TÍNH TOÁN xác ĐỊNH các CHẾ độ tải TRỌNG TRÊN cơ cấu CÔNG tác của máy đào BÁNH lốp

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐÀO 2 1.1. Quá trình phát triển của máy làm đất. 2 1.2. Ý nghĩa cơ giới hoá công tác đất. 3 1.3. Giới thiệu về máy đào và tình hình sử dụng máy đào ở Việt Nam 4 1.4. Công dụng của máy đào 4 1.4.1. Trong xây dựng dân dụng và công nghiệp: 5 1.4.2. Trong xây dựng thuỷ lợi 5 1.4.3. Trong khai thác mỏ 5 1.4.4. Trong các lĩnh vực khác 5

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐÀO 5 1.1. Quá trình phát triển của máy làm đất 5 1.2. Ý nghĩa cơ giới hoá công tác đất 6 1.3. Giới thiệu về máy đào và tình hình sử dụng máy đào ở Việt Nam 7 1.4. Công dụng của máy đào 8 1.4.1. Trong xây dựng dân dụng và công nghiệp: 8 1.4.2. Trong xây dựng thuỷ lợi 8 1.4.3. Trong khai thác mỏ 8 1.4.4. Trong các lĩnh vực khác 8 1.5. Phân loại máy đào 8 1.5.1. Phân loại theo thiết bị làm việc 8 1.5.2. Phân loại theo hệ thống dẫn động thiết bị làm việc 8 1.5.3. Phân loại theo hệ thống di chuyển 8 1.5.4. Phân loại theo dung tích gầu đào 9 1.6. Các khả năng làm việc khác của máy đào 9 1.6.1. Thay thế gầu đào bằng đầu phá đá: 9 1.6.2. Thay thế gầu bằng cụm máy cưa bê tông 10 1.6.3. Thay thế gầu bằng máy đầm rung 10 1.6.4. Máy đào làm máy cơ sở cho máy khoan 11 1.6.5. Máy đào làm máy cơ sở lắp máy búa rung 11 1.6.6. Máy có thể làm máy cơ sở của máy ép cọc bấc thấm, máy khoan cọc nhồi, có thể thay thế gầu đào bằng nhiều loại gầu có kết cấu khác nhau 12 1.7. Tổ chức thi công bằng máy đào một gầu 12 1.8. Giới thiệu máy đào Komatsu PW 210-1 13 1.8.1. Một số ưu nhược điểm của máy PW 210-1 14 1.8.2. Kết cấu chung của máy đào Komatsu PW 210-1 15 1.8.3. Các thông số kỹ thuật cơ bản 17 1.8.4. Nguyên lý làm việc của máy đào một gầu PW 210-1 19 Trang 1 CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH CÁC CHẾ ĐỘ TẢI TRỌNG TRÊN BỘ CÔNG TÁC 22 2.1. Xác định lực cản đào lớn nhất Po 22 2.2. Tính toán kết cấu tay gầu: 26 2.3. Tính toán kết cấu cần: 38 2.3.1. Trường hợp 1: Tay gầu vuông góc với xy lanh tay gầu, gầu gặp chướng ngại vật 38 2.3.2. kết thúc quá trình đào thì gầu gặp chướng ngại vật, cần vươn xa nhất: 42 2.3.3. Trong quá trình làm việc tay gầu và cần vươn xa nhất 44 3.2. Sửa chữa máy đào 54 3.3. C¸c h háng thêng gÆp cña m¸y 58 Trang 2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI − Tính toán xác định các chế độ tải trọng trên bộ công tác của máy đào bánh lốp − Dùng phần mềm Cad vẽ để xác định các chế độ làm việc của máy đào PW210-1 Trang 3 LỜI NÓI ĐẦU Sau thời gian 4 năm học tại trường, được sự dạy bảo và hướng dẫn tận tình của các thầy cô giáo, em đã tiếp thu những kiến thức qúy báu mà thầy cô đã truyền đạt. Mỗi sinh viên trước khi ra trường cần phải qua một đợt tìm hiểu thực tế để kiểm tra và bổ sung thêm những kiến thức đã học. Quá trình làm đồ án tốt nghiệp cũng là điều hết sức cần thiết đối với mỗi sinh viên, nó không những giúp cho mỗi sinh viên tiếp xúc và làm quen với những chi tiết, hệ thống đã được học trên lý thuyết mà còn giúp cho ta biết phải giải quyết các vấn đề kỹ thuật có liên quan đến nó. Trong đề tài tốt nghiệp này em được giao nhiệm vụ: “Tính toán xác định các chế độ tải trọng trên cơ cấu công tác máy đào bánh lốp”. Đây là loại máy đào được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực xây dựng các công trình giao thông, khai thác mỏ, đào và vận chuyển đất đá, …Thông qua đề tài này cho em nắm vững hơn về kết cấu cũng như nguyên lý làm việc của tất cả các hệ thống có liên quan. Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, em cũng đã cố gắng làm việc, học hỏi, tìm tòi, nghiên cứu rất nhiều các tài liệu có liên quan đến hệ thống thủy lực và các loại máy đào bánh lốp nhằm mong muốn đồ án đạt kết quả tốt nhất. Tuy nhiên, vì bản thân còn ít kinh nghiệm, kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy, cô đã tận tụy truyền đạt các kiến thức quý báu. Em chân thành gởi lời cảm ơn đến Thạc sỹ Nguyễn Xuân Hòa – giáo viên hướng dẫn, đã quan tâm giúp đỡ trong suốt quá trình làm việc. Em xin được cảm ơn tất cả các thầy, cô giáo trong bộ môn Công nghệ Kỹ thuật Ô tô đã đóng góp ý kiến qúy giá tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng tiến độ. Hưng Yên, ngày tháng 06 năm 2013 Sinh viên thực hiện Đào Văn Lợi Trang 4 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐÀO 1.1. Quá trình phát triển của máy làm đất. Công nghiệp chế tạo máy nói chung, máy làm đất nói riêng là nền công nghiệp còn non trẻ và quá trình phát triển của nó đồng hành với quá trình phát triển của các ngành khoa học và công nghiệp của loài người. Bức tranh tổng thể của ngành chế tạo máy làm đất có thể chia thành các giai đoạn chính: 1. Giai đoạn 1: Thế kỷ XVI đến thế kỷ XVIII Xuất hiện những phương tiện cơ giới và cơ giới hoá đầu tiên dùng trong khâu làm đất, động lực dùng trên các phương tiện cơ giới lúc đó chủ yếu là sức người, sức ngựa và bước đầu dùng động cơ hơi nước. Loài người đã chế tạo và sử dụng máy xúc một gầu q = 0,75 m 3 đầu tiên. 2. Giai đoạn 2: Thế kỷ XIX đến năm 1910 Trong giai đoạn này cùng với sự phát triển các công trình xây dựng lớn, nhất là công trình xây dựng giao thông, giao thông đường sắt, xuất hiện máy xúc một gầu quay toàn vòng 360 0 – chạy trên ray, cùng các loại máy làm đất khác. 3. Giai đoạn 3: Từ sau năm 1910 Khâu làm đất trong công tác xây dựng đã được tiến hành cơ giới hoá ở mức độ ngày càng cao do xuất hiện nhiều loại máy làm đất như: máy xúc đất quay toàn vòng 360 0 , di chuyển bằng bánh lốp, bánh xích kể cả máy xúc di chuyển bằng thiết bị tự bước. Đồng thời để đáp ứng khối lượng công tác đất ngày càng lớn trong xây dựng cơ bản.Nền công nghiệp đã chế tạo nhiều loại máy làm đất có chức năng, công dụng, kết cấu khác nhau. Xu hướng phát triển máy làm đất trong giai đoạn này là nâng cao năng suất làm việc, tăng vận tốc di chuyển máy và vận tốc làm việc; sử dụng vật liệu kim loại, phi kim loại chất lượng cao để giảm khối lượng riêng của máy, nâng cao độ tin cậy của các chi tiết máy, giảm thời gian bảo dưỡng trong quá trình sử dụng, hoàn thiện các thiết bị động lực và truyền động cùng các hệ thống khác trên máy, chế tạo các bộ công tác (thiết bị làm việc) thay thế để máy có thể làm việc ở các điều kiện, chế độ khác nhau (tức là vạn năng hoá máy làm đất) nên năng suất làm việc của máy ngày càng được nâng cao. Trong những năm gần đây, khối lượng của một số máy làm đất giảm nhẹ đi 20 ÷ 30% nhưng công suất máy tăng lên đến 50 ÷ 80%. Công suất trang bị trên máy tăng lên kéo theo hiệu suất làm việc của máy tăng lên. Cũng với việc không ngừng cải tiến, hoàn Trang 5 thiện về nguyên lý, kết cấu, người ta còn sử dụng các bộ phận, các máy cơ sở được chế tạo theo tiêu chuẩn, theo môdun để hoà nhập xu hướng thống nhất hoá, tiêu chuẩn hoá và vạn năng hoá ngành sản xuất máy làm đất. 1.2. Ý nghĩa cơ giới hoá công tác đất. Trong xây dựng cơ bản: xây dựng dân dụng, công nghiệp, xây dựng giao thông, xây dựng thuỷ lợi… Đối tượng thi công trước tiên có khối lượng lớn – có thể nói lớn nhất là công tác đất. Trong các công trình xây dựng, đất là đối tượng được xử lý với các phương pháp, mục đích khác nhau nhưng có thể tập hợp theo các quy trình công nghệ chính: Đào – Khai thác, vận chuyển, đắp, san bằng và đầm chặt. Trong đó, máy đào gầu nghịch thi công chủ yếu ở khâu Đào – Khai thác. Cơ giới hoá công tác đất có ý nghĩa trọng yếu và đó là vấn đề cấp bách, cần thiết do khối lượng công việc rất lớn, đòi hỏi nhiều nhân lực, lao động nặng nhọc, ảnh hưởng đến tiến độ thi công và năng suất lao động nói chung. Nhiệm vụ chủ yếu của cơ giới hoá là nâng cao năng suất lao động như V.I. Lênin nói “ Năng suất lao động là điều kiện quan trọng và cơ bản nhất để xã hội mới chiến thắng xã hội cũ” Cơ giới hoá là biện pháp chủ yếu chứ không phải là biện pháp duy nhất nhằm tăng năng suất lao động. Năng suất lao động còn có thể tăng lên bằng cách hoàn chỉnh quy trình công nghệ đã ổn định thì áp dụng cơ giới hoá tiến tới tự động hoá khâu làm đất là biện pháp chủ yếu để tăng năng suất lao động. Do vậy, có thể rút ra một số ý nghĩa của cơ giới hoá công tác đất: Cơ giới hoá là bước đầu tiên và là một trong những biện pháp chủ yếu để tăng năng suất lao động trong khâu làm đất. Là biện pháp chính giảm nhẹ cường độ lao động cho công nhân. Ngoài ý nghĩa trên, việc cơ giới hoá công tác đất còn góp phần: − Nâng cao chất lượng công trình xây dựng. − Giảm đáng kể diện hoạt động trên công trường. − Dễ dàng áp dụng tiêu chuẩn hoá, tiến hành công xưởng hoá các công đoạn của quá trình sản xuất, góp phần thực hiện thành công chủ trương công nghiệp hoá. − Đồng thời áp dụng cơ giới hoá khâu làm đất còn tiền hành được các công việc mà lao động thủ công không làm được hoặc khó làm được. Cơ giới hoá khâu làm đất thường thực hiện bằng các hình thức sau: Trang 6 − Máy và thiết bị cơ khí (Máy xúc, máy cạp, máy nỉ…) − Máy và thiết bị thuỷ lực (Súng phun thuỷ lực, tầu hút bùn…) − Chất nổ (mìn phá đá…) − Dòng điện cao tần, siêu âm …(phá tan vỡ đất) Cơ giới hoá khâu làm đất bằng máy và thiết bị cơ khí (phương pháp cơ học) là phổ biến nhất vì tính phổ biến và phổ cập của nó, đồng thời năng lượng tiêu tốn tính cho 1m 3 đất rất nhỏ chỉ bằng khoảng 0,05 ÷ 0,3 KW.h. Năng lượng tiêu tốn khi dùng phương pháp thuỷ lực cao hơn nhiều – khoảng 0,2÷ 2 KW.h, có khi còn cao hơn, như đối với đất chặt lên tới 3 ÷ 4 KW.h Trên các công trình xây dựng, cơ giới hoá khâu làm đất bằng phương pháp cơ học chiếm khoảng 80 ÷ 85%, bằng phương pháp thuỷ lực khoảng 7 ÷ 8% và dùng chất nổ chỉ 1 ÷ 3%, còn lại là các phương pháp khác. 1.3. Giới thiệu về máy đào và tình hình sử dụng máy đào ở Việt Nam Trong xây dựng cơ bản, khối lượng công tác làm đất chiếm một tỉ trọng tương đối lớn.Để từng bước cơ giới hoá, tự động hoá công tác làm đất trên thế giới cũng như ở nước ta ngày càng sử dụng nhiều máy làm đất. Máy móc phục vụ công tác làm đất đã thay thế sức lao động của con người đem lại hiệu quả, năng suất cao. Trong số các máy làm đất, cùng với máy ủi, máy san, máy cạp… thì máy đào là loại máy được sử dụng rộng rãi và đóng vai trò quan trọng. Ở Việt Nam vào những năm 1960 đã nhập và sử dụng máy đào vào làm công tác xây dựng giao thông, thuỷ lợi…phục vụ cho chiến tranh.Máy thời kì này chủ yếu là các máy của các nước Xã hội chủ nghĩa viện trợ (Liên Xô, Trung Quốc).Các máy đào này chủ yếu có hệ thống dẫn động cơ khí, kết cấu cồng kềnh, làm việc nặng nhọc. Những thập kỉ gần đây số lượng máy đào được sử dụng ở Việt Nam tăng lên đáng kể, nhiều về số lượng và đa dạng về chủng loại. Máy đào hiện nay phần lớn nhập khẩu từ các hãng của các nước Tư bản phát triển như : Hitachi, Komatsu, Kobelco (Nhật Bản), Volvo (Thuỵ Điển), Caterpillar (Mỹ) … Các máy này được áp dụng công nghệ sản xuất hiện đại nên có năng suất làm việc cao, kết cấu gọn nhẹ, điều khiển nhẹ nhàng. Trang 7 1.4. Công dụng của máy đào Máy đào là máy có thể làm được nhiều công việc khác nhau, cụ thể là: 1.4.1. Trong xây dựng dân dụng và công nghiệp: Đào hố móng, đào rãnh thoát nước, đào rãnh để lắp đặt đường ống cấp thoát nước, dây cáp điện… Bốc xúc vật liệu ở các bãi, kho chứa … Làm việc thay cần trục khi lắp đặt các cấu kiện, thiết bị, thay thế các búa đóng cọc thi công móng cọc, phục vụ thi công cọc nhồi… 1.4.2. Trong xây dựng thuỷ lợi Đào kênh mương, nạo vét sông ngòi, bến cảng, ao hồ… Khai thác đất để đắp đê, đắp đập 1.4.3. Trong khai thác mỏ Bóc lớp đất mặt phía trên, khai thác các mỏ lộ thiên (than, đất sét, cao lanh, đá sau nổ mìn…) 1.4.4. Trong các lĩnh vực khác Nhào trộn vật liệu trong các nhà máy hoá chất (phân lân, cao su…) Tiếp liệu cho các trạm trộn bê tông xi măng. 1.5. Phân loại máy đào Có rất nhiều loại máy đào khác nhau hiện đang được sử dụng ở nước ta . Có thể phân ra những loại cơ bản sau: 1.5.1. Phân loại theo thiết bị làm việc Máy đào gầu thuận (gầu ngửa) Máy đào gầu nghịch (gầu sấp) Máy đào gầu ngoạm Máy đào gầu dây văng 1.5.2. Phân loại theo hệ thống dẫn động thiết bị làm việc Máy đào dẫn động cơ khí Máy đào dẫn động thuỷ lực 1.5.3. Phân loại theo hệ thống di chuyển Máy đào di chuyển bánh xích Trang 8 Máy đào di chuyển bánh lốp Máy đào di chuyển trên ray 1.5.4. Phân loại theo dung tích gầu đào Máy đào loại nhỏ V < 1m 3 Máy đào loại trung bình 1< V < 4 m 3 Máy đào loại l ớn V > 4 m 3 k 1.6. Các khả năng làm việc khác của máy đào Máy đào là máy rất đa năng, khi ta thay thế bộ công tác của máy bằng bộ công tác thích hợp thì nó có thể làm được nhiều việc việc khác nhau, cụ thể là: 1.6.1. Thay thế gầu đào bằng đầu phá đá: Hình 1.1: Gầu đào được thay thế bằng đầu búa phá đá được lắp trên máy đào một gầu Hyundai Trang 9 1.6.2. Thay thế gầu bằng cụm máy cưa bê tông Hình 1.2: Bộ công tác là lưỡi cưa bê tông được lắp trên máy đào một gầu Komatsu PC340 1.6.3. Thay thế gầu bằng máy đầm rung Hình 1.3 Đầm rung được lắp trên máy đào một gầu John Deere 490D Trang 10 [...]... liu 1.9 Tính năng suất của máy xúc gầu nghịch Năng suất của máy xúc một gầu là thể tích khối đất đá đào đợc trong khoang đào và đổ lên phơng tiện vận chuyển hay đổ thành đống trong một đơn vị thời gian Dựa vào công thức và đặc điểm tính toán cơ bản dạng năng suất khác nhau: Năng suất lý thuyết Năng suất kỹ thuật Năng suất sử dụng 1.9.1 Năng suất lý thuyết Năng suất lý thuyết đợc xác định trên cơ sở... thuyết (tốc độ tải trọng, điều kiện làm việc theo tính toán, chế độ làm việc liên tục) có nghĩa là tính theo giả định khi gầu đầy đất 100%và thời gian làm việctheo một chu kỳ tính toán Năng suất lý thuyết tỉ lệ thuận với dung tích hình học của gầu và số chu kỳ làm việc trong một đơn vị thời gian: Qlt = 60.V n 0 = 3600.V 0 Tck (m 3 /h) (tớnh toỏn mỏy thi cụng t) Trong đó: V: dung tích hình học của gầu no:... 0,8 0,75 Hệ số tơi xốp của đất: Loại đất I II III IV Hệ số tơi xốp ktx 1,2ữ1,3 1,14ữ1,28 1,24ữ1,32 1,33ữ1,37 1.9.3 Năng suất sử dụng Năng suất sử dụng đợc tính theo điều kiện làm việc cụ thể nghĩa là có thể đến sử dụng máy theo thời gian gian và tay nghề của ngời thợ lái, tức là trình độ tổ chức làm việc của máy đào và kỹ năng am hiểu máy của ngời thợ Năng suất sử dụng có thể tính theo giờ, theo ca,... máy khi làm việc liên tục ở điều kiện nhất định về tính chất đất, vị trí khoang đào , điều kiện vận chuyển và đổ đất đồng thời có kể đến hệ số làm đầy gầu Năng suất kỹ thuật đợc xác định theo công thức: Qkt = Qlt K ck K d 60.V n0 K ck K d = K tx K tx Qkt = 42,4.K ck Kd K tx Trong đó: Kđ=hệ số đáy gầu Ktx: hệ số tơi xốp của đất Kek:hệ số kể tới ảnh hởng của thời gian chu kỳ K ck = n n0 , n= 60 Tck... gian lý thuyết của một chu kỳ T 0 = 16 ữ 17( s) chọn T 0 = 17( s) ck ck T 0 =tđ+tq+tqv+tđk ck Với tđ: thời gian đào , lấy tđ=3(s) tq: thời gian quay có tải tqv:thời gian quay về khoang đào và hạ gầu về nơi cần xúc tqv=5(s) Trang 19 tđk: thời gian điều khiển của ngời lái tđk=4(s) Qlt = 3600.1 = 211.8(m 3 / h) 17 1.9.2 Năng suất kỹ thuật Năng suất kỹ thuật là năng suất thực tế lớn nhất của máy khi làm... suất sử dụng có thể tính theo giờ, theo ca, theo tháng và theo năm: Q sd = Q kt K t K Q Trong đó: [1] Kt: Hệ số sử dụng máy theo thời gian KQ: Hệ số đo trình độ tay nghề của ngời lái KQ = 0,81 khi điều chỉnh bằng tay và trình độ ngời lái trung bình KQ = 0,86ữ0,89 khi điều khiển bằng cơ cấu trợ lực Trang 21 CHNG II : TNH TON XC NH CC CH TI TRNG TRấN B CễNG TC 2.1 Xỏc nh lc cn o ln nht Po S tớnh: Pxlg... 42,4.K ck Kd K tx Trong đó: Kđ=hệ số đáy gầu Ktx: hệ số tơi xốp của đất Kek:hệ số kể tới ảnh hởng của thời gian chu kỳ K ck = n n0 , n= 60 Tck (số chu kỳ kỹ thuật trong một phút) Tck: thời gian kỹ thuật của một chu kỳ no: số chu kỳ làm việc lý thuyết trong một phút lấy no=4 đây ta chọn hệ số đáy gầu nh sau: Đối với đất loại I,II (cát , sỏi khô): Kđ=1 Đối với đất loại II( cát sét khô, tơi): kđ=1,03 . 58 Trang 2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI − Tính toán xác định các chế độ tải trọng trên bộ công tác của máy đào bánh lốp − Dùng phần mềm Cad vẽ để xác định các chế độ làm việc của máy đào PW210-1 Trang. 19 Trang 1 CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH CÁC CHẾ ĐỘ TẢI TRỌNG TRÊN BỘ CÔNG TÁC 22 2.1. Xác định lực cản đào lớn nhất Po 22 2.2. Tính toán kết cấu tay gầu: 26 2.3. Tính toán kết cấu cần: 38 2.3.1. Trường. cụm máy cưa bê tông 10 1.6.3. Thay thế gầu bằng máy đầm rung 10 1.6.4. Máy đào làm máy cơ sở cho máy khoan 11 1.6.5. Máy đào làm máy cơ sở lắp máy búa rung 11 1.6.6. Máy có thể làm máy cơ sở của