tËp ®oµn kinh tÕ vinashin c«ng ty c«ng nghiÖp tµu thñy nam triÖu

®Ò tµi theo nghÞ ®Þnh th−

nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o m¸y Ðp chÊn t«n thñy lùc 1200t dïng trong ®ãng tµu thñy cì lín

b¸o c¸o chuyªn ®Ò

tÝnh to¸n th«ng sè kü thuËt cña m¸y Ðp chÊn t«n thñy lùc 1200t

chñ nhiÖm ®Ò tµi: kS nguyÔn v¨n canh

5985-2 23/8/2006

H¶i phßng – 2006

1

KÕt cÊu thÐp m¸y Ðp chÊn t«n

I – kÕt cÊu khung di chuyÓn

Khung di chuyÓn bµn Ðp cã kÝch th−íc bao ngoµi ®−îc chän s¬ bé nh− h×nh

vÏ:

5016

5230

M¸y Ðp chÊn t«n 1200 tÊn lùc t¸c dông lín nhÊt tËp trung t¹i thanh dÇm vµ

khung. T¹i vÞ trÝ nµy mÆt c¾t nguy hiÓm nhÊt, chØ ®i tÝnh to¸n søc bÒn cho

khung dÇm.

Do khung cã tÝnh chÊt ®èi xøng nªn ta cã thÓ tÝnh kiÓm tra cho mét phÝa

víi 60% tæng t¶i träng.

T¶i träng t¸c dông lªn khung bao gåm:

. T¶i träng tËp trung P cã gi¸ trÞ lín nhÊt khi m¸y lµm viÖc víi lùc Ðp lín

nhÊt:

P = 1200 000x60%KG = 720 000KG

. T¶i träng ph©n bè do träng l−îng b¶n th©n cña bµn Ðp vÒ mét phÝa:

- T¶i träng ph©n bè do träng l−îng b¶n th©n thanh ngang g©y ra:

q1= 1,32 KG/mm

- T¶i träng ph©n bè do träng l−îng b¶n th©n cña cét ®ì:

2

q2 = 1,38 Kg/mm.

Lóc nµy thanh ngang cña khung chÞu mét ph¶n lùc ®óng b»ng lùc Ðp

xuèng.

S¬ ®å tÝnh cña khung nh− sau:

4680

3820

q2=1

,382

KG

/mm

q2=1

,382

KG

/mm

p=720 000KG

BiÓu ®å m« men cña khung cã h×nh d¹ng sau:

mmax = 685132,2kgm

Chän thÐp lµm khung lµ thÐp CT3 cã giíi h¹n ch¶y:

3

σc= 2400 ÷ 2800 KG/cm2

HÖ sè an toµn ®èi víi lo¹i vËt liÖu nµy:

n = 1,5 ÷ 3 . LÊy n = 3

VËy: [σ] = σc/n = 800 ÷ 933,3 KG/cm2

Ta kiÓm tra tiÕt diÖn ngang cña khung theo tiÕt diÖn nh− h×nh vÏ

400

50

300300

140

1100

140

60

60

1400

80 801120

MÆt c¾t ngang cña tiÕt diÖn cã kÕt cÊu thÐp tæ hîp, gåm nhiÒu thanh cã tiÕt diÖn kh¸c nhau ghÐp víi nhau t¹o nªn. Do ®ã, ta kiÓm tra bÒn theo c«ng thøc:

σ = x

x

J

M .y

Trong ®ã: - Mx = Mmax = 685 132,2 KGm - y: Kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm ®Çu ®Õn träng t©m mÆt c¾t: y = 0,75m.

- Jx: M«men qu¸n tÝnh tæng diÖn tÝch víi trôc qu¸n tÝnh chÝnh trung t©m

Jx= 0,12 m4

Thay sè vµo c«ng thøc ta cã:

σ = 685132,2x0,75/0,12 = 4282076,25 KG/m2 ⇒ σ = 428,2 KG/cm2 < [σ]

VËy tiÕt diÖn ®· chon tho¶ m·n ®iÒu kiÖn bÒn.

4

T¶i träng t¸c dông lªn cét ®ì thµnh xilanh: T¶i träng lín nhÊt t¸c dông

lªn thµnh ®øng lµ khi xilanh Ðp di chuyÓn vÒ hÕt hµnh tr×nh theo ph−¬ng

Oy(S¬ ®å nh− h×nh vÏ).

3824 3824

5229

Theo s¬ ®å nµy th×:

* T¶i träng P1 – do lùc Ðp P g©y ra.

P1 = 5229

3824 .120000000 = 87750000 N

* T¶i träng ph©n bè do träng l−îng b¶n th©n cña khung di chuyÓn xilanh Ðp:

- T¶i träng ph©n bè do träng l−îng b¶n th©n cña thanh ngang g©y ra:

P2 = 62400 N

- T¶i träng ph©n bè do träng l−îng b¶n th©n cuar cét ®ì:

q2 = 1,38 kg/mm.

Nh− vËy t¶i träng t¸c dông lªn cét ®ì lµ: Pc = P1 + P2 = 87812400 N.

Chän thÐp lµm cét ®ì lµ thÐp CT3 cã giíi h¹n ch¶y: σc = 2400 ÷2800kg/cm2

HÖ sè an toµn víi lo¹i vËt liÖu nµy: n = 1,5 ÷3. LÊy n = 3.

VËy [σ] = σc/n = 800 ÷933,3 kg/cm2.

KiÓm tra ®é bÒn cña cét ®ì theo c«ng thøc:

δ = F

N = 152000

87812400 = 577 N/mm2

5

Trong ®ã:

N = Pc = 87812400 N – Lùc t¸c dông lªn cét ®ì.

F = 152000 mm2 – TiÕt diÖn cét ®ì.

Nh− vËy kÕt cÊu cét ®ì ta chän tho¶ m·n yªu cÇu

T¶i träng t¸c dông lªn ngµm khung ®ì xilanh Ðp:

Pc

PN

Ta cã lùc t¸c dông lªn ngµm lµ:

PN = PC = 87812400 N.

Lùc nµy sÏ g©y ra mét m«men uèn Mx ®èi víi gãc ngµm, nÕu kÕt cÊu kh«ng

tèt sÏ g©y ra sù ph¸ huû t¹i gãc nµy.

Ta kiÓm tra ®é bÒn cña tiÕt diÖn: MÆt c¾t ngang cña ngµm cã tiÕt diÖn lµ kÕt

cÊu thÐp tæ hîp gåm nhiÒu thanh ghÐp l¹i t¹o nªn. Do ®ã ta kiÓm tra bÒn theo

c«ng thøc: σ = yJ

M

X

X .

Trong ®ã:

- Mx = 120xPN = 10537488000 N/mm2.

y: Kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm ®Çu ®Õn träng t©m mÆt c¾t y = 0,55m.

JX: M«men qu¸n tÝnh tæng diÖn tÝch víi trôc qu¸n tÝnh chÝnh trung t©m

JX = 0,11m4.

Thay sè vµo ta cã:

6

σ = yJ

M

X

X . = 5511000000

01053748800x = 768,7 N/mm.

Nh− vËy kÕt cÊu cét ®ì ta chän tho¶ m·n yªu cÇu.

II – KÕt cÊu bμn Ðp.

KÕt cÊu bµn Ðp ®−îc thiÕt kÕ nh− h×nh vÏ trong ®ã: c¸c x−¬ng trong dµy

40mm lµ thÐp CT3 vµ cø c¸ch 400mm th× cã mét x−¬ng theo c¶ chiÒu däc vµ

chiÒu ngang, x−¬ng mÐp ngoµi dµy 80mm lµ thÐp CT3 chóng ®−îc liªn kÕt

víi nhau b»ng mèi ghÐp hµn, que hµn sö dông lµ lo¹i Kobeco cña NhËt.

Bµn Ðp cña m¸y Ðp chÊn t«n khi lµm viÖc sÏ chÞu mét lùc Ðp lµ 1200 tÊn.

Tuy nhiªn lùc Ðp nµy kh«ng tËp trung t¹i mét ®iÓm mµ sÏ giµn ®Òu trªn mÆt

tÊm t«n bÞ Ðp theo diÖn tÝch cña mÆt lµm viÖc cña Piston. DiÖn tÝch bÒ mÆt

lµm viÖc cña Piston lµ D = 600 mm. Do ®ã khi lµm viÖc t¹i bÊt kú vÞ trÝ nµo

trªn bÒ mÆt cña bµn Ðp ®Òu cã 04 thanh ®ì chÞu Ðp vµ mçi thanh Ðp sÏ chÞu

mét lùc Ðp lµ P4 = 300 TÊn.

TÝnh ®é bÒn cña x−¬ng ngang bµn Ðp.

Theo s¬ ®å nh− h×nh vÏ th× t¶i träng t¸c dông lªn x−¬ng bµn Ðp bao gåm.

* T¶i träng tËp trung P4 cã gi¸ trÞ lín nhÊt khi m¸y lµm viÖc víi lùc Ðp lín

nhÊt: P4 = 3000000 N

7

* T¶i träng ph©n bè do träng l−îng b¶n th©n cña x−¬ng bµn Ðp:

q = 3,1 N/mm.

100075

0

3800

P4

Chän thÐp lµm khung lµ thÐp CT3 cã giíi h¹n ch¶y:

σc = 2400÷2800 KG/cm2

HÖ sè an toµn ®èi víi lo¹i vËt liÖu nµy: n = 1,5÷3. LÊy n = 3.

VËy [σ] = σc/n = 800 ÷933,3 kg/cm2.

Ta kiÓm tra tiÕt diÖn ngang cña khung theo tiÕt diÖn nh− h×nh vÏ:

MÆt c¾t ngang cña tiÕt diÖn cã kÕt cÊu thÐp tæ hîp, gåm nhiÒu thanh cã tiÕt

diÖn kh¸c nhau ghÐp víi nhau t¹o nªn.

Do ®ã ta kiÓm tra theo c«ng thøc:

σ = yJ

M

X

X .

Trong ®ã:

- Mx = 84

. 2qllP + = 2855959500 N/mm2.

- y: Kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm ®Çu ®Õn träng t©m mÆt c¾t y = 0,35m.

- JX: M«men qu¸n tÝnh tæng diÖn tÝch víi trôc qu¸n tÝnh chÝnh trung t©m

JX = 0,14m4.

Thay sè vµo c«ng thøc trªn ta cã: σ = 713,8 N/m2 < [σ]

VËy tiÕt diÖn ®· chän tho¶ m·n ®iÒu kiÖn bÒn.

8

Chñ nhiÖm ®Ò tμi Thñ tr−ëng c¬ quan chñ tr× ®Ò tμi

k.s.NguyÔn v¨n canh