MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU…………………………………………………………………...…...2

PHẦN I: XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ CƠ BẢN………………………………….…...3

1. Khối lượng của máy………………………………………………………….…..4

2. Xác định thông số của máy. …………………………………………………….4

3. Trọng lượng của từng cơ cấu. ………………………………………………….8

PHẦN II: PHÂN TÍCH SỰ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG LỰC THUỶ…………9

1. Lựa chọn bố trí xi lanh…………………………………………………………...9

2. Hoạt động của hệ thống thuỷ lực của máy đào EO 4121. …………………10

PHẦN III: XÁC ĐỊNH CÁC LỰC TÁC DỤNG LÊN BỘ CÔNG TÁC…………12

1. Xác định lực của xy lanh tay gầu………………………………………….…...12

2. Xác định lực của xy lanh cần. ………………………………………………....13

3. Xác định lực của xy lanh gầu. ………………………………………………....16

4. Chọn xy lanh thuỷ lực và tính công suất. ………………………………….…18

PHẦN IV: TÍNH TOÁN KÉO BỘ DI CHUYỂN BÁNH XÍCH…………………..23

1. Tính lực kéo. …………………………………………………………………....23

2. Tính công suất và chọn động cơ thuỷ lực. …………………………..……....26

PHẦN V: TÍNH TOÁN CƠ CẤU QUAY……………………………………….…28

PHẦN VI : CHỌN BƠM VÀ ĐỘNG CƠ……………………………………...….31

PHẦN VII: TÍNH TOÁN TĨNH MÁY ĐÀO…………………………….…….…...32

1. Xác định trọng lượng đối trọng………………………………………...….…..32

2. Tính ổn định…………………………………………………………………......36

PHẦN VIII: TÍNH BỀN GẦU……………………………………………………...41

1. Xác định các phản lực lên các khớp………………………………………….41

2. Tính bền gầu. …………………………………………………………………..42

3. Tính bền răng gầu……………………………………………………………...45

TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………......47

MỤC LỤC……………………………………………………………………...…..48

Đầu Đề Thiết Kế

Thiết kế mỏy đào thuỷ lực gầu nghịch lắp trờn mỏy cơ sở EO- 4121

I. Số liệu cho trước:

1.Máy kéo cơ sở: EO-4121

2.Dung tích gầu:1,4m³.

3. làm việc ở đất cấp IV.

4. Vân tốc di chuyển: 4 km/h.

5. Tốc độ nâng cần: V_xc= 0,44 m/s.

6. Tốc độ làm việc của xi lanh tay gầu: V_xt= 0,46m/s.

7. Tốc độ làm việc của xi lanh gầu: V_xg= 0,36 m/s.

8. Vận tốc vòng: n_q= 5,5 v/p.

II. Thuyết minh tớnh toỏn:

1. Tính  toán chung máy đào.

2. Tính toán bền gầu của bộ công tác.

3. Bản vẽ:

- Bản vẽ chung của máy: A_o.

- Bản vẽ chi tiết:              A₁.

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 phương pháp tính toán máy thuỷ lợi.

Trong cuộc sống phát triển đất nước theo hướng công ngiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Xây dựng dân dụng và công nghiệp, thuỷ lợi không thể thiếu được máy xây dựng, đặc biệt các công trình thuỷ lợi  rất cần thiết bị máy móc vì công trình thuỷ lợi có khối lượng lớn, vốn đầu tư 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 như : máy ủi, máy san , máy đào, máy xúc..

Trong quá trình học em được giao đề tài thiết kế Máy đào thuỷ lực gầu nghịch lắp trên máy cơ sở EO 4121. Máy đào thủy lực được 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 phương tiện vận chuyển hoặc đổ thành đống.

Hiện nay có rất nhiều chủng loại máy được nhập vào nước ta, của nhiều nước khác nhau như: 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.   

                                                                                      Hà nội, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                      Sinh viên thực hiện

                                                                                     ThS………………..

PHẦN I: XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ CƠ BẢN

1. Khối lượng của máy.

Khối lượng của máy được xác định thao công thức sau:

G=k_G.q.

Trong đó:

K_G: Hệ số trọng lượng, với cấp đất lám việc IV lấy k_G=15.

q: Dung tích gầu q=1,4m³.

=> G=k_G.q= 15*1,4= 21 (T)

2. Xác định thông số của máy.

a. Xác định kích thước của máy.

+ Chiều cao buồng máy: A₁ = 3,448 (m)

Với máy cỡ nhỏ lấy k₁= 1,25.

+ Bán kính thành sau vỏ máy: A₂= 2,62 (m).

Với máy cỡ nhỏ lấy k₂= 0,95.

+ Chiều cao khớp chân cần A₃ = 1,68 (m).

b. Kích thước của bộ công tác.

+ Chiều dài cần:

A₄ = 4.96 (m).

Với máy cỡ nhỏ lấy k₄=1,8.

+ Chiều dài tay cần;

A₅ = 4,138 (m).

Với máy cỡ nhỏ lấy k₅=1,5.

+ Chiều cao đổ đất:

A₆ = 4,138(m).

Với máy cỡ nhỏ lấy k₆=1,5.

+ Chiếu sâu đào:

A₇ = 5,793 (m).

Với máy cỡ nhỏ lấyk₇=2,1.

+ Bán kính đổ đất.

A₈= 6,345(m).

c. Kích thước của gầu:

+ Chiều dài gầu:

L » 1,61 (m).

l = 1,07

+ Chiều cao gầu:

H » 1,118 (m).

+ Độ dày thành gầu:

S = 0,097 (m)

+ Bán kính cong của gầu:

R = 7,38 (m)

d. Bộ di chuyển xích nhiều điểm tựa.

+ Chiều rộng dải xích:

A₁₂ = 0,469 (m).

Với máy cỡ nhỏ lấy k₁₂=0,17

Với máy cỡ nhỏ lấy k₁₃=0,36

+ Đường kính bánh chủ động:

A₁₄= 0,689 (m).

Với máy cỡ nhỏ lấy k₁₄=0,25

+ Đường kính bánh dẫn hưóng:

A₁₅ = 0,662 (m).

Với máy cỡ nhỏ lấy k₁₅=0,24

+ Đường kính bánh tỳ:

A₁₆=0,22 (m).

3. Trọng lượng của từng cơ cấu.

Thống kê trọng lượng các bộ phận như bảng 2.

PHẦN II: PHÂN TÍCH SỰ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG LỰC THUỶ

1. Lựa chọn bố trí xi lanh

Việc bố trí xi lanh thủy lực với bộ công tác của máy đào gầu nghịch có rất nhiều loại khác nhau.

a. Đối với xi lanh cần có các kiểu bố trí xi lanh sau

Hình a: ta thấy xi lanh cần đặt ở trên cần

Phương án này có ưu điểm là xi lanh không bị va đập khi chiều sâu đào lớn và khi đổ đất lên phương tiện vận chuyển giảm được bụi bẩn lọt vào xi lanh

Nhược điểm của phương pháp này là trong quá trình đào khi nâng xi lanh cần lên không đạt được giá trị lực nâng lớn nhất

Để khắc phục nhược điểm này ta dùng sơ đồ b, người ta bố trí xi lanh cần ở dưới cần

Phương án này thường gặp ở máy đào quay toàn vòng

Phương án bố trí xi lanh được chọn là phương án b

c. Đối với xi lanh gầu:

Phương án a thì góc của tay gầu và gầu là nhỏ hơn so với phương án b trong qúa trình cắt đất bằng xi lanh gầu

Phương án được chọn là phương án b

2. Hoạt động của hệ thống thuỷ lực của máy đào EO 4121.

Nguyên lý làm việc hệ thống thuỷ lực. Dựa theo sơ đồ hệ thống thuỷ lực máy cơ sở 4212.

Bơm 1 dẫn động từ động cơ điezen 2 hệ thông thuỷ lực được cung cấp từ bình chứa 3. Trong đó có lắp bộ lọc, sự phân phối dòng chảy thực hiện bằng ba bộ phân phối (4), (5), (6). Khối 4, 5 Có hai đường  tháo chất lỏng một đường được nối với đường tháo chung hệ thống còn một đường dùng nối lần lượt các khối, đường tháo khối (6) chỉ được nối với đường tháo chung .

Chất lỏng công tác từ bộ phận thứ nhất cuả bơm (1) đI đến khối phân phối thuỷ lực (5) điều khiển mô tơ thuỷ lực của bàn quay(18), xi lanh thuỷ lực tay xúc (17) và mô tơ thuỷ lực của dải xích bên phải (8).

Chỉ có xi lanh thuỷ lực tay xúc khi phối hợp thao tác với các xi lanh thuỷ lực cần đươc cung cấp dòng chất lỏng kép nhờ điều khiển bằng hai van trượt khoá liên động của bộ phận phân phối thuỷ lực cùng làm việc đồng bộ với nhau .

Để cho hệ thống không bị quá tải trong đường cao áp cưả mỗi bơm lắp song song với nhau hai van an toàn đươc chỉnh áp lực lớn nhất 15 Mpa để phanh êm nhẹ các mô tơ của bàn quay và bộ phận di chuyển máy trong hệ thống thuỷ lực lắp các van thông qua ,các van này cũng được đIều chỉnh đến áp suất tương ứng từ 11 đến 16 Mpa.

PHẦN III: XÁC ĐỊNH CÁC LỰC TÁC DỤNG LÊN BỘ CÔNG TÁC

Có kích thước của cần và tay gầu.

Đối với cần có:

Chiều dài cần: 4966 mm

OA= Lc.sin(23)/sin(37)= 4966.sin(23)/sin(37)= 2240,56 mm

AB= Lc/cos(23)/(1+tan(23)/tan(37))= 3450,99 mm

OT= Lc/2/cos(23)= 2697,4 mm

Đối với tay gầu với máy Nga có:

Chiều dài tay gầu: 4138,39 mm

Đoạn ngắn của tay gầu là = Ltg/3= 4138,39/3= 1379,46 mm

Đoạn dài của tay gầu là = 2.Ltg/3= 2.4138,39/3= 2758,92 mm

1. Xác định lực của xy lanh tay gầu

Vị trí tính toán:  ở cuối quá trình đào, tay gầu nằm ngang, gầu đầy đất, tâm đoạn ngắn cần nghiêng 1 góc 17 độ so với phương ngang

Lực cản đào tiếp tuyến lớn nhất:

P₀₁=k₁.b.C_Max=0,22.1,342.0,1353=0,0399 Mpa.m² =39,97 KN.

Với k₁ hệ số cản đào, với đất cấp IV lấy k₁=0,22 Mpa.

Suy ra: P_xtg = 271,57 KN.

2. Xác định lực của xy lanh cần.

Xét ở vị trí kết thúc  quá trình đào, gầu lên mép của khoang đào, tay gầu nằm ngang. Tâm đoạn ngắn của cần so với phương ngang 1 góc 17 độ, góc của tay gầu và đường tâm đoạn dài của cần là 43 độ, góc của xi lanh tay gầu và tay gầu là 31 độ, góc của đường tâm khối lượng cần và phương ngang là 4 độ.

r_xtg: cánh tay đòn của G_xtglấy đối o₁:

r_xtg = lc.cos(43-23)+Ltg/3-((((Ltg/3)^2+3,45^2-2.3,45.Ltg/3.cos(180-43))^(1/2))/2).cos(31)= 4,096 m

=> P_xc = 288,8 KN

3. Xác định lực của xy lanh gầu.

Lực lớn nhất của xy lanh gầu sẽ xuất hiện khi đào bằng xy lanh gầu đào với đất cấp 2:

Gđ=  gII.q/ktxII= 15,7.1,4/1,28= 17,17 KN

Gg+đ= 17,17+ 9,45= 26,62 KN

Lực cản đào tiếp tuyến lớn nhất:

P₀₁ = k₁.b.C_max= 0,07.1,342.0,728= 0,0684 Mpa.m². = 68,43 KN.

Với: k₁ : Hệ số cản đào ở đất cấp II, k₁= 0,07 Mpa.

4. Chọn xy lanh thuỷ lực và tính công suất.

a. Chọn xy lanh cần và tính công suất bơm phục vụ cho xy lanh cần.

Với lực của xy lanh cần P_xc = 288,9 KN. vì theo sơ đồ  hệ thống thuỷ lực dùng hai xy lanh để nâng cần, nên ta coi gần đúng mỗi xy lanh chịu một nửa lực của xy lanh cần.

P’_xc = 0,5.P_xc = 0,5.288,9 = 144,45 KN.

Với lực của một xy lanh là P’_xc =144,45 KN, với áp suất của hệ thống p =10 Mpa, ta tính được đường kính xy lanh cần là:

D = 0,1356 m = 135 mm.

Tra bảng ta chọn xy lanh có các thông số sau: Loại C3

+ Đường kính xy lanh: D = 150 mm

+ Áp suất: p= 200 bar

+ Tốc độ co đuỗi max: 0,5m/s

+ Đường kính 125 đến 200mm

Công suất của bơm phục vụ cho xy lanh cần là:

N₁ = P_xc.V_c = 288,9.0,44 = 127.1 kw.

Xác định hành trình xi lanh cần:

Vị trí có Lmin (hành trình xl cần min) là khi cuối qúa trình đào khớp đầu cần chạm đất

Vị trí có Lmax (hành trình xl cần max) là khi đoạn ngắn của cần nghiêng 1 góc 90 độ so với phương ngang.

Có Lmin= (0.488^2+ 2,24^2-2.0,488.2,24.cos(60) )^(1/2)= 2,040m

Có Lmax= (0,488^2+2,24^2-2.0,488.2,24.cos(133))^(1/2)=2,598m

Suy ra hành trình xi lanh cần là:

S= Lmax- Lmin= 2,598- 2,040= 0,557 m

b. Chọn xy lanh tay gầu và tính công suất bơm phục vụ cho xy lanh tay gầu.

L_max = ((Ltg/3)^2+(3,45)^2-2.(Ltg/3).3,45.cos(180-43))^(1/2)= 4,5m

Tại vị trí tay bắt đầu đào đất thì chiều dài xi lanh tay gầu đat giá trị min.

Lmin=((Ltg/3)^2+(3,45)^2-2.3,45.(Ltg/3).cos(33))^(1/2)= 2,4 m

Suy ra hành trình xi lanh tay gầu là:

S  = Lmax- Lmin

S= 4,5- 2,4= 2,1 m

c. Chọn xy lanh gầu và tính công suất bơm phục vụ cho xy lanh gầu.

Với lực của một xy lanh là P_g =513 KN, với áp suất của hệ thống p =10 Mpa.

Tra bảng ta chọn xy lanhcó các thông số sau: Loại CD 161

+ Đường kính xy lanh: D = 260 mm

+ áp suất p= 160 bar

+ Tốc độ co đuỗi xilanh max: 0,5 m/s

Công suất của bơm phục vụ cho xy lanh gầu là:

N₃ = P_xg.V_g = 513,2.0,36 = 185 kw.

Xác định hành trình xi lanh gầu:

Khi tay gầu thẳng đứng và gầu thẳng đứng có chiều dài của xi lanh gầu là min

Lmin= ((2.Ltg/3)^2+0,6^2-2.0,6.2.Ltg/3.cos(72))^(1/2)= 2,15 m

Kết thúc qúa trình đào đất cấp 2 bằng xi lanh gầu thì chiều dài của xi lanh gầu đạt giá trị max

Lmax= ((2.Ltg/3)^2+0,6^2-2.0,6.2.Ltg/3.cos(141))^(1/2)= 2,751 m

Vởy hành trình của xi lanh gầu là:

S= Lmax- Lmin= 2,75- 2,15= 0,6 m

PHẦN IV: TÍNH TOÁN KÉO BỘ DI CHUYỂN BÁNH XÍCH

1. Tính lực kéo.

Trong thiết kế nếu động cơ chính đã biết  thì tính toán kéo có ý nghĩa kiểm tra khả năng di chuyển của máy trong điều kiện đã cho.

Trong mọi trường  hợp lực kéo có thể xác định theo công thức:

P_k = W₁+W₂+W₃+W₄+W₅+W₆

Các lực trên không phải lúc nào cũng tác động đồng thời ví dụ rất  ít khi gặp trường hợp khởi động  quay vòng lên dốc. Vì vậy khi tính lực kéo ta xét hai trường hợp:

Chuyển động thẳng lên dốc với góc dốc lớn nhất.

Chuyển động quay vòng trên mặt phẳng nằm ngang.

Sau đó chọn P_k lớn nhất để tính cơ cấu di chuyển.

- Lực cản  do ma sát trong của bộ di chuyển xác định  theo công thức:

W₁ = F₁+F₂+F+F₄+F₅+F₆+F₇

Vậy lực cản rong bộ di chuyển W₁là:

W₁ = 3,57+ 2,31+ 2,94+ 1,05+ 2,94+ 4,2+ 3,57= 20,58KN

- Lực cản di chuển trên dốc W₃:

W₃ = G(f.cosa + sina) = 21(0,07cos30⁰ + sin30⁰) =  11,77=111,7 KN.

- Lực quán tính  khi khởi động:

Trong thực tế khó xác định chính xác thời gian khởi động máy vì nó phụ thuộc vào người lái và hệ thống truyền động nên ta có thể tính gần đúng theo trọng lượng máy.

W₅ = 0,42 tấn = 4,2 KN.

Vậy ta có:  W₆ = W₆¹ + W₆² =37,8-23,1 = 14,7 KN.

Vậy lực cản ma sát trong của bộ di chuyển là:

P_k = W₁+W₂+W₃+W₄+W₅+W₆

P_k= 175,18 KN

- Tổng lực cản khi chuyển động thẳng lên dốc với góc dốc lớn nhất là:

W’ = W₁ + (W₂ +W₃ )+W₄ +W₅

W’ = 160,48 KN

- Tổng lực cản khi máy chuyển động quay vòng trên mặt phẳng nằm ngang là:

W” = W₁ + W₂ +W₄ +W₆

W”= 53,25

Ta thấy trường hợp khi máy động thẳng lên dốc với góc dốc lớn nhất có lực cản lớn nhất W’ = 160,48 nên ta chọn P_k = 160,48 KN, để tính cơ cấu di chuyển.

2. Tính công suất và chọn động cơ thuỷ lực.

Vì theo sơ đồ hệ thống thuỷ lực ta dùng hai mô tơ di chuyển, nên lực

kéo của một mô tơ di chuyển là:

P_k1= P_k2 = 0,5.P_k =0,5.160,45 = 80,24 KN.

Ký hiệu động cơ là MR size 1800

Dung tích làm việc: 1809 cm3

Áp suất: 250 bar

Công suất max: 103 KW

Tốc độ vòng quay: 250 rpm

Mo men max: 12096 Nm

Trọng lượng: 213 Kg

PHẦN V: TÍNH TOÁN CƠ CẤU QUAY

Thời gian quay của máy đào chiếm tới 2/3 thời gian chu kỳ làm việc thậm chí tới 80%. Do đó việc xác định hợp lý các thông số của cơ cấu quay là những nhiệm  vụ quan trọng khi thiết kế máy.

Các thông số cơ bản là: mô men quán tính của phần quay máy đào khi gầu đầy đất J và khi gầu không có đất J₀(kN.m.s²), tốc độ góc lớn nhất của bàn quay w_max(1/s), gia tốc góc lớn  nhất, thời gian khởi động t_k và phanh t_p, góc quay của bàn quay b(rad), hiệu suất cơ cấu quay h_q, dạng đường   đặc tính ngoài của động cơ M=f(n). Các thông số này xác định thời gian quay t_q(s), công suất cần thiết lớn nhất của động cơ N_max(Kw) hay mô men lớn nhất của động cơ M_max(kN.m)

t_ck: Thời gian của một chu kỳ: t_ck = 17,24  (s).

b= 1,58 , A= 10 là các hệ số máy xây dựng.

t_d : Thời gian dỡ tải, tra bảng đối với đất cấpIV, dung tích gầu 

 V= 1,4 m3 có thời gian dỡ tải= 4,3 đến 5,2 s.

Chọn thời gian dỡ tải = 4,3 s

t_đ : Thời gian đào khi đào ta dùng xi lanh tay gầu là chủ yếu

Tđ= 2,14/0,46= 4,66 s

Thời gian quay toàn bộ: t_qtb=t_ck -  t_d  - tđ = 17,24- 4,3- 4,66= 8,27 s

Thời gian quay không tải:

Tko= 8,27- 4,47= 3,8 s

N_max =  132,56  KW.

Với : N_max = 132,56 KW tra bảng ta chọn motơ di chuyển có các thông số sau:

Ký hiệu môtơ MR size 3600

Dung tích làm việc: 4503 cm3

Áp suất max: 250 bar

Công suất max: 160 KW

Tốc độ max: 195 rpm

Mô men max: 24276 Nm

Trọng lượng: 539 kg

PHẦN VI : CHỌN BƠM VÀ ĐỘNG CƠ

Dựa vào hệ thống thuỷ lực ta thấy bơm A phục vụ cho một mô tơ di chuyển và một mô tơ cơ cấu quay, do cơ cấu quay và di chuyển không làm việc đồng thời nên ta chọn công suất của bơm là công suất lớn nhất của một trong các công suất của cơ cấu trên, ở đây chọn công suất cơ cấu di quay (bỏ qua tổn thất). Ta có công suất của bơm A là: N_A = N_max = 132,56 KW

Với: N_A = 132,56  KW tra bảng ta chọn được bơm có các thông số sau:

Ký hiệu bơm là A2FO size 125

Dung tích làm việc: 125 cm3

Tốc độ: 1600 rpm

Lưu lượng: 196 L/phút

Công suất: 133 KW

Mô men: 795 Nm

Khối lượng: 32 kg

Cũng dựa vào hệ thống thuỷ lực ta thấy bơm B phục vụ cho một mô tơ di chuyển, xy lanh cần, xy lanh tay gầu, xy lanh gầu, do cơ cấu di chuyển và bộ công tác không làm việc đồng thời nên ta chọn công suất của bơm là công suất lớn nhất của một trong các công suất của cơ cấu di chuyển và bộ công tác, ở đây ta chọn công suất bộ công tác . Nếu bỏ qua tổn thất ta có công suất của bơm B là:

N_B =  N₄ = N₅ = 185 KW

Chọn bơm ký hiệu là A2FO size 200

Dung tích làm việc: 200 cm3

Tốc độ: 1550 rpm

Lưu lượng: 304 L/phút

Công suất: 206 KW

PHẦN VII: TÍNH TOÁN TĨNH MÁY ĐÀO

1. Xác định trọng lượng đối trọng

Nhiệm vụ của tính toán tĩnh là xác định trọng lượng đối trọng đảm bảo cân bằng bàn quay máy đào với  mọi  vị trí của bộ công tác khi không đào đất và tính toán ổn định của máy khi làm việc cũng như khi di chuyển.

Đại bộ phận các cơ cấu của máy đào đều bố trí trên bàn quay, do đó khi thiết kế máy, việc cân bằng bàn quay là một nhiệm vụ không thể thiếu được.

Cân bằng bàn quay nhằm mục đích loại trừ hay giảm bớt trọng lượng vượt ra ngoài chu vi vòng tựa của bàn quay. Kích thước của vòng tựa được xác định bởi kích thước bộ di chuyển.Do khi thiết kế nên bố trí các cơ cấu lùi về phía sau, gần thành sau của máy để giảm trọng lượng của đối trọng.

* Vị trí thứ nhất: bàn quay lật ở con lăn tựa giới hạn trước, gầu đầy đất được nâng lên khỏi hố đào, máy bắt đầu quay để dỡ tải. Có góc giữa đoạn ngắn tâm cần và phương ngang là 45 độ. Góc tay gầu và đoạn dài cần là 54 độ. Góc giữa gầu và tay gầu là 140 độ

Chọn các khoảng cách:

Động cơ và khung đến trục quay của máy: 1,9 m

Thiết bị thuỷ lực và thiết bị phụ đến trục quay của máy: 1,7 m

Cơ cấu quay đến trục quay của máy: 0,7 m

Bàn quay đến trục quay của máy: 0,8 m

Bộ phận điều khiển đến trục quay của máy: 0,8 m

Vỏ máy đến trục quay của máy: 0,4 m

* Vị trí thứ hai: bàn quay lật ở con lăn tựa giới hạn sau, gầu không có đất vươn ra xa nhất và hạ trên mặt đất. Góc tạo bởi tâm đoạn ngắn của cần và phương ngang 1 góc 45 độ, tay gầu nghiêng với phương thẳng đứng 1 góc 42 độ, gầu nghiêng 1 góc 26 độ.

Trọng lượng đối trọng G_đt2 được xác định từ phương trình cân bằng mô men của tất cả các trọng lượng đối với con lăn tựa sau( điểm A ):

Gtg/2= 4,2 KN

Gcần/2= 8,4 KN

Ga= 79,8 KN

Các cánh tay đòn từ lực đến điểm A

Rtg= Lc.cos(45-23)+Ltg.sin(42)/6+2.0,7+0,35= 7,219 m

Rc=2,697.cos(45-37)+2.0,7+0,35= 4,378 m

Ra= 1,205-0,7= 0,505 m

Rđt= 2,4-0,7= 1,7 m

2. Tính ổn định

Ổn định của máy đào là một trong những chỉ tiêu sử dụng quan trọng mà người thiết kế và sử dụng đều phải quan tâm để đảm bảo an toàn khi máy làm việc nặng nhọc nhất.

a. Vị trí thứ nhất:

Máy đào nằm ngang trên xích, gầu được nâng lên khỏi mép hố đào nhờ xy lanh cần với lực lớn nhất.

Gc=16,8 KN

Gtg=8,4 KN

Gg+đ=30,5 KN

Lấy xấp xỉ  b= chiều rộng cơ sở/2=2,376/2= 1,1863 m

M_l = G_c(r_c-b) + G_tg(r_tg-b) + G_g+đ(r_g-b) + P₀₁.r₀

Các canh tay đòn lấy đối với trục quay của máy

Rc= 2222+350+700= 3272 mm

Rtg=4881+350+700= 5931 mm

Rg=4326+350+700= 5376 mm

Rpo1= Rg-Hg/2= 5376-1118/2= 4816 mm

Mlật=16,8.(3272-1186)+8,4.(5931-1186)+30,5.(5376-1186)+29,89.(4816-1186)= 311203,9 KNmm

Mômen giữ :

M_g = G_dt(r_dt+b) + G_a(r_a+b) +G₀.b

r_a= 1,205 m, r_dt = 2,4 m , b= 1,186 m.

M_g = G_dt(r_dt+b) + G_a(r_a+b) +G₀.b

M_g = 15,52.(2400+1186)+88,2.1186)+79,8(1205+1186)= 351180,2 KNmm

b. Vị trí thứ hai:

Máy đào gầu nghịch đổ đất ở độ vươn xa nhất:

Đoạn ngắn của cần tạo với phương ngang 1 góc là 14 độ. Tay gầu nghiêng với phương thẳng đứng 1 góc 42 độ

Mômen giữ:

M_g = G_dt(r_dt+b) + G_a(r_a+b) +G₀.b

Trong đó :

G₀ : Trọng lượng của các cơ cấu dưới bàn quay  bao gồm: trọng lượng vòng ổ quay, khung dưới và bánh răng, ngõng trục trung tâm, cơ cấu di chuyển, khung xích, bánh chủ động và bánh tỳ, dải xích.

G₀ = 2,52+16,8+1,68+10,5+14,7+21+21= 88,2 KN

r_a= 1,205 m, r_dt = 2,4 m , b= 1,186 m.

M_g = G_dt(r_dt+b) + G_a(r_a+b) +G₀.b

M_g = 15,52.(2400+1186)+88,2.1186)+79,8(1205+1186)= 351180,2 KNmm

M_g = 351180,2 KNmm

PHẦN VIII: TÍNH BỀN GẦU

1. Xác định các phản lực lên các khớp

Khoảng cách từ Pxtg đến khớp O lấy giống với vị trí tính toán lực xi lanh tay gầu

Rxtg= 731 mm

Rtg=Ltg/6= 689 mm

Rg+đ= 2.Ltg/3+ Hg/2= 3318 mm

Rpo1= Rg+đ + Hg/2= 3877 mm

2. Tính bền gầu.

Gầu có kết cấu không gian và chịu lực phức tạp nên việc tính toán sức bền của gầu muốn đạt được độ chính xác cao sẽ rất khó khăn và phức tạp. Thành gầu được hàn với đai gầu nhằm tăng độ cứng vững cho gầu. Vì vậy, để giải bài toán đơn giản hơn, ta tiến hành tính sức bền các đai gầu và sau đó chọn chiều dày của thành gầu dựa vào chiều dày đai gầu theo kinh nghiệm thực tế của các máy đồng dạng hiện có

Ta có:

Hg=1,118m

Bg=1,342m

Thay số ta có: X1=28,195 KN

Biểu đồ mô men tổng hợp do thành phần M1& Mp gây ra:

M= M1.X1+Mp

GH= CD+AB=

2919,9+111,86=3031,8 KNcm

3. Tính bền răng gầu

Lực tác dụng lên răng gầu chủ yếu là Po & tiết diện nguy hiểm nhất là mặt cắt n-n.

Chọn kích thước mặt cắt:

A = 8 cm

T = 4 cm

L = 15 cm

B = 15 cm

Mx = Po.l = 87.15 = 1305,069 KNcm

Wx: Mômen chống uốn của tiết diện n-n

Chọn vật liệu chế tạo răng gầu là thép Hợp kim Al 45 X. Phía ngoài của răng gầu có phủ Mn để chống mòn.

Chọn hệ số an toàn n = 1,4

Vậy tính bền gầu là thoả mãn.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Máy Thuỷ Lợi - Trường đại học Thuỷ Lợi.

Vũ Văn Thinh - Vũ Minh Khương - Nguyễn Đăng Cường.

2. Máy Làm Đất - Nhà xuất bản đại học và trung học chuyên nghiệp.

3. Máy xúc một gầu vạn năng - Nhà xuất bản công nhân kỹ thuật Hà Nội - Việt Nam.

Người dịch : Nguyễn Văn Trọng - Nguyễn Xuân Chính.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"