Chương 1 Giới Thiệu Đề Tài. Sự phát triển kinh tế của mỗi nước phụ thuộc rất nhiều vào mức độ cơ giới hoá và tự động hoá các quá trình sản xuất. Trong quá trình sản xuất máy nâng hạ vận chuyển đóng vai trò khá quan trọng. Máy nâng, vận chuyển là cầu nối giữa các hạng mục công trình sản xuất riêng biệt, giữa các phân xưởng trong một nhà máy, giữa các máy công tác trong một dây chuyền sản xuất.
Máy nâng vận chuyển được dùng rất phổ biến trong công nghiệp, xây dựng, giao thông. Trong nhóm máy vận chuyển thì cầu trục là một thiết bị vận chuyển điển hình. Trong cầu trục có 3 chuyển động: - Chuyển động của xe cầu theo phương ngang (xe cầu đi dọc theo phân xưởng). - Chuyển động của xe con theo phương ngang (xe con di chuyển trên xe cầu theo chiều ngang phân xưởng) - Cơ cấu nâng hạ được bố trí trên xe con và nó được chuyển động theo phương thẳng đứng (thực hiện nâng hạ tải trọng).1 Một số loại tời nâng phổ biến.
• Giúp đẩy nhanh tiến độ công trình: Máy tời xây dựng có khả năng nâng hạ vật nặng lên đến hàng trăm kilogram một cách dễ dàng, rút ngắn thời gian thi công công trình và giảm sức người. • Tiết kiệm chi phí: Sử dụng máy tời xây dựng giúp giảm thiểu các chi phí thuê nhân công và chi phí vận chuyển các vật liệu xây dựng. 1 • Độ an toàn cao: Hầu hết các máy tời xây dựng hiện nay đều được trang bị hệ thống an toàn, có công tắc hành trình tự động ngắt đảm bảo an toàn cho người lao động. • Có thể ứng dụng được nhiều công việc tại công trình như: nâng hạ vật liệu xây dựng như thép, xi măng, gạch đá, máy xúc, máy ủi, máy đầm,.
2 Chương 2 Tính toán thiết kế tời nâng hạ. Tính toán tời nâng mô phỏng và các cấu hình phần cứng để thiết kế tời nâng. Ta có các dữ liệu ban đầu.: đề bài: thiết kế tời nâng hạ tải trọng 0.5 kg với chu kì hoạt động theo hình vẽ, Dùng biến tần hãng ABB, Với các cấp tốc độ 15Hz, 30Hz, 50Hz cùng với các vật liệu như bảng Alumium, thanh nhôm, rulo bằng nhựa. • Nhông xên dĩa theo tỉ lệ truyền động 10/1 Hình 2.1 bộ phận truyền động dây xên Gồm 1 1 nhông trước ( bánh răng con ) và 1 dĩa sau ( bánh răng lớn ) Được nối qua bộ phận truyền động dây xên ( cơ cấu mắc xích bánh răng ) giúp 2 bánh răng này hoạt động với nhau.
• Bảng vật liệu Alumium ( Al ) Tấm aluminum/tấm aul có cấu tạo gồm hai vật liệu chính như sau: - Mặt ngoài ở hai phía là lớp nhôm được kết dinh với nhau, dày khoảng 0. - Lõi ở giữa bên trong của nó là polyethylene, một chất liệu nhựa tái sinh có khả năng chống cháy và dày khoảng 3mm. 3 Aluminum rất dễ uốn cong, uốn góc hay cắt xé rãnh. Chúng là một chất liệu có độ bền hóa học cao, chống oxy hóa, bền màu trong cả môi trường nước, dầu, thậm chí là axit nên được sử dụng rất phổ biến.2 tấm vật liệu alumium • Ống nhựa PVC Ống nước nhựa PVC ngày càng được sử dụng nhiều trong cuộc sống, dần dần thay thế các loại ống gang, thép, xi măng vì nó có nhiều ưu điểm hơn: - Ống nước PVC Nhẹ nhàng,dễ vận chuyển.
- Mặt trong,ngoài ống bóng,hệ số ma sát nhỏ. - Chịu được áp lực cao. - Lắp đặt nhẹ nhàng,chính xác,bền không thấm nước. - Ống nhựa PVC có độ bền cơ học và độ chịu va đập cao.
- Sử dụng đúng yêu cầu kỹ thuật độ bền không dưới 50 năm. - Giá thành rẻ,chi phí lắp đặt thấp so với các loại ống khác. - Độ chịu hóa chất cao (ở nhiệt độ 0oC đến 45oC chịu được các hóa chất axit,kiềm,muối.3 Ống nhựa PVC • Thanh nhôm ray Cb. Dùng để cố định cb trong tủ điện và có thể cố định các thiết bị khác Hình 2.4 Thanh Ray CB • Các loại ốc vít tán và bát chữ L loại lớn nhỏ Gồm có 1 thanh ren suốt dài 1m,.
• Tính toán chọn động cơ. 5 JD , M JM, iM, JG, v hG h Thông số động cơ: Tốc độ nM= 1150 rpm; Moment quán tính JM: tra trong catalogue; Công suất P = Catalog; Moment TM = cần tính Thông số hộp giảm tốc: Tỷ số truyền iG = 10/1; Moment quán tính JG = 0.m2 Hiệu suất hG = 89% Thông số rulo: JD= 42.m2 R= 5 cm Ma sát trên rulo đã quy đổi về trục rulo: TR = 0.m Thông số tải: Khối lượng tải = 0.5 kg, Tốc độ tải v = ??? Chiều cao h = 0.25 m 6 Đợi Đợi Nâng ở Bên dưới trên n1 TL t4 t5 t6 t7 t1 t2 t3 t8 t(s) -n1 Chu kỳ hoạt động kéo dài t8 có các giai đoạn Nâng: t3 = 20 s, trong đó thời gian tăng tốc và 5s, thời gian giảm tốc là 3 s Đợi trên: t4-t3 = 30 s Hạ: t7-t4 = 20 s, trong đó thời gian tăng tốc và 5s, thời gian giảm tốc là 3 s Đợi dưới : t8 – t7 = 150 s • Hướng đi: quy đổi tốc độ từ moment qua tải Ta có nM = 1150 rpm; iG = 10/1 Quy đổi tốc độ motor sang hộp giảm tốc: 𝑛𝑀 1150 1150 ➔ = 𝑖𝐺 <=> = 10 <=> 𝑛𝐺 = = 115 (𝑟𝑝𝑚) 𝑛𝐺 𝑛𝐺 10 • Tốc độ góc từ trục hộp giảm tốc 𝑛𝐺 115 𝜔𝐺 = = = 12.55 • Tốc độ nâng của tải 𝑣 = 𝜔𝐺 × 𝑅 = 12.6 (𝑚/𝑠) • Moment tải trọng tính về Rulo 𝑇1 = 𝐹 × 𝑅 = 𝑚 × 𝑔 × 𝑅 = 0. 𝑚) + Cộng thêm ma sát đã quy đổi về trục Rulo: 𝑇2 = 𝑇1 + 𝑇𝑅 = 0. 𝑚) Động cơ kéo máy SX: + Moment từ Rulo quy về hộp giảm tốc 7 𝑇2 0.89 × 10 Moment tải khi nâng lên quy đổi về trục động cơ là 0.m) Động cơ hãm máy SX: Moment từ Rulo quy về hộp giảm tốc 𝜂𝐺 × 𝑇2 0.
𝑚) 𝑖𝐺 10 Moment tải khi hạ xuống quy đổi về trục động cơ là 0.m) c) Moment quán tính tải trọng quy về Rulo J1 = m × r2 = 0.m2) Cộng thêm moment quán tính từ Rulo J2 = J1 + JD = 0.m2) Moment quán tính từ cơ cấu truyền động qua hộp giảm tốc 𝐽2 + 𝐽𝐺 42. 𝑚2 ) 𝑖𝐺2 102 Gia tốc quay từ 0 → t1 ∆𝜔 𝜔𝐺 − 𝜔0 12. 4(𝑟𝑎𝑑/𝑠 2 ) ∆𝑡 𝑡1 − 𝑡0 5 Gia tốc quay từ t1 → t2 𝛼2 = 0 (𝑟𝑎𝑑/𝑠 2 ) Gia tốc quay từ t2 → t3 ∆𝜔 𝜔0 − 𝜔𝐺 0 − 12.01 (𝑟𝑎𝑑/𝑠 2 ) ∆𝑡 𝑡3 − 𝑡2 3 Gia tốc quay từ t3 → t4 ∆𝜔 −𝜔𝐺 − 𝜔0 −12.01 (𝑟𝑎𝑑/𝑠 2 ) ∆𝑡 𝑡7 − 𝑡6 3 Gia tốc quay từ t7 → t8 𝛼8 = 0 (𝑟𝑎𝑑/𝑠 2 ) 8 Ta có: theo định luật II Newton 𝑇𝑀 − 𝑇𝐿 = 𝐽 ↔ 𝑇𝑀 = 𝑇𝐿 + 𝐽 Trong đó: TM: Moment do động cơ điện tạo ra (N.m) TL: Moment cản do cơ cấu sản xuất tác dụng lên hệ thống (N.m) Moment động cơ cho giai đoạn 0 → t1 𝑇𝑀1 = 𝑇𝐿_𝑈𝑃 + 𝐽3 × 𝛼1 = 0. 𝑚) Moment động cơ cho giai đoạn t1 →t2 𝑇𝑀2 = 𝑇𝐿_𝑈𝑃 + 𝐽3 × 𝛼2 = 0.
𝑚) Moment động cơ cho giai đoạn t2 → t3 𝑇𝑀3 = 𝑇𝐿_𝑈𝑃 + 𝐽3 × 𝛼3 = 0. 𝑚) Moment động cơ cho giai đoạn t4 → t5 𝑇𝑀4 = 𝑇𝐿_𝐷𝑂𝑊𝑁 + 𝐽3 × 𝛼5 = 0. 𝑚) Moment động cơ cho giai đoạn t5 → t6 𝑇𝑀5 = 𝑇𝐿_𝐷𝑂𝑊𝑁 + 𝐽3 × 𝛼6 = 0.005 (𝑁𝑚) Moment động cơ cho giai đoạn t6 → t7 𝑇𝑀6 = 𝑇𝐿_𝐷𝑂𝑊𝑁 + 𝐽3 × 𝛼7 = 0.01 = 2 (𝑁𝑚) d) Ta có trung bình bình phương moment xoắn động cơ yêu cầu TM1 = 1.2% Chọn CDF = 25% Ta có giá trị hiệu dụng của moment động cơ: TM = 0.m) 9 Công suất của động cơ 𝑛 × 𝑇𝑀 1150 × 0.55 Ta có CDF = 25% => KS3 = 1.3 Ta có thể chọn động cơ với công suất bé hơn ở tốc độ 1150 rpm 108 𝑃𝑆3 = = 83.3 ➔ Ta chọn động cơ S9I90GTH Hình 2.5 Hình ảnh động cơ được chọn 10 Hình 2.6 Thông số trên động cơ Thông số động cơ. Tốc độ định mức n = 1350 vòng/phút Tần số định mức f = 50Hz Điện áp định mức Uđm = 220/240 V Dòng điện định mức Iđm = 0.68 A Công suất định mức Pđm = 90 W 2.
Thi công mô hình. Ta bắt đầu thiết kế mô hình B1. Tạo rulo + bằng cách lấy ống nhựa pvc đập dẹp ra sau đó lấy tạo khung rulo bán kinh 5cm + sau đó dùng óc vít cố định lại hai bên đầu +khoan lỗ để đưa trục ren 10mm qua tâm của 2 đầu rulo B2. Tạo thanh nâng +lấy thanh ray của cb cắt ra 2 khúc mỗi khúc (32cm) +lấy bat chữ L cố định vào phần Alu để cho thanh nâng đứng vững +cuối cùng bắt thanh ren suốt 10mm qua hai đầu thanh và cố định lại B3 cố định mô hình.
+cố định thanh rulo vào bằng cách lấy 2 thanh ray cb để và bát chữ L cố định +cố định động cơ bằng bát chũ L +gắng bộ truyển động từ trục motor đến bánh răng lớn của rulo 11 2.3 Chọn thiết bị điện của tời nâng hạ.1 Rơ le trung gian MY4N Hình 2.7 Thông số của rơ le trung gian MY4N Thông số kĩ thuật của MY4N: - Dòng điện định mức: 5A - Điện áp định mức 24V - Số chân 14 12 2.2 Công tắc hành trình omron V-156-1c25.8 Thông số và cấu tạo của công tắc hành trình omron V-156-1c25. Thông số của công tắc hành trình: - Điện áp định mức: 220V - Dòng điện định mức: 15A - Tiếp điểm 1NO , 1NC - Kiểu công tắc: con lăn Trượt 13 2.9 Nút nhấn đèn báo xanh (LA19-11D) và đỏ (LA38-11BN) Thông số kĩ thuật của 2 nút nhấn. • Nút nhấn màu xanh ( LA19-11D) - Dòng điện định mức 5A - Điện áp định mức 380V • Nút nhấn màu đỏ (LA38-11BN) - Dòng điện định mức 10A - Điện áp định mức 380V 2. Chọn công tắc xoay.10 Công tắc xoay LA38-11X21 14 Thông số kĩ thuật của công tắc xoay LA38-11X21 - Điện áp định mức 440V - Dòng điện định mức 10A - 2 tiếp điểm 1NO và 1N 2.11 CB Chint NXB-63 Hình 2.12 Thông số của MCB của hãng Chint Thông số thiết bị: - Mã sản phẩm: NXB-63-C10 - Dòng điện định mức: 10A 15 - Điện áp định mức: 220V - Số cực: 2 cực - Dòng ngắn mạch Icu: 6kA - dòng cắt: 6kA 2.
Chọn dây dẫn Hình 2.