Đồ án môn học thiết kế bộ công tác của máy đào gầu nghịch

ỏn mụn hc: Thit k mỏy o thu lc gu nghch Trng i hc thu li Khoa mỏy xõy dng B mỏy xõy dng Cng ho xó hi ch ngha vit nam c lp T Hnh phỳc ỏn mụn hc Sinh viờn thit k: Nguyn Duy Huõn Lp 45M Nghnh hc: Mỏy xõy dng v thit b thu li u thit k Thit k b cụng tỏc ca mỏy o gu nghch trờn mỏy c s SK350LC-KOBELKO I S liu cho trc: 1.Mỏy c s SK350LC 2.Dung tớch gu: 1,4 m3 Chiu di cn 6,5 m Chiu di tay gu 3,3m Cp t Vn tc xilanh 0,1- 0,3 m/s II S liu thit k: 1.Mỏy c s SK350LC 2.Dung tớch gu: 1,6 m3 Chiu di cn 6,1 m Cp t Vn tc xilanh 0,1- 0,3 m/s III.Thit minh tớnh toỏn 1.Tớnh toỏn chiu di b cụng tỏc mi 2.Kim tra n nh 3.Tớnh lc 3.1 Tớnh l xilanh 3.2 Tớnh bn cn Tỡm hiu nguyờn lý iu khin ca xilanh tay gu - Bn v chung ca mỏy: A1 - Bn v chi tit: A1 Ngy giao : 07- 08-2007 Ngy hon thnh: 28-09-2007 Th.s V Vn Thinh Gvhd : Ths V Vn Thinh Svth : Nguyn Duy Huõn Lp45M ỏn mụn hc: Thit k mỏy o thu lc gu nghch LI NểI U Vi s phỏt trin ca ngnh xõy dng núi chung v ngnh thu li núi riờng, mỏy thu li v mỏy xõy dng l thit b thi cụng khụng th thiu cỏc cụng trỡnh lng thi cụng rt ln m sc lao ng ca ngi khụng th ỏp ng c Cỏc thit b ny khụng nhng m bo c tin thi cụng m cht lng ca cụng trỡnh cng c th hin qua nng lc thi cụng ca thit b Trong iu kin thc t ca nc ta hin trỡnh khoa hc v cụng ngh ch to cũn hn ch cha th thc hin vic ch to hon chnh mt mỏy xõy dng thu lc v nc ta nhp khu rt nhiu cỏc loi mỏy xõy dng thu lc ca nhiu hóng sn xut v nhiu quc gia khỏc nờn cú nhiu tớnh nng khụng phự hp vúi iu kin thc t ca nc ta, cng quỏ trỡnh sa cha bo dng v thay th nht l b cụng tỏc hay b h hng v hao mũn trc tip lm vic iu kin nng nhc Nh vy phự hp vi iu kin thc t lm vic ca cỏc mỏy ny, chỳng ta cú th da trờn cỏc mỏy c s c thit k cỏc phn cũn li nh b cụng tỏc, b di chuynnhm phc v tt cho quỏ trỡnh sa cha, thit k mi thay th mt phn cỏc thit b nhm tit kim cỏc thit b , tn dng cỏc mỏy cũn dựng c Vic thit k mỏy o thu lc ỏn mỏy lm t ny nhm gii quyt nhng ó nờu trờn, õy l rt cn thit tng bc tin ti thit k ton b hon chnh mt mỏy xõy dng thu lc Xong quỏ trỡnh thit k kin thc v thc t cũn hn ch, ti liu li thiu nhiu v õy l mt ti khú nờn khụng th trỏnh nhng thiu sút quỏ trỡnh thit k Rt mong s ch bo tn tỡnh ca cỏc thy cụ b mụn mỏy xõy dng em cú th hon thnh tt ỏn ny Cui cựng em xin chõn thnh cm n thy giỏo V Vn Thinh v thy H S Sn ó trc tip hng dn chỳng em hon thnh ỏn ny Mt ln na em xin chõn thnh cm n! Sinh viờn thc hin Nguyn Duy Huõn Mc lc Gvhd : Ths V Vn Thinh Svth : Nguyn Duy Huõn Lp45M ỏn mụn hc: Thit k mỏy o thu lc gu nghch Tớnh toỏn chiu di b cụng tỏc mi Kim tra n nh 2.1 Vị trí 2.2 Vị trí 3.Tớnh lc 3.1 Tớnh lc công suất 3.1.1 Tớnh lc xylanh tay gầu 3.1.2 Tính lực xylanh cần 3.1.3 Tính lực xylanh gầu 3.2 Tính công suất cấu di chuyển 3.3 Tính công suất cấu di quay 3.4 Kiểm tra công suất động 3.5 Tớnh bn cn Tỡm hiu nguyờn lý iu khin ca xilanh tay gu Gvhd : Ths V Vn Thinh Svth : Nguyn Duy Huõn Lp45M 11 13 13 16 20 21 26 28 29 ỏn mụn hc: Thit k mỏy o thu lc gu nghch Gvhd : Ths V Vn Thinh Svth : Nguyn Duy Huõn Lp45M ỏn mụn hc: Thit k mỏy o thu lc gu nghch I.Tớnh toỏn chiu di b cụng tỏc mi O2 O3 O1 G+Đ G g0+ - Trng lng gu cú t: Ly k = 1, t cp ly ktx = 1,35 g: Trng lng riờng t cp 4, g = 20 KN/m3 Trng lng gu q k d 1,4.20.1 = G0 = k tx 1,35 = 20,74 KN G g0 - Trng lng gu cú t: G = 14,6 KN G G g0+ 0 = G g + G = 20,74 + 14,6 = 35,34 (KN) +Chiu cao gu: q h = 1,0 thay s: h = 1,0 1,4 = 1,119 (m) h Gvhd : Ths V Vn Thinh Svth : Nguyn Duy Huõn Lp45M ỏn mụn hc: Thit k mỏy o thu lc gu nghch Xỏc nh mụmen vi khp chõn cn ti thi im cn nghiờng mt gúc 45 0so vi phng lm ngang v tay gu nghiờng mt gúc 300 so vi phng lm ngang gu lm ngang M 01 L0g L0C 0 0 0 0 = G cos 45 + ( Ltg cos 30 + LC cos 45 )G.tg + ( LC cos 45 + Ltg cos 30 ).G g0+ 12 C M 01 = 30,295 6,5 1,119 cos 45 + ( 3,3 cos 30 + 6,5 cos 45 )10,95 + (6,5 cos 45 + 3,3 cos 30 ).35,34 12 340,961 KNm xỏc nh chiu di tay gu mi ta phi xỏc nh lng cn mi l L3c L0c 3 = GC L 6,1 GC = C GC0 = ( ) 30,295 = 25,039 KN 6,5 Gc L0C Khi lng gu mi l qg Gc q g 1,6 = G = G g0 = ( ) 14,6 = 16,6857 KN g 0 1,4 Gc q g qg G g + - Trng lng gu cú t: G = q k d 1,6.18.1 = = 22,1538 KN k tx 1,3 Ly k = 1, t cp ly ktx = 1,3 Trng lng riờng t cp 3, =18KN/m3 G g0 - Trng lng gu, G0 = 22,1538t KN G g0+ = G g0 + G0 = 20,74 + 14,6 = 35,34 (KN) T b cụng tỏc ban u ta cú t l gia lng v chiu di l: Gtg tg L = 10,95 = 3,3182 3,3 Gi chiu di ca cn mi l X Gtg = 3,3182 X m bo s dng ht cụng sut ca mỏy c s mụmen ca b cụng tỏc thi k vi khp O1 bng mụmen mỏy c s Lg LC cos 45 + ( Ltg cos 30 + LC cos 45 )G.tg + ( LC cos 45 + Ltg cos 30 ).G g + 12 6,1 1,1696 = 25,039 cos 45 + ( X cos 30 + 6,1 cos 45 )3,3182 X + (6,1 cos 45 + X cos 30 ).38,8395 12 M 01 = GC =340,961 KNm Gvhd : Ths V Vn Thinh Svth : Nguyn Duy Huõn Lp45M ỏn mụn hc: Thit k mỏy o thu lc gu nghch 0.23947 X + 39,5395 X 142,146 = X = 3,52m II- Tớnh n nh n nh ca mỏy o l mt nhng ch tiờu s dng quan trng m ngi thit k v s dng u phi quan tõm m bo an ton mỏy lm vic nng nhc nht a-V trớ th nht Mỏy o nm ngang trờn xớch, gu c nõng lờn mộp h o nh xy lanh cn vi lc ln nht O1 dt g+d g+d g+d g+d g+d Ti v trớ ny gúc nghiờng ca cn c tớnh nh sau lt h BD OH 0,75.3,52 1,65 sin = = = = 0,165 =10 o OB lc 6,1 Vy gúc nghiờng ca cn so vi phng ngang l 100 T phng trỡnh momen tt c cỏc lc i vi khp chõn cn, ta xỏc nh c lc cn o P01 cú phng vuụng gúc vi ng thng ni khp chõn cn vi rng gu Gvhd : Ths V Vn Thinh Svth : Nguyn Duy Huõn Lp45M ỏn mụn hc: Thit k mỏy o thu lc gu nghch P01 = Pxc rxc Gc rc Gt rt G g + d rg r01 Trong ú : Pxc = 327,8 KN, Gtg=11,68 KN, Gc = 25,039 KN, Gg+= 38,8395 KN Xỏc nh kớch thc trng hp mỏy lm vic cn nghiờng mt gúc 30 rc = lc cos 10 1 = 6,1 cos 10 = 3(m) 2 1 rg + d = lc cos10 l g = 6,1 cos10 1,1696 = 5,4(m) 2 rt = lc cos100 = 6,1.cos100 = m r01 = OH + O ' H OH = lc cos100 - lg = 6,1.cos100 1,1696 = 4,83 m OH = 1,65 ro1 = 4,832 + 1,65 = 5,1m Tớnh rxc rxc = OA.sin(OAF) , OA = 3,05 m Tớnh gúc OAF: Ta cú : AF2 = OF2 + OA2 2.OF.OA.Cos AOF = 12 + 3,052 2.1.3,05.cos(30+300) AF = 2,8m AF + AO OF 2,8 + 3,05 12 = = 0,93 CosOAF = 2.OA AF 2.2,8.3,05 Gúc OAF = 21,80 Vy rxc =3,05.sin21,80 = 1,133 m Vy : P01 = 327,8.1,133 25,039.3 11,68.6 38,8395.5,4 = 3,22( KN ) 5,1 Gvhd : Ths V Vn Thinh Svth : Nguyn Duy Huõn Lp45M ỏn mụn hc: Thit k mỏy o thu lc gu nghch Mỏy cú th b lt theo ng mộp ngoi cỏc bỏnh t (im C) mụ men lt c xỏc nh theo cụng thc Ml = Gc.rc + Gt.rt + Gg+.rg+ + P01.r01 Trong ú : - Khong cỏch t khp chõn cn n im lt C: b = 1,7-0,2=1,5 m r01 = OC.Cos(COO) OC = lc cos100 - b - lg = 6.cos100 1,5 1,1696 = 3,337 m OH 1,65 , o Tg(COO) = HC + O' C = 1,5 + 3,337 = 0,341 CO O = 18,34 r01 = 3,337.cos18,340 = 3,167 m rc = 1 l c cos10 b = cos10 1,5 = 1,5 m 2 rt = lc cos100 - b = 6.cos100 - 1,5 = 4,5 m rg+ = rt - 0,5lg = 4,5 - 0,5.1,1696 = 3,33 m Vy Ml= 25,039.1,5 +11,68.4,5 +38,8395.3,33 +3,167.3,22 Ml = 229,6 KNm Mụ men gi xỏc nh theo cụng thc sau: Mg = Gt.rt + Ga + G0.r0 Trong ú : rt = +1,5=4,5 m = 2,5 m r0 = 1,5 m Gt = 69,35 KN Ga = 76,65 KN G0 = 155,3 KN Vy Mg = 69,35.4,5+76,65.2,5+155,3.1,5 = 736,65 KNm H s lm vic ca mỏy lm vic v trớ ny c xỏc nh theo cụng thc sau: K od = Mg Ml = 736,65 = 3,2 > [ Kụ ] = 1,2 229,6 Vy mỏy lm vic n nh Gvhd : Ths V Vn Thinh Svth : Nguyn Duy Huõn Lp45M 10 ỏn mụn hc: Thit k mỏy o thu lc gu nghch b- V trớ th hai Mỏy o gu nghch t xa nht: O1 dt g+d dt Trong trng hp ny ta tin hnh tớnh mụ men lt v mụ men gi xỏc nh tng t nh trờn ta tớnh c nh sau : Mụ men lt: Ml = Gc.rc + Gt.rt + Gg+.rg+ Trong ú 2 Gc = 25,039KN , rc = lc cos10 b = 6,1 cos10 1,5 = 1,5m Gt Lc cos10 + = 11,68KN , rt = 1 lt sin 70 = 6,1 cos10 + 3,52.sin 70 = 6,28m 12 12 Gg+ =38,038KN 3 R g + = l c cos10 + ( lt + l g ).sin 70 b = 6,1 cos10 + ( 3,52 + 1,1696) sin 70 1,5 = 9,03m 4 Vy mụ men lt Ml = 25,039.1,5+11,68.6,28+38,8395.9,03 = 461,6 KNm Gvhd : Ths V Vn Thinh Svth : Nguyn Duy Huõn Lp45M 11 ỏn mụn hc: Thit k mỏy o thu lc gu nghch Ta thy trng hp mỏy ng thng lờn dc vi gúc dc ln nht cú lc cn ln nht W =206,02 KN nờn chn Pk = 210 KN, tớnh c cu di chuyn b Tớnh cụng sut Vỡ theo s h thng thu lc ta dựng hai mụt di chuyn, nờn lc kộo ca mt mụ t di chuyn l: Pk1= Pk2 = 0,5.Pk =0,5 210 = 105 KN Vy cụng sut ca mt mụt thu lc di chuyn l: N4 = N5 = Pk1.Vd Trong ú: Vd Vn tc di chuyn ca mỏy, Vd= 4km/h = 4/3,6 m/s Pk1- Lc kộo cn thit, Pk1 = 105 KN - Hiu sut ca b truyn: = 3br 4ụl k = 0,973.0,994.0,99 = 0,86 Vi br, ụl, k Hiu sut ca bỏnh rng, ln, khp ni Vỡ chuyn ng quay c truyn t mụ t thu lc qua hp gim tc n bỏnh ch ng ca c cu di chuyn nờn cú tn hao cụng sut hiu sut c khớ, nờn cụng sut ca c cu di chuyn l: N4 = N5 = Pk1 Vd 105.4 = 0,86.3,6 = 136,65 KW 3.3 Tớnh toỏn c cu quay Thi gian quay ca mỏy o chim ti 2/3 thi gian chu k lm vic thm ti 80% Do ú vic xỏc nh hp lý cỏc thụng s ca c cu quay l nhng nhim v quan trng thit k mỏy Cỏc thụng s c bn l: mụ men quỏn tớnh ca phn quay mỏy o gu y t J v gu khụng cú t J 0(kN.m.s2), tc gúc ln nht ca bn quay max(1/s), gia tc gúc ln nht max(1/s2), thi gian ng tk v phanh tp, gúc quay ca bn quay (rad), hiu sut c cu quay q, dng ng c tớnh ngoi ca ng c M=f(n) Cỏc thụng s ny xỏc nh thi gian quay t q(s), cụng sut Gvhd : Ths V Vn Thinh Svth : Nguyn Duy Huõn Lp45M 25 ỏn mụn hc: Thit k mỏy o thu lc gu nghch cn thit ln nht ca ng c Nmax(Kw) hay mụ men ln nht ca ng c Mmax(kN.m) i vi mỏy o mt ng c thỡ cụng sut quay ln nht c tớnh theo cụng thc: J (1,37 + q ) 2 Nmax = 0,35.t q q Trong ú:J - mụ men quỏn tớnh ca bn quay gu y t i vi mỏy o gu nghch thỡ J = (0,85 ữ 0,9)Jt Jt - mụ men quỏn tớnh ca mỏy o gu thun xỏc nh theo biu (h.5-26 MTL) Vi G = 36,5 tn = 365 KN ta cú Jt = 470 KN.m.s2 Jn = 0,85.360 = 399,5 KN.m.s2 - gúc quay ca bn quay, = 900 = 1,57 rad q- hiu sut c cu quay: q = 3br 4ụl k.brd = 0,973.0,994.0.99.096 = 0,88 (br, ụl, k Hiu sut ca bỏnh rng, ln, khp ni, bỏnh rng di ng) tq - thi gian quay cú ti tq jk tck td td = tq = J J 1+ 1+ J J tck- Thi gian ca mt chu k: tck = b G + A = 1,58 36,5 + 10 = 19,54(s) b= 1,58 , A= 10 l cỏc h s mỏy xõy dng td Thi gian d ti, tra bng i vi t cp III, d ti lờn ụtụ nờn ta tra c td = 2,5 s t - Thi gian o: t d = S v Trong ú ta gi thit rng o ta ch s dng phn b cụng tỏc: hoc s dng lc o ca xylanh gu hoc ca xylanh tay gu ta tớnh t d s dng lc xylanh tay gu, ú ta cú: SXt = 1,286m , vxg = 4.0,12 = 0,48 m/s, thay s ta c: td = S 1,286 = = 2,68( s) v 0,48 Gvhd : Ths V Vn Thinh Svth : Nguyn Duy Huõn Lp45M 26 ỏn mụn hc: Thit k mỏy o thu lc gu nghch J0 - mụ men quỏn tớnh ca bn quay trng hp gu khụng cú t: Gg r J0 = J g r : Khong cỏch t trng tõm ca gu n trc quay ca mỏy:Trong trng hp ny cn nghiờng gúc 450 tay gu nghiờng gúc 450 = 6,1.cos450 +( 3,52 + 1,1696).sin 450 = 6,59m r = lc cos450 + ( lt + l g ) sin 45 J = 399,5 KN.m s2 , Gg = 16,6857 KN Thay s ta c: J0 = J - Gg g r = 399,5 - 16,6857 6,59 = 325,63 (KN.m.s2) 9,81 Vy thi gian quay (khụng ton vũng gúc 90O) l: t ck t d t d tq = 1+ J0 J 19,54 2,5 2,68 = 7,4( s ) = + 325,63 399,5 Vy cụng sut quay ln nht: J (1,37 + q ) 2 Nmax = 0,35.t q q = 399,5.(1,37 + 0,88 ).1,57 = 16,9( KW ) 0,35.7,4 3.0,88 Mụ men quay ln nht M max = 9,55.N max n Nmax: Cụng sut ln nht ca c cu quay n: S vũng quay ca bn quay Do ú M max = Nmax = 16,9 (KW) n = 10 (v/p) 9,55.16,9 = 16,1( KNm ) 120( KNm) 10 3.4 Kiểm tra công suất động Điều khiển cần quay máy: NCần +Nquay = 37,93+16,9 = 54,83