Đồ án môn học: Thiết kế máy đào thuỷ lực gầu nghịch Trờng đại học thuỷ lợi cộng hoà x hội chủ nghĩa việt namã Khoa máy xây dựng & tbtl Độc lập Tự do Hạnh phúc Bộ môn máy xây dựng đồ án môn học máy thuỷ lợi Sinh viên thiết kế: Nguyễn Văn Quận. Lớp 44M Nghành học: Máy xây dựng và thiết bị thuỷ lợi . đầu đề thiết kế thiết kế máy đào thuỷ lực gầu nghịch lắp trên máy cơ sở: pc-400 I .Số liệu cho trớc: 1.Máy cơ sở: PC- 400 2.Dung tích gầu:1,2m 3 . 3. Làm việc ở đất cấp III. 4. Vân tốc di chuyển: 4km/h. 5. Tốc độ nâng cần: V xc =0,11 m/s. 6. Tốc độ làm việc của xi lanh tay gầu:V xt =0,12 m/s. 7. Tốc độ làm việc của xi lanh gầu: V xg =0,09 m/s. 8. Vận tốc vòng: n q =5 v/p. II.Thiết minh tính toán 1.Tính toán chung máy đào. 2.Tính toán bền cần của bộ công tác. 3.Bản vẽ: - Bản vẽ chung của máy: A o . - Bản vẽ chi tiết: A 1 . Ngày giao đề: 10- 08-2006. Ngày hoàn thành: 20-09-2006. Giáo viên hớng dẫn: Th.s Vũ Văn Thinh. Gvhd : Ths Vũ Văn Thinh Svth : Nguyễn Văn Quận Lớp44m 2 Đồ án môn học: Thiết kế máy đào thuỷ lực gầu nghịch Lời nói đầu Thiết kế đồ án máy thuỷ lợi là môn học không thể thiếu đối với mỗi sinh viên ngành máy xây dựng và thiết bị thuỷ lợi, nó giúp sinh viên củng cố những kiến thức về nguyên lý làm việc, về kết cấu và phơng pháp tính toán máy thuỷ lợi. Trong cuộc sống phát triển đất nớc theo hớng công ngiệp hoá, hiện đại hoá đất nớc. Xây dựng dân dụng và công nghiệp, thuỷ lợi không thể thiếu đợc máy xây dựng, đặc biệt các công trình thuỷ lợi rất cần thiết bị máy móc vì công trình thuỷ lợi có khối lợng lớn, vốn đầu t nhiều,đòi hỏi thi công đúng tiến độ thời vụ, có tầm quan trọng với sự tpát triển kinh tế nông nghiệp, du lịch Những công trình thuỷ lợi đòi hỏi phải có công tác đất, xử lý nền móng rất khắt khe,điều đó dẫn đến sự cần thiết của máy làm đất nh : máy ủi, máy san , máy đào, máy xúc Trong quá trình học em đợc giao đề tài thiết kế Máy đào thuỷ lực gầu nghịch lắp trên máy cơ sở PC-400. Máy đào thủy lực đợc dùng chủ yếu trong công tác làm đất, khai thác mỏ lộ thiên, bốc xếp vật liệu, nó làm việc theo chu kỳ, có thể đổ vật liệu lên phơng tiện vận chuyển hoặc đổ thành đống. Hiện nay có rất nhiều chủng loại máy đợc nhập vào nớc ta, của nhiều nớc khác nhau nh: Nga, Nhật, Mỹ, Hàn Quốc, .để sử dụng đạt hiệu quả cao nhất,bền nhất chúng ta phải hiểu rõ các đặc tính kỹ thuật, tính năng của máy, biết thiết kế chế tạo các bộ công tác của máy, để sửa chữa máy xây dựng khi bị hỏng. Đồ án môn học Máy thuỷ lợi sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn, làm tốt hơn vấn đề trên. Sinh viên thực hiện : Nguyễn Văn Quận Gvhd : Ths Vũ Văn Thinh Svth : Nguyễn Văn Quận Lớp44m 3 Đồ án môn học: Thiết kế máy đào thuỷ lực gầu nghịch Gvhd : Ths Vũ Văn Thinh Svth : Nguyễn Văn Quận Lớp44m 4 Đồ án môn học: Thiết kế máy đào thuỷ lực gầu nghịch Mục lục Trang I. Xác định các thông số cơ bản . 1. Khối lợng của máy 6 2. Xác định thông số của máy 6 3. Xác trọng lợng của máy 9 II. Sơ đồ hệ thống thuỷ lực . . 1.Sơ đồ .12 2. Hoạt động của hệ thống thuỷlực .12 III. Xác định các lực tác dụng lên bộ công tác . . 1. Xác định lực của xilanh tay gầu .16 2. Xác định lực của xi lanh cần 19 3. Xác định lực của xi lanh gầu .22 4. Chọn xi lanh thuỷ lực và tính công suất 24 IV. Tính toán lực kéo bộ di chuyển bánh xich 1. Tính lực kéo .26 2. Tính công suất và chọn động cơ thuỷ lực 29 V. Tính toán cơ cấu quay .30 VI. Chọn bơm và động cơ 32 VII. Tính toán tĩnh máy đào . 1. Xác định đối trọng .34 2. Tính ổn định . .38 VIII. Tính bền cần .43 IX Tính bền chốt 52 Gvhd : Ths Vũ Văn Thinh Svth : Nguyễn Văn Quận Lớp44m 5 Đồ án môn học: Thiết kế máy đào thuỷ lực gầu nghịch I. Xác định thông số cơ bản 1. Khối l ợng của máy Công thức xác định khối lợng của máy: G = K G .q Trong đó: K G : hệ số trọng lợng máy, đất cấp III thì K G = 25(Bảng 5.1/113) q: dung tích gầu, q = 1,2 m 3 Thay số: G = 1,2.25 = 30 (tấn) 2. Xác định thông số kích th ớc của máy a- Xác định kích thớc của máy Các kích thớc của máy đợc xác định thoe công thức sau: A i =k i . 3 G Trong đó: k i hệ số kích thớc. G khối lợng của máy. + chiều cao buồng máy: A 1 =k 1 . 3 G = 0,75. 3 30 = 2,18 (m) Chọn hệ số k 1 = 0,75. + Bán kính thành sau vỏ máy: A 2 =k 2 . 3 G =0,94. 3 30 =2,82 (m). Chọn hệ số k 2 =0,94. + Chiều cao khớp chân cần A3=k3. 3 G =0,6. 3 30 = 1,85 (m). Chọn hệ số k 3 =0,6 b-Kích thớc của bộ công tác + Chiều dài cần: A 4 =k 4 . 3 G = 1,93. 3 30 = 6 (m). Chọn hệ số k 4 = 1,93 + Chiều dài tay cần; A 5 =k 5 . 3 G = 1,4. 3 30 = 4,35(m). Chọn hệ số k 5 =1,4. + Chiều cao đổ đất: A 6 =k 6 3 G =1,35. 3 30 =4,2(m). Chọn hệ số k 6 =1,35. + Chiếu sâu đào: A 7 =k 7 . 3 G = 2,05. 3 8,30 = 6,42 (m). Chọn hệ số k 7 =2,05. + Bán kính đổ đất. A 8 =k 8 . 3 G = 2,2. 3 30 = 6,8(m). Chọn hệ số k 8 =2,2. + Bán kính đào A 9 =k 9 . 3 G =2,4. 3 30 =7,5 (m) Chọn hệ số k 9 =2,4. c- Kích thớc của gầu Gvhd : Ths Vũ Văn Thinh Svth : Nguyễn Văn Quận Lớp44m 6 Đồ án môn học: Thiết kế máy đào thuỷ lực gầu nghịch +Chiêu rộng gầu: b =1.2. 3 q q: dung tích gầu, q = 1,2 m 3 thay số: b = 1,2. 3 2,1 = 1,27 (m) +Chiều cao gầu: h = 1,0. 3 q thay số: h = 1,0. 3 2,1 = 1,06 (m) +Chiều dài gầu: l 1 = 0,96. 3 q = 0,96. 3 2,1 = 1,02(m). l 2 = 1,44. 3 q = 1,44. 3 2,1 = 1,53 (m) +Chiều dày của gầu: S = 0,087. 3 q = 0,087. 3 2,1 = 0,092(m). d Kích th ớc bộ di chuyển bánh xích +Chiều rộng cơ sở: A 10 =k 10 . 3 G = 0,93. 3 30 = 2,91 (m). Chọn hệ số k 10 =0,93 +Chiều dài cơ sở: A 11 =k 11 . 3 G =1,1. 3 30 = 3,4 (m). Chọn hệ số k 11 =1,1 +Chiều rộng dải xích: A 12 =k 12 . 3 G =0,19. 3 30 = 0,62 (m). Chọn hệ số k 12 = 0,19 +Chiều cao dải xích: A 13 =k 13 . 3 G =0,30. 3 30 =0,93 (m). Chọn hệ số k 13 =0,30 +Đờng kính bánh chủ động: A 14 =k 14 . 3 G =0,18. 3 30 = 0,56 (m). Chọn hệ số k 14 =0,18 Gvhd : Ths Vũ Văn Thinh Svth : Nguyễn Văn Quận Lớp44m 7 h L L 1 Đồ án môn học: Thiết kế máy đào thuỷ lực gầu nghịch +Đờng kính bánh dẫn hóng: A 15 = k 15 . 3 G =0,2. 3 30 = 0,62 (m). Chọn hệ số k 15 =0,2 +Đờng kính bánh tỳ: A 16 =k 16 . 3 G =0,09. 3 30 =0,28 (m). Chọn hệ số k 16 = 0,09 Bảng tổng hợp các thông số cơ bản TT Thông số Hệ số chọn Giá trị Đơn vị I Kích thớc máy đào: 1 Chiều cao buồng máy 0,75 2,18 m 2 Bán kính thành sau vỏ máy 0,94 2,82 m 3 Chiều cao khớp cần 0,6 1,85 m II Kích thớc bộ công tác: 4 Chiều dài cần 1,93 6,0 m 5 Chiều dài tay gầu 1,4 4,35 m 6 Chiều cao đổ đất 1,35 4,2 m 7 Chiều sâu đào 1,95 6,0 m 8 Bán kính đổ đất 2,2 6,8 m 9 Bán kính đào 2,4 7,5 m 10 Chiều dài gầu 1,06 m 11 Chiều rộng gầu 1,27 m 12 Chiều cao gầu 1,02 m 13 Chiều dày của gầu 0,092 m III Kích thớc bộ di chuyển: 14 Chiều rộng cơ sở 0,8 2,91 m 15 Chiều dài cơ sở 1,1 3,4 m 16 Chiều rộng xích 0,19 0,62 m 17 Chiều cao xích 0,3 0,93 m 18 Đờng kính bánh chủ động 0,18 0,56 m 19 Đờng kính bánh dẫn hớng 0,2 0,62 m 20 Đờng kính bánh tỳ 009 0,28 m 3. Xác định các thông số trọng l ợng của máy Trọng lợng của các bộ phận máy xác định theo công thức sau: G i =k i .G. Gvhd : Ths Vũ Văn Thinh Svth : Nguyễn Văn Quận Lớp44m 8 Đồ án môn học: Thiết kế máy đào thuỷ lực gầu nghịch Trong đó: k i - Hệ số trọng lợng, tra bảng 5.2 MTL G -Trọng lợng của máy,G =30 (T) a- Trọng lựợng của bộ công tác: +Trọng lợng gầu và thanh kéo: G 1 = k 1 .G = 0,045.30= 1,35 (Tấn). Với hệ số trọng lựơng k 1 = 0,045 + Trọng lọng tay gầu: G 2 = k 2 .G = 0,04. 30 =1,2 (Tấn). Với hệ số trọng lợng k 2 = 0,04 + Trọng lọng cần: G 3 = k 3 .G =0,08. 30= 2,4 (Tấn). Với hệ số trọng lọng k 3 = 0,08 +Trọng lợng xi lanh gầu: G 4 =k 4 .G= 0,0045. 30,8= 0,138 (Tấn). Với trọng lợng k 4 =0,0045 + Trọng lợng xi lanh tay gầu: G 5 =k 5 .G = 0,01.30 = 0,3( Tấn). Với hệ số trọng lợng k 5 = 0,01 + Trọng lợng xi lanh cần: G 6 = k 6 .G = 0,015. 30= 0,45 (Tấn). Với hệ số trọng lợng K 6 = 0,015 b- Trọng lợng bàn quay và các cơ cấu. + Trọng lọng động cơ và khung máy: G 7 = k 7 .G =0,07. 30= 2,1 (Tấn). Với hệ số trọng lợng k 7 =0,07 + Trọng lợng thiết bị thuỷ lực và thiết bị phụ: G 8 = k 8 .G =0,01. 30=3 (Tấn). Với hệ số trọng lọng k 8 =0,01 + Trọng lợng cơ cấu quay: G 9 =k 9 .G = 0,03. 30=0,9 (Tấn). Gvhd : Ths Vũ Văn Thinh Svth : Nguyễn Văn Quận Lớp44m 9 Đồ án môn học: Thiết kế máy đào thuỷ lực gầu nghịch Với hệ số trọng lợng k 9 = 0,03 + Trọng lợng bàn quay: G 10 =k 10 .G =0,15.30= 4,8 (Tấn). Với hệ số trọng lợng k 10 =0,15 + Trọng lợng bộ phận điều khiển: G 11 =k 11 .G= 0,008. 30= 0,3(Tấn). Với hệ số trọng lợng k 11 = 0,008 + Trọng lợng vỏ máy: G 12 =k 12 .G= 0,025. 30= 0,75 (Tấn). Với hệ số trọng k 12 = 0,025 + Trọng lợng đối trọng: G 13 =k 13 .G = 0,005. 30= 0,3 (Tấn). Với hệ số trọng lọng k 13 =0,005 c- Trọng lọng phần di chuyển. + Trọng lọng phần ổ quay: G 14 =k 14 .G = 0,017. 30 = 0,51 (Tấn). Với hệ số trọng lợng k 14 = 0,017 + Trọng lợng khung dới và phần bánh răng: G 15 = k 15 .G = 0,1.30= 2,7(Tấn). Với hệ số trọng lợng k 15 = 0,1 + Trọng lợng ngõng trục trung tâm: G 16 = k 16 .G= 0,008. 30 = 0,24 (Tấn) Với hệ số trọng lợng k 16 =0,008 + TRọng lọng cơ cấu di chuyển: G 17 = k 17 .G =0,05. 30= 1,5 (Tấn). Với hệ số trọng lợng k 17 = 0,05 + Trọng luợng khung xich: G 18 =k 18 .G = 0,068.30= 2,04 (Tấn). Với hệ sổ trọng lợng k 18 = 0,068 + Trọng lợng bánh chủ động, bị động, bánh tỳ: Gvhd : Ths Vũ Văn Thinh Svth : Nguyễn Văn Quận Lớp44m 10 Đồ án môn học: Thiết kế máy đào thuỷ lực gầu nghịch G 19 = k 19 .G = 0,08.30 =2,85 (Tấn). Với hệ số trọng lợng k 19 = 0,08 + Trọng lợng dải xích: sG 20 = k 20 .G= 0,1.30 = 3 (Tấn). Với hệ số trọng lợng k 20 =0,1 Bảng thống kê trọng lợng các bộ phận TT Tên các bộ phận k G (%) k G chọn (%) Giá Trị (Tấn) I Bộ công tác: 16-20 20 6,0 1 Gầu và thanh kéo 3,5-4,5 4,5 1,35 2 Tay gầu 3-4 4 1,2 3 Cần 7-8 8 2,4 4 Xy lanh gầu 0,3-0,5 0,45 0,15 5 Xy lanh tay gầu 0,8-1,0 0,1 0,3 6 Xy lanh cần 1,2-1,5 1,2 0,45 II Bàn quay và các cơ cấu: 36-39 39 11,7 7 Động cơ và khung máy 6-7 7 2,1 8 Thiết bị thuỷ lực và thiết bị phụ 6-10 10 3 9 Cơ cấu quay 1-3 3 0,9 10 Bàn quay 10-16 15 4,8 11 Bộ điều khiển 0,5-1,0 0,8 0,3 12 Vỏ máy 2-2,5 2,3 0,75 13 Đối trọng 0-1 0,5 0,3 III Phần di chuyển: 38-42 41 12,3 14 Vòng ổ quay 1-1,8 1,7 0,51 15 Khung dới và vành bánh răng 7-10 10 2,7 16 Ngõng trục trung tâm 0,6-0,8 0,8 0,24 17 Cơ cấu di Chuyển 3-5 5 1,5 18 Khung xích 6,5-7,0 6,8 2,04 19 Bánh chủ động, bị động, bánh tỳ 5-10 8 2,85 20 Dải xích 8-10 10 3 II. Các phơng án bố trí xi lanh thuỷ lực với bộ công tác và sơ đồ hệ thống thuỷ lực của máy 1. Các phơng án bố trí xilanh thuỷ lực Gvhd : Ths Vũ Văn Thinh Svth : Nguyễn Văn Quận Lớp44m 11