khảo sát động lực học thiết bị công tác của máy xúc một gầu dẫn động thuỷ lực

bộ giáo dục v đo tạo bộ quốc phòng học viện kỹ thuật quân sự lê anh sơn Khảo sát động lực học thiết bị công tác của máy xúc một gầu dẫn động thuỷ lực luận văn thạc sĩ kỹ thuật Hà Nội - năm 2007 bộ giáo dục v đo tạo bộ quốc phòng học viện kỹ thuật quân sự lê anh sơn Khảo sát động lực học thiết bị công tác của máy xúc một gầu dẫn động thuỷ lực Chuyên ngành: Kỹ thuật xe máy quân sự, Công binh Mã số: 60 52 36 luận văn thạc sĩ kỹ thuật ngời hớng dẫn khoa học: ts lê hồng phơng Hà Nội - Năm 2007 bộ giáo dục v đo tạo bộ quốc phòng học viện kỹ thuật quân sự luận văn thạc sĩ kỹ thuật Tên đề tài: Khảo sát động lực học thiết bị công tác của máy xúc một gầu dẫn động thuỷ lực Chuyên ngành : Kỹ thuật xe máy quân sự, Công binh Mã số : 60 52 36 Ngày giao đề tài luận văn : 02/02/2007 Ngày hoàn thành luận văn : 17/05/2007 Ngời thực hiện: Họ và tên : Lê Anh Sơn Cấp bậc: Thiếu tá Lớp : Kỹ thuật xe máy Công binh Khoá: 17 Hệ đào tạo : Tập trung Cán bộ hớng dẫn: Họ và tên: Lê Hồng Phơng Cấp bậc: Thợng tá Học hàm, học vị: TS Đơn vị công tác: Viện kỹ thuật CGQS - TCKT Hà Nội - Năm 2007 Danh mục các kí hiệu v chữ viết tắt Kí hiệu Diễn giải Đơn vị tính C d Nhiệt dung riêng của dầu nhờn kJ/kg o C D n Đờng kính xu páp nạp mm D t Đờng kính xu páp thải mm e Độ lệch tâm tuyệt đối mm F p Diện tích tiết diện ngang đỉnh pít tông m 2 i Số xi lanh - k tb áp suất trung bình của ổ trục tính trên đơn vị diện tích chịu tải MPa K d Hệ số truyền nhiệt tổng quát của dầu nhờn w/m 2 .độ M e Mô men có ích của động cơ N.m M emax Mô men cực đại của động cơ N.m M j Khối lợng các chi tiết tham gia chuyển động tịnh tiến kg M np Khối lợng nhóm pít tông kg M R Khối lợng chuyển động quay của trục khuỷu kg N e Công suất định mức của động cơ kW n Tốc độ trục khuỷu v/ph p 0 áp suất môi trờng MPa p k áp suất tăng áp MPa p kt áp suất khí thể MPa P j Lực quán tính của khối lợng tham gia chuyển động tịnh tiến MN P R Lực quán tính ly tâm của khối lợng tham gia chuyển động tịnh tiến quay MN Q c Véc tơ phụ tải MPa Q d Nhiệt lợng của động cơ truyền cho dầu nhờn J/s S Hành trình pítông mm T Lực tiếp tuyến MN V b Năng suất của bơm dầu m 3 /h 1 Góc mở sớm xu páp nạp Độ 2 Góc đóng muộn xu páp nạp Độ 1 Góc mở sớm xu páp thải Độ 2 Góc đóng muộn xu páp thải Độ k Góc lệch công tác Độ Tỉ số nén động cơ - Hệ số va đập - s Góc phun sớm Độ Hệ số kết cấu - Số kì - Tố độ góc 1/s Hệ số phụ tải của ổ trợt Khe hở hớng kính của ổ trợt mm td Độ tăng nhiệt độ của dầu nhờn o C DANH MụC các bảng Bảng Tên bảng Trang 1.1 Các thông số cơ bản của động cơ DSC-80 5 1.2 Các thông số cơ bản của động cơ DSC-80TA 6 1.3 Kích thớc cơ bản của cổ trục và chốt khuỷu động cơ DSC-80 14 2.1 Các thông số nhiệt động chu trình động cơ DSC-80TA 23 2.2 Kết quả tính toán các lực tác dụng lên cơ cấu khuỷu trục thanh truyền theo góc quay trục khuỷu của động cơ DSC-80TA 34 2.3 Kết quả tính toán các phản lực tác dụng lên cổ trục (2.3) theo góc quay trục khuỷu của động cơ DSC-80TA 40 DANH MụC CáC Đồ THị V HìNH Vẽ Hình Tên hình vẽ và đồ thị Trang 1.1 Đờng đặc tính ngoài của động cơ DSC-80 6 1.2 Đờng đặc tính ngoài của động cơ DSC-80TA 7 1.3 Mặt cắt dọc và mặt cắt ngang động cơ DSC-80TA 8 1.4 Vị trí lắp các cụm bánh răng 16 1.5 Sơ đồ hệ thống bôi trơn động cơ DSC-80 18 2.1 Đồ thị lực khí thể p kt theo góc quay trục khuỷu 27 2.2 Đồ thị lực quán tính p j theo góc quay trục khuỷu 31 2.3 Lực và mô men tác dụng lên cơ cấu khuỷu trục thanh truyền 32 2.4 Đồ thị lực khí thể p kt , p J , p theo góc quay trục khuỷu 33 2.5 Sơ đồ trục khuỷu động cơ DSC-80TA 37 2.6 Đồ thị véc tơ phụ tải tác dụng lên cổ trục 2-3 động cơ DSC-80TA 43 2.7 Đồ thị triển khai đồ thị véc tơ phụ tải theo góc quay trục khuỷu 44 3.1 Biểu đồ áp suất thuỷ động tác dụng lên ổ 46 3.2 áp suất thuỷ động của ổ phân bố theo chiều trục 48 3.3 Độ nhấp nhô bề mặt ổ trục 49 3.4 Đồ thị xác định hệ số phụ tải của ổ trục 51 3.5 Các đờng cong hệ số tiêu hao dầu và sức cản 53 3.6 Kích thớc ống làm mát dầu động cơ DSC-80 59 Mục lục Trang Mở đầu 1 Chơng 1- Tổng quan về máy xúc một gầu dẫn động thuỷ lực và khái quát các công trình nghiên cứu liên quan đến đề tài 4 1.1. lịch sử phát triển lĩnh vực máy xúc 4 1.2. Đặc điểm khai thác máy xúc và khái quát về loại máy xúc dự kiến sẽ chế tạo tại Việt Nam 6 1.3. Đặc điểm kết cấu thiết bị công tác của máy xúc một gầu dẫn động thuỷ lực kiểu PC200-3 10 1.4. Tổng quan về tình hình nghiên cứu động lực học thiết bị công tác máy xúc một gầu dẫn động thuỷ lực 14 1.5. Nhiệm vụ đặt ra của đề tài 14 Kết luận chơng 1 15 Chơng 2- Xác định và khảo sát qui luật thay đổi lực trong các khâu của thiết bị công tác máy xúc một gầu dẫn động thuỷ lực 16 2.1. Cơ sở tính toán thiết bị công tác máy xúc một gầu dẫn động thuỷ lực 16 2.2. Lực tơng hỗ giữa bộ phận công tác và đất 17 2.3. Khảo sát sự thay đổi lực và nội lực trong hệ thống thiết bị công tác máy xúc một gầu dẫn động thuỷ lực 20 2.3.1. Đối với trờng hợp cắt và tích đất bằng xi lanh quay gầu 21 2.3.2. Đối với trờng hợp cắt và tích đất bằng xi lanh quay tay gầu 31 2.3.3. Xây dựng chơng trình máy tính xác định các nội lực ứng với các trờng hợp cắt và tích đất trong quá trình đào của thiết bị công tác 41 Kết luận chơng 2 51 Chơng 3- Thiết lập mô hình động học và động lực học thiết bị công tác máy xúc một gầu dẫn động thuỷ lực 52 3.1. Cơ sở lý thuyết phục vụ nghiên cứu động học và động lực học 52 3.1.1. Mô hình hệ nhiều vật 52 3.1.2. Phép biến đổi Denavit-Hartenberg ma trận chuyển cấp 4 57 3.2. Mô hình động học 61 3.2.1. Xây dựng mô hình tính toán động học 61 3.2.2. động học thuận thiết bị công tác 64 3.2.3. động học ngợc thiết bị công tác 69 3.3. Mô hình động lực học 74 3.3.1. Xây dựng mô hình tính toán động lực học 74 3.3.2. Thiết lập phơng trình vi phân chuyển động 77 Kết luận chơng 3 100 Chơng 4- Xác định và khảo sát các tham số động lực học thiết bị công tác máy xúc một gầu dẫn động thuỷ lực 101 4.1. Tổ chức chơng trình tính toán 101 4.2. Các thông số đầu vào để giải bài toán 105 4.2.1. Các thông số động học và động lực học 105 4.2.2. Các điều kiện đầu 107 4.3. Một số kết quả tính toán 107 4.3.1. Đồ thị chuyển vị, vận tốc, gia tốc của cần máy xúc 108 4.3.2. Đồ thị chuyển vị, vận tốc, gia tốc của tay gầu 109 4.3.3. Đồ thị chuyển vị, vận tốc, gia tốc của gầu xúc 111 4.3.4. Biểu đồ lực của các khâu 112 4.3.5. Biểu đồ mô men các khâu 114 4.3.6. Biểu đồ lực biểu diễn các lực dọc trục của liên kết bốn khâu bản lề 115 Kết luận chơng 4 116 Kết luận và kiến nghị 117 Tài liệu tham khảo 119 [...]... cứu động lực học thiết bị công tác máy xúc thuỷ lực một gầu trên thế giới và ở Việt Nam hiện nay Kết quả nhận đợc làm cơ sở để thiết lập và tính toán lực, nội lực cũng nh tính toán động học, động lực học máy xúc một gầu dẫn động thuỷ lực theo cách thức mới đầy đủ hơn 16 Chơng 2 Xác định v khảo sát quy luật thay đổi lực v nội lực trong các khâu của thiết bị công tác 2.1 Cơ sở tính toán thiết bị công tác. .. nào thiết kế và chế tạo máy xúc một gầu dẫn động thuỷ lực 1.5 Nhiệm vụ đặt ra của đề tài Xuất phát từ mục đích của đề tài là phục vụ cho dự án chế tạo máy xúc trong nớc nên nhiệm vụ đặt ra của đề tài là xác định lực và nội lực trong hệ thống thiết bị công tác và xây dựng mô hình động lực học thiết bị công tác máy xúc một gầu dẫn động thuỷ lực từ đó xác định các thông số động lực học cơ bản 15 của thiết. .. phân chuyển động Nội dung chính của luận văn bao gồm 4 chơng nh sau: 3 Chơng 1: Tổng quan về máy xúc một gầu dẫn động thuỷ lực và khái quát các công trình nghiên cứu liên quan đến đề tài Chơng 2: Xác định và khảo sát quy luật thay đổi lực và nội lực trong các khâu của thiết bị công tác Chơng 3: Thiết lập mô hình động học và động lực học của thiết bị công tác máy xúc một gầu dẫn động thuỷ lực Chơng 4:... triển Máy xây dựng thuộc Bộ xây dựng, Bộ môn xe máy Công binh, Học viện KTQS v.v Để góp phần vào việc thực hiện nhiệm vụ đó tôi đợc giao nhiệm vụ thực hiện luận văn khảo sát động lực học thiết bị công tác của máy xúc một gầu dẫn động thuỷ lực - Là một phần của đề tài thuộc chơng trình nói trên Với mục tiêu đặt ra là thiết kế chế tạo máy xúc một gầu dẫn động thuỷ lực có độ bền cao, 2 có chất lợng động học. .. dẫn động thuỷ lực Nh trong phần 1.1 đã nêu, trên thế giới có hơn 80 nớc đã sản xuất đợc máy xúc một gầu dẫn động thuỷ lực và cũng đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về máy xúc nói chung và về động lực học nói riêng Trong các công trình đó trớc hết phải kể đến công trình khoa học của BolCốp Đ.P nghiên cứu về độ bền và động lực học máy xúc một gầu; của VetPob I.A; của Đômbơrobski N.G về tính toán thiết. .. tính toán thiết bị công tác máy xúc một gầu dẫn động thuỷ lực Khi tính toán thiết kế thiết bị công tác của máy xúc một gầu dẫn động thuỷ lực cần phải cho trớc cấp đất lớn nhất mà máy phải làm việc (điều kiện làm việc), năng xuất và dung tích gầu Từ đó làm cơ sở cho việc xác định hệ thống lực tác dụng lên các cụm kết cấu, các xi lanh thuỷ lực, vận tốc chuyển động, công suất máy Để xác định đợc các thông... định và khảo sát các tham số động lực học cơ bản của thiết bị công tác máy xúc một gầu dẫn động thuỷ lực Mặc dù tác giả của luận văn đã rất cố gắng song do trình độ và thời gian có hạn nên không tránh khỏi có những thiếu sót, kính mong đợc sự đóng góp, giúp đỡ của các thầy và các đồng nghiệp để luận văn đợc hoàn thiện hơn 4 Chơng 1 Tổng quan về máy xúc một gầu dẫn động thuỷ lực v khái quát các công trình... đầu Máy xúc một gầu đợc xếp vào nhóm máy chủ đạo trong tổ chức thi công công trình, cứu hộ, cứu nạn, khai thác hầm lò Khối lợng đào, xúc đất của nó chiếm trên 60% khối lợng đào, xúc của tất cả các máy làm đất khác Máy xúc một gầu rất đa dạng về chủng loại và kết cấu song do tính u việt nổi trội của dẫn động thủy lực so với dẫn động cơ khí nên trong những năm gần đây máy xúc một gầu dẫn động thủy lực. .. gầu nhờ xi lanh quay gầu 7 Quay máy về vị trí làm việc tiếp theo với một chu kỳ hoàn toàn tơng tự 10 Hình 1.2 Khi máy xúc làm việc bằng xi lanh quay gầu 7 Hình 1.3 Khi máy xúc làm việc bằng xi lanh quay tay gầu 5 1.3 Đặc điểm kết cấu thiết bị công tác của máy xúc một gầu dẫn động thuỷ lực kiểu PC200-3 Gầu xúc Gầu xúc đợc chế tạo bằng phơng pháp hàn hoặc đúc Đáy gầu đợc chế tạo liền với các thành gầu. .. kích thớc cơ bản của thiết bị công tác Sau đó, lựa chọn các chế độ làm việc điển hình, tổ hợp lực tác dụng lên các thiết bị công tác, đặc biệt là lực tác dụng lên các xi lanh thuỷ lực có giá trị lớn nhất Sau khi xác định đợc hệ thống lực sẽ tiến hành tính toán kết cấu thép Để tính toán hệ thống truyền động thuỷ lực trên thiết bị công tác của máy xúc một gầu, thông thờng ngời ta dựa theo lực (mô men) và . các khâu của thiết bị công tác máy xúc một gầu dẫn động thuỷ lực 16 2.1. Cơ sở tính toán thiết bị công tác máy xúc một gầu dẫn động thuỷ lực 16 2.2. Lực tơng hỗ giữa bộ phận công tác và. công tác. Chơng 3: Thiết lập mô hình động học và động lực học của thiết bị công tác máy xúc một gầu dẫn động thuỷ lực. Chơng 4: Xác định và khảo sát các tham số động lực học cơ bản của thiết. học thiết bị công tác của máy xúc một gầu dẫn động thuỷ lực - Là một phần của đề tài thuộc chơng trình nói trên. Với mục tiêu đặt ra là thiết kế chế tạo máy xúc một gầu dẫn động thuỷ lực có độ