Đồ án Thiết kế romooc 2 tầng cho xe con 4 chỗ

p suÊt cña chÊt láng lµm viÖc vµ t¶i träng bªn ngoµi. TÝnh to¸n kiÓm tra søc bÒn cña xi lanh ®­îc thùc hiÖn cho mçi bé phËn cña xi lanh bao gåm: Th©n xi lanhn n¾p, dÉn h­íng, pit t«ng, cÇn pit t«ng. + ChiÒu dµy thµnh xi lanh t: víi xi lanh thµnh máng: trong ®ã: Dn: ®­êng kÝnh ngoµi cña xi lanh. D: ®­êng kÝnh trong cña xi lanh. Th×: Trong ®ã: p: ¸p suÊt chÊt láng lµm viÖc. p = 150kG/cm(15N/mm). D: ®­êng kÝnh trong cña xi lanh. D = 75mm. c: ®¹i l­îng bæ sung cho chiÒu dµy tèi thiÓu thµnh xi lanh cã tÝnh ®Õn dung sai gia c«ng. c = 1mm. : øng suÊt cho phÐp trªn thµnh xi lanh, kG/m. trong ®ã: : giíi h¹n bÒn. VËt liÖu lµm th©n xi lanh chän lµ thÐp 45X cã t«i c¶i thiÖn . n: HÖ sè an toµn, th­êng lÊy n= 3. : hÖ sè ®é bÒn cña mèi hµn: §èi víi hµn tù ®éng d­íi líp thuèc hµn, mèi hµn gi¸p mÐp mét phÝa =0,8 VËy: . Ta x¸c ®Þnh chiÒu dµy tèi thiÓu cña thµnh xi lanh lµ: . BiÕn d¹ng h­íng kÝnh cña xi lanh : trong ®ã: E: m« ®un ®µn håi cña vËt liÖu, víi thÐp E = 2,1.10. : hÖ sè poatx«ng, víi thÐp . . Ta tÝnh ®­îc biÕn d¹ng h­íng kÝnh cña thµnh xi lanh lµ: + ChiÒu dµy ®¸y xi lanh. Víi ®¸y ph¼ng: trong ®ã: kp: hÖ sè phô thuéc vµo h×nh d¹ng cña ®¸y xi lanh kp=0,5. d: ®­êng kÝnh cña ®¸y xi lanh, d= 100mm. . Tuy nhiªn trªn thùc tÕ ®¸y xi lanh cã bÒ dµy lín h¬n gi¸ trÞ tÝnh to¸n rÊt nhiÒu bëi ë ®ã cßn cã bè trÝ lç dÉn dÇu, tai mãc… 4.2.3 TÝnh to¸n æn ®Þnh. - D­íi t¸c dông cña ¸p suÊt chÊt láng lµm viÖc vµ t¶i träng bªn ngoµi, c¸c xi lanh thñy lùc lµm viÖc nh­ mét dÇm chÞu nÐn, uèn cã tiÕt diÖn thay ®æi. Xi lanh ®­îc kÑp chÆt víi khíp b¶n lÒ chÞu t¸c dông cña lùc nÐn däc. Khi lùc nÐn däc nµy ®¹t gi¸ trÞ b»ng víi lùc tíi h¹n sÏ suÊt hiÖn ®é vâng trªn xi lanh vµ nÕu tiÕp tôc t¨ng t¶i träng lªn víi gi¸ trÞ kh«ng lín còng cã thÓ ph¸ hñy xi lanh. Lùc tíi h¹n cã thÓ ®­îc coi lµ lùc ph¸ hñy. trong ®ã: : lùc tíi h¹n. k: hÖ sè tÝnh ®Õn kh¶ n¨ng t¨ng ¸p suÊt trong hÖ thèng thñy lùc, th­êng lÊy k= 1,15. n: hÖ sè an toµn vÒ æn ®Þnh, phô thuéc vµo c«ng dông vµ vËt liÖu lµm xi lanh, víi xi lanh b»ng thÐp n= 1,5-3. lÊy n=1,5. + Lùc ph¸ hñy ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: trong ®ã: . Fa: lùc tíi h¹n ®èi víi xi lanh quy ­íc cã tiÕt diÖn kh«ng thay ®æi. Gi¸ trÞ lùc Fa ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc ¥le: trong ®ã: J: m«men qu¸n tÝnh cña xi lanh: víi: Dn: ®­êng kÝnh ngoµi cña xi lanh, Dn = 100mm. D: ®­êng kÝnh trong cña xi lanh, D = 75mm. l: chiÒu dµi toµn bé cña xi lanh cïng víi cÇn pitt«ng, l = 3600mm. c: hÖ sè tÝnh ®Õn sù ghÐp nèi cña ®Çu xi lanh vµ ®Çu cÇn pitt«ng, gi¸ trÞ c phô thuéc vµo kÕt cÊu ghÐp nèi cña xi lanh vµ ®Çn cÇn pitt«ng vµo thiÕt bÞ. Trong tr­êng hîp ta sö dông, c¶ xi lanh vµ ®Çu cÇn pitt«ng lµ khíp b¶n lÒ th× c = 1. E: m«®un ®µn håi cña vËt liÖu lµm xi lanh, ®èi víi thÐp E = 2,1.10. Thay c¸c gi¸ trÞ trªn vµo c«ng thøc tÝnh lùc tíi h¹n cña ¥le ta cã: . : hÖ sè tÝnh ®Õn sù thay ®æi cña tiÕt diÖn xi lanh, gi¸ trÞ cña hÖ sè nµy tra theo ®å thÞ, nã phô thuéc vµo vËt liÖu lµm xi lanh vµ chiÒu dµi toµn bé khi duçi tèi ®a cña xi lanh. Muèn tra ®­îc hÖ sè nµy ë ®å thÞ ta cÇn x¸c ®Þnh c¸c hÖ sè sau: trong ®ã: víi Dn lµ ®­êng kÝnh ngoµi cña xi lanh, D lµ ®­êng kÝnh trong cña xilanh, vËy: víi d lµ ®­êng kÝnh cña cÇn pitt«ng, vËy: VËy: Víi b lµ kho¶ng ch¹y cña pitt«ng, b = 1650mm, l lµ chiÒu dµi cña th©n xi lanh, l = 1950mm. VËy: VËy ta ®· cã gi¸ trÞ : Tra ®å thÞ h×nh 18 ta cã: + VËy lùc tíi h¹n lµ: + Lùc cho phÐp lµ: - Gi¸ trÞ lùc tíi h¹n nµy lín h¬n lùc tÝnh to¸n cÇn thiÕt ®Ó n©ng toµn bé tÇng hai lªn(67760N). Nh­ vËy, ta cã thÓ kÕt luËn xi lanh ®ñ bÒn. - KÝch th­íc c¬ b¶n cña xi lanh nh­ sau : + §­êng kÝnh trong cña xi lanh: 75mm. + §­êng kÝnh ngoµi cña xi lanh: 100mm. + §­êng kÝnh ®¸y xi lanh: 105mm. +ChiÒu dµy thµnh xi lanh: 12,5mm. + §­êng kÝnh cÇn pit t«ng: 40mm. + Hµnh tr×nh cùc ®¹i cña pit t«ng: 1650mm. + ChiÒu dµi lín nhÊt cña xi lanh: 3600mm. + ChiÒu dµi nhá nhÊt cña xi lanh: 1950mm. 4.3 TÝnh chän c¸p. - C¸p ®­îc tÝnh theo lùc c¨ng lín nhÊt trong qu¸ tr×nh lµm viÖc. - Theo thiÕt kÕ, khi n©ng träng l­îng cña tÇng hai ®­îc chia ®Òu cho s¸u sîi c¸p. Theo lý thuyÕt, mçi sîi c¸p chÞu 1/6 träng l­îng toµn bé cña tÇng hai nh­ng trªn thùc tÕ kh«ng thÓ chÕ t¹o chÝnh x¸c tuyÖt ®èi coi r»ng trong tr­êng hîp nguy hiÓm mét sîi c¸p nµo ®ã cã thÓ chÞu tíi 1/5 träng l­îng toµn bé cña tÇng hai. VËy lùc c¨ng lín nhÊt cã thÓ xuÊt hiÖn t¹i mét sîi c¸p lµ: Trong ®ã: : Träng l­îng toµn bé cña tÇng hai, theo tÝnh to¸n lÊy 49000N. - Theo tµi liÖu vÒ m¸y n©ng chuyÓn, ta ph¶i chän c¸p theo ®iÒu kiÖn: Trong ®ã: n: hÖ sè an toµn. Trong tr­êng hîp n©ng hµng hãa n=5, n©ng ng­êi th× n= 10. : Lùc kÐo ®øt c¸p. Gi¸ trÞ nµy do nhµ m¸y s¶n suÊt c¸p cung cÊp. B¶ng d­íi ®©y cung cÊp th«ng tin vÒ mét sè lo¹i c¸p do Trung Quèc s¶n xuÊt. B¶ng 3: Gi¸ trÞ lùc kÐo ®øt cña mét sè lo¹i c¸p th«ng dông do Trung Quèc s¶n xuÊt. CÊu tróc c¸p §­êng kÝnh c¸p (mm) Lùc kÐo ®øt c¸p (N) 6*19+FC 6,00 23290 6*19+FC 7,70 34930 6*37+FC 8,70 43550 6*37+FC 11,00 68735 6*37+FC 13,00 86890 6*37+FC 15,00 120900 - VËy: - Tõ b¶ng trªn ta thÊy c¸p cã ®­êng kÝnh 11,00mm lµ ®¶m b¶o yªu cÇu vÒ ®é bÒn. VËy, ta chon c¸p cã ®­êng kÝnh 11mm do Trung Quèc s¶n xuÊt ®Ó sö dông trong c¬ cÊu n©ng. 4.4 X¸c ®Þnh kÝch th­íc kÕt cÊu puly. - Puly lµ mét c¬ cÊu quan träng trong hÖ thèng n©ng dïng ®Ó ®ì c¸p, ®æi h­íng chuyÓn ®éng cña c¸p, biÕn chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn cña cÇn pit t«ng cña xi lanh thñy lùc thµnh chuyÓn ®éng lªn xuèng cña tÇng hai. - Tïy theo chÕ ®é lµm viÖc mµ puly cã thÓ ®­îc lµm tõ vËt liÖu kh¸c nhau, ph­¬ng ph¸p chÕ t¹o kh¸c nhau. ë chÕ ®é lµm viÖc nhÑ vµ trung b×nh th× puly th­êng ®ùoc chÕ t¹o b»ng gang x¸m chÕ t¹o theo khu«n mÉu. §èi víi chÕ ®é nÆng th­êng sö dông thÐp ®óc liÒn víi ®­êng kÝnh nhá h¬n 600mm hoÆc hµn víi ®­êng kÝnh lín h¬n 600mm. - §­êng kÝnh cña puly cã ¶nh h­ëng rÊt lín ®Õn tuæi thä cña c¸p. §­êng kÝnh puly cµng lín, tuæi thä c¸p cµng cao. Tuy nhiªn ®èi víi kÕt cÊu hÖ thèng n©ng nh­ thiÕt kÕ th× chØ nªn chän puly cã ®­êng kÝnh 200mm ®Ó puly cã thÓ n»m gän trong mÆt sµn cña tÇng 2. - R·nh puly lµ bÒ mÆt lam viÖc , ®ì vµ gi÷ c¸p, cã ¶nh h­ëng tíi tuæi thä vµ lùc c¶n trong qu¸ tr×nh lµm viÖc cña c¸p do ®ã cÇn ®­îc gia c«ng c¬ khÝ chÝnh x¸c ®Ó c¸p khi ®i vßng quanh puly kh«ng bÞ m¾c kÑt ngoµi ra cßn cã nhiÒu yªu cÇu vÒ kü thuËt kh¸c n÷a. Song th«ng sè c¬ b¶n vµ quan träng nhÊt ®Ó tÝnh to¸n puly lµ ®­êng kÝnh c¸p. NhiÒu n­íc ®· x©y dùng mèi quan hÖ kÝch th­íc gi÷a d©y c¸p vµ kÝch th­íc cña phÇn r·nh puly, ta cã thÓ tham kh¶o vµ lµm theo hoÆc mua kh«ng cÇn tÝn to¸n l¹i. 4.5 ThiÕt kÕ, tÝnh to¸n c¬ cÊu khãa h·m. _ Nh­ ë phÇn trªn giíi thiÖu, c¬ cÊu n©ng chØ lµm viÖc khi n©ng vµ h¹ tÇng hai. Khi xe di chuyÓn, cã c¬ cÊu khãa h·m riªng ®Ó gi÷ tÇng hai kh«ng bÞ h¹ xuèng. §Ó cho c«ng viÖc ®iÒu khiÓn c¬ cÊu khãa h·m ®­îc nhÑ nhµng, thuËn tiÖn, r¬mooc ®­îc trang bÞ c¬ cÊu khãa h·m ®iÒu khiÓn b»ng ®iÖn(h×nh 18). 4.5.1 CÊu t¹o vµ nguyªn t¾c ho¹t ®éng. - CÊu t¹o: trªn trô ®øng 1 cña tÇng 1 cã phay c¸c r·nh ®Ó then 3 cã thÓ di chuyÓn vµo ®ã. Then 3 n»m trong con tr­ît 2 g½n cøng vµo sµn cña tÇng 2. ViÖc ®iÒu khiÓn sù di chuyÓn tÞnh tiÕn cña then 3 nhê c¸p kÐo 5 vµ lß xo håi vÞ 4. D©y c¸p 5 ®­îc kÐo nhê mét nam ch©m ®iÖn ®Æt gän trong sµn cña tÇng 2. a) b) H×nh 18: Khãa h·m. a: tr¹ng th¸i kho¸ b: tr¹ng th¸i më 1: Trô ®øng tÇng 1. 2: Con tr­ît. 3: Then. 4: Lß xo. 5: C¸p kÐo. - Nguyªn t¾c ho¹t ®éng: + Khi ch­a cã dßng ®iÖn ch¹y trong nam ch©m, then 3 nhê lùc ®Èy cña lß xo 4 di chuyÓn sang tËn cïng bªn tr¸i chui qua r·nh then trªn tô ®øng1 cña tÇng 1 ng¨n kh«ng cho con tr­ît 2 di chuyÓn lªn xuèng. Con tr­ît 2 ®­îc g¾n cøng vµo sµn cña tÇng 2 v× vËy tÇng hai còng kh«ng thÓ di chuyÓn lªn xuèng ®­îc. + Khi cã dßng ®iÖn ch¹y trong nam ch©m, d©y c¸p 5 sÏ kÐo then 3 th¾ng lùc cña lß xo håi vÞ 4 di chuyÓn sang bªn ph¶i ra khái r·nh then trªn trô ®øng 1 cña tÇng 1. Then 3 ®­îc kÐo n»m gän trong con tr­ît 2 lóc nµy tÇng 2 cã thÓ tù do di chuyÓn lªn xuèng mµ kh«ng cã mét sù c¶n trë nµo n÷a. - Cø mçi trô ®øng cña tÇng mét ta l¹i bè trÝ mét c¬ cÊu khãa h·m nh­ vËy vµ tÊt c¶ c¸c khãa h·m ®­îc ®iÒu khiÓn nhê mét c«ng t¾c ®iÖn chung ®Æt ë vÞ trÝ thuËn lîi cho ng­êi ®iÒu khiÓn. Nh­ vËy viÖc ®iÓn khiÓn khãa h·m rÊt thuËn tiÖn, an toµn vµ nhÑ nhµng. - Trªn trô ®øng 1 cña tÇng hai ta kh«ng chØ hµn mét mµ lµ nhiÒu then h·m, ®iÒu ®ã rÊt cã lîi trong qu¸ tr×nh sö dông v× tïy theo xe xÕp vµo cã chiÒu cao bao nhiªu mµ ta cã thÓ chän tÇng 2 ë vÞ trÝ n©ng t­¬ng øng, nÕu xe xÕp vµo thÊp ta cã thÓ h¹ thÊp tÇng hai ®Ó t¨ng tÝnh æn ®Þnh cho toµn bé r¬mooc. H¬n n÷a viÖc bè trÝ nhiÒu r·nh then nh­ vËy khiÕn sù ho¹t ®éng cña r¬mooc trong qu¸ tr×nh n©ng h¹ tÇng hai lµ rÊt an toµn, nÕu v× mét lý do nµo ®ã mµ tÇng hai bÞ r¬i trong qu¸ tr×nh n©ng( mÊt ®iÖn, vì èng dÉn dÇu..) th× nã chØ r¬i tù do mét ®o¹n rÊt nhá ®Õn khi then 3 gÆp mét then h·m gÇn nhÊt trªn trô ®øng 1 nhê lß xo 4 nã l¹i ®­îc ®­a vµ vÞ trÝ khãa vµ tÇng 2 sÏ kh«ng r¬i n÷a. C¸c then h·m trªn trô ®øng 1 bè trÝ gÇn nhau nªn t¶i träng ®éng sinh ra do r¬i sÏ lµ nhá. 4.5.2 TÝnh to¸n then. - Then ®­îc tÝnh to¸n theo c¾t. - Muèn tÝnh to¸n x¸c ®Þnh kÝch th­íc cña then ta cÇn x¸c ®Þnh lùc c¾t t¸c dông lªn mçi thªn. Theo thiÕt kÕ tÇng 1 cã tÊt c¶ lµ 6 trô ®øng ë mçi trô ®øng ta bè trÝ mét bé then h·m. Nh­ vËy, lùc c¾t t¸c dông lªn mét then lµ: trong ®ã: : Träng l­îng toµn bé cña tÇng 2. Tuy nhiªn trªn thùc tÕ do sai sè chÕ t¹o vµ trong qu¸ tr×nh ho¹t ®éng do xe di trªn ®­êng gå ghÒ hoÆc khi tÇng hai bÞ r¬i nh­ ®· nãi ë trªn nªn lùc c¾t thùc tÕ sÏ lµ: trong ®ã: G: träng l­îng toµn bé cña tÇng 2. Nh­ tÝnh to¸n ë phÇn tr­íc G=49000N. n: hÖ sè t¶i träng ®éng, n=2. m: hÖ sè kÓ ®Õn sù ph©n bè träng l­îng kh«ng ®Òu cho c¸c then, chän m=1,5(kh¸ lín so víi c¸c tr­êng hîp tham kh¶o). VËy lùc c¾t tÝnh to¸n cho mçi then lµ: - Then ®­îc chÕ t¹o tõ thÐp C45 cã øng suÊt c¾t cho phÐp lµ =75N/mm. VËy ®Ó then ®ñ bÒn th× diÖn tÝch mÆt c¾t ngang F cña then ph¶i tháa m·n ®iÒu kiÖn: Nh­ vËy then h×nh ch÷ nhËt cã kÝch th­íc 25x35mm lµ hoµn toµn ®¶m b¶o ®ñ bÒn(F=875mm). ch­¬ng v : thiÕt kÕ, tÝnh to¸n CÇu dèc. - §Ó thuËn tiÖn cho viÖc ®­a xe vµo vµ ra khái r¬mooc, chóng ta trang bÞ cho r¬mooc mét cÇu dèc víi ®é dèc thÝch hîp. CÇu cã thÓ gÊp gän lªn r¬mooc khi kh«ng sö dông. ViÖc gÊp h¹ cÇu thùc hiÖn nhê c¸c xi lanh thñy lùc vµ hÖ thèng tay ®ßn do ng­êi ®iÒu khiÓn. 5.1 TÝnh chiÒu dµi cÇn thiÕt vµ ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ cÇu. - CÇu cÇn cã chiÒu dµi thÝch hîp ®Ó t¹o ®­îc ®é dèc thÝch hîp cho xe du lÞch cã thÓ lªn xuèng bëi xe du lÞch th­êng cã gÇm xe thÊp. NÕu cÇu ng¾n qu¸ th× ®é dèc sÏ lín khi xe du lÞch ®i lªn sµn cña r¬mooc sÏ bÞ ch¹m gÇm. Nh­ng nÕu cÇu dµi qu¸ th× sÏ rÊt cång kÒnh g©y khã kh¨n trong qu¸ tr×nh n©ng h¹ cÇu vµ di chuyÓn trªn ®­êng. V× vËy cÇn ph¶i thiÕt kÕ, tÝnh to¸n sao cho cÇu cã chiÒu dµi tèi thiÓu mµ vÉn ®¶m b¶o cho xe du lÞch cã thÓ lªn xuèng an toµn. - §Ó xe du lÞch cã thÓ lªn xuèng an toµn th× gãc kh«ng ®­îc lín h¬n 15 v× gãc v­ît dèc lín nhÊt cña mét chiÕc xe du lÞch th«ng th­êng n»m trong kho¶ng 17 ®Õn 19. Tõ ®ã ta cã thÓ x¸c ®Þnh chiÒu dµi l tèi thiÓu cña cÇu nh­ sau: . trong ®ã: h: chiÒu cao mÆt ph¼ng ®ì cña r¬mooc, h=1250mm.(theo b¶n vÏ kÕt cÊu). VËy: VËy lÊy chiÒu dµi cña cÇu ®Ó thiÕt kÕ lµ 5000mm. -CÇu dµi tíi 5m v× thÕ cÇn chia cÇu thµnh 2 nhÞp mçi nhÞp dµi 2,5m ®Ó cã thÓ gÊp gän lªn r¬mooc khi ®oµn xe di chuyÓn. - Tõ kÕt qu¶ tÝnh to¸n trªn vµ c¸c yªu cÇu ®Æt ra víi cÇu dèc ta thiÕt kÕ cÇu theo s¬ ®å tæng quan sau(h×nh 19) a b H×nh 19: S¬ ®å dÉn ®éng cÇu lªn xuèng cho xe du lÞch. a : Tr¹ng th¸i h¹. b: Tr¹ng th¸i gÊp 1: NhÞp 1. 2: Xi lanh gÊp gän hai nhÞp cÇu. 3: Ch©n chèng. 4: NhÞp 2. 5: HÖ tay ®ßn cÇn l¾c gÊp gän hai nhÞp cÇu 6: Xi lanh gÊp cÇu lªn r¬mooc. 7: Sµn r¬mooc. 8: HÖ tay ®ßn, cÇn l¾c gÊp cÇu lªn r¬mooc. - Nh­ vËy, ta ®· thiÕt kÕ cÇu dèc víi ®é dèc lµ 15. §é dèc nµy kh«ng ph¶i lµ nhá, nã gÇn b»ng kh¶ n¨ng v­ît dèc tèi ®a cña mét xe du lÞch th«ng th­êng. ViÖc ®­a xe lªn, xuèng sÏ dÔ dµng thuËn lîi h¬n nÕu chóng ta gi¶m nhá gi¸ trÞ ®é dèc nµy nh­ng viÖc lµm ®ã sÏ dÉn ®Õn viÖc ph¶i t¨ng chiÒu dµi cña cÇu. VÒ mÆt kÕt cÊu, thùc hiÖn viÖc nµy kh«ng khã nh­ng sÏ g©y bÊt tiÖn trong qu¸ tr×nh sö dông r¬mooc. 5.2 TÝnh dÇm cÇu. - Còng nh­ víi dÇm cña r¬mooc, cÇu ®­îc chÕ t¹o tõ c¸c dÇm thÐp ®Þnh h×nh theo tiªu chuÈn vµ c¸c dÇm nµy hµn l¹i víi nhau t¹o thµnh kÕt cÊu hoµn chØnh cña cÇu. - VÞ trÝ nguy hiÓm nhÊt cho dÇm cÇu lµ lóc mét cÇu nµo ®ã cña xe di trªn cÇu r¬i vµo ®iÓm gi÷a cña cÇu, bëi v× kh«ng bao giê c¶ hai cÇu cña xe ®Òu n»m trªn mét nhÞp cÇu v× chiÒu dµi cña mét nhÞp cÇu chØ cã 2500mm mµ chiÒu dµi c¬ së cña xe du lÞch bao giê còng lín h¬n chØ sè nµy. Lóc nµy dÇm cÇu chÞu uèn nhiÒu nhÊt v× lùc uèn ®Òu c¸ch xa c¸c gèi ®ì dÇm nhÊt. - S¬ ®å tÝnh dÇm cÇu: Trong ®ã: l: kho¶ng c¸ch tõ ®Çu tr¸i dÇm tíi ®iÓm ®Æt lùc uèn, tr­êng hîp nguy hiÓm ®iÓm nµy n»m chÝnh gi÷a dÇm. l: chiÒu dµi toµn bé cña dÇm, l = 2500mm. P: t¶i träng do khèi l­îng cña xe du lÞch di chuyÓn trªn cÇu, träng l­îng cña xe ®­îc chia ®Òu cho hai cÇu xe dÇm, khèi l­îng nµy l¹i ®­îc chia ®Òu cho hai dÇm däc cña cÇu, v× vËy: : khèi l­îng cña xe du lÞch, = 17000N. : gãc dèc cña cÇu, - Ta cã s¬ ®å tÝnh vµ biÓu ®å m«men dÇm cña cÇu dèc nh­ sau: - DÇm thÐp ch÷ I c¸n nãng, thÐp C35. - §Ó dÇm ®ñ bÒn th×: . Trong ®ã Mmax: m«men uèn lín nhÊt. W: m«men chèng uèn cña tiÕt diÖn dÇm. : øng suÊt cho phÐp. Tra b¶ng, thÐp C35: = 280Mpa (280N/mm). Tõ c«ng thøc trªn ta cã: - Tra b¶ng thÐp h×nh I c¸n nãng theo GOST 8239-89 th× thÐp ch÷ I N10 cã W = 39700 mm lµ tháa m·n. - §èi víi cÇu dèc, phÇn tö chÞu t¶i chñ yÕu cña cÇu lµ dÇm däc cña cÇu v× kho¶ng c¸ch gi÷a hai dÇm däc cña cÇu rÊt gÇn víi chiÒu réng c¬ së cña mét chiÕc xe du lÞch. KÕt cÊu cña cÇu gièng víi kÕt cÊu sµn cña tÇng 2, còng cã nh÷ng dÇm ngang phô. C¸c dÇm nµy trªn thùc tÕ chÞu t¶i rÊt nhá v× t¶i träng dån gÇn hÕt vµo dÇm däc, cã tr­êng hîp dÇm ngang kh«ng hÒ chÞu t¶i(Khi chiÒu réng c¬ së cña xe b»ng kho¶ng c¸ch gi÷a hai dÇm däc), c¸c dÇm ngang chØ lµm t¨ng ®é cøng v÷ng cho kÕt cÊu vµ t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho viÖc phñ thÐp lªn mÆt cÇu v× vËy víi cÇu kh«ng tÝnh dÇm ngang tham kh¶o c¸c kÕt cÊu t­¬ng tù ®Ó chän dÇm ngang cho cÇu, Ta chän dÇm ngang lµ thÐp U N5. - Sau khi tÝnh to¸n, chän c¸c phÇn tö cña cÇu ta x¸c ®Þnh träng l­îng b¶n th©n cña cÇu. B¶ng 4: CÊu thµnh cña cÇu dèc. Tªn gäi. M« t¶ Sè l­îng L­îng vËt liÖu sö dông. Träng l­îng. DÇm däc ThÐp I10 dµi 2,5m 4 10m 94,6kG DÇm ngang ThÐp U5 dµi 2m 10 20m 96,8kG ThÐp phñ mÆt ThÐp l¸ 3mm:3m 5m 67,2kG Tæng. 258,5kG 5.3 TÝnh to¸n c¸c phÇn tö cña c¬ cÊu n©ng h¹ vµ gÊp cÇu. 5.3.1 X¸c ®Þnh t¶i träng tÝnh to¸n cho c¸c thµnh phÇn cña c¬ cÊu n©ng h¹ vµ gÊp cÇu. - C¬ cÊu n©ng h¹ vµ gÊp cÇu dèc theo thiÕt kÕ ë phÇn tr­íc lµ mét hÖ thèng thanh gi»ng, cÇn l¾c víi nh÷ng quü ®¹o chuyÓn ®éng kh¸ phøc t¹p. TÊt c¶ c¸c kh©u trong hÖ thèng ®Òu cã quü ®¹o chuyÓn ®éng lµ nh÷ng chuyÓn ®éng song ph¼ng. VÞ trÝ t­¬ng ®èi gi÷a c¸c kh©u trong qu¸ tr×nh n©ng h¹ vµ gÊp cÇu liªn tôc thay ®æi. V× vËy, chóng ta cÇn t×m ra mét ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n hîp lý ®Ó cã thÓ x¸c ®Þnh ®­îc t¶i träng t¸c dông lªn tõng kh©u cña hÖ thèng nµy. - §Ó thùc hiÖn ®­îc c«ng viÖc ë trªn chóng ta cã thÓ vËn dông rÊt nhiÒu ph­¬ng ph¸p ®· ®­îc nãi ®Õn trong c¸c s¸ch C¬ lý thuyÕt, Nguyªn lý m¸y...Sau khi tham kh¶o c¸c ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n vµ nh÷ng vÝ dô øng dông cña tõng ph­¬ng ph¸p em chän ph­¬ng ph¸p häa ®å ®Ó gi¶i quyÕt bµi to¸n nµy. Nguyªn t¾c c¬ b¶n cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ gi¶i c¸c ph­¬ng tr×nh c©n b»ng m«men vµ c©n b»ng lùc b»ng c¸c häa ®å m« pháng chÝnh x¸c vÞ trÝ t­¬ng ®èi, kÝch th­íc gi÷a c¸c kh©u trong toµn c¬ cÊu t¹i vÞ trÝ kh¶o s¸t. Víi sù gióp ®ì cña m¸y tÝnh chóng ta cã thÓ x¸c ®Þnh rÊt chÝnh x¸c c¸c gi¸ trÞ vÒ ®é dµi, vÒ gãc(nh÷ng th«ng sè ®Çu vµo vµ kÕt qu¶ cña bµi to¸n) ph­¬ng ph¸p nµy cho ra kÕt qu¶ tÝnh to¸n víi ®é chÝnh x¸c kh«ng thua kÐm c¸c ph­¬ng ph¸p kh¸c. - Tõ tr¹ng th¸i cÇu gÊp hoµn toµn trong lóc ®oµn xe s½n sµng l¨n b¸nh tíi tr¹ng th¸i cÇu duçi hoµn toµn khi nhËn xe vËn chuyÓn chóng ta kh¶o s¸t t¹i 6 vÞ trÝ ho¹t ®éng nh­ sau: VÞ trÝ 1. VÞ trÝ 2. VÞ trÝ 3. VÞ trÝ 4. VÞ trÝ 5. Vi trÝ 6. - C¸c häa ®å võa x©y dùng m« pháng chÝnh x¸c c¸c vÞ trÝ t­¬ng øng cña hÖ thèng trªn thùc tÕ. - Trªn c¸c häa ®å võa x©y dùng ta thÊy r»ng t¹i vÞ 1 c¸c nhÞp cÇu d­íi t¸c dông cña khèi l­îng b¶n th©n(chÝnh lµ t¶i träng t¸c dông trùc tiÕp hoÆc gi¸n tiÕp lªn c¸c kh©u khíp cña c¬ cÊu gÊp cÇu trong lóc lµm viÖc) ®Òu ë vÞ trÝ c©n b»ng v× vËy t¶i träng t¸c dông lªn c¸c kh©u khíp cña c¬ cÊu n©ng h¹, gÊp cÇu nÕu cã còng rÊt nhá so víi c¸c vÞ trÝ kh¸c. V× thÕ, chóng ta b¾t ®Çu kh¶o s¸t, tÝnh to¸n tõ vÞ trÝ 2. - §Ó thuËn tiÖn cho viÖc tÝnh to¸n vµ ghi l¹i kÕt qu¶ tÝnh to¸n ta ®Æt tªn cho c¸c kh©u khíp trong toµn c¬ cÊu nh­ sau: H×nh 20: Ký hiÖu c¸c kh©u khíp. Trong ®ã c¸c kh©u ®­îc ®Æt tªn b»ng sè cßn c¸c khíp ®­îc ®Æt tªn b»ng ch÷. - T¹i vÞ trÝ nµy ta thÊy r»ng kh©u 7 ®ang n»m ë vÞ trÝ c©n b»ng bÒn do ®ã ngo¹i lùc t¸c dông lªn kh©u nµy lóc nµy b»ng 0 v× thÕ t¶i träng t¹i c¸c kh©u dÉn ®éng cña nã lµ c¸c kh©u 8,9,10 b»ng 0 vµ v× thÕ ph¶n lùc t¹i c¸c khíp k,m,n,p còng b»ng 0. - B©y giê ta t¸ch riªng kh©u 1 ra kh¶o s¸t ®Ó t×m ph¶n lùc t¹i c¸c khíp a vµ b. Ngo¹i lùc t¸c dông lªn kh©u 1 bao gåm: +Pa: ngo¹i lùc t¸c dông lªn kh©u 1 t¹i khíp a. VÒ gi¸ trÞ chóng ta ch­a biÕt, vÒ ph­¬ng cña lùc nã trïng víi ph­¬ng cña kh©u 2(v× kh©u 2 lµ thanh gi»ng chØ chÞu kÐo nÐn). +G: khèi l­îng b¶n th©n cña kh©u 1. VÒ gi¸ trÞ chóng ta ®· tÝnh to¸n ®­îc ë phÇn tr­íc lµ 1300N, vÒ ph­¬ng nã cã ph­¬ng th¼ng ®øng vµ h­íng tõ trªn xuèng. +Pb: ph¶n lùc t¸c dông lªn kh©u 1 t¹i khíp b. Lùc nµy chóng ta ch­a biÕt c¶ vÒ ph­¬ng chiÒu cïng ®é lín. Pm: ngo¹i lùc t¸c dông lªn kh©u 1 t¹i khíp m. Lùc nµy chÝnh lµ träng l­îng b¶n th©n cña kh©u 7. Nã cã gi¸ trÞ vÒ ph­¬ng, chiÒu, ®é lín gièng víi G chØ kh¸c lµ nã cã ®iÓm ®Æt t¹i m. - §Õn ®©y ta cã thÓ x©y dùng s¬ ®å chÞu t¶i cña kh©u 1 nh­ sau: - Trªn häa ®å ngoµi nh÷ng lùc Pa, Pb, Pm, G ®· ®­îc gi¶i thÝch ë trªn cßn cã thªm c¸c gi¸ trÞ l1, l2, l3 t­¬ng øng lµ kho¶ng c¸ch tõ khíp b tíi ph­¬ng cña c¸c lùc Pm, G, Pa. - §Ó kh©u 1 cã thÓ c©n b»ng ë vÞ trÝ nh­ h×nh vÏ th× c¸c ngo¹i lùc ph¶i tháa m·n hai ph­¬ng tr×nh ®ã lµ ph­¬ng tr×nh c©n b»ng lùc vµ ph­¬ng tr×nh c©n b»ng m«men. - XÐt ph­¬ng tr×nh c©n b»ng m«men víi khíp b, qui ­íc m«men ng­îc chiÒu kim ®ång hå mang dÊu d­¬ng cßn m«men thuËn chiÒu kim ®ång hå mang dÊu ©m, ph­¬ng tr×nh nµy cã d¹ng nh­ sau: . (1) - Nh­ ®· tr×nh bµy ë trªn c¸c s¬ ®å ®Òu ®­îc dùng m« pháng chÝnh x¸c vÞ trÝ t­¬ng ®èi gi÷a c¸c kh©u, khíp sö dông phÐp ®o trùc tiÕp trªn h×nh vÏ ta x¸c ®Þnh ®­îc: - Thay c¸c gi¸ trÞ ®· x¸c ®Þnh vµo ph­¬ng tr×nh (1) ta cã: 1300.957 + 1300.483 - Pa.318 = 0. Pa.318 = 1872000N.mm. Pa = 5887N. - §Õn ®©y, ta ®· x¸c ®Þnh ®­îc hoµn toµn ph­¬ng chiÒu vµ ®é lín cña c¸c lùc Pa, Pm, G chØ cßn lùc Pb lµ ch­a biÕt. Nh­ ®· tr×nh bµy ë trªn, ®Ó kh©u 1 ë tr¹ng th¸i c©n b»ng th× c¸c ngo¹i lùc t¸c dông vµo kh©u 1 ph¶i tháa m·n ph­¬ng tr×nh c©n b»ng lùc cã nghÜa lµ: (2) - Bµi to¸n trë thµnh gi¶i ph­¬ng tr×nh vect¬ víi víi 1 Èn sè. Ta lµm nh­ sau: + Dùng vÐct¬ Pa víi ph­¬ng chiÒu thËt ®óng víi h×nh ph­¬ng chiÒu ®· ®­îc x¸c ®Þnh ë trªn cßn ®é dµi chän bÊt kú uíc l­îng sao cho toµn bé häa ®å vect¬ sÏ dùng n»m gän ®­îc trong trang giÊy. + TiÕp ®ã ngän cña vÐct¬ võa dùng ®­îc dùng vÐct¬ Pm víi ph­¬ng, chiÒu thËt chÝnh x¸c nh­ ®· ®­îc x¸c ®Þnh cßn chiÒu dµi ph¶i tháa m·n ®iÒu kiÖn: Ta cã häa ®å sau: + TiÕp ®ã tõ ngän vÐct¬ võa dùng ®­îc dùng vÐct¬ G víi ph­¬ng, chiÒu thËt chÝnh x¸c nh­ ®· ®­îc x¸c ®Þnh cßn chiÒu dµi ph¶i tháa m·n ®iÒu kiÖn: . Ta cã häa ®å sau: + §Ó ph­¬ng tr×nh (2) ®­îc tháa m·n th× vÐct¬ Pb ph¶i lµ vÐct¬ khÐp kÝn cña häa ®å lùc. Nh­ vËy, ®Õn ®©y ta ®· x¸c ®Þnh ®­îc hoµn toµn vÐct¬ Pb. VÐct¬ nµy cã gèc lµ ®iÓm ngän cña vÐct¬ G vµ cã ngän lµ ®iÓm gèc cña vÐct¬ Pa. V× vËy, ta cã häa ®å sau: Theo c¸ch dùng vÐct¬ thùc hiÖn tõ ®Çu ®Õn cuèi qu¸ tr×nh gi¶i ph­¬ng tr×nh ta cã thÓ x¸c ®Þnh gi¸ trÞ cña Pb theo ph­¬ng tr×nh sau: (3) Gi¸ trÞ ®o trùc tiÕp trªn häa ®å cho ta kÕt qu¶: Thay gi¸ trÞ võa t×m ®­îc vµ gi¸ trÞ cña Pa ®· biªt vµo ph­¬ng tr×nh (3) ta cã: - §Õn ®©y ta ®· cã s¬ ®å ®Çy ®ñ c¸c ngo¹i lùc t¸c dông lªn kh©u 1 nh­ sau: - Tõ s¬ ®å nµy ta x¸c ®Þnh ®­îc tr¹ng th¸i chÞu t¶i cña c¸c kh©u khíp nh­ sau: + Kh©u 2 chÞu nÐn víi lùc nÐn 5887N. + Khíp b chÞu c¾t víi lùc c¾t lµ 3443N. - TiÕp theo ta t¸ch riªng kh©u 3,4 ra khái c¬ cÊu ®Ó x¸c ®Þnh lùc t¸c dông lªn chóng. Ta cã ®­îc s¬ ®å sau: Trong ®ã: P2d: lùc t¸c dông tõ kh©u hai lªn khíp d. Lùc nµy cã ph­¬ng vµ gi¸ trÞ nh­ lùc Pa, cã chiÒu ng­îc víi lùc Pa. R3d: lùc tõ khíp d t¸c dông lªn kh©u 3, kh©u 3 lµ mét thanh chÞu kÐo nÐn nªn ph­¬ng cña lùc nµy trïng víi ph­¬ng cña kh©u 3. R4d: lùc tõ khíp d t¸c dông lªn kh©u 4, kh©u 4 lµ mét thanh chÞu kÐo nÐn nªn ph­¬ng cña lùc nµy trïng víi ph­¬ng cña kh©u 4. - C¬ cÊu gi÷ nguyªn ®­îc tr¹ng th¸i c©n b»ng nªn ta cã ph­¬ng tr×nh c©n b»ng sau: - Lùc P2d ®· hoµn toµn ®­îc x¸c ®Þnh. R3d, R4d ®· biÕt ph­¬ng vµ ®iÓm ®Æt. Gi¶i ph­¬ng tr×nh nµy thùc chÊt lµ thùc hiÖn phÐp chiÕu lùc P2d lªn ph­¬ng cña hai lùc R3d vµ R4d. - X©y dùng häa ®å lùc víi ph­¬ng ph¸p nh­ khi kh¶o s¸t kh©u 1 ta cã häa ®å lùc x¸c ®Þnh c¸c lùc nh­ sau: - Khi ®· x©y dùng ®­îc häa ®å lùc tháa m·n ph­¬ng tr×nh c©n b»ng lùc, thùc hiÖn phÐp ®o chiÒu dµi, phÐp tÝnh x¸c ®Þnh tØ sè chiÒu dµi cña c¸c vÐct¬, tÝnh to¸n gi¸ trÞ cña c¸c lùc ch­a biÕt dùa vµ lùc ®· biÕt vµ tØ sè ®· ®­îc x¸c ®Þnh nh­ khi kh¶o s¸t kh©u 1 ta cã ®­îc s¬ ®å ®Çy ®ñ lùc t¸c dông lªn c¸c kh©u khíp nh­ sau: - Tõ s¬ ®å nµy ta x¸c ®Þnh ®­îc tr¹ng th¸i chÞu t¶i cña c¸c kh©u khíp nh­ sau: + Kh©u 3 chÞu kÐo víi lùc kÐo lµ 10039N. + Kh©u 4 chÞu nÐn víi lùc nÐn lµ 9351N. + khíp d chÞu c¾t víi lùc c¾t lµ 10039N. - TiÕp theo, ta t¸ch riªng kh©u 5 ra khái hÖ thèng ®Ó x¸c ®Þnh lùc t¸c dông lªn kh©u nµy. Ta cã s¬ ®å sau: Trong ®ã: P4f: ngo¹i lùc tõ kh©u 4 t¸c dông lªn khíp f. Lùc nµy cã ph­¬ng vµ gi¸ trÞ nh­ lùc R4d ®· x¸c ®Þnh ®­îc ë trªn vµ cã chiÒu ng­îc víi chiÒu cña R4d. P6g: ngo¹i lùc tõ kh©u 6 t¸c dông lªn khíp g. Lùc nµy cã ph­¬ng trïng víi ph­¬ng cña kh©u 6 cßn chiÒu vµ gi¸ trÞ ch­a biÕt. Rh5: ngo¹i lùc tõ khíp h t¸c dông lªn kh©u 5. Lùc nµy chóng ta ch­a biÕt c¶ ph­¬ng chiÒu vµ ®é lín. - Nh­ vËy, lùc P6g chóng ta ®· biÕt ®­îc ph­¬ng cña lùc, ®Ó x¸c ®Þnh nèt chiÒu vµ ®é lín cña lùc nµy chóng ta xÐt ph­¬ng tr×nh c©n b»ng m«men víi khíp h. Trong ®ã: l1 : chiÒu dµi c¸nh tay ®ßn cña lùc P6g ®èi víi khíp h hay chÝnh lµ kho¶ng c¸ch tõ khíp h tíi ph­¬ng cña lùcP6g. l2 : chiÒu dµi c¸nh tay ®ßn cña lùc P4f ®èi víi khíp h. §o trùc tiÕp trªn h×nh vÏ ta cã: l1 = 207mm. l2 = 332mm. Thay c¸c gi¸ trÞ ®· biÕt vµo ph­¬ng tr×nh c©n b»ng m«men ta cã: - §Õn ®©y, ta ®· x¸c ®Þnh ®­îc P6g, P4f bµi to¸n chØ cßn l¹i mét Èn lµ Rh5. Còng t­¬ng tù nh­ ®· lµm víi c¸c kh©u kh¸c ta t×m nèt lùc nµy b»ng ph­¬ng ph¸p häa ®å vÐct¬. Ph­¬ng tr×nh c©n b»ng lùc t¹i kh©u 5 nh­ sau: - X©y dùng häa ®å vÐct¬ víi nguyªn t¾c vµ c¸c b­íc gièng nh­ võa kh¶o s¸t kh©u 1, ta cã häa ®å vÐct¬ sau: - §Õn ®©y ta x¸c ®Þnh ®­îc: Rh5 = 6766N. - S¬ ®å ngo¹i lùc t¸c dông lªn kh©u 5: - Nh­ vËy, ta ®· x¸c ®Þnh ®­îc hoµn toµn lùc t¸c dông lªn tõng kh©u, khíp trong toµn bé c¬ cÊu. KÕt qu¶ tÝnh to¸n thu ®­îc tæng kÕt l¹i nh­ sau: Lùc c¾t t¹i khíp a, Ca = 5887N. Lùc c¾t t¹i khíp b, Cb = 3443N. Lùc c¾t t¹i khíp c, Cc = 14998N. Lùc c¾t t¹i khíp d, Cd = 10039N. Lùc c¾t t¹i khíp e, Ce = 10039N. Lùc c¾t t¹i khíp f, Cf = 9351N. Lùc c¾t t¹i khíp g, Cg = 14998N. Lùc c¾t t¹i khíp h, Ch = 6766N. Lùc nÐn kh©u 2, P2 = 5887N. Lùc kÐo kh©u 3, P3 = 10039N. Lùc nÐn kh©u 4, P4 = 9351N. Lùc uèn kh©u 5, P5 = 14998N. Lùc kÐo kh©u 6, P6 = 14998N. - Thùc hiÖn c¸ch lµm t­¬ng tù cho c¸c vÞ trÝ cßn l¹i ta cã c¸c s¬ ®å vµ häa ®å sau:(h×nh 21, 22, 23, 24). - KÕt qu¶ tÝnh to¸n thu ®­îc tæng hîp vµo b¶ng sau: VÞ trÝ Lùc 2 3 4 5 6 Ca (N) 5887 11384 13820 15115 16067 Cb (N) 3443 9226 12200 13990 16179 Cc (N) 14998 11485 22195 24264 35503 Cd (N) 10039 11384 13820 15115 16067 Ce (N) 10039 12855 10938 8655 6155 Cf (N) 9531 12094 10574 9235 10380 Cg (N) 14998 21422 22195 24264 35503 Ch (N) 6766 11485 13384 15878 25504 Ci (N) - 2804 4171 6633 6558 Ck (N) - 2804 4171 6633 6558 Cm(N) - 3947 5188 7589 7698 Cn (N) - 3187 7224 18075 17870 Cp (N) - 5364 10023 21109 20870 Cq (N) - 5364 10023 21109 20870 P2 (N) 5887 11384 13820 15115 16067 P3 (N) 10039 12855 10938 8655 6155 P4 (N) 9351 12094 10574 9235 10380 P5 (N) 14998 21422 22195 24264 35503 P6 (N) 14998 21422 22195 24264 35503 P8 (N) - 5364 10023 21109 20870 P9 (N) - 5364 10023 21109 20870 P10(N) - 2804 4171 6633 6558 5.3.2 TÝnh to¸n c¸c khíp. - §Ó tÝnh to¸n ®­îc c¸c khíp trong c¬ cÊu n©ng h¹, gÊp cÇu chóng ta cÇn biÕt ®­îc t¶i träng t¸c dông lªn c¸c khíp nµy. Trong tÝnh to¸n cña phÇn tr­íc chung ta ®· x¸c ®Þnh ®­îc c¸c lùc t¸c dông lªn tõng khíp t¹i mçi vÞ trÝ lµm viÖc cña cÇu. T¹i mçi vÞ trÝ, lùc t¸c dông lªn c¸c khíp lµ kh¸c nhau, lùc tÝnh to¸n ë ®©y lµ lùc lín nhÊt xuÊt hiÖn t¹i khíp khi so s¸nh trong c¸c vÞ trÝ lµm viÖc. - TÊt c¶ khíp trong c¬ cÊu ®Òu lµ khíp b¶n lÒ, chóng ta tÝnh to¸n khíp theo c¾t. - B¾t ®Çu t¹i khíp a, tõ b¶ng kÕt qu¶ ë phÇn tr­íc so s¸nh lùc c¾t t¹i khíp a trong c¸c vÞ trÝ kh¶o s¸t ta x¸c ®Þnh ®­îc lùc c¾t lín nhÊt xuÊt hiÖn t¹i khíp a ®¹t gi¸ trÞ Tc = 16067N khi cÇu ë vÞ trÝ lµm viÖc 6. - Tuy nhiªn nÕu lÊy gi¸ trÞ nµy ®Ó tÝnh to¸n cã thÓ cho kÕt qu¶ thiÕu bÒn khi khíp lµm viÖc thùc tÕ bëi chóng ta chØ kh¶o s¸t 6 vÞ trÝ lµm viÖc cña cÇu mµ trong thùc tÕ cÇu chuyÓn ®éng liªn tôc qua tÊt c¶ c¸c vÞ trÝ cã thÓ. V× vËy, khi tÝnh to¸n chóng ta cÇn tÝnh to¸n theo lùc c¾t tÝnh to¸n Tctt lín h¬n Tc: Tctt = Tc.n. Trong ®ã hÖ sè n lµ hÖ sè t¨ng lùc c¾t khi kh«ng x¸c ®Þnh ®­îc chÝnh x¸c lùc c¾t. n = 1,5. Tctt = 16067.1.5 = 24100N. - Trôc khíp b¶n lÒ t¹i tÊt c¶ c¸c khíp ®Òu ®­îc chÕ t¹o tõ thÐp C45 cã giíi h¹n bÒn c¾t . - §iÒu kiÖn bÒn: Trong ®ã: F: diÖn tÝch tiÕt diÖn mÆt c¾t ngang cña trôc. Thay c¸c gi¸ trÞ vµo ®iÒu kiÖn bÒn ta cã: Mµ: Trong ®ã: dt: ®­êng kÝnh cña trôc khíp. VËy: - VËy gi¸ trÞ dtmin = 18,47mm lµ gi¸ trÞ ®­êng kÝnh trôc nhá nhÊt mµ trôc cßn ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn bÒn. Ta ph¶i thiÕt kÕ trôc cã ®­êng kÝnh lín h¬n hoÆc b»ng gi¸ trÞ nµy, ta thiÕt kÕ trôc cã ®­êng kÝnh d = 20mm. - Thùc hiÖn tÝnh to¸n víi tÊt c¸c c¸c khíp t­¬ng tù nh­ trªn, tæng hîp kÕt qu¶ ta ®­îc b¶ng sau: Khíp Tc(N) Tctt(N) dmin(mm) d(mm) c 35503 53246 27,4 30 g 35503 53245 27,4 30 h 25504 38256 23,3 25 p 21109 31663 21,2 25 q 20870 31305 21,1 25 a 16067 24100 18,5 20 b 16179 24268 18,5 20 d 16067 24100 18,5 20 e 12885 19283 16,5 20 f 12094 18141 16,1 20 n 18075 27112 19,6 20 i 6633 9949 11,9 15 k 6633 9949 11,9 15 m 7698 11547 12,8 15 - C¸c gi¸ trÞ trªn ®©y chØ ®Ó ®¶m b¶o cho chèt ®ñ bÒn, thùc tÕ c¸c chèt nµy lµm viÖc ë tr¹ng th¸i hë nªn c¸c chèt nµy sÏ mßn nhanh chãng v× thÕ khi thiÕt kÕ em n©ng ®­êng kÝnh tÊt c¸c c¸c chèt lªn 5mm ®Ó ®¶m b¶o nã vÉn ®ñ bÒn sau mét thêi gian lµm viÖc nhÊt ®Þnh. 5.3.3 TÝnh to¸n c¸c thanh. - C¸c thanh trong toµn c¬ cÊu cã thÓ ph©n thµnh hai tr¹ng th¸i lµm viÖc chÞu kÐo nÐn hoÆc chÞu uèn. 5.3.3a TÝnh to¸n c¸c thanh chÞu uèn. - Trong c¬ cÊu c¸c thanh chÞu uèn trong qu¸ tr×nh lµm viÖc lµ c¸c thanh 9 vµ 5. - TÝnh to¸n thanh 5. Dùa vµo b¶ng tæng kÕt ®· x©y dùng sau khi kh¶o s¸t c¸c vÞ trÝ lµm viÖc ë phÇn tr­íc th× thanh 5 chÞu t¶i lín nhÊt khi cÇu cã vÞ trÝ lµm viÖc t­¬ng øng víi vÞ trÝ 6. S¬ ®å t¶i träng cña thanh nh­ sau: Ph©n ngo¹i lùc thµnh hai thµnh phÇn, mét thµnh phÇn vu«ng gãc víi thanh, mét thµnh phÇn song song víi thanh vµ kÝch th­íc cña thanh ta ®­îc s¬ ®å sau: Còng víi lý luËn t­¬ng tù nh­ khi tÝnh to¸n khíp ta nh©n gi¸ trÞ cña t¶i träng lªn 1,5 lÇn do kh«ng thÓ kh¶o s¸t toµn bé c¸c vÞ trÝ lµm viÖc cña thanh. Tõ ®ã ta x©y dùng biÓu ®å m«men vµ biÓu ®å øng suÊt nÐn cho thanh: Thanh ®­îc lµm tõ thÐp C45 cã giíi h¹n bÒn . §Ó thanh lµm viÖc ®ñ bÒn th×: Trong ®ã: Mmax: m«men uèn lín nhÊt. W: m«mªn chèng uèn mÆt c¾t ngang cña thanh. N: lùc nÐn. F: diÖn tÝch mÆt c¾t ngang cña thanh. Víi thanh cã mÆt c¾t ngang h×nh ch÷ nhËt: b: bÒ réng mÆt c¾t ngang cña thanh. h: chiÒu cao mÆt c¾t ngang cña thanh. V× thanh sau nµy sÏ ®­îc gia c«ng tõ thÐp tÊm nªn ta chän lu«n b = 20mmm. VËy: Thay W, F vµ c¸c ®¹i l­îng ®· biÕt vµo ®iÒu kiÖn bÒn, ta cã: - Ta thiÕt kÕ thanh 5 cã tiÕt diÖn bxh = 20mmx80mm. - TÝnh to¸n thanh 9. Dùa vµo b¶ng tæng kÕt ®· x©y dùng sau khi kh¶o s¸t c¸c vÞ trÝ lµm viÖc ë phÇn tr­íc th× thanh 9 chÞu t¶i lín nhÊt khi cÇu cã vÞ trÝ lµm viÖc t­¬ng øng víi vÞ trÝ 5. S¬ ®å t¶i träng cña thanh nh­ sau: Ph©n ngo¹i lùc thµnh hai thµnh phÇn, mét thµnh phÇn vu«ng gãc víi thanh, mét thµnh phÇn song song víi thanh vµ kÝch th­íc cña thanh ta ®­îc s¬ ®å sau: Còng víi lý luËn t­¬ng tù nh­ khi tÝnh to¸n khíp ta nh©n gi¸ trÞ cña t¶i träng lªn 1,5 lÇn do kh«ng thÓ kh¶o s¸t toµn bé c¸c vÞ trÝ lµm viÖc cña thanh vµ víi tr­êng hîp thanh 9 nµy do hai bªn cña cÇu mçi bªn bè trÝ mét c¬ cÊu gÊp, nªn coi mçi bªn chÞu 0,6 toµn bé t¶i träng nªn ta gi¶m gi¸ trÞ t¶i träng toµn bé ®i 0,6 lÇn. Tõ ®ã ta x©y dùng biÓu ®å m«men vµ biÓu ®å øng suÊt nÐn cho thanh: Thanh ®­îc lµm tõ thÐp C45 cã giíi h¹n bÒn . §Ó thanh lµm viÖc ®ñ bÒn th×: Trong ®ã: Mmax: m«men uèn lín nhÊt. W: m«mªn chèng uèn mÆt c¾t ngang cña thanh. N: lùc nÐn. F: diÖn tÝch mÆt c¾t ngang cña thanh. Víi thanh cã mÆt c¾t ngang h×nh ch÷ nhËt: b: bÒ réng mÆt c¾t ngang cña thanh. h: chiÒu cao mÆt c¾t ngang cña thanh. V× thanh sau nµy sÏ ®­îc gia c«ng tõ thÐp tÊm nªn ta chän lu«n b = 15mmm. VËy: Thay W, F vµ c¸c ®¹i l­îng ®· biÕt vµo ®iÒu kiÖn bÒn, ta cã: - Ta thiÕt kÕ thanh 9 cã tiÕt diÖn bxh = 15mmx40mm. 5.3.3b TÝnh to¸n c¸c thanh chÞu kÐo nÐn. - C¸c thanh chÞu kÐo nÐn trong c¬ cÊu lµ: 2, 3, 4, 10. - TÝnh to¸n thanh 2. Dùa vµo b¶ng tæng kÕt ta x¸c ®Þnh ®­îc thanh 2 chÞu t¶i lín nhÊt khi cÇu ë vÞ trÝ lµm viÖc 6. S¬ ®å chÞu lùc cña thanh 2 x¸c ®Þnh ®­îc nh­ sau: Còng nh­ khi tÝnh to¸n c¸c khíp, c¸c thanh nh­ ë phÇn tr­íc ta còng t¨ng gi¸ trÞ t¶i träng t¸c dông lªn kh©u 2 lªn 1,5 lÇn do kh«ng thÓ kh¶o s¸t tÊt c¶ c¸c vÞ trÝ lµm viªc cña cÇu. Lóc nµy s¬ ®å cã d¹ng nh­ sau: Thanh ®­îc lµm tõ thÐp C45, cã tiÕt diÖn trßn. Thanh ph¶i tháa m·n ®iÒu kiÖn bÒn: Trong ®ã: N: lùc nÐn thanh. F: diÖn tÝch mÆt c¾t ngang cña thanh, mÆt c¾t ngang cña thanh cã d¹ng trßn nªn: Víi d lµ ®­êng kÝnh mÆt c¾t ngang cña thanh. : giíi h¹n bÒn nÐn cña vËt liÖu chÕ t¹o thanh, víi thÐp C45:. Thay c¸c gi¸ trÞ vµo ®iÒu kiÖn bÒn ta cã: Nh­ vËy ta ®· t×m ®­îc gi¸ trÞ ®­êng kÝnh tèi thiÓu ®Ó trôc ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn bÒn nÐn. Ta thÊy r»ng gi¸ trÞ nµy kh¸ nhá nh­ng ®©y míi chØ lµ gi¸ trÞ ®Ó trôc kh«ng bÞ ph¸ hñy do øng suÊt nÐn. NÕu cø lÊy gi¸ trÞ nµy mµ thiÕt kÕ trôc ch¾c ch¾n trôc sÏ kh«ng thÓ lµm viÖc ®­îc v× nã sÏ mÊt æn ®Þnh thùc tÕ cho thÊy ®Ó trôc lµm viÖc æn ®Þnh th× ®­êng kÝnh cña nã tïy thuéc vµo chiÒu dµi vµ vËt liÖu chÕ t¹o trôc cã thÓ lín gÊp 10 lÇn ®­êng kÝnh x¸c ®Þnh ®­îc theo ®iÒu kiÖn bÒn. V× thÕ ta thiÕt kÕ trôc ph¶i cã ®­êng kÝnh lín h¬n gi¸ trÞ trªn nhiÒu lÇn, cô thÓ ta chän ®­êng kÝnh mÆt c¾t ngang cña trôc lµ 70mm. Sau ®©y ta sÏ kiÓm tra xem víi ®­êng kÝnh trôc lµ 70mm trôc ®· tháa m·n ®iÒu kiÖn æn ®Þnh hay ch­a. XÐt ®iÒu kiÖn æn ®Þnh: Trong ®ã: : øng suÊt æn ®Þnh cho phÐp. : hÖ sè gi¶m øng suÊt. §Ó x¸c ®Þnh ®­îc hÖ sè nµy ta cÇn tÝnh gi¸ trÞ ®é m¶nh cña thanh . l: chiÒu dµi cña thanh, l = 950mm. : hÖ sè phô thuéc vµo d¹ng liªn kÕt t¹i ®Çu thanh, = 1. imin : b¸n kÝnh qu¸n tÝnh cùc tiÓu mÆt c¾t ngang cña thanh: Víi tiÕt diÖn trßn: d: ®­êng kÝnh cña thanh. VËy: Cã gi¸ trÞ cña , tra b¶ng ta cã = 0,26. VËy: KiÓm nghiÖm l¹i vÒ æn ®Þnh: VËy ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ®­îc tháa m·n. Ta cã thÓ lÊy ®­êng kÝnh thanh lµ 70mm ®Ó thiÕt kÕ trôc. - TÝnh to¸n thanh 3. Dùa vµo b¶ng tæng kÕt ta x¸c ®Þnh ®­îc thanh 3 chÞu t¶i lín nhÊt khi cÇu ë vÞ trÝ lµm viÖc 1. S¬ ®å chÞu lùc cña thanh 3 x¸c ®Þnh ®­îc nh­ sau: Còng nh­ khi tÝnh to¸n c¸c khíp, c¸c thanh nh­ ë phÇn tr­íc ta còng t¨ng gi¸ trÞ t¶i träng t¸c dông lªn kh©u 2 lªn 1,5 lÇn do kh«ng thÓ kh¶o s¸t tÊt c¶ c¸c vÞ trÝ lµm viªc cña cÇu. Lóc nµy s¬ ®å cã d¹ng nh­ sau: Thanh ®­îc lµm tõ thÐp C45, cã tiÕt diÖn trßn. Thanh ph¶i tháa m·n ®iÒu kiÖn bÒn: Trong ®ã: N: lùc nÐn thanh. F: diÖn tÝch mÆt c¾t ngang cña thanh, mÆt c¾t ngang cña thanh cã d¹ng trßn nªn: Víi d lµ ®­êng kÝnh mÆt c¾t ngang cña thanh. : giíi h¹n bÒn nÐn cña vËt liÖu chÕ t¹o thanh, víi thÐp C45:. Thay c¸c gi¸ trÞ vµo ®iÒu kiÖn bÒn ta cã: - Thanh 3 chÞu kÐo nªn kh«ng cÇn kiÓm tra æn ®Þnh víi thanh nµy. Ta thiÕt kÕ lu«n trôc cã ®­êng kÝnh 20mm. - TÝnh to¸n thanh 4. - Dùa vµo b¶ng tæng kÕt ta x¸c ®Þnh ®­îc thanh 4 chÞu t¶i lín nhÊt khi cÇu ë vÞ trÝ lµm viÖc 1. S¬ ®å chÞu lùc cña thanh 4 x¸c ®Þnh ®­îc nh­ sau: Còng nh­ khi tÝnh to¸n c¸c khíp, c¸c thanh nh­ ë phÇn tr­íc ta còng t¨ng gi¸ trÞ t¶i träng t¸c dông lªn kh©u 2 lªn 1,5 lÇn do kh«ng thÓ kh¶o s¸t tÊt c¶ c¸c vÞ trÝ lµm viªc cña cÇu. Lóc nµy s¬ ®å cã d¹ng nh­ sau: Thanh ®­îc lµm tõ thÐp C45, cã tiÕt diÖn trßn. Thanh ph¶i tháa m·n ®iÒu kiÖn bÒn: Trong ®ã: N: lùc nÐn thanh. F: diÖn tÝch mÆt c¾t ngang cña thanh, mÆt c¾t ngang cña thanh cã d¹ng trßn nªn: Víi d lµ ®­êng kÝnh mÆt c¾t ngang cña thanh. : giíi h¹n bÒn nÐn cña vËt liÖu chÕ t¹o thanh, víi thÐp C45:. Thay c¸c gi¸ trÞ vµo ®iÒu kiÖn bÒn ta cã: Nh­ vËy ta ®· t×m ®­îc gi¸ trÞ ®­êng kÝnh tèi thiÓu ®Ó trôc ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn bÒn nÐn, còng lý luËn nh­ víi thanh 2 ta ph¶i thiÕt kÕ trôc cã ®­êng kÝnh lín h¬n gi¸ trÞ nµy, ta chän ®­êng kÝnh lµ 40mm. Sau ®©y ta sÏ kiÓm tra xem víi ®­êng kÝnh trôc lµ 40mm trôc ®· tháa m·n ®iÒu kiÖn æn ®Þnh hay ch­a. XÐt ®iÒu kiÖn æn ®Þnh: Trong ®ã: : øng suÊt æn ®Þnh cho phÐp. : hÖ sè gi¶m øng suÊt. §Ó x¸c ®Þnh ®­îc hÖ sè nµy ta cÇn tÝnh gi¸ trÞ ®é m¶nh cña thanh . l: chiÒu dµi cña thanh, l = 700mm. : hÖ sè phô thuéc vµo d¹ng liªn kÕt t¹i ®Çu thanh, = 1. imin : b¸n kÝnh qu¸n tÝnh cùc tiÓu mÆt c¾t ngang cña thanh: Víi tiÕt diÖn trßn: d: ®­êng kÝnh cña thanh. VËy: Cã gi¸ trÞ cña , tra b¶ng ta cã = 0,24. VËy: KiÓm nghiÖm l¹i vÒ æn ®Þnh: VËy ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ®­îc tháa m·n. Ta cã thÓ lÊy ®­êng kÝnh thanh lµ 40mm ®Ó thiÕt kÕ trôc. - TÝnh to¸n thanh 10. - Dùa vµo b¶ng tæng kÕt ta x¸c ®Þnh ®­îc thanh 10 chÞu t¶i lín nhÊt khi cÇu ë vÞ trÝ lµm viÖc 5. S¬ ®å chÞu lùc cña thanh 10 x¸c ®Þnh ®­îc nh­ sau: Còng nh­ khi tÝnh to¸n c¸c khíp, c¸c thanh nh­ ë phÇn tr­íc ta còng t¨ng gi¸ trÞ t¶i träng t¸c dông lªn kh©u 2 lªn 1,5 lÇn do kh«ng thÓ kh¶o s¸t tÊt c¶ c¸c vÞ trÝ lµm viªc cña cÇu. Lóc nµy s¬ ®å cã d¹ng nh­ sau: Thanh ®­îc lµm tõ thÐp C45, cã tiÕt diÖn trßn. Thanh ph¶i tháa m·n ®iÒu kiÖn bÒn: Trong ®ã: N: lùc nÐn thanh. F: diÖn tÝch mÆt c¾t ngang cña thanh, mÆt c¾t ngang cña thanh cã d¹ng trßn nªn: Víi d lµ ®­êng kÝnh mÆt c¾t ngang cña thanh. : giíi h¹n bÒn nÐn cña vËt liÖu chÕ t¹o thanh, víi thÐp C45:. Thay c¸c gi¸ trÞ vµo ®iÒu kiÖn bÒn ta cã: Nh­ vËy ta ®· t×m ®­îc gi¸ trÞ ®­êng kÝnh tèi thiÓu ®Ó trôc ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn bÒn nÐn, còng lý luËn nh­ víi thanh 2 ta ph¶i thiÕt kÕ trôc cã ®­êng kÝnh lín h¬n gi¸ trÞ nµy, ta chän ®­êng kÝnh lµ 30mm. Sau ®©y ta sÏ kiÓm tra xem víi ®­êng kÝnh trôc lµ mm trôc ®· tháa m·n ®iÒu kiÖn æn ®Þnh hay ch­a. XÐt ®iÒu kiÖn æn ®Þnh: Trong ®ã: : øng suÊt æn ®Þnh cho phÐp. : hÖ sè gi¶m øng suÊt. §Ó x¸c ®Þnh ®­îc hÖ sè nµy ta cÇn tÝnh gi¸ trÞ ®é m¶nh cña thanh . l: chiÒu dµi cña thanh, l = 520mm. : hÖ sè phô thuéc vµo d¹ng liªn kÕt t¹i ®Çu thanh, = 1. imin : b¸n kÝnh qu¸n tÝnh cùc tiÓu mÆt c¾t ngang cña thanh: Víi tiÕt diÖn trßn: d: ®­êng kÝnh cña thanh. VËy: Cã gi¸ trÞ cña , tra b¶ng ta cã = 0,24. VËy: KiÓm nghiÖm l¹i vÒ æn ®Þnh: VËy ®iÒu kiÖn æn ®Þnh ®­îc tháa m·n. Ta cã thÓ lÊy ®­êng kÝnh thanh lµ 30mm ®Ó thiÕt kÕ trôc. 5.3.4 TÝnh to¸n c¸c xi lanh. 5.3.4a TÝnh to¸n xi lanh gÊp toµn bé cÇu. - Tr­íc tiªn, ta x¸c ®Þnh ®­êng kÝnh trong cña xi lanh. Dùa vµo b¶ng kÕt qu¶ tÝnh to¸n lùc t¸c dông lªn tõng kh©u t¹i tõng vÞ trÝ lµm viÖc cña cÇu ta biÕt ®­îc r»ng lùc kÐo mµ xi lanh xinh ra ®Ó gÊp toµn bé cÇu lín nhÊt lµ F = 35503N. - Gäi D lµ ®­êng kÝnh trong cña xi lanh. d lµ ®­êng kÝnh cña cÇn pit t«ng. Theo lêi khuyªn cña c¸c tµi liÖu, khi thiÕt kÕ xi lanh thñy lùc th×: ta chän: d = 0,5D. - DiÖn tÝch lµm viÖc cña xi lanh bªn phÝa cã cÇn pit t«ng lµ: Ta ®· chän d = 0,5D, v× thÕ: Mµ: p: ¸p suÊt chÊt láng lµm viÖc, ta ®· chän p = 150 KG/cm(15N/mm). : hiÖu suÊt c¬ khÝ cña xi lanh thñy lùc, 0,95. VËy ta cã: - LÊy ®­êng kÝnh trong cña xi lanh D = 65mm. - §­êng kÝnh cÇn pit t«ng d = 32,5mm. - ChiÒu dµy thµnh xi lanh t: víi xi lanh thµnh máng: trong ®ã: Dn: ®­êng kÝnh ngoµi cña xi lanh. D: ®­êng kÝnh trong cña xi lanh. Th×: Trong ®ã: p: ¸p suÊt chÊt láng lµm viÖc. p = 150kG/cm(15N/mm). D: ®­êng kÝnh trong cña xi lanh. D = 65mm. c: ®¹i l­îng bæ sung cho chiÒu dµy tèi thiÓu thµnh xi lanh cã tÝnh ®Õn dung sai gia c«ng. c = 1mm. : øng suÊt cho phÐp trªn thµnh xi lanh, N/mm. trong ®ã: : giíi h¹n bÒn. VËt liÖu lµm th©n xi lanh chän lµ thÐp 45X cã t«i c¶i thiÖn . n: HÖ sè an toµn, th­êng lÊy n= 3. : hÖ sè ®é bÒn cña mèi hµn: §èi víi hµn tù ®éng d­íi líp thuèc hµn, mèi hµn gi¸p mÐp mét phÝa =0,8 VËy: - Ta x¸c ®Þnh chiÒu dµy tèi thiÓu cña thµnh xi lanh lµ: - Chän t = 7,5mm. - BiÕn d¹ng h­íng kÝnh cña xi lanh : trong ®ã: E: m« ®un ®µn håi cña vËt liÖu, víi thÐp E = 2,1.10. : hÖ sè poatx«ng, víi thÐp . - Ta tÝnh ®­îc biÕn d¹ng h­íng kÝnh cña thµnh xi lanh lµ: - ChiÒu dµy ®¸y xi lanh. Víi ®¸y ph¼ng: trong ®ã: kp: hÖ sè phô thuéc vµo h×nh d¹ng cña ®¸y xi lanh kp=0,5. d: ®­êng kÝnh cña ®¸y xi lanh, d= 100mm. . - V× ®©y lµ xi lanh chÞu kÐo nªn ta kh«ng kiÓm tra æn ®Þnh cho nã. - C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña xi lanh: + §­êng kÝnh trong cña xi lanh: 65mm. + §­êng kÝnh cña cÇn pit t«ng: 32,5 mm. + ChiÒu dµy thµnh xi lanh: 7,5 mm. + Hµnh tr×nh lín nhÊt cña cÇn pit t«ng: 370mm + ChiÒu dµi lín nhÊt cña xi lanh: 1000 mm + ChiÒu dµi nhá nhÊt cña xi lanh: 630 mm. 5.3.4b TÝnh to¸n xi lanh gÊp hai nhÞp cÇu. - §­êng kÝnh trong cña xi lanh ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau: trong ®ã: : HiÖu suÊt c¬ khÝ cña xi lanh thñy lùc, tra b¶ng = 0,95. p: ¸p suÊt lµm viÖc cña c¸c hÖ thèng n©ng p = 150KG/cm(15N/mm) F: lùc cÇn thiÕt mµ xi lanh ph¶i sinh ra ®Ó gÊp cÇu, tõ b¶ng kÕt qu¶ tÝnh to¸n ë phÇn tr­íc ta cã F = 10550N. - Nh­ vËy ta cã thÓ tÝnh ®­îc ®­êng kÝnh trong cña xi lanh lµ: - VËy chän ®­êng kÝnh trong cña xi lanhlµ 40mm. - Sau khi cã ®­êng kÝnh trong cña xi lanh nh­ trªn ta x¸c ®Þnh ®­êng kÝnh cña cÇn pitt«ng d. Theo tµi liÖu tham kh¶o gi¸ trÞ nµy nªn lÊy nh­ sau: Ta lÊy d = 25mm. - Kho¶ng ch¹y cña pitt«ng L, tõ s¬ ®å ®éng häc ta x¸c ®Þnh ®­îc L = 400mm. - Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc, c¸c xi lanh thñy lùc truyÒn lùc chÞu t¸c ®éng cña ¸p suÊt bªn trong ®ùîc t¹o thµnh bëi ¸p suÊt cña chÊt láng lµm viÖc vµ t¶i träng bªn ngoµi. TÝnh to¸n kiÓm tra søc bÒn cña xi lanh ®­îc thùc hiÖn cho mçi bé phËn cña xi lanh bao gåm: Th©n xi lanhn n¾p, dÉn h­íng, pit t«ng, cÇn pit t«ng. + ChiÒu dµy thµnh xi lanh t: víi xi lanh thµnh máng: trong ®ã: Dn: ®­êng kÝnh ngoµi cña xi lanh. D: ®­êng kÝnh trong cña xi lanh. Th×: Trong ®ã: p: ¸p suÊt chÊt láng lµm viÖc. p = 150kG/cm(15N/mm). D: ®­êng kÝnh trong cña xi lanh. D = 40mm. c: ®¹i l­îng bæ sung cho chiÒu dµy tèi thiÓu thµnh xi lanh cã tÝnh ®Õn dung sai gia c«ng. c = 1mm. : øng suÊt cho phÐp trªn thµnh xi lanh, kG/mm. trong ®ã: : giíi h¹n bÒn. VËt liÖu lµm th©n xi lanh chän lµ thÐp 45X cã t«i c¶i thiÖn . n: HÖ sè an toµn, th­êng lÊy n= 3. : hÖ sè ®é bÒn cña mèi hµn. §èi víi hµn tù ®éng d­íi líp thuèc hµn, mèi hµn gi¸p mÐp mét phÝa =0,8 VËy: . Ta x¸c ®Þnh chiÒu dµy tèi thiÓu cña thµnh xi lanh lµ: + ChiÒu dµy ®¸y xi lanh. Víi ®¸y ph¼ng: trong ®ã: kp: hÖ sè phô thuéc vµo h×nh d¹ng cña ®¸y xi lanh kp=0,5. d: ®­êng kÝnh cña ®¸y xi lanh, d= 55mm. Tuy nhiªn trªn thùc tÕ ®¸y xi lanh cã bÒ dµy lín h¬n gi¸ trÞ tÝnh to¸n rÊt nhiÒu bëi ë ®ã cßn cã bè trÝ lç dÉn dÇu, tai mãc… - D­íi t¸c dông cña ¸p suÊt chÊt láng lµm viÖc vµ t¶i träng bªn ngoµi, c¸c xi lanh thñy lùc lµm viÖc nh­ mét dÇm chÞu nÐn, uèn cã tiÕt diÖn thay ®æi. Xi lanh ®­îc kÑp chÆt víi khíp b¶n lÒ chÞu t¸c dông cña lùc nÐn däc. Khi lùc nÐn däc nµy ®¹t gi¸ trÞ b»ng víi lùc tíi h¹n sÏ suÊt hiÖn ®é vâng trªn xi lanh vµ nÕu tiÕp tôc t¨ng t¶i träng lªn víi gi¸ trÞ kh«ng lín còng cã thÓ ph¸ hñy xi lanh. Lùc tíi h¹n cã thÓ ®­îc coi lµ lùc ph¸ hñy. trong ®ã: : lùc tíi h¹n. k: hÖ sè tÝnh ®Õn kh¶ n¨ng t¨ng ¸p suÊt trong hÖ thèng thñy lùc, th­êng lÊy k= 1,15. n: hÖ sè an toµn vÒ æn ®Þnh, phô thuéc vµo c«ng dông vµ vËt liÖu lµm xi lanh, víi xi lanh b»ng thÐp n= 1,5-3. lÊy n=1,5. + Lùc ph¸ hñy ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: trong ®ã: . Fa: lùc tíi h¹n ®èi víi xi lanh quy ­íc cã tiÕt diÖn kh«ng thay ®æi. Gi¸ trÞ lùc Fa ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc ¥le: trong ®ã: J: m«men qu¸n tÝnh cña xi lanh: víi: Dn: ®­êng kÝnh ngoµi cña xi lanh, Dn = 55mm. D: ®­êng kÝnh trong cña xi lanh, D = 40mm. l: chiÒu dµi toµn bé cña xi lanh cïng víi cÇn pitt«ng, l = 950mm. c: hÖ sè tÝnh ®Õn sù ghÐp nèi cña ®Çu xi lanh vµ ®Çu cÇn pitt«ng, gi¸ trÞ c phô thuéc vµo kÕt cÊu ghÐp nèi cña xi lanh vµ ®Çn cÇn pitt«ng vµo thiÕt bÞ. Trong tr­êng hîp ta sö dông, c¶ xi lanh vµ ®Çu cÇn pitt«ng lµ khíp b¶n lÒ th× c = 1. E: m«®un ®µn håi cña vËt liÖu lµm xi lanh, ®èi víi thÐp E = 2,1.10. Thay c¸c gi¸ trÞ trªn vµo c«ng thøc tÝnh lùc tíi h¹n cña ¥le ta cã: . : hÖ sè tÝnh ®Õn sù thay ®æi cña tiÕt diÖn xi lanh, gi¸ trÞ cña hÖ sè nµy tra theo ®å thÞ, nã phô thuéc vµo vËt liÖu lµm xi lanh vµ chiÒu dµi toµn bé khi duçi tèi ®a cña xi lanh. Muèn tra ®­îc hÖ sè nµy ë ®å thÞ ta cÇn x¸c ®Þnh c¸c hÖ sè sau: trong ®ã: víi Dn lµ ®­êng kÝnh ngoµi cña xi lanh, D lµ ®­êng kÝnh trong cña xilanh, vËy: víi d lµ ®­êng kÝnh cña cÇn pitt«ng, vËy: VËy: Víi b lµ kho¶ng ch¹y cña pitt«ng, b = 400mm, l lµ chiÒu dµi cña th©n xi lanh, l = 550mm. VËy: VËy ta ®· cã gi¸ trÞ : Tra ®å thÞ h×nh 18 ta cã: + VËy lùc tíi h¹n lµ: + Lùc cho phÐp lµ: - Gi¸ trÞ lùc tíi h¹n nµy lín h¬n lùc tÝnh to¸n cÇn thiÕt, vËy xi lanh ®¶m b¶o bÒn. - Sau khi tÝnh to¸n vµ x¸c ®Þnh c¸c gi¸ trÞ kÝch th­íc cña c¸c phÇn tö cña xi lanh thñy lùc ta chän xi lanh víi c¸c th«ng sè c¬ b¶n nh­ sau : + §­êng kÝnh trong cña xi lanh: 40mm. + §­êng kÝnh ngoµi cña xi lanh: 55mm. + §­êng kÝnh ®¸y xi lanh: 55mm. +ChiÒu dµy thµnh xi lanh: 7,5mm. + §­êng kÝnh cÇn pit t«ng: 25mm. + Hµnh tr×nh cùc ®¹i cña pit t«ng: 400mm. + ChiÒu dµi tèi ®a cña xi lanh: 950mm + ChiÒu dµi nhá nhÊt cña xi lanh: 550mm, 5.3.5 TÝnh chän b¬m. 5.3.5a Chän lo¹i b¬m. - Trong c¸c hÖ thèng truyÒn ®éng thñy lùc, hiÖn nay chóng ta hay sö dông c¸c lo¹i b¬m sau ®©y: + B¬m b¸nh r¨ng. + B¬m c¸nh g¹t, cã lo¹i t¸c dông ®¬n vµ lo¹i t¸c dông kÐp. + B¬m pit t«ng h­íng trôc. + B¬m pit t«ng h­íng kÝnh. - Trong ®ã th«ng dông nhÊt lµ hai lo¹i b¬m b¸nh r¨ng vµ c¸nh g¹t. B¬m pit t«ng h­íng kÝnh vµ b¬m pit t«ng h­íng trôc chØ hay gÆp trªn c¸c xe m¸y chuyªn dïng n¬i mµ cÇn cã ¸p suÊt cña chÊt láng c«ng t¸c cao. - B¬m b¸nh r¨ng lµ lo¹i rÊt th«ng dông nã cã thÓ tao ®­îc ¸p suÊt kh¸ cao( cã lo¹i ®Õn 164kG/cm). - B¬m c¸nh g¹t th­êng chØ sö dông tíi ¸p suÊt 100kG/cm. - Khi tÝnh to¸n xi lanh thñy lùc ta ®· chän tr­íc ¸p suÊt lµm viÖc cña chÊt láng c«ng t¸c lµ 150kG/cm. Nh­ vËy, sö dông b¬m b¸nh r¨ng lµ phï hîp nhÊt. 5.3.5b X¸c ®Þnh n¨ng suÊt cña b¬m. - Muèn tÝnh chän n¨ng suÊt cña b¬m cÇn biÕt vËn tèc n©ng cña tÇng 2. C¸c gi¸ trÞ cña vËn tèc n©ng nµy kh«ng thÓ chän tïy tiÖn mµ ®· ®­îc quy ®Þnh trong gi¸o tr×nh m¸y n©ng chuyÓn. C¨n cø vµo ®ã, ta chän vËn tèc n©ng v = 0,1m/s. - V× hÖ thèng puly vµ c¸p cña c¬ cÊu n©ng kh«ng cã béi suÊt nªn gi¸ trÞ cña vËn tèc n©ng tÇng 2 còng lµ vËn tèc di chuyÓn cña cÇn pitt«ng vµ pit t«ng. - BiÕt vËn tèc cña pit t«ng vµ ®­êng kÝnh trong cña xi lanh ta ®· cã thÓ tÝnh n¨ng suÊt Q cña b¬m: (lÝt/ phót). Trong ®ã: D: ®­êng kÝnh trong cña xi lanh (mm). v : vËn tèc n©ng (m/s). - N¨ng suÊt cña b¬m: (lÝt/phót). - Tuy nhiªn, ®©y míi chØ lµ n¨ng suÊt lý thuyÕt cña b¬m v× trong qu¸ tr×nh ho¹t ®éng cã sù rá rØ chÊt láng c«ng t¸c gi÷a c¸c khoang cña xi lanh thñy lùc. V× vËy, n¨ng suÊt thùc tÕ cña b¬m ph¶i lµ: . Trong ®ã: : hiÖu suÊt thÓ tÝch cña xi lanh thñy lùc, víi xi lanh cã lµm kÝn b»ng cao su = 1. VËy: (lÝt/phót). - Nh­ vËy ®©y lµ gi¸ trÞ n¨ng suÊt ®Ó riªng xi lanh cña c¬ cÊu n©ng h¹ tÇng hai ho¹t ®éng. NÕu ta võa n©ng tÇng hai võa gÊp cÇu th× cÇn ph¶i xem xÐt ®Õn n¨ng suÊt cung cÊp cho c¸c xi lanh cña c¬ cÊu gÊp cÇu. - C¬ cÊu gÊp cÇu gåm 3 xi lanh thñy lùc, ®Ó hoµn thiÖn mét lÇn gÊp hoÆc h¹ hoµn toµn cÇu coi r»ng c¸c xi lanh nµy sÏ tõ tr¹ng th¸i thu gän hoµn toµn tíi duçi dµi hoµn toµn(®©y lµ tr­êng hîp cÇn cÊp dÇu cho xi lanh víi l­îng lín nhÊt). ThÓ tÝch dÇu cÇn cung cÊp cho 3 xi lanh nµy V: Trong ®ã: D1: ®­êng kÝnh trong cña xi lanh gÊp c¶ cÇu, D1 = 65mm. D2: ®­êng kÝnh trong cña xi lanh gÊp 2 nhÞp cÇu D2 = 40mm. L1: hµnh tr×nh lín nhÊt cña pit t«ng xi lanh gÊp c¶ cÇu L1 = 370mm. L2: hµnh tr×nh lín nhÊt cña pit t«ng xi lanh gÊp 2 nhÞp cÇu L2 = 400mm. Thay c¸c gi¸ trÞ nµy vµo c«ng thøc tÝnh Vgc : (lÝt). - Coi r»ng trong vßng 30 gi©y sÏ thùc hiÖn hoµn toµn viÖc gÊp hoÆc h¹ cÇu. VËy n¨ng suÊt cña cña c¬ cÊu gÊp cÇu sÏ lµ: t: thêi gian hoµn thµnh gÊp hoÆc h¹ cÇu, t = 0,5phót. VËy: (lÝt/phót) - VËy n¨ng suÊt tæng cña b¬m: (lÝt/phót). 5.4 H­íng dÉn vµ c¸c chó ý khi sö dông r¬mooc. 5.4.1 H­íng dÉn sö dông. - Quy tr×nh xÕp xe lªn r¬mooc(cho tr­êng hîp tõ r¬mooc kh«ng t¶i ®Õn khi nhËn ®ñ 4 xe du lÞch): + B­íc 1: §­a hÖ thèng phanh dõng cña xe kÐo vµ r¬mooc vµo ho¹t ®éng, chÌn ch¾c c¸c b¸nh xe. + B­íc 2: H¹ tÇng 2 xuèng vÞ trÝ thÊp nhÊt vµ h¹ cÇu dèc xuèng. + B­íc 3: §­a xe cÇn vËn chuyÓn lªn tÇng 2 vµ thùc hiÖn thao t¸c buéc c¸c b¸nh xe ®­îc vËn chuyÓn vµo c¸c tai mãc trªn mÆt sµn tÇng 2. + B­íc 4: N©ng tÇng 2 lªn ®Õn chiÒu cao cÇn thiÕt ®Ó cã thÓ xÕp xe lªn tÇng 1. KiÓm tra ®Ó ®¶m b¶o r»ng c¸c then ®Òu ®· ë tr¹ng th¸i khãa. + B­íc 5: §­a xe cÇn vËn chuyÓn lªn tÇng 1 vµ thùc hiÖn thao t¸c buéc c¸c b¸nh xe ®­îc vËn chuyÓn vµo c¸c tai mãc trªn mÆt sµn tÇng 1. + B­íc 6: GÊp gän cÇu dèc lªn r¬mooc. Lóc nµy ®oµn xe ®· s½n sµng l¨n b¸nh. - Quy tr×nh ®­a xe ra khái r¬mooc(cho tr­êng hîp tõ r¬mooc ®ang xÕp ®ñ 4 xe du lÞch ®Õn khi ®­a hÕt xe du lÞch ra khái r¬mooc): + B­íc 1: §­a hÖ thèng phanh dõng cña xe kÐo vµ r¬mooc vµo ho¹t ®éng, chÌn ch¾c c¸c b¸nh xe. + B­íc 2: H¹ cÇu dèc xuèng. + B­íc 3: Th¸o d©y ch»ng gi÷ c¸c b¸nh xe du lÞch vµ lïi xe ra khái r¬mooc ®Õn khi tÇng 1 kh«ng cßn xe xÕp trªn ®ã. + B­íc 4: H¹ tÇng 2 xuèng ®Õn vÞ trÝ thÊp nhÊt. + B­íc 5: Th¸o d©y ch»ng gi÷ c¸c b¸nh xe du lÞch vµ lïi xe ra khái r¬mooc. + B­íc 6: GÊp gän cÇu lªn r¬mooc. 5.4.2 C¸c chó ý. - §Ó ®¶m b¶o an toµn vµ tuæi thä cho r¬mooc cïng c¸c thiÕt bÞ, ng­êi vµ ®¬n vÞ sö dông cÇn chó ý nh÷ng ®iÓm sau: + Trong qu¸ tr×nh n©ng, h¹ tÇng 2 kh«ng cho phÐp ng­êi ®øng trªn mÆt sµn tÇng 1. + Khi h¹ cÇu dèc xuèng kh«ng cho phÐp ng­íi ®øng trong vïng mµ cÇu cã thÓ r¬i xuèng. + Th­êng xuyªn kiÓm tra hÖ thèng d©y c¸p vµ hÖ thèng khãa h·m ®¶m b¶o lµm viÖc an toµn. + Trong suèt qu¸ tr×nh n©ng tÇng 2 lªn kh«ng ®­îc ®Ó khãa h·m ë tr¹ng th¸i më. + Khi ®· n©ng tÇng 2 lªn chiÒu cao cÇn thiÕt ph¶i h¹ nã xuèng trë l¹i ®Õn khi tÇng 2 kh«ng xuèng ®­îc n÷a do t¸c dông cña c¸c then h·m kh«ng ®­îc vËn hµnh ®oµn xe hoÆc xÕp t¶i lªn tÇng 1 khi tÇng 2 vÉn ®­îc treo bëi t¸c dông cña c¬ cÊu n©ng. + Ph¶i th­êng xuyªn kiÓm tra ®é c¨ng cña c¸c d©y c¸p, tÊt c¶ c¸c d©y c¸p cÇn cã ®é c¨ng t­¬ng ®­¬ng nhau. + Khi mÆt ®­êng kh«ng ®­îc b»ng ph¼ng ph¶i t×m vËt kª, kÝch ch©n chèng cña cÇu dèc nÕu c¸c ch©n chèng nµy kh«ng ch¹m ®­îc vµo mÆt ®­êng, nÕu mÆt ®­êng mÒn ph¶i kª v¸n ë d­íi c¸c ch©n chèng ®¶m b¶o r»ng ch©n chèng ph¶i cã t¸c dông chèng ®ì träng l­îng cña xe du lÞch khi nã di chuyÓn trªn cÇu. Nghiªm cÊm cho xe ®i trªn cÇu dèc nÕu kh«ng cã ®Çy ®ñ ch©n chèng, nÕu kh«ng thùc hiÖn ®iÒu trªn c¸c kh©u, khíp cña hÖ thèng gÊp cÇu sÏ bÞ ph¸ hñy ngay khi cã xe di chuyÓn trªn nã vµ cÇu sÏ sËp xuèng g©y tai h¹i cho xe ®i trªn cÇu. + Khi ®­a xe lªn r¬mooc kh«ng nªn lÊy ®µ ®Ó lao lªn mµ nªn cho xe di chuyÓn chËm ®Òu ®Æn ®Æc biÖt víi nh÷ng xe cã gÇm thÊp. + Nªn ®Ó tÇng 2 ë vÞ trÝ thÊp nhÊt cã thÓ. + Kh«ng cho phÐp ®oµn xe víi ®Çy t¶i ho¹t ®éng trªn ®­êng cã ®é nghiªng lín h¬n 12. + Th­êng xuyªn kiÓm tra, bæ xung mì b«i tr¬n vµo c¸c khíp quay, khíp tr­ît... -------------------- hÕt.------------------- lêi kÕt. Trªn ®©y lµ toµn bé néi dung vµ khèi l­îng c«ng viÖc mµ em ®· hoµn thµnh trong kho¶ng thêi gian lµm ®å ¸n tèt nghiÖp võa qua. §Ò tµi mµ em ®­îc giao lµ mét ®Ò tµi rÊt hay vµ cã nhiÒu ý nghÜa thùc tiÔn nh­ng ®ång thêi nã còng chøa ®ùng nhiÒu c¸i míi vµ c¸i khã. V× vËy, mÆc dï ®· rÊt cè g¾ng nh­ng em kh«ng thÓ kh«ng m¾c ph¶i khiÕm khuyÕt trong ®å ¸n cña m×nh. Em kÝnh mong c¸c thÇy vµ c¸c b¹n gãp ý, gióp ®ì cho em. Tuy khèi l­îng c«ng viÖc mµ em hoµn thµnh ®­îc thËt Ýt ái nh­ng em còng sÏ kh«ng thÓ hoµn thµnh ®­îc nÕu kh«ng cã sù tËn t×nh h­íng dÉn cña thÇy gi¸o Ph¹m Huy H­êng vµ sù gióp ®ì cña b¹n bÌ trong líp. Mét lÇn n÷a em xin c¶m ¬n thÇy gi¸o Ph¹m Huy H­êng ®· h­íng dÉn gióp ®ì em hoµn thµnh ®å ¸n nµy. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n! Tµi liÖu tham kh¶o. 1- Søc bÒn vËt liÖu. §Æng ViÖt C­¬ng, NguyÔn NhËt Th¨ng, Nh÷ Ph­¬ng Mai Tr­êng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi. 2- Sæ tay «t«. ViÖn khoa häc vËn t¶i nhµ n­íc Liªn X«, 3- Sù phanh «t«. NguyÔn H÷u CÈn. 4- M¸y n©ng chuyÓn. Khoa c¬ khÝ tr­êng §HBK Hµ Néi. 5- M¸y vµ thiÕt bÞ n©ng. Tr­¬ng Quèc Thµnh, Ph¹m Quang Dòng. Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc - kü thuËt. 6- M¸y n©ng chuyÓn vµ thiÕt bÞ cöa van. NguyÔn §¨ng C­êng, Lª C«ng Thµnh, Bïi V¨n XuyÕn. Nhµ xuÊt b¶n X©y dùng. 7- TruyÒn dÉn thñy lùc trong chÕ t¹o m¸y. TrÇn Do·n §×nh, NguyÔn Ngäc Hoan. Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc - kü thuËt. 8- TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ. TrÞnh ChÊt, Lª V¨n UyÓn. Nhµ xuÊt b¶n Gi¸o dôc. 9- Chi tiÕt m¸y. NguyÔn Träng HiÖp. Nhµ xuÊt b¶n Gi¸o dôc. 10- Dung sai l¾p ghÐp. Ninh §øc Tèn. Nhµ xuÊt b¶n Gi¸o dôc.