Thiết bị ủi trên máy kéo T100M

®å ¸n : m¸y lµm ®Êt lêi nãi ®Çu -Sau qu¸ tr×nh häc tËp nghiªn cøu m«n häc M¸y lµm ®Êt chóng em ®· ®­îc trang bÞ nh÷ng kiÕn thøc lý thuyÕt c¬ b¶n vÒ c¸c m¸y lµm ®Êt. §ã lµ nh÷ng cÊu t¹o, ®Æc tÝnh, th«ng sè kü thuËt, nguyªn lý tÝnh to¸n, ph¹m vi ¸p dông sù kÕt hîp cña c¸c m¸y trong qu¸ tr×nh sö dông thùc tÕ. -HiÖn nay trong lÜnh vùc c¬ giíi ho¸ thi c«ng, lÜnh vùc m¸y lµm ®Êt rÊt ®a d¹ng vµ phong phó, víi rÊt nhiÒu chñng lo¹i, ®Æc tÝnh kü thuËt, kh¶ n¨ng lµm viÖc kh¸c nhau. C«ng viÖc mµ m¸y lµm ®Êt thùc hiÖn chñ yÕu lµ viÖc ®µo ®¾p, san nÒn, lµm mãng...Nh­ vËy ®iÒu kiÖn lµm viÖc lµ th­êng xuyªn trùc tiÕp ë ngoµi trêi, tiÕp xóc víi bôi ®Êt, m­a giã...Yªu cÇu ®èi víi ng­êi qu¶n lý sö dông cÇn ph¶i n¾m b¾t ®­îc toµn bé nh÷ng ®Æc tÝnh vµ kh¶ n¨ng lµm viÖc cña m¸y. Cßn ®èi víi ng­êi thiÕt kÕ cÇn ph¶i n¾m ®­îc c¸c th«ng sè kü thuËt, yªu cÇu kÕt cÊu, kh¶ n¨ng chÞu lùc, c¸c s¬ ®å dÉn ®éng... Tõ nh÷ng yªu cÇu ®ã cÇn tiÕn hµnh tÝnh to¸n thiÕt kÕ ®Ó ®¶m b¶o m¸y sau khi thiÕt kÕ, chÕ t¹o m¸y cã ®Çy ®ñ tÝnh n¨ng, kh¶ n¨ng lµm viÖc nh­ yªu cÇu hü thuËt ®Ò ra. -§å ¸n m«n häc M¸y lµm ®Êt sÏ gióp cho chóng em n¾m b¾t ®­îc tr×nh tù tÝnh to¸n vµ kÕt cÊu m¸y cô thÓ. Tõ ®ã sÏ gióp cho chóng em cñng cè ®­îc nh÷ng kiÕn thøc lý thuyÕt ®· häc n¾m b¾t ®­îc tr×nh tù tÝnh to¸n c¸c yªu cÇu cô thÓ khi tiÕn hµnh thiÕt kÕ m¸y cô thÓ øng dông sau nµy. sè liÖu vµ néi dung tÝnh to¸n sè liÖu thiÕt kÕ: §Çu ®Ò: ThiÕt bÞ ñi trªn m¸y kÐo T100M (m¸y ñi +xíi) C¸c sè liÖu ban ®Çu: -§Æc tÝnh kü thuËt cña m¸y kÐo T100M. -HÖ thèng ®iÒu khiÓn b»ng thuû lùc. -CÊp ®Êt n¬i lµm viÖc : III-IV -§é dèc khi m¸y lªn dèc: i=10% néi dung tÝnh to¸n : PhÇn tÝnh to¸n chung: -C«ng dông, ph©n lo¹i, cÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc cña m¸y ñi -X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña m¸y. -TÝnh to¸n kÐo m¸y ñi. -TÝnh n¨ng suÊt m¸y ñi. X¸c ®Þnh lùc t¸c dông lªn m¸y vµ thiÕt bÞ ñi, thiÕt bÞ xíi PhÇn tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ : -TÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ thiÕt bÞ xíi. phÇn i: tÝnh to¸n chung I-C«ng dông, ph©n lo¹i, cÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc cña m¸y ñiI.1-C«ng dông -M¸y ñi thuéc m¸y chñ ®¹o trong nhãm m¸y ®µo vµ vËn chuyÓn ®Êt. Nã ®­îc sö dông hiÖu qu¶ ®Ó lµm c¸c c«ng viÖc sau: +§µo vËn chuyÓn ®Êt trong cù li tíi 100m, tèt nhÊt ë cù ly tõ 10-70m, víi c¸c nhãm ®Êt I,II,vµ III +LÊp hµo, hè vµ san mÆt b»ng nÒn mãng c«ng tr×nh. +§µo vµ ®¾p nÒn cao tíi 2 m +Ngoµi ra m¸y ñi cßn cã thÓ lµm c¸c c«ng viªc chuÈn bÞ mÆt nÒn nh­: bµo cá, bãc líp tÇng phñ, h¹ c©y(®­êng kÝnh tíi 30cm), nhæ gèc c©y, thu dän mÆt b»ng thi c«ng...M¸y cßn ®­îc dïng ®Ó lµm nhiÖm vô kÐo c©y hoÆc ®Èy c¸c ph­¬ng tiÖn kh¸c. I.2-Ph©n lo¹i -M¸y ñi th­êng ®­îc ph©n ra theo lo¹i c«ng suÊt ®éng c¬, lùc kÐo, kiÓu ®iÒu khiÓn, ®Æc ®iÓm thiÕt bÞ di chuyÓn vµ kÕt cÊu cña bé phËn c«ng t¸c. *Tuú thuéc vµo ®é lín cña c«ng suÊt ®éng c¬ vµ lùc kÐo danh nghÜa ë mãc kÐo cña m¸y c¬ së, m¸y ñi ®­îc chia thµnh c¸c lo¹i: +RÊt nÆng (c«ng suÊt trªn 300CV, lùc kÐo trªn 30T). +NÆng (c«ng suÊt 150-300 CV, lùc kÐo 20-30T). +Trung b×nh (c«ng suÊt 75-150 CV,lùc kÐo 13.5-20T). +NhÑ (c«ng suÊt 35-75 CV, lùc kÐo 2.5-13.5T). +RÊt nhÑ (c«ng suÊt 3.5 CV, lùc kÐo 2.5T). *Theo kiÓu ®iÒu khiÓn n©ng h¹ l­ìi ñi ta cã: +§iÒu khiÓn b»ng têi + d©y c¸p. +§iÒu khiÓn b»ng cilanh thuû lùc. *C¨n cø vµo thiÕt bÞ di chuyÓn ta cã: +M¸y ñi di chuyÓn b»ng b¸nh xÝch. +M¸y ñi di chuyÓn b»ng b¸nh lèp. *HiÖn nay m¸y ñi cã hÖ thèng ®iÒu khiÓn b»ng hÖ thèng thuû lùc cã nhiÒu ­u ®iÓm nªn th­êng ®­îc chän trong qu¸ tr×nh thi c«ng I.3-CÊu t¹o -M¸y ñi lµ sù kÕt hîp cña 1 ®Çu kÐo víi 1 bé phËn c«ng t¸c ñi. Bé phËn nµy ®­îc chÕ t¹o tõ kÕt cÊu thÐp víi mèi ghÐp hµn vµ c¸c côm chi tiÕt liªn kÕt víi nhau chñ yÕu nhê khíp xoay.Bé phËn ñi cã thÓ lµ v¹n n¨ng hoÆc kh«ng v¹n n¨ng, víi kiÓu v¹n n¨ng th× khung ñi cã kÕt cÊu liÒn khèi vµ ®­îc nèi víi l­ìi ñi b»ng khíp cÇu. -L­ìi ñi bao gåm 2 phÇn c¬ b¶n lµ th©n l­ìi vµ l­ìi c¾t. Th©n l­ìi chÕ t¹o tõ thÐp th­êng cßn l­ìi c¾t cã d¹ng tÊm ®­îc chÕ t¹o tõ thÐp hîp kim Mangan gåm 3 m¶nh rêi nhau vµ ®­îc ghÐp víi th©n l­ìi b»ng c¸c bul«ng ®Çu ch×m. Bé c«ng t¸c ñi ®­îc liªn kÕt víi m¸y c¬ së th«ng qua liªn kÕt chèt xoay ë ch©n khung ñi vµ hÖ thèng thû lùc liªn kÕt kh«ng gian. I.4-Nguyªn lý lµm viÖc -H¹ l­ìi ñi bËp xuèng nÒn ®µo, cho m¸y tiªn lªn, ®Êt dÇn dÇn tÝch tô l¹i tr­íc l­ìi ñi. Khi ®· tÝch ®Çy, vËn chuyÓn khèi ®Êt ®µo b»ng c¸ch cho m¸y n©ng l­ìi ñi lªn mét møc (ch­a tho¸t khái nÒn ®µo) Víi môc ®Ých ®µo thªm chót Ýt ®Ó bï hao khi vËn chuyÓn. -Khi ta muèn r¶i ®Òu khèi ®Êt ®· vËn chuyÓn, cÇn ph¶i n©ng l­ìi ñi lªn theo chiÒu dµi muèn r¶i vµ tiÕp tôc cho m¸y tiÕn. II-X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña m¸y: H×nh chung cÊu t¹o cña m¸y M¸y ®­îc ®iÒu khiÓn b»ng hÖ thèng thuû lùc, di chuyÓn b»ng b¸nh xÝch, m¸y c¬ së lµ T100M -C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña m¸y: +C«ng suÊt m¸y kÐo c¬ së N=100 CV +Lùc kÐo danh nghÜa T= 93500 (N) +Träng l­îng m¸y c¬ së G0=11(T) +Träng l­îng sö dông cña m¸y: Gm=15.4 (T) +Tèc ®é di chuyÓn khi lµm viÖc: Nhá nhÊt: Vmin=2.5 (km/h) Lín nhÊt : Vmax=9.0 (km/h) +¸p su¸t trªn ®Êt : 4.5 N/cm2 II.1-TÝnh víi thiÕt bÞ ñi ThiÕt bÞ ñi ®iÒu khiÓn b»ng thuû lùc bµn quay -Träng l­îng thiÕt bÞ ñi : G1=2.2 (T) -C¸c th«ng sè ®­îc chän nh­ sau : STT CC C¸c th«ng sè ®éng häc cña bµn ñi Lo¹i bµn ñi quay 1 Gãc c¾t ®Êt d 50o 2 Gãc ®Æt l­ìi eo 75o 3 Gãc ®æ bo 700 4 Gãc ®Æt cña tÊm ch¾n phÝa trªn bk 100o 5 Gãc sau a 30o H×nh chiÕu b»ng -Gãc t¹o bëi bµn ñi vµ däc trôc : j=600 -Gãc t¹o bëi trôc dao c¾t víi ph­¬ng ngang e=750 -ChiÒu cao bµn ñi ®­îc x¸c ®Þnh th«ng qua c«ng suÊt cña ®éng c¬ m¸y kÐo c¬ së theo c«ng thøc: H=(0.81-1.19)(201) Thay vµo c«ng thøc trªn ta cã: H=1.0 (mm) -ChiÒu cao n©ng bµn ñi lín nhÊt tÝnh theo c«ng thøc: h=(0.79-1.22)(208) Thay sè vµo ta cã: h=1100 (mm) -ChiÒu réng bµn ñi x¸c ®Þnh th«ng qua chiÒu cao bµn ñi víi quan hÖ: B = (2.6 ¸ 3.0).H Thay sè vµo ta cã : B = 3200 (mm) -B¸n kÝnh cong cña bµn ñi ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: H = a sind + R(cosd +cosb0) => R = +a=180 (mm) chiÒu réng vïng ph¼ng trªn bµn ñi ®Ó l¾p dao c¾t Thay c¸c sè liÖu vµo ta cã: R= 860 (mm) -ChiÒu cao tÊm ch¾n phÝa trªn bµn ñi tÝnh theo c«ng thøc : b =(0.15 ¸0.25).H Thay sè liÖu vµo ta cã : b=200 (mm) -Lùc t¸c dông lªn dao c¾t: +R2 lùc theo ph­¬ng th¼ng ®øng tÝnh theo c«ng thøc: R2 = k’.x.B k’ =55 N/cm2 hÖ sè chÞu t¶i cña ®Êt x=1.2 cm ®é réng mßn cïn cña dao c¾t B = 320 cm bÒ réng cña bµn ñi Thay sè vµo c«ng thøc trªn ta cã : R2= 21120 (N) +R1 lùc theo ph­¬ng n»m ngang tÝnh theo c«ng thøc: R1 = m1. R2 (N) m1=0.7 hÖ sè ma s¸t gi÷a thÐp vµ ®Êt Thay sè vµo ta cã : R1= 14784(N) II.2-TÝnh víi thiÕt bÞ xíi: -ThiÕt bÞ xíi ®­îc l¾p phÝa sau m¸y c¬ së, ®iÒu khiÓn b»ng thuû lùc. Cã kÕt cÊu nh­ sau : -Träng l­îng cña thiÕt bÞ xíi G2=2.2 (T) -Sè l­îng r¨ng xíi Z=3 -TÇm víi cña r¨ng xíi : l=800(mm) -ChiÒu s©u xíi lín nhÊt h max=500 (mm) -C¸c lùc t¸c dông lªn l­ìi xíi: +Lùc c¶n ®µo theo ph­¬ng ngang : P1=T.k1 k =0.8 hÖ sè sö dông lùc kÐo cña m¸y xíi Thay sè vµo c«ng thøc ta cã: P1=74800 (N) + Lùc c¶n ®µo theo ph­¬ng th¼ng ®øng t¸c dông lªn r¨ng xíi ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc cña gi¸o s­ viÖn sü I.U.A Vet¬rèp : víi a=250 Thay vµo c«ng thøc trªn ta cã : P2 = 34880 (N) - ChiÒu cao n©ng bé r¨ng xíi khái mÆt ®Êt khi di chuyÓn m¸y ph¶i ®¶m b¶o sao cho gãc t¹o bëi gi÷a ®­êng trôc t©m cña r¨ng xíi vµ ph­¬ng ngang kh«ng nhá h¬n 200. Theo kinh nghiÖm víi m¸y xíi lo¹i trung b×nh chän : H=600¸700mm. -Gãc c¾t cña r¨ng xíi d =400 dïng r¨ng th¼ng -TiÕt diÖn ngang cña r¨ng xíi t¹i gi÷a r¨ng cã dang h×nh ch÷ nhËt víi chiÒu réng b vµ chiÒu cao h. Th«ng th­êng : b=(60¸100) (mm), h=(150¸200) (mm) ta chän : b x h=125x200 (mm) -Gãc s¾c cña r¨ng xíi : b=d-a ; a=60 lµ gãc sau cña r¨ng xíi. VËy ta cã b=340 -ChiÒu cao h1 cña r¨ng xíi (hay cßn gäi lµ chiÒu dµi cña r¨ng xíi) th­êng chän dùa vµo chiÒu s©u xíi lín nhÊt : h1= hmax+(100 300) (mm). Thay sè vµo ta cã : h1=700 (mm) -B­íc r¨ng t lµ kho¶ng c¸ch ®o theo ph­¬ng ngang gi÷a ®­êng t©m cña hai r¨ng xíi liªn tiÕp nhau. Víi m¸y xíi trung b×nh 3 r¨ng ta chän : t=(9001300) (mm) -Ta chän b­íc r¨ng lµ : t=800(mm) -Kho¶ng c¸ch tõ mÐp xÝch di chuyÓn cña m¸y ®Õn bé r¨ng xíi : a=(1.52.0) hmax Thaysè chän ta ®­îc : a=800 (mm) -VËn tèc n©ng, h¹ bé r¨ng xíi : +Khi n©ng: vn =(0,30,5) m/s +Khi h¹ : vh=(0,5 1,0 ) m/s TÝnh cho m¸y víi thiÕt bÞ ñi I-X¸c ®Þnh lùc kÐo -Trong khi ®µo vµ chuyÓn ®Êt, m¸y ñi muèn di chuyÓn ®­îc th× ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn sau: åW £ Pk £ Pb +åW :Tæng c¸c lùc c¶n t¸c dông lªn m¸y ñi. + Pk : Lùc kÐo tiÕp tuyÕn cña m¸y kÐo. + Pb : Lùc b¸m gi÷a c¬ cÊu di chuyÓn vµ mÆt ®­êng. *X¸c ®Þnh c¸c lùc c¶n t¸c dông lªn m¸y ñi. -Trong qu¸ tr×nh ®µo vµ vËn chuyÓn ®Êt m¸y ñi gÆp c¸c lùc c¶n sau: +Lùc c¶n c¾t ®Êt. +Lùc c¶n di chuyÓn khèi ®Êt l¨n tr­íc bµn ñi. +Lùc c¶n di chuyÓn khèi ®Êt cuén lªn phÝa tr­íc bµn ñi. +Lùc c¶n di chuyÓn m¸y ñi. +Lùc c¶n ma s¸t gi÷a dao c¾t vµ ®Êt. I.1-X¸c ®Þnh lùc c¶n c¾t: -Lùc c¶n c¾t ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : W1=k.B.h1 Trong ®ã: +k=200 (kN/m2) Lùc c¶n c¾t riªng víi ®Êt cÊp IV khi d = 500 +B = 3.2 (m) ChiÒu réng bµn ñi. + h1: ChiÒu s©u c¾t trong giai ®o¹n vËn chuyÓn ®Êt ®Ó bï l¹i sù r¬i v·i ®Êt sang hai bªn, ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: Trong ®ã: +k1: HÖ sè kÓ ®Õn sù r¬i v·i ®Êt sang hai bªn trªn 1 mÐt qu·ng ®­êng vËn chuyÓn ®Êt, nã phô thuéc vµo tÝnh chÊt cña ®Êt, víi ®Êt kh« chän: k1=0.065 +V (m3): ThÓ tÝch khèi ®Êt l¨n tr­íc bµn ñi. V phô thuéc vµo tÝnh chÊt cña ®Êt vµ c¸c th«ng sè h×nh häc cña bµn ñi, x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : . Trong ®ã: +HK= 1.15 (m): ChiÒu cao kÓ c¶ tÊm ch¾n phÝa trªn cña bµn ñi: HK = H+b +kt=1.30 : HÖ sè phô thuéc vµo tÝnh chÊt cña ®Êt vµ tû sè Thay c¸c gi¸ trÞ tªn vµo c«ng thøc trªn ta ®­îc : V= 1.78 (m3) => h1= 0.034 (m) Thay h1=0.034 (m) vµo c«ng thøc tÝnh lùc c¼n c¾t ta cã: W1=23.8 (kN)=2.38 (T) I.2-X¸c ®Þnh lùc c¶n di chuyÓn khèi ®Êt l¨n tr­íc bµn ñi. -Lùc c¶n nµy ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : W2 =V.r.m2 = G®.m2 Trong ®ã: +G®: Träng l­îng khèi ®Êt l¨n tr­íc bµn ñi : +r=1.6 (T/m3): Träng l­îng riªng cña ®Êt chän theo b¶ng +m2=0.5: HÖ sè ma s¸t gi÷a ®Êt vµ ®Êt. +g=450: Gãc ch¶y tù nhiªn cña ®Êt ë tr¹ng th¸i t¬i. -Thay sè liÖu vµo tÝnh ta cã G®= 3.7 (T) => W2 = 1.85 (T) I.3-X¸c ®Þnh lùc c¶n di chuyÓn khèi ®Êt cuén lªn phÝa trªn bµn ñi. -Khi m¸y ñi thùc hiÖn qu¸ tr×nh ®µo vµ tÝch ®Êt, phÝa tr­íc bµn ñi ®Êt ®­îc cuén lªn trªn ®Ó t¹o thµnh khèi ®Êt l¨n cã thÓ tÝch V vµ träng l­îng lµ G®. Khèi ®Êt nµy sÏ nÐn vµo bÒ mÆt lµm viÖc cña bµn ñi ¸p lùc N. D­íi t¸c dông cña N, t¹i bÒ mÆt tiÕp xóc gi÷a khèi ®Êt l¨n vµ lßng bµn ñi xuÊt hiÖn lùc ma s¸t Fms , chèng l¹i chuyÓn ®éng cña ®Êt khi nã cuén lªn phÝa trªn bµn ñi: -Lùc ma s¸t nµy cã ph­¬ng vu«ng gãc víi ph­¬ng cña ¸p lùc N vµ ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Fms=m1.N=m1.G®.cosd -ChiÕu lùc Fms xuèng ph­¬ng di chuyÓn, sÏ x¸c ®Þnh ®­îc lùc c¶n di chuyÓn do khèi ®Êt cuén lªn phÝa trªn bµn ñi t¹o ra: W3=Fms.cosd = m1.G®.cos2d +d=500: Gãc c¾t cña dao c¾t. m1=0.5: HÖ sè ma s¸t gi÷a thÐp vµ ®Êt. Thay sè vµo c«ng thøc ta cã : W3= 0.7 (T) I.4-X¸c ®Þnh lùc c¶n di chuyÓn m¸y ñi. -Lùc c¶n di chuyÓn cña ®Êt ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: W4=Gm.(f.cosa ±sina) +Gm=15.4 (T): Träng l­îng m¸y ñi. +f=0.11: HÖ sè c¶n l¨n víi m¸y ñi b¸nh xÝch. +a=5.70: Gãc nghiªng cña n¬i m¸y lµm viÖc so víi ph­¬ng ngang. Khi a<10o cè thÓ xem cosa=1; sina»tga=i. T­¬ng øng mçi tr­¬ng hîp cã: +Khi lªn dèc: W4=3.2 (T) +Khi xuèng dèc: W4=0.16 (T) I.5-X¸c ®Þnh lùc c¶n ma s¸t gi÷a dao c¾t cña bµn ñi vµ ®Êt. -Lùc c¶n nµy phô thuéc vµo thµnh phÇn th¼ng ®øng cña lùc c¶n c¾t R2 vµ träng l­îng cña thiÕt bÞ ñi, x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: W5=m1.(R2+GTB) Thay sè vµo ta cã: W5=2.2 (T) Tæng hîp lùc c¶n : (4-9) -Tõ c¸c lùc c¶n t¸c dông lªn m¸y ñi víi bµn ñi kh«ng quay ta tÝnh ®­îc hîp lùc t¸c dông theo c«ng thøc nh­ sau: åW`=W1’+W2’+W’3+W4+W5 (4-10,a) Trong ®ã: +W1’=W1.sinj; W2’=W2.sinj; W3’=W3.sinj+W3’’ +j=600: Gãc quay cña bµn ñi trong mÆt ph¼ng ngang (so víi trôc m¸y) Khi m¸y ñi v¹n n¨ng dïng ®Ó san ®Êt, bµn ñi quay trong mÆt ph¼ng ngang vµ t¹o víi trôc däc cña m¸y gãc j: -Lóc ®ã ®Êt di chuyÓn däc bµn ñi vµ ®­îc ®æ sang bªn c¹nh m¸y. Do ®ã xuÊt hiÖn lùc ma s¸t Fms` t¹i bÒ mÆt tiÕp xóc gi÷a bÒ mÆt lµm viÖc cña bµn ñi vµ khèi ®Êt tr­ît däc bµn ñi. Lùc Fms`®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: F’ms=m1.G®.m2 ChiÕu F’ms theo ph­¬ng di chuyÓn, sÏ x¸c ®Þnh ®­îc lùc c¶n di chuyÓn do ®Êt tr­ît däc bµn ñi t¹o ra: W3’’=m1.G®.m2.cosj Thay sè vµo ta cã: W3’’= 0.4 (T) => åW= 9.24 (T) *X¸c ®Þnh lùc b¸m cña b¸nh xe cñ ®éng lªn mÆt ®­êng -Lùc b¸m nµy ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: Pb=j.Gb=j.Gm.cosa.kc® Trong ®ã: +Gb: Träng l­îng b¸m. + Gm=15.4: Träng l­îng m¸y ñi. + +a=5.70: Gãc nghiªng n¬i m¸y lµm viÖc so víi ph­¬ng ngang. (4-11) + kc® : HÖ sè kÓ ®Õn tû lÖ träng l­îng m¸y ph©n ra c¸c b¸nh xe chñ ®éng. Víi m¸y ñi di chuyÓn b»ng b¸nh xÝch ta cã kc® =1.0 +j=0.8: HÖ sè b¸m gi÷a d¶i xÝch víi mÆt ®­êng. Thay c¸c sè liÖu vµo ta cã: Pb= 11.5 (T). Nh­ vËy lùc kÐo tho¶ m·n ®iÒu kiÖn: åW £ Pk < Pb II-X¸c ®Þnh c«ng suÊt ®éng c¬ m¸y kÐo c¬ së -C«ng suÊt cña ®éng c¬ m¸y kÐo c¬ së ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau: (CV) (4-14) Trong ®ã: +Pk=9.3 (T): Lùc kÐo tiÕp tuyÕn åW £ Pk +v=2.5 (km/h): VËn tèc cña m¸y khi lµm viÖc ë tay sè I +h=0.87: HiÖu suÊt truyÒn ®éng cña m¸y. Thay sè vµo c«ng thøc trªn ta cã: N= 100.2 (CV). Nh­ vËy víi m¸y kÐo T100M hoµn toµn ®¸p øng ®­îc kh¶ n¨ng lµm viÖc cña m¸y III-X¸c ®Þnh lùc t¸c dông lªn m¸y ñi -S¬ ®å lùc t¸c dông lªn m¸y ñi thÓ hiÖn trªn h×nh vÏ sau: Trong s¬ ®å trªn, c¸c lùc t¸c dông lªn m¸y ñi gåm: -Träng l­îng thiÕt bÞ lµm viÖc GTB. -Ph¶n lùc P cña ®Êt t¸c dông lªn dao c¾t ®­îc ph©n thµnh hai thµnh phÇn P1 theo ph­¬ng ngang vµ P2 theo ph­¬ng th¼ng ®øng. Riªng víi m¸y ñi v¹n n¨ng cã thªm thµnh phÇn P3 cã ph­¬ng vu«ng gãc víi trôc däc cña m¸y. -Lùc n©ng S trong c¬ cÊu n©ng thiÕt bÞ lµm viÖc. -Ph¶n lùc t¹i khíp b¶n lÒ liªn kÕt gi÷a khung ñi víi m¸y Pc . Ph¶n lùc Pc ph©n thµnh 2 thµnh phÇn: + Xc theo ph­¬ng th¼ng ®øng. + Zc theo ph­¬ng ngang. III.1-X¸c ®Þnh c¸c lùc t¸c dông lªn m¸y ñi. 1. Träng l­îng thiÕt bÞ ñi GTB GTB=2.2 (T) 2. Ph¶n lùc cña ®Êt t¸c dông lªn bµn ñi P -Ph¶n lùc P ®­îc ph©n thµnh 2 thµnh phÇn: +P1 theo ph­¬ng ngang + P2 theo ph­¬ng ®øng a) Khi bµn ñi b¾t ®Çu Ên s©u dao c¾t xuèng ®Êt (dao bÞ mßn cïn) -Tr­íc bµn ñi ch­a cã khèi ®Êt l¨n, lóc ®ã: P1=R1= 1.47(T) ; P2=R2=2.2 (T) ë ®©y P2 h­íng lªn vµ ®iÓm ®Æt cña P1 vµ P2 n»m t¹i mÆt nÒn ®Êt c¬ b¶n. b) Khi n©ng bµn ñi ë cuèi giai ®o¹n c¾t ®Êt vµ tÝch ®Êt. -Tr­íc bµn ñi ®· cã khèi ®Êt l¨n. Khèi ®Êt nµy t¹o ra ¸p lùc N, nÐn vµo lßng bµn ñi. D­íi t¸c dông cña N, t¹i bÒ m¾t lµm viÖc cña bµn ñi xuÊt hiÖn lùc ma s¸t Fms, c¶n l¹i chuyÓn ®éng cña ®Êt khi nã cuén lªn phÝa trªn bµn ñi: Fms=m1.N. -MÆt kh¸c lùc ma s¸t nµy ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Fms=G®.m1.cosd -Vëy P1 vµ P2 ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: P1=N.sin(d+j1)+R1 P2=N.cos(d+j1)-R2 -ë tr­êng hîp nµy lùc P2 h­íng xuèng vµ ®iÓm ®Æt cña P1, P2 ®­îc n©ng lªn, c¸ch mÆt nÒn ®Êt c¬ b¶n mét ®o¹n: hp=(0.20¸0.27).H Þ hp= 230 (mm) m1=0.5: HÖ sè ma s¸t gi÷a thÐp vµ ®Êt. Ph¶n lùc ®Êt t¸c dông lªn bµn ñi Trong ®ã: +d=500: Gãc c¾t ®Êt cña dao c¾t. + j1: Gãc ma s¸t gi÷a thÐp vµ ®Êt j1 =arctg(0.5)=26.50 + G®=3 (T): Träng l­îng cña khèi ®Êt tr­íc bµn ñi. -Khi m¸y ñi lµm viÖc gÆp ch­íng ng¹i vËt ë dao c¾t sÏ ph¸t sinh t¶i träng ®éng. Lóc ®ã ph¶n lùc theo ph­¬ng ngang cña ®Êt t¸c dông dao c¾t lµ lín nhÊt: P1max=P1c+P1® Trong ®ã: +P1c=11.5 (T) lùc c¶n tÜnh, tÝnh theo lùc kÐo lín nhÊt cña m¸y kÐo +P1®: lùc ®éng ®­îc x¸c ®Þnh trªn c¬ së kh¶o s¸t m¸y ñi vµ ch­íng ng¹i vËt nh­ mét hÖ thèng ®µn håi mét bËc tù do. TÝnh theo c«ng thøc: Trong ®ã: +V0=2.5 (km/h) lµ tèc ®é chuyÓn ®éng cña m¸y ñi ®­îc tÝnh t¹i thêi ®iÓm m¸y b¾t ®Çu bÞ quay tr¬n khi gÆp ch­íng ng¹i, tÝnh t­¬ng øng víi lùc kÐo lín nhÊt nªn th­êng chän V0 ë sè I cña m¸y kÐo c¬ së. +m=1.2 (T): khèi l­îng cña bµn ñi. +C0: §é cøng tæng hîp cña m¸y vµ ch­íng ng¹i vËt. TÝnh theo c«ng thøc: Trong ®ã: +C1: ®é cøng cña thiÕt bÞ ñi: C1=a.GTB víi a= 1.0 (kG/cm/kG) hÖ sè ®é cøng cña thiÕt bÞ trªn 1 kG träng l­îng cña m¸y kÐo Þ C1=2200 (kG/cm/kG) +C2: §é cøng cña ch­íng ng¹i vËt: C2=b.B víi b=2.8 (kG/cm/cm) lµ ®é cøng cña ch­íng ng¹i trªn mét cm chiÒu réng bµn ñi Þ C2=756 (kG/cm/kG) Thay sè vµo tÝnh to¸n ta cã: C0= 560 (kG/cm/kG) Þ P1®=8.6 (T) *Thay kÕt qu¶ vµo c«ng thøc trªn ta cã: P1max=20.1 (T) -§Ó x¸c ®Þnh P2 tiÕn hµnh gi¶i ph­¬ng tr×nh : P1=N.sin(d+j1)+R1 P2=N.cos(d+j1)-R2 NghiÖm cña ph­¬ng tr×nh tÝnh ®­îc: ÞP2 = (P1-R1).cotg(d+j1)-R2 -Lùc P2 cã gi¸ trÞ max t¹i vÞ trÝ n©ng bµn ñi lªn ë cuèi giai ®o¹n c¾t ®Êt vµ tÝch ®Êt. Khi ®ã R1=R2=0 vµ gãc c¾t d cã gi¸ trÞ nhá nhÊt. Lùc P2 h­íng xuèng vµ ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: P2max=P1.cotg(d+j1) *Thay c¸c gi¸ trÞ vµo c«ng tøc ta cã: P2max= 1.3 (T) -Bµn ñi cña m¸y ñi v¹n n¨ng cã thÓ quay trong mÆt ph¼ng ngang .Khi gãc quay cña bµn ñi j kh¸c 90o, th× ph¶n lùc P cña ®Êt t¸c dông lªn bµn ñi ®­îc ph©n thµnh 3 thµnh phÇn. Ngoµi hai lùc P1 vµ P2 nh­ ë trªn cßn thªm lùc P3, cã ph­¬ng vu«ng gãc víi trôc däc cña m¸y. D­íi t¸c dông cña lùc P3 m¸y cã xu h­íng bÞ quay vßng. §Ó m¸y vÉn cã thÓ di chuyÓn th¼ng vÒ phÝa tr­íc khi lµm viÖc th× gi¸ trÞ lín nhÊt cña P3 ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn b¸m cña c¬ cÊu di chuyÓn khi m¸y bÞ quay vßng P3.l £ Mp ® P3£ Mp/l Trong ®ã: +Mp: M« men c¶n vßng quay do tæng cña c¸c ph¶n lùc ngang cña mÆt ®Êt t¸c dông lªn c¬ cÊu di chuyÓn g©y ra khi m¸y ñi quay vßng Víi m¸y ñi b¸nh xÝch: Mp = Trong ®ã: +mp=0.8: HÖ sè c¶n quay vßng cña m¸y kÐo xÝch. +L=2075 (mm): ChiÒu dµi bÒ mÆt tùa cña xÝch di chuyÓn; +G=15.4 (T): Träng l­îng m¸y ñi dån lªn d¶i xÝch di chuyÓn khi thiÕt bÞ ñi n©ng khái mÆt ®Êt th× G chÝnh lµ träng l­îng m¸y ñi Thay sè vµo c«ng thøc trªn ta cã: Mp=6.4 (Tm) +l=3750 (mm): ChiÒu dµi c¸nh tay ®ßn tÝnh to¸n -Khi lùc P3 lµm m¸y ñi quay quanh ®iÓm O th× P3 ®­îc x¸c ®Þnh dùa vµo m« men: -Thay sè liÖu vµo tÝnh ta ®­îc: P3 = 1.7 (T) 3. Lùc t¸c dông lªn c¬ cÊu n©ng thiÕt bÞ ñi S¬ ®å x¸c ®Þnh lùc trong c¬ cÊu n©ng (ë vi trÝ Ên s©u dao c¾t xuèng ®Êt) * Khi b¾t ®Çu Ên s©u dao c¾t xuèng ®Êt -ë giai ®o¹n c¾t ®Êt lùc trong c¬ cÊu n©ng thiÕt bÞ ñi ®­îc x¸c ®Þnh tõ ph­¬ng tr×nh c©n b»ng m« men cña c¸c lùc víi ®iÓm C Thay gi¸ trÞ P2max tõ c«ng thøc vµo ph­¬ng tr×nh trªn ta cã: Thay sè vµo ta cã: Smax= 7.9 (T) Gi¸ trÞ lín nhÊt cña Smax trªn c¬ cÊu n©ng ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn æn ®Þnh cña m¸y: Smax £ Sy Trong ®ã Sy lµ lùc trªn c¬ cÊu n©ng ®­îc x¸c ®Þnh tõ ®iÒu kiÖn æn ®Þnh cña m¸y ñi. Víi m¸y ñi ®iÒu khiÓn b»ng thuû lùc , vÞ trÝ ®Ó x¸c ®Þnh Sy lµ ë cuèi qu¸ tr×nh c¾t, tr­íc bµn ñi ®Çy ®Êt, c¬ cÊu n©ng lµm viÖc ®Ó n©ng thiÕt bÞ ñi, m¸y cã xu thÕ lËt quanh ®iÓm ngoµi ra Sy cßn ®­îc x¸c ®Þnh ë vÞ trÝ b¾t ®Çu Ên dao c¾t xuèng ®Êt ®Ó thùc hiÖn qu¸ tr×nh c¾t, m¸y cã xu thÕ lËt quanh ®iiÓm B +TÝnh khi m¸y m¸y ñi lËt quanh ®iÓm A Khi m¸y ñi lËt quanh ®iÓm A th× lùc P2 ®­îc x¸c ®Þnh tõ ph­¬ng tr×nh c©n b»ng m« men víi ®iÓm A vµ theo c«ng thøc Trong ®ã: + GT vµ GTB lµ träng l­îng cña m¸y kÐo vµ cña thiÕt bÞ ñi. Thay sè vµo ta cã: P2= 9.4 (T) Lùc Sy trong c¬ cÊu n©ng ®­îc x¸c ®Þnh khi m¸y lËt quanh ®iÓm A tõ ph­¬ng tr×nh c©n b¨ng m« men víi ®iÓm C, theo c«ng thøc: Tha sè vµo tÝnh ta cã: Sy= 14.6 (T) *Khi n©ng thiÕt bÞ ñi ë cuèi giai ®o¹n c¾t ®Êt -Lóc nµy ë phÝa tr­íc bµn ñi ®· tÝch ®Çy ®Êt, ®©y lµ vÞ trÝ mµ c¬ cÊu n©ng lµm viÖc nÆng nÒ nhÊt. Nh÷ng lùc t¸c ®éng lªn thiÕt bÞ ñi trong tr­êng hîp nµy gåm: + GTB: Träng l­îng thiÕt bÞ ñi. +G® : Träng l­îng cña khèi ®Êt ®­îc n©ng cïng bµn ñi. +Q: Lùc c¶n tr­ît gi÷a khèi ®Êt ®­îc n©ng cïng bµn ñi vµ phÇn ®Êt cßn l¹i trong khèi ®Êt l¨n tr­íc bµn ñi. +P1 vµ P2: Ph¶n lùc cña ®Êt t¹i dao c¾t. +Zc vµ Xc: Ph¶n lùc t¹i khíp liªn kÕt gi÷a khung ñi vµ m¸y Träng l­îng khèi ®Êt ®­îc n©ng cïng bµn ñi x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Trong ®ã: +K1=0.22: HÖ sè tû lÖ gi÷a thÓ tÝch khèi ®Êt ®­îc n©ng lªn cïng bµn ñi vµ thÓ tÝch phÇn ®Êt cßn l¹i cña khèi ®Êt l¨n tr­íc bµn ñi. +B,H: ChiÒu réng vµ chiÒu cao bµn ñi. +r=1.6 (T/m3): Träng l­îng riªng cña ®Êt. +g=450: Gãc ch¶y tù nhiªn cña ®Êt. +F1: DiÖn tÝch tiÕt diÖn ngang cña khèi ®Êt ®­îc n©ng lªn cïng bµn ñi Thay sè vµo c«ng thøc ta cã: G®= 0.45 (T) -Lùc c¶n tr­ît ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Q = C.F2 Trong ®ã: +C=0.5: HÖ sè b¸m cña ®Êt vµ ®Êt khi chóng tr­ît t­¬ng ®èi víi nhau . +F2: DiÖn tÝch bÒ mÆt tr­ît gi÷a khèi ®Êt ®­îc n©ng lªn cïng bµn ñi vµ phÇn ®Êt cßn l¹i trong khèi ®Êt l¨n tr­íc bµn ñi.TÝnh theo c«ng thøc: F2 = B.H2 +H2: ChiÒu cao cña bÒ mÆt tr­ît nãi trªn. Th­êng H2 = (0.7 ¸ 0.8). H Thay sè vµo tÝnh ta cã: Q= 0.95 (m3) Lùc n©ng Smax trong tr­êng hîp nµy ®­îc x¸c ®Þnh tõ ph­¬ng tr×nh m« men lÊy víi ®iÓm C vµ ®­îc x¸c ®Þnh theo ph­¬ng tr×nh sau : Thay gi¸ trÞ vµo tÝnh to¸n ta cã: Smax= 7.7 (T) -Lùc n©ng Smax ph¶i tho¶ m·n: Smax £ Sy Sy=14.6 (T): §­îc x¸c ®Þnh tõ ®iÒu kiÖn æn ®Þnh, m¸y lËt quanh ®iÓm A- ®iÓm tùa phÝa tr­íc cña xÝch di chuyÓn KÕt h¬p bµi to¸n ta rhÊy ®iÒu kiÖn Smax £ Sy ®­îc tho¶ m·n *Lùc n©ng ®Ó tÝnh to¸n søc bÒn cña c¬ cÊu n©ng ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: St=Sy.K® Trong ®ã: +K®: HÖ sè t¶i träng ®éng, K® = 1.4 Thay sè vµo tÝnh ta cã : St=21.5 (T) -MÆt kh¸c lùc n©ng Smax ph¶i ®­îc kiÓm tra theo c«ng suÊt ®éng c¬ cña m¸y kÐo vµ ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ®Ó m¸y võa n©ng thiÕt bÞ ñi võa di chuyÓn khi lµm viÖc: Trong ®ã: +N®c=73.5 (kW): C«ng suÊt ®éng c¬ cña m¸y kÐo c¬ së. +Nn: C«ng suÊt tiªu hao cho c¬ cÊu n©ng thiÕt bÞ ñi. +Nd: C«ng suÊt tiªu hao cho viÖc di chuyÓn m¸y. +Sy=14.6 (T): Lùc n©ng x¸c ®Þnh theo ®iÒu kiÖn æn ®Þnh. +Vn=0.1 (m/s): VËn tèc n©ng thiÕt bÞ ñi. +Vd=0.5 (m/s): VËn tèc di chuyÓn cña m¸y khi lµm viÖc, øng víi tay sè I +hn=0.95: HiÖu suÊt c¬ cÊu n©ng. +hd=0.9: HiÖu suÊt c¬ cÊu di chuyÓn. +Tmax=11.5 (T): Lùc kÐo tiÕp tuyÕn lín nhÊt cña m¸y kÐo Thay sè liÖu vµo c«ng thøc trªn ta cã: VP= 72.3 (kW). -Víi m¸y ñi ®iÒu khiÓn b»ng thiÕt bÞ thuû lùc ta x¸c ®Þnh lùc ®Èy cña pistong khi Ên s©u c­ìng bøc dao c¾t vµo ®Êt ë giai ®o¹n b¾t ®Çu ®µo. Lóc ®ã ph¶n lùc cña ®Êt P,2 h­íng lªn vµ ®­îc x¸c ®Þnh tõ ph­¬ng tr×nh c©n b»ng m« men víi ®iÓm lËt B . X¸c ®Þnh theo h×nh vÏ sau: Tõ ph­¬ng tr×nh m«men c©n b»ng t¹i ®iÓm B ta cã: Thay sè vµo c«ng thøc ta cã: P’2= 5.28 (T) XÐt sù c©n b»ng lùc cña riªng thiÕt bÞ ñi, sÏ x¸c ®Þnh ®­îc lùc ®Èy cña pistong trong xi lanh theo c«ng thøc: Thay R2= k’.x.B vµ R1=m1. R2 vµo ph­¬ng tr×nh trªn sÏ cã: Trong ®ã + k’, x, b, m1 ®­îc x¸c ®Þnh nh­ tÝnh to¸n ë trªn Thay sè liÖu vµo ta cã: S®= 720 (N) Lùc ®Èy ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn : S® £ Sy' Trong ®ã S'y ®­îc x¸c ®Þnh theo ®iÒu kiÖn m¸y bÞ lËt quanh ®iÓm B vµ ph­¬ng tr×nh c©n b»ng m« men víi ®iÓm C theo c«ng thøc sau: Trong ®ã: +P2'=5.28 (T) ®­îc x¸c ®Þnh trong tÝnh to¸n ë trªn + P1=11.5 (T) tÝnh khi bÊt lîi nhÊt Thay sè vµo c«ng thøc ta cã: S’y=2.8 (T). Nh­ vËy ®iÒu kiÖn trªn ®­îc tho¶ m·n 4-Ph¶n lùc t¹i khíp liªn kÕt gi÷a khung ñi vµ m¸y kÐo. -D­íi t¸c dông cña c¸c ngo¹i lùc P1, P2, S vµ GTB, t¹i khíp C liªn kÕt gi÷a khung ñi vµ m¸y kÐo sÏ xuÊt hiÖn ph¶n lùc RC. Ph¶n lùc nµy ®­îc ph©n thµnh hai thµnh phÇn XC vµ ZC.ThÓ hiÖn trªn h×nh vÏ sau: -C«ng thøc x¸c ®Þnh: XC = P1+S.cosq ZC = S.sinq - P2 - GTB Trong ®ã: +q =600: Gãc t¹o bëi gi÷a cÇn cña pistong n©ng thiÕt bÞ ñi vµ ®­êng t©m trôc cña khung ñi. -XC ®¹t gi¸ trÞ lín nhÊt khi dao c¾t cña bµn ñi gÆp ch­íng ng¹i vËt lóc ®ã: P1=11.5 (T) ; P2= 1.3 (T) ; S=7.9 (T) Thay c¸c gi¸ trÞ voµ ta cã: XC=15.5 (T) ; ZC=3.4 (T) -Khi m¸y ñi lµm viÖc trªn bÒ mÆt dèc th× c¸c lùc ®­îc tÝnh lµ: XC= P1+ S.cosq + GTB.sina ZC= S.sinq - P2 - GTB.cosa Thay c¸c gi¸ trÞ vµo ta cã: XC=15.7 (T) ; ZC=3.5 (T) TÝnh æn ®Þnh m¸y ñi. I-M¸y ñi cÇn ®­îc kiÓm tra æn ®Þnh ë hai vÞ trÝ sau: I.1-Dao c¾t cña bµn ñi gÆp ch­íng ng¹i khi b¾t ®Çu Ên s©u xuèng ®Êt. -Tr­êng hîp nµy tÝnh cho m¸y ñi ®iÒu khiÓn b»ng thuû lùc. M¸y cã xu h­íng lËt quanh ®iÓm O1, m« men g©y lËt chñ yÕu do lùc trong c¬ cÊu n©ng S g©y ra (H.4-10). M¸y ñi ®iÒu khiÓn b»ng c¸p ë tr­êng hîp nµy th­êng kh«ng tÝnh æn ®Þnh v× lóc ®ã lùc n©ng trong pa l¨ng c¸p xem nh­ b»ng 0 ( S = 0). -HÖ sè æn ®Þnh trong tr­êng hîp thø nhÊt ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: +MG=GT.l1: M« men chèng lËt. +ML = S.l2 : M« men g©y lËt m¸y ñi quanh ®iÓm O1. +GT: Träng l­îng m¸y ñi. + S: Lùc trong c¬ cÊu n©ng thiÕt bÞ ñi. Trong ®ã: +P1max: Lùc c¶n ®µo lín nhÊt theo ph­¬ng ngang khi dao c¾t gÆp ch­íng ng¹i vËt. +l1, l2:C¸nh tay ®ßn cña c¸c lùc t­¬ng øng GT , S víi ®iÓm O1. +Pb: Lùc b¸m gi÷a c¬ cÊu di chuyÓn víi mÆt ®Êt. +j: HÖ sè b¸m cña m¸y kÐo. +Gb: Träng l­îng b¸m cña m¸y kÐo. -ë tr­êng hîp nµy v× ®iÓm ®Æt cña P1 lµ O vµ ®iÓm lËt O1 cïng n»m trong mÆt ph¼ng ngang nªn khi tÝnh to¸n, cã thÓ xem ph¶n lùc t¹i khíp C do P1 g©y ra cã gi¸ trÞ nhá vµ kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn ®é æn ®Þnh cña m¸y. M« men g©y lËt m¸y quanh ®iÓm O1 chñ yÕu do lùc n©ng S g©y ra. Khi dao c¾t gÆp ch­íng ng¹i vËt th× lùc P1 ®¹t gi¸ trÞ lín nhÊt vµ ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: P1max = Pb = j.Gb=11.5(T) -Lóc ®ã, lùc n©ng S sÏ ®¹t gi¸ trÞ lín nhÊt vµ m¸y dÔ bÞ lËt nhÊt. -Theo tÝnh to¸n ë trªn ta cã: Smzx= 7.9 (T) -Thay c¸c sè liÖu vµo tÝnh to¸n ta ®­îc: k«®= *Nh­ vËy trong tr­êng hîp nµy ®¶nm b¶o ®iÒu kiÖn chèng lËt. I.2- Bµn ñi b¾t ®Çu ®­îc n©ng lªn ë cuèi qu¸ tr×nh ®µo. -Khi ®ã phÝa tr­íc bµn ñi cã ®Çy ®Êt, m¸y cã xu thÕ lËt quanh ®iÓm O2 (h×nh vÏ trªn). Tr­êng hîp nµy ®Ó tÝnh æn ®Þnh cho m¸y ñi ®iÒu khiÓn thuû lùc. Muèn n©ng ®­îc thiÕt bÞ ñi lªn th×: Lùc n©ng S ph¶i th¾ng ®­îc lùc c¶n do ¸p lùc cña khèi ®Êt tr­íc bµn ñi t¸c dông vµo bµn ñi. Khi ®ã ®iÓm ®Æt cña lùc P1 ®­îc n©ng lªn, ph­¬ng cña lùc P1 xem gÇn ®óng trïng víi ®­êng t©m cña khung ñi tøc lµ ®i qua ®iÓm C, nªn ph¶n lùc XC t¹i khíp C do P1 sinh ra sÏ t¹o ra m« men gi÷ æn ®Þnh cho m¸y quanh ®iÓm lËt O2. -M« men chèng lËt ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: MG=GT.l1+Xc.m = GT.l1+P1.m Trong ®ã: +Xc: Ph¶n lùc theo ph­¬ng ngang t¹i khíp C do P1 sinh ra: Xc= P1. +P1: Lùc c¶n theo ph­¬ng ngang do ¸p lùc cña khèi ®Êt tr­íc bµn ñi t¸c dông lªn khung ñi. Thay c¸c gi¸ trÞ vµo c«ng thøc trªn ta cã: MG=21.8 (Tm) -M« men lËt do lùc n©ng S trong c¬ cÊu n©ng t¹o ra: ML=S.l2 Thay c¸c gi¸ trÞ v¸o c«ng thøc tÝnh chóng ta cã: ML= 12.5 (Tm) HÖ sè æn ®Þnh ®èi víi tr­êng hîp thø hai ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: ÞK«®=1.74 *Nh­ vËy ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn æn ®Þnh trong qu¸ tr×nh lµm viÖc x¸c ®Þnh n¨ng suÊt cña m¸y ñi -C«ng thøc ®Ó x¸c ®Þnh n¨ng suÊt cña m¸y ñi khi ®µo vµ chuyÓn ®Êt -Tõ tr­íc ®Õn nay n¨ng suÊt sö dông cña m¸y ñi khi ®µo vµ chuyÓn ®Êt th­êng ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc d­íi ®©y: Qs= (m3/h) Trong ®ã : + V=: ThÓ tÝch khèi ®Êt tr­íc bµn ñi ë tr¹ng th¸i t¬i ( m3 ) + Ktg: HÖ sè sö dông thêi gian, Ktg = 0.8 ¸ 0.9 + Kd=: HÖ sè kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña ®é dèc n¬i thi c«ng ®Õn n¨ng suÊt cña m¸y ñi. (Kd=0.55 khi lªn dèc- Kd=1.50 khi xuèng dèc). +Kt: HÖ sè t¬i cña ®Êt. +Tck: Thêi gian mét chu kú lµm viÖc cña m¸y ñi (s). *X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè c¬ b¶n ¶nh h­ëng ®Õn n¨ng suÊt m¸y ñi.. -Theo c«ng thøc tÝnh n¨ng suÊt ë trªn ta thÊy n¨ng suÊt sö dông cña m¸y ñi phô thuéc vµo hai th«ng sè chÝnh: V vµ Tck. -ThÓ tÝch khèi ®Êt tr­íc bµn ñi V phô thuéc vµo c¸c th«ng sè profil cña bµn ñi. Thêi gian chu kú lµm viÖc cña m¸y Tck phô thuéc vµo rÊt nhiÒu th«ng sè nh­: C«ng suÊt , träng l­îng vµ vËn tèc lµm viÖc cña m¸y, c¸c lùc c¶n t¸c dông lªn m¸y trong khi lµm viÖc, chiÒu dµi qu·ng ®­êng chuyÓn ®Êt vµ ®æ ®Êt còng nh­ ®iÒu kiÖn thi c«ng vµ tÝnh chÊt c¬ lý cña ®Êt. ViÖc x¸c ®Þnh chÝnh x¸c hai th«ng sè nµy cã ¶nh h­ëng lín ®Õn ®é chÝnh x¸c khi x¸c ®Þnh n¨ng suÊt m¸y ñi. 1-X¸c ®Þnh thÓ tÝch khèi ®Êt tr­íc bµn ñi. a-X¸c ®Þnh thÓ tÝch khèi ®Êt tr­íc bµn ñi theo ph­¬ng ph¸p cò: Tõ tr­íc ®Õn nay ng­êi ta th­êng x¸c ®Þnh thÓ tÝch khèi ®Êt l¨n tr­íc bµn ñi theo ph­¬ng ph¸p gÇn ®óng : - Coi thÓ tÝch nµy nh­ mét h×nh l¨ng trô cã ®¸y lµ mét tam gi¸c vu«ng GSK ThÓ hiÖn trong h×nh vÏ sau: Trong ®ã : +B, H: ChiÒu réng vµ chiÒu cao cña bµn ñi, m; +j: Gãc ch¶y tù nhiªn cña ®Êt ë tr¹ng th¸i t¬i. +Th«ng th­êng j = 45o nªn: V = B.H2/2 = 0.5 B.H2 Thay sè vµo c«ng thøc ta cã: V=1.75 (m3) Ph­¬ng ph¸p cæ ®iÓn nµy ®· bá qua nhiÒu th«ng sè profil cña bµn ñi nªn thiÕu sù chÝnh x¸c, dÉn ®Õn viÖc x¸c ®Þnh n¨ng suÊt m¸y ñi kh«ng ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c ®Çy ®ñ, g©y khã kh¨n cho viÖc ®¸nh gi¸ hiÖu qu¶ sö dông cña m¸y ñi. D­íi ®©y xin ®Ò cËp ®Õn mét ph­¬ng ph¸p míi ®Ó x¸c ®Þnh thÓ tÝch khèi ®Êt tr­íc bµn ñi cã kÓ ®Õn tÊt c¶ c¸c th«ng sè profil cña bµn ñi. 2.X¸c ®Þnh thÓ tÝch khèi ®Êt tr­íc bµn ñi theo ph­¬ng ph¸p míi M« h×nh x¸c ®Þnh thÓ tÝch khèi ®Êt nh­ sau: . Theo h×nh vÏ thÓ tÝch V cña khèi ®Êt tr­íc bµn ñi sÏ lµ: V = V1+ V2 + V3 + V4 +V1: Lµ thÓ tÝch h×nh l¨ng trô tam gi¸c giíi h¹n bëi G1G2K2K1S1S2.Trªn h×nh vÏ ®ã lµ tam gi¸c GKS. §©y lµ thÓ tÝch mµ bÊy l©u nay vÉn ®­îc ¸p dông ®Ó tÝnh thÓ tÝch khèi ®Êt tr­íc bµn ñi, theo c«ng thøc. +V2: ThÓ tÝch giíi h¹n bëi mÆt trô G1EG2K2PK1 vµ hai mÆt ph¼ng K1K2G2G1; K1PK2K. Trªn h×nh vÏ ®ã lµ h×nh thang EGKP. +V3: ThÓ tÝch giíi h¹n bëi hai mÆt cong K1F1B1S1 vµ S2B2F2K2 vµ c¸c mÆt ph¼ng K2F2F1K1; S1B1B2S2 vµ S1K1KK2S2. Trªn h×nh vÏ ®ã lµ h×nh ph¼ng SBAFK. +V4: thÓ tÝch giíi h¹n bëi mÆt cong K2F2MF1 K1P vµ c¸c h×nh ph¼ng K1F1F 2K2; K1PK2K. Trªn h×nh vÏ lµ h×nh thang KPMF. VËy thÓ tÝch khèi ®Êt tr­íc bµn ñi ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: V=åVi (m3) -Gi¸ trÞ c¸cVi cña mét sè lo¹i m¸y ñi do h·ng KOMATSU vµ Liªn bang Nga chÕ t¹o ®· ®­îc x¸c ®Þnh b»ng thùc nghiÖm ta cã: H·ng SX Lo¹i m¸y C¸c th«ng sè h×nh häc ThÓ tÝch khèi ®Êt tr­íc bµn ñi H,m B,m j(®é) Hk,m V1 V2 V3 V4 V Liªn bang Nga DZ-42 0.80 2.56 75 0.16 0.82 0.27 0.20 0.02 1.31 DZ-101 0.95 2.86 75 0.19 1.29 0.42 0.31 0.04 2.06 DZ-54C 1.20 3.20 75 0.24 2.30 0.76 0,55 0,07 3.68 DZ-110 1.30 3.22 75 0.26 2.72 0.90 0.65 0.08 4.35 DZ-35C 1.23 3.64 75 0.25 2.75 0.91 0.66 0.08 4.40 DZ-118 1.37 4.37 75 0.28 4.10 1.35 0.98 0.13 6.56 DZ-129 1.75 4.29 75 0.35 6.57 2.17 1.57 0.20 10.5 Komatsu D-150A 1.59 4.13 75 0,32 5.22 1.72 1.25 0.16 8.35 D-355A 1.88 4.32 75 0.37 7.63 2.52 1.83 0.23 12.2 D-375A 2.05 4.60 75 0.41 9.66 3.19 2.32 0.29 15.4 D-455A 2.14 4.80 75 0.43 11.0 3.63 2.64 0.33 17.6 D-555A 2.45 5.80 75 0.49 17.4 5.75 4.18 0.52 27.8 -Tõ kÕt qu¶ tÝnh to¸n theo b¶ng trªn , víi c¸c lo¹i m¸y ñi kh¸c nhau cã thÓ rót ra ®­îc c¸c c«ng thøc ®Ó x¸c ®Þnh Vi theo V vµ theo V1 nh­ sau: V1 = (0.62 ¸ 0.63). V. V2 =(0.20 ¸0.21).V = 0.33. V1. V3 = 0.15. V = 0.24.V1. V4= (0.01 ¸ 0.02). V= 0.03.V1. V = V1+ V2 + V3 + V4 = V1 + 0.6V1. *VËy ta cã : V = (V1+ 0.6 V1) = 1.6 V1 . - ë ®©y V1 ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: V1= ÞV= Th«ng th­êng ®Êt ë tr­íc bµn ñi víi tr¹ng th¸i t¬i th×: j = 45o ® tgj = 1. VËy: V = 0.8 B*H2 -Thay gi¸ trÞ vµo c«ng thøc trªn ta cã : V=2.8(m3) X¸c ®Þnh thêi gian mét chu kú lµm viÖc cña m¸y ñi. X¸c ®Þnh thêi gian chu kú lµm viÖc theo ph­¬ng ph¸p cò: Tck = t1 + t2 + t3 + ntd +mth + 2tq (s) Trong ®ã : +t1 , t2 , t3 : Thêi gian ®µo , chuyÓn - ®æ ®Êt vµ ch¹y kh«ng t¶i vÒ vÞ trÝ ban ®Çu +ntd : Sè lÇn vµ thêi gian mét lÇn thay ®æi tèc ®é (vµo sè) . Thêi gian mét lÇn thay ®æi tèc ®é, th­êng tõ 4 ¸5 s ; n = 3 ¸ 4. +mth : Sè lÇn vµ thêi gian mét lÇn n©ng h¹ bµn ñi. Thêi gian mét lÇn n©ng h¹ bµn ñi, th­êng th = 4 ¸ 5s; m = 3 ¸ 4. +tq : Thêi gian mét lÇn quay ®Çu m¸y ñi (nÕu cã ); th­êng tq = (10-15),s +L1, L2: T­¬ng øng lµ chiÒu dµi qu·ng ®­êng ®µo, chuyÓn vµ ®æ ®Êt. Th«ng th­êng L1 = 7 ¸ 10 m; L2 = 30 ¸60 m. +v1, v2, v3: VËn tèc cña m¸y khi ®µo, chuyÓn - ®æ ®Êt vµ ch¹y kh«ng t¶i vÒ vÞ trÝ ban ®Çu, m/s. -Theo kinh nghiÖm cã thÓ chän dùa vµo c¸c tay sè cña m¸y kÐo c¬ së: v1: øng víi vËn tèc ë sè 1. v2: øng víi vËn tèc ë sè 2 hoÆc 3. v3: øng víi vËn tèc ë sè cao nhÊt. -Thay c¸c gi¸ trÞ vµo c«ng thøc trªn ta tÝnh ®­îc chu kú lµm viÖc cña m¸y ñi lµ: Tck=120 (s) -Khi tiÕn hµnh x¸c ®Þnh thêi gian chu kú lµm viÖc cña m¸y ñi theo ph­¬ng ph¸p trªn ®· xem nh­ m¸y ñi chuyÓn ®éng ®Òu trong tõng giai ®o¹n lµm viÖc cña nã. §iÒu ®ã kh«ng ®óng víi thùc tÕ v× trong khi lµm viÖc m¸y ñi gÆp rÊt nhiÒu yÕu tè, lµm cho m¸y chuyÓn ®éng kh«ng ®Òu nh­: - Dao c¾t gÆp ch­íng ng¹i vËt trong khi ®µo ®Êt. - NÒn ®Êt ­ít dÝnh, kh«ng æn ®Þnh hoÆc c¬ cÊu di chuyÓn bÞ mßn, g©y hiÖn t­îng tr­ît tr¬n cho c¬ cÊu di chuyÓn trong khi lµm viÖc.v.v.... -Ta thÊy: Víi mét lo¹i m¸y ñi nhÊt ®Þnh, cã c«ng suÊt, träng l­îng kh«ng ®æi th× n¨ng suÊt cña m¸y phô thuéc chñ yÕu vµo chiÒu dµi qu·ng ®­êng chuyÓn ®Êt L2 vµ hÖ sè tr­ît tr¬n cña c¬ cÊu di chuyÓn trong tõng giai ®o¹n lµm viÖc cña m¸y. ChiÒu dµi qu·ng ®­êng chuyÓn ®Êt cµng lín, hÖ sè tr­ît tr¬n cµng lín th× n¨ng suÊt m¸y cµng gi¶m. -Dùa vµo c«ng thøc chän tr­íc chiÒu dµi qu·ng ®­êng chuyÓn ®Êt L1 , víi mçi mét lo¹i m¸y ñi nhÊt ®Þnh th× c¸c th«ng sè cña m¸y lµ kh«ng ®æi, khi chiÒu dµi qu·ng ®­êng chuyÓn ®Êt L2 thay ®æi, ta sÏ x¸c ®Þnh ®­îc c¸c gi¸ trÞ n¨ng suÊt cña m¸y øng víi c¸c gi¸ trÞ L2 kh¸c nhau. -Thay sè liÖu vµo c«ng thøc tÝnh trªn ta tÝnh ®­îc n¨ng suÊt lµm viÖc cña m¸y ñi: Q=67.2 (m3/h). X¸c ®Þnh n¨ng suÊt m¸y ñi khi san ®Êt -S¬ ®å x¸c ®Þnh n¨ng suÊt m¸y ñi khi san ®Êt: -C«ng thøc x¸c ®Þnh n¨ng suÊt cho tr­êng hîp nµy lµ: +L: ChiÒu dµi qu·ng ®­êng san ®Êt, m. +B: ChiÒu réng bµn ñi, m. +j: Gãc quay cña bµn ñi trong mÆt ph¼ng ngang, ®é. +c: ChiÒu réng mµ bµn ñi trïng lªn nhau gi÷a hai lÇn san, c = (0.3 ¸ 0.5)+,m. +n: Sè lÇn san ®Êt t¹i mét tuyÕn ®Ó ®¹t ®­îc ®é ph¼ng theo yªu cÇu. n =1¸3 lÇn +v: VËn tèc di chuyÓn cña m¸y khi san ®Êt, m/s- v lµ vËn tèc sè 1 hoÆc sè 2 cña m¸y kÐo c¬ së +tq: Thêi gian mét lÇn quay ®Çu m¸y ñi, s-tq= (10 ¸ 15),s TÝnh cho chøc n¨ng xíi x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña m¸y xíi Th«ng sè chÝnh cña m¸y xíi. -ThiÕt bÞ xíi th­êng ®­îc l¾p trªn m¸y kÐo xÝch, gi¸ trÞ lín nhÊt cña lùc kÐo ®­îc x¸c ®Þnh theo ®iÒu kiÖn b¸m : T=Gb.φ Trong ®ã : +Gb – träng l­îng b¸m cña m¸y xíi ë tr¹ng th¸i lµm viÖc +φ – hÖ sè b¸m cña m¸y kÐo c¬ së +Träng l­îng b¸m cña m¸y xíi ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau : * Khi trªn m¸y kÐo c¬ së cã l¾p thiÕt bÞ ñi phÝa tr­íc vµ thiÕt bÞ xíi phÝa sau : +G1– träng l­îng sö dông cña m¸y kÐo c¬ së, kh«ng kÓ ®Õn thiÕt bÞ lµm viÖc kÌm theo. +G2 – Träng l­îng sö dông cña thiÕt bÞ xíi. +G3 – Träng l­îng sö dông cña thiÕt bÞ ñi. -Theo tÝnh to¸n ë trªn ta cã : Gb=15.4 (T) Thay vµo c«ng thøc trªn ta x¸c ®Þnh ®­îc lùc kÐo l¬n nhÊt mµ m¸y kÐo c¬ së cã thÓ thùc hiÖn ®­îc lµ: T=11.5 (T) C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña thiÕt bÞ xíi. -C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña m¸y xíi gåm : chiÒu s©u xíi lÇn nhÊt, träng l­îng sö dông cña m¸y xíi, tèc ®é lµm viÖc, ¸p lùc tÜnh trung b×nh cña m¸y xuèng ®Êt vµ ®iÓm ®Æt t©m ¸p lùc ®ã, lùc c¶n c¾t cña ®Êt t¸c dông lªn mÐp r¨ng xíi khi lµm viÖc. *ChiÒu s©u xíi lín nhÊt phô thuéc vµo lùc kÐo cña m¸y kÐo c¬ së vµ ®­îc chän s¬ bé theo b¶ng sau ®©y. *ChiÒu s©u xíi nhá nhÊt sau mét lÇn xíi th­êng lín h¬n 20-30% so víi chiÒu s©u c¾t cña m¸y ñi hoÆc m¸y c¹p cã cïng gi¸ trÞ lùc kÐo danh nghÜa. C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña m¸y xíi phô thuéc vµo lùc kÐo cña m¸y kÐo c¬ së. C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña m¸y xíi Løc kÐo cña mÊy kÐo c¬ së,T 3 4.5 5 10 15 25 Sè l­îng r¨ng xíi 1¸7(5) 1¸7(5) 1¸7(5) 1¸5(3) 1¸3(3) 1¸3(3) TÇm víi cña r¨ng xíi, mm 450¸800 (500) 500¸800 (550) 600¸1000 (700) 700¸1400 (800) 800¸1500 (1050) 1000¸1900 (1400) ChiÒu s©u xíi lín nhÊt, mm 200¸500 (300) 250¸500 (350) 350¸700 (400) 400¸1000 (500) 500¸1200 (700) 600¸1500 (1000) Tû sè gi÷a träng l­îng thiÕt bÞ xíi vµ träng l­îng m¸y kÐo c¬ së 0.07¸0.19 (0.18) 0.12¸0.20 (0.18) 0.16¸0.21 (0.19) 0.18¸0.21 (0.20) 0.19¸0.24 (0.21) 0.20¸0.27 (0.23) Theo b¶ng gi¸ trÞ trªn ta chän c¸c th«ng sè cho thiÕt bÞ xíi lµ: -Träng l­îng cña thiÕt bÞ xíi G2=2.2 (T) -Sè l­îng r¨ng xíi Z=3 -TÇm víi cña r¨ng xíi : l=800 (mm) -ChiÒu s©u xíi lín nhÊt h max=500 (mm) -C¸c lùc t¸c dông lªn l­ìi xíi: * VËn tèc di chuyÓn khi lµm viÖc cña m¸y xíi kho¶ng 2,5¸3,0 Km/h * ¸p suÊt tÝnh trung b×nh cña m¸y xíi t¹i bÒ mÆt tiÕp xóc gi÷a xÝch cña c¬ cÊu di chuyÓn m¸y xíi vµ ®Êt : ë ®©y : +Gx - Träng l­îng m¸y xíi +L - ChiÒu dµi bÒ mÆt tùa cña xÝch di chuyÓn +b - ChiÒu réng cña xÝch di chuyÓn -Thay gi¸ trÞ vµo c«ng thøc tÝnh trªn ta cã : p= (T/m3) -C¸c gi¸ trÞ ¸p xuÊt p cña m¸y xíi th«ng dông th­êng lín h¬n gi¸ trÞ ¸p suÊt xuèng ®Êt t¹i bÒ mÆt tùa cña m¸y kÐo c¬ së tõ 15¸25% To¹ ®é cña t©m ¸p lùc : -¸p lùc R cña m¸y xíi t¸c dông xuèng ®Êt ®Æt c¸ch ®iÓm tùa phÝa sau cña m¸y xíi to¹ ®é X S¬ ®å x¸c ®Þnh t©m ¸p lùc cña m¸y xíi. -To¹ ®é t©m ¸p lùc t¹i bÒ mÆt tùa cña m¸y xíi ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : Trong ®ã:  R=Gx+P2+Gx -C¸c th«ng sè d1, d2,d3, hmax,hT lµ c¸c kho¶ng c¸ch tõ c¸c ®iÓm ®Æt lùc GTP, P1, P2, TP,Gx ®Õn ®iÓm tùa phÝa sau trªn mÆt ®Êt cña m¸y kÐo c¬ së. +P1, P2 : Lùc c¶n ®µo theo ph­¬ng ngang vµ ph­¬ng th¼ng ®øng cña ®Êt t¸c dông lªn ranh giíi +TP : Lùc ®Èy cña m¸y ®Èy. -Lùc c¶n ®µo theo ph­¬ng ngang : P1=T.k1 +T : Lùc kÐo cña m¸y xíi, ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc ë trªn +k1 : HÖ sè sö dông lùc kÐo cña m¸y xíi k1=0,8. Tõ ®ã ta cã: P1=9.2 (T) -Lùc c¶n ®µo theo ph­¬ng th¼ng ®øng t¸c dông lªn r¨ng xíi ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc cña gi¸o s­ viÖn sü I.U.A Vet¬rèp : -Trong ®ã lµ gãc t¹o bëi gi÷a ph­¬ng hîp lùc P cña c¸c lùc c¶n ®µo P1 vµ P2 víi ph­¬ng ngang. Theo Vet¬rop, th«ng th­êng Thay sè vµo c«ng thøc ta cã: P2= 3.5 (T) -Khi ®µo ®Êt víi chiÒu s©u xíi lín nhÊt vµ gÆp ®Êt qu¸ r¾n th× lùc kÐo cña m¸y xíi kh«ng ®ñ ®Ó th¾ng lùc c¶n ®µo vµ lùc c¶n di chuyÓn m¸y. .Lóc ®ã ph¶i sö dông m¸y ®Èy trî cho mÊy xíi. Lùc ®Èy tÝnh to¸n cña m¸y ®Èy ®ù¬c x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : +T® =9.35 (T)- Lùc kÐo danh nghÜa cña m¸y ®Èy(xÐt theo tæ hîp m¸y lµm ) +K2=0.8¸0.9 – HÖ sè sö dông lùc kÐo cña m¸y ®Èy. Nh­ vËy ta cã TP=7.48 (T) -Thay c¸c sè liÖu vµo c«ng thøc trªn ta cã: X= 1.33 (m) * TÇm víi hay cßn gäi lµ ®é v­¬n cña bé r¨ng xíi phô thuéc vµo chiÒu s©u xíi lín nhÊt vµ ®­îc lÊy theo kinh nghiÖm : l=hmax + (250¸600)mm. Theo tÝnh chän ë trªn ta chän l=800 (mm) * ChiÒu cao n©ng bé r¨ng xíi khái mÆt ®Êt khi di chuyÓn m¸y ph¶i ®¶m b¶o sao cho gãc t¹o bëi gi÷a ®­êng trôc t©m cña r¨ng xíi vµ ph­¬ng ngang kh«ng nhá h¬n . Theo kinh nghiÖm cã thÓ chän chiÒu cao n©ng cña bé r¨ng xíi øng víi lo¹i m¸y trung b×nh nhËn gi¸ trÞ: H=700 (mm.) * Gãc c¾t cña r¨ng xíi Víi r¨ng th¼ng :  ; r¨ng cong * TiÕt diÖn ngang cña r¨ng xíi t¹i gi÷a r¨ng, cã dang h×nh ch÷ nhËt víi chiÒu réng b vµ chiÒu cao h. Th«ng th­êng : b=(60¸100)mm ; h=(150¸200)mm * Gãc s¾c cña r¨ng xíi : + - lµ gãc sau cña r¨ng xíi. +lµ gãc c¾t cña r¨ng xíi Th­êng gãc s¾c .Ta chän b=300 * ChiÒu cao h1 cña r¨ng xíi (hay cßn gäi lµ chiÒu dµi cña r©ng xíi) th­êng chän dùa vµo chiÒu s©u xíi lín nhÊt : h1= hmax+(100 300) mm hmax -ChiÒu s©u xíi lín nhÊt Ta chän h1=700 (mm) * B­íc r¨ng t lµ kho¶ng c¸ch ®o theo ph­¬ng ngang gi÷a ®­êng t©m cña hai r¨ng xíi liªn tiÕp nhau. Ta chän b­íc r¨ng cho thiÕt bÞ xíi lµ t=1200 (mm) * Kho¶ng c¸ch tõ mÐp xÝch di chuyÓn cña m¸y ®Õn bé r¨ng xíi : a=(1,52,0) hmax -Ta chän kho¶ng c¸ch nµy nhËn gi¸ trÞ: a=800 (mm) X¸c ®Þnh n¨ng suÊt cña m¸y xíi -N¨ng xuÊt cña thiÕt bÞ xíi ®­îc x¸c ®Þnh bëi c«ng thøc : (m3/h ) -Trong ®ã : + B: lµ chiÒu réng xíi cã Ých (m) + h: ChiÒu s©u xíi trung b×nh (m) Chän theo c«ng thøc sau: h=(0.6 - 0.8) hmax Ta chän h=350 (mm) +Lp ChiÒu dµi trung b×nh cña qu·ng ®­êng xíi vÒ mét h­íng cña m¸y ,m +km = 0.8-1.0 HÖ sè kÓ ®Õn sù tæn thÊt thêi gian do viÖc sö dông m¸y ®Èy trî lùc +ktg=0.85 HÖ sè sö dông thêi gian +vP Tèc ®é lµm viÖc trung b×nh cña m¸y Km/h -Víi m¸y xíi b¸nh xÝch th­êng v=(2.5-3.0)Km/h +tP thêi gian gia tèc o cuèi hµnh tr×nh xíi khi mµ r¨ng xíi ®­îc n©ng dÇn lªn: tP=(15-20) (s) -ChiÒu réng xíi cã Ých ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc B=Kn[b.n+2.h.tgg+t(n-1)] (m ) -ë ®©y :Kn=0.75 HÖ sè kÓ ®Õn sù sai lÖch gi÷a chiÒu réng B ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc trªn so víi chiÒu réng xíi thùc tÕ . +n Sè r¨ng xíi : n=3 +b ChiÒu dÇy r¨ng xíi b=(60-100) mm +g =150¸ 450 Gãc nghiªng cña r¨ng so víi ph­¬ng th¼ng ®øng , Víi ®Êt lÉn ®¸ lÊy lµ g=150¸ 250 Víi ®Êt th­êng lÊy lµ g=350¸ 450 + t=1.2 (m) b­íc r¨ng Thay sè liÖu vµo c«ng thøc tÝnh ë tªn ta cã: B= 2.4 (m) -Ta lÊy chiÒu dµi trung b×nh cña qu·ng ®­êng xíi vÒ mét h­íng lµ Lp=25 (m) Thay sè vµo c«ng thøc tÝnh n¨ng suÊt ta cã: Q=1070 (m3/h). X¸c ®Þnh lùc t¸c dông lªn m¸y xíi S¬ ®å lùc t¸c dông lªn m¸y xíi ®­îc m« t¶ trªn h×nh vÏ sau: S¬ ®å lùc t¸c dông lªn m¸y xíi -H×nh (a) lµ s¬ ®å c¸c lùc c¬ b¶n t¸c dông lªn m¸y xíi.C¸c lùc ®· biÕt gåm : +Träng lùc m¸y xíi Gx +Ph¶n lùc cña ®Êt lªn r¨ng xíi theo ph­¬ng tiÕp tuyÕn P1 vµ theo ph­¬ng ph¸p tuyÕn P2 +¸p lùc cña m¸y xuèng ®Êt R -CÇn ph¶i x¸c ®Þnh lùc trong c¬ cÊu n©ng thiÕt bÞ xíi Px, dùa vµo ph­¬ng tr×nh c©n b»ng m«men cña c¸c lùc lÊy víi ®iÓm ®Æt ¸p lùc R ®iÓm 0 . -Sau khi cã gi¸ trÞ cña Px,sÏ x¸c ®Þnh ®­êng kÝnh cña xi lanh . SM0 =GxL3 - P1h+ P2 (L1+ L3)- Px Lx =0 -Rót ra : Px =[ Gx L3 -P1 h + P2 (L1 + L2)] -Trong ®ã : +Lx lµ kho¶ng c¸ch tõ lùc Px ®Õn ®iÓm 0 -Thay c¸c gi¸ trÞ vµo c«ng thøc trªn ta tÝnh ®­îc lùc piston thuû lùc t¸c dông: Px= 7.5 (T) +Lùc tÜnh lín nhÊt ®Ó n©ng dÇn bé r¨ng xíi lªn , h×nh (b) : -Thay gi¸ trÞ t¸c dông vµo ta cã: RB= 12.8 (T). - Lùc tÜnh lín nhÊt ®Ó Ên Ên s©u bé r¨ng xíi vµo ®Êt ,H×nh (c) -Trong ®ã : L lµ chiÒu dµi bÒ mÆt tùa cña xÝch di chuyÓn. Thay gi¸ trÞ vµo c«ng thøc trªn ta cã: R3=P’2=3.8 (T) -Khi tÝnh chän ®­êng kÝnh èng xilanh n©ng h¹ thiÕt bÞ xíi ph¶i lÊy gi¸ trÞ lín h¬n P2 hoÆc P2’ ®Ó x¸c ®Þnh Px theo c«ng thøc trªn ®ång thêi ph¶i kÓ ®Õn t¶i träng ®éng víi hÖ sè k®=1.4 ¸ 1.8 TÝnh to¸n kÐo m¸y xíi -Lùc kÐo cÇn thiÕt ®Ó kh¾cphôc c¸c lùc c¶n t¸c dông lªn m¸y xíi trong khi lµm viÖc ®­îc x¸c ®Þnh trong c«ng thøc sau: T ³ S W (7.14) -Trong ®ã : S W = P1 +(Gx + P2)(fi ) , (N) ë ®©y : +P1 Lùc c¶n ®µo tiÕp tuyÕn t¹i r¨ng xíi ,N +P2 Lùc c¶n ®µo ph¸p tuyÕn t¹i r¨ng xíi ,N +Gx Träng lùc cña m¸y xíi ,N + f HÖ sè c¶n di truyÒn cña m¸y xíi. + i ®é dèc cña n¬i lµm viÖc -Thay c¸c gi¸ trÞ vµo c«ng thøc trªn ta tÝnh ®­îc c¸c lùc c¶n t¸c dông lªn m¸y trong qu¸ tr×nh lµm viÖc: -C«ng suÊt tiªu hao cho qu¸ tr×nh xíi ®Êt . (kw) +vp Tèc ®é lµm viÖc cña m¸y xíi ,m/s +h HiÖu suÊt truyÒn ®éng cña m¸y xíi §7.5 TÝnh æn ®Þnh m¸y xíi æn ®Þnh cña m¸y síi t¹i vÞ trÝ lµm viÖc ,ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn sau : §iÓm ®Æt cña hîp lùc R (Ph¶n lùc t¸c dông lªn m¸y xíi ) ph¶i n»m trong ph¹m vi bÒ mÆt tùa cña xÝch di chuyÓn trªn mÆt ®Êt . S¬ ®å tÝnh æn ®Þnh cña m¸y xíi -Trong ®ã : R= Gx+ P2 +Gx träng lùc m¸y xíi Ph¶n lùc cña ®Êt cã chiÒu h­íng xuèng +L3 Kho¶ng c¸ch cña ®iÓm ®Æt hîp lùc R ®Õn träng t©m cña m¸y xíi +L2 Kho¶ng c¸ch tõ träng t©m cña m¸y xíi ®Õn ®iÓm tùa phÝa tr­íc cña hÖ thèng di chuyÓn cña m¸y kÐo c¬ së (§iÓm A). +Mét c¸ch gÇn ®óng cã thÓ chän theo kinh nghiÖm : l3 =(0.6¸0.8)L +L lµ chiÒu dµi cña bÒ mÆt tùa xÝch di chuyÓn cña m¸y kÐo c¬ së. Þ l3=1.32 (m) +h=500(mm) ChiÒu s©u xíi lín nhÊt +l1 kho¶ng c¸ch tõ mÐp r¨ng xíi ®Õn träng t©m cña m¸y : l1=0.4L+a+ +L lµ chiÒu dµi bÒ mÆt tùa cña xÝch di chuyÓn m¸y xíi + a Kho¶ng c¸ch tõ mÐp r¨ng xíi tíi mÐp xÝch di chuyÓn cña m¸y xíi +Dx§­êng kÝnh cña ®Üa xÝch chñ ®éng Thay c¸c gi¸ trÞ vµo ta cã: l1= 1.9 (m) -§Ó x¸c ®Þnh chÝnh x¸c kho¶ng c¸ch l2 ,cã thÓ dùa vµo ®iÒu kiÖn æn ®Þnh cña m¸y ë vÞ trÝ r¨ng xíi ®ang ®­îc Ên s©u vµo ®Êt ,gÆp ch­íng ng¹i vËt.Lóc ®ã ph¶n lùc Pcã chiÒu h­íng lªn vµ m¸y xíi cã xu thÕ lËt quanh ®iÓm tùa phÝa tr­íc A. -LÊy m« men cña c¸c lùc víi ®iÓm A sÏ cã: SMA =0Þ Gxl2 - P1h+ P(l1+ l2)=0 (Gx+ P)l2= P1h+ P l1 Þ l2 = Thay gi¸ trÞ vµo ta cã: l2=1.38 (m) -Ph¶n lùc Pcã chiÒu h­íng lªn vµ ®­îc tõ c«ng thøctÝnh ë trªn -VËy æn ®inh cña m¸y xíi sÏ ®­îc ®¶m b¶o nÕu tho¶ m·n ®iÒu kiÖn l3 < l2 PhÇn II: TÝnh to¸n khung thiÕt bÞ xíi -ThiÕt bÞ xíi th­êng ®­îc l¾p ®ång thêi víi thÕt bÞ ñi trªn mét m¸y kÐo c¬ së. Bëi vËy khi tÝnh thiÕt bÞ xíi phØa kÓ tíi thiÕt bÞ ñi phÝa tr­íc H×nh chiÕu c¹nh cña khung chÝnh cña thiÕt bÞ xíi ®îc thÓ hiÖn trªn h×nh vÏ (7.14)gåm c¸c bé phÇn sau: H×nh 7-14 Khung chÝnh cña thiÕt bÞ xíi 1 Bé phËn chÝnh cña khung lµ dÇm chÝnh 4.DÇm nµy cã tiÕt diÖn mÆt c¾t ngang lµ h×nh hép. Hai m¸ sè 2 ®îc hµn víi dÇm 4 ®Ó l¾p khung víi gi¸ ®ì b»ng c¸c chèt sè 1. Hai m¸ sè 5 còng ®îc hµn khÐp kÝn víi dÇm chÝnh sè 4,®Ó l¾p cÇn pist«ng cña xi lanh thñy lùc n©ng h¹ thiÕt bÞ xíi,b»ng chèt sè 3. Víi kÕt cÊu nh vËy, khi bé r¨ng xíi lµm viÖc Ên s©u vµo ®Êt nhê lùc ®Èy cña pist«ng ,sÏ cã hai bé phËn chÝnh cña khung chÞu t¸c ®éng cña .§ã lµ hai m¸ sè 5 vµ dÇm chÝnh sè 4.Cho nªn viÖc tÝnh to¸n khung chÝnh cña thiÕt bÞ xíi sÏ ®îc tiÕt hµnh khi tÝnh søc bÒn cña 2 bé phËn nªu trªn. TÝnh m¸ khung ®Ó l¾p pist«ng cña xi lanh thuû lùc: S¬ ®å tÝnh to¸n m¸ khung ®îc thÓ hiÖn trªn h×nh (7.15) KiÓm tra bÒn cho tiÕt diÖn II-II cña m¸ khung: Díi t¸c dông cña lùc ®Èy cña pitt«ng Px, m¸ khung chÞu uèn M«men uèn t¹i tiÕt diÖn II-II sÏ cã trÞ sè lín nhÊt.M¸ khung ®îc hµn víi dÇm chÝnh t¹i tiÕt diÖn II-II. §©y chÝnh lµ tiÕt diÖn nguy hiÓm cña m¸ khung chÞu lùc ®Èy cña pist«ng. M«men uèn do g©y ra t¹i tiÕt diªn II-II ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Trong ®ã: l kho¶ng c¸ch tõ t©m chèt l¾p cÇn pist«ng ®Õn tiÕt diÖn II-II Díi t¸c dông cña , trong khung t¹i tiÕt diÖn II-II xuÊt hiÖn øng suÊt: M¸ khung ®îc kiÓm tra bÒn, theo c«ng thøc: Trong ®ã: Giíi h¹n ch¶y cña vËt liÖu dïng chÕ t¹o m¸ khung hÖ sè an toµn Tõ ph¬ng tr×nh trªn, nÕu chon tríc vËt liÖu chÕ t¹o m¸ khung, sÏ cã gi¸ trÞ cña ,tõ ®ã sÏ x¸c ®Þnh ®îc m«men chèng uèn cña tiÕt diÖn II-II: (7.16) Sau khi x¸c ®Þnh ®îc m«men chèng uèn theo ph¬ng x-x cña tiÕt diÖn II-II, sÏ x¸c ®Þnh ®îc m«men qu¸n tÝnh t¬ng øng cña tiÕt diÖn II-II cña m¸ khung. TiÕp theo ®ã,dùa vµo m«men qu¸n tÝnh sÏ x¸c ®Þnh ®îc chiÒu dµy cña m¸ khung.ChiÒu dµy cña m¸ khung ph¶i ®¶m b¶o cho khung kh«ng bÞ biÕn d¹ng khi chÞu lùc ®Èy cña pist«ng . M« men qu¸n tÝnh t¹i tiÕt diÖn II-II ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: (7.37) TiÕt diÖn II-II lµ tiÕt diÖn h×nh hép ch÷ nhËt, cã c¸c kÝch thíc nh trªn h×nh vÏ (7.15a).M«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn sÏ lµ: (7.38) KÕt hîp hai c«ng thøc trªn, sÏ x¸c ®Þnh ®îc chiÒu dµy cña m¸ khung: Rót ra: (7.39) KiÓm tra bÒn cho tiÕt diÖn I-I cña m¸ khung: TiÕt diÖn I-I cña m¸ khung ®Ó l¾p cÇn pist«ng.Chèt ®Ó l¾p cÇn pist«ng ®îc tùa trªn hai m¸ khung.Do ®ã mçi m¸ khung sÏ chÞu . Chèt nµy võa chÞu c¾t võa chÞu ®Ëp. Øng suÊt c¾t do g©y ra cho chèt dïng ®Ó kiÓm tra bÒn khi ch«t chÞu c¾t: (7.40) Trong ®ã: F diÖn tÝch cña tiÕt diÖn I-I, kh«ng kÓ diÖn tÝch m¾tj c¾t ngang cña vßng ®Öm ë hai bªn (h×nh 7.15b) KiÓm tra bÒn khi chèt chÞu ®Ëp (7.41) Trong ®ã: ChiÒu dµy cña m¸ khung. d §êng kÝnh ngoµi cña chèt ®Ó l¾p cÇn pist«ng víi m¸ khung. TÝnh dÇm chÝnh cña khung thiÕt bÞ xíi Khung chÝnh cña thiÕt dÞ xíi cã kÕt cÊu nh h×nh vÏ díi ®©y: (h×nh 7.16) Nh ®· tr×nh bµy ë trªn, khi tÝnh søc bÒn r¨ng xíi,cã thÓ xem c¸c lùc t¸c dông lªn bé r¨ng xíi ®îc quy vÒ ®Æt t¹i r¨ng gi÷a.Do ®ã khi tÝnh søc bÒn dÇm chÝnh,còng chØ cÇn tÝnh ®o¹n dÇm cã l¾p r¨ng gi÷a. §o¹n dÇm nµy ®îc treo nhê hai pist«ng cña hai xi lanh thuû lùc n©ng h¹ thiÕt bÞ xíi. Khi tÝnh dÇm, cã thÓ thay hai pist«ng ®ã b¨ng hai khíp. S¬ ®å tÝnh dÇm trªn ®îc m« t¶ trªn h×nh 7.17 H×nh 7.17 S¬ ®å tÝnh dÇm chÝnh cña khung thiÕt bÞ xíi. DÇm chÝnh chÞu c¸c lùc t¸c dông: Lùc , qui vÒ r¨ng gi÷a dÇm. Lùc nµy g©y m«men uèn trong mÆt ph¼ng XOZ. Lùc nÐn dÇm: . Lùc g©y m«men xo¾n dÇm ,®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Trong ®ã: lùc c¶n ®µo cña ®Êt t¸c dông lªn r¨ng xíi theo ph¬ng ngang. Lµ kho¶ng c¸c tõ ®iÓm ®Æt lùc (mÐp r¨ng xíi) ®Õn trôc qu¸n tÝnh chÝnh cña tiÕt diÖn dÇm chÝnh. L kho¶ng c¸c gi÷a t©m cña hai pist«ng trong xilanh n©ng h¹ thiÕt bÞ xíi. H×nh 7-18. TiÕt diÖn ngang gi÷a dÇm chÝnh. DÇm chÝnh cña khung cã tiÕt diÖn h×nh hép, t¹i mÆt c¾t gi÷a dÇm (h×nh 7.18), cã: (7.43) (7.43) Trong ®ã: B,H lµ chiÒu réng vµ chiÒu cao mÆt c¾t t¹i tiÕt diÖn gi÷a dÇm. : chiÒu dµy cña thµnh ®øng cµ thµnh ngang cña mÆt c¾t nãi trªn. (h×nh 7.18) øng suÊt do m«men uèn vµ lùc nÐn: øng suÊt do m«men xo¾n: TiÕt diÖn t¹i mÆt c¾t gi÷a dÇm chÝnh ®îc kiÓm tra bÒn theo thuyÕt bÒn øng suÊt tiÕp lín nhÊt: (7.44) Khung ®îc chÕ t¹o thÐp CT3 cã n- hÖ sè an toµn, cã thÓ chän TÝnh to¸n chèt ®Ó l¾p r¨ng xíi vµo khung R¨ng xíi ®îc l¾p víi khung t¹i mÆt c¾t I-I (h×nh 7.8).Chèt ®Ó l¾p r¨ng xíi víi khung chÞu lùc híng t©m .§ã lµ ph¶n lùc t¹i khíp liªn kÕt r¨ng xíi víi khung, theo ph¬ng x-x. trÞ sè cña ®îc x¸c ®Þnh tõ c«ng thøc (7.23). Chèt võa chÞu c¾t võa chÞu uèn. §êng kÝnh chèt ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: (7.45) Trong ®ã: ChiÒu dµy cña m¸ khung ®Ó l¾p r¨ng xíi.M¸ nµy ®îc hµn víi dÇm chÝnh cña khung. KiÓm tra søc bÒn cña chèt theo øng suÊt c¾t: (7.46) KiÓm tra søc bÒn chèt theo øng suÊt uèn: (7.47) Trong ®ã: B kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®iÓm tùa cña chèt trªn hai m¸ khing. Th«ng thêng , chiÒu réng cña tiÕt diÖn gi÷a r¨ng xíi(tiÕt diÖn I-I h×nh 7.8). Víi m¸y xíi th«ng dông th× Giíi h¹n ch¶y cña vËt liÖu ®îc dïng chÕ t¹o chèt. Ch«t thêng ®îc dïng chÕ t¹o tõ thÐp 40x, cã: hÖ sè an toµn.