Thiết kế thiết bị ủi vạn năng + xới trên máy kéo T100M

đại học xây dựng Đồ án Máy Làm Đất Máy Xây Dựng đồ án : Bộ Môn máy làm đất lời nói đầu -Sau trình học tập nghiên cứu môn học Máy làm đất chúng em đợc trang bị kiến thức lý thuyết máy làm đất Đó cấu tạo, đặc tính, thông số kỹ thuật, nguyên lý tính toán, phạm vi áp dụng kết hợp máy trình sử dụng thực tế -Hiện lĩnh vực giới hoá thi công, lĩnh vực máy làm đất đa dạng phong phú, với nhiều chủng loại, đặc tính kỹ thuật, khả làm việc khác Công việc mà máy làm đất thực chủ yếu việc đào đắp, san nền, làm móng Nh điều kiện làm việc thờng xuyên trực tiếp trời, tiếp xúc với bụi đất, ma gió Yêu cầu ngời quản lý sử dụng cần phải nắm bắt đợc toàn đặc tính khả làm việc máy Còn ngời thiết kế cần phải nắm đợc thông số kỹ thuật, yêu cầu kết cấu, khả chịu lực, sơ đồ dẫn động Từ yêu cầu cần tiến hành tính toán thiết kế để đảm bảo máy sau thiết kế, chế tạo máy có đầy đủ tính năng, khả làm việc nh yêu cầu hỹ thuật đề -Đồ án môn học Máy làm đất giúp cho chúng em nắm bắt đợc trình tự tính toán kết cấu máy cụ thể Từ giúp cho chúng em củng cố đợc kiến thức lý thuyết học nắm bắt đợc trình tự tính toán yêu cầu cụ thể tiến hành thiết kế máy cụ thể ứng dụng sau GVHD: Lu Bá Thuận SVTH: Hoàng Anh Ngọc Page - đại học xây dựng Đồ án Máy Làm Đất Máy Xây Dựng số liệu nội dung tính toán Bộ Môn Cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam Độc lập Tự Hạnh phúc *** Trờng đại học xây dựng Khoa: Máy xây dựng Bộ môn: Máy xây dựng Nhiệm vụ thiết kế đồ án môn học Máy làm đất Đề số: 26 Họ tên sinh viên: Hoàng Anh Ngọc Lớp : K45M1 Ngành : Máy xây dựng I Đầu đề thiết kế : Thiết bị ủi vạn + thiết bị xới máy kéo :T100M II Các số liệu để làm đồ án: Các đặc tính kỹ thuật Máy kéo Điều khiển thuỷ lực Cấp đất nơi làm việc: III ữIV Độ dốc máy làm việc lên dốc: i= 10% III Nội dung phần thuyết minh tính toán: Phần tính toán chung Nêu công dụng , phân loại, cấu tạo nguyên lý làm việc máy ủi Xác định thông số máy Tính toán kéo máy ủi Tính suất máy ủi Xác định lực tác dụng lên máy thiết bị ủi Phần tính toán riêng: Tính toán thiết kế khung thiết bị xới IV Các vẽ đồ thị 1.Bản vẽ hình chung máy thiết kế: A0 2.Bản vẽ phận thiết kế: A1 V Cán hớng dẫn: Lu Bá Thuận VI Ngày giao nhiệm vụ thiết kế: Ngày tháng năm VII Ngày hoàn thành nhiệm vụ thiết kế: GVHD: Lu Bá Thuận SVTH: Hoàng Anh Ngọc Page - đại học xây dựng Đồ án Máy Làm Đất Máy Xây Dựng Ngày tháng Bộ Môn năm Cán hớng dẫn Lu Bá Thuận Bộ môn duyệt Học sinh thiết kế: Hoàng Anh Ngọc phần i: tính toán chung I-Công dụng, phân loại, cấu tạo nguyên lý làm việc máy ủi 1-Công dụng -Máy ủi thuộc máy chủ đạo nhóm máy đào vận chuyển đất Nó đợc sử dụng hiệu để làm công việc sau: +Đào vận chuyển đất cự li tới 100m, tốt cự ly từ 10-70m, với nhóm đất I,II,và III +Lấp hào, hố san mặt móng công trình +Đào đắp cao tới m +Ngoài máy ủi làm công viêc chuẩn bị mặt nh: bào cỏ, bóc lớp tầng phủ, hạ cây(đờng kính tới 30cm), nhổ gốc cây, thu dọn mặt thi công Máy đợc dùng để làm nhiệm vụ kéo đẩy phơng tiện khác 2-Phân loại -Máy ủi thờng đợc phân theo loại công suất động cơ, lực kéo, kiểu điều khiển, đặc điểm thiết bị di chuyển kết cấu phận công tác *Tuỳ thuộc vào độ lớn công suất động lực kéo danh nghĩa móc kéo máy sở, máy ủi đợc chia thành loại: +Rất nặng (công suất 300CV, lực kéo 30T) +Nặng (công suất 150-300 CV, lực kéo 20-30T) +Trung bình (công suất 75-150 CV,lực kéo 13.5-20T) +Nhẹ (công suất 35-75 CV, lực kéo 2.5-13.5T) GVHD: Lu Bá Thuận SVTH: Hoàng Anh Ngọc Page - đại học xây dựng Đồ án Máy Làm Đất Bộ Môn Máy Xây Dựng +Rất nhẹ (công suất 3.5 CV, lực kéo 2.5T) *Theo kiểu điều khiển nâng hạ lỡi ủi ta có: +Điều khiển tời + dây cáp +Điều khiển cilanh thuỷ lực *Căn vào thiết bị di chuyển ta có: +Máy ủi di chuyển bánh xích +Máy ủi di chuyển bánh lốp *Hiện máy ủi có hệ thống điều khiển hệ thống thuỷ lực có nhiều u điểm nên thờng đợc chọn trình thi công 3-Cấu tạo -Máy ủi kết hợp đầu kéo với phận công tác ủi Bộ phận đợc chế tạo từ kết cấu thép với mối ghép hàn cụm chi tiết liên kết với chủ yếu nhờ khớp xoay.Bộ phận ủi vạn không vạn năng, với kiểu vạn khung ủi có kết cấu liền khối đợc nối với lỡi ủi khớp cầu -Lỡi ủi bao gồm phần thân lỡi lỡi cắt Thân lỡi chế tạo từ thép thờng lỡi cắt có dạng đợc chế tạo từ thép hợp kim Mangan gồm mảnh rời đợc ghép với thân lỡi bulông đầu chìm Bộ công tác ủi đợc liên kết với máy sở thông qua liên kết chốt xoay chân khung ủi hệ thống thỷ lực liên kết không gian 4-Nguyên lý làm việc -Hạ lỡi ủi bập xuống đào, cho máy tiên lên, đất tích tụ lại tr ớc lỡi ủi Khi tích đầy, vận chuyển khối đất đào cách cho máy nâng lỡi ủi lên mức (cha thoát khỏi đào) Với mục đích đào thêm chút để bù hao vận chuyển -Khi ta muốn rải khối đất vận chuyển, cần phải nâng lỡi ủi lên theo chiều dài muốn rải tiếp tục cho máy tiến GVHD: Lu Bá Thuận SVTH: Hoàng Anh Ngọc Page - đại học xây dựng Đồ án Máy Làm Đất Máy Xây Dựng Bộ Môn II-Xác định thông số máy: Hình chung cấu tạo máy Máy đợc điều khiển hệ thống thuỷ lực, di chuyển bánh xích, máy sở T100M -Các thông số máy: Công suất động (kW) Lực kéo danh nghĩa (kN) 118 100 Tốc độ (Km/h) ứng với cấp số tiến 2.36 1-Tính với thiết bị ủi 3.78 4.51 6.45 Thiết bị ủi điều khiển thuỷ lực bàn quay HK b k R H O a -Trọng lợng thiết bị ủi : G1=2.2 (T) GVHD: Lu Bá Thuận SVTH: Hoàng Anh Ngọc Page - 5 10.15 đại học xây dựng Đồ án Máy Làm Đất Máy Xây Dựng Bộ Môn -Các thông số đợc chọn nh sau : CC STT Các thông số động học bàn ủi Loại bàn ủi quay Góc cắt đất 50o Góc đặt lỡi o 75o Góc đổ o 700 Góc đặt chắn phía k 100o Góc sau 30o Góc tạo bàn ủi dọc trục Góc tạo trục dao cắt với phơng ngang 600 750 Hình chiếu -Chiều cao bàn ủi đợc xác định thông qua công suất động máy kéo sở theo công thức: Với bàn ủi quay: H=450 0.17T 0.5T = 4503 0.17 ì 100 0.5 ì 100 = 1100(mm) Trong đó: T=100 (kN) lực kéo danh nghĩa máy kéo sở - Chiều rộng bàn ủi B đợc chọn nh sau B =2.8.H= 2.8 ì1107 = 3100(mm) - Bán kính cong bàn ủi R đợc xác định dựa vào chiều cao H,từ quan hệ sau: R=0.8H=0.8*1100=880(mm) -Chiều cao chắn phía bàn ủi tính theo công thức : GVHD: Lu Bá Thuận SVTH: Hoàng Anh Ngọc Page - đại học xây dựng Đồ án Máy Làm Đất Máy Xây Dựng b =0.18.H= 0.18 ì 1100 = 200(mm) -Lực tác dụng lên dao cắt: P R1 R2 +R2 lực theo phơng thẳng đứng tính theo công thức: R2 = k.x.B k =55 N/cm2 hệ số chịu tải đất x=1.2 cm độ rộng mòn cùn dao cắt B = 310 cm bề rộng bàn ủi R2 = 55 ì 1.2 ì 310 = 20460(kN ) +R1 lực theo phơng nằm ngang tính theo công thức: R1 = à1 R2 (N) à1=0.7 hệ số ma sát thép đất R1 = 0.7 ì 20460 = 14322(kN ) 2-Tính với thiết bị xới: -Thiết bị xới đợc lắp phía sau máy sở, điều khiển thuỷ lực Có kết cấu nh sau : GVHD: Lu Bá Thuận SVTH: Hoàng Anh Ngọc Page - Bộ Môn đại học xây dựng Đồ án Máy Làm Đất Máy Xây Dựng Bộ Môn 1-Dầm 2-Cần Piston xilanh 3-Răng xới 4-Má để lắp Piston 5-Má để lắp xới -Trọng lợng thiết bị xới G2=2.2 (T) -Số lợng xới Z=3 -Tầm với xới : l=800(mm) -Chiều sâu xới lớn h max=500 (mm) -Các lực tác dụng lên lỡi xới: P R1 R2 +Lực cản đào theo phơng ngang : P1=T.k1 k =0.8 hệ số sử dụng lực kéo máy xới Thay số vào công thức ta có: P1=74800 (N) + Lực cản đào theo phơng thẳng đứng tác dụng lên xới đợc xác định theo công thức giáo s viện sỹ I.U.A Vetơrốp : P2 = P1 tg với =25 Thay vào công thức ta có : P2 = 34880 (N) - Chiều cao nâng xới khỏi mặt đất di chuyển máy phải đảm bảo cho góc tạo đờng trục tâm xới phơng ngang không nhỏ 200 Theo kinh nghiệm với máy xới loại trung bình chọn : H=600ữ700mm -Góc cắt xới =400 dùng thẳng -Tiết diện ngang xới có dang hình chữ nhật với chiều rộng b chiều cao h Thông thờng : b=(60ữ100) (mm), h=(150ữ200) (mm) ta chọn : b x h=125x200 (mm) -Góc sắc xới : = ; =60 góc sau xới Vậy ta có =340 -Chiều cao h1 xới (hay gọi chiều dài xới) thờng chọn dựa vào chiều sâu xới lớn : h1= hmax+(100 ữ 300) (mm) GVHD: Lu Bá Thuận SVTH: Hoàng Anh Ngọc Page - đại học xây dựng Đồ án Máy Làm Đất Bộ Môn Máy Xây Dựng Thay số vào ta có : h1=700 (mm) -Bớc t khoảng cách đo theo phơng ngang đờng tâm hai xới liên tiếp Với máy xới trung bình ta chọn : t=(900 ữ 1300) (mm) -Ta chọn bớc : t=800(mm) -Khoảng cách từ mép xích di chuyển máy đến xới : a=(1.5 ữ 2.0) hmax Thaysố chọn ta đợc : a=800 (mm) -Vận tốc nâng, hạ xới : +Khi nâng: =(0,3 ữ 0,5) m/s +Khi hạ : vh=(0,5 ữ 1,0 ) m/s Tính cho máy với thiết bị ủi I-Xác định lực kéo -Trong đào chuyển đất, máy ủi muốn di chuyển đợc phải thoả mãn điều kiện sau: W Pk Pb +W :Tổng lực cản tác dụng lên máy ủi + Pk : Lực kéo tiếp tuyến máy kéo + Pb : Lực bám cấu di chuyển mặt đờng *Xác định lực cản tác dụng lên máy ủi -Trong trình đào vận chuyển đất máy ủi gặp lực cản sau: +Lực cản cắt đất +Lực cản di chuyển khối đất lăn trớc bàn ủi +Lực cản di chuyển khối đất cuộn lên phía trớc bàn ủi +Lực cản di chuyển máy ủi +Lực cản ma sát dao cắt đất 1-Xác định lực cản cắt: -Lực cản cắt đợc tính theo công thức : W1=k.B.h1 Trong đó: +k=200 (kN/m2) Lực cản cắt riêng với đất cấp IV = 500 +B = 3.2 (m) Chiều rộng bàn ủi + h1: Chiều sâu cắt giai đoạn vận chuyển đất để bù lại rơi vãi đất sang hai bên, đợc tính theo công thức: h1 = k1.V B Trong đó: +k1: Hệ số kể đến rơi vãi đất sang hai bên mét quãng đờng vận chuyển đất, phụ thuộc vào tính chất đất, với đất khô chọn: k1=0.065 +V (m3): Thể tích khối đất lăn trớc bàn ủi GVHD: Lu Bá Thuận SVTH: Hoàng Anh Ngọc Page - đại học xây dựng Đồ án Máy Làm Đất Bộ Môn Máy Xây Dựng V phụ thuộc vào tính chất đất thông số hình học bàn ủi, xác định H B theo công thức : V = K Trong đó: 2kt +HK= 1.15 (m): Chiều cao kể chắn phía bàn ủi: HK = H+b +kt=1.30 : Hệ số phụ thuộc vào tính chất đất tỷ số H B B H b Thay giá trị tên vào công thức ta đợc : V= 1.78 (m3) => h1= 0.034 (m) Thay h1=0.034 (m) vào công thức tính lực cẳn cắt ta có: W1=23.8 (kN)=2.38 (T) 2-Xác định lực cản di chuyển khối đất lăn trớc bàn ủi -Lực cản đợc tính theo công thức : W2 =V..à2 = Gđ.à2 Gđ h w2 w1 Trong đó: B.H K +Gđ: Trọng lợng khối đất lăn trớc bàn ủi : Gd = V = 2.tg +=1.6 (T/m3): Trọng lợng riêng đất chọn theo bảng +à2=0.5: Hệ số ma sát đất đất +=450: Góc chảy tự nhiên đất trạng thái tơi -Thay số liệu vào tính ta có Gđ= 3.7 (T) => W2 = 1.85 (T) 3-Xác định lực cản di chuyển khối đất cuộn lên phía bàn ủi -Khi máy ủi thực trình đào tích đất, phía trớc bàn ủi đất đợc cuộn lên để tạo thành khối đất lăn tích V trọng lợng Gđ Khối đất nén vào bề mặt làm việc bàn ủi áp lực N Dới tác dụng N, bề mặt tiếp xúc khối đất lăn lòng bàn ủi xuất lực ma sát F ms , chống lại chuyển động đất cuộn lên phía bàn ủi: GVHD: Lu Bá Thuận SVTH: Hoàng Anh Ngọc Page - 10 đại học xây dựng Đồ án Máy Làm Đất Máy Xây Dựng GVHD: Lu Bá Thuận SVTH: Hoàng Anh Ngọc Bộ Môn Page - 37 đại học xây dựng Đồ án Máy Làm Đất Máy Xây Dựng Phần II: Bộ Môn Tính toán thiết bị xới -Thiết bị xới thờng đợc lắp đồng thời với thết bị ủi máy kéo sở Bởi tính thiết bị xới phỉa kể tới thiết bị ủi phía trớc I-Xác định lực tác dụng lên xới -Trong trình làm việc ,răng xới chịu tác dụng lực sau: I.1-Lực cản cản đào đất theophơng ngang Rx : Rx =T kđ kt Trong : +kt =0.8ữ0.85 Hệ số sử dụng lực kéo +kđ Hệ số tải trọng động +T= 11.5 (T) lực kéo danh nghĩa máy xới Thay số vào công thức tính ta có: Rx=11.75 (T) I.2-Lực cản đào theo phơng thẳng góc với Rx nằm mặt phẳng với Rx gọi lực cản bên Ry tính theo công thức Giáo s Tiến sĩN.N.Abramốp: Ry = Rx =.T kđ kt Trong + hệ số biểu diễn quan hệ Rxvà lực cản đào lên Ry Theo N.N.Abramop: =0.45 +kt=0.85: Hệ số sử dụng lực kéo +kđ=1.2: Hệ số kể đến tải trọng động Thay số vào công thức rtrên ta có: Ry=5.3 (T) I.3-Lực cản theo phơng thẳng đứng Rz -Khi làm việc lực Rz thay đổi hớng trị sốvà chiều tác dụng -Rz hớng lên xới ấn xuống đất - R Z' Hớng xuống nâng xới lên Do cần phải xác định RI hai trờng hợp a- Khi ấn sâu xới xuống đất, Rz hớng lên xác định từ phơng trình cân mômen với điểm A GT p Gb Rx A l1 l2 L l3 l4 Gx RZ Sơ đồ lực tác dụng lên xới ấn xới xuống đất Công thức tính: M GVHD: Lu Bá Thuận SVTH: Hoàng Anh Ngọc A = o RZ = GTP l1 + G X (l3 + L) l4 + L Page - 38 đại học xây dựng Đồ án Máy Làm Đất Bộ Môn Máy Xây Dựng -Thay số vào tính ta có: Rz=7.0 (T) -Nếu kể tới trọng tải động có : R Z' = Rz Kd, với hệ số tải trọng động kd=1.5 Nh ta có RZ = 10.5 (T) b)Khi nâng xới lên , R Z' hớng xuống đợc xác định từ phơng trình cân mômen với điểm B GT p B Gb l6 l2 L l3 l5 Gx R'z Sơ đồ lực tác dụng lên xới nâng xới lên MB =0 RZ' = G b (l + L) + G TP l6 G x l3 l5 -Thay số vào công thức ta có: Rz=13.75 (T) -Khi kể tới tải trọng động Rz=20.2 (T) -Trong phơng trình có: +GTP trọng lợng máy kéo sở +Gb trọng lựơng thiết bị ủi lắp phía trớc +Gx trọng lợng thiết bị xới lắp phía sau +L chiều dài bề mặt tựa xích di chuyển máy xới +kd Hệ số tải trọng động; kd=1,5 II-Xác định phản lực hai lề liên kết xới với khung thiết bị xới (Tại khớp liên kết A-B) -Để xắc định đợc phản lực khớp A B ta coi phản lực R x, Ry, Rz đợc quy vào xới đặt mép dới xới ứng với chiều sâu xới lớn nhất, mép xới giữa, tác dụng lực R x Ry nửa giá trị lớn R Z' Còn nửa R Z' đợc truyền vào khớp B GVHD: Lu Bá Thuận SVTH: Hoàng Anh Ngọc Page - 39 đại học xây dựng Đồ án Máy Làm Đất Máy Xây Dựng Bộ Môn B= 0.5R'z III III B Bx l1 By y x A I Ay II l5 x II 0.5R' z 25 l6 l2 L y Ax I Rx o l3 Ry l4 Sơ đồ tính toán xới -Trong mặt phẳng XOZ lấy mômen lực với điểm B có: MB =0 A x R x L + 0.5Rz' l4 = l1 -Thay giá trị vào ta có: Ax=49 (T) -Lấy mômen lực với điểm A có: M A = Bx = 0.5Rz' (l3 l4 ) + Rx l2 + 0.5Rx l3 l1 -Thay giá trị vào ta có: Bx=37.2 (T) -Trong A x B x ngợc chiều với Bz = Rz' =10.1 (T) -Trong mặt phẳng YOZ: -Lấy mômen lực theo điểm B, có: MB =0 A y = Ry L l1 Thay giá trị vào ta có: Ay= 14.03 (T) -Chiếu lực xuống trục y-y,sẽ có: Y = By = Ay R y =8.73 (T) *Trong Ay By ngợc chiều với +L Chiều dàicủa xới ta lấy L=900 (mm) +l =340: Khoảng cách tâm hai khớp để lắp xới với giá chúng GVHD: Lu Bá Thuận SVTH: Hoàng Anh Ngọc Page - 40 đại học xây dựng Đồ án Máy Làm Đất Máy Xây Dựng Bộ Môn I-Tính toán sức bền xới -Việc tính toán sức bền xới đợc tiến hành giữa, ứng với chiều sâu lớn nhất, xem có tham gia xới đất, chịu toàn giá trị lớn R x , R y 0.5 R z' mép dới Việc kiểm tra bền đợc tiến hành tiết diện nh hình vẽ sau: III-III B= 0.5R'z III b III B Bx l1 By h y I-I x I Ay l2 h1 25 b II 0.5R' z Rx I x II l5 Ax l6 L y h II-II A o l3 Ry l4 Các lực tác dụng lên xới tiết diện xới a-Tại tiết diện I-I giữa: -Đây tiết diện xới,các giá mômen kháng uốn tiết diện I-I đợc xác định theo công thức: -Mômen kháng uốn tiết diên I-I theo trục y-y đợc xác định theo công thức : Wy = bh d2 (1 ) (cm3) h -Mômen kháng uốn tiết diên I-I theo trục x-x đợc xác định theo công thức : Wx = d b I-I (h d )b (cm3) h Mặt cắt tiết diện I-I Trong đó: + b,h chiều rộng chiều cao tiết diện I-I +d đờng kính lỗ để lắp xới với giá xới (Tại tiết diên I-I) GVHD: Lu Bá Thuận SVTH: Hoàng Anh Ngọc Page - 41 đại học xây dựng Đồ án Máy Làm Đất Máy Xây Dựng Trong máy xới đợc sử dụng giới nay, thờng b = 60 ữ 100mm theo kinh nghiệm b d h = 150 ữ 200mm Bộ Môn Thay kích thớc vào công thức ta có: Wy=364000 (mm3) Wx=84000 (mm3) -Mô men uốn mặt phẳng XOZ thiết diện I-I: M1 = R x l2 + 0,5.Rz' l3 *Thay số vào tính ta có: M1= 12135 (kNcm) -Từ phơng trình trên, xác định đợc mô men uốn M1 trog mặt phăng XOZ dựng đợc biểu đồ M1 nh hình vẽ dới I I II Mx II Biểu đồ moment uốn mặt phẳng XOZ -Trong mặt phẳng XOZ có ứng suất: = M1 Wy Thay số vào tính ta đợc 1=33.33 (kN/cm2) -đồng thời tiết diên I-I xới chịu mômen uốn mặt phẳng YOZ phản lực R y gây -Mô men uốn mặt phẳng YOZ tiết diện I-I: M2 = R y l2 =2968 (kN.cm) -Từ công thức trên, xác định đợc giá trị mômen uốn mặt phẳng YOZ dựng thành biểu đồ mô men nh hình vẽ dới đây: GVHD: Lu Bá Thuận SVTH: Hoàng Anh Ngọc Page - 42 đại học xây dựng Đồ án Máy Làm Đất Máy Xây Dựng Bộ Môn I I M2 (kN cm) II II Biểu đồ mômen uốn xới mặt phẳng YOZ -Trong mặt phăng YOZ có ứng suất: = M2 Thay số vào ta có 2=35.33 (kN/cm2) WX -Vậy tiết diện I-I xới có tổng ứng suất theo hai mặt XOZ YOZ là: M1 M2 + T = + = Wy Wx -Việc kiểm tra sức bền tiết diện I-I xới đợc tiến hanh theo công thức: T = + = M M2 + [ ] = b W y Wx n Nh ta có T=68.86 (kN/cm2) -Răng thờng đợc chế tạo từ thep mangan có giới hạn bền: b = (140 ữ 180) KN / cm [ ] = b 140 = = 93.33( KN / cm2 ) n 1.5 +n=1.5: Hệ số an toàn ,lấy hệ số an toàn -Nh thoả mãn điều kiện bền Tdo = 25 ữ 30 o -Thay số vào công thức ta có: M1=2936.5 (kN.cm) -Mô men uốn mặt phẳng YOZ thiết diện II M2 = R y l6 R y l5 Thay số vào tính ta có: M2=1060 (kN.cm) Trong R y đợc xác định từ tính toán đơc thể hình vẽ Lực nén tác dụng theo trục xới: N = Rx cos 0,5 Rz' sin Thay số vào công thức ta có: N=49.1 (kN) -Từ công thức xác định nội lực thiết diện I-I II-II nh nêu trên,ta dựng đợc biểu đồ nội lực chung xới nh hình vẽ dới đây: I I I I I I II M2 II M1 II II II II GVHD: Lu Bá Thuận SVTH: Hoàng Anh Ngọc Page - 44 đại học xây dựng Đồ án Máy Làm Đất Máy Xây Dựng Bộ Môn Biểu đồ nội lực xới để kiểm tra bền tiết diện II-II -ứng suất tổng tiết diện II-II phải thoả mãn điều kiện sau: M1 M2 N + + [ ] = b T = Wy Wx F n : +F: Diện tích II-II F = b.h1 +b: Chiều rộng tiết diện II-II băng chiều rộng tiết diện I-I xới + h1 : Chiều cao tiết diện II-II thờng lấy: h1 = ( 0,45 ữ 0,50)h =100 (mm) +h chiều cao tiết diện I-I -Nh thay giá trị vào công thức ta đợc: Wy=100 (cm3) ; Wx=60 (cm3) ; F=60 (cm2) -ứng suát phát sinh mặt cắt : T= 47.85 *Nh thoả mãn điều kiện bền ứng suất IV-Tính toán khung thiết bị xới -Hình chiếu cạnh khung thiết bị xới đợc thể hình vẽgồm phần sau: Px h b Khung thiết bị xới -Bộ phận khung dầm 4.Dầm có tiết diện mặt cắt ngang hình hộp Hai má số đợc hàn với dầm để lắp khung với giá đỡ hh7777chốt số Hai má số đợc hàn khép kín với dầm số 4,để lắp cần pistông xi lanh thủy lực nâng hạ thiết bị xới,bằng chốt số -Với kết cấu nh vậy, xới làm việc ấn sâu vào đất nhờ lực đẩy pistông Px ,sẽ có hai phận khung chịu tác động Px Đó hai má số dầm số 4.Cho nên việc tính toán khung thiết bị xới đợc tiết hành tính sức bền phận nêu GVHD: Lu Bá Thuận SVTH: Hoàng Anh Ngọc Page - 45 đại học xây dựng Đồ án Máy Làm Đất Máy Xây Dựng Bộ Môn IV.1 Tính má khung để lắp pistông xi lanh thuỷ lực: -Sơ đồ tính toán má khung đợc thể hình sau: I Px Px I l Mx II II x x B a) I-I II-II d H b) *Kiểm tra bền cho tiết diện II-II má khung: -Dới tác dụng lực đẩy pittông Px, má khung chịu uốn Mômen uốn tiết diện II-II có trị số lớn nhất.Má khung đợc hàn với dầm tiết diện II-II Đây tiết diện nguy hiểm má khung chịu lực đẩy Px pistông Mômen uốn Px gây tiết diên II-II đợc xác định theo công thức: Mu = Px l Trong đó: +l khoảng cách từ tâm chốt lắp cần pistônpg đến tiết diện II-II Thay giá trị vào ta có: Mu= 4208 (kNcm) -Dới tác dụng Mu , khung tiết diện II-II khung xuất ứng suất: = Mu Wu -Má khung đợc kiểm tra bền, theo công thức: = Mu [ ] = ch Wu n Trong đó: + ch Giới hạn chảy vật liệu dùng chế tạo má khung + n = 1,4 ữ 1,5 hệ số an toàn -Từ phơng trình trên, chon trớc vật liệu chế tạo má khung, có giá trị ch ,từ xác định đợc mômen chống uốn tiết diện II-II: Wu = M u n.M u = [ ] ch Thay giá trị vào ta có: Wu= 450.8 (cm3) GVHD: Lu Bá Thuận SVTH: Hoàng Anh Ngọc Page - 46 đại học xây dựng Đồ án Máy Làm Đất Bộ Môn Máy Xây Dựng -Sau xác định đợc mômen chống uốn Wu theo phơng x-x tiết diện II-II, xác định đợc mômen quán tính tơng ứng tiết diện II-II má khung Tiếp theo đó,dựa vào mômen quán tính xác định đợc chiều dày má khung.Chiều dày má khung phải đảm bảo cho khung không bị biến dạng chịu lực đẩy pistông Px -Mô men quán tính tiết diện II-II đợc xác định theo công thức: Jx = Wu H (cm4) Tiết diện II-II tiết diện hình hộp chữ nhật, có kích thớc nh hình vẽ Mômen quán tính tiết diện là: Jx = H 3 B ( + 1) (cm4) H Kết hợp hai công thức trên, xác định đợc chiều dày má khung: Jx = Rút ra: Wu H H 3B = ( + 1) (cm4) H = 6J x 3Wu = (cm) 3B 3B H 3( + 1) H ( + 1) H H -Ta chọn H=200 (mm) ; B=140 (mm) Thay số vào công thức tính nh ta có: =1.1(cm) Ta lấy =1.2 (cm) Kiểm tra bền cho tiết diện I-I má khung: -Tiết diện I-I má khung để lắp cần pistông.Chốt để lắp cần pistông đợc tựa hai má khung.Do má khung chịu 0,5 Px Chốt vừa chịu cắt vừa chịu đập -ứng suất cắt Px gây đợc dùng để kiểm tra bền chốt chịu cắt: c = 0,5Px [ ] F -Chọn kích thớc tơng ứng thay vào công thức ta có: c=10.4 (kN/cm2) -ứmg suất cắt cho phép suất {}=53.3 (kN/cm2).Nh má khung thoả mãn điều kiện làm việc -Trong đó: F diện tích tiết diện I-I, không kể diện tích mặt cắt ngang vòng đệm hai bên -Kiểm tra bền chốt chịu đập d = Trong đó: GVHD: Lu Bá Thuận SVTH: Hoàng Anh Ngọc 0,5 Px [ ] 2d Page - 47 đại học xây dựng Đồ án Máy Làm Đất Bộ Môn Máy Xây Dựng + Chiều dày má khung +d Đờng kính chốt để lắp cần pistông với má khung -Thay giá trị vào ta có: d=34.7 (kN/cm2).Thoả mãn điều kiện làm việc IV.2-Tính dầm khung thiết bị xới Khung thiết dị xới có kết cấu nh hình vẽ dới đây: 1-Dầm 2-Cần Piston xilanh 3-Răng xới 4-Má để lắp Piston 5-Má để lắp xới -Nh trình bày trên, tính sức bền xới,có thể xem lực tác dụng lên xới đợc quy đặt giữa.Do tính sức bền dầm chính,cũng cần tính đoạn dầm có lắp Đoạn dầm đợc treo nhờ hai pistông hai xi lanh thuỷ lực nâng hạ thiết bị xới Khi tính dầm, thay hai pistông băng hai khớp Sơ đồ tính dầm đợc mô tả hình vẽ sau: Mx 0.5R' z L/2 L/2 My N Mx Sơ đồ tính dầm khung thiết bị xới -Dầm chịu tác dụng lực sau: GVHD: Lu Bá Thuận SVTH: Hoàng Anh Ngọc Page - 48 đại học xây dựng Đồ án Máy Làm Đất Bộ Môn Máy Xây Dựng +Lực Rz' , qui dầm.Lực gây mômen uốn mặt phẳng XOZ +Lực nén dầm: N = Ay B y = R y +Lực R x gây mômen xoắn dầm M x ,đợc xác định theo công thức: M x = R x L1 Trong đó: + R x lực cản đào đất tác dụng lên xới theo phơng ngang + L1 Là khoảng từ điểm đặt lực R x (mép xới) đến trục quán tính tiết diện dầm +L khoảng tâm hai pistông xilanh nâng hạ thiết bị xới H *Thay giá trị vào công thức ta có: N=Ry=5.3 (T) ; Mx=10575 (kN.cm) ; Mu=6060 (kN.cm) -Xét tiết diện ngang dầm ta có: B Tiết diện ngang dầm -Dầm khung có tiết diện hình hộp, mặt cắt dầm (hình 7.18), có: B.H ( B )( H )3 Wu = 6H W xo ắ n = 2.( B )( H ) F=BH-(B-2)(H-2) Trong đó: +B,H chiều rộng chiều cao mặt cắt tiết diện dầm + : chiều dày thành đứng thành ngang mặt cắt nói Chọn tiết diện tơng ứng cho dầm ta tính đợc: H=290 (mm) ; B= 230 (mm) ; =20 (mm) Wu=1518 (cm3) ; Wxoắn=2268 (cm3) -ứng suất mômen uốn lực nén khung: u = -ứng suất mômen xoắn: Mu N + Wu F x = Mx Wx -Tiết diện mặt cắt dầm đợc kiểm tra bền theo thuyết bền ứng suất tiếp lớn nhất: GVHD: Lu Bá Thuận SVTH: Hoàng Anh Ngọc Page - 49 đại học xây dựng Đồ án Máy Làm Đất Máy Xây Dựng Bộ Môn td = u + x2 [ ] = gh n Thay giá trị vào công thức ta có: u=4.27 (kN/cm2) ; x=4.8 (kN/cm2) td=9.8 (kN/cm2) -Khung đợc chế tạo thép CT3 có gh = 22 KN cm +n-hệ số an toàn, chọn n = 1,4 ữ 1,5 {}=14.66 (kN/cm2) IV.3-Tính toán chốt để lắp xới vào khung -Răng xới đợc lắp với khung mặt cắt I-I Chốt để lắp xới với khung chịu lực hớng tâm Ax Đó phản lực khớp liên kết xới với khung, theo phơng xx trị số Ax đợc xác định theo tính toán Khi chốt vừa chịu cắt vừa chịu uốn -Đờng kính chốt đợc xác định theo công thức: d= Ax 2t [ ] Trong đó: + t Chiều dày má khung để lắp xới.Má đợc hàn với dầm khung -Chọn kích thớc thay vào công thức ta có : d=30 (mm) -Kiểm tra sức bền chốt theo ứng suất cắt: c = Ax d = Ax d [ ] -Kiểm tra sức bền chốt theo ứng suất uốn: u = Mu Ax b = [ ] Wu 2.0,1d Trong đó: +b khoảng cách hai điểm tựa chốt hai má khung Thông thờng b = (1,0 ữ 1,2)bx , bx chiều rộng tiết diện xới(tiết diện I-I hình 7.8) Với máy xới thông dụng b x = (60 ữ 100)mm Thay số vào ta có: c= 34.6 (kN/cm2) ; u= 623.4 (kN/cm2) -úng suất cho phép vật liệu đợc tính theo công thức: [ ] = ch n + ch Giới hạn chảy vật liệu đợc dùng chế tạo chốt Chốt thờng đợc dùng chế tạo từ thép 40x, có: + ch = 800 N mm = 8.10 N cm + n = 1,15 ữ 1,20 hệ số an toàn Nh đảm bảo điều kiện bền ứng suát GVHD: Lu Bá Thuận SVTH: Hoàng Anh Ngọc Page - 50 đại học xây dựng Đồ án Máy Làm Đất Máy Xây Dựng GVHD: Lu Bá Thuận SVTH: Hoàng Anh Ngọc Bộ Môn Page - 51 [...]... chính của máy xới -Thiết bị xới thờng đợc lắp trên máy kéo xích, giá trị lớn nhất của lực kéo đợc xác định theo điều kiện bám : T=Gb. Trong đó : +Gb trọng lợng bám của máy xới ở trạng thái làm việc + hệ số bám của máy kéo cơ sở +Trọng lợng bám của máy xới đợc xác định nh sau : * Khi trên máy kéo cơ sở có lắp thiết bị ủi phía trớc và thiết bị xới phía sau : Gb' = G1 + G2 + G3 = (1.35 ữ 1.45)G1 +G1 trọng... lợng sử dụng của máy kéo cơ sở, không kể đến thiết bị làm việc kèm theo +G2 Trọng lợng sử dụng của thiết bị xới +G3 Trọng lợng sử dụng của thiết bị ủi -Theo tính toán ở trên ta có : Gb=15.4 (T) Thay vào công thức trên ta xác định đợc lực kéo lơn nhất mà máy kéo cơ sở có thể thực hiện đợc là: T=11.5 (T) Các thông số cơ bản của thiết bị xới -Các thông số cơ bản của máy xới gồm : chiều sâu xới lần nhất,... của máy kéo và phải thoả mãn điều kiện để máy vừa nâng thiết bị ủi vừa di chuyển khi làm việc: Nd / c Nn + Nd = S y Vn 1000.n + Tmax Vd , kW 1000.d Trong đó: +Nđc=73.5 (kW): Công suất động cơ của máy kéo cơ sở +Nn: Công suất tiêu hao cho cơ cấu nâng thiết bị ủi +Nd: Công suất tiêu hao cho việc di chuyển máy +Sy=14.6 (T): Lực nâng xác định theo điều kiện ổn định +Vn=0.1 (m/s): Vận tốc nâng thiết bị ủi. .. trọng lợng của thiết bị ủi, xác định theo công thức sau: W5=à1.(R2+GTB) Thay số vào ta có: W5=2.2 (T) Tổng hợp lực cản : (4-9) -Từ các lực cản tác dụng lên máy ủi với bàn ủi không quay ta tính đợc hợp lực tác dụng theo công thức nh sau: W`=W1+W2+W3+W4+W5 (4-10,a) Trong đó: +W1=W1.sin; W2=W2.sin; W3=W3.sin+W3 += 600: Góc quay của bàn ủi trong mặt phẳng ngang (so với trục máy) Khi máy ủi vạn năng dùng để... l2 +MG=GT.l1: Mô men chống lật +ML = S.l2 : Mô men gây lật máy ủi quanh điểm O1 +GT: Trọng lợng máy ủi + S: Lực trong cơ cấu nâng thiết bị ủi S max = GTB l0 + P1max [ m + l cot g ( + 1 ] r Trong đó: +P1max: Lực cản đào lớn nhất theo phơng ngang khi dao cắt gặp chớng ngại vật +l1, l2:Cánh tay đòn của các lực tơng ứng GT , S với điểm O1 +Pb: Lực bám giữa cơ cấu di chuyển với mặt đất +: Hệ số bám của máy. .. Những lực tác động lên thiết bị ủi trong trờng hợp này gồm: + GTB: Trọng lợng thiết bị ủi +Gđ : Trọng lợng của khối đất đợc nâng cùng bàn ủi +Q: Lực cản trợt giữa khối đất đợc nâng cùng bàn ủi và phần đất còn lại trong khối đất lăn trớc bàn ủi +P1 và P2: Phản lực của đất tại dao cắt +Zc và Xc: Phản lực tại khớp liên kết giữa khung ủi và máy Trọng lợng khối đất đợc nâng cùng bàn ủi xác định theo công... định của máy xới -Trong đó : R= Gx+ P2 +Gx trọng lực máy xới Phản lực của đất có chiều hớng xuống +L3 Khoảng cách của điểm đặt hợp lực R đến trọng tâm của máy xới +L2 Khoảng cách từ trọng tâm của máy xới đến điểm tựa phía trớc của hệ thống di chuyển của máy kéo cơ sở (Điểm A) +Một cách gần đúng có thể chọn theo kinh nghiệm : l3 =(0.6ữ0.8)L +L là chiều dài của bề mặt tựa xích di chuyển của máy kéo cơ... xây dựng Đồ án Máy Làm Đất Máy Xây Dựng Bộ Môn Xác định năng suất máy ủi khi san đất -Sơ đồ xác định năng suất máy ủi khi san đất: A c B B L -Công thức xác định năng suất cho trờng hợp này là: Qs = 3600.L.( B sin c ).ktg , L n + t q v m2 / h ( 4 66) +L: Chiều dài quãng đờng san đất, m +B: Chiều rộng bàn ủi, m +: Góc quay của bàn ủi trong mặt phẳng ngang, độ +c: Chiều rộng mà bàn ủi trùng lên... thức: P1d = V0 m C0 Trong đó: +V0=2.5 (km/h) là tốc độ chuyển động của máy ủi đợc tính tại thời điểm máy bắt đầu bị quay trơn khi gặp chớng ngại, tính tơng ứng với lực kéo lớn nhất nên thờng chọn V0 ở số I của máy kéo cơ sở +m=1.2 (T): khối lợng của bàn ủi +C0: Độ cứng tổng hợp của máy và chớng ngại vật Tính theo công thức: C0 = C1.C2 C1 + C2 Trong đó: +C1: độ cứng của thiết bị ủi: C1=.GTB với = 1.0 (kG/cm/kG)... của máy Thay số vào công thức trên ta có: N= 100.2 (CV) Nh vậy với máy kéo T100M hoàn toàn đáp ứng đợc khả năng làm việc của máy GVHD: Lu Bá Thuận SVTH: Hoàng Anh Ngọc Page - 12 đại học xây dựng Đồ án Máy Làm Đất Máy Xây Dựng Bộ Môn III-Xác định lực tác dụng lên máy ủi -Sơ đồ lực tác dụng lên máy ủi thể hiện trên hình vẽ sau: GTP P P2 Zc P1 Pc Xc B P1 P P3 Trong sơ đồ trên, các lực tác dụng lên máy ủi ... dựng Nhiệm vụ thiết kế đồ án môn học Máy làm đất Đề số: 26 Họ tên sinh viên: Hoàng Anh Ngọc Lớp : K45M1 Ngành : Máy xây dựng I Đầu đề thiết kế : Thiết bị ủi vạn + thiết bị xới máy kéo :T100M II Các... nguyên lý làm việc máy ủi Xác định thông số máy Tính toán kéo máy ủi Tính suất máy ủi Xác định lực tác dụng lên máy thiết bị ủi Phần tính toán riêng: Tính toán thiết kế khung thiết bị xới IV Các vẽ... T=Gb. Trong : +Gb trọng lợng bám máy xới trạng thái làm việc + hệ số bám máy kéo sở +Trọng lợng bám máy xới đợc xác định nh sau : * Khi máy kéo sở có lắp thiết bị ủi phía trớc thiết bị xới phía