Với mục tiêu công nghệp hoá hiện đại hoá đất nước của Đảng, đưa đất nước đi lên con đường xã hội chủ nghĩa. Cùng với sự phát triển không ngừng của nền công nghiệp nước nhà có rất nhiều lĩnh vực đóng góp vai trò lớn trong công cuộc cải cách này. Trong đó không thể không kể đến vai trò của nghành máy xây dựng và xếp dỡ. Để đáp ứng được mục tiêu công nghệp hoá hiện đại hoá thì lĩnh vực giao thông vận tải giữ một vai trò quan trọng. Nhờ sự phát triển của nghành Máy xây dựng và xếp dỡ mà có thể thay đổi hoàn toàn công nghệ thi công như: máy ép cọc bấc thấm, máy khoan cọc nhồi, máy và thiết bị đầm lèn vì thế có thể nâng cao năng suất, nâng cao chất lượng công trình và tiết kiệm không nhỏ chi phí thi công. Trong thi công các công trình đường sá, cầu cống, sân bay, hải cảng... thì đối tượng thi công có khối lượng thi công lớn nhất là công tác làm đất như: đào, vận chuyển, san bằng và đầm lèn đất. Chất lượng công trình phụ thuộc rất nhiều vào công tác làm đất nói chung và công tác đầm lèn nói riêng. Vấn đề được đặt ra là thế hệ sinh viên chúng em cần tiếp thu nhanh công nghệ áp dụng vào điều kiện thực tiễn nước nhà nhằm mục đích có thể chế tạo được những máy tương tự hoặc cải tiến một số máy với tính năng tương đương nhưng giá thành thì rẻ hơn rất nhiều. Đề tài tốt nghiệp Tính toán thiết kế lu rung mini này có lẽ cũng không nằm ngoài mục đích đó. Vì lu rung đang được sử dụng rất phổ biến và đem lại năng suất cao thì không thể không có mặt ở bất cứ công trình nền móng nào, đặc biệt là công trình đường giao thông. Hiện nay ở Việt Nam cũng có những công ty chuyên sửa chữa, đại tu, thậm chí có thể chế tạo mới như công ty cơ khí công trình gao thông I, công ty cơ khí Vạn Xuân ... Do thời gian nghiên cứu và trình độ có hạn nên trong quá trình thực hiện đề tài chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự góp ý của các thầy, cô giáo cùng các bạn sinh viên. Qua đây em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy giáo TS.Thái Hà Phi cùng các thầy, cô giáo thuộc Bộ môn Máy xây dựng và xếp dỡ Trường ĐH Giao Thông Vận Tải HN đã giúp em hoàn thành tốt đề tài này.
§å ¸n tèt nghiƯp ThiÕt kÕ lu rung mini b¸nh thép Lời nói đầu Với mục tiêu công nghệp hoá - đại hoá đất nớc Đảng, đa đất nớc lên đờng xã hội chủ nghĩa Cùng với phát triển không ngừng công nghiệp nớc nhà có nhiều lĩnh vực đóng góp vai trò lớn công cải cách Trong không kể đến vai trò nghành máy xây dựng xếp dỡ Để đáp ứng đợc mục tiêu công nghệp hoá - đại hoá lĩnh vực giao thông vận tải giữ vai trò quan trọng Nhờ phát triển nghành Máy xây dựng xếp dỡ mà thay đổi hoàn toàn công nghệ thi công nh: máy ép cọc bấc thấm, máy khoan cọc nhồi, máy thiết bị đầm lèn nâng cao suất, nâng cao chất lợng công trình tiết kiệm không nhỏ chi phí thi công Trong thi công công trình đờng sá, cầu cống, sân bay, hải cảng đối tợng thi công có khối lợng thi công lớn công tác làm đất nh: đào, vận chuyển, san đầm lèn đất Chất lợng công trình phụ thuộc nhiều vào công tác làm đất nói chung công tác đầm lèn nói riêng Vấn đề đợc đặt hệ sinh viên chúng em cần tiếp thu nhanh công nghệ áp dụng vào điều kiện thực tiễn nớc nhà nhằm mục đích chế tạo đợc máy tơng tự cải tiến số máy với tính tơng đơng nhng giá thành rẻ nhiều Đề tài tốt nghiệp "Tính toán thiết kế lu rung mini" có lẽ không nằm mục đích Vì lu rung đợc sử dụng phổ biến đem lại suất cao mặt công trình móng nào, đặc biệt công trình đờng giao thông Hiện Việt Nam có công ty chuyên sửa chữa, đại tu, chí chế tạo nh công ty khí công trình gao thông I, công ty khí Vạn Xuân Do thời gian nghiên cứu trình độ có hạn nên trình thực đề tài chắn tránh khỏi thiếu sót, em mong đợc góp ý thầy, cô giáo bạn sinh viên SV : Nguyễn Thái Sơn -Lớp: Máy xây dựng - K40 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lu rung mini bánh thép Qua em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo TS.Thái Hà Phi thầy, cô giáo thuộc Bộ môn Máy xây dựng xếp dỡ Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải - HN giúp em hoàn thành tốt đề tài Hà Nội, Ngày 10 tháng năm 2004 Sinh viên: Nguyễn Thái Sơn SV : Nguyễn Thái Sơn -Lớp: Máy xây dựng - K40 Đồ ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ lu rung mini b¸nh thÐp Chơng I: tổng quan công tác sử dụng máy thiết bị đầm lèn I.1 Đặt vấn đề: Trong công công nghiệp hoá - đại hoá đất nớc thu đợc thành tựu to lớn Việc xây dựng sở hạ tầng đặc biệt xây dựng hệ thống công trình giao thông vËn t¶i cã mét ý nghÜa cùc kú quan träng ®èi víi sù ph¸t triĨn kinh tÕ - x· héi miền tổ quốc Để xây dựng công trình thuỷ lợi, công trình giao thông vận tải nh đê điều, nhà ga, sân bay, bến cảng đặc biệt tuyến đờng thiết bị quan trọng máy thiết bị đầm lèn Trong thi công đờng áp dụng quy trình công nghệ ASTHO nên việc sử dụng loại lu bánh thép kiểu tĩnh rung - tĩnh kết hợp phổ biến Đặc biệt lu rung Để nâng cao chất lợng thi công mặt đờng nhằm mục đích cạnh tranh đấu thầu phải có máy móc thiết bị có suất cao mà vốn đầu t ít, thi công công trình giao thông nhỏ, công trình giao thông nông thôn điều kiện nghèo nàn nên công trình xây dựng có vốn hạn hẹp Do khó khăn tài chính, đơn vị thi công nớc có khả nhập máy 100% mà chủ yếu máy qua sử dụng, chí máy qua sử dụng hạn chế Vấn đề đợc đặt cần phải thiết kế SV : Nguyễn Thái Sơn -Lớp: Máy xây dựng - K40 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lu rung mini bánh thép loại máy mà nớc chế tạo đợc với giá thành rẻ mua máy cũ có khẳ phục vụ thi công tốt, máy máy lu rung, đặc biệt lu rung mini để phục vụ cho công trình nhỏ, vỉa hè, công trình mà xe lớn làm việc đợc Đó mục đích đề tài Hiện việc chế tạo lu rung đợc thực Việt Nam, điển hình công ty khí công trình giao thông I Nh mặt khách quan đề tài hoàn toàn phù hợp với yêu cầu thực tiễn nay, hoàn toàn có tính khả thi I.2 Khái niệm đầm lèn: Đất sau đợc đào đắp dùng làm cho công trình thờng không đảm bảo độ bền cần thiết, cần đầm lèn tự nhiên nhân tạo nhằm mục đích giảm tối đa thể tích rỗng đất, làm phần tử đất vật liệu xếp có trật tự hơn, tăng lực bám dính chúng, tăng tỷ trọng riêng tăng mô đuyn biến dạng (hay gọi biến dạng vĩnh viễn) Phơng pháp đầm lèn tự nhiên cần nhiều thời gian, không đảm bảo tiến độ thi công công trình, hầu nh ngời ta dùng phơng pháp đầm lèn nhân tạo, nhiên tận dụng đầm lèn tự nhiên trờng hợp tốt Có ba yếu tố ảnh hởng tới chất lợng đầm lèn là: lực, thời gian độ ẩm Lực: Độ bền phân tử đất thờng lớn so với độ bền liên kết chúng với nhau, đầm lèn thực chất việc tác dụng ngoại lực để phá vỡ liên kết ấy, làm cho lỗ hổng phân tử đất chứa không khí không SV : Nguyễn Thái Sơn -Lớp: Máy xây dựng - K40 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lu rung mini bánh thép nữa, phân tử đất đợc xếp lại sát Nh vậy, lợng đầm lèn chủ yếu để thắng lực liên kết lực ma sát phân tử đất chuyển dịch Thời gian: Quá trình biến dạng phát triển khoảng thời gian cần thiết Khi tác dụng lực đột ngột, thời gian để đất trạng thái căng thẳng nhỏ so với thời gian cần thiết để đất biến dạng hoàn toàn Vì vậy, để đạt đợc kết mong muốn cần tác dụng lực nhiều lần tăng thời gian trì lực tác dụng Yếu tố lực thời gian quan trọng nhng khắc phục đợc cách chủ động cách tăng - giảm trọng lợng máy đầm lèn (gia tải), tăng - giảm số lần đầm lèn cho máy chạy với tốc độ nhanh - chậm tuỳ theo yêu cầu (KG/cm2) o no n,p Hình 1.1: Đồ thị quan hệ số lần lu lèn, lực độ bền chặt đất n: số lần lu lèn p: lực đầm lèn, [KG] SV : Nguyễn Thái Sơn -Lớp: Máy xây dựng - K40 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lu rung mini bánh thép Độ ẩm: Độ ẩm tiêu vô quan trọng, có ảnh hởng trực tiếp đến chất lợng đầm lèn hiệu kinh tế (g/cm ) max Đất khô Đất ớt W1opt o w (%) Hình 1.2: Đồ thị biểu thị mối quan hệ độ ẩm độ đất W1opt : độ ẩm tiêu chuẩn Đất độ ẩm có lực liên kết nhỏ Tiến hành đầm lèn điều kiện đạt hiệu kinh tế cao ®é ch¾c cđa ®Êt còng lín nhÊt Khi W < W1opt tức đất khô Đất khô, lực liên kết đất đất với lớn Đầm lèn điều kiện có hiệu Khi W > W1opt tức đất ớt điều kiện liên kết bên bên đất có giá trị lớn thành phần sét đất bị hoà tan với nớc tạo thành chất keo Hỗn hợp keo dễ biến dạng đàn hồi gây dính bám vào công tác máy đầm lèn Mặt khác, đất ớt, đầm lèn cán nớc đợc trạng thái này, nguyên tắc đầm lèn đợc SV : Nguyễn Thái Sơn -Lớp: Máy xây dựng - K40 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lu rung mini bánh thép Nh vậy, tiêu độ ẩm quan trọng khó khắc phục Để đạt đợc hiệu đầm lèn đất cần phải đặc biệt ý đến ảnh hởng độ ẩm tiến hành đầm lèn đất độ ẩm gần W1opt tốt Nếu đất khô phải đợc tới nớc, đất ớt phải đợi cho nớc việc phiền phức giải thời gian, không chủ động đợc Loại đất Đất cát cát thô cát bụi Đất sét sét sét nặng Đất đen Thể tích Độ tối W1opt Tỷ trọng không khí đa (tỷ trọng (%) (T/m3) chứa đất khô) 2,57 đất (%) max (g/cm3 ) 2,05 - 1,90 2,58 1,97 - 1,78 2,60 1,78 - 1,65 2,60 1,72 - 1,63 2,62 1,86 - 1,70 2,63 1,75 - 1,63 - 12 10 15 16 20 18 21 14 19 18 22 20 - 2,52 1,63 - 1,50 sÐt 25 B¶ng 1.1: Thông số độ ẩm thích hợp số loại đất đầm lèn I.3 Các phơng pháp đầm lèn: I.3.1 Đầm lèn tự nhiên: Là phơng pháp đất tự lún dới tác dụng môi trờng nh: ma, nắng, gió , phơng pháp phụ thuộc vào thời tiết SV : Nguyễn Thái Sơn -Lớp: Máy xây dựng - K40 Đồ án tèt nghiƯp ThiÕt kÕ lu rung mini b¸nh thÐp thêi gian kéo dài, không chủ động theo tiến độ công trình nên đợc sử dụng I.3.2 Đầm lèn nhân tạo: Là việc sử dụng máy thiết bị đầm lèn, nhờ tác dụng ngoại lực làm biến dạng móng công trình vĩnh viễn Có nhiều phơng pháp đầm lèn, nhng ta phân theo ba phơng pháp chủ yếu sau: Đầm lèn tác dụng lực tĩnh Đầm lèn tác dụng lực rung động Đầm lèn tác dụng lực động Trên sở ba phơng pháp đầm lèn trên, ta có kiểu chủng loại lu, đầm lèn chủ yếu sau: I.3.2.1 Đầm lèn tĩnh: I.3.2.1.1 Lu bánh thép trơn: Ưu điểm: Đợc dùng lu lèn mặt đờng hoàn thiện tốt Cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo giá thành rẻ khoảng 30% so với ngoại nhập Nhợc điểm: Chiều sâu ảnh hởng nhỏ (15 25 cm), tức lớp đất đắp đợc thành lớp mỏng phải đầm lèn dẫn đến suất thấp Bề mặt lớp đất sau đầm lèn máy dễ trở thành nhẵn mịn làm cho lớp đất đắp theo SV : Nguyễn Thái Sơn -Lớp: Máy xây dựng - K40 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lu rung mini bánh thép khó kết dính với lớp dới để tạo cho công trình thành thể thống liên kết khăng khít víi Søc b¸m cđa m¸y kÐo nhá, m¸y cồng kềnh, nặng nề chậm chạp gây khó khăn di chuyển từ công trình đến công trình khác I.3.2.1.2 Lu bánh lốp: Ưu điểm: Tốc độ lu lèn lớn (30 35 km/h), suất cao Chiều sâu ảnh hởng lớn (40 50 cm) Vận chuyển máy dễ dàng thuận tiện Cấu tạo đơn giản Thích ứng với loại đất tăng giảm đợc trọng lợng áp suất bánh, chất lợng đầm lèn tốt I.3.2.1.3 Đầm chân cừu: Ưu điểm: Chiều sâu ảnh hởng lớn (so với đầm bánh hơi) Cấu tạo đơn giản, giá thành rẻ Năng suất cao, chất lợng đầm lèn tốt Nền đắp gồm nhiều lớp đầm lèn riêng biệt chồng lên nhng đảm bảo đợc độ thống độ lèn Nhợc điểm: VËn chun phiỊn phøc ChØ thÝch øng víi lo¹i đất dẻo có độ ẩm đợc quy định chặt chẽ SV : Nguyễn Thái Sơn -Lớp: Máy xây dựng - K40 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lu rung mini bánh thép Tầng dới đầm lèn nhng tầng bề mặt không chặt Sức kéo đòi hỏi lớn hệ số cản di chuyển lớn I.3.2.2 Máy đầm lèn rung động: I.3.2.2.1 Máy đầm bàn rung động: Máy đầm lèn nhờ lực rung ®éng rÊt cã hiƯu qu¶ ®èi víi ®Êt rêi kích thớc đất tơng đối khác lực liên kết chúng có giá trị nhỏ Bởi vậy, máy đầm loại thích hợp với cát, sét, sỏi đá dăm nhỏ Với đất dính khô nh đất sét, dùng máy đầm rung động không thích hợp lực liên kết đất lớn, lực truyền cảm rung động yếu không thắng lực liên kết chúng Do đầm lèn có hiệu Máy đầm bàn rung động có hai kiểu: Kiểu tự hành nhờ lực cản định hớng động Kiểu không tự hành: rung động tuý có ngời máy kéo Cũng nh đầm lèn tĩnh, yếu tố ảnh hởng đến chất lợng đầm đất nh lực rung động, trọng lợng máy yếu tố độ ẩm đất cần đầm có khác so với độ ẩm đất đầm tĩnh Độ ẩm tốt cho đầm lèn rung động cao ®é Èm ®· giíi thiƯu ë b¶ng (1.1) tíi 10 12%, lực kiên kết đất với điều kiện giảm đáng kể có lợi (g/cm3) cho việc đầm rung động SV : Nguyễn Thái Sơn 10 -Lớp: Máy xây dựng - K40 W1opt W2opt W (%) Đồ án tốt nghiệp ThiÕt kÕ lu rung mini b¸nh thÐp Thay c¸c gi¸ trị vào công thức (3.6) ta đợc: R12 P 2.980 R R 188,5 R1 R2 2 (3.11) P 6964,321.10 R R1 R2 B¸n kÝnh trục lệch tâm: Để xác định đợc bán kính trục lệch tâm chỗ lắp bánh lệch tâm ta dựa vào điều kiện biên trục Trục lệch tâm có tác dụng tạo lực kích thích không tham gia vào việc chịu lực trọng lợng tác dụng lên trống lăn, toàn phần trọng lợng tác dụng qua hai ngỗng trục, ngỗng trục liên kết với vách trống rung, lực hoàn toàn kết cấu vách trống rung ngỗng trục chịu Do vậy, trục có tác dụng dẫn động bánh lệch tâm khắc phục lực cản ổ đỡ Khi làm việc, trục chủ yếu chịu mô men uốn thành phần lực ly tâm gây ra, thành phần mô men xoắn nhỏ, mô men xoắn lực quán tính cấu quay gây ra, ma sát ổ lăn gây nên giá trị lớn mô men xoắn bắt đầu khởi động, quay với vận tốc làm việc mô men xoắn lại nhỏ, đồng thời lúc mô men uốn thành phần lực ly tâm lại lớn lực ly tâm tỷ lệ với e e bình phơng vận tốc góc trục lệch tâm, khởi động P/2 P/2 mô menAuốn lại nhỏ Do vậy, đểDtính Bbền trục ta C chọn trạng thái bất lợi chịu mô men uốn lớn nhất, song trục lại(N) chịu mỏi cần phải kiểm tra trục theo độ bền mỏi 9000 + (phần đợc trình bày phần tính trục lệch tâm), 9000 (N) phần ta tính sơ trục theo ®iỊu- kiƯn bỊn n Q 553500 (N.m m) S¬n SV : Nguyễn Thái 36 -Lớp: Máy xây dựng - K40 M Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lu rung mini bánh thép Hình 3.5: Mô hình tính toán trục lệch tâm Lực ly tâm có giá trị lớn là: Pmax = 18000 (N) Phản lực t¹i gèi A: MB = YA = P/2 = 18000/2 SV : Nguyễn Thái Sơn 37 -Lớp: Máy xây dựng - K40 Đồ án tốt nghiệp ThiÕt kÕ lu rung mini b¸nh thÐp YA = 9000 (N) X = XA = Ph¶n lùc t¹i gèi B: Y = YB = P/2 = 9000 (N) Biểu đồ lực cắt: Q §o¹n AC: Q - YA = Q = YA A C YA Q = 9000 (N) P/2 Đoạn CD: YA - P/2 - Q = A C Q D YA Q = Đoạn DB: Q Q - YB = Q = YB Q = 9000 (N) D B YB Biểu đồ mô men uốn trục: Để vẽ đợc biểu đồ mô men uốn trục lệch tâm dới tác dụng lực ly tâm, ta tiến hành xác định giá trị mô men mặt cắt đặc biệt Tại mặt cắt C - C: MC-C = YA.e = 9000.61,5 e = 61,5 (mm) - khoảng cách từ gối A đến mặt cắt C - C MC-C = 553500 (N.mm) Tại mặt cắt D - D: SV : Nguyễn Thái Sơn 38 -Lớp: Máy xây dựng - K40 Đồ án tèt nghiƯp ThiÕt kÕ lu rung mini b¸nh thÐp MD-D = YB e MD-D = 553500 (N.mm) Vì biểu đồ mô men tập trung nên biểu đồ mô men uốn bớc nhảy, mặt khác lực tác dụng lên trục lực tập trung, tải trọng phân bố, biểu đồ mô men uốn hàm tuyến tính theo chiều dài trục Từ ta xây dựng đợc biểu đồ mô men nh hình 3.2 Qua biểu đồ ta thấy: tăng khoảng cách (e) từ trọng tâm bánh lệch tâm đến trọng tâm ổ đỡ trục mô men uốn phát sinh trục tăng lên, đờng kính trục phải tăng lên để đảm bảo điều kiện bền làm việc, nh kéo theo kết cấu khác phải tăng theo nh: gối đỡ trục, ổ lăn Do bố trí bánh lệch tâm trục ta bố trí gần ổ tốt, ta lÊy: e B 25 2 mm (3.12) Trong ®ã: B - bỊ réng ỉ, sơ chọn ổ trục hai dãy tự lựa, đờng kính trục chỗ lắp ổ d = 50 (mm), ta chọn đợc ổ ký hiệu 3510, có B = 33 (mm) - chiều dày bánh lệch tâm, = 40 (mm) 25 - khoảng cách chi tiết quay chi tiết đứng yên 33 40 25 2 e 61,5 mm e Xác định sơ đờng kính trục: Theo điều kiện bền: SV : Nguyễn Thái Sơn 39 -Lớp: Máy xây dựng - K40 Đồ án tốt nghiƯp ThiÕt kÕ lu rung mini b¸nh thÐp u Mu u Wu (3.13) Trong ®ã: u - øng st n ph¸t sinh trơc, [N/mm2] Mu - mô men uốn phát sinh trục, [N.mm] Mu = 553500 (N.mm) Wu - m« men chèng n cđa trục, với trục tiết diện tròn thì: Wu 0,1.d 23 mm (3.14) d2 - ®êng kÝnh trơc, [mm] [u] - øng st n cho phÐp cđa vËt liƯu làm trục, với trục làm thép 45 thờng hoá cã c¬ tÝnh: ch = 650 (N/mm) k = 900 (N/mm) th× øng suÊt uèn cho phÐp: [u] = 155 (N/mm2) Thay giá trị tìm đợc vào (3.13) ta ®ỵc: u 553500 155 0,1.d 23 d 32,93 Chän d2 = 35 (mm) VËy b¸n kÝnh trơc lệch tâm chỗ lắp bánh lệch tâm là: R2 = 17,5 (mm) Bán kính bánh lệch tâm: Ta có: SV : Nguyễn Thái Sơn 40 -Lớp: Máy xây dựng - K40 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lu rung mini b¸nh thÐp R2 = 0,0175 (m) P = 18000 (N) Thay vào phơng trình (3.11): 18000 6964,321.10 4.R12 R1 0,0175 R13 0,0175.R12 2,58.10 0 R1 0,0625 m Vậy bán kính lệch tâm: R1 = 62,5 (mm) Thay giá trị R1, R2 vào (3.9) ta xác định đợc bán kính lệch tâm: 62,5 r 62,5 17,5 r 48 mm I.10.3.4.Biên độ dao động trống lăn: Biên độ dao động trống lăn đợc xác định theo công thức: A 2.m0 r 1000 m m0 mm (3.15) Trong ®ã: m0: khối lợng bánh lệch tâm, [kg] m2: khối lợng phần đợc gây rung, [kg] m2 = G2 = 450 (kg) r : bán kính lệch tâm, [m] r = 0,048 (m) Xác định m0: Thay R1, R2, vào công thức (3.) ta đợc: m0 = 980.( 0,0625 - 0,0175 ) SV : Ngun Th¸i Sơn 41 -Lớp: Máy xây dựng - K40 §å ¸n tèt nghiƯp ThiÕt kÕ lu rung mini b¸nh thép m0 = 3,528 (kg) Thay giá trị vào công thức (3.15): A 2.3,528.0,048 1000 0,75 450 3,528 mm Trong thực tế biên độ dao ®éng A n»m kho¶ng 0,7 (mm) VËy A = 0,75 (mm) hợp lý I.10.4 Công suất cho gây rung: Công suất tổng cộng để gây rung đợc xác định: Nr = N1 + N2 + N3 [ml] (3.16) Trong đó: N1- công suất để trì dao động, [ml] N2 - công suất khắc phục ma sát gối ổ, [ml] N3 - công suất khắc phục quán tính trục lệch tâm, [ml] I.10.4.1.Xác định công suất để trì dao động: N1 1,2 1,5.10 6. G0 r n G3 ml (3.17) Trong ®ã: G0.r - mômen tĩnh trục lệch tâm, [KG.m] G0 - trọng lợng bánh lệch tâm, [kg] G0 = 2.m0 = 7,056 (kg) r - b¸n kÝnh lƯch tâm, [m] r = 0,048 (m) n: số vòng quay cđa trơc lƯch t©m mét phót, [v/p] n = 1800 (v/p) SV : Nguyễn Thái Sơn 42 -Lớp: Máy xây dựng - K40 Đồ án tốt nghiệp ThiÕt kÕ lu rung mini b¸nh thÐp - hiƯu suÊt truyÒn rung = 0,99 1,2 1,5 - hƯ sè, ta chän 1,4 G3 - träng lỵng trơc lệch tâm, [kg] Để tính trọng lợng trục lệch tâm (G3) bớc tính sơ này, ta coi trục có tiết diện không đổi, có đờng kính d = 35 (mm), chiỊu dµi trơc lµ: Lt L B 87 (3.18) Trong ®ã: L - khoảng cách hai gối, [mm] L = 500 (mm) - số ổ lăn đỡ trục B - bề rộng ổ bi trụ lòng cầu hai dãy tự lùa = 35 (mm) S¬ bé chän B = 33 (mm) 87 - phần chiều dài đầu trục liên kết then hoa với động thuỷ lực Vậy: 33 87 Lt 620 mm Lt 500 Lt 0,62 m Nh vËy träng lợng trục lệch tâm là: d Lt KG 0,035 G3 0,62 0,78 10 4 G3 4,65 KG G3 SV : Nguyễn Thái Sơn 43 -Lớp: Máy xây dựng - K40 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lu rung mini bánh thép Thay giá trị vào công thức (3.): 1,4.10 6. 7,056.0,048 1800 N1 4,65.0,99 N 0,113 ml I.10.4.2.Công suất khắc phục ma sát gối ổ: P.d n N k1 k 1,36 19,5.10 ml (3.19) Trong ®ã: k1 - hƯ số phụ thuộc vào điều kiện vật liệu bôi trơn k1 = 1,2 : bôi trơn mỡ k2 - hệ số xét tới dạng ổ đỡ k2 = 0,007 : với ổ bi đũa lòng cầu hai dãy P - lùc kÝch ®éng, [kg] P = 1800 (kg) d - đờng kính trục chỗ lắp ổ bi, [mm] S¬ bé ta cã d = 25 (mm) VËy: 1800.25.1800 N 1,2.0,007 1,36 19,5.10 N 0,47 ml I.10.4.3.Công suất khắc phục quán tính trơc lƯnh t©m: J O N3 t.750 ml Trong ®ã: t - thêi gian khëi ®éng bé g©y dung, thêng t = (s) - vËn tèc gãc cđa trơc lƯch t©m, = 188,5 (rad/s) SV : Nguyễn Thái Sơn 44 -Lớp: Máy xây dựng - K40 (3.20) Đồ án tốt nghiƯp ThiÕt kÕ lu rung mini b¸nh thÐp jO - mô men quán tính trục lệnh tâm bánh lệch tâm đờng tâm trục (O - O) j0 = jtO + 2.jbO [kg.m2] (3.21) jtO - mô men quán tính trục với đờng tâm (O - O) jtO m3 R22 kg.m 2 m3 G3 4,65 R2 0,0175 4,65.0,0175 2 7,12.10 kg.m kg m jtO jtO jbO - mô men quán tính bánh lệch tâm với đờng (O O) jbO = jbC + m0.r2 [kg.m2] (3.22) jbC - m« men quán tính bánh lệch tâm với đờng (C - C) jbC m0 R12 kg.m m0 3,528 kg R1 0,0625 m jbC 3,528 0,0625 2 jbC 68,9.10 kg.m r = 0,048 (m) j bO 68,9.10 3,528.0,048 jbO 1,5.10 kg.m j O 7,12.10 2.1,5.10 jO 0,030712 kg.m Thay c¸c giá trị tìm đợc vào (3.20) ta đợc: SV : Nguyễn Thái Sơn 45 -Lớp: Máy xây dựng - K40 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lu rung mini b¸nh thÐp 0,030712.188,5 N3 5.750 N 0,291 ml Thay giá trị N1, N2, N3 vào công thức (3.16) ta đợc: N r 0,113 0,47 0,291 N r 0,874 ml Công suất làm việc động cơ: N dco N r 0,874 0,8 = 0,8 - hiƯu st trun ®éng N dco 1,0925 ml I.10.5 Công suất di chuyển máy: Công suất di chuyển máy công suất cần thiết động để kéo đợc công tác, muốn kéo đợc công tác lực kéo động phải thắng đợc tổng lực cản tác dụng lên máy Công suất cần thiết để di chuyển tuý máy lu đợc xác định theo công thøc sau: N dc W V 270. (ml ) (3.23) Trong đó: V - vận tốc làm việc m¸y V = (Km/h) = 0,83 (m/s) - hiƯu st trun ®éng cđa bé trun = 0,8 W - tổng trở lực cản tác dụng lên máy W = W1 + W2 + W3 + W4 [kg] SV : Nguyễn Thái Sơn 46 -Lớp: Máy xây dựng - K40 (3.24) Đồ án tốt nghiệp Thiết kÕ lu rung mini b¸nh thÐp Víi: W1 - lùc cản ma sát lu di chuyển, [kg] W2 - lực cản máy làm việc có độ dốc, [kg] W3 - lực cản quán tính khởi động máy, [kg] W4 - lực cản ma sát trục trống lăn, [kg] I.10.5.1.Lực cản ma sát lu di chun: W1= Gm.f1 (kg) (3.25) Trong ®ã: Gm - trọng lợng toàn máy tác dụng trống rung, G m = 1500 (kg) f1 - hƯ sè c¶n di chuyển lu lợt đầu Với lu nhỏ f1 = 0,25 Thay số vào ta đợc: W1 = 1500.0,25 = 375 (kg) I.10.5.2.Lực cản độ dốc: W2 = Gm.i (kg) (3.26) Trong đó: Gm - trọng lợng toàn máy tác dụng trống rung, G m = 1500 (kg) i - độ dốc mặt đầm lèn, lấy giá trị imax = 0,15 Thay số vào ta đợc: W2= 1500.0,15 = 225 (kg) I.10.5.3.Lực cản quán tính khởi động máy: W3 Gm V j Z i i i g t ri ( KG ) Trong đó: SV : Nguyễn Thái Sơn 47 -Lớp: Máy xây dựng - K40 (3.27) Đồ ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ lu rung mini b¸nh thÐp Gm - trọng lợng toàn máy tác dụng trống rung, G m = 1500 (kg) g = 9,81 (m/s2) - gia tèc träng trêng V = 0,83 (m/s) - vận tốc làm việc ổn định máy t - thời gian khởi động máy, tính từ bắt đầu mở máy đến máy làm việc với vận tốc ổn định V = 0,83 (m/s), Chọn t = (s) Zi - số phận (cơ cấu) thứ i có chuyển động quay ji - mô men quán tÝnh cđa bé phËn thø i, [kg.m2] ri - b¸n kÝnh qu¸n tÝnh cđa bé phËn thø i, [m] i - gia tèc gãc cña bé phËn thø i, [rad/s2] Vì thành phần lực cản quán tính bé phËn quay nhá, cã thÓ bá qua VËy: Gm V 1500 0,83 g t 9,81 W3 42,5 ( KG ) W3 I.10.5.4.Lùc c¶n ma sát trục trống lăn: W4 = (G1- G2).k [kg] Trong đó: G1 - trọng lợng máy trống rung G1 = 900 (kg) G2 - trọng lợng phần đợc gây rung G2 = 450 (kg) k - hệ sè ma s¸t ỉ bi, thêng lÊy k = 0,01 Vậy ta có: SV : Nguyễn Thái Sơn 48 -Lớp: Máy xây dựng - K40 (3.28) Đồ ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ lu rung mini b¸nh thÐp W4 = (900 - 450).0,01 W4 = 4,5 (kg) VËy tổng trở lực cản lớn tác dụng lên máy lµ: W = W1+W2+W3+W4 = 375 + 225 + 42,5 + 4,5 W = 647 (kg) Công suất cần thiết để di chuyển tuý lu rung từ công thức (3.23): W V 647.3 270. 270.0,8 8,986 (ml ) N dc N dc N dc 6,74 kW Vậy tổng công suất làm việc động là: Ntc = Nđcơ + Ndc = 1,0925 + 8,986 Ntc = 10,0785 (ml) Ta chọn động có công suất 11 (ml) I.11 Kiểm tra điều kiện kéo - bám - cản: Để đảm bảo máy di chuyển đợc cách bình thờng máy phải đảm bảo điều kiện kéo - bám - cản Bất phơng trình kéo bám cản có dạng nh sau: W T G (3.29) Trong đó: T - lực kéo bánh chủ động máy kéo, [kg] Lực kéo T đợc xác ®Þnh nh sau: T N dco 75. V Víi: SV : Nguyễn Thái Sơn 49 -Lớp: Máy xây dựng - K40 (3.30) Đồ án tốt nghiệp Thiết kế lu rung mini bánh thép Nđcơ - Công suất động chọn, Nđcơ = 11 (ml) V - vận tốc làm việc máy, V = 0,83 (m/s) - hiƯu st cđa bé trun, lÊy = 0,8 75 - hệ số qui đổi đơn vị Thay giá trị vào công thức (3.30) ta đợc: T 11 75.0,8 795 ( KG ) 0,83 W - tæng trở lực cản tác dụng lên máy W = 647 (KG) G - lực bám bánh chủ động G = Gm. Với: Gm - trọng lợng đặt rên bánh chđ ®éng, Gm = 1500 (KG) - hƯ sè b¸m cđa b¸nh xe víi nỊn, = 0,5 lÊy = 0,8 VËy: G = 1500.0,8 G = 1200 (KG) Nh vËy: W = 647 (KG) T = 795 (KG) G = 1200 (KG) Víi c¸c gi¸ trị ta thấy thoả mãn bất phơng trình (3.29) Tức thoả mãn bất phơng trình kéo - bám - cản SV : Nguyễn Thái Sơn 50 -Lớp: Máy xây dựng - K40 ... nghiệp Thiết kế lu rung mini bánh thép Chơng III: tính toán - thiết kế tỉng thĨ lu rung mini b¸nh thÐp TÝnh to¸n thiÕt kế tổng thể khâu sơ xác định kích thớc máy xác định đặc tính kỹ thuật máy Tính... "Tính toán thiết kÕ lu rung mini b¸nh thÐp" SV : Ngun Th¸i Sơn 14 -Lớp: Máy xây dựng - K40 §å ¸n tèt nghiƯp ThiÕt kÕ lu rung mini b¸nh thép Chơng II: Lựa chọn phơng án thiết kế lu rung mini b¸nh... tốt nghiệp Thiết kế lu rung mini bánh thép Chế độ rung - tĩnh kết hợp, gây rung đợc dẫn động để gây lực rung động, lúc lực đầm lèn vừa lực rung động vừa lực tĩnh (trọng lợng máy lu) tác dụng