Thiết kế khung ủi với lưỡi ben quay lắp trên máy cơ sở komatsu d575a3

ĐỒ ÁN MÁY THUỶ LỢI THIẾT KẾ KHUNG ỦI VỚI LƯỠI BEN QUAY TRÊN MÁY CƠ SỞ KOMATSU 575A-3 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI HÀ NỘI KHOA MÁY XÂY DỰNG VÀ THIẾT Ị THUỶ LỢI  ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÁY THUỶ LỢI ĐỀ BÀI: Thiết kế khung ủi với lưỡi ben quay lắp máy sở komatsu D575A-3 SỐ LIỆU CHO TRƯỚC: Máy sở: komatsu D575A-3 Máy làm việc đất cấp II Kiểu khung ủi quay (vạn năng) YÊU CẦU: MỘT BẢN THUYẾT MINH GỒM: Chương I: xác định thông số lưỡi ủi vạn năng: Chương II: thiết lập mối quan hệ chiều sâu cắt ứng với góc dốc khác nhau: Chương III: xác định lực tác dụng lện máy ủi: Chương IV: tính chọn sơ hệ thống thuỷ lực: Chương V: tính bền kung ủi: BẢN VẼ: Một vẽ tổng thể toàn máy: A0 : Một vẽ lắp: A1 : HD: VŨ VĂN THINH HỒ SĨ SƠN -1- SV: NGUYỄN TRUNG BIÊN ĐỒ ÁN MÁY THUỶ LỢI THIẾT KẾ KHUNG ỦI VỚI LƯỠI BEN QUAY TRÊN MÁY CƠ SỞ KOMATSU 575A-3 LỜI NÓI ĐẦU Máy xây dựng nói chung máy xây dựng Thuỷ lợi nói riêng đóng vai trò quan trọng công tác xây dựng xây dựng thuỷ lợi, đặc biệt công tác làm đất.Vì công trình thuỷ lợi thường có khối lượng lớn, công tác làm đất chiếm 60 ÷ 80% khối lượng công trình nên việc giới hoá công tác làm đất quan trọng cần thiết Máy làm đất gồm loại máy làm đất có công dụng chung máy ủi, san, đào máy thuỷ lợi có công dụng riêng (máy thuỷ lợi chuyên dùng).Trong đó, máy ủi sử dụng rộng rãi, dùng để san mặt công trình, định hình mặt đường, san phẳng, đào đắp công trình có chiều cao ± 3m Hiện có nhiều chủng loại số lượng máy nhập vào nước ta từ nước Nga, Nhật, Mỹ Tuy nhiên máy không đáp ứng hoàn toàn yêu cầu công tác đất đa dạng nước ta Để sử dụng đạt hiệu cao phải nắm vững kỹ thuật, tính máy,đồng thời phải cải tiến hợp lý, thiết kế, chế tạo, công tác loại máy, cho phù hợp với điều kiện nước ta thuận tiện cho việc thay sửa chữa bị hỏng Đồ án môn học “Máy thuỷ lợi” với đề tài “Thiết kế khung ủi với lưỡi ben quay” giúp em hiểu rõ phần lý thuyết học đồng thời vận dụng nhiều kiến thức môn sở chuyên ngành.Tuy nhiên, trình làm đồ án, thiếu kiến thức thực tế nên đồ án em không tránh khỏi sai sót Em kính mong thầy cô giáo môn xem xét giúp đỡ em để em sửa chữa đồ án tốt nghiệp sau Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Vũ Văn Thinh, thầy giáo Hồ Sỹ Sơn tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án môn học Hà Nội ngày 23 tháng năm 2007 NGUYỄN TRUNG BIÊN HD: VŨ VĂN THINH HỒ SĨ SƠN -2- SV: NGUYỄN TRUNG BIÊN ĐỒ ÁN MÁY THUỶ LỢI THIẾT KẾ KHUNG ỦI VỚI LƯỠI BEN QUAY TRÊN MÁY CƠ SỞ KOMATSU 575A-3 CHƯƠNG I: XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA LƯỠI ỦI VẠN NĂNG I: CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY CƠ SỞ KOMATSU D575A-3 1: số kích thước máy: 2: thông số động học - động lực học: Trọng lượng toàn máy ủi sở (komatsu D575A-3) GMU = 152600 (Kg) = 1526 (KN) Trọng lượng máy kéo: GMK = 114580(Kg) = 1145,8(KN) Vận tốc: Công suất máy sở: NCS = 858 (KW) Lực kéo lớn vận tốc số một: T1 = 1400 (KN) II: XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA LƯỠI ỦI VẠN NĂNG: 1: Chiều cao lưỡi ủi: HD: VŨ VĂN THINH HỒ SĨ SƠN -3- SV: NGUYỄN TRUNG BIÊN ĐỒ ÁN MÁY THUỶ LỢI THIẾT KẾ KHUNG ỦI VỚI LƯỠI BEN QUAY TRÊN MÁY CƠ SỞ KOMATSU 575A-3 Chiều cao lưỡi ủi xác định thông qua lực kéo điều kiện đất Trong tính toán sơ máy ủi, chiều cao lưỡi ủi xác định từ công thức thực nghiệm sau: Đối với lưỡi ủi quay (lưỡi ủi vạn năng) xác theo công thức: H = 450.3 0,1.T − 0,5.T (mm) (1-1) Trong : T - lực kéo danh nghĩa máy kéo (KN) xác định từ điều kiện bám: T = GB gϕ B ( KN ) (1-2) Gb - trọng lượng bám máy ủi (KN) thiết kế sơ lấy : GB = (1,17 ÷ 1, 22)GMK ( KN ) GB ≈ 1340, ÷ 1397,9( KN ) Chọn GB = 1350 (KN) ϕB - hệ số bám máy kéo: máy sở máy kéo bánh xích nên ta lấy ϕB = 0,9 Thay số vào công thức (1-2), (1-2) ta có T = GB gϕ B ( KN ) T = 1350g0,9 = 1215( KN ) H = 450 0,1.T − 0, 5.T H = 450g3 0,1g1215 − 0,5g1215 H = 1621,3( mm) Chọn H = 1650 (mm) 2: xác định chiều dài lưỡi ủi Chiều dài lưỡi ủi yêu cầu phải phủ kín chiều ngang máy kéo sở, thừa bên 100(mm) Đối với lưỡi ủi vạn chiều dài xác định theo công thức L = LCD + (20 ÷ 30) 0 LCD Trong Lcd - chiều dài lưỡi ủi cố định Lcd = (2,8 ÷ 3) H (mm) Lcd = (2,8 ÷ 3)g1650 = 4620 ÷ 4950( mm) Chọn Thay vào ta có Lcd = 4950 (mm) L = LCD + (20 ÷ 30) 0 LCD L = 4950 + (0, ÷ 0,3)4950 = 5940 ÷ 6435 chọn L = 6000 HD: VŨ VĂN THINH HỒ SĨ SƠN -4- SV: NGUYỄN TRUNG BIÊN ĐỒ ÁN MÁY THUỶ LỢI THIẾT KẾ KHUNG ỦI VỚI LƯỠI BEN QUAY TRÊN MÁY CƠ SỞ KOMATSU 575A-3 3: xác định góc cắt δ: Góc cắt ảnh hưởng tới việc tiêu hao lượng cho trình đào δ nhỏ lực cản cắt nhỏ, độ bền thông thường người ta lấy: δ = 500  550 ta chọn δ=550 4: xác định góc nhọn β: Góc nhọn β xác định đặc tính thay đổi áp lực riêng lưỡi lên đất theo mức đọ mài mòn mép cắt góc β nhỏ diện tích mép cắt bị mòn tăng chậm, lực cắt nhỏ độ bền giảm thông thường β ≥ 200 chọn β = 250 5: xác định góc cắt sau α: Xác địng theo điều kiện làm việc máy ủi, không nhỏ góc lên dốc xuống dốc thi công α nhỏ masát lưỡi đất lớn, α = 30 350 chọn α = 300 6: góc lệch lưỡi ủi ϕ: Xác định xuất phát từ điều kiện yêu cầu vận chuyển đất phía Khi ϕ thay đổi trọng tâm máy thay đổi Thông thường ϕ = 55  600 ta chọn ϕ = 600 7: xác định góc chếch γ : Có thể thay đổi để máy làm việc sườn dốc, đất rắn định hình mặt đường Ta chọn γ thay đổi khoảng γ = ±0 ÷ ±120 8: xác định góc đổ ψ: Góc đổ chọn cho đất không tràn qua lưỡi ủi phía sau Khi góc đổ nhỏ đất nhanh tích luỹ vào lưỡi ủi lát cắt mau cuộn lại để đổ phía trước, seư làm tăng áp lực đất vào lưỡi, dẫn đến tăng lực masát Do lưỡi ủi vạn lấy ψ = 70750 chọn ψ = 75 9: xác định góc đặt lưỡi ủi ε: Là góc đường nối mép cắt với mép lưỡi ủi( không kể chắn )và phương nằm ngang ε nhỏ đất tràn qua lưỡi ủi ε lớn làm xấu chuyển động đất theo lưỡi ủi lên phía trên, làm tăng khả dính bám đất tiêu tốn lượng gười ta chọn ε = 750 10: xác định chiều dài phần thẳng a: Là phần chịu mòn nhiều nhất, có ảnh hưởng lớn tới việc tách đất, phụ thuộc vào điều kiện lien kết với lưỡi cắt Thông thường người ta lấy a = 150  200(mm) chọn a = 200 11: xác định bán kính cong lưỡi ủi R: Bán kính cong phải đảm bảo lực masát đất lưỡi ủi nhỏ Ta xác định bán kính cong theo công thức HD: VŨ VĂN THINH HỒ SĨ SƠN -5- SV: NGUYỄN TRUNG BIÊN ĐỒ ÁN MÁY THUỶ LỢI THIẾT KẾ KHUNG ỦI VỚI LƯỠI BEN QUAY TRÊN MÁY CƠ SỞ KOMATSU 575A-3 H − a gsinδ cos δ + cosψ 1650 − 200gsin 55 R= = 1785, cos 55 + cos 75 R= Chọn R = 1800 12: xác định chiều cao chắn H1: Chiều cao chắn phải đảm bảo điều kiện quan sát người lái nâng lưỡi ủi, thông thường H1 = (0,1 ÷ 0, 25) H (mm) H1 = (0,1 ÷ 0, 25)1650 = 165 ÷ 412,5( mm) Chọn H1 = 400(mm) H1 ψ ψ1 δ β H R ε α δ b¶ng c¸c th«ng sè cã b¶n cña lƯìi ñi δ 550 α 300 ψ 750 β 250 ϕ 600 ε 750 γ ± ±  HD: VŨ VĂN THINH HỒ SĨ SƠN L(mm) a(mm) H(mm) 6000 200 1650 H1(mm) R(mm) 400 1800 -6- SV: NGUYỄN TRUNG BIÊN ĐỒ ÁN MÁY THUỶ LỢI THIẾT KẾ KHUNG ỦI VỚI LƯỠI BEN QUAY TRÊN MÁY CƠ SỞ KOMATSU 575A-3 CHƯƠNG II: THIẾT LẬP MỐI QUAN HỆ GIỮA CHIỀU SÂU CẮT ỨNG VỚI CÁC GÓC DỐC KHÁC NHAU I: TÍNH LỰC CẢN KHI MÁY KÉO LÀM VIỆC Xét lực cản máy ủi trường hợp tổng quát nhất, máy ủi vạn làm việc dốc với góc dốc α Khi lực cản bao gồm thành phần sau 1: lực cản cắt ( W1 ) W = K gF gsin ϕ Trong đó: k - hệ số cản cắt tra bảng 1-9 trang 25 MTL ứng với đất cấp II tra k = 0,058  0,13 (MPa) ta chọn k = 0,1 (MPa) = 100 (KN) ϕ - góc lệch lưỡi so với trục dọc máy ϕ = 600 F - diện tích lát cắt F = Lgh L - chiều dài lưỡi cắt L = 6000 (mm) h - chiều dầy trung bình lát cắt Thay vào ta có: W = K gF gsin ϕ = K gL ghgsin ϕ ( KN ) W = 100g6gh gsin600 ( KN ) W = 519, 6h( KN ) 2: lực cản ma sát lưỡi ủi đào lực cản cắt theo phương pháp tuyến P02 gây (W2) W2 = f1 gP02 gsin ϕ Trong đó: f1 - hệ số ma sát đất thép Tra bảng 1-5 trang 15 MTL ta f1 = 0,5  0,6 lấy f1 = 0,5 ϕ - góc chếch ϕ = 600 P02 - lực cản cắt theo phương pháp tuyến P02 = k , gLgx ( KN ) k, - hệ số cản cắt theo hướng P02 với k, = 0,5  0,6 ( MPa ) lấy k, = 0,5 (MPa) = 500 (KN) x - chiều rộng lưỡi cắt tiếp xúc với đào (do lưỡi cùn) x = 0,7 1(cm) lấy x = (cm) = 0,01 (m) Thay vào ta có P02 = k , gLgx ( KN ) W2 = f1 gP02 gsin ϕ ( KN ) P02 = 500g6g0, 01 = 30( KN ) W2 = 0,5g30gsin 600 ( KN ) W2 ≈ 13( KN ) 3: lực cản di chuyển khối đất trước lưỡi ủi (W3) W3 = Vd gγ gf gcos α gsin ϕ HD: VŨ VĂN THINH HỒ SĨ SƠN -7- SV: NGUYỄN TRUNG BIÊN ĐỒ ÁN MÁY THUỶ LỢI THIẾT KẾ KHUNG ỦI VỚI LƯỠI BEN QUAY TRÊN MÁY CƠ SỞ KOMATSU 575A-3 Trong đó: f2 - hệ số ma sát đất đất tra bảng 1-5 trang 15 MTL ta f2 = 0,70,8 chọn f2 = 0,8 γ - trọng lượng riêng đất tra bảng 1-2 trang 12 MTL ứng với đất cấp II ta γ = 15,7  17,1(KN/m3) chọn γ = 16 (KN/m3) α - góc dốc làm việc máy Vd - thể tích khối đất trước lươpĩ ủi Vd = LgH 2gK a Ka - hệ số phụ thuộc vào loại đất tỷ số H/L tra bảng 7-3 trang 193 MTL ứng với H/L = 1650/6000 = 0,275 ta tra ka = 0,78 Thay vào ta có Vd = LgH (m ) 2gK a Vd = 6g1, 652 ≈ 10,5(m3 ) 2g0, 78 W3 = Vd gγ gf gcos α gsin ϕ W3 = 10,5g16g0,8gcos α gsin 60 W3 ; 131cos(α )( KN ) 4: lực cản masat đất lưỡi ủi (W4) W4 = W4, + W4,, Trong đó: W4, - lực cản ma sát đất di chuyển theo lưỡi ủi từ lên W4, = f1 gN gcos δ gsin ϕ ( KN ) W4, - lực cản ma sát đất di chuyển dọc theo lưỡi ủi từ lên W4,, = f1 gN gcos ϕ ( KN ) N – áp lực tác dụng lên lưỡi ủi N = N1 + N N1 – áp lực thành phần trọng lượng gây N1 = Gd gcos(δ − α )( KN ) N2 – áp lực thành phần lực cản di chuyển khối đất trước lưỡi ủi N = f gGd gcos α gsin δ ( KN ) Gd – trọng lượng đất trước lưỡi ủi Gd = Vd gγ d = 10,5g16 = 168( KN ) δ - góc cắt δ = 55 Thay vào ta có HD: VŨ VĂN THINH HỒ SĨ SƠN -8- SV: NGUYỄN TRUNG BIÊN ĐỒ ÁN MÁY THUỶ LỢI THIẾT KẾ KHUNG ỦI VỚI LƯỠI BEN QUAY TRÊN MÁY CƠ SỞ KOMATSU 575A-3 W4 = W4, + W4,, W4 = f1 gGd g[ cos(δ − α ) + f gcos α gcos δ ] g(cos δ gsin ϕ + cos ϕ ) W4 = 0,5g168g[ cos(55 − α ) + 0, 46gcos α ] g(0,57g0,87 + 0,5) W4 = 84(cos α + 0,82sin α ) W4 = 84 cos α + 69sin α ( KN ) 5: lực cản di chuyển máy lên dốc (W5) W5 = ω gGm gcos α + (Gm + Gd )sin α W5 = 0,1g1145,8gcos α + (1145,8 + 168)sin α W5 = 114,58cos α + 1313,8sin α ( KN ) Trong đó: ω - hệ số cản chuyển động ω = 0,1 ÷ 0,15 chọn ω = 0,1 II: THIẾT LẬP MỐI QUAN HỆ h VÀ α Mối quan hệ h va α thiết lập từ điều kiện làm việc máy Đó lực kéo máy ủi phải thắng lực cản lớn máy làm việc, tức T ≥ ∑ W = W1 + W2 + W3 + W4 + W5 T ≥ 519, 6h + 13 + 131cos(α ) + 84 cos α + 69sin α + 114,58cos α + 1313,8sin α T ≥ 13 + 519, 6h + 329,58cos α + 1382,8sin α ( KN ) Trong đó: T - lực kéo lớn vận tốc số T = 1400 (KN) Vậy T ≥ 13 + 519, 6h + 329,58cos α + 1382,8sin α ( KN ) 1400 ≥ 13 + 519, 6h + 329,58cos α + 1382,8sin α 1387 − 329,58cos α − 1382,8sin α h≤ 519, Từ công thức ta thiết lập quan hệ h α cách, cho α thay đổi từ giá trị đến giá trị αn mà h GUmin c l0 l w rc G u P02 Trong GUmin xác định sơ từ phương trình mômen tất lực tác dụng lên công tác lấy điểm C bắt đầu cắt (hình trên) GU = P02 gl − W2 grc l0 Trong đó: l – ta chọn gần cách đo tỷ lệ máy sở, ta l = 6500 (mm) HD: VŨ VĂN THINH HỒ SĨ SƠN - 10 - SV: NGUYỄN TRUNG BIÊN ĐỒ ÁN MÁY THUỶ LỢI THIẾT KẾ KHUNG ỦI VỚI LƯỠI BEN QUAY TRÊN MÁY CƠ SỞ KOMATSU 575A-3 Để xác định phản lực chưa biết khớp C , lập phương trình cân lực tác dụng lên lưỡi ủi ΣMz=- P3.l + (SnCosθ - Gu.Sinθ1).b + X01.2b = ΣMx= P3.m1 – ( Sn.Sinθ - Gu.Cosθ1).b + Z01.2b = Σx = - P1.Cosθ + P2.Sinθ1 – Sn Cosθ - X01 + X02 + Gu.Cosθ = ΣY= Yc – P3 = Σ Z = P1Sinθ1 + P2Cosθ1 + Gu.Cosθ1 + Zc1 – Zc2 GiảI hệ phương trình ta nhận : l P3 − S n Cosθ + Gu Sinθ1 b X c1 = X c2 l P3 + S n Cosθ + Gu Sinθ1 b = + P1.Cosθ1 − P2 Sinθ1 Yc = P3 Z c1 = Zc = − P3 − P3 m1 + S n Sinθ − Gu Cosθ1 b m1 − S n Sinθ + Gu Cosθ1 b + P1.Sinθ1 + P2 Cosθ1 ứng với : P3 = 352 (KN) tính toán (trang 12) l1 = 6,5(m) b : đo máy sở ta b = 2,5 (m) θ : góc tạo xylanh nâng hạ lưỡi với mặt phẳng khung ta chọn θ = 45 ÷ 750 lấy θ = 750 HD: VŨ VĂN THINH HỒ SĨ SƠN - 19 - SV: NGUYỄN TRUNG BIÊN ĐỒ ÁN MÁY THUỶ LỢI THIẾT KẾ KHUNG ỦI VỚI LƯỠI BEN QUAY TRÊN MÁY CƠ SỞ KOMATSU 575A-3 θ = góc nghiêng khung so với phương ngang thông thường θ1 = 10 ÷ 150 lấy θ = 150 GU – trọng lượng lưỡi ủi GU = 50 (KN) m1 = 0,24(m) Thay vào ta có : 6,5 − 1869 • Cos75 + 50 • Sin15 2,1 X c1 = X c1 = 222, 4( KN ) 352 • 6,5 + 1869 • Cos 75 + 50 • Sin15 2,1 = + 1805 • Cos15 − 463, • Sin15 = 2329, 6( KN ) 352 • X c2 X c2 Yc = 352( KN ) 0, 24 + 1869 • Sin75 − Gu • Cos15 2,1 Z c1 = Z c1 = 861, 7( KN ) −352 • 0, 24 − 1869 • Sin75 + 50 • Cos151 2,1 Zc = + 1805 • Sin15 + 463, • Cos15 Z c = 19,3( KN ) −352 • II : XÁC ĐỊNH LỰC TÁC DỤNG LÊN KHUNG Xác định lực tác dụng lên chi tiết lưỡi ủi Để đơn giản điều kiện tính toán người ta giả thiết khung đẩy hai dầm, phía trước liên kết với lưỡi ủi khớp cầu phía sau liên kết khớp trụ với khung máy kéo Sơ đồ tính toán khung đẩy: HD: VŨ VĂN THINH HỒ SĨ SƠN - 20 - SV: NGUYỄN TRUNG BIÊN ĐỒ ÁN MÁY THUỶ LỢI THIẾT KẾ KHUNG ỦI VỚI LƯỠI BEN QUAY TRÊN MÁY CƠ SỞ KOMATSU 575A-3 ZC2 XC2 PE2 C2 LE ?2 Sn d ? 2b YC2 ZC1 L GK XA Z C2 PE1 GK ZA YA XC1 C1 ?1 Y LA Lực tác dụng lên khớp trụ phía sau: Xc1 , Zc1, Xc2 , Zc2, Yc ; lực tác dụng lên khớp cầu A: XA , ZA, YA; lực tác dụng thanh: PE1 PE2 ;lực cán pít tông: Sn; trọng lượng khung ủi: Gk Lực chưa biết lực khớp cầu A: XA , ZA, YA lực chống xiên, đẩy : PE1 PE2 Như lực chưa biết nhiều số phương trình tĩnh định.Để giải toán ta cần phải có điều kiện phụ tác dụng ngoại lực,các đẩy bị biến dạng Coi khung đẩy lưỡi ủi hệ tuyệt đối cứng tác dụng ngoại lực, góc lệch lưỡi ủi ϕ thay đổi giá trị ∆ ϕ thí điểm A1, A2 chuyển vị ∆ l, A1E1, A2E2 – Biến dạng có giá trị gần ngược phía Vì dầm có mô đun đàn hồi, diện tích tiết diện, chiều dài nên với độ biến dạng chị tác dụng lực nhau, đó: PE1 =PE2 HD: VŨ VĂN THINH HỒ SĨ SƠN - 21 - SV: NGUYỄN TRUNG BIÊN ĐỒ ÁN MÁY THUỶ LỢI THIẾT KẾ KHUNG ỦI VỚI LƯỠI BEN QUAY TRÊN MÁY CƠ SỞ KOMATSU 575A-3 Để xác định lực tác dụng lên khung ủi ta viết phương trình cân băng lực tác dụng lên khung ủi: ∑M A Z = ( PE1 + PE ) • cos θ • b + YC • LA − ( X C1 + X C ) • b = ∑X=X A − Gk • cos θ + Sn • cos θ + ( X C1 − X C ) + ( PE − PE1 ) • cos θ = ∑Y=Y C ∑Z=Z A − YA = + Gk cos θ − S n sin θ + ( Z C1 − Z C ) − ( PE1 − PE ) sin θ = Giải ta được: X A = GK • sin θ − Sn • cos θ − ( X C1 − X C ) ( KN ) YA = YC2 (KN) Z A = S N • sin θ − GK • cos θ1 ( KN ) PE1 = PE = X C1 + X C − YC LA b ( KN ) Trong ; Gk = (0,3 ÷ 0,35) • Gu =(0,3 ÷ 0,35) • 50 = 15 ÷ 17,5 Chọn Gk =16 (KN) Và kích thước khác lựa chọn cho phù hợp với máy sở b = 2,5 (m) ; LA = 5,7 (m) ; LD = 5,4(m) ; LE = (m) ; Thay vào ta ; X A = GK • sin θ − Sn • cos θ − ( X C1 − X C ) ⇒ X A = 16 • sin15 − 1869 • cos 75 − ( 222,4 − 2329,6 ) = 1627,6( KN ) YA = YC2 = 352 (KN) HD: VŨ VĂN THINH HỒ SĨ SƠN - 22 - SV: NGUYỄN TRUNG BIÊN ĐỒ ÁN MÁY THUỶ LỢI THIẾT KẾ KHUNG ỦI VỚI LƯỠI BEN QUAY TRÊN MÁY CƠ SỞ KOMATSU 575A-3 Z A = S N ×sin θ − GK ×cos θ1 ⇒ Z A = 1869 ×sin 75 − 16 ×cos15 = 1790( KN ) PE1 = PE = X C1 + X C − YC LA b 222, + 2329, − 352 • ⇒ PE1 = PE = 5, 2,5 = 874, 6( KN ) Tuy nhiên để đơn giản hoá việc tính bền khung ủi ta đưa kết cấu khung lực tác dụng lên khung theo sơ đồ hình vẽ HD: VŨ VĂN THINH HỒ SĨ SƠN - 23 - SV: NGUYỄN TRUNG BIÊN ĐỒ ÁN MÁY THUỶ LỢI THIẾT KẾ KHUNG ỦI VỚI LƯỠI BEN QUAY TRÊN MÁY CƠ SỞ KOMATSU 575A-3 SZ SA A D 0.3 ZE2 ZE1 ZC1 5.4 ZC2 XE2 XC2 C2 XD YC MD D A YA d C1 LA XC1 XE1 Ứng với sơ đồ lực XD, YD, MD, xác định cách chuyển lực XA, YA, SN, GK, điểm D lực chưa biết khác xác định theo công thức sau X D = X A + S N • cos θ − GK • sin θ ⇒ X D = 1627,6 + 1869 • cos 75 − GK • sin15 = 2107,2( KN ) YD = YA = 352( KN ) M D = YA • d = 352 • 0,3 = 105,6( KN m) HD: VŨ VĂN THINH HỒ SĨ SƠN - 24 - SV: NGUYỄN TRUNG BIÊN ĐỒ ÁN MÁY THUỶ LỢI THIẾT KẾ KHUNG ỦI VỚI LƯỠI BEN QUAY TRÊN MÁY CƠ SỞ KOMATSU 575A-3 X E1 = X E = PE1 • cos θ ⇒ X E1 = X E = 874,6 • cos 25 = 792,6( KN ) Z E1 = Z E = PE1 • sin θ ⇒ Z E1 = Z E = 874,6 • sin 25 = 369,6( KN ) SZ = S N • sin θ ⇒ S Z = 1869 • sin 75 = 1805, 4( KN ) q= GK • cos θ 16 • cos15 = ( KN / m) S0 S0 q - tải trọng phân bố trọng lượng S0 - chiều dài trục tâm khung dẩy lấy gần S0 = 13,8 (m) q= GK • cos θ 16 • cos15 = = 1,1( KN / m) S0 13,8 III: LỰA CHỌN VẬT LIỆU CHẾ TẠO, KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC VÀ TÍNH BỀN KHUNG 1: LỰA CHỌN VẬT LIÊU CHẾ TẠO VÀ KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC CỦA KHUNG z B1 A1 A2 Chọn vật liệu làm khung đẩy thép CT6 có B2 4a/3 [σ]b = 450 MPa =45 • 104 (KN/m2) ứng với hệ số an toàn lấy n=1.2 Khung hình thành từ thép gép lại với liên kết hàn góc Kích thước tiết diện biểu diện hình D2 D1 C2 a vẽ bên: với kích thước lựa chọn sơ HD: VŨ VĂN THINH HỒ SĨ SƠN - 25 - SV: NGUYỄN TRUNG BIÊN a/6 C1 Y ĐỒ ÁN MÁY THUỶ LỢI THIẾT KẾ KHUNG ỦI VỚI LƯỠI BEN QUAY TRÊN MÁY CƠ SỞ KOMATSU 575A-3 +>chiều rộng tiết diện: a +>chiều cao tiết diện: 4a/3 +>chiều dầy thép: a/6 Từ kích thước chọn ta xác định đặc trưng hình học mặt cắt khung ∑J = J YA1B1C1D1 − JYA2 B2C2 D2 WY = Z XN •a 1  23 4 J YA1B1C1D1 − J YA2 B2C2 D2 =  a • ( a )3 − • a • a  = a (m ) 12  3 162  J Y J YA1B1C1D1 − J YA2 B2C2 D2 23 3 ∑ ⇒ WY = = = a (m ) Z XN 108 •a ∑J = Y J ZA1B1C1D1 − J ZA2 B2C2 D2 WZ = YXN •a 1  28 J ZA1B1C1D1 − J ZA2 B2C2 D2 =  a • ( a ) − ( • a )3 • a  = a (m ) 12  3  27 ⇒ WZ Y ∑J = Z YXN J ZA1B1C1D1 − J ZA2 B2C2 D2 14 3 = = a (m ) •a 2 F = FA1B1C1D1 − FA2 B2C2 D2 = a • • a − • a • a = a (m ) 3 2: TÍNH BỀN KHUNG ỦI HD: VŨ VĂN THINH HỒ SĨ SƠN - 26 - SV: NGUYỄN TRUNG BIÊN ĐỒ ÁN MÁY THUỶ LỢI THIẾT KẾ KHUNG ỦI VỚI LƯỠI BEN QUAY TRÊN MÁY CƠ SỞ KOMATSU 575A-3 Để tính bến khung ta cần tính bền số mặt cắt mà xác suất hư hỏng lớn (mặt cắt có ứng suất lớn nhất) Ở tính đối xứng kết cấu khung ta cần xét mặt cắt coi nghuy hiểm mặt cắt qua D E2 2.1: xét mặt cắt D A: xác định nội lực mặt cắt D M ZTRAI = ( X C − X E ) • b − YC • LD ⇒ M ZTRAI = (2329,6 − 792,6) • 2,5 − 352 • 5, = 1941( KN ×m) M ZPHAI = ( X E1 − X C1 ) • b ⇒ M ZPHAI = (792,6 − 222, 4) • 2,5 = 1933,3( KN ×m) M XTRAI = ( Z E − Z C ) • b ⇒ M XTRAI = (369,6 − 19,3) • 2,5 = 875,7( KN ×m) M XPHAI = ( ZC1 − X E1 ) • b ⇒ M XPHAI = (861,7 − 369,6) • 2,5 = 1230, 25( KN ×m) N Dtrai = ( X C − X E ) • cos φ + YC • sin φ ⇒ N Dtrai = (2329,6 − 792,6) • cos 600 + 352 • sin 60 = 1073,3( KN ×m) N DPHAI = ( X E1 − X C1 ) • cos φ ⇒ N DPHAI = (792,6 − 222, 4) • cos 60 = 285( KN ×m) Xét ứng suất lớn mặt cắt qua D D σ max = M X MZ N + − WX WZ F D ⇒ σ max = HD: VŨ VĂN THINH HỒ SĨ SƠN 875,7 1941 1073,5 + + ≈ 376295( KN / m ) 0,042 0,00575 0,06 - 27 - SV: NGUYỄN TRUNG BIÊN ĐỒ ÁN MÁY THUỶ LỢI THIẾT KẾ KHUNG ỦI VỚI LƯỠI BEN QUAY TRÊN MÁY CƠ SỞ KOMATSU 575A-3 Vậy σDMAX = 376295( KN / m ) < [ σ ] B = 45 • 10 ( KN / m ) thoả mãn điều kiện bền B: xác định nội lực mặt cắt E1 M ZE1 = 0( KN ×m) M YE1 = Z C1 • LE = 861,7 • = 1723, 4( KN ×m) N XE1 = X C1 = 222, 4( KN ) N XE1 = X C1 = 222, 4( KN ) Xét ứng xuất lớn mặt cắt E1 E1 σ max = MY M Z N + + WY WZ F D ⇒ σ max = Vậy 875,7 1941 1073,5 + + ≈ 303417( KN / m ) 0,042 0,00575 0,06 σDMAX = 303417( KN / m ) < [ σ ] B = 45 •10 ( KN / m ) thoả mãn điều kiện bền C: xác định nội lực mặt cắt E2 M ZE = YC • LE = 352 • = 704( KN ×m) M YE = Z C • LE = 19,3 • = 38,6( KN ×m) N XE = X C = 2329,6( KN ) Xét ứng xuất lớn mặt cắt E2 HD: VŨ VĂN THINH HỒ SĨ SƠN - 28 - SV: NGUYỄN TRUNG BIÊN ĐỒ ÁN MÁY THUỶ LỢI THIẾT KẾ KHUNG ỦI VỚI LƯỠI BEN QUAY TRÊN MÁY CƠ SỞ KOMATSU 575A-3 E2 σ max = MY M Z N + + WY WZ F D ⇒ σ max = Vậy 38,6 704,3 2329,6 + + ≈ 62319( KN / m ) 0,00575 0,042 0,06 σDMAX = 62319( KN / m ) < [ σ ] B = 45 • 10 ( KN / m ) thoả mãn điều kiện bền Vậy mặt cắt cho thoả mãn điều kiện bền CHƯƠNG V: HỆ THỐNG THUỶ LỰC ĐIỀU KHIỂN HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY ỦI I: Hệ thống thuỷ lực máy ủi a) Sơ đồ hệ thống điều khiển thuỷ lực: Hệ thống điều khiển lưỡi ủi: 15 1- Vỏ máy phận bôi trơn 14 2- Lọc dầu 13 19 3- Động điezen 12 11 10 4- Bơm thủy lực số I 5- Bộ phận làm mát 16 17 6- Van an toàn M 7- Đường phận khác 18 8- Vỏ máy truyền động HD: VŨ VĂN THINH HỒ SĨ SƠN M - 29 - SV: NGUYỄN TRUNG BIÊN ĐỒ ÁN MÁY THUỶ LỢI THIẾT KẾ KHUNG ỦI VỚI LƯỠI BEN QUAY TRÊN MÁY CƠ SỞ KOMATSU 575A-3 9- Van điều khiển 10- Xy lanh điều khiển 15- Xy lanh nâng hạ lưỡi ủi 11- Thanh ngang 16- Van an toàn 12- Van phân phối 17- Bơm thủy lực số II 13- Van chiều 18- Thùng dầu 14- Van đóng ngắt 19- Van tiết lưu b) Nguyên lý làm việc: − Quá trình nâng ben: Dầu từ thùng dầu 18, qua bơm II, van chiều, Bộ phân phối điều khiển 12, phân phối điều khiển điều khiển van trượt để buồng bên trái xi lanh thông với đường dầu hồi buồng bên phải buồng Dầu nối với đường ống từ bơm II Xi lanh thuỷ lực dịch chuyển bên trái Lưỡi ben nâng lên − Quá trình hạ ben: Dầu từ thùng Dầu 18 qua bơm II tới phân phối hệ thống 12 Bộ phận điều khiển trượt để Dầu vào buồng bên trái xi lanh thuỷ lực buồng bên phải xi lanh thuỷ lực nối với đường hồi hệ thống Lưỡi ben hạ xuống nhờ lực xi lanh thuỷ lực Bộ phận van chiều tiết lưu đặt ống dẫn xi lanh thuỷ lực để tránh gián đoạn dòng chất lỏng làm việc khoang xi lanh thuỷ lực piston chuyển động nhanh tác dụng tải trọng Duy trì áp suất nhỏ cần thiết không đổi ống dẫn xi lanh thuỷ lực để đảm bảo độ tin cậy đóng mở trượt 12 không phụ thuộc vào dao động áp suất đường ống bơm Cụm 9, 10, 11 hỗ trợ việc điều khiển van phân phối 12 II: Xác định đường kính xilanh: HD: VŨ VĂN THINH HỒ SĨ SƠN - 30 - SV: NGUYỄN TRUNG BIÊN ĐỒ ÁN MÁY THUỶ LỢI THIẾT KẾ KHUNG ỦI VỚI LƯỠI BEN QUAY TRÊN MÁY CƠ SỞ KOMATSU 575A-3 Với máy Kômatsu, áp suất xilanh thuỷ lực: p =20,6 MPa = 2,06104 KN/m2 Đường kính cán piston d: d = 0,7 D D - đường kính piston, tính theo công thức: D= 4.S n k 4.1869.1, = = 0.368 (m) 0,51.2.π p 0,51.2.π 2, 06.10 Với: k- hệ số an toàn lực, k =1,2 ⇒ D= 98,2(mm) Theo bảng xilanh tiêu chuẩn, ta chọn D = 400(mm) Đường kính cán pistôn: d =0,7.400 =280(mm) Hành trình piston xác định: S = l1- l2 = 2,5/sin85 ≈ 2,5 (m) CHƯƠNG VI: KẾT LUẬN Hiện nay, công HĐH-CGH, máy móc đóng góp phần không nhỏ.Việc cải tiến Máy xây dựng nói chung Máy làm công tác đất nói riêng để phù hợp với điều kiện nước ta việc làm cần thiết v v Sau thời gian nhiều, để tính toán thiết kế cải tiến cấu máy, Được hướng sẫn nhiệt tình thầy giáo: Vũ Văn Thinh Hồ Sĩ Sơn cố gắng thân, giúp đỡ bạn bè giúp em hoàn thành đồ án môn học Do thời gian có hạn đồng thời khó khăn tài liệu tham khảo, kiến thức thực tế nhiều bất cập, chủ yếu sử dụng nhũng học nhà trường, làm đồ án không tránh khỏi thiếu sót HD: VŨ VĂN THINH HỒ SĨ SƠN - 31 - SV: NGUYỄN TRUNG BIÊN ĐỒ ÁN MÁY THUỶ LỢI THIẾT KẾ KHUNG ỦI VỚI LƯỠI BEN QUAY TRÊN MÁY CƠ SỞ KOMATSU 575A-3 hạn chế mắc phải Em mong bảo tận tình thầy cô giáo toàn thể bạn sinh viên để đồ án đựơc hoàn thiện Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo toàn thể bạn! SINH VIÊN: NGUYỄN TRUNG BIÊN Hà Nội: ngày 23 tháng 09 năm 2007 HD: VŨ VĂN THINH HỒ SĨ SƠN - 32 - SV: NGUYỄN TRUNG BIÊN ĐỒ ÁN MÁY THUỶ LỢI THIẾT KẾ KHUNG ỦI VỚI LƯỠI BEN QUAY TRÊN MÁY CƠ SỞ KOMATSU 575A-3 HD: VŨ VĂN THINH HỒ SĨ SƠN - 33 - SV: NGUYỄN TRUNG BIÊN ... BIÊN ĐỒ ÁN MÁY THUỶ LỢI THIẾT KẾ KHUNG ỦI VỚI LƯỠI BEN QUAY TRÊN MÁY CƠ SỞ KOMATSU 575A-3 CHƯƠNG I: XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA LƯỠI ỦI VẠN NĂNG I: CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY CƠ SỞ KOMATSU. .. ĐỒ ÁN MÁY THUỶ LỢI THIẾT KẾ KHUNG ỦI VỚI LƯỠI BEN QUAY TRÊN MÁY CƠ SỞ KOMATSU 575A-3 Chiều cao lưỡi ủi xác định thông qua lực kéo điều kiện đất Trong tính toán sơ máy ủi, chiều cao lưỡi ủi xác... ĐỒ ÁN MÁY THUỶ LỢI THIẾT KẾ KHUNG ỦI VỚI LƯỠI BEN QUAY TRÊN MÁY CƠ SỞ KOMATSU 575A-3 θ = góc nghiêng khung so với phương ngang thông thường θ1 = 10 ÷ 150 lấy θ = 150 GU – trọng lượng lưỡi ủi GU