Thuyết minh đồ án tốt nghiệp kĩ thuật cơ khí chương 2

Đồ án tốt nghiệp
Phần ii: các thông số cơ bản của bộ công tác
Tính toán các thông số cơ bản của bộ công tác dựa trên
định luật đồng dạng, ở đây ta tính toán bộ công tác dựa
trên cơ sở bộ công tác của máy mẫu Caterpillar 330B có trọng
lợng 30 tấn, từ đó theo định luật đồng dạng ta thiết kế ra
bộ công tác của máy đào có có trọng lợng yêu cầu là 20 tấn.
Theo định luật đồng dạng ta có.
A 13 G1 N1 P13 t13 q1 v13



...
A 32 G2 N 2 P23 t32 q2 v32
Trong đó:
Chỉ số 1,2 là kí hiệu máy mẫu và máy thiết kế.
A - Thông số kích thớc
G -Thông số trọng lợng
N - Thông số công suất
P - Thông số lực
t - Thông số thời gian chu kì làm việc
q - Thông số dung tích gầu
v - Thông số tốc độ
Ta tính toán bộ công tác theo máy mẫu với 2 loại cần:
Cần có tầm với dài và cần có độ bền lớn (cần có tầm với
ngắn).
I. Cần có tầm với dài
1. Tính chiều dài cần.
áp dụng định luật đồng dạng ta có.
l 3c1 G1
=

l 3c2 G2
Giáo viên hớng dẫn: TS. Vũ Minh Khơng
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Trọng - Lớp: 40M
Trang:


Đồ án tốt nghiệp
Trong đó : lc1 - chiều dài cần của máy mẫu, lc1 = 6,5
(m)
Lc2 - chiều dài cần máy thiết kế
G1 - trọng lợng máy mẫu, G1 = 30 (T)
G2 - trọng lợng máy thiết kế, G2 = 20 (T)
3

lc2 = lc1

G2
20
= 6,53
G1
30



lc2 = 5,6 (m)

2. Chiều dài tay gầu: Theo máy mẫu loại cần này có
thể lắp đợc với 2 loại tay gầu: tay gầu có phạm vi đào lớn
nhất và tay gầu trung bình.
- Tính chiều dài tay có phạm vi đào lớn nhất

áp dụng định luật đồng dạng ta có.
l 3tg1
l 3tg2

=

G1
G2

Trong đó : ltg1 - chiều dài tay gầu của máy mẫu, l tg1 =
3,9 (m)
ltg2 - chiều dài tay gầu máy thiết kế
G1 - trọng lợng máy mẫu, G1 = 30 (T)
G2 - trọng lợng máy thiết kế, G2 = 20 (T)
3

ltg2 = ltg1

G2
20
= 3,93
G1
30

ltg2 = 3,4 (m)
- Tính chiều dài tay có phạm vi đào trung bình
áp dụng định luật đồng dạng ta có.
l 3tg1
l 3tg2

=

G1
G2

Giáo viên hớng dẫn: TS. Vũ Minh Khơng
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Trọng - Lớp: 40M
Trang:


Đồ án tốt nghiệp
Trong đó : ltg1 - chiều dài tay gầu của máy mẫu, l tg1 =
3,3 (m)
ltg2 - chiều dài tay gầu máy thiết kế
G1 - trọng lợng máy mẫu, G1 = 30 (T)
G2 - trọng lợng máy thiết kế, G2 = 20 (T)
3

ltg2 = ltg1

G2
20
= 3,33
G1
30

ltg2 = 2,9 (m)
3. Dung tích gầu.
- Với tay gầu có phạm vi đào lớn nhất có thể lắp đợc
với loại gầu.

áp dụng định luật đồng dạng ta có.
l 3tg1
l 3tg2

=

q1
q2

Trong đó : ltg1 - chiều dài tay gầu của máy mẫu, l tg1 =
3,9 (m)
ltg2 - chiều dài tay gầu máy thiết kế, ltg2 =
3,4 (m)
q1 - dung tích gầu máy mẫu, q1 = 1,3 (m3)
q2 - dung tích gầu máy thiết kế
q2 =

l tg2
l tg1

3

q1 =

3,9 3
1,3
3,4

q2 = 0,95 (m3)
- Với tay gầu có tầm với trung bình có thể lắp 2 dung

tích gầu khác nhau.
áp dụng định luật đồng dạng ta có.
Giáo viên hớng dẫn: TS. Vũ Minh Khơng
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Trọng - Lớp: 40M
Trang:


Đồ án tốt nghiệp
l 3tg1
l

3
tg2

=

q1
q2

Trong đó : ltg1 - chiều dài tay gầu của máy mẫu, l tg1 =
3,3 (m)
ltg2 - chiều dài tay gầu máy thiết kế, ltg2 =
2,9 (m)
q1 - dung tích gầu máy mẫu, q1 = 1,4 (m3)
q2 - dung tích gầu máy thiết kế
q2 =

l tg2
l tg1

3

q1 =

3,3 3
1,4
2,9

q2 = 0,98 (m3)
Với dung tích gầu của máy mẫu q1 = 1,5 (m3), tơng tự
ta đợc
q2 = 1,005 (m3)
4. Chiều sâu đào lớn nhất: Vì có 2 loại tay gầu nên
ta tính đợc 2 chiều sâu đào khác nhau.
- Với loại tay gầu có phạm vi đào lớn nhất ta có:
áp dụng định luật đồng dạng ta có.
h3s1 G1
=
h3s2 G2
Trong đó : hs1 - chiều sâu đào lớn nhất của máy mẫu,
hs1 = 8,08 (m)
hs2 - chiều sâu đào lớn nhất của máy thiết
kế
G1 - trọng lợng máy mẫu, G1 = 30 (T)
G2 - trọng lợng máy thiết kế, G2 = 20 (T)
Giáo viên hớng dẫn: TS. Vũ Minh Khơng
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Trọng - Lớp: 40M
Trang:

Đồ án tốt nghiệp
3

hs2 = hs1

G2
20
= 8,083
G1
30



hs2 = 7,05 (m)

- Với loại tay gầu có phạm vi đào trung bình ta có:
áp dụng định luật đồng dạng ta có.
h3s1 G1
=
h3s2 G2
Trong đó : hs1 - chiều sâu đào lớn nhất của máy mẫu,
hs1 = 7,49 (m)
hs2 - chiều sâu đào lớn nhất của máy thiết
kế
G1 - trọng lợng máy mẫu, G1 = 30 (T)
G2 - trọng lợng máy thiết kế, G2 = 20 (T)
3

hs2 = hs1

G2
20
= 7,493
G1
30

hs2 = 6,54 (m)
5. Bán kính đào lớn nhất.
- Với tay gầu có phạm vi đào lớn nhất
áp dụng định luật đồng dạng ta có.
R 3d1 G1
=
R 3d2 G2
Trong đó : Rd1 - bán kính đào lớn nhất của máy mẫu,
Rd1 = 11,62 (m)
Rd2 - bán kính đào lớn nhất của máy thiết
kế
G1 - trọng lợng máy mẫu, G1 = 30 (T)
G2 - trọng lợng máy thiết kế, G2 = 20 (T)
Giáo viên hớng dẫn: TS. Vũ Minh Khơng
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Trọng - Lớp: 40M
Trang:


Đồ án tốt nghiệp
3

Rd2 = Rd1

G2

20
= 11,623
G1
30

Rd2 = 10,15 (m)
- Với tay gầu có phạm vi đào trung bình
áp dụng định luật đồng dạng ta có.
R 3d1 G1
=
R 3d2 G2
Trong đó : Rd1 - bán kính đào lớn nhất của máy mẫu,
Rd1 = 11,03 (m)
Rd2 - bán kính đào lớn nhất của máy thiết
kế
G1 - trọng lợng máy mẫu, G1 = 30 (T)
G2 - trọng lợng máy thiết kế, G2 = 20 (T)
3

Rd2 = Rd1

G2
20
= 11,033
G1
30

Rd2 = 9,69 (m)
6. Chiều rộng gầu: ở đây ta chỉ tính với gầu máy
mẫu có dung tích q = 1,5 (m 3), còn các gầu khác ta tính tơng tự.

áp dụng định luật đồng dạng ta có.
b3g1
3
g2

b

=

G1
G2

Trong đó : bg1 - chiều rộng gầu của máy mẫu, b g1 = 1,5
(m)
bg2 - chiều rộng gầu của máy thiết kế
G1 - trọng lợng máy mẫu, G1 = 30 (T)
Giáo viên hớng dẫn: TS. Vũ Minh Khơng
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Trọng - Lớp: 40M
Trang:


Đồ án tốt nghiệp
G2 - trọng lợng máy thiết kế, G2 = 20 (T)
3

bg2 = bg1

G2
20
= 1,53

G1
30

bg2 = 1,3 (m)
7. Bán kính răng gầu: tính với gầu máy mẫu có q1 =
1,5 (m3)
áp dụng định luật đồng dạng ta có.
rg31
3
g2

r

=

G1
G2

Trong đó : rg1 - bán kính răng gầu của máy mẫu, r g1 =
1,66 (m)
rg2 - bán kính răng gầu của máy thiết kế
G1 - trọng lợng máy mẫu, G1 = 30 (T)
G2 - trọng lợng máy thiết kế, G2 = 20 (T)
3

rg2 = rg1

G2
20
= 1,663

G1
30

bg2 = 1,45 (m)
8. Trọng lợng gầu: Tính với gầu máy mẫu có q 1 =1,5
(m3)
áp dụng định luật đồng dạng ta có.
q1 Gg1
=
q2 Gg2
Trong đó : q1 - dung tích gầu của máy mẫu, q 1 = 1,5
(m3)
q2 - dung tích gầu của máy thiết kế,
q2=1,005 (m3)
Giáo viên hớng dẫn: TS. Vũ Minh Khơng
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Trọng - Lớp: 40M
Trang:


Đồ án tốt nghiệp
Gg1 - trọng lợng gầu máy mẫu, Gg1 = 1,101
(T)
Gg2 - trọng lợng gầu máy thiết kế
Gg2

q2
1,005
= 1,101
1,5
=Gg2 q1

Gg2 = 0,73 (T)
II. Cần có độ bền lớn
Tơng tự nh phần tính toán trên, dựa vào định luật
đồng dạng ta sẽ tính đợc các thông số từ máy mẫu.
1. Tính chiều dài cần.
áp dụng định luật đồng dạng ta có.
l 3c1 G1
=
l 3c2 G2
Trong đó : lc1 - chiều dài cần của máy mẫu, l c1 = 6,18
(m)
Lc2 - chiều dài cần máy thiết kế
G1 - trọng lợng máy mẫu, G1 = 30 (T)
G2 - trọng lợng máy thiết kế, G2 = 20 (T)
3

lc2 = lc1

G2
20
= 6,183
G1
30



lc2 = 5,4 (m)

2. Chiều dài tay gầu: Theo máy mẫu loại cần này có

thể lắp đợc với 1 loại tay gầu: tay gầu này đợc thiết kế đặc
biệt để có thể lắp đợc gầu có dung tích lớn.
áp dụng định luật đồng dạng ta có.
l 3tg1
l 3tg2

=

G1
G2

Giáo viên hớng dẫn: TS. Vũ Minh Khơng
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Trọng - Lớp: 40M
Trang:


Đồ án tốt nghiệp
Trong đó : ltg1 - chiều dài tay gầu của máy mẫu, l tg1 =
2,6 (m)
ltg2 - chiều dài tay gầu máy thiết kế
G1 - trọng lợng máy mẫu, G1 = 30 (T)
G2 - trọng lợng máy thiết kế, G2 = 20 (T)
3

ltg2 = ltg1

G2
20
= 2,63
G1

30

ltg2 = 2,3 (m)
3. Dung tích gầu.
- Với tay gầu này có thể lắp 2 dung tích gầu khác
nhau.
áp dụng định luật đồng dạng ta có.
l 3tg1
l 3tg2

=

q1
q2

Trong đó : ltg1 - chiều dài tay gầu của máy mẫu, l tg1 =
2,6 (m)
ltg2 - chiều dài tay gầu máy thiết kế, ltg2 =
2,3 (m)
q1 - dung tích gầu máy mẫu, q1 = 1,9 (m3)
q2 - dung tích gầu máy thiết kế
q2 =

l tg2
l tg1

3

q1 =

2,33
1,9
2,6

q2 = 1,1 (m3)
Với dung tích gầu của máy mẫu q1 = 1,7 (m3), tơng tự
ta đợc
q2 = 1,055 (m3)
Giáo viên hớng dẫn: TS. Vũ Minh Khơng
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Trọng - Lớp: 40M
Trang:


Đồ án tốt nghiệp
4. Chiều sâu đào lớn nhất:
áp dụng định luật đồng dạng ta có.
h3s1 G1
=
h3s2 G2
Trong đó : hs1 - chiều sâu đào lớn nhất của máy mẫu,
hs1 = 6,59 (m)
hs2 - chiều sâu đào lớn nhất của máy thiết
kế
G1 - trọng lợng máy mẫu, G1 = 30 (T)
G2 - trọng lợng máy thiết kế, G2 = 20 (T)
G2
20
= 6,593
G1
30

3

hs2 = hs1



hs2 = 5,75 (m)

5. Bán kính đào lớn nhất.
áp dụng định luật đồng dạng ta có.
R 3d1 G1
=
R 3d2 G2
Trong đó : Rd1 - bán kính đào lớn nhất của máy mẫu,
Rd1 = 10,21 (m)
Rd2 - bán kính đào lớn nhất của máy thiết
kế
G1 - trọng lợng máy mẫu, G1 = 30 (T)
G2 - trọng lợng máy thiết kế, G2 = 20 (T)
3

Rd2 = Rd1

G2
20
= 10,213
G1
30

Rd2 = 8,9 (m)

Giáo viên hớng dẫn: TS. Vũ Minh Khơng
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Trọng - Lớp: 40M
Trang:


Đồ án tốt nghiệp
6. Chiều rộng gầu: ở đây ta chỉ tính với gầu máy
mẫu có dung tích q = 1,9 (m 3), còn các gầu khác ta tính tơng tự.
áp dụng định luật đồng dạng ta có.
b3g1
3
g2

b

G1
G2

=

Trong đó : bg1 - chiều rộng gầu của máy mẫu, b g1 = 1,6
(m)
bg2 - chiều rộng gầu của máy thiết kế
G1 - trọng lợng máy mẫu, G1 = 30 (T)
G2 - trọng lợng máy thiết kế, G2 = 20 (T)
3

bg2 = bg1

G2
20
= 1,63
G1
30

bg2 = 1,4 (m)
7. Bán kính răng gầu: tính với gầu máy mẫu có q =
1,9 (m3)
áp dụng định luật đồng dạng ta có.
rg31
3
g2

r

=

G1
G2

Trong đó : rg1 - bán kính răng gầu của máy mẫu, r g1 =
1,845 (m)
rg2 - bán kính răng gầu của máy thiết kế
G1 - trọng lợng máy mẫu, G1 = 30 (T)
G2 - trọng lợng máy thiết kế, G2 = 20 (T)
3

rg2 = rg1

G2
20
= 1,8453
G1
30

Giáo viên hớng dẫn: TS. Vũ Minh Khơng
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Trọng - Lớp: 40M
Trang:


Đồ án tốt nghiệp
bg2 = 1,61 (m)
8. Trọng lợng gầu.
áp dụng định luật đồng dạng ta có.
q1 Gg1
=
q2 Gg2
Trong đó : q1 - dung tích của máy mẫu, q1 = 1,9 (m3)
q2 - dung tích của máy thiết kế,q2 = 1,1(m3)
Gg1 - trọng lợng gầumáy mẫu, Gg1 = 1,483 (T)
Gg2 - trọng lợng gầu máy thiết kế
Gg2

q2
1,1
= 1,483
1,9
=Gg2 q1

Gg2 = 0,858 (T)

Giáo viên hớng dẫn: TS. Vũ Minh Khơng
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Trọng - Lớp: 40M
Trang: