- Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật 2015 Võ Văn Long 1 2013B - CKĐL MỤC LỤC Trang Lời cam đoan 3 Danh mục các bảng 4 Danh mục các hình vẽ 5 PHẦN MỞ ĐẦU 7 I. - KẾT CẤU, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC VÀ CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MÁY ĐÀO THỦY LỰC KOMATSU PC-450. - 8 CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU HỆ LỰC TÁC DỤNG TRÊN CẦN MÁY ĐÀO THỦY LỰC KOMATSU PC-450 1.1. - XÁC ĐỊNH HỆ LỰC TÁC DỤNG LÊN TAY GẦU 26 1.1.1. - Xác định hành trình xi lanh tay gầu 27 1.1.2. - Xác định lực của xi lanh gầu 27 1.2. - XÁC ĐỊNH LỰC CỦA XI LANH CẦN 30 1.2.1. - Xác định hành trình xi lanh cần 30 1.2.2. - Xác định lực của xy lanh cần 31 1.3. - XÁC ĐỊNH LỰC CỦA XI LANH GẦU 32 1.3.1. - Xác định hành trình xylanh gầu 32 1.3.2. - Tính lực lớn nhất tác dụng lên xi lanh gầu 33 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ NÂNG CAO TẦM VỚI MÁY ĐÀO THỦY LỰC KOMATSU PC-450 36 2.1. - CÁC PHƯƠNG ÁN NÂNG CAO TẦM VỚI 36 2.2. - Tính toán chọn kích thước cần nối dài và dung tích gầu mới lắp lên máy 36 2.2.2. - Thiết kế sơ đồ thủy lực để điều khiển cần nối dài 49 2.2.3. - Tính toán các cơ cấu dẫn động bộ công tác 53 Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật 2015 Võ Văn Long 2 2013B - CKĐL 2.2.4. - Tính lực cản di chuyển - Cơ cấu di chuyển 60 2.2.5. - Tính lực cản quay và cơ cấu quay 66 2.2.6. - Tính toán kiểm tra hệ thống thủy lực 70 2.2.7. - Tính toán kiểm tra hệ thống thủy lực 72 2.2.8. - Tính toán tĩnh máy đào 81 2.2.9. - Tính toán, thiết kế xi lanh điều khiển cần nối dài 89 2.2.10. - Thiết kế cần nối dài - Tính bền chốt và cần nối dài 97 2.2.11. - Tính toán, thiết kế van an toàn lắp trên đường dầu tới xi lanh vươn cần 110 2.3. - PHƯƠNG ÁN 3: TĂNG ÁP SUẤT 113 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO 115 Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật 2015 Võ Văn Long 3 2013B - CKĐL LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn này là công trình do tôi nghiên cứu và chưa từng được công bố ở bất kỳ công trình, tạp chí nào từ trước đến nay, các số liệu tính toán là hoàn troàn trung thực. - Người cam đoan Võ Văn Long Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật 2015 Võ Văn Long 4 2013B - CKĐL DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 01 - Các loại nhóm đất đá 12 Bảng 02 - Các thông số của máy đào KOMATSU PC-450 12 Bảng 03 - Các thông số về kích thước 14 Bảng 04 - Các thông số về tầm với 14 Bảng 05 - Các thông số xi lanh cần, xi lanh tay gầu và xi lanh gầu 16 Bảng 06 - Các giá trị cần nối dài và dung tích gầu tương ứng 46 Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật 2015 Võ Văn Long 5 2013B - CKĐL DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 0.1 - Sơ đồ bố trí các cơ cấu của máy đào KOMATSU PC-450 10 Hình 0.2 - Khả năng làm việc của máy đào KOMATSU PC-450 11 Hình 0.3 - Các thông số kích thước máy đào KOMATSU PC-45 13 Hình 0.4 - Các thông số về tầm với máy đào KOMATSU PC-450 15 Hình 0.5- Sơ đồ kết cấu di chuyển bánh xích 17 Hình 0.6- Các thông số kỹ thuật cơ bản 18 Hình 0.7- Cơ cấu quay 19 Hình 0.8- Sơ đồ thủy lực trạm nguồn 20 Hình 0.9- Sơ đồ cụm Block van phân phối 21 Hình 0.10- Sơ đồ cụm di chuyển của một bên xích phải (Bánh bên phải) 22 Hình 0.11- Sơ đồ cụm mô tơ quay 23 Hình 0.12- Sơ đồ các xy lanh thủy lực của bộ công tác 24 Hình 1.1- Hình vẽ xác định hành trình lớn nhất của xi lanh khi góc giữa tay gầu và cần là 300 26 Hình 1.2- Hình vẽ xác định hành trình nhỏ nhất của xi lanh khi góc giữa tay gầu và cần là 1500 27 Hình 1.3- Hình vẽ xác định lực của xi lanh tay gầu 27 Hình 1.4- Hình vẽ xác định cần ở vị trí cao nhất 30 Hình 1.5- Hình vẽ xác định cần ở vị trí thấp nhất 31 Hình 1.6- Hình vẽ xác định vị trí khớp giữa xi lanh tay gầu và xi lanh gầu 33 Hình 1.7 - Hình vẽ xác định lực lớn nhất tác dụng lên xi lanh gầu 34 Hình 1.8 - Biểu đồ lực xác định lực Pxg 35 Hình 2.1 - Hình vẽ xác định vị trí gầu đầy đất vươn xa nhất 37 Hình 2.2 - Hình vẽ xác định vị trí gầu đầy đất được nâng đến mép hố đào 39 Hình 2.3 - Hình vẽ xác định gầu đầy đất nâng lên khỏi hố đào 41 Hình 2.4 - Hình vẽ vị trí xi lanh gầu co hết cỡ, cần nối dài nằm ngang 43 Hình 2.5 - Hình vẽ biên dạng cần nối dài 44 Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật 2015 Võ Văn Long 6 2013B - CKĐL Hình 2.6 - Hình vẽ xác định mô men lớn nhất theo điều kiện đảm bảo đối trọng 47 Hình 2.7 - Sơ đồ mạch thủy lực điều khiển cần nối dài 50 Hình 2.8 - Sơ đồ điện điều khiển xi lanh cần nối dài 51 Hình 2.9 - Sơ đồ chuyển tín hiệu điều khiển cơ cấu di chuyển đến xi lanh cần nối dài 52 Hình 2.10 - Hình vẽ xác định lực xi lanh cần nối dài 54 Hình 2.11 - Hình vẽ xác định lực xi lanh cần 56 Hình 2.12 - Hình vẽ xác định lực xi lanh gầu 57 Hình 2.13 - Hình vẽ xác định lực xi lanh tay gầu 59 Hình 2.14 - Hình vẽ xác định lực cản vòng quay W6 63 Hình 2.15 - Sơ đồ xác định tổn thất áp suất trong hệ thống thủy lực 71 Hình 2.16 - Hình vẽ xác định vị trí khi máy lên dốc với góc dốc α=300 81 Hình 2.17 - Hình vẽ xác định các thông số của mô men giữ 84 Hình 2.18 - Hình vẽ xác định vị trí khi máy xuống dốc với góc dốc α=300 87 Hình 2.19 - Kết cấu xi lanh điều khiển cần nối dài 90 Hình 2.20 - Hình vẽ xác định chiều dày thành xi lanh 91 Hình 2.21- Kết cấu quả pít-tông 94 Hình 2.22 - Kết cấu nắp trước xi lanh 95 Hình 2.23 - Kết cấu nắp sau xi lanh 96 Hình 2.24 - Kết cấu cần nối dài 97 Hình 2.25 - Hình vẽ tính bền chốt 97 Hình 2.26 - Hình vẽ tính phản lực tác dụng lên chốt d6 99 Hình 2.27 - Hình vẽ xác định lực cần nối dài 102 Hình 2.28 - Hình vẽ tách lực cần nối dài 102 Hình 2.29 - Hình vẽ xác định mô men chống uốn - chống xoắn tại mặt 105 cắt m-m Hình 2.30 - Hình vẽ xác định mô men uốn - lực cắt tại mặt cắt n-n 107 Hình 2.31 - Kết cấu van an toàn 109 Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật 2015 Võ Văn Long 7 2013B - CKĐL PHẦN MỞ ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ GIỚI THIỆU MÁY ĐÀO THỦY LỰC KOMATSU PC- 450 I. - Lý do chọn đề tài Hiện nay cùng với sự phát triển của Công nghiệp hóa và hiện đại hóa, các loại máy thủy lực được ứng dụng rộng rãi. - Ở Việt Nam, máy đào thủy lực thực hiện nhiều công việc đòi hỏi tầm với cao hơn như đào mương, nạo vét kênh. - do đó xuất hiện nhu cầu nâng cao tầm với để có thể thực hiện được những công việc đó. - Bản thân tôi đã có thời gian làm việc với máy đào và đã từng gặp máy không đáp ứng được yêu cầu do hạn chế tầm với. - Đây là động lực cho tôi chọn đề tài: "Nghiên cứu khả năng nâng cao tầm với của máy đào thủy lực KOMATSU PC-450" làm luận văn tốt nghiệp cho khóa đào tạo Thạc sỹ Kỹ thuật. - Lịch sử nghiên cứu - Ở trên thế giới: Đối với các nước phát triền do có nhiều loại máy đào thủy lực vừa và lớn nên đáp ứng được các yêu cầu công việc, do đó hầu như không có nghiên cứu nào về khả năng nâng cao tầm với của máy đào thủy lực. - Ở Việt Nam: Có một số nghiên cứu nhưng không công bố rộng rãi. - Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu - Mục đích nghiên cứu. - Tìm hiểu kết cấu, nguyên lý làm việc và các thông số kỹ thuật của máy đào thủy lực KOMATSU PC-450. - Nghiên cứu khả năng nâng cao tầm với của máy đào thủy lực KOMATSU PC-450 nhưng vẫn đảm bảo năng suất làm việc yêu cầu. - Đưa ra khuyến cáo cho người sử dụng khi nâng cao tầm với. - Đối tượng nghiên cứu: Máy đào thủy lực KOMATSU PC-450. - Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu về mặt lý thuyết khả năng nâng cao tầm với của Máy đào thủy lực KOMATSU PC-450. - Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật 2015 Võ Văn Long 8 2013B - CKĐL 4. - Tóm tắt các luận điểm cơ bản và đóng góp mới của tác giả - Nghiên cứu máy đào thủy lực KOMATSU PC-450 một cách cẩn thận và xác định khả năng làm việc của nó. - Nghiên cứu khả năng nâng cao tầm với và đi đến kết luận rằng máy đào thủy lực KOMATSU PC-450 có khả năng nâng cao tầm với từ L1=1,5m lên L2=4,6m, tuy nhiên phải giảm dung tích gầu từ 1,6m3 xuống 0,65m3. - Đánh giá được sự ổn định của máy trong hai trường hợp lên dốc và xuống dốc với góc dốc α= 300 thì trường hợp lên dốc máy có độ ổn đinh cao hơn (kod= 1,834) so với trường hợp xuống dốc (kod= 1,494. - Đề xuất các phương án khác để tăng tính ổn định khi nâng cao tầm với và thấy rằng cả hai phương án tăng tải trọng tĩnh và tăng tải trọng động đều không phù hợp với máy đào như KOMATSU PC-450 này. - Phương pháp nghiên cứu Phương pháp phân tích lực tác động lên hệ thống cần máy đào thủy lực KOMATSU PC-450 khi làm việc nguy hiểm nhất và xác định giá trị lớn nhất mà vẫn đảm bảo tính ổn định cho máy đào. - KẾT CẤU, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC VÀ CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MÁY ĐÀO THỦY LỰC KOMATSU PC-450 1. - Công dụng Máy đào KOMATSU PC-450 do hãng KOMATSU Nhật Bản sản xuất, được dùng để đào đắp đất ở tất cả các cấp đất khác nhau, hay để bốc xúc liệu đổ lên các phương tiện vận chuyển. - Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật 2015 Võ Văn Long 9 2013B - CKĐL 1.2. - Cấu tạo Theo chức năng làm việc thì máy đào được chia làm ba phần cơ bản. - Bộ công tác: Cần, tay gầu, gầu kết hợp với các xy-lanh dùng để đào xúc đất. - Phần bệ quay: Là khung dùng để gá lắp bộ công tác và toàn bộ các thiết bị của máy (động cơ, bơm, van, mô tơ quay, các đường ống. - Bệ này có thể quay tròn được trên giá khi làm việc. - Phần di chuyển: Là cơ cấu khung đỡ và các băng xích dùng để đỡ toàn bộ phần trên (bộ công tác, bệ quay) và thực hiện việc di chuyển máy. - Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật 2015 Võ Văn Long 10 2013B - CKĐL Hình 0.1 - Sơ đồ bố trí các cơ cấu của máy đào KOMATSU PC-450 1 - Xy lanh thuỷ lực gầu 10 - Động cơ Diesel 2 - Tay gầu 12 - Bàn quay 3 - Cần 13 - Vòng ổ quay 4 - Xy lanh thuỷ lực tay gàu 14 - Cơ cấu di chuyển 5 - Ống dẫn 15 - Khối phân phối thuỷ lực 6 - Gầu 16 - Bơm thuỷ lực 7 - Xy lanh thuỷ lực cần 17 - Đối trọng 8 - Buồng lái 18 - Ca bin 9 - Mô tơ thuỷ lực cơ cấu quay 19 - Thùng nhiên liệu 1.3. - Quá trình làm việc Máy làm việc theo chu kỳ gồm 5 nguyên công cơ bản là: đào đất, quay gầu đầy đất đến chỗ đổ, đổ đất lên phương tiện vận chuyển và quay gầu không tải về khoang đào, hạ gầu đào đất. - Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật 2015 Võ Văn Long 11 2013B - CKĐL Khi làm việc thì máy có thể quay tròn toàn vòng theo cả hai chiều. - Khả năng làm việc của máy được cho ở sơ đồ dưới đây Hình 0.2. - Khả năng làm việc của máy đào KOMATSU PC-450 Tuỳ theo địa điểm của công trình cần thi công mà người ta bố trí và tổ chức các phương tiện sao cho có thể sử dụng được tốt nhất, năng suất lao động cao nhất và giá thành tốt nhất. - Gầu ngược: Dùng để đào hào, hồ, kênh mương hoặc làm việc ở các bãi khai thác. - Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật 2015 Võ Văn Long 12 2013B - CKĐL Ngoài ra, tùy thuộc vào đặc tính đất đá của từng công trình mà ta đưa ra lựa chọn phù hợp cho từng loại máy. - Chẳng hạn, máy đào KOMATSU PC-450 với trang bị gầu ngược thường dùng để đào các loại đất đá thuộc nhóm. - Các thông số kỹ thuật chính của máy đào thủy lực Komatsu PC-450 Bảng 02 - Các thông số của máy đào Komatsu PC-450 Thông số Giá trị Đơn vị Trọng lượng toàn bộ máy 42.240 Kg Dung tích gầu 1,3 2,2 m3 Loại động cơ SAA6D125E – 2 Tốc độ của máy - Tốc độ cao 5,4 Km/h - Tốc độ thấp 3,2 Km/h Áp suất dầu của mạch điều khiển 5,8 MPa Áp suất mạch thiết bị làm việc - Nâng cần 35 MPa - Hạ cần 34 MPa Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật 2015 Võ Văn Long 13 2013B - CKĐL - Tay cần (vào và ra) 35 MPa - Di chuyển trái, phải 35 MPa - Bàn quay 30 MPa - Gầu (vào và ra) 35 MPa Công suất 228 KW Hình 0.3 - Các thông số kích thước máy đào KOMATSU PC-450 Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật 2015 Võ Văn Long 14 2013B - CKĐL Bảng 03 - Các thông số về kích thước Tên thông số Giá trị Đơn vị Chiều dài toàn bộ 11.925 mm Chiều rộng của máy 3.470 mm Chiều cao của máy 3.755 mm Chiều dài của bánh xích 5.026 mm Chiều rộng của dải xích 600 mm Khoảng cách từ tâm quay đến đuôi 3.660 mm Khoảng sáng gầm máy 706 mm Khoảng cách giữa hai trục bánh xích 4.020 mm Khoảng cách từ mặt đường đến đối trọng 1.455 mm Khoảng cách giữa hai trục chủ động 2.870 mm Bảng 04 -Các thông số về tầm với Tên thông số Giá trị Đơn vị Tầm với xa nhất của gầu 12.178 mm Chiều sâu đào lớn nhất 5.385 mm Chiều cao múc đất lớn nhất 9.914 mm Bán kính quay nhỏ nhất 4.300 mm Chiều cao nhỏ nhất có thể đào đất khi nâng hết 11.252 mm Chiều cao lớn nhất 13.573 mm Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật 2015 Võ Văn Long 15 2013B - CKĐL Hình 0.4 - Các thông số về tầm với máy đào KOMATSU PC-450 3. - Giới thiệu các cơ cấu của máy đào Komatsu PC-450 3.1. - Mô men lớn nhất trên trục là: M= 1213N.m (n=1400v/ph. - Bộ công tác Bộ công tác của máy dùng để đào đất, nâng cẩu các vật với các vị trí, khoảng cách khác nhau. - Bao gồm: cần, tay gầu, gầu, lắp với nhau theo cơ cấu bốn khâu bản lề. - Việc thực hiện các chuyển động quay tương đối giữa chúng nhờ các xy-lanh thủy Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật 2015 Võ Văn Long 16 2013B - CKĐL lực. - Toàn bộ cơ cấu được lắp trên bệ quay bằng khớp bản lề để quay cùng bệ quay. - Các thông số kỹ thuật cơ bản của bộ công tác được cho ở dưới đây. - Dung tích gầu: 1,6 m3 Chiều dài cần: 7.285 mm Chiều dài tay gầu: 3.375 mm Khối lượng cần: 3.450 Kg Khối lượng tay gầu: 2.295 Kg Khối lượng gầu: 1.690 Kg Bảng 05 - Các thông số của xilanh cần, xi lanh tay gầu và xi lanh gầu Thông số Xi lanh cần Xi lanh tay gầu Xi lanh gầu Đường kính xi lanh (mm Đường kính cần pis-ton (mm Hành trình (mm Khối lượng (Kg) 400x . - Bộ di chuyển Có nhiệm vụ đỡ bộ công tác và bàn quay ở phía trên, đồng thời thực hiện việc di chuyển máy. - Bộ di chuyển là loại di chuyển xích, mỗi bên gồm khung xích, băng xích, bánh sao, bánh dẫn hướng, hộp giảm tốc hành tinh, 7 con lăn đè xích, 2 con lăn đỡ xích, cơ cấu căng xích bằng lò xo và xi-lanh thủy lực, mô tơ thủy lực dẫn động xích.
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt