3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn:
3.3.4. Lập biểu thức để xác định lực nâng tối đa theo các thông số tải trọng của xilanh
lanh thủy lực:
Dựa vào phương trình cân bằng chống lật của toàn máy, với để ý rằng, vị trí nâng ban đầu (sau khi xúc đầy gầu) của cơ cấu nâng cần chính (hình vẽ 3.6) dùng 2 xi lanh thủy lực đẩy lên cần có góc nghiêng α nhỏ nhất và cánh tay đòn lực là lớn nhất do đó đây là vị trí đòi hỏi lực đẩy của 2 xi lanh phải là lớn nhất.
Ngược lại, vị trí khi nâng gầu đến độ cao nhất thì lực đẩy của 2 xi lanh là nhỏ nhất (khi α lớn nhất, gần 900 khi đó Sin α = 1).
Chú ý: α là góc nghiêng tạo ra giữa trục của xi lanh nâng cần chính với phương ngang, góc α ban đầu xác định trực tiếp trên cơ cấu là 300. Như vậy để tạo ra lực nâng theo phương đứng, tại vị trí thấp nhất sau khi xúc (đầu hành trình) thì cơ cấu nâng này cần có lực đẩy của 2 xi lanh lớn hơn rất nhiều so với vị trí đẩy cuối hành trình do phương của lực và góc α của 2 xi lanh không trùng phương nâng đứng.
Để xác định lực đẩy cực đại vị trí nâng ban đầu cần thiết ta cần xác định lực nâng tối đa cần thiết, theo phương đứng là F đứng-max (kG) (khi tốc độ nâng nhỏ, bỏ qua lực quán tính):
F đứng max = G0.g = 625 kg x 9,81 m/s2 600 kG (5)
Để xác định lực đẩy cực đại F xilanh-max của 2 xi lanh tại vị trí nâng ban đầu cần thiết, ta phải lập biểu thức cân bằng lực khi nâng gầu xúc đầy vật liệu như sau:
F đứng-max ≤ 2. F xilanh-max . sin α . (g (G1+G2) . lcần + g. G3 . lcần ) x 1,52 m. (6)
Từ đó rút ra:
F xilanh-max ≥ 1,52 . F đứng-max / 2 (sin α . (g (G1+G2)/lcần + g. G3 . lcần ).
Thay số vào, biểu thức có thể viết lại là:
F xilanh-max ≥ 1,52 x 600 kG. / 2 x 0,5 (9,81 x 420 x 1,75 + 9,81 x 300 x x 1,75).
F xilanh-max ≥ 912/ 9785 = 0,09 (6b) Kết quả tính toán là: Fxilanh-max ≥ 0,09
Kiểm tra khả năng đẩy thực tế F xilanh-max của 2 xi lanh thủy lực có sẵn trên máy kéo Kubota L 1500 tương ứng các điều kiện:
Các cơ cấu đã chọn để tái sử dụng được bơm thủy lực trên máy kéo KUBOTA L1500 có các thông số như sau:
-Q = 53 lít/phút
Điều kiện bảo đảm khả năng nâng cho hệ thống: F xilanh-max thực ≥ F xilanh-max
F xilanh-max thực = P. S = 56 . π.D2/4 ≥ F xilanh-max (kG) (7) Trong đó:
- P là áp suất tối đa của bơm.
- S là diện tích đẩy của pít tông – xi lanh thủy lực. D = 0,05 m Fxilanh-max thực = 56 . 3,14. D2/ 4 = 0.11 (kG)
Thay số vào (7) và đối chiếu với (6b); Đối chiếu kết quả tính toán trên, ta có: Fxilanh- max thực = 1,22 x Fxilanh max
- Hai xi lanh thủy lực nâng chính có Dxi lanh TL = 50 mm, có chiều dài (500 -900) mm là phù hợp và bảo đảm khả năng làm việc cùng với cơ cấu xúc lật đã chọn.
Vì xy lanh được thiết kế tiêu chuẩn nên ta chỉ cần tính tải trọng tối đa để chọn xy lanh Phù hợp với điều kiện làm việc thực tế của máy mà không cần thiết kế và tiến hành kiểm tra xylanh trong thời gian thực nghiệm của máy.