Tính toán thiết kế cơ cấu nâng hạ lắp trên máy kéo shibaura để nâng chuyển gỗ thành phẩm cho xưởng chế biến gỗ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CƠ ĐIỆN VÀ CƠNG TRÌNH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG HẠ LẮP TRÊN MÁY KÉO SHIBAURA ĐỂ NÂNG CHUYỂN GỖ THÀNH PHẨM CHO XƯỞNG CHẾ BIỄN GỖ NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ MÃ SỐ : 7520103 Giảng viên hướng dẫn : Đặng Thị Hà Sinh viên thực : Nguyễn Ngọc Mạnh MSV : 1651060335 Lớp : K61_KTCK Khoá học : 2016 – 2020 Hà Nội - năm 2020 LỜI CẢM ƠN Đề tài khóa luận hoàn thành kết giúp đỡ tận tình thầy mơn kỹ thuật khí, khoa Cơ Điện & Cơng trình hỗ trợ từ bạn học Để hoàn thành đề tài khóa luận tốt nghiệp này, đặc biệt tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới cô Đặng Thị Hà hướng dẫn bảo để hoàn thành đề tài cách tốt Qua xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trường Đại học Lâm Nghiệp giúp đỡ suốt thời gian học tập trường, lần đặc biệt cảm ơn cô Đặng Thị Hà dành nhiều thời gian để bảo, hướng dẫn tơi suốt q trình thực đề tài khóa luận tốt nghiệp Cuối cùng, tơi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình bạn bè động viên, chia sẻ, giúp đỡ tinh thần vật chất để tơi n tâm hồn thành khóa luận Xin trân trọng cảm ơn thầy quản lý xưởng chế biến lâm sản trường đại học Lâm Nghiệp hỗ trợ trình điều tra, nghiên cứu hồn thành khóa luận Bản thân tơi cảm thấy đề tài khóa luận tốt nghiệp cịn nhiều thiếu sót hạn chế định Vì vậy, tơi mong nhận nhiều đóng góp ý kiến định hướng để tơi hồn thiện đề tài cách tốt Một lần xin chân thành cảm ơn xin đón nhận tất giúp đỡ Hà Nội, ngày tháng năm 2020 Sinh viên Nguyễn Ngọc Mạnh i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC BẢNG iv DANH MỤC HÌNH v ĐẶT VẤN ĐỀ Chương TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Giới thiệu xưởng chế biến gỗ trường Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam 1.2 Quy trình sản xuất gỗ thành phẩm xưởng chế biến gỗ trường Đại học Lâm Nghiệp 1.3 Tình hình áp dụng giới vào việc nâng chuyển gỗ thành phẩm bán thành phẩm xưởng 14 1.4 Yêu cầu an toàn loại máy nâng 16 1.5 Ý nghĩa đề tài 17 1.6 Mục tiêu, nội dung, phương pháp, đối tượng phạm vi nghiên cứu 18 Đối tượng phạm vi nghiên cứu: 18 Chương ĐỀ XUẤT LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 19 2.1 Giới thiệu máy kéo Shibaura SD-3000A 19 2.2 Đề xuất lựa chọn phương án thiết kế 21 2.2.1 Phương án 1: Hệ thống nâng hạ gỗ hệ thống thủy lực lắp sau máy kéo 21 2.2.2 Phương án 2: Hệ thống nâng hạ gỗ hệ thống thủy lực lắp trước máy kéo 23 2.2.3 Phương án 3: Hệ thống nâng hạ gỗ truyền trục vít-bánh vít lắp trước máy kéo 25 2.2.4 Phân tích ưu, nhược điểm phương án 26 Chương TÍNH TỐN KỸ THUẬT 28 3.1 Kết cấu chức phần tử sơ đồ thủy lực 28 ii 3.2 Tính tốn hệ thống thủy lực 30 3.2.1 Xác định tải trọng lớn nâng hàng 30 3.2.2 Tính tốn chọn xilanh thủy lực 31 3.2.3 Tính tốn chọn bơm 35 3.2.4 Tính tốn chọn van phân phối 39 3.2.5 Tính tốn chọn van tiết lưu 41 3.2.6 Tính tốn van cản 42 3.2.7 Tính tốn tốn đường ống thủy lực 44 3.2.8 Van an toàn 46 3.2.9 Tính tốn thiết kế xích tải 46 3.2.10 Các dạng hư hỏng xích tải 46 3.2.11 Kiểm tra áp suất lề xích 47 3.2.12 Kiểm nghiệm xích bền kéo 48 3.2.13 Tính bền cho nâng 48 3.3 Tính tốn thiết kế khung chữ U 53 3.3.1 Xác định nội lực trường hợp khung chịu lực nguy hiểm 53 3.4 Tính toán ổn định cho máy nâng 58 3.4.1 Xác định tọa độ trọng tâm máy nâng 58 3.4.2 Xác định khả làm việc máy theo điều kiện ổn định dọc 60 3.4.3 Xác định khả làm việc máy theo điều kiện ổn định ngang 62 3.4.4 Tính tốn suất hiệu kinh tế 63 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66 4.1 Kết luận 66 4.2 Kiến nghị 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 iii DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Đặc tính kỹ thuật máy kéo Shibaura-3000A 20 Bảng 2.2 Tỉ số truyền hệ thống truyền lực máy kéo Shibaura-3000A 21 Bảng 3.1: Bảng tiêu chuẩn kích thước pallet gỗ chuẩn ISO công nhận 30 Bảng 3.2: Bảng lựa chọn vật liệu tính tốn khối lượng cho 31 cấu nâng hạ theo phương án thiết kế 31 iv DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Gỗ thành phẩm Hình 1.2: Gỗ phơi ngồi bãi Hình 1.3: Thiết bị chế biến gỗ (cưa vịng nằm xẻ gỗ) Hình 1.4: Kho chứa gỗ thành phẩm Hình 1.5: Lị sấy nhiệt Hình 1.6: Sơ đồ lị sấy ngưng tụ ẩm Hình 1.7: Sơ đồ nguyên lý phương pháp sấy cao tần Hình 1.8: Bản đồ xẻ thứ tự xẻ phương pháp xẻ mặt 10 Hình 1.9: Bản đồ xẻ thứ tự xẻ phương pháp xẻ mặt 11 Hình 1.10: Bản đồ xẻ thứ tự xẻ phương pháp xẻ mặt 12 (phương pháp xẻ ván chưa rọc cạnh) 12 Hình 1.11: Ván có khuyết tật 12 Hình 1.12: Ván đạt chất lượng cất bảo quản kho 13 Hình 1.13: Bốc gỗ lên thiết bị vận chuyển sức người 13 Hình 1.14: Xe kéo tự chế dùng xưởng 14 Hình 1.15: Xe điện tự chế dùng xưởng 14 Hình 1.16: Một số hình ảnh bốc dỡ chuyển gỗvào xưởng sức người 15 Hình 1.17: Xe nâng 15 Hình 2.1: Hình ảnh máy kéo Shibaura-3000A 19 Hình 2.2: Sơ đồ phận nâng hạ lắp sau máy kéo 22 Hình 2.3: Sơ đồ phận nâng chuyển lắp trước máy kéo 24 Hình 2.4: Sơ đồ cấu tạo hệ thống nâng hạ trục vít-bánh vít 25 Hình 3.1: Sơ đồ thủy lực cấu nâng hàng 28 Hình 3.2: Sơ đồ tính tốn xilanh 31 Hình 3.3: Kết cấu bơm bánh 35 Hình 3.4: Kết cấu bơm cánh gạt 36 Hình 3.5: Kết cấu bơm piston tác động đơn 37 v Hình 3.6: Kết cấu bơm thủy lực trục vít 38 Hình 3.7: Sơ đồ kết cấu bơm bánh 39 Hình 3.8: Sơ đồ tính tốn van tiết lưu 41 Hình 3.9: Sơ đồ tính tốn van cản 42 Hình 3.10: Biểu đồ đặt lực tác dụng lên nâng 48 Hình 3.11: Biểu đồ đặt lực xác định mơ mem uốn tác dụng lên nâng 49 Hình 3.12: Biểu đồ đặt lực 49 Hình 3.13: Biểu đồ lực cắt Qy moomen uốn Mx tác dụng lên nâng 50 Tính chọn tiết diện cho nâng 50 Hình 3.14: Mặt cắt ngang tiết diện nâng hình chữ nhật 51 Hình 3.15: Sơ đồ chịu lực khung 53 Hình 3.16: Sơ đồ chọn hệ 54 Hình 3.17: Biểu đồ mơmen đơn vị 55 Hình 3.18: Biểu đồ mơmen uốn 56 Hình 3.19: Tiết diện khung gồm thép hàn lại với 57 Hình 3.20: Sơ đồ tác dụng lên máy nâng nâng hàng độ dốc dọc 60 Hình 3.21: Sơ đồ tác dụng lên máy nâng hàng độ dốc ngang 62 vi ĐẶT VẤN ĐỀ Cơng nghiệp hóa đường tất yếu mà nước phát triển phải trải qua để nhanh, đuổi kịp nước phát triển Đặc điểm cấu có phận chế biến ln thay đổi để sản xuất tư liệu sản xuất hàng tiêu dùng có khả bảo đảm cho tồn kinh tế với nhịp độ cao đạt tới tiến kinh tế xã hội Đến nay, nước có 4.500 doanh nghiệp chế biến gỗ lâm sản, đó, 95% doanh nghiệp tư nhân, 3,5% doanh nghiệp có vốn đầu tư 50 tỷ đồng Số doanh nghiệp chế biến sản phẩm xuất 1.800 doanh nghiệp Nhiều doanh nghiệp có lền tài lớn bắt đầu quan tâm đầu tư, nghiên cứu, ứng dụng chuyển giao thiết bị máy móc, sản phẩm phụ trợ giúp nâng cao giá trị gia tăng Kinh tế lâm nghiệp tiếp tục phát triển nhanh bền vững, không mang lại sinh kế cho 20 triệu người dân, mà khẳng định vị ngành kinh tế xanh, mang lại nhiều ngoại tệ… Theo thống kê năm 2018 ngành công nghiệp chế biến gỗ nghành quan trọng chiếm tới 25% kim ngạch xuất tồn nơng nghiệp đất nước Vì việc áp dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất chế biến gỗ điều cần thiết Đặc biệt vùng sâu vùng xa lền tài cịn yếu, sử dụng sức người chủ yếu, trình độ kỹ thuật cịn yếu kém, suất lao động chất lượng sản phẩm thấp Chính vậy, việc áp dụng máy móc vào sản xuất, vận chuyển việc làm cần thiết nhằm: giải phóng sức lao động nặng nhọc người, nâng cao suất hiệu công việc Hiện nay, xưởng chế biến gỗ nông thôn, vùng cao, vùng xa công việc nâng chuyển gỗ thành phẩm chủ yếu dùng sức người số máy móc thơ sơ như: xe lơi, xe điện tự chế nên suất thấp lại hao phí sức lao động Từ nhu cầu cụ thể đồng ý Khoa Cơ điện Cơng trình, Bộ mơn Kỹ thuật khí tơi tiến hành thực khóa luận tốt nghiệp với tiêu đề:"TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG HẠ LẮP TRÊN MÁY KÉO SHIBAURA ĐỂ NÂNG CHUYỂN GỖ THÀNH PHẨM CHO XƯỞNG CHẾ BIỄN GỖ " Chương TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Giới thiệu xưởng chế biến gỗ trường Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam Xưởng chế biến gỗ trường Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam hình thành phát triển từ ngày đầu thành lập trường có vị trí địa lý thuận lợi nằm cạnh đường mịn Hồ Chí Minh, vị trí thuận tiện cho việc sản xuất vận chuyển tiêu thụ gỗ Xưởng có tổng diện tích gần 7200 m2 bao gồm khu sản xuất, khu sấy gỗ kho chứa gỗ… Xưởng hình thành với mục đích giúp sinh viên học tập nghiên cứu thực hành để củng cố kiến thức lý thuyết tiếp cận thực tế Đồng thời xưởng tổ chức tham gia sản xuất để củng cố kinh tế, với số lượng công nhân từ 5-15 người tùy thuộc số lượng sản phẩm cần sản xuất Với công nghệ thiết bị xưởng năm xưởng sản xuất hàng nghìn 𝑚3 gỗ để phục vụ cho thị trường *Cơ cấu tổ chức máy lãnh đạo xưởng: Giám đốc Quản lý xưởng Phòng kỹ thuật bảo trì Phịng sản xuất Quản lý kho Giám đốc xưởng có nhiện vụ đưa định quan trọng, ngồi cịn qn xuyến cơng việc giao lưu với đối tác nhằm tạo tên tuổi bán sản phẩm gỗ nhiều Giám Đốc xưởng có nhiệm vụ quản lí vận hành xưởng để xưởng lên bên cạch giam đốc có quản đốc thư ký để giúp giám đốc hồn thành cơng việc xưởng ngày phát triển Mỗi tổ có nhiêm vụ khác tổ sản xuất chịu tránh nhiệm phải sản xuất số lượng gỗ thành phẩm bán thành phẩm mà xưởng giao cho Tổ kỹ thuật bảo trì chịu trách nhiệm sửa chữa bảo dưỡng thiết bị vận hành trơn chu không bị gián đoạn Tổ quản lý kho chịu trách nhiệm phân loại bảo quản sản phẩm thuận tiện cho việc bán gỗ sản phẩm thị trường * Sản phẩm xưởng chế biến gỗ Một số cơng nghệ quy trình sản xuất gỗ xưởng: CHUẨN BỊ NGUYÊN VẬT LIỆU SẤY KHÔPHƠI KHÔ XẺ VÁN PHÂN LOẠI VÀ BẢO QUẢN GỖ THÀNH PHẨM VÀ BÁN THÀNH PHẨM Dưới số hình ảnh sản phẩm nhà xưởng xưởng chế biến gỗ Trường Đại học Lâm Nghiệp: Hình 1.1: Gỗ thành phẩm