Luận văn Tính toán thiết kế cầu trục có 2 xe con, phục vụ công tác đóng tàu tại công ty dịch vụ cơ khí hàng hải – Tổng công ty cổ phần dịch vụ kỹ thuật dầu khí

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 2.1. Lựa chọn phương án: Với đặc thù của ngành công nghiệp đóng tàu và kết cấu của nhà xưởng yêu cầu trong việc đóng mới và sửa chữa các thiết bị nên ta có các phép so sánh sau: 2.1.1. So sánh sử dụng cầu trục 1 dầm hay 2 dầm: – Sử dụng cầu trục 1 dầm: Hình 2.1 Cầu trục 1 dầm Dầm là một loại cấu kiện cơ bản được sử dụng rộng rãi trong kết cấu công trình, trong chế tạo kết cấu thép của các loại máy trục. Phạm vi làm việc rất rộng và tính cơ động cao trong không gian chật hẹp vì được bố trí trên cao, không phải quay vòng, quay đầu xe. Về mặt chịu lực thì chủ yếu chịu uốn, sức nâng không lớn(Q = 1- 5t) và khẩu độ cũng không được lớn(L = 5 – 15t) vì kết cấu không cho phép tính cứng vững và độ ổn định cao, kết cấu thép chịu tải chính của cầu trục là một dầm chính với xe tời là loại palăng điện (xe con một ray) di chuyển ở bản cánh dưới của dầm chính. Dầm chính của kết cấu thường dùng là loại dầm chữ I chuyên dùng. Việc tính toán thiết kế và chế tạo tương đối dễ dàng, gía thành rẻ. Việc bài trí bão dưỡng thường xuyên có thể thực hiện 1 cách dễ dàng. – Sử dụng cầu trục 2 dầm: Kết cấu thép của cầu gồm hai nửa cầu chế tạo từ kết cấu dầm (có thể là dầm hộp hoặc là dầm không gian). Phạm vi làm việc rất rộng và tính cơ động cao trong không gian chật hẹp vì được bố trí trên cao, không phải quay vòng, quay đầu xe. Hình 2.2 Cầu trục 2 dầm Về mặt chịu lực thì chủ yếu chịu uốn, sức nâng có thể lớn và khẩu độ cũng lớn có độ cứng trong mặt phẳng đứng tốt hơn, độ bền khi chịu tải trong thay đổi tốt hơn nên được dùng rộng rãi hơn, kết cấu tuy nhỏ gọn nhưng trọng lượng toàn bộ cầu tương đối lớn đòi hỏi tường mà cầu dựa lên phải chịu tải trọng lớn. Chiều cao chung của cầu nhỏ, có thể dùng bánh xe ép ở đầu dầm. Việc tính toán thiết kế và chế tạo tương đối dễ dàng, gía thành rẻ. Việc bài trí bão dưỡng thường xuyên có thể thực hiện 1 cách dễ dàng. 2.1.2. Sử dụng kết cấu cầu trục dạng dàn hay hộp: – Sử dụng kết cấu dàn: Hình 2.3 Cầu trục 4 dàn Dàn được sử dụng trong kết cấu kim loại máy trục với kết cấu có chiều dài (khẩu độ) lớn, chịu tải trọng nhỏ, khi đó dùng dàn là thích hợp. Kết cấu kim loại cầu trục kiểu dàn là một hệ không gian phức tạp. Nó gồm hai dàn đứng chính, hai dàn đứng phụ, hai dàn trên và hai dàn dưới, các thanh xiên và hai dầm cuối. Ngoài ra còn có buồng lái, cầu thang, tay vịn, sàn lát… Kết cấu cuả dàn tuy cồng kềnh nhưng trọng lượng toàn bộ cầu tương đối nhỏ do tính chất kết cấu của dàn. Chiều cao tính từ đỉnh ray cầu trục đến đỉnh ray xe con nhỏ. Có độ cứng theo phương ngang lớn. Tuy nhiên có nhược điểm là độ bền mỏi của kết cấu dàn thấp, kết cấu dàn tốn nhiều công chế tạo, công nghệ chế tạo cao do khó sử dụng phương pháp hàn tự động, không thể sử dụng bánh xe ép ở hai đầu. Sử dụng nguồn năng lượng là điện năng nên không xả khí độc hại làm ô nhiễm môi trường làm việc. – Sử dụng kết cấu hộp: Kết cấu cầu trục kiểu dầm hộp tuy nặng hơn kiểu dàn khi chúng có cùng thông số như nhau, nhưng vì đơn giản hơn trong chế tạo, có độ cứng mặt phẳng đứng tốt hơn, độ bền khi chịu tải trọng thay đổi tốt hơn nên kết cấu dầm thường được sử dụng rộng rãi hơn. 2.1.4. Sử dụng cầu trục có 1 xem con hay 2 xe con: – Sử dụng 1 xe con: Cầu trục có 1 xe con ngoài những đặc điểm chung của cầu trục, nó có ưu điểm là kết cấu đơn giản hơn cầu trục 2 xe con, bố trí xe con trên cầu trục dễ dàng, giá thành đầu tư thấp. Tuy nhiên sức nâng của cầu trục 1 xe con không lớn lắm, việc cẩu lật tổng đoạn gặp nhiều khó khăn hơn so với loại cầu trục có 2 xe con. – Sử dụng 2 xe con: Hình 2.4 Cầu trục 2 xe con Ngoài những đặc điểm của cầu trục thông thường, loại cầu trục này có đặc điểm riêng biệt đó là có 2 xe con có thể đồng thời làm việc. 2 xe con mang hàng này có thể di chuyển lồng qua nhau và sức nâng của các xe con có thể giống hoặc khác nhau. Tùy theo kết cấu mà vị trí của các xe con được bố trí sao cho phù hợp. Trên các xe con có thể được bố trí 1 hoặc 2 cơ cấu nâng tùy theo yêu cầu sử dụng. Sức nâng của cầu trục 2 xe con tương đối lớn (bao gồm sức nâng của cả 2 xe con) năng suất làm việc cao. Tuy nhiên vốn đầu tư cao, chi phí cho việc lắp đặt và sửa chữa lớn. Lựa chọn: Do cầu trục sử dụng cho nghành công nghiệp đóng tàu, nên đòi hỏi sức nâng của cầu trục tương đối lớn. Khả năng tài chính của công ty có khả năng đầu tư các thiết bị tốt nhất cho nhà xưởng. Ngoài ra do khẩu độ của nhà xưởng cũng tương đối lớn nên trong tất cả các phương án trên ta có thể thấy phương án sử dụng cầu trục 2 dầm 2 xe con là tối ưu hơn cả. Vì ngoài các chức năng thông thường của các cầu trục, loại cầu trục này có thể được sử dụng để cẩu lật, cẩu lắp các tổng đoạn, các phân đoạn của tàu thủy trong quá trình đóng mới cũng như sửa chữa. Vậy ta chọn loại cầu trục 2 dầm 2 xe con cho xưởng sửa chữa. 2.2. Giới thiệu về cầu trục: 2.2.1. Cấu tạo: Hình2.5 Cấu tạo cầu trục 1. Cabin điều khiển; 2. Móc treo hàng; 3. Dầm chính; 4. Xe con mang hàng 1; 5. Cơ cấu di chuyển cầu trục; 6. Dầm cuối; 7. Đường dây điện; 8. Xe con mang hàng 2; 9. Lan can và sàn bảo dưỡng. 2.2.2. Đặc điểm, Công dụng và phạm vi hoạt động: Cầu trục là loại cầu trục 2 dầm với tiết diện ngang dầm chính là hình hộp, cầu trục còn có 2 dầm phụ được hàn vào 2 thành bên của dầm chính. Trên cầu trục có 2 xe con mang hàng đồng thời di chuyển và chúng có thể chạy lồng qua nhau. Đây cũng là đặc điểm nổi bật của cầu trục này. Cầu trục được dùng chủ yếu ở trong các phân xưởng, nhà kho để nâng và vận chuyển hàng hóa với lưu lượng lớn. Cầu trục được chạy trên các đường ray đặt trên cao dọc theo nhà xưởng còn xe con có thể chạy dọc theo dầm cầu cầu. Cầu trục được sử dụng trong tất cả các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân, đặc biệt là trong ngành công nghiệp đóng tàu, công nghiệp chế tạo máy và trong ngành công nghiệp luyện kim. 2.2.3. Các thông số cơ bản: – Sức nâng : Q = 3x25 Tf – Chiều cao nâng : H = 22 m – Khẩu độ : L = 33 m – Vận tốc nâng : Vn = 5 m/phút – Vận tốc di chuyển : Vdc = 20 m/phút – Chế độ làm việc : M5 (trung bình).