Mở đầu Lý chọn đề tài Để đáp ứng nghiệp công nghiệp hoá, đại hoá công nghiệp xếp dỡ vận chuyển hàng hoá cần có đổi phát triển để đáp ứng nhu cầu thực tế sản xuất Cụ thể phải có trang thiết bị vận chuyển xếp dỡ đảm bảo yêu cầu sau: Sức nâng phù hợp loại hàng hoá xếp dỡ cảng, suất cao, tính linh hoạt động cao, thân thiện với môi trờng, cải thiện điều kiện lao động công nhân Trong loại hàng hoá cần vận chuyển xếp dỡ hàng khối chiếm tỉ lệ không nhỏ đặc biệt vận chuyển xếp phân xởng, kho bãi, cảng Để đáp ứng yêu cầu cần phải có máy nâng chạc với sức nâng phù hợp đảm bảo đầy đủ đặc tính nh: suất cao, tính động, dễ sử dụng, khả chống cháy nổ, có khả sử dụng kho hẹp tiến hành giới hoá cách dễ dàng Sau thời gian thực tập tìm hiểu loại máy xếp dỡ cảng Chùa Vẽ, em thấy máy nâng chạc phía trớc phù hợp với công việc xếp dỡ hàng khối, kiện có khối lợng trung bình bãi Với lý em nhận đề tài: Thiết kế máy nâng chạc phía trớc Q = T Máy nâng đợc dùng để xếp dỡ hàng khối, kiện kho bãi, phân xởng, cảng Mục đích nghiên cứu đề tài Máy nâng chạc đợc thiết kế với mục đích tăng tính giới hoá công tác xếp dỡ hàng hoá, cải thiện điều kiện lao động cho công nhân công khí hoá - đại hoá mà Đảng nhà nớc thực Phơng pháp nghiên cứu, thực Máy nâng chạc đợc thiết kế dựa sở thực tiễn lý thuyết môn học: Máy nâng, kết cấu thép, sức bền vật liệu, nguyên lý - chi tiết máy, kết cấu, máy thuỷ lực, vật liệu -1 ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Máy nâng chạc đợc thiết kế nhằm mục đích cải thiện điều kiện lao động cho công nhân, tăng mức độ giới hoá lao động sản xuất Mặt khác tham khảo cho nhà máy xí nghệp thiết kế loại máy có suất tính động cao phục vụ cho trình công nghiệp hoá đại hoá đất nớc -2 Chơng 1: giới thiệu chung 1.1 Giới thiệu chung máy nâng tự hành Máy nâng tự hành loại máy nâng vận chuyển tự hành dùng để ngoạm hàng khối, múc hàng rời, nâng chuyển hàng từ kho bãi lên phơng tiện vận tải ngợc lại dỡ hàng từ phơng tiện vận tải xuống kho bãi Do tính động cao nên máy nâng hàng đợc dùng phổ biến công tác xếp dỡ vận chuyển hàng hoá kho bãi, cầu tàu cảng sông, cảng biển xếp dỡ hàng hoá nội xí nghiệp, nhà máy Với phát triển nhanh vận chuyển hàng hoá máy nâng máy nâng kiểu cần, máy nâng gầu, máy nâng chạc, máy nâng chạc vạn đ ợc sử dụng nhiều rộng rãi Đặc tính kết cấu : Máy nâng tự hành phong phú chủng loại, đa dạng kết cấu Tuy nhiên bản, loại máy nâng đợc kết cấu từ nhóm thiết bị hệ thống sau: - Thiết bị công tác: thiết bị trực tiếp thực thao tác công nghệ để nâng hạ hàng - Thiết bị động lực: nguồn động lực cung cấp lợng cho cấu máy nâng hoạt động - Hệ thống truyền động: tập hợp chi tiết, cụm chi tiết làm nhiệm vụ truyền biến đổi chuyển động đến cấu thiết bị công tác - Thiết bị di chuyển máy: dùng để đỡ toàn kết cấu máy nâng di chuyển máy nâng - Thiết bị an toàn: bảo vệ tải, khống chế sức nâng, tín hiệu còi, đèn - Hệ thống điều khiển: tập hợp chi tiết, phận dùng để truyền tín hiệu điều khiển từ buồng điều khiển đến cấu 1.2 Giới thiệu chung máy nâng chạc phía trớc Máy nâng chạc phía trớc loại máy nâng tự hành thiết bị công tác bố trí phía trớc máy, hàng đợc nằm chạc đựơc nâng theo phơng thẳng đứng nhờ khung nâng có kết cấu kiểu khung lồng Máy nâng chạc loại máy xếp dỡ đợc sử dụng phổ biến để xếp dỡ vận chuyển kho bãi cảng nội xí nghiệp Máy nâng chạc -3 chủ yếu sử dụng công cụ mang hàng chạc nâng hàng để xếp dỡ loại hàng khối (hàng hòm, hàng bao, hàng kiện) Tuy nhiên thay chạc hàng công cụ mang hàng khác nh gầu xúc, gầu ngoặm, thiết bị kẹp hàng để xếp dỡ hàng rời loại hàng khác Vì máy nâng hàng dùng chạc gọi máy nâng vạn Phân loại : - Theo nguồn lợng cung cấp cho máy hoạt động : + Máy nâng hàng dùng lợng điện (máy nâng điện) + Máy nâng hàng dùng động đốt (ôtô nâng) - Theo vị trí làm việc thiết bị công tác có : + Máy nâng chạc phía trớc + Máy nâng chạc bên sờn - Theo số cụm bánh xe di chuyển có : + Máy nâng cụm bánh xe (2 cụm phía trớc, cụm phía sau) + Máy nâng cụm bánh xe - Theo sức nâng ta phân loại : + Sức nâng nhỏ Q = 2T + Sức nâng trung bình Q = 5T +Sức nâng lớn Q = 10T + Sức nâng lớn Q > 10T - Theo chiều cao nâng : + Chiều cao nâng nhỏ, trung bình H < 2.8m + Chiều cao nâng lớn H > 2.8m - Theo đặc điểm sử dụng + Máy nâng vạn + Máy nâng chuyên dùng: để xếp dỡ hàng container, để xếp dỡ hàng có kích thớc dài lớn so với đờng kính nh : gỗ cây, thép 1.3 Lựa chọn phơng án thiết kế 1.3.1 Phân tích phơng án thiết kế Dựa vào cấu tạo cách thức hoạt động thiết bị công tác máy nâng chạc phía trớc mà chia phơng án thiết kế sau: -4 Phơng án 1: Thiết bị công tác hoạt động nhờ tác dụng hệ xilanh thuỷ lực (XLTL): - Một hệ xilanh nâng (sử dụng xilanh thuỷ lực): dùng để nâng khung động chuyển động theo phơng thẳng đứng, đồng thời nhờ kết cấu nhóm thiết bị (xilanh thuỷ lực nâng, puly xích, xích nâng, bàn trợt) tạo thành hệ palăng nghịch để kéo bàn trợt có gắn chạc lên - Một hệ xilanh nghiêng khung: gồm xilanh thuỷ lực nằm bên khung nâng dùng để nghiêng khung nâng phía trớc phía sau * u điểm: kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, dễ sử dụng, chiều cao nâng lớn, tính ổn định cao * Nhợc điểm: hành trình xilanh tơng đối dài, muốn nâng bàn trợt đồng thời khung động phải nâng theo, lúc khung động đợc đẩy lên với hành trình 1/2 hành trình chạc đòi hỏi không gian làm việc máy phải rộng lớn Với đặc điểm máy nâng loại không làm việc lòng container đợc 12 Hình 1.1: Máy nâng chạc sử dụng hai hệ xilanh Phơng án : Thiết bị công tác hoạt động nhờ tác dụng hệ xilanh thuỷ lực: - hệ xilanh nâng bàn trợt - hệ xilanh nâng khung động -5 - hệ xilanh nghiêng khung * Ưu điểm: - Sử dụng thuận tiện thao tác lấy hàng - Tính linh hoạt cao Hành trình ngắn phận có hệ xilanh riêng biệt, nâng hàng xilanh nâng bàn trợt cha hết hành trình khung động giữ nguyên trang thái ban đầu Do có u điểm bật mà loại máy nâng sử dụng ba hệ xilanh phù hợp xếp dỡ lòng container * Nhợc điểm: - Máy nâng chạc hệ xilanh có kết cấu phức tạp so với hệ xilanh - Phù hợp với máy nâng chạc có sức nâng nhỏ Hình 1.2: Máy nâng chạc sử dụng ba hệ xilanh 1.3.2 Lựa chọn phơng án thiết kế Với đề tài thiết kế máy nâng chạc phía trớc với sức nâng lớn Q = T dùng để khai thác bến bãi cảng sông, cảng biển nên phơng án thiết kế phù hợp với đề tài thiết kế phơng án 1, lựa chọn phơng án thiết kế phơng án Với phơng án thiết kế chọn nguồn động lực cung cấp lợng cho hoạt động máy cấu từ động đốt nên máy nâng đợc gọi ôtô nâng -6 1.4 Cấu tạo máy nâng chạc phía trớc 12 12 13 14 15 16 10 11 17 Hình 1.3: Cấu tạo máy nâng chạc phía trớc - chạc mang hàng; bỏnh ch ng; 3- vớt nh v chc; 4- XLTL nghiêng khung; - XLTL nâng; 6- khung bo v; 7- gh ngi; - ca bin điều khiển; 9- phu du; 10- bỏnh lỏi; 11- đối trọng; 12 - puly xích; 13- vụ lng ; 14khung tĩnh; 15 - xích nâng; 16- khung động; 17 - bàn trợt; Các thông số kỹ thuật máy nâng chạc Sức nâng định mức Q =5T Chiều cao nâng lớn Hmax= m Tốc độ nâng có hàng = 0,3 m/s Tốc độ nâng không hàng vnk = 0,4 m/s Tốc độ hạ có hàng vh = 0,28 m/s Tốc độ hạ không hàng vhk = 0,26 m/s Tốc độ di chuyển không hàng vdck = 19 km/h Tốc độ di chuyển có hàng vdc = 18 km/h = 50 Góc nghiêng khung phía trớc = 100 Góc nghiêng khung phía sau Kích thớc nâng(dài x rộng x dày) : 1220 x 175 x 60 mm; Khoảng cách từ trọng tâm hàng đến thành trớc chạc: l = 772 mm; Khoảng cách từ trọng tâm hàng đến trục trớc: l1 = 1210 mm Kích thớc bao ôtô nâng: dài ì rộng ì cao = 4660 ì 1990 ì 2750 mm; Khoảng cách hai trục xe: Khoảng sáng gầm xe : A = 2140 mm; h = 200 mm; -7 Kích thớc bánh xe trớc/sau : 8.25-15-14PR/8.25-15-14PR Tổng trọng lợng xe không tải: G = 7980 kg; Lực ép tâm trớc/ sau có tải : 11600/1320 kg ; Trọng lợng trớc/saukhi không tải : 4010/3970 kg ; 1.5 Trình tự khai thác máy nâng chạc phía trớc Máy nâng chạc phía trớc khai thác làm việc chế độ sau: - Chế độ xếp hàng từ kho bãi lên phơng tiện vận tải - Chế độ dỡ hàng vận chuyển hàng từ phơng tiện vận tải vào kho bãi 1.5.1 Yêu cầu hàng hoá - Hàng đợc xếp dỡ hàng khối - Hàng hoá đợc xếp dỡ vận chuyển máy nâng chạc phải đợc đặt khay để hàng - Phải biết đợc đặc tính hàng hoá xếp dỡ (kích thớc hàng, trọng lợng hàng, toạ độ trọng tâm hàng) 1.5.2 Trình tự khai thác máy nâng chạc xếp hàng từ kho bãi lên phơng tiện vận tải Di chuyển máy nâng tiến phía mã hàng vị trí thuận lợi để lấy hàng Hạ chạc xuống vị trí gần sát mặt đất, nghiêng khung nâng phía trớc góc (Hình 1.4 a), tiến máy nâng từ từ phía mã hàng cho chạc hàng đợc tiến vào khoảng trống khay đỡ hàng, trình tiến máy nâng cần điều chỉnh máy nâng cho trọng tâm mã hàng đợc nằm vào khoảng chạc Tiếp tục tiến máy nâng phía trớc thành trớc chạc chạm vào mã hàng Lúc hàng nằm chạc, đa khung nâng vị trí thẳng đứng nâng hàng lên độ cao từ 300 mm - 400 mm so với mặt đất, nghiêng khung nâng phía sau góc , vị trí hàng nằm ổn định chạc máy nâng vị trí vận chuyển hàng (Hình 1.4 b) Di chuyển máy nâng có mang hàng chạc tới vị trí cần dỡ hàng Khi đến gần phơng tiện vận tải tiến hành nâng hàng lên độ cao cần thiết đủ để đặt hàng lên sàn phơng tiện vận tải tiến xe vào, sau hạ hàng khay đựng hàng xuống phơng tiện vận tải với khung nâng vị trí thẳng đứng (Hình 1.4 c), tiếp đến lùi xe rút chạc Quay vòng máy máy nâng đa máy nâng vị trí lấy hàng ban đầu -8 300 a) b) c) d) e) f) Hình 1.4: Sơ đồ trình tự khai thác máy nâng Sơ đồ (Hình 1.4 f) minh hoạ cho xếp dỡ cao Còn (Hình 1.4 e, d) dỡ hàng độ cao lớn Chú ý: - Khi nâng hàng hạ hàng khung nâng phải đặt vị trí thẳng đứng - Các chuyển động nghiêng khung di chuyển máy tiến hành đồng thời cách phối hợp chuyển động - Nếu cha biết trọng lợng nh trọng tâm mã hàng phải thử cách nâng hàng cách mặt đất không 100 mm để kiểm tra ổn định máy nâng 1.5.3 Trình tự khai thác máy nâng chạc dỡ hàng từ phơng tiện vận tải vào kho bãi Trình tự thao tác đợc tiến hành ngợc lại so với chế độ xếp hàng từ kho, bãi lên phơng tiện vận tải Chơng 2: tính toán chung -9 2.1 Tính toán suất máy nâng chạc phía trớc 2.1.1 Thời gian chu kỳ làm việc Thời gian chu kỳ làm việc đợc tính tổng thời gian chu kỳ làm việc (máy nâng lấy hàng, nâng hàng lên chuyển đến nơi dỡ hàng, trở lại nơi lấy hàng) thời gian khắc phục tính trễ cấu 11 T= ti ; i =1 Trong đó: + T: thời gian chu kỳ làm việc + t1: thời gian nghiêng khung phía trớc góc = 50, đa chạc vào dới mã hàng, tiến máy nâng vị trí lấy hàng, đa khung nâng vị trí thẳng đứng, nâng hàng lên độ cao khoảng 300 mm, nghiêng khung phía sau góc = 100, lấy t1 = 12 s + t2: thời gian quay vòng máy nâng từ phía lấy hàng phía dỡ hàng, lấy t2 = 12 s + t3: thời gian di chuyển máy nâng có hàng quãng đờng từ điểm lấy hàng đến điểm dỡ hàng: t3 = 3,6 L/vdc ; L: khoảng cách từ điểm lấy hàng đến điểm dỡ hàng, lấy L = 100 m; vdcc: vận tốc di chuyển máy nâng có hàng, vdc = 16 km/h; t = 3,6 L 100 = 3,6 = 22,5 (s); v dc 16 + t4: thời gian đa khung nâng vị trí thẳng đứng, lấy t4 s ; + t5: thời gian nâng hàng lên độ cao xếp hàng cần thiết t5 = H 0,3 0,3 = = 9(s) ; 0,3 H: chiều cao nâng lớn nhất, H = m; vnh: tốc độ nâng có hàng, = 0,3 m/s; + t6: thời gian dỡ hàng, lấy t6 = s + t7: thời gian nghiêng khung phía sau góc = 100, lấy t7 = s ; + t8: thời gian hạ chạc không hàng xuống vị trí di chuyển máy (các mặt đất 300 mm); - 10 chuyển động tơng đối piston xilanh nhờ cần điều khiển, bậc piston đóng, mở cửa lu thông xilanh, cách nh ta điều khiển chiều phận chấp hành (tức đảo chiều chuyển động phận cháp hành) cách dễ dàng Khi lựa chọn van phân phối cần phải vào tính kỹ thuật quan trọng nh: + Kiểu đóng mở van + áp lực lu lợng dầu công tác Dựa vào thông số ta chọn van phân phối kiểu có áp lực định mức 16 MPa Tính kỹ thuật gồm: + áp lực đầu vào van (MPa) - Định mức 16 - Cao 17 - Lợng tụt áp cho phép 0,8 + Lu lợng dầu (lít/phút) - Định mức 160 - Cao 250 Lực đóng mở van (N) (không lớn hơn) áp lực dầu đóng mở van (MPa) (không lớn hơn) 380 MPa + Nhiệt độ dầu làm việc 0C - Lớn 750C - Nhỏ - 400C Trọng lợng: Với loại van cửa vào m = 30 (kg); 4.4.4.3.Van chiều Chất lỏng chảy dễ dàng từ cửa a sang cửa b, có thay đổi chiều chảy, dới áp lực chất lỏng piston bị áp chặt vào đế áp lực tác dụng lên toàn mặt cắt ngang piston chất lỏng chảy qua lỗ vào ruột piston Cùng với úng lực lò xo, áp suất chất lỏng cao piston ép chặt vào đế ngăn không cho chất lỏng chảy ngợc trở lại - 87 b a Hình 4.9: Mặt cắt van chiều - Vỏ; - Nắp vỏ; - piston có đầu côn; - Lò xo; - Đế; a, b - Các cửa cho dầu chảy qua 4.4.5 Cơ cấu tiết lu Cơ cấu tiết lu đợc dùng để điều chỉnh hay hạn chế lu lợng chất lỏng hệ thống cách gây sức cản dòng chảy Cơ cấu tiết lu có hai loại : -Loại điều chỉnh đợc -Loại không điều chỉnh đợc (cố định) Ngời ta thờng bố trí loại tiết lu cố định thiết bị máy móc hệ thống truyền động để gây chênh áp cần thiết khoang làm việc để hạn chế dao động áp suất chất lỏng va đập chi tiết làm việc Thông thờng loại tiết lu có dạng lỗ nên có tên gọi lỗ tiết lu Trong trờng hợp lỗ tiết lu làm nhiệm vụ giảm chấn (va đập), đợc gọi lỗ giảm chấn Nếu đặt tiết lu điều chỉnh đợc (gọi tắt tiết lu) lới ống hệ thống thuỷ lực điều chỉnh sức cản nó, lu lợng hệ thống thay đổi, nghĩa vận tốc thay đổi 4.4.6 Tính chọn đờng ống Trong hệ thống truyền động thuỷ lực, ống dẫn dầu làm nhiệm vụ dẫn dầu công tác từ phận sang phận khác hệ thống 4.4.6.1 Tính đờng kính ống thủy lực Đờng kính ống thủy lực đợc phụ thuộc vào lu lợng chất lỏng vận tốc dòng chảy thủy lực chất lỏng ống: - 88 d = 4,6 Q ; [ v] Trong đó: + Q: Lu lợng bơm, Q = q.n 107.2500 = = 267,5 (l/phút); 1000 1000 + [v]: Tốc độ cho phép dòng chảy thủy lực ống, [v] = 1,5(m/s); + d: Đờng kính ống dẫn dầu (mm); Để đảm bảo tính lắp lẫn, ta dùng lu lợng yêu cầu lớn để xác định đờng ống chứa chất lỏng * Trên đờng ống hút Để tránh tợng đứt quãng dòng chảy ta phải chọn [v] giới hạn quy định cho loại ống Chiều dài đoạn ống khác nên ta chọn L 3m [v] = 1,5 m/s Đờng kính ống hút: d h = 4,6 267,5 = 61,4 (mm); 1,5 Vậy chọn đờng kính ống hút là: dh = (cm) * Trên đờng ống cao áp Chiều dài đờng ống cao áp L 3m [v] = m/s Đờng kính ống cao áp: d c = 4,6 267,5 = 28,4 (mm); chọn dc = 2,8 (cm); Đờng kính ống cao áp dẫn dầu vào xilanh nâng: d n = 4,6 101,65 = 17,53 (mm) chọn dn = 1,7 (cm); Đờng kính ống cao áp dẫn dầu vào xilanh nghiêng: d ng = 4,6 70,98 = 14,65 (mm) dng = 1,4 (cm); - 89 * Đờng ống thấp áp Theo quy định vận tốc giới hạn dòng chất lỏng thủy lực [v] = 1,5 m/s có nghĩa vận tốc đờng ống hút nên ta lấy đờng kính đờng ống thấp áp đờng kính đờng ống hút 4.4.6.2 Tính chiều dày thành ống Theo điều kiện chịu bền thành ống: P.d P.d = [ ] = ; 2. 2.[] Trong đó: + []: ứng suất cho phép vật liệu chế tạo (khi áp lực dầu không thay đổi), [] = 1600 (kG/cm2) + d: Đờng kính ống + P: áp lực công tác ống, P = 250 (kG/cm2) * Trên đờng ống hút Đờng ống thấp hút dùng để dẫn chất lỏng ra, vào thùng chứa Mặt ống dẫn cao su, mặt ống dây thép xoắn, đờng kính dây đến 1,5 mm; đờng xoắn ốc có đờng kính đến 10 mm Mặt ống dây thép có phủ cao su mỏng Điều quan trọng ống dẫn áp lực thấp khả đảm bảo tiết diện thông qua chất lỏng làm việc Đờng kính ống hút dh = (cm) Chiều dày đờng ống hút: h = P.d h 250.6 = = 0, 47 (cm); 2.[ ] 2.1600 Vậy chọn chiều dày ống hút là: h = (mm); * Trên đờng ống cao áp Nó đợc chế tạo thành lớp: lớp đợc chế tạo cao su chịu ăn mòn dầu, lớp đợc làm bằn dây thép có đờng kính 0,25 đến 0,3 mm tết lại với nhau, mặt phủ lớp vải sợi dệt Đờng kính ống cao áp chung = 2,8 (cm) Chiều dày đờng ống cao áp: h = P.d h 2,8.250 = = 0,22 (cm); 2.[ ] 2.1600 Do đặc điểm cấu tạo ống nên chọn chiều dày ống cao áp là: c = (mm); * Trên đờng ống thấp áp Đờng ống tháp áp đợc chọn có kích thớc nh đờng ống hút - 90 Chơng 5: tính ổn định máy nâng Sau thiết kế hoàn chỉnh máy nâng ta cần kiểm tra mức độ ổn định máy Công việc đợc tiến hành hai trờng hợp sau: - Kiểm tra ổn định dọc máy - Kiểm tra ổn định ngang máy Khả ổn định máy khả đứng vững máy trờng hợp kể chịu tác dụng tải trọng mà không bị lật 5.1 Kiểm tra ổn định dọc máy nâng Việc tính ổn định dọc máy nâng đợc đánh giá qua hệ số ổn định sau: k= Mg Ml 1,1 ; Trong đó: + Mg: Mô men giữ + Ml mô men lật 5.1.1 Các trờng hợp tính toán ổn định dọc máy nâng đợc tính trờng hợp sau: - Trờng hợp 1: máy nâng hàng định mức hàng đợc nâng với chiều cao lớn Hmax máy đứng mặt đờng nằm ngang, khung nâng nghiêng phía trớc góc - Trờng hợp 2: máy nâng hàng định mức chiều cao nâng toàn máy đứng mặt có độ dốc = 20 - Trờng hợp 3: máy nâng hàng định vợt mức 10% nâng hàng từ mặt đất lên độ cao 300mm, khung nghiêng phía sau, máy nâng di chuyển với vận tốc lớn tiến hành hãm với gia tốc J = 1,5 m/s2 - Trờng hợp 4: máy nâng hàng định mức nâng hàng lên đến độ cao 300mm, khung nghiêng phía máy đứng mặt đờng với độ dốc = 10012' 5.1.2 Kiểm tra ổn định dọc TH 1: Máy nâng hàng định mức hàng đợc nâng với chiều cao lớn Hmax máy đứng mặt đờng nằm ngang, khung nâng nghiêng phía trớc góc - 91 O O' Q O O' G h h O C G h h c a l a c a' a l' Hình 5.1: Máy nâng nằm đờng ngang, khung nâng nghiêng 50 Trong đó: a1 = 1350 mm; a2 = 300 mm; ac = 150 mm; l =1160 mm; h = 3550 mm; h1 = 1000 mm; h2 = 1500mm; hc = 600 mm; + Q: trọng lợng hàng nâng, Q = T = 50 (kN); + G1: trọng lợng máy không kể thiết bị công tác, G1 = Gm - GK - GT - GĐ Gm: trọng lợng máy nâng không hàng, Gm = 79,8 (kN); GK: trọng lợng chạc bàn trợt, GK = (kN); GT: trọng lợng khung tĩnh, GT = 2,54 (kN); GĐ: trọng lợng khung động, GĐ = 3,36 (kN); G1 = 79,8 - 2,54 3,36 = 69,9 (kN); + G2: trọng lợng thiết bị công tác, G2 = GK + GT + GĐ = 9,9 (kN); + O, O1, O2: lần lợt trọng tâm hàng, máy nâng (không kể thiết bị công tác) trọng tâm thiết bị công tác + C: điểm xoay khung nâng M g G a G a' = 1,1 ; Điều kiện ổn định là: k = Ml Q l' Trong đó: - a2 = a2 + O2C cos(2 - ) O '2 C = ( a2 ac ) + ( h2 hc ) = ( 300 150 ) - 92 + ( 1500 600 ) = 912 (mm); = acrtg h2 hc 1500 600 = arctg = 80,540 a2 ac 300 150 a2 = 300 + 912.cos(80,540 - 50) = 528 (mm) - l = ac + OC cos(1 - ) = arctg O 'C = ( l ac ) h hc 3550 600 = arctg = 71,10 ; l ac 1160 150 + ( h hc ) = ( 1160 150 ) + ( 3550 600 ) = 3118 (mm); l = 150 + 3118 cos(71,10 - 50) = 1413 (mm); k = Mg Ml = 69,9 ì1350 9,9 ì528 = 1, 26 > 1,1 50 ì1413 Vậy trờng hợp máy nâng đảm bảo ổn định TH 2: Máy nâng hàng định mức chiều cao nâng hàng lớn nhất, toàn máy đứng mặt có độ dốc = 20 O Q O2 G2 h O1 h2 G1 C h1 a2 a1 l Hình 5.2:Máy nâng nằm đờng có độ dốc 20 Điều kiện ổn định là: k = Mg Ml 1,1 ; Trong ú: + Mg: mômen giữ Mg = G1.(a1.cos - h1.sin) - G2.(a2.cos - h2.sin) Mg = 69,9.(1350.cos20 -1000.sin20) -9,9.(300 cos20 - 1500.sin20) - 93 Mg = 89418,12 (kN.mm); + Mg: mômen lật Ml = Q.(l.cos + h.sin) = 50.(1160.cos20 + 3550.sin20) = 64159,33 (kN.mm); k = 89418,12 = 1, > 1,1 64159,33 Vậy trờng hợp máy nâng đảm bảo ổn định TH 3: Máy nâng hàng định vợt mức 10% nâng hàng từ mặt đất lên độ cao 300 mm, khung nghiêng phía sau = 50, máy nâng di chuyển với vận tốc lớn tiến hành hãm với gia tốc j = 1,5 m/s2 '' O O O2 O' Q h'' G2 h h2 h''2 C O1 h1 hc l a2 l'' G2 ac a1 Hình 5.3: Máy nâng hàng di chuyển với vận tốc lớn Q = 50.10% = 55 (kN); h = 1300 mm; h2 = 1200 mm Điều kiện ổn định là: k = Mg Ml 1,1 ; Trong đó: + Mg: Mômen giữ M g = G a G a"2 F.h"F1 h F2 h" ; F - lực tính hàng F= Q 55 j = 1,5 = 8, 25(kN ) ; g 10 F1 lực quán tính máy - 94 G1 69,9 j = 1,5 = 10, 49(kN ) ; g 10 F1 = F2 lực quán tính thiết bị công tác F2 = O "C = ( l ac ) O "2 C = ( a2 a c ) G2 9,9 j = 1,5 = 1, 49( kN ) ; g 10 + ( h hc ) = 2 ( 1160 150 ) + ( h2 hc ) = 2 ( 300 150 ) + ( 1300 600 ) = 1228,86 (mm); 2 + ( 1200 600 ) = 618, 47 (mm); = acrtg h2 hc 1200 600 = arctg = 75,960 a2 ac 300 150 = arctg h hc 1300 600 = arctg = 34,720 ; l ac 1160 150 a "2 = ac + O "2 C.cos ( + ) = 150 + 618, 47.cos(75,960 + 50 ) = 247,18 (mm); h "2 = hc + O "2 C.sin ( + ) = 600 + 618,47.sin(75,960 + 50 ) = 1210,79 (mm); h " = hc + O " C.sin ( + ) = 600 + 1228,86.sin(34,720 + 50 ) = 1385, 29 (mm); M g = 69,9.1350 9,9.247,18 8, 25.1385, 29 10, 49.1000 1,49.1210,79 = 68195, 2( kN mm) + Ml: Mômen lật Ml = Q.l; l " = ac + O " C.cos ( + ) = 150 + 1228,86.cos ( 34,720 + 50 ) = 1095, 21 (mm) Ml = 50.1095,21 = 54760,5 (kN.mm); k = 68195, = 1, 25 > 1,1 54760,5 Vậy trờng hợp máy nâng đảm bảo ổn định TH 4: - Máy nâng hàng định mức lên đến độ cao 300mm, khung nghiêng phía trớc máy đứng mặt đờng với độ dốc = 10012', trục lật A D - 95 ' O O ' O O 2 Q G h' h' h h O 1 G C h h c a a l ' l c a Hình 5.4: Máy đứng đờng nghiêng nâng hàng, khung nghiêng phía trớc Điều kiện ổn định là: k = Mg Ml 1,1 ; Trong đó: + Mg: Mômen giữ M g = G ( a cos h sin ) G ( h" sin a" cos ) M g = 69,9 ( 1350.cos10012 ' 1000.sin10012 ' ) 9,9 ( 1210,79.sin10012 ' 247,18.cos10012 ' ) = 80781,12( kN mm ); + Ml: Mômen lật hàng M l = Q ( l ".cos + h ".sin ) = 50 ( 1095, 21.cos10012 ' + 1385,29sin10012 ' ) M l = 66160,73 (kN.mm); 80781,12 k = = 1,22 > 1,1 66160,73 Vậy trờng hợp máy nâng đảm bảo ổn định Kết luận: Vậy máy nâng đảm bảo điều kiện ổn định dọc làm việc trờng hợp bất lợi 5.2 Kiểm tra ổn định ngang máy nâng ổn định ngang máy nâng chạc đợc kiểm tra máy nâng hàng định mức di chuyển đờng vòng có độ nghiêng ngang Máy chịu tác dụng lực li tâm khối lợng hàng, khối lợng thiết bị công tác khối lợng máy nâng - 96 Việc tính ổn định ngang máy nâng đợc đánh giá qua hệ số ổn định sau: Mg k= 1,1 ; M1 Máy nâng đợc kiểm tra ổn định ngang trờng hợp máy nâng hàng định mức lên độ cao 750 mm, máy nâng di chuyển đờng vòng, mặt đờng dốc 60 so với phơng ngang, tải trọng gió tác dụng theo phơng ngang R P lt h G lt b = 1820 Hình 5.5: ổn định ngang máy nâng + h = 1500 mm chiều cao trọng tâm hàng + h1 = 1000 mm: chiều cao trọng tâm máy + h2 = 1300 mm: chiều cao trọng tâm thiết bị công tác + h3 = 900 mm: chiều cao tải trọng gió + rmin = 3,25 m: bán kính lợn vòng máy nâng + vdc = 2,78 m/s: tốc độ di chuyển + Lực ly tâm hàng Plth = Q vdc2 50 2,782 = = 11,89 (kN); g r 10 3, 25 + Lực ly tâm máy Pltm = G1 vdc 69,9 2,782 = = 16,62 (kN); g r 10 3, 25 + Lực ly tâm thiết bị công tác Pltt = G2 vdc2 9,9 2,782 = = 2,35 (kN); g r 10 3, 25 + Tải trọng gió: Pg = pgió F - 97 F = 5m2: diện tích chịu gió pgió = q.c.l.. = 25,2 (kG/m2) Vậy tải trọng gió: Pg = 25,2 = 126 (kG) = 1,26 (kN); * Mômen gây lật: b b M l = Plth ( h cos sin ) + Pltm ( h cos sin ) 2 b b + Pltt ( h cos sin ) + Pg ( h cos sin ) 2 M l = 11,89.(1500.cos 60 910.sin 60 ) + 16,62.(1000.cos 60 910.sin 60 ) +2,35.(1300.cos 60 910.sin 60 ) + 1, 26.(900.cos 60 910.sin 60 ) M l = 35377,02 (kN.mm); * Mômen gây giữ: b b b M l = Q.( cos h sin ) + G ( cos h sin ) + G ( cos h sin ) 2 M g = 50.(910.cos 60 1500.sin 60 ) + 69,9.(910.cos 60 1000.sin 60 ) +9,9.(910.cos 60 1300.sin 60 ) M g = 100979, 48 (kN.mm); Điều kiện ổn định: k = Mg Ml = 100979, 48 = 2,85 > 1,1 35377,02 Vậy máy đảm bảo ổn định theo phơng ngang - 98 Chơng 6: kết luận kiến nghị 6.1 Đánh giá kết thu đợc Trong thi gian thc hin lun tt nghip em ó thu c nhiu kt qu thit thc: + Lun tt nhip vi ni dung tng hp ó giỳp em h thng li cỏc kin thc chuyờn nghnh cng nh c s c bn ó c hc nm qua + Cú iu kin i sõu vo mt lnh vc k thut nht nh nõng cao hiu bit + Thc hin lun giỳp em tỡm hiu nhng kin thc khỏc (tin hc, lp trỡnh, ho, kin thc thc t.) phc v cho ni dung thit k v nõng cao kin thc cho bn thõn + Vi cỏc phng ỏn v ni dung thit k ca mỏy nõng chc phớa trc giỳp cho cỏc c s sn xut tham kho v ỏp dng thit k, sa cha, bo dng v khai thỏc m bo tớnh nng k thut, kinh t + Lun cũn l mt tỏc phm thit k u tay, nh hnh trang giỳp em t tin hn nhng thit k sau ny 6.2 Kết luận kiến nghị Sau hn hai thỏng thc tt nghip v khong thi gian mi tun thc hin lun tt nghip, nhng bui u cũn b ng, gp nhiu khú khn, song nh thc hin nghiờm tỳc theo tin thit k ca cô giỏo hng dn Nguyễn Lan Hơng giao cho, c cô tn tỡnh ch bo, kốm cp trc tip, ng thi c s giỳp ca cỏc thy, cụ t mụn Mỏy Xp D Em ó hon thnh ti tt nghip c giao ỳng yờu cu v tin Tuy ó cú nhiu c gng thit k t cht lng v cú tớnh kh thi Nhng cha cú kinh nghim thc t, tớnh chuyờn sõu cha cao, nờn thit k khụng trỏnh nhng thiu sút Kớnh mong cỏc thy giỏo, cụ giỏo ch bo úng gúp ý kin thit k ca em c tt hn Qua õy em xin cm n cô Nguyễn Lan Hơng cựng cỏc thy giỏo, cụ giỏo t mụn ó giỳp em hon thnh lun tt nghip ca mỡnh, em xin chỳc cỏc thy giỏo cụ giỏo mnh kho, cụng tỏc tt v úng gúp nhiu hn na vo s nghip o to i ng tri thc tr cho t nc Sinh Viờn - 99 TI LIU THAM KHO [1] Bài giảng máy nâng tự hành- Bùi Thức Đức- Hải Phòng 2007 [2] Máy thiết bị nâng- Ts.Trơng Quốc Thành, Ts.Phạm Quang Dũng NXB khoa học kĩ thuật- Hà Nội 2000 [3] Bài giảng kết cấu thép máy trục vận chuyển- Phạm ĐứcHải Phòng 2006 [4] Tính toán máy nâng chuyển- Phạm Đức-Hải Phòng 1997 [5] Sức bền vật liệu- KS.Nguyễn Bá Đờng- NXB Xây Dựng- Hà Nội 2002 [6] Tính toán hệ dẫn động khí-Tập 1,2- PGS.TS Trịnh Chất, TS Lê Văn Uyển- NXB Giáo Dục [7] Cẩm nang kĩ thuật khí- Nguyễn Văn Huyền- NXB Xây DựngHà Nội 2004 [8] - t lát máy nâng chuyển [9] Truyền động máy xây dựng Máy xếp dỡ [10] Tập giảng ô tô máy kéo- Lu Quang Khanh- Hải Phòng 2006 - 100 MC LC [...]... su t kỹ thu t Năng su t kỹ thu t của máy nâng chạc phía trớc đợc t nh theo công thức: Pkt = k Q Plt ; Trong đó: + Pkt: năng su t kỹ thu t (T/ h); Q 4 tb + kQ: hệ số sử dụng sức nâng, k Q = Q = 5 = 0,8 ; dm Qtb: sức nâng trung bình của máy trong quá trình làm việc, Qtb= 4 T; Pkt = k Q Plt = 0,8. 150 = 120 (T/ h) ; 2.1.4 Năng su t thực t Năng su t thực t của máy nâng chạc phía trớc đợc t nh theo công thức:... t ng thời gian làm việc của máy: 11 T= t i =1 i = 12 + 12 + 22 ,5 + 3 + 9 + 8 + 3 + 10, 4 + 12 + 21, 2 + 8 = 121,1(s) ; T = 2 ( ph t) ; 2.1.2 Năng su t lý thuy t Năng su t lý thuy t của máy nâng chạc phía trớc đợc t nh theo công thức: Plt = 60 Qdm 5 = 60 = 150 (T/ h) ; T 2 Trong đó: + Plt: năng su t lý thuy t (T/ h); + Q m: sức nâng định mức, Q m= 5 (T) ; + T: thời gian của 1 chu kỳ làm việc, T = 2 (ph t) ;... theo công thức: kQ = Q tb ; Q dm Trong đó: + Qtb: khối lợng trung bình của hàng và thi t bị mang hàng trong m t ca làm việc, Qtb= 4 T; + Qdm: sức nâng định mức, Qdm= 5 T; kQ = Qtb 4 = = 0,8 ; Qdm 5 2.2.2 Hệ số sử dụng trong năm Hệ số sử dụng trong năm đợc t nh theo công thức: kn = Trong đó: nn ; 3 65 + nn: số ngày làm việc trong năm, nn= 200 ngày; kn = 200 = 0 ,55 ; 3 65 2.2.3 Hệ số sử dụng trong ngày... vào thông số t nh toán tra (bảng 1.1) - [2] Máy nâng làm việc ở chế độ trung bình Chế độ làm việc của cơ cấu là trung bình + T ng đơng với TCVN 58 62-1992 (FEM) Chế độ làm việc của máy nâng A5 Chế độ làm việc của các cơ cấu là M5 - 13 Chơng 3: t nh toán thi t bị công t c 3.1 T nh toán k t cấu thép thi t bị công t c 3.1.1 Giới thiệu về thi t bị công t c máy nâng chạc Thi t bị công t c của máy nâng chạc. .. lực kéo t hai xích nâng của cơ cấu nâng Trên khung của bàn tr t có có lắp các con lăn để dẫn hớng cho bàn tr t, các con lăn này chuyển động trong lòng khung động Bàn tr t đợc chia ra làm ba loại là: bàn tr t có t m tr t liền, bàn tr t có t m tr t ghép, bàn tr t có t m tr t nhẹ Sử dụng bàn tr t có t m tr t ghép cho máy nâng chạc trong thi t kế này Sơ bộ chọn kính thớc và k t cấu của bàn tr t nh sau:... t i t nh của ổ theo điều kiện (11.18) - [6] Trong đó: Qt C0; + C0: khả năng t i t nh, C0 = 82,1 (kN); + Qt: t i t nh quy ớc, theo công thức (11.19) - [6] Qt = X0.Fr + Y0.Fa - 27 X0, Y0: hệ số t i trọng hớng t m và số t i trọng dọc trục, theo (bảng 11.6) - [6] X0 = 0 ,5 và Y0 = 0,22.cotg = 0,22.cotg 13,83 = 0,89 Qt = 0 ,5. 32,26 + 0,89 .5, 87 = 21, 35 (kN); So sánh Qt < C0 vậy ổ thoả mãn khả năng t i t nh;... nh t Mmax = l.RK = 58 , 65. 6,3 = 369 ,5 (kN.cm); - Lực c t lớn nh t Qmax = RK = 58 , 65 (kN); Kiểm tra bền trục theo thuy t bền IV ta có: td = 2max + 3.2max Trong đó : + max: ứng su t ph t lớn: max = M x max y max ; Jx + max: ứng su t tiếp lớn nh t: max = Với: ( 2) d Q y max S Cx J x b C ; 4 4 b.h 3 .3 ,5 4 4 .5 3 Jx = = = 117,86 41,67 = 76,19 (cm ); 4 12 4 12 3 2 d b.h 2 2 4 .52 S Cx = = 3 ,53 =. .. 11 Ptt = Z.k sd Pkt ; Trong đó: + Ptt: năng su t thực t (T/ h); + Z: số giờ làm việc trong m t ca, Z = 8 h; + ksd; hệ số sử dụng máy nâng trong m t ca, ksd= 0,6; Ptt = Z k sd Pkt = 8.0,6.120 = 57 6 (T / ca ) ; 2.2 T nh toán chế độ làm việc Chế độ làm việc là m t đặc t nh quan trọng của máy đợc đánh giá bằng các chỉ tiêu sau 2.2.1 Hệ số sử dụng theo sức nâng Hệ số sử dụng theo sức nâng đợc t nh theo... lệch trọng t m hàng, klt = 0,6; - kđ: hệ số động, kđ = 1,2; - Q: sức nâng định mức, Q = 5 (T) = 50 (kN); - l1: khoảng cách t trọng t m hàng đến xích nâng bàn tr t, l1 = 80 cm; - GK: trọng lợng bàn tr t và chạc, khối lợng riêng của thép là = 7, 85 kg/m3 sơ bộ lấy Gbt = 4 (kN); - l2: khảng cách t trọng t m bàn tr t đến xích nâng, l2 = 12 (cm); - a: khoảng cách hai con lăn theo phơng thẳng đứng, a = 55 ... tr t ở đây chọn chạc liên k t cứng với bàn tr t Từ đó sơ bộ chọn k t cấu của chạc nâng với các kích thớc nh sau: - 15 Hc h I-I b L I s I Hình 3.2: K t cấu chạc hàng + L: chiều dài chạc, L = 1220 (mm) =1 22 (cm) + Hc: t nh t thành trên của chạc đến gối đỡ trên, H c = 648 (mm) = 64,8 (cm) + h: khoảng cách giữa hai gối đỡ, h = 50 0 (mm) = 50 (cm) + b, s: kích thớc của ti t diện m t c t chạc, bìs = 1 75 60(mm) ... thu t (T/ h); Q tb + kQ: hệ số sử dụng sức nâng, k Q = Q = = 0,8 ; dm Qtb: sức nâng trung bình máy trình làm việc, Qtb= T; Pkt = k Q Plt = 0,8. 150 = 120 (T/ h) ; 2.1.4 Năng su t thực t Năng su t thực... T = ( ph t) ; 2.1.2 Năng su t lý thuy t Năng su t lý thuy t máy nâng chạc phía trớc đợc t nh theo công thức: Plt = 60 Qdm = 60 = 150 (T/ h) ; T Trong đó: + Plt: su t lý thuy t (T/ h); + Q m: sức nâng. .. sức nâng đợc t nh theo công thức: kQ = Q tb ; Q dm Trong đó: + Qtb: khối lợng trung bình hàng thi t bị mang hàng ca làm việc, Qtb= T; + Qdm: sức nâng định mức, Qdm= T; kQ = Qtb = = 0,8 ; Qdm