Tìm hiểu tính toán thiết bị mang hàng

Chöông 2:TÍNH TOAÙN THIEÁT BÒ MANG HAØNG 2.1 caùc thoâng soá kyõ thuaät ban ñaàu tính toaùn thieát bò keïp. THEO MAÃU 72G- RCP-C015 CUÛA COÂNG TY CASCADA CORPORATION Kl naâng (kg) Ñöôøng kính cuoän giaáy (mm) Khoái löôïng cuûa keïp (kg) ET (mm) HCG (mm) VCG (mm) A (mm) B (mm) C (mm) 2725 380-1830 1084 210 335 500 1143 813 79 2.2 Keát caáu khung keïp. Do tính naêng chuyeân duøng cuûa noù ñeå keïp giaáy cuoän neân veà caáu taïo khaù phöùc taïp, vôùi nhieàu boä phaän khaùc nhau vôùi tính naêng khaùc nhau sao cho xeáp dôõ haøng nhanh vaø hieäu quaû nhaát. Thieát bò keïp goàm caùc boä phaän sau: Mieäng keïp (1): Ñaây laø vò trí tieáp xuùc vôùi haøng ñaàu tieân , ngoaøi chöùc naêng oâm haøng vaøo maù keïp noù coøn coù chöùc naêng laø moät khaâu ñoä ñeå ngöôøi ñieàu khieån deã daøng laáy haøng. Maù ñoäng (2): Ñöôïc gaén treân maù tónh nhôø hai khôùp quay ñöôïc boâi trôn thöôøng xuyeân, noù seõ ñöôïc môû ra hay co vaøo tuyø theo khaåu ñoä cuûa haøng. Maù tónh (3): khi haøng ñaõ naèm goïn trong keïp thì ñaây chính laø ñieåm töïa cuûa haøng. Khi maù ñoäng co vaøo seõ ñaûm baûo cho haøng ñöôïc cöùng vöõng khi naèm trong thieát bò keïp. Boä truyeàn ñoäng truïc vít, baùnh vít (4): Boä truyeàn naøy ñöôïc daãn ñoäng nhôø caùc moâtô thuyû löïc, vôùi boä truyeàn naøy coù theå xoay thieát bò keïp, vaø vôùi tính naêng töï haõm cuûa truïc vít, baùnh vít thì noù seõ haïn cheá söï quay ngöôïc laïi do quaùn tính cuûa thieát bò keïp vaø haøng. Moâtô thuûy löïc (5): duøng ñeå daãn ñoäng cho truïc vít, baùnh vít. Loø xo mieäng keïp (6): Duøng ñeå mieäng keïp vaøo haøng. Thanh choát mieäng keïp (7): Ñeå gaén mieäng keïp vaøo maù tónh vaø ñoäng. Xy lanh thuûy löïc ñoùng môû keïp (8): Duøng ñeå ñieàu khieån maù ñoäng ñoùng hay môû tuyø thuoäc vaøo kích thöôùc haøng. Daàu thuûy löïc ñöôïc bôm töø thuøng, qua bôm roài theo ñöôøng oáng daãn aùp suaát cao ñeán caùc cöûa ñôïi cuûa caùc ñôn nguyeân phaân phoái. Khi caùc ñôn nguyeân khoâng laøm vieäc daàu seõ theo ñöôøng daãn veà thuøng chöùa qua phin loïc. 2.3 tính toaùn thieát bò keïp. 2.3.1. Vò trí tính toaùn. - Ñeå tính toaùn thieát bò keïp ta tính toaùn ôû caùc vò trí sau: + Thieát bò keïp, cuoän giaáy coù troïng luôïng vaø ñöôøng kính lôùn nhaát. + cuoän giaáy ñang ôû vò trí naèm vì khi ñoù toaøn boä troïng löôïng cuûa maõ haøng seõ doàn veà maù ñoäng hoaïc maù tænh. + xe naâng mang haøng di chuyeån treân ñöôøng khoâng baèng phaúng khi ñoù ngoaøi troïng löôïng haøng maù tænh vaø maù ñoäng coøn chòu theâm löïc quaùn tính do xe di chuyeån qua ñöôøng goà gheà. 2.3.2. Sô ñoà tính toaùn. Sô ñoà tính cuûa thieát bò keïp giaáy cuoän ñöôïc bieåu dieãn nhö hình veõ 2.3.2.1 Tính toaùn maù ñoäng. Ñeå ñôn giaûn cho vieäc tính toaùn ta chia thieát bò keïp ra laøm hai phaàn rieâng bieät laø maù ñoäng vaø phaàn maù tænh. a/ Sô ñoà tính maù ñoäng. Sô ñoà tính maù ñoäng ñöôïc bieåu dieãn nhö hình veõ Trong ñoù Vx phaûn löïc goái theo phöông ox Vy phaûn löïc goái theo phöông oy So phaûn löïc khôùp baûn leà phaàn lieân keát giöõa xylanh thuyû löïc ñoáng môû keïp vaø maù ñoäng phaûn löïc naày ñöôïc phaân tích thaønh hai thaønh phaàn theo hai phöông ox vaø oy. N phaàn löïc phaùt sinh do löïc keïp caàn thieát vaø löïc quaùn tính sinh ra khi xe naâng di chuyeån coù haøng. b/ xaùc ñònh caùc phaûn löïc goái töïa - xaùc ñònh phaàn löïc N: thaønh phaàn löïc naày goàm hai thaønh phaàn ñoù laø löïc keïp F caàn thieát ñeå coù theå keïp ñöôïc cuoän giaáy, vaø thaønh phaàn löïc quaùn tính Fqt phaùt sinh do maùy naâng mang haøng di chuyeån treân ñöôøng khoâng baèng phaúng. Ñeå xaùc ñònh phaàn löïc N tröôùc heát ta phaûi ñi xaùc ñònh löïc F vaø löïc Fqt + F löïc keïp caàn thieát ñeå keïp ñöôïc cuoän giaáy ñöôïc xaùc ñònh bôûi coâng thöùc sau 2*F*f > Q Ôû ñaây: f laø heä soá ma saùt giöõa mieäng keïp vaø cuoän giaáy f= 0.3 Q laø khoái löôïng maõ haøng caàn naâng Q= 2725 (kg) => (kG) Ta choïn F= 4550 (kG) Ôû treân ta chæ tính cho moät maù keïp + Fqt löïc quaùn tính khi xe ñi qua ñoaïn ñöôøng khoâng baèng phaúng ñöôïc xaùc ñònh bôûi coâng thöùc sau: Fqt= m*a Ôû ñaây : m khoái löôïng haøng naâng m= 2725 (kG) a gia toác dòch chuyeån haøng theo phöông thaúng ñöùng khi xe di chuyeån qua ñoaïn ñöôøng khoâng baèng phaúng a= 15 m/s2 Fqt= 2725*15= 40875 (N) = 4087.5(kG) Phaàn löïc N ñöôïc xaùc ñònh bôûi coâng thöùc sau N= F + Fqt = 4550 + 4087.5 = 8637.5 (kG) - xaùc ñònh öùng löïc treân caàn piston cuûa töông öùng vôùi löïc So treân sô ñoà tính: ñeå xaùc ñònh öùng löïc So ta xeùt phöông trình caân baèng moment taïi ñieåm O Mo= - N*l1 + So*l2 =0 => (kG) Trong ñoù: l1, l2 caùnh tay ñoøn cuûa caùc löïc N vaø löïc So l1 = 915.96 (mm) l2 =267.96 (mm) - xaùc ñònh caùc phaûn löïc taïi O: phaûn löïc taïi O ñöôïc chia laøm hai thaønh phaàn, thaønh phaàn theo phöông ox laø Vx vaø thaønh phaàn löïc theo phöông oy laø Vy + thaønh phaàn löïc Vx ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch laáy caân baèng löïc theo phöông ox Vx + Nox + Sox =0 => Vx= -Nox –Sox = -2380.8 – 25308.13 = -27688.94 (kG) Trong ño:ù Nox laø thaønh phaàn löïc N theo phöông ox vaø ñöôïc xaùc ñònh bôûi coâng thöùc sau: Nox= N* Sin 16o = 8637.5* Sin 160 = 2380.8 (kG) Sox laø thaønh phaàn löïc So theo phöông ox vaø ñöôïc xaùc ñònh bôûi coâng thöùc sau: Sox = So * cos 310 = 29525.32* cos 310 = 25308.13 (kG) + thaønh phaàn löïc Vy ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch laáy caân baèng löïc theo phöông oy Vy + Noy + Soy =0 => Vy= -Noy –Soy = -8302.89 – 15206.66 = -23509.55(kG) Trong ño:ù Noy laø thaønh phaàn löïc N theo phöông oy vaø ñöôïc xaùc ñònh bôûi coâng thöùc sau: Noy= N* cos 16o = 8637.5* cos 160 = 8302.89 (kG) Soy laø thaønh phaàn löïc So theo phöông oy vaø ñöôïc xaùc ñònh bôûi coâng thöùc sau: Soy = So*sin310 = 29525.32* sin 310 = 15206.66 (kG) c/ Xaây döïng bieåu ñoà noäi löïc. - xaây döïng bieåu ñoà moment uoán. Ta caàn xaây döïng bieåu ñoà moment uoán taïi tieát dieän baát kyø coù hoaønh ñoä z. ta thöïc hieän maët caét qua tieát dieän A-A xeùt caân baèng cuûa phaàn beân traùiù Töø sô ñoà maët caét taïi tieát dieän A- A ta coù theå thieát laäp ñöôïc phöông trình caân baèng moment M – Noy*630 + Nox*40 =0 => M = Noy*630 – Nox*40 = 8302.89*630 -2380.8*40 = 5230825.67 -95232 = 5135593.67 ( kG. mm) - Ta tieáp tuïc xaây döïng maët caét qua tieát dieän A-A nhöng xeùt caân baèng phaàn beân phaûi: Töø sô ñoà maët caét treân ta coù theå thieát laäp ñöôïc phöông trình caân baèng moment cuûa phaàn beân phaûi - M – Vx*625 + Vy*513 =0 => M = Vy*513 – Vx*625 = - 23509.55*513 +27688.94*625 = -12060399.15 +17305587.5 = 5245188.35 ( kG. mm) => Töø vieäc xaây döïng caùc maët caét beân phaûi vaø beân traùi tieát dieän A vaø ñi thieát laäp phöông trình moment ta coù theå xaây döïng ñöôïc bieåu ñoà noäi löïc cuûa moment uoán. - xaây döïng bieåu ñoà löïc caét: Ñeå xaùc ñònh bieåu ñoà noäi löïc cuûa löïc caét tröôùt heát ta caàn xaây döïng maët caét qua tieát dieän A-A vaø xeùt phaàn beân traùi. Xeùt maët caét nhö hình veõ. Trong ñoù caùc thaønh phaàn löïc Nox vaø Noy gaây ra löïc caét. Xeùt caân baèng löïc theo phöông cuûa löïc caét ta coù phöông trình. -Q + No*cos400 =0 => Q= No*cos400 =8637.5* cos400 = 6616.7 (kG) + xeùt caân baèng phaàn beân phaûi cuûa tieát dieän A-A Xeùt caân baèng theo phöông cuûa löïc caét ta coù phöông trình Q +Vy* cos240- Vx*cos660=0 =>Q= Vx*cos660 – Vy*cos240 = -27688.94*cos660+23509.55*cos240 =-11262.1065 + 21477.04 =10214.9 (kG) Töø vieäc xaùc ñònh löïc caét taïi tieát dieän traùi vaø phaûi cuûa ñieåm A ta xaây döïng ñöôïc bieåu ñoà noäi löïc cuûa löïc caét. - xaây döïng bieåu ñoà cuûa löïc doïc N Ñeå xaùc ñònh bieåu ñoà noäi löïc cuûa löïc doïc N tröùôt tieân ta xaây döïng maët caét quaù tieát dieän A-A vaø xeùt caân baèng phaàn beân traùi: Caùc thaønh phaàn löïc gaây ra löïc doïc taïi tieát dieän beân traùi ñieåm A laø löïc Nox vaø löïc Noy ta thieát laäp phöông trình theo phöông cuûa löïc doïc N N- No*sin400 =0 =>N= No*sin400 = 8637.5* sin400 =5552.07(kG) + xeùt caân baèng phaàn beân phaûi thaønh phaàn gaây ra löïc doïc laø Vx vaø Vy Ta thieát laäp phöông trình theo phöông cuûa löïc doïc N + Vx*sin660 + Vy* sin 240=0 =>N =-Vx*sin660 – Vy*sin240 = 27688.94 * sin660 + 23509.55*sin240 = 25295.105 +9562.19 = 34857.29 (kG) Töø vieäc xaây döïng maët caét traùi phaûi cuûa tieát dieän A-Avaø xeùt caân baèng beân traùi vaø beân phaûi cuûa tieát dieän A-A ta xaây döïng ñöôïc bieåu ñoà noäi löïc cuûa löïc doïc. Bieåu ñoà noäi löïc 2.3.2.2 Tính toaùn maù tænh: Maù tónh : khi haøng ñaõ naèm goïn trong keïp thì ñaây chính laø ñieåm töïa cuûa haøng. Khi maù ñoäng co vaøo seõ ñaûm baûo cho haøng ñöôïc cöùng vöõng khi naèm trong thieát bò keïp. Sô ñoà tính toaùn maù tænh nhö hình veõ. Xaùc ñònh caùc phaûn löïc goái töïa Ñeå xaùc ñònh löïc R ta ñi thieát laäp phöông trình caân baèng moment taïi H l1*N - l2* R=0 => R= = = 31767.15 (kG) - Tính toaùn caùc phaûn löïc Hx,Hy + Ñeå tính toaùn phaûn löïc goái Hx ta thieát laäp phöông trình caân baèng theo phöông ox. Nox – Rx – Hx =0 => Hx = Nox – Rx = 602.52-26022.12 = - 25419.6 (kG) Trong ñoù: Nox laø hình chieáu cuûa löïc N theo phöông ox vaø ñöôïc xaùc ñònh baèng coâng thöùc. Nox = No* sin40 = 8637.5* sin40 = 602.52(kG) Rx laø hình chieáu cuûa löïc R theo phöông cuûa ox vaø ñöôïc xaùc ñònh baèng coâng thöùc. Rx = R* cos350 = 31767.15* cos 350 = 26022.12(kG) + Ñeå tính toaùn phaûn löïc goái Hy ta thieát laäp phöông trình caân baèng theo phöông oy. Noy + Ry + Hy =0 => Hy = -Noy – Rx = - 8616.46- 18220.89 = -26837.34 (kG) Trong ñoù: Noy laø hình chieáu cuûa löïc N theo phöông oy vaø ñöôïc xaùc ñònh baèng coâng thöùc. Noy = No* cos40 = 8637.5* cos40 = 8616.46(kG) Ry laø hình chieáu cuûa löïc R theo phöông cuûa oy vaø ñöôïc xaùc ñònh baèng coâng thöùc. Ry = R*sin350 = 31767.15sin350 = 18220.89 (kG) * Xaây döïng bieåu ñoà noäi löïc: - xaây döïng bieåu ñoà moment uoán. Ta caàn xaây döïng bieåu ñoà moment uoán taïi tieát dieän baát kyø coù hoaønh ñoä z. ta thöïc hieän maët caét qua tieát dieän B-B xeùt caân baèng cuûa phaàn beân traùiù Töø sô ñoà maët caét taïi tieát dieän B- B ta coù theå thieát laäp ñöôïc phöông trình caân baèng moment M + No*l3 =0 => M = - No* l3 = - 8637.5*450.64 = - 3892403 (kG. mm) Trong ñoù l3= 450.64 (mm) - Ta tieáp tuïc xaây döïng maët caét qua tieát dieän B-B nhöng xeùt caân baèng phaàn beân phaûi: Töø sô ñoà maët caét treân ta coù theå thieát laäp ñöôïc phöông trình caân baèng moment cuûa phaàn beân phaûi - M + Hx*519.3 - Hy*373 =0 => M =- Hy*373 + Hx*519.3 = 26873.34*373 -25419.6*519.3 = 10010327.82-13200398.28 = -3190070.46 ( kG. mm) => Töø vieäc xaây döïng caùc maët caét beân phaûi vaø beân traùi tieát dieän B vaø ñi thieát laäp phöông trình moment ta coù theå xaây döïng ñöôïc bieåu ñoà noäi löïc cuûa moment uoán. - Xaây döïng bieåu ñoà löïc caét: Ñeå xaùc ñònh bieåu ñoà noäi löïc cuûa löïc caét trong thanh tröôùt heát ta caàn xaây döïng maët caét qua tieát dieän B-B vaø xeùt phaàn beân traùi. Xeùt maët caét nhö hình veõ. Trong ñoù caùc thaønh phaàn löïc N gaây ra löïc caét. Xeùt caân baèng löïc theo phöông cuûa löïc caét ta coù phöông trình. -Q - No*cos300 =0 => Q=- No*cos300 = -8637.5* cos300 = - 7480.29 (kG) + xeùt caân baèng phaàn beân phaûi cuûa tieát dieän B-B Xeùt caân baèng theo phöông cuûa löïc caét ta coù phöông trình Q -Hy* cos340+Hx*cos 560=0 =>Q= Hy*cos 340 – Hx*cos 560 = -26837.34*cos 240 +25419.6 *cos 560 = -22249.16 + 14214.46 = - 8034.7 (kG) Töø vieäc xaùc ñònh löïc caét taïi tieát dieän traùi vaø phaûi cuûa ñieåm B ta xaây döïng ñöôïc bieåu ñoà noäi löïc cuûa löïc caét. - xaây döïng bieåu ñoà cuûa löïc doïc N Ñeå xaùc ñònh bieåu ñoà noäi löïc cuûa löïc doïc N tröùôt tieân ta xaây döïng maët caét quaù tieát dieän B-B vaø xeùt caân baèng phaàn beân traùi: Caùc thaønh phaàn löïc gaây ra löïc doïc taïi tieát dieän beân traùi ñieåm B laø löïc No ta thieát laäp phöông trình theo phöông cuûa löïc doïc N N-No* sin 300 = 0 =>N=No* sin300 = 8637.5* sin300 =4318.75 (kG) + xeùt caân baèng phaàn beân phaûi thaønh phaàn gaây ra löïc doïc laø Hx vaø Hy Ta thieát laäp phöông trình theo phöông cuûa löïc doïc N + Hy*sin340 +Hx*sin 560=0 =>N =-Hy*sin340 – Hx*sin560 = 26837.34 * sin340 + 25419.6*sin560 = 15007.25 + 21073.8 = 36081.053 (kG) Töø vieäc xaây döïng maët caét traùi phaûi cuûa tieát dieän B-B vaø xeùt caân baèng beân traùi vaø beân phaûi cuûa tieát dieän B-B ta xaây döïng ñöôïc bieåu ñoà noäi löïc cuûa löïc doïc. Bieåu ñoà noäi löïc 2.3.2.3 Kieåm tra ñoä beàn cho tieát dieän. a/ Ñoái vôùi maù ñoäng. Do taùc ñoäng cuûa caùc ngoaïi löïc neân trong keát caáu keïp xuaát hieän caùc thaønh phaàn noäi löïc nhö moment, löïc caét vaø löïc doïc. Nhìn vaøo bieåu ñoà noäi löïc thì tieát dieän nguy hieåm nhaát laø : - vò trí lieân keát giöõa xylanh thuyû löïc ñoáng môû keïp vaø maù ñoäng taïi vò trí naày thì coù caû ba thaønh phaàn noäi löïc ñoù laø löïc caét vaø löïc doïc, caùc löïc naày coù su höôùng laøm giaûm ñoä cong cuûa maù ñoäng. - Vò trí nguy hieåm thöù hai laø nôi lieân keát giöõa maù ñoäng vaø maâm keïp vò trí naày chæ coù hai thaønh phaàn noäi löïc ñoù laø löïc caét vaø löïc doïc nhöõng löïc naày ñieàu coù giaù trò lôùn nhaát vaäy khi keåm tra beàn cho tieát dieän ta phaûi xeùt caû hai vò trí naày. * vò trí 1: vò trí taïi tieát dieän A-A phaàn lieân keát giöõa xylanh thuyû löïc ñoáng môû keïp vaø maù ñoäng taïi vò trí naày thì tieát dieän beân phaûi ñieåm A laø nguy hieåm nhaát. Taïi tieát dieän naày ñieàu coù caû ba thaønh phaàn noäi löïc moment, löïc caét, löïc doïc. Vaø nhöõng löïc naày coù gía trò M= 5245188.35 (kG.mm) Q =10214.9 (kG) N = 34857.29 (kG) - choïn sô boä maët caét cuûa tieát dieän: taïi vò trí naày thì tieát dieän maët caét ngang coù daïng hôïp chöõ nhaät Tieát dieän maët caét ngang taïi vò trí moät nhö hình veõ. - Dieän tích caùc tieát dieän. + thanh ngang: Fb = Bo*h = 300* 15 = 4500 (mm2) + Thanh ñöùng: Fñ = (H- 2*h)*h =(200 -30)*15 = 2550 (mm2) + Toång dieän tích:Ft = 2*( Fb + Fñ ) = 2*( 4500 +2550) = 14100 (mm2) - Moment tænh cuûa tieát dieän ñoái vôùi truïc x-x: + Thanh ngang treân: Snt = (H - )*Fb = (200- 7.5)* 4500 = 866250 (mm3) + Thanh ngang döôùi: Snd= = = 33750(mm3) + Thanh ñöùng: Sñ = = = 100*2550 = 255000 (mm3) + Toång dieän moment tænh ñoái vôùi tieát dieän: St=(Snt + Snd + 2* Sñ) = (866250 +33750 +2*255000) = 1410000 (mm3) - Toaï ñoä troïng taâm ñoái vôùi truïc x-x: Z = = = 100 (mm) - Moment quaùn tính cuûa tieát dieän ñoái vôùi truïc x-x + thanh ngang: =84375 + 38503125 =38587500 (mm4) + Thanh ñöùng: =6141250 (mm4) - Moment choáng uoán cuûa tieát dieän ñoái vôùi truïc x-x: = 19999500 (mm3) - ÖÙng suaát phaùp do caùc thaønh phaàn noäi löïc taïi tieát dieän nguy hieåm gaây ra vaø ñöôïc xaùc ñònh baèng coâng thöùc: - ÖÙng suaát tieáp do thaønh phaàn löïc Q gaây ra vaø ñöôïc xaùc ñònh baèng coâng thöùc: - ÖÙng suaát töông ñöông ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc cuûa thuyeát beàn 3: - Choïn vaät lieäu cheá taïo maù ñoäng: ñeå cheá taïo maù ñoäng ta choïn theùp 40X toâi caûi thieän vôùi caùc ñaët tính cô hoïc sau: => =81.2 (kG/mm2)>78(kG/mm2) Trong ñoù n= 1.1 laø heä soá an toaøn cho pheùp. * vò trí 2:vò trí lieân keát giöõa maù ñoäng vaø maâm cuûa thieát bò keïp taïi vò trí naày thì thaønh phaàn noäi löïc chæ coù löïc caét Q vaø löïc doïc N coøn thaønh phaàn moment baèng khoâng. Vaø giaù trò cuûa löïc caét vaø löïc doïc laø lôùn nhaát . M= 0(kG.mm) Q =20547.18(kG) N = 30298.62 (kG) - choïn sô boä maët caét cuûa tieát dieän: taïi vò trí naày thì tieát dieän maët caét ngang coù daïng chöõ nhaät: Maët caét ngang cuûa tieát dieän taïi vò trí nhö hình veõ. -Dieän tích cuûa tieát dieän: F=2* B*h =2*30*150 =9000(mm2) - ÖÙng suaát phaùp do thaønh phaàn noäi löïc M vaø N gaây ra. - ÖÙng suaát tieáp do thaønh phaàn noäi löïc Q gaây ra. - ÖÙng suaát töông ñöông taïi tieát dieän nguy hieåm ñöôïc xaùc ñònh baèng coâng thöùc: Ta thaáy neân tieát dieän löïa choïn thoaû maûn ñieàu kieän beàn. b/ ñoái vôùi maù tænh. Do taùc ñoäng cuûa caùc ngoaïi löïc neân trong keát caáu keïp xuaát hieän caùc thaønh phaàn noäi löïc nhö moment, löïc caét vaø löïc doïc. Nhìn vaøo bieåu ñoà noäi löïc thì tieát dieän nguy hieåm nhaát laø : - vò trí lieân keát giöõa maù tænh vaø thanh choáng taïi vò trí naày thì coù caû ba thaønh phaàn noäi löïc ñoù laø löïc caét vaø löïc doïc moment caùc löïc naày coù su höôùng laøm giaûm ñoä cong cuûa maù tænh. - Vò trí nguy hieåm thöù hai laø nôi lieân keát giöõa maù tænh vaø maâm keïp vò trí naày chæ coù hai thaønh phaàn noäi löïc ñoù laø löïc caét vaø löïc doïc nhöõng löïc naày ñieàu coù giaù trò lôùn nhaát vaäy khi keåm tra beàn cho tieát dieän ta phaûi xeùt caû hai vò trí naày. * vò trí 1: vò trí taïi tieát dieän B-B phaàn lieân keát giöõa maù tænh vaø thanh choáng taïi tieát dieän naày thì vò trí beânh phaûi cuûa ñieåm B laø nguy hieåm nhaát . Taïi tieát dieän naày ñieàu coù caû ba thaønh phaàn noäi löïc moment, löïc caét, löïc doïc. Vaø nhöõng löïc naày coù gía trò. M= 3892403 (kG.mm) Q =8034.7(kG) N = 36081.053(kG) - choïn sô boä maët caét cuûa tieát dieän: taïi vò trí naày thì tieát dieän maët caét ngang coù daïng hôïp chöõ nhaät Tieát dieän maët caét ngang taïi vò trí moät nhö hình veõ. - Dieän tích caùc tieát dieän. + thanh ngang: Fb = Bo*h = 300* 15 = 4500 (mm2) + Thanh ñöùng: Fñ = (H- 2*h)*h =(200 -30)*15 = 2550 (mm2) + Toång dieän tích:Ft = 2*( Fb + Fñ ) = 2*( 4500 +2550) = 14100 (mm2) - Moment tænh cuûa tieát dieän ñoái vôùi truïc x-x: + Thanh ngang treân: Snt = (H - )*Fb = (200- 7.5)* 4500 = 866250 (mm3) + Thanh ngang döôùi: Snd= = = 33750(mm3) + Thanh ñöùng: Sñ = = = 100*2550 = 255000 (mm3) + Toång dieän moment tænh ñoái vôùi tieát dieän: St=(Snt + Snd + 2* Sñ) = (866250 +33750 +2*255000) = 1410000 (mm3) - Toaï ñoä troïng taâm ñoái vôùi truïc x-x: Z = = = 100 (mm) - Moment quaùn tính cuûa tieát dieän ñoái vôùi truïc x-x + thanh ngang: =84375 + 38503125 =38587500 (mm4) + Thanh ñöùng: =6141250 (mm4) - Moment choáng uoán cuûa tieát dieän ñoái vôùi truïc x-x: = 19999500 (mm3) - ÖÙng suaát phaùp do caùc thaønh phaàn noäi löïc taïi tieát dieän nguy hieåm gaây ra vaø ñöôïc xaùc ñònh baèng coâng thöùc: - ÖÙng suaát tieáp do thaønh phaàn löïc Q gaây ra vaø ñöôïc xaùc ñònh baèng coâng thöùc: - ÖÙng suaát töông ñöông ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc cuûa thuyeát beàn 3: - Choïn vaät lieäu cheá taïo maù ñoäng: ñeå cheá taïo maù ñoäng ta choïn theùp 40X toâi caûi thieän vôùi caùc ñaët tính cô hoïc sau: => =81.2 (kG/mm2)>61.54 (kG/mm2) Trong ñoù n= 1.1 laø heä soá an toaøn cho pheùp. Tieát dieän löïa choïn thoaû maûn ñieàu kieän beàn. * vò trí 2:vò trí lieân keát giöõa maù tænh vaø maâm cuûa thieát bò keïp taïi vò trí naày thì thaønh phaàn noäi löïc chæ coù löïc caét Q vaø löïc doïc N coøn thaønh phaàn moment baèng khoâng. Vaø giaù trò cuûa löïc caét vaø löïc doïc laø lôùn nhaát . M= 0(kG.mm) Q =17607.43(kG) N = 32051.98 (kG) - choïn sô boä maët caét cuûa tieát dieän: taïi vò trí naày thì tieát dieän maët caét ngang coù daïng chöõ nhaät: Maët caét ngang cuûa tieát dieän taïi vò trí nhö hình veõ. -Dieän tích cuûa tieát dieän: F=2* B*h =2*30*150 =9000(mm2) - ÖÙng suaát phaùp do thaønh phaàn noäi löïc M vaø N gaây ra. - ÖÙng suaát tieáp do thaønh phaàn noäi löïc Q gaây ra. - ÖÙng suaát töông ñöông taïi tieát dieän nguy hieåm ñöôïc xaùc ñònh baèng coâng thöùc: Ta thaáy neân tieát dieän löïa choïn thoaû maûn ñieàu kieän beàn. Chöông 3: TÍNH TOAÙN CÔ CAÁU ÑOÁNG MÔÛ KEÏP. 3.1 Tính choïn xylanh thuyû löïc ñoáng môû keïp. Ñoái vôùi cô caáu ñoáng môû maù keïp thì vieäc thöïc hieän thao taùc keïp haøng cuûa thieát bò keïp laø nhôø vaøo chuyeån ñoäng cuûa phaàn piston cuûa xylanh ñoáng môû maù keïp, khi piston chuyeån ñoäng höôùng ra ngoaøi thì thöïc hieän quaù trình keïp, ngöôïc laïi khi chuyeån ñoäng cuûa phaàn piston trong xylanh thuïc vaøo thì thieát bò keïp thöïc hieän quaù trình keïp haøng. Trong cô caáu xoay keïp thì loaïi xylanh ñöôïc söû duïng laø kieåu xylanh taùc duïng hai chieàu vaø nguoàn ñoäng löïc chính cuûa xylanh naày ñöôïc caáp bôûi bôm thuyû löïc, daàu thuyû löïc ñöôïc bôm vaän chuyeån qua caùc van vaø ñeán xylanh thuyû löïc ñeå thöïc hieän coâng taùc ñoáng môû maù keïp. 3.2 Ñöôøng kính cuûa piston truï cuûa xylanh thuyû löïc naâng. Ñöôøng kính cuûa piston truï ñöôïc xaùc ñònh bôûi coâng thöïc sau: Trong ñoù: D laø ñöôøng kính piston truï (cm) Z soá xylanh laøm vieäc ñoàng thôøi trong cô caáu ñoáng môû maù keïp ta söû duïng 2 xylanh neân Z=2 P aùp suaát coâng taùc trong heä thoáng thuyû löïc P=200 kG/cm2 h =0.96 hieäu suaát cô khí cuûa xylanh thuyû löïc hx=0.98 hieäu suaát cuûa caäp oå lieân keát khôùp Sx öùng löïc trong caàn piston Sx=29525.32 (kG) SD.P : toån thaát aùp suaát treân ñöôøng oáng cao aùp töø bôm ñeán xylanh thuyû löïc SD.P = 0,12*200 = 24 kG / cm2 . =15.24 (cm) Ta choïn D= 16 (cm) 3.3 Xaùc ñònh haønh trình cuûa xylanh thuyû löïc ñoáng môû keïp. Ñeå xaùc ñònh haønh trình cuûa xylanh thuyû löïc ñoáng môû keïp ta ñi thieát laäp hoaï ñoà cô caáu ñoáng môû keïp treân cô sôû ñöôøng kính lôùn nhaát vaø ñöôøng kính nhoû nhaát cuûa cuoän giaáy maø thieát bò keïp coù theå keïp ñöôïc. - nguyeân taéc xaây döïng hoaï ñoà cô caáu ñoáng môû maù keïp. Ñeå xaùc ñònh chính xaùc haønh trình cuûa xylanh thuyû löïc ñoáng môû keïp la laäp hoaï ñoà cô caáu ñoáng moû maù keïp ôû hai vò trí + vò trí moät: vò trí thieát bò keïp thao taùc vôùi cuoän giaáy coù ñöôøng kính lôùn nhaát taïi vò trí naày haønh trình cuûa xylanh thuyû löïc laø ngaén nhaát. + Vò trí hai: vò trí thieát bò keïp thao taùc vôùi cuoän giaáy coù ñöôøng kính nhoû nhaát taïi vò trí naày haønh trình cuûa xylanh thuyû löïc laø daøi nhaát. Hoaï ñoà xaùc ñònh haønh trình cuûa xylanh thuyû löïc ñoáng môû maù keïp nhö hình veõ. - caùnh veõ hoaï ñoà: + Tæ leä xích cuûa hoaï ñoà: h= ñoä lôùn thöïc : ñoä daøi bieåu dieãn = 1830:180 =10 + Haønh trình cuûa piston ñöôïc xaùc ñònh nhö sau: H= OB-OA =101.42-73.19 =28.23 (mm) + Haønh trình thöïc teá cöûa xylanh thuyû löïc: H’ = 28.23*10 = 282.3 (mm) => Döïa vaøo ñöôøng kính vaø haønh trình cuûa piston ñoáng môû keïp ta choïn kieåu xylanh M64 vôùi caùc thoâng soá D= 160 (mm) S= 300 (mm) Chöông 4: TÍNH TOAÙN CÔ CAÁU XOAY KEÏP. 4.1.Giôùi thieäu. - Cô caáu xoay keïp laø cô caáu xoay goàm caùc vieân bi vaø maâm quay. Phaàn quay ñöôïc ñaët treân maâm quay nhôø 2 voøng laên vaø caùc bi. Phaàn quay coù theå quay 3600. Treân phaàn quay vaø phaàn khoâng quay ñeàu coù voøng ray ñeå bi coù theå phaân boá ñeàu. Voøng ñôõ vaø voøng giöõ cuûa thieát bò ñôõ quay ñöôïc lieân keát vôùi nhau vaø lieân keát vôùi phaàn quay cuûa caáu truùc thöôïng taàng baèng buloâng. Voøng lieân keát vôùi vaønh raêng trong ñöôïc ñaët treân beä ñôõ coá ñònh vaø cuõng ñöôïc lieân keát baèng buloâng. Keát caáu beä ñôõ phaúng, ñoàng taâm vaø coù ñoä cöùng hôïp lyù, ñaûm baûo cho aùp löïc phaân boá ñeàu treân voøng töïa quay. Ñeå choáng nöôùc vaø buïi thì bi ñöôïc che kín. 4.2.Caùc soá lieäu ban ñaàu ñeå tính toaùn cô caáu xoay keïp. - Toác ñoä quay Vq = 2 (V/phuùt) - Khoái löôïng phaàn quay Gq = 1084 (kg) - Khoái löôïng haøng Q= 2725(kg) 4.3. sô ñoà tính cô caáu xoay keïp. 1 truïc vít 2 baùnh vít 3 boä truyeàn cuoái Sô ñoà tính cô caáu xoay keïp Cô caáu quay cuûa xe naâng keïp giaáy cuoän ñöôïc choïn laø cô caáu quay duøng truyeàn ñoäng truïc vít baùnh vít. Cô caáu quay ñaët treân phaàn coá ñònh cuûa thieát bò keïp giaáy cuoän. Cô caáu quay bao goàm boä truyeàn moâ tô thuyû löïc, hoäp giaûm toác truïc vít baùnh vít vaø ñöôïc daãn ñoäng ra 1 baùnh raêng nhoû. Baùnh raêng nhoû ñöôïc aên khôùp vôùi baùnh raêng lôùn gaén coá ñònh treân phaàn quay. Khi baùnh raêng nhoû quay noù seõ aên khôùp vôùi baùnh raêng lôùn, nhöng do boä truyeàn ñaëc coá ñònh neân baùnh raêng lôùn seõ chuyeån ñoäng xung quanh baùnh raêng nhoû. Sôû dó trong cô caáu xoay keïp ta söû duïng truyeàn ñoäng truïc vít baùnh vít laø vì boä truyeàn naày coù öu ñieåm laø keát caáu nhoû goïn vaø cho tæ soá truyeàn cao. 4.4 Löïa choïn thieát bò ñôõ quay. - Ta choïn thieát bò ñôõ quay kieåu maâm quay. Phaàn quay cuûa caàn truïc töïa treân voøng quay nhôø caùc vieân bi. Caáu Taïo Vaø Nguyeân Lyù Hoaït Ñoäng Cuûa Thieát Bò Ñôõõ Quay: Choïn thieát bò töïa quay kieåu bi caàu 2 daõy (hình 3.3.1) do moät soá öu ñieåm sau: Chieàu cao keát caáu nhoû, ñöôøng kính ngoaøi nhoû. Phía trong roãng neân tieän cho vieäc boá trí treân maùy thieát bò coù caáu taïo ñôn giaûn baùnh raêng lôùn vaø baùnh raêng nhoû( daãn ñoäng aên khôùp ngoaøi) thieát bò loaïi quay töïa naøy coù khaû naêng choáng laät, chòu ñöôïc momen, löïc thaúng ñöùng vaø löïc ngang. Vaät lieäu cheá taïo laø theùp hôïp kim chòu aên moøn cao. Voøng raêng ñöôïc cheá taïo töø theùp ñuùc vaø ñöôïc laøm cöùng beà maët Soá ñieåm töïa taêng leân so vôùi baùnh xe töïa do ñoù giaûm ñöôïc ñöôøng kính bi laøm cho cô caáu caøng theâm nhoû goïn. . Hình 3.3.1: 1,2.oå bi 3.buloâng lieân keát 4.baùnh raêng lôùn Nguyeân Lyù Hoaït Ñoäng Cuûa Thieát Bò Ñôõõ Quay Treân phaàn quay vaø phaàn khoâng quay ñeàu coù voøng ray ñeå bi coù theå phaân boá ñeàu. Voøng ñôõ vaø voøng giöõ cuûa thieát bò ñôõ quay ñöôïc lieân keát vôùi nhau vaø lieân keát vôùi phaàn quay cuûa caáu truùc thöôïng taàng baèng buloâng. Phaàn khoâng quay ñöôïc ñaëc treân beä ñôõ coá ñònh vaø cuõng ñöôïc lieân keát baèng buloâng. Keát caáu beä ñôõ phaúng, ñoàng taâm vaø coù ñoä cöùng hôïp lyù, ñaûm baûo cho aùp löïc phaân boá ñeàu treân voøng töïa quay. Ñeå choáng nöôùc vaø buïi thì bi ñöôïc che kín. 4.5. Xaùc ñònh caùc loaïi taûi troïng. -Löïc lôùn nhaát taùc duïng leân 1 vieân bi: Thieát bò töïa quay kieåu bi 2 daõy vôùi caùch boá trí nhö hình: Trong ñoù: V: taûi troïng taùc duïng thaúng ñöùng leân caùc vieân bi (kG) V=Q+Gq -Q: troïng löôïng haøng: Q= 2725 (kG) -Gq: troïng löôïng phaàn quay: Gq =1084 (kG) ÞV = 3809 ( kG ) = 38.09 (KN) Töø giaù trò V tra baûng 11.1-[ III ] ta coù: M: moment lôùn nhaát,M = 50 KN.m Dtb: ñöôøng kính voøng laên. Dtb = 610 (mm) d: ñöôøng kính bi. d = 16.7 (mm) n: soá löôïng bi, n = 190 b: goùc nghieâng giöõa phaûn löïc leân bi vaø phöông ñöùng. b = 0° R = W: toång taát caû löïc naèm ngang taùc duïng vaøo phaàn quay Xuaát hieän khi baét ñaàu haõm hay khôûi ñoäng phaàn quay mi:khoái löôïng phaàn quay,mI=1084(kG) w: vaän toác goùc quay: Ri: khoaûng caùch töø taâm phaàn quay tôùi taâm quay :200(mm) t: thôøi gian khôûi ñoäng hoaëc haõm cô caáu(s) t = 30 s = 0,5 (phuùt) -Xuaát hieän khi chuyeån ñoäng quay ñeàu ÞR = W = 0.0867+0.0144 =0.101 (KN) =1.94 +0.2 +0.0013 = 2.14 (KN) Moment caûn quay do ma saùt ñoái vôùi truïc quay cuûa maùy: Vôùi: m: heä soá masaùt caûn laên, m = 0,3 ¸ 0,7 mm =5.185 (kN.m) 4.6. Tính moment caûn quay. a. Toång Moment tónh caûn quay ñoái vôùi truïc quay caàn truïc quay Mq = Mms + Mn Mms: Moment caûn do ma saùt cuûa heä thoáng töïa quay (ñaõ tính 3.3) Mms = 5.185 (KN.m ) Mn: moment caûn quay do ñoä nghieâng cuûa maët neàn: Mn = ( Q.L + Gq.lq ). sina Q: troïng löôïng haøng Q =27.25 (KN) L caùnh tay ñoøn cuûa löïc Q. trong ñoù L=1.02 m Gq: troïng löôïng phaàn quay Gq=10.84( KN ) lq: caùnh tay ñoøn cuûa Gq: lq = 0,335 m a: goùc nghieâng lôùn nhaát cuûa khung naâng: 120 ÞMn= ( 27.25*1.02+10.84*0.335 )sin12o = 6.53 ( KN.m ) Vaäy moment tónh caûn quay ñoái vôùi truïc quay caàn truïc quay Mq=6.53 +5.185 =11.715 (KN.m) b. Toång moment caûn quay do quaùn tính (moment ñoäng) (Coâng thöùc 3.85-[V] ) ( GD2 )q: toång moment voâ laêng caùc boä phaän quay ( keå caû vaät naâng ) ñoái vôùi truïc quay cuûa caàn truïc. (GD2)q = 4( Q.L2 +Gqr2 ) trong ñoù: Q: troïng löôïng haøng: 1201,82 KN Q = 27.25(KN) troïng löôïng vaät naâng L tai ñoøn cuûa troïng löïc Q vaø coù giaù trò L=1.02 (m) Gq: troïng löôïng phaàn quay Gq=10.84 ( KN ) r: khoaûng caùch töø töø truïc quay ñeán troïng taâm phaàn quay: 0.335 m Þ(GD2)q = 4 (27.25*1.022 + 10.84*0.3352) =4*(28.35+1.22) =118.27 (KN.m) nq: toác ñoä quay cuûa cô caáu xoay keïp öùng vôùi söùc naâng Q=27.25(kN) ôû ñaây nq= 2 (v/phuùt) t: thôøi gian môû maùy hoaëc thôøi gian phanh. t = 0,5 phuùt .: =1.26 (kN.m) 4.7. Tính choïn ñoäng cô thuyû löïc. Tính choïn coâng suaát moâ tô cuûa cô caáu: Mms: moment caûn do ma saùt cuûa thieát bò töïa quay. Mms=5.185(kN.m) Mn: moment caûn do ñoä nghieâng cuûa maët ñöôøng. Mn =6.53 (kN.m) Mqt: moment caûn do quaùn tính. Mqt=1.26 (kN.m) nq: toác ñoä quay cuûa cô caáu xoay keïp töông öùng vôùi söùc naâng 2725 (kG) j: heä soá moment lôùn nhaát cuûa moâ tô. j = 1,6÷1,8, Choïn j = 1,7 ho: hieäu suaát truyeàn ñoäng chung cuûa cô caáu. ho = 0,85 Vaäy: =3.13(kW) Ta choïn N=4 (kW) Ñoäng cô thuûy löïc coù soá voøng quay laø voâ caáp , ta coù theå choïn tröôùc ñeå tính caùc thoâng soá choïn ñoäng cô . Choïn nñc=1960 vg/ph Moâmen xoaén cuûa ñoäng cô : vôùi aùp suaát daàu laø p=100 bar .Maët khaùc ta coù : => =12.2 (ml/rev) qv :löôïng löu chaát laøø löôïng chaát loûng caàn cung caáp cho ñoäng cô quay ñöôïc Löu löôïng caàn thieát cuûa bôm : Döïa vaøo atlaùt maùy naâng ta choïn ñoäng cô thuyû löïc sau -Soá hieäu HIII-32Y -Soá voøng quay nñc =1960 (vg/ph) -Löôïng löu chaát qv=13(ml/rev) -Coâng suaát ñoäng cô: Nñcô = 4 KW -Khoái löôïng ñoäng cô :mñcô = 3.2kg -Moâ men xoaén ñoäng cô :Mx = 19.49 kN.m -Hieäu suaát ñoäng cô :hñcô = 0,92 b.Tính choïn hoäp giaûm toác : +Tæ soá truyeàn ñoäng chung: io= (3-15,[1]) trong ñoù: nñc = 1960 voøng/phuùt: soá voøng quay treân truïc ñoäng cô nq = 2 voøng/phuùt: soá voøng quay cuûa cô caáu quay Do ñoù: io= Ñeå choïn hoäp giaûm toác ta phaûi tính ñöôïc tæ soá truyeàn töø truïc ñoäng cô ñeán baùnh raêng nhoû Ta coù : vôùi ih : tæ soá truyeàn baùnh raêng hôû giöûa baùnh raêng nhoû(Z2 )vaø baùnh raêng lôùn. => Döïa vaøo Atlas baûn veû chi tieát maùy ta choïn hôïp giaûm toác truïc vít baùnh raêng soá hieäu 54 Vì ñoäng cô coù gaén lieàn phanh ñóa neân khi ta choïn ñoäng cô laø ñaõ choïn phanh 4.8tính choïn khôùp noái. Ñeå truyeàn coâng suaát töø truïc ñoäng cô ñeán truïc vaøo hoäp giaûm toác ta söû duïng khôùp noái. Moâmen tính toaùn cuûa khôùp: Mk = Mñm . k1 .k2 Mñm: Moâmen ñònh möùc cho khôùp truyeàn. Mñm = 975 k1 : heä soá tính ñeán möùc ñoä quan troïng cuûa cô caáu k1 = 1,4 k2: heä soá tính ñeán cheá ñoä laøm vieäc cuûa cô caáu k2 = 1,2 Mk = 1.98*1.4*1,2 = 3.34 kG.m Döïa vaøo (baûng III.33 saùch MT) choïn khôùp an toaøn ñaët trong xích ñoäng hoïc cuûa cô caáu quay. * Öu ñieåm: Baûo veä cho cô caáu ñeà phoøng nhöõng taûi troïng ñoäng lôùn coù theå xuaát hieän trong thôøi kyø môû maùy hoaëc phanh, loaïi khôùp MH – 18 coù Mk cho pheùp =6 (KGm), moâmen ñaø GD =0.007(kG.m).