THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY TRỤC
LỜI MỞ ĐẦU
- Máy trục là một trong những loại máy nâng chuyển hàng hóa theo một chu
kỳ nhất định. Đây là nhóm máy chủ yếu trong các loại máy nâng, máy vận chuyển
hàng hóa, chiếm một tỉ trọng khá lớn và được ứng dụng ở nhiều ngành sản xuất
hàng hóa. Loại máy này thường để nâng chuyển hàng hóa theo phương thẳng
đứng.
- Vai trò của máy trục :
+ Tăng năng suất lao động.
+ Giảm lao động thủ công.
+ Góp phần hạ giá thành vận chuyển hàng hóa, đặc biệt ở các bến cảng giúp
cho việc quay nhanh các chu kì vận chuyển hàng hóa ở các đội tàu.
+ Sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực sản xuất, giao thông, xây dựng, du
lịch, khai khoáng, các xí nghiệp…
- Máy và các thiết bị nâng đơn giản chỉ có một chuyển động nâng hạ như: tời,
kích, bàn nâng, sàn thao tác…
- Loại có hai chuyển động trở nên gọi là cần trục. Ngoài ra còn có máy nâng
chuyên dùng khác như: thang máy, giằng tải.Theo cấu tạo và nguyên tắc hoạt
động chia cần trục làm các loại sau :
+ Cầu trục.
+ Cổng trục.
+ Cần trục tháp.
+ Cần trục quay di động ( cần trục ô tô, bánh lốp, bánh xích ).
+ Cần trục cột buồm và cần trục cột quay.
+ Cần trục chân đế và cần trục nổi.
+ Cần trục cáp.
Lê Viết Quyền_MXD51ĐH Trang : 1
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY TRỤC
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CẦN TRỤC CHÂN ĐẾ
Cần trục chân đế là loại cần trục có cần quay toàn vòng di chuyển trên đường
ray. Loại cần trục này được sử dụng phổ biến ở các cảng sông , cảng biển và trong

các nhà máy.
Cần trục chân đế thường được sử dụng để xếp dỡ các loại hàng như: hàng rời,
hàng bao kiện, hàng cơ khí hàng quặng…Cần trục chân đế sử dụng các công cụ
mang hàng như : gầu ngoạm, móc đơn, móc kép và các loại công cụ khác để xếp
dỡ hàng hóa.
Cần trục chân đế là loại cần trục có phần quay được đặt trên chân đỡ cao gồm 4
chân, di chuyển trên đường ray nhờ các cụm bánh xe chuyển động. Loại cần trục
này có sức nâng nhỏ và trung bình, thường là từ 3 đến 40 tấn, đặc biệt một số loại
có sức nâng có thể tới 100 tấn .
- Tầm với thường từ 8÷32m
- Chiều cao nâng hàng từ 18÷25m
- Chiều sâu hạ hàng từ 18÷20m
Cần trục chân đế sử dụng phổ biến ở tuyến tiền phương của cảng, một số loại
cần trục chân đế có sức nâng nhỏ được sử dụng để xếp dỡ hàng hóa ở tuyến hậu
phương của cảng. Cần trục chân đế có đặc điểm là tầm với và chiều cao nâng lớn,
khi thay đổi tầm với có mang hàng di chuyển trong mặt phẳng ngang rất thích hợp
cho việc dỡ hàng hóa từ tàu lên bờ và ngược lại. Cần trục chân đế có năng suất vận
chuyển khá lớn, có thể tới hàng ngàn T/h. Trong các nhà máy đóng tàu cần trục
chân đế được sử dụng trong công việc sửa chữa, lắp ráp và đóng mới. Cần trục
Tukan có nhiều tính năng mới và các thiết bị an toàn, nó sử dụng cột quay làm thiết
bị đỡ quay.
Lê Viết Quyền_MXD51ĐH Trang : 2
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY TRỤC
CẤU TẠO CHUNG CỦA CẦN TRỤC CHÂN ĐẾ TUKAN
25000
30000
17500
11500
5750
13

9
10
8
6
7
5
43
2
1
• Thông số kĩ thuật
+ Sức nâng :
. Sử dụng gầu ngoạm : Q = 38 T khi R = 8 30 m
. Bốc xếp hàng bách hóa : Q = 40 T khi R = 8 30 m
+ Chiều cao nâng hàng : 25 m ( tấm móc cầu )
20 m ( gầu ngoạm )
Lê Viết Quyền_MXD51ĐH Trang : 3
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY TRỤC
+ Chiều sâu hạ hàng : 12 m ( tấm móc cầu và gầu ngoạm )
+ Trọng lượng cần trục : 375 T
+ Vận tốc nâng hạ : v = 45 ( gầu ngoạm )
v = 25 ( hàng bách hóa )
+ Vận tốc thay đổi tầm với : v = 40
+ Vận tốc quay : v = 1
• Các bộ phận chính của cần trục Tukan
1. Cơ cấu nâng hạ
2. Cơ cấu quay với vòng quay dạng ổ đũa
3. Cơ cấu thay đổi tầm với
4. Cơ cấu di chuyển
5. Bố trí tang cáp
6. Chân đế, cầu thang và sàn nghỉ

7. Tháp cầu với cầu thang sàn nghỉ
8. Gót cần
9. Thanh giằng
10. Cần
11. Khung chữ A với cầu thang sàn nghỉ
12. Buồng máy và buồng điện
13. Buồng lái
14. Hệ thống puli cáp với khớp nối
15. Tang cáp động cơ
16. Đối trọng
• Cấu tạo chung của cần trục chân đế Tukan
+ Cơ cấu nâng
+ Cơ cấu thay đổi tầm với
+ Cơ cấu quay
+ Cơ cấu nâng hạ cần
Cần trục Tukan dẫn động bằng điện và di chuyển trên ray bằng cơ cấu di chuyển.
• Cần trục Tukan có một số đặc điểm :
Lê Viết Quyền_MXD51ĐH Trang : 4
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY TRỤC
- Trọng tâm bố trí lệch tâm về phía cầu tàu do đó làm tăng khả năng vươn
xa của cần trục, hệ thống điều khiển tự động hoàn toàn
- Cơ cấu nâng của cần trục có bố trí hai tời nâng hạ do đó cần trục có thể
làm việc với các thiết bị mang hàng là móc câu, gầu ngoạm hay khung cẩu
container.
- Cơ cấu di chuyển sử dụng kiểu truyền động riêng với 4 cụm bánh xe.
Trong hệ truyền động của cơ cấu không sử dụng phanh. Việc dừng cần trục sử
dụng kiểu hãm động năng điện.
- Cơ cấu thay đổi tầm với sử dụng kiểu thanh răng bánh răng ăn khớp để
thay đổi tầm với của cần.
- Cơ cấu quay sử dụng 2 bộ truyên động như nhau đặt vuông góc với nhau,

bộ truyền động hở sử dụng cặp bánh răng hành tinh ăn khớp với vành răng cố định.
Thiết bị đỡ quay sử dụng ổ bi đỡ trụ có kết cấu đơn giản và gọn nhẹ với 1 vành
răng.
CƠ CẤU NÂNG
1. Công dụng và đặc điểm
1.1 . Công dụng
Cơ cấu nâng để nâng hạ hàng theo phương thẳng đứng. Cơ cấu nâng có thể
là một bộ phận máy hoặc là một máy độc lập.
1.2 . Đặc điểm
Cơ cấu nâng được dùng phổ biến là tời cáp và tang cuốn cáp. Cơ cấu nâng
của cần trục chân đế Tukan dùng tời cáp và tang cuốn cáp.
+ Động cơ 3 pha được gắn với hộp số bằng một cấu trúc phụ và nối với trục
thứ nhất của hộp số bằng bulông co giãn. Động cơ được trang bị một bộ
truyền xung và một công tắc li tâm. Công tắc li tâm có tác dụng ghi và giám
sát tốc độ động cơ
+ Phanh đĩa có chức năng như một phanh thường đóng, hoặc phanh hãm
khẩn cấp nhờ một lò xo phanh có thể điều chỉnh được và nâng lên bằng một
thiết bị nâng phanh thủy lực.
+ Công tắc hạn vị để giới hạn độ cao nâng và độ sâu nâng của cần cẩu.
+ Tang cáp được đỡ bởi hai khối đệm và toàn bộ khối truyền động bao gồm:
hộp số, động cơ, phanh.
Lê Viết Quyền_MXD51ĐH Trang : 5
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY TRỤC
+ Phần đuôi hộp số đè lên cụm lò xo giảm chấn tiếp giáp sàn công tác nhằm
tạo điểm tựa an toàn cho khối truyền động.
+ Tại các puli cáp có các trục từ trên lò xo nhằm đảm bảo cuộn cáp an toàn
trong trường hợp cáp trùng.
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG
CẦN TRỤC CHÂN ĐẾ TUKAN: Q = 40 T, R = 32 m
1. Lựa chọn hệ thống, sơ đồ truyền động của cơ cấu, thiết bị mang hàng và

sơ đồ mắc cáp.
1.1 . Lựa chọn hệ thống truyền động
Cần trục chân đế nhằm phục vụ cho các quá trình xếp dỡ chủ yếu ở các cảng
biển, nó làm nhiệm vụ xếp dỡ hàng phục vụ tuyến tiền phương và hậu phương
trong nội bộ các cảng.
Cần trục phải được chế tạo với kiểu hệ thống giằng cần kiểu thanh giằng cứng
với các khớp nối có khoảng cách với kết cấu tàu và đảm bảo cho khai thác hai làn
đường sắt thông qua trong khoảng không gian giữa hai chân cổng và thiết bị chịu
tải phải được chế tạo chắc chắn, chịu được lực làm việc nặng (có tính đến tải trọng
gió), lực tăng tốc và chịu được điều kiện gió bão.
Theo tất cả các điều kiện làm việc, các thao tác chuyển động của cần cẩu phải
thực hiện một cách trơn tru, không giật cục hay rung lắc.
Để nghiên cứu và đáp ứng quá trình trên ta chọn phương án thiết kế theo mẫu
cần trục chân đế Tukan là thích hợp.
1.2 . Thông số tính toán và sơ đồ truyền động của cơ cấu :
• Thông số tính toán
+ Sức nâng định mức : Q
max
= 40 T = 392400 ( N )
+ Vận tốc nâng hạ : V
n
= 45
+ Chiều cao nâng hàng : H = 25 ( m )
+ Chiều sâu hạ hàng : h = -12 ( m )
Lê Viết Quyền_MXD51ĐH Trang : 6
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY TRỤC
• Sơ đồ truyền động của cơ cấu
+ Cơ cấu nâng cần trục chân đến thuộc loại cơ cấu dẫn động bằng điện, nó
phải đàm bảo độ an toàn, độ tin cậy, độ ổn định cao khi làm việc, được chế tạo với
chất lượng tốt.

Các yêu cầu này được phản ánh qua kết cấu cụ thể của các bộ phận trong cơ cấu
được chọn như sau :
Hình vẽ :
1- Động cơ điện
2- Khớp nối
3- Hộp giảm tốc
4- Phanh
5- Tang trống
Các bộ phận chính của cơ cấu nâng như hộp giảm tốc, động cơ điện đã được
chế tạo thành các thiết bị hoàn chỉnh.
Để đảm bảo an toàn cho cơ cấu khi làm việc ta dùng phanh. An toàn nhất là đặt
phanh nơi tang nhưng do vị trí cơ cấu nên ta chọn đặt phanh tại vị trí khớp nối giữa
hộp giảm tốc và động cơ điện là loại phanh thường đóng . Trong cơ cấu nâng ta sử
dụng loại tang kép có xẻ rãnh, loại này chịu nén tốt hơn tang trơn và có độ mòn
cáp nhỏ hơn.
Các ổ trục dùng ổ lăn được che kín, bôi trơn đầy đủ
Hoạt động của cơ cấu: Khi dòng điện chạy vào động cơ nam châm điện mở
phanh cho cơ cấu hoạt động. Động cơ hoạt động làm quay tang nâng hàng, động cơ
điện hoạt động nhờ lưới điện công nghiệp, khi hạ hàng chỉ cần đảo pha.
1.3 . Hình vẽ sơ đồ mắc cáp .
Lê Viết Quyền_MXD51ĐH Trang : 7
THIT K MễN HC MY TRC
Theo sơ đồ này cơ cấu gồm có động cơ điện 1 đợc nối với hộp giảm tốc 3
bằng khớp vòng đàn hồi và phanh 2.tang cuốn cáp 4 đợc nối với trục ra của hộp
giảm tốc.Dây cáp đợc quấn qua tang 4 và đợc vòng qua các khối puly 5 và 6.
Cần trục có độ cao lớn ,khối lợng phần quay lớn do đó việc bố trí các cơ cấu
đòi hỏi tính hợp lí rất cao để ổn định tốt khi quay. Với chiều cao nâng
hàng lớn làm lợng cáp quấn vào tang rất lớn, đây là cần trục sử dụng hệ cần
cân bằng dùng palăng cáp nên việc đảm bảo cho hàng di chuyển theo phơng
nằm ngang đòi hỏi hệ thống cáp quấn vào và nhả ra khỏi tang phải nhịp

nhàng, vậy ở đây ta sẽ dùng tang xẻ rãnh kể cả tang của cơ cấu thay đỏi tầm
với
2. Tớnh ch lm vic thộp sc nõng
- H s s dng theo sc nõng
K
Q
= = = 0,5
- H s s dng trong nm : K
n
= 0,35
- H s s dng trong ngy : K
ng
= 0,583
Lờ Vit Quyn_MXD51H Trang : 8
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY TRỤC
- Nhiệt độ môi trường xung quanh :
- Cường độ làm việc của cơ cấu : CĐ% = . 100%
t - thời gian làm việc của cơ cấu nâng trong một chu kì.
- thời gian làm việc của chu kì.
Chu kì làm việc của cơ cấu bao gồm: di chuyển đến mã hàng, hàng móc xuống
mã hàng, nâng hàng di chuyển đến vị trí dỡ hàng, hạ hàng tháo móc sau đó nâng
móc lên vị trí chờ.
Vậy thời gian làm việc của cơ cấu nâng trong một chu kì là thời gian hạ móc
xuống nâng hàng, hạ hàng nâng móc lên vị trí chờ.
CĐ% = 25 %. Tra bảng 1.2 được chế độ làm việc của máy là ở chế độ làm việc
trung bình .
Số lần mở máy : m = 120
3. Tính chọn thiết bị mang hàng.
3.1 . Tính lực căng cáp và chọn cáp nâng.
- Dựa theo sơ đồ mắc cáp đã chọn . Để đảm bảo khả năng chịu tải của cáp

khi thiết kế, tính toán chọn theo lực kéo đứt cáp
- Điều kiện chọn cáp :
S
đ
≥ n.S
max
Trong đó : + S
đ
: lực đứt cáp theo bảng tiêu chuẩn ( N )
+ S
max
: lực căng tính toán lớn nhất của dây cáp ( N )
+ n : hệ số an toàn lấy theo bảng 2.2, phụ thuộc vào các loại
máy và chế độ làm việc.
Chọn n = 5,5
- Chọn cáp :
Lê Viết Quyền_MXD51ĐH Trang : 9
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY TRỤC
Trong trường hợp 2 tang làm việc đồng thời và cơ cấu làm việc với sức nâng
tối đa : S
max
= =

Với : Q
max
= 40 T = 392400 ( N )
a = 2 : bội suất palang
: hiệu suất từng puli
= 0,98 tra bảng 2.5
t : số ròng rọc đổi hướng không tham gia vào tạo bội suất palang

t = 12
m : số nhánh dây quấn lên tang ; m = 4
S
max
= = 63138 ( N )
S
đ
= 5,5.631138 = 3471259 ( N )
Dựa vào S
đ
ta tra bảng , chọn cáp bện kép, loại ПT-P cấu tạo 6x19 ( 1+6 +6 )x6
+ 1 lõi theo TOCT 2688-69
ĐK cáp : d
c
= 28 mm
Giới hạn bền của sợi : = 1400 ( )
Lực kéo đứt cho phép : [ S
đ
] = 354000 ( N )
3.2 . Tính chọn puli
- Puli dùng để kéo chuyển hướng dây cáp, giảm hoặc tăng tốc độ hạ vật
- Trong cơ cấu nâng gồm một số puli dẫn hướng đặt cố định, kết cấu của
puil phải đảm bảo cho cáp khi làm việc không bị tuột ra khỏi rãnh của nó,
không bị uốn nhiều và mài mòn nhanh.
- Cấu tạo : Tròn có rãnh được lắp trên trục với vòng bi được đúc bằng
gang.
- Puli được tiêu chuẩn hóa kích thước nên chọn nhờ vào đường kính cáp
Lê Viết Quyền_MXD51ĐH Trang : 10
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY TRỤC
Áp dụng công thức : D

p
≥ d
c
.( e -1 )
Trong đó : D
p
- đường kính puli
d
c
- đường kính cáp ; d
c
= 28 ( mm )
e - hệ số phụ thuộc loại máy, truyền động của cơ cấu và chế độ làm
việc của cơ cấu.
Theo bảng 2.7/ TTMNC : e = 2,5
Vậy : D
p
≥ 28.( 25 -1 ) = 672 ( mm )
=> Chọn : D
p
= 700 ( mm )
Trong cơ cấu có bố trí puli dàn cáp trên tang, do tính chất puli dàn hàng chịu tải
không lớn lắm ta có thể chọn lại puli có đường kính D = 250 ( mm )
3.3 . Tính trục và ổ trục puli
Hình vẽ :
Lê Viết Quyền_MXD51ĐH Trang : 11
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY TRỤC
Lê Viết Quyền_MXD51ĐH Trang : 12
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY TRỤC
Ta có : R

a
+ R
b
– 2 S
K
= 0
ΣM
B
= R
A
.AB – S
K
( BC+ BD ) = 0
Vậy : R
A
= S
K
()
R
B
= 2S
K
– R
A
⇒ S
K
= 63138 ( N )
⇒ R
A
= R

B
= 63138 ( N )
⇒ M
xc
= M
xd
= 3156900 ( Nmm )
Mặt cắt nguy hiểm là mặt cắt tại C, D với: N
xmax
= 3156900 (N) ; Q
y
= 63138 (N)
Mômen uốn gây ướng suất pháp : δ = =
D - đường kính trục
Trục đủ bền khi : δ [ δ ]
Vật liệu làm trục là thép 40 tôi cải thiện có δ = 67 ( )
Lê Viết Quyền_MXD51ĐH Trang : 13
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY TRỤC
Vậy δ = ≤ [ δ ]
⇒ D ≥ 77,8 ( mm )
Chọn D = 80 ( mm )
- Tính ổ trục puli
Theo khả năng tải động chống rỗ các bề mặt khi làm việc và khả năng tải tĩnh
nhằm trống biến dạng dư
+ Chọn ổ theo khả năng tải động
C
đ
= Q .
Trong đó : Q - tải trọng quy ước ( KN )
L - tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay

M = 3 : bậc của đường cong với ổ bi
L
h
- tuổi thọ của vòng bi tính bằng giờ
Tra bảng 11.2 có L
h
= 3.
L = L
h
= = 1,8 ( triệu vòng )
Với ổ bi đỡ : Q = ( X.V.F
r
+ V.F
a
) K
t
.K
đ
F
r
= 63138 ( N )
F
a
= 0 - tải trọng dọc trục.
V = 1 - hệ số kể đến vòng trong quay
X - hệ số tra theo bảng 11.4, có X = 1
K
t
- hệ số kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ K
t

= 1
K
đ
- hệ số kể dến đặc tính tải trọng . Theo bảng 11.3 có K
đ
= 1
Vậy Q = ( 1.1.63138 + 1.0 ). 1.1 = 63138 ( N ) = 63,138 ( KN )
C
đ
= 63,138 = 76.8 ( KN )
Ta chọn ổ theo mẫu kí hiệu CTR83 với :
d = 70 mm
D = 150 mm
C
đ
= 81,7 ( KN )
Lê Viết Quyền_MXD51ĐH Trang : 14
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY TRỤC
C
o
= 64,5 ( KN )
- Chọn ổ theo khả năng tải tĩnh :
Q
t
C
o

Q
t
= X

o
.F
r
= 0,5 . 63,138 = 31,569 ( KN )
⇒ Vậy ổ bi được chọn thỏa mãn điều kiện của puli
4. Tính tang
Xác định các thông số kích thước tang, tính trục ổ trục, thiết kế kẹp cáp, rải cáp
4.1 Xác định các thông số và kích thước tang
+ Sử dụng tang kép có xẻ rãnh, loại này có khả năng chịu nén tốt hơn tang trơn, độ
màu mòn cáp cũng nhỏ.
+ Xác định đường kính tang :
Đường kích cần thiết của tang theo đường kính trung bình của cáp thép chọn :
D
t
≥ d
c
( e – 1 )
d
c
= 28 ( mm )
e : hệ số đường kính tang ; e = 25 theo bảng TTMT 2.4
Vậy D
t
≥ 28( 25 -1) = 672 ( mm )
Chọn đường kính tang theo tiêu chuẩn : D
t
= 900 mm
+

Xác định chiều dài tang : chiều dài tính toán của tang phải thỏa mãn : khi hạ vật

xuống vị trí thấp nhất trên tang vẫn còn lại 1,5 vòng, không kể những vòng nằm
trong cặp.
+ Sơ đồ xác định chiều dài tang.
Hình vẽ :
Lê Viết Quyền_MXD51ĐH Trang : 15
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY TRỤC
Chiều dài tang được xác định theo : L
f
= 2 L
o
+ 2 L
1
+ L
3
Trong đó : L
1
– chiều dài tang để kẹp đầu cáp ;
L
1
= ( 3 ÷ 4 ) d
c

L
1
= 3,5 . 28 = 98 ( mm ) ; Chọn L
1
= 100 ( mm )
L
0
– chiều dài phần cắt rãnh trên tang

Z = Z
0
+ Z
1
Z
1
- số vòng cáp làm việc trên tang
Z
1
= = = 25,77 ( vòng )
Z
0
– số vòng cáp dự trữ không sử dụng đến ; Z
0
= 1,5
l – chiều dài có ích của cáp trên 1 nửa tang
l = H.a = ( H
h
+ h
h
) a = ( 25 + 12 ). 2 = 74 ( m )
t = 42 . Tra bảng 2.8 TTMT ; t – bước cáp
⇒ L
0
= ( 1,5 + 25 ). 42 = 1113 ( m )
L
3
– Phần giữa tang không cắt
L
3

= L
4
- 2 h
min
.tgα
Với: α = 6
o

Lê Viết Quyền_MXD51ĐH Trang : 16
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY TRỤC
h - Khoảng cách nhỏ nhất giữa trục puli cuối giằng và trục tang.
h = = = 5294,7 ( mm )
L
4
– khoảng cách giữa hai ròng rọc ngoài cùng ở ổ treo móc
L
4
= 1000 ( mm )
⇒ L
3
= ( 1000 – 2.5294,7 . tg6 ) = 112,99 ( mm )
Chọn L
3
= 113 ( mm )
Vậy L
t
= 2.1113 + 2.100 + 113 = 2539 ( mm )
Chọn L
t
= 2550 ( mm )

+ Chiều dày tang : Xác định chiều dày tang ta dùng công thức kinh nghiệm.
δ = 0,02.D
t
+ ( 6 ÷ 10 ) = 0,02.900 + 10 = 28 ( mm ).
Chọn δ = 28 mm
+ Tính toán sức bền tang :
Trong quá trình làm việc tang quấn cáp chịu uốn , xoắn , nén đồng thời nhưng :
= < 3 .
⇒ Ảnh hưởng của momen uốn và xoắn là không đáng kể, do vậy tang chịu nén
thuần túy.
Công thước tính chiều dày thành tang, tính theo nén : δ ≥
Trong đó : S – lực trong dây cáp ; S = 63138 ( N )
t – bước cáp trên tang ; t = 42
[δ]
n
= 100 ( ) – ứng suất nén cho phép của vật liệu gang
δ ≥ = 15 ( mm )
4.2 Tính toán trục tang
- Dựa vào tải trọng tác dụng lên thành tang của cáp nâng, trường hợp tính toán là
trường hợp với tải định mức và hàng ở vị trí thấp nhất. Căn cứ vào lực căng trên
các nhánh cáp cuối vào tang xác định được lực tác dụng vào trục tang.
Lê Viết Quyền_MXD51ĐH Trang : 17
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY TRỤC
- Trục tang thiết kế có công son một đầu liên kết với gối đỡ một đầu liên kết với
tang qua máy. Coi tang là dầm đơn giản.
Hình vẽ
1220
Φ
95
Φ

80
6
6
G
j
«
6
h
20
Φ
92
115
200
Φ
510
16
958
Φ
95
j
6
G
6
Φ
80
6
h
«
AD = 2600 mm – khoảng cách giữa hai ổ trục của tang
AB = 484 mm – khoảng cách từ ổ trục đến nhánh cáp

CD = 163 mm – khi hàng ở vị trí thấp nhất
BC = 1953 mm
S
k
– lực căng cáp ; S
k
= 63138 N ; S
max
= S
k
= 63138 ( N )
R
A
= = = 55342,9 ( N )
R
D
= 2S
K
- R
A
= 2 . 63138 – 55342,9 = 70933,1 ( N )
M
xB
= R
A
.484 = 55342,9 . 484 = 2678596,6 ( Nmm )
M
xC
= R
D

.163 = 70933,1 . 163 = 11562095,3 ( Nmm )
Lê Viết Quyền_MXD51ĐH Trang : 18
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY TRỤC
Q
yA
= R
A
= 55342,9 ( N )
Q
yB
= Q
yC
= R
A
- S
K
= 55342,9 – 63138 = - 79795,1 ( N )

Q
yD
= - R
A
= - 70933,1 ( N )
Ta thấy mặt cắt nguy hiểm làm mặt cắt B-B với :
M
xmax
= 26785963,6 Nmm
Q
ymax
= 63138 N

δ = = = 39,05 ( )
Trục làm bằng thép 45 – tôi cải thiệt có [δ] = 67 ( )
⇒ Kết luận : Trục đủ bền
4.3. Tính ổ trục
+ Theo khả năng tải động nhằm chống rỗ các bề mặt khi làm việc và khả năng tải
tĩnh nhằm phòng biến dạng dư
+ Chọn ổ theo khả năng tải động : C
đ
= Q .
Trong đó Q – tải trọng quy ước ( KN )
L – tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay
m – bậc của đường cong mỏi ; m = 3
L
h
- tuổi thọ của ổ bi tính bằng giờ
L
h
= 3. ( tra bảng 11.2 )
L = = = 1,8 ( triệu vòng )
Với ổ bi đỡ : Q = ( X.V.F
r
+ Y.F
a
) K
t
. K
đ

F
r

= 63138 ( N )
F
a
– Tải trọng dọc trục ; F
a
= 0
V – Hệ số kể đến vòng quay trong
X – Hệ số tra bảng 11.4 ; X = 1
K
t
= 1 ; K
đ
= 1
Lê Viết Quyền_MXD51ĐH Trang : 19
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY TRỤC
Vậy Q = ( 1.1.6318 + 0 ) .1.1 = 63138 ( N ) = 63,138 ( KN )
C
đ
= 63,138 . = 76,8 ( KN )
Chọn ổ theo máy mẫu :

d = 100 ( mm )
D = 215 ( mm )
C
đ
= 136 ( KN )
C
0
= 133 ( KN )
+ Chọn ổ theo khả năng tải tĩnh : Q

t
≤ C
0
Q
t
= X
0
. F
t
= 0,5 . 63,138 = 31,569 ( KN )
Ta thấy : Q
t
= 31,569 < C
0
= 133 ( KN )
⇒ Ổ bi đã thỏa mãn điều kiện của puli
3.4 . Tính toán thiết bị kẹp cáp
Lê Viết Quyền_MXD51ĐH Trang : 20
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY TRỤC
+ Chọn thiết bị kẹp cáp là tấm kẹp có rãnh
Lực căng của dây cáp lúc kẹp vàn tang : S =
Trong đó : S
t
– lực căng làm việc lớn nhất trong cáp ; S
t
=63138 ( N )
μ – Hệ số ma sát giữa dây cáp vào tang ; μ = 0,12
α – Góc ôm tang bằng những vòng cáp dự trữ ; α = 4П
Vậy S = = = 14074,6 ( N )
+ Lực kéo tác dụng trên một bulông : N =

Trong đó : Z – số bulông ở tấm kẹp ; Z = 2
μ
1
– hệ số quy đổi giữa dây cáp và tấm kẹp rãnh tròn
μ = μ
1
= 0,12
α
1
– góc ôm tang bằng vòng cáp kẹp ; α
1
= 2.П
N = = 9404,12 ( N )
Vậy lực uốn ở mỗi bulông : T = μ
1
. N = 0,12 . 9404,12 = 1128,49 ( N )
4.5. Thiết bị rải cáp
Lê Viết Quyền_MXD51ĐH Trang : 21
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY TRỤC
+ Do thiết bị rải cáp chịu lực rất nhỏ, chỉ làm nhiệm vụ dàn đều cáp bằng một puli
dàn cáp, ta có thẻ chọn puli đó có đường kính D = 200 mm. Trục puli có đường
kính d = 40 mm
5.Tính chọn động cơ, hộp giảm tốc
5.1. Tính chọn động cơ
- Ta tính chọn động cơ trong hai trường hợp :
+ Hai tang làm việc đồng thời với toàn bộ tải
+ Hai tang làm việc trên hai động cơ tạo hai hệ thống nâng.
- Tính công suất tĩnh của động cơ – cơ cấu nâng hàng
Theo CT2.78 TTMT : N =
Trong đó : Q – sức nâng định mức ; Q = = 196200 ( N )

V
n
– vận tóc nâng ; V
n
= 0,75 ( )
η – hiệu suất của cơ cấu nâng , Tra bảng 1.9 TTMT được η = 0,85
- Vì dùng động cơ do đó công suất thực tế của động cơ : N
tt
= 0,5 . N
với N = = 173,11 ( KW )
⇒ N
tt
= 173,11 . 0,5 = 86,5 ( KN )
Vậy chọn động cơ theo mẫu loại MTB 512-8
Với N
đc
= 100 ( KN )
(GD)
2
= 10,25 ( kg/mm
2
)
Sử dụng dòng điện 3 pha : f = 50Hz , W = 960 KG ; n = 1745 v/p
Lê Viết Quyền_MXD51ĐH Trang : 22
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY TRỤC
5.2. Tính chọn hộp giảm tốc, xác định vận tốc nâng trục
- Tính chọn HGT: dựa vào tỉ số truyền chung của bộ truyền từ trục động cơ đến
trục tang : i = n
đc
/n

t
Trong đó : n
đc
= 1745 v/p – số vòng quay danh nghĩa của động cơ
n
t
– số vòng quay của tang ; n
t
= = = 31,83 ( v/p )
- Căn cứ vào tỉ số truyền và công suất phía truyền 100 KW ta chọn Ц
2
- 500.
+ Trọng lượng : G = 1500 kg
+ Số vòng quay trục vào : n = 1745 ( v/p )
+ Tỉ số truyền i = 50,94
+ Công suất P = 100 ( KW )
+ Vận tốc nâng thực của cơ cấu : V
t
= = = 44 ( v/p )
Lê Viết Quyền_MXD51ĐH Trang : 23
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY TRỤC
5.3. Kiểm tra động cơ
- Động cơ điện của cơ cấu nâng đã chọn được kiểm tra theo điều kiện quá tải, thời
gian khởi động và điều khiển phát nhiệt tính theo vận tốc nâng thực tế của cơ cấu
5.3.1. Kiểm tra theo thời gian khởi động- khi tải lớn nhất tác dụng
t
Kđ
=
Trong đó : GD = 10,25 ( )
n = 1745 v/p – số vòng quay của trục động cơ

M
d
– momen dư của động cơ ; M
đ
= M
kđtb
– M
t
M
kđtb
– momen khởi động trung bình của động cơ

+ Đối với động cơ lồng sóc : M
kđtb
= 0,85
2
. . M
đm
M
đm
– momen định mức của động cơ
M
đm
= . 9550 = = 602 ( Nm )
φ
kđ
– hệ số momen mở máy của động cơ
Lê Viết Quyền_MXD51ĐH Trang : 24
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY TRỤC
Tra theo số liệu động cơ ta được φ

kđ
= 1,1
φ
max
– hệ số momen lớn nhất của động cơ
max
= 1,25
0,85
2
– hệ số tính đến khả năng làm việc khi điệp áp đạt 85% định mức
Khi đó : M
kđtb
= 0,85
2
. . 602 = 551 ( Nm )
M
t
– momen cản tĩnh của cơ cấu trên trục đó ; khi nâng M
t
lớn
+ Khi nâng hàng : M
t
=
+ Khi hạ hàng : M
t
=
Q
đm
= 392400 ( N )
S

t1
= = 63138 ( N )
Kiểm tra thời gian khởi động : M
t
= = 501 ( Nm )
⇒ M
đ
= 511 – 501 = 10 ( Nm )
t
Kđ
= = 4,76 ( s ) > 0 ( s )
Vậy thỏa mãn điều kiện thời gian mở máy
Ta chọn đồ thị gia tải trung bình được xác định theo cơ sở kinh doanh cần trục
5.3.2. Kiểm tra điều kiện phát nhiệt
- Theo sơ đồ gia tải cơ cấu nâng khi Q = Q
m
thì St
1
= 63138 ( N )
Thời gian khởi động của động cơ khi nâng hàng, thì tính theo công thức
1.41/18TTMNC : T
Kđ
= +
Trong đó : Σ(GD)
2
= 10,25 kg/m
2
– tổng monen quán tính của các CTM
n = 1745 v/p – tốc độ vòng quay động cơ
Q = 196200 N – sức nâng định mức

v = 0,73 m/s – tốc độ nâng
Lê Viết Quyền_MXD51ĐH Trang : 25