Thiết kế tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Quang Quý Nghiên cứu thiết kế cần trục tháp. Lời nói đầu Với mục tiêu đề ra của đảng và nhà nớc ta là đến năm 2020 đa nớc ta chở thành một nớc công nghiệp.Do vậy vấn đề ra là phải xây dựng cơ sở hạ tầng sao cho phù hợp với tình hình phát triển chung của đất nớc .Nên trongnhững năm vừa qua cùng với sự phát triển của các công trình xây dựng giao thông và các công trình xây dựng dân dụng .Thì trang thiết bị máy móc cũng đợc nhập vào nớc ta một cách có thể nói là ồ ạt khó có thể kiểm soát đợc.Nhng chỉ với một số ít là ở dạng mới còn đa số là dới dạng máy cũ đã qua sử dụng hoặc đã nỗi thời nên chất lợng của chúng trong khai thác cha cao trong khi đó giá thành của các loại máy này lại quá đắt so với chất lợng của chúng mà có nhiều loại máy có khả năng chế tạo trong nớc với chất lợng không thua kém máy móc nhập ngoại nhng giá thành giẻ hơn.Nh : Cầu trục ,cổng trục, trạm trộn bê tông nhựa nóng ,trạm trộn bê tông xi măng, máy lu và máy ép cọc bấc thấm .Nhng trong số đó các loại máy phục trong xây dựng nhà dân dụng và nhà công nghiệp là còn ít .Nên dới sự hớng dẫn của thầy Trần Quang Quý và các thầy giao trong bộ môn Máy Xây Dựng để nghiên cứu chế tạo Cần Trục Tháp có tải trọng nâng 8tấn,tầm với 60m,chiều cao nâng 80m để phục vụ trong xây dựng. Đến nay đề tài đã hoàn thành song vì thời gian và trình độ còn có những hạn chế nên không thể tránh khỏi những sai sót mong các Thầy cô trong bộ môn góp ý chỉ bao thêm SV: Vũ Anh Bắc Lớp: MXDA-K38. - 1 - Thiết kế tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Quang Quý Nghiên cứu thiết kế cần trục tháp. Lời cảm ơn. Trong quá trình học tập và rèn luyện và học tập tại trờng em đã nhận đợc sự dậy dỗ của các thầy giáo, các cô giáo đã giúp em có đủ những kiến thức để bớc đầu vững bớc trong con đờng sự nghiệp sau này.Trong khi hoàn thành nốt nhiệm vụ cuối cùng của một ngời sinh viên đó là Đồ án tốt nghiệp với sự giúp đỡ rất tận tình của các thầy cô giáo trong bộ môn Máy Xây Dựng,đặc biệt là các thầy giáo: TS.Trần Quang Quý. KS.Nguyễn Thoại Anh. Do thời gian hạn chế cũng nh trình độ còn hạn chế nhiều cho nên đề tài tuy đã hoàn thành nhng không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy mong nhận đợc sự góp ý, phê bình của các thầy cô để em có đợc những kiến thức chuyên môn tốt hơn. Em xin chân thành cám ơn các thầy cô giáo , các bạn cùng lớp đã giúp đỡ em trong những năm học vừa qua và một lần nữa em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong tổ môn Máy Xây Dựng. Hà nội: 5/2002. Sinh viên thực hiện. Vũ Anh Bắc. SV: Vũ Anh Bắc Lớp: MXDA-K38. - 2 - Thiết kế tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Quang Quý Nghiên cứu thiết kế cần trục tháp. Phần I: Gới thiệu chung về cần trục tháp. I-:Những vấn đề chung về chế tạo và sử dụng cần trục tháp Trong công tác xếp dỡ nói chung và trong nghành xây dựng thì cần trục tháp đợc sử dụng phổ biến. Nh dùng xếp dỡ hàng ở cảng sông ,cảng biển ,trong các bến bãi, nhà kho,nhà máy và trên các công trình xây dựng nhà cao tầng .Cần trục tháp đ- ợc dùng để giảm sức lao động và trong những công việc mà những loại cần trục,ph- ơng tiện xếp dỡ khác kông phù hợp hoặc không làm đợc.Đó là là do những đặc điểm cấu tạo riêng của loại cần trục này. Cần trục tháp là loại cần trục có một thân tháp thơng cao từ 30-80m hoặc cao tới 100m ,phía trên gần đỉnh tháp có gắn một cần dài từ 12-60m đôi khi đến 70m bằng chốt bản lề .Một đầu cần còn lại đợc treo bằng thanh kéo đi qua đỉnh tháp .Kết cấu chung của cần trục tháp gồm hai phần: Phần quay và phần không quay .trên phần không quay có bố trí các cơ cấu công tác nh :Tời nâng hạ vật tời nâng cần tời kéo xe con,cơ cấu quay ,đối trọng , trang thiết bị điện và các thiết bị an toàn . Phần không quay có thể đợc liên kết cố định trên nền hoặc có thể di chuyển trên đơng ray nhờ cấu di chuyển .Tất cả các cơ câu của cần trục đợc làm việc bởi các thiết bị điều đặt ở trong ca bin treo ở trên cao gần đỉnh tháp. Cần trục tháp thơng đợc chế tạo có sức nâng từ 1 đến 12 tấn mô men tải đạt đến 350 tm do chiều cao nâng lớn nên tốc độ nâng nằm trong khoảng 0,32-2m/s và có thể thay đổi tốc độ có cấp hoặc vô cấp tốc độ nâng hạ vật để điều chỉnh hầng < 0.08m/s.Tốc độ quay khoảng 0,3-1 v/ph.thời gian thay đổi tầm với khoảng 25 đến 100s.tốc độ di chuyển xe con khoảng 0,2-1m/s,di chuyển cần trục 0,2-0,63m/s. Do có chiều cao nâng và tầm với lớn ,khoảng không gian phục vụ rộng nhờ các chuyển động nâng hạ vật,thay đổi tầm với ,quay toàn vòng và dịch chuyển toàn bộ máy mà bộ máy sử dụng trong xây lắp các công trình xây dựng dân dụng,xây SV: Vũ Anh Bắc Lớp: MXDA-K38. - 3 - Thiết kế tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Quang Quý Nghiên cứu thiết kế cần trục tháp. dựng công nghiệp hoặc dùng để bốc dỡ,vận chuyển hàng hoá ,cấu kiện , vật liệu trên các kho bãi. Tuy nhiên do kết cấu phức tạp,tháp cao và nặng tốn kém trong việc tháo dỡ và lắp dựng ,di chuyển,chuẩn bị mặt bằng. Nên chỉ dùng cần trục tháp ở những nơi có khối lợng xây lắp tơng đối lớn ,thời gian phục vụ cho công việc trong một khoảng thời gian dài ,hoặc khi sử dụng những loại cần trục tự hành không kinh tế hoặc không có khả năng đáp ứng yêu cầu của công việc. Do tính chất làm của cần trục tháp là luôn đổi địa điểm nên chúng đợc thiết kế sao cho dễ tháo dỡ, lắp dựng và vận chuyển hoặc có khả năng tự dựng bằng các thiết bị cơ khí hay thuỷ lực vàđợc di chuyển trên đờng dớidạng tổ hợp toàn máy .Điều này cho phép giảm chi phí và thời gian lắp dựng cần trục Tuỳ theo tính chất của công việc mà chế tạo ra những loại cần trục tháp có cấu tạo khác nhau,nh cần trục tháp di chuyển trên ray phục vụ trong các kho bãi,trong các nhà máy, ở những vị trị có không gian rộng.còn trên các công trờng xây dựng nhà dân dụng và nhà công nghiệp thờng dùng loại cần trục tháp cố định trên nền Đối với những cần trục tháp có công dụng chung dùng trong xây dựng dân dụng và một phàn dùng xây dựng công nghiệp.Loại này có mô men tải từ 4đến 160tm có sức nâng từ 0,4 đến 8 tấn. chiều cao nâng từ 12 đến 100m tầm với từ 10 đến 30m. Cần trục tháp dùng để xây dựng các công trình có độ cao lớn(loại cần trục tự nâng ).loại nầy có mô men tải từ 30 đến 250tm.Sức nâng ở tầm với lớn nhất từ 2 đến 4t ở tầm với lớn nhất đến 12t ,chiều cao nâng đạt 50-100m, cần trục tháp chuyên dung trong xây dựng công nghiệp.loại này có mô men tải đạt 600tm và sức nâng đạt từ 2-50t Theo phơng pháp lắp đạt tại hiện trờngcó thể chia ra:cần trục tháp di chuyển trên ray,cần trục tháp cố định và cần trục tháp tự nâng.cần trục tháp đặt cố định co chân tháp gắn liềnvới nền hoặc tựa trên nền thông qua bệ đỡ hoặc các gối tựa cố SV: Vũ Anh Bắc Lớp: MXDA-K38. - 4 - Thiết kế tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Quang Quý Nghiên cứu thiết kế cần trục tháp. định .cần trục tháp tự nâg có thể nằm ngoài hoặc trong công trình,tháp đợc tự nối dài để tăng độ cao nâng theo sự phát triển chiều cao của công trình ,khi thap có độ cao lớn,nó đợc neo với công trình để tăng độ ổn định của cần trục và tăng khả năng chịu lực ngang.Với cần trục tháp tự nâng đặt trên công trĩnh xây dựng, hi làm việc nó tự nâng toàn bộ cần trục theo chiều cao công trình và toàn bộ tải trọng đợc truyền xuống công trình (cần trục neo tờng). Theo đặc điểm làm việc của cần trục có cần trục loại tháp quay và loại tháp không quay, ở loại tháp quay, toàn bộ tháp và cơ cấu đợc đặt trên bàn quay. Bàn quay tựa tren các thiết bị tựa quay đặt tren khung di chuyển .ở loại tháp không quay, phần quay đặt trên đầu tháp. khi quay thì chỉ có cần, đỉnh tháp, đối trọng và các cơ cấu đặt trên đó quay. Theo phơng pháp thay đổi tầm với chia ra: loại cần trục tháp thay đổi tầm với bằng cách thay đổi góc nghiêng của cần và loại cần trục tháp thay đổi tầm với bằngcách di chuyển xe con trên ray của cần. Loại cần trục tháp thay đổi tầm với bằng cách di chuyển xe con có kết cấu nặng hơn loại cần trục thay đổi tầm với bằng thay đổi góc nghiêng của cần nhng có độ cao nâng và tốc độ dịch ngang của vật nâng là ổn định ** Việc tính toán chế tạo cần trục tháp cần xét tới những vấn đề sau: - Căn cứ vào tải trọng nâng, tâm với, chế độ làm việc, địa điểm, không gian làm việc và đặc điểm của công việc. -Tính đến tính kinh tế chi phí chế tạo cần trục - Căn cứ vào công nghệ chế tạo hiện có. -Vấn đề an toàn trong quá trình sử dụng. Với tải trọng nâng nhỏ, tầm với nhỏ khi thiết kế chọn kiểu cần trục tháp thay đổi tầm với bằng cách nâng hạ cần. Với tải trọng nâng lớn, tầm với lớn khi thiết kế chọn kiểu cần trục tháp thay đổi tầm với cách di chuyển xe con. SV: Vũ Anh Bắc Lớp: MXDA-K38. - 5 - Thiết kế tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Quang Quý Nghiên cứu thiết kế cần trục tháp. Việc chọn cần trục cố định hay di chuyển trên ray cần dựa trên nhỡng điều kiện mức độ ổn định của cần trục đồng thời có tính đến không gian phục vụ công việc. khi cần xếp dỡ hàng trong bán kính rộng mà tầm với không lớn nên dùng loại di chuyển trên ray vì bán kính làm việc rộng, chiều cao nâng của những loại cân trục này không lớn,tải trọng nâng thờng nhỏ do vậy mà các tải trọng do gió gây ra và các tải trọng quán tính khi phanh hãm cần trục, phanh hãm xe con là không lớn. Khi mà tải trọng nâng, chiều cao nâng lớn và tầm với lớn thì thiết kế loại cần trục cố định với nền có độ ổn định lớn hơn là dùng di chuyển trên ray Hình thức kết cấu của cần trục tháp phải chọn sao cho đơn giản nhẹ nhàng dễ chế tạo. Do là chiều cao nâng và tầm với lớn nên kết cấu thép của cần, của cột tháp nên chọn dạng mắt lới để giảm diện tích chịu gió, trọng lợng bản thân của kết cấu nhẹ hơn kết cấu dạng hộp kín. II- Các thông số kỹ thuật của cần trục tháp kiểu tháp không quay của đồ án thiết kế, sau khi tính toán có đợc kết quả sau. Tải trọng nâng lớn nhất 8tấn Chiều cao nâng móc 80m Tầm với lớn nhất 60m Mô men tải lớn nhất 108tm Tổng công suất của các động cơ điện 53.5 kw Trọng lợng toàn bộ cần trục 44.5 tấn *Trọng lợng của các tổng thành chính: Cần lắp toàn bộ : 5.5 tấn Tháp lắp toàn bộ: 29,2tấn Ca bin : 0.635tấn Thiết bị quay: 3500kg SV: Vũ Anh Bắc Lớp: MXDA-K38. - 6 - Thiết kế tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Quang Quý Nghiên cứu thiết kế cần trục tháp. Giá chữ A: 1400kg Cần đối trọng: 2000kg Đối trọng: 14tấn Tời nâng hạ hàng: 1900kg Tời kéo xe con: 500kg Móc câu: 220kg *Phần động cơ điện: -Cho tời nâng hạ hàng: +kiểu động cơ: MTK-52-8 +Số lợng: 1 +Số vòng quay: 628v/ph +Công suất: 28 KW -Cho tời kéo xe con: + kiểu động cơ: MTK1126 + số lợng: 1 + công suất động cơ: 5 KW + số vòng quay: 875v/ph -Cho dẫn động mâm quay: + kiểu động cơ: Động cơ liền hộp giảm tốc. Ký hiệu:VZPM4 + số lợng: 2 + công suất động cơ: 7.5 KW +số vòng quay: 712v/ph -Cho dẫn động bơm thuỷ lực: +kiểu động cơ: Xê ri A02-41-2 SV: Vũ Anh Bắc Lớp: MXDA-K38. - 7 - Thiết kế tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Quang Quý Nghiên cứu thiết kế cần trục tháp. +số lợng: 1 +công suất độmg cơ: 5,5 KW +số vòng quay: 200 v/ph -Đặc tính kỹ thuật của các cơ cấu: *Cơ cấu nâng hạ hàng + Hộp giảm tốc: kiểu II2- 500 + Hai cấp bánh răng trụ răng nghiêng +Tỷ số truyền: 39.5 + Chế độ làm việc: 25% +Đờng kính tang :550mm +Chiều dài tang :728mm +Đờng kính cáp :21.5mm +Số puly: 6 +Đờng kính pu ly:200mm +Vận tốc nâng:15v/ph *Cơ cấu di chuyển xe con +Hộp giảm tốc: kiểu PM- 400 + Hai cấp bánh răng trụ răng nghiêng: +Tỷ số truyền: 48,57 +Đờng kính tang: 320mm +Chiều dài tang:560mm +Đờng kính cáp: 9,9mm +Số puly: 4 +Vận tốc di chuyển xe con: 20v/ph SV: Vũ Anh Bắc Lớp: MXDA-K38. - 8 - Thiết kế tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Quang Quý Nghiên cứu thiết kế cần trục tháp. *Cơ cấu quay +Bộ truyền bánh răng trụ, ăn khớp trong +Hộp giảm tốc hành tinh. +Tốc độ quay: 0.7v/ph +Đờng kính của bánh răng nhỏ +Đờng kính của bánh răng lớn SV: Vũ Anh Bắc Lớp: MXDA-K38. - 9 - B B 1 2 0 0 1000 A 1 6 0 0 1600 8 0 0 0 0 8 0 0 0 15000 60000 1 0 0 0 A B B Thiết kế tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Quang Quý Nghiên cứu thiết kế cần trục tháp. Phần II: tính toán và thiết kế tổng thể chơng I: thiết kế tổng thể 1.1.Các phơng án đợc đề xuất chọn kiểu cần trục tháp Phơng án 1(hình1) +Cần trục tháp kiểu quay trên cần trục cố định có chân tháp gắn liền với nền. Tức là đốt tháp gốc đợc đổ trong khối bê tông. +Mặt cắt cần dạng tam giác có dầm chữ I ở bên dới làm ray di chuyển cho xe con. +Cần trục tháp kiểu tự nâng bằng thiết bị cơ khí Dùngg bộ tời nâng . Phơng án 2. hình 2) +Cần trục tháp kiểu quay trên và cần trục cũng đợc cố định với nền thông qua một đốt tháp gốc (chân tháp) đợc đổ trong khối bê tông. SV: Vũ Anh Bắc Lớp: MXDA-K38. - 10 -