ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU VỀ MÁY XÚC THỦY LỰC PC1250SP-8R

Đất nước ta đang trên con đường Công Nghiệp Hoá - Hiện Đại Hoá theo định hướng XHCN trong đó ngành công nghiệp đang đóng một vai trò rất quan trọng. Các hệ thống máy móc ngày càng trở nên phổ biến và từng bước thay thế sức lao động của con người . Để tạo ra được và làm chủ những máy móc như thế đòi hỏi mỗi con người chúng ta phải tìm tòi nghiên cứu rất nhiều. Là một sinh viên chuyên ngành Máy và thiết bị mỏ em luôn thấy được tầm quan trọng của những kiến thức mà mình được tiếp thu từ thấy cô. Nhiệm vụ thiết kế đề án là một công việc rất quan trọng trong quá trình học tập bởi nó giúp cho người sinh viên nắm được các hệ dẫn đông, hiểu sâu, hiểu kỹ và đúc kết được những kiến thức cơ bản của của môn học. Từ đó ta áp thể áp dụng vào thực tế sau khi ra trường. Vì vậy thiết kế đề án là công việc quan trọng và rất cần thiết . Đề tài đồ án của em được giao là “Nghiên cứu về máy xúc thủy lực PC1250SP-8R “ Đề án gồm 5 chương mỗi chương em đi sâu vào thiết kế tính toán các mô đun nhỏ. Với những kiến thức đã học và sau một thời gian nghiên cứu cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy cô giáo trong bộ môn, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy Phạm Văn Tiến cùng với sự đóng góp trao đổi xây dựng của em với các bạn. Em đã hoàn thành được đề án được giao, đề án được em thực hiện tại trường chủ yếu mang tính lý thuyết mà không có sản phẩm thực tế. Xong do kiến thức lý thuyết và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên chắc chắn bản đồ án còn nhiều thiếu sót, em rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo và các bạn để bản đồ án này được hoàn thiện hơn.

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

DANH MỤC HÌNH VẼ iii

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY XÚC THỦY LỰC PC1250SP-8R 2

1.1 Công dụng của máy xúc PC1250SP-8R 2

1.2 Kết cấu hoạt động của máy xúc PC1250SP-8R 3

1.2.1 Kết cấu chung của máy 3

1.2.2 Nguyên lý làm việc và phạm vi đào xúc của máy PC1250SP-8R 10

1.3 Các cụm chi tiết của máy xúc PC1250SP-8R 11

1.3.1 Bộ phận công tác 11

1.3.2 Bộ phận quay máy 14

1.3.3 Bộ phận di chuyển 16

CHƯƠNG 2.TÍNH TOÁN CHUNG VỀ MÁY XÚC THỦY LỰC PC1250SP-8R 24 2.1 Tính lực cản đào xúc cho một số vị trí đặc trưng 24

2.1.1 Lực tác dụng trên xy lanh quay gầu và quay tay gầu 24

2.1.2 Tính lực đẩy của xy lanh nâng cần 38

CHƯƠNG 3TÍNH TOÁN THIẾT KẾ XY LANH CÔNG TÁC VÀ NGHIÊM BỀN TAY GẦU 45

3.1 Tính toán thiết kế các xy lanh công tác 45

3.1.1 Xy lanh quay gầu 45

3.1.2 Xy lanh quay tay gầu 48

3.1.3 Xy lanh nâng cần 51

3.2 Kiểm nghiệm bền tay gầu của máy xúc thủy lực PC1250SP-8R 53

3.2.1 Xác định phản lực liên kết giữa tay gầu và gầu 54

3.2.2 Xác định phản lực liên kết giữa tay gầu và cần 55

3.2.3 Vẽ biểu đồ nội lực cho tay gầu 57

3.2.4 Kiểm nhiệm bền cho tay gầu 61

CHƯƠNG 4.CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA ẮC NỐI TAY GẦU VÀ CẦN MÁY 64

4.1 Công dụng của chi tiết 64

4.2 Nguyên nhân của sự hư hỏng ắc 64

4.3 Đánh giá tính công nghệ và kết cấu 64

4.4 Quy trình công nghệ gia công ắc 65

4.5 Tính và tra lượng dư cho bề mặt ắc 68

4.5.1 Tính lượng dư cho bề mặt ắc 68

4.6 Chọn máy gia công và dụng cụ cắt 72

4.6.1 4.6.1 Chọn máy gia công 72

4.6.2 Chọn dụng cụ cắt và que hàn 74

4.7 Tính chế độ cắt cho bề mặt ắc 76

4.8 Quy trình hàn ắc 87

CHƯƠNG 5.TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC CỦA MÁY XÚC 89

5.1 Công dụng của hệ thống truyền động thủy lực của máy xúc 89

5.2 Các thiết bị được dùng trong máy xúc thủy lực 90

5.3 Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của mạch thủy lực nâng hạ cần 91

5.3.1 Sơ đồ hệ thống thủy lực mach nâng hạ cần 91

5.3.2 Nguyên lý hoạt động của mạch thủy lực nâng hạ cần 91

KẾT LUẬN 94

TÀI LIỆU THAM KHẢO 95

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Kết cấu chung của máy xúc PC1250SP-8R 3

Hình 1.2: Một số kích thước chính của máy 4

Hình 1.3: Sơ đồ phạm vi của máy xúc 10

Hình 1.4: Kết cấu bộ phận công tác 11

Hình 1.5: Kết cấu của gầu xúc 12

Hình 1.6: Kết cấu tay gầu 13

Hình 1.7: Kết cấu cần máy 14

Hình 1.8: Mô tơ quay 15

Hình 1.9: Hộp giảm tốc di chuyển 17

Hình 1.10: Bộ phận di chuyển xích 19

Hình 1.11: Bánh dẫn hướng 20

Hình 1.12: Con lăn đỡ xích 20

Hình 1.13: Con lăn đè xích 21

Hình 1.14: Mắt xích và dải xích 21

Hình 2.1: Đào xúc bằng xy lanh gầu 25

Hình 2.2: Đào xúc bằng xy lanh tay gầu 31

Hình 2.3: Nâng gầu đổ tải 35

Hình 2.4: 38

Hình 2.5: 40

Hình 2.6: 42

Hình 3.1: Sơ đồ lực trên tay gầu 54

Hình 3.2: 54

Hình 3.3: 56

Hình 3.4: 57

Hình 3.5: Biểu đồ nội lực của tay gầu 61

Hình 3.6: Thiết diện mặt cắt nguy hiểm 62

Hình 4.1: Kích thước thiết kế của ắc 64

Hình 5.1: Sơ đồ mạch thủy lực nâng hạ cần 91

LỜI NÓI ĐẦU

Đất nước ta đang trên con đường Công Nghiệp Hoá - Hiện Đại Hoá theo địnhhướng XHCN trong đó ngành công nghiệp đang đóng một vai trò rất quan trọng.Các hệ thống máy móc ngày càng trở nên phổ biến và từng bước thay thế sức laođộng của con người Để tạo ra được và làm chủ những máy móc như thế đòi hỏimỗi con người chúng ta phải tìm tòi nghiên cứu rất nhiều Là một sinh viên chuyênngành Máy và thiết bị mỏ em luôn thấy được tầm quan trọng của những kiến thức

mà mình được tiếp thu từ thấy cô

Nhiệm vụ thiết kế đề án là một công việc rất quan trọng trong quá trình học tậpbởi nó giúp cho người sinh viên nắm được các hệ dẫn đông, hiểu sâu, hiểu kỹ vàđúc kết được những kiến thức cơ bản của của môn học Từ đó ta áp thể áp dụng vàothực tế sau khi ra trường Vì vậy thiết kế đề án là công việc quan trọng và rất cầnthiết

Đề tài đồ án của em được giao là “Nghiên cứu về máy xúc thủy lực PC1250SP-8R “

Đề án gồm 5 chương mỗi chương em đi sâu vào thiết kế tính toán các mô đun nhỏ.Với những kiến thức đã học và sau một thời gian nghiên cứu cùng với sự giúp đỡtận tình của thầy cô giáo trong bộ môn, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầyPhạm Văn Tiến cùng với sự đóng góp trao đổi xây dựng của em với các bạn Em đãhoàn thành được đề án được giao, đề án được em thực hiện tại trường chủ yếu mangtính lý thuyết mà không có sản phẩm thực tế

Xong do kiến thức lý thuyết và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên chắcchắn bản đồ án còn nhiều thiếu sót, em rất mong được sự đóng góp ý kiến của cácthầy, cô giáo và các bạn để bản đồ án này được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 21 tháng 07 năm 2021 Sinh viên thực hiện Trần Văn Ngọc

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY XÚC THỦY

LỰC PC1250SP-8R1.1 Công dụng của máy xúc PC1250SP-8R.

Máy xúc thủy lực là loại máy xúc sử dụng áp năng của chất lỏng được sinh

ra trong hệ thống thủy lực để biến thành cơ năng của các động cơ thủy lực, đa cơnăng này phục vụ cho các cơ cấu công tác chủ yếu để máy có thể thực hiện công tácxúc bốc, di chuyển, san gạt

Căn cứ vào yêu cầu công tác xúc bốc ở nhiều nơi khác nhau, trong từng lĩnhvực khác nhau, người ta chế tạo ra nhiều loại máy xúc khác nhau để phù hợp vớinhiều ngành kinh tế, từng công đoạn sản xuất Và trong tình hình thực tại của ngànhcông nghiệp khai thác than ở Việt Nam, xuất phát từ nhu cầu tiêu thụ nguyên liệuhóa thạch của trong nước và thế giới ngày một tang cao thì mục tiêu tang cường sảnlượng xúc bốc trong mỗi ca làm việc của máy xúc được đặt lên hàng đầu

Trong đó, khâu xúc đất đá là khâu chiếm khối lượng công việc rất lớn.Chúng ta đã biết phải xúc bốc trên 10 triệu tấn đất đá mới cho ra 1 triệu tấn than,chính từ những yếu cầu thực tiễn đó việc vận hành và sử dụng các loại máy xúc códung tích gầu xúc lớn máy xúc thủy lực PC1250SP-8R trong các mỏ lộ thiên đểtang năng suất đồng thời giảm thời gian xúc bốc đất đá thải là rất thiết thực

Máy xúc PC1250SP-8R có trọng lượng tương đối lớn cộng them kết cấuchắc chắn ổn định dung tích gầu xúc lớn (6,7) nhưng thiết kế phiên bản này có taygầu và cần máy ngắn nên khả năng giữ cân bằng của máy khi làm việc là rất cao,năng suất xúc lớn, máy làm việc ổn định và hiệu quả, có khả năng chịu quá tải cao,thích ứng với công việc nặng nhọc trong thời gian dài, máy có thể làm việc ở nhiềuđịa hình phức tạp, hệ thống máy móc hiện đại và linh hoạt giúp người vận hành điềukhiển được dễ dàng và giảm căng thẳng khi làm việc

Vì vậy mà máy xúc thủy lực PC1250SP-8R là một thiết bị quan trọng khôngthể thiếu ở khâu máy xúc bốc đất đá trong dây chuyền khai thác than ở các mỏ lộthiên cỡ lớn hiện nay

1.2 Kết cấu hoạt động của máy xúc PC1250SP-8R.

1.2.1 Kết cấu chung của máy.

Máy có sơ đồ kết cấu như hình vẽ:

Hình 1.1: Kết cấu chung của máy xúc PC1250SP-8R.

1.Gầu xúc; 2.Cụm thanh giằng liên kết gầu; 3.Cặp xy lanh quay gầu; 4.Tay gầu;

5.Xy lanh quay tay gầu; 6.Cần máy; 7.Cặp xy lanh nâng hạ cần;

8 Bánh xích chủ động; 9.Khung đỡ dải xích; 10 Dải xích;

11.Bánh xích dẫn hướng; 12.Cabin; 13.Thùng máy.

Gầu (1) gắn bằng bản lề với tay gầu (4) và được truyền động bằng cặp xylanh (3), tay gầu nối bản lề với cần máy (6) và được truyền động bằng xy lanh (5),cần máy lại nối bằng bản lề với thân máy và được nâng hạ nhờ 2 xy lanh (7) Thựchiện xúc bằng cách quay tay gầu (4) nhờ xy lanh thủy lực (5) và nâng hạ của cầnmáy nhờ xy lanh thủy lực (7) Đổ tải nhờ cặp xy lanh thủy lực (3) xoay gầy xungquanh chốt bản lề để úp gầu, do đó vị trí tải của gầu không thay đổi, đổ tải đượcchính xác Thân máy là một khoang để lắp đặt các thiết bị nguồn dẫn động, tổ hợp

thiết bị nổ, máy phát, động cơ quay, hệ thống điều khiển, … Thân máy có thể quaytương đối quanh trục thẳng đứng nhờ mô tơ quay máy Máy xúc di chuyển nhờ 2

mô tơ thủy lực chuyển động quay dẫn động bánh xích chủ động (8)

Một số kích thước chính của máy:

Hình 1.2: Một số kích thước chính của máy.

1.1.1 Đặc tính kỹ thuật của máy.

- Máy xúc thủy lực PC1250SP-8R hoàn toàn di chuyển bằng bánh xích điều khiểnngược chiều

- Phát lực bằng động cơ Diesel

- Hệ thống điện tử xử lý sự cố thể hiện trên màn hình điện tử

Bảng 1-1 :Các đặc tính kỹ thuật của máy xúc PC1250SP-8R.

STT CÁC THÔNG SỐ ĐƠN VỊ THƯỚCKÍCH

1 Các kích thước cơ bản của máy

Chiều cao tính từ mặt đất đến nóc cabin mm 4120

Chiều dài toàn bộ bánh xích khi đang làm

2 Các khả năng làm việc của máy xúc

A Chiều cao lớn nhất máy có thể làm việc được mm 14070

B Chiều sâu xúc được

4 Sức nâng cao nhất của máy có thể làmđược kg 58100

6 Tốc độ di chuyển của máy

Số chậm km/h 2,1

8 Động cơ

Bơm nhiên liệu: Denso ECD-U2 kiểu điềukhiển điện tử

* Không được phép vận hành khi áp suất dầu động cơ <0,8kG/

Mô tơ thủy lực di chuyển

Kiểu KMF230AB-5

Xy lanh thủy lực nâng hạ cần

Xy lanh ra vào tay gầu

Chiều dài khi không làm việc giữa 2 ắc mm 3620

Xy lanh đóng mở gầu xúc

Xích di chuyển

1.2.2 Nguyên lý làm việc và phạm vi đào xúc của máy PC1250SP-8R.

Hình 1.3: Sơ đồ phạm vi của máy xúc.

Máy làm việc theo chu kỳ, mỗi chu kỳ gồm 3 giai đoạn: Đào xúc, quay đổ,

đổ tải và quay về vị trí xúc ban đầu Sauk hi đất đá được làm tơi, người ta dung máygạt san mặt nền nơi máy xúc đứng làm việc Tại mỗi vị trí xúc, bộ phân di chuyểnđứng cố định Máy thực hiện đào xúc theo từng lớp hết chiều rộng gương tầng vàchỉ di chuyển vị trí khi gầu xúc đã tiến sát đến thân máy

1.3 Các cụm chi tiết của máy xúc PC1250SP-8R.

1.3.1 Bộ phận công tác.

Bộ phận công tác của máy xúc là bộ phận trục tiếp thực hiện công việc xúchay đào – xúc Kết cấu như hình 1.4:

Hình 1.4: Kết cấu bộ phận công tác.

1.Gầu xúc; 2.Thanh nối gầu; 3.Tay gầu; 4.Cặp xy lanh quay gầu;

5 Xy lanh quay tay gầu; 6 Cần máy; 7 Cặp xy lanh nâng hạ cần.

a Gầu xúc

Gầu xúc là một cụm chi tiết bao gồm thân gầu, rang gầu, quang gầu Gầutrực tiếp tiếp xúc với đất đá khi máy xúc hoạt động do vậy gầu phải có cấu tạo phùhợp với điều kiện làm việc, phải có độ vững độ cứng tốt, có tính mài mòn cao

Kết cấu của gầu:

Hình 1.5: Kết cấu của gầu xúc.

1.Đáy gầu; 2.Chốt bản lề nối gầu với xy lanh đẩy gầu;

3.Chốt bản lề nối gầu với tay gầu; 4.Miệng gầu; 5.Răng gầu

Gầu gồm cố các bộ phận chủ yếu như sau: Răng gầu, lợi gầu dưới, lưỡi cắt,thành gầu bên, lợi trên, các lỗ để liên kết với tay gầu và piston, thành gầu sau, chốtrăng gầu

- Thành gầu sau liên kết với hai thanh gầu bên bằng mối hàn, ở thành gầu sau đúcsẵn các lỗ để lien kết với cần và piston bằng các ắc

- Thành gầu bên hàn với đáy gầu thông thường để tăng độ cứng vững người tathường đúc liền Hai bên thành gầu có lợi gầu trên để chống mòn đồng thời tangcường khả năng chịu lực của gầu Thành gầu có lưỡi cắt đất đá, chiều rộng củalưỡi cắt nọ đến lưỡi cắt kia lớn hơn chiều rộng của gầu, các lưỡi cắt này gắn vớilợi trên bằng bu lông hoặc đinh tán

- Răng gầu có dạng hình nêm, có góc sắc khoảng 3045 Do máy có thể xúc đất đátrực tiếp hoặc xúc đất đá qua nổ mìn có độ cứng f = 34 nên răng ggaafu được làmrời và lắp ráp với gầu bằng chốt để tiện cho việc sửa chữa, thay thế từng chiếckhi có hiện tượng bị mài mòn từng cái Số răng gầu là 56 răng và dỉnh của cácrăng tạo thành một cung cong, với mục đích điểm chạm đất đá đầu tiên nằm trênđường trục của gầu, tránh cho gầu bị đẩy lắc Răng gầu được đúc bằng thép hợpkim có độ cứng cao, lâu mòn Sau khi đúc không cần gia công cắt gọt.

b Tay gầu

Hình 1.6: Kết cấu tay gầu.

Tay gầu là một bộ phận tiếp nối của cần, nó cho phếp cần có thể đưa gầu ra

xa và kéo gầu vào gần so với tầm máy Tay gầu lien kết với phần chính bằng ắc, vềmột phía có lỗ chốt để nối với piston xy lanh thủy lực làm thao tác ra vào tay gầu,một đầu liên kết với gầu xúc Trên thân tay gầu có đặt xy lanh thủy lực làm thao tácđóng mở gầu, thông qua cơ cấu thanh giằng giữa gầu, piston, tay gầu Tay gầu cũnggồm những tấm thép ghép lại có tiết diện lớn dần từ phần liên kết với gầu đến phầnliên kết cới cần Trên tay cần có lỗ đặt các bạc thép để ắc có thể xoay trong đó

c Cần máy.

Hình 1.7: Kết cấu cần máy.

Cần máy là một hộp thép uấn cong ở giữa ( gồm 4 tấm kim loại hàn lại vớinhau ) tùy theo kích thước của máy mà người ta bố trí thân cần có kích thước khácnhau Trên thân cần có các xup-po để liên kết các chi tiết với nhau: Xy lanh thủy lực

ra vào tay gầu, xy lanh nâng hạ cần và các đường ống dẫn dầu, phần liên kết giữatay gầu và gót cần thường được tạo ống rỗng để hàn với thân cần Tại những vị trínày phải tạo ra các gân gia cường để chống lại lực tác động Nên phần ống lồngdạng này chịu lực rất tốt và không phải hàn các đường gân làm cho cần có dạngđẹp, chắc chắn và dễ dàng khi sửa chữa Hình dáng cong của cần tăng cường khảnăng chịu lực và tạo được chiều sâu khi đào

Khi đổ tải bằng cách điều khiển từ từ hai xy lanh đẩy gầu để cho đất đá haykhoáng sản trong gầu qua miệng gầu từ từ rơi xuống phương tiện đổ tải Ưu điểm

đổ tải chính xác và điều khiển được cả quá trình đổ tải, làm giảm được lực va đập

do đất đá rơi xuống phương tiện đổ tải

1.3.2 Bộ phận quay máy.

1 Đặc điểm

Hệ thống quay máy trên máy xúc thủy lực lập thành cụm máy được liên kếtvới bệ máy bằng các bu lông ở chân hộp giảm tốc Đối với máy xúc có công suấtlớn người ta dung hai cụm máy để tăng momen quay cho máy xúc làm việc và giảmmomen quán tính

Bộ truyền động của nó được thực hiện từ động cơ thủy lực có momen thấp,động cơ này nối với bánh răng trong hộp giảm tốc lập thành một cụm máy

2 Công dụng của hệ thống quay máy.

Hệ thống quay máy cho phép máy xúc quay toàn bộ phần trên của máy baogồm cả bộ phận công tác quay quanh bệ dưới theo chiều khác nhau khi máy xúchoạt động Bệ máy quay kết hợp với bộ phận khác tạo thành chu kỳ xúc của máyxúc mà khi cần xúc đúng vị trí hoặc mang đất đá đổ vào vị trí đúng theo yêu cầu

3 Cấu tạo một số chi tiết chính của hệ thống quay máy

a Mô tơ thủy lực

Mô tơ quay máy là mô tơ thủy lực có cấu tạo như hình 1.8:

Hình 1.8: Mô tơ quay.

1.Hộp mô tơ; 2 Lò xo phanh; 3 Phanh piston; 4 Đĩa phanh;

5 Lò xo đĩa; 6 Hộp phanh; 7 Trục dẫn động; 8 Thân xy lanh; 9 Piston;

10 Lò xo trung tâm; 11 Đĩa van; 12 Trục trung tâm.

Nguyên lý hoạt động của mô tơ quay là: Dầu được dẫn từ hệ thống bơm đến

mô tơ làm cho các piston (9) gồm 9 chiếc quay trên đĩa phân chia Lực tiếp tuyến sẽ

làm cho piston quay tròn, mặt khác các cán piston này gắn với trục trung tâm (12),trục trung tâm lại gán với truc dẫn động ra (7) để truyền chuyển động quay tới cộtchính trung tâm để làm quay máy Khi máy tiến hành xúc thì ngắt chuyển độngquay bằng các ấn phanh quay Lúc này lò xa phanh (5) hoạt động kéo phanhpiston( 3) và đĩa phanh(4) lên phía trên, đĩa phanh này gắn chặt với hộp phanh (6).

Hệ thống piston (9) vẫn quay nhưng mà chuyển động quay đó không truyền đếntrục (7) phần phía trên sẽ đứng yến so với phần dưới của máy

1.3.3 Bộ phận di chuyển.

1 Công dụng của hệ thống di chuyển

Hệ thống di chuyển dung để di chuyển máy xúc khi phải chuyển vị trí làmviệc, nó biến đổi chuyển động quay của động cơ thủy lực thành chuyển động thẳngtịnh tiến của máy xúc, đồng thời làm thay đổi hướng và tốc độ chuyển động đảmbảo cho máy xúc di chuyển an toàn, ổn định

2 Yêu cầu đối với hệ thống di chuyển

Để phù hợp với điều kiện làm việc của máy xúc hệ thống di chuyển phảiđảm bảo một số yêu cầu sau:

- Truyền được momen quay từ động cơ di chuyển tới các bánh xe chuyểnđộng của máy xúc Đồng thời biến momen quay thành chuyển động tịnh tiến củamáy

- Phải thay đổi hướng chuyển động chính xác theo sự điều khiển của ngườitài xế vận hành Phải dừng máy trong mọi điều kiện khi có yêu cầu

3 Cấu tạo chung của hệ thống di chuyển

Hệ tống di chuyển gồm các cụm chi tiết sau:

- Cụm chi tiết truyền momen quay: Hộp số, mô tơ thủy lực

- Cụm chi tiết truyền chuyển động: Gầm máy, bộ ổn định, các bánh xe, xích

- Cụm chi tiết điều khiển: Gồm hệ thống lái, phanh

Hộp số của máy xúc

Hộp số dung để truyền momen quay ra bánh sau ( bánh chủ động) Từ mô tơthủy lực di chuyển qua các cặp bánh răng trong hộp số, thay đổi tỷ số truyền do đóthay đổi được vận tốc di chuyển của máy xúc

 Cấu tạo: Được thể hiện trên hình 1.9:

Hình 1.9: Hộp giảm tốc di chuyển

1.Nắp đậy, 2 Vành răng hành tinh số 2; 3 Bánh răng mặt trời số 2 (Z=13); 4 Bánh răng đẫn động; 5 Vành răng hành tinh số 1; 6 Bánh răng hành tinh số 2 (Z=24);

7 Moay ơ; 8 Vành răng đĩa xích truyền lực; 9 Vòng ca chắn dầu; 10 Vỏ hộp giảm tốc;

11 Khớp nối trục; 12 Bánh răng mặt trời số 1 (Z=13); 13 Mô tơ di chuyển; 14 Bánh răng trung gian (Z=27); 15 Bánh răng trong số 1 (Z=68); 16 Bánh răng hành tinh số

1 (Z=24); 17 Bánh răngtruyền động (Z=69); 18 Bánh răng trong số 2 (Z=63

 Nguyên lý làm việc:

Bánh răng mắt trời số 2 (3) được ăn khớp với bánh răng hành tình số 2 (6),bánh răng hành tinh số 2 được lắp với vành răng hành tinh số 2 (2) thông qua ổ bi

và chốt Bánh răng trong số 1 (15) được ăn khớp với bánh răng hành tinh số 1 (16)

và bánh răng hành tinh số 2 (6) được ăn khớp với bánh răng trong số 2 (18) Ngoài

ra bánh răng trong số 1 (15) được ăn khớp với bánh răng trung gian (14) lại ăn khớpvới bánh răng mặt trời số 1 (12) Bánh răng hành tinh số 1 (16) ăn khớp với bánhrăng truyền động (17) và bánh răng truyền động (17) lại gắn với trục bằng bulông

Chức năng: Hệ thống truyền động cuối (hộp giảm tốc) giảm tốc độ của mô

tơ di chuyển và làm tăng công suất truyền động Nhờ đó mà nó cung cấp một tốc độ

di chuyển phù hợp

Hoạt động: Mô tơ chuyển động quay thông qua khớp nối trục (11) và được

truyền tới bánh răng mặt trời số 1 (12) Bánh răng trong số 1 (15) được nối với vỏhộp giảm tốc (10) và moay ơ (7) bằng bulông, vì vậy khi bánh răng mặt trời số 1(12) quay làm bánh răng hành tinh số 1 (16) quay quanh trục của nó và chuyển độngtheo quỹ đạo dọc bánh răng trong số 1 (15) Bánh răng hành tinh số 1 (16) được gắnvới vành răng hành tinh số 1 (5), vì vậy vành răng hành tinh số 1 (5) quay cùng quỹđạo của bánh răng hành tinh số 1 (16) Bánh răng hành tinh số 1(16) lại ăn khớp vớibánh răng mắt trời số 2(3), bánh răng mặt trời số 2(3) lại ăn khớp với bánh rănghành tinh số 2 (6) đồng thời bánh răng hành tinh số 2 (6) lại ăn khớp với bánh răngtrong số 2 (18) Vì vậy bánh răng trong số 2 (6) cũng quay quanh trục của nó vàchuyển động trong quay đạo dọc bánh răng trong số 2 (18) Vành răng đĩa xíchtruyền lực (8) được gán với moay ơ (7) tạo thành một khối với bánh răng trong số 1(15) Vì vậy làm cho vành răng đĩa xích truyền lực (8) quay làm bánh chủ động củamáy xúc quay

Bộ phận di chuyển bánh xích

Máy xúc di chuyển bằng xích bản Với ưu điểm là lực bám dính với nền lớn,

dễ vượt dốc, dễ vượt qua các hố rãnh rộng, không cần thiết phải đòi hỏi có mặt nền

di chuyển nhẵn Diện tích tiếp xúc với mặt đất lớn nên áp lực đơn vị tiếp xúc lên

mặt nền nhỏ, ổn định khi làm việc, khả năng chịu tải lớn nên khi làm việc khôngcần giá đỡ phụ, khi bị lún đến 40% chiều cao xích đáy vẫn di chuyển được.

Tuy nhiên vẫn có các nhược điểm như: Kết cấu của xích di chuyển phức tạp,năng nề, chóng mòn, hiệu suất thấp do tổn thất công suất lớn dẫn đến tiêu hao côngsuất lớn, khả năng cơ động trong di chuyển thấp

Hình 1.10: Bộ phận di chuyển xích.

1.Bánh dẫn hướng; 2 Khung đỡ xích; 3 Con lăn đỡ xích; 4 Dải xích;

5 Bánh chủ động; 6 Con lăn đè xích; 7 Bộ phận căng xích; 8 Tấm chặn.

Hình 1.11: Bánh dẫn hướng.

Hình 1.12: Con lăn đỡ xích.

Hình 1.13: Con lăn đè xích.

Hình 1.14: Mắt xích và dải xích.

Kết cấu của cụm di chuyển gồm có: Xích, bánh chủ động (bánh sao), bánhdẫn hướng và khung đỡ

Bản xích được tạo bởi các mắt xích liên kết bằng bản lề với nhau, nhờ vậy

mà xích có thể uốn vòng vô tận qua bánh chủ động và bánh dẫn hướng Toàn bộtrọng lượng của máy và lực xúc qua bệ máy đặt nên trục xoay bánh tỳ gồm 8 bánh

tỳ Những bánh tỳ này có tác dụng làm cho xích không bị đẩy vồng lên khi máy dichuyển Với chiều rộng bản xích b = 1000 mm, chiều dài một nhánh xích l = 6425

mm, bước xích là 280 mm, số mắt xích là 48 mắt, chiều rộng tổng thể đường chạycủa dải xích là 4995 mm, áp lực tác dụng lên nền là 1,44 kgf/ nên áp lực tác dụnglên nền của máy là nhỏ, nên máy có thể di chuyển trên nền đất yếu Trong quá trìnhchuyển động bản xích như một đường sắt trải dần trên nền để các bánh lăn lăn trên

đó Nhánh xích không tải phía trên trùng xuống các con lăn đỡ còn được gọi là galê

đỡ Các galê đỡ này có tác dụng đỡ nhánh không tải

Dải xích sẽ chịu và truyền tải trọng của máy trên mặt đất, biến đổi lực dẫnđộng truyền từ đĩa xích thành lực kéo Nhóm dải xích gồm có một cặp khung giảixích bên phải và bên trái, bánh dẫn hướng trước, các con lăn xích, con lăn đỡ xíchđược lắp trên đó Dải xích tựa quang một khung được dẫn động bởi đĩa xích vàđược dẫn hướng phía trước, con lăn đỡ, con lăn xích

Tấm chặn con lăn xích được gắn ở mặt đáy của mỗi khung giải xích để ngăndải xích bị trượt do cấu trúc của đá

Bánh dẫn hướng được lắp ở đầu trước của mỗi khung giải xích và được đỡtrên trục dẫn hướng và bạc lót Bộ bánh dẫn hướng gồm có vòng kẹp nối với các ổ

bi trục dẫn hướng có thể trượt lùi và tiến dọc theo khung dải xích nhờ các tấm dẫnhướng gắn với phần dưới của ổ bi và nắp, vì vậy có thể luôn luôn duy trì chuyểnđộng quay êm dịu của dải xích Dầu bôi trơn ( dầu máy) chảy vào lỗ dầu bố trí trêntrục để bôi trơn các bề mặt di trượt và bạc lót Mỗi đầu bạc lót được bố trí một vòngphớt để ngăn chặn sự rò rỉ dầu hoặc sự thâm nhập của bụi hay nước, để tăng đạctính chống ăn mòn của nó Bánh dẫn hướng được chế tạo từ thép silicon măng ganđúc Răng của bánh đỡ xích và các liên kết tiếp xúc của dải xích được làm cứngbằng phương pháp thường hóa gia tăng độ cứng

Con lăn đỡ xích được bố trí phía trên mỗi khung giải xích, nó có vai trò đỡnửa trên của dải xích ở tình trạng lăn thích ứng nhằm tránh dải xích khỏi bị lắc dotác dụng trọng lượng của nó Các con lăn được làm bằng thép hợp kim đặc biệt và

được làm cứng bằng phương pháp gia nhiệt, các mặt bên được bố trí để trực tiếpnhận tải trọng nén và như vậy ngăn ngừa dải xích bị trượt khỏi con lăn Trục được

bố trí một lỗ dẫn dầu để cung cấp dầu bôi trơn tới các bề nặt di trượt của bạc lót.Mỗi đầu bạc lót được bố trí một vòng phớt để ngăn cản sự rò rỉ của dầu và sự xâmnhập của bụi và nước

Con lăn đè xích được bố trí dưới mỗi khung giải xích, chúng có tác dụngphân bố tải trọng của máy một cách đều đặn lên các dải xích mà con lăn đè xíchquay trên đó Bộ cón lăn đè xích gồm có con lăn, bạc lót, vòng phớt, trục và vòngđệm Con lăn được làm được làm bằng thép hợp kim đặc biệt và được xử lý bằngcách làm lạnh và tôi cứng Trục được bố trí một lỗ dẫn dầu để cung cấp bôi trơn tớicác bề mặt di trượt của bạc lót Mỗi đầu được bố trí một vòng phớt để ngăn cản rò rỉdầu và sự thâm nhập của bụi, nước

Lò xo hồi vị ( giảm xóc của máy xúc ): Giảm xóc dẫn hướng được lắp ởkhung của dải xích giữa bánh dẫn hướng phía trước và đĩa xích Giảm xóc này cóchức năng như sau:

+ Duy trì độ căng thích ứng cho dải xích

+ Hấp thụ những cú sốc ở bánh dẫn hướng phía trước trong quá trình máychuyển động

+ Một đầu của đòn được nối với đòn dẫn hướng và một đầu còn lại nối với xylanh điều chỉnh chứa mỡ cao áp do tác động của piston Giá đỡ lò xo hồi vị và pistonluôn bị đẩy hướng về phần phía trước của máy do tác dụng của lò xo hồi vị và thanhđẩy cũng luôn bị đẩy tiến lên do chịu tác dụng lực từ piston qua mỡ chứa trong xy lanh

Vì bánh dẫn hướng phía trước nối với lò xo hồi vị thông qua xy lanh điều chỉnh nên nó

là đối tượng chịu va đập mạnh do tải ban đầu của lò xo hồi vị, lò xo hồi vị sẽ thu lại đểhấp thụ cú xóc Cũng vậy khi bùn đá lọt vào và kẹt giữa dải xích và đĩa xích, lò xo hồi

vị sẽ hấp thụ cú xóc sinh ra khi đột nhiên độ căng của xích tăng lên, như vậy nó sẽngăn ngừa sự hỏng hóc của dải xích, đĩa xích hay con lăn

+ Xy lanh điều chỉnh được bố trí một thiết bị bơm mỡ ( vú mỡ ), mỡ đượccung cấp làm cho piston của xy lanh sẽ đẩy bánh dẫn hướng tiến lên để làm căng độcăng của xích Mặt khác, độ căng của xích bị giảm đi nhờ việc nới lỏng thiết bị bơm

mỡ để xả bớt mỡ

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN CHUNG VỀ MÁY XÚC THỦY

LỰC PC1250SP-8R2.1 Tính lực cản đào xúc cho một số vị trí đặc trưng.

2.1.1 Lực tác dụng trên xy lanh quay gầu và quay tay gầu.

Trong quá trình làm việc của máy xúc, xy lanh quay gầu thông qua thanhgiằng tác dụng lực đẩy lên gầu làm nhiệm vụ dẫn động quay gầu quanh khớp quayvới tay gầu để đào xúc đất đá hay để đổ tải, đồng thời máy cũng có thể thực hiệnđào xúc bằng xy lanh quay tay gầu Trong thực tế, khi máy xúc làm việc người tathường dẫn động đồng thời hai xy lanh để dẫn động phối hợp gầu và tay gầu trongquá trình đào xúc và quay gầu đổ tải

Để xác định lực đẩy của xy lanh quay gầu ( gọi tắt là xy lanh gầu ) và xylanh quay tay gầu ( gọi tắt là xy lanh tay gầu ) ta xét một số vị trí đặc trưng của gầu

và tay gầu trong quá trình làm việc

a Khi đào xúc bằng xy lanh gầu

 Tính lực đẩy của xy lanh quay gầu.

Với đất đá có độ kiên cố thấp thường dung máy xúc để đào trực tiếp đất đánguyên khối, lúc này xy lanh quay gầu tác dụng lực đẩy để nâng đất đá chứa tronggầu và thắng lực cản đào xúc từ đất đá tác dụng lên răng gầu Như vậy, khi xúc hayđào xúc, lực từ gầu xúc tác dụng trở lại lên thanh giằng ( và lên cán piston ) lớn hơntrường hợp quay gầu đổ tải Do vậy để tính lực tác dụng lên xy lanh quay gầu chỉxét trường hợp gầu xúc hay đào xúc

Trong quá trình làm việc của máy, khi đào xúc trực tiếp đất đá thông thườngmáy đứng làm việc ở tư thế tay gầu thẳng đứng Vì vậy ta cũng lấy vị trí đặc trưng

để tính lực đẩy của xy lanh trong trường hợp nay là tay gầu thẳng đứng

Khi bắt đầu đào xúc máy thực hiện đào xúc bằng xy lanh quay gầu như sơ đồhình (2.1) Theo sơ đồ này, gầu thực hiện đào xúc theo quỹ đạo là đường cong ABC( một cung tròn có bán kính bằng chiều dài gầu ) Xét trường hợp gầu ở cuối thờiđiểm đào xúc, trong gầu đã chứa đầy đất đá và lực cản đào xúc trên răng gầu đạt giá

trị lớn nhất

Hình 2.15: Đào xúc bằng xy lanh gầu.

Các lực tác dụng lên gầu trong trường hợp này bao gồm: Lực cản cắt từ đất

đá tác dụng lên răng gầu và , trọng lượng gầu và đất đá trong gầu , lực đẩy từthanh giằng vào gầu Ở đây ta bỏ qua lực quán tính của gầu khi đào xúc gầu quaytốc độ chậm Trước hết cần xác định các lực này

- Lực cản cắt tác dụng lên răng gầu và

Gầu xúc theo quỹ đạo cung tròn ABC với góc quay lớn nhất bắt đầu xúc tới

vị trí nằm ngang là 133 Ta tính cho trường hợp gầu làm việc nặng, tức là gầu tiếp

xúc với chiều dày lớp phoi đều trên cả hành trình cắt và đến cuối hành trình ( điểm

B ) thì xúc được đầy gầu Do chiều dày lớp phôi cắt được tính theo quan hệ:

b.c = q ( 2-1)

Với :

q: Dung tích gầu xúc q = 6,7

: Chiều dài gầu xúc = 2690 mm = 269 cm

b: Chiều rộng miệng gầu b = 2500 mm = 250 cm

: Hệ số tơi xốp của đất đá, theo [1]: = 1,25 1,3 ; lấy = 1,3

Thay các giá trị vào (2-2) ta được :

c = = 33 cm

Lực cản đào xúc theo phương tiếp tuyến được tính theo (1):

Với:

b: Chiều rộng lát cắt lấy bằng chiều rộng miệng gầu xúc b = 250 cm

c: Chiều dày lát cắt đã tính trên, c= 33 cm

: Lực cản đào xúc đơn vị, theo tài liệu [1] với đất đá trung bình ta lấy

Với là hệ số, theo [1] lấy =0,5.

Ta có: = 132000 0,5 = 66000 N

Trọng lượng gầu và đất đá trong gầu :

Với: : Trọng lượng gầu, g (N)

Trong đó: : khối lượng gầu, = 6300 kg

g: Gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/

=> 6300 9,81 = 61803 N

: Trọng lượng đất đá chứa trong gầu:

= q g (N) (2-6) Trong đó: : Khối lượng riêng của đất đá, = 2,3 tấn/ = 2300 kg/

q: Dung tích gầu xúc, q = 6,7 : Hệ số tơi xốp, = 1,3

: Cánh tay đòn lực , bằng chiều dài gầu, = = 2690 mm

: Cánh tay đòn trọng lượng gầu và đất đá trong gầu , lấy bằng nửa chiều dàigầu, = = 1345 mm

: Cánh tay đòn lực đẩy từ thanh giằng lên gầu, xác định trực tiếp trên hình, =

692 mm

Từ (2-7) => = N

Thay số vào ta được: = = 859263 N

Từ giá trị lực đẩy của thanh giằng lên gầu ta tính được lực đẩy cần thiết củapiston lên thanh giằng bằng cách xét cân bằng riêng cho thanh giằng nối gầu.Cascluwjc tác dụng lên thanh giằng này bao gồm: Lực tác dụng trở lại của gầu xúc -( bằng và ngược chiều với ), lực đẩy của piston và lực tác dụng từ thanh giằng nốitay gầu Ở đây ta bỏ qua trọng lượng riêng của thân thanh giằng vì giá trị trọnglượng bản thân của nó quá nhỏ so với các lực tác dụng vào nó Sơ đồ các lực tácdụng vào thanh giằng này được thể hiện trên hình 2-1b Các thanh giằng cũng như

xy lanh piston đều nối bằng bản lề ở hai đầu do đó không có lực ngang, tức là lựctác dụng trên thanh giằng và trên xy lanh piston nằm trên đường trục của chúng

Trong các lực tác dụng trên, giá trị của đã biết, các lực còn lại đều biết đườngphương Chi tiết ở trạng thái cân bằng tức là tổng các lực tác dụng lên nó bằng 0

Do vậy bằng phương pháp họa đồ ta có thể xác định được giá trị các lực còn lại

Phương phá vẽ họa đồ xác định các lực và như sau: Chọn tỷ lệ của họa đồlực là = 28642 N/mm Đặt vectơ theo phương lực - , chiều ngược với chiều tácdụng lên gầu và giá trị bằng đã tính, độ dài đoạn ab = = = 30 mm Qua a kẻđường thằng song song với phương , qua b kẻ đường thẳng song song với phương ,giao điểm của 2 đường phương này cho ta điểm c Họa đồ lực được thể hiện trênhình 2-1c

Như vậy ta thu được hai vectơ, vectơ thể hiện , vectơ thể hiện Để tínhđược giá trị các lực này ta đo độ dài các vectơ trên họa đồ : Độ dài bc = 26,18 mm,

độ dài ac = 44,05 mm Từ đó các giá trị lực được tính:

Lực đẩy của xy lanh: = ac = 44,05 28642 = 1261680 N

Lực kéo của thanh giằng : = bc = 26,18 28642 =749848 N

Như vậy lực đẩy của mỗi xy lanh quay gầu trong trường hợp này là:

= = 630840 N

 Lực đẩy của xy lanh tay gầu.

Trong quá trình đào xúc bằng xy lanh gầu, tay gầu đứng yên, tức là xy lanhtay gầu cũng đứng yên không co duỗi Nhưng trong trường hợp này cán piston vẫntác dụng lực đẩy lên tay gầu một lực để cân bằng với các lực tác dụng lên khối gầu

và tay gầu Khi tính lực tác dụng của xy lanh tay gầu tại vị trí này ta coi gầu nhưđược giữ cứng với tay gầu ( nhờ xy lanh gầu ) Tức là lực tác dụng của xy lanh gầulên gầu chỉ là nội lực trong nhóm gầu và tay gầu

Các lực tác dụng lên khối gầu và tay gầu trong trường hợp này bao gồm: Lựccản đào xúc và , trọng lượng gầu và đất đá trong gầu , trọng lượng tay gầu và lực

đẩ của xy lanh piston tay gầu như hình 2-1a

Xét cân bằng các lực tác dụng lên khối gầu và tay gầu bằng cách lấy momencân bằng các lực với khớp quay tay gầu ( điểm ) ta có:

ΣM = - - - + + = 0 (2-8)Trong đó: là các cánh tay đòn

: Cánh tay đòn lực với , đo trực tiếp trên hình, = 1850 mm

: Cánh tay đòn trọng lực với , đo trực tiếp trên hình, = 3518 mm

: Cánh tay đòn trọng lực , đo trực tiếp trên hình, = 587 mm

: Cánh tay đòn trọng lượng tay gầu, đo trực tiếp trên hình, = 294 mm

: Cánh tay đòn lực đẩy từ piston lên tay gầu, xác định trực tiếp trên hình, =

1342 mm

: Lực cản đào xúc theo phương tiếp tuyến, đã xác định ở trên, = 132000N.: Lực cản đào xúc theo phương tiếp tuyến, đã xác định ở trên, = 66000N

: Trọng lượng gầu và đất đá trong gầu, = 178089N.

: Trọng lượng tay gầu, = g (N)

Với: : Khối lượng tay gầu, = 6400kg

g: Gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/

 = 6400 9,81 = 62784 N

Từ (2-8) ta rút ra được:

Thay số vào ta được: = = 419126 N

Như vậy lực đẩy của xy lanh tay gầu trong trường hợp này là = 419126 N

b Khi đào xúc bằng xy lanh tay gầu đã thanh hố sâu

Khi đã thành hố sâu máy có thể đào xúc bằng dẫn động kết hợp xy lanh gầu

và xy lanh tay gầu, khi đó quỹ đạo răng gầu xúc là một đường cong bất kì Ở đây tatính cho trường hợp máy xúc bằng xy lanh tay gầu ( tay gầu quay quanh khớp bản lềnối với cần máy ), lúc này gầu coi như được nối cứng với tay gầu nhờ chốt bản lề,thanh giằng và xy lanh gầu Vị trí để tính toán trong trường hợp này là ở cuối giaiđoạn đào xúc: Tay gầu và gầu nằm ngang, gầu chứa đầy đất đá và lực cản đào xúctác dụng trên răng gầu lớn nhất và sơ đồ như hình 2.2a

Lực tác dụng lên khối gầu và tay gầu trường hợp này gồm: Lực cản đào xúc

và , trọng lượng gầu và đất đá trong gầu , trọng lượng tay gầu , lực đẩy của xy lanhquay tay gầu tác dụng lên tay gầu

Trong các lực trên, trọng lượng tay gầu, trong lượng gầu và đất đá trong gầu

đã tính ở trên Ở đây còn cần xác định các giá trị lực cản đào xúc và

Hình 2.16: Đào xúc bằng xy lanh tay gầu.

- Tính lực cản đào xúc.

Chiều dầy phôi cắt được tính từ thể tích khối đất đá hình cung tròn có chiềurộng bằng chiều rộng miệng gầu, chiều dài lấy bằng độ dài cung tròn do răng gầuquay quanh vạch nên Ta có quan hệ:

b c = q Với: b : Chiều rộng miệng gầu, b = 250 cm

 Tính lực đẩy của xy lanh quay gầu.

Trong trường hợp này máy không xúc bằng xy lanh gầu nhưng xy lanh gầucũng chịu tác dụng đẩy lên thanh giằng () và vào gầu để giữ gầu không quay quanhtrong quá trình đào xúc Tương tự như trường hợp đã tính trên để tính lực đẩy của

xy lanh gầu trước hết ta xét cân bằng cho gầu xúc

Các lực tác dụng lên gầu xúc trong trường hợp này gồm: Lực cản đào xúc và, trọng lượng gầu và đất đá trong gầu, lực đẩy của thanh giằng Viết phương trìnhmomen các lực tác dụng lên gầu với điểm ( khớp quay gầu), ta có:

ΣM = - - + = 0 (2-10)

Từ đó ta rút ra được: = N

Trong đó: : Cánh tay đòn lực cản đào xúc , = 2690 mm

: Cánh tay đòn trọng lượng gầu và đất đá với , = 1345 mm

: Cánh tay đòn lực đẩy thanh giằng, theo hình vẽ đo được = 830 mm

Thay số vào ta tính được:

= = 573795 N

Từ đây, cũng tương tự như phần trên, giá trị lực đẩy của lực đẩy cần pistoncủa xy lanh gầu được tính bằng cách xét cân bằng riêng cho thanh giằng nối gầu.Các lực tác dụng lên thanh giằng này bao gồm: Lực đẩy trở lại của gầu xúc - , lựcđẩy của piston và lực tác dụng từ thanh giằng nối Các lực này cũng theo phươngtrục của thanh và piston Ở đây ta cũng bỏ qua trọng lượng của bản thân thanh giằng

vì nó có giá trị nhỏ

Sơ đồ các lực tác dụng vào thanh giằng này được thể hiện trên hình 2.2b,cách vẽ họa đồ lực cũng tương tự như phần trên, họa đồ lực tác dụng lên thanhgiằng thể hiện trên hình 2.2c với tỉ lệ của họa đồ = 19126,5 N/mm

Từ họa đồ lực ta thu được hai vectơ: Véctơ thể hiện , vectơ thể hiện Độ dàicác vectơ này đo được trên họa đồ: bc = 26,125 mm , ca = 9,275 mm Từ đó tínhđược giá trị các lực:

Lực đẩy của xy lanh: = bc = 26,125 19126,5 = 499680 N

Lực kéo của thanh giằng: = ca = 9,275 19126,5 = 177398 N

Như vậy lực đẩy của mỗi xy lanh quay gầu trong trường hợp này là:

= = 249840 N

 Lực đẩy của xy lanh tay gầu.

Để tính lực đẩy của xy lanh tay gầu ta xét cân bằng khối gầu và khối gầubằng cách lấy momen các lực tác dụng với điểm , ta có:

= = 6030 mm.

: Cánh tay đòn trọng lượng gầu và đất , = 4685 mm

: Cánh tay đòn trọng lượng tay gầu , đo trên hình vẽ = 901 mm

: Cánh tay đòn lực đẩy từ piston lên tay gầu, xác định trực tiếp trên hình vẽ, = 947 mm

Thay số vào ta được: = = 1501114 N

Như vậy lực đẩy của xy lanh tay gầu trường hợp này là = 1501114 N

c Khi nâng gầu ra khỏi gương xúc và chuẩn bị đổ tải ( xúc vật liệu tơi vụn đã gomthành đống)

Trong chu kì làm việc của máy sau khi đào xúc, gầu tiếp tục được nâng lên

và bàn máy quay đưa gầu tới hướng đổ tải Đồng thời trong quá trình quay hoặc đãquay tới hướng đổ tải, gầu xúc được điều khiển đã ra xa hay về gần nâng lên hay hạxuống để đổ tải đúng vị trí và không quá cao hay quá thấp Với chuyển động củagầu xúc trong quá trình làm việc như vậy máy sẽ có nhiều lần ở trạng thái mà gầu ở

vị trí xa nhất như hình 2-3a tương ứng tầm với xa nhất của máy Gầu đứng xa nhất

và chứa đầy đất đá là trạng thái làm việc bất lợi nhất của máy xúc, lúc này xy lanhgầu duỗi hết hành trình làm lực đẩy của nó tới gầu sẽ nhỏ nhất, còn xy lanh tay gầu

co lại ngắn nhất nên máy dễ mất ổn định nhất

Trạng thái làm việc này của máy cũng giống như khi máy vươn gầu xa nhất

để xúc vật liệu tơi vụn đã gom thành đống trên nền đứng của máy Khi xúc vật liệutơi vụn, lực cản cắt của đất đá không còn, lực cản do ma sát gầu với đất đá có giá trịnhỏ nên có thể bỏ qua Như vậy lực cản tác dụng lên gầu xúc lúc này chỉ còn trọnglượng gầu và đất đá chứa trong gầu

Hình 2.17: Nâng gầu đổ tải.

Như vậy có thể coi trạng thái làm việc này của máy xúc là một và ta sẽ tínhlực đẩy của xy lanh gầu và xy lanh tay gầu cho trường hợp này

 Tính lực đẩy của xy lanh gầu.

Cũng tương tự như phần trên, để xác định lực đẩy của xy lanh gầu ta cần xácđịnh lực đẩy của thanh giằng gầu lên gầu

Nhận thấy rằng lực tác dụng lên gầu xúc trong vị trí làm việc này của máyphải có trọng lượng gầu với đất đá chứa trong gầu và lực đẩy của thanh giằng lêngầu

Xác định bằng cách xét cân bằng gầu xúc lấy các lực momen tác dụng lêngầu và khớp quay gầu , ta có:

Sơ đồ lực lực tác dụng vào thanh giằng được thể hiện trên hình 2.3b Bằngcách vẽ họa đồ, ta được họa đồ lực tác dụng lên thanh giằng trên hình 2.3c với tỉ lệcủa họa đồ = 12331 N/mm.

Từ họa đồ ta thu được 2 vectơ: vec tơ thể hiện , vectơ thể hiện Độ dài cácvectơ này đo được trên họa đồ: bc = 87,35 mm, ca = 100,25 mm Từ đó tính dduojccác giá trị lực:

Lực đẩy của xy lanh: = ca = 100,25 12331 = 1236183 (N)

Lực kéo của thanh giằng: = bc = 87,35 12331 = 1077113 (N)

Như vậy lực đẩy của mỗi xy lanh quay gầu trong trường hợp này là:

= = 618091,5 (N)

 Lực đẩy của xy lanh tay gầu.

Ở trạng thái này, xy lanh tay gầu không có tác dụng lực đẩy mà tác dụng lựckéo tay gầu về phía cần máy Các lực tác dụng lên khối gầu và tay gầu trong trườnghợp này bao gồm: Trọng lượng gầu và đất đá trong gầu , trọng lượng tay gầu và lựckéo của xy lanh tay gầu Lực đẩy của thanh giằng trở thành nội lực của nhóm, để

tính lực kéo của xy lanh tay gầu ta xét cân bằng khối gầu và tay gầu bằng cách lấymomen các lực tác dụng với điểm , ta có:

: Cánh tay đò trọng lượng tay gầu , đo trên hình vẽ , = 940 mm

: Cánh tay đòn lực đẩy từ piston lên tay gầu, xác định trực tiếp trên hình vẽ,

= 983 mm

Thay số vào ta được: = = 442304 (N)

Như vậy lực kéo của xy lanh tay gầu trong trường hợp này là = 442304 N

2.1.2 Tính lực đẩy của xy lanh nâng cần.

a Trường hợp máy đào bằng xy lanh gầu

Khi máy đào bằng xy lanh gầu, vị trí trạng thái tính của máy như hình 2.4 , ởtrạng thái này của máy, cân máy đứng yên không chuyển động nhưng xy lanh nângcần vẫn tác dụng lực đẩy vào cân để giữ cần đứng yên ( để các lực tác dụng vào cầncân bằng nhau) Để tính lực đẩy cho xy lanh nâng cần, ta coi gầu xúc và tay gầuđược giữ cứng với cần máy nhờ các chốt bản lề và các xy lanh gầu, xy lanh tay gầu.Như thế lực tác dụng của xy lanh gầu và xy lanh cần trở thành nội lực trong nhómgầu, tay gầu và cân máy

Hình 2.18:

Lực tác dụng lên khối gầu, tay gầu và cần máy bao gồm: Lực cản cắt và , trọnglượng gầu và đất đá trong gầu , trọng lượng gầu , trọng lượng cần máy và lực đẩycủa xy lanh nâng cần Ở đây ta tính cho trường hợp làm việc nguy hiểm nhất củacần máy đó là lực hướng ra ngoài gầu Sơ đồ các lực tác dụng này được thể hiệntrên hình 2.4

Để tính lực nâng cần trong trường hợp này, ta xét cân bằng khối gầu, tay gầu vàcần máy bằng cách lấy momen các lực tác dụng với tâm quay cần máy điểm O ta có:

ΣMO = + + + + - = 0 (2-14)

 = N

Trong đó: : Cánh tay đòn các lực tác dụng với tâm quay O của cần máy.: Cánh tay đòn lực cản cắt tiếp tuyến lên răng gầu , đo được trực tiếp trênhình vẽ 6162 mm

: Cánh tay đòn lực cản cắt theo phương pháp tuyến , đo trực tiếp trên hình vẽ

= 2387 mm