Đồ án tốt nghiệp GVHD: Hồ Sỹ Sơn LỜI NÓI ĐẦU Hiện đất nước ta trình công nghiệp hoá đại hoá đất nước việc giới hoá công trình xây dung quan trọng ngày diển mạnh mẽ. Cơ giới hoá rút ngắn thời gian thi công, giảm nhân lực mang lại hiệu công việc cao.Trong công trình xây dựng nói chung thuỷ lợi nói riêng công tác đất chiếm phần lớn công việc, gới hoá công tác đất diễn với tốc độ cao máy đào giữ vai trò chủ đạo. Công việc chủ yếu máy đào đào vận chuyển đất, khâu dây chuyền thi công. Nếu máy đào làm việc hiệu suất tổ máy tăng ngược lại máy đào làm việc hiệu dẩn đến suất tổ máy giảm, điều làm giảm tiến độ thi công. Trên thực tế chủng loại máy đào sử dụng công trình xây dựng phong phú đa dạng, loại máy đào nhập từ nước tư giới với nhiều chủng loại kích thước tính ưu việt khác nhau. Tuy nhiên trình sử dụng máy không nắm vững kỷ thuật vận hành, bảo dưỡng sữa chữa nên tránh khỏi hỏng hóc hệ thống, phận. Bộ công tác máy đào không tránh khỏi vấn đề điều kiện làm việc khắc nhiệt tiếp xúc với đất bùn, chịu ma sát va đập. Bộ công tác nhập ngoại đắt, nghiên cứu thiết kế công tác đem lại lợi nhuận kinh tế nhiều. Mặt khác điều kiện đất nước ta hầu hết thi công công trình nhỏ vừa điều kiện địa hình di chuyển khó khăn nên ta cho máy đào tiến lại gần vây đòi hỏi máy có tầm vươn xa để đào vận chuyển đất cách dễ dàng .Chính việc thiết kế tay gầu nối thêm vào công tác máy sở cần thiết .Mặc dù đất nước ta công nghệ chế tạo, vật liệu không nước tư bản, nhiên thiết kế công tác không yêu cầu độ cao chế tạo khí xác vật liệu không đòi hỏi cao. Do việc tiến hành thiết kế chế tạo công tác hoàn toàn có thể.Chính lý mà việc nghiên cứu thiết kế chế tạo công tác cần thiết. Do em giao đề tài đồ án tốt nghiệp: Thiết kế công tác máy đào CAT320D nối dài tay gầu theo phương pháp nối cứng Nội dung thuyết minh đồ án tiến hành với trình tự sau: SVTH: Trần Văn Hùng Lớp: 49M1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Hồ Sỹ Sơn * Chương 1: Tìm hiểu chung máy làm đất. * Chương 2: Tìm hiểu máy đào CAT320D. * Chương 3: Tính toán thiết kế công tác. * Chương 4: Tính toán chọn xylanh. * Chương 5: kiểm tra ổn định tính đối trọng. * Chương 6: Tính bền . Em xin chân thành cảm ơn thầy HỒ SỸ SƠN thầy cô khoa môn Máy Xây Dựng giúp em trình hoàn thành đồ án .Do thời gian kiến thức hạn chế nên đồ án em không tránh khỏi sai sót kính mong thầy cô bạn đóng góp ý kiến để đồ án em hoàn thiện . Em xin chân thành cảm ơn ! Hà nội ngày 23tháng 06 năm 2014 Sinh viên thực Trần Văn Hùng SVTH: Trần Văn Hùng Lớp: 49M1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Hồ Sỹ Sơn CHƯƠNG I TÌM HIỂU CHUNG VỀ MÁY LÀM ĐẤT 1.1 Khái niệm chung máy làm đất Máy làm đất máy móc,thiết bị sử dụng để thục công tác đất bao gồm công việc ,đào đất ,vận chuyển đất ,san đất ,đầm đất Ứng với loại máy thường thiết kề dùng vào công tác đất khác nhau, số máy phát triển cải tiền hoạt động đa máy đào lắp thêm công tác khác để san lấp đất 1.2 1.2 Lịch sử phát triển Máy làm đất. Công nghiệp chế tạo máy nói chung, máy làm đất nói riêng công nghiệp non trẻ trình phát triển đồng hành với trình phát triển ngành khoa học công nghiệp loài người. Bức tranh tổng thể ngành chế tạo máy làm đất chia thành giai đoạn chính: a, Giai đoạn 1: Thế kỷ XVI đến kỷ XVIII Xuất phương tiện giới giới hoá dùng khâu làm đất, động lực dùng phương tiện giới lúc chủ yếu sức người, sức ngựa bước đầu dùng động nước. Loài người chế tạo sử dụng máy xúc gầu q = 0,75 m3 đầu tiên. b, Giai đoạn 2: Thế kỷ XIX đến năm 1910 Trong giai đoạn với phát triển công trình xây dựng lớn, công trình xây dựng giao thông, giao thông đường sắt, xuất máy xúc gầu quay toàn vòng 3600 – chạy ray, loại máy làm đất khác. c, Giai đoạn 3: Từ sau năm 1910 Khâu làm đất công tác xây dựng tiến hành giới hoá mức độ ngày cao xuất nhiều loại máy làm đất như: máy xúc đất quay toàn vòng 360 độ, di chuyển bánh lốp, bánh xích kể máy xúc di chuyển thiết bị tự bước. Đồng thời để đáp ứng khối lượng công tác đất ngày lớn xây dựng bản. Nền công nghiệp chế tạo nhiều loại máy làm đất có chức năng, công dụng, kết cấu khác nhau. 1.3.Tình hình sử dụng máy làm đất Việt Nam SVTH: Trần Văn Hùng Lớp: 49M1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Hồ Sỹ Sơn Ở Việt Nam, vào năm 60 kỷ trước, miền Bắc nhập loại máy làm đất mà chủ yếu máy đào để xây dựng công trình thuỷ lợi, thuỷ điện, giao thông, khai thác mỏ. Trong giai đoạn công việc xây dựng lại đất nước bắt đầu phát triển, công việc bốc xúc vật liệu với khối lượng lớn đòi hỏi phải giới hoá. Những năm sau xây dựng công trình giao thông phục vụ cho việc chi việc chiến trường miền Nam. Các máy móc thời kỳ chủ yếu Liên Xô Trung Quốc tài trợ, số nước XHCN khác. Những thập kỷ tiếp theo, tình hình sử dụng máy làm đất Việt Nam có nhiều thay đổi, số lượng chủng loại tăng lên đáng kể nhằm đáp ứng công việc xây dựng công trình thuỷ lợi, thuỷ điện có qui mô ngày lớn thuỷ điện Sông Đà công trình khai thác mỏ Quảng Ninh. Sau ngày đất nước thống nhất, máy làm đất nước tư như: Nhật, Ý, Thụy Điển, Pháp bắt đầu có mặt nước ta. Ví dụ: loại máy Volvo, Komatsu, Kobelco, Hitachi, Fiat chế tạo nhập vào nước ta để thi công công trình nhà máy ximăng Hoàng Thạch, hồ thuỷ lợi Dầu Tiếng, Thuỷ điện Trị An, công việc bốc xúc khai thác mỏ lộ thiên Quảng Ninh. Tuy máy móc nước tư chế tạo hoạt động có hiệu giá thành đầu tư ban đầu lớn nên thời kỳ nhiều máy móc nước XHCN cũ sử dụng rộng rãi. Đến năm đầu thập kỷ 90 kỷ trước, với công đổi đất nước, tình hình sử dụng máy làm đất Việt Nam cải thiện. Các công trình có qui mô lớn, chất lượng đòi hỏi cao, thời gian xây dựng dài người ta sử dụng tổ máy đồng bộ, đại. Trong công trình nhỏ, thời gian xây dựng ngắn phải dựa sở máy móc có sở xây dựng đầu tư thêm số thiết bị lẻ để thi công. Cùng với phát triển đất nước, ngày công trình xây dựng phát triển cách nhanh chóng, toàn diện nước ta. Để có sở hạ tầng rộng khắp, phục vụ đắc lực cho hoạt động văn hóa - kinh tế - xã hội, phải có lựa chọn hợp lý phương tiện thi công giới cần thiết. SVTH: Trần Văn Hùng Lớp: 49M1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Hồ Sỹ Sơn Trong xây dựng gồm có : Xây dựng dân dụng, công nghiệp, xây dựng giao thông, xây dựng thủy lợi, thủy điện… đối tượng thi công có khối lượng công việc lớn phải kể tới công tác đất. Đó công việc nặng nhọc có khối lượng lớn. Công tác đất đa dạng, từ dọn mặt bằng, đào móng, đào rãnh thoát nước, vận chuyển, đắp, san đầm, xây dựng đê đập, hồ chứa, khai thác vật liệu, khoáng sản …Vì ta thấy vai trò máy làm đất xây dựng vô quan trọng, thiếu công trình xây dựng. SVTH: Trần Văn Hùng Lớp: 49M1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Hồ Sỹ Sơn Việc dọn mặt thực nhiều loại máy máy ủi, máy đào gầu ngửa, máy đào gầu xấp.Nếu công việc có khối lượng lớn khó khăn mua thuê loại công tác máy dọn mặt chuyên dụng. Đào móng sử dụng loại máy đào gầu (thuận, nghịch, dây, ngoạm), máy đào nhiều gầu, máy cạp, ủi để đào, xúc đất dùng ô tô để vận chuyển loại máy đầm chân dê, bánh hơi, đầm chấn động để đầm chặt. Hầu hết việc đào rãnh khô thực việc sử dụng máy đào gầu sấp, máy đào nhiều gầu máy đào rãnh dẫn động dây cáp.Trong điều kiện đất đầm lầy, loại máy đào gầu dây phù hợp nhất.Máy đào gầu ngoạm sử dụng cho công việc đào rãnh sâu phức tạp. Người ta phân loại máy làm đất theo chế độ làm việc (liên tục hay theo chu kỳ), theo mức độ động tức chúng tự hành, kéo theo hay nửa kéo theo chủ yếu thường phân loại theo công dụng chúng. Trong xây dựng thường sử dụng loại máy làm đất sau : SVTH: Trần Văn Hùng Lớp: 49M1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Hồ Sỹ Sơn - Máy đào đất : Có gầu hay nhiều gầu, dùng để đào xúc đất đổ vào phương tiện vận chuyển, vận chuyển đổ thành đống. SVTH: Trần Văn Hùng Lớp: 49M1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Hồ Sỹ Sơn - Máy đào chuyển đất : Là máy đào đất gom lại thành đống hay chuyển san thành lớp. - Máy đầm : Dùng để lèn chặt đất - Thiết bị gia công đất phương pháp thủy lực : Dùng dòng nước có áp suất cao để làm xói lở đất, dùng bơm để hút đất lẫn nước đẩy vào đường ống chuyển đến nơi đổ. - Máy làm công tác chuẩn bị : Máy xới tơi đất, máy dọn mặt bằng, máy nhổ rễ cây, bóc bỏ lớp thực vật để khai thác mỏ… 1.4. Xu hướng phát triển máy làm đất Việt Nam nước phát triển, kinh tế có tốc độ tăng trưởng cao nhiều năm qua.Đặc biệt Việt Nam đẩy mạnh công nghiệp hóa, đại hóa đất nước để hướng tới nước công nghiệp vào năm 2020. Do nhu cầu đầu tư xây dựng sở hạ tầng kinh tế, xã hội cao. Trong thời gian tới có nhiều dự án xây dựng lớn, đại đường cao tốc, cầu, đường sắt, bến cảng, thủy điện, nhà cao tầng … Việt Nam tiếp tục triển khai, đòi hỏi nhà thầu xây dựng, đơn vị thi công công trình phải trang bị đồng loại máy móc,thiết bị xây dựng tiên tiến, đại đáp ứng nhu cầu phát triển. Trong điều kiện thực tế nước ta trình độ khoa học công nghệ chế tạo hạn chế chưa thể thực việc chế tạo hoàn chỉnh máy xây dựng nước ta nhập nhiều loại máy xây dựng nhiều hãng sản xuất nhiều quốc gia khác nên có nhiều tính không phù hợp vói điều kiện thực tế nước ta. Do ngành công nghiệp khí Việt Nam chưa sản xuất loại máy xây dựng hạng nặng nên nhà thầu xây dựng Việt Nam cần trang bị loại máy móc phải nhập từ nước máy đào, máy xúc từ Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc, Mỹ… Để phù hợp với điều kiện thực tế làm việc máy nàychúng ta dựa máy sở cũ để thiết kế phần lại công tác, di chuyển…nhằm phục vụ tốt cho trình sửa chữa, thiết kế để thay phần thiết bị nhằm tiết kiệm thiết bị , tận dụng máy dùng được. Ngoài giá SVTH: Trần Văn Hùng Lớp: 49M1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Hồ Sỹ Sơn rẻ, nguồn cung dồi chủng loại máy qua sử dụng từ thị trường khiến doanh nghiệp dễ dàng việc nhập khẩu. Cho nên có đến gần 90% lượng máy xây dựng nhập Việt Nam loại máy qua sử dụng. Hình 1.Một số hình ảnh cải tiến công tác máy đào. Những năm gần đây, với việc không ngừng cải tiến, hoàn thiện nguyên lý, kết cấu, người ta sử dụng phận, máy sở chế tạo theo tiêu chuẩn, theo mô đun để hòa nhập xu hướng thống hóa, tiêu chuẩn hóa vạn hóa ngành sản xuất máy làm đất. Khối lượng số máy làm đất giảm nhẹ từ 20 – 30% công suất máy lại tăng lên đến 50 – 80%. Công suất trang bị máy tăng kéo theo hiệu suất làm việc máy tăng. Qua phân tích tình hình phát triển sử dụng máy làm đất Việt Nam, thấy tranh tổng thể hoạt động này, xu hướng phát triển nhu cầu máy xây dựng máy làm đất nước ta ngày tăng. Trong năm gần đây, đòi hỏi sản xuất, số lượng máy xây dựng chế tạo với công nghệ đại nhập vào nước ta ngày nhiều với đa dạng chủng loại, kích cỡ. Vì ngành công nghiệp chế tạo máy Việt Nam phải phấn đấu để có thương hiệu máy xây dựng riêng mình, muốn đạt điều đòi hỏi phải có SVTH: Trần Văn Hùng Lớp: 49M1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Hồ Sỹ Sơn nỗ lực nhiều phía: Cơ chế sách Nhà nước, vốn đầu tư, đặc biệt đội ngũ trí thức trẻ, cán kỹ thuật. 1.5.Khái quát hãng Caterpillar. Caterpillar Inc gọi "CAT", chuyên thiết kế, sản xuất, cung cấp bán thị trường sản phẩm máy móc, thiết bị động cơ, công ty cung cấp dịch vụ tài bảo hiểm cho khách hàng có nhu cầu toàn giới thông qua đại lý mạng internet. Caterpillar nhà sản xuất lớn giới xây dựng trang thiết bị khai thác mỏ, động diesel, khí đốt tự nhiên công nghiệp tua bin khí. Với giá trị tài sản tỷ USD, Caterpillar xếp hạng số ngành công nghiệp đứng vị trí thứ 44 năm 2009 Fortune 500- bảng xếp hạng danh sách 500 công ty lớn Hoa Kỳ theo tổng thu nhập công ty. Cổ phiếu Caterpillar thành phần số trung bình công nghiệp Dow Jones. Caterpillar Inc có nguồn gốc từ hợp năm 1925 Công ty Sản xuất Holt CL Best Tractor Company, tạo thực thể mới,dựa công ty Caterpillar Tractor California. Năm 1986, công ty tổ chức lại tên Caterpillar Inc , trụ sở Caterpillar đặt Peoria, lllinois, Hoa kỳ. Các sản phẩm máy móc thiết bị Caterpillar nhận biết nhãn hiệu Caterpillar với màu sơn vàng đặc trưng logo “CAT” Caterpillar phân chia sản phẩm, dịch vụ công nghệ thành ba dòng doanh nghiệp: máy móc, động sản phẩm tài để bán cho tổ chức tư nhân phủ. Sản phẩm Máy móc Caterpillar có danh sách khoảng 400 sản phẩm để mua hàng qua mạng lưới đại lý nó. Caterpillar có dòng máy kéo: máy đào thuỷ lực , máy xúc lật , máy san, xe tải ,máy ủi, máy kéo nông nghiệp, đầu máy xe lửa. Sản phẩm máy móc Caterpillar sử dụng việc xây dựng, đường , khai thác mỏ, lâm nghiệp , lượng , vận chuyển xử lý vật liệu ngành công nghiệp. Động Một phần việc kinh doanh CAT sản xuất động khí đốt tự nhiên động diesel tua bin khí , việc sử dụng xe sản phẩm riêng công ty, loại động sử dụng đầu máy xe lửa, xe bán 10 SVTH: Trần Văn Hùng 10 Lớp: 49M1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Hồ Sỹ Sơn - Vị trí tính toán:bắt đầu đào, xi lanh tay gầu vuông góc với tay gầu - Ngoại lực tác dụng: +Trọng lượng gầu +Lực cản đào P01, P02 , +Lực đẩy xi lanh -Sơ đồ tính toán Po h J1 J2 J2 Phân tích cấu tạo, phương án chế tạo cách tính. Cấu tạo gầu phức tạp, phận chịu lực khác nhau, tiết diện thành đáy thay đổi nên việc tính toán xác theo lý thuyết đàn hồi phức tạp, khó khăn. Thành gầu hàn với đai gầu nhằm làm tăng độ cứng vững gầu. Vì vậy, để giải toán đơn giản hơn, ta tiến hành tính sức bền đai gầu sau chọn chiều dày thành gầu dựa vào chiều dày đai gầu theo kinh nghiệm thực tế máy đồng dạng có. Gầu thường có hai đai: đai đai dưới, đai chịu lực lớn đai dưới, nên ta tính sức bền đai trên. Khi tính toán sức bền đai gầu ta thừa nhận giả thuyết sau: - Lực cản đào chướng ngại vật P0 tác dụng vào thành trước gầu có phương vuông góc với thành trước gầu. 82 SVTH: Trần Văn Hùng 82 Lớp: 49M1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Hồ Sỹ Sơn - Phản lực tay gầu truyền đến đặt thành sau có phương vuông góc với thành sau gầu. - Phản lực xi lanh gầu tác dụng lên gầu phân bố cho hai khớp liên kết thành sau gầu đòn gánh. - Sơ đồ tính gầu phụ thuộc vao công nghệ chế tạo gầu. Ta chọn phương pháp chế tạo gầu phương pháp hàn: thành trước sau hàn với thành khối. Sơ đồ tính thể hình sau: PO PO C A D B C H B X D X X b Sơ đồ tính gầu. * Phương pháp tính hệ siêu tĩnh phương pháp lực: Số liên kết khối hệ: n = 3V- K Trong đó: n - Số liên kết khối V - Số chu vi kín hệ: V = K - Số khớp đơn giản: K=0 ⇒ n = 3.1- = * Xác định lực tác dụng vào gầu 83 SVTH: Trần Văn Hùng 83 Lớp: 49M1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Hồ Sỹ Sơn Sy P0 Sk 45° Sx Pxg Gg+d Sơ đồ xác định lực kéo gầu lực xi lanh gầu Để xác định lực kéo Sk lưc xi lanh gầu Pxg ta tiến hành phương pháp lực, phân tích lực Sk thành hai thành phần theo hai phương X Y Sx Sy .Sau tiến hành chiếu lực lên hai phương X Y lấy mô men với khớp gầu ta phương trình : ∑X ∑Y ∑M = Sx – Po.cos600 – Pxg.cos450 = = Sy – Po.cos300 – Pxg.sin450 – Gg+d = = Po.Lg.sin600 – Pxg.0,37.cos450 + 0,5.Gg+d.Lg= Với : P0 = 16 KN; Lg = 1,28 m; Gg+d = 13,55 KN Thay giá trị vào hệ phương trình giải ta tìm : Sx =119,5 KN; Sy = 149,58KN; P0 = 36,85KN * Tính bền Do ta cắt bỏ liên kết tựa gối A liên kết ngàm nên ta thay tác dụng chúng lên khung phản lực chưa biết X1, X2, X3. Khi hệ phương trình tắc hệ phương trình siêu tĩnh bậc III có dạng: 84 SVTH: Trần Văn Hùng 84 Lớp: 49M1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Hồ Sỹ Sơn δ11 X + δ 12 X + δ 13 X + ∆1P =  δ 21 X + δ 22 X + δ 23 X + ∆ P = δ X + δ X + δ X + ∆ = 3P  31 32 33 * Tính hệ số số hạng tự phương trình tắc: Để tính hệ số số hạng tự hệ phương trình tắc ta cần phải vẽ biểu đồ mô men đơn vị Mk lực đơn vị Xk= gây nên biểu đồ mô men Mp0 tải trọng gây hệ bản. Để giải cách đơn giản toán ta coi: Mô men quán tính diện tích mặt cắt đai gầu nhau. 85 SVTH: Trần Văn Hùng 85 Lớp: 49M1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Hồ Sỹ Sơn b H H b M1 M2 b X2 X1 PO L L PO/2 MP M3 L X3 PO/2 O L Biểu đồ mô men đơn vị. 86 SVTH: Trần Văn Hùng 86 Lớp: 49M1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Hồ Sỹ Sơn 1 b2 . b.b. .b + b.H .b = .(3H + b) EJ EJ 3EJ 1 1 b.H δ12 = M 1.M = − . b.b.H − . H .H .b = − .( H + b) EJ EJ 2 EJ 1 1 H2 δ 22 = M .M = . H .H . H + .H .H .b + . .H .H . .H = .(2 H + 3b) EJ EJ EJ 3EJ 1 b δ13 = M 1.M = − . b.b.1 − .b.H .1 = − .(2 H + b) EJ EJ EJ 1 1 H δ 23 = M .M = − . H .H .1 − .H .b.1 − . H .H .1 = − .( H + b) EJ EJ EJ EJ 1 1 δ 33 = M .M = .1.H .1 + .1.b.1 + .1.H .1 = .(2 H + b) EJ EJ EJ EJ δ11 = M 1.M = P0b P0b  P0b (5b + 24 H ) 5 . b . b + b . H . = EJ  24 2  48EJ Pb P b  P bH (b + 2H ) 1 = M .M P = b.H . + b.H .  =  EJ  2  8EJ ∆1P = M 1.M P = ∆2P ∆ P = M .M P = EJ P0b P0b  P0b(b + H )  − b .1. − H .1. = −   EJ  Với: b - Bề rộng gầu: b = 0,93 m. H - ta coi gần chiều dài gầu: H = 0,96m. P0- Lực cản: P0 = P0d.cos35o = 36,85.cos35o =30,18 KN. Thế vào hệ số số hạng tự ta có: 1, 07 EJ 0,8 δ12 = − EJ 1,34 δ 22 = EJ 1,73 δ 23 = − EJ 1,3 δ13 = − EJ δ11 = 87 SVTH: Trần Văn Hùng 2,79 EJ 14,66 ∆1P = EJ 9,1 ∆2P = EJ 16,31 ∆3P = − EJ δ 33 = 87 Lớp: 49M1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Hồ Sỹ Sơn Thay số hạng tự hệ số vừa tính vào hệ phương trình tắc sau giản ước hai vế cho EJ ta có: 1, 07 X − 0,8 X − 1,3 X + 14, 66 =  −0,8 X + 1,34 X − 1, 73 X + 9,1 = −1,3 X − 1, 73 X + 2, 73 X − 16,3 =   X = − 18,5  ⇒  X = 3,9  X = 1,18  Vậy lực X1 có chiều ngược lại với chiều giả sử ban đầu Còn lực X2, X3 có chiều chiều hình vẽ * Biểu đồ nội lực hệ siêu tĩnh: Để vẽ biểu đồ nội lực hệ siêu tĩnh ta dùng phương pháp xét mặt cắt đại diện để tìm giá trị mô men mặt cắt đặc biệt, sau ta vẽ độ lớn chúng khung với tỉ lệ thích hợp sau ta nối giá trị đường thẳng ta biểu đồ nội lực hệ bao gồm biểu đồ mô men uốn tổng cộng Mp, lực cắt Qp lực dọc Np. Biểu đồ mô men uốn: Áp dụng công thức: Mp = M1.X1+M2.X2+M3.X3+MP0 - Ta vẽ đựơc biểu đồ mô men hình vẽ: 88 SVTH: Trần Văn Hùng 88 Lớp: 49M1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Hồ Sỹ Sơn 18,5 2,76 2,76 C B A D 1,18 1,18 Biểu đồ mô men khung - Biểu đồ lực dọc lực cắt: 18,54 3,9 18,54 3,9 18,54 C B 3,9 B N C 18,54 Q p A 18,54 3,9 p D 18,54 A 3,9 D Biểu đồ nội lực lực tác dụng lên gầu Sau tính nội lực khung ta tiến hành chọn tiết diện khung sau tính bền cho thanh. Tiết diện đai gầu thường hình chữ nhật với chiều rộng bđ chiều cao Hđ. 89 3430 SVTH: Trần Văn Hùng 89 Lớp: 49M1 3,9 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Hồ Sỹ Sơn Dựa vào biểu đồ mô men, lực cắt lực dọc, ta thấy thành trước gầu có tiết diện nguy hiểm mặt cắt khung. Đối với thành bên tiết diện nguy hiểm tiết diện chuyển tiếp thành bên thành trước. B M C B L M D A Sơ đồ khung gầu Sau tính nội lực khung ta tiến hành chọn tiết diện khung sau tính bền cho thanh. Tính bền cho mặt cắt M-M Tiết diện đai gầu thường hình chữ nhật với chiều rộng bđ chiều cao hđ. 90 SVTH: Trần Văn Hùng 90 Lớp: 49M1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Hồ Sỹ Sơn Hd Bd Mặt cắt đai gầu Chiều dày thành gầu xác định sau xác định chiều dày đai gầu theo công thức thực nghiệm sau: bt = (0,5-0,55).bđ Khi chiều dày đai gầu: bđ = bt/ 0,5 = 15/0,5 = 30 mm. Chiều cao đai gầu xác định dựa vào gầu máy sở áp dụng luật đồng dạng: Ta tính chiều cao đai gầu hđ = 140 mm. Từ ta tính đặc trưng hình học mặt cắt đai gầu: Wx = Jx = bh 30.1402 = = 98000 mm3 6 . bh 30.1403 = = 6860000mm 12 12 . Ta tiến hành tính bền cho với nội lực tính trên. 91 SVTH: Trần Văn Hùng 91 Lớp: 49M1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Hồ Sỹ Sơn Công thức chung để tính bền theo thuyết bền biến dạng đàn hồi: σ= σu + 3.τ ≤ [σ ] = σ gh n Với: σ u τ= = Mu N + Wu F Q.M t J x .bd KN/mm2 KN/mm2 Trong đó: σ gh - Giới hạn chảy vật liệu dùng để chế tạo đai gầu, thường đai gầu chế tạo thép CT3 CT5 trường hợp ta chọn thép CT5 có số bền sau: σ F - Diện tích đai gầu: ch = 320 N / mm ; σ b = 540 N / mm N/mm2 F = hđ.bđ =140.30 = 4200 mm2 n - Hệ số an toàn, với: n = 1,5-2 ,ta chọn: n = 1,6 Mt-Mô men tĩnh tiết diện đai gầu so với trục x-x; tính theo công thức: Mt = y.F = hd .hd .bd = 140 .140.30 = 294000 mm2. + Xét Thanh AB: τ AB = Q.M t 3900.294000 = = 5, N / mm J x .bd 6860000.30 92 SVTH: Trần Văn Hùng 92 Lớp: 49M1 Đồ án tốt nghiệp N M 18540 2760000 σ uAB = + = + = 32, N / mm2 F Wx 30.140 98000 t 2 σ AB = σ AB + 3τ AB = 32, 62 + 3.5, 62 = 34 N / mm2 GVHD: Hồ Sỹ Sơn mm2 + Xét Thanh BC: τ BC = σ uBC = Q.M t 18540.294000 = = 26, 48 N / mm J x .bd 6860000.30 N M 3900 18600000 + = + = 190, 72 N / mm F Wx 30.140 98000 t 2 σ BC = σ BC + 3τ BC = 1190, 722 + 3.26, 482 = 196,1 N / mm σ BC = 149,37 < [σ ] = 200 N / mm + Thanh CD chịu lực AB nên thoã mãn bền. 93 SVTH: Trần Văn Hùng 93 Lớp: 49M1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Hồ Sỹ Sơn KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Đồ án tốt nghiệp nội dung cuối chương trình đào tạo kỹ sư thuỷ lợi trường Đại Học Thuỷ Lợi. Sau hoàn thành đồ án sinh viên Thuỷ lợi nói chung, sinh viên khoa khí nói riêng người có trang bị đầy đủ kiến thức để có từ mang lại sản phẩm trí tuệ từ vẽ, từ xưởng thiết kế kỹ sư có mặt trực tiếp công trường, nhà máy, xí nghiệp đem kiến thức học tập rèn luyện nhà trường áp dụng vào thực tế sản xuất xây dựng. Sau khoảng thời gian 14 tuần làm đồ án hướng dẫn nhiệt tình thầy Hồ Sỹ Sơn em nghiên cứu thiết kế công tác nối dài tay gầu máy đào CAT 320. Và em hoàn thành đầy đủ hạn nội dung nhiệm vụ đồ án mà nhà trường đề . Tuy nhiên trình độ thời gian có hạn nên khuôn khổ đồ án em thiết kế gầu tay gầu, đồng thời em tìm hiểu sơ qua hệ thống thuỷ lực điều khiển công tác mà chưa thể tìm hiểu tỉ mỉ đầy đủ hệ thống thuỷ lực. "Em xin đưa số nhận xét đồ án tốt nghiệp sau: Với việc thiết kế công tác giải dễ dàng cho việc thi công địa hình khác 94 SVTH: Trần Văn Hùng 94 Lớp: 49M1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Hồ Sỹ Sơn khả thay đổi tầm vươn dải làm việc máy lớn mà máy sở hay loại máy tương tự không thực được. Với thay đổi tầm vươn làm cho ta thi công với loại cấp đất khác ví dụ chiều dài tay gầu lớn đào đất xa máy đứng cao đào chủ yếu đào loại đất mềm dùng nạo vét kênh đập cao, ngược lại tay gầu ngắn ta đào với loại đất rắn máy động. Hiện có nhiều loại máy phục vụ thi công có suất cao hãng Hitachi, Kobelco, Catapiner .cho nên sử dung loại máy Komatsu để thay công tác mà ta dùng loại máy sở để thay thể cho công tác tạo khả làm việc van công tác . Em tìm hiểu số loại máy đuợc cải tiến có hai công tác gồm công tác thực nhiệm vụ đào đất công tác gắn phía sau lưỡi ủi công tác máy xúc lật . nước ta việc chế tạo công tác có tính đa dạng việc cần làm để dần tiếp cận với công nghệ giới" Em mong muốn sau trường em có hội điều kiện để tiếp tục sâu vào lĩnh vực chế tạo công tác, lĩnh vực phải nhập từ nước với giá thành cao. Với việc chế tạo thiết bị công tác nước ta tiến hành thay thế, sửa chữa cách nhanh chóng hư hỏng thường gặp loại máy đại ngày nay, giảm thời gian chờ đợi máy đặc biệt giảm giá thành sửa chữa. Từ việc sửa chữa em mong muốn hướng tới tham gia việc chế tạo thành công máy đào đại mang thương hiệu Việt Nam . Em xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa giảng dạy truyền đạt kiến thức kinh nghiệm giúp em hoàn thành đồ án. Đặc biệt em xin cảm ơn thầy Th.s HỒ SỸ SƠN nhiệt tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức cần thiết, giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Mặc dù có cố gắng thân trình độ kinh nghiệm thiết kế ít, khả hiểu biết thực tế hạn chế. Do đồ án không tránh khỏi sai sót, em mong nhận tham gia đóng góp ý kiến bảo thầy cô bạn để đồ án em hoàn thiện hơn. 95 SVTH: Trần Văn Hùng 95 Lớp: 49M1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Hồ Sỹ Sơn Hà nội ngày 23 tháng 06 năm 2014 Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên: Trần Văn Hùng TÀI LIỆU THAM KHẢO + MÁY THỦY LỢI . 96 SVTH: Trần Văn Hùng 96 Lớp: 49M1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Hồ Sỹ Sơn Nguyễn Đăng Cướng , Vũ Minh Khương , Vũ Văn Thinh. + SỨC BỀN VẬT LIỆU. Phạm Ngọc Khánh , Nguyễn Ngọc Oanh, Đoàn Văn Đào, Đỗ khắc Phương , Nguyễn Công Thắng. +CƠ KẾT CẤU . Hoàng Đình Trí , Đoàn Hữu Quang ,Lý Trường Thanh ,Dương Văn Thứ, Phạm Khác Thường. + KẾT CẤU THÉP. Vũ Thanh Hải, Trương Quốc Bình ,Vũ Hoàng Hưng. + CƠ HỌC CƠ SỞ I Nguyễn đình chiều, CATLOG tài liệu hãng caterpillar 97 SVTH: Trần Văn Hùng 97 Lớp: 49M1 [...]... này em xin được trình bày phương pháp tính toán thiết kế bộ công tác của một chiếc máy đào Từ một máy đào có sẵn (máy mẫu) là máy đào CAT 320D, ta đi tính toán thiết kế một máy có bộ công tác có tầm vươn xa hơn Các phương pháp được đua ra gồm + Nối dài tay gầu theo phương pháp ống lồng trong thủy lực + Nối dài tay gầu theo phương pháp phần nối dài trượt thủy lực trên tay gầu đã cho 31 SVTH: Trần Văn... Bộ công tác Dung tích gầu Chiều dài tay gầu Chiều dài cần 23 ACERTtm 110 kw 5,5 km/h 102mm 130mm 6,4 L 1,18yd3 23 Lớp: 49M1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Hồ Sỹ Sơn Lực đào Loại Lực xylanh gầu Lực xylanh tay gầu đào Lực gầu đào( SAE) xylanh Khả năng gầu Lực gầu đào( ISO) Lực tay gầu đào( ISO) Lực gầu đào( SAE) Lực tay gầu dàu(SAE) Cv nặng nhọc/đá Lực gầu đào( ISO) Lực tay gầu đào( ISO) Lực gầu đào( SAE) Lực tay gầu. .. số bộ công tác của máy mới : Với máy cơ sở tay gầu dài 2,9 m ta đào được hố móng tối đa 6,71m Bài toán đưa ra với hố móng hoặc tầm vươn 10m ta cần thiết kế tay gầu ,gầu mới làm sao đảm bảo máy có thể làm việc được Vậy ta đi vào thiết kế Để xác định được thông số bộ công tác ta tính : * Tính chiều dài cần, tay gầu, gầu của máy mới Ta có các thông số của máy mẫu : Chiều dài cần : Lc = 5,7 m Chiều dài tay. .. Sỹ Sơn + Nối dài theo phương pháp bắt chốt cố định tại vị trí cuối tay gầu cũ và đầu tay gầu mới +Nối thêm chốt vào cần 32 SVTH: Trần Văn Hùng 32 Lớp: 49M1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Hồ Sỹ Sơn Do điều kiện làm việc cấp đất III , các phương pháp nối dài lồng ồng trong, trượt khớp nối cần ,khi làm việc không ổn định Mỗi phương pháp đều có ưu nhược điểm riêng Trong đồ án này em chọn bằng phương pháp chốt... định một đốtt tay gầu mới vào tay gầu đã có Phương pháp này là đơn giản nhất và không làm thay đỏi hệ thống điều khiển máy Tuy nhiên phương pháp này chỉ phù hợp với đào sâu , nhưng khi đào nông rất khó vận hành và không hiệu quả 3.1 Cơ Sở Tính Toán :Máy cơ sở CAT 320D + Các thông số tiêu chuẩn Dung tích gầu : q = 1.0 m3 Chiều dài cần : Lc = 5,7 m Trọng lượng cần : Gc = 18,45 kN Chiều dài tay gầu : Ltg... khí nạp, điều khiển thời điểm và khoảng thời gian tác động của xupáp theo tốc độ và tải của động cơ cho phép tăng tỉ số nén và giảm thiểu các tổn thất 30 SVTH: Trần Văn Hùng 30 Lớp: 49M1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Hồ Sỹ Sơn CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ CÔNG TÁC Là một sinh viên theo học ngành máy làm đất, nên việc thiết kế tính toán máy đào là rất cần thiết đối với một sinh viên chuẩn bị tốt nghiệp ra... nghiệp GVHD: Hồ Sỹ Sơn ’ ’ ’ Vậy 0,45 +2,9+L tg+1,2 =10mVậy L tg = 5,45 m ( với L tg là tay gầu nối thêm ) Xác định trọng lượng tay gầu mới tay gầy nối thêm phải cí kích thước và trọng lượng hợp lý , ta thiết kế tay gầu nối thon đều hai đầu ,và đầu A = 2/3 đầu B như hình vẽ B A Tiết diện đầu A : Như ta coi tay gầu như khối chóp cụt vậy thể tích của khối là : 1 V = h.( S a + Sb + S a Sb ) 3 Sa =(0,2.0,3)... Khung gầm dài với 600 mm ( 24" ) tăng gấp ba guốc hãm mối liên hệ tạm thời Khung gầm dài với 800 mm ( 32" ) tăng gấp ba guốc hãm mối liên hệ tạm thời Cấu tạo phần trên không kể đối trọng Đối trọng CẦN Hai xylanh cần (đơn) Cần vươn 5,7m(19’) Vươn tới Phụ tải Nặng ( bao gồm các đường chốt ,xylanh tay gầu) Xylanh tay gầu TAY GẦU Tay gầu R2.9B1 (bao gồm đường,chân,xy lanh gầu và các liên kết) Tay gầR2.5B1... nhờ các hệ thống van sẽ được điều khiển tạo ra chuyển động quay của đầu máy + Các mô tơ di chuyển trái và phải nhờ các hệ thống van sẽ được điều khiển tạo ra di chuyển của máy Phần 5 : Bộ công tác: gồm các xylanh thủy lực cần ,tay gầu và gầu Nguồn dầu từ hệ thống bơm khi đi qua hệ thống điều khiển thủy lực sẽ được cung cấp vào bộ công tác thông qua các van điều khiển để hoạt động các xylanh thủy lực 22... lanh gầu và các liên kết) Xylanh gầu Các liên kết khác ở gầu 16610 36,620 17210 37.950 17150 37,810 17810 39,270 6090 3860 13,430 8.510 175 380 2020 4.460 280 620 1120 2,470 1090 2,410 160 140 Máy cơ sở với đối trọng(không có liên kết phía trước) STD cấu trúc khung gầm tiêu chuẩn với 1guoocs xích Lb 350 310 2.4 Kích thước máy Theo như những tài liệu mà nhà sản xuất đưa ra thì phần kích thước của máy đào . cần thiết. Do đó em đã được giao đề tài đồ án tốt nghiệp: Thiết kế bộ công tác máy đào CAT320D nối dài tay gầu theo phương pháp nối cứng Nội dung thuyết minh đồ án được tiến hành với trình tự sau: 1 SVTH:. dụng máy đào gầu sấp, máy đào nhiều gầu hoặc các máy đào rãnh dẫn động bằng dây cáp.Trong điều kiện đất đầm lầy, các loại máy đào gầu dây là phù hợp nhất .Máy đào gầu ngoạm được sử dụng cho các công. không thể cho máy đào tiến lại gần được vì vây đòi hỏi máy có tầm vươn xa để đào và vận chuyển đất một cách dễ dàng .Chính vì vậy việc thiết kế tay gầu mới nối thêm vào bộ công tác của máy cơ sở