình chịu lực của dầm chính a Tải trọng tĩnh(Qt):... nghiệp Thiết kế cầu trục lắp gầu ngoạm Hình 4.9 4.1.1.4 Xác định kích thớc và tiết diện của dầm chính + Kết cấu của dầm chính H H A A C C L Hình 4 .10 A-A H B SV: Trần Văn Tuấn B -32- Lớp:Cơ giới hoá - K41 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cầu trục lắp gầu ngoạm Trong đó: H - Chiều cao của dầm chính ở tiết diện giữa dầm H0- Chiều cao của dầm chính ở tiết diện gối tựa C - Chiều dài đoạn nghiêng của dầmchính L - Khẩu. .. phơng án thiết (Hình vẽ 2.6) ChơngIII Tính toán thiết kế tổng thể SV: Trần Văn Tuấn Lớp:Cơ giới hoá - K41 -20- Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cầu trục lắp gầu ngoạm Kết cấu kim loại của cầu trục là phần chiếm nhiều kim loại nhất trong toàn bộ cầu trục Vì thế để có khối lợng của cầu trục hợp lý cần phải thiết kế và tính đúng phần kết cấu kim loại của nó Ngoài vịêc phải bảo đảm độ bền khi làm việc kết cấu... sơ đồ để xác định tải trọng lên các bánh xe Tải trọng lên bánh xe: + Khi không có vật nâng: Trọng lợng xe xem nh phân bố đều lên các bánh xe, các bánh xe chịu tải trọng ít nhất Pmin Pmin = G0 80000 = = 20000 N 4 4 B 100 0 Q =100 000 N SV: Trần Văn Tuấn D 1575 1625 -25- 3200 2000 100 0 A C Lớp:Cơ giới hoá - K41 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cầu trục lắp gầu ngoạm Hình4.3:Sơ đồ xác định tải trọng lên các bánh . nghiệp Thiết kế cầu trục lắp gầu ngoạm - Cầu trục chuyên môn hoá phục vụ xếp dỡ 1.3. Giới thiệu về cầu trục hai dầm Cầu trục hai dầm là loại máy trục kiểu cầu nó có hai dầm chủ hoặc hai dàn. phơng án thiết kế kết cấu thép của dầu trục, từ yêu cầu thiết kế là: Thiết kế cầu trục lắp gầu ngọam có khẩu độ L= 16(m), tải trọng nâng Q =10( T), chiều cao nâng h = 9(m), vận tốc nâng V n = 10( m/ph),. là Thiết kế cầu trục hai dầm lắp gầu ngoạm với các thông số sau: Tải trọng nâng Q = 10( T) Khẩu độ L = 16(m) chiều cao nâng h = 8(m) Tốc độ nâng V n = 10 (m/ph) Tốc độ di chuyển cầu