Đồ án tốt nghiệp ngành kĩ thuật cơ khí đề tài thiết kế máy ủi + xới lắp trên máy kéo CAT d7r

Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Cơ Khí Ngành: Kỹ Thuật LỜI NÓI ĐẦU Cùng với phát triển đất nước, q trình cơng nghiệp hố đại hố ngày thay đổi Hồ dịng chảy việc ứng dụng giới hố cơng trình xây dựng quan trọng ngày diễn mạnh mẽ Cơ giới hoá rút ngắn thời gian thi công giảm nhân lực mang lại hiệu cơng việc cao Trong cơng trình xây dựng nói chung, thuỷ lợi nói riêng cơng tác đất chiếm phần lớn khối lượng cơng việc Cơ giới hố công tác làm đất diễn với mức độ cao, máy ủi giữ vai trị chủ đạo Công việc chủ yếu máy uỉ đào vận chuyển đất, khâu dây chuyền thi cơng mặt cơng trình Nếu máy uỉ làm việc hiệu suất tổ máy cao, ngược lại máy uỉ làm việc hiệu dẫn đến hiệu thi công chậm Việc nghiên cứu thiết kế chế tạo ứng dụng cơng nghệ vào loại máy xây dựng nói chung máy uỉ nói riêng đạt thành cơng to lớn Trong việc ứng dụng quy trình cơng nghệ xới đất đá máy ủi đánh dấu bước ngoặt quan trọng để tăng suất làm việc loại máy xây dựng, giảm tối thiểu chi phí cho thi cơng, đảm bảo vấn đề an tồn giữ vệ sinh mơi trường Để góp phần vào cơng việc chung đồ án tốt nghiệp em giao với đề tài “Thiết kế máy ủi + xới lắp máy kéo CAT- D7R “ em sâu tìm hiểu nghiên cứu trình lịch sử phát triển máy ủi cơng tác máy ủi, tính bền lưỡi ủi việc lựa chọn máy ủi theo điều kiện làm việc nghiên cứu quy trình cơng nghệ xới đất đá máy ủi Trong đồ án hạn chế thời gian kiến thức, em xin hệ thống hố, phân tích đánh giá vấn đề máy ủi Sinh viên: Vũ Quang Trung 49M1 Lớp Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Cơ Khí Ngành: Kỹ Thuật PHẦN MỞ ĐẦU Hiện nay, bối cảnh phát triển chung toàn nhân loại, xã hội phát triển cách nhanh chóng các lĩnh vực, đặc biệt ngành khoa học kỹ thuật công nghiệp Khoa học kỹ thuật, công nghiệp phát triển dựa yếu tố, nhu cầu xã hội tác động trở lại làm cho xã hội ngày phát triển, ngày đại hơn, người địi hỏi nhu cầu hơn, đại Một nhu cầu nhu cầu thay sức lao động người máy móc Từ năm cuối kỷ 19 người Hàng loạt loại động mới, đại đời động đốt trong, động điện phát minh động nước tiền đề để người có bước nhảy vọt lĩnh vực chế tạo máy Máy ủi loại máy chủ đạo thi công- cơng tác làm đất Nhiệm vụ máy ủi đào vận chuyển đất đá( hiệu cự ly 50- 150m), san lấp mặt bằng, san cơng trình, định hình mặt đường… vun san rải vật liệu, bóc lớp bề mặt mỏ lộ thiên, đào kênh mương… với máy vạn cịn ứng dụng để làm nhiều công việc khác Máy ủi ngày cải tiến để nâng cao chất lượng, suất giảm giá thành Ngày nay, cơng trình xây dựng có khối lượng cơng lớn nhiều để đáp ứng thi công hiệu quả, Công ty chế tạo ngày nhiều máy ủi loại lớn có tính đa cao Để đưa máy ủi vào sử dụng cho ta suất làm việc cao việc chọn lựa máy ủi theo điều kiện làm việc quan trọng Đối với loại máy ủi đại ngày cịn lắp thêm cơng tác xới, để ứng dụng công nghệ xới đất đá máy ủi việc tìm hiểu đánh giá hiệu chúng quan trọng Với tầm quan trọng đặc biệt máy ủi công tác thi cơng địi hỏi người kỹ sư ngành máy phục vụ cho công tác thi công phải nắm vững tính kỹ thuật, cải tiến đổi máy, việc chọn lựa Sinh viên: Vũ Quang Trung 49M1 Lớp Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Cơ Khí Ngành: Kỹ Thuật quy trình quy trình làm việc chúng Chính mà em giao đề tài tốt nghiệp với nội dung: “ Thiết kế máy ủi + xới lắp máy kéo CAT-D7R ” Đề tài tốt nghiệp em thực hướng dẫn giúp đỡ thầy: Vũ Văn Thinh- Bộ môn Máy xây dựng thầy, khoa Kỹ thuật khí Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ tận tình thầy cô giáo khoa Kỹ Thuật Cơ Khí đặc biệt thầy giáo Vũ Văn Thinh giúp đỡ em tận tình để em hồn thành đồ án Do kiến thức tầm hiểu biết hạn chế nên thuyết minh em cịn có nhiều thiếu sót Em kính mong góp ý giúp đỡ q thầy giáo để em hoàn thiện lý thuyết lẫn thực tiễn Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội Ngày tháng năm 2011 Sinh viên: Vũ Quang Trung Sinh viên: Vũ Quang Trung 49M1 Lớp Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Cơ Khí Ngành: Kỹ Thuật CHƯƠNG I ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA MÁY 1.1 Lịch sử phát triển máy làm đất Việt Nam Cùng với trình phát triển ngành xây dựng, giao thơng vận tải, cơng trình thuỷ lợi lĩnh vực khác, tình hình sử dụng máy ủi Việt Nam có thay đổi khơng ngừng Từ năm 80 trở lại Các loại máy đưa vào nước ta chủ yếu loại máy đại nước tư Ví dụ hãng: Komatsu( Nhật ), Catepillar( Mỹ), Fiat ( Ytalia ), Libher ( Đức )…và số máy cũ Liên Xô loại máy đầu tư để xây dựng cơng trình xi măng Hồng Thạch, thuỷ lợi Dầu tiếng, thuỷ lợi Trị an, cơng việc khai thác mỏ Máy ủi thời kì nói chung phần đáp ứng yêu cầu cần thiết công việc mặt suất mặt chất lượng, giúp rút gọn thời gian thi công tiết kiệm đáng kể sức lao động người Nói chung máy ủi giai đoan phần đáp ứng u cầu cơng trình Tuy máy móc nước tư chế tạo hoạt động có hiệu giá đầu tư ban đầu cao nên thời kỳ này, nhiều máy Liên Xô sử dụng Trong thập kỷ này, điều kiện kinh tế, xã hội sở hạ tầng nước ta có ảnh hưởng nhiều đến tình hình sử dụng máy ủi nói riêng máy làm đất nói chung 1.2.Những thay đổi cải tiến đột phá máy ủi hiên so với máy ủi trước So với loại máy ủi kiểu truyền thống có suất thấp, độ tin cậy không cao, làm việc cách nặng nề người vận hành, sử dụng, bảo dưỡng cách khó khăn Máy ủi đại cải thiện nhược điểm Sinh viên: Vũ Quang Trung 49M1 Lớp Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Cơ Khí Ngành: Kỹ Thuật + Động máy ủi chủ yếu động Điezen với công suất lớn có phạm vi thay đổi mơmen lớn Động làm việc với độ tin cậy cao hiệu suất lớn nhờ cải tiến hệ thống nhiên liệu vòi phun: - Loại EUI ( Electronic unit injector ): vịi phun tác động khí thời điểm phun điều khiển điện tử - Loại HEUI ( Hydraulic electronic unit injector ): vòi phun tác động thuỷ lực thời điểm phun điều khiển điện tử So với máy ủi trước máy ủi mà ngày sử dụng cải tiến nhiều cấu tạo hình dạng chất lượng phận hợp thành Đó nhờ phát triển khoa học kỹ thật ngày mặt phát triển cạnh chanh hãng máy Sự phát triển để đáp ựng nhu cầu cơng trình ngày 1.2.1.Bánh chủ động đặt cao: Bánh chủ động đặt cao ( hãng Caterpillar ) để tránh xa bùn đất, giảm khả mài mòn, dễ dàng sửa chữa bảo dưỡng 1.2.2.Hệ thống thuỷ lực điều khiển công tác: Việc thay từ truyền động cáp máy ủi sang truyền động thuỷ lực điều khiển lưỡi ủi bước tiến nhảy vọt Với việc xi lanh tạo lực kéo đẩy lớn áp lực dòng chất lỏng cung cấp từ bơm cao áp làm cho công suất làm việc máy ngày tăng với độ nhạy, độ xác, độ tin tưởng cao Hiện có máy ủi dung tích làm việc lên tới vài chục khối mà làm việc an toàn hiệu 1.2.3.Một số cải tiến động đốt Động điện tử kế thừa chất lượng khí động đốt truyền thống Điêzen cải tiến hợp lý Các lốc xi lanh, truyền, Piston, bơm dầu bôi trơn sử dụng sử dụng vật liệu có độ bền cao, tính lý tốt Hệ thống phun nhiên liệu điều khiển điện tử cung cấp xác lượng nhiên liệu cần thiết, tự điều chỉnh tỉ lệ nhiên liệu- khí thích hợp, xác định xác thời điểm thời gian phun, cơng suất tăng lên 10- 20%, tiêu hao Sinh viên: Vũ Quang Trung 49M1 Lớp Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Cơ Khí Ngành: Kỹ Thuật nhiên liệu thấp 5- 9% so với động truyền thống có cơng suất Động cthống: độ nhạy điều khiển cao, khả thích ứng tải tốt, tiết kiệm nhiên liệu độ nhạy cao, nhiễm khí thải thấp; bảo dưỡng sửa chữa dễ dàng đơn giản Ngồi động điện tử có khả quản lý tốt thông tin, nối kết liệu chuẩn đốn tình trạng kỹ thuật máy như: thông tin tiểu sử vận hành động cơ, số liệu tức thời động cơ, số vận hành, mức tiêu hao nhiên liệu, hệ số tải, điều kiện vận hành, thông tin tuổi thọ động cơ, áp suất dầu, nhiệt độ nước làm mát… 1.3 Tầm quan trọng cơng tác đất nói chung Máy ủi - Xới nói riêng Trong cơng nghiệp hoá đại hoá đất nước phát triển khắp đất nước ta lại thêm nhiều cơng trình từ nhà cao tầng, đến cầu đường, cơng trình thuỷ lợi, bến cảng Máy ủi - Xới (Thường gọi máy ủi có lắp cơng tác xới) thuộc nhóm máy chủ đạo nhóm máy đào vận chuyển đất với công tác ủi máy sử dụng có hiệu việc sau: - Đào vận chuyển đất cự ly tới 100m tốt cự ly từ 10 m ÷ 70m với nhóm đất từ cấp I ÷ IV - Lấp hào, hố san mống cơng trình - Đào đắp tới 2m - Ủi san rải vật liệu đá dăm, cát, cát, đá, sỏi Ngồi máy cịn làm cơng việc chuẩn bi mặt như: Bào cỏ, bóc lớp tầng phủ, hạ cây, nhổ gốc cậy, thu dọn mặt thi cơng Máy cịn dùng để kéo đẩy phương tiện kh Máy ủi thường phân theo công suất động cơ, lực kéo, kiểu điều khiển, đặc điểm thiết bị di chuyển kết cấu công tác Sinh viên: Vũ Quang Trung 49M1 Lớp Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Cơ Khí Ngành: Kỹ Thuật Tuỳ thuộc vào độ lớn công suất động lực kéo danh nghĩa móc kéo máy kéo sở máy ủi chia thành các loại sau Rất nặng : Công suất 300 mã lực lực kéo 30 Nặng : Công suất 150 ÷ 300 mã lực lực kéo 20 ÷ 30 Trung bình : Cơng suất 75 ÷ 150 mã lực lực kéo 13,5 ÷ 20 Nhẹ : Cơng suất 35 ÷ 75 mã lực lực kéo 2,5 ÷ 13,5 Rất nhẹ : Công suất tới 3,5 mã lực lực kéo tới 2,5 Theo kiểu điều khiển nâng hạ lưỡi ủi thiết bị xới, ta thấy điều khiển tời, dây cáp xi lanh thủy lực Căn vào đặc điểm di chuyển máy ủi chia thành kiểu có di chuyển bánh xích hay bánh Khi thiết kế lựa chọn sử dụng nên ưu tiên loại máy trang bị lưỡi ủi, thiết bị xới có hệ thống điều khiển thuỷ lưc 1.4 loại công tác máy ủi Sự đời hệ thống thuỷ lực coi cải tiến mang tính chất đột phá ngành học Nó đời để đáp ứng địi hỏi truyền lực Bộ công tác máy ủi ngày so vơi trước có nhiều thay đổi đáng kể: Bộ cơng tác máy ủi lưỡi ủi Lưỡi ủi dùng để cắt chứa đất trình đào vận chuyển Lưỡi ủi chia làm loại lưỡi ủi cố định lưỡi ủi vạn Máy ủi vạn lưỡi lệch so với trục dọc máy góc 600 chếch với mặt nằm ngang góc 6- 120 Ngồi lưỡi ủi, người ta cịn lắp lưỡi xới đất để làm tơi đất trước đào Đối với máy ủi vạn năng, người ta lắp thiết bị chuyên dụng để làm cơng việc khác nâng chuyển, gieo hạt, đóng cọc… Sinh viên: Vũ Quang Trung 49M1 Lớp Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Cơ Khí Ngành: Kỹ Thuật Máy ủi có nhiều tính sử dụng nhiều cơng việc, chúng làm số công việc mà không cần máy phụ chợ Đặc biệt vơi số loại máy dại với cải tiến cao chúng lắp đặt nhiều loại lưỡi ủi khác để làm viêc nhiều địa loại đất khác ưu điểm tính sử dụng tối đa cơng suất động cơ, giúp cho máy làm việc công suất tối đa, tránh hỏng hóc điều kiện khách quan 1.5 Bộ cơng tác phía trước Sự phù hợp máy ủi lưỡi ủi yêu cầu để nâng cao tối đa suất Vì phạm vi ứng dụng máy ủi xây dựng nói riêng cơng việc đưa máy ủi vào thay cho sức lao động người nói chung rộng dãi Thực tiên cho thấy công việc cụ thể, loại vật liệu lại có đặc điểm riêng biệt mà u cầu ta phải có địi hỏi tính kĩ thuật cơng tác Vì qua giai đoạn phát triển máy ủi lưỡi ủi ngày cải tiến, để phù hợp với loại cơng việc Ngày có nhiều loại lưỡi ủi khác Qua em xin giới thiệu số loại lưỡi ửi phổ biến, phạm vi ứng dụng loại lưỡi ủi a/Các loại lưỡi ủi suất cao : - Lưỡi ủi vạn năng-“ U “ Hình 1.5 - Lưỡi ủi vạn năng-“ U “ Sinh viên: Vũ Quang Trung 49M1 Lớp Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Cơ Khí Ngành: Kỹ Thuật Các cánh lưỡi ủi bao gồm cạnh bên phần lưỡi cắt làm cho lưỡi ủi có khả di chuyển tải lớn quãng đường vận chuyển dài, công tác cải tạo đất, hoạt động kho bãi, nạp liệu vào phễu nạp vun vật liệu cho máy xúc lật Vì loại lưỡi ủi có số KW/L.m chiều dài lưỡi cắt thấp loại lưỡi thẳng “S”, lưỡi bán vạn “SU”, nên không phù hợp với trường hợp mà khả ấn sâu yêu cầu quan trọng Chỉ số KW/L m3 lưỡi “U” thấp loại lưỡi thẳng “S”, lưỡi bán vạn “SU”, nên lưỡi ủi “U”sử dụng tốt cho trường hợp vật liệu nhẹ tương đối dễ ủi Nếu trang bị xi lanh nghiêng ben, lưỡi ủi có số tính đa lưỡi “S” Các xi lanh nghiêng ben nâng cao khả đào, phá vỡ san phẳng, sử dụng cho cơng việc hồn thiện - Lưỡi ủi “SU” Hình 1.6 - Lưỡi ủi “SU” Tổng hợp đặc tính ưu việt loại lưỡi “S” “U” Nó tăng thể tích khối lăn việc thêm cánh ngắn bao gồm bên lưỡi ủi Các cánh nâng cao khả giữ tải, trì khả ấn sâu chất tải nhanh trường hợp đất bền phù hợp với nhiều loại vật liệu trường hợp yêu cầu suất cao Các xi lanh nghiêng ben làm tăng Sinh viên: Vũ Quang Trung 49M1 Lớp Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Cơ Khí Ngành: Kỹ Thuật suất tính đa loại lưỡi ủi Khi trang bị với ấm đẩy, hoạt động hiệu trường hợp đẩy máy cạp chất tải b/ Các lưỡi ủi công dùng chung Lưỡi ủi thẳng “S” Hình 1.7- Lưỡi ủi thẳng “S” Loại lưỡi ủi có tính đa tuyệt vời, thay đổi góc cắt để điều khiển khả thâm nhập lưỡi Do có kích thước nhỏ loại lưỡi “SU” “U, loại lưỡi dễ điều khiển dùng cho nhiều loại vật liệu Vì loại lưỡi có số KW/L.m3 chiều dài lưỡi cắt cao loại lưỡi ”U” “SU”, khả ấn sâu vào đất chất tải tốt Các xi lanh nghiêng ben làm tăng tính đa suất cao loại lưỡi ủi Với số KW/L.m3 lưỡi “S” cao loại lưỡi “U” “SU”, làm việc dễ dàng với loại vật liệu nặng c/ Lưỡi ủi xoay ngang nghiêng “PAT”: Tính đa đặc điểm bật loại lưỡi ủi này, sử dụng khu xây dựng cơng việc ủi nói chung điều kiện nặng nhọc Sinh viên: Vũ Quang Trung 49M1 10 Lớp Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Cơ Khí Ngành: Kỹ Thuật Trong ®ã : JX, JZ - mômmen quán tính đợc xác định tổng mômen quan tính phần tử cấu thành ®èi víi trơc qu¸n tÝnh chÝnh cđa tiÕt diƯn xo, zo - toạ độ điểm xa trục trung hoà Để xác định vị trí điểm ®ã ta kỴ ®êng o1 o1 tiÕp tun víi ®êng biên tiết diện song song với trục trung hoà 00 Tang góc nghiêng đờng trung hoà so víi trơc x b»ng: tgβ = J X M Z J Z M X tgβ = 771695,79.665,361 = 57,795 22662,32.391,992 = 89 Để xác định toạ độ điểm mặt cắt nằm xa trục trung hoà nhất, kẻ đờng tiếp tuyến 0,01 với chu vi mặt cắt, đồng thời song song với đờng trung hoà 00 tìm đợc điểm H điểm xa đờng trung hoà có toạ độ Z = 417,35 mm = −0,417 m X = 191,05 mm = −0,191m σ= 623,735 − 0,191 226623,2 −8 σ = 72,93MN / m + 376,748 − 0,417 771695,79 −8 = 72927,2 KN / m 2 Mômen xoắn Mk/2 đợc coi nửa tổng mômen lực P1,P2,Sp tâm cứng (tâm uốn) mặt cắt Toạ độ tâm cứng xác định cách gần theo ∑ E i J xi xi ∑ E i J xi ∑ E i J zi zi ZD = ∑ E i J zi XD = Trong ®ã Ei – mô đuyn đàn hồi vật liệu phần tử mặt cắt Sinh viờn: V Quang Trung 49M1 53 Lớp Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Cơ Khí Ngành: K Thut Thép chứa từ 0,15ữ 0,2% bon E = 20.1010 N/m2 (trang 47 s¸ch søc bỊn vËt liƯu) Jxi Jzi mômen quán tính tĩnh hình thành phần hợp thành cấu tạo thành mặt cắt ngang zi xi toạ độ trọng tâm hình thành phần Lấy hệ trục CXZ để xác định toạ độ tâm cứng Khi tính lỡi cắt, coi nh mặt cắt loại vật liệu, ta cã ∑J x ∑J ∑J Z = ∑J XD = xi i xi ZD zi i zi X D = −1,13(cm) XD = 110987 ,00.( −16,16) + 63132,95.( −10,85) + 75653,46.2,87 + 42287,54.9,47 + 64684,52.3,52 + 79125,73.5,31 + 87395,64.( −0,78) + 245760,87.1,69 769027,72 Z D = −33,92(cm) ZD = 10715,55.( −52,42) + 3732,40.(−45,58) + 2234,35.(−44,91) + 4969,83.(−28,45) + 294,06.65,66 + 443,19.72,58 + 117 ,03.76,32 + 2823,99.19,11 25330,40 Mômen xoắn Mk/2 đợc coi nửa tổng mômen lực P1,P2,Sp tâm cứng (tâm uốn mặt cắt) Mk = ( P1 0,246 + P2 0,23 + S n 0,148 − G 0,08) 2 = ( 661,636.0,25 + 46,687.0,23 + 313,24.0,148 − 22,346.0,08) = 102,17 KN / m Xác định ứng suất tiếp tơng đối khó khăn hình dạng tiết diện tơng đối phức tạp Lỡi ủi thờng làm mỏng rỗng chịu đợc xoắn uốn Để đơn giản việc tính , ngời ta tính tơng tự nh xoắn tự Tính với giả thiết không dẫn đến sai số lớn dạng lỡi ủi hình hộp kín có độ cứng chống xoắn lớn ứng suất tiếp xoắn thứ yếu Sinh viờn: V Quang Trung 49M1 54 Lớp Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Cơ Khớ Ngnh: K Thut Giả thiết mômen xoắn phân bố phần tử cấu thành tiết diện tû lƯ víi ®é cøng cđa chóng ®ã cã thể xác định mômen xoắn phần tử cấu thµnh nh sau: Mk1 = M k J k1 Jk Mk2 = M k J k2 Jk Mk3 = M k J k3 Jk Trong : Jk : mô men quán tính xoắn toàn mặt cắt Mk1, Mk2 , Mk3 Jk1 , Jk2 , Jk3 mômen xoắn, mômen quán tính xoắn tơng ứng phần tử cấu thành tiết diện :abc; bd; defg Mô men quán tính chu vi kín abc defg , xác ®Þnh nh sau : 4.F0 S Jk1 (3) = ∑ δi i F0 : diƯn tÝch bªn dêng chu vi trung bình phần tử i : chiều dày phần tử cấu thành Si : chiều dài đờng trung bình phần tử Khi chiều dày phần tử không đổi ta có: 4.F0 Jk1 (3) = S Trong S- chiều dài đờng chu vi trung bình biên dạng kín Sinh viờn: V Quang Trung 49M1 55 Lớp Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Cơ Khí Ngành: Kỹ Thuật Víi chu vi kÝn abc: F0 ≈ 421,84 cm S=95,52 cm Jk1 4.421,84 2.1,5 = 11177 ,14 cm = 95,52 Víi chu vi kÝn defg: F = 114,40 cm S = 43,07cm Jk3 = 4.114,40.1,5 = 1823,41 cm 43,07 Đối với phần mặt cắt hở bd, có dạng cong thành mỏng đợc xác định theo công thức nh sau: Jk2 = δ4 1,5  75,46  S   − 0,63  = 83,83 cm  − 0,63  =  1,5 δ  Với S: chiều dài trung bình cung bd Mô men quán tính toàn phần xoắn J k tổng mômen quán tính xoắn phần mặt cắt Jk = Jk1+ Jk2 + Jk3 = 11177,14 + 1823,41 + 83,83= 13084,39 cm Ta cã : M k1 = M k J k1 11177 ,14 = 102,17 = 87,28 Jk 13084,39 M k2 = M k Jk2 83,83 = 102,17 = 0,65 KN / m Jk 213084,39 M k3 = M k J k3 1823,41 = 102,17 = 14,24 Jk 13084,39 KN / m KN / m Xác định ứng suất phần mặt cắt phần kín abcvµ defg Sinh viên: Vũ Quang Trung 49M1 56 Lớp Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Cơ Khí τ1 = Ngành: Kỹ Thuật M k1 87,28 = = 68967,24 KN / m −2 −4 2.δ F01 2.1,5.10 421,84.10 = 69MN/m2 τ3 = M k3 14,24 = = 41487,09 KN / m −2 −4 2.δ F03 2.1,5.10 114,40.10 = 41,49 MN/m2 Đối với mặt cắt hở bd : = = 0,65.1,5.10 −2 ≈11809,6 83,83.10 −8 KN / m = 11.81 MN/m2 Nh vËy phÇn hë bd cã ứng xuất tiếp max, tiến hành kiểm tra mặt c¾t σtỉng = = σ + 4τ < [σ] 72,932 + 4.69 = 156MN/m2 Chọn vật liệu chế tạo lưỡi ủi thép CT6 có σb = 540 (MPa) [σ] = σb n [σ] = 540 = 360 (MPa) 1,5 , hệ số an toàn n = 1,5 σtổng < [σ ] lưỡi ủi đảm bảo an tồn bền Qua q trình tính tốn kiểm nghiệm ta thấy lưỡi ủi thỏa mãn điều kiện bền làm việc CHƯƠNG VI:BỘ CƠNG TÁC PHÍA SAU Lựa chọn loại xới: Sinh viên: Vũ Quang Trung 49M1 57 Lớp Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Cơ Khí Ngành: Kỹ Thuật Do tính đa dạng cơng việc mà nhiều máy ủi phải làm việc với loại đất đa có hệ số cứng rắn cao Khi gặp loại vật liêu máy ủi tiếp tục làm việc, độ cứng cao mà công suất động cơ, độ cứng lưỡi ủi không đảm bảo hệ số an toàn .Ngày với đời lưỡi sới máy ủi làm việc với loại đất đá cứng rắn Hình - Lưỡi sới Có nhiều loại lưỡi sới, có loại có có loại nhiều tuỳ tưng trường hợp công việc, dựa vào độ cứng đất đá mà ta lựa chon loại lưỡi sỡi hay nhiều Khi làm việc nơi đất đa rắn nên sử dụng loại lưỡi sới có để đảm bảo máy không làm việc công suất , cịn làm việc với đất đá khơng cứng để tăng suất máy nên dùng loại lưỡi có nhiều sới số sới nhiêu hay it tuỳ thuộc vào Sinh viên: Vũ Quang Trung 49M1 58 Lớp Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Cơ Khí Ngành: Kỹ Thuật cơng suât hay lực kéo máy sở Đầu lưỡi xới có vài hình dạng kích thước thiết kế thoả mãn yêu cầu làm việc cụ thể Có ba tiêu chuẩn đánh giá để chọn đầu lưỡi xới định chọn loại đầu lưỡi xới thích hợp cho cơng việc cụ thể:  Khả bén đất lưỡi xới vào vật liệu  Tính chất nứt vật liệu  Tính chất mài mịn loại vật liêu Trong nhiều trường hợp khả bén đất lưỡi xới vào vật liệu yếu tố quan trọng định thành công công việc xới, đặc biệt loại vật liệu đồng Những loại vật liệu khó xới lưỡi xới bén vào đất Ngày người ta sản xuất loại đầu lưỡi xới có khả bén đất lớn cỡ dài, ngắn trung bình để làm việc với loại vật liệu có cấu trúc chặt, loại vật liệu việc bén đất ban đầu lưỡi xới khó khăn Các đầu lưỡi xới thép hợp kim tránh tượng bị ram (làm giảm độ cứng) nhiệt độ cao làm việc, có tuổi thọ mài mịn lớn Chúng có tính tự mài sắc khả bén đất vào vật liệu tốt Khi chọn lưỡi xới cịn phải tính đến tính chất mài mịn vật liệu xới Ngày người ta sản xuất loại đầu lưỡi xới đối xứng trường hợp cần đầu lươi xới có độ bền mịn lớn Các đầu lưỡi xới đối xứng chế tạo từ thép, có tính tự mài sắc tự đổi chiều có tính đối xứng Mặc dù có đến ba loại đầu lưỡi xới với độ dài khác (ngắn, dài, trung bình) loại có cơng dụng riêng: Loại ngắn sử dụng cho trường hợp vật liệu xới chặt lượng vật liệu chống mịn so với loại trung bình dài Loại trung bình sử dụng điều kiện mài mòn độ chặt vật liệu xới mức trung bình Loại dài thiết kế để sử dụng cho điều kiện độ chặt vật liệu xới thấp, mài mòn cao, điều kiện vậy, đặt vấn đề tránh cho đầu lưỡi xới bị gẫy Loại đầu lưỡi xới có chiều dầy lớp vật liệu chống mịn lớn Sinh viên: Vũ Quang Trung 49M1 59 Lớp Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Cơ Khí Ngành: Kỹ Thuật Đối với hai loại đầu lưỡi xới đối xứng khả bén đất lớn xới vật liệu khơng có khả làm gẫy đầu lưỡi xới Điều giúp tăng tuổi thọ bền mòn đầu lưỡi xới, đầu lưỡi xới dài, chiều dài lớp vật liệu chống mòn lớn Sử dụng đầu lưỡi xới có ý nghĩa định để hạ giá thành sản xuất, thử nhiều loại đầu lưỡi xới khác trước định sử dụng loại đầu lưỡi xới Do đầu lưỡi xới dài có chiều dài lớp vật liệu chống mòn lớn nên nên thử với loại đầu lưỡi xới đổi sang loại ngắn đầu lưỡi xới bị gẫy Tóm lại để tăng suất có hiệu tối ưu, việc chọn đầu lưỡi xới quan trọng loại đầu lưỡi xới đơn loại đầu nhiều lưỡi xới Chọn đắn đầu lưỡi xới bảo vệ thân lưỡi xới ảnh hưởng đến suất hiệu xới Một số kiểu đầu lưỡi xới: a Đầu đối xứng dài b.Đầu đối xứng ngắn c.Đầu đối xứng trung bình d.Đầu bén đất dài e Đầu bén đất ngắn f Đầu bén đất trung bình Các loại đầu lưỡi xới Các tiêu chọn lựa máy ủi theo điều kiện làm việc bao gồm: Sinh viên: Vũ Quang Trung 49M1 60 Lớp Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Cơ Khí Ngành: Kỹ Thuật - Quy mơ cơng trình - Dựa loại cơng việc - Dựa vào cấu di chuyển Dựa vào cơng tác máy ủi - Dựa vào tính chât đất đá - Dựa vào khối lượng công việc mà ta chọn kích cỡ máy số lượng công suất máy kéo Các loại xơi Răng xới phận làm việc thiết bị xới, thường có từ 3÷5 Các lắp lỏng khớp lề với giá nên chúng quay tương đối so với giá mặt phẳng ngang hai phía tạo với trục thẳng đứng góc 12÷150 Nhờ có góc quay xới mà giảm tải trọng bên cạnh tác dụng lên máy, đồng thời giữ cho máy chuyển động thẳng tốt giúp cho xới tránh chướng ngại vật lòng đất + Răng cong: (a) sử dụng để xới loại đất lẫn đá tảng, đá hộc với chiều sâu xới tới 0,8 m Sinh viên: Vũ Quang Trung 49M1 61 Lớp Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Cơ Khí Ngành: Kỹ Thuật a c b + Răng thẳng:(b) sử dụng để xới loại đất lẫn đá nhỏ loại đất lại với chiều sâu xới lớn đến 1,5m + Răng bán cong:(c) cho phép giảm lực ấn sâu xới vào đất góc cắt xới lớn + Các xới chuyên dùng: (d÷h) dùng loại máy xới chuyên dùng để phá băng đất rắn với chiều sâu lên đến 2m Sinh viên: Vũ Quang Trung 49M1 62 Lớp Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Cơ Khí d Ngành: Kỹ Thuật e h g Răng xới thường chế tạo theo phương pháp rèn đúc Số lượng xới, bước chiều dài xới phụ thuộc vào công súất lực kéo máy sở, chiều sâu xới tính chất lý đất cần xới + Với máy xới loại nhẹ, có lực kéo từ(3÷5)T , số lượng xới n=3÷7 Thơng thường n=5 + Với máy xới trung bình, có lực kéo từ (10÷15)T , số lượng xới từ n=3÷5 + Với máy xới loại lớn, có lực kéo >15T, số lượng xới n=3 Các loại lưỡi xới hãng thường gặp Sinh viên: Vũ Quang Trung 49M1 63 Lớp Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Cơ Khí Ngành: Kỹ Thuật 792 172 13 99 R49 12 11 10 290 A 94 14 14 520 B R69 138 R2 R27 A B 103 500 35 937 105 216 937 lưỡi xới máy D6R – hang CATERPILER Sinh viên: Vũ Quang Trung 49M1 64 Lớp Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Cơ Khí Ngành: Kỹ Thuật Lưỡi xới máy 375A – KOMATSU TÍNH TỐN CHUNG MÁY XỚI XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY XỚI a Xác định lực kéo máy xới Giá trị lớn lực kéo xác định theo điều kiện bám: T = Gb ϕ b Gb- trọng lượng bám máy xới ϕ b- hệ số bám, với máy bánh xích lấy ϕ b= 0,9 Máy xới có lắp thiết bị ủi phía trước: Gb = G1 + G2 + G3 = 1,35 G1 G1- trọng lượng máy kéo sở G2- trọng lượng sử dụng thiết bị xới G3- trọng lượng sử dụng thiết bị ủi Gb = 1,35.236,3 = 319,005 (KN) T = Gb ϕ b = 319,005.0,9 = 287,1045 (KN) b Xác định thông số máy xới Trọng lượng sử dụng máy xới: Gx Sinh viên: Vũ Quang Trung 49M1 65 Lớp Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Cơ Khí Ngành: Kỹ Thuật Được xác định theo công thức kinh nghiệm Gx= ( 1,18 → 1, 25 ) G1= ( 1,18 → 1, 25 ) 236,3 = 278,834295,375 (KN) Chọn G = 290 KN _ Chiều sâu xới lớn nhất: hmax = 800 mm = 0,8m ( tra bảng 4.IV.1) _ Vận tốc di chuyển làm việc máy xới: v = 2,5 km/h _Áp suất tĩnh trung bình bề mặt tựa xích máy kéo đất: p= Gx Lb Gx-trọng lượng máy xới Gx= 290 KN L- chiều dài bề mặt tựa xích di chuyển L = 3167mm = 3,167 m b- chiều rộng xích di chuyển b= 3171mm = 3,171 m p= 290 = 14,4385 KN/m2 2.3,167.3,171 Đối với máy xới thông dụng, giá trị áp suất p thường lớn giá trị xuống đất bề mặt tựa máy kéo sở từ 15-> 25%  P = 14,4385.20% + 14,4385= 17,3262 KN/m2 Xác định tọa độ tâm áp lực : Áp lực R máy xới tác dụng xuống đất đặt cách điểm tựa phía sau tọa độ x cat d7r Gx 0,65 lx P2 P1 R l2 x d1 d2 Sơ đồ xác định tâm áp lực Sinh viên: Vũ Quang Trung 49M1 66 Lớp Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Cơ Khí Ngành: Kỹ Thuật Tọa độ tâm áp lực bề mặt tựa máy xới xác định dựa vào phương trình cấn mơmen với điểm B va theo công thức x= Gx d1 + P1 hmax − P2 d Gx + P2 Trong đó: R=Gx+ P2 áp lực máy xới xuống đất, tâm bề mặt tựa máy Các thông số d1, d2, hmax, hT khoảng cách từ điểm đặt lực Gx, P1, P2, Tp đến điểm tựa phía sau mặt đất máy kéo sở (điểm B) P1, P2 lực cản đào theo phương ngang phương thẳng đứng đất tác dụng lên xới Tp lực đẩy máy đẩy Tp = Lực đẩy theo phương ngang: P1= T.k1 T lực kéo danh nghĩa máy xới T = 214kN K1 hệ số sử dụng máy xới k1= 0,8 P1 =214.0,8 =171,2 kN lực cản đào theo phương thẳng đứng tác dụng lên xới xác định theo công thức giáo sư- Viện Sĩ I.U.A Vetơróp: P2 = P1.tag α Trong đó: α - góc hợp phương hợp lực lực cản P1 P2 tác dụng lên xới với phương ngang Theo Vectơrop thơng thường α = 20 ÷ 300 P2 = 171, 2.tag 300 = 98,8423KN Theo thiết kế ta có: d1= lm = 1,61m hmax=0,8 m d2=1,6m => x= 290.1, 61 + 171, 2.0,8 − 89,8423.1, = 1,1473( m) 290 + 89,8423 Tầm với hay gọi độ vươn xới: l phụ thuộc vào chiều sâu xới lớn hmax lực kéo máy : l = hmax + [ 250 => 600] mm theo bảng 4.IV.1 Chọn l = 1200mm = 1,2 m Chiều cao nâng xới khỏi mặt đất di chuyển máy, phải đảm bảo cho góc tạo đường trục tâm xới phương ngang khơng nhỏ 200 Theo kinh nghiệm chọn chiều cao nâng xới sau: Với máy xới loại nặng : H> = 900mm Chọn H= 900 mm = 0,9 m - Góc cắt xới δ : với máy xới có thẳng δ = 30 ÷ 400 với xới có cong: δ = 40 ÷ 500 Tiết diện xới: Răng xới thường có tiết diện ngang hình chữ nhật với kích thước b.h Thơng thường: b= 60=>100mm Chọn b= 80 mm Sinh viên: Vũ Quang Trung 49M1 67 Lớp ... Lớp Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Cơ Khí Ngành: Kỹ Thuật quy trình quy trình làm việc chúng Chính mà em giao đề tài tốt nghiệp với nội dung: “ Thiết kế máy ủi + xới lắp máy kéo CAT- D7R ” Đề tài tốt nghiệp. .. lợng máy ủi Theo đầu đề thiết kế: Gm = 236,3 Theo tính toán ta có: G = 53,2 Sinh viên: Vũ Quang Trung 49M1 22 (KN) (KN) Lớp Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Cơ Khí Ngành: Kỹ Thuật W5 = 0,15.236,3 Cosα +. .. Lớp Đồ Án Tốt Nghiệp Kỹ Sư Cơ Khí Ngành: Kỹ Thuật CHƯƠNG IV : TÍNH LỰC TÁC DỤNG LÊN MÁY ỦI I Träng lỵng bé lìi (Gu) cat d7r W2 P02 Gu l0 l Hình1: Träng lỵng lỡi ủi cần phải kiểm tra máy ủi cáp