Thuyết-đồ-án-máy-làm-đất-NBK21

MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: .6 TỔNG QUAN CHUNG 1.1 Công dụng, phân loại, lịch sử phát triển máy làm đất 1.1.1 Lịch sử phát triển máy làm đất 1.1.1.1 Giai đoạn 1: 1.1.1.2 Giai đoạn 2: 1.1.1.3 Giai đoạn 3: 1.1.2 Công dụng máy làm đất .9 1.1.3 Phân loại máy làm đất 1.2 Công dụng phân loại máy đào gầu 1.2.1 Công dụng máy đào gầu .9 1.2.2 Phân loại máy đào gầu .10 1.2.2.1 Phân dạng theo dạng thiết bị làm việc .10 1.2.2.2 Phân loại theo hệ thống di chuyển .10 1.2.2.3 Phân loại theo dung tích gầu 10 1.2.2.4 Phân loại theo hệ thống dẫn động thiết bị làm việc 10 1.2.2.5 Phân loại theo động trang bị máy 10 1.2.2.6 Phân loại theo công dụng 10 1.3 Sơ đồ nguyên lý làm việc máy đào gầu, gầu nghịch, dẫn động thủy lực 11 1.3.1 Sơ đồ nguyên lý 11 1.3.2 Nguyên lý làm việc 11 1.4 Giới thiệu máy thiết kế 12 CHƯƠNG 2: .14 TÍNH TỐN CHUNG .14 2.1 Xác định, lựa chọn thông số máy .14 2.1.1 Cơ sở để chọn thông số 14 2.1.2 Xây dựng sơ đồ nguyên lý chọn sơ thông số máy thiết kế 17 2.1.2.1 Cơ sở để xây dựng sơ đồ 17 2.1.2.2 Chọn sơ đặc tính kỹ thuật máy thiết kế 17 2.2 Tính tốn lực tác dụng lên cấu thiết bị làm việc .18 2.2.1 Tính lực cản cắt đất P01 P02 18 2.2.1.1 Tính P01 18 2.2.1.2 Tính P02 19 2.2.2 Tính lực tác dụng lên xi lanh tay cần 19 2.2.3 Tính lực tác dụng lên xilanh nâng cần 20 2.2.4 Tính lực tác dụng lên xilanh quay gầu 20 2.3 Tính lực tác dụng lên cấu quay 21 2.3.1 Tính momen cản lực ma sát sinh .21 2.3.2 Tính momen cản gió 22 2.3.3 Tính momen cản quán tính 23 2.4 Tính lực cản di chuyển 23 2.5 Tính cơng suất tiêu hao cho cấu chọn động 24 2.5.1 Công suất cấu co duỗi tay cần 24 2.5.2 Công suất cấu nâng hạ cần 25 2.5.3 Công suất cấu quay gầu .25 2.5.4 Công suất quay máy 25 2.5.5 Công suất cấu di chuyển máy .26 2.6 Tính cân bàn quay đối trọng .26 2.6.1 Trường hợp 1: 26 2.6.2 Trường hợp thứ 27 2.6 Tính tốn ổn định máy .29 2.6.1 Khi máy làm việc 29 2.6.1.1 Trường hợp máy đào gặp chướng ngại vật làm việc 29 2.6.1.2 Trường hợp máy làm việc với đất bết dính .31 2.6.2 Khi máy di chuyển 32 2.6.2.1 Trường hợp máy lên dốc .32 CHƯƠNG 3: .36 TÍNH TOÁN RIÊNG (CẦN) 36 3.1 Phân tích, chọn trường hợp, vị trí tính tốn, sơ đồ lực tác dụng ứng với vị trí 36 3.2 Tính tốn bền cho cần vị trí xi lanh tay cần vng góc với tay cần (vị trí thứ nhất) 36 3.2.1 Sơ đồ kết cấu lực tác dụng 37 3.2.2 Sơ đồ tính lực tác dụng 38 3.2.3 Xác định nội lực .38 3.3 Tính tốn bền cho cần vị trí kết q trình cắt ( vị trí thứ hai) .41 3.3.1 Sơ đồ kết cấu lực tác dụng 42 3.3.2 Sơ đồ tính lực tác dụng 42 3.3.3 Xác định nội lực .43 3.4 Tính tốn bền cho cần vị trí cần vươn xa ( vị trí thứ ba ) 44 3.4.1 Sơ đồ kết cấu lực tác dụng 45 3.4.3 Xác định nội lực .46 KẾT LUẬN 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 LỜI NĨI ĐẦU Trong cơng cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước, với đầu tư mạnh nhà nước, ngành xây dựng có bước phát triển nhảy vọt tạo đà cho phát triển kinh tế xã hội nước ta Trong phát triển chung đó, ngành máy xây dựng có tiến vượt bậc công nghệ tiên tiến chủng loại sử dụng.Trong đó, máy làm đất nhóm máy quan trọng cơng tác thi công Máy làm đất giúp tăng suất lao động, đặc biệt cịn bảo vệ sức khỏe cho người cơng nhân, tiêu chí hàng đầu vấn đề lao động Đặc biệt, máy đào gầu nghịch dẫn động thủy lực máy sử dụng phổ biến nay, phục vụ nhiều cơng trình quan trọng Đồ án mơn học máy làm đất đồ án giao song song với trình học mơn học máy làm đất Do đó, đồ án giúp em củng cố lại kiến thức môn học máy làm đất, đồng thời hệ thống lại kiến thức mơn học trước dung sai, kỹ thuật gia cơng khí, chi tiết máy, sức bền vật liệu… Dưới hướng dẫn nhiệt tình thầy giáo Ths Vũ Anh Tuấn, đến em hồn thành đồ án mơn học máy làm đất với đề tài : “Thiết kế máy đào gầu nghịch dẫn động thủy lực” Em xin cảm chân thành cảm ơn thầy môn Máy xây dựng, đặc biệt thầy Ths Vũ Anh Tuấn, thầy mơn Cơ sở kỹ thuật khí giúp đỡ em hồn thành đồ án Trong q trình làm đồ án kiến thức hạn chế nên sai sót, em mong thầy góp ý để em hồn thiện đồ án Em xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày 10 tháng 11 năm 2020 Sinh viên thực Nguyễn Bá Kỷ CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CHUNG 1.1 TỔNG QUAN CHUNG VỀ CÔNG TÁC ĐẤT VÀ MÁY LÀM ĐẤT 1.1.1 Quá trình phát triển máy làm đất - Cơng nghiệp chế tạo máy nói chung, máy làm đất nói riêng cơng nghiệp cịn non trẻ q trình phát triển đồng hành với q trình phát triển ngành khoa học công nghiệp loài người Bức tranh tổng thể ngành chế tạo máy làm đất chia thành giai đoạn chính: A, Giai đoạn 1: Thế kỷ XVI đến kỷ XVIII Xuất phương tiện giới giới hoá dùng khâu làm đất, động lực dùng phương tiện giới lúc chủ yếu sức người, sức ngựa bước đầu dùng động nước Loài người chế tạo sử dụng máy đào gầu q = 0,75 m3 B, Giai đoạn 2: Thế kỷ XIX đến năm 1910 Trong giai đoạn với phát triển cơng trình xây dựng lớn, cơng trình xây dựng giao thơng, giao thơng đường sắt, xuất máy đào gầu quay tồn vịng 3600 – chạy ray, loại máy làm đất khác C, Giai đoạn 3: Từ sau năm 1910 Khâu làm đất công tác xây dựng tiến hành giới hoá mức độ ngày cao xuất nhiều loại máy làm đất như: máy đào đất quay tồn vịng 360 0, di chuyển bánh lốp, bánh xích kể máy đào di chuyển thiết bị tự bước Đồng thời để đáp ứng khối lượng công tác đất ngày lớn xây dựng Nền công nghiệp chế tạo nhiều loại máy làm đất có chức năng, cơng dụng, kết cấu khác Xu hướng phát triển máy làm đất giai đoạn nâng cao suất làm việc, tăng vận tốc di chuyển máy vận tốc làm việc; sử dụng vật liệu kim loại, phi kim loại chất lượng cao để giảm khối lượng riêng máy, nâng cao độ tin cậy chi tiết máy, giảm thời gian bảo dưỡng trình sử dụng, hoàn thiện thiết bị động lực truyền động hệ thống khác máy, chế tạo công tác (thiết bị làm việc) thay để máy làm việc điều kiện, chế độ khác (tức vạn hoá máy làm đất) nên suất làm việc máy ngày nâng cao Trong năm gần đây, khối lượng số máy làm đất giảm nhẹ 20 ¸ 30% cơng suất máy tăng lên đến 50 ¸ 80% Cơng suất trang bị máy tăng lên kéo theo hiệu suất làm việc máy tăng lên Cũng với việc khơng ngừng cải tiến, hồn thiện nguyên lý, kết cấu, người ta sử dụng phận, máy sở chế tạo theo tiêu chuẩn, theo mơdun để hồ nhập xu hướng thống hoá, tiêu chuẩn hoá vạn hoá ngành sản xuất máy làm đất 1.1.2:Tổng quan máy xúc Trong xây dựng, máy đào gầu nghịch dùng phổ biến Máy đào 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 đào 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 Loại máy xúc nghịch phổ biến dùng xây dựng có dung tích gầu khoảng 0,15-0,5 m³ Tuy nhiên, máy đào gầu nghịch không dùng để đào hố sâu mặt máy đứng mà chúng cịn đào đất độ cao lớn chỗ máy đứng Tuy dung tích gầu đào máy đào nghịch có giá trị nhỏ nhiều máy đào gầu thuận, máy xúc gầu nghịch lại làm việc đa 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 máy đào gầu nghịch làm việc địa hình 1.1.3 Phân loại máy làm đất theo công dụng Máy làm công tác chuẩn bị: Máy xới tơi đất, máy dọn mặt bằng, máy cắt xén, nhổ gốc gom phế liệu Máy đào đất: Dùng để đào xúc đất đổ vào phương tiện đổ thành đống Máy đào gầu: Gầu thuận, nghịch, gầu dây, gầu ngoạm, gầu bào Máy đào nhiều gầu: Hệ xích, hệ rơto Máy đào vận chuyển đất: Máy đào đất gom lại thành đống chuyển san thành lớp Ví dụ: Máy ủi, máy san, máy cạp … Máy đầm đất: Dùng để lèn chặt đất, bao gồm máy lu bánh cứng trơn, bánh lốp, bánh vấu(lu chân cừu) Máy thi công đất phương pháp thủy lực: Súng phun thủy lực, tàu hút bùn 1.1.4 Phương pháp Đào máy xúc gầu nghịch Đào ngang, giống với đào ngang máy đào gầu thuận, áp dụng bề rộng khoang đào không lớn vượt bán kính đào lớn máy xúc nghịch Trong sơ đồ này, máy đứng phía bờ hố đào chạy dọc bên cạnh hố đào (hướng di chuyển song song với hố đào) Bộ phận công tác (tay cần gầu đào) với phần cabin phía mâm quay, xoay theo hướng vng góc với hướng di chuyển máy chiều dọc khoang đào, đào theo chiều ngang hố Đất đào đổ phía sau hướng di chuyển máy xúc nghịch đổ đất lên bờ, hay vào thùng tơ tải (góc quay máy vị trí đào xa vị trí đổ khoảng ≥ 90 o) Sơ đồ đào ngang, nhìn chung, hạn chế sơ đồ đào dọc, diện bề rộng khoang đào nằm khoảng phân bố hẹp (< Rmax) so với đào dọc, góc quay máy đào-đổ lớn ≥ 90o nên suất thấp sơ đồ đào dọc (loại sơ đồ có thể giảm góc quay máy đào đổ tới khoảng 60o) Đào dọc: máy đào đứng vị trí đường trục (chính giữa) khoang đào đào chạy dọc theo hướng chiều dài khoang đào, đổ đất sang hai bên bờ, hay lên ô tô tải đỗ hai bên máy đào Máy đào gầu nghịch đào dọc móc dần phần đất nơi máy đào đứng nên di chuyển máy chạy dật lùi Bề rộng khoang đào lý thuyết mở rộng tối đa tới lần bán kính đào lớn Rmax, quay máy đào sang hai bên Tuy nhiên, việc đào với khoang đào rộng tối đa làm ổn định cho vùng đất vị trí máy đứng, làm máy lật xuống hố đào Nên thực tế, kích thước khoang đào dọc máy đào gầu nghịch nên nằm khoảng (1,42-1,73)Rmax Đào dọc máy đào nghịch 1.2 NGUYÊN LÝ CỦA MÁY ĐÀO GẦU NGHỊCH BÁNH XÍCH TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 1.2.1 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 Đưa gầu vươn xa máy hạ xuống, gầu tiếp xúc với đất Gầu tiến hành cắt đất tích đất vào gầu từ vị trí I đến vị trí II nhờ xi lanh kết hợp với xi lanh Quỹ đạo chuyển động gầu trình cắt đất đường cong Chiều dày phoi cắt thông thường thay đổi từ bé đến lớn Vị trí II gầu đầy đất có chiều dày phoi đất lớn Đưa gầu khỏi tầng đào nâng gầu lên nhờ xi lanh Quay máy vị trí xả đất nhờ cấu quay Đất xả thành đống xả vào thiết bị vận chuyển Đất xả khỏi miệng gầu nhờ xilanh Quay máy vị trí làm việc với chu kỳ hoàn toàn tương tự 1.2.2 Giới thiệu chọn máy sở 1.2.3 Các loại máy đào gầu dẫn động thủy lực tương tự máy thiết kế - Máy đào gầu nghịch DX 225 LC hãng DOOSAN (Hàn Quốc) chế tạo Máy lắp gầu với dung tích q = (0,51- 1,4m3, với công suất động 116 kW .- Máy đào gầu nghịch 320DL hãng CATERPILLAR (Hoa Kỳ) chế tạo Máy lắp với loại gầu với dung tích q = 0,55 – 1,57, đó, gầu tiêu chuẩn có q=1m Máy có cơng suất 110kW - Máy đào gầu nghịch PC 200 hãng KOMATSU (Nhật Bản) chế tạo Máy lắp gầu với dung tích q = 0,52 – 1,8m3 , dung tích gầu tiêu chuẩn q=1,4m3 Cơng suất động 184kW - Máy đào gầu nghịch SK 200-8 hãng KOBELCO (Nhật Bản) chế tạo Máy lắp gầu với dung tích q= 0,51 – 1,3m3 , dung tích gầu tiêu chuẩn q= 0,8m Cơng suất động 114 kW - Máy đào gầu nghịch ZX 200H-3 hãng HITACHI (Nhật Bản) chế tạo Máy lắp gầu với dung tích q= 0,51 – 1,2m 3, dung tích gầu tiêu chuẩn 1= 0,8 m Công suất động 122 kW 1.3 Giới thiệu máy thiết kế :KOMATSU PC 200LC-8 10