MỤC LỤCLỜI NÓI ĐẦUCHƯƠNG 1 . TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC CỦA MÁY ĐÀO1.1.Công dụng – Phân loại máy đào1.1.1. Công dụng1.1.2. Phân loại1.2.Cấu tạo và Nguyên lý làm việc của máy đào1.3.Phân tích kết cấu máy đào KOMATSU PC 3501.4.Ưu , Nhược điểm của hệ thống truyền động thủy lực 1.4.1.Khái niệm của hệ thống truyền động thủy lực1.4.2.Đặc điểm của hệ thống truyền động thủy lực1.4.3.Ưu điểm của hệ thống truyền động thủy lực1.4.4.Nhược điểm của hệ thống truyền động thủy lực1.5.Thông số hình học và đặc tính kỹ thuật của máy đào KOMATSU PC 350 CHƯƠNG 2 .TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC BỘ CÔNG TÁC 2.1. Cơ sở lý thuyết 2.2. Xác định lực trong các xy lanh 2.2.1. Xác định chiều dài phoi cắt lớn nhất và lực cản đào 2.2.2. Xác định lực trong xy lanh tay gầu 2.2.3. Xác định lực trong xy lanh nâng cần 2.2.4. Xác định lực trong xy lanh gầu 2.3. Tính chọn xy lanh 2.4. Tính chọn bơm dầu thủy lực 2.5. Lựa chọn van phân phối 2.6. Lựa chọn thùng chưa dầu thủy lực 2.7. Chọn bầu lọc 2.8. Lựa chọn ống dẫn và cút nối LỜI NÓI ĐẦUSau khi được học môn học máy làm đất em đã được tích lũy một số kiến thức nhất định về ngành nghề của mình, để có có một cái nhìn trực quan và thực tế cũng như gián tiếp thực tập về ngành, nay em được giao nhiệm vụ là: “Tính toán thiết kế hệ thống thuỷ lực bộ công tác theo máy xúc KOMATSU C 350”.Ở nước ta hiện nay, quá trình xây dựng các công trình thuỷ lợi, thuỷ điện, các công trình giao thông, khai thác các loại khoáng sản: than, đá, quặng. Đòi hỏi cần phải giải quyết những công việc như đào mà vận chuyển đất đá với khối lượng lớn mà lao động phổ thông không đáp ứng được. Do đó máy đào một gầu KOMATSU PC 350 có hệ thống truyền động thuỷ lực nên có rất nhiều ưu điểm về kết cấu và thao tác và có khả năng tự động hoá, do đó nâng cao được năng suất và kinh tế trong quá trình sử dụng.Trong quá trình làm đồ án do trình độ còn hạn chế, tài liệu chưa đầy đủ nên chắc chắn không tránh khỏi sai sót. Em rất mong sự chỉ bảo của quý thầy cô và sự đống góp ý kiến của các bạn.Cuối cùng cho em được gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả quý thầy cô trong nhà trường đã truyền đạt kiến thức cho em trong thời gian qua. Em xin chân thành cám ơn thầy giáo Phạm Như Nam đã định hướng, tận tình hướng dẫn cho em thực hiện và hoàn thành đồ án này.Sinh viên thực hiệnBùi Xuân PhongCHƯƠNG ITỔNG QUAN CHUNG VỀ MÁY ĐÀOMÁY ĐÀO KOMATSU PC 3501.1.Công dụng – Phân loại máy đào1.1.1. Công dụngMáy xúc, đào được xem là thiết bị chính yếu trong công tác làm đất nói riêng và quá trinh xây dựng nói chung. Máy xúc, đào chuyên làm nhiệm vụ khai thác đất và đổ vào phương tiện vận chuyển hoặc tự vận chuyển trong cự ly ngắn (đào, đấp kênh, mương,....).Trong quá trình xây dựng đường xá, đê, đập, đập thủy điện, khai thác mỏ, thì máy xúc, đào, đặc biệt là máy đào được đánh giá là thiết bị quan trọng nhất. Khối lượng đất, đá do máy đào đảm nhiệm trung bình là 45% tổng khối lượng công việc.Ngoài ra, máy đào còn được thiết kế thêm các bộ công tác gầu thuận, bộ công tác gầu nghịch, bộ công tác gầu ngoặm, bộ công tác cần trục, bộ công tác búa đóng cọc,... để máy có thể làm các việc khác nhau nhu: trục, cẩu các thiết bị hoặc vật liệu nặng lên cao, làm búa đóng cọc, san lấp mặt bằng, phá dỡ công trình,...Máy đào KOMATSU PC 350 là máy xúc một gầu có hệ thống truyền động thuỷ lực , có nhiều ưu điểm về thao tác kinh tế hơn so với máy đào truyền động cơ khí, nó không những đạt năng suất gấp 1,25 ÷1,5 lần so với các loại máy tương tự có cùng kích thước mà còn làm tăng mức độ cơ giới hoá một cách đáng kể khi sử dụng vào những công việc làm đất khác nhau.Máy xúc KOMATSU PC 350 đã được tiêu chuẩn hoá và thống nhất hoá các cụm thiết bị dẫn động thuỷ lực, danh mục các chi tiết dự trữ của máy được giảm bớt đi nhiều và tạo ra khả năng vận dụng sửa chữa liên hợp để sửa chữa máy, nhờ vậy giảm bớt được việc sửa chữa nhỏ trong công tác sửa chữa và tăng thêm được thời gian sử dụng hữu ích. Hình a : Máy đào KOMATSU PC 3501.1.2.Phân loại máy đàoCó nhiều cách phân loại các loại máy xúc, đào. Sau đây là một số cách phân loại máy xúc, đào:Theo đặc điểm bộ công tác: máy đào gầu thuận, máy đào gầu ngược, máy đào gầu ngoặm, máy đào gầu kéo (kiểu dây quăng), máy đào gầu bào,...Theo hệ thống treo bộ công tác: hệ treo mềm (dây cáp), hệ treo cứng (xilanh thủy lực).Theo hệ thống di chuyển: máy đào chạy bằng bánh xích, máy đào chạy bằng bánh hơi.Theo cơ cấu điều khiển: điều khiển bằng cơ, điều khiển bằng điện, điều khiển kết họp (điều khiển bằng cơ kết họp với điện).Theo dung tích gầu:+ Máy đào loại lớn: dung tích gầu trên 4 m3+ Máy đào loại vừa: dung tích gầu từ 1,25 đến 4 m3+ Máy đào loại nhỏ: dung tích gầu nhỏ hơn 1 m3Ngoài ra người ta còn phân loại máy đào theo cơ cấu sinh công: bằng động cơ điện hoặc bằng động cơ đốt trong.
Trang 1MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC CỦA MÁY ĐÀO
1.1 Công dụng – Phân loại máy đào
1.1.1 Công dụng
1.1.2 Phân loại
1.2 Cấu tạo và Nguyên lý làm việc của máy đào
1.3 Phân tích kết cấu máy đào KOMATSU PC 350
1.4 Ưu , Nhược điểm của hệ thống truyền động thủy lực
1.4.1 Khái niệm của hệ thống truyền động thủy lực
1.4.2 Đặc điểm của hệ thống truyền động thủy lực
1.4.3 Ưu điểm của hệ thống truyền động thủy lực
1.4.4 Nhược điểm của hệ thống truyền động thủy lực
1.5 Thông số hình học và đặc tính kỹ thuật của máy đào KOMATSU PC 350
CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC BỘ CÔNG TÁC
2.1 Cơ sở lý thuyết
2.2 Xác định lực trong các xy lanh
2.2.1 Xác định chiều dài phoi cắt lớn nhất và lực cản đào
2.2.2 Xác định lực trong xy lanh tay gầu
2.2.3 Xác định lực trong xy lanh nâng cần
2.2.4 Xác định lực trong xy lanh gầu
2.3 Tính chọn xy lanh
2.4 Tính chọn bơm dầu thủy lực
2.5 Lựa chọn van phân phối
2.6 Lựa chọn thùng chưa dầu thủy lực
2.7 Chọn bầu lọc
2.8 Lựa chọn ống dẫn và cút nối
LỜI NÓI ĐẦU
Sau khi được học môn học máy làm đất em đã được tích lũy một số kiến thức nhất định về ngành nghề của mình, để có có một cái nhìn trực quan và thực tế cũng như
gián tiếp thực tập về ngành, nay em được giao nhiệm vụ là: “Tính toán thiết kế hệ
thống thuỷ lực bộ công tác theo máy xúc KOMATSU C 350”.
Trang 2Ở nước ta hiện nay, quá trình xây dựng các công trình thuỷ lợi, thuỷ điện, các công trình giao thông, khai thác các loại khoáng sản: than, đá, quặng Đòi hỏi cần phải giải quyết những công việc như đào mà vận chuyển đất đá với khối lượng lớn mà lao độngphổ thông không đáp ứng được Do đó máy đào một gầu KOMATSU PC 350 có hệ thống truyền động thuỷ lực nên có rất nhiều ưu điểm về kết cấu và thao tác và có khả năng tự động hoá, do đó nâng cao được năng suất và kinh tế trong quá trình sử dụng.Trong quá trình làm đồ án do trình độ còn hạn chế, tài liệu chưa đầy đủ nên chắc chắn không tránh khỏi sai sót Em rất mong sự chỉ bảo của quý thầy cô và sự đống góp ý kiến của các bạn.
Cuối cùng cho em được gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả quý thầy cô trong nhà trường đã truyền đạt kiến thức cho em trong thời gian qua Em xin chân thành cám ơn
thầy giáo Phạm Như Nam đã định hướng, tận tình hướng dẫn cho em thực hiện và
hoàn thành đồ án này
Sinh viên thực hiệnBùi Xuân Phong
CHƯƠNG I TỔNG QUAN CHUNG VỀ MÁY ĐÀO MÁY ĐÀO KOMATSU PC 350 1.1 Công dụng – Phân loại máy đào
1.1.1 Công dụng
Máy xúc, đào được xem là thiết bị chính yếu trong công tác làm đất nói riêng và quá trinh xây dựng nói chung Máy xúc, đào chuyên làm nhiệm vụ khai thác đất và đổ vào phương tiện vận chuyển hoặc tự vận chuyển trong cự ly ngắn (đào, đấp kênh,
mương, )
Trong quá trình xây dựng đường xá, đê, đập, đập thủy điện, khai thác mỏ, thì máy xúc, đào, đặc biệt là máy đào được đánh giá là thiết bị quan trọng nhất Khối lượng đất, đá do máy đào đảm nhiệm trung bình là 45% tổng khối lượng công việc
Ngoài ra, máy đào còn được thiết kế thêm các bộ công tác gầu thuận, bộ công tác gầu nghịch, bộ công tác gầu ngoặm, bộ công tác cần trục, bộ công tác búa đóng cọc, để máy có thể làm các việc khác nhau nhu: trục, cẩu các thiết bị hoặc vật liệu nặng lên cao, làm búa đóng cọc, san lấp mặt bằng, phá dỡ công trình,
Trang 3Máy đào KOMATSU PC 350 là máy xúc một gầu có hệ thống truyền động thuỷ lực ,
có nhiều ưu điểm về thao tác kinh tế hơn so với máy đào truyền động cơ khí, nó không những đạt năng suất gấp 1,25 ÷1,5 lần so với các loại máy tương tự có cùng kích thước mà còn làm tăng mức độ cơ giới hoá một cách đáng kể khi sử dụng vào những công việc làm đất khác nhau
Máy xúc KOMATSU PC 350 đã được tiêu chuẩn hoá và thống nhất hoá các cụm thiết bị dẫn động thuỷ lực, danh mục các chi tiết dự trữ của máy được giảm bớt đinhiều và tạo ra khả năng vận dụng sửa chữa liên hợp để sửa chữa máy, nhờ vậy giảm bớt được việc sửa chữa nhỏ trong công tác sửa chữa và tăng thêm được thời gian sử dụng hữu ích
Hình a : Máy đào KOMATSU PC 350
1.1.2 Phân loại máy đào
Có nhiều cách phân loại các loại máy xúc, đào Sau đây là một số cách phân loại máy xúc, đào:
- Theo đặc điểm bộ công tác: máy đào gầu thuận, máy đào gầu ngược, máy đào gầu ngoặm, máy đào gầu kéo (kiểu dây quăng), máy đào gầu bào,
- Theo hệ thống treo bộ công tác: hệ treo mềm (dây cáp), hệ treo cứng (xilanh thủy lực)
Trang 4- Theo hệ thống di chuyển: máy đào chạy bằng bánh xích, máy đào chạy bằng bánh hơi.
- Theo cơ cấu điều khiển: điều khiển bằng cơ, điều khiển bằng điện, điều khiển kết họp (điều khiển bằng cơ kết họp với điện)
- Theo dung tích gầu:
+ Máy đào loại lớn: dung tích gầu trên 4 m3
+ Máy đào loại vừa: dung tích gầu từ 1,25 đến 4 m3
+ Máy đào loại nhỏ: dung tích gầu nhỏ hơn 1 m3
Ngoài ra người ta còn phân loại máy đào theo cơ cấu sinh công: bằng động cơ điện hoặc bằng động cơ đốt trong
1.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy đào gầu nghịch
Hình b Cấu tạo chung của máy đào
1 – Buồng động cơ diesel 5 – Motor quay toa
2 – Bơm thủy lực 6 – Gầu đào
3 – Motor di chuyển 7 – Xy lanh thủy lực
4 – Thùng dầu thủy lực 8 – Cum van phân phối
Trang 5chuyển Khi cố sự tác động của người vận hành, một dòng dầu điều khiển sẽ được mở đi đến cụm van phân phối chính, chứng có tác dụng đống/mở cụm van phân phổi tương ứng cho thiết bị công tác, quay toa, di chuyển Một đườngdầu đi đến các xilanh cần, xilanh tay gầu hoặc xilanh gầu; một đường dầu đi đến motor quay toa (5) và một đường dầu đi đến motor di chuyển (3) làm cho các motor này quay Khi các motor này quay, chúng sẽ làm cho bánh xích di chuyển hoặc bàn quay sẽ quay.
Dầu trước khi về thùng sẽ được làm mát ở két làm mát và được lọc bẩn bởi lướilọc dầu Áp lực của hệ thống thuỷ lực được giới hạn bởi van an toàn, thông thường được lắp ở cụm van phân phối chính Khi áp lực hệ thống đạt đến giới hạn của van thì van sẽ mở ra và cho dầu chảy về thùng, đảm bảo an toàn cho hệthống van, ống dây phân phối và bơm
1.3 Các thông số cơ bản và sơ đồ cấu tạo của máy đào KOMATSU PC 350
Trang 6Hình c Sơ đồ kích thước, kết cấu máy đào PC 350
1-gầu; 2- tay gầu; 3- xilanh gầu; 4- xilanh tay gầu; 5- cần; 6- xilanh cần;7- cabin; 8- động cơ; 9- dải xích; 10- môtơ di chuyển; 11- sắt xi; 12- galêđỡ; 13- galê tỳ; 14- bánh dẫn hướng
*Sơ đồ mạch thuỷ lực máy xúc PC-350
Trang 7áp từ cụm van tiết lưu lên các xi lanh công tác (5,6,7) nếu dầu trong đường ống có áp suất vượt quá mức cho phép thì van an toàn(4) sẽ mở và một phần dầu sẽ về thùng
1.4 Hệ thống truyền động thủy lực
1.4.1 Khái niệm hệ thống truyền động thủy lực.
Về bản chất, truyền động thuỷ lực là hệ thống thuỷ lực dùng để truyền năng lượng
bằng chất lỏng và biến đổi nó thành cơ năng ở đầu ra của hệ thống (năng lượng
chuyển động động cơ thuỷ lực) đồng thời thực hiện chức năng điều khiển và điều chỉnh tốc độ của khâu ra
Trang 8Khái niệm “Truyền động thuỷ lực” thường đi đôi với khái niệm “Hệ thống thuỷ lực”
và được hiểu là tổ hợp các cơ cấu truyền năng lượng bằng cách sử dụng chất lỏng vói
áp suất cao Trong một hệ thống thuỷ lực có thể có một hoặc nhiều động cơ thuỷ lực
và bơm thuỷ lực Truyền động thuỷ lực bao gồm nguồn lưu lượng chất lỏng, phần lớn
là các loại bơm thuỷ lực; động cơ thuỷ lực chuyển động thẳng hoặc chuyển động quay; cơ cấu điều khiển
1.4.2 Đặc điểm hệ thrống truyền động thủy lực
Hệ thống truyền động thủy lực là phương pháp truyền động được sử dụng rất phổ biến
và trở thành một trong những khuynh hướng phát triển của các loại máy xúc, đào.Nhiệm vụ chính của hệ thống thủy lực là truyền năng lượng từ động cơ diezel đến các
cơ cấu khác nhau: gầu, motor di chuyển, motor quay toa Động cơ diezel làm quay bơm thủy lực, dòng dầu cao áp do bơm tạo ra sẽ di chuyển đến các xilanh, motor thủy lực di chuyển hoặc motor quay toa Để tạo ra dòng dầu thủy lực có áp suất cao, các hệ thống thủy lực hiện nay chủ yếu sử dụng bơm piston thay thế bơm bánh răng và bơm cánh gạt sử dụng trước đó Các bơm piston có thể điều chỉnh được lưu lượng nên tiết kiệm công suất, nâng cao hiệu suất của máy Do áp suất trong hệ thống thủy lực rất lớn, có những nơi áp suất lên đến 38 Mpa, do đó, các phần tử trong hệ thống thủy lực đòi hỏi độ chính xác chế tạo rất cao Các phần tử này chỉ làm việc hiệu quả khi kích thước của cặn, bẩn không vượt quá 40 Micromet Chính vì vậy, yêu cầu làm sạch dầu
là điều rất cần thiết
Hệ thống thủy lực bị nhiễm bẩn có thể dẫn đến:
-Giảm hiệu suất làm việc của máy
- Giảm tuổi thọ của các phần tử thủy lực
Nguyên nhân chủ yếu làm bẩn dầu thủy lực:
- Sự thâm nhập của bụi bẩn (trong quá trình làm việc của máy hoặc trong những lần bảo trì, sửa chữa nhân viên kỹ thuật không vệ sinh sạch sẽ các chi tiết trước khi lắp ghép)
- Phần tử thủy lực bị bào mòn tạo ra các hạt kim loại
- Cặn lẫn trong dầu thủy lực
- Hệ thống lọc dầu không đảm bảo
Để đảm bảo làm sạch dầu, các hệ thống thủy lực đều phải sử dụng những hệ thống lọckhác nhau Hai vị trí quan tíọng cần đặt hệ thống lọc là sau bơm và đường dầu hồi về thùng chứa
Hiện nay, hệ thống thủy lực đã ứng dụng điện, điện tử vào điều khiển thay thế cho điều khiển bằng cơ học trước kia Yì vậy, người lái có thể điều khiển nhẹ nhàng hơn, nâng cao độ chính xác và an toàn
Trang 91.4.3 Ưu điểm của phương pháp truyền động thủy lực
Truyền động thuỷ lực được sử dụng tính công nghiệp, đặc biệt là ngành chế tạo máy
và hàng không vũ trụ, đã thể hiện vai trò tích cực của nó trong sự phát triển của kỹ thuật, bởi vì nó có những ưu điểm sau đây:
Kích thước và trọng lượng trên một đơn vị công suất nhỏ, hiệu suất lớn, độ tin cậy cao, điều khiển đơn giản
Động cơ thuỷ lực còn có tỷ số giữa mômen xoắn ở trục ra trên mômen quán tính của rotor lớn Nhờ có ưu điểm này mà thời gian đảo chiều và đạt tốc độ quay cực đại của
nó rất nhỏ (từ 0,03 - 0,05s) Động cơ thuỷ lực quay có thể đảo chiều đến 500 lần/phút Động cơ thuỷ lực chuyển động thẳng có thể đảo chiều đến 1000 lần/phút Bơm thuỷ lực cũng có tác động rất nhanh Ví dụ bơm dùng trong hàng không có thể đạt lưu lượng từ không đến cực đại trong khoảng 0,04s, và thòi gian giảm từ lưu lượng cực đại về 0 trong khoảng 0,02s
Ưu điểm của truyền động thuỷ lực còn được thể hiện ở việc điều khiển vô cấp tốc độ trong dải rộng Tỷ số truyền của truyền động thuỷ lực là tỷ số giữa số vòng quay lớn nhất và số vòng quay nhỏ nhất trên trục của động cơ và có thể đạt tới 1000 Giới hạn dưới của số vòng quay của phần lớn các loại động cơ thuỷ lực đạt tới 5 4-10
vòng/phút
Ngoài ra, truyền động thuỷ lực rất đơn giản trong sử dụng và bảo quản Tuổi thọ của bơm và động cơ thuỷ lực thường đạt tới 20000h và lớn hơn Do chất lỏng làm việc trong truyền động thủy lực là dầu khoáng (hay còn gọi là nhớt, loại nhớt sử dụng phổ biến hiện nay trong các máy xúc, đào là nhớt 10) nên có điều kiện bôi trơn tốt các chi tiết và chuyển động êm hầu như không có tiếng ồn
1.4.4 Nhược điểm của phương pháp truyền động thủy lực
Khó làm kín các bộ phận làm việc, chất lỏng làm việc dể bị rò rĩ hoặc không khí dễ bị lọt vào, làm giảm hiệu suất và tính chất làm việc ổn định của truyền động
Vận tốc truyền động bị hạn chế vì phải đề phòng hiện tượng va đập thủy lực,tổn thất cột áp, tổn thất công suất lớn và xâm thực
Để khắc phục một số nhược điểm của truyền động thủy lực, trên các máy xúc, đào thủy lực người ta thường bố trí loại truyền động liên hợp như truyền động thủy - cơ Tuy vậy, toàn bộ quá trình truyền và bộ phận truyền động là thủy lực nên vẫn được gọi là truyền động thủy lực
1.5 Thông số hình học và đặc tính kỹ thuật
Bảng d Các thông số của máy đào KOMATSU PC350, bánh xích
Trang 10Chiều sâu đào thẳng đứng lớn nhất 6.400
Tầm với lớn nhất khi ở mặt đất bằng phẳng
10.890
Chiều cao lớn nhất khi đổ đất thành đống 7.030
Chiều dài tiếp xúc mặt đất của dải xích 3.700
Vận tốc không tải max vòng/phút 2.250
Mức tiêu thụ nhiên liệu tối thiểu g/kWh 205Môtơ khởi động
Chương 2TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC BỘ CÔNG TÁC
Trang 112.1 Cơ sở lý thuyết
Dựa vào tính chất cơ lý của từng loại đất
Theo phương pháp thi công bằng cơ giới đất được chia thành 11 cấp
Trong đó, từ cấp (I ÷V) có thể thi công bằng máy làm đất Các đặc trưng cơ tính của đất từ cấp (I ÷V) được xác định như trong bảng 1.II.1 [3]
Đào đất là tổ hợp hai quá trình:
Quá trình cắt đất thuần túy , làm cho đất bị tách khỏi nền cơ bản và trượt trên bề mặt của dao cắt
Quá trình tích đất vào trong bộ công tác (gầu xúc, thùng cạp…), hoặc tích đất trước bộcông tác (bàn ủi, bàn san,…)
Dựa vào công thức N G Dombrovski để tính thành phần lực P1:
P1 = K1.B.h
Trong đó: K1: hệ số lực cản đào và tích đất, hoặc còn gọi là lực cản đào riêng; tra bảng1.III.1.[3]
Dựa vào các giả thiết đã cho trước:
Các lực trên được xác định dựa vào các đặc điểm của quá trình đào và tích đất, cụ thể
Dựa vào các lực tác dụng lên bộ phận công tác:
Trọng lượng của cần Gc, của tay gầu Gt, của gầu và đất Gg+đ
Lực cản đào tiếp tuyến tại răng gầu P1 ở cuối giai đoạn đào và tích đất vào gầu
Lực cản đào tại răng gầu do chướng ngại vật gây ra, Pđ
Lực nâng và hạ cần làm việc Pc, dưới tác dụng của Pc cần sẽ quay quanh khớp O1.Lực để quay tay gầu quanh khớp O (Pt)
Lực quay gầu quanh khớp O2 (Pg)
Trang 12tc G
Hình 2.1 Sơ đồ lực tác dụng lên máy đào KOMATSU PC350
2.2 Xác định lực trong các xy lanh
2.2.1 Xác định chiều dày phoi cắt lớn nhất, lực cản đào và tích đất
Giả sử trong thời gian đào đất, gầu chuyển động nhờ tay gầu, chiều dày lớn nhất của phoi đất đạt được khi răng gầu cắt hết tầng đào và ngang với khớp O2 Khớp O2 có độ cao ngang mặt bằng đứng của máy
Trong trường hợp này chiều dày phoi đất lớn nhất được tính theo công thức :
Kt: Hệ số tơi của đất, ta tính cho đất loại IV do đó ta chọn Kt = 1,37
Vậy chiều dày phoi đất lớn nhất là:
Trang 130
1,4
0,082 n 1,445.8,67.1,37
P1= K1.b.hmax
Trong đó:
K1: Hệ số cản đào, theo bảng 1-3.1 [3] với đất cấp IV, chọn K1= 18 ( N/cm2 )
P1: Lực cản đào tiếp tuyến tác dụng lên răng gầu (hay mép gàu)
b: Chiều rộng gầu, b=144,5 (cm)
Lực cản đào lớn nhất tiếp tuyến tác dụng lên răng gầu:
P1= b.K1.hmax=144,5.18.8,2= 21328,2 (N)
2.2.2 Xác định lực trong xilanh tay gầu
Để xác định lực tác dụng lên cán piston của xi lanh tay gầu ta dựa vào đặc điểm thứ hai của quá trình đào và tích đất trong máy đào gầu ngược truyền động thuỷ lực Theo đặc điểm này, ta có thể xem cần là cố định và gàu được liên kết cứng với tay gàu, chỉ có xi lanh quay tay gầu làm việc
Lực đẩy Pt của xylanh quay tay gầu sẽđạt giá trị lớn nhất tại hai vị trí:
+Vị trí thứ nhất
Vị trí thứ nhất với các đặc điểm tính toán như sau:
Tay gầu gần như vuông góc với phương ngang, trục của tay gầu vuông góc với trục dọc của xi lanh tay gầu hay cũng chính là phương của lực Pt trong xi lanh quay tay gầu
Gầu bắt đầu cắt đất, răng gầu gặp chướng ngại vật
Trang 14O 1 V? TRÍ MÁY LÀM VI? C (I)
c G
Hình 2.2 Sơ đồ xác định lực trong xi lanh quay tay gầu ở vị trí thứ nhất
Lực P t được xác định từ phương trình cân bằng mômen do các lực của hệ tay gầu và gầu gây ra với khớp O2 ta có:
Trang 15147197,74( )0,
78
tc G
Cmax V? TRÍ MÁY LÀM VI? C (II)
Hình 2.3 Sơ đồ xác định lực trong xi lanh quay tay gầu ở vị trí thứ hai
Gầu vẫn đang cắt đất ở cuối quá trình đào đất và tích đất vào gầu
Răng gầu cắt đất với chiều dày phoi cắt lớn nhất hmax; gầuđã được tích đầy đất
Trong đó, vị trí thứ hai là vị trí tổng quát, luôn luôn xuất hiện trong quá trình đào đất của máy đào gầu ngược Do đó ta tiến hành xác định lực Pt trong xi lanh quay gầuở vị trí và tích đấtthứ hai Lực Pt có phương tạo với trục dọc của tay gầu góc 1
Lực Pt được xác định từ phương trình cân bằng mô men do các lực của hệ tay gầu và gầu gây ra với khớp O2 :