CHƯƠNG 1
NHIỆM VỤ -YÊU CẦU -PHƯƠNG
ÁN THIẾT KẾ
1.1. TỔNG QUAN
Máy nâng chuyển là các loại máy công tác dùng để thay đổi vị trí
của đối tượng công tác nhờ thiết bị mang vật trực tiếp, sự ra đời và
phát triển của nó gắn liền với yêu cầu về kinh tế kĩ thuật của ngành
công nghiệp nhằm giảm tối đa sức người trong lao động.
Đặc điểm làm việc của các cơ cấu máy nâng là ngắn hạn, lặp
đi lặp lại và có thời gian dừng. Chuyển động chính của máy là
nâng hạ vật theo phương thẳng đứng, ngoài ra còn một số các
chuyển động khác để dịch chuyển vật trong mặt phẳng ngang như
chuyển động quay quanh trục máy, di chuyển máy, chuyển động
lắc quanh trục ngang. Bằng sự phối hợp giữa các chuyển động,
máy có thể dịch chuyển vật đến bất cứ vị trí nào trong không gian
làm việc của nó.
Để đáp ứng yêu cầu và đòi hỏi của các ngành công nghiệp
khác nhau, kĩ thuật nâng vận chuyển cũng xuất hiện nhiều loại máy
nâng vận chuyển mới, luôn cải tiến và hợp lí hóa phương pháp
phục vụ, nâng cao hơn độ tin cậy làm việc, tự động hóa các khâu
điều khiển, tiện nghi và thỏa mãn yêu cầu của người sử dụng. Tùy
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
theo kết cấu và công dụng, máy nâng chuyển được chia thành các
loại: kích, bàn tời, palăng, cần trục, cầu trục, cổng trục, thang
nâng.v.v..
Cầu trục là loại máy trục kiểu cầu. Loại này di chuyển trên
đường ray đạt trên cao dọc theo nhà xưởng, xe con mang hàng di
chuyển trên kết cấu thép kiểu cầu, cầu trục có thể nâng hạ và vận
chuyển hàng theo yêu cầu tại bất kì 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 cặp, nam châm điện v.v.. 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.
1.2. NHIỆM VỤ - YÊU CẦU THIẾT KẾ.
1.2.1. Nhiệm vụ thiết kế.
Thiết kế là một quá trình sáng tạo, trong quá trình này người
thiết kế phải tìm hiểu, đề cập và giải quyết thoả đáng hàng loạt các
yêu cầu khác nhau về phương pháp tính toán, chỉ tiêu khả năng
làm việc, công nghệ chế tạo và quy trình lắp ráp, sử dung, sửa chữa
theo nhiều phương pháp khác nhau. Nhiệm vụ chính của thiết kế là
tìm ra và cụ thể hoá các giải pháp kỹ thuật để từ đó lựa chọn ra
phương pháp tối ưu, phù hợp với nhiệm vụ thư thiết kế. Cuôi cùng
là đưa ra những thông tin về đối tượng thiết kế và từ những thông
tin đó có thể tạo ra một sản phẩm cụ thể.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Việc thiết kế phải đảm bảo khả năng thực hiện được các giải
pháp kỹ thuật, nghĩa là phải có sự phù hợp giữa các đặc tính kỹ
thuật của các đối tượng mới với các giải pháp kỹ thuật và mức độ
phát triển của khoa học kỹ thuật cũng như thực tế sản xuất. Trong
đề tài này, việc thiết kế được giới hạn trong “thiết kế cầu trục 1 tấn
phục vụ cho việc di chuyển tôn tấm” sao cho đảm bảo được các
tính năng kỹ thuật và yêu cầu đặt ra.
1.2.2. Yêu cầu thiết kế
1.2.2.1. Yêu cầu chung
Mỗi loại máy nâng được cấu thành từ hai bộ phận cơ bản: kết
cấu thép và bộ phận cơ khí. Ngoài hai bộ phận trên còn có phần
trang bị điện, các bộ phận điều khiển, các cơ cấu bảo vệ an toàn,…
Phần kết cấu thép có hình dạng, kích thước ngoài khác nhau,
phù hợp với không gian, tính chất công việc và đối tượng mà
chúng phục vụ cũng như điều kiện kinh tế kỹ thuật khác. Kết cấu
thép là xương sống, là bộ phận chịu tải của cả máy nâng mà trong
quá trình làm việc trọng lượng các cơ cấu cơ khí, tải trọng nâng
chuyền đến. Các cơ cấu cơ khí được lắp đặt trực tiếp trên bộ phận
kết cấu thép và thực hiện chức năng nâng hạ, di chuyển hoặc quay
máy nâng, thay đổi tầm vớ. Người ta phối hợp các chức năng của
các cơ cấu trên để nâng hạ, di chuyển vật trong không gian mà máy
nâng có thể thao tác.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Bộ phận cơ cấu cơ khí là tập hợp các bộ truyền dẫn động từ
động cơ đến bộ công tác. Các bộ phận này có thể là cơ khí, thuỷ
lực, khí nén hoặc hỗn hợp của các loại đó. Đại đa số các máy nâng
sử dụng truyền động cơ khí mà kết cấu của chúng là: động cơ, hộp
giảm tốc, trong đó có các trục, khớp nối, ổ bi, các cặp bánh răng,
cáp hoặc xích truyền động, tang cuốn cáp, puli, phanh,… được xắp
xếp theo một thứ tự và quy luật truyền động nhất định. Tính toán
các cơ cấu truyền động là tính toán chức năng của máy (động học,
động lực học như là số vòng, tốc độ, phương chiều chuyển động,
lực tác động…), sức bền các cơ cấu để từ đó định ra kích thước
hình học, công suất động cơ và các thông số khác nhằm làm cho
máy nâng đặt được các yêu cầu kĩ thuật phù hợp với yêu cầu thực
tế đòi hỏi đặt ra.
Đối với tính toán sức bền nhằm tìm được kích thước của các
cơ cấu đặt độ cứng vững và bền mòn. Tính toán bền thường trải
qua hai giai đoạn: trước tiên là lựa chọn sơ bộ sau đó là tính chính
xác. Lựa chọn sơ bộ là mục đích xác định nhanh những kích thước
chính theo phương pháp đơn giản và gần đúng. Tính toán chi tiết
hay tính chính xác nhằm mục đích kiểm tra và điều chỉnh lại kích
thước cơ cấu đã lựa chọn sơ bộ. Cách tính này thường dựa vào tính
chất mỏi của vật liệu.
Hư hỏng các cơ cấu máy nâng chủ yếu là do gẫy và mòn. Việc
tính bền chi tiết là phải xác định chính xác kích thước để có khả
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
năng cứng vững chống lại các tải trọng tác dụng lên chúng, bảo
đảm tuổi thọ của chúng đồng thời bảo đảm tính kinh tế không quá
lãng phí vật liệu. Mòn của các chi tiết cơ cấu diễn ra từ từ và lâu
dài. Để đảm bảo độ mòn cho phép cần quan tâm tới chất lượng vật
liệu và phương pháp xử lý bề mặt các vật liệu đó phù hợp điều kiện
làm việc theo yêu cầu của từng chi tiết, bộ phận và đặt được tuổi
thọ của cả máy đã xác định trước.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com