thiết kế máy đào gầu nghịch điều khiển thủy lực, đồ án thuộc khoa cơ khí, trường đại học xây dựng, bao gồm tất cả các bước từ tính toán các cơ câu trong máy đào gầu nghịch, hệ thống điều khiển thủy lực của máy
Trường Đại Học Xây Dựng Đồ Án Máy Làm Đất MỤC LỤC ………………………………………………………… 49 LỜI NĨI ĐẦU Mơn học “ Máy Làm Đất ” môn học quan trọng sinh viên khối ngành kỹ thuật khí nói chung, đặc biệt sinh viên ngành khí xây dựng nói riêng Đây mơn học thực tế, hữu ích giúp cho sinh viên nắm vững kiến thức từ đến chuyên sâu lĩnh vực mà theo đuổi Để nắm bắt hiểu , vận dụng môn học vào công việc sau đồ án “Máy Làm Đất” học phần thiết yếu quan trọng Trong trình học tập làm đồ án giúp cho sinh viên nắm vững kiến thức mơn học, bước để tính toán thiết kế máy làm đất thực tế phục vụ thi công Đồ án “Máy Làm Đất” giúp cho sinh viên hiểu sâu loại máy phục cho thi công đào - chuyển đất, giúp nắm ngun lý, tính tốn, lựa chọn máy, so sánh loại máy hay thiết kế máy phù hợp với yêu cầu đề Trong trình làm đồ án, chưa có kinh nghiệm thực tế, đồng thời cơng nghệ khoa học ngày thay đổi nhanh chóng, mặt khác lần đầu làm đề tài này, nên khó tránh khỏi sai sót, mong thầy giáo thơng cảm, giúp đỡ để em hồn thành đồ án Em xin cảm ơn thầy giáo hướng dẫn em thực đồ án, đặc biệt thầy (TS.) Lưu Đức Thạch giúp đỡ em nhiều trình làm đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng 11 năm 2017 Sinh viên thực Trường Đại Học Xây Dựng Đồ Án Máy Làm Đất -Lê Trung Thành Trường Đại Học Xây Dựng Đồ Án Máy Làm Đất THIẾT KẾ MÁY XÚC GẦU NGHỊCH ĐIỀU KHIỂN THỦY LỰC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VÀ TÍNH TỐN CHUNG MÁY XÚC GẦU NGHỊCH DẪN ĐỘNG THỦY LỰC Các số liệu ban đầu: − Dung tích gầu xúc : 1,05 (m3 ) − Cấp đất công tác: đất cấp IV − Dẫn động thủy lực 1.1 Tổng quan máy xúc gầu 1.1.1 Công dụng máy xúc Máy xúc gầu chủ yếu dùng để đào khai thác đất, cát phục vụ công việc xây dựng sở hạ tầng lĩnh vực: Xây dựng dân dụng công nghiệp, khai thác mỏ, xây dựng thuỷ lợi, xây dựng cầu đường…Cụ thể, phục vụ cơng việc sau: − Trong xây dựng thuỷ lợi: Đào kênh, mương; nạo vét sông ngòi, bến cảng, ao, hồ, …; khai thác đất để đắp đập, đắp đê… − Trong xây dựng cầu đường: Đào, móng, khai thác đất, cát để đắp đường; nạo, bạt sườn đồi để tạo ta luy thi công đường sát sườn núi… − Trong khai thác mỏ: Bóc lớp đất tẩm thực vật phía bề mặt đất; khai thác mỏ lộ thiên (than, đất sét, cao lanh, đá sau nổ mìn…) − Trong lĩnh vực khác: Nhào trộn vật liệu nhà máy hoá chất (phân lân, cao su,…) Khai thác đất cho nhà máy gạch, sứ,…Tiếp liệu cho trạm trộn bê tông, bê tông asphalt… Bốc xếp vật liệu ga tầu, bến cảng Khai thác sỏi, cát lịng sơng… Ngoài ra, máy sở máy xúc gầu lắp thiết bị thi cơng khác ngồi thiết bị gầu xúc như: cần trục, búa đóng cọc, thiết bị ấn bấc thấm,… 1.1.2 Phân loại máy xúc a, Phân loại theo dạng thiết bị làm việc Trường Đại Học Xây Dựng Đồ Án Máy Làm Đất -− Máy xúc gầu thuận (gầu ngửa): Loại máy thường làm việc nơi cao mặt đứng máy - Dẫn động khí - Dẫn động thuỷ lực − Máy xúc gầu nghịch (gầu sấp): Loại máy thường làm việc nơi thấp − − − − mặt đứng máy - Dẫn động khí - Dẫn động thuỷ lực Máy xúc gầu dây (gầu quăng, gầu kéo) Máy xúc gầu ngoạm - Dẫn động khí - Dẫn động thuỷ lực Máy xúc gầu bào Máy xúc lật (máy bốc xếp) b, Phân loại theo hệ thống dẫn động thiết bị làm việc − Máy xúc gầu dẫn động khí (cáp) − Máy xúc gầu dẫn động thuỷ lực c, Phân loại theo hệ thống di chuyển − − − − − Máy xúc gầu di chuyển bánh lốp Máy xúc gầu di chuyển xích Máy xúc gầu di chuyển bánh sắt chạy ray Máy xúc gầu di chuyển phao Máy xúc gầu di chuyển tự bước d, Phân loại theo động trang bị máy − Máy xúc gầu trang bị động (dẫn động chung) − Máy xúc gầu trang bị nhiều động loại (dẫn động riêng) − Máy xúc gầu trang bị tổ hợp: động Diezel – máy phát - động điện e, Phân loại theo dung tích gầu xúc − Máy xúc gầu cỡ nhỏ: loại máy có dung tích gầu q < 1,0 m3 − Máy xúc gầu cỡ trung bình: loại máy có dung tích gầu q = 1,0…2,0m3 − Máy xúc gầu cỡ lớn: loại máy có dung tích gầu q > 2,0 m3 f, Phân theo công dụng Trường Đại Học Xây Dựng Đồ Án Máy Làm Đất -− Máy xúc gầu thông dụng − Máy xúc gầu chuyên dùng 1.2 Giới thiệu chung máy xúc gầu nghịch Máy xúc (đào) gầu nghịch dùng phổ biến xây dựng Máy xúc gầu nghịch thường dùng để đào hố móng sâu vị trí đất tự nhiên, máy làm việc hiệu đứng chỗ đào đất đổ đống bờ hay đổ lên phương tiện vận chuyển phổ thông ô tô tải Do bắt đầu đào máy xúc nghịch phải tiếp đất vị trí xa trọng tâm máy nhất, khác với máy xúc gầu thuận bắt đầu đào vị trí gần máy nhất, máy đào gầu nghịch thường có dung tích gầu khơng lớn, nhỏ nhiều so với máy đào gầu thuận công suất Tuy nhiên, máy đào gầu nghịch không dùng để đào hố sâu mặt máy đứng mà chúng cịn đào đất độ cao lớn cao trình máy đứng, tương tự chức máy đào gầu thuận (thường gặp đào đất tầng hầm Công nghệ thi công Top-down nhà nhiều tầng) Loại máy xúc nghịch phổ biến dùng xây dựng có dung tích gầu khoảng 0,15-0,5 m³ Các loại máy xúc gầu nghịch điều khiển thủy lực sử dụng rộng rãi loại điều khiển cáp có dung tích gầu đào tới 3,3 m³ Tuy khối tích gầu đào phân bố rải giá trị nhỏ, nhiều máy xúc gầu thuận, máy xúc gầu nghịch lại làm việc đa máy đào gầu thuận Do công tác đứng cao vị trí cơng tác (trên bờ) nên khơng phải làm đường cơng vụ cho máy xuống vị trí cơng tác máy đào gầu thuận Đồng thời có cấu tạo gầu đào thuận lợi cho việc tạo điểm tựa cho máy, (cần gầu khoan chân vững thứ 5, hệ bánh lốp hay bánh xích), giúp cho máy làm việc địa hình Khi gặp cố thăng bằng, lật máy xuống hố đào hay sa lầy, dùng cần gầu đào làm chân trụ chống đỡ để tự thân máy giải cứu cho máy Máy xúc gầu nghịch loại bánh xích cịn hoạt động địa hình đất yếu 1.2.1 Công dụng máy xúc gầu nghịch điều khiển thủy lực Máy xúc gầu nghịch dẫn động thủy lực loại máy đào gầu, đào đất nơi đất thấp mặt máy đứng Dùng để đào móng, đào rãnh nước, lắp đặt đường cấp thoát nước, đường điện ngầm, cáp điện thoại, … Máy xúc gầu nghịch có cấu di chuyển bánh lốp, xích… Trường Đại Học Xây Dựng Đồ Án Máy Làm Đất -Máy xúc gầu nghịch điều khiển thủy lực q trình làm việc đầu cần hạ thấp so với chân cần (góc âm) Điều khơng có máy xúc gầu thuận 1.2.2 Cấu tạo nguyên lý làm việc Hình 1.1: Sơ đồ kết cấu máy xúc gầu nghịch dẫn động thuỷ lực Cơ cấu di chuyển; Đối trọng; 3.Động truyền động; 4.Ca bin; 5.Ụ đỡ cần; 6.Xi lanh nâng hạ cần; 7.Cần; Xi lanh điều khiển tay gầu; 9.Tay gầu; 10.Xi lanh điều khiển gầu; 11.Gầu xúc; 12.Thiết bị tựa quay Kết cấu máy gồm hai phần chính: phần máy sở (máy kéo xích) phần thiết bị công tác (thiết bị làm việc) Phần máy sở: Cơ cấu di chuyển (1) chủ yếu di chuyển máy công trường Nếu cần di chuyển máy với cự ly lớn phải có thiết bị vận chuyển chuyên dùng Cơ cấu quay quay thiết bị tựa quay (12) dùng để thay đổi vị trí gầu mặt phẳng ngang trình đào xả đất Cabin(4) nơi tập trung cấu điều khiển toàn hoạt động máy Đối trọng (2) phận cân bàn quay ổn định máy Phần thiết bị công tác: Cần (7) đầu lắp khớp trụ với bàn quay đầu lắp khớp với tay cầm Cần nâng lên hạ xuống nhờ xi lanh duỗi Trường Đại Học Xây Dựng Đồ Án Máy Làm Đất -nhờ xi lanh (8) Điều khiển gầu xúc (11) nhờ xi lanh (10) Gầu thường lắp thêm để làm việc đất cứng Nguyên lý làm việc: Máy thường làm việc đất thấp mặt đứng máy (cũng có trường hợp máy làm việc nơi cao hơn, đất mềm có xy lanh quay tay gầu để cắt đất) Đất xả qua miệng gầu Máy làm việc theo chu kỳ chỗ đứng Một chu kỳ làm việc máy bao gồm nguyên công sau: Máy đến vị trí làm việc, xilanh (6),(8),(10) co lại đưa gầu vươn xa máy hạ xuống, gầu tiếp xúc với đất, Duỗi xilanh (8),(10) để tiến hành cắt đất, phoi đất cắt tích đầy gầu Khi đất đầy gầu duỗi xilanh (6), giữ nguyên xilanh (8), (10), nâng cần máy lên đưa gầu khỏi tầng đào.Máy quay tới vị trí xả đất Khi xả đất xilanh (8), (10) co lại làm tay gầu vươn lên miệng gầu úp xuống, đất xả qua miệng gầu 1.2.3 Giới thiệu máy thiết kế Máy cần thiết kế máy đào gầu nghịch, dẫn động thủy lực Kết cấu máy đào gầu nghịch dẫn động thủy lực gồm phần phần máy sở phần thiết bị công tác: − Máy sở loại máy 320 DL hãng Caterpillar-Mỹ ,có cấu di chuyển bánh xích, cơng suất động 110 kW (148 mã lực) − Phần thiết bị công tác bao gồm cần, tay cần, gầu xúc hệ thống xi lanh thủy lực dẫn động thiết bị làm việc * Máy sở 320 DL Máy thiết kế có dung tích gầu q = 1,05 m 3, với máy sở loại máy 320 DL có cấu di chuyển bánh xích, cơng suất động 110 kW (148 mã lực) Có thơng số hình học sau: Trường Đại Học Xây Dựng Đồ Án Máy Làm Đất Hình 1.2: Máy sở 320 DL Chiều cao đến phần cao cabin ( I ) Chiều dài dải xích đất ( E ) Khoảng cách hai trục ( D ) Khoảng cách đất đến đối trọng ( K ) Bề rộng dải xích ( M ) Khoảng cách từ tâm quay đến thành sau máy ( C ) Khoảng cách tâm dãy xích (G) mm mm mm mm mm mm mm 2950 4075 3265 1020 800 2750 2200 − Động : + Kiểu : Cat C6.4 ACERTTM + Loại : động kỳ ,làm mát nước, phun nhiên liệu trực tiếp + Đường kính : 102mm + Hành trình pittơng : 130mm + Công suất : 110kW (148 mã lực) + Xi lanh thủy lực: (Số xi lanh – đường kính – hành trình) Nâng hạ cần : 2- 120 mm x 260 mm Co duỗi tay cần : 1- 140 mm x 504 mm Trường Đại Học Xây Dựng Đồ Án Máy Làm Đất -Quay gầu: Gầu tiêu chuẩn: 1-120mm x 104 mm + Tốc độ di chuyển : Số lớn : 5,5 km/h + Tốc độ quay : 11,5 vịng/phút 1.3 Tính tốn chung cho máy xúc gầu nghịch dẫn động thủy lực 1.3.1 Chọn thông số máy đào gầu 1.3.1.1 Cơ sở đề chọn thông số Dựa vào: • Các số liệu yêu cầu nhiệm vụ thiết kế mơn học; • Các máy tương tự có; • Kinh nghiệm thức tế thiết kế sử dụng Các thơng số chọn sơ dựa vào quy luật đồng dạng với máy có theo cơng thức N.G.Dơmbrơvski: A13 G1 N1 t13 v13 q1 = = = = = A13 G2 N t13 v13 q2 Trong đó: số máy có sẵn, số máy cần thiết kế A- Thông số kích thước (m) G- thơng số khối lượng (tấn) N – thông số công suất (mã lực) q- thơng số dung tích gầu (m3) t- thơng số thời gian chu kỳ làm việc máy (giây) v- thông số vận tốc (m/s) 1.3.1.2 Chọn sơ thơng số hình học Dựa vào dung tích hình học gầu q= 1.05m3, chọn sơ thông số A = kq q khác theo công thức sau: (m) Trường Đại Học Xây Dựng Đồ Án Máy Làm Đất -Trong đó: A- thơng số kích thước; q- dung tích hình học gầu; kq- hệ số tỷ lệ Bảng 1.1: Các thơng số hình học sơ Các thơng số kích thước (m) Kí kiệu Hệ số kq Giá trị (m) Bán kính đào lớn Rđ 9,12 9,27 Bán kính xả lớn Rx 7,96 Chiều dài cần Lc 6,88 Chiều dài tay cần Ltc 5,00 5,1 Chiều dài gầu Lg 0,26-0,34 0,3 Chiều rộng gầu Bg 1,05-1,22 1,2 1.3.1.3 Chọn sơ thông số trọng lượng cụm bản: Chọn máy có sẵn 320 DL Caterpillar có dung tích gầu q =0,55 đến 1,57 m3 ; chọn q2=1,05 m3, công suất N2 = 110 (kW), khối lượng máy làm việc G 1= 21570 (kg) Từ công thức N.G.Dơmbrơvski ta có: q1 G1 0, 21570 = = = q2 G2 1, 05 G2 =>G2 = 25165 (kg) = 25,165 (tấn) Bảng 1.2: Trọng lượng cụm bản: Tên phận Tỷ lệ (%) Giá trị (kg) Bộ phận công tác máy 19 4781 Gầu đòn gánh 1001 10 Trường Đại Học Xây Dựng Đồ Án Máy Làm Đất -l1 = 2,249m; l2 = 3,492 m; l3 = 5,395 m; l4 = 2,896m; l5 = 2,559 m; l6 = 1,869 m; l7 = 5,262 m Thay giá trị vào công thức Mcl= 105,6.2,249+98,1.3,492+2,53.5,395= 593,78 (kN.m) Ml=95,06.2,896 + 8,25.2,559 + 14,08.1,649+ 8,57.5,262= 364,71 (kNm) K od = Vậy ta có: M cl 593, 78 = = 1, 62 > 1,15 M l 364, 71 => Máy làm việc ổn định gặp chướng ngại vật 1.3.7.2 Khi máy di chuyển a Trường hợp máy lên dốc 36 Trường Đại Học Xây Dựng Đồ Án Máy Làm Đất -Hình1.16 : Sơ đồ tính ổn định máy lên dốc Trường hợp tính tốn: + Thiết bị làm việc phía trước máy theo hướng di chuyển + Máy di chuyển lên dốc ngiêng góc α =100 so với mặt nằm ngang + Gió thổi ngược chiều với hướng di chuyển + Cần nghiêng góc lớn + Gầu vị trí sát máy Ta có hệ số ổn định trường hợp xác định sau: K od = M cl Ml M cl = Gtb l1 + Gdc l2 + Gc l3 + Gg l4 + Gtc l5 M l = Gdt l6 + Pgio l7 Trong đó: + Gtb trọng lượng bàn quay thiết bị đặt bàn quay, G tb =98,1 kN + Gdc trọng lượng cấu di chuyển máy,Gdc = 105,6 kN + G dt trọng lượng đối trọng, Gđt = 2,53 kN Gg + + trọng lượng gầu, Gg = 8,25 kN Gc trọng lượng cần, Gc = 18,48 kN 37 Trường Đại Học Xây Dựng Đồ Án Máy Làm Đất -+ G tc trọng lượng tay cần,Gtc = 8,6 kN Fg lực đẩy gió di chuyển, Với áp lực gió lớn lực P g = 0,4 kN/m2 ta có lấy tương đối bể mặt chắn gió khoảng 18 m2 Fg = 0,4.18 =7,2 kN l1 đến l7 khoảng cách từ lực tương ứng đến trục lật A-A l1 = 0,657 m; l2 = 1,578 m; l3 = 3465 m; l4 = 6,332 m; l5 = 6,818 m; l6 = 1,395 m; l7 = 5,962 m Thay giá trị vào công thức (2.26) , (2.27), ta có: Mcl=0,657.98,1+1,578.105,6+3,465.18,48+6,332.8,25+6,818.8,6=405,89 (kN.m) Ml=1,395.2,53+5,962.7,2=46,4 (kN.m) K od = Vậy ta có: M cl 405,89 = = 8, 73 Ml 46, 45 > 1,2 => Máy đảm bảo điều kiện ổn định di chuyển lên dốc b Trường hợp máy xuống dốc Hình1.17 : Sơ đồ tính ổn định máy xuống dốc 38 Trường Đại Học Xây Dựng Đồ Án Máy Làm Đất -Trường hợp tính tốn: + Thiết bị làm việc trước máy theo hướng di chuyển + Máy di chuyển xuống dốc với góc nghiêng α =10o + Gió thổi chiều với hướng di chuyển + Cần máy nghiêng góc nhỏ + Gầu vị trí xa (ứng với tầm với lớn máy) K od = Ta có hệ số ổn định máy xác định sau: M cl Ml Với : M cl = Gdt l1 + Gtb l2 + Gdc l3 M l = Gc l4 + Gtc l5 + Gg l6 + Pgio l7 Trong đó: + Gtb trọng lượng bàn quay thiết bị đặt bàn quay, G tb =98,1 kN + Gdc trọng lượng cấu di chuyển máy,Gdc = 105,6 kN + G dt trọng lượng đối trọng, Gđt = 2,53 kN Gg + + + trọng lượng gầu, Gg = 8,25 kN Gc G tc trọng lượng cần, Gc = 18,48 kN trọng lượng tay cần,Gtc = 8,6 kN Fg + lực đẩy gió di chuyển, 39 Trường Đại Học Xây Dựng Đồ Án Máy Làm Đất -Với áp lực gió lớn lực P g = 0,4 KN/m2 ta có lấy tương đối bể mặt chắn gió khoảng 18 m2 ;Fg = 0,4.18 =7,2 kN + l1 đến l7 khoảng cách từ lực tương ứng đến trục lật B-B l1 = 5,132 m; l2 = 2,439 m; l3 = 1,503 m; l4 = 2,422 m; l5 = 7,470 m; l6 = 9,329 m; l7 = 3,350m Thay giá trị vào cơng thức, ta có: Mcl= 5,132.2,53+2,439.98,1+1,503.105,6= 410,66 (kN.m) Ml= 2,422.18,48+7,470.8,6+9,329.8,25+3,350.7,2= 210,08 (kN.m) K od = ta có: M cl 410, 66 = = 1,96 M l 210, 08 > 1,2 Vậy máy đào thỏa mãn điều kiện ổn định di chuyển xuống dốc 1.3.8 Tính tóan suất máy đào gầu Qlt = + Năng suất lý thuyết: Qkt = + Năng suất kỹ thuật: Qtt = + Năng suất thực tế: 3600.q 3600.1, 05 = = 164,35( m3 / h) Tck 23 3600.q.k d 3600.1, 05.1,15 = = 140( m3 / h) Tck kt 23.1,35 3600.q.k d ktg Tck kt = 3600.1, 05.1,15.0,8 = 112( m3 / h) 23.1,35 Trong đó: - q = 1,05 (m3) : Dung tích hình học gầu; - Tck= 20-23 (giây) : Thời gian chu kỳ làm việc máy tra bảng 1-13, lấy Tck= 23 (s) - kđ= 1,1-1,2 : Hệ số đầy gầu, tra bảng 1-12, lấy kđ=1,15 40 Trường Đại Học Xây Dựng Đồ Án Máy Làm Đất kt= 1,33-1,37 : Hệ số tơi đất,tra bảng 1-4, lấy kt= 1,35 - ktg= 0,80-0,85: Hệ số sử dụng thời gian, lấy ktg= 0,80 Hình1.18 : Sơ đồ tầm hoạt động máy xúc CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN RIÊNG MÁY XÚC GẦU NGHỊCH DẪN ĐỘNG THỦY LỰC 2.1 Phần tính tốn riêng (tính cần) 2.1.1 Phân tích, chọn trường hợp, vị trí tính tốn, sơ đồ lực tác d ụng ứng với vị trí Tính tốn cần thực nhiều vị trí đào đất khác vị trí gầu đầy đất nâng lên vươn cách xa máy 41 Trường Đại Học Xây Dựng Đồ Án Máy Làm Đất -Các vị trí đào đất vị trí: + Khi bắt đầu đào; + Khi nội lực lớn xuất tay cần; + Vị trí cuối q trình đào; Cả vị trí lực xi lanh tay cần lớn Nhận thấy vị trí bắt đầu đào đất nội lực lớn xuất tay cần xi lanh tay cần vng góc với tay cần, nên ta xét trường hợp vị trí Vậy cần tính kiểm tra bền cho cần vị trí : vươn xa nhất; xi lanh tay cần vng góc với tay cần kết thúc q trình cắt đất 2.1.2 Tính tốn bền cho cần vị trí cuối q trình cắt ( vị trí thứ hai) Điều kiện tính tốn: + Gầu cắt đất cuối giai đoạn đào tích đất với chiều dày phoi cắt lớn Gầu tích đầy đất + Lực Pt max xy lanh quay tay gầu có phương tạo với trục dọc tay gầu góc α ; 42 Trường Đại Học Xây Dựng Đồ Án Máy Làm Đất Hình 2.1 : Sơ đồ lực tác dụng lên máy đào gầu nghịch vị trí thứ hai 2.1.2.1 Sơ đồ kết cấu lực tác dụng Hình 2.2 : Sơ đồ lực tác dụng lên cần 2.1.2.2 Sơ đồ tính lực tác dụng 43 Trường Đại Học Xây Dựng Đồ Án Máy Làm Đất Hình 2.3 : Sơ đồ tính sức bền cần máy máy đào gầu nghịch vị trí thứ hai 2.1.2.3 Xác định nội lực a) Các lực tác dụng vào thiết bị làm việc máy gồm: - Lực từ xi lanh nâng cần, Pc =193 kN ; - Lực đẩy từ xi lanh tay cần, Ptc= 685,32 kN; - Lực cản cắt đất P01= 14,05 kN; P02= 4,425 kN; - Trọng lượng cần Gc = 20,02 kN, tay cần Gtc = 10,01 kN, gầu Gg+đ = 25,36 kN b) Các lực khớp cần tay cần Xo2;Zo2 Chiếu vector lực theo phương đứng phương ngang: 44 Trường Đại Học Xây Dựng Đồ Án Máy Làm Đất Z o + P02 − Ptc cos ( 40 o ) = ⇒ o X o − Ptc sin ( 40 ) − Gtc − Gg + d − P01 = Z o = Ptc cos ( 40 o ) − P02 ⇔ o X o = Ptc sin ( 40 ) + Gtc + Gg + d + P01 Z o = 685,32.c os ( 40o ) − 4, 425 = 520,561( kN ) ⇔ o X o = 685,32.sin ( 40 ) + 10, 01 + 25,36 + 14, 75 = 490, 63 ( kN ) c) Các lực khớp chân cần Chiếu vector lực theo phương đứng phương ngang: Z o1 + Z o − Ptc cos ( 40 o ) − Pc cos ( 27 o ) = ⇒ o o X o1 + X o + Gc − Ptc sin ( 40 ) − Pc sin ( 27 ) = Z o1 = − Z o + Ptc cos ( 40o ) + Pc cos ( 27 o ) ⇔ o o X o1 = − X o − Gc + Ptc sin ( 40 ) + Pc sin ( 27 ) Z o1 = −520,561 + 685,32.c os ( 40o ) + 193.cos ( 27 o ) = 176,38 ( kN ) ⇔ o o X o1 = −490, 63 − 20, 02 + 685,32.sin ( 40 ) + 193.sin ( 27 ) = 17, 48 ( kN ) d) Tính kiểm tra ứng suất cần Các tiết diện nguy hiểm: Hình 2.4: Các tiết diện nguy hiểm 45 Trường Đại Học Xây Dựng Đồ Án Máy Làm Đất Tiết diện nguy hiểm tiết diện A-A Gỉa sử mặt cắt A-A vng góc với đường tâm phia bên cần dài Hình 2.5 : Các lực phương tác dụng lên cần + Đặc trưng hình học tiết diện A-A: Hình 2.6: Mặt cắt A-A F = 2.(427.20) + 4.(334.20) = 43800( mm ) = 4,38.10 −2 ( m2 ) Diện tích : + Mô men chống uốn theo phương ngang: 46 Trường Đại Học Xây Dựng Đồ Án Máy Làm Đất -427.203 20.7523 20.1303 + (427.20).386 ] + 2.( − ) = 3955627707( mm ) 12 12 12 I 3955627707 ⇒ Wx = x = = 9988958,86( mm3 ) = 0,99.10 −3 ( m3 ) h/2 396 I x = 2.[ + Mô men uốn tiết diện A-A M u = −520,56.cos ( 55o ) 3887 + 490,63.cos ( 35o ) 3887 + 20, 02.cos ( 35o ) 772 − 685,32.434 = 116834,8(kN m m) = 116,84 (kN.m) d)Lực kéo tiết diện A-A Pk = X 02 sin ( 35o ) + Z 02 sin ( 55o ) − Ptc + Pc cos(57°) = 490,63.sin ( 35o ) + 520,561.sin ( 55o ) − 685,32 + 193.(cos 57°) = 127, 63( kN ) σ= M u Pk 116,83 127, 63 + = + = 14835,91( kN / m ) −3 −2 W F 0, 99.10 4, 048.10 Ứng suất: Ứng suất giới hạn cần ( cần làm từ thép CT5) σ gh = 26(kN / cm ) = 260000(kN / m ) Hệ số an toàn cần thường lấy n=1,5 - 1,8.Chọn n = 1,5, [σ ] = σ gh 260000 = = 173333(kN / m ) n 1,5 σ < [σ ] => Nhận thấy Đảm bảo điều kiện bền ứng với vị trí cuối trình đào đất Trường hợp xi lanh vng góc với tay cần bắt đầu đào (vị trí xa nhất) ta tính tốn tương tự cần máy thỏa mãn điều kiện bền 2.2 Tính chốt chân cần Tính tốn chốt theo độ bền cắt bền dập 47 Trường Đại Học Xây Dựng Đồ Án Máy Làm Đất Sơ đồ tác dụng lực lên chốt liên kết Ta chọn đường kính chốt: D = 80 mm Ta chọn vật liệu làm chốt thép 45 thường hóa Có σch = 340 MPa Ta có: - Độ bền cắt cho phép: [τ] = 0,4 σch = 0,4.340 = 136 MPa - Độ bền dập cho phép: [σd] = 0,8 σch = 0,4.340 = 272 MPa Điều kiện bền cắt thân chốt: = 38,4 < [τ] Chốt thỏa mãn điều kiện bền cắt Điều kiện bền dâp: = 83,34 < [σd] Chốt thỏa mãn điều kiện bền dập KẾT LUẬN 48 Trường Đại Học Xây Dựng Đồ Án Máy Làm Đất -Đồ án thiết kế máy xúc gầu dẫn động thủy lực ( gầu nghịch) tính tốn chi tiết, đảm bảo an toàn độ bền, hiệu năng, hợp lý kích thước , khả làm việc máy xúc gầu dẫn động thủy lực có dung tích gầu 1,05m3 Trong q trình học tập làm đồ án môn học “Máy làm đất” giúp em nắm kiến thức tàng đến chi tiết loại máy thi công công tác đất phổ biến máy xúc gầu dẫn động thủy lực Ngồi đồ án cịn giúp em hiểu thực tế cơng việc đào chuyển đất ngồi cơng trường Trong q trình làm đồ án học tập em thầy (TS.) Lưu Đức Thạch bảo tận tình để em hồn thành tốt đồ án có thêm kiến thức liên quan đến ngành học 49 Trường Đại Học Xây Dựng Đồ Án Máy Làm Đất TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Hữu Đỗng, Hoa Văn Ngũ, Lưu Bá Thuận, 2004, Máy làm đất, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội [2] Hoa Văn Ngũ, Lưu Bá Thuận, 2012, Hướng dẫn đồ án đặc tính kỹ thuật máy, Nhà xuất hoa học kỹ thuật, Hà Nội [3] Trường đại học xây dựng, Bản Atlas Máy xây dựng [4] Vũ Liêm Chính, Đỗ Xuân Đinh, Nguyễn Văn Hùng, Hoa Văn Ngũ, Trương Quốc Thành, Trần Văn Tuấn, Sổ tay Máy xây dựng, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [5] Nội Lê Ngọc Hồng, 1998, Sức bền vật liệu, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà 50 ... tích gầu xúc − Máy xúc gầu cỡ nhỏ: loại máy có dung tích gầu q < 1,0 m3 − Máy xúc gầu cỡ trung bình: loại máy có dung tích gầu q = 1,0…2,0m3 − Máy xúc gầu cỡ lớn: loại máy có dung tích gầu q... Xi lanh điều khiển tay gầu; 9.Tay gầu; 10.Xi lanh điều khiển gầu; 11 .Gầu xúc; 12 .Thiết bị tựa quay Kết cấu máy gồm hai phần chính: phần máy sở (máy kéo xích) phần thiết bị cơng tác (thiết bị... máy thiết kế Máy cần thiết kế máy đào gầu nghịch, dẫn động thủy lực Kết cấu máy đào gầu nghịch dẫn động thủy lực gồm phần phần máy sở phần thiết bị công tác: − Máy sở loại máy 320 DL hãng Caterpillar-Mỹ