Chuyên đề tính toán thông số kỹ thuật của máy ép chấn tôn thủy lực 1200t

tập đoàn kinh tế vinashin công ty công nghiệp tàu thủy nam triệu đề tài theo nghị định th− nghiên cứu thiết kế chế tạo máy ép chấn tôn thủy lực 1200t dùng trong đóng tàu thủy cỡ lớn báo cáo chuyên đề tính toán thông số kỹ thuật của máy ép chấn tôn thủy lực 1200t chủ nhiệm đề tài: kS nguyễn văn canh 5985-2 23/8/2006 Hải phòng – 2006 1 Kết cấu thép máy ép chấn tôn I – kết cấu khung di chuyển Khung di chuyển bàn ép có kích th−ớc bao ngoài đ−ợc chọn sơ bộ nh− hình vẽ: 50 16 5230 Máy ép chấn tôn 1200 tấn lực tác dụng lớn nhất tập trung tại thanh dầm và khung. Tại vị trí này mặt cắt nguy hiểm nhất, chỉ đi tính toán sức bền cho khung dầm. Do khung có tính chất đối xứng nên ta có thể tính kiểm tra cho một phía với 60% tổng tải trọng. Tải trọng tác dụng lên khung bao gồm: . Tải trọng tập trung P có giá trị lớn nhất khi máy làm việc với lực ép lớn nhất: P = 1200 000x60%KG = 720 000KG . Tải trọng phân bố do trọng l−ợng bản thân của bàn ép về một phía: - Tải trọng phân bố do trọng l−ợng bản thân thanh ngang gây ra: q1= 1,32 KG/mm - Tải trọng phân bố do trọng l−ợng bản thân của cột đỡ: 2 q2 = 1,38 Kg/mm. Lúc này thanh ngang của khung chịu một phản lực đúng bằng lực ép xuống. Sơ đồ tính của khung nh− sau: 46 80 3820 q2 =1 ,3 82 K G /m m q2 =1 ,3 82 K G /m m p=720 000KG Biểu đồ mô men của khung có hình dạng sau: mmax = 685132,2kgm Chọn thép làm khung là thép CT3 có giới hạn chảy: 3 σc= 2400 ữ 2800 KG/cm 2 Hệ số an toàn đối với loại vật liệu này: n = 1,5 ữ 3 . Lấy n = 3 Vậy: [σ] = σc/n = 800 ữ 933,3 KG/cm 2 Ta kiểm tra tiết diện ngang của khung theo tiết diện nh− hình vẽ 40 0 50 300300 14 0 11 00 14 0 60 60 1400 80 801120 Mặt cắt ngang của tiết diện có kết cấu thép tổ hợp, gồm nhiều thanh có tiết diện khác nhau ghép với nhau tạo nên. Do đó, ta kiểm tra bền theo công thức: σ = x x J M .y Trong đó: - Mx = Mmax = 685 132,2 KGm - y: Khoảng cách từ điểm đầu đến trọng tâm mặt cắt: y = 0,75m. - Jx: Mômen quán tính tổng diện tích với trục quán tính chính trung tâm Jx= 0,12 m 4 Thay số vào công thức ta có: σ = 685132,2x0,75/0,12 = 4282076,25 KG/m2 ⇒ σ = 428,2 KG/cm2 < [σ] Vậy tiết diện đã chon thoả mãn điều kiện bền. 4 Tải trọng tác dụng lên cột đỡ thành xilanh: Tải trọng lớn nhất tác dụng lên thành đứng là khi xilanh ép di chuyển về hết hành trình theo ph−ơng Oy(Sơ đồ nh− hình vẽ). 3824 3824 5229 Theo sơ đồ này thì: * Tải trọng P1 – do lực ép P gây ra. P1 = 5229 3824 .120000000 = 87750000 N * Tải trọng phân bố do trọng l−ợng bản thân của khung di chuyển xilanh ép: - Tải trọng phân bố do trọng l−ợng bản thân của thanh ngang gây ra: P2 = 62400 N - Tải trọng phân bố do trọng l−ợng bản thân cuar cột đỡ: q2 = 1,38 kg/mm. Nh− vậy tải trọng tác dụng lên cột đỡ là: Pc = P1 + P2 = 87812400 N. Chọn thép làm cột đỡ là thép CT3 có giới hạn chảy: σc = 2400 ữ2800kg/cm 2 Hệ số an toàn với loại vật liệu này: n = 1,5 ữ3. Lấy n = 3. Vậy [σ] = σc/n = 800 ữ933,3 kg/cm 2. Kiểm tra độ bền của cột đỡ theo công thức: δ = F N = 152000 87812400 = 577 N/mm2 5 Trong đó: N = Pc = 87812400 N – Lực tác dụng lên cột đỡ. F = 152000 mm2 – Tiết diện cột đỡ. Nh− vậy kết cấu cột đỡ ta chọn thoả mãn yêu cầu Tải trọng tác dụng lên ngàm khung đỡ xilanh ép: Pc PN Ta có lực tác dụng lên ngàm là: PN = PC = 87812400 N. Lực này sẽ gây ra một mômen uốn Mx đối với góc ngàm, nếu kết cấu không tốt sẽ gây ra sự phá huỷ tại góc này. Ta kiểm tra độ bền của tiết diện: Mặt cắt ngang của ngàm có tiết diện là kết cấu thép tổ hợp gồm nhiều thanh ghép lại tạo nên. Do đó ta kiểm tra bền theo công thức: σ = y J M X X . Trong đó: - Mx = 120xPN = 10537488000 N/mm 2. y: Khoảng cách từ điểm đầu đến trọng tâm mặt cắt y = 0,55m. JX: Mômen quán tính tổng diện tích với trục quán tính chính trung tâm JX = 0,11m 4. Thay số vào ta có: 6 σ = y J M X X . = 55 11000000 01053748800 x = 768,7 N/mm. Nh− vậy kết cấu cột đỡ ta chọn thoả mãn yêu cầu. II – Kết cấu bμn ép. Kết cấu bàn ép đ−ợc thiết kế nh− hình vẽ trong đó: các x−ơng trong dày 40mm là thép CT3 và cứ cách 400mm thì có một x−ơng theo cả chiều dọc và chiều ngang, x−ơng mép ngoài dày 80mm là thép CT3 chúng đ−ợc liên kết với nhau bằng mối ghép hàn, que hàn sử dụng là loại Kobeco của Nhật. Bàn ép của máy ép chấn tôn khi làm việc sẽ chịu một lực ép là 1200 tấn. Tuy nhiên lực ép này không tập trung tại một điểm mà sẽ giàn đều trên mặt tấm tôn bị ép theo diện tích của mặt làm việc của Piston. Diện tích bề mặt làm việc của Piston là D = 600 mm. Do đó khi làm việc tại bất kỳ vị trí nào trên bề mặt của bàn ép đều có 04 thanh đỡ chịu ép và mỗi thanh ép sẽ chịu một lực ép là P4 = 300 Tấn. Tính độ bền của x−ơng ngang bàn ép. Theo sơ đồ nh− hình vẽ thì tải trọng tác dụng lên x−ơng bàn ép bao gồm. * Tải trọng tập trung P4 có giá trị lớn nhất khi máy làm việc với lực ép lớn nhất: P4 = 3000000 N 7 * Tải trọng phân bố do trọng l−ợng bản thân của x−ơng bàn ép: q = 3,1 N/mm. 10 0075 0 3800 P4 Chọn thép làm khung là thép CT3 có giới hạn chảy: σc = 2400ữ2800 KG/cm 2 Hệ số an toàn đối với loại vật liệu này: n = 1,5ữ3. Lấy n = 3. Vậy [σ] = σc/n = 800 ữ933,3 kg/cm 2. Ta kiểm tra tiết diện ngang của khung theo tiết diện nh− hình vẽ: Mặt cắt ngang của tiết diện có kết cấu thép tổ hợp, gồm nhiều thanh có tiết diện khác nhau ghép với nhau tạo nên. Do đó ta kiểm tra theo công thức: σ = y J M X X . Trong đó: - Mx = 84 . 2qllP + = 2855959500 N/mm2. - y: Khoảng cách từ điểm đầu đến trọng tâm mặt cắt y = 0,35m. - JX: Mômen quán tính tổng diện tích với trục quán tính chính trung tâm JX = 0,14m 4. Thay số vào công thức trên ta có: σ = 713,8 N/m2 < [σ] Vậy tiết diện đã chọn thoả mãn điều kiện bền. 8 Chủ nhiệm đề tμi Thủ tr−ởng cơ quan chủ trì đề tμi k.s.Nguyễn văn canh