Đồ án môn học máy thuỷ lợi: Trờng đại học thuỷ lợi Đề tài: Thiết kế máy đào thuỷ lực Khoa máy xây dựng&TBTL 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: TRAN CHIEN THANG. 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 kéo: PC 220 I .Số liệu cho trớc: 1.Máy kéo cơ sở: PC 220. 2.Dung tích gầu:1,1m 3 . 3. làm việc ở đất cấp III. 4. Vân tốc di chuyển: 4,5 km/h. 5. Tốc độ nâng cần: V xc = 0,09 m/s. 6. Tốc độ làm việc của xi lanh tay gầu:V xt =0,08m/s. 7. Tốc độ làm việc của xi lanh gầu: V xg =0,085 m/s. 8. Vận tốc vòng: n q = 4,2 v/p. II.Thiết minh tính toán 1.Tính toán chung máy đào. 2.tính toán bền scần của bộ công tác. 3.Bản vẽ: - Bản vẽ chung của máy: A o . - Bản vẽ chi tiết: A 1 . Ngày giao đề: 11-08-2006. Ngày hoàn thành: 20-09-2006. Giáo viên hớng dẫn : Hồ Sỹ Sơn. GVHD : ho sy son SVTK : TRAN CHIEN THANG Trang : 2 Đồ án môn học máy thuỷ lợi: Trờng đại học thuỷ lợi Đề tài: Thiết kế máy đào thuỷ lực Khoa máy xây dựng&TBTL gầu nghịch Lời nói đầu Thiết kế máy thuỷ lợi là môn học khong thể thiếu đối với mỗi sinh viên nghành 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 côngngiệp hoá,hiện đại hoá đất n- ớc. Xây dựng dân dụng và công nghiệp, thuỷ lợi không thể thiếu đợc máy xây dựng, đặc biệt các công trìng thuỷ lợi rất cần thiết cố 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 đát, xử lý nền mong rất khắt khe,điều đó dẫn đên sự cần thiết của máy làm đất nh máy ủi, san,đào Trong quá trình học em đợc giao đề tài thiết kế Máy đào thuỷ lực gầu nghịch. Máy đào thủ lực đợc dùng chủ yếu trong công tác làm đất,khai thác mỏ lộ thiên, bốc xếp vật liệu, nó làm việc thao chu kỳ, nó có thể đổ vật liệu lên phơng tiện vận chuyển hoặc đổ thành đống. Hiện nay cố rấy nhiều mấy đợc nhập vào nớc ta, của các nớc Nga, Nhật,Mỹ để sử dụng đạt hiệu quả cao nhất,bền nhất chúng ta phảI kỹ thuật, tính năng của máy, biết thiết kế chế tạo các bộ cong tác của má, để sửa chữa máy xây dụng khi bị hỏng. Đồ án Máy thuỷ lợi sẽ giúp chúng ta hieeur rõ hơn, làm tốt hơn vấn dề trên. GVHD : ho sy son SVTK : TRAN CHIEN THANG Trang : 3 Đồ án môn học máy thuỷ lợi: Trờng đại học thuỷ lợi Đề tài: Thiết kế máy đào thuỷ lực Khoa máy xây dựng&TBTL gầu nghịch Mục lục Trang I. Xác định các thông số cơ bản . 1. Khối lợng của máy 5 2. Xác định thông số của máy 5 3. Xác trọng lợng của máy 8 . II. Sơ đồ hệ thống thuỷ lực . . 1.Sơ đồ 10 2. Hoạt động của hệ số thuỷ lực .10 . III. Xác định các lực tác dụng lên bộ công tác . 1. Xác định lực của xilanh tay gầu .13 . 2. Xác định lực của xi lanh cần 15 3. Xác định lực của xi lanh gầu 17 . 4. Chọn xi lanh thuỷ lực và tính công suất 18 IV. Tính toán lực kéo bộ di chuyển bánh xich . 1. Tính lực kéo 20 . 2. Tính công suất và chọn động cơ thuỷ lực 24 V. Tính toán cơ cấu quay 25 . VI. Chọn bơm và động cơ .28 . VII. Tính toán tĩnh máy đào 1. Xác định đối trọng .29 2. Tính ổn định . .32 . VIII. Tính bền cần . 35 . GVHD : ho sy son SVTK : TRAN CHIEN THANG Trang : 4 Đồ án môn học máy thuỷ lợi: Trờng đại học thuỷ lợi Đề tài: Thiết kế máy đào thuỷ lực Khoa máy xây dựng&TBTL gầu nghịch I- Xác định thông số cơ bản. 1.khối lợng của máy. Khối lợng của máy đợc xác định thao công thức sau: G=k G .q. Trong đó: K G - Hệ số trọng lợng, với cấp đất lám việc III lấy k G =18. q-Dung tích gầu q=1,1m 3 . G=k G .q= 18*1,1 = 19,8 (T) 2. Xác định thông số 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 = 0,85. 3 19,8 = 2,299 (m) Với máy cỡ nhỏ lấy k 1 = 0,85. + Bán kính thành sau vỏ máy: A 2 =k 2 . 3 G =0,9. 3 19,8 =2,4345 (m). Với máy cỡ nhỏ lấy k 2 =0,9. + Chiều cao khơp cần A 3 =k 3 . 3 G =0,7. 3 19,8 =1,8935 (m). b-Kích thớc của bộ công tác. + Chiều dài cần: A 4 =k 4 . 3 G = 2. 3 19,8 = 5,41(m). Với máy cỡ nhỏ lấy k 4 =2. + Chiều dàI tay cần; A 5 =k 5 . 3 G = 1,5. 3 19,8 = 4,0575 (m). Với máy cỡ nhỏ lấy k 5 =1,5. + Chiều cao đổ đất: A 6 =k 6 3 G =1,6. 3 19,8 =4,328(m). Với máy cỡ nhỏ lấy k 6 =1,6. + Chiếu sâu đào: A 7 =k 7 . 3 G = 2,1. 3 19,8 = 5,6805(m). Với máy cỡ nhỏ lấyk 7 =2,1. + Bán kính đổ đất. A 8 =k 8 . 3 G = 2,3. 3 19,8 = 6,2215(m). Với máy cỡ nhỏ lấy k 8 =2,3. + Bán kính đào GVHD : ho sy son SVTK : TRAN CHIEN THANG Trang : 5 Đồ án môn học máy thuỷ lợi: Trờng đại học thuỷ lợi Đề tài: Thiết kế máy đào thuỷ lực Khoa máy xây dựng&TBTL gầu nghịch A 9 =k 9 . 3 G =2,6. 3 19,8 =7,033 (m) Với máy cỡ nhỏ lấy k 9 =2,6 c- Kích thớc của gầu + Khối lọng của gầu: G g =k.G= 4.19,8 100 = 0,792 (T). Với k hệ số trọng lọng lấy theo % trọng lợng của máy, k=4% +Chiều dài gầu: L g = 0,88. 3 g G 0,814 (m). +Chiều cao gầu: H= 1,46. 3 g G 1,3505 (m). +Chiêu rộng gầu: B=1.1. 3 g G 1,0175 (m). +Chiều cao răng gầu: H r =0,2. 3 g G 0,185 (m). d- Bộ di chuyển xích nhiều điểm tựa. +Chiều rộng cơ sở: A 10 =k 10 . 3 G = 0,9. 3 19,8 = 2,4345 (m). Với máy cỡ nhỏ lấy k 10 =0,9 +Chiều dài cơ sở: A 11 =k 11 . 3 G =1,1. 3 19,8 =2,9758 (m). Với máy cỡ nhỏ lấy k 11 =1,1 +Chiều rộng dải xích: A 12 =k 12 . 3 G =0,19. 3 19,8 = 0,514 (m). Với máy cỡ nhỏ lấy k 12 =0,19 +Chiều cao dải xích: A 13 =k 13 . 3 G =0,36. 3 19,8 =0,9739 (m). GVHD : ho sy son SVTK : TRAN CHIEN THANG Trang : 6 Đồ án môn học máy thuỷ lợi: Trờng đại học thuỷ lợi Đề tài: Thiết kế máy đào thuỷ lực Khoa máy xây dựng&TBTL gầu nghịch Với máy cỡ nhỏ lấy k 13 =0,36 +Đờng kính bánh chủ động: A 14 =k 14 . 3 G =0,3. 3 19,8 = 0,8115 (m). Với máy cỡ nhỏ lấy k 14 =0,3 +Đờng kính bánh dẫn hóng: A 15 = k 15 . 3 G =0,25. 3 19,8 = 0,6763 (m). Với máy cỡ nhỏ lấy k 15 =0,25 +Đờng kính bánh tỳ: A 16 =k 16 . 3 G =0,09. 3 19,8 =0,243 (m). Bảng tổng hợp các thông số cơ bản TT Thông số Giá trị ĐV 1 Khối lọng toàn máy 19,8 Tấn 2 Chiều cao buồng máy 2,299 m 3 Bán kính thành sau vỏ máy 2,4345 m 4 Chiều cao khớp cần 1,8935 m 5 Chiều dài cần 5,41 m 6 Chiều dài tay gầu 4,0575 m 7 Chiều cao đổ đất 4,328 m 8 Chiều sâu đào 5,6805 m 9 Bán kính đổ đất 6,2215 m 10 Bán kính đào 7,033 m 11 Chiều dài gầu 0,814 m 12 Chiều rộng gầu 1,0175 m 13 Chiều cao gầu 1,3505 m 14 Chiều cao răng gầu 0,185 m 15 Chiều rộng cơ sở 2,4345 m 16 Chiều dài cơ sở 2,9758 m 17 Chiều rộng xích 0,514 m 18 Chiều cao xích 0,9739 m 19 Đờng kính bánh chủ động 0,8115 m 20 Đờng kính bánh dẫn hớng 0,6763 m 21 Đờng kính bánh tỳ 0,243 m GVHD : ho sy son SVTK : TRAN CHIEN THANG Trang : 7 Đồ án môn học máy thuỷ lợi: Trờng đại học thuỷ lợi Đề tài: Thiết kế máy đào thuỷ lực Khoa máy xây dựng&TBTL gầu nghịch 3-trọng lợng của từng cơ cấu. a- Trọng lựng của bộ công tác: +Trọng lợng gầu và thanh kéo: G 1 = k 1 .G = 0,04.19,8= 0,792 (Tấn). Với hệ số trọng lựơng k 1 = 0,04 + Trọng lọng tay gầu: G 2 = k 2 .G = 0,04.19,8 = 0,792 (Tấn). Với hệ số trọng lợng k 2 = 0,04 + Trọng lọng cần: G 3 = k 3 .G =0,08.19,8= 1,584 (Tấn). Với hệ số trọng lọng k 3 = 0,08 +Trọng lợng xi lanh gầu: G 4 =k 4 .G= 0,005.19,8= 0,099 (Tấn). Với trọng lợng k 4 =0,005 + Trọng lợng xi lanh tay gầu: G 5 =k 5 .G = 0,01.19,8= 0,198 ( Tấn). Với hệ số trọng lợng k 5 = 0,01 + Trọng lợng xi lanh cần: G 6 = k 6 .G = 0,015.19,8 = 0,297 (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 =0,07.19,8 = 1,386 (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 =0,1.19,8 =1,98 (Tấn). Với hệ số trọng lọng k 8 =0,1 + Trọng lợng cơ cấu quay: G 9 =k 9 .G = 0,03.19,8 =0,594 (Tấn). Với hệ số trọng lợng k 9 = 0,03 + Trọng lợng bàn quay: G 10 =k 10 .G =0,15.19,8 = 2,97 (Tấn). Với hệ số trọng lợng k 10 =0,15 + Trọng lợng bộ phận điều khiển: G 11 =k 11 .G= 0,01.19,8= 0,198 (Tấn). Với hệ số trọng lợng k 11 = 0,01 + Trọng lợng vỏ máy: G 12 =k 12 .G= 0,025.19,8= 0,495 (Tấn). Với hệ số trọng k 12 = 0,025 GVHD : ho sy son SVTK : TRAN CHIEN THANG Trang : 8 Đồ án môn học máy thuỷ lợi: Trờng đại học thuỷ lợi Đề tài: Thiết kế máy đào thuỷ lực Khoa máy xây dựng&TBTL gầu nghịch + Trọng lợng đối trọng: G 13 =k 13 .G = 0,01.19,8= 0,198 (Tấn). Với hệ số trọng lọng k 13 =0,01 c- Trọng lọng phần di chuyển. + Trọng lọng phần ổ quay: G 14 =k 14 .G = 0,015.19,8 = 0,297 (Tấn). Với hệ số trọng lợng k 14 = 0,015 + Trọng lợng khung dới và phần bánh răng: G 15 = k 15 .G = 0,07.19,8= 1,386(Tấn). Với hệ số trọng lợng k 15 = 0,07 + Trọng lợng ngõng trục trung tâm: G 16 = k 16 .G= 0,007.19,8= 0,1386 (Tấn) Với hệ số trọng lợng k 16 =0,007 + TRọng lọng cơ cấu di chuyển: G 17 = k 17 .G =0,04.19,8= 0,792 (Tấn). Với hệ số trọng lợng k 17 = 0,04 + Trọng luợng khung xich: G 18 =k 18 .G = 0,07.19,8= 1,386 (Tấn). Với hệ sổ trọng lợng k 18 = 0,07 + Trọng lợng bánh chủ động, bị động, bánh tỳ: G 19 = k 19 .G = 0,06.19,8 =1,188 (Tấn). Với hệ số trọng lợng k 19 = 0,06 + Trọng lợng dải xích: sG 20 = k 20 .G= 0,08.19,8= 1,584 (Tấn). Với hệ số trọng lợng k 20 =0,08 GVHD : ho sy son SVTK : TRAN CHIEN THANG Trang : 9 Đồ án môn học máy thuỷ lợi: Trờng đại học thuỷ lợi Đề tài: Thiết kế máy đào thuỷ lực Khoa máy xây dựng&TBTL gầu nghịch Bảng thống kê trọng lợng các bộ phận TT Tên các bộ phận k G Giá Trị (Tấn) 1 Gỗu và thanh kéo 0.04 0,792 2 Tay gầu 0,04 0,792 3 Cần 0,08 1,584 4 Xy lanh gầu 0,005 0,099 5 Xy lanh tay gầu 0,01 0,198 6 Xy lanh cần 0,015 0,297 7 Động cơ và khung máy 0,07 1,386 8 Thiết bị thuỷ lực và thiết bị phụ 0,1 1,98 9 Cơ cấu quay 0,03 0,594 10 Bàn quay 0,15 2,97 11 Bộ điều khiển 0,025 0,198 12 Vỏ máy 0,025 0,495 13 Đối trọng 0,01 0,198 14 Vòng ổ quay 0,015 0,297 15 Khung dới vàvành bánh răng 0,07 1,386 16 Ngõng trục trung tâm 0,007 0,1386 17 Cơ cấu di Chuyển 0,04 0,792 18 Khung xích 0,07 1,386 19 Bánh chủ động, bị động, bánh tỳ 0,06 1,188 20 Dải xích 0,08 1,584 III. Xác định các lực tác dụng lên bộ công tác. 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, cần nghiêng 1 góc 45 o . Chiều dầy lát cắt lớn nhất là: ( ) . 1,1.1 0,146 . . 1, 0175.5,6805.1,30 d MAX S TX q k C m b H k = = = b- Chiều rộng gầu: b=1,0175 (m). H s - Chiều sâu đào: H s =5,6805 (m). GVHD : ho sy son SVTK : TRAN CHIEN THANG Trang : 10 Đồ án môn học máy thuỷ lợi: Trờng đại học thuỷ lợi Đề tài: Thiết kế máy đào thuỷ lực Khoa máy xây dựng&TBTL gầu nghịch K tx - Hệ số tơi xốp, vơi đất cấp III lấy k tx =1,30 K đ - Hệ số đầy gầu k đ =1 Lực cản đào tiếp tuyến lớn nhất: P 01 =k 1 .b.C Max =0,25.1,0175.0,146=0,0371 Mpa.m 2 =37,13 KN. Với k 1 hệ số cản đào, với đất cấp III lấy k 1 =0,25 Mpa. Lấy mômen đối điểm o 2 ta có : P xtg = xtg xtgxtgxgxgtgtggdg r rGrGrGrGrP ' 001 5,0 ++++ + Với P 01 - Lực cản đào tiếp tuyến, P 01 = 37,13 KN. G g+đ - Trọng lợng gầu có đất: G đ = . . 1,1.18,6.1 1,30 d tx q k k = = 15,738 KN. Lấy k đ = 1, đất cấp III lấy k tx = 1,30 G g+đ = G đ + G g = 15,738 + 7,92 = 23,65 KN. G g - Trọng lợng gầu, G tg = 7,92 KN. G xg - Trọng lợng xy lanh gầu, G xg = 0,9 KN. G xtg - Trọng lợng xy lanh tay gầu, G xtg = 1,98 KN. GVHD : ho sy son SVTK : TRAN CHIEN THANG Trang : 11 G xtg r xtg C max P 02 G g+đ G tgc P xtg G xg r g r 0 P 01 r xg r xtg o 2 r tg