MỤC LỤC

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH SỬ DỤNG,KHAI THÁC MÁY BỐC XÚC Ở VIỆT NAM

1. Tổng quan về máy xúc lật

2. Công dụng, phân loại, phạm vi sử dụng cua rmays bốc xúc một gầu.

2.1. Công dụng và phạm vi sử dụng của máy xúc lật

2.2. Phân loại máy xúc lật

3. Cấu tạo chungmáy bốc xúc bánh lốp

CHƯƠNG 2. TÍNH TOÁN CƠ CẤU CÔNG TÁC MÁY ỦI

1. Chọn máy cơ sở

2. Tính lực bám, lực kéo tiếp tuyến

3. Lực tác dụng vào góc mép gầu khi gặp vật cản tại góc mép gầu: Rx, Ry

4. Tính toán thiết kế gầu

5. Tính toán thiết kế răng gầu

6. Tính toán thiết kế cần xúc  

6.1. Lực và biểu đồ nội lực của cần xúc    

6.2. Tính chọn tiết diện cuả cần xúc

6.3. Tính chọn tiết diện cần xúc

7. Tính toán lực tác dụng lên bộ công tác

8. Tính toán thiết kế tay cần

9. Tính toán thiết kế thanh đẩy

10. Tính bền gầu

11. Tính toán xi lanh thủy lực

12. Tính toán bàn ủi phụ

12.1. Xác định các thông số cơ bản của máy ủi

13. Tính sức nâng bàn ủi

14. Tính sức bền bàn ủi

14.1. Xác định các moment uốn

14.2. Xác định ứng suất pháp

14.3. Xác định moment xoắn

14.4. Xác định ứng suất tiếp

TÀI LIỆU THAM KHẢO

LỜI MỞ ĐẦU

   Đồ án môn học Thiết kế máy xây dựng là bước kết thúc môn Máy sản xuất vật liệu, là phần kiến thức quan trọng đối với sinh viên khoa cơ khí nói chung và sinh viên khoa cơ giới hoá xí nghiệp nói riêng .

   Đó là tổng hợp các kiến thức các môn học: Cơ sở thiết kế máy, Vẽ kỹ thuật, Cơ học máy, Sức bền vật liệu, Máy thi công…. Đề tài của Đồ án là “Thiết kế bộ phận công tác máy xúc lật có bản phụ” để tạo nên những lỗ cọc trong nền đất sau đó rót trực tiếp vật liệu vào những lỗ đó để tạo thành cọc.

   Qua đồ án giúp sinh viên nắm vững những vấn đề cơ bản trong thiết kế tính toán theo chỉ tiêu đáp ứng các khả năng làm việc, thiết kế chi tiết máy vỏ khung, chọn động cơ, khớp nối, lắp ghép…. và phương pháp trình bày bản vẽ về dung sai lắp ghép và số liệu tra cứu.

   Do kiến thức về thiết kế máy còn hạn chế và kinh nghiệm thực tế về máy còn quá ít nên nội dung trình bày còn hạn chế không tránh khỏi những thiếu xót .

   Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ các thầy cô trong bộ môn đã giúp em hoàn thành đồ án này. Đặt biệt là sự huớng dẫn tận tình của thầy: TS…………… đã tận tình hưỡng dẫn, chỉ bảo em hoàn thành đồ án môn học này.

   Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn.

                              TPHCM, Ngày … tháng … năm 20….

                        Sinh viên thực hiện

                        ………………

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH SỬ DỤNG,KHAI THÁC MÁY BỐC XÚC Ở VIỆT NAM

1. Tổng quan về máy xúc lật

Máy bốc xúc một gầu thuộc nhóm máy động lực .Nó đóng vai trò quan trọng và được sử dụng rộng rãi trong các công trường xây dựng , nhiệm vụ là bốc xúc vật liệu xây dựng , đất đá, sỏi than, rác… Ở máy bốc xúc một gầu tự hành ,thiết bị làm việc trực tiếp với vật liệu là gầu xúc,nó dược lắp chốt bản lề với một tay cần,đầu kia của tay cần dược lắp chốt bản lề với khung máy kéo hoặc dầu kéo. Tay gầu quay tương đối được với khung và gầu là nhờ các xy lanh thuỷ lực dược cấp dầu cao áp từ máy bơm ,máy bơm dược dẫn động từ động cơ đốt trong của máy kéo.

Cho gầu xúc vật liệu được thực hiện bằng hai phương pháp :           

- Phương pháp 1: Hạ gầu xuống đống vật liệu, cho máy tịnh tiến,lúc đầu gầu cắm vào đống vật liệu, nhờ lực đẩy của máy gầu cắm sâu vào đống vật liệu ,sau đó nâng gầu lên vật liệu sẽ được chất đầy trong gầu.

- Phương pháp 2: hạ gầu xuống đống vật liệu,cho máy tịnh tiến cắm vào đống vật liệu với chiều sâu không lớn, sau đó vừa nâng gầu lên vừa cho di chuyển máy chậm về phía trước,gầu sẽ được chất đầy vật liệu từ từ.

2. Công dụng, phân loại, phạm vi sử dụng cua rmays bốc xúc một gầu.

2.1. Công dụng và phạm vi sử dụng của máy xúc lật

+Máy xúc lật trong xây dựng được sử dụng để xếp dỡ, vận chuyển với cự ly ngắn các loại vật liệu rời (cát đá sỏi), tơi hoặc dính, xúc các loại hàng rời, hàng cục nhỏ.

+ Khai thác (đào và xúc)đất thuộc nhóm:I và IIvà đổ lên các thiết bị vận chuyể;

+ Có thể vận chuyển các loại vật liệu trên trong cự ly đến 1Km

2.2. Phân loại máy xúc lật

Các máy xúc lật tuy rất đa dạng về hình dáng nhưng có thể phân loại theo các dạng sau:

- Theo thiết bị di chuyển:

+ Máy xúc lật di chuyển bánh xích.

+ Máy xúc lật di chuyển bánh lốp.

- Theo cách dỡ tải:

+ Máy xúc lật dỡ tải phía trước máy.

+ Máy xúc lật dỡ tải hai bên sườn.

3. Cấu tạo chungmáy bốc xúc bánh lốp

Cấu tạo chungmáy bốc xúc bánh lốp thể hiện như hình 1.1.

CHƯƠNG 2. TÍNH TOÁN CƠ CẤU CÔNG TÁC MÁY ỦI

1. Chọn máy cơ sở

* Căn cứ vào yêu cầu thiết kế và tính năng làm việc của máy, ta chọn máy cơ sở giống loại Caterpilar 936F, có các thông số cơ bản sau:

Cơ cấu di chuyển                                               lốp

Đung tích gầu (m3)                                            2,1

Chiều cao lớn nhất                                             2,88

Khối lượng (kg)                                                 20000

Kích thước bao (mm)

- Dài                                                                   7060   

- Cao                                                                   3210

- Rộng                                                                 2570

2. Tính lực bám, lực kéo tiếp tuyến

 Lực kéo lớn nhất P_Kmax đặt trên bánh chủ động được tính theo khả năng bám của máy như sau:

P_b= G_b .j_b (KG)

Thay số ta được: P_k = 16000.0,8= 12800 (KG)

3. Lực tác dụng vào góc mép gầu khi gặp vật cản tại góc mép gầu: Rx, Ry

Ta có:

P_K: Tải trọng tính toán của máy (lực đẩy của máy): P_k=12800(KG)

V_T: Vận tốc tích đất: V_T=0,277.K.g.v (m/s)

K=0,5 : Hệ số biểu diễn sự giảm tốc độ khi sục vào vật liệu.

g=1¸1,2 : Hệ số có thể thực hiện đồng thời một vài thao tác. Chọn g=1

v: Vận tốc di chuyển của máy khi sục vào vật liệu: v=7,4 (m/h) = 2,05 (m/s)

Thay số ta có: V_T=0,277.0,5.1.2,05 =0,284(m/s)

V=V_T.(1-d)

d=0,07 : Hệ số di chuyển số 1

Vậy:   V=0,284.(1-0,07) =0,264 (m/s)

Suy ra: C=11991 (KG/m)

W-Lực cản di chuyển

W=G_m.f

f-Hệ số ma sát, f=0,04 (bánh lốp)

Vậy: W=196000.0,04=7840(KG)

Thay số ta có: Rx = 9048,3 (KG)

Vậy : Ry = 11630,4 (KG)

4. Tính toán thiết kế gầu

Ta có:

B- Chiều rộng của gầu, chọn B=2,5 m

l- Hệ số kết cấu gầu

Với:  l₄=6,5; l₃=1,2; l_k­=0,14; l_r=0,35; g₁=6⁰; g₀=50⁰

5. Tính toán thiết kế răng gầu

Căn cứ vào thực tế (máy xúc lật) ta giả sử mặt cắt răng gầu có dạng hình chữ nhật dưới đây. Khi gầu xúc gặp vật cản tại góc mép gầu mà trực tiếp là răng gầu thì khi đó răng gầu đồng thời chịu uốn và nén theo phương của lực tương ứng là Ry và R_x

Để tính bền cho răng gầu và tính chọn mặt cắt của răng gầu ta đặt hai lực R_x và Ry vào (giả sử tại tâm mặt cắt) để tính.

* Sơ bộ chọn chiều dài răng gầu theo thực nghiệm là: l = 100 (mm)

Mặt cắt nguy hiểm là mặt cắt tại mặt cắt răng gầu. Tại đó mặt cắt chịu lực rất phức tạp: Lực Ry gây ra mô men uốn theo trục x; Lực R_x là lực nén lệch tâm gây ra mô men uốn M’_x , My và lực nén chính tâm R’_x khi rời R_x về tâm mặt cắt.

M_x - Mô men uốn theo phương x

M_x =11630 . 100 =1163000 (KG.mm)

M_Y = 9048,3 (KG.mm)

M’_x= 9048,3 (KG.mm)

Điều kiện để đảm bảo bền cho răng gầu là:

s ≤ [s]

Với [s] : ứng suất uốn cho phép của thép làm răng gầu

[s] = 2,5.10⁶ (KG/cm²)  = 2,5 . 10⁴(KG/mm²)

Vậy : e = 9048,3ab + 697800b +  27145b² + 27145a² ≤ 2,5.10⁴a²b²

Chọn: a =30(mm)

Chiều dài thực tế của răng gầu kể cả phần gắn với gầu xúc là:

l’ =1,5 l =1,5 .100 =150 mm. Trong thực tế vì máy xúc vật liệu là đá cho nên rất nhanh mòn do đó ta chọn kích thước của răng gầu như sau: a=60mm , b=75mm và chiều dài là l=310mm

Với phần gắn vào gầu dài 180mm

6. Tính toán thiết kế cần xúc  

6.1. Lực và biểu đồ nội lực của cần xúc    

Xét trạng thái máy bốc xúc tích đầy vật liệu. Đây là trạng thái làm việc bất lợi nhất bởi máy phải chịu cả lực động và lực ngẫu nhiên do nhiều nguyên nhân gây ra. Lúc đầu hạ gầu xúc xuống đống vật liệu, cho máy chuyển động tịnh tiến, gầu từ từ cắm vào đống vật liệu với chiều sâu cắm không lớn; sau đó vừa nâng gầu vừa cho máy di chuyển chậm về phía trước, gầu được chất vật liệu dần dần.

Lực tác dụng lên cần xúc bao gồm:

+ P₀₁: Lực cản đưa gầu cắm vào đống vật liệu.     

+ P₀₂: Lực cản xúc vật liệu khi nâng hoặcquay gầu.

+ G_t: Trọng lượng của tay gầu.

+ G_c: Trọng lượng của cần xúc.

* Lực cản cắm gầu vào đống vật liệu phụ thuộc vào tính chất cơ lý của vật liệu, phụ thuộc vào chiều rộng của gầu và chiều sâu đưa lưỡi gầu vào đống...

Theo công thức kinh nghiệm: P₀₁=1,6.k₁.k₂.B.S­­^1,1

S- Chiều sâu cắm gầu vào đống vật liệu (m), S=0,8 (xác định sau)®s^1,1=0,78.

Chọn k₁=2.10³(kG/m²), k₂=1,75.

Khi đó: P₀₁=1,6.2.10³.1,75.3.0,78=13104 (kG).

* Trọng lượng của khối vật liệu trong gầu xúc

Đặt:

Q_h=Q_g+Q_v.

Q_v=4(tấn)=4000(kG): Trọng lượng khối vật liệu trong gầu.                                                                                     

Q_g=10%Q_v=0,1.4000=400(kG): Trọng lượng cần xúc.

=> Q_h=4000+400=4400(kG).

* Sơ bộ chọn trọng lượng tay gầu G_t=150(kG)

* Trọng lượng cần xúc g_c phân bố đều trên suốt chiều dài cần, sơ bộ chọn g_c=170 kG/m².

Do kết cấu cần bao gồm hai càng chịu lực như nhau, nên ta chỉ tính chọn cho một càng, giá trị lực trên mỗi càng còn lại là một nửa.

Sơ đồ lực tác dụng lên cần cần xúc; sơ bộ chọn chiều dài của cần L=2,3m

- Theo phương trục của dầm:

Đặt: P₂=22,5 (kG).

Đặt: G_t2=53 (kG).

6.2. Tính chọn tiết diện cuả cần xúc

- Biểu đồ mômen uốn

- Biểu đồ lực cắt

- Biểu đồ lực dọc trụ.

Do đó:  Y_D=9434-35837=-26403(KG)

a. Xác định các phản lực tại C và D

Ta có:

SY=0®Y_c +Y_D =G_t1+P₁+g_c1.2,3.

Y_c+Y_D =53+9243+2,3.60=9434 (kG)

SM_D=0®2,3.P₁+G_t1.1,6+2,3.g_c1.2,3/2-Y_C.0,6=0 (kG)

Do đó:  Y_D=9434-35837=-26403(KG)

b. Biểu đồ nội lực cho đoạn A-B:

- Xét đoạn AB: Dùng mặt cắt (1-1), xét cân bằng bên trái (0£Z₁£0,7)

Q_y= -P₁-g_c1.Z₁.

Tại Z₁=0:    

Q_y0= -9243(KG)

M_u0=0.

N_z0= -22,5(KG)

Tại Z₁=0,7:    

Q_y1= -9285(KG)

M_u1=6485(KG.m)

N_z1= 19,5(KG)

c. Biểu đồ nội lực cho đoạn B-C:

Tại Z₂=0:    

Q_y0= -9338(KG)

M_u0=6522(KG.m)

N_z0= 72,5(KG)

Tại Z₂=1:    

Q_y1= -9398(KG)   

M_u1=15853(KG.m)

N_z1= 132,5(KG)

6.3. Tính chọn tiết diện cần xúc

Để chọn được tiết diện của cần xúc ta cần phải xác định được nội lực lớn nhất của mặt cắt tính toán:

Tại mặt cắt (C-C) là mặt cắt nguy hiểm nhất, có:

Biểu đồ mô men tác dụng lên tay gầu:

M_u=15853 (kG.m)

Q_y=26403 (kG)

N_z=169(kG)

Vậy mặt cắt C-C đủ điều kiện bền.

Ở thanh ngang cần chịu lực tác dụng lớn nhất khi gầu nâng hàng lên.

7. Tính toán lực tác dụng lên bộ công tác

Ta có:

r’ : khoảng cách từ R1 tới O₃ r’= 740mm

r= 630mm : khoảng cách từ S_k tới O3

R₁ : xác định bằng cách cân bằng các momen quay quanh O4

PO₁= 13104 (kG)

PO₂= 8640 (kG)

r1= 1000 (mm)

r2= 150 (mm)

r3= 350 (mm)

 r4=300 (mm)

Lần lượt là cánh tay đòn của các lực tương ứng.

Gg+d- trọng lượng của gầu + khối vật liệu trong gầu

G_g+d =G_g+ Q_l

l,l1,l2,l3: khoảng cách từ cáclực tương ứng tới khớp O₁

l= 390mm

l1=2400mm

l2=1500mm

l3=1350

Sc= G_g+d= 5275(kG)

8. Tính toán thiết kế tay cần

Từ sơ đồ lực ta thấy hệ lực tác dụng lên tay cần gồm có:

+ Lực đẩy của xylanh lật gầu S_K:

S_K=42118,625 (KG)

+ Phản lực từ thanh đẩy R₁

R₁=34528,8 (KG)

Để có thể xúc được vật liệu và lật được gàu khi đổ vật liệu thì phải thoả mãn điều kiện sau đây: R₁x l₁ ≤ S_Kx l₁

Mặt khác ta lại có:

l₁ + l₂  =  l       (2)

Với: l- chiều dài đòn lật

Ta chọn l = 1400 (mm)

Từ (1) và (2) ta có:

l₁= 630 (mm)

l₂=770  (mm)

l₁, l₂ - là cánh tay đòn ở hai đầu của đầu lật.

Mặt cắt chịu mô men uốn chủ yếu theo trục x:

M_xmax= S_K. l₁= 54154.740 =40073960 (KG.mm)

9. Tính toán thiết kế thanh đẩy

- Để tính bền cho thanh đẩy, theo kinh nghiệm thực tế để thuận lợi cho gia công chế tạo ta chọn mặt cắt của thanh có dạng hình tròn đặc.

+ Chọn chiều dài thanh đẩy theo thiết kế của bộ phận công tác ta có chiều dài thanh là: L_d=900(mm)

10. Tính bền gầu

R_1x=R₁.cosa (KG)

R_1y- lực tác dụng vào thanh đẩy theo phương lực R_y

R_1y=R₁.sina(KG)

Ở trạng thái xúc vật liệu thì thường có góc: a= 20⁰

Vậy ta có :

R_1X=54154 . cos 20⁰ =50888 (KG)

R_1y=54154 . sin 20⁰ =18521 ( KG)

Xét momen tại O’’ ta có:

Rx.2100-R’x.1700-R1x.850=0

Ta có Rx= 9048

R’x= 14267 kG

R’’x+R1x+R’x-Rx=0

R’’x=-56107 kG

Ry.2100-R’y.1700-R1y.850=0

R’y=5105 kG

R”y=-11996 kG

Do kết cấu của gầu phức tạp nên ta tính cho phần chiu lực lớn nhất là phần đáy gầu. phần này ta tính khi máy di chuyển thẳng va gặp vật cản bên góc.

Ta đã tính toán được:

Rx=  9048 kG

Ry= 11630 kG

13. Tính sức nâng bàn ủi

Ở giai đoạn này, lực trong cơ cấu nâng thiết bị ủi S được xác định từ phương trình cân bằng momen của các lực với điểm C:

Các kích thước l, l_o , r, m được lấy tương ứng theo bản vẽ.

Tacó : m = 232 (mm)    

l = 1357 (mm)                l₀ = 1163 (mm)

l_r = 1579 (mm)              l_T = 427 (mm)                l₁ = 1217 (mm).

=> Smax=110,2 kN

14. Tính sức bền bàn ủi

14.1. Xác định các moment uốn

Ta có:

G_B - trọng lượng bàn ủi, được xác định theo công thức kinh nghiệm : G_B = k.G_TB với máy ủi thường: k = 0,65 – 0,70.

G_B = 0,65.24,2 = 15,73 (kN).

P₁ và P₂ - được xác định từ công thức : P₁ = 231(kN),

 P₂ = 16,2 (kN).

S - lực nâng thiết bị ủi được xác định theo công thức với hệ số tải trọng động k_đ = 1,35 -1,5.

S =k_đ .S_max = 1,4.110,2 = 154,3 (kN)

Các phản lực gồm có : Phản lực tại khớp liên kết giữa bàn ủi và khung X_A1, Z_A1 , X_A2 , Z_A2 : phản lực giữa khớp liên kết bàn ủi và thanh chống xiên P_B1 , P_B2 .

Để tính sức bền bàn ủi ta có thể xem bàn ủi như là một dầm liên tục được đặt trên hai gối đỡ A­₁ và A₂.

Có thể xem các kích thước và và hình dạng tiết diện của bàn ủi không thay đổi trên suốt chiều dài của nó.

Tiết diện nguy hiểm của bàn ủi là tiết diện J - J. Trọng tâm tiết diện này là điểm O và các trục quán tính chính của tiết diện là x và z . Các ngoại lực P_1, P₂, S được quy dẫn về điểm O và phân chúng thành các lực thành phần theo các trục x và z . Từ đó có các thành phần Q_x và Q_z. Trọng lượng của bàn ủi coi như phân bố đều theo chiều dài của nó.

Cc moment uốn trn sẽ sinh ra ứng suất php tuyến, cịn moment xoắn gy ra ứng suất tiếp tuyến tại tiết diện a – a của bn ủi.

Để xc định ứng suất tại tiết diện a – a, trước hết phải xc định được gi trị cc moment uốn M’, M’’ v moment xoắn M_k .

14.1. Xác định cc moment uốn

* Tiết diện tấm chắn trên : (eh)

Ta có:

J_x, J_z – momen quán tính chính khi chịu uốn của tiết diện a – a, bằng tổng momen quán tính của từng phân tố tạo thành tiết diện chung của bàn ủi.

x₀, z₀ – Toạ độ tâm tiết diện a – a so với trục trung hoà.

Xác định momen quán tính khi chịu uốn của các tiết diện thành phần đối với các trục quán tính chính cùa tiết diện ngang lưỡi ủi :

Chiều dày tấm chắn trên : = 15 (mm) = 1,5 (cm)

Tiết diện eh coi gần đúng là hình chữ nhật có : chiều cao : h = 20 (cm)

Chiều rộng : b = 1,5 (cm)

Toạ độ trọng tâm A của tiết diện so với hệ trục toạ độ XOZ là : x_A = 5,1 (cm), z_A = 64 (cm).

Diện tích tiết diện eh : F_eh = b.h = 1,5.20 = 30 (cm²)

* Tiết diện tấm đỡ sau tấm chắn trên (jk) :

Coi tiết diện jk là hình chữ nhật với :

Chiều cao : h = 14,5 (cm).

Chiều rộng : b = 1,5 (cm).

Toạ độ trọng tâm B của tiết diện so với hệ trục toạ độ XOZ là : x_B = 1,8 (cm), z_B = 62 (cm).

Diện tích tiết diện jk : F_jk = b.h = 1,5.14,5 = 21,75(cm²)

* Tiết diện đoạn bd của lưỡi ủi :

Chiều dày :  = 15 (mm) = 1,5 (cm)

Tiết diện bd coi gần đúng là hình chữ nhật có:

Chiều cao : h = 29,2 (cm).      

Chiều rộng : b =  = 1,5 (cm).

Toạ độ trọng tâm C của tiết diện so với hệ trục toạ độ XOZ là : x_C = 1,1 (cm), z_C = 23,5 (cm).

Diện tích tiết diện bd : F_bd = b.h = 1,5.29,2 = 43,8 (cm²)

* Tiết diện hộp tăng cứng trên :

Tiết diện là hình khép kín defg, ta coi gần đúng là một hình chữ nhật rỗng có :

Chiều cao : h = 16,7 (cm)

Chiều rộng : b = 13,4 (cm)

Chiều dày :  = 2 (cm)

Toạ độ trọng tâm D của tiết diện so với hệ trục toạ độ XOZ là : x_D = 3,7 (cm), z_D = 46,7 (cm).

Diện tích hình chữ nhật ngoài defg : F_ng = b.h = 13,4.16,7 = 223,78 (cm²)

Diện tích hình chữ nhật trong defg : F_t = (b - 2)(h  - 2) =  9,4.12,7 = 119,38 (cm²)

Diện tích tiết diện : F = F_ng + F_t = 223,78-119,38 = 104,4 (cm⁴)

Ta có : J_x = J_xⁿ – J_x^t = 5200 – 1605 = 3595 (cm⁴)

           J_z = J_zⁿ – J_z^t = 3349 –  879 = 2470 (cm⁴)

* Tiết diện của dao cắt mn :

Coi chiều dài của tiết diện là hình chữ nhật, chiều cao: h = 28,5 (cm), chiều dày b = 2,4(cm).

Diện tích tiết diện : (mn) F = bh = 2,4.28,5 = 68,4 (cm²).

Toạ độ trọng tâm F của tiết diện so với hệ trục toạ độ XOZ : X_F=21,9 (cm),  Z_F = 46,5 (cm)

Sử dụng công thức chuyển trục song song với hệ trục toạ độ XOZ :

J_XF = J_x’ + z_F².F = 3042 + 46,5².68,4 = 151000 (cm⁴)

J_ZF = J_z’ + x_F².F = 1621 + 21,9².68,4 = 34426(cm⁴).

Momen quán tính chính khi chịu uốn của tiết diện a – a, bằng tổng momen quán tính của từng phân tố tạo thành tiết diện chung của bàn ủi:

J_X = 123880 + 84000 + 27300 + 8470 + 160485 + 151000 = 555135 (cm⁴)

J_Z = 786 + 75 + 61,2 + 3900 +39527 + 34426 = 78775 (cm⁴).

Để xác định toạ độ x­₀, z₀  của tâm tiết diện a – a, ta dựng đường O₁O₁ tiếp tuyến với tiết diện tại điểm C và song song với đường trung hoà OO. 

14.3. Xác định moment xoắn

Ta có:

E_i - môđun đàn hồi vật liệu dùng để chế tạo bàn ủi.

J_xi, J_zi - momen quán tính của từng phân tố nhỏ tạo thành tiết diện a – a.

x_i, z_i - toạ độ trọng tâm của từng phân tố nhỏ tạo thành tiết diện a – a.

Momen xoắn M_k do các lực Q_x và Q_z gây ra so với tâm uốn của tiết diện, được xác định theo công thức :

M_k = Q_xZ_D + Q_zX_D                  

M_k = 339,4.35,6 + 133,3.8,14 = 13168 (kNcm) = 131,68 (kNm).

14.4. Xác định ứng suất tiếp

Ứng suất tiếp ơ do momen xoắn gây ra. Để xác định ứng suất tiếp, ta thừ nhận giả thiết : Momen xoắn của các phân tố tỷ lệ thuận với độ cứng của chúng. 

M_k - momen xoắn tác dụng lên tâm uốn của toàn bộ tiết diện,  M_k = 131,68 (kNm).

J_k - momen quán tính chung của toàn bộ tiết diện khi chịu xoắn.

J_k1, J_k2, J_k3 - momen quán tính của từng phân tố abc, bd, defg khi chịu xoắn.

Momen quán tính chung của toàn bộ tiết diện khi chịu xoắn : J_k=J_k1+J_k2+J_k3=5295,3+16,2+4345,3=9656,8(cm⁴).

Căn cứ vào những kết quả tính toán trên, việc kiểm tra sức bền bàn ủi được tiến hành đối với phân tố nào có giá trị ứng suất tiếp lớn nhất trong các phân tố tạo thành tiết diện chung a – a của bàn ủi. 

Ta thấy ứng suất tiếp của hộp tăng cứng tiết diện defg có giá trị lớn nhất : e₃ = 16 (kN/cm²).

Vậy lưỡi ủi thiết kế thoả mãn điều kiện bền.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Máy thi công chuyên dùng     

PGS.TS Nguyễn Bính

2. Tính tóan máy nâng chuyển  

Trường Đại học Hàng Hải

3. Tính tóan máy trục                 

Huỳnh Văn Hàng- Đào Trọng Trường

4. Tính tóan thiết kế Hệ dẫn đông cơ khí    

PGS.TS Trịnh Chất-TS Lê Văn Uyển

 "TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"