Tính toán thiết kế cụm phay cắt đất

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỤM PHAY CẮT ĐẤT 2.1. SƠ ĐỒ CỤM PHAY: Hình 2.1 – Sơ đồ cụm phay. 1 – Hộp giảm tốc; 2 – Khớp nối; 3 – Động cơ điện; 4 – Ổ đỡ trục; 5 – Trục; 6 – Hộp chịu lực; 7 – Dao phay. 2.2. CHỨC NĂNG CỤM PHAY: - Cụm phay có chức năng cắt đất và khuấy trộn tạo thành hỗn hợp bùn để bơm hút đổ lên bờ. - Đầu cụm phay có mang một dao phay có các lưỡi cắt để cắt đất. Dao phay là chi tiết quan trọng nhất của cụm phay, đóng vai trò quan trọng đối với năng suất của tàu hút bùn. Vì vậy, việc thiết kế chế tạo các biên dạng lưỡi phay, các góc độ thích hợp, sự bố trí các lưỡi cắt… thích hợp với từng loại đất thi công là điều hết sức cần thiết. 2.3. CHỌN LỰA DAO PHAY: - Hiện nay, lý thuyết về dao phay còn đang là vấn đề nghiên cứu và tiếp tục hoàn thiện của các nhà khoa học trên thế giới. Các công thức tính toán dao phay mỗi nơi, mỗi nước trên thế giới có những kinh nghiệm riêng của mình. Những công thức thực nghiệm gần đúng đó được thực tế sử dụng, kiểm tra và đánh giá. - Hiện nay, mặc dù có nhiều dạng lưỡi phay đang trang bị trên các tàu cuốc nước ngoài nhưng muốn nghiên cứu sử dụng các dạng lưỡi phay này, sử dụng các công thức của nước ngoài cho các lưỡi phay này chúng ta cần phải nghiên cứu, hiệu chỉnh các thông số cũng như kết cấu dao cho thích hợp với thực tế đất đai nơi ta thi công và nhất là trong điều kiện khả năng công nghệ ở nước ta cho phép. - Mới đây, nhóm nghiên cứu tàu hút bùn của trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh đã nghiên cứu chế tạo thành công loại dao phay sử dụng cho đất sét dính và cứng cho tàu hút bùn. - So với các loại dao phay của Pháp, Nga… dao mới có những ưu điểm nổi bậc sau: + Có khả năng thi công đất sét dính, cứng dễ dàng và hiệu quả hơn (ít bị kết dính, bó lưỡi, tốc độ mòn ít hơn). + Nhờ có thêm các lưỡi cắt mặt đầu nên các phôi đất được tách ra khỏi lớp đất dễ dàng hơn, ít tốn năng lượng hơn. + Nhờ có thêm các lưỡi vòng nên phôi đất tạo ra được nhỏ và đều đặn hơn tạo điều kiện cho bơm hút dễ dàng, ngoài ra còn làm cho dao thêm cứng vững, có khả năng chặt được các cây nhỏ. + Quy trình chế tạo đơn giản, vật liệu rẻ tiền sẵn có, gia công dễ dàng (gò, rèn, hàn…) phù hợp với điều kiện sản xuất nhỏ. + Giá thành rẽ, tuổi thọ cao. - Trên cơ sở trên, ta chọn loại dao phay này cho thiết bị ta thiết kế với kích thước phù hợp với năng suất tàu. 2.4. LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ CỦA DAO: 2.4.1. Lưỡi cắt chính: - Số lưỡi: 5 - Bề dày lưỡi: 6mm - Góc cắt: - Góc sắt của lưỡi: - Góc nghiêng lưỡi so với trục quay: 2.4.2. Lưỡi cắt mặt đầu: - Số lưỡi: 5 - Bề dày lưỡi: 6mm - Góc cắt: - Góc sắt của lưỡi: 2.4.3. Lưỡi cắt vòng: - Số lưỡi: 2 - Bề dày lưỡi: 6mm - Đường kính dao: + + + Chiều dài dao: Hình 2.2 – Dao phay. 2.5. TÍNH BỀ DÀY PHOI ĐẤT CẮT: Đối với các loại thiết bị tàu hút lớn, người ta áp dụng phương án thi công: cho lưỡi phay ấn vào đất một lượng z, sau đó cho tàu rê ngang để lần lượt cắt hết lớp đất như hình vẽ: Hình 2.3 Đối với phương án thi công này, để có thể rê ngang được dàn phay thì phải tác dụng vào lưỡi phay một lực ngang thắng được tổng các thành phần hình chiếu của lực cản đào tiếp tuyến và lực cản đào pháp tuyến xuống phương ngang, thường tổng thành phần hình chiếu xuống phương ngang này khá lớn nên người ta cho tàu rê quanh một cọc neo, dùng dây cáp để quay rê tàu quanh cọc đó tức là phải trang bị thêm động cơ, hộp giảm tốc và nhiều bộ phận khác cho cơ cấu rê tàu. Hình 2.4 Đối với thiết bị tàu hút bùn của ta thiết kế có năng suất nhỏ, yêu cầu gọn nhẹ và nhất là vốn đầu tư chế tạo thấp nên ta áp dụng phương án thi công bằng tay tức là dùng tay tác dụng vào điểm A của dàn phay làm thay đổi vị trí dao phay như hình vẽ (hình 2.4) Hình 2.5 Do tổng thành phần hình chiếu của lực và (chủ yếu là ) xuống phương ngang lớn, đồng thời tỉ lệ với cánh tay đòn lớn (gần 2,5 lần) nên bằng sức tay trực tiếp ta không thể đẩy dàn phay quay quanh được điểm O của trục chữ T nhằm làm thay đổi vị trí dao phay trong mặt phẳng ngang. Do đó để giải quyết vấn đề này, ta đổi phương án thi công thay vì thay đổi vị trí dao theo phương ngang ta thay đổi vị trí dao theo phương thẳng đứng như sau: cho dao phay dần dần ăn sâu vào đất theo phương đứng từ trên đi xuống, sau đó nhất dao lên quay dao đi một góc quanh trục T theo phương ngang rồi tiếp tục cho dao phay ấn sâu vào đất… Phương án này có nhược điểm là thời gian chết (không làm việc) của dao phay lớn (lúc nhấc dao phay từ dưới lên theo phương đứng) nên ảnh hưởng đến năng suất của tàu hút bùn. Tuy nhiên, việc áp dụng phương án thi công này cho phép chúng ta sử dụng sức người để thi công: - Khi quay dàn phay theo trục T trong phương ngang do lúc này dao phay không cắt đất thì dùng sức người dể dàng. - Khi cho dao phay ăn sâu vào đất, để thắng được thành phần tổng hình chiếu của theo phương đứng ta sử dụng đối trọng di chuyển trên dàn phay: + Khi cho dao phay ăn sâu vào đất thì đưa đối trọng ra gần dao phay để dùng trọng lượng đối trọng thắng thành phần tổng hình chiếu trên phương đứng. + Khi cho dao phay nhấc lên thì đưa đối trọng chạy về phía trục T (phía tâm quay) để lúc này dùng sức người nhấc dàn phay và quay dàn phay đi một góc trong phương ngang được nhẹ nhàng. Tính chiều dày phôi cắt lớn nhất, ta áp dụng công thức (8-28)[01]: (2.1) (2.2) Hình 2.6 : tâm của dao phay ở vị trí 1. : tâm của dao phay ở vị trí 2 cách vị trí đầu một vòng quay của dao. Trong đó: x: độ ăn sâu theo chiều dọc của lưỡi phay vào đất, do đất thi công là loại bùn nhão nên ta cho dao ăn sâu hoàn toàn vào đất, R: bán kính trung bình của dao, z: khoảng cách từ điểm A đến B (điểm mà cần tìm bề dày phoi đất cắt tại đó) (trong trường hợp thi công của ta chính là y) : thể tích phoi đất cắt : bề dày phoi đất cắt Nhìn vào công thức (2.2), ta nhận thấy bề dày phoi đất cắt lớn nhất tại vị trí mà (vị trí C), . Do tính chất đất thi công là loại bùn nhão nên ta chọn độ dịch chuyển của dao theo phương ngang sau mỗi lần nhấc dao lên là: . Trong công thức (2.2), nếu ta cho thì Với V: là thể tích phoi đất do một lưỡi cắt tạo ra trong một vòng quay của dao nhằm đảm bảo năng suất của thiết bị, V được tính như sau: (2.3) Trong đó: : năng suất thiết bị k: hệ số kể đến ảnh hưởng của thời gian không làm việc của dao (lúc nhấc dao lên), ta chọn : số lưỡi dao : tốc độ quay của dao Ta tính được: Thế tất cả số liệu tính được vào (2.2) ta tính được bề dày phôi cắt lớn nhất: 2.6. TÍNH TOÁN LỰC TÁC DỤNG LÊN DAO PHAY: Lực tác dụng lên dao phay gồm hai thành phần chính sau: 2.6.1. Thành phần lực cản đào theo phương tiếp tuyến : tính theo công thức (8.33)[01]: (2.4) Trong đó: k1: lực cản đất tính trên tiết diện , tiết diện vuông góc với phương vận tốc cắt đất của lưỡi cắt, tra bảng (8-1)[01] ta có: x: tổng chiều dài mép cắt của các lưỡi cắt tham gia cắt đất đồng thời ở thời điểm tính toán: (2.5) Với: L: chiều dài dao phay, m: số dao phay, : bề dày phoi đất cắt cực đại, : các hệ số hiệu chỉnh tính đến sai lệch góc cắt so với góc cắt tối ưu, góc nghiêng của mép cắt lưỡi phay đối với đường trục trống quay, tốc độ cắt của lưỡi phay, ta chọn: k2: sức cản nén của đất tính trên , tra bảng (8-1)[01] ta có t: chiều dày mép cắt của lưỡi phay, chọn k3: hệ số cản của bề dày lưỡi phay, tra bảng (8-2)[01] ta chọn : trọng lượng riêng hỗn hợp bùn, S: diện tích bề mặt các lưỡi phay, ta tính gần đúng như sau: (2.6) Với: m: số lưỡi dao, L: chiều dài dao, B: bề rộng lưỡi, V: vận tốc cắt của dao phay: (2.7) Với: : đường kính trung bình dao phay, Thế tất cả các số liệu vào công thức (2.4), ta tính được lực cản đào tiếp tuyến: 2.6.2. Thành phần lực cản đào pháp tuyến: Theo kinh nghiệm: (2.8) Ta chọn: Ngoài ra, do dao phay còn có các lưỡi cắt mặt đầu nên sẽ tạo ra một thành phần lực dọc trục (do thành phần lực pháp tuyến của lưỡi cắt cong mặt đầu tạo nên); thành phần lực cản đào tiếp tuyến của lưỡi dao cong mặt đầu và của lưỡi dao vòng sẽ làm cho thành phần lực cản đào tiếp tuyến của dao phay tăng lên một hệ số k, ta chọn: Do đó, giá trị của thành phần lực cản đào tiếp tuyến là: 2.7. TÍNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ CỤM PHAY: Công suất động cơ cụm phay tính theo công thức: (kW) (2.9) Trong đó: a: hệ số dự trữ công suất, , ta chọn : hiệu suất bộ truyền, chọn Thế vào công thức (2.9) ta tính được: 2.8. CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ HỘP GIẢM TỐC CHO CỤM PHAY: Tra bảng 2p [03] ta chọn loại động cơ không đồng bộ ba pha roto đoản mạch điện áp 220/380V có ký hiệu: A02-22-4 có các thông số kỹ thuật như sau: - Công suất định mức: - Tốc độ: - Hiệu suất: - Tỉ số giữa momen mở máy và momen định mức: - Tỉ số giữa momen cực đại và momen định mức: - Tỉ số giữa momen cực tiểu và momen định mức: - Khối lượng động cơ: Tra bảng Atlat Máy Xây Dựng, ta chọn hộp giảm tốc PM250 có các thông số kỹ thuật: - Tỉ số truyền: - Tốc độ trục vào: - Công suất định mức: (chế độ 25%) - Momen xoắn giới hạn trên trục quay chậm: 330kgm - Khối lượng: 102kg. 2.9. TÍNH TOÁN TRỤC DAO PHAY, HỘP CHỊU LỰC: Kết cấu trục: a. Chọn kết cấu trục như sau: Hình 2.7 b. Sơ đồ tính toán trục: c. Biểu đồ nội lực: - Momen uốn : - Momen xoắn : Lực tác dụng lên các trục gồm: - Thành phần lực cản đào tiếp tuyến của dao gây nên momen xoắn: (2.10) - Thành phần lực cản đào tiếp tuyến (đã dời điểm đặt về tâm trục) và thành phần lực cản đào pháp tuyến hợp thành lực (2.11) Ngoài ra còn có lực dọc trụcdo các thành phần lực cản đào pháp tuyến của các lưỡi mặt đầu gây nên. Tuy nhiên, so với lực này không lớn nên khi tính toán ta bỏ qua lực này. Xác định các phản lực tại các khớp A, B: d. Tính bền trục: Nhìn vào biểu đồ momen uốn và momen xoắn ta nhận thấy tiết diện nguy hiểm của trục là tiết diện tại B. Kích thước đường kính trục tại B tính theo công thức: (2.12) Trong đó: : momen tương đương, được tính như sau: : ứng suất cho phép, (thép 35) Thế vào (2.11) ta tính được: 2.10. TÍNH CHỌN Ổ LĂN: Ta chọn loại ổ bi đỡ, ổ được chọn để tính là ổ tại B có phản lực lớn nhất. Hệ số khả năng làm việc của ổ tính như sau: (2.13) Trong đó: n: số vòng quay ổ bi, h: số giờ làm việc của ổ bi, giờ Q: tải trọng tương đương tính theo công thức sau: (2.14) R: tải trọng hướng tâm, A: tải trọng dọc trục, ta xem gần đúng m: hệ số chuyển tải trọng dọc trục về tải trọng hướng tâm, theo bảng (8-2) [03] chọn m = 1,5. : hệ số tải trọng động, theo bảng (8-3)[03] chọn : hệ số nhiệt độ, theo bảng (8-4)[03] chọn k: hệ số xét đến vòng nào quay theo bảng (8-5)[03] chọn Thế các số liệu vào (2.14) tính được: Thế vào (2.13) tính được: Tra bảng 14p [03] ta chọn loại ổ bi đỡ cỡ nhẹ có số hiệu 209 với các thông số kỹ thuật sau: - Đường kính vòng trong: - Đường kính vòng ngoài: - Bề rộng ổ: - Hệ số khả năng làm việc: 2.11. LỰA CHỌN THEN VÀ KIỂM TRA THEN: Với đường kính nơi lắp then là , tra bảng (7-23)[03] ta chọn then bằng với kích thước như sau: - Chiều rộng: - Chiều cao: - Chiều dài: a. Kiểm tra sức bền dập của then theo công thức: (2.15) Với: : chiều sâu rãnh then Thế các số liệu vào tính được: (tra bảng (7-20)[03]) b. Kiểm tra sức bền cắt: (tra bảng (7-21)[03]). 2.12. DÀN PHAY: 2.12.1. Nhiệm vụ: Dàn phay là một kết cấu dàn gồm các thanh thép định hình [ và L hàn lại với nhau, nó dùng để đỡ toàn bộ cụm phay gồm: động cơ, hộp giảm tốc, trục, ổ đỡ, lưỡi phay, ống hút… ngoài ra nó còn dùng để thay đổi vị trí lưỡi phay theo phương đứng và ngang trong quá trình làm việc. 2.12.2. Định các kích thước của dàn phay: a. Chiều dài dàn phay L: Do mỗi lần thi công ta hạ lưỡi phay xuống theo phương đứng một đoạn khoảng 1m, với góc nghiêng lớn nhất so với phương ngang là , từ đó ta suy ra chiều dài dàn phay từ mặt nước đến lưỡi phay (hình 2.8) Hình 2.8 Vậy chiều dài dàn phay từ trục T đến dao phay: Ta chọn Như vậy với chiều dài dàn phay từ trục T đến dao phay thì chiều sâu đào lớn nhất của thiết bị chỉ 1m (từ mặt nước đến mặt đất thi công), trong khi đó thì yêu cầu nơi làm việc là phải đào sâu thêm xuống khoảng từ ; cộng với mức nước cao nhất là khoảng 0,8m, nghĩa là chiều sâu nạo vét của thiết bị phải đạt đến Vậy ta nên thiết kế dàn phay có chiều dài đạt được chiều sâu nạo vét 2m. Nếu ta thiết kế dàn phay có chiều dài nạo vét được 2m thì chiều dài dàn phay từ trục T đến dao phay L’ dài: Hình 2.9 Vậy: Chọn: Với chiều dài dàn phay lớn như vậy sẽ dẫn đến bất lợi: - Thiết bị trở nên cồng kềnh hơn - Giá thành thiết bị tăng lên. 1 – Phao; 2 – Dàn phay; 3 – Tời di chuyển đối trọng; 4 – Cáp; 5 – Đối trọng; 6 – Puly đầu dàn phay; 7 – Lưỡi phay. Hình 2.10 1 – Phao; 2 – Tang nâng hạ dàn phay; 3 – Giá; 4 – Puly; 5 – Cáp; 6 – Dàn phay; 7 – Lưỡi phay. Hình 2.11 Lúc bấy giờ nếu ta dùng nguyên lý di chuyển đối trọng để nâng hạ dàn phay như hình (2.10) sẽ dẫn đến những khó khăn sau: - Với chiều sâu đào 2m, chiều sâu dao phay ngập vào đất đến khoảng 1,2m; lúc này vì một lý do nào đó động cơ điện tắt máy, dàn phay sẽ trở thành “một cọc” nằm sâu trong bùn (do bùn nhão nên lúc đó bùn trong đất từ phí bên chưa thi công đổ ập xuống dàn phay như hình (2.12) lúc này có di chuyển đối trọng về phía dàn phay khớp quay của trục T thì lực tay người công nhân tác động vào điểm A của dàn phay không đủ khả năng nhất dàn phay lên được. Hình 2.12 - Do chiều sau đào lớn (2m) nên khi lưỡi phay đi đến độ sâu cần đào thì lúc này đối trọng sẽ nằm trong bùn làm cho việc di chuyển đối trọng đi về phía khớp quay trở nên khó khăn, mất nhiều thời gian, giảm năng suất máy. - Khi dao phay cắt đất bùn nhão, dao phay càng ăn sâu vào đất thì xuất hiện một “lực hút” (hay lực do đất bùn từ phía chưa thi công đổ đè lên lưỡi phay) hút dàn phay ăn sâu vào đất càng lớn, lúc này đối trọng trở nên cùng tác dụng với lực hút nghĩa là đối trọng mất đi vai trò của nó, lúc này muốn nâng dàn phay lên phải tác dụng vào điểm A của dàn phay một lực rất lớn quá khả năng với lực người công nhân điều khiển dàn phay. Vì thế với trường hợp dàn phay dài để thi công đạt độ sâu 2m; việc dùng cơ cấu di chuyển đối trọng động để nâng hạ dàn phay gặp nhiều khuyết điểm, hạn chế, có khi không thực hiện được. Lúc này ta có thể thay cơ cấu nâng hạ dàn phay bằng cơ cấu tời quay như hình vẽ (2.13). Nhưng nếu ta trang bị cơ cấu nâng hạ dàn phay như hình vẽ (2.13) thì lúc thi công cắt đất ta phải rê tàu quanh cọc chứ không thể thực hiện được chuyển đổi quay dàn phay trong mặt phẳng ngang (thực hiện chuyển động tương đối với tàu) để thay đổi vị trí cắt đất; như vậy ta phải trang bị thêm cơ cấu rê tàu, từ đó sẽ làm cho thiết bị phức tạp và nhất là giá thành thiết bị sẽ tăng. Trong khi đó nếu ta thiết kế dàn phay có , thực hiện chiều sâu đào lớn nhất là 1m, chiều sâu dao phay ngập vào đất mỗi lần ăn dao khoảng 0,5m (vừa ngập trọn vẹn dao phay vào lớp đất) ta sẽ khắc phục được những nhược điểm trên: - Do dao phay mỗi lần ăn dao chỉ vừa ngập dao nên nếu có bị tắt máy ta cũng dễ dàng nâng dàn phay lên được. Việc khống chế dao phay chỉ ăn sâu vào đất khoảng 0,5m được thực hiện nhờ mắc vào điểm A của dàn phay với thân phao chính qua một sợi dây cáp (hình 2.13). Hình 2.13 - Thực hiện cơ cấu nâng hạ dàn phay bằng cách di chuyển đối trọng thì không cần trang bị cơ cấu rê tàu nên giá thành thiết bị giảm. Tuy nhiên, phương án dàn phay có , chiều sâu đào 1m có nhược điểm sau: - Khi thi công sẽ hút nhiều nước (lúc nhất dao lên khỏi mặt đất), thời gian dao không thi công cắt đất lớn do chiều sâu dao phay ăn vào đất ít khoảng 0,5m (vừa ngập dao phay vào đất). - Không thể chỉ một lần nạo vét đạt được yêu cầu 2m mà phải thi công nhiều lần. Do đó, ta chọn phương án dàn phay ngắn. b. Chiều cao dàn phay: Ta chọn c. Bề rộng dàn phay: Ta chọn d. Kết cấu dàn phay: Ta định sơ bộ kết cấu dàn phay như sau: (Đây là sơ đồ tính toán gần đúng còn sơ đồ thực tế dàn phay xem bản vẽ dàn phay) Hình 2.14 e. Xác định các lực tác dụng lên dàn phay: Khi làm việc, dàn phay chịu tác dụng của nhiều lực: - Lực cản đào pháp tuyến và tiếp tuyến tác dụng lên lưỡi cắt. - Lực đẩy Acsimet tác dụng lên dàn phay. - Lực quán tính. - Trọng lượng dàn phay, cụm phay. - Trọng lượng đối trọng… Khi tính toán ta bỏ qua lực quán tính (vì dàn phay quay rất chậm) và lực đẩy Acsimet vì hai thành phần lực này tương đối nhỏ so với các thành phần lực khác. Sơ bộ ta chọn: - Khối lượng dàn phay phân bố thành các thành phần đặt tại các điểm như hình 2.15 - Khối lượng trục, khớp nối, ổ đỡ, puly là 50kg phân bố thành các thành phần - Khối lượng lưỡi phay và mặt bích là 30kg phân bố thành - Khối lượng ống hút và nước trong ống hút là 40kg phân bố thành các thành phần - Khối lượng động cơ và hộp giảm tốc 125kg phân bố thành - Lực cản đào pháp tuyến tác dụng lên lưỡi phay: - Khối lượng đối trọng di chuyển: Hình 2.15 Cộng các véctơ lực tại các khớp A, B, C, D, E lại ta có dạng rút gọn sau: Hình 2.16 Hình 2.16 là sơ đồ lực tác dụng lên dàn phay khi ta chưa đặt lên dàn phay đối trọng cân bằng tĩnh. Ta tính đối trọng cân bằng tĩnh. Việc đặt thêm lên dàn phay đối trọng cân bằng tĩnh là nhằm mục đích khi nhấc dao phay đi lên (lúc này không còn cắt đất) thì đảm bảo cho dàn phay cân bằng quanh trục chữ T (lúc này đối trọng đã được đưa về gần trục chữ T) tạo điều kiện cho người điều khiển dàn phay nhấc dàn phay đi lên được dễ dàng. Sơ đồ lực để tính tải trọng tĩnh như hình 2.16, ở đây lực thay bằng với: (2.16) (Do lúc này đối trọng được đưa về gần trục chữ T tức gần khớp B và không còn cắt đất nữa nên ) Hình 2.17 Gọi : là khối lượng của tải trọng tĩnh được đặt phía sau trục T và phân thành , và Lấy momen quanh B: Thế các giá trị vào ta tính được: Do giả thiết nên khối lượng của đối trọng tĩnh là: Chọn (sở dĩ ta nhân với 4 chứ không phải 2 vì sơ đồ trên tính cho 1/2 dàn). Mục đích dùng tải trọng: - Khi cắt đất, lực cản cắt pháp tuyến tác dụng lên lưỡi phay là , như vậy muốn cho dàn phay có thể đi sâu xuống mặt nước để cắt sâu thêm vào đất thì bản thân toàn bộ trọng lượng dàn phay và các bộ phận đặt trên dàn phay phải tạo được một momen đối với điểm B (quanh trục T) ít nhất bằng momen của lực đối với điểm B (trục T). Như vậy lúc nâng dàn phay lên, nếu ta dùng dây cáp bắt vào dàn phay tại điểm F như hình 2.18 Hình 2.18 Giả sử , lúc này lực tác dụng lên dây cáp S là: (2.17) Giả thiết - Với lực S lớn như vậy nếu ta dùng cơ cấu nâng bằng tay thì phải có bội suất bộ truyền lớn ( với là lực do tay tác dụng thường là 15kg) như vậy làm cho thời gian thi công tăng, năng suất giảm; còn nếu trang bị nâng bằng máy thì làm tăng vốn đầu tư cho thiết bị. Vì vậy nên em dùng đối trọng động, khi thi công ta cho đối trọng chạy về phía lưỡi phay để thắng thành phần lực , còn khi nhấc dao lên ta cho đối trọng chạy về phía trục T nhờ tay quay tay, lúc này dưới tác dụng của tải trọng tĩnh dàn phay ở trạng thái cân bằng quanh trục T nên việc nhấc và xoay dàn phay quanh trục T được nhanh chóng và nhẹ nhàng. f. Tính bền dàn phay: Tính bền dàn phay nhằm mục đích chọn các số hiệu thép L, [ của dàn phay sao cho đảm bảo bền. Sơ đồ lực để tính bền dàn phay như hình 2.19 Hình 2.19 Để đơn giản cho việc tính toán nhưng vẫn đạt được độ chính xác cho phép ta xem dàn phay như được khớp nối bản lề tại các nút I, II, III,…, IX, X bởi các thanh 1, 2, 3,…, 16, 17 và các tải trọng bố trí quy về các nút. Lúc này các thanh chỉ chịu lực kéo hay nén. Bằng phương pháp tách nút ta xét lực chịu kéo của từng thanh, từ đó có số liệu để tính bền và chọn số hiệu thép. Xác định phản lực Y do thanh chống T tác dụng lên dàn phay: Ghi chú: Khi dàn phay không làm việc thì do không có thành phần lực cản đào pháp tuyến hướng lên nên lúc này: Y: phản lực do trục T tác dụng lên dàn phay khi làm việc Y’: phản lực do trục T tác dụng lên dàn phay khi không làm việc Các giá trị trên của Y và Y’ chỉ là 1/2 của lực tác dụng từ trục T lên dàn phay, do ta đang tính cho nửa dầm: tách làm 2 khung. Tách nút I: Tách nút II: Tách nút IV: Tách nút III: Tách nút V: Tách nút VI: Tách nút VIII: Tách nút VII: Tách nút X: Chọn số hiệu các thanh thép: Thanh bên trên: Thanh chịu kéo lớn nhất là: Ta chọn thép [ có số hiệu (nhằm mục đích tạo đường rãnh để di chuyển xe mang đối trọng) có Kiểm tra bền: Thanh bên dưới: Thanh chịu lực lớn nhất là: Để tiện lợi ta dùng thanh bên dưới cùng loại thép với thanh bên trên: [. Kiểm tra bền: Thanh chống đứng: Thanh chịu lực lớn nhất là: Do yêu cầu bố trí các ổ đỡ trục nên ta cũng chọn loại thép giống thanh bên trên là: [ Kiểm tra bền: Thanh chống xiên: Thanh chịu lực lớn nhất là: Ta chọn thép L có . Kiểm tra bền: Vậy các thanh thép thõa mãn điều kiện bền.