1- Cơ cấu treo sau mõy kĩo; 2 Giõ lắp trục khoan; 3 Hộp giảm tốc; 4 ðộng cơ thủy lực 5 Trục khoan 6 – xy lanh thủy lực
3.2.2.2 Kiểm tra ủộ b ền một số chi tiết
+ Xõc ủịnh tải trọng tõc dụng lớn cõc bộ phận lăm việc của mõy khoan
Từ quan sõt sự lăm việc của mõy khoan hố, cú thể nhận thấy tải trọng tõc dụng lớn cơ cấu treo lă lớn nhất khi nhấc trục khoan khỏi hố. Tải trọng toăn thể khi năy bao gồm cõc thănh phần sau ủđy:
Trường ðại học Nụng nghiệp Hă Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... 57
- Trọng lượng bản thđn mõy khoan hố Qkh ; - Trọng lượng phần ủất trớn lưỡi cắt Qd . - Trọng lượng bản thđn cơ cấu treoQtr ;
Trọng lượng của cõc phănh phần trớn ủược xõc ủịnh nếu biết khối lượng tương ứng của chỳng.
Khối lượng mõy khoan hốủược xõc ủịnh nhờ phần mềm inventor bằng cõch cđn cõc chi tiết của từng cụm mõy (hỡnh 3.26). Từủú ta cú trọng lượng bản thđn mõy khoan hố lă: 127,8*9,81= 1254 N.
Hỡnh 3.26. Xõc ủịnh khối lượng mõy khoan hố bằng phần mềm Inventor.
Tải trọng của khối ủất ủỉ trớn lưỡi cắt cú thể xõc ủịnh bằng tớch của thể tớch ủất phớa trớn cõc lưỡi cắt nhđn với khối lượng thể tớch của khối ủất ủú.
Qd= V.γ.g= F.H.γ.g;
Trong ủú V lă thể tớch khối ủất phớa trớn lưỡi cắt, F lă diện tớch hỡnh chiếu của lưỡi cắt trớn mặt phẳng nằm ngang, γ lă khối lượng thể tớch của ủất,
Trường ðại học Nụng nghiệp Hă Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... 58
g lă gia tốc trọng trường.
Từ bản vẽ 3D lưỡi cắt, ta xõc ủịnh ủược diện tớch hỡnh chiều hai lưỡi cắt trớn mặt phẳng hỡnh chiếu bằng (hỡnh 3.27).
Hỡnh 3.27. ðo diện tớch lưỡi cắt.
Thay văo cụng thức trớn, với chiều cao lớp ủất bằng chiều sđu hố khoan (600 mm), ta ủược:
V= 2. 0,022.0,6= 0,026 m3;
Với khối lượng thể tớch ủất ủồi γ=1700 kg/m3, ta xõc ủịnh ủược khối lượng ủất nằm trớn hai lưỡi cắt: V. γ= 44,5 kg.
Vậy trọng lượng ủất ủỉ lớn hai lưỡi cắt Gd =V.γ.g= 44,5.9,81= 437 N Khối lượng bản thđn cơ cấu treo cũng ủược xõc ủịnh trớn phần mềm inventor (3.28) bằng cõch cđn từng chi tiết rồi cộng lại hoặc cđn cả nhúm cõc chi tiết sau khi thiết kế vă khai bõo vật liệu cõc chi tiết.. Từ kết quả trớn hỡnh, ta cú khối lượng bản thđn cơ cấu treo lă 69,6 kg. Trọng lượng bản thđn cơ cấu treo sẽ lă:
Trường ðại học Nụng nghiệp Hă Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... 59
Hỡnh 3.28. Xõc ủịnh khối lượng cơ cấu treo.
Xem như một nửa trọng lượng bản thđn cơ cấu treo ủặt lớn cõc ủiểm treo trớn khung mõy, một nửa ủặt tại ủầu ngoăi cơ cấu treo. Phần trọng lượng bản thđn cơ cấu treo ủặt lớn khớp ngoăi thanh treo dưới Qtrqd sẽ lă:
Qtrqd= Qtr/2= 684/2= 342 N;
Toăn bộ trọng lượng bản thđn mõy khoan hố vă ủất trớn lưỡi cắt ủặt tại trục khoan, cõch ủiểm treo phớa ngoăi của thanh treo dưới 225 mm. Gọi tổng tải trọng năy lă Qtong, thỡ Qkhd= Qkh+ Qd= 1254+ 437= 1690 N. Quy ủổi tải trọng năy về tđm khớp ngoăi của thanh treo dưới theo ủiều kiện mụ men lấy với tđm khớp quay cốủịnh của thanh treo dưới trớn khung mõy khụng ủổi, trị số tải trọng quy ủổi năy Qkhdqd cú thể xõc ủịnh theo cụng thức:
Qkhd*(1300+225)= 1690 * 1525= Qkhdqd * 1300; Từủú ta cú Qkhdqd = 1983 N.
Như vậy, tải trọng quy ủổi toăn phần trớn tđm khớp ngoăi của thanh treo dưới Ptong qd tại tđm khớp phớa ngoăi của thanh treo dưới sẽ bằng:
Ptong qd= Qkhdqd + Qtrqd = 1983 + 342= 2325 N.
ðặt tải trọng quy ủổi năy lớn tđm khớp cầu ngoăi của thanh treo dưới, ta cú sơ ủồ lực tõc dụng lớn cõc khđu của cơ cấu treo như hỡnh 3.29.
Trường ðại học Nụng nghiệp Hă Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... 60
Hỡnh 3.29. Sơủồ lực tõc dụng lớn cơ cấu treo 4 khau hỡnh bỡnh hănh.
Trong sơ ủồ trớn, trọng lực quy ủổi lớn ủiểm treo ngoăi của thanh treo dưới Ptong qd luụn cú phương thẳng ủứng hướng từ trớn xuống dưới. Lực tõc dụng lớn thanh kĩo Ptk luụn cú phương dọc theo trục thanh kĩo do liớn kết hai ủầu thanh lă liớn kết bản lề. Lực do pớt tụng tõc dụng văo tay quay Ppt luụn cú phương dọc theo trục pớt tụng.
Gọi gúc tạo bởi phương của lực Ptong qd với ủường trục thanh treo dưới lă α1, gúc tạo bởi Ptk vă trục thanh treo dưới lă α2;
gúc tạo bởi Ptk với mặt phẳng qua tđm khớp bản lề 2 ủầu khuỷu nđng lă α3; gúc tạo bởi ủường tõc dụng của lực Ppt vă mặt phẳng ủi qua ủường tđm khớp bản lề hai ủầu tay quay lă α4.
Khi nđng trục khoan tay quay vă khuỷu nđng quay quanh trục tay quay, cũn thanh treo dưới quay quanh ủiểm treo dưới cố ủịnh trớn khung mõy. Do cõc lực thay ủổi phương so với trục thanh nớn cõnh tay ủũn của cõc lực lấy
Trường ðại học Nụng nghiệp Hă Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... 61
với cõc tđm quay cũng luụn thay ủổi vă cõc gúc α1, α2, α3, α4 cũng biến thiớn trong những giới hạn nhất ủịnh.
Bằng cõch khảo sõt chuyển ủộng của cơ cấu vă hệ lực ủặt lớn cõc thanh, ta xõc ủịnh ủược giới hạn biến thiớn của gúc nghiớng giữa cõc lực vă trục cõc thanh. Cụ thể khoảng biến thiớn của cõc gúc như sau:
α1 (104o, 63o) α2 (58o , 106o) α3 (143o , 75o) α4 (121o , 60o)
Việc tớnh tõn lực chớnh xõc theo phương thực của cõc lực lă khõ phức tạp nớn ta sẽ tớnh gần ủỳng với giả thiết lă cõc lực ‘ủộng’ cú phương vuụng gúc với canh tay ủũn lấy với tđm quay, cũn cõc lực ‘bịủộng’ cú phương tạo với trục thanh một gúc hẹp nhất, nghĩa lă lực ủộng ở vị trớ cú mụ men quay lớn nhất cũn lực ‘bịủộng’ cú mụ men quay nhỏ nhất lấy với tđm quay tương ứng. Tớnh như vậy sẽủảm bảo an toăn cao hơn cho hệ thống mă việc giải băi tõn ủược ủơn giản hơn nhiều.
Theo quan ủiểm như vậy, Phương trỡnh cđn bằng mụ men quay quanh ủiểm treo dưới của cõc lực ủặt lớn thanh treo dưới cú dạng:
Ptong qd.1300= Ptk.525 sin58o;
Phương trỡnh cđn bằng của Ptk vă Ppt lấy với trục tay quay cú dạng: Ptk.380= Ppt.160 sin(59o) Giải hệ phương trỡnh trớn ta ủược Ptk= 6790 N; Ppt= 18812 N. Biết cõc lực tõc dụng lớn cõc thanh của cơ cấu, ta cú thể kiểm tra ủộ bền của cõc thanh.
Kiểm tra bền cho thanh treo dưới
Trường ðại học Nụng nghiệp Hă Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... 62
Tải trọng tõc dụng lớn thanh treo dưới: 2325 N Thanh chịu uốn cộng cắt
Kết quả cho trớn hỡnh 3.30.
Hỡnh 3.30. Kiểm tra bền thanh treo dưới
Thanh kĩo
Lực kĩo dọc thanh Ptk= 6790 N Thanh chịu kĩo
Kết quả cho trớn hỡnh 3.31.
Trường ðại học Nụng nghiệp Hă Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... 63
Khuỷu nđng thanh kĩo
Lực tõc dụng chớnh bằng lực dọc thanh kĩo Ptk= 6790 N Thanh chịu uốn cộng cắt. Kết quả tớnh cho trớn hỡnh 3.32. Hỡnh 3.32. Kiểm tra bền khuỷu nđng Tay quay Lực tõc dụng Ppt= 18812 N Kết quả cho trớn hỡnh 3.33 Hènh 3.33. KIểm tra bền khuỷu nđng.
Trường ðại học Nụng nghiệp Hă Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... 64
Kiểm tra trục pớt tụng Lực tõc dụng 18812 N
Pớt tụng chịu nĩn dọc trục. Kết quả cho trớn hỡnh 3.34.
Hỡnh 3.34. Kiểm tra bền trục pớt tụng.
Cõc kết quả kiểm tra bền cho thấy cơ cấu treo ủờ thiết kếủảm bảo ủộ bền.
Trường ðại học Nụng nghiệp Hă Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... 65