THIẾT kế máy đào THUỶ lực gầu NGHỊCH (2)

Đồ án môn học : Thiết kế công tác máy đào thuỷ lực gầu thuận TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ BỘ MÔN MÁY XÂY DUNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY LÀM ĐẤT sinh viên thiết kế : Nguyễn Đức Tràng Lớp 45 M ĐẦU ĐỀ THIẾT KẾ THIẾT KẾ MÁY ĐÀO THUỶ LỰC GẦU NGHỊCH LẮP TRÊN MÁY CƠ SỞ DOOSAN-DAEWOO I) Với số liệu cho trước : Máy sở DX 480LC Cần : 7,1 (m) Tay gầu : 3,35 (m) Dung tích gầu : 2,15(m ) Yêu cầy thiết kế Gầu Tay gầu : 2,5 (m3) : 2,9 (m) II) Thuyết minh tính toán Tính toán thông số công tác Tính toán kiểm nghiệm độ ổn định Tính toán bền gầu công tác Bản vẽ : - Bản vẽ chung máy : A0 - Bản vẽ chi tiết : A1 Ngày giao đề : 08-08-2007 Ngày hoàn thành : 28-09-2007 Giáo viên hướng dẫn Hồ Sỹ Sơn Lòi nói đầu GVHD: Hồ Sỹ Sơn SVTH: Nguyễn Đức Tràng - Lớp : 45M Trang:1 Đồ án môn học : Thiết kế công tác máy đào thuỷ lực gầu thuận Trong trình xây dựng nay, máy móc sử dụng rộng rãi đóng vai trò quan trọng công việc như: chất lượng tiến độ, giá thành công trình Mặt khác máy móc -thiêt bị sử dụng nghành xây dựng hay gọi nghành máy xây dựng yếu tố để đánh giá tiềm lực khả đơn vị hay doanh nghiệp xây dựng Do ngày công tác thiết kế, chế tạo sử dụng có hiệu loại máy yêu cầu cấp thiết Đưa máy móc vào thi công công trình lớn quan trọng cần thiết để đảm nhiệm công việc phức tạp, khối lượng công việc nặng nhọc mà lao động thô sơ không làm suất không cao hiệu kinh tế thấp máy xây dựng thiếu công trình xây dựng, công trình thuỷ lợi, giao thông Những năm gần nghành khí nói chung lĩnh vực máy xây dựng nói chung nhà nước quan tâm đầu tư phát triển Đó mục tiêu phát triển kinh tế, dựa nển công nghiệp đại tiên tiến đổi đất nước Đối với công tác xây dựng nói chung, công tác Thuỷ Lợi nói riêng công tác làm đất chiếm từ 60-80% khối lượng công trình Máy Làm Đất có vai trò quan trọng công tác xây dựng Vì Thiết kế đồ án môn học Máy Làm Đất môn học thiếu sinh viên ngành máy xây dựng, giúp sinh viên củng cố kiên thức nguyên lý làm việc, kết cấu phương pháp tính toán MLĐ Thực tế máy đào gầu thuận đánh giá máy làm đất có vai trò quan trọng có mặt công việc khai thác vận chuyển đất đá Trên công trình xây dựng, giao thông, thuỷ lợi, phạm vi sử dụng, suất cao có nhiều tính ưu việt Với nhiệm vụ yêu cầu giao, qua trình nghiên cứu tính toán đồ án môn học Máy Làm Đất với đề tài “ Tính toán thiết kế công tác máy đào thuỷ lực gầu thuận lắp máy sở DX 480LC” Em sâu vào tính toán công tác ( Tính bền gầu ) Vì hạn chế thời gian kiến thức trình tính toán nhiều thiếu sót em kính mong đóng góp thầy cô Khoa để em hoàn thành tốt Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Vũ Văn Thinh thầy giáo Hồ Sỹ Sơn giúp đỡ em trình làm đồ án Sinh viên : Nguyễn Đức Tràng GVHD: Hồ Sỹ Sơn SVTH: Nguyễn Đức Tràng - Lớp : 45M Trang:1 Đồ án môn học : Thiết kế công tác máy đào thuỷ lực gầu thuận 3 MỤC LỤC I Xác định thông số công tác Xác định mômen tiêu chuẩn máy sở Xác định khối lượng mômen công tác Xác định thông số hình học cần II Tính kiểm nghiệm tính ổn định Tính chọn cấu quay Tính chọn cấu di chuyển Tính lực xy lanh Tính ổn định III Tính bền gầu Tính bền cần Tính bền chốt PHẦN I Xác định thông số công tác 1.Xác định mômen tiêu chuẩn máy sở Ta có sơ đồ tính : R0 Pxc Rxg B Rg Rtg P01 Rxt Pxc A O F 45 r αα α Gtg Rxc Rc C 2Gxt D Gxg 2Gxc E Gc Gg = 1910 (kg) = 19100 (N) GVHD: Hồ Sỹ Sơn SVTH: Nguyễn Đức Tràng - Lớp : 45M Trang:1 Gg+d Đồ án môn học : Thiết kế công tác máy đào thuỷ lực gầu thuận Gtg = 1432,5 Gc = 3963,25 Gxg = 191 Gxtg = 477,5 Gxc = 620,75 Ta có bán kính sau (kg) = 14325 (N) (kg) = 39632,5 (N) (kg) = 1910 (N) (kg) = 4775 (N) (kg) = 6207,5 (N) 1 Rc = l c cos45 = 7,1 cos 45 = 2,51( m) 2 2 Rxc = l c cos450 = 7,1 cos 450 = 3,35(m) 3 Rxtg = l c cos45 = 7,1 cos 450 = 5,02(m) 1 Rtg = l c cos450 + l tg = 7,1 cos 450 + 3,35 = 6,06(m) 3 R xg = l c cos45 + l tg + l tg = 7,1.cos45 + 3,35 = 7,81(m) 6 0 Rg + d = l c cos45 + l tg = 7,1.cos45 + 3,35 = 8,37(m) Ta tính mômen tiêu chuẩn theo công thức sau: M tc = G c R c + G x c R xc + G xtg R xtg + G tg R tg + G xg R xg + G g + d R g + d M tc = 39632,5.2,51 + 6207,5.3,35 + 4775.5,02 + 14325.6,02 + 1910.7,81 + (19100 + 39800).8,37 M tc = 585741,26( Nm) = 585,74( KN m) Xác định khối lượng mômen công tác 2.1 Xác định thông số khối lượng Khi thiết kế công tác ta có số liệu sau Gầu = 2,5 (m3) Tay gầu = 2,9 (m) Để thiết kế công tác máy sở cho M tất lực công tác tạo phài M tc Gọi chiều dài cần thiết kế : L(m) trọng lượng liên quan tới chiều dài theo tỷ lệ nghịch nên ta có: Gctk Ltc = Gctc L 39632,5.7,1 281390,75 = => Gctk L = Gctc Lctc thay số ⇒ Gctk = L GVHD: Hồ Sỹ Sơn SVTH: Nguyễn Đức Tràng - Lớp : 45M L Trang:1 Đồ án môn học : Thiết kế công tác máy đào thuỷ lực gầu thuận Gtgtk Gtgtc G gtk G gtc = = Ltgtc Ltgtk ⇒ Gtgtk = Ltgtc Ltgtk Gtgtc ⇒ Gtgtk = 3,35 14325 = 16547,84( N ) 2,9 qtc 2,5 = ⇒ G gtk = 1,163.1910 = 2220,93( N ) qtk 2,15 qtk k d γ 2,5.1,25.20000 = = 46296,296( N ) k tx 1,35 ⇒ G g + d = 48517,22( N ) Gd = Thông số hình học công tác: 1 Rc = l ctk cos45 = L cos 45 = L ( m) 2 2 R xc = l ctk cos45 = L cos 45 = L ( m) 3 Rxtg = l ctk cos450 = L cos 450 = L ( m) 1 2,9 Rtg = l ctk cos450 + l tgtk = L cos 450 + 2,9 = L + ( m) 3 2 Rxg = l ctk cos450 + l tgtk + l tgtk = L + 2,9)(m) 6 Rg +d = l ctk cos450 + l tgtk = L.cos450 + 2,9 = L + 2,9(m) 2.2.Xác định mômen máy thiết kế Ta có sơ đồ tính : GVHD: Hồ Sỹ Sơn SVTH: Nguyễn Đức Tràng - Lớp : 45M Trang:1 Đồ án môn học : Thiết kế công tác máy đào thuỷ lực gầu thuận R0 Pxc Rxg B Rg Rtg P01 Rxt Pxc A O F 45 r αα α Gtg Rxc Rc C 2Gxt D Gxg Gg+d 2Gxc E Gc Gg+d = 48517,22 Gtg = 16547,84 (N) (N) 281390,75 L (N) 1910 4775 6207,5 (N) (N) (N) Gc = Gxg = Gxtg = Gxc = (với giả thiết khối lượng xilanh thuỷ lực không đổi so với máy tiêu chuẩn) Ta tính mômen tiêu chuẩn theo công thức sau: M tk = G c R c + G c R c + G xtg R xtg + G tg R tg + G xg R xg + G g +d R g +d GVHD: Hồ Sỹ Sơn SVTH: Nguyễn Đức Tràng - Lớp : 45M Trang:1 Đồ án môn học : Thiết kế công tác máy đào thuỷ lực gầu thuận 281390,75 2 2,9 L + 6207,5.L + 16547,84.( L + ) + 4775.L + L 3 2 1910.( L + 2,9) + 48517,22.( L + 2,9) = 263878,17 + 48816,26.L M tk = M tk = 263878,17 + 48816,26.L( Nm) Do công tác lắp máy sở máy PC 480LC ta có phương trình sau : M tc = M tk ⇒ 585741,26 = 263878,26+48816,26.L ⇒ L=6,59 ≈ 6,6 (m) Xác định cac thông số hình học cần l c =6,6(m) Gc= 281390,75 = 4268,02( Kg ) 6,6 PHẦNII Tính kiểm nghiệm tính ổn định A)Tính kiểm nghiệm Tính kiểm nghiệm cấu quay Thời gian quay máy đào chiếm khoảng 60% thời gian chu kỳ làm việc chí tới 80% Do việc xác định hợp lý thông số cấu quay nhiệm vụ quan trọng Đối với máy đào làm việc nhiều động thời gian làm việc chu ỳy xác định theo công thức sau : Tck = b G + A Trong A , b hệ số với máy xây dựng b = 1,63 A = 10 Với G : Trọng lượng máy thiết kế G = G mtc - G bctcs + G bcttk ⇒ ⇒ G =47750 – (1910+1432,5+3963,25)+(4268,02+1654,78+2220,93) G =48587,95 ≈ 48588 (Kg) =48,59 (T) ⇒ t ck = 1,63 48,59 + 10 = 21,36 chọn tck = 22 (s) GVHD: Hồ Sỹ Sơn SVTH: Nguyễn Đức Tràng - Lớp : 45M Trang:1 Đồ án môn học : Thiết kế công tác máy đào thuỷ lực gầu thuận Thời gian quay toàn bộ: t qjk = tck − t d − t d Trong đó: tđ thời gian đào td thời gian dỡ tải Thời gian quay có tải tính: tq = t ck − t d − t d 1+ J0 J Tra biểu đồ hình 5-26 (trang 138)MTL Với G= 485,9 ≈ 486 (kN) ta Jt= 636,7 (kNms2) J0 = J − Gd r g Với r: khoảng cách từ trọng tâm gầu đến trục quay máy r xác định theo bán kính đảo chiều cao gầu ta có r d =k A G với k A =2,5 :Hệ số bán kính đào rd = 2,5.3 48,6 = 9,12 (m) r = rd + Vậy ta có H Với H = 1,03 q = 1,0.3 2,5 = 1,357(m) r =9,12+ Gd = 1,357 = 9,8 (m) G 48,6 = = 37,4( KN ) k tx 1,3 J0 = J − Gd 37,4 r = 636,7 − 9,8 = 270,1( KNms ) g 9,81 t qjk = t ck −t d −t d = 22 − − = 14( s) Đối với loại Máy đào gầu thuận ta chọn td= (s) td = L 1,5 = = 5( s ) vtg 0,3 GVHD: Hồ Sỹ Sơn SVTH: Nguyễn Đức Tràng - Lớp : 45M Trang:1 Đồ án môn học : Thiết kế công tác máy đào thuỷ lực gầu thuận tq = t ck − t d − t d 1+ J0 J = 22 − − 270,1 1+ 636,7 = 8( s) Trong điều kiện làm việc bình thường thời gian quay không tải tính theo công thức: t q0 = t q J0 270 = 8.3 =6(s) J 636,7 Công suất lớn động cơ: NM = M = Trong đó: J (1,37 + η q2 ).β 0,54.t q3 η d π 636,7.(1,37 + 0,83 ).( ) 2 = 14( KW ) = 0,54.8 0,83 9,55.10 3.N 9,55.10 3.14 = = 31,8(KN.m) n 4,2 n: Số vòng quay bàn quay β: góc quay bàn quay (β= 900= π/2 rad) ηq: hiệu suất cấu quay Giá trị tối ưu vận tốc góc điều kiện cho trước: N max η q β 14.0,83.1,57 = 1,05.3 ωmax = 1,05.3 636,7(1,37 + 0,83 ) J (1,37 + η q ) ωmax = 0,257 ( s -1) Vì đạo hàm bậc hai dương(tq''>0,tq =c.ωmax2+ β ) nên vận tốc góc ω max tỷ số truyền tương ứng cấu quay đảm bảo thời gian quay nhỏ điều kiện cho trước: Thời gian quay nhỏ tính theo công thức: J (1,37 + η q ) β 2 t q =1,42 N max η q 636,7.(1,37 + 0,832 )1,57 = 1,42.3 14.0,83 tqmin = 9,27 (s) Tính chọn cấu di chuyển GVHD: Hồ Sỹ Sơn SVTH: Nguyễn Đức Tràng - Lớp : 45M Trang:1 Đồ án môn học : Thiết kế công tác máy đào thuỷ lực gầu thuận Trong thiết kế động biết tính toán kéo có ý nghĩa kiểm tra khả di chuyển máy điều kiện cho Đối với máy dẫn động riêng biệt tính toán kéo để chọn động đảm bảochế đọ cho trước máy Tính theo công thức tổng quát: Pk= W1+ W2+ W3+ W4+ W5+ W6 Trong đó: W1: Lực cản đào masát di chuyển W2: Lực cản di chuyển W3: Lực cản lên dốc W4: Lực cản gió W5: Lực cản trình khởi động W6: Lực cản quay vòng a Trường hợp máy chuyển động quay vòng mặt phẳng nằm ngang Pk1= W1+ W2+ W3+ W4+ W5+ W6 Trong đó: Lực cản ma sát di chuyển xác định n=7 W1 = ∑ F ; i =1 Theo bảng (4-1) MTL ta có : W1 = 20%G = 0,2.486 = 97,2 (kN) Lực cản di chuyển tỷ lệ với trọng lượng máy hệ số cản W2 = f G = 0,09 486 = 43,7(KN) Trong đó: f =0,09: hệ số cản chuyển động bánh xích tra bảng 4-2 MTL W3 = (máy di chuyển mặt phẳng nằm ngang) W4 = q F= 0,4 2,99.3,35 = 3,886 (KN) Với : + q=0,4 KN/m2: áp lực gió làm việc + F : Là diện tích chịu gió B = 2,99 Chiều rộng máy GVHD: Hồ Sỹ Sơn SVTH: Nguyễn Đức Tràng - Lớp : 45M Trang:1 Đồ án môn học : Thiết kế công tác máy đào thuỷ lực gầu thuận Ta có lực kéo xilanh g â giới hạn máy tiêu chuẩn( máy mẫu DoosanDaewoo DX480 LC ) Với Áp suất bề mặt làm việc Piston máy mẫu DoosanDaewoo DX480 LC p= 31,4MPa= 3,14kN/cm2 π d 3,14.17 ⇒ P = F p = p= 3,14 = 712,36( KN ) >545(KN) xctc 4 Vậy ta co thể dùng xilanh máy mẫu Doosan-Daewoo DX480 LC cho máy thiết kế B.Tính ổn định 4.1 Xác định đối trọng cho máy Kiểm tra ổn định hai vị trí Xác định đối trọng máy đảm bảo cân máy đào vị trí công tác làm việc di chuyển a Vị trí 1: Bàn quay máy đào lật điểm tựa giới hạn trước, cần nghiêng góc 400 gầu đầy đất, tay gầu nằm ngang GVHD: Hồ Sỹ Sơn SVTH: Nguyễn Đức Tràng - Lớp : 45M Trang:1 Đồ án môn học : Thiết kế công tác máy đào thuỷ lực gầu thuận Hình vẽ Rg Rtg Gtg R c Gg+d Rdt Gc Ra 40 a Ga A O B Gdt Lấy phương trình mô men điểm B ∑M B =0 ⇒ G dt1 = G g + d ( rg − a ) + Gt ( rt − a ) + Gc ( rc − a ) − Ga ( − a ) rdt + a Trong đó: Gg+đ= 48,517: Trọng lượng gầu đầy đất Gt = 16,54: Trọng lượng tay gầu Gc= 42,68:Trọng lượng cần Ga :Trọng lượng phận bàn quay.(Gồm động khung máy, thiết bị thuỷ lực, thiết bị phụ,cơ cấu quay, phận điều khiển, vỏ máy) GVHD: Hồ Sỹ Sơn SVTH: Nguyễn Đức Tràng - Lớp : 45M Trang:1 Đồ án môn học : Thiết kế công tác máy đào thuỷ lực gầu thuận Ta sử dụng thông số máy mẫu Doosan-Daewoo DX 480-LC Ga=1,91+ 0,95 + 1,19 + 4,77 + 0,24+ 0,95+9,07=19,08 (T)=190,8(kN) Chọn điểm đặt khớp chân cần cách tâm quay= 0,95(m)  rc: Khoảng cách từ Gc đến tâm quay rc=0,95+1/2 lc cos400 =0,95+1/2.6,6.0,766=3,48(m)  rg+đ: Khoảng cách từ Gg+đ đến tâm quay rg+đ =0,95+ lc cos400 + ltg+h/2=0,95+6,6.0,766+2,9+1,36/2=9,6(m)  rtg: Khoảng cách từ Gt đến tâm quay rtg=0,95+ lc cos400 +1/2 ltg=0,95+6,6.0,766+1/2.2,9=7,46(m)  ra: Khoảng cách từ Ga đến tâm quay ra= ∑ r m ∑m i i = i ⇒ rdc mdc + rtd mtd + rq mq + rvm mvm + rtbp mtbp + rdk mdk mdc + mtd + mq + mvm + mtbp + mdk ra= 1,36 (m.)  rđt: Khoảng cách từ Gđt đến tâm quay Theo máy tương tự Chọn rđt=3,47(m)  Bán kính vòng tựa quay theo máy tương tự ta có a = 1,1(m) ⇒ Gdt1 = 48,517.( 8,25 − 1,1) + 16,54.( 6,12 − 1,1) + 42,68.( 2,33 − 1,1) − 109,8.(1,36 + 1,1 3,47 + 1,1 Gđt1=99,3KN =9,93(tấn) b Vị trí Bàn quay lật điểm tựa sau, cần nghiêng góc 600 gầu không đất tựa mặt đất -Lấy phương trình mô men điểm A ∑M A =0 ⇒ Gdt = Gc ( rc + a ) − Ga ( − a ) rdt − a Trong đó: rc: Khoảng cách từ Gc đến tâm quay GVHD: Hồ Sỹ Sơn SVTH: Nguyễn Đức Tràng - Lớp : 45M Trang:1 Đồ án môn học : Thiết kế công tác máy đào thuỷ lực gầu thuận 1 rc = 0,95 + lc cos 550 = 0,95 + 6,6 cos 550 = 2,84(m) 2 Hình vẽ: Rc Rdt Gc Ra 45 O a Ga A B Gdt ⇒ Gdt = 42,68.( 2,84 + 1,2) − 190,8.(1,36 − 1,1) = 122,8( KN ) 3,47 − 1,2 Gđt2=12,28(tấn) ⇒Ta chọn Gđt=12(tấn) TÍNH ỔN ĐỊNH MÁY GVHD: Hồ Sỹ Sơn SVTH: Nguyễn Đức Tràng - Lớp : 45M Trang:1 Đồ án môn học : Thiết kế công tác máy đào thuỷ lực gầu thuận Kiểm tra ổn định vị trí cuối trình đào Ổn định Máy Đào làm việc xác định cuối trình đào, tay gầu nằm ngang gần đến mép khoang đào, cần nghiêng góc 450 Máy đào lật mép bánh tì A Hìnhvẽ Rg Rtg P01 Gtg Rc Gg+d Rdt Gc Ra 45 a Gc O Gc A Lấy phương trình cân mômen khớp tay gầu ∑M O =0 Mô men lật: M l = Gc ( rc − b ) + Gt ( rt − b ) + Gg + d ( rg + d − b ) + P01.( r0 − b ) M l = 42,68.(6,6 − 1,63) + 16,55.(2,9 − 1,63) + 48,52.(7,56 − 1,63) + 95,75.( 4,24 − 1,63) Ml= 770,77( KN m) Mô men giữ: Ta c ó G0 : Trọng lượng cấu cấu bàn quay gồm :vòng ổ quay, khung vành bang răng, ngỗng trục trung tâm,cơ cấu di chuyển, GVHD: Hồ Sỹ Sơn SVTH: Nguyễn Đức Tràng - Lớp : 45M Trang:1 Đồ án môn học : Thiết kế công tác máy đào thuỷ lực gầu thuận khung xích, bánh chủ động,bị động bánh tỳ,dải xích bánh chủ động ,bị động Ta sử dụng thông số máy mẫu Doosan-Daewoo DX 480-LC ⇒ G0 = 20055(Kg) M G = Gdt ( rdt + b ) + Ga ( + b ) + G0 b M G = 120(3,1 + 1,63) + 190,8(0,53 + 1,63) + 200,55.1,63 = 995,6( KN ) K od = Mg Ml = 995,6 = 1,29 770,77 Đảm bảo điều kiện ổn định dx x n dα P2 w6 M2 m P1 dα w6 M1 B III.TÍNH BỀN BỘ CÔNG TÁC Khi tính cần người ta thường tiến hành tính vị trí đào đất * Tay gầu có phương vuông góc với cần * Kết thúc trình đào tay gầu nằm ngang Cả hai trường hợp ta giả thiết lực tác dụng xi lanh tay gầu lớn Pxtmax I.Vị trí 1.( Tay gầu có phương vuông góc với cần) Sơ đồ lực tác dụng lên tay gầu vị trí GVHD: Hồ Sỹ Sơn SVTH: Nguyễn Đức Tràng - Lớp : 45M Trang:1 Đồ án môn học : Thiết kế công tác máy đào thuỷ lực gầu thuận t Z0 c n c t Z0 t Y0 Z0 Z0 t c Y0 c Y0 Pxt n Y0 Gtg Gtg P01 P01 P02 Gc P02 Gg+d Gg+d O A Từ phương trình mô men tất lực khớp tay gầu cần Xác định P01: ta xác định lực hai trường hợp bất lợi P01 = 95,75 Thành phần lực cản đào pháp tuyến: Po2 = 0,1 P01 = 0,5 95,75 = 47,87 (KN) Theo phương trình tam giác lượng ta xác định góc hợp xilanh tay gầu gầu α = 68 o Trong trình đào đất gặp chướng ngại vật, gầu dùng để bật chướng ngại vật lên lực Po1còn có lực ngang K Lực phát sinh cấu quay mà trình đào chưa kết thúc Giá trị K tính theo mômen phanh cấu quay Mp: Mp = K= N max 14 = = 65,6( KNm) ω max η q 0,257.0,83 Mp R.η q = 65,6 = 10,3( kN ) 7,7.0,83 Ta đặt phanh đầu trục động nên tỉ số truyền i =1 GVHD: Hồ Sỹ Sơn SVTH: Nguyễn Đức Tràng - Lớp : 45M Trang:1 Đồ án môn học : Thiết kế công tác máy đào thuỷ lực gầu thuận Trong đó: Mp: Mô men phanh đưa trục quay; R: Khoảng cách từ mép gầu tới trục quay bàn quay; ηq: Hiệu suất cấu quay Tiết diện nguy hiểm (n-n) qua khớp nối cần xilanh (vuông góc đường tâm nối đầu cần)của cần chịu lực tác dụng mômen lực Tách cần tay gầu thành hai dầm riêng biệt ta xác định đựơc Yoc = Z ot = Pxlt cos 68 o + Gtg cos 45 o + Gd + g Z oc = Yot = Pxlt sin 68 o − P01 − Gtg sin 45 o − cos 45 o − P02 = 366,6( KN ) Gd + g sin 45 o = 851( KN ) Lấy mômen với điểm O01 ta xác định lực Pxc: l Yoc l c + Gc rg cos 45 o − Pxt c sin 22 o Pxc = = 1209,4( KN ) rc Xác định phản lực tác dụng khớp chân cần: Từ phương trình cân cần ∑ Y = 0; ∑ Z = ta có: c1 zo c1 yo Z oc1 = Z o + Pxc cos14,1o − Pxlt cos 22 o − Gc cos 45 o = 1241,25( KN ) Yoc1 = Pxc sin 14,1o + Pxlt sin 22 o − Yo − Gc sin 45 o = 290,2( KN ) Mô men uốn mặt phẳng thẳng đứng M x = Yo.(l c - l1 ) + Z o e + Gc (l c - l1 ) cos γ = 1441,3( KNm) lc e: Khoảng cách lệch tâm điểm đặt lực Zo tiết diện n-n Mô men uốn mặt phẳng ngang: e = l : Khoảng cách từ khớp chân cần đến khớp nối cần gầu l =2/3.lc.cos45=3,11 My = K (lc – l1) = 10,3.(6,6 – 3,11) = 36 (KNm) Lực kéo GVHD: Hồ Sỹ Sơn SVTH: Nguyễn Đức Tràng - Lớp : 45M Trang:1 Đồ án môn học : Thiết kế công tác máy đào thuỷ lực gầu thuận S = Zo + Gc 42,68 sin γ = 851 + sin 45o = 866( KN ) 2 Mô men xoắn lực K Mx = K.rk = 10,03.0,68 = 6,82 (KNm) với rk khoảng cách từ lực K đến mp ngang qua Gg rk=h/2=1,36/2=0,68(m) ứng suất lớn tiết diện n – n σ td = σ + 3τ ≤ [σ ] σ= τ= Mx My S + ± Wx M y F M xoan Wx Mặt cắt (n – n) Wx = J x y xn GVHD: Hồ Sỹ Sơn SVTH: Nguyễn Đức Tràng - Lớp : 45M Trang:1 Đồ án môn học : Thiết kế công tác máy đào thuỷ lực gầu thuận 2.2.80 2.60.2  80 +  Jx = + + 2.2.80  = 708,67.10 (cm ) 12 12   yxn = 40 + = 42 cm = 0.42 m Wx = Wy = 0,0070867 = 16,87.10 −3 (m ) 0,42 J y x xn Jy = 2.2.60 2.80.2  60 − −  + + 2.2.80  = 360.10 (cm) 12 12   Wy = 0.0036 = 12.10 −3 ( m ) 0.3 F = (60.2) + 2.(2.80) = 0.056 (m2) σ= 1441,3 36 866 + + = 103,3.10 ( KN / m ) 0.017 0,012 0,056 τ= 6,82 = 0,4.10 ( KN / m ) 0.017 σ td = (103,3.10 ) + 3(0,4.10 ) = 103,42.10 KN / m σ td < [σ ] = 120.10 KN / m ta chọn thép CT - II.Vị trí thứ 2:( Kết thúc trình đào tay gầu nằm ngang.) GVHD: Hồ Sỹ Sơn SVTH: Nguyễn Đức Tràng - Lớp : 45M Trang:1 Đồ án môn học : Thiết kế công tác máy đào thuỷ lực gầu thuận P 01 Z Z P c 02 c t Y0 t Y0 Gtg Gg+d c' Gc Z0 P c' Y0 45 P 01 P 02 xt t Z O t Y0 Gtg Gg+d A ta xác định lực P01 = 95,75 KN vị trí Thành phần lực cản đào pháp tuyến: Po2 = 0,5 P01 = 0,5 95,75 = 48 (KN) Theo phương trình tam giác lượng ta xác định góc hợp xilanh tay gầu gầu α = 33 o Tách cần tay gầu thành hai dầm riêng biệt ta xác định đựơc Yoc ' = Z ot = Pxlt cos 33o − P02 = 829( KN ) Z oc ' = Yot = Pxlt sin 33o − P01 − Gtg − Gd + g = 716,4( KN ) Yoc = Yoc ' cos 45 o − Z oc ' cos 45 o = 159,5( KN ) Z oc = Yoc ' sin 45 o + Z oc ' sin 45 o = 255,3( KN ) Mô men uốn mặt phẳng thẳng đứng M x = Yo.(l c - l1 ) + Z o e + Gc (l c - l1 ) cos γ = 586,3( KNm) lc GVHD: Hồ Sỹ Sơn SVTH: Nguyễn Đức Tràng - Lớp : 45M Trang:1 Đồ án môn học : Thiết kế công tác máy đào thuỷ lực gầu thuận e: Khoảng cách lệch tâm điểm đặt lực Zo tiết diện nn Mô men uốn mặt phẳng ngang: e = My = K (lc – l1) = 10,03.(6,6 – 3,11) = 35,1 (KNm) Lực kéo S = Zo + Gc 42,68 sin γ = 255 + sin 45 o = 270( KN ) 2 Mô men xoắn lực K Mx = K.rk = 10,03.0,68 = 6,82(KNm) ứng suất lớn tiết diện m – m σ td = σ + 3τ ≤ [σ ] σ= Mx My S + ± Wx M y F Mặt cắt (n – n) chọn tiết diện hình vẽ: Wx = J x y xn 2.2.80 2.60.2  80 +  Jx = + + 2.2.80  = 708,67.10 (cm ) 12 12   yxn = 40 + = 42 cm = 0.42 m Wx = Wy = 0,0070867 = 16,87.10 −3 (m ) 0,42 J y x xn Jy = 2.2.60 2.80.2  60 − −  + + 2.2.80  = 360.10 (cm) 12 12   Wy = 0.0036 = 12.10 −3 ( m ) 0.3 F = (60.2) + 2.(2.80) = 0.056 (m2) GVHD: Hồ Sỹ Sơn SVTH: Nguyễn Đức Tràng - Lớp : 45M Trang:1 Đồ án môn học : Thiết kế công tác máy đào thuỷ lực gầu thuận σ= 586,3 35,1 6,82 + + = 37,53.10 ( KN / m ) 0.017 0,012 0,056 τ= 6,82 = 0,4.103 ( KN / m ) 0.017 σ td = (37,53.103 ) + 3(0,4.10 ) = 37,62.10 KN / m σ td < [σ ] = 120.10 KN / m ta chọn thép CT – 5: Đảm bảo điều kiện bền để làm việc hai trường hợp tính toán III.Tính bền chọn chốt vị trí khớp cần 1.Tính chốt vị trí nối với tay gầu Tổng lực tác dụng khớp F= (Y ) + ( Z ) c o c o = ( 366,6) + ( 851) = 926,6( KN ) Tại vị trí khớp sẩy tượng cắt chốt Vậy ta xác định ứng suất cắt τ c = F F = ≤ [τ ] chọn thép CT – có S π d [τ c ] = 0,3 σ ch = 0,3.58 =17,4 (KN/cm2) d≥ F 4.926,6 = = 8,24(cm) chọn d = 90 mm π [τ ] π 17,4 2.Tính chốt vị trí khớp chân cần Cũng tượng tự vị trí khớp nối với tay gầu ta áp dụng Tổng lực tác dụng khớp F= (Y ) + ( Z ) c o c o = (1241,35) + ( 290) = 1275( KN ) Tại vị trí khớp sẩy tượng cắt chốt GVHD: Hồ Sỹ Sơn SVTH: Nguyễn Đức Tràng - Lớp : 45M Trang:1 Đồ án môn học : Thiết kế công tác máy đào thuỷ lực gầu thuận Vậy ta xác định ứng suất cắt τ c = F F = ≤ [τ ] chọn thép CT – có S π d [τ c ] = 0,3 σ ch = 0,3.58 =17,4 (KN/cm2) 4.F = π [τ ] d≥ 4.1275 = 9,66(cm) chọn d = 150mm π 17,4 3.Tính chốt vị trí đặt xi lanh cần Sơ đồ dầm biểu đồ mômen 560 195 M u Đây sơ đồ toán dầm chịu uốn : σ u = ¦ W ≤ [σ u ] u Mu = Wu = Pxc 0,21975 = 132,84( KNm) π d 32 GVHD: Hồ Sỹ Sơn SVTH: Nguyễn Đức Tràng - Lớp : 45M Trang:1 Đồ án môn học : Thiết kế công tác máy đào thuỷ lực gầu thuận Vậy d ≥ M u 32 132,84.32 =3 = 8,82(cm) ta chọn d = 90 mm π [σ ] π 17,4 KẾT LUẬN Qua tính toán nghiên cứu máy thực tế ta thất số liệu hoàn toàn phù hợp, máy đảm bảo làm việc tốt theo yêu cầu Tuy nhiên thời gian trình độ có hạn không tránh khỏi thiếu sót, em mong đóng góp thầy cô giáo Em xin chân thành cám ơn! GVHD: Hồ Sỹ Sơn SVTH: Nguyễn Đức Tràng - Lớp : 45M Trang:1 ... Trang:1 Đồ án môn học : Thiết kế công tác máy đào thuỷ lực gầu thuận Trong thiết kế động biết tính toán kéo có ý nghĩa kiểm tra khả di chuyển máy điều kiện cho Đối với máy dẫn động riêng biệt... Đồ án môn học : Thiết kế công tác máy đào thuỷ lực gầu thuận Ta có lực kéo xilanh g â giới hạn máy tiêu chuẩn( máy mẫu DoosanDaewoo DX480 LC ) Với Áp suất bề mặt làm việc Piston máy mẫu DoosanDaewoo... ỔN ĐỊNH MÁY GVHD: Hồ Sỹ Sơn SVTH: Nguyễn Đức Tràng - Lớp : 45M Trang:1 Đồ án môn học : Thiết kế công tác máy đào thuỷ lực gầu thuận Kiểm tra ổn định vị trí cuối trình đào Ổn định Máy Đào làm