Bài giảng cấu tạo máy trục - Vũ Ngọc Chiến

Chia sẻ: Vu Ngoc Chien | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:156

Thêm vào BST

Báo xấu

411
lượt xem 145
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước, nhằm đáp ứng nhu cầu về qui mô, chất lượng và tiến độ thi công các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp, yêu cầu xây dựng cầu đường sân bay bến cảng, bốc xếp, vận chuyển hàng hoá, sản xuất để phát triển đất nước chúng ta đ• áp dụng nhiều công nghệ, và thiết bị mới tiên tiến của các nước trên thế giới. Để đáp ứng nhu cầu học tập cho học viên của nhà trường, qui mô chất lượng đội ngũ công nhân kỹ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng cấu tạo máy trục - Vũ Ngọc Chiến

BÀI GIẢNG CẤU TẠO MÁY TRỤC Vũ Ngọc Chiến 40
Mục lục Lời nói đầu 1 CHUONG 1. KHA´I NIấ ?M CHUNG Vấ` MA´Y TRU?C 2 1.1 Khái niệm và phân loại máy nâng. 2 1.1.1 Khái niệm. 2 1.1.2 Công dụng và phân loại. 2 1.2. Các thông số cơ bả n của máy nâng 3 1.2.1. Tải trọ ng. 3 1.2.2. Các thông số hình họ c. 4 1.2.3. Các thông số động học. 4 1.2.4. Năng suất. 4 1.2.5. Chế độ làm việc. 4 1.2.6. Cấu tạo chung của máy nâng. 5 1. C ơ cấ u di chuyển 6 2. C ơ cấ u quay 6 3. Thiết bị công tác. 6 4. Thiết an toàn. 6 5. Hệ thống điều khiển 6 1.3 Nguồ n động lực của máy nâng 7 1.3.1 Định nghĩa và phân loại. 7 1.3.2 Các loạ i dẫn động. 7 1.3.3. Bố trí động cơ trên máy trục . 9 1.4. Các loạ i truyền lực trên máy trục 9 1.4.1. Công dụng, phân loại và các thông số cơ bản 9 1.4.2 Truyền động đai 10 1.4.3. Truyền động bánh răng. 13 1.4.4. Truyền động xích. 16 1.4.5. Truyền động thuỷ lực. 17 1.5. Nối trục và ly hợp 21 1.5.1 Nố i trục chặt. 21 1.5.2 Các loạ i nối trục đà n hồi. 22 1.5.3 Nố i trục chữ thập 24 1.5.4 Ly hợp ă n khớp 24 1.5.5 Ly hợp ma sát. 25 1.6 Bộ phận phanh h•m 26 1.6.1 Khoá dừng bánh cóc . 26 1.6.2 Khoá dừng con lăn . 27 1.6.3 Phanh má. 27 1. Phanh một má 27 2. Phanh hai má 28 1.6.4 Phanh đai. 29 1.6.5 Phanh nón và phanh đĩa 30 1.6.6 Phanh điện thuỷ lực 31 1.7. Cơ cấu đảo chiều 33 1.7.1 Tác dụng 33 41
1.7.2 Cấu tạo (hình 1.36) 33 1.7.3. Nguyên lý làm việc 34 CHUONG 2. CA´C CHI TIấ´T CU?A Bễ? PHÂ?N MANG TA?I 35 2.1. Các chi tiết của bộ phậ n mang tả i 35 2.1.1 Dây cáp. 35 2.1.2. Phân loại 35 2.1.3 Tính chọn đường kính cáp 37 2.1.4 Tuổi thọ dây cáp, tiêu chuẩn loại bỏ cáp 40 2.2 Các thiết bị kẹp cáp, tang cuốn cáp, pu ly và móc treo tải. 41 2.2.1 Thết bị kẹp cáp 41 2.2.2 Tang quấ n cáp 44 2.2.3. Puly 45 2.2.4. Các loại móc treo tải 46 2.3 Ròng rọ c ( múp) 48 2.3.1. Công dụng 48 2.3.2. Cấu tạo. 48 2.3.3. Phạm vi sử dụng. 49 2.3.4. Những điểm chú ý khi sử dụng múp. 50 2.4. Palang ( Tổ múp) 50 2.4.1. Cấu tạo. 50 2.4.2. Tính lực kéo trong dây cáp. 52 2.4.3. Các ví dụ. 55 2.4.4. Các sơ đồ luồn cáp của cần trục bánh lốp KC. 5363B. 57 2.5. Cần dàn không gian nâng hạ bằng cáp 58 2.5.1 Tay cần chính 58 2.5.2 Tay cần phụ 59 2.6 Tay cần hộp ống lồng nâng hạ bằng bộ pittông xilanh thuỷ lực 61 2.6.1 Cấu tạo nguyên lý.61 2.6.2. Phương pháp thu đẩy cần bằng thuỷ lực. 62 2.6.2. Thu đẩy cần bằng cáp kéo 63 2.6.3. Thu đẩy cần bằng thuỷ lực kết hợp cơ khí ( thuỷ cơ). 63 CHUONG 3. CA´C CO CÂ´U C ễNG TA´C CU?A MA´Y TRU?C 65 3.1 Cơ cấu nâng hạ tải, nâng hạ cần 65 3.1.1 Cơ cấu nâng một cấp tốc độ. 65 3.1.2 Cơ cấu nâng nhiều cấp độ. 66 3.1.3 Tời nâng vật dẫn động thuỷ lực 67 3.1.4 Các thông số cơ bản của cơ cấu nâng 68 3.2 Cơ cấu nâng hạ cần 68 3.2.1 Cấu tạo chung của cơ cấ u nâng hạ cần. 68 3.2 Cơ cấu di chuyển 70 3.2.1. Cơ cấu di chuyển bánh lốp 70 a. Sơ đồ truyền động của cơ cấu di chuyển cầ n trục bánh lốp. 70 b. Cấu tạo chung của cơ cấu di chuyển cần trục bánh lốp. 70 3.2.2. Cơ cấu di chuyển bánh xích 73 3.3 Cơ cấu quay 75 42
3.3.1 Mâm quay 75 3.3.2 Thiết bị tựa quay. 77 CHUONG 4. Hấ? THễ´NG éIấ`U KHIấ?N MA´Y TRU?C 79 4.1 Giới thiệu chung. 79 4.1.1 Hệ thống điều khiển điện 79 4.1.2 Hệ thống điều khiển thuỷ lực 80 4.1.3 Hệ thống điều khiển bằng khí nén 82 4.1.4 Hệ thống điều khiển hỗn hợp. 83 4.2. Cabin của cần trục 83 4.2.1 Giới thiệu chung. 83 3. C ấu tạo của ca bin. 84 4.2.2. Các thiết bị trong cabin. 85 CHUONG 5.THIấ´T BI? AN TOA`N TRấN MA´Y TRU?C 86 5. 1 Thiết bị giới hạn chiều cao nâng 86 5.1.1 Công dụng 86 5.1.2. Các loại thiết bị giới hạn chiều cao nâng. 86 5.1.3. Cấu tạo của thiết bị giới hạn chiều cao nâng kiểu tay đòn. 86 5.1.4. Thiết bị g iới hạn chiều cao nâng kiểu cáp treo. 86 5.1.5. Loại thiết bị giới hạn chiều cao nâng lắp với tời nâng vật. 87 5.2 Thiết bị giới hạ n góc nghiêng cần ( giới hạn tầm với ) 88 5.2.1. Công dụng. 88 5.2.2. Cấu tạo. 88 5.3 Cơ cấu chống lậ t cần 89 5.3.1. Công dụng. 89 5.3.2. Phân lo ại. 89 5.3.3 Cấu tạo của cơ cấu chống lật cần kiểu thanh chống ống lồng. 89 5.3.4 Cấu tạo của cơ cấu chống lật cần kiểu thanh chống ống cứng. 90 5.3.5 Cấu tạo của cơ cấu chống lật cần kiểu cáp neo. 90 5.4 Thiết bị giới hạn góc quay của cần trục 91 5.4.1 Công dụng. 91 5.4.2 Cấu tạo 91 5.5. Thiết bị giới hạn tải trọng nâng ( bộ g iới hạn mô men tả i trọng) 91 5.5.1. Công dụng 91 5.5.2. Các bộ phận chính của thiết bị g iới hạn tải trọng nâng. 91 5.5.3. Nguyên tắc làm việc của thiết bị. 91 5.5.4. Kết cấu của các bộ phận chính. 92 5.5.6. Giới thiệu sơ đồ thiết bị giới hạ n tải trọ ng nâng dùng cho cần trục thuỷ lực với cần hộp ống lồng. 93 5.6 Thiết bị giới hạn mômen tự động 94 1. Giới thiệu chung 94 2. Cấu tạo của các cơ cấu 94 5.7 Thiết bị chỉ báo và tín hiệu 96 5.7.1 Thiết bị chỉ báo tả i trọng nâng. 96 5.7.2. Thiết bị chỉ báo góc nghiêng của cần trục. 97 5.7.3. Thiết bị đo, báo tả i trọng gió và thiết bị kẹp ray. 97 43
5.7.4 Tín hiệu âm thanh, báo nguy hiểm 99 CHUONG 6. CÂ`N TRU?C TU? HA`NH 100 6.1 Cần trục ôtô 102 6.1.1 Cấu tạo (Hình vẽ) 102 6.1.2 Sơ đồ truyền động 102 6.1.3 ôtô cần trục ado70.1 103 6.2 Cần trục bánh lốp 107 6.2.1 Cấu tạo chung của cần trục bánh lốp. 107 6.2.3 Cần trục tự hành bánh lốp KC. 5363.(liên xô) 110 6.3. Cần trục bánh xích 121 6.3.1 Công dụng và cấu tạo 121 6.3.3 Cần trục bánh xích DEK.251 (Liên xô) 124 6.4. Mộ t số cần trục của Nhật Bản 129 6.4.1. Cần trục bánh lốp KATO NK.800 130 6.4.2. Cần trục bánh xích KOBELCO.7150 133 CHUONG 7. CÂ`N TRU?C THA´P 137 7.1. Giới thiệu cần trục tháp 137 7.1.1 Công dụng. 137 7.1.2 Phân loại cần trục tháp. 138 7.1.3 Các cơ cấu của cần trục tháp. 139 7.2 Các loại cần trục tháp 142 7.2.1 Cần trục tháp loạ i tháp quay. 142 7.2.2 Cần trục có đầu quay (tháp không quay). 145 7.2.3. Cần trục tháp xây nhà cao tầ ng 147 7.2.4 Cần trục tháp chuyên dùng trong xây dựng công nghiệp 151 7.2.5 Chuyển cần trục đến vị trí làm việc mới. 153 CHUONG 8. TRANG BI? éIấ?N MA´Y TRU?C 155 8.1. Đại cương thiết bị điền cần trục. 155 8.1.1 ắc quy chì 155 a. C ấu tạo 155 8.1.2. Máy điện một chiều 156 8.1.3. máy điện xoay chiều 160 8.2. Thiết bị điện thường dùng trên cần trục 167 8.2.1. Thiết bị điện điều khiển, bảo vệ 167 8.3. Mộ t số hệ thống điều khiển cần trục điển hình 174 8.3.1. Những đặc điểm đặc trưng cơ bản của hệ truyền động 174 8.3.2. Trang bị điện cho cần trục 174 8.4. Hệ thống đèn trên cần trục. 178 8.5. Cơ cấu quấ n cáp điện với hộp ống lồng. 178 44
Lời nói đầu Trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước, nhằm đáp ứng nhu cầu về qui mô, chất lượng và tiến độ thi công các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp, yêu cầu xây dựng cầu đường sân bay bến cảng, bốc xếp, vận chuyển hàng hoá, sản xuất để phát triển đất nước chúng ta đ• áp dụng nhiều công nghệ, và thiết bị mới tiên tiến của các nước trên thế giới. Để đáp ứng nhu cầ u học tập cho học viên của nhà trường, qui mô chất lượng đội ngũ công nhân kỹ thuật trong lĩnh vực khai thác thi công, khai thác kỹ thuật máy thi công. Được sự phê duyệt củ a bộ N N&PTNT về chương trình dạy nghề vận hành cần trục, vận hành cầu trục tạ i quyết định số 1482/QĐ /BNN TCCB ngày 02 tháng 06 năm 2004 Trường công nhân cơ giới I nay là Trường cao đẳng nghề cơ giới Ninh Bình biên soạ n cuốn Bài giảng cấ u tạo máy trục. Thời gian thực hiện môn học 110 giờ, trong đó lý thuyết 97 giờ, thực hành bài tập kiểm tra 13 giờ. Sách cung cấp những khái niệm cơ bản về máy, thiết bị nâng, giới thiệu chức năng, kết cấu nguyên lý làm việc, công nghệ chế tạo, lựa chọn và khai thác máy, sử dụng máy an toàn hiệu quả . Quá trình biên soạn mặc dù cố gắng nhưng không tránh khỏi sai sót. Chúng tôi chân thành cảm ơn và mong được sự đóng góp ý kiến của đồng nghiệp, các nhà chuyên môn, bạ n đọc, để cuốn sách ngày càng hoàn thiện. Biên soạn Vũ Ngọc Chiến 45
Chương 1 những khái niệm chung về cần trục 1.Khái niệm và phân loại máy nâng 1.1. Khái niệm Máy nâng là tất cả các loại máy và thiết bị dùng để nâng, hạ các loại hàng khối và hàng rời đ• được bao gói. Máy nâng cũng dùng để lắ p ráp máy móc và lắp ráp, vận chuyển các cấu kiện xây dựng. 1.2 Công dụng và phân loại. a. Công dụng. Máy nâng dùng để vận chuyển vậ t liệu xây dựng và lắp ráp các cấu kiện xây dựng và công nghiệp, dùng để xếp dỡ và vận chuyển trong các kho, b•i sản xuất chứa các vật liệu, chi tiết cấu kiện xây dựng. Máy nâng còn dùng để lắp ráp xếp d ỡ và vận chuyển các thiết bị, máy móc trên công trường xây dựng nhà máy hay nhà máy thuỷ điện, nhiệt điện, bến cảng nhà ga, cũng như nghành chế tạo máy, luyện kim, giao thông khai thác mỏ và nhiều lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân. b. Phân loại. Theo kết cấu, công dụng, máy nâng dùng trong xây dựng có thể phân thành các nhóm máy nâng đơn giản, thang nâng xây dựng, cần trục. * Máy nâng đơn giản gồ m: - Kích dùng để nâng vật có trọng lượng lớn chiều cao nâng nhỏ. - Tời xây d ựng, dùng để nâng hoặc kéo vật, nó có thể là bộ phận nâng của máy phức tạp. - Palăng được treo trên cao để nâng vật. Nó cũng có thể là một bộ phậ n của máy nâng khác. Các máy nâng đơn giản thường chỉ m ột cơ cấu và vận chuyển vật liệu theo phương thẳng đứng (kích tời nâng, palăng), hoặc phương ngang theo đường ray hay dẫn hướng (tời kéo) chúng được dẫn động bằng tay hoặ c bằng máy. * Thang nâng xây dựng dùng để nâng vật, đặt trên bàn nâng ho ặc cabin tựa trên các bộ phận hướng cứng, theo phương thẳ ng đứng. Theo công dụng có: -Thang nâng chở hàng. -Thang nâng chở ng ười và chở hàng (thang máy thi công). * Cần trục gồm: - Cần trục cố định kiểu cần: dùng để vận chuyển hàng trong miền diện tích bao của cần (cần trục cột buồm). - Cần trục tháp: dùng để vận chuyển vật liệu, lắ p ráp các cấu kiện xây dựng nhà cao tầng với kho ảng không gian phục vụ lớn. - Cần trục tự hành: là loạ i cầ n trục kiểu cần, quay và di động vạn nă ng, đây là loại cần trục có tính cơ động cao, phục vụ trong miền bất kì. - Cần trục kiểu cầu gồ m cầu trục, cổng trục và cần trục cáp. Chúng dùng lắp ráp vận chuyển trong miền phục vụ là hình chữ nhật. Trên kết cấ u thép của cần trục đặt các cơ cấu đặc trưng là cơ cấu nâng, cơ cấu di chuyển cần trục hoặ c xe con, cơ cấu quay, cơ cấ u thay đổ i tầm với. Nhờ các cơ cấu này mà cần trục có thể nâng và vậ n chuyển hàng theo một quỹ đạo 46
phức tạp trong không gian. Đ ể dẫ n động các cơ cấu của cần trục người ta dùng động cơ đốt trong, động cơ thuỷ lực, động cơ điện một chiều hoặc xoay chiều. Đặc điểm các cơ cấu trên cần trục là có chế độ làm việc ngắn hạn, lặ p đi lặp lại trong chu kỳ tới khi vậ t nâng ở vị trí cần chuyển đến. 1.2. Các thông số cơ bả n của máy nâng 1.2.1. Tải trọ ng. a. Tải trọng nâng danh nghĩa Q Là trọng lượng danh nghĩa mà máy có thể nâng được theo thiết kế. Q = Qv + Qm ( 1-1 ) - Qv: trọng lượng vật nâng (T). - Qm: trọ ng lượng bộ phận mang tải (T). * Q: thường được tiêu chuẩ n hoá ví dụ : 0,05; 0,1; 1 ; 3, 2;4,5.........(T) b. Tải trọng do trọng lượng bản thân Gồm trọng lượng máy và các cụm chi tiết và kết cấu máy. c. Tải trọng gió Cần trục làm việc ngoài trời chịu tác động sức gió thay đổi một cách ng ẫu nhiên tả i trọng gió được coi là tác dụng theo phương ngang, và được tính theo công thức. Wg = q.A.?.n.c.? (N/m2) ( 1-2 ) Trong đó: q : áp lực gió (N/m2) A: Diện tích chắ n gió (m2) ?: Hệ số lỗ hổng tuỳ theo kết cấu máy có thành kín hay cần không gian. n: Hệ số tăng áp lực theo chiều cao. c: Hệ số cản khí dộng học. ?: Hệ số động lực học kể đến xung động của gió, áp lực gió chia làm 3 loại. + áp lực gió trung bình trong trạng thái làm việc lấy 150 N/m2 đối với cần trục làm việc ở đồng bằng và thành phố. + áp lực gió lấy lớn nhất 250 N/m2. + áp lực gió ở trạng thái không làm việc phụ thuộc vào tốc độ gió và vùng hoạt động của cần trục. Trên cần trục thường có thiết b ị đo gió và khi áp lực gió đạt đến trạng thái không làm việc cần trục ngừng hoạ t động để đảm bảo an toàn. d. Tải trọng quán tính Là lực quán tính xuất hiện khi mở máy hoặc khi phanh các cơ cấu. e. Mômen tải trọng M Là tích số g iữa tải trọng nâng Q và tầm với R. Mômen tải trọng có thể không đổi hoặc thay đổi theo tầm với (KN.m). 1.2.2. Các thông số hình họ c. a. Chiều cao nâng (H) Là chiều cao nâng vật từ điểm thấp nhất (nền) đến điểm cao nhấ t có thể đạt được của máy cẩu. b. Khẩu độ (L) Khoả ng cách giữa 2 ray mà cẩu di chuyển. c. Tầm với (R) 47
Khoả ng cách xa nhất mà cần cẩu có thể vươn tới để nâng hàng kể từ tâm quay. 1.2.3. Các thông số động học - Tố c độ nâng Va (m/ph). - Tố c độ di chuyển Vc (m/ph). - Tố c độ quay n (vg /ph). Vận tốc phụ thuộc tải trọng nâng và tính chất công việc các vận tốc thường được tiêu chuẩn hoá. 1.2.4. Năng suất. Q = Qtb.n (T/h) ( 1-3 ) số chu kỳ làm việc trong một giờ chu kỳ - t0 : Thời gian móc tải. - H1/Vn : Thời gian nâng. - t1 : Thời gian di chuyển. - H2/Vh : Thời gian hạ móc. - t2 : Thời gian dỡ tải. - t3 : Thời gian đưa móc về chỗ móc tải. - Qtb : Trọng lượng trung bình vật nâng. - H1 : Chiều cao nâng vật. - H2 : Chiều cao hạ móc. 1.2.5. Chế độ làm việc Là một thông số tổng hợp tính đến điều kiện sử dụng và m ức độ chịu tải theo thời gian của một cơ cấu hay cả máy. - Từng cơ cấu của máy có th ể làm việc với chế độ khác nhau. - Chế độ chung của máy lấy theo chế độ cơ cấu nâng. - Các chỉ tiêu chủ yếu. a. C ường độ làm việc (1 -4) T0: thời gian làm việc của động cơ trong m ột chu kỳ hoạt động. T: thời gian 1 chu kỳ =?mở máy + ?làm việc + ?dừng b. Hệ số làm việc trong ngày (1-5) c. Hệ số sử dụng trong năm (1-6) d) Hệ số sử dụng tải trọng (1 -7) e. S ố lần mở máy trong mộ t giờ: m f. Số chu kỳ làm việc trong một giờ Qck g. Nhiệt độ môi trường xung quanh Trong tính toán thường sử dụng 3 chỉ tiêu chủ yếu: - Hệ số sử dụng tải trọng KQ. - Cường độ làm việc của độnh cơ CĐ %. - Số lầ n mở máy trong một giờ m. * D ựa vào các chỉ tiêu đó người ta chia máy trục thành 4 nhóm: 48
+ Chế độ nhẹ (Nh) nhóm I: KQ= 0.5, CĐ =15%, m=60, đại diện cho nhóm này là cơ cấu di chuyển và cơ cấu nâng của cần trục sửa chữa. + Chế độ làm việc trung bình (TB) nhóm II: KQ=0.75, CĐ=25%, m=120, đại diện cho nhóm là cần trục trong các phân x ưởng cơ khí và lắp ráp, cơ cấu quay của cần trục xây dựng và pa lăng điện. + C hế độ nặng (N): KQ = 1, CĐ = 40%, m = 240. Đại diện các cầ u trục ở phân x ưỏ ng công nghệ, kho. + C hế độ rấ t nặng (RN) nhóm N: KQ = 1, CĐ = 40-60%, m = 360. Đại diện là cầu trục gầu ngoạm và nam châm điện. 1.2.6. Cấu tạo chung của máy nâng. Gồm: cơ cấu di chuyển, bộ phận quay, thiết bị công tác, hệ thống điều khiển. a. C ơ cấ u di chuyển Để di chuyển máy trục, tiếp nhận và truyền xuống nền các tải trọng, bao gồm tải trọng bản thân, tải trọ ng nâng, tải trọng gió, tải trọng động ... Cơ cấu di chuyển bánh lốp, bánh xích, xe con, patông... b. Cơ cấu quay Để quay thiết bị công tác từ vị trí này đến vị trí khác để xếp dỡ vận, chuyển, lắp rắp, hàng hoá, vật liệu, thiết bị máy móc... Gồm bàn quay, các cơ cấu và thiết bị động lực, thiết bị công tác.... c. Thiết bị công tác. Các cơ cấu nâng hạ cần chính, cần phụ, cơ cấu nâng hạ tả i chính, phụ...dùng để nâng hạ tả i thay đổ i tầm với, chiều cao, bán kính của vật nâng. d. Thiết an toàn. Các thiết bị an toàn, tự động dừng máy khi quá tải hoặc máy có sự cố, do điều kiện làm việc không đảm bảo an toàn. e. Hệ thống điều khiển Hệ thống điều khiển là toàn bộ những trang thiết bị dùng để chuyển đổi và chuyển lệnh điều khiển của người lái đến thiết bị độ ng lực, bộ truyền và cơ cấu công tác để đảm bảo quy trình làm việc theo đúng chức nă ng yêu cầu của cần trục và bảo đảm an toàn. 49
Lệnh điều khiển của người lái có thể tác động trực tiếp lên các thiết bị điều khiển hoặc điều khiển từ xa. Trên cần trục tự hành sử dụng các hệ thống điều khiển sau: + Đ iều khiển điện. + Đ iều khiển thuỷ lực. + Đ iều khiển bằng khí nén. + Đ iều khiển hỗn hợp ( điện-khí nén; điện –thuỷ lực). 1.3 Nguồ n động lực của máy nâng 1.3.1 Định nghĩa và phân loại a. Đ ịnh nghĩa: Là nguồn lực phát ra đầu tiên và truyền cho các bộ phận công tác để thắng tất cả các lực cản. b. Phân loại. - Động cơ điện: Sử dụng rộng r•i nhấ t. - Sức ng ười: Dùng cho máy nâng đơn giả n. - Động cơ đốt trong. - Truyền động thuỷ lực, khí nén. 1.3.2 Các loạ i dẫn động. a. D ẫn động bằng sức người. Chỉ dùng trong máy nâng đơn giản; + Phục vụ lắp ráp sửa chữa. + Ch ế độ làm việc nhẹ + Tốc độ chậ m, không có tả i trọng động. + Có thể sử dụng trong cơ cấu di chuyển máy trục. - Dẫn động thường bằng tay quay. (H1-1) Gồm: Hình 1 -1: Sơ đồ dẫn động bằng cơ cấ u tay quay 1. Tay quay; 2. Phanh; 3. Bộ truyền bánh răng; 4. Tang cuốn cáp; 5. Bộ phận mang tả i; * Các kích thước: R = 250-300 mm L = 250-300 mm cho một ng ười quay. = 450-500 mm cho hai người quay. H = 800-1000 mm. Lực trên tay quay: P = (80-200) N. Vận tốc trên tay quay: v = 0.6-1.2 m/s. b. Dẫn động bằng điện 50
Thường sử dụng động cơ điện một chiều hoặc xoay chiều. Sơ đồ dẫn động gồm: Hình 1 -2: Sơ đồ dẫn động bằng động điện 1. Động cơ điện; 2. Khớp nối + Phanh; 3. Bộ truyền bánh răng; 4. C ơ cấu công tác; 5. Móc; * Động cơ điện một chiều. Được dùng tương đối phổ biến trong cần trục tự hành dẫ n động trực tiếp các cơ cấu công tác là tời điện. ưu điểm chính của động cơ điện là hiệu suất cao (tới 80%) gọn nhẹ. Chịu tải tương đố i tốt thay đổ i chiều quay và khởi động nhanh, giá thành hạ, làm việc tin cậ y, ít ô nhiễm môi trường. - Ưu điểm: + Điều chỉnh vận tốc trong phạm vi rộng. + Có khả nă ng quá tả i cao + Dễ tạo được đường đặc tính với yêu cầu làm việc của máy - Nhược điểm: + Phải có dòng một chiều * Động cơ xoay chiều - Ưu điểm: + Được sử dụng rộng r•i. + P hù hợp với mạng điện công nghiệp. + Có thể đảo chiều quay động cơ, ít gây ô nhiễm môi trường. - Nhược điểm: + Đường đặc tính làm việc thường cứng. c. Dẫn động bằng động cơ đốt trong - Ưu điểm: + Khối lượng không lớn kinh tế. + P hạm vi điều khiển vận tốc lớn 2 ? 2.5 lần. + Cơ động không phụ thuộ c vào nguồn điện. - Nhược điểm: + Không đảo chiều được động cơ, do vậ y phải có bộ đảo chiều khá cồng kềnh, phức tạp. + Không có khả năng quá tải. d. Dẫn động bằng thuỷ lực. - Ưu điểm: + Có khả năng điều chỉnh vô cấp, êm. + Khả năng quá tải lớn. 51
+ Khối lượng và kích thước nhỏ gọn. + Dễ tự động hoá điều khiển. + Độ tin cậy và tuổ i thọ cao. - Nhược điểm. + Giá thành cao, đòi hỏi ch ế tạo chính xác. + Khó khắc phục khi rò rỉ. 1.3.3. Bố trí động cơ trên máy trục a. Bố trí một động cơ ( phương án dẫ n động chung). Thường là độ ng cơ điezen của máy cơ sở làm thiết bị động lực, dùng các cơ cấu truyền lực như ly hợp, hộp số, khớp nố i, trục truyền, phanh, đai xích… để truyền lực cho các cơ cấu công tác. Cách bố trí này có cấu tạo phức tạp, hiệu suất thấp, khó điều khiển, sửa chữa khi động cơ hỏng thì tất cả phải ngừng hoạt động. Với cách bố trí này thì hiện nay chỉ còn được dùng ở các loại cần trục cỡ nhỏ. b. Bố trí tổ hợp nhiều động cơ ( phương án dẫn động riêng ). Phương án này được sử dụng phổ biến trên các cần trục tự hành hiện đại có sức nâng lớn. Thiết bị độ ng lực không chỉ là động cơ điezen mà còn là tổ hợp thiết bị động lực với 2 tổ hợp phổ biến sau: *. Tổ hợp “động cơ điezen –máy phát ” động cơ điezen của máy cơ sở quay máy phát điện xoay chiều hoặc một chiều, cung cấp điện cho các động cơ điện riêng biệt của mỗi cơ cấu công tác. *. Tổ hợp “động cơ điezen –bơm thuỷ lực ” động cơ điezen quay bơm thuỷ lực để truyền cơ nă ng của động cơ thành năng lượng của dòng chất lỏng có áp lực cao, thông qua hệ thống điều khiển thuỷ lực truyền năng lượng của dòng chất lỏng để dẫn động các cơ cấu công tác, đây là phương án có nhiều ưu điểm và ngày càng được sử dụng rộng r•i. 1.4. Các loạ i truyền lực trên máy trục 1.4.1. Công dụng, phân loại và các thông số cơ bản a. Công dụng và phân loạ i Hệ thống dẫn động bao gồ m thiết bị động lực, bộ truyền động và hệ thống điều khiển đưa các cơ cấu máy và bộ phận công tác vào hoạt động. Bộ truyền có nhiệm vụ truyền chuyển động từ động cơ tới các cơ cấu và bộ phận công tác nó cho phép biến đổi tốc độ, lực và mômen, đôi khi biến đổi dạng và qui luậ t chuyển động. - Theo nguyên lý làm việc, các chi tiết truyền lực bằng cơ khí chia làm 2 loạ i. + Truyền động ma sát: trực tiếp giữa các bánh ma sát hoặ c gián tiếp nhờ đai truyền. + Truyền động ăn khớp: trực tiếp giữa các bánh răng hoặc gián tiếp nhờ xích. b. Các thông số cơ bản. - Công suất dẫn trục N1 và trục bị dẫn N2 (Kw) - Hiệu suấ t truyền động: (1-8) - Tố c độ quay của trục dẫn n1 và trục bị dẫn n2 (vòng /phút) - Tỷ số truyền i = n1/n2. - i > 1: bộ truyền giảm tố c. 52
- i = 1: bộ truyền đồng tố c. - i < 1: bộ truyền tăng tốc. - Mô men xoắn của trục (N/mm) (1 -9) - N : công suất của trục động cơ (kw). - n : tốc độ quay (vòng /phút ). - Mô men xoắn của trục bị dẫn M2 được xác định theo mômen xoắn của trục dẫn M1. M2 = M1. i.n (2-3) 1.4.2 Truyền động đai a. C ấu tạo Bánh đai dẫn và bị dẫn được lắp cố định trên hai trục nhờ ma sát giữa đai và bánh đai khi trục dẫn quay sẽ kéo theo trục bị dẫn quay. Hình 1 - 3: Sơ đồ truyền động đai. 1. Bánh dẫn; 2. Đai; 3. Bánh bị dẫn; b. Đai Theo hình dáng tiết diện, đai có các loại sau: - Đai tròn, đai dẹt, đai thang, đai răng cưa. - Vật liệu đai: da, vả i. vải cao su… Khi sử dụng không để đai dính dầu và tránh nơi có độ ẩm cao. c. Các thông số cơ bản - Khoả ng cách giữa các trục bánh đai : Đối với đai phẳng: amin = 2.(D1+D2) Đối với đai thang: a min = 0,55.(D1+D2) + h a max = 2.D1+D2) Trong đó : D1, D2 đường kính bánh đai -Tỉ số truyền của bộ đai (2-3) - Trong đó: ? Hệ số trượt. - L: là khoảng cách giữa 2 trục. d. Các loại truyền độ ng đai *Truyền động thường (Hình 1 - 4) - Hai trục song song. - Hai bánh đai quay cùng chiều. 53
Hình 1 - 4: Sơ đồ truyền động đai thường 1, 3. Bánh đai dẫ n và bị dẫn; 2. Dây đai ; * Truyền động chéo ( Hình 1- 5 ) Hình 1 -5 : Sơ đồ dẫ n động đai chéo 1, 3. Bánh đai dẫ n và bị dẫn; 2. Dây đai - Hai trục song song. - Vòng đai bắ t chéo và quay ngược chiều. * Truyển động nửa chéo - Hai trục chéo nhau (góc chéo thường là 900) vòng đai nửa chéo, làm việc một chiều. Hình 1 -6: Sơ đồ truyền động đai nửa chéo 1, 3. Bánh đai dẫ n và bị dẫn; 2. Dây đai * Truyền động góc. - Hai trục cắt nhau (?=900). - Có bánh đổi hướng. 54
Hình 1 -7: Sơ đồ truyền động góc 1, 2. Bánh đai; 3. Bánh đổi hướng; e. ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng: * Ưu điểm: - C ó khả nă ng truyền công suất giữa các trụ c khá xa nhau. - Làm việc êm, không ồn do đai có tính đàn hồ i. - Giữ an toàn cho chi tiết máy khi quá tải. - Giá thành hạ, kết cấu đơn giản, dễ bảo quản. * Nhược điểm: - Tỷ số truyền không ổn định. - Khuân khổ kích thước lớn. - Lực tác động lên trục và ổ đỡ lớn do phải căng đai. - Tuổ i thọ thấp khi làm việc với tốc độ cao. Phạm vi sử dụng: - Truyền động đai có thể truyền được công suất (0,3?50kw). - Vận tố c đai (5?30) m/s. - Khoả ng cách giữa hai trục lớn nhất là 15m, trong các trường hợp đặ c biệt có thể lên tới 40m. 1.4.3. Truyền động bánh răng a. Truyền độ ng bánh răng trụ Đặc điểm: - Truyền chuyển động giữa hai trục song song. - Truyền động bánh răng trụ có 2 loại. - Truyền động bánh răng ăn khớp ngoài. Bộ truyền này bị dẫn quay ngược chiều trục dẫn. - Truyền động bánh răng ăn khớp trong, bộ truyền này trục dẫ n và bị dẫn quay cùng chiều. Hình 1 -8: Sơ đồ bộ truyền bánh răng: a) ăn khớp ngoài. b) ăn khớp trong. 1, 2. Bánh ră ng trụ; * Tỷ số truyền của các cặp bánh ră ng. Cơ cấu bánh ră ng đơn giản nhất là cặp bánh răng tỷ số truyền động. 55
(1-12) Trong đó i12: tỷ số truyền giữa trục dẫn I và b ị dẫn II. nơơ1, n2: Số vòng quay trong một phút của trục dẫn và bị dẫn. Z1, Z2ơ: Số răng của bánh nhỏ và bánh lớn. *Tỷ số truyền của hệ bánh răng thường. (hình vẽ). - Hệ thống gồ m 4 cặp bánh răng : (Z1-Z2), (Z’2-Z3), (Z’3-Z4), (Z’4-Z5) - Truyền động nối tiếp nhau từ trục dẫn I đến trục dẫn V qua các trục trung gian II, III. IV. - Tỷ số truyền: i15= i12.i23. i34.i45 - Tổ ng quát cho hệ bánh răng có K trục: i1k= i12.i23….i.(k-1).k (1-13) b. Truyền động bánh răng côn (nón ). Hình 1 -9. Sơ đồ truyền động bánh răng nón 1,2. Bánh răng côn; * Đặc điểm : - Truyền chuyển động giữa 2 trục cắt nhau - Bánh răng côn được chế tạ o với các dạng răng + Ră ng thẳng. + Ră ng nghiêng. + Ră ng cong. c. Truyền động bánh vít –trục vít Cấu tạo gồm: 56
Hình 1 -10: Sơ đồ chuyển động bánh vít trục vít. 1. Bánh vít ; 2. Trục vít * Đặc điểm - Truyền động một chiều (trục vít là trục dẫn) - Bộ truyền trục vít có thể đạ t được tỷ số truyền lớn (tới200) trong xây dựng dùng tỷ số truyền từ 8 ? 60, dùng phổ biển trong các hộp giảm tố c. - Bộ truyền trục vít có khả năng tự h•m, làm việc êm không ồ n. - Tỷ số truyền i. (1 -14) - Trong đó: n1 và n2 là số vòng quay của trục vít và bánh vít (vòng/phút). - Z1, Z2: số mối ren của trục vít và số răng của bánh vít. d. Truyền động bánh răng thang răng Đặc điểm: Đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến hoặc ngược lại. Hình 1 -11: Sơ đồ truyền bánh răng- thanh răng 1. Bánh răng; 2. Thanh răng; e. Truyền động hành tinh Ngoài bộ truyền bánh răng thường, trên máy trục còn được dùng bộ truyền bánh răng hành tinh, ít nhấ t có mộ t bánh răng có tâm quay di độ ng, bánh răng trung tâm 1 ăn khớp ngoài, bánh răng trung tâm 3 ăn khớp trong, cần H và các bánh răng vệ tinh 2 lắp trên cần H. Các bánh răng trung tâm có tâm quay cố định, các bánh răng vệ tinh quay quanh tâm của chúng, tâm của chúng lại quay quanh tâm của bánh trung tâm. Hình 1 -12: Sơ đồ bộ truyền hành tinh 1, 3. Bánh ră ng trung tâm; 2. Bánh răng vệ tinh; H. cần; * Đặc điểm: - Truyền động hành tinh có khả năng động học rộng r•i, có kích thước gọn, khối lượng nhỏ, tỷ số truyền lớn (có thể tới hàng nghìn). - Với bộ truyền này đòi hỏi chế tạo và lắp ráp chính xác. 57
- Tỷ số truyền: Khi bánh răng 3 cố định (?3 = 0) bánh răng 1 là bánh răng dẫn, cầ n H là bị dẫn (1 -15) g. Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng của truyền động bánh răng. *Ưu điểm: so với các truyền động cơ khí khác. - Kích thước nhỏ gọn. - Khả năng chịu tải lớn. - Hiệu suấ t cao. - Tuổ i thọ cao. - Làm việc tin cậy. - Tỷ số truyền ổn định. - Làm việc tốt trong phạ m vi công suất, tốc độ và tỷ số truyền khá rộng. * Nhược điểm: - Đòi hỏi chế tạo chính xác. - Có nhiều tiếng ồn khi vận tố c lớn. - Chịu va đập kém. * Phạm vi sử dụng. - Truyền động bánh răng thực hiện truyền chuyển động hoặc thay đổ i dạng chuyển động nhờ sự ăn khớp của các răng trên bánh răng hoặc thanh răng. Được dùng phổ biến trong các thiết bị máy móc và đặc biệt là máy trục. 1.4.4. Truyền động xích. a. C ấu tạo Hình 1 -13. Sơ đồ truyền động xích 1,3. Bánh xích; 2. Xích; 4. Chốt xích; 5. Má ngoài; 6. ống lồng; 7. Má trong; 8. Con lăn; Trong máy trục sử dụng xích ống con lăn gồm: Các chốt 4 lắp chặt với má ngoài 5 các má trong 7 lắp chặt với ố ng 6. ố ng 6 lắp lỏng với chốt 4, do đó chúng có thể xoay tự do đố i với nhau (tạo thành bản lề) phía ngoài ống 6 lồng, con lăn 8, con lăn này cũng có thể xoay tự do. Lắ p xích vào đĩa con lăn trực tiếp ăn khớp với răng đĩa. Nhờ có con lăn mà một phần ma sát trượt trên đĩa răng thay thế bằng ma sát lăn và ống tỳ vào nhau. Tải trọng được phân bố đều trên suốt chiều dài của ống. b. Phân loại Được chia ra làm các loại sau: - Loại 1 r•y. - Loại 2 r•y. - Loại nhiều r•y. 58
c. ưu nhược điểm, phạm vi sử dụng * ưu điểm: - Truyền chuyển động giữa 2 trục cách nhau tương đố i xa. - Khuôn khổ kích thước nhỏ hơn so với truyền động đai. - Không bị trượt. - Hiệu suất cao. - Lực tác dụng lên trục nhỏ hơn so với truyền động đai. * Nhược điểm: - Chế tạo, lắ p ráp, bảo dưỡng phức tạ p. - Chóng mòn, làm việc ồn, giá thành tương đối cao. * Phạm vi sử dụng. Dùng nhiều trong máy nâng và máy trụ c, vận tốc không lớn hơn 1,5 m/s. 1.4.5. Truyền động thuỷ lực. Hiện nay ng ười ta thường dùng hai dạng truyền động thuỷ lực (TĐ TL) truyền động thuỷ tĩnh và truyền động thuỷ động: Truyền động thuỷ động là sự biến đổi chất áp lực trong dòng chất lỏng khi dòng chấ t lỏng chuyển động với vận tốc cao; ng ược lại truyền động thuỷ tĩnh là sự thay đổi lưu lượng của dòng khi áp lực gần như không đổ i. a. Truyền độ ng thuỷ tĩnh Dựa vào tính chất không nén được của chất lỏng để truyền áp lực. 2 3 1 Hình 1 -14: Sơ đồ nguyên lý của truyền độ ng thuỷ tĩnh: 1.Phần tạo áp lực; 2. Phần biến đổ i áp lực của chất lỏ ng thành chuyển động của bộ phận công tác; 3. Phần điều khiển năng lượng dòng chất lỏng ; áp lực này tạo nên lực hoặ c mômen để thắng lực cả n tác động đến bộ phậ n công tác của thiết bị giúp cho thiết bị thực hiện chức năng của mình. Để thực hiện truyền động thuỷ tĩnh, các bộ phận chính được ghép với nhau bằng các ống chịu áp lực. Tuỳ theo chức năng của bộ phận công tác chúng được nối với nhau theo những sơ đồ mạch khác nhau. Thông thường có 2 sơ đồ mạ ch là sơ đồ mạch kín và mạch hở. Sự khác nhau cơ bản là chất lỏng sau khi qua bộ phận biến đổi thành cơ năng trở về thùng chứa chất lỏng (mạch hở) hoặc trở lại ống hút của bộ phận tạo áp lực (mạch kín). 59