Quy trình công nghệ xếp dỡ container rỗng trên bãi. Tính toán xe nâng container rỗng kiểu khung đứng q = 8t

ính toán con lăn chính: Con lăn chính chịu áp lực P gây ra ứng suất tiếp xúc, vòng ngoài của con lăn chính được kiểm tra theo ứng suất tiếp xúc. Tiếp xúc con lăn với thanh dẫn hướng là tiếp xúc đường nên ta kiểm tra con lăn theo công thức (8.22) – [1]: P1 = R = 11053,3 (kG): áp lực tác dụng lên con lăn chính. b = 65 (mm): chiều rộng con lăn R: bán kính con lăn chính. f: hệ số ma sát của con lăn trượt trên bề mặt đường dẫn hướng, chọn f = 1 Từ đó suy ra: Vậy con lăn chính đủ bền. 3.4.2 Tính toán con lăn phụ: Con lăn phụ chịu áp lực: P2 = XH = 8710,97 (kG) Đường kính con lăn phụ: Bán kính con lăn phụ: Tương tự ứng suất của con lăn phụ: Trong đó: b2 = 50 (mm): chiều dày con lăn phụ. Từ đó suy ra: Vậy con lăn phụ đủ bền. 3.4.3 Tính toán ổ đỡ con lăn chính: Con lăn được lắp trên trục, giữa con lăn chính và trục là ổ đỡ. Do tải trọng tác dụng vào con lăn luôn thay đổi vì vậy để tính con lăn ta phải dựa vào tải trọng tương đương: Với: a = 95 (cm). b1 = 12 (cm). l1 = 17,5 (cm) b = 122 (cm). Q = 8000 (kG): trọng lượng hàng nâng. GK = 6172 (kG): trọng lượng khung chụp Nên: Tải trọng tác dụng lên con lăn khi có hàng: Tải trọng tác dụng lên con lăn khi không có hàng: Từ đó ta xác định được: Hệ số khả năng làm việc của ổ lăn: Chọn số giờ làm việc của ổ lăn: h = 2000 (giờ). Số vòng quay của con lăn: n = 40 (vg/ph). Vậy hệ số khả năng làm việc của ổ là: C = 174808,72 Tra bảng 18P tài liệu [4] chọn loại ổ đũa côn đỡ chặn theo tiêu chẩn với số hiệu 2007118 ứng với hệ số khả năng làm việc C = 182000 (daN) với đường kính trong d = 90 (mm) và đường kính ngoài D = 140 (mm). Ký hiệu d D B C 2007118 90 140 30 182000 3.4.4 Tính ổ đỡ con lăn phụ: Kết cấu con lăn phụ gồm: trục con lăn phụ, bạc đỡ và ống chốt mà không có ổ đỡ nên ta không cần đi tính chọn ổ đỡ con lăn phụ. 3.5 Tính chọn xích nâng và puly xích: a. Xích nâng (loại thiết bị được tiêu chuẩn hóa) Tính chọn xích nâng căn cứ vào lực kéo căng trong xích (tương tự như tính chọn cáp). Ta có công thức trang 13 – [1]: Trong đó: Smax: lực căng lớn nhất trên một nhánh xích. Smax = 7365,96 (kG) Sđ: tải trọng phá hỏng xích n: hệ số an toàn. n = 4,5 – 6,5 Theo bảng III.11 – [6]: ta chọn xích có Sđ như sau: Xích loại II có số hiệu GOCT 191 – 63 (con lăn dẫn hướng), đinh tán đặt trên vòng đệm, Sđ = 50000 (kG) Bước xích t = 80 (mm), chiều rộng b = 60 (mm) Khối lượng trên 1m chiều dài: 23 (kg) b. Puly dẫn hướng xích nâng: - Lực tác dụng lên puly: P = 2´Smax = 2´7365,96 = 14731,92 (kG) - Đường kính puly được xác định lả: Dpuly = (10 – 25).b Chọn puly: Dpuly = 160 (mm) Chiều rộng puly: L = 70 (mm) CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CƠ CẤU NGHIÊNG KHUNG Ta tính toán cho cơ cấu nghiêng khung khi máy ở vị trí tính toán mà cơ cấu phải chịu các tải trọng tác dụng sau: - Ứng lực tác dụng lên cần piston phát sinh khi nâng có hàng và nghiêng về phía trước 1 góc . Trọng tâm của hàng tại chiều cao nâng hàng lớn nhất nằm giữa 2 con lăn bàn trượt. - Trọng tâm của bàn trượt và chạc nằm giữa chiều dày của bàn trượt. - Trọng tâm của khung nâng nằm ở giữa khung. 4.1. Tính ứng lực cần thiết cho xylanh thuỷ lực nghiêng khung: Ta có các quy ước kí hiệu sau: + Góc nghiêng khung về phía trước: + Góc nghiêng khung về phía sau: + Q: trọng lượng hàng nâng bằng trọng lượng định mức, Q = 8 (T) + GK , Gb , GH: trọng lượng của bàn nâng và khung chụp, trọng lượng của khung trong, khung ngoài. + H1 , H2 , H3 , H4 : là chiều cao từ chốt bản lề xoay khung đến các trọng tâm đặt các trọng lượng Q, GK , Gb , GH và chốt liên kết đầu piston của xylanh thuỷ lực nghiêng với khung ngoài. + b’ : khoảng cách từ trọng tâm mã hàng đến con lăn bàn trượt. + b’1: khoảng cách từ trọng tâm bàn trượt và chạc đến con lăn bàn trượt. Với b, b1, l1 được tra theo bảng 16 của sách máy nâng tự động ta có: b = 122 (cm); b1 = 12 (cm); l1 = 17,5 (cm) + b2 : khoảng cách giữa chốt bản lề xoay khung và cần piston của xylanh thuỷ lực xoay khung. b2 = 35 (cm) (b2 được chọn dựa vào máy mẫu) + a: khoảng cách theo phương nằm ngang từ giữa khung đến tâm xoay khung nâng, a = 38 (cm) (a được chọn dựa vào máy mẫu) + : góc nghiêng đặt xylanh thuỷ lực nghiêng khung so với phương ngang. (được chọn dựa vào máy mẫu) + S’X: ứng lực cần thiết tác dụng lên cần piston của xilanh thuỷ lực nghiêng khung. Hình 4.1: Sơ đồ tính cơ cấu nghiêng Ta xét tổng momen cho cơ cấu nghiêng khung khi khung mang hàng nghiêng về phía trước 1 góc Ta có: Từ đó ta có : Với: H1 = 950 (cm) H2 = 845 (cm) H3 = 587 (cm) H5 = 315 (cm) a = 20 j = 550 GK = 6172 (kG) Gb = 3216 (kG) GH = 3530 (kG) b1’ = 29,5 (cm) a = 38 (cm) b2 = 35 (cm) Thay các giá trị vào biểu thức ta có: 4.2. Tính chọn xylanh piston thuỷ lực nghiêng khung: * Đường kính trong của xylanh thuỷ lực nghiêng khung Sau khi xác định ứng lực cần thiết của XLTL nghiêng khung ta có thể tính chọn được đường kính trong cần thiết của XLTL qua công thức (8.26) – [1]: Trong đó:0 Dt - đường kính trong của xylanh thuỷ lực nghiêng khung. S’X - ứng lực cần thiết cho xylanh nghiêng khung. S’X = 17954,88 (kG) Z - số xylanh thuỷ lực nghiêng khung. Z =2. p - áp suất làm việc cuả chất lỏng thuỷ lực. p = 180 (kG/cm2) - độ hao hụt áp suất trong suốt quá trình đường đi của chất lỏng thuỷ lực. - hiệu suất cơ khí của xilanh thuỷ lực. = 0,96. - hiệu suất ổ đỡ của xilanh thuỷ lực. = 0,98 . Ta tính được: Ta chọn: Dt = 9 (cm). Suy ra đường kính ngoài của xylanh thuỷ lực nghiêng: Ta chọn: Dn = 11 (cm) = 110 (mm). Xylanh thuỷ lực nâng được chọn theo tiêu chuẩn là loại xylanh thành dày được chế tạo bằng thép 45 có đường kính trong Dt = 9 (cm) và Dn = 11 (cm). * Hành trình của piston nghiêng khung: Hành trình của piston của xylanh nghiêng khung được xác định trên cơ sở vẽ họa đồ vị trí của khung nâng và XLTL nghiêng khung. Căn cứ vào liên kết giữa khung nâng và xylanh thủy lực nghiêng khung, liên kết giữa xylanh thủy lực với chassis của xe nâng, góc nghiêng của xylanh thủy lực để vẽ họa đồ vị trí. Ta có: Chiều dài xylanh thủy lực lúc nghiêng góc giới hạn phía trước 20 là: Chiều dài xylanh thủy lực lúc nghiêng góc giới hạn về phía sau 30 là: (Xác định từ họa đồ) Vậy hành trình piston là: Từ D’X, hành trình piston (H) ta chọn xylanh thủy lực nghiêng khung (theo tài liệu kỹ thuật, tài liệu [5]). CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP KHUNG NÂNG Khung nâng bao gồm một khung ngoài (khung tĩnh) và khung trong (khung động). Khi làm hàng, khung nâng là một kết cấu không gian chịu tác dụng của các tải trọng: - Tải trọng tác dụng có phương vuông góc với mặt phẳng khung nâng - Tải trọng tác dụng nằm trong mặt phẳng khung nâng - Các thanh đứng của khung đóng vai trò thanh dẫn hướng cho các con lăn chịu tác dụng của tải trọng cục bộ do áp lực của các con lăn gây ra. Khung nâng thường được chế tạo từ thép hợp kim độ bền cao 10XCH có: Giới hạn bền: Giới hạn chảy: => Ứng suất cho phép: Ứng suất tiếp cho phép: Trong đó, cả khung động và khung tĩnh của xe nâng đều được chế tạo là thép tiết diện chữ I. Để đảm bảo khung nâng làm việc ổn định, đủ độ bền, ta phải tính kiểm tra bền cho khung nâng trong cả hai trường hợp tải trọng trên. 5.1 Tính toán kết cấu thép khung động: 5.1.1 Sơ đồ tính khung động: Hình 5.1: Sơ đồ tính khung động Khung động của xe nâng được kết cấu từ hai thanh dẫn hướng và các thanh giằng ngang được hàn vào khung đứng để tăng khả năng chịu lực của hệ khung, tạo thành một hệ siêu tĩnh. Hình trên là sơ đồ tải trọng tác dụng lên khung động. Trong đó: + Chiều dài khung động: l = 11 (m) = 1100 (cm) + Chiều dài thanh giằng: l1 = 1,5 (m) = 150 (cm) + m = 15 (cm): khoảng cách từ con lăn dưới khung động đến điểm thấp nhất khung động. + d = 130 (cm): khoảng cách giữa các thanh giằng ở giữa khung. + a = a1 = 95 (cm) + c = 855 (cm) + h = 40 (cm) + RK3, RK4: phản lực các con lăn bàn trượt tác dụng lên khung động + RB, RH: phản lực của các con lăn khung động tác dụng lên khung tĩnh. RK3 = RK4 = RB = RH = 11053,3 (kG) + 2F: cặp lực đặt trên thanh ngang của khung động (trục puly xích). 2F = 107,1 (kG) Từ những dữ kiện trên ta tính bền cho hệ khung bằng cách tính hệ siêu tĩnh. Ta sẽ đưa hệ khung vào chương trình SAP2000 để tính nội lực tồn tại trong các thanh của hệ. Hình 5.2: Sơ đồ tải trọng của hệ khung động Từ kết quả từ chương trình SAP2000 ta có được biến dạng của hệ khung sau khi đặt lực. Ta xét và tính toán kiểm tra cho các thanh sau đây: - Thanh dẫn hướng (thanh đứng) của khung - Các thanh giằng ngang (có 8 thanh giằng ngang) Hình 5.3: Dạng chuyển vị của hệ khung khi làm việc 5.1.2 Tính toán chọn tiết diện cho thanh dẫn hướng (thanh đứng): * Biểu đồ nội lực của thanh đứng: (Hình 5.4) Do trong thanh đứng của khung chịu tải trọng tác dụng trong mặt cắt của thanh và từ biểu đồ nội lực ta thấy tồn tại lực cắt Q và mômen uốn Mz nên khi đó ta tính toán thanh ở trường hợp chịu uốn ngang phẳng. Để tính bền cho thanh ta tính toán kiểm tra ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại các điểm có khả năng nguy hiểm trên mặt cắt của thanh. Độ bền của thanh sẽ được quyết định bởi các loại điểm nguy hiểm nhất này. Cụ thể có 3 loại điểm là: - Điểm loại 1: Điểm nằm ở mép ngoài của thanh, xa đường trung hoà nhất, ở trạng thái ứng suất đơn (điểm có ứng suất pháp lớn nhất smax) - Điểm loại 2: Điểm nằm trên đường trung hoà, ở trạng thái trượt thuần tuý (điểm có ứng suất tiếp lớn nhất tmax) - Điểm loại 3: Những điểm còn lại trên mặt cắt có ứng suất pháp và ứng suất tiếp khác không (điểm nguy hiểm thường là điểm mà ở đó mặt cắt ngang có s và t đều lớn hay là những vị trí mà ở đó mặt cắt ngang có sự thay đổi đột ngột về bề rộng) Hình 5.4: Biểu đồ nội lực thanh đứng khung động Ta có mặt cắt của thanh dạng chữ I là: Hình 5.5: Mặt cắt ngang thanh đứng khung động Từ biểu đồ nội lực ta thấy trên thanh có vị trí mà tại đó thanh làm việc nguy hiểm: - Mặt cắt tại bên phải điểm 3: có momen lớn nhất và lực cắt lớn: MX = 1047063,2 (kG.cm), Q = 10960,81 (kG) - Mặt cắt tại bên trái điểm 4: có lực cắt lớn nhất: MX = 160 (kG.cm), Q = 11046,87 (kG) Biểu đồ tổng quát ứng suất pháp, ứng suất tiếp, ứng suất chính của mặt cắt ngang nguy hiểm của tiết diện thanh đứng. 3 phân tố nguy hiểm được thể hiện trên biểu đồ là 3 phân tố A, B, C. Hình 5.6: Biểu đồ ứng suất của mặt cắt ngang tiết diện thanh đứng * Xác định sơ bộ số hiệu mặt cắt theo điều kiện bền ứng suất pháp: MX max = 1047063,2 (kG.cm) Ta có điều bền ứng suất pháp: (6-9) – [3] Hay (6-2) – [3] Suy ra: Theo bảng thép hình chữ I, GOCT 8239-56 chọn mặt cắt chữ I số hiệu 30 (loại thép 10XCH) có WX = 472 (cm3). Các đặc trưng hình học của mặt cắt này như sau: q = 365 (N/m), h = 300 (mm), b = 135 (mm), d = 6,5 (mm), t = 10,2 (mm), F = 46,5 (cm2), WX = 472 (cm3), JX = 7080 (cm4), SX = 268 (cm3) * Kiểm tra độ bền dầm theo ứng suất tiếp: Mặt cắt nguy hiểm về ứng suất tiếp là mặt cắt bên phải điểm 3. Tại mặt cắt này có Điều kiện bền ứng suất tiếp: (6-10) – [3] Hay: (6-4) – [3] Thay số ta có: Vậy dầm thoả mãn điều kiện bền. * Kiểm tra độ bền theo ứng suất chính: (T.168 – [3]) Điều kiện bền theo lý thuyết bền 3: (6-11) – [3] Mặt cắt tính toán độ bền theo ứng suất chính là mặt cắt có đồng thời cả 2 giá trị MX và Q đều lớn. Từ biểu đồ nội lực ta thấy vị trí đó là bên phải mặt cắt tại điểm 3 có: MX = 1047063,2 (kG.cm), Q = - 10960,81 (kG). - Ứng suất pháp tại một điểm cách đường trung hoà một khoảng y tính toán bằng công thức: - Ứng suất tiếp cũng tại điểm cách đường trung hoà một khoảng y tính theo công thức: - Ứng suất chính tại đó tính bằng công thức: - Phương chính tại một điểm tính bằng công thức: Từ các công thức trên ta tính toán bền cho 3 phân tố A, B, C như hình (5.6): + Xét phân tố A: y = 15 (cm) bcắt = 13,5 (cm) Ta có: - Ứng suất pháp tại phân tố A: - Ứng suất tiếp tại A: - Ứng suất chính tại A: + Xét phân tố B: y = 13,98 (cm) bcắt = 13,5 (cm) - Ứng suất pháp tại B: - Ứng suất tiếp tại B: - Ứng suất chính tại B: + Xét phân tố C: y = 13,98 (cm) bcắt = 0,65 (cm) - Ứng suất pháp tại C: - Ứng suất tiếp tại C: - Ứng suất chính tại C: + Xét phân tố D: y = 0 bcắt = 0,65 (cm) - Ứng suất pháp tại D: - Ứng suất tiếp tại D: - Ứng suất chính tại D: Từ kết quả ứng suất chính ở trên ta thấy phân tố C là điểm nguy hiểm. Tại phân tố này có: Vậy ta có: Điều kiện bền theo ứng suất chính thoả mãn. Kết luận: ta chọn mặt cắt thép hợp kim bền 10XCH mặt cắt chữ I số hiệu 30 chế tạo thanh đứng khung động của xe nâng. 5.1.3 Tính toán chọn tiết diện cho thanh giằng ngang: Khi chọn tiết diện cho thanh giằng ngang ta lựa chọn thanh giằng ngang nào có khả năng nguy hiểm nhất cho hệ khung, nội lực trong thanh lớn nhất. Theo kết quả sau khi cho hệ khung động tính trong chương trình SAP2000, ta tính toán kiểm tra bền cho thanh giằng được gắn ở đầu trên và thanh giằng bất kì khác ở giữa của thanh dẫn hướng. 1. Tính chọn thanh giằng đầu trên: * Biểu đồ nội lực của thanh: Hình 5.7: Biểu đồ nội lực của thanh giằng đầu trên Các thanh giằng ngang của hệ khung thường có tiết diện mặt cắt ngang là tiết diện chữ nhật (Theo máy mẫu ở cơ sở nơi thực tập). Nội lực trong thanh giằng ngang tồn tại cả thành phần mômen uốn Mx và lực cắt Q nên ta kết luận là thanh chịu uốn ngang phẳng. Ta sẽ chọn tiết diện theo bài toán dầm uốn ngang phẳng. Từ biểu đồ nội lực ta thấy mặt cắt nguy hiểm trên thanh giằng là bên trái và bên phải mặt cắt nằm giữa thanh giằng (Hình 5.7): MX = - 2548,86 (kG.cm); Q = ± 53,55 (kG) Hình 5.8: Mặt cắt ngang thanh giằng ngang đầu trên Biểu đồ tổng quát ứng suất pháp, ứng suất tiếp của mặt cắt ngang nguy hiểm của tiết diện thanh giằng. 3 phân tố nguy hiểm được thể hiện trên biểu đồ là 3 phân tố A, B, C. Hình 5.9: Biểu đồ ứng suất của mặt cắt ngang tiết diện thanh giằng * Vật liệu chế tạo thanh giằng ngang: Do tính chất làm việc của thanh giằng ngang chỉ là để tăng bền cho hệ khung động nên ta không cần thiết phải chế tạo bằng vật liệu hợp kim ta chỉ cần thép loại thường 18CP (Theo tiêu chuẩn GOCT 23570 – 79, tài liệu [2]) Giới hạn bền: Giới hạn chảy: => Ứng suất cho phép: Ứng suất tiếp cho phép: * Xác định sơ bộ số hiệu mặt cắt theo điều kiện bền ứng suất pháp: MXmax = - 2548,86 (kG.cm) Ta có điều bền ứng suất pháp: (6-9) – [3] Hay (6-2) – [3] Suy ra: Đối với những dầm có tiết diện ngang đối xứng qua trục trung hoà x (như loại tiết diện chữ nhật ở trên), khi đó: Ta lựa chọn chiều cao h = 10 (cm) của thanh giằng theo máy mẫu. Từ đó ta tính được: Ta có: (4-14) – [3] Theo tiêu chuẩn chế tạo loại thép này độ dày ít nhất của thép là 4 (mm) vậy ta sẽ chọn chiều dày b = 4 (mm). Vậy ta có kích thước của thanh giằng là thép mặt cắt chữ nhật (0,4×10) (cm) * Kiểm tra độ bền dầm theo ứng suất tiếp: Mặt cắt nguy hiểm về ứng suất tiếp là mặt cắt chính giữa thanh giằng. Tại mặt cắt này có Điều kiện bền ứng suất tiếp: (6-10) – [3] Hay: (6-4) – [3] Ta có: Thay số ta có: Vậy dầm thoả mãn điều kiện bền. * Kiểm tra độ bền theo ứng suất chính: Ta kiểm tra tại mặt cắt có nội lực lớn nhất, có: MX = - 2548,86 (kG.cm); Q = ± 53,55 (kG) - Ứng suất pháp tại một điểm cách đường trung hoà một khoảng y tính toán bằng công thức: - Ứng suất tiếp cũng tại điểm cách đường trung hoà một khoảng y tính theo công thức: - Ứng suất chính tại đó tính bằng công thức: Từ các công thức trên ta tính toán bền cho 3 phân tố A, B, C như hình (5.9): + Xét phân tố A: y = 5 (cm) bcắt = 0,4 (cm) Ta có: - Ứng suất pháp tại phân tố A: - Ứng suất tiếp tại A: - Ứng suất chính tại A: + Xét phân tố B: y = 0 (cm) bcắt = 0,4 (cm) Ta có: - Ứng suất pháp tại phân tố B: - Ứng suất tiếp tại B: - Ứng suất chính tại B: + Xét phân tố C: y = 2,5 (cm) bcắt = 0,4 (cm) - Ứng suất pháp tại C: - Ứng suất tiếp tại C: Trong đó: - Ứng suất chính tại C: Từ kết quả ứng suất chính ở trên ta thấy phân tố C là điểm nguy hiểm. Tại vị trí này có: Vậy ta có: Điều kiện bền theo ứng suất chính thoả mãn. Kết luận: ta chọn mặt cắt thép chữ nhật kích thước như trên để chế tạo thanh giằng ngang khung động của xe nâng. 2. Tính chọn thanh giằng ở giữa: * Biểu đồ nội lực của thanh: Hình 5.10: Biểu đồ nội lực của thanh giằng bất kì Từ biểu đồ nội lực ta thấy mặt cắt nguy hiểm là những mặt cắt có MX và Q lớn nhất (Hình 5.10): MX = 1303,95 (kG.cm); Q = ± 39,12 (kG) Ta thấy, nội lực trên thanh giằng đều nhỏ hơn nội lực trong thanh giằng ở đầu trên, vậy khi ta chọn kích thước các thành giằng giống nhau theo thanh giằng đầu trên, không cần kiểm tra bền cho thanh giằng khác nữa. 5.2 Tính toán kết cấu thép khung tĩnh: 5.2.1 Sơ đồ tính khung tĩnh: Hình 5.11: Sơ đồ tính khung tĩnh Cũng tương tự như khung động, khung tĩnh cũng được tạo thành hệ siêu tĩnh gồm hai thanh đứng dẫn hướng và các thanh giằng ngang. Trong đó: + Chiều dài khung tĩnh: l = 11 (m) = 1100 (cm) + Chiều dài thanh giằng: l1 = 1,8 (m) = 180 (cm) + m = 15 (cm): khoảng cách từ con lăn dưới khung động đến điểm thấp nhất khung động. + d = 130 (cm): khoảng cách giữa các thanh giằng ở giữa khung. + a1 = 95 (cm) + l1 = 660 (cm): khoảng cách giữa chốt piston nghiêng khung với con lăn chính khung động + l2 = 300 (cm): khoảng cách giữa chốt piston và chốt xoay khung + l3 = 30 (cm): khoảng cách từ chốt xoay khung đến chân khung + ec: khoảng cách từ chốt xoay khung đến khung nâng theo phương ngang + exl: khoảng cách từ chốt nghiêng khung đến khung nâng theo phương ngang ec = exl = 2,5 (cm) + Điểm C là chốt bản lề liên kết khung nâng với chassis của máy. + XC, YC: phản lực tại liên kết khung với chassis của máy Các phản lực XC, YC được xác định bằng cách lập phương trình cân bằng: Với: - φ: góc nghiêng của XLTL nghiêng khung so với phương ngang. - Q: Sức nâng định mức, Q = 8000 (kG) - S’X = 17954,88 (kG): Ứng lực trong piston XLTL nghiêng khung. - G: trọng lượng toàn bộ bộ phận công tác G = GK + Gb + GH = 6172 + 3216 + 3530 = 12918 (kG) - kπ = 1,3: hệ số động + RB, RH: phản lực của các con lăn khung động tác dụng lên khung tĩnh. RB = RH = 11053,3 (kG) + S’X = 17954,88 (kG): Ứng lực trên cần piston của XLTL nghiêng khung. + F: lực đặt trên thanh ngang của khung động (trục puly xích). F = 0,5×107,1 = 53,55 (kG) + Điểm 1,2: áp lực của các con lăn khung động lên khung tĩnh RB, RH. Từ những dữ kiện trên ta tính bền cho hệ khung bằng cách tính hệ siêu tĩnh. Ta sẽ đưa hệ khung vào chương trình SAP2000 để tính nội lực tồn tại trong các thanh của hệ. Hình 5.12: Sơ đồ tải trọng của hệ khung tĩnh Từ kết quả từ chương trình SAP2000 ta có được biến dạng của hệ khung sau khi đặt lực. Ta xét và tính toán kiểm tra cho các thanh sau đây: - Thanh dẫn hướng (thanh đứng) của khung - Các thanh giằng ngang (có 8 thanh giằng ngang) Hình 5.13: Dạng chuyển vị của hệ khung khi làm việc 5.2.2 Tính toán chọn tiết diện cho thanh dẫn hướng (thanh đứng): * Biểu đồ nội lực của thanh đứng: Hình 5.14: Biểu đồ nội lực thanh đứng khung tĩnh Tương tự như thanh đứng của khung động chịu tải trọng tác dụng trong mặt cắt của thanh và từ biểu đồ nội lực ta thấy tồn tại lực cắt Q và mômen uốn Mz nên khi đó ta tính toán thanh ở trường hợp chịu uốn ngang phẳng. Để tính bền cho thanh ta tính toán kiểm tra ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại các điểm có khả năng nguy hiểm trên mặt cắt của thanh. Độ bền của thanh sẽ được quyết định bởi các loại điểm nguy hiểm nhất này. Cụ thể có 3 loại điểm là: - Điểm loại 1: Điểm nằm ở mép ngoài của thanh, xa đường trung hoà nhất, ở trạng thái ứng suất đơn (điểm có ứng suất pháp lớn nhất smax) - Điểm loại 2: Điểm nằm trên đường trung hoà, ở trạng thái trượt thuần tuý (điểm có ứng suất tiếp lớn nhất tmax) - Điểm loại 3: Những điểm còn lại trên mặt cắt có ứng suất pháp và ứng suất tiếp khác không (điểm nguy hiểm thường là điểm mà ở đó mặt cắt ngang có s và t đều lớn hay là những vị trí mà ở đó mặt cắt ngang có sự thay đổi đột ngột về bề rộng) Ta có mặt cắt của thanh dạng chữ I là: Hình 5.15: Mặt cắt ngang thanh đứng khung tĩnh Từ biểu đồ nội lực ta thấy trên thanh có vị trí mà tại đó thanh làm việc nguy hiểm: - Mặt cắt tại bên phải điểm 2: có momen lớn nhất và lực cắt lớn: MX = 1041744,29 (kG.cm), Q = 10995,93 (kG) - Mặt cắt tại bên trái điểm 1: có lực cắt lớn nhất: Q = 10998,53 (kG) Biểu đồ tổng quát ứng suất pháp, ứng suất tiếp, ứng suất chính của mặt cắt ngang nguy hiểm của tiết diện thanh đứng. 3 điểm nguy hiểm được thể hiện trên biểu đồ là 3 điểm A, B, C. Hình 5.16: Biểu đồ ứng suất của mặt cắt ngang tiết diện thanh đứng khung tĩnh * Xác định sơ bộ số hiệu mặt cắt theo điều kiện bền ứng suất pháp: MX max = 1041774,29 (kG.cm) Ta có điều bền ứng suất pháp: (6-9) – [3] Hay (6-2) – [3] Suy ra: Theo bảng thép hình chữ I, GOCT 8239-56 chọn mặt cắt chữ I số hiệu 30 có WX = 472 (cm3). Các đặc trưng hình học của mặt cắt này như sau: q = 365 (N/m), h = 300 (mm), b = 135 (mm), d = 6,5 (mm), t = 10,2 (mm), F = 46,5 (cm2), WX = 472 (cm3), JX = 7080 (cm4), SX = 268 (cm3) * Kiểm tra độ bền dầm theo ứng suất tiếp: Mặt cắt nguy hiểm về ứng suất tiếp là mặt cắt bên phải điểm 3. Tại mặt cắt này có Điều kiện bền ứng suất tiếp: (6-10) – [3] Hay: (6-4) – [3] Thay số ta có: Vậy dầm thoả mãn điều kiện bền. * Kiểm tra độ bền theo ứng suất chính: (T.168 – [3]) Điều kiện bền theo lý thuyết bền 3: (6-11) – [3] Mặt cắt tính toán độ bền theo ứng suất chính là mặt cắt có đồng thời cả 2 giá trị MX và Q đều lớn. Từ biểu đồ nội lực ta thấy vị trí đó là bên phải mặt cắt tại điểm 2 có: MX = 1041774,29 (kG.cm), Q = - 10995,93 (kG). - Ứng suất pháp tại một điểm cách đường trung hoà một khoảng y tính toán bằng công thức: - Ứng suất tiếp cũng tại điểm cách đường trung hoà một khoảng y tính theo công thức: - Ứng suất chính tại đó tính bằng công thức: - Phương chính tại một điểm tính bằng công thức: Từ các công thức trên ta tính toán bền cho 3 điểm A, B, C như hình (5.16): + Xét phân tố A: y = 15 (cm) bcắt = 13,5 (cm) Ta có: - Ứng suất pháp tại phân tố A: - Ứng suất tiếp tại A: - Ứng suất chính tại A: + Xét phân tố B: y = 13,98 (cm) bcắt = 13,5 (cm) - Ứng suất pháp tại B: - Ứng suất tiếp tại B: - Ứng suất chính tại B: + Xét phân tố C: y = 13,98 (cm) bcắt = 0,65 (cm) - Ứng suất pháp tại C: - Ứng suất tiếp tại C: - Ứng suất chính tại C: + Xét phân tố D: y = 0 bcắt = 0,65 (cm) - Ứng suất pháp tại D: - Ứng suất tiếp tại D: - Ứng suất chính tại D: Từ kết quả ứng suất chính ở trên ta thấy phân tố C là điểm nguy hiểm. Tại điểm này có: Vậy ta có: Điều kiện bền theo ứng suất chính thoả mãn. Kết luận: ta chọn mặt cắt thép chữ I số hiệu 30 chế tạo thanh đứng khung tĩnh của xe nâng. 5.1.3 Tính toán chọn tiết diện cho thanh giằng ngang: Khi chọn tiết diện cho thanh giằng ngang ta lựa chọn thanh giằng ngang nào có khả năng nguy hiểm nhất cho hệ khung, nội lực trong thanh lớn nhất. Theo kết quả sau khi cho hệ khung tĩnh tính trong chương trình SAP2000, ta chỉ cần tính toán kiểm tra bền cho thanh giằng được gắn ở đầu trên. 1. Tính chọn thanh giằng đầu trên: * Biểu đồ nội lực của thanh: Hình 5.17: Biểu đồ nội lực của thanh giằng ngang khung tĩnh Các thanh giằng ngang của hệ khung thường có tiết diện mặt cắt ngang là tiết diện chữ nhật (Theo máy mẫu ở cơ sở nơi thực tập). Nội lực trong thanh giằng ngang tồn tại cả thành phần mômen uốn Mx và lực cắt Q nên ta kết luận là thanh chịu uốn ngang phẳng. Ta sẽ chọn tiết diện theo bài toán dầm uốn ngang phẳng. Từ biểu đồ nội lực ta thấy mặt cắt nguy hiểm trên thanh giằng là mặt cắt nằm chính giữa thanh giằng và mặt cắt nằm ở hai đầu thanh giằng (Hình 5.17): MX = 2112,40 (kG.cm); Q = ± 46,94 (kG) Hình 5.18: Mặt cắt ngang thanh giằng ngang đầu trên Biểu đồ tổng quát ứng suất pháp, ứng suất tiếp mặt cắt ngang nguy hiểm của tiết diện thanh giằng, 3 điểm nguy hiểm được thể hiện trên biểu đồ là 3 phân tố A, B, C. Hình 5.19: Biểu đồ ứng suất của mặt cắt ngang tiết diện thanh giằng * Vật liệu chế tạo thanh giằng ngang: Do tính chất làm việc của thanh giằng ngang chỉ là để tăng bền cho hệ khung động nên ta không cần thiết phải chế tạo bằng vật liệu hợp kim ta chỉ cần thép loại thường 18CP (Theo tiêu chuẩn GOCT 23570 – 79, tài liệu [2]) Giới hạn bền: Giới hạn chảy: => Ứng suất cho phép: Ứng suất tiếp cho phép: * Xác định sơ bộ số hiệu mặt cắt theo điều kiện bền ứng suất pháp: MXmax = 2112,40 (kG.cm) Ta có điều bền ứng suất pháp: (6-9) – [3] Hay (6-2) – [3] Suy ra: Đối với những dầm có tiết diện ngang đối xứng qua trục trung hoà x (như loại tiết diện chữ nhật ở trên), khi đó: Ta lựa chọn chiều cao h = 10 (cm) của thanh giằng theo máy mẫu. Từ đó ta tính được: Ta có: (4-14) – [3] Theo tiêu chuẩn chế tạo loại thép này độ dày ít nhất của thép là 4 (mm) vậy ta sẽ chọn chiều dày b = 4 (mm). Vậy ta có kích thước của thanh giằng là thép mặt cắt chữ nhật (0,4×10) (cm) * Kiểm tra độ bền dầm theo ứng suất tiếp: Mặt cắt nguy hiểm về ứng suất tiếp là mặt cắt chính giữa thanh giằng. Tại mặt cắt này có Điều kiện bền ứng suất tiếp: (6-10) – [3] Hay: (6-4) – [3] Ta có: Thay số ta có: Vậy dầm thoả mãn điều kiện bền. * Kiểm tra độ bền theo ứng suất chính: Ta kiểm tra tại mặt cắt có nội lực lớn nhất, có: MX = - 2112,40 (kG.cm); Q = ± 46,94 (kG) - Ứng suất pháp tại một điểm cách đường trung hoà một khoảng y tính toán bằng công thức: - Ứng suất tiếp cũng tại điểm cách đường trung hoà một khoảng y tính theo công thức: - Ứng suất chính tại đó tính bằng công thức: Từ các công thức trên ta tính toán bền cho 3 điểm A, B, C như hình (5.19): + Xét phân tố A: y = 5 (cm) bcắt = 0,4 (cm) Ta có: - Ứng suất pháp tại A: - Ứng suất tiếp tại A: - Ứng suất chính tại A: + Xét phân tố B: y = 0 (cm) bcắt = 0,4 (cm) Ta có: - Ứng suất pháp tại B: - Ứng suất tiếp tại B: - Ứng suất chính tại B: + Xét phân tố C: y = 2,5 (cm) bcắt = 0,4 (cm) - Ứng suất pháp tại C: - Ứng suất tiếp tại C: Trong đó: - Ứng suất chính tại C: Từ kết quả ứng suất chính ở trên ta thấy điểm C là điểm nguy hiểm. Tại điểm này có: Vậy ta có: Điều kiện bền theo ứng suất chính thoả mãn. Kết luận: ta chọn mặt cắt thép chữ nhật kích thước như trên để chế tạo thanh giằng ngang khung tĩnh của xe nâng. CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH XE NÂNG Để đảm bảo an toàn trong suốt quá trình làm hàng ổn định, ta phải tiến hành tính ổn định dọc và ổn định ngang của máy dựa vào điều kiện ổn định sau: Kôđ ³ 1,1. (Các công thức sử dụng trong phần tính toán ổn định máy nâng đều được lấy từ Phần Tính toán ổn định máy nâng trong tài liệu [1]) Ổn định máy nâng bao gồm các trường hợp sau: 6.1. Trường hợp 1: Máy nâng mang hàng định mức Q, tiến hành nâng hàng ở độ cao nâng cao nhất Hmax, máy nâng đứng trên mặt nằm ngang. Hệ số ổn định được tính theo điều kiện ổn định (công thức theo tài liệu [1]): Với: G1 - khối lượng cơ sở của xe nâng. G1 = 37080 (kg) G2 - khối lượng khung ngoài, khung trong, ngáng chụp container. G2 = GK + Gb + GH = 6172 + 3216 + 3530 = 12918 (kg) Q - Khối lượng hàng nâng định mức. Q = 8000 (kg) a1 - khoảng cách từ trục cầu trước đến trọng tâm xe nâng G1 h1 - khoảng cách theo phương thẳng đứng giữa trọng tâm xe và mặt đường Tham khảo máy mẫu ta có: a1 = 3150 (mm) h1 = 850 (mm) a2 - khoảng cách theo phương ngang từ trục cầu trước đến trọng tâm của khung nâng và ngáng chụp. a2 = 250 (mm) h2 - khoảng cách theo phương đứng giữa mặt nền và trọng tâm G2 h2 = 13000 (mm) hc - là khoảng cách theo phương đứng giữa mặt nền và tâm xoay C hc = 700 (mm) h - Chiều cao trọng tâm hàng h = 20000 (mm) l - Khoảng cách từ trục cầu trước đến trọng tâm hàng. l = 2335 (mm) Hình 6.1: Sơ đồ tính ổn định TH1 - Khoảng cách theo phương ngang từ trục cầu trước đến khối lượng của khối lượng khung ngoài, khung trong, ngáng chụp. Trong đó: ac - khoảng cách từ trục cầu trước đến khớp xoay C. Tham khảo máy mẫu ta có: ac = 100 (mm). Với: a2 = 250 (mm). h2 = 13000 (mm). hc = 700 (mm). Suy ra: 1 - góc giữa đường nối từ trọng tâm khung nâng đến tâm xoay C và phương ngang. Với - góc nghiêng về phía trước do biến dạng kết cấu và do lốp bị lún xuống. Suy ra: l' - khoảng cách theo phương ngang từ trục cầu trước đến trọng tâm hàng khi nghiêng khung về trước một góc . Với: Trong đó: l = 2335 (mm) ac = 100 (mm) h = 13000 (mm) hc = 700 (mm) Suy ra: - góc giữa đường nối từ trọng tâm hàng đến tâm xoay C và phương ngang. Thay vào ta có: Từ đó ta tính được: Vậy trường hợp này ổn định được đảm bảo. 6.2. Trường hợp 2: Máy nâng hàng có trọng lượng định mức Q ở độ cao lớn nhất, máy làm việc trên mặt đường dốc theo phương dọc với độ dốc 4% tương đương với . Hệ số ổn định được tính theo điều kiện ổn định: Với: G1 = 37080 (kg) G2 = 12918 (kg) Q = 8000 (kg) a1 = 3150 (mm) h1 = 850 (mm) a2 = 250 (mm) h2 = 13000 (mm) l = 2335 (mm) h = 20000 (mm) Thay các giá trị trên vào công thức ta có: Vậy trường hợp này ổn định được đảm bảo. Hình 6.2: Sơ đồ tính ổn định TH2 6.3. Trường hợp 3: Máy nâng nâng hàng vượt sức định mức 10%, tức Q = 1,1.Qđm. Máy tiến hành nâng hàng cách mặt nền một khoảng H = 300 (mm), khung nâng nghiêng về sau một góc . Đồng thời máy nâng đang chạy thì hãm phanh với gia tốc lớn nhất: j = 1,5 (m/s2). Hình 6.3: Sơ đồ tính ổn định TH3 Hệ số ổn định được tính theo điều kiện ổn định: Với: G1 = 37080 (kg) G2 = 12918 (kg) Q = 1,1.Qđm = 1,1.8000 = 8800 (kg) a1 = 3150 (mm) h1 = 850 (mm) a2 = 250 (mm) h2 = 3575 (mm) l = 2335 (mm) h = 300 + 1200 = 1500 (mm) a”2 - khoảng cách theo phương ngang từ trục cầu trước đến khối lượng của khung ngoài, khung trong, ngáng chụp (G2) khi nghiêng về phía sau một góc. Trong đó: Với: a2 = 250 (mm) ac = 100 (mm) h2 = 3575 (mm) hc = 700 (mm) Suy ra: g2 - góc giữa đường nối từ trọng tâm khung nâng đến tâm xoay C và phương ngang. Với - góc nghiêng về phía trước do biến dạng kết cấu và do lốp bị lún xuống. Suy ra: F - lực quán tính của hàng Q. F1 - lực quán tính của xe nâng không kể khung nâng. F2 - lực quán tính của khung nâng. Trong đó : g - là gia tốc trọng trường. g = 10 (m/s2). h2" - khoảng cách theo phương thẳng đứng từ trục cầu trước đến khối lượng của khung trong, ngáng chụp (G2) khi nghiêng về phía sau một góc. l" - khoảng cách theo phương ngang từ trục cầu trước đến trọng tâm hàng khi nghiêng khung về sau một góc . Trong đó: g - góc giữa đường nối từ trọng tâm hàng đến tâm xoay C và phương ngang. Suy ra: Thay các giá trị trên vào ta có: . Vậy trường hợp này ổn định được đảm bảo. 6.4. Trường hợp 4: Xe mang hàng định mức Q, nâng hàng cách mặt nền một khoảng h = 300 (mm). Khung nâng nghiêng về phía sau, máy đứng làm việc trên nền dốc theo phương dọc với độ dốc . Hệ số ổn định được tính theo điều kiện ổn định: Với: G1 = 37080 (kg) G2 = 12918 (kg) Q = 8000 (kg) a1 = 3150 (mm) a2 = 250 (mm) h1 = 850 (mm) h2 = 3575 (mm) l = 2335 (mm) h = 1500 (mm) Hình 6.4: Sơ đồ tính ổn định TH4 Thay các giá trị trên vào ta có: Vậy trường hợp này ổn định được đảm bảo. 6.5. Trường hợp 5: Xe di chuyển không hàng, hàng cách mặt nền một khoảng h = 300 (mm), khung nâng nghiêng về phía sau. Đồng thời máy nâng di chuyển với tốc độ lớn nhất và tiến hành xoay đột ngột. Dựa vào kết cấu chung của máy (có 4 cụm bánh xe) ta xác định được mép lật của máy nằm phía trong cụm bánh xe đó, nên trong trường hợp này máy cũng đạt được ổn định. 6.6. Trường hợp 6: Xe nâng di chuyển không hàng, hàng cách mặt nền một khoảng h = 300 (mm), khung nâng nghiêng về phía sau. Máy nâng di chuyển với tốc độ lớn nhất và tiến hành xoay đột ngột. Hệ số ổn định được tính theo điều kiện ổn định: Với: G1 = 37080 (kg) G2 = 12918 (kg) Q = 8000 (kg) a1 = 3150 (mm) a2 = 250 (mm) h1 = 850 (mm) h2 = 3575 (mm) l = 2335 (mm) h = 1500 (mm) P1 - lực quán tính của xe cơ sở Với: g - là gia tốc trọng trường. g =10 (m/s2). v - tốc độ di chuyển của xe nâng lúc làm hàng. v = 10 (km/h) = 2,78 (m/s). Rmin - bán kính quay vòng. Rmin = 6000 (mm). Suy ra: P2 - lực quán tính của khung nâng Thay các giá trị trên vào ta có: Vậy trường hợp này ổn định được đảm bảo. PHẦN 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CON LĂN DẪN HƯỚNG KHUNG ĐỘNG CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG, PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI 1.1. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết: Các con lăn trên bản cánh của thanh dẫn hướng với kích thước của thanh dẫn hướng đã được tính toán kiểm tra bền. - Con lăn bàn trựot đóng vai trò như một gối tựa của dầm phụ (bao gồm các thành phần chạc và bàn trượt) lên dầm chính. - Con lăn khung trong sẽ chịu tải trọng do trọng lượng hàng nâng, bàn trượt và chạc tác dụng lên. Mỗi con lăn sẽ làm nhiệm vụ dẫn hướng các thành phần gây nên tải trọng trên chuyển động tương đối so với khung trong, ngoài ra nó còn đóng vai trò như một gối đỡ của dầm chính là khung trong. - Con lăn khung ngoài sẽ chịu toàn bộ tải trọng do trọng lượng hàng nâng, bàn trựot, chạc và khung trong tác dụng lên. Tương tự trên, mỗi con lăn cũng đóng hai vai trò: dẫn hướng các thành phần gây tải trọng trên chuyển động tương đối so với khung ngoài và đóng vai trò của dầm chính là khung ngoài. Với điều kiện làm việc như trên, con lăn cần phải được chế tạo từ loại thép chịu mài mòn tốt và có độ cứng thích hợp. Ta chọn vật liệu chế tạo là thép 50G thường hoá có , độ cứng 190 ÷ 230 HB. - Mục đích công nghệ: vai trục không lồi ra khỏi mặt đầu con lăn. - Giảm vật liệu chế tạo nên giảm được trọng lượng. Đường kính phần khuyết được tính toán sao cho vừa đủ đảm bảo điều kiện bền tiếp xúc cũng như giảm được ma sát trượt tối đa. Theo kết quả tính toán kiểm tra bền con lăn chính ta có: Dk = 270 (mm). Chiều sâu khuyết phải phù hợp với chiều rộng ổ đỡ đã tính chọn ta có: t1 = 10 (mm), t2 = 20,5 (mm). Từ yêu cầu làm việc của chi tiết như sau: - Lăn trên bản cánh của thanh dẫn hướng. - Chịu tải trọng chính theo hướng tâm. - Chịu tải trọng dọc trục xuất hiện khi khung nâng làm việc trên mặt đường nghiêng ngang góc . Ta đưa ra được kết cấu con lăn để thoả mãn những yêu cầu trên: Hình 1.1: Kết cấu con lăn. - Đường kính con lăn bằng khoảng cách giữa hai bản cánh của thanh dẫn hướng. Từ kết quả đã tính toán, ta có : D = 270 (mm). - Chiều rộng con lăn cũng từ kết quả đã tính kiểm tra bền khung nâng ở phần trước, ta có: b = 65 (mm). - Theo chiều rộng của ổ đã tính chọn, ta có đường kính lỗ d = 170 (mm). - Hai mặt đầu của con lăn được chế tạo khuyết một phần diện tích. Mục đích của phần khuyết này là: * Giảm ma sát trượt phát sinh khi xuất hiện tải trọng dọc trục. * Siêu định vị. * Mục đích công nghệ: vai trục không lồi ra khỏi mặt đầu con lăn. * Giảm vật liệu chế tạo do đó làm giảm trọng lượng. Đưòng kính phần khuyết được tính toán sao cho vừa đủ đảm bảo điều kiện bền tiếp xúc cũng như giảm được ma sát trượt tối đa. Dkh = 200 (mm). Chiều sâu khuyết phải phù hợp với chiều rộng ổ đỡ đã tính chọn nên ta có: t1 = 8 (mm), t2 = 5 (mm). 1.2. Dạng phôi: Để chế tạo con lăn ta chọn phôi ống trụ có đường kính ngoài phôi: D = 275 (mm) và đường kính trong Dt = 168 (mm) 1.3. Phương pháp chế tạo phôi: Thép cán cưa thành từng đoạn nhỏ có chiều dài 70 (mm). Độ chính xác và chất lượng bề mặt sau khi cưa đứt phôi cán được tra bảng (3- 62) tr.234 là: 1.4. Lượng dư gia công: Theo phương pháp thống kê kinh nghiệm: - Chi tiết có đường kính: Dct = 270 (mm). - Đường kính phôi: Dp = 275 (mm). - Lượng dư gia công tổng cộng: Dp – Dct = 5 (mm). - Chiều rộng chi tiết: bct = 65 (mm). - Chiều rộng phôi: bp = 70 (mm). - Lượng dư gia công tổng cộng: bp – bct = 5 (mm). - Chiều sâu khuyết ở tổng cộng hai mặt đầu chi tiết: tct1 = 8 (mm), tct2 = 5 (mm). Kích thước phôi: bp = 70 (mm). Lượng dư gia công: t1 = 10,5 (mm), t2 = 7,5 (mm). 1.5. Bản vẽ lồng phôi: Hình 1.2: Bản vẽ lồng phôi. CHƯƠNG 2: TIẾN TRÌNH GIA CÔNG CÁC BỀ MẶT CHI TIẾT 2.1. Trình tự gia công chi tiết: 2.1.1. Đánh số các bề mặt gia công: Hình 2.3: Sơ đồ thứ tự gia công. 2.1.2. Trình tự gia công: 1. Nguyên công 1: Tiện tinh mặt 5 làm mặt chuẩn ban đầu. - Bước 1: tiện thô. - Bước 2: tiện bán tinh. - Bước 3: tiện tinh. 2. Nguyên công 2: Chọn mặt 5 làm chuẩn tinh để gia công mặt 8. - Bước 1: khoét lỗ f170 - Bước 2: doa. 3. Nguyên công 3: Chọn mặt 5 làm chuẩn tinh để phay mặt 1. - Bước 1: phay thô. - Bước 2: phay bán tinh. 4. Nguyên công 4: Chọn mặt 8 làm chuẩn tinh để gia công mặt 4. - Bước 1: tiện thô. - Bước 2: tiện bán tinh. - Bước 3: tiện tinh. 5. Nguyên công 5: Chọn mặt 4 làm chuẩn tinh để gia công đồng thời mặt 6, 7. - Bước 1: tiện thô. - Bước 2: tiện bán tinh. 6. Nguyên công 6: Chọn mặt 4 làm chuẩn tinh để gia công mặt 2, 3, 1. - Bước 1: tiện thô. - Bước 2: tiện bán tinh. - Bước 3: tiện vát mép mặt 1. 2.2. Tiến trình gia công: 2.2.1. Nguyên công 1: Tiện thô, bán tinh và tinh mặt 5. 1. Chọn máy: Từ bảng 4 trang 210 tài liệu ta chọn máy tiện ren vít 1602 có các thông số kĩ thuật như sau: - Đường kính gia công lớn nhất: 275 (mm). - Khoảng cách hai mũi tâm: 50I1350 (mm). - Sơ cấp tốc độ: liên tục. - Giới hạn vòng quay: 530I5360 (vòng/phút). - Côn móc trục chính: . - Công suất động cơ: 0,6 KW. - Kích thước máy: 880 x 600 (mm). - Độ phức tạp sửa chữa: R = 9. 2. Đồ gá: Mâm cặp ba chấu. 3. Dụng cụ cắt: Do vật liệu gia công là thép hợp kim nên chọn dao tiện ngoài thân cong có mảnh hợp kim cứng BK6. Kích thước của dao tiện ngoài thân cong có góc nghiêng chính : H = 16 (mm) n = 4 (mm) B = 10 (mm) l = 10 (mm) L = 100 (mm) R = 0,5 (mm) 4. Dụng cụ kiểm tra: Calíp giới hạn, kích thướt panme. 5. Dung dịch trơn nguội: Emunxi, dầu khoáng. 2.2.2. Nguyên công 2: 1. Chọn máy: Căn cứ vào sổ tay công nghệ chế tạo máy ta chọn máy khoan nhiều trục 2C150 (bảng 7 tr. 111). Thông số kĩ thuật của máy: - Đường kính gia công lớn nhất: 180 (mm). - Khoảng cách từ trục tới bàn máy: 50 ÷ 1350 (mm). - Sơ cấp tốc độ: 12. - Giới hạn vòng quay trục chính: 32 ÷ 385 (vòng/phút). - Số cấp chạy giao: 8. - Công suất động cơ: 10 KW. - Kích thước máy: 1300 x 1700 (mm). - Độ phức tạp sửa chữa: R = 1. 2. Đồ gá: Dùng đồ gá là hai khối chữ V: một khối V cố định và một khối V di động. 3. Dụng cụ cắt: Chọn mũi dao có đường kính: D = 170 (mm). 4. Dụng cụ kiểm tra: Calíp giới hạn, kích thước panme. 5. Dung dịch trơn nguội: Emunxi, dầu khoáng. 2.2.3. Nguyên công 3: Phay thô, bán tinh và tinh mặt 1. 1. Chọn máy: Từ bảng 4 trang 210 tài liệu ta chọn máy tiện ren vít 1602 có các thông số kĩ thuật như sau: - Đường kính gia công lớn nhất: 280 (mm). - Khoảng cách hai mũi tâm: 50 ÷ 1350 (mm). - Sơ cấp tốc độ: liên tục. - Giới hạn vòng quay: 530 ÷ 5360 (vòng/phút). - Côn móc trục chính: . - Công suất động cơ: 0,6 KW. - Kích thước máy: 880 x 600 (mm). - Độ phức tạp sửa chữa: R = 9 2. Đồ gá: Dùng đồ gá là hai mũi kẹp. 3. Dụng cụ cắt: Do vật liệu gia công là thép hợp kim nên chọn dao phay có mảnh hợp kim cứng BK6. Kích thước của dao phay: h = 16 (mm) n = 4 (mm) b = 10 (mm) l = 10 (mm) L = 100 (mm) R = 0,5 (mm) 4. Dụng cụ kiểm tra: Calíp giới hạn, kích thước palme. 5. Dung dịch trơn nguội: Emunxi, dầu khoáng. 2.2.4. Nguyên công 4: Tiện thô, bán tinh và tinh mặt 4. 1. Chọn máy: Máy chọn gia công trong chi tiết này là máy tiện ren vít 1601. 2. Đồ gá: Mâm cặp ba chấu tự định tâm là mâm cặp ba chấu chuyển động ra hoặc vào đồng thời với nhau bảo đảm định tâm chính xác cho phôi. 3. Dụng cụ cắt: - Dao tiện mặt đầu. - Dao tiện lỗ có gắn mảnh hợp kim cứng BK6: 16 x 16 x 280 (mm) (bảng 4-13 tr. 267). 4. Dụng cụ kiểm tra: Calíp giới hạn, kích thước panme. 5. Dung dịch trơn nguội: Emunxi, dầu khoáng. 2.2.5. Nguyên công 5: Tiện thô, bán tinh 6,7. 1. Chọn máy: Máy chọn gia công trong chi tiết này là máy tiện ren vít 1601. 2. Đồ gá: Mâm cặp ba chấu tự định tâm. 3. Dụng cụ cắt: - Dao tiện mặt đầu. - Dao tiện lỗ có gắn mảnh hợp kim cứng T15K6: 16 x 16 x 180 (mm). 4. Dụng cụ kiểm tra: Calíp giới hạn, kích thước panme. 5. Dung dịch trơn nguội: Emunxi, dầu khoáng. 2.2.6. Nguyên công 6: - Tiện thô, bán tinh 3, 2. - Tiện vát mép mặt 1. 1. Chọn máy: Máy chọn gia công trong chi tiết này là máy tiện ren vít 1601. 2. Đồ gá: Mâm cặp ba chấu tự định tâm. 3. Dụng cụ cắt: - Dao tiện mặt đầu. - Dao tiện lỗ có gắn mảnh hợp kim cứng T15K6: 16 x 16 x 180 (mm). 4. Dụng cụ kiểm tra: Calíp giới hạn, kích thước panme. 5. Dung dịch trơn nguội: Emunxi, dầu khoáng. CHƯƠNG 3: TÍNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG – TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT 3.1. Tính lượng dự gia công: Xác định lượng dư gia công bằng phương pháp thống kê theo kinh nghiệm. 3.1.1. Nguyên công 1: Tiện mặt 5. Lượng dư gia công cho mặt 5. - Kích thước chi tiết cần đạt là: b'3 = 67,5 (mm). - Cấp chính xác đạt được sau cùng theo yêu cầu tiện tinh là IT7, Rz = 1,25. Tra lượng dư cho các bước: - Tiện thô: 1,5 (mm). - Tiện bán tinh: 0,75 (mm). - Tiện tinh: 0,25 (mm). Kích thước trung gian: - Kích thước phôi: b'30 = 70 (mm). - Cấp chính xác phôi: IT14. Suy ra: b'30 = (mm) Kích thước sau bước tiện thô: b'31 = 68,5 (mm). Cấp chính xác: IT12. Tra bảng ta có: b'31 = (mm). Kích thước sau bước tiện bán tinh: b'32 = 67,75 (mm). Cấp chính xác: IT9. Tra bảng ta có: b'32= (mm). Kích thước sau bước tiện tinh: b'33 = 67,5 (mm). Cấp chính xác: IT7. Tra bảng ta có: b'33 = (mm). 3.1.2. Nguyên công 2: * Lượng dư cho mặt 8. - Kích thước lỗ f168. - Độ chính xác đạt được sau cùng theo yêu cầu H7, Rz = 20. * Qui trình công nghệ gồm những bước sau: - Khoét lỗ từ f168 mở rộng dần - Doa. * Tra lượng dư cho các bước: - Khoét: Z11 = 1,8 (mm). - Doa: Z12 = 0,2 (mm). * Kích thước trung gian: - Kích thước phôi nhỏ nhất: Dmin = 168. * Kích thước sau khi khoét: D11 = f169,8 (mm). Cấp chính xác đạt được sau khi khoét H10. Tra bảng ta có sai lệch kích thước lỗ f169,8 (mm) là 0,12 (mm). Suy ra D11 = 169,8+0,12. * Kích thước sau khi doa: D13 = 170 (mm). Cấp chính xác đạt được sau khi khoét H7. Tra bảng ta có sai lệch kích thước lỗ f170 là: +0,03. Như vậy kích thước cuối cùng trong nguyên công 1 là D13 = 170+0,03. 3.1.3. Nguyên công 3: Phay mặt 1. Lượng dư gia công cho mặt 1. - Kích thước chi tiết cần đạt là: b'4 = 65 (mm). - Cấp chính xác đạt được sau cùng theo yêu cầu là IT7, Rz = 1,25. Tra lượng dư cho các bước: - Tiện thô: 1,5 (mm). - Tiện bán tinh: 0,75 (mm). - Tiện tinh: 0,25 (mm). Kích thước trung gian: - Kích thước phôi: b'40 = 67,5 (mm). - Cấp chính xác phôi: IT14. Suy ra: b'40 =. Kích thước sau bước tiện thô: b'41 = 66 (mm). Cấp chính xác: IT12. Tra bảng ta có: b'41 = (mm). Kích thước sau bước tiện bán tinh: b'42 = 65,25 (mm). Cấp chính xác: IT9. Tra bảng ta có: b'42 = (mm). Kích thước sau bước tiện tinh: b'43 = 65 (mm). Cấp chính xác: IT7. Tra bảng ta có: b'43 = (mm). 3.1.4. Nguyên công 4: Lượng dư cho mặt 4: - Kích thước chi tiết cần đạt là: f270 (mm). - Độ chính xác đạt được sau cùng theo yêu cầu tiện tinh là h7, Rz = 1,25. Tra lượng dư cho các bước: - Tiện thô: Z21 = 3 (mm). - Tiện bán tinh: Z22 = 1,5 (mm). - Tiện tinh: Z23 = 0,5 (mm). Kích thước trung gian: - Kích thước phôi: D21 = f275 (mm). - Cấp chính xác phôi: IT15. - Sai lệch trung gian tra bảng: 1,6mm. Suy ra: D21 = 275+1,6. Kích thước sau bước tiện thô: D22 = 272 (mm). Cấp chính xác: h12. Tra bảng ta có sai lệch của kích thước f272 là: 0,4 (mm). Suy ra: D22 = 272-0,4 (mm). Kích thước sau bước tiện bán tinh: D23 = 270,5. Cấp chính xác đạt được: h9. Tra bảng ta có sai lệch kích thước: 0,1 (mm). Suy ra: D23 = 270,5-0,1. Kích thước sau bước tiện tinh: D24 = 270. Cấp chính xác đạt được: h7. Tra bảng ta có sai lệch kích thước: 0,04 (mm). Suy ra: D24 = 270-0,04. 3.1.5. Nguyên công 5: Tiện mặt 7, 6. Lượng dư gia công cho mặt 7, 6. - Kích thước chi tiết cần đạt là: b3 = 46,5 (mm). - Cấp chính xác đạt được sau cùng theo yêu cầu là IT9, Rz = 20. Tra lượng dư cho các bước: - Tiện thô: Z31 = 10 (mm). - Tiện bán tinh: Z32 = 0,5 (mm). Kích thước trung gian: - Kích thước phôi: b30 = 70 (mm). - Cấp chính xác phôi: IT14.Tra bảng ta có: b30 = Kích thước sau bước tiện thô: b31 = 47 (mm). Cấp chính xác: IT12. Tra bảng ta có: b31 = (mm). Kích thước sau bước tiện bán tinh: b32 = 46,5 (mm). Cấp chính xác: IT19. Tra bảng ta có: b32 = (mm). 3.1.6. Nguyên công 6: Tiện mặt 3, 2. Lượng dư gia công cho mặt 3, 2. - Kích thước chi tiết cần đạt là: b4 = 39 (mm). - Cấp chính xác đạt được sau cùng theo yêu cầu là IT9, Rz = 20. Tra lượng dư cho các bước: - Tiện thô: Z41 =7 (mm). - Tiện bán tinh: Z42 = 0,5 (mm). Kích thước trung gian: - Kích thước phôi: b40 = 46,5 (mm). - Cấp chính xác phôi: IT14.Tra bảng ta có: b40 = . Kích thước sau bước tiện thô: b41 = 39,5 (mm). Cấp chính xác: IT12. Tra bảng ta có: b41 = (mm). Kích thước sau bước tiện bán tinh: b42 = 39 (mm). Cấp chính xác: IT19. Tra bảng ta có: b42 = (mm). 3.2. Tính chế độ cắt: Tính chế độ cắt cho các nguyên công bằng phương pháp tra bảng. 3.2.1. Nguyên công 1: Tiện mặt 5: * Tiện thô: - Chiều sâu cắt: t = 1,5 (mm). - Lượng chạy dao S, tra bảng 5-60 tr.52 có: S = 0,8 (mm/vòng). - Tốc đô cắt V, tra bảng 5 – 64, tr.56 có: V = 255 (m/phút). Suy ra chọn máy tiện ren vít 1601: - Số vòng quay trong một phút: - Thời gian cơ bản khi khoan theo phương pháp gần đúng: * Tiện bán tinh: - Chiều sâu cắt: t = 0,75 (mm). - Lượng chạy dao S, tra bảng 5-62, tr.54 có: S = 0,18 (mm/vòng). - Tốc đô cắt V, tra bảng 5-64, tr.56 có: V = 518 (m/phút). Suy ra chọn máy tiện ren vít 1601: - Số vòng quay trong một phút: - Thời gian cơ bản: * Tiện tinh: - Chiều sâu cắt: t = 0,25 (mm). - Lượng chạy dao S, tra bảng 5-62 tr.54 có: S = 0,18 (mm/vòng). - Tốc đô cắt V, tra bảng 5-64 tr.56 có: V = 518 (m/phút). Suy ra chọn máy tiện ren vít 1601: - Số vòng quay trong một phút: - Thời gian cơ bản: 3.2.2. Nguyên công 2: 1. Khoét: - Chiều sâu cắt: t = 1,8 (mm). - Lượng chạy dao S, tra bảng 5-105 tr.98 có: S = 0,8 (mm/vòng). - Tốc đọ cắt V, tra bảng 5-86 tr.83 có: V = 92 (m/phút). - Tra bảng 5-111 tr.103 có: N = 10 kW. Suy ra chọn máy khoan để khoét: - Số vòng quay trong một phút: - Thời gian cơ bản khi khoan theo phương pháp gần đúng: T0 = 0,00021.d.L = 0,00021.170.70 = 2,499 (phút). 2. Doa: - Chiều sâu cắt: t = 0,2 (mm). - Lượng chạy dao S, tra bảng 5-112 tr.104 có: S = 2,9 (mm/vòng). - Tốc đô cắt V, tra bảng 5-116 tr.107 có: V = 10 (m/phút). Suy ra chọn máy khoan 2C150: - Số vòng quay trong một phút: - Thời gian cơ bản khi khoan theo phương pháp gần đúng: T0 = 0,00086.d.L = 0,00086.170.70 = 10,234 (phút). 3.2.3. Nguyên công 3: Tiện mặt 1: * Tiện thô: - Chiều sâu cắt: t = 1,5 (mm). - Lượng chạy dao S, tra bảng 5-60 tr.52 có: S = 0,8 (mm/vòng). - Tốc đô cắt V, tra bảng 5-64 tr.56 có: V = 255 (m/phút). Suy ra chọn máy tiện ren vít 1601: - Số vòng quay trong một phút: - Thời gian cơ bản khi khoan theo phương pháp gần đúng: T0 = = (phút). * Tiện bán tinh: - Chiều sâu cắt: t = 0,75 (mm). - Lượng chạy dao S, tra bảng 5-62 tr.54 có: S = 0,18 (mm/vòng). - Tốc đô cắt V, tra bảng 5-64 tr.56 có: V = 518 (m/phút). Suy ra chọn máy tiện ren vít 1601: - Số vòng quay trong một phút: - Thời gian cơ bản: T0 = = 3.2.4. Nguyên công 4: Tiện mặt 4, thực hiện trên cùng máy tiện cả ba bước. * Tiện thô: - Chiều sâu cắt: t = 3 (mm). - Lượng chạy dao S, tra bảng 5-60 tr.52 có: S = 0,9 (mm/vòng). - Tốc đô cắt V, tra bảng 5-64 tr.56 có: V = 255 (m/phút). Suy ra chọn máy tiện ren vít 1601: - Số vòng quay trong một phút: - Thời gian cơ bản khi khoan theo phương pháp gần đúng: T0 = 0,00017.d.L = 0,00017.275.70 = 3,273 (phút). * Tiện bán tinh: - Chiều sâu cắt: t = 1,5 (mm). - Lượng chạy dao S, tra bảng 5-62 tr.62 có: S = 0,18 (mm/vòng). - Tốc đô cắt V, tra bảng 5-64 tr.56 có: V = 409 (m/phút). Suy ra chọn máy tiện ren vít 1601: - Số vòng quay trong một phút: - Thời gian cơ bản: T0 = 0,0001.d.L = 0,0001.272.70 = 1,904 (phút). * Tiện tinh: - Chiều sâu cắt: t = 0,5 (mm). - Lượng chạy dao S, tra bảng 5-62 tr.62 có: S = 0,18 (mm/vòng). - Tốc đô cắt V, tra bảng 5-64 tr.56 có: V = 518 (m/phút). Suy ra chọn máy tiện ren vít 1601: - Số vòng quay trong một phút: - Thời gian cơ bản: T0 = 0,0001.d.L = 0,0001.271,5.70 = 1,9 (phút). 3.2.5. Nguyên công 5: Tiện mặt 7, 6 trên cùng máy tiện. * Tiện thô: - Chiều sâu cắt mặt 7: t = 5 (mm). - Lượng chạy dao S, tra bảng 5-60 tr.52 có: S = 0,6 (mm/vòng). - Tốc đô cắt V, tra bảng 5-64 tr.56 có: V = 227 (m/phút). Suy ra chọn máy tiện ren vít 1601: - Số vòng quay trong một phút: - Thời gian cơ bản khi khoan theo phương pháp gần đúng: T0 = = * Tiện bán tinh: - Chiều sâu cắt: t = 0,5 (mm). - Lượng chạy dao S, tra bảng 5-62 tr.54 có: S = 0,18 (mm/vòng). - Tốc đô cắt V, tra bảng 5-64 tr.56 có: V = 409 (m/phút). Suy ra chọn máy tiện ren vít 1601: - Số vòng quay trong một phút: - Thời gian cơ bản: T0 = =(phút). 3.2.6. Nguyên công 6: Tiện mặt 3, 2, 1 trên cùng máy tiện. 1. Tiện mặt 3, 2: * Tiện thô: - Chiều sâu cắt mặt 3: t = 8 (mm). - Lượng chạy dao S, tra bảng 5-60 tr.52 có: S = 0,6 (mm/vòng). - Tốc đô cắt V, tra bảng 5-64 tr.56 có: V = 227 (m/phút). - Số vòng quay trong một phút: - Thời gian cơ bản khi khoan theo phương pháp gần đúng: T0= = * Tiện bán tinh: - Chiều sâu cắt: t = 0,5 (mm). - Lượng chạy dao S, tra bảng 5-62 tr.54 có: S = 0,18 (mm/vòng). - Tốc đô cắt V, tra bảng 5-64 tr.56 có: V = 409 (m/phút). Suy ra chọn máy tiện ren vít 1601: - Số vòng quay trong một phút: - Thời gian cơ bản: T0 = = 2. Tiện vát mép mặt 1: TÀI LIỆU THAM KHẢO: - [1]: BÀI GIẢNG TÍNH TOÁN MÁY NÂNG Ths. Nguyễn Hữu Quảng – ĐH GTVT Tp HCM - [2]: KẾT CẤU KIM LOẠI MÁY TRỤC Ths. Nguyễn Hữu Quảng – Ths. Phạm Văn Giám – ĐH GTVT Tp HCM - [3]: BÀI TẬP SỨC BỀN VẬT LIỆU Nguyễn Văn Quảng – ĐH GTVT Tp HCM - [4]: THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY Nguyễn Trọng Hiệp – Nguyễn Văn Lẫm – Nhà Xuất Bản Giáo Dục - [5]: ATLAS MÁY TRỤC (Tiếng Nga) - [6]: TÍNH TOÁN MÁY NÂNG CHUYỂN Phạm Đức – Đại học Hàng Hải – Bộ môn cơ giới hóa xếp dỡ - [7]: SỔ TAY CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY (TẬP 1, 2, 3)