DANH MỤC CÁC BẢNG THÔNG SỐ TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
STT Bảng Tên bảng Trang
1 1.1
Các thông số kỹ thuật của máy đào Komatsu PW
210-1
18
2 1.2
Các thông số về tầm hoạt động của máy đào komatsu
PW210-1
19
3 3.1 Thông tin chia lưới 71
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
STT Hình vẽ Tên hình Trang
1 1.1 Máy đào gầu ngược 10
2 1.2 Máy đào gầu thuận 11
3 1.3 Máy đào gầu ngoạm 12
4 1.4 Máy đào gầu dây 13
5 1.5 Tổng thể máy đào 16
6 1.6 Tầm hoạt động của máy đào Komatsu PW 210-1 19
7 1.7 Hệ thống lái của máy đào 21
8 1.8
Sơ đồ hệ thống điều khiển di chuyển của máy đào
komatsu PW 210-1
22
9 1.9 Van lái 23
10 1.10 Van trợ lực chính 24
11 1.11 Hệ thống thủy lực của cụm cần đào 26
12 2.1 Hình ảnh chức năng cad của solidwork 29
13 2.2 Hình ảnh chức năng CAM của solidwork 30
14 2.3 Phân tích động lực học 31
15 2.4 Tính lực và tính bền của chức năng CAE 32
45
41 2.30 Thành dưới cảu cần đào hoàn chỉnh 45
42 2.31 Biên dạng 2D thành bên của cần đào 46
43 2.32
Extrude boss/base với biên dạng 2D của thành bên
cần đào
46
44 2.33 Thành bên của cần đào hoàn chỉnh 47
45 2.34 Biên dạng 2D lỗ chốt chân cần 47
46 2.35 Extrude boss/base biên dạng 2D lỗ chốt chân cần 48
47 2.36 Extrude cut biên dạng 2D lỗ chốt chân cần 48
48 2.37 Tạo mặt phẳng plane 5 trên lỗ chốt chân cần 49
49 2.38 Vẽ biên dạng 2D trên plane 5 để tạo lỗ chốt chân cần 49
50 2.39
Extrude cut biên dạng 2D trên plane 5 để tạo lỗ chốt
chân cần
50
51 2.40 Lỗ chốt chân cần hoàn chỉnh 50
52 2.41 Biên dạng 2D lỗ chốt xy lanh tay cần 51
53 2.42
Extrude boss/base biên dạng 2D lỗ chốt xy lanh tay
cần
51
54 2.43
Trên sketch 2 vẽ biên dạng 2D phía dưới khối 3D lỗ
chốt xy lanh tay cần
52
55 2.44 Extrude cut biên dạng 2D ở trên sketch 2 52
56 2.45 Vẽ biên dạng 2D trên sketch 3 53
57 2.46 Extrude boss/base biên dạng 2D ở trên sketch 3 53
76 2.65
Mối hàn giữa tấm ốp để hàn lỗ chốt cần đào với
thành trên và thành dưới cần đào
63
77 2.66
Mối hàn giữa lỗ chốt xy lanh cần đào với hai thành
bên cụm cần đào
63
78 2.67
Mối hàn giữa chốt xy lanh tay cần với thành trên cần
đào
64
79 2.68
Mối hàn giữa chốt chân cần với thành trên và tành
dưới cần đào
64
80 3.1 Các lực tác dụng lên cần đào 65
81 3.2 Gán vật liệu cho các lỗ chốt 66
82 3.3
Gán vật liệu cho thành trên cảu cần, thành dưới của
cần, hai mặt bên của cần, gần tăng cứng số 1 và 2 của
cần, tấm ốp của cần
66
83 3.4 Giải phóng liên kết cứng của cần đào 67
84 3.5 Đặt vị trí liên kết khớp bản lề ở lỗ chốt chân cần 67
85 3.6 Đặt lực X
0
lên lỗ chốt chân cần 68
86 3.7 Đặt lực Y
0
1.3.3. Máy đào gầu ngoạm 6
1.3.4. Máy đào gầu dây 7
1.4. Ý nghĩa cơ giới hoá công tác đất 8
1.5. Giới thiệu máy đào komatsu PW 210 10
1.5.1. Kết cấu của máy đào Komatsu PW 210-1 10
1.5.2. Các thông số kỹ thuật cơ bản 12
1.5.3. Hệ thống lái của máy đào Komatsu PW210-1 14
1.5.4.Các dạng kết cấu khác của hệ thống lái 17
1.5.5. Hệ thống thủy lực điều khiển cụm cần đào 20
CHƯƠNG II: MÔ PHỎNG 3D 22
CỤM CẦN ĐÀO MÁY ĐÀO BÁNH LỐP KOMATSU PW210-1 22
2.1. Giới thiệu phần mềm và các chức năng của Solidworks 22
a. Chức năng CAD 22
b. Chức năng CAM (SolidCam) 24
c. Chức năng CAE 24
d. Chức năng Mold: 27
2.2. Cấu tạo và kính thước cần đào của máy đào bánh lốp Komatsu PW210-1 27
2.2.1 Cấu tạo cần đào 27
2.2.2. Kích thước cần đào 28
2.3. Mô phỏng cụm cần đào của máy đào bánh lốp Komatsu PW210-1 29
2.2.3. Các bước thiết kế cụm cần đào của máy đào Komatsu PW210-1 bằng phần mềm
Solidworks 2012 29
CHƯƠNG III: XÁC ĐỊNH ỨNG XUẤT 60
TÁC DỤNG LÊN CẦN ĐÀO KOMATSU PW 210-1 60
3.1.Thiết lập điều kiện tính toán 60
3.2.Chọn vật liệu chế tạo các chi tiết của cần đào 62
3.3. Đặt các ngoại lực tác dụng lên tay gầu 63
a. Đặt vị trí liên kết khớp bản lề ở lỗ chốt chân cần 63
b. Đặt phản lựcX0 = 433500 N tại lỗ chốt chân cần 64
c. Đặt lực Y0 = 349560 N tại lỗ chốt chân cần 64
thầy, cô giáo trong bộ môn Công nghệ Kỹ thuật Ô tô đã đóng góp ý kiến quý giá tạo
điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng tiến độ.
Hưng Yên, ngày tháng 06 năm 2013
Sinh viên thực hiện
Lê Hải Quân
1
Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài giúp sinh viên năm cuối khi sắp tốt nghiệp có thể củng cố, tổng hợp và
nâng cao kiến thức chuyên ngành cũng như kiến thức ngoài thực tế, xã hội. Đề tài
nghiên cứu về“Ứng dụng phần mềm SolidWorks mô phỏng và xác định ứng suất
tác dụng lên cần đào của máy đào bánh lốp”.không chỉ giúp cho chúng em tiếp cận
với thực tế mà còn trở nên quen thuộc với học sinh - sinh viên các khóa sau có thêm
tài liệu để nghiên cứu, học tập.
Những kết quả thu thập được sau khi hoàn thành đề tài này trước tiên xẽ giúp cho em,
sinh viên lớp ĐLK7 hiểu sâu hơn về phần mềm SolidWorks va hoạt động của một số
loại máy đào.
MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
− Xác định ứng suất tác dụng lên cụm cần đào của máy đào Komatsu PW
210-1.
− Dùng phần mềm SolidWorks mô phỏng 3D cụm chi tiết cần đào của
máy đào Komatsu PW 210-1.
NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI
Nội dung của đề tài gồm 3 phần chính:
Chương 1: Giới thiệu chung về máy đào thủy lực
Chương 2:Mô phỏng 3D cụm cần đào Komatsu PW 210-1 .
Chương 3: Dùng phần mềm SolidWorks đưa ra ứng suất tác dụng lên cần đào của máy
đào Komatsu PW 210-1 .
2
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY ĐÀO THỦY LỰC
1.1. Công dụng máy đào.
Khâu làm đất trong công tác xây dựng đã được tiến hành cơ giới hoá ở mức độ
ngày càng cao do xuất hiện nhiều loại máy làm đất như: máy xúc đất quay toàn vòng
360
0
, di chuyển bằng bánh lốp, bánh xích kể cả máy xúc di chuyển bằng thiết bị tự
bước. Đồng thời để đáp ứng khối lượng công tác đất ngày càng lớn trong xây dựng cơ
3
bản.Nền công nghiệp đã chế tạo nhiều loại máy làm đất có chức năng, công dụng, kết
cấu khác nhau.
Xu hướng phát triển máy làm đất trong giai đoạn này là nâng cao năng suất làm
việc, tăng vận tốc di chuyển máy và vận tốc làm việc; sử dụng vật liệu kim loại, phi
kim loại chất lượng cao để giảm khối lượng riêng của máy, nâng cao độ tin cậy của
các chi tiết máy, giảm thời gian bảo dưỡng trong quá trình sử dụng, hoàn thiện các
thiết bị động lực và truyền động cùng các hệ thống khác trên máy, chế tạo các bộ công
tác (thiết bị làm việc) thay thế để máy có thể làm việc ở các điều kiện, chế độ khác
nhau (tức là vạn năng hoá máy làm đất) nên năng suất làm việc của máy ngày càng
được nâng cao.
Trong những năm gần đây, khối lượng của một số máy làm đất giảm nhẹ đi 20 ÷
30% nhưng công suất máy tăng lên đến 50 ÷ 80%. Công suất trang bị trên máy tăng
lên kéo theo hiệu suất làm việc của máy tăng lên. Cũng với việc không ngừng cải tiến,
hoàn thiện về nguyên lý, kết cấu, người ta còn sử dụng các bộ phận, các máy cơ sở
được chế tạo theo tiêu chuẩn, theo môdun để hoà nhập xu hướng thống nhất hoá, tiêu
chuẩn hoá và vạn năng hoá ngành sản xuất máy làm đất.
1. 3.Phân loại máy đào
Có rất nhiều loại máy đào đang được sử dụng và máy đào được phân ra những
loại
cơ bản sau :
1.3.1. Máy đào gầu ngược
Hình 1.1 Máy đào gầu ngược
4
1.3.4. Máy đào gầu dây
Hình 1.4. Máy đào gầu dây
Khác với các loại trên, ở máy đào gầu dây, gầu ngược lien kết mềm với cần qua
hệ thống dây cáp và dây xích nên được gọi là máy đào gầu dây. Khi bắt đầu đào đất,
người điều khiển máy nâng gầu lên sát đầu cần và dùng kinh nghiệm của mình, quăng
gầu ra xa. Do đó, máy đào này còn có tên là máy đào gầu quăng. Nhờ có đắc điểm nêu
trên mà máy đào gầu dây có bán kính đào lớn nhất trong các loại máy đào một gầu.
Ngoài bốn thiết bị làm việc chính nói trên, ở máy cơ sở của máy đào một gầu có
cơ cấu quay còn lắp một số thiết bị khác như gầu bào, thiết bị cần trục, thiết bị đóng
(hạ) cọc và thiết bị nhổ gốc cây… Vì vậy, máy đào một gầu có cơ cấu quay là loại máy
có tính vạn năng.
7
1.4. Ý nghĩa cơ giới hoá công tác đất.
Trong xây dựng cơ bản: xây dựng dân dụng, công nghiệp, xây dựng giao thông,
xây dựng thuỷ lợi… Đối tượng thi công trước tiên có khối lượng lớn – có thể nói lớn
nhất là công tác đất. Trong các công trình xây dựng, đất là đối tượng được xử lý với
các phương pháp, mục đích khác nhau nhưng có thể tập hợp theo các quy trình công
nghệ chính: Đào – Khai thác, vận chuyển, đắp, san bằng và đầm chặt. Trong đó, máy
đào gầu nghịch thi công chủ yếu ở khâu Đào – Khai thác.
Cơ giới hoá công tác đất có ý nghĩa trọng yếu và đó là vấn đề cấp bách, cần thiết
do khối lượng công việc rất lớn, đòi hỏi nhiều nhân lực, lao động nặng nhọc, ảnh
hưởng đến tiến độ thi công và năng suất lao động nói chung.
Nhiệm vụ chủ yếu của cơ giới hoá là nâng cao năng suất lao động như V.I. Lênin
nói “ Năng suất lao động là điều kiện quan trọng và cơ bản nhất để xã hội mới chiến
thắng xã hội cũ”
Cơ giới hoá là biện pháp chủ yếu chứ không phải là biện pháp duy nhất nhằm
tăng năng suất lao động.
Năng suất lao động còn có thể tăng lên bằng cách hoàn chỉnh quy trình công
nghệ đã ổn định thì áp dụng cơ giới hoá tiến tới tự động hoá khâu làm đất là biện pháp
chủ yếu để tăng năng suất lao động. Do vậy, có thể rút ra một số ý nghĩa của cơ giới
Hình 1.5. Tổng thể máy đào Komatsu PW 201-1
1. Máy cơ sở 5. Tay gầu 9. Lưỡi ủi
2. Cần 6. Xylanh gầu 10. Bánh xe
3. Xylanh cần 7. Thanh giằng 11. Chân chống
10
4. Xylanh tay gầu 8. Gầu 12. Bàn quay
Cấu tạo chung của máy đào Komatsu PW 210-1 bao gồm các bộ phận chính
sau:
Trên máy cơ sở số 1 có lắp thiết bị gầu ngược bao gồm: Cần số 2 là một dầm cong liên
tục, có tiết diện hình hộp, được liên kết với bàn quay số 12 bằng khớp bản lề O
1
. Tay
gầu số 5 được liên kết với đầu cần bằng khớp bản lề O
2
. Gầu số 8 được liên kết với tay
gầu bằng khớp bản lề O
3
và hai thanh giằng số 7. Xilanh số 3 để nâng hạ thiết bị làm
việc. Xilanh số 4 để điều khiển tay gầu. Xi lanh số 6 để quay gầu quanh khớp O
3
.
Bộ phận di chuyển của máy đào Komatsu PW 210-1 là hệ thống di chuyển bằng bánh
lốp có hai cầu chủ động. Bộ truyền động cơ khí của bộ phận di chuyển của nó bao gồm
hộp số, truyền động các đăng, truyền lực chính, cầu trước và cầu sau chủ động. Bộ
truyền động thủy lực của hệ thống di chuyển bao gồm bơm được dẫn động bằng động
cơ diêzen, hệ thống van, mô tơ thủy lực Thiết bị di động bánh hơi sử dụng dẫn động
thuỷ lực đã làm cho kết cấu của khung di động và bộ di chuyển đơn giản đi rất
nhiều.Việc sử dụng hệ truyền dẫn thuỷ lực cho phép điều khiển máy đào thuận tiện
hơn và tốc độ trung bình tăng lên. Việc sử dụng các bơm điều chỉnh tự động có bộ
phận điều chỉnh vô cấp cung cấp dầu cao áp cho các động cơ di chuyển làm tăng thêm
Độ đào sâu tối đa 5380 [mm]
Cơ cấu di chuyển Bánh hơi
Vận tốc di chuyển lớn
nhất
30 [km/h]
Vận tốc di chuyển nhỏ
nhất
3 [km/h]
Bán kính quay nhỏ
nhất
3010 [mm]
Tốc độ quay của bàn
quay
12,4 [v/ph]
Dung tích gàu 0,83-1,13 [m3]
Động cơ mã hiệu S6D105
Công suất thiết kế 116 [KW]
Số vòng quay 2000 [v/ph]
Khối lượng cần 1511 [kg]
Khối lượng tay gầu 601 [kg]
Khối lượng gầu 620 [kg]
Các thông số về tầm hoạt động của máy đào.
Bảng 1.2. Các thông số về tầm hoạt động của máy đào Komatsu PW 210-1
Tên thông số Giá trị
Bán kính đào lớn nhất:
8660 [mm]
Chiều sâu đào lớn nhất: 5380 [mm]
Bán kính xả đất lớn nhất: 8850 [mm]
Chiều cao xả đất lớn nhất: 6630 [mm]
0
+Đảm bảo tính cơ động cao tức là xe có thể quay vòng thật ngoặt trong thời gian rất
ngắn trên một diện tích bé.
+ Đảm bảo động lực học quay vòng đúng
+ Giảm được các va đạp từ bánh xe dẫn hướng truyền lên vô lăng khi chạy trên đường
xấu hoặc gặp chướng ngại vật.
+ Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện.
+ Đảm bảo sự tỉ lệ giữa lực tác dụng lên vô lăng và mômen quay các bánh xe dẫn
hướng.
-Hệ thống lái trên máy đào Komatsu PW210-1 là hệ thống lái dẫn động thủy lực bao
gồm:
+ Cơ cấu điều khiển gồm có vô lăng, trục lái dùng dùng để điều khiển các van thủy
lực.
+ Hệ thống thủy lực gồm bơm, các van điều khiển, xilanh lái, đường ống thủy lực
dùng để dẫn động xilanh lái qua đó truyền đến dẫn động lái để điều khiển quay các
bánh xe.
+ Dẫn động lái gồm các đòn, cơ cấu đảm bảo động học quay vòng đúng (hình thang
lái). Dùng để truyền chuyển động từ xilanh đến các bánh xe dẫn hướng và đảm bảo
động học quay vòng đúng của chúng.
14
1.5.3.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống lái
a. Cấu tạo hệ thống lái
Hình 1.7. Hệ thống lái của máy đào komatsu PW210
15
1 . Khớp cầu trung tâm 4 . Van tiết lưu lái chính
2 . Thùng dầu thủy lực 5 . Van lái
3 . Bơm lái 6 . Xy lanh lái
Sơ đồ mạch lái thủy lực của máy đào Komatsu PW210-1
Hình 1.8. Sơ đồ hệ thống điều khiển di chuyển của máy đào Komatsu PW210-1
1. Thùng dầu thủy lực 5. Núm điều khiển lái
2. Bơm trợ lái 6. Bơm thủy lực
18
Hoạt động:
Phần A hình thành các mạch bơm,phần
C hình thành mạch bình chứa dòng
chảy.Dầu từ bơm đi qua lỗ a bên trong
thân van và lấp đầy buồng B.
Khi áp lực ở phần A và phần B đặt đến
mức lò xo,bi được mở ra và áp lực
trong phần B thoát đến phần C. Vì vậy
áp lực trong phần B bị giảm xuống
Khi áp lực phần B đi xuống,một sự
khác biệt giữa phần A và phần B được
tạo ra bởi lỗ a. Van chính được đẩy mở
bởi áp lực ở phần A và áp suất thủy lực
tại phần A được giảm
19
1.5.5. Hệ thống thủy lực điều khiển cụm cần đào
Hình 1.11. Hệ thống thủy lực của cụm cần đào
1. Bình chứa thủy lực 7. sạc bơm 13. van điều khiển cần
2. Dầu máy lạnh 8.Van cần 14. van điều khiển tay cần
3. Bộ lọc thủy lực 9. bình ắc quy 15. van tiết lưu tay cần
4.Phía sau bơm chính 10. van điều khiển 17. van điều khiển
5. Trước bơm chính
11 van an toàn với bộ hút áp lực 250kg /cm²
18. xy lanh cần
6. Van vận chuyển
12 van an toàn với bộ hút áp lực 340kg /cm²
20
Copyright: Tài liệu đại học ©