Thiết kế tay gầu thuận lắp trên máy cơ sở E460BVOLVO

Lời nói đầu Với sự phát triển của ngành xây dựng nói chung và ngành thuỷ lợi nói riêng,máy thuỷ lợi và máy xây dựng là thiết bị thi công không thể thiếu trong các côngtrình do khối lượn

Lời nói đầu

Với sự phát triển của ngành xây dựng nói chung và ngành thuỷ lợi nói riêng,máy thuỷ lợi và máy xây dựng là thiết bị thi công không thể thiếu trong các côngtrình do khối lượng thi công rất lớn mà sức lao động của con người không thể đápứng được.Các thiết bị này không những đảm bảo được tiến độ thi công mà chấtlượng của công trình cũng được thể hiện qua năng lực thi công của thiết bị

Trong điều kiện thực tế của nước ta hiện nay trình độ khoa học và công nghệchế tạo còn hạn chế chưa thể thực hiện việc chế tạo hoàn chỉnh một máy xây dựngthuỷ lực và do nước ta nhập khẩu rất nhiều các loại máy xây dựng thuỷ lực củanhiều hãng sản xuất và nhiều quốc gia khác nhau nên có nhiều tính năng không phùhợp với điều kiện thực tế của nước ta, cũng do trong quá trình sửa chữa bảo dưỡng

và thay thế nhất là bộ công tác hay bị hư hỏng và mòn do trực tiếp việc trong điềukiện nặng nhọc

Như vậy để phù hợp với điều kiện thực tế làm việc của các máy này, chúng ta

có thể dựa trên các máy cơ sở cũ để thiết kế các phần còn lại như bộ công tác, bộ di chuyển…nhằm phục vụ tốt cho quá trình sửa chữa, thiết kế mới để thay thế một phần các thiết bị nhằm tiết kiệm các thiết bị , tận dụng các máy còn dùng được

Trong đồ án em được giao đề tài :“Thiết kế tay gầu thuận lắp trên máy cơ sở

E460B-VOLVO “

Xong trong quá trình thiết kế do kiến thức về thực tế còn hạn chế, tài liệu lại thiếunhiều nên không thể tránh khỏi những thiếu sót trong quá trình thiết kế Rất mong sựchỉ bảo tận tình của các thầy cô trong bộ môn máy xây dựng để em có thể hoànthành tốt đồ án nàỵ

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Hồ Sĩ Sơn đã trực tiếp hướngdẫn,cùng với sự chỉ bảo của thầy giáo Vũ Văn Thinh để em có thể hoàn thành đồ ánnày đúng thời gian quy định

Hà nội,Ngày 27/09/2007

Đồ án máy Thuỷ Lợi GVHD:

Thiết kế tay gầu với máy cơ sơ :E460B-VOLVO

Chương I :Xác định các thông số của tay gầu

Ta phải xác định được chiều dài tay gầu ứng với máy cơ sở.Ở vị trí này gầu đầy đất,tay gầu nằm ngang,cần nghiêng một góc 450

xt

o

xg xt

c

1

Lấy mômen đối với điểm 0 ta có :

Mt\c=M0=Gi*ri

Gi :Trọng lượng các phần tử của bộ công tác

ri :Khoảng cách từ trọng tâm các phần tử đến điểm 0

Mt\c=G(g+đ)*rg+đ + Gxg*rxg + Gt*rt + Gxt*rxt + 21 Gxc*rxc +Gc*rc

Trong đó : G(g+d)=Gg + Gd

g =

bd

tk g

Đồ án máy Thuỷ Lợi GVHD:

Giải phương trình trên ta được :x = 2,34 (m)

Vậy chiều dài của tay gầu cần thiết kế là 2,34 (m)

Chương II :Tính kiểm nghiệm và tính ổn định các cơ cấu của máy

I Tính kiểm nghiệm cơ cấu quay và cơ cấu di chuyển.

của máy chiếm 2\3 thời gian chu kì làm việc.Do vậy việc xác định hợp lícác thông số của cơ cấu quay là một nhiệm vụ quan trọng khi thiết kế máy.Các thông số của cơ cấu quay là:

-J0: Mômen quán tính khi gầu không có đất

- wmax:Tốc độ góc lớn nhất của bàn quay (1\s)

- max:Gia tốc góc lớn nhất

-tk:Thời gian khởi động (s)

-tp:Thời gian phanh (s)

-q:Hiệu suất cơ cấu quay

A và b là các hệ số với máy đào xây dựng A = 10; b = 1,58

G = 44,5 (KN) :Trọng lượng toàn máy

t t

J J

t jk q

74 , 40

= 406,3-Tính td Thời gian đào thông qua hành trình và vận tốc xilanh :

Đồ án máy Thuỷ Lợi GVHD:

2 2 ) 3

1 ( ) 3

2 ( l c  l t  l c l t

=

2

2 34 , 2 3

1 5 , 6 3

2 2 ) 34 , 2 3

1 ( ) 5 , 6 3

2 2 ) 3

1 ( ) 3

2 ( l c  l t  l c l t

=

2

2 34 , 2 3

1 5 , 6 3

2 2 ) 34 , 2 3

1 ( ) 5 , 6 3

= 6,38 Với máy đào gầu thuận cấp đất IV ta tra bảng lấy td=2

) 37 , 1 (

q q

) 2 )(

83 , 0 37 , 1 ( 4 , 684

M

* max = 0,078

a = 1,17 : Hệ số ảnh hưởng của Md ,Mt

- Với Nmax và các thông số tính toán ta có vận tốc góc tối ưu là :

wmax = 1,233 max 2

) 37 , 1 (

q ma

2 Tính cơ cấu di chuyển

-Theo công thức tổng quát :PK = 



6

1 i

q = 0,4 (KN/m2): Áp lực gió khi làm việc

F = B*Hb; Với B = 3,34 :Chiều rộng máy cơ sở

Hb = 3,25 : Chiều cao buồng máy

Đồ án máy Thuỷ Lợi GVHD:

Coi hai xích như nhau:

8

2

' 1 2 1

L G A

' 2 2 1

G f a

r

A P

6

G B

L f

6

G B

L f

3.Xác định lực xilanh và chọn đường kính xilanh

Quá trình đào đất của Máy Đào thuỷ lực gầu thuận có thể tiến hành theo cácnguyên tắc:

Gầu và tay gầu cố định, cần chuyển động nhờ xilanh cần

Cần quay quanh khớp bản lề nối với tay gầu nhờ xi lanh gầu, lúc đó cần và taygầu cố định, gầu chuyển động nhờ xilanh gầu

Tay gầu quay quanh khớp bản lề nối với cần nhờ xi lanh tay gầu, lúc đó cần

và gầu cố định, gầu chuyển động nhờ xilanh tay gầu

Cần và tay gầu cùng làm việc đồng thời nhờ các xi lanh cần và xilanh tay gầu ở trường hợp này gầu coi như lắp cứng với tay gầu

a Xác định lực xilanh tay gầu:

Giả sử trong thời gian đào, gầu chuyển động nhờ xilanh tay gầu lớn nhất của

q C

.



Trong đó:

- q =4,5m3 :Dung tích hình học của gầu

Đồ án máy Thuỷ Lợi GVHD:

- b = 1,23 q =1,98 (m) : Chiều rộng gầu

- ktx = 1,35 : Hệ số tơi xốp ( Với cấp đất IV là loại đất Sét khô,chặt, á sét lẫn sỏi, hoàng thổ khô, mengemen) dựa vào Bảng1-2 (MTL)

Ta có:

Chiều dày lát cắt lớn nhất:

) ( 42 , 0

Ta có:

xt

i i xt

r

r G r

t xg xg d g d g xt

r

r G r

G r G r

G r P P

' 2

1 '

' '

r  tg 

=> r’o = 6,25 (m)r’t: Khoảng cách từ Gt đến điểm O1:

).

( 2

1 ' l m

5 3

1 2

1 3

Đồ án máy Thuỷ Lợi GVHD:

Ta có:

max

0 135 sin 3 2

xl

c

L

l Sin Với : lc = 7 (m) , Lmax

Lại có áp suất trong xilanh tay gầu : p = 3,5 Mpa

Vậy đường kính xilanh tay gầu cần thiết được xác định như sau :

D = ( )

.

4

mm p

xt

o

xg xt

r

r G

1

.

.

xc

xc xc c

c xt xt t t xg xg d g d

g

xc

r

r G r

G r G r G r G r

Đồ án máy Thuỷ Lợi GVHD:

2 ) ( )

1 1 2

1 2

D = ( )

2

4

mm p

q C

. 1

ktx= 1,35: Hệ số tơi xốp với đất cấp IV.Bảng1-2 (MTL)

=> C'Max 1,02(m)

Lực cản đào tiếp tuyến:

Khi răng gầu tiến đến vị trí II.( '

Đồ án máy Thuỷ Lợi GVHD:

' 01 '

.

.

xg

xg xg d

g d g

xg

i i xg

r

r G r

G r P r

r G r

1

m h

P xg 

II.Tính ổn định máy.

Kiểm tra ổn định ở hai vị trí

a.Vị trí 1:

Ổn định của Máy Đào khi làm việc được xác định ở cuối quá trình đào, tay gầu

Máy đào có thể lật ở mép ngoài của bánh tì A

Đồ án máy Thuỷ Lợi GVHD:

bằng mômen ở khớp tay gầu

M O 0

' 0

' '

' 01

.

.

r

r G r G r P

P xt xt  t t  gd g





Trong đó:

Pxt=: Lực lớn nhất xilanh tay gầu

Gt= : Trọng lượng tay gầu

Gg+đ=: Trọng lượng gầu đầy đất

r 

) ( 53 , 19 37

, 6

863 , 4 7 , 13 972 , 2 6 , 5 67 , 0 149 , 331

M G  4 , 2 1 , 6  1 , 3  80 , 4 1  1 , 3  58 , 7 1 , 3  273

1 , 1 113 , 1 5 , 241

M

M K

Đảm bảo điều kiện ổn định

45 cos 2

, 4

59 , 216

Đảm bảo điều kiện ổn định

Xét trường hợp máy xuống dốc với max=300, =600 khi máy xuống dốc tay gầu thẳng đứng, gầu gần chạm đất (xét máy lật tại điểm tựa của xích phía trên A)

Đồ án máy Thuỷ Lợi GVHD:

G®t

Ga

Gc

60°

Gt+g A

9 , 246

M

M k

Đảm bảo điều kiện ổn định

III, Tính bền bộ công tác:

Tay gầu bị uốn trong mặt phẳng thẳng đứng,ngang,xoắn, kéo hoặc

nén.Những ứng suất này xuất hiện trong quá trình đào hoặc phanh đột ngột

Tính toán l c tác d ng lên tay g uực xilanh gầu lớn nhất l ụng lên tay gầu ầu cần thiết l

1.V trí 1 ị trí 1.

Trong quá trình đà đất l ặp trướng ngại vật,lực lớn nhất xilanh tay o t g p trướn nhất lng ng i v t,l c l n nh t xilanh tay ại vật,lực lớn nhất xilanh tay ậy ực xilanh gầu lớn nhất l ớn nhất l ất l

g u có phầu cần thiết l ương vuông góc với tay gầu.ng vuông góc v i tay g u.ớn nhất l ầu cần thiết l

S ơng vuông góc với tay gầu đồ tác dụng lên tay gầu tại vị trí 1 tác d ng lên tay g u t i v trí 1ụng lên tay gầu ầu cần thiết l ại vật,lực lớn nhất xilanh tay ị trí 1

Po2 Po1

, 4

2 , 0 6 , 5 5 , 0 3 , 6 8 , 0 149 , 331

o

t t g g xt xt

r

r G r G r P P





88 , 0 6489 , 0

4 , 100 max

N Mp

82 , 175

R

M K

R: Khoảng cách từ mép răng của gầu tới trục quay của bàn quay;

q: Hiệu suất cơ cấu quayTiết diện nguy hiểm (m-m) tay gầu

Mô men uốn trong mặt phẳng thẳng đứng

Mx = Yo.ry Zo.ee: Khoảng cách của điểm đặt lực Zo đối với tiết diện m-m

Đồ án máy Thuỷ Lợi GVHD:

Yo = Pxt-Po1= 331,149-57,98 = 273,51 (KN)

Mx = 273,51.0,88 + 40,89 0,2 = 248,86 (KN)Mômen uốn trong mặt phẳng ngang:

My = K (ro - ry) = 40,03.(3,45 – 0,88) = 102,8771 (KN)Lùc kÐo

M W

M

y

y x

) ( 55 , 101353 12

4 , 52 27 4 , 55 30

cm

) ( 9 , 38700 12

27 4 , 52 30 4 ,

) ( 97 , 3658 4

, 55

55 , 101353



30

9 , 38700

09 , 38 00258 , 0

8771 , 102 0036 , 0

86 ,





) / ( 10 9 , 6 0036 0

86 ,

m KN







2 4

2 4 2

4 ) 3 ( 6 , 9 10 ) 16 , 2 10 / 10

05 , 11



2.Vị trí thứ 2:Tay gầu nằm ngang , vươn xa nhất , gầu đầy đất , cần nghiêng 1 góc

45o , máy quay với vận tốc góc lớn nhất,phanh đột ngột:

Mx

Đồ ỏn mỏy Thuỷ Lợi GVHD:

1



Tích phân ta đợc:

) 3

2 ( 6

1

3 2 1

3 1 max

6 ,

) ( 2 , 1329 5

3323



2

6773

8 , 381 0067 , 0

36 , 11 0013 , 0

19 , 363





) / ( 10 9 , 27 0013 0

19 ,

m KN







2 4

2 4 2

4 ) 3 ( 27 , 9 10 ) 61 , 2 10 / 10

65 , 37

Đồ ỏn mỏy Thuỷ Lợi GVHD:

Kết luận

Qua tính toán và nghiên cứu các máy thực tế ta thấy các số liệu hoàn toàn phùhợp, máy đảm bảo làm việc tốt theo yêu cầu Tuy nhiên vì thời gian và trình độ cóhạn cho nên không tránh khỏi những thiếu sót, em mong đợc sự đóng góp của cácthầy cô giáo

Em xin chân thành cám ơn!