tính toán sức bền cho thân dao trên:
Âäư ạn täút nghiãûp Khoa Cå Khê Chỉång 4 TÊNH TOẠN SỈÏC BÃƯN V KÃÚT CÁÚU MẠY. 4.1. TÊNH TOẠN SỈÏC BÃƯN CHO THÁN DAO TRÃN: Kãút cáúu: Dỉûa theo sỉû bäú trê ca cạc xilanh trãn chiãưu di thán mạy, ta cọ âỉåüc kãút cáúu ca thán gạ dao trãn. SVTH: Nguùn Hi Âàng - Låïp: 97C1C Trang: 54 b a b a A B C D E 6000mm h 2 h 1 Âäư ạn täút nghiãûp Khoa Cå Khê Hçnh 4.1. Kãút cáúu thán dao trãn. Thán dao cọ cạc kêch thỉåïc: a = 500mm. b = 2.500mm. h 1 = 600 mm. H 2 = 1.200 mm. S = 80mm. Thán dao cọ kêch thỉåïc v lỉûc tạc dủng nhỉ hçnh v. Gi sỉí lỉûc tạc dủng lãn thán dao phán bäú âãưu, ta cọ så âäư lỉûc tạc dủng lãn thán dao nhỉ sau: Hçnh 4.2. Så âäư lỉûc tạc dủng. Âãø tênh toạn sỉïc bãưn cho thán gạ dao trãn khi lm viãûc våïi cäng sút låïn nháút ca mạy ta mä hçnh họa thán thnh mäüt dáưm cọ màût càõt ngang thay âäøi, chëu ti trng phán bäú q = 10 6 N/m v gi sỉí lỉûc tạc dủng ca 3 bäü xilanh - piston l cạc phn lỉûc tạc dủng lãn dáưm thç ta cọ så âäư âãø tênh toạn nhỉ sau: SVTH: Nguùn Hi Âàng - Låïp: 97C1C Trang: 55 q A B C D E Q Y Y Q Q Y a b b a q a A b b B C a D E Âäư ạn täút nghiãûp Khoa Cå Khê Hçnh 4.3. Så âäư tênh toạn. Ta tháúy dáưm trãn l mäüt dáưm siãu tènh âãø gii âỉåüc bi toạn ny ta dng phỉång phạp gii bàòng phỉång trçnh 3 mämen áøn säú l cạc mämen M 0 = - q.a 2 /2 , M 1 v M 2 = - q.a 2 /2. Tạch dáưm ra thnh cạc dáưm âån gin âãø âm bo dáưm lm viãûc nhỉ mäüt dáưm thỉûc ta thãm vo cạc mämen tải cạc gäúi tỉûa: Hçnh 4.4. Så âäư mämen tải cạc gäúi. Biãøu âäư mämen do ti trng gáy ra: - Trãn âoản AB ta cọ ( a Z 0 ≤≤ ) M z = - q.z 2 /2 Tải Z = 0 ⇒ M z = 0. Tải Z = a ⇒ M z = - q.a 2 /2. Trãn âoản BC ta cọ ( b ≤≤ Z 0 ) gäúc tải B M z = (q.b.z/2) - (q.z 2 /2). Tải Z = 0 ⇒ M z = 0 Z = b/2 ⇒ M z = q.b 2 /8 Z = b ⇒ M z = 0 Trãn âoản CD ta cọ: M z = (q.b.z/2) - (q.z 2 /2). Z = 0 ⇒ M z = 0 Z = b/2 ⇒ M z = qb 2 /8 Z = b ⇒ M z = 0 Trãn âoản DE ta cọ: M z = - q.z 2 /2 Z = 0 ⇒ M z = 0 Z = a ⇒ M z = - q.a 2 /2 Tỉì cạc säú liãûu vỉìa tênh toạn ta cọ âỉåüc biãøu âäư mämen ún do ti trng gáy ra cọ dảng nhỉ sau: SVTH: Nguùn Hi Âàng - Låïp: 97C1C Trang: 56 p B A C D O M M O M 1 M 1 M 2 M 2 a b b a 2 2 q a 2 8 q 2 b a b b A B C D E a a q 2 q 2 b 8 B Âäư ạn täút nghiãûp Khoa Cå Khê Hçnh 4.5. Biãøu âäư mämen do ti trng gáy ra. Láûp phỉång trçnh 3 mämen cọ dảng nhỉ sau: + ++ Ω + Ω −= + + + ++ − 1 1 . 1 . 6. 1 1 2 1 . i l i b i i l i a i i M i l i M i l i l i M i l (4.1) Trong âọ: i = 1 l 1 = l 2 = b a 1 = b 2 = b/2 m 0 = m 1 = - q.a 2 /2 12 . 2 83 2 32 1 bq b b q ==Ω 12 . 3 12 bq =Ω=Ω Cọ âỉåüc giạ trë ca M 1 ta s âi v biãøu âäư mämen ún v lỉûc càõt do ti trng gáy ra ca dáưm liãn tủc. Trãn âoản AB ta cọ: Tải Z 1 = 0 ⇒ M = 0 Z 1 = a ⇒ M = - 1,25.10 5 Nm Trãn âoản BC ta cọ: Tải Z 2 = 0 ⇒ M = - 1,25.10 5 Nm Z 2 = 1,013 ⇒ M = 3,876 Nm Z 2 = b = 2,5 ⇒ M = - 7,187.10 5 Nm Trãn âoản CD ta cọ: Tải Z 3 = 0 ⇒ M = - 7,187.10 5 Nm Z 3 = 1,487 ⇒ M = - 3,876.10 5 Nm Z 3 = 2,5 ⇒ M = - 1,25.10 5 Nm Trãn âoản DE ta cọ: Z 4 = 0 ⇒ M = - 1,25.10 5 Nm Z 4 = a ⇒ M = 0 Giạ trë ca lỉûc càõt SVTH: Nguùn Hi Âàng - Låïp: 97C1C Trang: 57 ọử aùn tọỳt nghióỷp Khoa Cồ Khờ Trón õoaỷn AB: Z 1 = 0 Q y = 0 Z 1 = a Q y = 5.10 5 N Trón õoaỷn BC: Z 2 = 0 Q y = - 1,012.10 6 N Z 2 = 2,5 Q y = 1,487.10 6 N Trón õoaỷn CD: Z 3 = 0 Q y = - 1,488.10 6 N Z 3 = 2,5 Q y = 1,012.10 6 N Trón õoaỷn DE: Z 4 = 0 Q y = 5.10 6 N Z 2 = a Q y = 0 Tổỡ caùc sọỳ lióỷu õaợ tờnh toaùn trón ta veợ õổồỹc caùc bióứu õọử mọmen uọỳn vaỡ lổỷc cừt cuớa dỏửm. Bióứu õọử mọmen uọỳn: Bióứu õọử lổỷc cừt: SVTH: Nguyóựn Haới ng - Lồùp: 97C1C Trang: 58 1.513 4.48 1.25x10Nm 5 7.187x10Nm 5 1.25x10Nm 5 3.876x10Nm 5 3.876x10Nm 5 a b b a A C D B E Hỗnh 4.6 Bióứu õọử mọmen uọỳn 5x10N 5 6 1.012x10N 1.487x10N 6 6 1.487x10N 1.012x10N 6 A B C D E a b b a Hỗnh 4.7. Bióứu õọử lổỷc cừt Âäư ạn täút nghiãûp Khoa Cå Khê Våïi cạc säú liãûu tênh toạn âỉåüc ta âi kiãøm tra bãưn cho thán giạ dao trãn. Trãn biãøu âäư näüi lỉûc tải âiãøm C âäưng thåìi vỉìa cọ Q y låïn nháút v M x låïn nháút, do váûy ta kiãøm tra bãưn cho dáưm tải âiãøm C. Âiãøm C chëu ỉïng sút phàóng âàûc biãût theo thuút bãưn thãú nàng biãún âäøi hçnh dảng ta cọ: [ ] σσσ ≤+= 2 3 2 T td (4.2) Trong âọ: max Υ= x J x M σ (4.3) Tải C ta cọ: M x = 7,187.10 5 Nm J x = b.h 3 /12 = 80.600 3 /12 mm y max = 600/2 = 300mm Thay vo ta cọ: Nm 5 5 10291497 001440 30101877 ., , , , == σ d x S x J y Q 2 . =Τ Tải C ta cọ: Q y = 1,488.10 6 N −= 2 2 2 42 y hb S x : Mämen ténh âäúi våïi trủc trung ho x ca pháưn màût càõt nàòm vãư mäüt phêa ca âỉåìng cọ toả âäü y l âỉåìng m ta xẹt âäúi våïi ỉïng sút tiãúp (y = 0) b: Bãư räüng ca màût càõt J x = b.h 3 /12 (4.4) ⇒ ỈÏng sút tiãúp cỉûc âải tải âỉåìng trung ho T max = F Q y . 2 3 Trong âọ: Q y = 1,488.10 6 N F = b.h = 0,08.0,6 Váûy T = 31, 625.10 6 N/m 2 ⇒ 26622 1015910625331729149 mN td / ,, =+= σ Ta cọ: [ ] 262 1037037 mNmmkg /./ == σ SVTH: Nguùn Hi Âàng - Låïp: 97C1C Trang: 59 Âäư ạn täút nghiãûp Khoa Cå Khê ⇒ [ ] σσ < td Âiãøm I, trảng thại dáưm chëu ỉïng sút âån 25 10875201 mNy J M x x b /., max == σ Nhỉ váûy: [ ] 26 10370 mN b /. =< σσ Âiãøm B, trảng thại dáưm chëu ỉïng sút phàóng âàûc biãût: [ ] σσσ ≤Τ+= 22 3 td (4.5) Trong âọ: max Υ= x J x M σ = 21,7.10 6 N/m 2 T max = F Q y . 2 3 = 31,625.10 6 N/m 2 ⇒ 26622 108195410625331172 mN td /.,.,, =+= σ Nhỉ váûy: [ ] 26 10370 mN td /. =≤ σσ Tênh toạn âäü vng thán dao: Dng pháưn mãưm tênh toạn RDM ta cọ âỉåüc âäü vng thán dao tải cạc màût càõt nguy hiãøm hay âäü vng låïn nháút Biãøu âäư âäü vng: Hçnh 4.8. Biãøu âäư âäü vng. Biãøu âäư gọc xoay: Hçnh 4.9 Biãøu âäư gọc xoay SVTH: Nguùn Hi Âàng - Låïp: 97C1C Trang: 60 4.412 2.254mm 1.412mm K K 1 2 A B C D E a b b a 0.637 Ø rad -3 A B C D E a b b a 3.126x10 Âäư ạn täút nghiãûp Khoa Cå Khê Váûy âäü vng låïn nháút ca thán dậ tải K 1 v K 2 trãn biãøu âäư âäü vng l: f = 2,254mm. Gọc xoay låïn nháút tải N 1 v N 2 trãn biãøu âäư gọc xoay l: φ 1 = φ 2 = 3,126.10 -3 rad. 4.2. TÊNH SỈÏC BÃƯN THÁN DAO DỈÅÏI: Så âäư lỉûc tạc dủng lãn thán gạ dao dỉåïi: Hçnh 4.10 Så âäư lỉûc tạc dủng lãn thán gạ dao dỉåïi. Ta tháúy ràòng thán dao dỉåïi chëu lỉûc tạc dủng ca ngoải lỉûc giäúng nhỉ thán dao trãn, gäúi â âỉåüc gia cỉåìng cạc gán chëu lỉûc v liãn kãút bàòng hn. Do âọ âäü vng ca thán dao s ráút nh, vç váûy ta khäng cáưn âi tênh toạn âäü vng ca thán dao dỉåïi. Kãút cáúu ca thán dao dỉåïi Hçnh 4.11. Kãút cáúu thán dao dỉåïi. 4.3. TÊNH TOẠN SỈÏC BÃƯN CHO CÁƯN PISTON: Kãút cáúu: Hçnh 4.12. Kãút cáúu ca cáưn piston. Ta mä hçnh cáưn piston nhỉ mäüt thanh chëu nẹn âụng tám mäüt âáưu chëu tạc dủng ca lỉûc ẹp mäüt âáưu gi sỉí SVTH: Nguùn Hi Âàng - Låïp: 97C1C Trang: 61 P 1 NZ 150mm q A B C D E a b b a 0.5 0.52.25 2.25 0.5 Âäư ạn täút nghiãûp Khoa Cå Khê âỉåüc cäú âënh, lỉûc ẹp åí âáy chênh l lỉûc P max cáưn âãø ún phäi thẹp. Trong âọ: P max = 6.000.000 N Do bäú trê 3 piston - xilanh cho nãn: P 1 = 2.000.000N Ta cọ 12122 0 PNPNF =⇒=−= ∑ Váûy N 2 = P 1 = 2.10 6 N Theo âiãưu kiãûn bãưn ta cọ mún âm bo sỉû lm viãûc an ton khi thanh chëu kẹo nẹn âụng tám thç ỉïng sút låïn nháút trãn màût càõt ngang ca nọ khäng âỉåüc vỉåüt quạ ỉïng sút cho phẹp: [ ] σσ <=⇒ F N Z Z (4.6) Trong âọ: N z : Lỉûc dc F : tiãút diãûn màût càõt ngang z σ : ỉïng sút låïn nháút [ ] σ : ỉïng sút cho phẹp ÅÍí âáy ta chn thẹp 45 thỉåìng họa nãn [ ] [ ] [ ] ch n ch n k n σ σσ σ σ ==== 0 Våïi: ch σ : Giåïi hản bãưn chy ca váût liãûu ch n : Hãû säú an ton theo giåïi hản bãưn chn n = 1,1; cb σ = 260 N/mm 2 Váûy ta cọ: [ ] σ π σ Z N D Z N F ≥⇒≥ 4 2 [ ] πσ Z N D 4 ≥⇒ = 108,4mm váûy ta chn âỉåìng kênh trủc piston l D= 110mm 4.4. TÊNH BÃƯ DY THNH XILANH: Kãút cáúu: SVTH: Nguùn Hi Âàng - Låïp: 97C1C Trang: 62 P 1 Âäư ạn täút nghiãûp Khoa Cå Khê Hçnh: 4.13. Tênh toạn bãư dy ca xilanh chëu âỉåüc ạp lỉûc P 1 khi mạy lm viãûc våïi lỉûc nháún P max . Tênh toạn: Ta xem xilanh nhỉ mäüt äúng trn cọ v mng, khi âọ ta âỉa bi toạn vãư bi toạn mng cọ bạn kênh R = 320/2 = 160mm P = 259kg/cm 2 = 25,9N/mm 2 Do âäü dy ca thnh nh hån nhiãưu so våïi âỉåìng kênh xilanh nãn ta tênh toạn gi thiãút khäng mämen Ta tỉåíng tỉåüng càõt xilanh våïi màût phàóng càõt ngang nhỉ hçnh v, b âi mäüt pháưn v xẹt sỉû cán bàòng ca pháưn cn lải. δ Ta cọ phỉång trçnh cán bàòng δπσ R k 2 =Ρ (4.7) Trong âọ: δ: chiãưu dy ca thnh xilanh R: bạn kênh trong ca thnh xilanh P: lỉûc dc trủc âỉåüc xạc âënh bàòng cäng thỉïc P = π.R 2 . ρ (4.8) Cán bàòng hai phỉång trçnh (4.7) v (4.8) trãn ta âỉåüc: SVTH: Nguùn Hi Âàng - Låïp: 97C1C Trang: 63 D σk