Với:
Fd: Lực kết dính giữa 2 phần gạch. Fk: Lực kẹp của các xy lanh kẹp.
Fms: Lực ma sát chống chiều trượt của gạch.
Ft: Lực tách cần thiết tạo ra của các xy lanh nâng để tách 2 phần gạch. Fg: Trọng lượng của 1 mẻ gạch.
Fs': Trọng lượng của khung trên.
BẢNG THÔNG SỐ
STT GIÁ TRỊ
1 Khối lượng mẻ gạch 5183 kg
2 khối lượng 1 lớp 518 kg
3 khối lượng khung kẹp 418 kg
4 lực dính giữa 2 lớp gạch 26.8kn 5 lực kẹp 22.5 kn 6 lực tách 32.5 kn 7 moment lớn nhất 146810.26 cm3 8 chuyến vị lớn nhất X 0.1638 mm 9 chuyến vị lớn nhất y 0.013 mm 10 chuyến vị lớn nhất z 0.02 mm 11 ứng suất lớn nhất 53.65 mpa Yêu cầu:
Thời gian đi lên khơng tải (chờ lại q trình tách) là td2 = 5 (s).
Đồ án tốt nghiệp khóa 11 Đại học cơng nghiệp Tp. Hồ Chí Minh
Thời gian kẹp thủy lực là tep = 2 (s). Thời gian tách thủy lực là ttach = 3 (s).
Thời gian di chuyển khoảng cách giữa các lớp là tkc = 2 (s) Quá trình cứ được lặp lai đến kết thúc quá trình tách.
Tổng thời gian của quá trình tách 1 mẻ gạch là T = tdi +số lốp (tep+ ttach+ tkc)
= 5 + 9. (2.2+ 3.2 + 2) = 113 (s) Thể tích khối bê tông nhẹ:
- Thông số mẻ bê tông nhẹ: + Chiều dài gạch: 4 (m) + Chiều rộng gạch: 1,2 (m) + Chiều cao gạch: 1,8 (m)
Thể tích một mẻ bê tơng cần tách (m3/ mẻ): 4x1,2x1,8
4.2.
Tính tốn thiết kế xy lanh kẹp.
4.2.1.
Tính và chọn xy lanh:
Lực tác dụng vào đầu xy lanh kẹp: Fk = 22500 N
chúng ta phải lựa chọn hệ thống bơm thủy lực này dựa trên yêu cầu của xy lanh đang chọn) thì phải lựa chọn giá trị áp suất MAX. về nguyên tắc, với một lực tác dụng cho trước, áp suất càng cao thì xy lanh càng nhỏ, gọn (về đường kính) và ngước lại. Tuy nhiên, áp suất cao cũng đồng nghĩa với hệ thống nguồn cấp và điều khiển phải làm việc ở chế độ cao áp và chi phí sẽ càng đắt. Do đó, tùy thuộc vào các ứng dụng - tính chất cơng việc khác nhau, người ta sẽ quyết định mức áp suất sử dụng khác nhau. Thông thường trong cơng nghiệp có hai dải áp suất chính là: đến 200 bar và từ 250 - 400 bar. Sau khi đã biết/chọn được áp suất MAX của hệ thống, sẽ tính tốn đến đường kính làm việc của xy lanh.
Chọn áp suất làm việc sơ bộ hệ thống: p = 150 bar. Hiệu suất xy lanh nCy =0.9.
r? _ Ạ -*1 _1 sô - = 2.
a
Tính đường kính xylanh:
Lực tạo ra trong hành trình tiến của xylanh được tính theo cơng thức:
Trong đó:
F : lực tạo ra ở đầu cần piston (N). p : áp suất làm việc của xy lanh.(bar). D : đường kính trong của xylanh (m).
d : đường kính trong có cần của xylanh (m).
Đồ án tốt nghiệp khóa Ị1 Đại học cơng nghiệp Tp. Hồ Chí Minh
Đường kính trong của xy lanh:
Vì lực chia đều cho 12 xy lanh nên F’kep = Fkep /6
D2 — d2 = 0,00356 (m)
Vì lực chia đều nên ta chọn đường kính trong của 12 xylanh là như nhau: Chọn đường kính trong của xy lanh D - 32 mm Tra Catalog
Đường kính cần của piston được tính theo Catalog: Chọn đường kính cần của piston là d = 22 mm.
4.2.2.Tính tốn lực giói hạn của cần chịu được:
Kết cấu của xy lanh thủy lực có khả năng chịu kéo/nén đúng tâm rất tốt nhưng khả năng chịu uốn của cán/vỏ xy lanh rất kém, nhất là khi xy lanh đã duỗi ra. Chính vì vậy phải tính tốn chiều dài chịu uốn lớn nhất (Lm) của xy lanh để quyết định kiểu lắp ghép của xy lanh.
Để xác định, cần dựa vào các thơng số tính tốn về đường kính cán d và áp suất làm việc ở trên và tra trên biểu đồ sau để xác định được lực lớn nhất trên cán xy lanh và giá trị Lm
Hình 4.1. Xác định giá trị LM.
Để đảm không bị cong cần khi xi lanh đẩy quá dài. Ở bước này chỉ có thể dựa vào cơng thức thực nghiệm để tính lực đẩy giới hạn khơng bị cong cần như sau:
Công thức Euler (khi V>Àg): _7T2. E.I
Fgh=T4 (KN)
Đồ án tốt nghiệp khóa 11 Đại học cơng nghiệp Tp. Hồ Chí Minh
Cơng thức tetmajer (khi x<kg) : _7T.íZ2.(355—0.6Ấ) r gh-------------—-------------
& 4.V
(kN)O
Trong đó:
E: Modul đàn hồi của vật liệu làm cần(N/mm2) I: Mơ men qn tính (mm4). I = 7i*d4/64.
v: Hệ số an tồn, có thể lấy = 3,5.
Lk: Chiều dài ngàm tự do (phụ thuộc vào kiểu lắp (mm) X: Độ mảnh.
À,g: Hệ số phụ. Ẩg—7C.
Ấ=^
d
Re: Độ bền của vật liệu làm cần (N/mm2) có thể lấy Re = 241 (N/mm2)
Hình 4.2. Xác định chiều dài Lk.
Nếu lực giới hạn nhỏ hon lực tính tốn thì cần tiến hành chọn lại đường kính cần hoặc giảm áp suất tính tốn và tính lại.
’ , n 4.Lfc 4.50 „ Độ mảnh: Ấ = —— = —— — 9 2.1.1011 ' _ = 103 0,8.241 Hệ số phụ: Ấq =
(À<Àg) Tải giới hạn cho phép được tính theo cơng thức:
7T. d2(355 — 0,62À) _ 7T. 222. (355 - 0,62.9) _ Qr7 n7ivr
ỉ^11 i 'Y í 1~ — ““ ““ 3 7 Ị 9 /V Aỉ
Limit 12.4 3,5.4
Tải làm việc 22,5 kN < 37,9kN thỏa điều kiện làm việc. Suy ra tính tốn chọn lại áp suất phù họp:
Đồ án tối nghiệp khóa 11 Đại học cơng nghiệp Tp. Hồ Chí Minh
_......... _ 7T. (0,0322 — 0,0222)
22500/6 = P.—-------——------ -.0,9
p=98,24 bar
Áp suất làm việc của hệ thống kẹp được sử dụng là 98,3 bar.
- Hành trình xy lanh kẹp: s=48mm Vkẹp ~~2= ° 848 — 0.024 m/s
í 2
- Lưu lượng làm việc của 1 xi lanh: +Lưu lượng làm việc lớn nhất:
Qmax = V.A = 0,024.4"- = 0,024.,r °’°3z2 = 1,9375.10"5 m3/s
4 4
- Do các xi lanh kẹp đồng thời nên lưu lượng làm việc của hệ thống 12 xi lanh kẹp: Qlv - 1,9375.10-5.12 =2,325.10'4 m3/s = 13,95 lit/phút
Qlt = 2,325.10_4/0,9 = 2,583.10'4 m3/s = 15,5 lit/phút
+Lưu lượng làm việc nhỏ nhất:
Qmin = v.a = 0,02. (ỵy - yy) = 0,022. --------= 9,4-10 m /s
Do các xi lanh kẹp đồng thời nên lưu lượng làm việc của hệ thống 12 xi lanh kẹp: Qlv = 9,4.10-6.12 =l,128.10’4 m3/s = 6,768 lit/phút
Qlt = 1,128.10“4/0,9 = 1,253.10'4 m3/s = 7,52 lit/phút