Ứng dụng phần mềm mô phỏng ứng suất tác dụng lên cụm gầu đào của máy đào bánh lốp

MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU II DANH MỤC HÌNH ẢNH III LỜI NÓI ĐẦU VII CHƯƠNG I: TỔNG QUAN MÁY ĐÀO KOMATSU PW210-1 1.1 Giới thiệu máy đào Komatsu PW 210-1 1 1.1.1 Kết cấu tổng thể máy đào Komatsu PW 210-1 1.1.2 Các thông số kỹ thuật máy đào Komatsu PW210-1 1.1.3 Nguồn động lực 1.2 Giới thiệu cụm gầu đào máy đào bánh lốp Komatsu PW210-1 1.2.1 Hệ thống thủy lực điều khiển cụm gầu đào 13 13 CHƯƠNG II: MÔ PHỎNG CỤM GẦU ĐÀO MÁY ĐÀO KOMATSU PW210-120 2.1 Giới thiệu phần mềm chức Solidworks 20 2.2 Mô cụm gầu đào máy đào Komatsu PW210-1 25 2.2.1 Quá trình khảo sát thực tế máy đào Komatsu PW210-1 25 3.1 Thiết lập điều kiện môi trường làm việc cụm gầu đào 58 3.2 Chọn vật liệu chế tạo chi tiết cụm gầu đào 58 3.3 Đặt ngoại lực tác dụng lên cụm gầu đào 60 3.4 Chia lưới mơ hình 3D cụm gầu đào 69 3.5 Kết tính tốn, mơ SolidWorks KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ LỜI CẢM ƠN 74 77 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 I DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Các thông số kỹ thuật máy đào Komatsu PW210-1 Bảng 1.2 Các thông số tầm hoạt động máy đào Komatsu PW210-1 Bảng 1.3 Thông số kỹ thuật động Komatsu S6D105 Bảng 1.4 Thông số hệ thống truyền động di chuyển Komatsu PW210-1 Bảng 3.1 Thông số chia lưới cụm gầu đào …7 73 II DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Máy đào Komatsu PW210-1 Hình 1.2 Tổng thể máy đào Komatsu PW 201-1 Hình 1.3 Tầm hoạt động máy đào Komatsu PW 210-1 Hình 1.4 Động S6D105 Hình 1.5 Các chế độ hoạt động Komatsu PW210-1 Hình 1.6 Sơ đồ truyền động cấu di chuyển máy đào Komatsu PW210-1 Hình 1.7 Kết cấu hộp số máy đào Komatsu PW 210-1 Hình 1.8 Dịng truyền cơng suất tốc độ thấp 10 Hình 1.9 Dịng truyền cơng suất tốc độ cao 11 Hình 1.10 Kết cấu cầu trước máy đào Komatsu PW210-1 12 Hình 1.11 Kết cấu cầu sau máy đào Komatsu PW210-1 12 Hình 1.12 Sơ đồ hệ thống thủy lực điều khiển quay gầu 13 Hình 1.13 Máy đào lắp cơng tác gầu đào đất dùng xây dựng 14 Hình 1.14 Máy đào lắp công tác gầu bào dùng quân 14 Hình 1.15 Máy đào lắp cơng tác gầu ngoạm dùng xây dựng15 Hình 1.16 Gầu bốc xếp hàng hóa dùng nhà máy bến cảng 15 Hình 1.17 Gầu xúc lật dùng khai thác mỏ, xây dựng, bốc xếp, 16 Hình 1.18 Gầu múc đá dùng xây dựng 16 Hình 1.19 Gầu khoan dùng khai thác 16 Hình 1.20 Máy đào kết hợp gầu nghịch gầu xúc lật dùng xây dựng 17 Hình 1.21 Gầu đào thay đầu búa phá đá lắp máy đào gầu Hyundai 17 Hình 1.22 Bộ cơng tác lưỡi cưa bê tông lắp máy đào gầu Komatsu PC34018 Hình 1.23 Đầm rung lắp máy đào gầu John Deere 490D 18 Hình 1.24 Máy khoan xoắn vít hãng ABI – Đức lắp máy đào gầu Hyundai 19 Hình 1.25 Máy búa rung đóng cọc ván thép treo máy đào gầu CAT 19 Hình 2.1 Một sản phẩm thiết kế Solid Works 21 Hình 2.2 Chức CAM Solid Works 22 Hình 2.3 Chức CAM Solid Works 22 Hình 2.4 Chức CAE Solid Works 23 Hình 2.5 Tính lực kiểm nghiệm bền chức CAM Solid Works 24 Hình 2.6 Chức Mold Solid Works 24 Hình 2.7 Hình ảnh trình khảo sát thực tế máy đào Komatsu PW210-1 25 III Hình 2.8 Kích thước hình học cụm gầu đào máy đào Komatsu PW210-1 Hình 2.9 Kích thước hình học cụm gầu đào máy đào Komatsu PW210-1 Hình 2.10 Biên dạng 2D tai gầu 27 Hình 2.11 Extrude boss/base biên dạng 2D tai gầu 27 Hình 2.12 Extrude cut để tạo tai gầu 28 Hình 2.13 Tạo ống lót tai gầu 28 Hình 2.14 Tạo ống lót tai gầu bên phải 29 Hình 2.15 Tạo lỗ cắm chốt để giữ chốt gầu 29 Hình 2.16 Tai gầu hồn chỉnh 30 Hình 2.17 Biên dạng 2D ốp để hàn tai gầu 30 Hình 2.18 Extrude boss/base để tạo ốp hàn tai gầu 31 Hình 2.19 Vẽ biên dạng 2D thành sau gầu 31 Hình 2.20 Extrude boss/base để tạo thành sau gầu 32 Hình 2.21 Thành sau gầu hồn chỉnh 32 Hình 2.22 Vẽ biên dạng 2D bụng gầu 33 Hình 2.23 Extrude boss/base để tạo bụng gầu 33 Hình 2.24 Bụng gầu hồn chỉnh 34 Hình 2.25 Vẽ biên dạng 2D thành trước gầu 34 Hình 2.26 Extrude boss/base để tạo thành trước gầu 35 Hình 2.27 Thành trước gầu hồn chỉnh 35 Hình 2.28 Vẽ biên dạng 2D thành bên gầu 36 Hình 2.29 Extrude boss/base để tạo thành bên gầu 36 Hình 2.30 Vẽ biên dạng 2D lỗ bulơng 37 Hình 2.31 Extrude cut để tạo lỗ lắp ghép bulơng 37 Hình 2.32 Thành bên gầu hồn chỉnh 38 Hình 2.33 Vẽ biên dạng 2D đai trước gầu 38 Hình 2.34 Extrude boss/base để tạo đai trước gầu 39 Hình 2.35 Đai trước gầu hồn chỉnh 39 Hình 2.36 Vẽ biên dạng 2D lưỡi cắt bên phải 40 Hình 2.37 Extrude boss/base để tạo lưỡi cắt bên phải 40 Hình 2.38 Vẽ biên dạng 2D thành bên phải lưỡi cắt phải 41 Hình 2.39 Vẽ biên dạng 2D để tạo lưỡi cắt 41 Hình 2.40 Vẽ biên dạng 2D để tạo lỗ lắp bulơng 42 Hình 2.41 Extrude cut để tạo lỗ lắp bulơng 42 Hình 2.42 Lưỡi cắt bên phải hồn chỉnh 43 Hình 2.43 Vẽ sketch để tạo lưỡi cắt trái 43 Hình 2.44 Extrude cut để tạo lưỡi cắt bên trái 44 26 26 IV Hình 2.45 Lưỡi cắt bên trái hồn chỉnh 44 Hình 2.46 Vẽ biên dạng 2D đai bên gầu 45 Hình 2.47 Extrude boss/base để tạo đai bên gầu 45 Hình 2.48 Đai bên gầu hồn chỉnh 46 Hình 2.49 Vẽ biên dạng 2D đai sau gầu 46 Hình 2.50 Extrude boss/base để tạo đai sau gầu 47 Hình 2.51 Đai sau gầu hồn chỉnh 47 Hình 2.52 Vẽ biên dạng 2D lợi gầu front plane 48 Hình 2.53 Extrude boss/base để tạo lợi gầu 48 Hình 2.54 Vẽ biên dạng 2D lỗ lắp chốt gầu 49 Hình 2.55 Extrude cut để tạo lỗ lắp chốt gầu 49 Hình 2.56 Vẽ biên dạng 2D chốt gầu 50 Hình 2.57 Extrude boss/base để tạo gầu 50 Hình 2.58 Vẽ biên dạng 2D lỗ lắp chốt gầu 51 Hình 2.59 Extrude cut để tạo lỗ lắp chốt gầu 51 Hình 2.60 Răng gầu hồn chỉnh 52 Hình 2.61 Vẽ biên dạng 2D chốt gầu 52 Hình 2.62 Extrude boss/base để tạo chốt gầu 53 Hình 2.63 Chốt gầu hồn chỉnh 53 Hình 2.64 Xuất bulơng đai ốc thư viện SolidWorks 54 Hình 2.65 Mối hàn tăng cứng tai gầu với ốp 54 Hình 2.66 Mối hàn tăng cứng ốp với thành sau gầu 55 Hình 2.67 Mối hàn tăng cứng thành sau bụng gầu 55 Hình 2.68 Mối hàn tăng cứng bụng gầu đai sau gầu 56 Hình 2.69 Mối hàn tăng cứng bụng gầu – đai sau – thành trước gầu Hình 2.70 Mối hàn tăng cứng lợi gầu thành trước gầu 57 Hình 2.71 Mơ hình 3D cụm gầu đào hồn chỉnh 57 Hình 3.1 Gán vật liệu cho tai gầu 58 Hình 3.2 Gán vật liệu cho gầu – lợi gầu – chốt gầu 59 Hình 3.3 Gán vật liệu cho chi tiết cịn lại cụm gầu đào 59 Hình 3.4 Giải phóng liên kết cứng cụm gầu đào 60 Hình 3.5 Tạo trục Axis1 đồng tâm với lỗ tai gầu 60 Hình 3.6 Xoay gầu vị trí chờ lắp ghép góc α = 600 61 Hình 3.7 Đặt cụm gầu đào vị trí làm việc bất lợi α = 600 61 Hình 3.8 Tạo trục Asix2 phương đặt lực lực 56 62 V Hình 3.9 Tạo trục Axis3 phương đặt lực 62 Hình 3.10 Tạo Plane1 mặt phẳng phân đơi hai bên gầu 63 Hình 3.11 Tạo Plane2 mặt phẳng phân đơi gầu 63 Hình 3.12 Tạo trục Axis4 vng góc với 63 Hình 3.13 Tạo trục Axis nghiêng 680 so với mặt phẳng ngang phân đơi tai gầu liên kết với cấu hình bình hành 64 Hình 3.14 Đặt vị trí liên kết khớp lề 64 Hình 3.15 Đặt phản lực Hình 3.16 Đặt lực tác dụng vào tai gầu liên kết với tay gầu 65 tác dụng lên tai gầu liên kết với cấu hình bình hành 66 Hình 3.17 Chọn hướng gia tốc trọng trường67 Hình 3.18 Đặt trọng lực Hình 3.19 Đặt lực cản đào khối đất tác dụng lên thành cụm gầu đào tác dụng lên gầu chốt gầu Hình 3.20 Thơng số chia lưới cụm gầu đào 69 Hình 3.21 Mơ hình lưới cụm gầu đào cảnh nhìn Isometric Hình 3.22 Mơ hình chia lưới cụm gầu đào cảnh nhìn Front Hình 3.23 Mơ hình chia lưới cụm gầu đào cảnh nhìn Right Bảng 3.1 Thơng số chia lưới cụm gầu đào 73 Hình 3.24 Kết tính tốn ứng suất cụm gầu đào Hình 3.25 Điểm chịu ứng suất lớn cụm gầu đào Hình 3.26 Kết tính tốn chuyển vị cụm gầu đào 67 68 70 71 72 74 75 76 VI LỜI NÓI ĐẦU Nước ta đà tiến tới công nghiệp phát triển, đội ngũ khoa học kỹ thuật cần tự nghiên cứu sản xuất sản phẩm có tính ứng dụng thực tiễn rộng rãi Do việc nghiên cứu áp dụng cách hiệu máy đào vào hoạt động sản xuất nhiệm vụ cần thiết Máy đào bánh lốp thiết bị máy cơng trình thuộc lĩnh vực Cơ khí động lực – lĩnh vực gắn liền với công nghiệp phát triển Máy đào bánh lốp có tầm quan trọng sử dụng rộng rãi lĩnh vực xây dựng cơng trình giao thơng, khai thác mỏ, đào vận chuyển đất đá, … Tuy nhiên nước ta chưa thể tự sản xuất phận, chi tiết máy đào Để có sở cho việc sản xuất máy đào cần có kết nghiên cứu phần mềm cho sát với thực tế Tất vấn đề nêu làm sở cho đề tài “Ứng dụng phần mềm mô ứng suất tác dụng lên cụm gầu đào máy đào bánh lốp” Trong trình làm đồ án tốt nghiệp, em cố gắng làm việc, học hỏi, nghiên cứu nhiều tài liệu có liên quan đến hệ thống thủy lực loại máy đào bánh lốp nhằm mong muốn đồ án đạt kết tốt Em xin cảm ơn tất thầy, cô giáo môn Công nghệ kỹ thuật tơ đóng góp ý kiến qúy giá tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp tiến độ Em chân thành gửi lời cảm ơn đến Thạc sỹ Nguyễn Xuân Hòa – giáo viên hướng dẫn, quan tâm giúp đỡ em suốt trình làm việc Tuy nhiên, thân cịn kinh nghiệm, kiến thức cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đóng góp ý kiến thầy, cô bạn đồng nghiệp để đồ án em hoàn thiện Hưng Yên, ngày 30 tháng 05 năm 2013 Sinh viên thực Nguyễn Thanh Tùng VII VIII CHƯƠNG I: TỔNG QUAN MÁY ĐÀO KOMATSU PW210-1 1.1 Giới thiệu máy đào Komatsu PW 210-1 1.1.1 Kết cấu tổng thể máy đào Komatsu PW 210-1 Hình 1.1 Máy đào Komatsu PW210-1 12 11 10 Hình 1.2 Tổng thể máy đào Komatsu PW 201-1 Máy sở Xylanh tay gầu Thanh giằng 10 Bánh xe Cần Tay gầu Gầu 11 Chân chống Xylanh cần Xylanh gầu Lưỡi ủi 12 Bàn quay Cấu tạo chung máy đào Komatsu PW 210-1 bao gồm phận sau: Trên máy sở số có lắp thiết bị gầu ngược bao gồm: Cần số dầm cong liên tục, có tiết diện hình hộp, liên kết với bàn quay số 12 khớp lề Tay gầu số liên kết với đầu cần khớp lề Gầu số liên kết với tay gầu khớp lề hai giằng số Xilanh số để nâng hạ thiết bị làm việc Xilanh số để điều khiển tay gầu Xi lanh số để quay gầu quanh khớp Bộ phận di chuyển máy đào Komatsu PW 210-1 hệ thống di chuyển bánh lốp có hai cầu chủ động Bộ truyền động khí phận di chuyển bao gồm hộp số, truyền động đăng, truyền lực chính, cầu trước cầu sau chủ động Bộ truyền động thủy lực hệ thống di chuyển bao gồm bơm dẫn động động diêzen, hệ thống van, mô tơ thủy lực, Thiết bị di động bánh sử dụng dẫn động thuỷ lực làm cho kết cấu khung di động di chuyển đơn giản nhiều Việc sử dụng hệ truyền dẫn thuỷ lực cho phép điều khiển máy đào thuận tiện tốc độ trung bình tăng lên Việc sử dụng bơm điều chỉnh tự động có phận điều chỉnh vô cấp cung cấp dầu cao áp cho động di chuyển làm tăng thêm đặc tính kéo giãn máy Hiện nay, nhằm tăng thêm độ ổn định máy đào bánh làm việc người ta sử dụng chân chống ngồi có dẫn động thuỷ lực điều khiển từ buồng lái Toa quay máy đào đặt khung di chuyển thông qua vòng ổ quay lăn toa quay có thiết bị động lực (động Diesel) thiết bị thuỷ lực, hệ thống điều khiển, phận quay, bình nhiên liệu, ca bin điều khiển đối trọng Bộ phận cần, xi lanh thuỷ lực nâng cần phận lắp cố định với toa quay Các phận cịn lại tháo thay thiết bị công tác kiểu thiết bị công tác khác Ca bin điều khiển trang bị hệ thống thơng gió, cách âm thiết bị khác để làm việc điều kiện thời tiết khác Trong buồng lái cịn bố trí ghế ngồi êm, thiết bị kiểm tra, đo lường cần điều khiển Ngoài ca bin điều khiển trang bị hệ thống chiếu sáng, tín hiệu, Cơ cấu quay dẫn động động thuỷ lực truyền chuyển động quay thông qua hộp giảm tốc bánh di động đầu phía trục bánh có lắp phanh đĩa kiểu thường đóng, vỏ bọc ngồi lắp vào động thuỷ lực vỏ hộp giảm tốc Khi khơng có áp lực hai ống dẫn công tác cung cấp dầu cho động thuỷ lực phanh đĩa đóng lại Việc sử dụng phanh trục vào hộp giảm tốc tạo khả giữ cho toa quay không bị quay tác dụng phụ tải ngang phát sinh lúc đào dừng máy đào đường dốc ... cho việc sản xuất máy đào cần có kết nghiên cứu phần mềm cho sát với thực tế Tất vấn đề nêu làm sở cho đề tài ? ?Ứng dụng phần mềm mô ứng suất tác dụng lên cụm gầu đào máy đào bánh lốp? ?? Trong trình... lực Hình 3.19 Đặt lực cản đào khối đất tác dụng lên thành cụm gầu đào tác dụng lên gầu chốt gầu Hình 3.20 Thơng số chia lưới cụm gầu đào 69 Hình 3.21 Mơ hình lưới cụm gầu đào cảnh nhìn Isometric... hình chia lưới cụm gầu đào cảnh nhìn Front Hình 3.23 Mơ hình chia lưới cụm gầu đào cảnh nhìn Right Bảng 3.1 Thông số chia lưới cụm gầu đào 73 Hình 3.24 Kết tính tốn ứng suất cụm gầu đào Hình 3.25