Tổng quan các chuyên đề về cầu trục

1. CẦU TRỤC
Chương 2
Chươ
ương
Yêu cầu cụ thể trong tính toán thiết kế cầu trục
thể toá thiế trụ
Trong tính toán thiết kế “cầu trục 1T phục vụ cho việc di
chuyển tôn tấm “ cần thoả mãn các yêu cầu sau:
- Phải phục vụ tốt cho việc di chuyển tôn tấm trong phân xưởng cơ khí.
- Hình dạng, kích thước của các kết cấu phải phù hợp loại vật mang và không gian nhà
xưởng.
- Phải đạt được tính kinh tế cao: nghĩa là thiết bị sau khi chế
tạo và các chi phí vận chuyển của thiết bị phải là tối ưu nhất.
- Kích thước các chi tiết kết cấu của cầu trục phải nhỏ gọn mà vẫn đảm bảo được các tính
năng của nó.
- Thiết bị phải dễ chế tạo hoặc nằm trong giới hạn tiêu chuẩn
và dễ lắp đặt trong phân xưởng.
- Sử dụng đơn, làm việc phải có độ tin cậy cao, ít hỏng hóc và bị sự cố ở mỗi chế độ nâng
chuyển.
- Phải đảm bảo cho việc bảo dưỡng và sửa chữa trang thiết bị được dễ dàng trong những
trừơng hợp cần thiết.
- Thiết bị phải đặt tuổi bền cần thiết.
1.3. PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
PHƯƠƯƠNG THIẾ
1.3.1. Đặc điểm, phân lọai cầu trục
Đặc phâ trụ
1.3.1.1. Một số đặc điểm về cầu trục
đặc trụ
Cầu trục là một loại máy trục có phần kết cấu thép (dầm chính)
liên kết với hai dầm ngang (dầm cuối), trên hai dầm ngang này có
4 bánh xe để di chuyển trên hai đường ray song song đặt trên vai cột nhà xưởng hay trên
dàn kết cấu thép. Cầu trục được sử dụng rất rộng rãi và tiện dụng để nâng hạ vật nâng,
hàng hoá trong các nhà xưởng, phân xưởng cơ khí, nhà kho bến bãi. Dầm cầu được gọi là
dầm chính thường có kết cấu hộp hoặc dàn, có thể có một hoặc hai dầm, trên đó có xe
con và cơ cấu nâng di chuyển qua lại dọc theo dầm chính. Hai đầu của dầm chính liên kết
hàn hoặc đinh tán với hai dầm cuối, trên mỗi dầm cuối có hai cụm bánh xe, cụm bánh xe
chủ động va cụm bánh xe bị động. Nhờ cơ cấu di chuyển cầu và kết hợp cơ cấu di chuyển
xe con (hoặc pa lăng) mà Cầu trục có thể nâng hạ ở bất cứ vị trí nào trong không gian phía
dưới mà cầu trục bao quát.

2. Hình 1.1. Cầu trục dẫn động điện.
Xét về tổng thể cầu trục gồm có phần kết cấu thép (dầm chính,
dầm cuối, sàn công tác, lan can), các cơ cấu cơ khí (cơ cấu nâng, cơ cấu di chuyển cầu và
cơ cấu di chuyển xe con) và các thiết bị điều khiển khác.
Dẫn động Cầu trục có thể bằng tay hoặc dẫn động điện. Dẫn động bằng tay chủ yếu dùng
trong các phân xưởng sửa chữa, lắp ráp nhỏ, nâng hạ không thường xuyên, không đòi hỏi
năng suất và tốc độ cao. Dẫn động bằng điện cho các loại cầu có tải trọng nâng và tốc độ
nâng lớn sử dụng trong các phân xưởng lắp ráp và sửa chữa lớn.
Cầu trục được chế tạo với tải trọng nâng từ 1 đến 500 t; khẩu độ dầm cầu đến 32m; chiều
cao nâng đến 16m; tốc độ nâng vật từ
2 đến 40 m/ph; tốc độ di chuyển xe con đến 60m/ph và tốc độ di chuyển cầu trục đến 125
m/ph. Cầu trục có tải trọng nâng thường được trang bị hai hoặc ba cơ cấu nâng vật: một cơ
cấu nâng chính và một hoặc hai cơ cấu nâng phụ.Tải trọng nâng của loại cầu trục này
thường được ký hiệu bằng một phân số với tải trọng nâng chính và phụ, ví dụ: 15/3 t;
20/5 t; 150/20/5 t; v.v..
1.3.1.2. Phân loại cầu trục
Phâ loạ trụ
Cầu trục được phân loại theo các trường hợp sau:
a. Theo công dụng
Theo công dụng có các loại cầu trục có công dụng chung và cầu trục chuyên dùng.
- Cầu trục có công dụng chung có kết cấu tương tự như các cầu trục khác, điểm khác biệt
cơ bản của loại cầu trục này là thiết bị mang vật đa dạng, có thể nâng được nhiều loại
hàng hoá khác nhau. Thiết bị mang vật chủ yếu của loại cầu trục này là móc treo để xếp
dỡ, lắp ráp và sửa chữa máy móc. Loại cầu trục này có tải trọng nâng không lớn và khi
cần có thể dùng với gầu ngoạm, nam châm điện hoặc thiết bị cặp để xếp dỡ một loại hàng
nhất định.
- Cầu trục chuyên dùng là loại cầu trục mà thiết bị mang vật của nó chuyên để nâng một
loại hàng nhất định. Cầu trục chuyên dùng được sử dụng chủ yếu trong công nghiệp
luyện kim với các thiết bị mang vật chuyên dùng và có chế độ làm việc rất nặng.
b. Theo kế cấu dầm
Theo kết cấu dầm cầu có các loại cầu trục một dầm và cầu trục
hai dầm.
- Cầu trục một dầm là loại máy trục kiểu cầu thường chỉ có một dầm chạy chữ I hoặc tổ

3. hợp với các dàn thép tăng cứng cho dầm cầu, xe con cheo palăng di chuyển trên cánh
dưới của dầm chữ I hoăc mang cơ cấu nâng di chuyển phía trên dầm chữ I, toàn bộ cầu
trục có thể di chuyển dọc theo nhà xưởng trên đường ray chuyên dùng ở trên cao. Tất cả
các cầu trục một dầm đều dùng palăng đẵ được chế tạo sẵn theo tiêu chuẩn để làm cơ cấu
nâng hạ
hàng. Nếu nó được trang bị palăng kéo tay thì gọi là cầu trục một dầm dẫn động bằng tay,
nếu được trang bị palăng điện thì gọi là cầu trục một dầm dẫn động bằng điện.
Hình 1.2. Cầu trục một dầm.
trụ
1. Bộ phận cấp điện lưới ba pha. 6. Palăng điện.
2. Trục truyền động. 7. Dầm
chính.
3. Cơ cấu di chuyển cầu. 8. Khung
giàn thép.
4. Bánh xe di chuyển cầu. 9. Móc câu.
5. Dầm cuối. 10. Cabin
điều khiển.
Cầu trục một dầm dẫn động bằng tay có kết cấu đơn giản và rẻ tiền nhất, chúng được sử
dụng trong công việc phục vụ sửa chữa, lắp đặt thiết bị với khối lượng công việc ít, sức
nâng của cầu trục loại này thường ở khoảng 0,5 ¸ 5 tấn, tốc độ làm việc chậm.
Cầu trục một dầm dẫn động bằng điện được trang bị palăng điện, sức nâng có thể lên tới
10 tấn, khẩu độ đến 30 m, gồm có bộ phận cấp điện lưới ba pha.

4. Hình 1.3. Cầu trục hai dầm.
- cầu trục hai dầm, kết cấu tổng thể của cầu trục hai dầm
gồm có: dầm hoặc dàn chủ 1, hai dầm chủ liên kết với hai dầm đầu
7, trên dầm đầu lắp các cụm bánh bánh xe di chuyển cầu trục 6, bộ
máy dẫn động 3, bộ máy di chuyển hoạt động sẽ làm cho các bánh
xe quay và cầu trục chuyển động theo đường ray chuyên dùng 5 đặt trên cao dọc nhà
xưởng, hướng chuyển động của cầu trục chiều quay của động cơ điện.
Xe con mang hàng 11 di chuyển dọc theo đường ray lắp trên hai dầm (dàn) chủ; trên xe
con đặt các bộ máy của tời chính 10, tời phụ 9 và bộ máy di chuyển xe con 2, các dây cáp
điện 8 có thể co dãn phù hợp vói vị chí của xe con và cấp điện cho cầu trục nhờ hệ thanh
dẫn điện 12 đặt dọc theo tường nhà xưởng, các quẹt điện 3 pha tỳ sát trên các thanh này,

5. lồng thép làm công tác kiểm tra 13 treo dưới dầm cầu trục. Các bộ máy của cầu trục thực
hiện 3 chức năng: nâng hạ hàng, di chuyển xe con và di chuyển cầu trục. Sức nâng của
cầu trục 2 dầm thường trong khoảng 5 ¸ 30 tấn, khi có yêu cầu riêng có thể đến 500 tấn.
Ở cầu trục có sức nâng trên 10 tấn, thường được trang bị hai tời nâng cùng với hai móc
câu chính và phụ, tời phụ có sức nâng thường bằng một phần tư (0,25) sức nâng của tời
chính, nhưng tốc độ nâng thì lớn hơn.
Dầm chính của cầu trục hai dầm được chế tạo dưới dạng hộp hoặc dàn không gian. Dầm
giàn không gian tuy có nhẹ hơn dầm hộp song khó chế tạo và
thường chỉ dùng cho cầu trục có tải trọng nâng và khẩu độ lớn. Dầm cuối của cầu trục hai
dầm thường được làm
dưới dạng hộp và liên kết với các dầm chính bằng bu lông hoặc
hàn.
c. Theo cách tựa của dầm chính
Theo cách tựa của dầm chính có các loại cầu trục tựa và cầu
trục cheo.
- Cầu trục tựa là loại cầu trục mà hai đầu của dầm chính tựa
lên Hình 1.4. Cầu trục tựa.
các dầm cuối, chúng được liên kết với nhau bởi đinh tán hoặc hàn. Loại cầu trục này có
kết cấu đơn giản nhưng vẫn đảm bảo được độ tin cậy cao nên được sử dung rất phổ biến.
Trên hình 1.3 là hình chung của cầu trục tựa loại một dầm. phần kết cấu thép của gồm
dầm cầu 1 có hai đầu tựa lên các dầm cuối 5 với các bánh xe di chuyển dọc theo nhà
xưởng. Loại cầu trục này thường dùng phương án dẫn dẫn động chung. Phía trên dầm chữ
I là khung giàn thép 4 để dảm bảo độ cứng vững theo phương ngang của dầm cầu. Pa
lăng điện 3 có thể chạy dọc theo cánh thép phía dưới của dầm I nhờ cơ cấu di chuyển pa
lăng . Ca bin điều khiển 2 được treo vào phần kết cấu chịu lực của cầu trục.

6. Hình 1.5. Cầu trục treo.
trụ
a) Loại hai ray treo; b) Loại ba ray treo.
- Cầu trục treo là loại cầu trục mà toàn bộ phần kết cấu thép có thể chạy dọc theo nhà
xưởng nhờ hai ray treo hoặc nhờ nhiều ray treo. Do liên kết treo của các ray phức tạp nên
loại cầu trục này thường chỉ được dùng trong các trường hợp đặc biệt cần thiết. So với
cầu trục tựa, cầu trục treo có ưu điểm là có thể làm dầm cầu dài
hơn, do đó nó có thể phục vụ cả phần rìa mép của nhà xưởng, thậm chí có thể chuyển
hàng giữa hai nhà xưởng song song đồng thời kết cấu thép của cầu trục treo nhẹ hơn so
với cầu trục tựa. Tuy nhiên, cầu trục treo có chiều cao nâng thấp hơn cầu trục tựa.
d.Theo cách bố chí cơ cấu di chuyển
Theo cách bố chí cơ cấu di chuyển cầu trục có các loại cầu trục
dẫn động chung và cầu trục dẫn động riêng.
- Cơ cấu di chuyển cầu trục có thể thực hiện theo hai phương àn dẫn động chung và dẫn
động riêng. Trong phương án dẫn động chung, động cơ dẫn
động được đặt ở giữa dầm cầu và truyền chuyển động tới các bánh xe chủ động ở hai bên
ray nhờ các trục truyền. Trục truyền có thể là trục quay chậm, quay nhanh và quay trung
bình (hình 1.5, a, b, c). Ở phương án dẫn
động riêng (hình 1.5, d) mỗi bánh xe hoặc cụm bánh xe chủ động được trang bị một cơ
cấu dẫn động.

7. - Cơ cấu dẫn động chung với trục truyền quay chậm (hình 1.6, a) gồm động cơ điện 1,
hộp giảm tốc
Hình 1.6. Các phương ánh dẫn động.
phươ
ương động.
2 và các đoạn trục truyền 3 nối với nhau và nối với trục ra của hộp giảm tốc bằng các
khớp nối 4. Trục truyền tựa trên các gối đỡ 5 bằng ổ bi. Do phải truyền momen xoắn lớn
nên trục truyền, khớp nối và ổ bi có kích thước rất lớn, đặc biệt khi cầu trục có tải trọng
nâng và khẩu độ dầm lớn. Các đoạn trục truyền có thể là trục đặc hoặc trục rỗng. So với
trục đặc tương đương, trục rỗng có trọng lượng nhỏ hơn 15 – 20%. Phương án này được
sử dụng tương đối phổ biến trong các cầu trục có công dụng chung có khẩu độ không lớn,
đặc biệt là các cầu trục có kết cấu dầm không gian có thể bố trí dễ dàng các bộ phận của
cơ cấu.
- Cơ cấu dẫn đông chung với trục truyền quay trung bình (hình
1.6, b) có trục truyền 3 truyền chuyển động đến bánh xe di chuyển cầu trục qua cặp bánh
răng hở 4. Vì vậy mà mômen xoắn trên trục nhỏ hơn so với trục truyền chậm và kích
thước của chúng cũng nhỏ hơn.
- Cơ cấu di chuyển dẫn động chung với trục truyền quay nhanh (hinh 1.6, c) có trục
truyền 2 được nối trực tiếp với trục động cơ và vì vậy nó có đường kính nhỏ hơn 2 – 3 lần
và trọng lượng nhỏ hơn
4 – 6 lần so với trục chuyền quay chậm. Tuy nhiên, do quay nhanh mà nó đòi hỏi chế tạo
và lắp ráp chính xác.
- Cơ cấu di chuyển dẫn động riêng (hình 1.6, d) gồm hai cơ cấu như nhau dẫn động cho
các bánh xe chủ động ở mỗi bên ray đặc biệt. Công suất mỗi động cơ thường lấy bằng
60% tổng công suất yêu cầu. Phương án này tuy có sự xô lệch dầm cầu khi di chuyển do
lực cản ở hai bên ray không đều song do gọn nhẹ, dễ lắp đặt, sử dụng và bảo dưỡng mà

8. ngày càng được sử dụng phổ biến hơn, đặc biệt là trong những cầu trục có khẩu độ trên
15m.
e. Theo nguồn dẫn động
Theo nguồn dẫn động có các loại cầu trục dẫn động tay và cầu
trục dẫn động máy.
- Cầu trục dẫn động bằng tay,
(hình 1.7) được dùng chủ yếu trong sửa chữa, lắp ráp nhỏ và các công việc nâng - chuyển
hàng không yêu cầu tốc độ cao. Cơ cấu nâng của loại cầu trục này thường là palăng xích
kéo tay. Cơ cấu di chuyển palăng xích và cầu trục cũng được dẫn động bằng cách kéo xích
từ dưới lên. Tuy là thiết bị nâng thô sơ song do giá thành rẻ và dễ sử dụng mà cầu trục
dẫn động bằng tay vẫn được sử dụng có hiệu quả trong các phân xưởng nhỏ.
- Cầu trục dẫn động bằng động cơ, (hình 1.1) đươc dùng chủ trong các phân xưởng sửa
chữ, lắp ráp lớn và công việc nâng - chuyển hàng yêu cầu có tốc độ và khối lớn. Cơ cấu
nâng của loại cầu trục này là palăng điện. Cơ cấu di chuyển palăng điện, xe con và cầu
cũng được dẫn động từ động cơ điện. Loại cầu trục này
được dùng phổ biến nhất do có nhiều ưu điểm nổi bật là khả năng tự đông hoá, thuận tiện
cho người sử dung và có thể sử dung trong việc vận chuyển các loại hàng có khối lương
lớn.
Hình1.7. Cầu trục dẫn động bằng tay.
trụ động
a) Loại một dầm; b) Loại hai dầm.
f. Theo vị trí điều khiển
Theo vị trí điều khiển có các loại cầu trục điều khiển từ cabin gắn trên dầm cầu (hình 1.4)
và cầu trục điều khiển từ dưới nền nhờ hộp nút bấm (hình 1.2). Điều khiển từ dưới nền
bằng hộp nút bấm thường dùng cho các loại cầu trục một dầm có tải trọng nâng nhỏ.