(Thuyết minh+Bản vẽ) đồ án môn học Thiết kế máy đào gầu thuận dung tích 0,3m

Trờng Đại học xây dựng Hà nội
Khoa cơ khí xây dựng
Bộ môn máy xây dựng
-----oOo----đại học

xây dựng

đồ án môn học

Máy làm đất
Đề tài :

Thiết kế máy đào gầu thuận dung tích gầu 0.3m3

Sinh viên thực hiện
Mã sinh viên
Lớp
GVHD

: Bùi Đức Hoàng
:
6144-47
:
47KG
: Hoa Văn Ngũ

Hà Nội 4/2006
Lời nói đầu

Công tác đất là một phần quan trọng trong tất cả các công tình xây
dựng , nó giải quyết một khâu quan trọng va phúc tạp ban đầu của các

công trình đó . Với các công trình có khối lợng công tác lớn và phức tạp
không thể thi công bằng thủ công nêu có thì cũng rat tốn kém do vậy phải
thi công bằng máy móc.
Đồ môn học án máy làm đất là một đồ án chuyên ngành của sinh viên Máy
xây dựng. Trên cơ sở nắm vững và vận dụng những kiến thức đã học trong
môn học Máy làm đất và các kiến thức về cơ khí của các môn học khác


nhằm phục vụ cho công tác học tập, nghiên cứu tìm, hiểu sâu về máy và
thiết bị làm đất
Thuyết minh đồ án môn học máy làm đất bao gồm các phần sau :
Phần I : Tính toán chung
Chơng I
: Các thông số cơ bản của máy
Chơng II
: Tính lực tác dụng lên các cơ cấu
Chơng III
: Tính công suất của máy , kiểm tra công suất động cơ,
tính năng suất của máy.
Chơng IV
: Tính toán tĩnh máy xúc .
Phần II :Thiết Kế Gầu Xúc.
Chơng V : Các lực tác dụng lêngầu
Chơng VI : Tính Đai Gầu Và Chọn Độ Dầy Gầu.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Hoa Văn Ngũ đã tận tình hớng dẫn em
thực hiện đồ án này.
Sinh viên thực hiện
Bùi Đức Hoàng

Mục lục

Lời nói đầu........................................................................................................1
Mục lục.............................................................................................................2
Phần I: Tính toán chung...................................................................................3
Chơng I. các thông số cơ bản.......................................................................3
Chơng II . Tính các lực tác dụng lên cơ cấu................................................5
1. Tính Lực Cản Cắt Đất Theo Phơng Pháp Dombroski:........................5
2.Tính Lực Nâng Gầu :............................................................................6
3.Tính Lực Nâng Cần:..............................................................................7
4.Tính mômen cản sinh ra khi quay máy:...............................................8
5.Tính Toán Cơ Cấu Di Chuyển Của Máy Của Máy Xúc Một Gầu.......9
Chơng III. Tính công suất các cơ cấu........................................................10
công suất động cơ và năng suất máy xúc..................................................10
1. Công Suất Của Các Cơ Câú :.............................................................10
2. Công Suất Động Cơ , Kiểm Tra Công Suất Động Cơ :.....................10
3.Tính Toán năng Suất Làm Việc Của Máy:.........................................11
ChơngIV.Tính toán tĩnh máy xúc một gầu................................................12
1.Tính Toán Cân Bằng Bàn Quay Và Chọn Đối Trọng:........................12
2. Tính Ôn Định Máy Xúc.....................................................................14
Phần II.............................................................................................................17
2


Chơng V :Thiết kế tay cần và tính bền......................................................17
1.Tính các lực tác dụng lên tay cần.......................................................17
2.Tính sức bền tay cần máy...................................................................18
a.Chọn tiết diện tính toán :....................................................................19
b.Kiểm tra bền cho tiết diện nguy hiểm................................................20

Phần I: Tính toán chung
Chơng I. các thông số cơ bản

a
a

Bán kính đào lớn nhất: RD = 7800 mm
Bán kính dỡ tải lớn nhất : 5,8 m
Chiều sâu đào lớn nhất : Hđ = 4000 mm
3


Chiều cao dỡ tải lớn nhất :
Hd = 5,5 m
Chiều dài tay cần : LTC = 2,3 m ( máy cơ sở )
Chiều dài cần :
LC = 3,35 m ( máy cơ sở )
Trọng lợng cần : GC = 0,075.11000 = 825(kg)
Trọng lợng tay cần :
GTC = 0,035.11000 = 385 (kg)
Trọng lợng gầu : Gg = 0,04.11000 = 440 (kg)
Trọng lợng toàn bộ máy: G = 11 tấn ( máy cơ sở )
Trọng lợng phần quay kể các cơ cấu :
Gq =0,49 G =0,49. 11= 5,39 tấn
Chiều rộng gầu
bG = 0,83 m
Chiều dài gầu
lG = 1,34. 3 0,3 = 0,9 m
Chiều cao gầu
hG = 0,675 m
Số răng :
n= 4 răng

*Chọn vận tốc cơ cấu sơ bộ:
vkg = 0,85 m/s
vnc= 0,95 m/s
vq = 6v/p
vd/c= 2 km/h

4


Chơng II . Tính các lực tác dụng lên cơ cấu
1. Tính Lực Cản Cắt Đất Theo Phơng Pháp Dombroski:
Theo công thức N.G.Dombroski , lực cản cắt đất đợc tính nh sau :
P01= k1.B.h

(1)

P02 = .P01

(2)

Trong đó :
k1 hế số cản cắt riêng , k1 = 115ữ195kN / m2 chọn
k1=150 kN/m2
= 0,25
h - chiều cao phoi đất :
hmax=q/(Hđ.B.kt)
q = 0,3 m3 dung tích gầu
Hđ = 4 m - chiều sâu đào
B = 0,83 m chiều rộng gầu
kt = 1,25 hệ số tơi của đất

Do đó: hmax =

0,3
=
4.0,83.1,25

0,07 m

*chiều cao ở 3 vị trí:
hI = 0,1hmax= 0.007 m ( lấy sơ bộ)

5


P 01
P 01

hIII = hmax = 0.07

P02

P 01

hII = hmax/2 = 0,035 m

P 01

P02

Từ đó theo công thức (1) và (2) ta có , kết quả P 01 và P02 theo 3

vị trí
2.Tính Lực Nâng Gầu :
Từ phơng trình cân bằng mômen của tất cả các lực tác dụng
lên hệ tay cần và gầu đối với khớp O hình 1 ta có :
Skg = (P01.l1 +Gg+đ .l2+GTC.l3)/l4
Trong đó: l1, l2, l3, l4 Khoảng cách tơng ứng từ lực P01,
Gg+đ, GTC, Skg đến khớp O, Từ máy cơ sở ta đo đợc l1, l2, l3, l4

6


theo ba vị trí làm việc bằng cách vẽ theo tỷ lệ , Từ đó ta có kết
quả Skg theo hình vẽ
GTC=3,85(kN)
Gc=8,25(kN)
I
0,1 hmax
0,934
0,234
3000
0
0
637
4,4

hmax(m)
P01(kN)
P02(kN)
l1(mm)
l2(mm

l3(mm)
l4(mm)
Sng(kN)

II
0,5 hmax
4,67
1,17
3000
1642
54
1742
17,4

III
hmax =0,07
9,34
2,34
3000
2312
160
1876
27,34

Bảng 1 Lực nâng gầu tại các vị trí
3.Tính Lực Nâng Cần:
Từ phơng trình cân bằng mômen của tất cả các lực tác dụng
lên hệ tay cần và gầu đối với khớp O1 hình 1 ta có:
Snc = (GC.l5 + Gg+đ. l6 +G TC.l7)/l8
Trong đó: l5, l6, l7, l8 Khoảng cách tơng ứng từ phơng của

các lực GC, Gg+đ, GTC, Skg đến khớp O1, Từ máy cơ sở ta đo đợc l5,
l6, l7, l8 theo ba vị trí làm việc theo bảng 2 bằng cách vẽ theo tỷ
lệ , Từ đó ta có kết quả Snc theo bảng 2.

Gc(kN)
Gg+đ(kN)
Gtc(kN)
l5(mm)
l6(mm)
l7(mm)
l8(mm)
Snc(kN)

I
8,25
5,0
3,85
2697
5552
5433
2855
24,8

II
8,25
7,1
3,85
2697
3331
5314

2816
23,6

III
8,25
9,8
3,85
2697
2459
5155
2736
24,2

Bảng 2- Lực nâng cần tại các vị trí

7


4.Tính mômen cản sinh ra khi quay máy:

Trong quá trình mở máy ( khởi động) mô men đợc truyền từ
động cơ phải thắng mômen cản tĩnh và mômen cản động:
Mđ/cơ = Mct + Mcđ
Trong quá trình chuyển động đều , mômen đợc truyền từ
động cơ chỉ cần thắng mômen cản tĩnh:
Mđ/cơ = Mct
Trong quá trình phanh mômen của các lực quán tính cần phải
thắng mômen cản tĩnh và mômen phanh:
Mqt = Mct+ Mph
Mômen cản tĩnh bao gồm: mômen cản do các lực ma sát

sinh ra trong các con lăn đỡ làm bàn quay, mô men cản do gió, mô
men cản cản do trục quay không thẳng.
Khi con lăn tỳ cố định vào bàn quay:
Mm/s =0,01 QR (à.d1+2f) kNm
d

Trong đó:
Q tải trọng tác dụng lên vòng tựa quay , kN
Q = G - Gx =G -15%G =85%G =0,85.5,39tấn= 45,82 kN
R Bán kính trung bình của vòng tựa quay , cm, R = 130cm
d - Đờng kính trung bình của con lăn tỳ, cm , d = 12,5 cm
d1 - Đờng kính của trục con lăn tỳ , cm , d1 = 7 cm
à - Hệ số ma sát giữa bạc trợt và trục của con lăn ,
à = 0,05...0,1
f Hệ số ma sát lăn của con lăn tỳ tựa trên vòng tựa quay ,
f = 0,05 ...0,1
Do đó :
Mm/s = 0,01 45,82.130 (0,1.7+2.0,1) = 4,288 kNm
12.5
Mômen cản do gió đợc tính theo công thức gần đúng sau:
Mg = 0,0014Fi. i3.n2 , daNm
Fi - Tổng các diện tích bề mặt chịu gió khi quay , m2
i - khoảng cách từ trọng tâm của bề mặt chịu gió
đến tâm quay , m
n số vòng quay của bàn quay trong 1 phút ,
n= 5...7 v/p
chọn n = 5 v/p
Vì dạng của thùng cabin hầu nh đối xứng với tâm quay, vì
chỉ tính sơ bộ nên ta xem nh gió chỉ ảnh hởng tới cơ cấu quay chỉ
tác dụng lên cần, tay cần và gầu xúc

Fc 3,0 m2, C = 4,3 m
FTC = 1,2 m2, TC = 5,8 m ( tính lúc taycần gần máy )
8


Gg = 0,7 m2 , g = 1,44 m
Mg =0,0014(3,0.4,33+1,2.5,83+0,7.1,443)52 = 16,62 kNm
Mômen cản do quán tính gây ra :
Mqt =


.Gi.ri2 kNm
g

Trong đó : - gia tốc góc khi khởi động ( hãm) rad/s2 ,
.n

= 30.t

mm ( ph )

Theo bảng 4.7 Tài liệu Cơ sở TK MXD , trang 208 ta có :
tmm(ph) = 6 s ứng với tầm với khoảng 5 m, nên chọn sơ bộ tmm=6s
Từ đó :
3,14.5

= 30.6 = 0,08 rad/s2
g - gia tốc trọng trờng , m/s2
Gi - Trọng lợng phần tử quay thứ i
ri - bán kính phần tử quay tơng ứng

Khi quay thì chỉ có sau trạng thái làm việc thứ III, tức lúc gầu
đầy đất nên ta tính ri cho trờng hợp cắt đất này:
Gc = 8,25 kN, rc =2,3 m
GTC =
3,85 kN, rTC = 3,3 m
Gg+đ = 9,8 kN, rGg+đ = 1,6 m
Do đó:
0,08
Mqt =
(8,25.2,32+3,85.3,32+9,8.1,62) = 0,9 kNm
9,8
Nh vậy mômen cản sẽ là :
Mc = Mm/s + Mg +Mqt =4,3+16,62+0,9 = 21,82 kNm
5.Tính Toán Cơ Cấu Di Chuyển Của Máy Của Máy Xúc Một
Gầu
Tính lực cản di chuyển của máy xúc di chuyển bằng bánh lốp:
Lực cản bao gồm bao gồm các lực sau:
+ Lực cản ma sát.
+ Lực cản do biến dạng của nền đất.
+ Lực cản vòng
+ Lực cản do độ dốc gây ra
* Lực cản ma sát: W1= Gm.Cos.0
với Cos=0,94
0= 0,03 (bảng 1.11 Tính Chọn Máy Thi Công Đát
Lu Bá Thuận)
W1 = 11.104.0,3.0,05= 3,1(KN)

9

* Xác định lực cản sinh ra do biến dạng của nền đất :
W2 = f.Gm.
Chọn f= 0,2
W2= 0,2.11.104= 16,5 (KN)
*Xác định lực cản quay vòng: lực này nhỏ không đáng kể, coi
bằng không.
W3= 0. kN
*Xác định lực cản di chuyển do lực cản dốc gây ra:
W4 = G.sin
Trong đó là góc dốc , sin = 0,26...0,34
W4 0,3 G= 11.104.03=33 (KN)
Vậy tổng lực cản là:
Wi= W1+W2+W3+W4= 3,1+16,5+33=52,6 (KN).
Chơng III. Tính công suất các cơ cấu
công suất động cơ và năng suất máy xúc
1. Công Suất Của Các Cơ Câú :
* Công suất của cơ cấu kéo gầu :
N kg =

S kg .v kg
1000. kg

=

27,34.0,95.103
1000.0,8

= 32,5 kw

* Công suất của cơ cấu nâng cần :

N nc =

3
S nc .v nc
= 24,2.0,85.10 = 25,7 kw
1000.0,8
1000. nc

* Công suất của cơ cấu di chuyển :
Nd/c =

3
3
Wd / c .v d / c
= 52,6.10 .2.10 / 3600 =36,5 kw
1000.0,8
1000d / c

* Công suất quay của cơ cấu quay:

M c .n
21,82.103.5
Nq =
=
= 14,3 kw
9550.0,8
9550.

2. Công Suất Động Cơ , Kiểm Tra Công Suất Động Cơ :
Theo máy cơ sở E302, công suất của động cơ là

kw
Các công suất tính toán các cơ cấu đảm bảo nhỏ hơn công
suất của máy cơ sở nên các công suất đó là phù hợp.
10


3.Tính Toán năng Suất Làm Việc Của Máy:
Năng suất lý thuyết :
Q lt = 3600q m 3 /h
Tck

Trong đó : q = 0,3 m3 - dung tích hình học của gầu (m3)
TCK- Thời gian một chu kỳ làm việc của máy (s )
Theo bảng II4.1 Tài liệu hớng dẫn ĐAMLĐ
với dung tích gầu q = 1,25m3, máy gầu nghịch, thời gian làm việc
một chu kỳ tơng ứng sơ bộ là : TCK = 15
=> Q lt = 3600.0,3 = 72 m3/h
15
Năng suất kỹ thuật :
Q kt = Q lt .

kd
kt

Trong đó : kd = 1,1 là hệ số đầy gầu
k t = 1,25 hệ số tơi của đất
=> Q kt = 72.

1,1
=63,36 m3/h

1,25

Năng suất thực tế của máy :
Qtt = Q kt .ktg
Trong đó : ktg Hệ số sử dụng thời gian
chọn ktg = 0,85
=> Qtt = 63,36.0,85 = 53,856 m3/h

11


ChơngIV.Tính toán tĩnh máy xúc một gầu
1.Tính Toán Cân Bằng Bàn Quay Và Chọn Đối Trọng:
Để cân bằng bàn quay tổng tất cả các lực tác dụng lên bàn quay
phải nằm trên vòng tựa quay :
Trong quá trình tính toán ta chỉ tính hai trờng hợp giới hạn của
thiết bị làm việc, khi gầu ở xa máy và gần máy nhất .
Đối với máy xúc gầu nghịch :
* Vị trí thứ nhất: gầu tựa trên mặt đất nên trong tính toán ta bỏ
qua trọng lợng của gầu xúc, tay cần: Trờng hợp này tổng tất cả các
lực nằm phía sau cơ cấu quay, R 1 và lúc này trọng lợng đối trọng
G1 = G1max
Để xác định trọng lợng này ta làm nh sau:
Xác định trọng lợng của tất cả các lực:
GC = 8,25 kN
Gcc = (0,3...0,9)G chọn sơ bộ Gcc = 60 kN
Gđ/c = 5% G = 5,5 kN
Chọ tỷ lệ xích thích hợp và điểm O bất kỳ ta có
Từ điểm O bất kỳ ta vẽ đờng thẳng 1 song song với 1 , 1 cắt
đờng gióng thẳng của lực 1/2Gc tai điểm a , từ a ta vẽ 2 song

song với 2 cắt phơng của lực Gcc tại b ... và tiếp tục ta có đợc
điểm e cuối cùng. Từ e ta nối với O đợc đờng 5.
Từ O kẽ đờng thẳng f song song với 5 tacó đờng 5 từ đó có
thể rút ra chiều dài lực G1 , nhân với tỷ lệ xích hình vẽ ta có

12


G1

Gd/c

e

1
2

Gcc

Gcc

5

4'
o

2'

3'

G1

4

Gd/c

5'

3
1'
O'

2
Gcc
1
2

2

Gcc 1

G1 = 8,5 kN
Vị trí thứ 2: Khi máy bắt đầu nâng cơ cấu làm việc : lúc này G2 =
G2min

G1

Gd/c

1

2

Gcc

7

Gcc
Gtc

e

Gg+d

Gc
6'

2'

o

G1

5'
4'

7'

6

Gd/c

3'

5
1'
O'

2
Gcc

4

3
Gc
Gg+d
1
2

Gcc

2
1

Tính toán tơng tự với trờng hợp 1 chỉ thêm vào các lực :
13


Gg+đ = 9,8 kN
GTC = 3,85 kN
G2 =20 kN

*Nh vậy G2 < G1 nên kết quả hợp lý , chọn Gđt ở trong khoảng
(G2, G1)
Chọn Gđt =12 kN (1,2 tấn)
2. Tính Ôn Định Máy Xúc.
2.1. Khi Máy Đang Làm Việc:

1340

Khi gầu đang xúc gặp chớng ngại
Cần vuông góc với trục dọc của máy
P01 vuông góc với đờng nối từ khớp chân cần
Lực nâng cần lớn nhất để tắng ngoại lực
( Chớng ngại vật thờng cách mặt đất khoảng 0,75....1,0m )

1000
2800
3900

P 01

Cần vuông góc với trục dọc của máy
P01 vuông góc với đờng nối từ khớp chân cần
Lực nâng cần lớn nhất để tắng ngoại lực
( Chớng ngại vật thờng cách mặt đất khoảng 0,75....1,0m )
Hệ số ổn định đợc xác định bằng cách lấy tỉ số giữa mômen giữ và
mômen lật đối với trục A-A :
K ôđ =

G đ t .rđ t + G đ / c rđ / c + G cc .rcc
G C .rC + G TC .rTC + G g +đ .rg +đ + P01.r01

14


Trong đó : Gđt Trọng lọng đối trọng, Gđt = 12 kN
Gđ/c Trọng lợng động cơ, Gđ/c = 5,5 kN
Gcc Trọng lợng các cơ cấuvà vòng tựa quay, Gcc =
60 kN
Gc Trọng lợng cần , Gc = 8,25 kN
GTC - Trọng lợng tay cần , GTC = 3,85 kN
P01 - Lực cản do vật cản sinh ra, P01 = 19 kN
rđt , rđ/c , rcc, rC, rTC, rg, r01 lần lợt là các khoảng cách từ
trục A đến các lực Gđt , Gđ/c, Gcc , Gc , GTC ,Gg , P01
rđt
= 1,5 m
rđ/c = 1,35 m
rcc = 1,2 m
rC = 2 m
rTC = 3,1 m
rg = 1,7 m
r01 = 1,3 m
Do đó :
12.1,5 + 5,5.1,35 + 60.1,2
K ôđ =
= 1,427
8,25.2 + 3,35.3,1 + 9,8.1,7 + 19.1,3
Nh vậy máy đảm bảo ổn định khi gặp vật cản.

Tính ổn định khi máy làm việc ở nền đất dính , khó xả đất)

15

10

Máy có xu hớng quay quanh trục A-A , nên để tínhhệ số ổn
định của máy ta lấy tỷ số mômen giữ và mômen giữ xung quanh
trục A-A:
K ôđ =

G đ t .rđ t + G đ / c rđ / c + G cc .rcc
G C .rC + G TC .rTC + G g +đ .rg +đ

Trong đó : rđt , rđ/c , rcc, rC, rTC, rg+đ, lần lợt là các khoảng
cách từ trục A đến các lực Gđt , Gđ/c, Gcc , Gc , GTC ,Gg+đ
Đo từ hình vẽ, nhân tỷ lệ ta có :
rđt = 1,5 m
rđ/c = 1,35 m
rcc = 1,2 m
rC = 2,6 m
rTC = 3,7 m
rg +đ = 4,8 m
=> K ô đ =

12.1,5 + 5,5.1,35 + 60.1,2
8,25.2,6 + 3,35.3,7 + 9,8.4,8

= 1,2

Thỏa mản điều kiện ổn định.

16


Phần II
Chơng V :Thiết kế tay cần và tính bền
Dựa vào ngoại lực tác dụng lên tay cần, ta sẽ đi chọn tết diện cho
tay cần. Từ thiết kế đã chọn và ngoại lực tác dụng, ta sẽ kiểm tra xem tay
cần làm việc có ổn định và thoả mãn điều kiện bền hay không.
Tay cần chịu uốn trong mặt phẳng đứng, ngang và chịu xoắn, nén hoặc kéo.
Những ứng suất này xuất hiện trong quá trình đào và phanh đột ngột khi
quay. Ta tính toán tay cần cho điều kiện làm việc nguy hiểm nhất, đó là:
Trong quá trình đào thì gặp chớng ngại vật, gầu dùng một răng ngoài
cùng để bật chớng ngại vật cho nên ngoài lực P0 còn có lực K. Lực này cũng
có thể phát sinh khi quay cơ cấu quay mà quá trình đào cha kết thúc.

1340

1. Tính các lực tác dụng lên tay cần.

P 01

1000
2800
3900

P 01

Tính toán tay gầu ổ hai vị trí .
* Vị trí thứ nhất .
-Tay gầu coi nh vuông góc với cần máy gầu đang đào đất, gầu gặp chớng

ngại vật gây ra có kể đến tải trọng động.
- Lực kéo gầu lớn nhất Skmax để kéo răng gầu vợt qua chớng ngái vật đó.
-Xác lực tác dụng lên tay gầu.
+Trớc hết cần phải xác định lực nâng cần cùng vối tay gầu Snc bằng cách
thiết lập phơng trình mômen với khớp O1 ở chân cần ta đợc
Snc =

1
(P1l3-Skgl2+Gg+dl4+Gcl5+Gtl6)
L1

Trong đó
L1=2860mm;l2=850mm;l3=3000mm;l4=3680mm;
l5=1675mm;l6=3300mm
17


P1=19KN;Skg=15KN;Gg=5KN;Gtc=3.85KN;Gc=8.25KN
Vây ta có
Sng=

1
(19*3000-15*850+9.8*3680+3.85*1675+8.25*3300)
2860

=38(KN)
*Vị chí thứ hai .
- Gầu ở cuối giai doạn đào và tích đất.
-Gầu vẫn đang tích đất bằng răng bên cạnh của gầu với chiều dài phoi cắt
lớn nhất.

-Răng gầu chịu lực cản đào tiếp tuyến P1.
-Gầu đã đợc tích đầy đất và chuẩn bị nâng lên khỏi tầm đào.
-Lực nâng cần và gấu Snc có phơng tạo với trục dọc của tay gầu một góc ta
tiến hành tính sức bền cho tay gầu ở vị trí thứ hai vì đây là vị trí tổng quát
thòng gặp trong quá trình đào và tích đất vào gầu.
Snc =

1
(P1l3-Skgl2+Gg+dl4+Gcl5+Gtl6)
L1

Trong đó.
L1=2860mm;l2=850mm;l3=375mm;l4=710mm;
l5=1675mm;l6=2200mm
P1=19KN;Skg=35KN;Gg+d=9.8KN;Gtc=3.85KN;Gc=8.25KN
Sng=

1
(19*375-35*850+9.8*710+3.85*1675+8.25*2200)
2860

=3.15(KN)

- Tính giá trị lực K:
Giá trị lực K xuất phát từ mô men phanh cơ cấu quay và đợc xác
định theo công thức:
M
K= r
R.q
Trong đó:

Mr: Là mô men quay đa về trục bàn quay
R: Là khoảng cách từ răng gầu đối với trục quay của bàn
quay
q: Là hiệu suất của cơ cấu quay
Từ đó ta có:
K=

Mr
22
=
= 4.46( KN )
R.q 5,8.0,85

2. Tính sức bền tay cần máy.
Trớc hết ta tách tay cần ra khỏi khớp O2 liên kết giữa cầnvà tây gầu tâ
MA= P01.1,4+ N1.Sin 600.1,32
29.1,4

N1 = 1,32.Sin600 = 38,2( KN )
X= N3 + P01- N1.Cos 600
N3= -38,2.Cos 600 31,2= -50,3(KN)
Y = N2 P02 N1.Sin 600
N2= P02 + N1.Sin600 = -31,2-38,2.Sin 600= -1,88(KN)
18


- Từ kết quả tính các phản lực lên gầu ta đạt tơng ứng các phản lực lên tay
cần để tìm các phản lực còn lại trên tay cần:
Giả sử ta có sơ đồ phân bố lực nh hình vẽ:
Y= VA- N1.Sin 300 + N3

VA= N1.Sin 300 N3= 31,2( KN)
X= HA - N1.Cos300 N2
HA= N2- N1.Cos300=1,88 + 38,2.0,86= 34,96( KN)
Từ kết quả tính toán phản lực trên tay cần ta vẽ đợc biểu đồ lực dọc
và môn men uốn trên tay cần. Từ biểu đồ mô men và lực dọc ta tìm đợc tiết
diện nguy hiểm của tay cần là tại vị trí liên kết với cần chính.
VA= 31,2
N 3= 50,3
HA= 34,96

N 2 = 1,88
3,7

0,5

31,2

N

1,88
Md

115,44

Mn

a.Chọn tiết diện tính toán :

o

X

1=
20

2=10

310

310

57.5
Theo máy cơ sở ta chọn tiết diện nguy hiểm nh
hìnhYvẽ:
Y
Y



150
700
850

19


Mặt cắt đồng thời vừa chịu nén và uốn
- Lực nén N = 34,96(kN)
- Mômen uốn dọc Md = 115,44(kNm)
- Môn men uốn ngang Mn= 28,745 (kNm)

b.Kiểm tra bền cho tiết diện nguy hiểm
Tính mômen quán tính Ix , Iy của tiết diện , các ứng suất sinh ra trên mặt cắt
nguy hiểm :
Diện tích của mỗi bên tiết diện :
F =b.h (b-1).(h2-) = 15.31 13.27 =114(cm2)
Mômen quán tính riêng của mỗi bên tiết diện: (Trục X0 , Y0)
3
3
3
3
IX0 = b.h - ( b 2)(h 2) = 15.31 - 13.27 =58562(cm4)
12
12
12
12
3
3
3
3
IY0 = h.b - ( h 2)(b 2) = 31.15 - 27.13 = 3775 cm4
12
12
12
12
Mômen quán tính của toàn tiết diện :
IX = 2IX0 + 2F.l12 = 2IX0 = 2.58562 =117124(cm4)
IY = 2IY0 + 2F.l22 = 2.3775 + 2. 114.352 = 286850(cm4)
Với l1 , l2 là khoảng cách hai trục XX0, YY0 l1 = 0, l2 = 35 cm
Mômen chống uốn ,chống xoắn của tiết diện :

WX

2I X
2.117124
=
=7556 (cm3)
h
31

WY

2I Y 2.286850
=
=8195(cm3)
b0
70

W0 = WX + WY = 7556 +8195 = 15751(cm3)
Từ đó ta có :
ứng suất mômen dọc, lực nén gây ra lớn nhất trong mặt cắt nguy
hiểm là :

Mn
Md
H
28,745.10 5
34,96.10 3
115 ,44.10 5
=
+

+
=
+
+
Wy
2 F WX
8195
2.114
7556
20


=15632 (N/cm2 )
Kiểm tra bền tiết diện :
Chọn thép làm cần là BCT3 với [] = 2100 daN/cm2 = 21000 N / cm2
Nh vậy tiết diện đảm bảo điều kiện bền.

Tài liệu tham khảo

1.

I.L.Berkman , A.V. Rannev, A.K. Reis
Máy xúc xây dựng một gầu vạn năng
Nhà xuất bản công nhân kỹ thuật Hà nội -Việt Nam 1984
Nhà xuất bản Mỉ Maxcơva Liên xô
2.
Vũ Thế Lộc , Vũ Thanh bình
Máy làm đất
Nhà xuất bản Giao thông vận tải , Hà Nội 1991
3.

Trờng đại học xây dựng
Bản Atlas Máy xây dựng
4.
Vũ Liêm Chính, Đỗ Xuân Đinh, Nguyễn Văn Hùng, Hoa Văn Ngũ,
Trơng Quốc Thành, Trần Văn Tuấn
Sổ tay Máy xây dựng
Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật , Hà Nội 2002
5.
Lê Ngọc Hồng
Sức bền vật liệu
Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật ,Hà Nội 1998
6.
HoaVăn Ngũ, Lu Bá Thuận
Hớng dẫn đồ án môn học máy làm đất
Trờng Đại học xây dựng Hà Nội 2002

21