Đồ án Thiết kế máy khoan cọc nhồi lắp trên máy cơ sở là máy xúc thủy lực

Mục lục Lời nói đầu .3 Phần I: Tổng quan về công nghệ thi công khoan cọc nhồi 4 Chương I: Giới thiệu công nghệ khoan, dung dịch bentonite và các phương pháp thi công khoan cọc nhôi 4 I. Giới thiệu các công nghệ khoan cọc nhồi hiện nay 4 1. Công nghệ khoan nhồi đơn giản 4 1.1. Các đặc điểm thi công 4 1.2. Các cấu tạo 4 2. Công nghệ thi công khoan cọc nhồi có ống vách 5 2.1. Các đặc điểm thi công 5 2.2. Thi công 5 3. Công nghệ thi công khoan cọc nhồi trong dung dịch 7 3.1. Các đặc điểm thi công 7 3.2. Công nghệ thi công 7 4. Khoan trục rỗng 9 4.1. Các đặc điểm thi công 9 4.2. Các quy định về cấu tạo 9 4.3. Thi công 10 5. Khoan xoắn có khuôn 11 5.1. Các đặc điểm thi công 11 5.2. Các quy định về cấu tạo 11 5.3. Thi công 12 6. Cọc được phun áp lực cao 12 6.1. Đặc điểm thi công 12 6.2. Các quy định về cấu tạo 12 6.3. Thi công 12 II. Chế tạo dung dịch bentonite (bùn khoan) 13 1. Tính chất dung dịch bentonite mới 13 2. Sử dụng và sử lý dung dịch bentonite 14 III. Chọn phương pháp thi công công trình 16 1. Sơ đồ thi công khoan cọc nhồi 16 2. Công tác chuẩn bị 16 3. Định vị hố khoan 17 4. Công tác khoan cọc 17 4.1. Hạ ống vách 18 4.2. Công tác khoan tạo lỗ 18 4.3. Công tác kiểm tra và làm sạch sơ bộ 20 4.4. Tập kết và sử lý bùn khoan 20 5. Gia công và hạ lồng cốt thép 21 6. Làm sạch hố khoan 22 6.1. Thổi rửa bằng bơm 23 6.2. Thổi rửa bằng khí nén 23 7. Thi công đổ bê tông 24 7.1. Lắp đặt ống đổ 24 7.2. Quá trình đổ bêtông 25 8. Rút ống vách 26 9. Dung sai 26 10. Lý lịch cọc 27 11. Lắp đầu cọc 28 Phần II. Lựa chọn phương án thiết kế, lắp đặt thiết bị lên máy cơ sở 29 Chương I: Lựa chọn phương án 29 I. Phương án 1: Lắp cần giàn lên máy cơ sở là máy xúc thủy lực 29 1. ưu điểm 30 2. Nhược điểm 30 II. Phương án 2: Lắp cần hộp lên máy xúc thủy lực 31 1. ưu điểm 32 2. Nhược điểm 32 III. Nhận xét lựa chọn phương án thiết kế 32 1. Lựa chọn thiết bị cơ sở 32 2. Sơ đồ hình chung máy thiết kế 33 IV. Giới thiệu máy thiết kế 34 Phần III. Phần tính chung 35 Chương I: Nội dung và chọn lý thuyết khoan tính toán 35 I. Nội dung thiết kế 35 1. Xác định các thông số cơ bản 35 2. Các số liệu thiết kế 35 II. Chọn lý thuyết khoan xoay để tính toán 35 Chương II. Phần tính toán 36 I. Phần tích chung 36 1. Phân tích lực khi khoan xoay 36 2. Tính các lực cơ bản 37 Kết luận 41 Phần IV. Phần tính riêng 42 Chương I: Thiết kế cụm cơ cấu quay dẫn động cần kelly 42 I. Lựa chọn thiết Bỵ 42 1. Chọn động cơ 42 1.1. Môtơ điện 42 1.2. Môtơ thủy lực 42 2. Hộp giảm tốc 42 II. Tính toán chung 43 1. Tính chọn môtơ thủy lực 43 1.1. Các thống số đầu ra của bộ truyền 43 1.2. Chọn môtơ thủy lực 43 2. Sơ đồ dẫn động và phân phối tỉ số truyền 44 2.1. Sơ đồ dẫn động 44 2.2. Xác định và phân phối tỉ số truyền 45 3. Thiết kế bộ truyền bánh răng hành tinh 2 cấp 45 3.1. Sơ đồ truyền động của bộ truyền bánh răng hành tinh 45 3.2. Tính toán thiết kế động học 46 3.3. Kiểm tra điều kiện đồng trục và điều kiện lắp 49 3.4. Kiểm tra điều kiện kề 49 4. Chọn môdun bánh răng và kích thước hình học của bộ truyền 50 4.1. Chọn môdun bánh răng 50 4.2. Kiểm tra điều kiện kề 51 4.3. Chọn môdun bánh răng 51 5. Tính toán các kích thước hình học của bộ truyền 52 6. Tính toán sức bền các bánh răng 53 6.1. Các cặp bánh răng ăn khớp ngoài 1-2 và 4-5 53 6.1.1. Xác định ứng suất cho phép 53 6.1.2. ứng suất uốn cho phép 54 7. Kiểm nghiệm các cặp bánh răng 56 7.1. Cặp bánh răng 1-2-3 56 7.1.1. Kiểm nghiệm cặp bánh răng ăn khớp ngoài 1-2 56 7.1.2. Các cặp bánh răng ăn khớp trong 59 8. Tính toán các trục bánh răng 62 8.1. Trục bánh răng số 1 62 8.1.1. Sơ đồ tính toán 62 8.1.2. Xác định các thông số 63 8.1.3. Xác định các lực 63 8.2. Thiết kế trục cho bánh răng hành tinh 65 8.2.1. Sơ đồ tính toán 65 8.3. Trục bánh răng số 4 67 8.3.1. Sơ đồ tính toán 67 8.4. Tính trục bánh răng số 5 68 8.4.1. Sơ đồ tính toán 68 8.4.2. Sơ đồ lực 69 8.5. Thiết kế trục ra của hộp giảm tốc hành tinh 70 9. Thiết kế đĩa truyền mômen C1,C2 71 10. Chọn ổ đỡ cho bộ truyền 71 10.1. Chọn ổ đỡ cho trục bánh răng trung tâm 1 71 10.2. Chọn ổ đỡ cho trục bánh răng hành tinh 2 72 10.3. Chọn ổ đỡ cho trục bánh răng trung tâm 4 72 10.4. Chọn ổ đỡ cho trục bánh răng hành tinh 5 72 10.5. Chọn ổ đỡ cho trục ra của hộp giảm tốc 73 IV. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ 1 cấp 74 1. Sơ đồ dẫn động 74 2. Tính chọn vật liệu 74 2.1. Vật liệu chế tạo 74 2.2. Xác định ứng suất cho phép của vật liệu 74 3. Xác định đường kính vòng lăn, khoảng cách trục, môdun và số răng 76 3.1. Xác định đường kính vòng lăn 76 3.2. Xác định khoảng cách trục 76 3.3. Xác định môdun 76 4. Kiểm tra sức bền làm việc 77 4.1. Kiểm nghiệm sức bền làm việc 77 4.2. Kiểm nghiệm răng về sức bền uốn 79 5. Các thông số của bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng 79 5.1. Bánh răng dẫn động 79 5.2. Vành răng dẫn động cần kelly 80 6. Thiết kế trục truyền động 80 6.1. Các thông số thiết kế 80 6.2. Xác định đường kính trục 80 7. Tính thiết kế bôi trơn hộp giảm tốc hành tinh 81 7.1. Các phương pháp lựa chọn để bôi trơn hộp giảm tốc 81 7.1.1. Bôi trơn ngâm dầu 81 7.1.2. Bôi trơn lưu thông 81 8. Thiết kế vỏ hộp giảm tốc 81 9. Thiết kế chi tiết cho cơ cấu quay dẫn động cần kelly 82 Chương II: Thiết kế cần hộp 83 1. Tính chọn gầu 83 2. Tính chọn cần kelly 84 3. Thiết kế cần hộp 84 3.1. Trường hợp 1 84 3.2. Trường hợp 2 86 3.3. Trường hợp 3 88 3.4. Thiết kế cần 89 3.4.1. Chọn vật liệu và tiết diện cần 89 3.4.2. Xác định mômen quán tính 90 3.5. Kiểm tra bền cần hộp 90 Chương III: Thiết kế phần khung dẫn động cần 93 I. Đại cương 93 II. Phân tích động học cơ cấu phẳng toàn khớp thấp, bài toán vị trí 94 III. Phân tích động học cơ cấu phẳng toàn khớp thấp, bài toán vị trí 97 IV. Phân tích lực cơ cấu phẳng tác dụng lên hệ cơ cấu hình bình hành 98 1. Đại cương 98 2. Thiết kế các khâu cơ cấu khung 100 2.1. Thiết kế sơ bộ cơ cấu khung 100 2.2. Thiết kế thanh chống 100 2.2.1. Trường hợp 1 100 2.2.2. Trường hợp 2 103 2.2.3. So sánh 2 trường hợp 103 2.2.4. Thiết kế thanh chống 104 Chương IV: Thiết kế tính chọn các cơ cấu khác 107 I. Tính chọn cáp và các puli 107 1. Tính chọn cáp nâng cần kelly 107 2. Tính chọn puli đổi hướng cáp lắp trên cần hộp 107 3. Tính chọn các cơ cấu nâng hạ lồng cốt thép 109 4. Thiết kế puli đổi hướng cáp nâng hạ lồng cốt thép 110 Chương 5: Tính ổn định máy khi làm việc 112 I. Các trường hợp máy làm việc 112 1. Trường hợp 1 112 2. Trường hợp 2 115 3. Trường hợp 3 116 Một số quy định khi lắp dựng và sử dụng máy 118 1. Lắp dựng máy 118 2. Một số quy định khi sử dụng máy 118 Kết luận chung 120 Tài liệu tham khảo 121

doc129 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 19/06/2013 | Lượt xem: 1842 | Lượt tải: 10download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Thiết kế máy khoan cọc nhồi lắp trên máy cơ sở là máy xúc thủy lực, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Óm t¹i ®Çu ngµm lµ: Mu = F´70 =1333.333´70 = 93333.333 (N.mm) - §­êng kÝnh trôc: d ≥ [t] = 15 ¸ 50 (MPa): øng suÊt cho phÐp cña vËt liÖu trôc lµ thÐp 40X (trang 188 – TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ). Ta chän [t] = 40 MPa Þ d ≥ Þ Chän d = 30 (mm) - TÝnh chÝnh x¸c trôc M«men t­¬ng ®­¬ng (Mtd) ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: Mtd = MU [s] = 70 (MPa): øng suÊt cho phÐp tra b¶ng 10.5 trang 195 – TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®«ng c¬ khÝ. Þ d = = 23.7 (mm) VËy chän d = 30 (mm) 8.3. Trôc b¸nh r¨ng sè 4. 8.3.1. S¬ ®å tÝnh to¸n. H×nh 16 - S¬ ®å tÝnh to¸n trôc b¸nh r¨ng sè 4 TÝnh to¸n c¸c th«ng sè: - KÝch th­íc h×nh häc Chän s¬ bé l1 = 17 (mm) l2 = 60 (mm) - TÝnh to¸n lùc t¸c dông M«men xo¾n trªn trôc 4: Mx4 = MMT´i1c´h1 Víi MMT = 210 N.m – m«men xo¾n trªn trôc m«t¬ thuû lùc i1c = 5 – tØ sè truyÒn cña hÖ b¸nh r¨ng hµnh tinh 1-2-3 h1 = 0.98 – HiÖu suÊt truyÒn cña hÖ b¸nh r¨ng 1-2-3 VËy Mx4 = 210´5´0.98=1029 N.m T­¬ng tù nh­ b¸nh r¨ng sè 1, trôc cña b¸nh r¨ng sè 4 chØ chÞu t¸c dông cña m«men xo¾n. BiÓu ®å m«men H×nh 17 - BiÓu ®å m«men xo¾n t¸c dông lªn trôc b¸nh r¨ng sè 4 TÝnh ®­êng kÝnh trôc d ≥ [t] = 40 (Mpa): øng suÊt cho phÐp cña vËt liÖu trôc Þ d ≥ Þ Chän d = 55 (mm) - TÝnh chÝnh x¸c trôc M«men t­¬ng ®­¬ng (Mtd) ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: Mtd = = Mx´ = 1029´103´ = 891´103 (N.mm) [s] = 70 (MPa): øng suÊt cho phÐp tra b¶ng 10.5 trang 195 – TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®«ng c¬ khÝ. Þ d = = 50.3 (mm) VËy chän d = 55 (mm) 8.4. TÝnh trôc b¸nh r¨ng sè 5. 8.4.1. S¬ ®å tÝnh to¸n. H×nh 18. S¬ ®å tÝnh to¸n trôc b¸nh r¨ng sè 5 TÝnh to¸n c¸c th«ng sè - KÝch th­íc h×nh häc Chän s¬ bé l1 = 17 (mm) l2 = 60 (mm) - TÝnh to¸n lùc t¸c dông. T­¬ng tù nh­ b¸nh r¨ng hµnh tinh 2. 8.4.2. S¬ ®å lùc. H×nh 19 - BiÓu ®å m«men uèn trªn trôc b¸nh r¨ng sè 5 F = = Trong ®ã: ChiÒu dµi L = 70 mm chän s¬ bé. - VËy m«men uèn lín nhÊt sinh ra t¹i tiÕt diÖn nguy hiÓm t¹i ®Çu ngµm lµ: Mu = F´70 = 6533.33´70 = 457333.333 (N.mm) - §­êng kÝnh trôc: d ≥ [t] = 15 ¸ 50 (MPa): øng suÊt cho phÐp cña vËt liÖu trôc lµ thÐp 40X (trang 188 – TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ). Ta chän [t] = 40 MPa Þ d ≥ Þ Chän d = 50 (mm) - TÝnh chÝnh x¸c trôc M«men t­¬ng ®­¬ng (Mtd) ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: Mtd = MU [s] = 70 (MPa): øng suÊt cho phÐp tra b¶ng 10.5 trang 195 – TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®«ng c¬ khÝ. Þ d = = 40.2 (mm) VËy chän d = 50 (mm) 8.5. ThiÕt kÕ trôc ra cña hép gi¶m tèc hµnh tinh. M«men xo¾n trªn trôc ra lµ: MX = Mx1´i´h = 210´25´0.96 =5040 (N.m) H×nh 20 - BiÓu ®å m«men xo¾n trªn trôc ra TÝnh ®­êng kÝnh trôc d ≥ [t] = 40(Mpa): øng suÊt cho phÐp cña vËt liÖu trôc Þ d ≥ Þ Chän d = 90 (mm) 9. ThiÕt kÕ ®Üa truyÒn m«men C1 vµ C2. Khi lµm viÖc ®Üa C1 vµ C2 chñ yÕu chÞu m«men xo¾n do trôc 2 vµ trôc 5 g©y ra. Ta thiÕt kÕ nh­ sau: + VËt liÖu chÕ t¹o lµ thÐp 45 t«i c¶i thiÖn. + BÒ dµy chän 20 mm. H×nh 21 – S¬ ®å ®Üa truyÒn m«men C1 vµ C2 10. Chän æ ®ì cho bé truyÒn. Tiªu chuÈn æ ®ì - Ta dïng c¸c æ ®ì theo tiªu chuÈn SKF ®Ó chän. - Do vËn tèc lµm viÖc nhá nªn ta chän theo ®iÒu kiÖn chÞu t¶i tÜnh ®Ó kiÓm tra kh¶ n¨ng lµm viÖc æ ®ì. 10.1. Chän æ ®ì cho b¸nh r¨ng trung t©m 1. - §­êng kÝnh trôc lµ DT= 30 mm. Theo tiªu chuÈn SKF ta cã thÓ chän æ bi ®ì chÆn cã ký hiÖu lµ 1000906. Cã c¸c th«ng sè c¬ b¶n sau: §­êng kÝnh ngâng trong d = 30 mm §­êng kÝnh ngoµi D = 47 mm ChiÒu cao H = 9 mm Kh¶ n¨ng chÞu t¶i tÜnh C = 5.95 KN Kh¶ n¨ng chÞu t¶i träng ®éng 4.06 KN - Khi lµm viÖc th× lùc t¸c ®éng lªn æ ®ì cña b¸nh r¨ng hµnh tinh lµ nhá, do ®ã æ bi trªn hoµn toµn ®¸p øng ®­îc yªu cÇu vÒ chÕ ®é lµm viÖc. 10.2. Chän æ ®ì cho trôc b¸nh r¨ng vÖ tinh 2. V× ®­êng kÝnh cña trôc 2 lµ d = 30 mm Ta chän lo¹i æ bi ®ì chÆn ký hiÖu 46206 cã c¸c th«ng sè sau: (Trang264 Tµi liÖu tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬khÝ). §­êng kÝnh ngâng trong d = 30 mm §­êng kÝnh ngoµi D = 62 mm BÒ réng b = 16 mm Kh¶ n¨ng chÞu t¶i ®éng C = 12.2 KN Kh¶ n¨ng chÞu t¶i träng tÜnh 17.2 KN 10.3. Chän æ ®ì cho trôc b¸nh r¨ng 4. Ký hiÖu æ 46211 §­êng kÝnh ngâng trong d = 55 mm §­êng kÝnh ngoµi D = 100 mm ChiÒu cao H = 21 mm Kh¶ n¨ng chÞu t¶i ®éng C = 32.1 KN Kh¶ n¨ng chÞu t¶i träng tÜnh 34.9 KN 10.4. Chän æ ®ì cho trôc b¸nh r¨ng hµnh tinh 5. §­êng kÝnh cña trôc lµ 50 mm Ký hiÖu æ 46210 §­êng kÝnh ngâng trong d = 50 mm §­êng kÝnh ngoµi D = 90 mm ChiÒu cao H = 20 mm Kh¶ n¨ng chÞu t¶i ®éng C = 25.4 KN Kh¶ n¨ng chÞu t¶i träng tÜnh 31.8 KN 10.5. Chän æ ®ì cho trôc ra cña hép gi¶m tèc. §­êng kÝnh cña trôc lµ 90 mm . Ký hiÖu æ 46218 §­êng kÝnh ngâng trong d = 90 mm §­êng kÝnh ngoµi D = 160 mm ChiÒu cao H = 30 mm Kh¶ n¨ng chÞu t¶i ®éng C = 77.7 KN Kh¶ n¨ng chÞu t¶i träng tÜnh 81.7 KN IV. ThiÕt kÕ bé truyÒn b¸nh r¨ng trô 1 cÊp: (Trang 90 – TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ). 1. S¬ ®å dÉn ®éng: H×nh – S¬ ®å dÉn ®éng bé truyÒn b¸nh r¨ng trô 1 cÊp. Trong ®ã: 1,1’ – B¸nh r¨ng trôc truyÒn. 2 – Vµnh r¨ng. Ta chØ tÝnh cho 1 bé truyÒn 2-1, cßn bé truyÒn 2-1’ t­¬ng tù. 2. TÝnh chän vËt liÖu: (Trang 92 Tµi liÖu tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ) 2.1. VËt liÖu chÕ t¹o bé truyÒn b¸nh r¨ng trô 1 cÊp lµ thÐp 45 t«i c¶i thiÖn ®¹t c¸c chØ tiªu c¬ tÝnh sau: VËt liÖu cho b¸nh r¨ng dÉn ®éng cã ®é cøng HB = 240…285, giíi h¹n bÒn sb = 850 Mpa, sch = 850 Mpa. VËt liÖu chÕ t¹o b¸nh r¨ng lín cã ®é cøng HB = 190…240 giíi h¹n bÒn sb = 750 Mpa, sch= 450 Mpa. 2.2. X¸c ®Þnh øng suÊt cho phÐp cña vËt liÖu. - øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp tÝnh theo c«ng thøc: c«ng thøc 6.1 trang 91 tµi liÖu tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ. [sH] = (s0Hlim/SH).ZR. ZV. KXH. KHL (c«ng thøc 6.1 trang 91 tµi liÖu tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ - øng suÊt uèn cho phÐp tÝnh theo c«ng thøc: [sF] = (s0Flim/SF).YR. YS. KXF.FFC. KHL TÝnh c¸c ®¹i l­îng trong 2 biÓu thøc trªn nh­ sau: øng suÊt tiÕp xóc cho phÐp: s0Hlim= 2HB + 70 (tµi liÖu TTHDDCK trang 94) + HÖ sè an toµn øng suÊt tiÕt SH = 1.1 øng suÊt uèn cho phÐp: s0Flim= 1.8HB + HÖ sè an toµn øng suÊt øng SF = 1.75 ThÐp 45 chÕ t¹o b¸nh r¨ng dÉn ®éng, sau khi gia c«ng c¬ khÝ tiÕn hµnh t«i c¶i thiÖn ®é r¾n HB =245. ThÐp 45 chÕ t¹o vµnh r¨ng bÞ dÉn sau khi t«i c¶i thiÖn bÒ mÆt ®¹t ®é cøng HB = 230. Thay c¸c gi¸ trÞ vµo c«ng thøc tÝnh ta ®­îc: s0Hlim= 2HB + 70 = 2x245 + 70 = 560 Mpa; s0Flim= 1.8HB = 1.8x245 = 441 Mpa s0Hlim= 2HB + 70 = 2x230 + 70 = 530 Mpa; s0Flim= 1.8HB = 1.8x245 = 414 Mpa [sF] = (s0Flim/SF).ZR. ZS. KXF.FFC. KHL =(441/1.75)´1´1´1´1´1 = 560/1.75 = 320 Mpa. §Ó ®¬n gi¶n tÝnh to¸n ta lÊy c¸c hÖ sè xÐt ®Õn ¶nh h­ëng ®Æt t¶i, tuæi thä, thêi gian phôc vô, chÕ ®é t¶i träng. NÕu sau khi kiÓm tra l¹i c¸c gi¸ trÞ tÝnh to¸n gÇn s¸t víi c¸c gi¸ trÞ cho phÐp ta tiÕn hµnh tÝnh to¸n l¹i cho chÝnh x¸c c¸c hÖ sè trªn. - T­¬ng øng víi tõng lo¹i vËt liÖu ta tÝnh ®­îc: [sH]1 = 560x1/1.1 = 509 Mpa [sH]2 = 530x1/1.1 = 481.8 Mpa [sF]1 = 441x1/1.75 = 252 Mpa [sF]2 = 414x1/1.75 = 236.5 Mpa - Víi c¸c gi¸ trÞ øng suÊt tiÕp xóc vµ øng suÊt uèn nh­ trªn hoµn toµn ®¸p øng ®­îc yªu cÇu lµm viÖc cña bé truyÒn b¸nh r¨ng - øng suÊt qu¸ t¶i cho phÐp tÝnh theo c«ng thøc 6.13, 6.14 trang 95 tµi liÖu TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ: [sH]max = 2.8xsch = 2.8x450 = 1260 Mpa [sF1]max = 0.8xsch = 0.8.580 = 464 Mpa [sF2]max = 0.8xsch = 0.8.450 = 360 Mpa 3. X¸c ®Þnh ®­êng kÝnh vßng l¨n, kho¶ng c¸ch trôc, m«®un r¨ng vµ sè r¨ng 3.1. X¸c ®Þnh ®­êng kÝnh vßng l¨n. - Víi vµnh r¨ng 2 ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®­îc theo c«ng thøc kinh nghiÖm khi ta chän cÇn kelly, víi ®­êng kÝnh cña cÇn kelly ta chän s¬ bé lµ dKelly = 220 mm th× ®­êng kÝnh cña vµnh r¨ng 2 lµ d2: d2 = 750 mm Theo nh­ phÇn ph©n bè tØ sè truyÒn ë phÇn tr­íc cã i = 3 VËy: i = d2/d1 d1 = d2/i = 750/3 = 250 mm 3.2. X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch trôc: - Kho¶ng c¸ch trôc cña 2 b¸nh r¨ng ¨n khíp: aw1-2= (d1+ d2)/2 = (750 + 250)/2 = 500 mm 3.3. X¸c ®Þnh m«®un m: - Theo c«ng thøc 6.17 trang 97 tµi liÖu TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ: m = (0.01 ¸ 0.02).aw= (0.01 ¸ 0.02).500 = 5 ¸ 10 (mm) Theo b¶ng 6.8 trang 99 tµi liÖu h­íng dÉn hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ ta chän m = 5 (mm) 3.4. X¸c ®Þnh sè r¨ng trªn mçi b¸nh r¨ng. - Dùa vµo m«®un r¨ng vµ ®­êng kÝnh vßng chia cña b¸nh r¨ng ta tÝnh ®­îc sè r¨ng t­¬ng øng víi mçi b¸nh r¨ng nh­ sau: Sè r¨ng cña b¸nh r¨ng 1: Z1 = d1/m = 250/5 = 50 (r¨ng) Sè r¨ng cña vµnh r¨ng 2: Z2 = d2/m = 750/5 = 150 (r¨ng) 4. KiÓm tra søc bÒn lµm viÖc. 4.1. KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ ®é bÒn tiÕp xóc. Theo c«ng thøc 6.33 trang 105 tµi liÖu TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ: sH = ZM. ZH. Ze Trong ®ã: ZM – HÖ sè kÓ ®Õn c¬ tÝnh vËt liÖu cña c¸c b¸nh r¨ng ¨n khíp, trÞ sè cña ZM tra theo b¶ng 6.5 trang 96 tµi liÖu TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ. ZM = 274 (Mpa)1/3 ZH – HÖ sè kÓ ®Õn h×nh d¹ng bÒ mÆt tiÕp xóc. ZH = ë ®©y: bb – gãc nghiªng cña r¨ng trªn trô c¬ së víi at vµ atw = arctg(tga/cosb); + v× ta chän lµ b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng nªn bb = 00. + Gãc profin cña c¸c r¨ng trô r¨ng th¼ng at = a = 200 + gãc ¨n khíp atw = at = a = 200 Thay vµo => ZH = = Ze - HÖ sè kÓ ®Õn sù trïng khíp cña r¨ng, ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: Ze = Trong ®ã cã thÓ x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc gÇn ®óng sau ®©y: = 1.79 Thay vµo ta tÝnh ®­îc: Ze = KH – HÖ sè t¶i träng khi tÝnh vÒ tiÕp xóc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: KH = KHb .KHa .KHv Trong ®ã : + KHb = 1.03 HÖ sè kÓ ®Õn sù ph©n bè t¶i träng kh«ng ®Òu trªn b¸nh r¨ng + KHa = 1 HÖ sè kÓ ®Õn sù ph©n bè cña c¸c ®«i r¨ng ¨n khíp ®ång thêi cña b¸nh r¨ng th¼ng. + KHv =1.05 HÖ sè kÓ ®Õn t¶i träng vïng ¨n khíp, tra theo phô lôc 2.3 trang 250 tµi liÖu TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ. Thay sè liÖu vµo c«ng thøc trªn ta ®­îc: KH = KHb .KHa .KHv =1.03x1x1.05 = 1.08 bw - ChiÒu réng vµnh r¨ng: bw = j ´ aw Víi j =0.32, kho¶ng c¸ch trôc aw = 500 mm vËy bw = 0.32´500 =160 (mm) Chän bw= 160 mm T1 - M«men xo¾n trªn trôc b¸nh chñ ®éng cña ®Çu ra lµ T = 5040.103 (N.mm) Thay tÊt c¶ c¸c sè liÖu ®· tÝnh vµo ta tÝnh ®­îc: sH = ZM. ZH. Ze = 274´1.764´0.8618= 670.61 Mpa Râ rµng 670.61 < 1260 à sH<[sH] vËy tho¶ m·n ®iÒu kiÖn. 4.2. KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ søc bÒn uèn. - §Ó ®¶m b¶o ®é bÒn uèn cho r¨ng, øng suÊt uèn sinh ra t¹i ch©n r¨ng kh«ng ®­îc v­ît qu¸ gi¸ trÞ cho phÐp, ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc 6.43 trang 108 tµi liÖu TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ. sF1 = 2T1KFYeYbYF1/(bwdwm) £ [sF1] Trong ®ã ta cã: + m = 5 m«®un b¸nh r¨ng. + bw = 160 mm + dw1= d1= 250 mm + Ye = 1/ea Ta ®· tÝnh ®­îc ea = 1.79 ë phÇn trªn. thay sè vµo ta tÝnh ®­îc Ye = 1/ea = 1/1.79 = 0.55 + YF1 = 3.63 – hÖ sè d¹ng r¨ng tra theo b¶ng 6.18 trang 109 tµi liÖu TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ. + KF = 1.25 – hÖ sè kÓ ®Õn t¶i träng ®éng xuÊt hiÖn trong vïng ¨n khíp. VËy thay vµo ta ®­îc: sF1 = 2T1KFYeYbYF1/(bwdwm) =£ 252 = [sF1] VËy bé truyÒn tho¶ m·n c¸c ®iÒu kiÖn kiÓm tra. 5. C¸c th«ng sè cña bé truyÒn b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng. 5.1. B¸nh r¨ng dÉn ®éng. VËt liÖu chÕ t¹o lµ thÐp 45 t«i c¶i thiÖn. M«®un m = 5 (mm) Gãc profin a = 200 Gãc nghiªng r¨ng b = 00 HÖ sè dÞch chØnh x = 0 Sè b¸nh r¨ng Z1 = 50 (r¨ng) BÒ dµy bw = 160 (mm) §­êng kÝnh chia d2 = 250(mm) §­êng kÝnh ®Ønh r¨ng da1 = d1 + 2.m = 250 + 10 = 260 (mm) §­êng kÝnh ®¸y r¨ng df1 = d1 – 2.m = 250 – 10 = 240 (mm) 5.2. Vµnh r¨ng dÉn ®éng cÇn kelly. VËt liÖu chÕ t¹o lµ thÐp 45 t«i c¶i thiÖn. M«®un m = 5 (mm) Gãc profin a = 200 Gãc nghiªng r¨ng b = 00 HÖ sè dÞch chØnh x = 0 Sè b¸nh r¨ng Z2 = 150 (r¨ng) BÒ dµy bw = 160 (mm) §­êng kÝnh chia d2 = 750 (mm) §­êng kÝnh ®Ønh r¨ng da2 = d2 + 2.m = 750 + 10 = 760 (mm) §­êng kÝnh ®¸y r¨ng df2 = d2 – 2.m = 750 – 10 = 740 (mm) 6. ThiÕt kÕ trôc truyÒn ®éng. 6.1. C¸c th«ng sè thiÕt kÕ. VËt liÖu chÕ t¹o lµ thÐp 45 t«i c¶i thiÖn. M«men xo¾n cÇn truyÒn ®­îc lµ 5040 (N.mm) 6.2. X¸c ®Þnh ®­êng kÝnh trôc. TÝnh t­¬ng tù nh­ §­êng kÝnh trôc ®­îc x¸c ®Þnh b»ng m«men xo¾n theo c«ng thøc: (mm) Trong ®ã: + T - m«men xo¾n N.mm + [t] - øng suÊt xo¾n cho phÐp Mpa, víi vËt liÖu thÐp 45 nh­ ta ®· chän th× [t] = 40 Mpa (trang 188 tµi liÖu TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ). Thay vµo ta tÝnh ®­îc (mm) VËy ta chän d = 90 (mm). 7. TÝnh thiÕt kÕ b«i tr¬n hép gi¶m tèc. §Ó gi¶m mÊt m¸t c«ng suÊt v× ma s¸t, gi¶m mµi mßn r¨ng, ®¶m b¶o tho¸t nhiÖt tèt vµ ®Ò phßng c¸c thiÕt bÞ han gØ cÇn ph¶i b«i tr¬n liªn tôc c¸c bé truyÒn hép gi¶m tèc. 7.1. C¸c ph­¬ng ph¸p lùa chän ®Ó b«i tr¬n hép gi¶m tèc:Theo c¸ch dÉn dÇu b«i tr¬n c¸c tiÕt m¸y, ng­êi ta ph©n biÖt b«i tr¬n ng©m dÇu vµ b«i tr¬n l­u th«ng. 7.1.1. B«i tr¬n ng©m dÇu: Cho b¸nh r¨ng, b¸nh vÝt, trôc vÝt hoÆc c¸c m¸y tiÕt phô (b¸nh r¨ng b«i tr¬n, vßng vung dÇu…) ®­îc ng©m trong dÇu chøa ë hép. C¸ch b«i tr¬n nµy th­êng dïng khi vËn tèc vßng ®èi víi c¸c b¸nh r¨ng lµ v £ 12m/s vµ v £ 10m/s ®æi víi trôc vÝt. Khi vËn tèc vßng lín, c«ng suÊt mÊt m¸t do khuÊt dÇu t¨ng lªn, dÇu dÔ bÞ biÕn chÊt do b¾n toÐ, mÆt kh¸c c¸c chÊt cÆn b· ë ®¸y hép dÔ bÞ khuÊt ®éng vµ h¾t vµo chç ¨n khíp lµm cho r¨n chãng bÞ mµi mßn v× vËy cÇn ®¶m b¶o l­îng dÇu ng©m cÇn thiÕt. Khi vËn t«c bé truyÒn xÊp xØ c¸c trÞ sè trªn th× b¸nh r¨ng vµ b¸nh vÝt ®­îc ng©m trong dÇu víi chiÒu s©u ng©m b»ng (0.75 - 2)h, víi h lµ chiÒu cao r¨ng nh­ng kh«ng nhá h¬n 10 mm. 7.1.2. B«i tr¬n l­u th«ng: dïng cho c¸c bé truyÒn cã vËn tèc lín, v³ 12m/s ®Õn 14m/s. Ph­¬ng ph¸p nµy còng cã thÓ dïng cho c¸c hép gi¶m tèc cã c«ng suÊt lín vµ vËn tèc kh«ng lín, nh­ng kh«ng ®­îc phÐp b«i tr¬n b»ng ng©m dÇu. Víi hép gi¶m tèc thiÕt kÕ ta thÊy, vËn tèc cña c¸c b¸nh r¨ng nhá h¬n 12 m/s do vËy ta chän ph­¬ng ph¸p b«i tr¬n ng©m dÇu. 8. ThiÕt kÕ vá hép gi¶m tèc. - VËt liÖu chÕ t¹o vá hép gi¶m tèc lµ gang ®óc - C¸c kÝch th­íc c¬ b¶n: BÒ dµy th©n 15 mm MÆt bÝch liªn kÕt 20 mm - Cè ®Þnh trªn sµn b»ng bul«ng M12. - Liªn kÕt mÆt bÝch b»ng bul«ng M10. 9. ThiÕt kÕ chi tiÕt cho c¬ cÊu quay dÉn ®éng cÇn kelly. - Chän æ bi ®ì cho c¬ cÊu quay lµ lo¹i 264591 cã c¸c th«ng sè sau: §­êng kÝnh trong d = 280 mm §­êng kÝnh ngoµi D = 430 mm Chän vËt liÖu khung sµn lµ thÐp 45 - C¸c bul«ng l¾p th©n M15 - C¸c bul«ng l¾p n¾p chÆn M7 - Chän que th¨m dÇu (Trang 95 tµi liÖu tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ) Cã D = 55 mm, D1 = 40 mm, l = 10 mm, h = 6 mm Ch­¬ng II. ThiÕt kÕ cÇn hép. V× trong nhiÖm vô thiÕt kÕ ®å ¸n ta kh«ng thiÕt kÕ gÇu vµ cÇn kelly nh­ng ®Ó phôc vô cho phÇn thiÕt kÕ cÇn hép vµ hÖ khung gi¸ ®ì cã liªn quan trùc tiÕp tíi khèi l­îng cña 2 c¬ cÊu trªn, do vËy viÖc thiÕt kÕ gÇu vµ cÇn kelly chØ ®¬n thuÇn lµ tÝnh chän cho phï hîp víi m¸y thiÕt kÕ. 1. TÝnh chän gÇu: X¸c ®Þnh c¸c kÝch th­íc c¬ b¶n cña gÇu xoay: dùa theo tµi liÖu cña h·ng soile nhËt b¶n ta chän lo¹i gÇu ký hiÖu KH125-3 cã c¸c th«ng sè sau: ChiÒu cao gÇu ta chän: H = 900 mm. §­êng kÝnh gÇu: Dg = 1000 mm. Chän sè r¨ng gÇu lµ 8 chiÕc. H×nh 22 – S¬ ®å thiÕt bÞ gÇu thi c«ng khoan cäc nhåi. Trong ®ã: 1 - R¨ng gÇu. 2 - Khíp b¶n lÒ. 3 - Dao më réng lç khoan. 4 - C¬ cÊu më l­ìi c¾t. Khèi l­îng vµ thÓ tÝch cña gÇu: mg = 490 (kg) V = 0.54 (m3) 2. TÝnh chän cÇn kelly: §Ó phï hîp víi m¸y thiÕt kÕ, c¬ cÊu quay, ®iÒu kiÖn lµm viÖc vµ ®Æc biÖt lµ chiÒu s©u lç khoan cÇn ®¹t ®­îc ®Ó phï hîp víi viÖc thiÕt kÕ sù chÞu lùc cña cäc ®èi víi c«ng tr×nh ta chän cÇn kelly cã tiÕt diÖn lµ h×nh trßn rçng víi c¸c th«ng sè sau: CÇn kelly gåm 4 ®o¹n, mçi ®o¹n dµi 14 m Khèi l­îng cña cÇn lµ 12 tÊn. 3. ThiÕt kÕ cÇn hép. §Ó thiÕt kÕ cÇn hép ta ph¶i x¸c ®Þnh ®­îc tr­êng hîp chÞu lùc nguy hiÓm nhÊt trong qu¸ tr×nh lµm viÖc cña cÇn hép. Ta cã 3 tr­êng hîp ®Ó xÐt sù lµm viÖc chÞu lùc cña cÇn: 3.1. Tr­êng hîp 1: Tr­êng hîp khi m¸y ®ang khoan ®Êt: khi ®ã cÇn chØ chÞu m«men xo¾n thuÇn tuý víi Mx = 40 KN.m, ngoµi ra cßn kÓ thªm ngo¹i lùc lµ giã t¸c dông lªn cÇn. T¶i träng giã t¸c dông lªn cÇn hép (qg) : Tiªu chuÈn TCVN 2737-90 quy ®Þnh ¸p lùc tèc ®é giã q0 (daN/m2) cho bèn vïng kh¸c nhau ë n­íc ta; trÞ sè q0 coi nh­ kh«ng ®æi trong kho¶ng ®é cao d­íi 10 m, víi ®é cao lín h¬n th× nh©n thªm víi hÖ sè ®é cao k. Víi bµi to¸n cña chóng ta, viÖc tÝnh t¶i träng giã nh­ sau: + Ta chän vïng ¸p lùc giã cÊp IV (vïng ven vÞnh b¾c bé: Qu¶ng Ninh, H¶i Phßng, Th¸i B×nh, Hµ Nam Ninh…) víi cÊp lín nhÊt, ¶nh h­ëng cña giã b·o cÊp ®é m¹nh, q0 = 120 daN/m2 øng víi 10 m tõ mÆt ®Êt. Víi c¬ cÊu cã ®é cao lín h¬n 10 m th× ta nh©n thªm víi hÖ sè k lÊy theo b¶ng V.4 tµi liÖu “ThiÕt kÕ kÕt cÊu thÐp nhµ c«ng nghiÖp” chän k =1.4 - Ta tÝnh diÖn tÝch mµ ¸p lùc giã t¸c dông: + Theo h×nh chung s¬ bé th× cÇn cao 16 m (trong ®ã chiÒu cao cña cÇn ®­îc tÝnh tõ kho¶ng c¸ch lµ 2.5 m so víi mÆt ®Êt), chiÒu réng cña hép lµ 400 mm = 0.4 m vµ coi hÖ puly n©ng c¸p cã diÖn tÝch gÇn b»ng 1x1 = 1 m2. Khi ®ã 7.5 m ®Çu tiªn sÏ chÞu t¶i träng giã t¸c dông lµ q0 = 120 daN/m2 vµ 16 –7.5 =8.5 m cßn l¹i tÝnh cho hÖ sè giã ë ®é cao trªn 10 m (tøc lµ ph¶i nh©n thªm víi k = 1.4). Ta chän s¬ bé tiÕt diÖn cña cÇn hép cã kÝch th­íc lµ h×nh vu«ng cã chiÒu réng lµ 400 mm nh­ sau: §Ó quy vÒ s¬ ®å ho¸ c¬ cÊu th× q1 tÝnh cho 1m chiÒu dµi lµ q1 = q0´0.4 = 1200´0.4 = 480N. ë chiÒu kho¶ng chiÒu cao lín h¬n 10 m kÓ tõ mÆt ®Êt th× q = 480´k = 480´1.4 = 672 N.m. TÝnh c¸c lùc gèi ®ì VA, VB theo h×nh 23. VËy VB = 10.1 KN. VA = VB - 5.712 -3.6 = 0.788 KN. Tõ ®ã ta x¸c ®Þnh ®­îc c¸c m« men uèn vµ lùc däc nh­ h×nh 23. H×nh 23 – BiÓu ®å néi lùc cña cÇn hép khi chÞu t¸c dông cña giã vµ m«men xo¾n. Râ rµng t¹i vÞ trÝ B lµ nguy hiÓm nhÊt cã: M« men xo¾n Mx = 29925 N.m Lùc c¾t Q = 10.1 KN M«men uèn M = 18.9 KN.m 3.2. Tr­êng hîp 2: Khi rót cÇn khoan. Trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n ®Õn viÖc rót cÇn khoan ta ph¶i chó ý ®Õn c¸c gi¶ thiÕt sau: + khi thêi ®iÓm b¾t ®Çu ®­îc rót lªn gÇu ë vÞ trÝ s©u nhÊt (50m). + Khi rót gÇu th× gÇu chøa ®Çy ®Êt. + Dung dÞch bentonite chøa ®Çy toµn bé lç khoan. Khi rót gÇu khoan, dung dÞch theo khe hë gi÷a gÇu vµ thµnh lç khoan chÈy xuèng phÝa d­íi gÇu. Tr­êng hîp khi rót cÇn khoan, cÇn khoan ®ang ngËp trong dung dÞch bentonite. Th× lùc rót cÇn khoan sÏ b»ng: Trong ®ã: - Pg: Träng lùc cña gÇu khi chøa ®Çy ®Êt. Pg = Gg + Gd + Träng l­îng gÇu Gg = 4.9 (KN). + Träng l­îng ®Êt trong gÇu Gd = V.gd.g = 0.54x2200x10 = 11880 (N) = 11.8 (KN). Trong ®ã: V – ThÓ tÝch cña gÇu V = 0.54 m3 (theo phÇn tÝnh chän gÇu). gd – khèi l­îng riªng cña ®Êt ®¸ (gd = 2200 Kg/m3 ®èi víi ®Êt cÊp IV ) VËy Pg = 4.9 + 11.8 = 16.7 (KN) - Pk: Träng l­îng cña cÇn kelly, theo phÇn tÝnh chän cÇn kelly à Pk = 120 KN - Fms : Lùc c¶n ma s¸t cña dung dÞch bentonite lªn cÇn khoan, thùc tÕ lùc c¶n nµy rÊt nhá so víi c¸c thµnh phÇn kh¸c ta cã thÓ bá qua. - Fqt : Lùc qu¸n tÝnh sinh ra khi rót cÇn khoan. Ta tÝnh lùc qu¸n tÝnh cho tr­êng hîp gÇu ë ®é s©u s = 50 m ta chän thêi gian kÐo lªn tíi miÖng lç khoan lµ 60 gi©y, ®­îc kÐo lªn víi vËn tèc nhanh dÇn ®Òu (V0 = 0). Khi ®ã gia tèc chuyÓn ®éng nhanh dÇn ®Òu ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau: y = at2/2 à VËy gia tèc h­íng lªn lµ Fqt = a´(Pg+Pk)/10 = 1.67´136.7/10 = 22.83 KN - Pq lµ träng l­îng cña c¬ cÊu quay chän s¬ bé Pq = 30 KN. - Pp Träng l­îng cña hÖ puly chän Pp = 7 KN VËy ë tr­êng hîp nµy th× cÇn hép sÏ chØ chÞu 2 lùc t¸c dông lµ lùc giã vµ lùc däc trôc. V× vËy s¬ ®å lùc nh­ sau: H×nh 24 – BiÓu ®å néi lùc cña cÇn hép khi chÞu lùc t¸c dông lµ giã vµ lùc rót cÇn. VËy t¹i B lµ mÆt c¾t nguy hiÓm nhÊt: Lùc c¾t Q = 10.1 KN M«men uèn M =18.9 KNm Lùc däc trôc N = 196.53 KN 3.3. Tr­êng hîp 3: lµ tr­êng hîp khi xe di chuyÓn tõ vÞ trÝ nµy sang vÞ trÝ kh¸c trong ®ã cã kh«ng kÓ ®Õn lùc rung ®éng khi m¸y di chuyÓn. MÆt kh¸c víi m¸y c¬ së ta chän lµ lo¹i Cummins M11-C310 cña h·ng BU – MA gi¶ thiÕt träng t©m cña m¸y khoan cäc nhåi chÝnh lµ träng t©m cña m¸y c¬ së. S¬ ®å m¸y khi di chuyÓn nh­ sau: Theo s¬ ®å h×nh chung khi cÇn gËp ®Ó di chuyÓn ta thÊy r»ng khi ®ã cÇn hép chØ chÞu lùc uèn do 2 t¶i träng lµ c¬ cÊu hÖ puly Pp =7KN vµ c¬ cÊu quay Pq =30 KN g©y ra, Víi c¸c c¬ cÊu nµy v× cã t¶i träng nhá vµ cã thanh ®ì (c¬ cÊu quay) v× vËy m«men g©y ra cho cÇn hép lµ kh«ng ®¸ng kÓ. 3.4. ThiÕt kÕ cÇn nh­ sau: 3.4.1. Chän vËt liÖu vµ tiÕt diÖn cÇn: - VËt liÖu chÕ t¹o lµ thÐp t«n tÊm cã: Khèi l­îng riªng g = 7820 kg/m3 =78.2 (KN/m3) M«®un ®µn håi khi tr­ît lµ 8.103 KN/cm2 = 80 (KN/mm2) - TiÕt diÖn cÇn nh­ sau: TiÕt diÖn ®­îc tæ hîp tõ c¸c b¶n thÐp tÊm bëi c¸c mèi hµn. 3.4.2. X¸c ®Þnh m«men qu¸n tÝnh: Chän hÖ trôc to¹ ®é oxy nh­ h×nh vÏ: - DiÖn tÝch tiÕt diÖn: A = 480.30 + 2.400.10 + 380.20 = 38000 mm2 - M«men tÜnh ®èi víi trôc x0 : SX 0= 480.30.(15 + 400) + 2.20.400.400 + 380.20.10 = 12452000 mm3 - Tung ®é cña träng t©m: Yc= SX 0/A = 12452000/38000 = 327.68 mm HÖ trôc qu¸n tÝnh chÝnh trung t©m lµ hÖ trôc OXY VËy: Ixy = 0 Iy = Iy1 + 2. Iy2 + Iy3 = 20.3803/12 + 2.(400.203/12 + 1902.400.20) + 30.4803/12 = 946066666.7 mm4 Ix = Ix1 + Ix2 + Ix3 Ix1 = 203.360/12 + 20.360.(327,68 – 10) = 2527296 mm4 Ix2 = 2(4003.20/12 + 20.400(327,68 – 200) = 215376213.3 mm4 Ix3 = 303.480/12 + 30.480.(400 – 327.68 +15) = 1617408 mm4 Ix = Ix1 + Ix2 + Ix3 = 2527296 + 215376213.3 + 1617408 = 219520917.3 mm4 3.5. KiÓm ta bÒn cña cÇn hép theo 3 tr­êng hîp ®· ph©n tÝch lùc. §èi víi tr­êng hîp 1 th× cÇn chÞu lùc c¾t , m«men uèn do giã t¸c dông vµ m«men xo¾n khi khoan. M« men xo¾n Mx = 29925 KN.m Lùc c¾t Q = 10.1 KN M«men uèn M = 18.9 KN.m Theo tµi liÖu Søc bÒn vËt liÖu ta kiÓm tra mÆt c¾t theo øng suÊt ph¸p vµ øng suÊt tiÕp. - KiÓm tra øng suÊt ph¸p do m«men uèn g©y ra: WX = WX 1 + 2WX 2 + WX 3 = 202.360/6 + 20.360.(327,68 – 10) + 2.4002.20.(327,68 – 200) + 302.480/6 + 30.480.(400 – 327.68 +15) = 820792704 mm3 vËy --> VËy tho¶ m·n Theo ®iÒu kiÖn bÒn chÞu c¾t: Khi chÞu xo¾n cÇn hép ta ph¶i tÝnh øng suÊt tiÕp trªn tiÕt diÖn. (Theo trang 204 tµi liÖu Søc bÒn vËt liÖu). DiÖn tÝch phÇn mÆt ph¼ng giíi h¹n bëi ®­êng trung b×nh nh­ h×nh vÏ: A1 = 2.400.20/2 + 360.20/2 + 380.30/2 = 17300 mm2 Trªn phÇn diÖn tÝch cã bÒ dµy 20 mm cã: Trªn diÖn tÝch cã bÒ dµy 30 mm cã: VËy vËt liÖu ®ñ bÒn. - KiÓm tra bÒn cña cÇn hép ë tr­êng hîp 2: Lùc c¾t Q = 10.1 KN M«men uèn M =18.9 KNm Lùc däc trôc N = 196.53 KN Coi ®©y lµ bµi to¸n nÐn vµ uèn thanh ®ång thêi (theo trang 175 tµi liÖu Søc bÒn vËt liÖu) My = 0 vËy VËy tho¶ m·n cÇn hép ®ñ bÒn víi tiÕp diÖn trªn. Ch­¬ng III. ThiÕt kÕ phÇn khung dÉn ®éng cÇn. §Ó thiÕt kÕ c¬ cÊu khung dÉn ®éng cÇn, ta coi c¬ cÊu nh­ mét c¬ cÊu ph¼ng toµn khíp thÊp gåm 4 kh©u b¶n lÒ nh­ sau. I. §¹i c­¬ng: §iÒu kiÖn ph¼ng: C¬ cÊu ph¼ng toµn khíp thÊp lµ c¬ cÊu trong ®ã chØ dïng c¸c khíp b¶n lÒ vµ c¸c khíp tr­ît víi ®iÒu kiÖn c¸c khíp b¶n lÒ trong c¬ cÊu ph¶i cã ®­êng trôc song song víi nhau vµ c¸c khíp tr­ît trong c¬ cÊu ph¶i cã ph­¬ng tr­ît vu«ng gãc víi c¸c ®­êng trôc b¶n lÒ. Trong tr­êng hîp c¬ cÊu chØ cã toµn khíp tr­ît th× c¸c ph­¬ng tr­ît ph¶i cã cïng mét mÆt ph¼ng song song. C¸c ®iÒu kiÖn nµy gäi lµ ®iÒu kiÖn ph¼ng cña c¬ cÊu. C¬ cÊu ph¼ng toµn khíp thÊp cã thÓ coi lµ mét tr­êng hîp ®Æc biÖt cña c¬ cÊu kh«ng gian, t¹i mçi khíp ®ãng kÝn cã 3 giµng buéc trïng. Sè giµng buéc trïng nµy lµ do ®iÒu kiÖn ph¼ng mµ cã. BËc tù do cña c¬ cÊu 4 kh©u b¶n lÒ: W = 3.n – 2.p = 3.3 – 2.4 = 1 (n lµ sè kh©u ®éng, p lµ sè khíp) Víi c¬ cÊu h×nh b×nh hµnh thiÕt kÕ th× hai kh©u nèi gi¸ lu«n lu«n song song víi nhau, do vËy vËn tèc gãc cña chóng lu«n b»ng nhau vµ tØ sè truyÒn i13 = w1/w3 = 1 §©y chÝnh lµ tr­êng hîp ®éc nhÊt cña c¬ cÊu 4 kh©u b¶n lÒ cã tØ sè truyÒn b»ng h»ng sè. 1.5. Trong c¬ cÊu 4 kh©u b¶n lÒ h×nh b×nh hµnh: AD + AB = BC + BD Do vËy khi lÊy AD lµm gi¸ th× BC lµ tay quay, AD, BD lµ cÇn l¾c. Ph©n tÝch ®éng häc c¬ cÊu ph¼ng toµn khíp thÊp – bµi to¸n vÞ trÝ. 1.1. Ph­¬ng tr×nh l­îc ®å ®éng cña c¬ cÊu bèn kh©u ph¼ng. a. Ph­¬ng tr×nh vÐct¬ cña l­îc ®å ®éng. L­îc ®å ®éng cña c¸c c¬ cÊu bèn kh©u ph¼ng toµn khíp thÊp h×nh b×nh hµnh: Gäi lµ vÐct¬ thø i cña chuçi , ta cã ph­¬ng tr×nh vÐct¬ sau: V¬i li, lµ vÐct¬ ®¬n vÞ chØ ph­¬ng vµ chiÒu dµi cña vÐct¬ th× ph­¬ng tr×nh C¸c ph­¬ng tr×nh h×nh chiÕu cña l­îc ®å ®éng: a. Gäi oxy lµ mét hÖ to¹ ®é g¾n liÒn víi gi¸ cña c¬ cÊu: Trôc ox n»m ngang, trôc oy th¼ng ®øng ®i tõ trªn xuèng d­íi. C¸c vÐct¬ ®¬n vÞ chØ ph­¬ng cña c¸c trôc ox, oy lÇn l­ît lµ , . Ph­¬ng, chiÒu trong hÖ to¹ ®é nµy cña mét vÐc t¬ bÊt kú ®­îc x¸c ®Þnh b»ng gãc jx mµ lµm víi , chiÒu d­¬ng cña gãc lµ chiÒu kim ®ång hå. V× Nªn ta cã: 1..2. Bµi to¸n vÞ trÝ cña c¬ cÊu 4 kh©u h×nh b×nh hµnh. a. Néi dung cña bµi to¸n nµy lµ cho tr­íc c¸c kÝch th­íc ®éng cña c¸c kh©u vµ vÞ trÝ cña kh©u dÉn trong mét hÖ to¹ ®é g¾n liÒn víi gi¸, yªu cÇu ph¶i x¸c ®Þnh ®­îc vÞ trÝ cña c¬ cÊu trong hÖ to¹ ®é nµy, nãi mét c¸ch kh¸c lµ ph¶i x¸c ®Þnh ®­îc ®a gi¸c ®éng. §a gi¸c l­îc ®å ®éng hoµn toµn x¸c ®Þnh khi biÕt tÊt c¶ c¸c ®¹i l­îng li, (i = 1,2,3,4). Trong c¸c ®¹i l­îng nµy, tr­íc hÕt ta biÕt (vÞ trÝ cña kh©u dÉn cho tr­íc). Khi cho kÝch th­íc c¹nh l4 øng víi gi¸ cña ®a gi¸c l­îc ®å ®éng còng lu«n ®­îc cho tr­íc. Khi cho kÝch th­íc ®éng cña c¸c kh©u, mét sè ®¹i l­îng trong c¸c ®¹i l­îng, li, cßn l¹i còng ®­îc cho tr­íc. Do ®ã cuèi cïng th× bao giê trong t¸m ®¹i l­îng li, còng chØ cßn hai ®¹i l­îng ch­a biÕt cÇn x¸c ®Þnh. b. §èi víi bµi to¸n cña chóng ta nh­ sau: + ChiÒu dµi kh©u AB = CD = 3200 mm + ChiÒu dµi kh©u BC = AD = 1000 mm + j3 = 750 + j4 = 1350 do vËy j2 = 3150 j1 = 3600 – 1050 = 2550 C¬ cÊu cña ta ®· ®­îc x¸c ®Þnh. c. Khi c¬ cÊu ng¶ vÒ phÝa tr­íc ®Ó h¹ cÇn. Khi ®ã: + ChiÒu dµi kh©u AB = CD = 3200 mm + ChiÒu dµi kh©u BC = AD = 1000 mm + j3 = 00 + j4 = 1350 do vËy j2 = 1800 – 450 = 1350 j1 = 1800 Nh­ vËy râ rµng khung sÏ di chuyÓn bëi c¸c cÇn l¾c AB hay CD 1gãc lµ: j = 750 – 00 = 750 Ph©n tÝch ®éng häc c¬ cÊu ph¼ng toµn khíp thÊp, bµi to¸n tÝnh vËn tèc vµ gia tèc. I. Bµi to¸n tÝnh vËn tèc. Néi dung cña bµi to¸n tÝnh vËn tèc cña c¬ cÊu lµ cho tr­íc c¸c kÝch th­íc cña c¸c kh©u, vÞ trÝ kh©u dÉn vµ vËn tèc gãc cña kh©u dÉn, cÇn ph¶i x¸c ®Þnh vËn tèc c¸c kh©u cña c¬ cÊu. VËn tèc cña mét kh©u (vËt r¾n) coi nh­ x¸c ®Þnh khi ta biÕt: HoÆc vËn tèc gãc cña kh©u vµ vËn tèc dµi cña mét ®iÓm bÊt kú trªn kh©u. HoÆc vËn tèc dµi cña 2 ®iÓm trªn kh©u. Bµi to¸n c¬ cÊu 4 kh©u h×nh b×nh hµnh ta ®· cã vËn tèc gãc cña kh©u dÉn CD lµ w3 vµ vËn tèc dµi cña 1 ®iÓm trªn kh©u dÉn CD lµ Vcd. + Gäi w1, w2 lÇn l­ît lµ vËn tèc gãc cña kh©u AB va BC, khi ®ã: w1 = w3 w2 = 0 3.2. Bµi to¸n tÝnh gia tèc. Néi dung cña bµi to¸n tÝnh vËn tèc cña c¬ cÊu lµ cho tr­íc c¸c kÝch th­íc cña c¸c kh©u, vÞ trÝ kh©u dÉn, vËn tèc gãc cña kh©u dÉn vµ gia tèc gãc cña kh©u dÉn (th«ng th­êng gia tèc gãc cña kh©u dÉn b»ng kh«ng nÕu c¬ cÊu 4 kh©u ®­îc xÐt lµ mét c¬ cÊu riªng biÖt) cÇn ph¶i x¸c ®Þnh gia tèc c¸c kh©u cña c¬ cÊu. Gia tèc cña mét kh©u (vËt r¾n) coi nh­ x¸c ®Þnh khi ta biÕt: HoÆc gia tèc gãc cña kh©u vµ vËn tèc dµi cña mét ®iÓm bÊt kú trªn kh©u. HoÆc gia tèc dµi cña 2 ®iÓm trªn kh©u. Víi bµi to¸n thiÕt kÕ 4 kh©u h×nh b×nh hµnh th× ta cã ngay: e2 = 0 e3= e1 Trong ®ã: e1, e2, e3 lÇn l­ît lµ gia tèc gãc cña kh©u AB, BC, CD. IV. Ph©n tÝch lùc c¬ cÊu ph¼ng t¸c dông lªn hÖ c¬ cÊu h×nh b×nh hµnh. 1. §¹i c­¬ng. 1.1. C¸c lùc t¸c ®éng lªn c¬ cÊu. Khi lµm viÖc c¬ cÊu chÞu t¸c ®éng cña c¸c ngo¹i lùc sau: Lùc ph¸t ®éng. Lùc c¶n kü thuËt. Träng l­îng cña c¸c kh©u. Lùc ph¸t ®éng th­êng cã d¹ng mét m«men lùc, ký hiÖu lµ , lµ lùc tõ ®éng c¬ ®Æt lªn kh©u dÉn cña c¬ cÊu th«ng qua mét hÖ thèng truyÒn dÉn. Trong bµi to¸n cña ta kh©u dÉn lµ kh©u CD vµ hÖ thèng truyÒn dÉn lµ hÖ thèng cÇn xilanh thuû lùc. Lùc c¶n kü thuËt lµ lùc cÇn kh¾c phôc ®Ó thùc hiÖn quy tr×nh c«ng nghÖ cña m¸y, lùc nµy ®­îc ®Æt lªn mét kh©u bÞ dÉn cña c¬ cÊu (®ã chÝnh lµ c¸c lùc do t¶i träng cña cÇn hay c¸c lùc ®­îc sinh ra trong qu¸ tr×nh khoan), c¸c lùc nµy th­êng ®­îc ký hiÖu lµ ,. Ngoµi c¸c ngo¹i lùc, trªn c¸c kh©u chuyÓn ®éng cã gia tèc cßn cã lùc qu¸n tÝnh, lùc nµy ®­îc ký hiÖu lµ vµ m«men qu¸n tÝnh ký hiÖu lµ (v× ta coi lùc qu¸n tÝnh nµy nhá so víi c¸c ngo¹i lùc nªn khi tÝnh ta cã thÓ bá qua). D­íi t¸c ®éng cña c¸c lùc nãi trªn trong c¸c khíp ®éng cña c¬ cÊu xuÊt hiÖn c¸c ph¶n lùc khíp ®éng. Ph¶n lùc khíp ®éng lµ lùc tõ mét thµnh phÇn khíp ®éng t¸c ®éng lªn thµnh phÇn khíp ®éng ®­îc nèi víi nã trong khíp ®éng. Gäi lµ ph¶n lùc tõ kh©u i t¸c ®éng lªn kh©u i + 1 th× ph¶n lùc tõ kh©u i + 1 t¸c ®éng lªn kh©u i lµ , ta cã: =- Ph¶n lùc khíp ®éng gåm thµnh phÇn: ¸p lùc khíp ®éng vµ lùc ma s¸t trong khíp ®éng. ¸p lùc khíp ®éng lµ thµnh phÇn mµ c«ng trong chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi gi÷a c¸c thµnh phÇn khíp b»ng kh«ng, thµnh phÇn cßn l¹i lµ lùc ma s¸t trong khíp ®éng. Lùc ma s¸t trong khíp ®éng lµ mét lùc c¶n cã h¹i (kh¸c víi lùc c¶n kü thuËt lµ lùc c¶n cã Ých), c«ng cña lùc ma s¸t trong khíp ®éng kh«ng cã t¸c dông g× kh¸c ngoµi viÖc lµm mßn vµ lµm nãng c¸c thµnh phÇn khíp. 1.2. Néi dung cña bµi tÝnh ph©n tÝch lùc c¬ cÊu. a. C¸c sè liÖu ®­îc cho tr­íc cña bµi tÝnh ph©n tÝch lùc c¬ cÊu lµ: C¸c ngo¹i lùc ®Æt trªn c¸c kh©u. C¸c th«ng sè ®éng häc cña c¬ cÊu gåm. + KÝch th­íc cña c¸c kh©u. + VÞ trÝ j3 cña kh©u dÉn. C¸c th«ng sè qu¸n tÝnh gåm + Khèi l­îng mi cña mçi kh©u vµ vÞ trÝ träng t©m ®Õn kh©u. VÞ trÝ cña träng t©m Si trªn kh©u i ®­îc cho b»ng vect¬ vµ hîp víi vÐct¬ ,mét gãc bi. C¸c gi¸ trÞ lSi vµ bi = , ®Òu ®­îc cho tr­íc. + M«men qu¸n tÝnh JSi (®èi víi träng t©m) cña c¸c kh©u cã chuyÓn ®éng quay. Víi bµi to¸n thiÕt kÕ 4 kh©u h×nh b×nh hµnh cña ta nh­ sau: + KÝch th­íc c¸c kh©u: ChiÒu dµi kh©u AB = CD = 3200 mm ChiÒu dµi kh©u BC = AD = 1000 mm + VÞ trÝ j3 j3 = 750 + C¸c khèi l­îng m2, m3 vµ c¸c m«men qu¸n tÝnh JS2, JS3 cña kh©u 2 (BC) vµ kh©u 3 (CD). + C¸c chiÒu dµi lSi (i=1, 2) c¸c gãc bi (i=1, 2) vÞ trÝ träng t©m cña kh©u 1, vµ kh©u 2. 2. ThiÕt kÕ c¸c kh©u c¬ cÊu khung. 2.1. ThiÕt kÕ s¬ bé khung nh­ sau: Trong ®ã: 1 – C¬ cÊu dÉn ®éng khung. 2 – Gi¸ treo cÇn hép. 3 – Thanh chèng. 2.2. ThiÕt kÕ thanh chèng. §Ó thiÕt kÕ thanh chèng ta xÐt c¸c tr­êng hîp trong qu¸ tr×nh lµm viÖc cña thanh: 2.2.1. Tr­êng hîp 1: CÇn hép chÞu lùc xo¾n khi khoan ®Êt: M« men xo¾n Mx = 29925 N.m Ngoµi ra cßn cã lùc däc trôc P (tæ hîp lùc cña cÇn hép, hÖ puli vµ c¬ cÊu quay) Ta s¬ ®å ho¸ c¬ cÊu nh­ sau: Trong ®ã: a - Thanh chèng chÞu nÐn. b - Thanh chèng chÞu kÐo. c - Xilanh thuû lùc ®­îc coi nh­ 2 thanh chèng trong qu¸ tr×nh lµm viÖc. Khi ®ã hÖ khung chØ chÞu 2 lùc t¸c dông: Träng l­îng b¶n th©n cña cÇn hép PC, c¬ cÊu quay Pq= 30 KN vµ hÖ puly Pp = 7 KN + CÇn cao 16 m + DiÖn tÝch mÆt c¾t A = 38000 mm2 = 0.038 m2 + Träng l­îng riªng cña t«n tÊm lµ g =78.2 KN/m3. PC = 16´0.038´78.2 = 47.5456 KN VËy tæng träng l­îng g©y ra lùc däc trôc lµ: P = 47.5456 + 30 +7 = 84.5456 KN V× P n»m ë gi÷a khung, do vËy ta cã thÓ coi mçi thanh chèng chØ chÞu 1/2 P. M«men xo¾n g©y ra (ta quy vÒ 2 lùc t¸c dông lµ NM vµ -NM). Chän kho¶ng c¸ch s¬ bé tõ träng t©m cña cÇn hép tíi ®Çu khíp lµ 400 mm khi ®ã: NM = Mx/400 = 29925/400 = 74800 N =74.8 KN a. T¸ch nót B ta ®­îc: Gi¶i 3 ph­¬ng tr×nh trªn ta ®­îc: N1 = 0 N3 = - P/2cos150 = - 84.5.456/2cos150 = - 40.832 KN N2 = - (NM + N3cos750) = - 85.36 KN b. T¸ch nót A: T­¬ng tù nh­ nót B: N1 = 0 N3 = - P/2cos150 = - 40.832 KN N2 = NM – N3cos750 = 64.23 KN VËy ë nót A vµ nót B thanh ®Òu chÞu lùc nÐn N3 = 40.832 KN . 2.2.2. Tr­êng hîp 2: khi rót cÇn khoan khi ®ã khung chØ chÞu lùc däc Sck vµ träng l­îng b¶n th©n cña cÇn hép cã tÝnh ®Õn hÖ puli ®Çu cÇn. P = (196.53 + 84.5456)/2 = 140.535 KN Khi ®ã lùc däc trôc: N = -Psin750 = 135.7 KN 2.2.3. So s¸nh 2 tr­êng hîp ë 2.2.1 vµ 2.2.2: ta thÊy ë tr­êng hîp 2 thanh cã lùc nÐn lín nhÊt: N = - 135.7 KN Ph©n tÝch ®éng lùc häc khi c¬ cÊu khung chuyÓn ®éng. Khi khung ë tr¹ng th¸i A th× thanh chèng A sÏ chÞu c¸c lùc däc trôc N ®· tÝnh ë trªn. khi c¬ cÊu ng¶ sang tr¹ng th¸i B, khi ®ã N = P.cosa theo phÇn ph©n tÝch ®éng häc th× a gi¶m dÇn, nhËn thÊy a = 750 th× N lín nhÊt (v× cosin lµ hµm nghÞch). 2.2.4. ThiÕt kÕ thanh chèng. - Chän tiÕt diÖn thanh lµ h×nh trßn ®Æc, chiÒu dµi L1 = 3200 (mm) - Chän vËt liÖu chÕ t¹o b»ng thÐp 45, cã [s] = 5 (KN/cm2) a- X¸c ®Þnh ®­êng kÝnh cña thanh. - TÝnh theo tµi liÖu Søc bÒn vËt liÖu ta cã: + Thanh liªn kÕt hai ®Çu khíp nªn cã: m = 1 + ¸p dông c«ng thøc: Trong ®ã: F = N = - 135.7 KN lùc nÐn däc trôc A - TiÕt diÖn thanh j - HÖ sè uèn däc. Gi¶ thiÕt j = 0,5: DiÖn tÝch tiÕt diÖn A sÏ b»ng. => §­êng kÝnh tiÕt diÖn lµ: => Ta chän d1 = 10 (cm) => A = 3.14´52 = 78.5 (cm2) => rx = ry = d/4 = 10/4 = 2.5 (cm) => l = mL/rmin = 1.3200/25 = 128 Tra b¶ng 13 – 1 trang 262 tµi liÖu Søc bÒn vËt liÖu ta cã j = 0,86 KiÓm tra æn ®Þnh theo c«ng thøc: VËy chän ®­êng kÝnh thanh chèng lµ 100 mm. b-Chän æ cho hai ®Çu thanh. Chän vËt liÖu chÕ t¹o lµ ®ång thanh thiÕc ҔpOF 10 - 1. V× lùc c¾t lín nªn chän æ lµ æ tr­ît. §­êng kÝnh trong cña æ: d0 = d1 = 120 (mm) ¸p dông c«ng thøc trong tµi liÖu TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ trang 228 ta cã: - Chän tØ sè l/d = 0.8. (l – chiÒu dµi æ lãt, d - ®­êng kÝnh ngâng trôc = 120 mm) - Chän ®é hë t­¬ng ®èi theo c«ng thøc 12.1 trang 228 tµi liÖu tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ: Trong ®ã: + v – vËn tèc ngâng trôc tra b¶ng 12.1 tµi liÖu tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ v = 10 m/s. - TÝnh kiÓm nghiÖm æ tr­ît (trang 229 tµi liÖu tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ). Trong ®ã: l: ChiÒu dµi æ l = 0.8d = 96 mm d0: §­êng kÝnh æ [p]: ¸p dông theo phÐp tra b¶ng (12.1) trang 228 tµi liÖu tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ ta ®­îc [p] = 15 Mpa. tho¶ m·n vËy chän l = 96 (mm), chiÒu dµy d = 40 (mm). Ta cã s¬ ®å cÊu t¹o: Æ120 Æ180 Ch­¬ng 4: ThiÕt kÕ tÝnh chän c¸c c¬ cÊu kh¸c. I. TÝnh chän c¸p vµ c¸c puli. 1. TÝnh chän c¸p n©ng cÇn kelly. - Lùc c¨ng lín nhÊt cña c¸p chÝnh b»ng lùc rót cÇn khoan: Smax = S = 196.53 KN Theo c«ng thøc trong tµi liÖu m¸y vµ thiÕt bÞ n©ng ta cã: Trong ®ã: Sd: T¶i träng ph¸ háng c¸p do nhµ chÕ t¹o x¸c ®Þnh. n: HÖ sè an toµn, n = 4. Sd ³ 196.53´4 = 786.12 KN Theo tµi liÖu ASLAT m¸y n©ng ta chän ®­îc c¸p: C¸p bÖn kiÓu Pk – 3 §­êng kÝnh c¸p (mm) DiÖn tÝch tÝnh to¸n mÆt c¾t cña tÊt c¶ c¸c sîi (mm2) Khèi l­îng 1000m c¸p ®· b«i tr¬n (kg) Lùc kÐo ®øt kh«ng nhá h¬n (KN) 34 527.5 4845 857 2. TÝnh chän puly ®æi h­íng c¸p l¾p trªn cÇn hép. Chän chiÒu dµi trôc s¬ bé lµ 140 mm. S¬ ®å tÝnh trôc nh­ sau: MU = 70´Sck/2 = 70´196.53/2 = 5933.55 KN.mm Trôc chÞu uèn theo ph­¬ng ngang víi m«men uèn lín nhÊt lµ: Mx = 5933550 N. mm Chän vËt liÖu chÕ t¹o trôc lµ thÐp 45 cã øng suÊt [s] = 69 Mpa, [t] = 0.625 KN/mm2 §­êng kÝnh trôc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: d = VËy chän d = 100 mm V× l = 140 < 4´100 = d nªn: KiÓm tra ®iÒu kiÖn bÒn chÞu c¾t: Râ rµng t £ [t] tho¶ m·n ®iÒu kiÖn TÝnh chän Puly §­êng kÝnh trong d1 cña Puly: d1 = 170 mm - ChiÒu s©u r·nh Puly: h = 2. dC = 2´34 = 68 mm §­êng kÝnh ngoµi cña Puly: dn = 710 (mm). - B¸n kÝnh cña ®Êy r·nh Puly. - Gãc nghiªng hai thµnh bªn. 2´15 = 300 - ChiÒu dµy Puly: d = 70 (mm). Chän æ l¨n cho puly. Ký hiÖu 116 cã c¸c th«ng sè sau: §­êng kÝnh trong 100 mm §­êng kÝnh ngoµi 125 mm BÒ réng 22 mm Kh¶ n¨ng chÞu t¶i tÜnh lµ 37,4 KN Kh¶ n¨ng chÞu t¶i ®éng lµ 31,9 KN 3. TÝnh chän c¸p cho c¬ cÊu n©ng h¹ lång cèt thÐp vµo hè khoan. Lång cèt thÐp dµi 10 m ®­îc tæ hîp tõ 10 thanh thÐp F30 mm vµ 20 vµnh ®ai F22 mm cã träng l­îng lµ: P = 3.14´0.0152´10´78.5´10 + 3.14´0.0112´2´3.14´1´78.5´20 = 9.3 KN - Lùc c¨ng lín nhÊt cña c¸p chÝnh b»ng lùc rót cÇn khoan: Smax = S = 9.3 KN Theo c«ng thøc trong tµi liÖu m¸y vµ thiÕt bÞ n©ng ta cã: Trong ®ã: Sd: T¶i träng ph¸ háng c¸p do nhµ chÕ t¹o x¸c ®Þnh. n: HÖ sè an toµn, n = 10. Sd ³ 9.3´10 = 93 KN Theo tµi liÖu ASLAT m¸y n©ng ta chän ®­îc c¸p: C¸p bÖn kiÓu Pk – 3 §­êng kÝnh c¸p (mm) DiÖn tÝch tÝnh to¸n mÆt c¾t cña tÊt c¶ c¸c sîi (mm2) Khèi l­îng 1000m c¸p ®· b«i tr¬n (kg) Lùc kÐo ®øt kh«ng nhá h¬n (KN) 17.5 108.86 1070 129 4. TÝnh chän puly ®æi h­íng c¸p c¬ cÊu n©ng h¹ lång cèt thÐp l¾p trªn cÇn hép . Chän chiÒu dµi trôc s¬ bé lµ 60 mm. S¬ ®å tÝnh trôc nh­ sau: MU = 30´Sd/2 = 30´9.3/2 = 139.5 KN.mm Trôc chÞu uèn theo ph­¬ng ngang víi m«men uèn lín nhÊt lµ: Mx = MU = 139.5 KN.mm = 139500 N.mm. Chän vËt liÖu chÕ t¹o trôc lµ thÐp 45 cã øng suÊt [s] = 69 Mpa. §­êng kÝnh trôc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: d = VËy chän d = 40 mm KiÓm tra ®iÒu kiÖn c¾t: Râ rµng t £ [t] tho¶ m·n ®iÒu kiÖn Ch­¬ng 5: TÝnh æn ®Þnh cña m¸y khi lµm viÖc. I. C¸c tr­êng hîp m¸y lµm viÖc: Khi m¸y lµm viÖc träng t©m cña m¸y sÏ lµ träng t©m cña c¬ cÊu khung dÉn ®éng cÇn. §Ó tÝnh æn ®Þnh m¸y khi lµm viÖc ta ph¶i xÐt ®Õn c¸c tr­êng hîp sau: 1. Tr­êng hîp 1: Khi m¸y thiÕt kÕ cÈu thÐp vµo hè khoan. CÇn hép cã thÓ nghiªng 1 gãc amax = 250 khi cÈu lång thÐp vµo hè cäc. Khung dÉn ®éng ë vÞ trÝ cao nhÊt. Kho¶n c¸ch tõ c¬ cÊu quay tíi träng t©m cña khung dÉn ®éng cÇn lµ nhá nªn bá qua m«men do träng l­îng cña c¬ cÊu quay g©y ra. Trong ®ã: PLT = 9.3 + 7 = 16.7KN (Träng l­îng cña lång thÐp vµ hÖ puli) PM = 700 KN - Träng l­îng cña m¸y c¬ së. PCH = 47.5 KN - Träng l­îng cña cÇn hép. PG1 - Lùc giã t¸c dông vµo 7.5 m ®Çu cña cÇn hép: PG1 = 480´7.5/cos250 = 3972 N (lùc giã giµn ®Òu trªn cÇn hép q = 480 N/m ®· ph©n tÝch ë trang 80) PG2 - Lùc giã t¸c dông vµo 10 m cuèi cña cÇn hép: PG2 = 672´10/ cos250 = 7414 N/m L1, L2, L3, L4, L5, L6 lÇn l­ît lµ kho¶ng c¸ch tõ PM, PLT, Pq, PCH, PG1, PG2 tíi träng t©m cña ®iÓm lËt lµ mÐp xÝch m¸y c¬ së víi mÆt ®Êt. Theo m¸y c¬ së vµ c¸c sè liÖu tÝnh to¸n ta x¸c ®Þnh ®­îc c¸c kÝnh th­íc sau: L1 = 2800 mm Víi L2 lµ kho¶ng c¸c tõ träng t©m lång cèt thÐp tíi O L2 = 16 ´ cos650 + 1 = 7.76 m (1 m lµ kho¶ng c¸ch tõ ®Çu puli tíi ®Çu cÇn) L3 kho¶ng c¸ch tõ träng t©m cña c¬ cÊu quay dÉn ®éng cÇn kelly tíi O ( tÝnh cho tr­êng hîp c¬ cÊu quay ë vÞ trÝ cao nhÊt ) L3= 6´cos65 = 2.5 m (6 m lµ kho¶ng c¸ch tÝnh tõ ®iÓm cuèi cña cÇn hép ®Õn c¬ cÊu quay khi cÇn dùng ®øng). L4 kho¶ng c¸ch träng t©m cÇn hép tíi O, khi cÇn nghiªng so víi ph­¬ng th¼ng ®øng 250 L4 = 8´cos650 = 3.38 m L5 kho¶ng c¸ch ®iÓm ®Æt lùc giã tíi mÆt ®Êt (tÝnh giã ë 10 m ®Çu) L5 = (2.5 + (7.5/2)cos250) = 5.89 m L6 kho¶ng c¸ch ®iÓm ®Æt lùc giã 10 m cuèi. L6 =2.5 + 7.5cos250 + (8.5/2)´cos250 = 9.74 m T¹i ®iÓm lËt 0: Nh­ vËy víi gãc nghiªng amax= 250 m¸y lµm viÖc æn ®Þnh, kh«ng bÞ lËt khi cÈu lång thÐp. 2. Tr­êng hîp 2: Khi gÇu khoan ®­îc kÐo lªn tr­êng hîp nµy chØ cã lùc c¨ng c¾p (®· tÝnh ®Õn träng l­îng cña cÇn kelly, träng l­îng cña gÇu chøa ®Çy ®Êt), träng l­îng cña cÇn hép, c¬ cÊu quay. C¸c sè liÖu tÝnh to¸n nh­ sau: PM = 700 KN PCH = 47.5456 KN Pq = 30 KN Sck = 196.53 KN PG1 = 480´4.7 =3600 N = 3.6 KN PG2 = 672´10 = 6720 N = 6.72 KN C¸c kÝch th­íc: L1 = 2.8 m (kho¶ng c¸ch tõ träng t©m m¸y tíi O) L2 = 2 m (kho¶ng c¸ch tõ träng t©m c¬ cÊu quay, cÇn kelly tíi O) L3 = 0.8 m (kho¶ng c¸ch tõ träng t©m cña cÇn hép tíi O) L4 = 2.5 + 7.5/2 = 6.25 m (kho¶ng c¸ch tõ lùc giã 1 tíi O) L5 = 6.25 + 10/2 = 11.25 m VËy ta lÊy m«men t¹i träng t©m o cña m¸y. M¸y lµm viÖc an toµn. 3. Tr­êng hîp 3. Tr­êng hîp nµy lµ m¸y quay 1gãc 900 ®Ó khoan. Khi ®ã c¸c kho¶ng c¸ch d­íi t¸c dông cña lùc giã kh«ng thay ®æi, cßn c¸c kho¶ng c¸ch tíi träng t©m m¸y, gÇu khoan, c¬ cÊu quay, cÇn hép nh­ sau: æi träng t©m, khèi l­îng chØ tÝnh ®­îc 2/3 khèi l­îng cña m¸y c¬ s¬, tøc lµ: L1 = 1.7 m (kho¶ng c¸ch tõ träng t©m m¸y tíi O theo m¸y c¬ së) L2 = 3.2 m (kho¶ng c¸ch tõ träng t©m c¬ cÊu quay, cÇn kelly tíi O) L3 = 2.2 m (kho¶ng c¸ch tõ träng t©m cña cÇn hép tíi O) L4 = 2.5 + 7.5/2 = 6.25 m (kho¶ng c¸ch tõ lùc giã 1 tíi O) L5 = 6.25 + 10/2 = 11.25 m VËy: VËy m¸y lµm viÖc an toµn. O mét sè quy ®Þnh khi l¾p dùng vµ sö dông m¸y 1. L¾p dùng m¸y Do m¸y ®­îc thiÕt kÕ cã träng l­îng lín, kÝch th­íc cång kÒnh rÊt khã vËn chuyÓn. MÆt kh¸c do m¸y di chuyÓn b»ng hai d¶i xÝch nªn khi di chuyÓn sÏ lµm háng mÆt ®­êng. V× vËy víi kho¶ng c¸ch ng¾n trong ph¹m vi c«ng tr­êng m¸y tù di chuyÓn, cßn víi c¸c kho¶ng c¸ch lín m¸y sÏ ®­îc vËn chuyÓn b»ng c¸c ph­¬ng tiÖn vËn t¶i chuyªn dïng cã t¶i träng lín. §Ó tr¸nh va ch¹m víi c¸c c«ng tr×nh trong qu¸ tr×nh vËn chuyÓn nh­ gÇm cÇu, ®­êng d©y ®iÖn...Trong phÇn thiÕt kÕ ta ®· thiÕt kÕ khi m¸y gËp cÇn th× chiÒu dµi cña m¸y lµ 14,50 m, chiÒu cao cña m¸y 4,7 m (3,2 m + 1,5 m) (chiÒu cao cña m¸y khoan cäc nhåi vµ xe chuyªn chë), phï hîp víi luËt giao th«ng hiÖn hµnh cña n­íc ta quy ®Þnh lµ ë c¸c tuyÕn ®­êng Quèc Lé th× chiÒu cao cho phÐp lµ 5,5 m chiÒu dµi cho phÐp lµ 14, 75 m Sau khi vËn chuyÓn m¸y tíi c«ng tr­êng m¸y sÏ di chuyÓn xuèng mÆt b»ng l¾p c¸c thiÕ bÞ nh­ c¸p, cÇn kelly vµ gÇu ®Ó lµm viÖc. C¸ch l¾p cÇn kelly vµo m¸y thi c«ng nh­ sau: L¾p gÇu khoan vµo cÇn kelly GÇu khoan ®­îc ®Æt ë t­ thÕ lµm viÖc ngay phÝa d­íi cÇn kelly. H¹ cÇn kelly xuèng s¸t gÇu khoan. TiÕn hµnh l¾p chèt cè ®Þnh gÇu khoan vµ ®Çu cÇn kelly. 2. Mét sè quy ®Þnh khi sö dông m¸y Ngoµi nh÷ng quy ®Þnh cña nhµ n­íc vÒ sö dông m¸y, còng nh­ chÕ ®é ch¨m sãc, b¶o d­ìng chung khi sö dông m¸y cÇn ph¶i chó ý mét sè ®iÓm cô thÓ sau: - KiÓm tra th­êng xuyªn c¸c c¬ cÊu, kiÓm tra tr¹ng th¸i c¸p, kÐp ®Çu c¸p, b«i tr¬n c¸p. NÕu c¸p kh«ng cßn ®ñ ®iÒu kiÖn sö dông ph¶i thay c¸p. TuyÖt ®ãi kh«ng ®­îc nèi c¸p ®Ó t¨ng chiÒu dµi. - C«ng tr­êng thi cÇn ph¶i cã ®ñ ¸nh s¸ng. NÕu thi c«ng vµo ban ®ªm cÇn cã hÖ thèng chiÕu s¸ng. - NÒn ®­êng thi c«ng ph¶i ®­îc gia cè theo ®óng yªu cÇu vµ b¶o ®¶m ®é nghiªng nhá. - ThiÕt bÞ chØ ®µo c¸c lç th¼ng ®øng. Tr­íc khi tiÕn hµnh ®µo ph¶i kiÓm tra m¸y kü l­ìng ®Ó ®¶m b¶o ®é th¼ng ®øng cña lç. - Thî l¸i tr­íc khi sö dông thiÕt bÞ ph¶i n¾m v÷ng chøc n¨ng, t¸c dông, nguyªn lý cÊu t¹o vµ c¸c yªu cÇu sö dông m¸y còng nh­ ®É ®­îc thùc hµnh trªn m¸y ( cã kiÓm tra vµ ®¸nh gi¸ ). KÕt luËn chung ThiÕt bÞ lµm viÖc tèt trªn c¸c nÒn ®Êt th­êng gÆp ë ViÖt Nam (C¸c lo¹i ®Êt c¸t, ®Êt trång trät,®Êt sÐt, ®Êt d¸ cã ®é cøng f £ 0,5 víi ®é s©u ®µo tèi ®a lµ 50m ®¸p øng ®­îc yªu cÇu xö lý nÒn mãng trong c¸c c«ng tr×nh x©y dùng lín. M¸y cã ®é æn ®Þnh cao c¶ khi kh«ng lµm viÖc còng nh­ trong c¸c tr­êng hîp lµm viÖc(khoan vµ cÈu). ThiÕt bÞ ®ßi hái mét sè yªu cÊu nh­: + Quy tr×nh an toµn ®ßi hái nghiªm ngÆt. + Thî l¸i ph¶i cã tay nghÒ cao, n¾m v÷ng chøc n¨ng, t¸c dông, nguyªn lý vµ c¸c yªu cÇu ®Æc biÖt cña thiÕt bÞ. Trong néi dung ch¨m sãc th­êng xuyªn cÇn thªm c«ng viÖckiÓm tra ®é chÆt cña c¸c bul«ng, c¸c chèt l¾p ghÐp, b«i tr¬n c¸c puly, c¸p n©ng… Tµi liÖu tham kh¶o 1 – NguyÔn B¸ KÕ. Thi c«ng cäc khoan nhåi Nhµ xuÊt b¶n Giao th«ng vËn t¶i 1999 2 – Nh÷ §×nh Êu, NguyÔn v¨n B¸ch Ph¸ vì ®Êt b»ng ph­¬ng ph¸p khoan næ m×n 3 – NguyÔn Träng HiÖp, NguyÔn V¨n LÉm. ThiÕt kÕ chi tiÕt m¸y 4 – Tr­¬ng Quèc Thµnh, Ph¹m Quang Dòng. M¸y vµ thiÕt bÞ n©ng Nhµ xuÊt b¶n khoa häc kü thuËt 1999 5 – Tr­¬ng Quèc Thµnh h­íng dÉn ®å ¸n m«n häc m¸y n©ng 6 – Lª Ngäc Hång. Søc bÒn vËt liÖu Nhµ xuÊt b¶n khoa häc kü thuËt 1998 7 - §Æng ThÕ HiÓn, Ph¹m Quang Dòng, Hoa V¨n Ngò. B¶n vÏ m¸y n©ng chuyÓn Tr­êng ®¹i häc x©y dùng hµ néi 1985 8 – Huúnh V¨n Hoµng, §µo Träng Th­êng. TÝnh to¸n m¸y trôc 9 – TrÞnh ChÊt – Lª V¨n UyÓn. TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ 10 – NguyÔn V¨n Hïng, Ph¹m Quang Dòng, NguyÔn ThÞ Mai. M¸y x©y dùng 11 – H­íng dÉn sö dông m¸y khoan cäc nhåi ed4000 12 – Vò §×nh HiÒn, Ph¹m Quang HiÖu. Bµi gi¶ng c¬ së khoan Tr­êng §¹i Häc Má §Þa ChÊt 13 – H­íng dÉn ®å ¸n m¸y lµm ®Êt 14 – Atlat m¸y n©ng 15 – H­íng dÉn sö dông m¸y khoan cäc nhåi ed5500 16 – H­íng dÉn sö dông m¸y khoan cäc nhåi kh75, kh100. 17 – Gs. §oµn §Þnh KiÕn, Ph¹m V¨n T­, NguyÔn Quang Viªn. ThiÕt kÕ kÕt cÊu thÐp nhµ c«ng nghiÖp. Môc lôc Lêi nãi ®Çu ..…………………………………………………………………….3 PhÇn I: Tæng quan vÒ c«ng nghÖ thi c«ng khoan cäc nhåi 4 Ch­¬ng I: Giíi thiÖu c«ng nghÖ khoan, dung dÞch bentonite vµ c¸c ph­¬ng ph¸p thi c«ng khoan cäc nh«i 4 I. Giíi thiÖu c¸c c«ng nghÖ khoan cäc nhåi hiÖn nay 4 1. C«ng nghÖ khoan nhåi ®¬n gi¶n 4 1.1. C¸c ®Æc ®iÓm thi c«ng 4 1.2. C¸c cÊu t¹o 4 2. C«ng nghÖ thi c«ng khoan cäc nhåi cã èng v¸ch 5 2.1. C¸c ®Æc ®iÓm thi c«ng 5 2.2. Thi c«ng 5 3. C«ng nghÖ thi c«ng khoan cäc nhåi trong dung dÞch 7 3.1. C¸c ®Æc ®iÓm thi c«ng 7 3.2. C«ng nghÖ thi c«ng 7 4. Khoan trôc rçng 9 4.1. C¸c ®Æc ®iÓm thi c«ng 9 4.2. C¸c quy ®Þnh vÒ cÊu t¹o 9 4.3. Thi c«ng 10 5. Khoan xo¾n cã khu«n 11 5.1. C¸c ®Æc ®iÓm thi c«ng 11 5.2. C¸c quy ®Þnh vÒ cÊu t¹o 11 5.3. Thi c«ng 12 6. Cäc ®­îc phun ¸p lùc cao 12 6.1. §Æc ®iÓm thi c«ng 12 6.2. C¸c quy ®Þnh vÒ cÊu t¹o 12 6.3. Thi c«ng 12 II. ChÕ t¹o dung dÞch bentonite (bïn khoan) 13 1. TÝnh chÊt dung dÞch bentonite míi 13 2. Sö dông vµ sö lý dung dÞch bentonite 14 III. Chän ph­¬ng ph¸p thi c«ng c«ng tr×nh 16 1. S¬ ®å thi c«ng khoan cäc nhåi 16 2. C«ng t¸c chuÈn bÞ 16 3. §Þnh vÞ hè khoan 17 4. C«ng t¸c khoan cäc 17 4.1. H¹ èng v¸ch 18 4.2. C«ng t¸c khoan t¹o lç 18 4.3. C«ng t¸c kiÓm tra vµ lµm s¹ch s¬ bé 20 4.4. TËp kÕt vµ sö lý bïn khoan 20 5. Gia c«ng vµ h¹ lång cèt thÐp 21 6. Lµm s¹ch hè khoan 22 6.1. Thæi röa b»ng b¬m 23 6.2. Thæi röa b»ng khÝ nÐn 23 7. Thi c«ng ®æ bª t«ng 24 7.1. L¾p ®Æt èng ®æ 24 7.2. Qu¸ tr×nh ®æ bªt«ng 25 8. Rót èng v¸ch 26 9. Dung sai 26 10. Lý lÞch cäc 27 11. L¾p ®Çu cäc 28 PhÇn II. Lùa chän ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ, l¾p ®Æt thiÕt bÞ lªn m¸y c¬ së 29 Ch­¬ng I: Lùa chän ph­¬ng ¸n 29 I. Ph­¬ng ¸n 1: L¾p cÇn giµn lªn m¸y c¬ së lµ m¸y xóc thñy lùc 29 1. ­u ®iÓm 30 2. Nh­îc ®iÓm 30 II. Ph­¬ng ¸n 2: L¾p cÇn hép lªn m¸y xóc thñy lùc 31 1. ­u ®iÓm 32 2. Nh­îc ®iÓm 32 III. NhËn xÐt lùa chän ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ 32 1. Lùa chän thiÕt bÞ c¬ së 32 2. S¬ ®å h×nh chung m¸y thiÕt kÕ 33 IV. Giíi thiÖu m¸y thiÕt kÕ 34 PhÇn III. PhÇn tÝnh chung 35 Ch­¬ng I: Néi dung vµ chän lý thuyÕt khoan tÝnh to¸n 35 I. Néi dung thiÕt kÕ 35 1. X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè c¬ b¶n 35 2. C¸c sè liÖu thiÕt kÕ 35 II. Chän lý thuyÕt khoan xoay ®Ó tÝnh to¸n 35 Ch­¬ng II. PhÇn tÝnh to¸n 36 I. PhÇn tÝch chung 36 1. Ph©n tÝch lùc khi khoan xoay 36 2. TÝnh c¸c lùc c¬ b¶n 37 KÕt luËn 41 PhÇn IV. PhÇn tÝnh riªng 42 Ch­¬ng I: ThiÕt kÕ côm c¬ cÊu quay dÉn ®éng cÇn kelly 42 I. Lùa chän thiÕt Bþ 42 1. Chän ®éng c¬ 42 1.1. M«t¬ ®iÖn 42 1.2. M«t¬ thñy lùc 42 2. Hép gi¶m tèc 42 II. TÝnh to¸n chung 43 1. TÝnh chän m«t¬ thñy lùc 43 1.1. C¸c thèng sè ®Çu ra cña bé truyÒn 43 1.2. Chän m«t¬ thñy lùc 43 2. S¬ ®å dÉn ®éng vµ ph©n phèi tØ sè truyÒn 44 2.1. S¬ ®å dÉn ®éng 44 2.2. X¸c ®Þnh vµ ph©n phèi tØ sè truyÒn 45 3. ThiÕt kÕ bé truyÒn b¸nh r¨ng hµnh tinh 2 cÊp 45 3.1. S¬ ®å truyÒn ®éng cña bé truyÒn b¸nh r¨ng hµnh tinh 45 3.2. TÝnh to¸n thiÕt kÕ ®éng häc 46 3.3. KiÓm tra ®iÒu kiÖn ®ång trôc vµ ®iÒu kiÖn l¾p 49 3.4. KiÓm tra ®iÒu kiÖn kÒ 49 4. Chän m«dun b¸nh r¨ng vµ kÝch th­íc h×nh häc cña bé truyÒn 50 4.1. Chän m«dun b¸nh r¨ng 50 4.2. KiÓm tra ®iÒu kiÖn kÒ 51 4.3. Chän m«dun b¸nh r¨ng 51 5. TÝnh to¸n c¸c kÝch th­íc h×nh häc cña bé truyÒn 52 6. TÝnh to¸n søc bÒn c¸c b¸nh r¨ng 53 6.1. C¸c cÆp b¸nh r¨ng ¨n khíp ngoµi 1-2 vµ 4-5 53 6.1.1. X¸c ®Þnh øng suÊt cho phÐp 53 6.1.2. øng suÊt uèn cho phÐp 54 7. KiÓm nghiÖm c¸c cÆp b¸nh r¨ng 56 7.1. CÆp b¸nh r¨ng 1-2-3 56 7.1.1. KiÓm nghiÖm cÆp b¸nh r¨ng ¨n khíp ngoµi 1-2 56 7.1.2. C¸c cÆp b¸nh r¨ng ¨n khíp trong 59 8. TÝnh to¸n c¸c trôc b¸nh r¨ng 62 8.1. Trôc b¸nh r¨ng sè 1 62 8.1.1. S¬ ®å tÝnh to¸n 62 8.1.2. X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè 63 8.1.3. X¸c ®Þnh c¸c lùc 63 8.2. ThiÕt kÕ trôc cho b¸nh r¨ng hµnh tinh 65 8.2.1. S¬ ®å tÝnh to¸n 65 8.3. Trôc b¸nh r¨ng sè 4 67 8.3.1. S¬ ®å tÝnh to¸n 67 8.4. TÝnh trôc b¸nh r¨ng sè 5 68 8.4.1. S¬ ®å tÝnh to¸n 68 8.4.2. S¬ ®å lùc 69 8.5. ThiÕt kÕ trôc ra cña hép gi¶m tèc hµnh tinh 70 9. ThiÕt kÕ ®Üa truyÒn m«men C1,C2 71 10. Chän æ ®ì cho bé truyÒn 71 10.1. Chän æ ®ì cho trôc b¸nh r¨ng trung t©m 1 71 10.2. Chän æ ®ì cho trôc b¸nh r¨ng hµnh tinh 2 72 10.3. Chän æ ®ì cho trôc b¸nh r¨ng trung t©m 4 72 10.4. Chän æ ®ì cho trôc b¸nh r¨ng hµnh tinh 5 72 10.5. Chän æ ®ì cho trôc ra cña hép gi¶m tèc 73 IV. ThiÕt kÕ bé truyÒn b¸nh r¨ng trô 1 cÊp 74 1. S¬ ®å dÉn ®éng 74 2. TÝnh chän vËt liÖu 74 2.1. VËt liÖu chÕ t¹o 74 2.2. X¸c ®Þnh øng suÊt cho phÐp cña vËt liÖu 74 3. X¸c ®Þnh ®­êng kÝnh vßng l¨n, kho¶ng c¸ch trôc, m«dun vµ sè r¨ng 76 3.1. X¸c ®Þnh ®­êng kÝnh vßng l¨n 76 3.2. X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch trôc 76 3.3. X¸c ®Þnh m«dun 76 4. KiÓm tra søc bÒn lµm viÖc 77 4.1. KiÓm nghiÖm søc bÒn lµm viÖc 77 4.2. KiÓm nghiÖm r¨ng vÒ søc bÒn uèn 79 5. C¸c th«ng sè cña bé truyÒn b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng 79 5.1. B¸nh r¨ng dÉn ®éng 79 5.2. Vµnh r¨ng dÉn ®éng cÇn kelly 80 6. ThiÕt kÕ trôc truyÒn ®éng 80 6.1. C¸c th«ng sè thiÕt kÕ 80 6.2. X¸c ®Þnh ®­êng kÝnh trôc 80 7. TÝnh thiÕt kÕ b«i tr¬n hép gi¶m tèc hµnh tinh 81 7.1. C¸c ph­¬ng ph¸p lùa chän ®Ó b«i tr¬n hép gi¶m tèc 81 7.1.1. B«i tr¬n ng©m dÇu 81 7.1.2. B«i tr¬n l­u th«ng 81 8. ThiÕt kÕ vá hép gi¶m tèc 81 9. ThiÕt kÕ chi tiÕt cho c¬ cÊu quay dÉn ®éng cÇn kelly 82 Ch­¬ng II: ThiÕt kÕ cÇn hép 83 1. TÝnh chän gÇu 83 2. TÝnh chän cÇn kelly 84 3. ThiÕt kÕ cÇn hép 84 3.1. Tr­êng hîp 1 84 3.2. Tr­êng hîp 2 86 3.3. Tr­êng hîp 3 88 3.4. ThiÕt kÕ cÇn 89 3.4.1. Chän vËt liÖu vµ tiÕt diÖn cÇn 89 3.4.2. X¸c ®Þnh m«men qu¸n tÝnh 90 3.5. KiÓm tra bÒn cÇn hép 90 Ch­¬ng III: ThiÕt kÕ phÇn khung dÉn ®éng cÇn 93 I. §¹i c­¬ng 93 II. Ph©n tÝch ®éng häc c¬ cÊu ph¼ng toµn khíp thÊp, bµi to¸n vÞ trÝ 94 III. Ph©n tÝch ®éng häc c¬ cÊu ph¼ng toµn khíp thÊp, bµi to¸n vÞ trÝ 97 IV. Ph©n tÝch lùc c¬ cÊu ph¼ng t¸c dông lªn hÖ c¬ cÊu h×nh b×nh hµnh 98 1. §¹i c­¬ng 98 2. ThiÕt kÕ c¸c kh©u c¬ cÊu khung 100 2.1. ThiÕt kÕ s¬ bé c¬ cÊu khung 100 2.2. ThiÕt kÕ thanh chèng 100 2.2.1. Tr­êng hîp 1 100 2.2.2. Tr­êng hîp 2 103 2.2.3. So s¸nh 2 tr­êng hîp 103 2.2.4. ThiÕt kÕ thanh chèng 104 Ch­¬ng IV: ThiÕt kÕ tÝnh chän c¸c c¬ cÊu kh¸c 107 I. TÝnh chän c¸p vµ c¸c puli 107 1. TÝnh chän c¸p n©ng cÇn kelly 107 2. TÝnh chän puli ®æi h­íng c¸p l¾p trªn cÇn hép 107 3. TÝnh chän c¸c c¬ cÊu n©ng h¹ lång cèt thÐp 109 4. ThiÕt kÕ puli ®æi h­íng c¸p n©ng h¹ lång cèt thÐp 110 Ch­¬ng 5: TÝnh æn ®Þnh m¸y khi lµm viÖc 112 I. C¸c tr­êng hîp m¸y lµm viÖc 112 1. Tr­êng hîp 1 112 2. Tr­êng hîp 2 115 3. Tr­êng hîp 3 116 Mét sè quy ®Þnh khi l¾p dùng vµ sö dông m¸y 118 1. L¾p dùng m¸y 118 2. Mét sè quy ®Þnh khi sö dông m¸y 118 KÕt luËn chung 120 Tµi liÖu tham kh¶o 121

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docThuyet minh may khoan coc nhoi.doc
  • dwgCanhopA1.dwg
  • dwgCocauquayA0.dwg
  • dwgGauA1.dwg
  • dwgGiatreocanA1.dwg
  • dwgHinhchungA0.dwg
  • dwgHopgiamtocA1.dwg
  • dwgPhuongan.dwg
  • dwgPulydoihuongA1.dwg
  • dwgThicongA0.dwg