Ứng dụng phần mềm solidworks mô phỏng và xác định ứng suất tác dụng cần đào của máy đào bánh lốp

MỤC LỤCLỜI NÓI ĐẦU1Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI2MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI2NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI2CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY ĐÀO THỦY LỰC31.1. Công dụng máy đào.31.2.Quá trình phát triển của máy đào31.2.1.Giai đoạn 1: Thế kỷ XVI đến thế kỷ XVIII31.2.2. Giai đoạn 2: Thế kỷ XIX đến năm 191031.2.3. Giai đoạn 3: Từ sau năm 191031. 3.Phân loại máy đào41.3.1. Máy đào gầu ngược41.3.2. Máy đào gầu thuận51.3.3. Máy đào gầu ngoạm61.3.4. Máy đào gầu dây71.4. Ý nghĩa cơ giới hoá công tác đất.81.5. Giới thiệu máy đào komatsu PW 210101.5.1. Kết cấu của máy đào Komatsu PW 2101101.5.2. Các thông số kỹ thuật cơ bản121.5.3. Hệ thống lái của máy đào Komatsu PW2101141.5.4.Các dạng kết cấu khác của hệ thống lái171.5.5. Hệ thống thủy lực điều khiển cụm cần đào20CHƯƠNG II: MÔ PHỎNG 3D CỤM CẦN ĐÀO MÁY ĐÀO BÁNH LỐP KOMATSU PW2101222.1. Giới thiệu phần mềm và các chức năng của Solidworks22a. Chức năng CAD22b. Chức năng CAM (SolidCam)24c. Chức năng CAE24d. Chức năng Mold:272.2. Cấu tạo và kính thước cần đào của máy đào bánh lốp Komatsu PW2101272.2.1 Cấu tạo cần đào272.2.2. Kích thước cần đào282.3. Mô phỏng cụm cần đào của máy đào bánh lốp Komatsu PW2101292.2.3. Các bước thiết kế cụm cần đào của máy đào Komatsu PW2101 bằng phần mềm Solidworks 201229CHƯƠNG III: XÁC ĐỊNH ỨNG XUẤT TÁC DỤNG LÊN CẦN ĐÀO KOMATSU PW 2101603.1.THIẾT LẬP ĐIỀU KIỆN TÍNH TOÁN603.2.Chọn vật liệu chế tạo các chi tiết của cần đào623.3. Đặt các ngoại lực tác dụng lên tay gầu63a. Đặt vị trí liên kết khớp bản lề ở lỗ chốt chân cần63b. Đặt phản lựcX0 = 433500 N tại lỗ chốt chân cần64c. Đặt lực Y0 = 349560 N tại lỗ chốt chân cần64d. Đặt lực : PXLC = 725500 Ntại lỗ chốt xy lanh cần65e. Đặt lực PXL = 424740 N tại lỗ chốt xy lanh tay cần65f. Đặt lực X = 323270 N tại lỗ chốt lắp tay cần66g. Đặt lực Y = 252770 N tại lỗ chốt lắp tay cần673.4. Chia lưới mô hình 3D cần đào67KẾT LUẬN74KIẾN NGHỊ74LỜI CẢM ƠN74TÀI LIỆU THAM KHẢO75

Trang 1

DANH MỤC CÁC BẢNG THÔNG SỐ TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

DANH M C CÁC HÌNH VẼ TRONG Đ ÁN T T NGHI P ỤC CÁC HÌNH VẼ TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ồ ÁN TỐT NGHIỆP ỐT NGHIỆP ỆP

8 1.8 Sơ đồ hệ thống điều khiển di chuyển của máy đào

Trang 2

31 2.20 Extrude boss/base biên dạng 2D của tầm ốp 40

32 2.21 Tấm ốp để hàn với lỗ lắp tay cần đào hoàn chỉnh 41

34 2.23 Extrude boss/base biên dạng thành trước của cần đào 42

37 2.26 Extrude boss/base biên dạng 2D thành trên của cần

40 2.29 Extrude boss/base biên dạng 2D thành trên của cần

43 2.32 Extrude boss/base với biên dạng 2D của thành bên

46 2.35 Extrude boss/base biên dạng 2D lỗ chốt chân cần 48

49 2.38 Vẽ biên dạng 2D trên plane 5 để tạo lỗ chốt chân cần 49

50 2.39 Extrude cut biên dạng 2D trên plane 5 để tạo lỗ chốt

53 2.42 Extrude boss/base biên dạng 2D lỗ chốt xy lanh tay

54 2.43 Trên sketch 2 vẽ biên dạng 2D phía dưới khối 3D lỗ

57 2.46 Extrude boss/base biên dạng 2D ở trên sketch 3 53

60 2.49 Extrude boss/ base biên dạng 2D gân tăng cứng số 1 55

63 2.52 Extrude boss/base biên dạng 2D gân tăng cứng số 2 56

65 2.54 Biên dạng 2D lỗ chốt xy lanh cần đào trên sketch 57

66 2.55 Extrude boss/base biên dạng 2D lỗ chốt xy lanh cần

Trang 3

68 2.57 Extrude cut biên dạng 2D ở sketch 2 59

69 2.58 Mở sketch 3 trên mặt bên của lỗ chốt xy lanh cần vẽ

71 2.60 Mở sketch 4 trên mặt bên của lỗ chốt xy lanh cần đào

76 2.65 Mối hàn giữa tấm ốp để hàn lỗ chốt cần đào với

77 2.66 Mối hàn giữa lỗ chốt xy lanh cần đào với hai thành

Trang 4

MỤC LỤC

Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 2

1.1 Công dụng máy đào 3

1.2.Quá trình phát triển của máy đào 3

1.2.1.Giai đoạn 1: Thế kỷ XVI đến thế kỷ XVIII 3

1.2.2 Giai đoạn 2: Thế kỷ XIX đến năm 1910 3

1.2.3 Giai đoạn 3: Từ sau năm 1910 3

1 3.Phân loại máy đào 4

1.3.1 Máy đào gầu ngược 4

1.3.2 Máy đào gầu thuận 5

1.3.3 Máy đào gầu ngoạm 6

1.3.4 Máy đào gầu dây 7

1.4 Ý nghĩa cơ giới hoá công tác đất 8

1.5 Giới thiệu máy đào komatsu PW 210 10

1.5.1 Kết cấu của máy đào Komatsu PW 210-1 10

1.5.2 Các thông số kỹ thuật cơ bản 12

1.5.3 Hệ thống lái của máy đào Komatsu PW210-1 14

1.5.4.Các dạng kết cấu khác của hệ thống lái 17

1.5.5 Hệ thống thủy lực điều khiển cụm cần đào 20

CHƯƠNG II: MÔ PHỎNG 3D CỤM CẦN ĐÀO MÁY ĐÀO BÁNH LỐP

Trang 5

a Chức năng CAD 22

b Chức năng CAM (SolidCam) 24

c Chức năng CAE 24

d Chức năng Mold: 27

2.2 Cấu tạo và kính thước cần đào của máy đào bánh lốp Komatsu PW210-1 27

2.2.1 Cấu tạo cần đào 27

2.2.2 Kích thước cần đào 28

2.3 Mô phỏng cụm cần đào của máy đào bánh lốp Komatsu PW210-1 29

2.2.3 Các bước thiết kế cụm cần đào của máy đào Komatsu PW210-1 bằng phần mềm Solidworks 2012 29

CHƯƠNG III: XÁC ĐỊNH ỨNG XUẤT TÁC DỤNG LÊN CẦN ĐÀO KOMATSU PW 210-1 60 3.1.THIẾT LẬP ĐIỀU KIỆN TÍNH TOÁN 60 3.2.Chọn vật liệu chế tạo các chi tiết của cần đào 62

3.3 Đặt các ngoại lực tác dụng lên tay gầu 63

a Đặt vị trí liên kết khớp bản lề ở lỗ chốt chân cần 63

b Đặt phản lựcX 0 = 433500 N tại lỗ chốt chân cần 64

c Đặt lực Y 0 = 349560 N tại lỗ chốt chân cần 64

d Đặt lực : P XLC = 725500 Ntại lỗ chốt xy lanh cần 65

e Đặt lực P XL = 424740 N tại lỗ chốt xy lanh tay cần 65

f Đặt lực X = 323270 N tại lỗ chốt lắp tay cần 66

g Đặt lực Y = 252770 N tại lỗ chốt lắp tay cần 67

3.4 Chia lưới mô hình 3D cần đào 67

KẾT LUẬN 74

KIẾN NGHỊ74

Trang 6

TÀI LIỆU THAM KHẢO 75

Trang 7

LỜI NÓI ĐẦU

Sau thời gian 4 năm học tại trường, được sự dạy bảo và hướng dẫn tận tình củacác thầy cô giáo, em đã tiếp thu những kiến thức quý 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 hếtsức 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 tabiết phải giải quyết các vấn đề kỹ thuật có liên quan đến nó

Trong đề tài tốt nghiệp này em được giao nhiệm vụ: “Ứng dụng phần mềm SolidWorks mô phỏng và xác định ứng suất tác dụng cần đào của 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 cóliên 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 loạimáy đào bánh lốp nhằm mong muốn đồ án đạt kết quả tốt nhất Tuy nhiên, vì bản thâncòn ít kinh nghiệm, kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót Emxin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy, cô đã tận tụy truyền đạt các kiến thức quýbáu Em chân thành gởi lời cảm ơn đến Thạc sỹ Nguyễn Xuân Hòa – giáo viên hướngdẫn, đã quan tâm giúp đỡ trong suốt quá trình làm việc Em xin được cảm ơn tất cả cácthầy, cô giáo trong bộ môn Công nghệ Kỹ thuật Ô tô đã đóng góp ý kiến quý giá tạođiều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng tiến độ

Hưng Yên, ngày tháng 06 năm 2013Sinh viên thực hiện

Lê Hải Quân

Trang 8

Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

Đề tài giúp sinh viên năm cuối khi sắp tốt nghiệp có thể củng cố, tổng hợp và nâng cao kiến thức chuyên ngành cũng như kiến thức ngoài thực tế, xã hội Đề tài

nghiên cứu về“Ứng dụng phần mềm SolidWorks mô phỏng và xác định ứng suất tác dụng lên cần đào của máy đào bánh lốp”.không chỉ giúp cho chúng em tiếp cận

với thực tế mà còn trở nên quen thuộc với học sinh - sinh viên các khóa sau có thêm tàiliệu để nghiên cứu, học tập

Những kết quả thu thập được sau khi hoàn thành đề tài này trước tiên xẽ giúp cho em, sinh viên lớp ĐLK7 hiểu sâu hơn về phần mềm SolidWorks va hoạt động của một số loại máy đào

MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

 Xác định ứng suất tác dụng lên cụm cần đào của máy đào Komatsu PW 210-1

 Dùng phần mềm SolidWorks mô phỏng 3D cụm chi tiết cần đào của máyđào Komatsu PW 210-1

NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI

Nội dung của đề tài gồm 3 phần chính:

Chương 1: Giới thiệu chung về máy đào thủy lực

Chương 2:Mô phỏng 3D cụm cần đào Komatsu PW 210-1

Chương 3: Dùng phần mềm SolidWorks đưa ra ứng suất tác dụng lên cần đào của máyđào Komatsu PW 210-1

Trang 9

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY ĐÀO THỦY LỰC 1.1 Công dụng máy đào.

Máy đào một gầu là loại máy chủ đạo trong công việc thi công đất nói riêng và trong công tác xây dựng cơ bản nói chung Chúng được để đào đất, đá hoặc xúc than, quặng và các loại vật liệu rời đổ lên các phương tiện vận chuyển nên chúng còn có tên gọi khác là máy xúc Nếu đào kênh mương dẫn nước thì máy đào một gầu thường đổ đất sang hai bên lòng kênh để tạo thành hai bờ kênh

Máy đào một gầu thường đảm nhiệm 50% - 70% khối lượng công tác đào, xúc đất, đá

và khai thác mỏ Máy đào một gầu làm việc theo chu kỳ và mang tính vạn năng Ngoàicác thiết bi đào đất như gầu thuận, gầu ngược, gầu dây, gầu ngoạm và gầu bào, trên máy cơ sở của máy đào có thể lắp các bộ phận làm việc với các chức năng khác như đóng (hạ) cọc để gia công móng, thiết bị cần trục, nhổ gốc cây

1.2.Quá trình phát triển của máy đào

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 đoạnchính:

1.2.1.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 m3 đầu tiên

1.2.2 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 3600 – chạy trên ray, cùng các loại máy làm đất khác

1.2.3 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

3600, di chuyển bằng bánh lốp, bánh xích kể cả máy xúc di chuyển bằng thiết bị tự

Trang 10

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 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 3.Phân loại máy đào

Có rất nhiều loại máy đào đang được sử dụng và máy đào được phân ra những loại

cơ bản sau :

1.3.1 Máy đào gầu ngược

Hình 1.1 Máy đào gầu ngược

Trang 11

Gầu của máy đào được đặt sấp.Khi đào đất, gầu được bổ xuống ở nơi xa máy nhất rồi chuyển động lại gần máy để thực hiện quá trình cắt đất và tích đất vào gầu.Có thể hiểu một cách đôen giản là nó dựa trên nguyên lý đào đất cái cuốc.Máy đào gầu ngược có thể dùng để đào đất ở cả nơi cao hơn và nơi thấp hơn mặt bằng máy đứng đều hợp lý và cho năng suất cao.Nó có thể thay thế cho máy đào gầu thuận.

Vì vậy, trong thực tế hiện nay, máy đào gầu ngược đang được sử dụng rộng rãi nhất trong các loại máy đào một gầu

1.3.2 Máy đào gầu thuận

Hình 1.2 Máy đào gầu thuận

Gầu của máy đào này được đặt ngửa, nên nó thường được dùng để đào đất ở nhưng nơi cao hơn mặt bằng máy đứng là hợp lý Có thể hiểu một cách đơn giản là nódựa trên nguyên lý đào đất của cái xẻng Khi đào đất, gầu chuyển động từ vị trí thấp nhất và gần máy nhất rồi đi ra xa dần so với máy và đồng thời được nâng lên một cách

từ từ để thực hiện quá trình cắt đất và tích đất vào gầu

Trang 12

1.3.3 Máy đào gầu ngoạm

Hình 1.3 Máy đào gầu ngoạm

Máy loại gầu ngoạm có hai loại: máy đào gầu ngoạm điều khiển bằng cáp và máy đào điều khiển bằng thủy lực Máy đào điều khiển bằng cáp lại có một dây cáp vàloại dùng hai dây cáp để điều khiển Trong đó, máy đào điều khiển bằng hai dây cáp được sử dụng phổ biến hơn loại một dây cáp

Khác với máy đào gầu ngược và máy đào gầu thuận, máy đào gầu ngoạm có thểlàm việc được ở dưới nước, nó thường được dùng nạo vét bùn ở đáy hồ, đáy mương hoặc khai thác cát ở đáy song.Nó còn được dùng đào những hố hẹp và sâu thẳng đứng như giếng khơi, móng trụ cầu.Hiện nay, thiết bị gầu ngoạm đang được sử dụng rất phổbiến để đào đất đá tạo thành lỗ với chiều sâu lớn để thi công cọc baret trong công tác gia cố móng cho các nhà cao tầng có tầng hầm.Việc này, những máy đào một gầu kháckhông thể làm được Ngoài ra, máy đào gầu ngoạm còn được dùng để bốc xúc các loạivật liệu rời như than, quặng, cát, đá, sỏi…

Trang 13

1.3.4 Máy đào gầu dây

Hình 1.4 Máy đào gầu dây

Khác với các loại trên, ở máy đào gầu dây, gầu ngược lien kết mềm với cần qua

hệ thống dây cáp và dây xích nên được gọi là máy đào gầu dây Khi bắt đầu đào đất, người điều khiển máy nâng gầu lên sát đầu cần và dùng kinh nghiệm của mình, quăng gầu ra xa Do đó, máy đào này còn có tên là máy đào gầu quăng Nhờ có đắc điểm nêutrên mà máy đào gầu dây có bán kính đào lớn nhất trong các loại máy đào một gầu

Ngoài bốn thiết bị làm việc chính nói trên, ở máy cơ sở của máy đào một gầu có

cơ cấu quay còn lắp một số thiết bị khác như gầu bào, thiết bị cần trục, thiết bị đóng (hạ) cọc và thiết bị nhổ gốc cây… Vì vậy, máy đào một gầu có cơ cấu quay là loại máy

có tính vạn năng

Trang 14

1.4 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 Lêninnói “ 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 màlao động thủ công không làm được hoặc khó làm được

Cơ giới hoá khâu làm đất thường thực hiện bằng các hình thức sau:

 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)

Trang 15

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 1m3 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

Trang 16

1.5 Giới thiệu máy đào komatsu PW 210

1.5.1 Kết cấu của máy đào Komatsu PW 210-1

Hình 1.5 Tổng thể máy đào Komatsu PW 201-1

3 Xylanh cần 7 Thanh giằng 11 Chân chống

Trang 17

4 Xylanh tay gầu 8 Gầu 12 Bàn quay

Cấu tạo chung của máy đào Komatsu PW 210-1 bao gồm các bộ phận chính sau:

Trên máy cơ sở số 1 có lắp thiết bị gầu ngược bao gồm: Cần số 2 là một dầm cong liêntục, có tiết diện hình hộp, được liên kết với bàn quay số 12 bằng khớp bản lề O1 Tay gầu số 5 được liên kết với đầu cần bằng khớp bản lề O2 Gầu số 8 được liên kết với taygầu bằng khớp bản lề O3 và hai thanh giằng số 7 Xilanh số 3 để nâng hạ thiết bị làm việc Xilanh số 4 để điều khiển tay gầu Xi lanh số 6 để quay gầu quanh khớp O3

Bộ phận di chuyển của máy đào Komatsu PW 210-1 là hệ thống di chuyển bằng bánh lốp có hai cầu chủ động Bộ truyền động cơ khí của bộ phận di chuyển của nó bao gồmhộp số, truyền động các đăng, truyền lực chính, cầu trước và cầu sau chủ động Bộ truyền động thủy lực của hệ thống di chuyển bao gồm bơm được dẫn động bằng động

cơ diêzen, hệ thống van, mô tơ thủy lực Thiết bị di động bánh hơi sử dụng dẫn động thuỷ lực đã làm cho kết cấu của khung di động và bộ di chuyển đơn giản đi rất

nhiều.Việc sử dụng hệ truyền dẫn thuỷ lực cho phép điều khiển máy đào thuận tiện hơn và tốc độ trung bình tăng lên Việc sử dụng các bơm điều chỉnh tự động có bộ phận điều chỉnh vô cấp cung cấp dầu cao áp cho các động cơ di chuyển làm tăng thêm đặc tính kéo giãn của máy Hiện nay, nhằm tăng thêm độ ổn định của máy đào bánh hơi khi làm việc người ta sử dụng chân chống ngoài có dẫn động thuỷ lực được điều khiển từ buồng lái

Toa quay của máy đào được đặt trên khung di chuyển thông qua vòng ổ quay con lăn ở trên toa quay có thiết bị động lực (động cơ Diesel) và thiết bị thuỷ lực, hệ thống điều khiển, bộ phận quay, bình nhiên liệu, ca bin điều khiển và đối trọng Bộ phận dưới của cần, xi lanh thuỷ lực nâng cần là một bộ phận được lắp cố định với toa quay Các bộ phận còn lại có thể tháo ra được khi thay thế thiết bị công tác này bằng một kiểu thiết bị công tác khác Ca bin điều khiển được trang bị hệ thống thông gió, cách âm và các thiết bị khác để làm việc được ở các điều kiện thời tiết khác nhau Trong buồng lái còn bố trí ghế ngồi êm, các thiết bị kiểm tra, đo lường và các cần điều khiển Ngoài ra ca bin điều khiển còn được trang bị hệ thống chiếu sáng, tín hiệu,

Cơ cấu quay được dẫn động bằng một động cơ thuỷ lực và được truyền chuyển động quay thông qua hộp giảm tốc và bánh răng di động ở đầu phía trên của trục bánh răng

có lắp phanh đĩa kiểu thường đóng, vỏ bọc ngoài của nó được lắp vào giữa động cơ thuỷ lực và vỏ hộp giảm tốc Khi không có áp lực ở trong hai ống dẫn công tác cung cấp dầu cho động cơ thuỷ lực thì phanh đĩa được đóng lại Việc sử dụng phanh ở trên

Trang 18

trục vào của hộp giảm tốc tạo ra khả năng giữ cho toa quay không bị quay dưới tác dụng của phụ tải ngang phát sinh trong lúc đào và dừng máy đào trên đường dốc.Các hệ thống khác như hệ thống lái, hệ thống phanh, hệ thống nâng hạ chân chống lưỡi ủi,

1.5.2 Các thông số kỹ thuật cơ bản

Máy đào Komatsu PW 210-1 một gầu truyền động thủy lực, di chuyển bánh lốpcủa hãng Komatsu với các thông số kỹ thuật cơ bản như sau:

Bảng 1.1 Các thông số kỹ thuật của máy đào Komatsu PW 210-1

Độ đào với tối đa 8850 [mm]

Độ đào sâu tối đa 5380 [mm]

Cơ cấu di chuyển Bánh hơi Vận tốc di chuyển lớn

nhất

30 [km/h]

Vận tốc di chuyển nhỏ nhất

3 [km/h]

Bán kính quay nhỏ nhất

3010 [mm]

Tốc độ quay của bàn quay

12,4 [v/ph]

Dung tích gàu 0,83-1,13 [m3]

Động cơ mã hiệu S6D105Công suất thiết kế 116 [KW]

Khối lượng cần 1511 [kg]

Khối lượng tay gầu 601 [kg]

Khối lượng gầu 620 [kg]

Trang 19

Các thông số về tầm hoạt động của máy đào.

Bảng 1.2 Các thông số về tầm hoạt động của máy đào Komatsu PW 210-1

3010

Komatsu

Kom

atsu

Hình 1.6 Tầm hoạt động của máy đào Komatsu PW 210-1

Trang 20

1.5.3 Hệ thống lái của máy đào Komatsu PW210-1

1.5.3.1.Giới thiệu về hệ thống lái trên máy đào Komatsu PW210-1

- Hệ thống lái trên máy đào dùng để:

+Giử cho máy đào chuyển động theo một hướng xác định nào đó

+ Thay đổi hướng chuyển động khi cần thiết theo yêu cầu cơ động của xe

- Yêu cầu của hệ thống lái:

+ Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện

+ Đảm bảo sự tỉ lệ giữa lực tác dụng lên vô lăng và mômen quay các bánh xe dẫn hướng

-Hệ thống lái trên máy đào Komatsu PW210-1 là hệ thống lái dẫn động thủy lực bao gồm:

+ Cơ cấu điều khiển gồm có vô lăng, trục lái dùng dùng để điều khiển các van thủy lực

+ Hệ thống thủy lực gồm bơm, các van điều khiển, xilanh lái, đường ống thủy lực dùng để dẫn động xilanh lái qua đó truyền đến dẫn động lái để điều khiển quay các bánh xe

+ Dẫn động lái gồm các đòn, cơ cấu đảm bảo động học quay vòng đúng (hình thang lái) Dùng để truyền chuyển động từ xilanh đến các bánh xe dẫn hướng và đảm bảo động học quay vòng đúng của chúng

Trang 21

1.5.3.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống lái

a Cấu tạo hệ thống lái

Hình 1.7 Hệ thống lái của máy đào komatsu PW210

1 Khớp cầu trung tâm 4 Van tiết lưu lái chính

2 Thùng dầu thủy lực 5 Van lái

Trang 22

Sơ đồ mạch lái thủy lực của máy đào Komatsu PW210-1

Hình 1.8 Sơ đồ hệ thống điều khiển di chuyển của máy đào Komatsu PW210-1

1 Thùng dầu thủy lực 5 Núm điều khiển lái

3 Van tiết lưu lái chính 7 Khớp cầu trung tâm

b Nguyên lý làm việc

Trang 23

Đối với hệ di chuyển là một cơ cấu độc lập cần công suất lớn do đó năng lượng của hệ thống thủy lực được cung cấp từ bơm chính là loại bơm kép điều khiển được

Bơm trợ lái (2) được dẫn động từ động cơ khi bơm hoạt động dầu được hút từ bình chứa qua van tiết lưu lái chính (3) đến mô tơ làm quay nó Công suất do mô tơ tạo ra được truyền đến các bánh xe chủ động qua hệ thống truyền động cơ khí của cơ cấu di chuyển.Sau đó dầu được dẫn trở về bình chứa thông qua hệ thống các van Các van một chiều có tác dụng không cho dầu chảy ngược trở lại về bơm

1.5.4.Các dạng kết cấu khác của hệ thống lái

1.5.5.1.Van lái

Hình 1.9 Van lái

1 Vòng chụp 5 Than van 9 Van trợ lực chính 13 Kiểm tra van lò xo

2 Kim van 6 Vỏ van 10 Trung tâm lái 14 Kiểm tra chỗ đặt van lò xo

3 Pin trung tâm 7 Giảm chấn 11 Bào ngoài 15 Đĩa

Trang 24

1.5.5.2 Van trợ lực lái chính

Hình 1.10 Van trợ lực chính

1 Lò xo van chính 3 Bi 5 Van chính

2 Vít điều chỉnh 4 Lò xo

Chức năng: Van trợ lái chính được cái đặt vào van lái.Khi lái được hoạt

động,nếu có áp lực bất thường được tạo ra,dầu gửi từ bơm được giảm xuống thông quavan trợ lực lái chính để ngăn thiệt hại cho bơm điều khiển và các thiết bị khác

Trang 25

Hoạt động:

Phần A hình thành các mạch bơm,phần

C hình thành mạch bình chứa dòng

chảy.Dầu từ bơm đi qua lỗ a bên trong

thân van và lấp đầy buồng B

Khi áp lực ở phần A và phần B đặt đến

mức lò xo,bi được mở ra và áp lực

trong phần B thoát đến phần C Vì vậy

áp lực trong phần B bị giảm xuống

Khi áp lực phần B đi xuống,một sự

khác biệt giữa phần A và phần B được

tạo ra bởi lỗ a Van chính được đẩy mở

bởi áp lực ở phần A và áp suất thủy lực

tại phần A được giảm

Trang 26

1.5.5 Hệ thống thủy lực điều khiển cụm cần đào

Hình 1.11 Hệ thống thủy lực của cụm cần đào

5 Trước bơm chính 11 van an toàn với bộ hút áp lực 250kg /cm² 18 xy lanh cần

6 Van vận chuyển

12 van an toàn với bộ hút áp lực 340kg /cm²

Trang 27

Khi điều khiển cần ở mức cần thấp, các ống của van áp suất kết nối trực tiếp vớicần điều khiển Dầu áp lực thí điểm (đặt áp lực: 30 kg/cm²) từ bơm sạc chảy vào cổng

và các hoạt động trên đỉnh của ống cần, và di chuyển đến các ống

Khi điều này xảy ra, dầu áp lực từ bơm chính đi vào phía sau cổng đi van

điều khiểncần, và đi đến cổng Dầu hoạt động trên đầu cuối của cần xy lanh, và thu lại cần xi lanh

Dầu trở về từ phía dưới cần xy lanh đi qua cổng đến cổng T, sau đó chảy qua các bộ lọc thủy lực và dầu mát và thoát nước vào bình chứa thủy lực

Các điểm áp suất dầu được chia từ van vận chuyển đi qua cổng đến cổng

và đếncác van tiết lưu tay Điều chỉnh dòng chảy của dầu áp lực cho van điều khiển tay.Điều này cải thiện một cách dễ dàng hoạt động khi sử dụng cánh tay và cần với nhau

Cho cần thấp hơn một chút (sửa đổi ống dầu) trong mạch trở lại, điều khiển tốc

độ giảm của các thiết bị làm việc và cũng hoạt động để ngăn chặn áp lực tiêu cực từ được hình thành ở đầu cuối của xy lanh cần

Trang 28

CHƯƠNG II: MÔ PHỎNG 3D CỤM CẦN ĐÀO MÁY ĐÀO BÁNH LỐP KOMATSU PW210-1

2.1 Giới thiệu phần mềm và các chức năng của Solidworks

Solidworks-Phần mềm mô phỏng chuyển động cơ khí rất quen thuộc nổi trội với tính năng làm việc trên nền 3D

Đây là một trong những sản phẩm nổi tiếng của hãng Dassault Systemes, bên cạnh mộtsản phẩm nổi tiếng khác của hãng này là Catia

Dassault Systemes – công ty chuyên nghiệp hàng đầu về 3D, cung cấp cho doanh nghiệp và mọi người với các vật thể ảo để tưởng tượng ra những đổi mới bền

vững.Những giải pháp hàng đầu thế giới thay đổi cách thức sản phẩm được thiết kế, sản xuất, và được hỗ trợ.Dassault Systemes giải pháp hợp tác thúc đẩy xã hội đổi mới, khả năng mở rộng cho thế giới ảo để cải thiện thế giới thực Các sản phẩm của công ty Dassault Systemes mang lại giá trị cho hơn 150.000 các nhóm khách hàng , trong tất

cả các ngành công nghiệp, trong hơn 80 quốc gia Các sản phẩm của Dassault

Chức năng báo lỗi giúp người sử dụng dễ dàng biết được lỗi khi thực hiện lệnh

Bảng FeatureManager design tree cho phép ta xem các đối tượng vừa tạo và có thể thay đổi thứ tự thực hiện các lệnh

Các lệnh mang tính trực quan làm cho người sử dụng dễ nhớ

Dữ liệu được liên thông giữa các môi trường giúp cập nhật nhanh sự thay đổi của các môi trường

Trang 29

Với các tính năng thiết kế tiện ích giúp người sử dụng thiết kế một cách có hiệuquả một bản vẽ kỹ thuật:

Hệ thống quản lý kích thước và ràng buộc trong môi trường vẽ phát giúp người sử dụng tạo các biên dang một cách dễ dàng và tránh được các lỗi khi tạo biên dạng.Công cụ hiệu chỉnh sử dụng rất dễ dàng giúp ta có thể hiệu chỉnh các đối tượng một cách nhanh chóng

Trong môi trường Drawing cho phép ta tạo các hình chiếu các chi tiết hoặc các bản lắp với tỉ lệ và vị trí do người sử dụng quy định mà không ảnh hưởng đến kích thước

Chuyển đổi ngôn ngữ Text với các thứ tiếng khác nhau

Công cụ tạo kích thước tự động và kích thước theo quy định của người sử dụng

Tạo các chú thích cho các lỗ một cách nhanh chống

Chức năng ghi độ nhám bề mặt, dung sai kích thước và hình học được sử dụng dễ dàng

Các công cụ thiết kế bản vẽ lắp:

Các chi tiết 3D sau khi thiết kế xong có thể lắp ráp lại với nhau tạo thành một bộ phận máy hoặc một máy hoàn chỉnh

Xây dựng các đường dẫn thể hiện quy trình lắp ghép

Xác định các bậc tự do cho chi tiết lắp ghép

Hình 2.1 Hình ảnh chức năng cad của solidwork

Trang 30

b Chức năng CAM (SolidCam)

Để dùng được chức năng này, chúng ta phải sử dụng một modul nữa của

solidworks là SolidCam Đây là modul Cam của Solid, nó được tách ra để bán riêng,

nó chạy ngay trên giao diện của Solidworks, việc sử dụng của SolidCam quả thật vô cùng thân thiện, hơn hẳn Mastercam và các phần mềm khác về tính dễ sử dụng Với các tool của SolidCam khá mạnh và phong phú: phay (2,5D, 3D, 5 trục ), tiện, Turn-Mill, …

Hình 2.2 Hình ảnh chức năng CAM của solidwork

c Chức năng CAE

Có lẽ đây là một ưu điểm của hãng sản xuất, khi mà họ mua trọn gói bộ phần mềm phân tích cức kì nổi tiếng thế giới là Cosmos để tích hợp và chạy ngay trong môi trường của Solidworks, làm cho chức năng phân tích của Solidworks khó có thể có phần mềm khác so sánh được Với modul phân tích của Solidworks là Cosmos, chúng

ta có thể thực hiện được những bài phân tích vô cùng phức tạp nhưng rất hay, dưới đây

là liệt kê một vài bài toán phân tích với Cosmos:

Phân tích tĩnh học

Phân tích động học (bài toán chuyển động của cẩu xuồng)

Phân tích động lực học(bài toán phân tích ứng suất khi cơ cấu chuyển động – con lăn di chuyển trên ray)

Phân tích dao động

Phân tích nhiệt học

Phân tích sự va chạm của các chi tiết

Phân tích thuỷ khí động học ( thông qua bài toán phân tích lượng nước chảy

Trang 31

Phân tích quá trình rót kim loại lỏng vào khuôn và mức độ gia nhiệt cần thiết cho quá trình đó.

Bên cạnh những modul phân tích này thì Cosmos còn cho phép thực hiện nhiều bài toán khác nữa, nhưng do điều kiện thời gian không cho phép nên mình cũng chưa học được Nói chung là chương trình tính toán nhanh và cho phép thực hiện phân tích cụm rất nhiều chi tiết, với các thông số kết quả là: ứng suất, sức căng, chuyển vị, hệ số

an toàn kết cấu, …

Hình 2.3.Phân tích động lực học

Trang 32

Tính lực và tính bền cho chi tiết :

Hình 2.4 Tính lực và tính bền của chức năng CAE

Trang 33

d Chức năng Mold:

Những xí nghiệp nào muốn sử dụng SolidWorks trong thiết kế khuôn vẫn có thể mua một modul riêng về khuôn cho SolidWorks:

Hình 2.5 Chức năng Mold

2.2 Cấu tạo và kính thước cần đào của máy đào bánh lốp Komatsu PW210-1

2.2.1 Cấu tạo cần đào

Trang 34