CÔNG TRÌNH THỦY LỢI - MÁY ĐÓNG MỞ KIỂU VÍT
YÊU CẦU KỸ THUẬT TRONG THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, LẮP ĐẶT, NGHIỆM THU
Hydraulics structures - Technical requirements operating screw mechanism designing, manufacturing,acceptance, transfer
Lời nói đầu
TCVN 8301 : 2009 được chuyển đổi từ 14 TCN 190 : 2006 theo quy định tại khoản 1 điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm a, khoản 1 điều 7 của Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 01 tháng 8 năm 2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật.TCVN 8301 : 2009 do Trung tâm Khoa học và Triển khai kỹ thuật thủy lợi thuộc trường Đại học Thủy lợi biên soạn, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.1. Phạm vi áp dụng1.1 Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu về thiết kế, chế tạo, lắp đặt, nghiệm thu, bàn giao các máy đóng mở kiểu vít dùng để nâng cửa van trong các công trình thuỷ lợi, thuỷ điện, giao thông, cải tạo môi trường.1.2 Tiêu chuẩn này áp dụng cho các máy đóng mở kiểu vít thuộc mọi loại hình: chế tạo mới, sửa chữa, phục hồi, nâng cấp hoặc mở rộng.1.3 Khi nghiên cứu, thiết kế, chế tạo, lắp đặt, ngoài việc tuân theo những quy định trong tiêu chuẩn này còn phải tuân thủ các tiêu chuẩn hiện hành khác có liên quan.2. Thuật ngữ và định nghĩa2.1 Máy đóng mở kiểu vít (Operating screw mechanism)Thiết bị cơ khí thuỷ công dựa trên nguyên lý truyền động vít - đai ốc. Đai ốc quay tại chỗ làm trục vít chuyển động tịnh tiến kéo cửa van lên hoặc xuống theo phương dọc trục.2.2 Lực đóng mở (Power of press and lift)Lực thắng được lực cản lớn nhất, được xác định ở vị trí bất lợi nhất khi đóng hoặc mở cửa van.2.3 Máy đóng mở kiểu vít quay tay (Screw mechanism operated by hand)Máy đóng mở được dẫn động bằng tay quay.2.4 Máy đóng mở kiểu vít chạy bằng điện (Screw mechanism operated by electric power)Máy đóng mở được dẫn động bằng động cơ điện. 2.5 Nguồn động lực (transfer element)Nguồn động lựchay bộ phận truyền lực là động cơ điện hoặc quay tay.2.6 Hộp giảm tốc (Gear box)Bộ phận truyền động từ nguồn động lực đến vít me.2.7 Hộp chịu lực (Carrier-box)Bộ phận truyền chuyển động quay từ hộp giảm tốc thành chuyển động tịnh tiến của trục vít và truyền tải trọng đóng mở xuống nền. Hộp chịu lực còn gọi là giá đỡ hoặc thân máy, hoặc saxi máy đóng mở.2.8 Trục vít (Ballscrews)Trục có ren chuyển động tịnh tiến làm nhiệm vụ đóng mở cửa van.2.9 Bộ phận chỉ thị và hạn chế hành trình (Indicator odometer)Cơ cấu báo độ mở và cho phép cửa van đóng mở trong khoảng hành trình đã xác định trước. 2.10 Hạn chế mômen quá tải (Overload momentum protection)Cơ cấu ngắt nguồn điện động cơ khi mô men cản lớn hơn mômen tải động cơ một giá trị nhất định, nhằm bảo vệ an toàn cho máy.3. Ký hiệuMáy đóng mở kiểu vít được ký hiệu là QVĐn.trong đó: Q là trị số biểu thị lực đóng mở của máy đóng mở, tấn; V là kiểu máy đóng mở trục vít - đai ốc; Đ là biểu thị máy đóng mở chạy điện và cả quay tay; n là biểu thị số trục vít - đai ốc; n có giá trị là 1 hoặc 2.VÍ DỤ: Máy 10VĐ1 là loại máy đóng mở kiểu trục vít – đai ốc có lực đóng mở 10 tấn, chạy điện (kết hợp quay tay khi không có điện), có 01 trục vít – đai ốc.4 Yêu cầu chung4.1 Máy đóng mở chạy điện phải có bộ phận quay tay khi mất điện và phải có các tiếp điểm hành trình (tiếp điểm cuối) để tác động dừng đóng (hoặc mở) cửa khi cửa van đóng (mở) hoàn toàn.4.2 Các động cơ của máy đóng mở kiểu vít làm việc tới 40 % mômen xoắn yêu cầu. Động cơ chế tạo theo tiêu chuẩn IEC 34, có thể làm việc khi điện áp lưới thay đổi trong phạm vi ±10 %so với điện áp định mức. Động cơ đặt ngoài trời phải có vỏ bảo vệ cấp IP54. 4.3 Động cơ phải có hộp che để tránh các tác động xấu của môi trường và được trang bị các bảo vệ sau:- Bảo vệ chống quá tải;- Bảo vệ chống ngắn mạch;- Bảo vệ chống quá điện áp;- Bảo vệ chống kém áp;- Bảo vệ chống mất pha;- Bảo vệ chống kẹt rô to.5. Yêu cầu về vật liệu5.1 Khi thiết kế cần phải lựa chọn các loại vật liệu đã được tiêu chuẩn hoá.5.2 Phải ghi rõ và đầy đủ trong bản vẽ chế tạo hoặc trong yêu cầu kỹ thuật các loại vật liệu dùng để chế tạo các chi tiết, các bộ phận của máy.5.3 Vật liệu trước khi đưa ra chế tạo các bộ phận chịu lực chính như trục, gối đỡ, hộp chịu lực, bánh răng, khớp nối, vít ... phải có nhãn mác theo quy định, chứng chỉ của nhà sản xuất, nguồn gốc xuất xứ rõ ràng, nếu không phải lấy mẫu để kiểm tra tại các phòng thí nghiệm hợp chuẩn. Vật liệu được sử dụng phải theo đúng chỉ dẫn trong các bản vẽ thiết kế chế tạo. 5.4 Trước khi sử dụng, thép phải được nắn thẳng, phẳng và được làm sạch gỉ, dầu mỡ.5.5 Que hàn phải có nhãn mác, xuất xứ rõ ràng, đảm bảo chất lượng, các chỉ tiêu phù hợp với loại thép hàn và bản vẽ thiết kế, đảm bảo tính chất cơ lý và được bảo quản theo quy định.5.6 Vật liệu sơn phủ, bảo vệ bề mặt làm việc và tiếp xúc môi trường phải được lựa chọn theo đúng yêu cầu kỹ thuật của thiết kế, đảm bảo chất lượng và yêu cầu kỹ thuật. Vật liệu sơn phủ phải được ghi đầy đủ nhãn mác, hạn sử dụng, tính chất hoá lý rõ ràng. Không được sử dụng các loại sơn phủ tự pha chế chưa được công nhận hay loại sơn phủ không rõ nguồn gốc.5.7 Vật liệu gioăng chặn dầu mỡ phải được sản xuất tại cơ sở chuyên ngành, có chứng chỉ về các chỉ tiêu cơ lý, hoá học bảo đảm khả năng làm việc ở môi trường khắc nghiệt.5.8 Vật liệu chế tạo các bộ phận máy tham khảo Phụ lục A.6. Yêu cầu về thiết kế6.1 Lựa chọn các thông số của máyCác thông số sau đây của máy đóng mở kiểu vít bắt buộc phải lựa chọn trước khi thiết kế máy: a) Lực đóng mở Q, kN hoặc N;b) Hành trình đóng mở Lmax, m;c) Thời gian đóng mở bằng điện Tđ, min;d) Thời gian đóng mở bằng quay tay Tqt, min;e) Chế độ làm việc.6.2 Tính toán chọn động cơ và phân bố tỷ số truyềnSau khi lập sơ đồ truyền động của máy (Hình A.1; Phụ lục A) tiến hành chọn công suất động cơ và tỷ số truyền của máy.6.3 Chọn công suất động cơCông suất động cơ (Nđc) phải thoả mãn điều kiện : Nđc ³ Ncttrong đó: Nct là công suất tính toán, kW ;Q là lực đóng mở, kN;v là tốc độ đóng mở của van, mm/s;Hmax là chiều sâu nước lớn nhất trước của van, mm;T là thời gian đóng mở cửa van, s;åhlà hiệu suất truyền động;h1 là hiệu suất của bộ truyền động trục vít – bánh vít:= 0,75 với trục vít 1 đầu mối;= 0,75 với trục vít 2 đầu mối; là hiệu suất của cặp bánh răng thẳng với n số cặp bánh răng;là hiệu suất bộ truyền bánh răng côn;là hiệu suất bộ truyền trục vít-đai ốc;là hiệu suất của cặp ổ lăn với n số cặp ổ lăn.6.4 Xác định tỷ số truyền động và phân phối tỷ số truyền của máy6.4.1 Tỷ số truyền động khi chạy điện áp dụng công thức (4)trong đó:Mđ/ô là mô men cần thiết khi quay đai ốc trên trục vít me; Mqt là mô men trên trục tay quay;P là lực một người;r là bán kính tay quay;m là số người;k là hệ số quay không đều.Tỷ số truyền động đóng mở bằng quay tay tăng lên tỷ lệ thuận theo lực nâng, được chọn theo Bảng 2Bảng 2 - Tỷ số truyền động tăng theo lực nâng
Q, kN | £ 2 | 3 | 5 | 8 | 10 | 20 | ³ 30 |
iqt | 2 | 3 | 6 | 6 | 8 | 14 | 70 |
7.1.2 Gia công kết cấu thép
7.1.2.1 Dụng cụ đo lường kết cấu phải dùng gồm thước lá, thước góc, thước cuộn bằng kim loại có độ chính xác cấp 2, theo tiêu chuẩn liên quan.7.1.2.2 Công tác chuẩn bị vật liệu thực hiện theo yêu cầu sau:a) Nắn và uốn thẳng thép trước khi gia công tránh tạo vết xước, vết lõm, khuyết tật khác trên bề mặt;b) Khi cắt thép để gia công cấu kiện cần xác định rõ công nghệ chế tạo để tính độ dư gia công do co ngót khi hàn và lắp ráp;c) Khi lấy dấu thủ công chỉ được sử dụng mũi vạch và con tu.7.1.2.3 Cho phép khoan lỗ trên các chi tiết trước hoặc sau khi đã hàn ghép thành kết cấu và phải khoan tại xưởng để đảm bảo trục của lỗ thẳng góc với mặt chi tiết. Các lỗ và quy cách khoan phải theo đúng bản vẽ thiết kế.7.1.2.4 Cho phép áp dụng khoan lỗ trực tiếp theo phương pháp lấy dấu trên máy khoan chạy hơi ép, máy khoan điện. Trường hợp chế tạo hàng loạt phải khoan theo dưỡng hoặc dùng rô bốt khoan điều khiển theo chương trình.7.1.2.5 Công tác hàn thực hiện theo yêu cầu sau:a) Khi hàn đính chỉ cần mối hàn có chiều cao tối thiểu để khi hàn chính thức mối hàn này sẽ làm nóng chảy mối hàn đính. Chiều cao mối hàn đính không lớn hơn 0,5 chiều cao mối hàn chính thức theo thiết kế. Không được bố trí mối hàn đính tại vị trí mối hàn chính giao nhau;b) Que hàn đính và hàn chính phải cùng loại và phù hợp với mác thép hàn, chất lượng mối hàn tương tự nhau;c) Phải đảm bảo kiểu vát mép, kích thước khe hở giữa các chi tiết khi hàn và kích thước mối hàn theo đúng chỉ dẫn trên bản vẽ thiết kế;d) Chỉ được phép hàn chồng lớp tiếp theo khi đã đánh sạch xỉ và khuyết tật lớp hàn trước;e) Thợ hàn hồ quang phải có chứng chỉ văn bằng hợp cách;g) Sau khi hàn xong phải đánh sạch hết xỉ, mạt kim loại trên bề mặt. Khi tẩy bỏ không làm hỏng bề mặt kết cấu và phải bảo đảm bằng phẳng và nhẵn mặt;h) Kiểm tra khuyết tật bề mặt mối hàn bằng mắt thường, kính lúp và đo kích thước mối hàn bằng dưỡng;i) Việc xử lý khuyết tật mối hàn phải theo tiêu chuẩn liên quan.7.1.2.6 Khi liên kết các bộ phận kết cấu bằng bu lông, phải đánh sạch các bề mặt lắp ghép. Độ kín khít khi xiết chặt bu lông được kiểm tra bằng thước lá có bề dày 0,3 mm, thước không thể lùa vào sâu quá 20 mm.7.2 Yêu cầu kỹ thuật lắp ráp và kiểm tra tại xưởng7.2.1 Phải có đủ tài liệu thiết kế, quy trình công nghệ trước khi lắp ráp thành các cụm thiết bị tại xưởng.7.2.2 Các chi tiết máy và kết cấu trước khi lắp phải kiểm tra số lượng và chứng nhận chất lượng sau gia công xuất xưởng theo bản vẽ lắp của từng phân xưởng.7.2.3 Lắp ráp các cụm thiết bị tại xưởng : Hộp giảm tốc, hộp chịu lực phải được lắp ráp và căn chỉnh thành bộ hoàn chỉnh trước khi đưa tới hiện trường lắp đặt. Sai số lắp ráp và kiểm tra được tham khảo trong Bảng B13, Phụ lục B.7.2.4 Sau khi lắp ráp, các bộ phận máy phải được chạy thử không tải theo thiết kế tại xưởng và có biên bản nghiệm thu cho từng bộ phận. Hộp giảm tốc chạy thử 4 giờ có đảo chiều, các cơ cấu khác chạy thử 2 giờ có đảo chiều.7.2.5 Nhiệt độ dầu trong hộp giảm tốc cho phép khi chạy thử, xem Bảng B.14 - Phụ lục B.7.2.6 Nghiệm thu tại xưởng: Sau khi lắp ráp và chạy thử phải tiến hành kiểm tra và có xác nhận của trước khi sơn chống gỉ.7.2.7 Kết quả nghiệm thu của và việc đánh giá chất lượng chế tạo phải được ghi vào biên bản và đóng dấu kiểm tra lên sản phẩm mới được xuất xưởng.7.2.8 Nội dung kiểm tra (KCS):a) Sự phù hợp của vật liệu đã dùng để chế tạo so với thiết kế;b) Độ chính xác kích thước và dung sai lắp ghép cho phép;c) Chất lượng các mối ghép hàn, các mối ghép bu lông;d) Kết quả chạy thử;e) Chất lượng lớp sơn chống gỉ;g) Kiểm tra độ chính xác các số liệu ghi nhật ký chế tạo, lý lịch máy và tài liệu nghiệm thu.8.1 Nhãn mác
8.1.1 Máy đóng mở kiểu vít chạy điện hoặc quay tay đều phải có nhãn mác hàng hoá.
8.1.2Nhãn mác phải ghi đầy đủ các thông tin sau:
- Tên cơ sở sản xuất, địa chỉ;- Tên sản phẩm;- Thông số kỹ thuật : lực đóng mở, tốc độ đóng mở, công suất động cơ … ;- Kích thước, trọng lượng;- Sản xuất theo tiêu chuẩn nào;- Ngày, tháng, năm sản xuất.
8.2 Sơn phủ
8.2.1 Tất cả các bộ phận, kết cấu sau khi đã chế tạo xong và đã được xác nhận mới được tiến hành sơn phủ.
8.2.2 Bề mặt kim loại phải làm nhẵn, khô ráo, sạch dầu mỡ trước khi sơn.
8.2.3 Loại sơn phải có chứng chỉ nguồn gốc, còn hạn sử dụng.
8.2.4 Loại sơn, chiều dày lớp sơn phủ và quy trình công nghệ sơn phải tuân thủ thiết kế quy định và phù hợp với các tiêu chuẩn liên quan.
8.3 Ghi nhãn
8.3.1 Tất cả các máy đóng mở kiểu vít sau khi chế tạo phải gắn nhãn. Nội dung nhãn mác quy định tại Điều 8.1.2.
8.3.2 Nhãn được gắn trên nắp hộp chịu lực.
9. Lắp đặt máy tại công trình9.1 Phải dùng thiết bị cẩu đúng tải trọng, tốc độ và chiều cao nâng phù hợp, phải móc cẩu đúng vị trí trên máy đóng mở.
9.2 Chiều dày lớp bê tông dưới bệ lắp máy và hộp chịu lực không nhỏ hơn 50 mm.
9.3 Sai số chiều cao đặt máy so với thiết kế trong khoảng ± 50 mm.
9.4 Sai lệch vị trí của tai treo trên cửa van phẳng theo hướng kéo cửa so với thiết kế cho phép ±5 mm.
9.5 Độ lệch tâm của trục vít me so với tâm tai cửa £ 5 mm.
9.6 Độ không vuông góc của trục vít kép so với mặt phẳng ngang phải nhỏ hơn ± 0,5 mm/1 m của khoảng cách giữa hai vít.
9.7 Độ thăng bằng của máy được nối với cánh cửa bằng chốt cứng trong mặt phẳng nằm ngang không vượt quá ± 0,5 mm/1 m chiều dài khoảng cách giữa hai hộp chịu lực.
10.1 Kiểm tra mức dầu mỡ bôi trơn trong hộp giảm tốc, hộp chịu lực, trục vít đai ốc.
10.2 Trước khi vận hành máy, đặc biệt là máy mới vận hành lần đầu phải dùng tay quay, quay thử các bộ phận quay của máy. Nếu có hiện tượng kẹt hoặc tiếng kêu lạ là phải dừng kiểm tra xử lý ngay.
10.3 Kiểm tra sự làm việc của thiết bị điện trong hệ thống phân phối và điều khiển.
10.4 Kiểm tra lại điện trở cách điện của động cơ và cáp điện trước khi máy chạy.
10.5 Sau khi kiểm tra và xử lý tất cả các vướng mắc về kỹ thuật bắt đầu chạy thử động cơ, xác định chiều quay của động cơ.
10.6 Gạt ly hợp sang vị trí chạy điện, theo dõi cơ cấu làm việc.
10.7 Trong quá trình máy vận hành phải theo dõi máy làm việc. Nội dung theo dõi gồm:
- Chế độ dòng điện áp;
- Chỉ số nhiệt độ;
- Chỉ số dầu bôi trơn;
- Máy chạy êm, không quá nóng ở một số cơ cấu truyền lực.;
- Không có tiếng kêu lạ;
- Chạy ổn định, không rung.
10.8 Vận hành đóng mở van trong trạng thái khô ba lần và hai lần thử nước đồng thời kiểm tra các thông số sau:
- Công suất tiêu thụ động cơ;
- Vận tốc nâng hạ;
- Nhiệt độ tại các ổ bi, cơ cấu chịu lực ;
- Máy làm việc êm, không rung giật đặc biệt tại các bánh răng ăn khớp.
11. Quy trình vận chuyển và xếp kho
11.1 Phải xác định kích thước, trọng lượng hàng và quãng đường vận chuyển để lựa chọn phương tiện thích hợp.
11.2 Phải có phương án kê kích và chằng buộc để đảm bảo an toàn cho người và phương tiện vận chuyển.
11.3 Phải kiểm tra lại toàn bộ danh mục hàng, các tài liệu liên quan và quan sát để phát hiện những sai hỏng, thiếu hụt khi giao nhận tại xưởng cũng như khi dỡ hàng sau vận chuyển. Tất cả sai sót thiếu hụt đều phải ghi biên bản.
11.4 Các bộ phận bôi trơn hở phải thay mỡ mới, các lỗ tra dầu phải nút kín.
11.5 Các cụm máy và thiết bị điện phải để trong kho, kê cao, khô ráo trên các giá gỗ.
12.1 Nghiệm thu tĩnh
12.1.1 Các tài liệu khi nghiệm thu tĩnh gồm có:
a) Tài liệu thiết kế kỹ thuật, chế tạo chi tiết, lý lịch thiết bị, chất lượng thép, que hàn, bu lông và các vật liệu khác;
b) Tài liệu hướng dẫn vận hành, các trường hợp hỏng hóc hoặc sự cố thường gặp và biện pháp khắc phục. Danh mục các vật tư phụ tùng thay thế cho các thiết bị của máy đóng mở;
c) Biên bản xác nhận thay đổi thiết kế và vị trí lắp đặt (nếu có);
d) Biên bản nghiệm thu từng phần các công việc lắp đặt thiết bị tại hiện trường;
e) Biên bản kiểm tra và bản vẽ hoàn công lắp đặt thiết bị;
g) Biên bản nghiệm thu công tác xây dựng có liên quan đến thiết bị;
h) Nhật ký lắp đặt;
i) Tài liệu giao nhận thiết bị, vận chuyển của chủ đầu tư và đơn vị lắp đặt.
12.1.2 Lập biên bản nghiệm thu, đánh giá thiết bị đã được lắp tĩnh vào công trình theo đúng thiết kế và cho phép chạy thử không tải.
12.2 Nghiệm thu chạy thử không tải
12.2.1 Chạy thử không tải nhằm xác định tình trạng hoạt động của thiết bị, bao gồm các nội dung sau:
a) Thời gian chạy thử theo yêu cầu thiết kế của nhà chế tạo;
b) Kiểm tra hành trình đóng mở của vít;
c) Kiểm tra độ rung động, ổn định của thiết bị;
d) Kiểm tra hệ thống làm việc, động cơ, dầu, li hợp và thiết bị quay tay.
12.2.2 Lập biên bản nghiệm thu chạy thử không tải khi chạy đủ thời gian quy định và khi đạt yêu cầu kỹ thuật theo các số liệu đo đạc được.
12.3 Nghiệm thu chạy thử có tải
12.3.1 Các thông số kỹ thuật sau đây cần xác định khi chạy thử có tải :
a) Thời gian chạy thử do nhà thiết kế và chế tạo quy định;
b) Kiểm tra lực đóng mở, tốc độ đóng mở của thiết bị, mức độ kín khít khi đóng và mở hoàn toàn;
c) Mức độ tăng tải trọng, áp suất tác dụng của hộp chịu lực;
d) Kiểm tra sự bôi trơn của các bộ phận;
e) Kiểm tra nhiệt của các bộ phận ổ, hộp giảm tốc, hộp chịu lực;
g) Kiểm tra độ ổn định, rung động khi làm việc;
h) Kiểm tra độ ăn khớp, chịu lực của các cơ cấu;
i) Kiểm tra làm việc trong trường hợp dùng tay quay.
12.3.2 Hội đồng nghiệm thu kiểm tra và lập biên bản nghiệm thu nếu đạt yêu cầu kỹ thuật.
12.4 Bàn giao thiết bị đưa vào sử dụng
Sau khi hội đồng nghiệm thu ký vào biên bản nghiệm thu, tiến hành bàn giao thiết bị để đưa vào sử dụng. Nội dung bàn giao gồm:
a) Bàn giao các tài liệu đã lập khi nghiệm thu tĩnh, nghiệm thu không tải và có tải;
b) Bàn giao thiết bị cho nhà sử dụng;
c) Ký biên bản bàn giao thiết bị;
d) Xác định trách nhiệm bảo hành của nhà cung cấp thiết bị.
12.5 Những vấn đề cần chú ý
12.5.1 Các kết quả trong quá trình kiểm tra, thử nghiệm và kết luận nghiệm thu phải ghi đầy đủ vào biên bản nghiệm thu.
12.5.2 Sau khi kiểm tra, nghiệm thu nếu có sai sót cần sửa chữa thì phải thực hiện trước khi tổng nghiệm thu.
12.5.3 Cơ quan tư vấn thiết kế phải soạn thảo hướng dẫn quy trình vận hành, bảo dưỡng thiết bị và bàn giao.
12.5.4 Tất cả các hồ sơ nghiệm thu phải được lưu trữ theo quy định hiện hành.
VẬT LIỆU CHẾ TẠO CÁC BỘ PHẬN MÁY ĐÓNG MỞ KIỂU VÍT
A.1 Sơ đồ truyền động – Máy đóng mở kiểu vít
a) Kiểu I: (Q từ 10 tấn – 20 tấn)
CHÚ THÍCH:1) Tay quay; 2) Động cơ điện;3) Khớp nối; | 4) Cặp bánh răng; 5) Vấu li hợp; 6) Li hợp; | 7) Cặp bánh răng côn; 8) Vít me đai ốc; 9) Hộp giảm tốc; 10) Hộp chịu lực. |
b) Kiểu II: Q >20 t
CHÚ THÍCH:1) Tay quay; 2) Động cơ điện; 3) Khớp nối, | 4) Cặp bánh răng thẳng; 5) Tay gạt vấu ly hợp: 6) Vấu li hợp; | 7) Cặp bánh răng côn; 8) Vít me đai ốc; 9) Hộp giảm tốc; 10) Hộp chịu lực. |
Hình A.1- Sơ đồ truyền động máy đóng mở kiểu vít
A.2 Các loại vật liệu chính được dùng để chế tạo máy đóng mở kiểu vítBảng A.1- Một số loại thép và que hàn dùng để chế tạo máy đóng mở kiểu vít
Loại thép | Mác thép | Mác que hàn (hàn tay) |
Thép Các bon thông dụng | CT 38 | E42 |
Thép Các bon chất lượng | C 45 | E50A |
Thiết kế các bộ phận truyền động của máy đóng mở kiểu vít
B.1 Thiết kế bộ truyền động vít – đai ốc
B.1.1 Chọn vật liệuB.1.1.1 Vật liệu trục vít: Thép C45.B.1.1.2 Vật liệu đai ốc:a) Máy đóng mở có sức nâng Q đến 20 tấn: GX 21 – 40.b) Máy đóng mở có sức nâng Q lớn hơn 20 tấn : C45.B.1.2 Chọn kiểu ren và bước renB.1.2.1 Kiểu ren : ren thang cân với góc a = 30oB.1.2.1 Bước ren s : chọn theo bước ren thang tiêu chuẩn GOCT 9484 – 73 : s = 4; 6; 8; 10; 12; 16.B.1.3 Tính toán đường ren vítB.1.4 Chọn các thông số của vít và đai ốcB.1.4.1 Góc vít : g = arctg(s/pd2), chọn góc vít: g = 30o.B.1.4.2 Xác định chiều cao đai ốc H2, mm.H2 = yH.d2 (B.2)B.1.4.3 Số vòng ren của đai ốc Z :Z = H2/s £12 (B.3)B.1.5 Tính kiểm nghiệm về độ bềnB.1.5.1 Trục vít cần được kiểm tra về độ bền theo ứng suất tương đương, tính bằng N/mm2;trong đó: Q là lực đóng mở, N;
D là đường kính ngoài của đai ốc, mm;
d là đường kính ngoài của trục vít, mm;
[sk] = 30 N/mm2¸ 40 N/mm2 là ứng suất kéo cho phép của gang;
[sk] = 50 N/mm2¸ 60 N/mm2 là ứng suất kéo cho phép của thép C45.
b) Độ bền ép mặt:- Theo ứng suất tiếp tuyến:trong đó:ny là hệ số an toàn ổn định;[ny] là hệ số an toàn ổn định cho phép;QTh là tải trọng tới hạn.B.1.6.2 Khi độ mảnh l³ 100:trong đó:ny là hệ số an toàn ổn định;[ny] là hệ số an toàn ổn định cho phép;QTh là tải trọng tới hạn.B.1.6.2 Khi độ mảnh l³ 100:trong đó:ny là hệ số an toàn ổn định;[ny] là hệ số an toàn ổn định cho phép;QTh là tải trọng tới hạn.B.1.6.2 Khi độ mảnh l³ 100:trong đó:ny là hệ số an toàn ổn định;[ny] là hệ số an toàn ổn định cho phép;QTh là tải trọng tới hạn.B.1.6.2 Khi độ mảnh l³ 100:B.2 Thiết kế bộ truyền bánh răng côn.B.2.1 Theo sơ đồ truyền động của máy đóng mở kiểu I (Hình A.1) để truyền chuyển động quay cho đai ốc chịu lực trong hộp chịu lực từ hộp giảm tốc tới cần sử dụng cặp bánh răng côn.B.2.2 Chọn vật liệu- Vật liệu bánh răng nhỏ: Thép C45;- Vật liệu bánh răng lớn: GX 21 – 40;- Trục bánh răng: Thép C45;- Cơ tính và thành phần hoá học của vật liệu các chi tiết được xác định theo Điều A.2 Phụ lục A.B.2.3 Tính toán bộ truyền động bánh răng cônB.2.3.1 Xác định ứng suất cho phépB.2.3.2 Ứng suất tiếp xúc cho phép khi vật liệu bánh răng bằng thép, tính bằng N/mm2;[stx] = 2,6 HB, (B.19)B.2.3.3 Ứng suất tiếp xúc cho phép khi vật liệu bánh răng gang xám, tính bằng N/mm2;[stx] = 1,5 HB, (B.20)B.2.3.4 Ứng suất uốn cho phép của răng, tính bằng N/mm2;trong đó:s-1 là giới hạn mỏi khi uốn, N/mm2 ;s-1 = 0,34 sb (đối với thép cacbon);s-1 = 0,34 sb (đối với gang);với sb giới hạn bền của vật liệu;[n]: hệ số an toàn:[n] = 1,9 là đối với thép và gang không qua nhiệt luyện;[n] = 1,7 là đối với thép và gang có qua nhiệt luyện;Ks là hệ số tập trung ứng suất:+ Ks = 1,4-1,6 là đối với thép thường hoá và tôi bề mặt;+ Ks = 1-1,2 là đối với gangHình B.2 - Các thông số truyền động bánh răng côn
B.2.3.5 Xác định các thông số ăn khớp B.2.4 Xác định chiều dài côn ngoài bánh răng côn nhỏChiều dài côn ngoài bánh răng côn nhỏ Lbr xác định theo công thức sau:trong đó:KR = 0,5Kd là hệ số phụ thuộc bánh răng và loại răng;Kd = (100.N/mm2)1/3 là đối với bộ truyền bánh răng côn thẳng;i là tỷ số truyền;M1 là mô men xoắn trên trục bánh răng nhỏ, tính bằng N.mm;M1 = 9,55.106.N/n1,KHblà hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên bề rộng vành răng bánh răng côn, phụ thuộc vào độ cứng bánh răng và tỷ số : Kbc.i/(2-Kbc);Kbc là hệ số chiều rộng bánh răng:Kbc = b/L = 0,25 ¸ 0,30[stx] là ứng suất tiếp xúc cho phép, N/mm2.d2 = 900 - d1 (B.28)B.2.7 Xác định đường kính chia ngoài dc, đường kính trung bình dtb, mô men trung bình mtb, đường kính đỉnh răng ngoài daÁp dụng các công thức sau:dcl = mtb.Z1 ; (B.29)dC2 = mtb.Z2; (B.30)dtb1 = 2.(L – 0,5.b).sind1; (B.31)dtb2 = 2.(L – 0,5.b).sind2 ; (B.32)dtb1 là đường kính trung bình bánh răng nhỏ, xác định theo công thức (B.31) ; n1 là số vòng quay bánh răng nhỏ.b) Cấp chính xác của bộ truyền phụ thuộc vào giá trị vận tốc vòng của bánh răng và được chọn theo Bảng B.2;
Bảng B.2 - Cấp chính xác của bộ truyền theo vận tốc vòng
Độ cứng bánh răng HB | Cấp chính xác | |||
6 | 7 | 8 | 9 | |
Vận tốc vòng của bánh răng, m/s | ||||
£ 350 | 10 | 7 | 4 | 3 |
> 350 | 9 | 6 | 3 | 2,5 |
Bảng B.3 - Trị số của hệ số tải trọng động Kđ
Cấp chính xác | Độ cứng bánh răng lớn | Vận tốc vòng trung bình, m/s | |||
£ 1 | 1 ¸ 3 | 3 ¸ 8 | 8 ¸ 12 | ||
6 | ≤ 200 200 ¸ 350 > 350 | 1 1 1 | 1,3 1,2 1,2 | 1,5 1,4 1,3 | 1,6 1,5 1,4 |
7 | ≤ 200 200 ¸ 350 > 350 | 1,1 1 1 | 1,4 1,3 1,3 | 1,6 1,5 1,4 | - - - |
8 | ≤ 200 200 ¸ 350 > 350 | 1,2 1,1 1,1 | 1,5* 1,4* 1,4 | - - - | - - - |
9 | ≤ 200 200 ¸ 350 > 350 | 1,3 1,2 1,2 | 1,6 1,5 1,5 | - - - | - - - |
+ Số răng tương đương Ztđ xác định theo công thức:
M và Mmax là mô men xoắn danh nghĩa và mô men quá tải trên trục bánh răng nhỏ hoặc bánh răng lớn;[sTX]max và [sU]max là ứng suất tiếp xúc, ứng suất uốn quá tải của răng xác định theo Bảng B.5.Bảng B.5- Ứng suất tiếp xúc quá tải và ứng suất uốn quá tải
Vật liệu bánh răng | Độ cứng HB | Ứng suất quá tải, N/mm2 | |
[sTX]max | [sU]max | ||
Thép | £ 350 > 350 | 3,1. sc 41,3 HRC | 0,8.sc 0,36 sb |
Gang |
| 1,8.sb | 0,6sb |
Bảng B.6 - Trị số tiêu chuẩn của hệ số đường kính q
m | 2; 2,5; 3,15; 4 ; 5; 6,3; 8; 10; 12; 5; 16; 20 | |
q | Dãy 1 | 6,3; 8; 10*; 12,5**; 16; 20; 25 |
Dãy 2 | 7,1; 9; 11.2; 14; 18; 22,4 | |
CHÚ THÍCH : 1) * Không dùng trị số này khi m = 2;** Không dùng trị số này khi m = 2,5;2) Ưu tiên dùng dãy 1; 3) Trường hợp thật cần thiết có thể chọn m theo dãy 2: m = 1,5; 3; 3,5; 6; 7; 18. |
Bảng B.10 - Chiều rộng trục vít b1 và bánh vít b2
Số mối ren trục vít Z1 | 1 | 2 | 3 | 4 | |
Chiều rộng trục vít b1 khi hệ số dịch chỉnh | x = - 1,0 | ³ ( 10,5 + Z1 ).m | ³ ( 10,5 + Z1 ).m | ||
x = - 0,5 | ³ ( 8 + 0,06.Z2 ).m | ³ ( 9,5 + 0,09.Z2 ).m | |||
x = 0 | ³ ( 11 + 0,06.Z2 ).m | ³ ( 12,5 + 0,1.Z2 ).m | |||
x = + 0,5 | ³ ( 11 + 0,1.Z2 ).m | ³ ( 12,5 + 0,1.Z2 ).m | |||
x = + 1,0 | ³ ( 12 + 0,1.Z2 ).m | ³ ( 13 + 0,1.Z2 ).m | |||
Chiều rộng bánh vít b2 | £ 0,75.da1 | £ 0,67.da1 |
Bảng B.11 - Ứng suất uốn cho phép [su]
Vật liệu bánh vít | Бpo f 10.1 | Бpo f 10.1 | БpoЦ 6.6.3 | БpoЦc 6.6.3 | БpAЖ 9-4 | БpAЖ 10-4-4 | ЛAЖMЦ 66-6-3-2 | GX 15-32 |
Phương pháp đúc | Khuôn cát | Khuôn kim loại | Khuôn cát | Khuôn kim loại | Khuôn cát | Khuôn kim loại | Khuôn kim loại | Khuôn cát |
Ứng suất uốn cho phép [su], N/mm2 | 19 ¸ 35 | 28 ¸ 51 | 18 ¸ 32 | 21 ¸ 38 | 41 ¸ 75 | 53 ¸ 98 | 57 ¸ 104 | 29 |
Bảng B.12 - Ứng suất tiếp xúc quá tải và ứng suất uốn quá tải
Vật liệu bánh vít | Ứng suất quá tải, N/mm2 | |
[stx]max , N/mm2 | [su]max , N/mm2 | |
Đồng thanh pha thiếcĐồng thanh không thiếcGang | 4 sch 2 sch 260 ¸ 300 | - 0,8 sch 0,6 sb |
Bảng B.12 - Ứng suất tiếp xúc quá tải và ứng suất uốn quá tải
Vật liệu bánh vít | Ứng suất quá tải, N/mm2 | |
[stx]max , N/mm2 | [su]max , N/mm2 | |
Đồng thanh pha thiếcĐồng thanh không thiếcGang | 4 sch 2 sch 260 ¸ 300 | - 0,8 sch 0,6 sb |
Để đề phòng khả năng bị biến dạng quá lớn hoặc phá hỏng do quá tải đột ngột, tiến hành kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh theo công thức :
[s] = 0,86.sch (B.91)trong đó: Mumax là mô men uốn lớn nhất tại tiết diện nguy hiểm lúc quá tải, Nmm;Mxmax là mô men xoắn lớn nhất tại tiết diện nguy hiểm lúc quá tải, Nmm;sch là giới hạn chảy của vật liệu trục, N/mm2.B.3.6 Tính kiểm nghiệm trục về độ cứngB.3.6.1 Tính độ cứng uốnKhi độ võng f của trục quá lớn sẽ làm bánh răng bị nghiêng còn khi có góc xoay q quá lớn làm kẹt các con lăn trong ổ.
Tính kiểm nghiệm trục đảm bảo độ cứng uốn theo công thức (B.92)
f £ [f]q£ [q] (B.92)trong đó :
[f] là độ võng cho phép: [f] = 0,0002.l ¸ 0,0003.l, với l là khoảng cách giữa các gối đỡ; [q] = 0,005 rad là góc xoay cho phép đối với ổ lăn; [q] = 0,001 rad là góc xoay cho phép đối vơi ổ trượt.B.3.6.2 Tính độ cứng xoắn- Tính kiểm nghiệm độ cứng xoắn của trục theo công thức:
trong đó:
h là chiều sâu rãnh then, mm ; Hệ số: g = 0,5 khi có 1 rãnh then; Hệ số: g = 1,2 khi có 2 rãnh then đối xứng nhau 180o; Góc xoắn cho phép [j] = 30o trên chiều dài 1 m.B.4 Sai số khi lắp rápBảng B.13 - Sai số cho phép khi lắp ráp
Bộ phận lắp | Tên các sai số | Trị số cho phép |
Hộp giảm tốc, hộp chịu lực | Khe hở hướng tâm răng | Theo TCVN |
Khe hở biên răng | Theo TCVN | |
Sai số khoảng cách trục | Theo TCVN | |
Ổ bi | Đường kính trong và ngoài | Theo TCVN |
Hiệu chỉnh khi lắp lên bệ máy | Các tấm đệm đế hộp giảm tốc, động cơ, gối đỡ | < 2 tấm theo chiều cao |
Phần bu lông nhô khỏi đai ốc khi vặn chặt | 2 vòng ren ¸ 5 vòng ren | |
Độ không đồng tâm trục động cơ và hộp giảm tốc, gối đỡ | < 0,3 mm | |
Bôi trơn | Hộp giảm tốc kín bằng dầu | < 1/3 |
Hộp chịu lực, cụm vít me đai ốc | Theo yêu cầu |
Ý kiến bạn đọc
Nhấp vào nút tại mỗi ô tìm kiếm.
Màn hình hiện lên như thế này thì bạn bắt đầu nói, hệ thống giới hạn tối đa 10 giây.
Bạn cũng có thể dừng bất kỳ lúc nào để gửi kết quả tìm kiếm ngay bằng cách nhấp vào nút micro đang xoay bên dưới
Để tăng độ chính xác bạn hãy nói không quá nhanh, rõ ràng.