MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU…………………………………………………………………………………………….,……1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MOOC KÉO CHUYÊN CHỞ XE CON ………………………….,……2
1. Khái quát chung ……………………………………………………...…...……..……...……....,….,……2
2. Phân loại……………………………………………………...………….....……..……...…....……..……2
2.1. Theo số lượng xe chuyên chở………………………………………………..……...…....………...…2
2.2. Theo kết cấu mooc…………………………………………………………..……...……......…...…….6
3. Tiêu chuẩn về mooc kéo…………………………………………...…..…………..……...……....…...…7
CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MOOC KÉO VÀ ĐẦU KÉO………………....….9
1. Một số loại đầu kéo……………………………………………...……..…....….………..…....……..……9
2. Phương án nâng hạ mooc…………………………………………...….…….………..…....…….….…14
2.1. Phương án nâng hạ sàn trên………………………………...……….…...….………......…….….....14
2.2. Phương án vận chuyển xe con lên sàn dưới……………...……………….……….…....………..…21
3. Kết luận……………………………………………………………...…........…………….…....……....…23
CHƯƠNG 3: SƠ LƯỢC VỀ CẤU TẠO MOOC KÉO VÀ TRÌNH TỰ CHẤT TẢI LÊN XE……..……24
1. Cấu tạo mooc………………………………………………………........................……....…….….......24
2. Trình tự chất tải lên mooc kéo…………………………………………………………....……....…..…33
2.1. Chuẩn bị chất tải…………………………………………………....………………….…...….…….…34
2.2. Chất tải lên nóc cabin………………………………………….……………………….....……………35
2.3. Chất tải lên sàn trên……………………………………………….…...……………….…....………...37
2.4. Chất tải lên sàn dưới…………………………………………….…...……………...……...…..……..38
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN KẾT CẤU KHUNG MOOC KÉO …………………….………………...…...41
1. Sơ bộ về kích thước mooc kéo………………………………….…………………..….…....…….…...42
2. Tính toán kết cấu sàn trên……………………………………….……...………………..….......……...42
2.1. Xác định tải trọng, sơ đồ phân bố lực sàn trên……………….…...…………………....….…....….42
2.2. Tính toán thiết kế và kiểm tra bền các dầm sàn trên………….………………….....….…....….….42
3. Tính toán kết cấu sàn dưới…………………………………………………………....…....….........….48
3.1. Xác định tải trọng, sơ đồ phân bố lực sàn dưới ……………………………………....……........…49
3.2. Tính toán thiết kế và kiểm tra bền các dầm sàn dưới………………………………....…….......…49
4. Thiết kế sàn nóc cabin và khung đỡ sàn…………………….…………………………....……...........55
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG THỦY LỰC…………………………………………......……57
1. Lựa chọn thiết bị thủy lực…………………………………………..…..….……..…........…..…...........57
1.1. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của hệ thống…………………………..….………....…....…....…..57
1.2. Lựa chọn thiết bị………………………………………………………..….……...….....…......…...…58
2. Tính toán thiết kế hệ dẫn động thủy lực……………………………………..….……....…...........…..59
2.1. Tính toán xylanh nâng sàn trên…………………………………...……..….…….........…......……..59
2.2. Tính toán xylanh nâng mooc……………………………………....……..….………...........….....….65
2.3. Tính toán xylanh trượt sàn nóc cabin…………………………………..….…….........….....…....…69
2.4. Tính toán xylanh cơ cấu khóa tay quay…………………………….…..….……….............…....…72
2.5. Tính toán cơ cấu an toàn cho cụm xylanh nâng sàn…………………..….…….........….….....….77
3. Tính chọn bơm thủy lực……………………………………………..………..….….....…....…..….......81
3.1. Xác định công suất bơm………………………………………………..….….......…................……82
3.2. Tính đường kính piston…………………………………………………..….…….....…......…...…....83
3.3. Đường kính của đĩa nghiêng dẫn động bơm……………………..……..….……........…..…...…..84
3.4. Xác định đường kính các xylanh………………………………..……..….…….......….....…...…....84
3.5. Xác định đường kính ngoài của khối xylanh……………………….…..….…….....…......…....…..85
3.6. Xác định góc giữa các piston αp …………………………………..…..….………..........…......….84
4. Tính toán van an toàn………………………………………………....……..….………..........…....….85
4.1. Đường kính lỗ van……………………………………………………..….……...….....….....…...….85
4.2. Tính lò xo………………………………………………………..…..…..….……...….......….......…...86
5. Yêu cầu chất lỏng công tác…………………………………………..……..….……...…....….…........87
CHƯƠNG 6: CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT PISTON NÂNG MOOC………………..…….….88
1. Kết cấu piston………………………………………………………………..….……...….....….......….88
1.1. Cấu tạo……………………………………………………………..….……...………..........…....…...88
1.2. Chức năng…………………………………………………………………..….………................…..88
1.3. Yêu cầu kỹ thuật…………………………………………………………..….……...........…….....…89
2. Phân tích tính công nghệ và lựa chọn chuẩn gia công…………………..….…….........….....….…89
2.1. Phân tích tính công nghệ………………………………………………..….…….........……..…...…89
2.2. Chọn chuẩn gia công……………………………………………………..….……......…..........…….89
2.3. Chọn phôi…………………………………………………………………..….…......….…..........…...89
2.4. Đồ gá……………………………………………………………………..….…….........…..….......…..89
3. Các nguyên công gia công chi tiết………………………………………..….……...…….........……..89
3.1. Nguyên công 1…………………………………………………………..….…….....…...............…...89
3.2. Nguyên công 2……………………………………………………………..….……...…..............…...90
3.3. Nguyên công 3…………………………………………………………..….……...…….............…....91
3.4. Nguyên công 4……………………………………………………………..….……...…..............…...91
3.5. Nguyên công 5………………………………………………………..….……...……..…......….........92
3.6. Nguyên công 6………………………………………………………..….……...………….................93
CHƯƠNG 7: CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA ........94
1. Các hư hỏng thường gặp………………………………………………..….……...…………….....…..94
1.1. Hư hỏng hệ thống thủy lực……………………………………………..….…….....….….…..…...…94
1.2. Hư hỏng hệ thống điện…………………………………………………..….……...…..……........…..97
1.3. Lốp, bánh xe và hệ thống treo……………………………………….…..….……...……..…......…...97
1.4. Hệ thống phanh………………………………………………………..….……...……....……......…..98
1.5. Bảng điều khiển………………………………………………………..….……...……..….....…..….100
2. Quy trình bảo dưỡng……………………………………………………..….……...………..…....…...100
2.1. Lịch bảo dưỡng……………………………………………………………..….……...……........…..100
2.2. Trình tự bảo dưỡng………………………………………………………..….……...……......….…102
2.3. Bảo dưỡng sàn mooc…………………………………………………..….……...……….......…….102
2.4. Bảo dưỡng hệ thống thủy lực………………………………………..….……...…..…….....…..….103
2.5. Bảo dưỡng hệ thống điện…………………………………………..….……...………….....….…...103
2.6. Bảo dưỡng bộ điều khiển……………………………………………..….……...……….....….…...103
2.7. Bảo dưỡng hệ thống treo……………………………………………..….……...….…...….......…..104
2.8. Gióng thẳng hàng……………………………………………………..….……...………...........…...105
2.9. Bảo dưỡng hệ thống phanh……………………………………………..….……...……….........…107
2.10. Bảo dưỡng moayo bánh xe và trống phanh…………………………..….……...…….....…..….109
2.11. Bảo dưỡng bánh xe…………………………………………………..….……...……..…….....…..109
KẾT LUẬN……………………………………………………..……..………………..……..……....…....111
TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………..………………..…..…......….....112
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây đất nước ta đang trên đường hội nhập kinh tế thế giới, nền công nghiệp hiện đại ngày càng được chú trọng. Một trong số đó có ngành công nghiệp ôtô đang ngày càng phát triển nhờ nhu cầu tăng cao của người dân. Số lượng xe con được tiêu thụ ngày càng nhiều, đòi hỏi không những dây chuyền lắp ráp ngày càng hiện đại mà còn yêu cầu công tác vận chuyển xe từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ. Việc vận chuyển xe có nhiều cách: tàu thủy, máy bay, ôtô … Tuy nhiên, việc vận chuyển bằng ôtô vẫn được sử dụng nhiều nhất vì tính cơ động của nó. Ôtô tải thông thường chỉ vận chuyển được từ 1 đến 2 xe con, dẫn đến hiệu quả kinh tế không cao. Từ đó đặt ra nhu cầu thiết kế một loại xe vận tải chuyên dùng, chở được từ 5 đến 6 xe con. Sau khi xin ý kiến của giáo viên hướng dẫn, em đã nhận đề tài tốt nghiệp “Thiết kế mooc kéo chuyên chở xe con”.
Do hạn chế của nguồn tài liệu và thời gian làm nên đồ án chỉ đề cập đến việc tính toán bền mooc và dẫn động nâng hạ sàn xe. Các công việc còn lại như chọn đầu kéo, tính toán hệ thống phanh đoàn xe mang tính chất chọn theo xe tham khảo.
Sau thời gian làm việc hết sức cố gắng em đã hoàn thành đồ án đúng thời hạn. Song kiến thức còn nhiều hạn chế nên không tránh khỏi nhiều thiếu sót. Em mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy trong bộ môn.
Cuối cùng em xin cảm ơn các thầy trong bộ môn Ôtô - Trường Cơ khí - Đại học Bách Khoa Hà Nội đã trang bị cho em những kiến thức để làm việc. Đặc biệt em xin chân thành cám ơn thầy : TS………………. đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà nội, ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
………………….
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MOOC KÉO CHUYÊN CHỞ XE CON
1. Khái quát chung
Ngày nay trên thế giới có rất nhiều cách vận chuyển xe con như bằng tàu thủy, máy bay, ôtô… nhưng vận chuyển bằng ôtô chuyên dùng vẫn được ưu tiên hàng đầu nhờ tính cơ động của nó. Tuy nhiên ôtô chuyên dùng cũng có nhược điểm là phụ thuộc vào điều kiện giao thông của từng khu vực và số lượng xe chuyển chờ được hạn chế.
2. Phân loại
2.1. Theo số lượng xe chuyên chở
a. Phương án 1: mooc chuyên chở 1 xe
Đây là loại xe tải thông thường với kết cấu đơn giản, gọn.
* Ưu điểm:
- Kích thước nhỏ gọn, đơn giản.
- Tính cơ động cao.
* Nhược điểm:
- Năng suất vận chuyển không cao.
- Không kinh tế khi vận chuyển trên đường dài.
c. Phương án 3: mooc chuyên chở từ 3 ÷ 7 xe
Xe cơ sở là xe tải thông thường. Thùng sau của xe được thiết kế lại với giàn khung 2 tầng. Phần trên buồng lái cũng được tận dụng để đặt xe con. Cầu lên xuống của xe con dạng cầu gấp, xếp gọn dưới sàn xe.
d. Phương án 4: mooc chuyên chở từ 8 xe con trở lên.
3. Tiêu chuẩn về mooc kéo
- Chiều dài của bán mooc không được vượt quá 13 m, cả đoàn xe không được vượt quá 18 m.
- Chiều rộng của mooc và bán mooc không được vượt quá 2.6 m.
- Chiều cao mooc và hàng hóa không được vượt quá 4.8 m (áp dụng cho chuyên chở container).
- Độ dốc của bán mooc (ở trạng thái bình thường) từ 0.50 ÷ 1o
- Khoảng hở lớn nhất giữa xe kéo và mooc là 80 ÷ 100 mm
- Độ xoay (theo phương thẳng đứng) của khe hở không được vượt quá 70.
Mooc kéo được thiết kế để chuyên chở nhiều loại xe khác nhau như xe của các hãng Ford, Toyota, Nissan, BMW, Roll Royce,… Tuy nhiên để tính toán thiết kế mooc kéo ta cần chọn một loại xe điển hình để chuyên chở. Sau khi tham khảo xe con của các hãng, tác giả quyết định chọn xe Ford Mondeo 2.5 Ghia
CHƯƠNG 2. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MOOC KÉO VÀ ĐẦU KÉO
1. Một số loại đầu kéo
a. Phương án 1: Đầu kéo Hyundai HD 700
- Động cơ: D6 AC (Diesel, 6 xylanh)
- Kích thước chung (D x R x C): 6.150 x 2.225 x 2.475 (m)
- Chiều dài cơ sở: 2.925 + 1.150 (m)
- Vết bánh xe trước/ sau: 2.040/ 1.850 (m)
- Chiều cao từ mặt đất đến mâm xoay: 1.125 (m)
- Trọng lượng bản thân: 8670 kg
+ Phân bố lên trục trước: 4620 kg
+ Phân bố lên trục sau: 4350 kg
- Số người trong buồng lái: 2 người (110 kg/ 1 người)
- Bán kính quay vòng nhỏ nhất: 6.8 (m)
- Tốc độ lớn nhất: 99 (km/h)
b. Phương án 2: Đầu kéo YueJin NJ4250
- Động cơ: ND 615.38, Diesel 6 xylanh thẳng hàng, làm mát bằng nước, phun nhiên liệu trực tiếp, có tăng áp.
- Dung tích xylanh: 9.726*10-3 (m3)
- Công suất cực đại: 265 kW/ 2000 v/ p
- Momen xoắn cực đại: 2300 Nm
- Hộp số: 9 số tiến, 1 số lùi
d. Phương án 4: KAMAZ 54112
- Động cơ: Kamaz 740
- Công suất cực đại: 194 kW/ 2600 v/p
- Momen cực đại: 650 Nm/ (1400 ÷ 1700) v/p
- Kích thước chung: 6.13 x 2.5 x 2.83 (m)
- Chiều dài cơ sở: 2.84 + 1.32 (m)
- Vết bánh xe trước/ sau: 2.026/ 1.856 (m)
2. Phương án nâng hạ mooc
2.1. Phương án nâng hạ sàn trên
Sàn trên được thiết kế nhằm nâng cao số lượng xe con vận chuyển được. Song vấn đề nâng hạ sàn là một vấn đề phức tạp do số lượng xe vận chuyển lớn và phải đảm bảo an toàn. Sau đây là một số phương án nâng hạ sàn mà tác giả tham khảo được:
a. Phương án 1: Nâng hạ bằng cụm xylanh – pittong thủy lực
* Cấu tạo: Sàn trên: có một đầu được bắt với hai thanh đứng của khung xe (bằng khớp quay). Đầu dưới được nối với cần đẩy của pittong. Xylanh được bắt với thân xe.
* Nguyên lý làm việc: Bình thường sàn trên được hạ xuống . Khi dầu được cấp vào xylanh thì đẩy pittong đi lên và đẩy sàn sau lên. Như vậy tạo được không gian để chuyên chở được thêm xe một cách đơn giản.
c. Phương án 3: Nâng hạ bằng cơ cấu khâu khớp và hệ thống thủy lực, nhưng đơn giản hơn so với phương án 2.
Theo phương án này thì sàn trên là một dầm. Nó được dẫn động nâng hạ bằng bốn xylanh nằm ngàn dưới sàn của tầng một. Thông qua cơ cấu gồm hai thanh như hình vẽ có thể nâng hạ tầng hai một cách an toàn.
e. Phương án 5: Nâng hạ sàn bằng thủy lực kết hợp với khớp quay
* Cấu tạo:
- Sàn trên có phần đuôi liên kết với 2 thanh đứng của sàn dưới bằng một khớp trượt. Hai thanh đứng có nhiệm vụ dẫn hướng khi nâng và đỡ sàn tầng 2 khi nâng hết lên.
- Phần đầu sàn tầng 2 liên kết với sàn dưới bằng một cụm thanh chống hình tam giác. Đầu thanh chống liên kết với sàn tầng 1 bằng khớp quay.
* Nguyên lý hoạt động:
- Trạng thái không hoạt động: sàn trên được nâng lên như trong hình. Khi đó phần đỡ sàn là 2 thanh đứng và cụm thanh chống hình tam giác.
- Khi cần xếp xe lên: phần đuôi của sàn trên được hạ xuống để tạo một góc nghiêng cho xe đi lên. Để hạ sàn trên xuống ta mở chốt liên kết giữa sàn với thanh đứng đồng thời xả dầu trong xylanh. Pittong đỡ sàn đi xuống.
2.2. Phương án vận chuyển xe con lên sàn dưới
a. Phương án 1: Dùng cầu lên xuống cho xe
Phương án này áp dụng cho tất cả các phương án từ 1 đến 4 do sàn dưới khá cao so với mặt đất.
b. Phương án 2: Hạ nghiêng sàn xe để xếp xe
* Ưu điểm:
- Khắc phục nhược điểm của cầu lên xuống: không chiếm không gian dưới sàn xe và bên hông xe.
- Phương án thiết kế đơn giản: bố trí xylanh nâng hạ sàn mooc đặt trên cầu sau của đầu kéo.
* Nhược điểm:
- Tăng khối lượng thiết kế và bắt buộc phải tự động trong quá trình sử dụng.
- Nguy cơ mất an toàn nếu hệ thống thủy dầu mất dầu hoặc kẹt đường dầu (gây mất áp lực đột ngột), do đó cần phải thiết kế cơ cấu hãm hoặc chân chống trong quá trình hạ mooc.
3. Kết luận
Như vậy, ta thấy:
- Nâng hạ sàn trên: sử dụng phương án 6 (sử dụng sáu xylanh thủy lực kết hợp tay quay).
- Nâng hạ mooc: sử dụng phương án 2 (hạ nghiêng sàn bằng các xylanh thủy lực).
Cấu tạo của mooc sẽ được trình bày lần lượt trong các chương tiếp theo. Sau đây ta sẽ trình bày trình tự chất tải lên mooc.
CHƯƠNG 3. SƠ LƯỢC VỀ CẤU TẠO MOOC KÉO VÀ TRÌNH TỰ CHẤT TẢI LÊN MOOC
1. Cấu tạo của mooc kéo
- Khung và sàn: làm bằng thép chất lượng cao. Khung làm bằng thép định hình (chữ C, I và thép ống). Sàn làm bằng thép tấm.
- Chân chống: có hai loại chân chống cơ khí và chân chống thủy lực.Cơ cấu hãm được bố trí trong chân chống để cố định chiều cao chân chống khi nâng hay hạ chân chống.
- Bộ phận cố định xe trên sàn mooc kéo: sử dụng đai để hãm bánh xe. Trên sàn có bố trí các móc để móc đai hãm.
- Hệ thống treo: trên mooc kéo mà tác giả thiết kế sử dụng hệ thống treo khí nén. Ưu điểm của hệ thống treo này là kết hợp sử dụng khí nén cùng với hệ thống phanh. Hệ thống treo khí nén bố trí gọn gàng, tiết kiệm không gian dưới sàn mooc. Thêm vào đó, trong quá trình hạ mooc để chất tải, hệ thống treo khí nén rất linh động trong việc cho quay mooc quanh ngõng trục sau (bằng việc xả khí khỏi bầu để hạ nghiêng mooc), hệ thống treo cho cầu trước của mooc hoàn toàn được nhấc lên.
- Cấu tạo sàn mooc:
Sàn mooc được cấu tạo từ thép định hình, trên bề mặt có phủ các tấm lót. Cấu tạo cụ thể của các sàn sẽ được trình bày trong chương sau.
Sàn nóc cabin có thể trượt trên khung đỡ, mục đích để chất tải lên sàn nóc cabin: khi muốn chất tải, sàn nóc cabin sẽ trượt về phía sau, tiếp xúc với sàn trên của mooc, xe con sẽ di chuyển từ sàn trên qua sàn nóc cabin.
- Tai bắt tay quay
Tai bắt tay quay trước và sau có cấu tạo tương tự nhau, đều làm từ thép ống. Đầu tay quay có thể trượt trong lòng ống trong quay trình quay. Tai bắt tay quay giữa được đặt ở vị trí nối giữa hai nửa sàn trên, chốt nối giữa hai nửa sàn trên chính là chốt quay của tay quay giữa.
2. Trình tự chất tải lên mooc kéo
2.1. Chuẩn bị chất tải
Chú ý trong quá trình chuẩn bị cần đảm bảo các yêu cầu sau:
- Mooc và đầu kéo đã liên kết với nhau chắc chắn. Cả đầu kéo và mooc kéo được dừng trên mặt đường theo một đường thẳng, kéo phanh tay với đầu kéo, mooc kéo không phanh..
- Không điều khiển hệ thống thủy lực mooc kéo khi đã phanh đầu kéo.
- Không tăng khoảng cách giữa các trục mooc kéo, không chất tải quá qui định.
2.2. Chất tải lên nóc cabin
* Bước 1: Hạ sàn trên xuống:
- Cấp dầu vào xylanh cơ cấu khóa tay quay để mở khóa tay quay.
- Cấp điện vào van điện từ, mở khóa cơ cấu an toàn ở thanh trượt. Cụm cần dẫn pittong và thanh trượt có thể tự do dịch chuyển xuống dưới.
- Cấp dầu vào lỗ dầu phía trước xylanh (nhờ cơ cấu phân phối), đẩy pittong đi xuống: 4 tay quay phía trước quay ngược chiều kim đồng hồ, hạ nửa sàn trước của sàn trên xuống (chú ý do cấu tạo của cụm tay quay - xylanh 4 xylanh đầu giống nhau nên động học của chúng như nhau, nửa sàn trước sẽ hạ song song với sàn dưới), hai tay quay phía sau quay cùng chiều kim đồng hồ hạ nửa sàn sau xuống.
* Bước 3: Đưa mooc trở về vị ban đầu, trượt sàn nóc cabin
- Đưa xe lên sàn trên, kéo phanh tay, cố định xe trên sàn để xe không di chuyển trong quá trình chất tải.
- Xả dầu ở xylanh nâng mooc, tự trọng của mooc sẽ hạ mooc xuống vị trí ban đầu.
- Cấp khí nén vào bầu khí nén của hệ thống treo.
- Cấp dầu vào xylanh trượt sàn nóc cabin để trượt sàn về phía sau đến khi chạm vào sàn trên thì dừng lại.
* Bước 4: Chất tải lên nóc cabin.
- Tháo đai hãm bánh xe.
- Di chuyển xe con sàn nóc cabin, dùng đai cố định bánh xe trên nóc cabin.
- Cấp dầu vào lỗ dầu khác (nhờ van phân phối) để trượt sàn nóc cabin về vị trí ban đầu (chú ý xylanh trượt sàn nóc cabin là xylanh hai chiều).
2.3. Chất tải lên sàn trên
* Bước 1: Chuẩn bị chất tải lên sàn trên.
- Cấp dầu vào xylanh nâng mooc đồng thời xả khí nén trong bầu khí nén của hệ thống treo. Áp lực của dầu sẽ đẩy đầu trước của mooc đi lên, quay mooc trong mặt phẳng ngang quanh trục sau của mooc (do lúc này bầu khí nén đã xẹp nên không cản trở sự nghiêng của mooc), đến khi đầu sau của mooc chạm đất thì dừng lại.
- Xe con ở vị trí sẵn sàng.
* Bước 3: Đưa sàn trên về vị trí ban đầu, hoàn thành chất tải sàn trên
- Cấp dầu vào xylanh cơ cấu khóa để mở khóa tay quay.
- Cấp dầu vào lỗ dầu sau trên xylanh nâng sàn (nhờ van phân phối). Áp lực dầu sẽ đầy cần pittong đi lên. Tay được tự do sẽ quay lên trên, đẩy sàn đi lên.
- Xả dầu khỏi xylanh cơ cấu khóa, cơ cấu khóa tự động hãm tay quay không cho dịch chuyển xuống dưới.
2.4. Chất tải lên sàn dưới
* Bước 1: chuẩn bị chất tải lên sàn dưới
- Tiếp theo bước chất tải lên sàn trên: mooc được hạ nghiêng, sàn trên đã song song với sàn dưới, cơ cấu khóa tay quay và cơ cấu an toàn đã hoạt động.
- Xe con ở vị trí sẵn sàng di chuyển lên sàn dưới như hình vẽ.
* Bước 3: Hoàn thành chất tải
- Sau khi chất tải đầy đủ lên sàn dưới, tiến hành xả dầu trong xylanh nâng mooc. Không còn áp lực dầu, tự trọng của mooc sẽ hạ mooc xuống vị trí ban đầu. Liên kết mooc với mâm xoay trên đầu kéo.
- Kiểm tra lại phanh tay xe con (đã phanh chưa?), cơ cấu khóa tay quay (nhìn qua cửa sổ trên tay quay xem các răng đã ăn khớp chưa?), cơ cấu an toàn (đã ngắt điện van điện từ chưa? Cần pittong có dấu hiệu đi xuống không?)
CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN KẾT CẤU KHUNG MOOC KÉO
1. Sơ bộ về kích thước mooc kéo
Khung mooc được thiết kế để chuyên chở tối đa 6 xe con. Mỗi sàn chở tối đa 3 xe.
- Tải trọng toàn bộ: 10886 kg
- Khối lượng không tải: 8390 kg
- Sàn làm bằng nhôm đúc khối
- Hệ thống treo khí nén
- Hệ thống phanh khí nén có ABS
- Chiều dài mỗi sàn là 15000 mm
- Chiều rộng sàn trên: 2200 mm, sàn dưới: 2500 mm
- Chiều cao tính từ sàn dưới đến sàn trên là 2275 mm
2. Tính toán kết cấu sàn trên
2.1. Xác định tải trọng, sơ đồ phân bố lực sàn trên
Tải trọng xe con phân bố đều cầu trước và cầu sau.
Lực tác dụng của mỗi bánh trước và bánh sau xuống sàn là: P1 = P2 = 0.5*1510*10/2 = 3775 (N)
Theo vị trí phân bố các xe trên sàn và dầm dọc chính là dầm chịu lực trực tiếp từ bánh xe, ta xác định được sơ đồ phân bố lực như sau:
Với kết cấu tầng 2 như trên: các dầm đều chịu lực từ 3 xe con và tự trọng của bản thân dầm. Trong đó dầm dọc chính và dầm ngang chịu lực chính trong quá trình vận chuyển.
2.2 Tính toán thiết kế và kiểm tra bền các dầm sàn trên
2.2.1. Dầm dọc bao ngoài sàn trên
Chọn sơ bộ: vật liệu thép kết cấu CT3, chiều dài dầm là 5 (m), tiết diện hình hộp với kích thước như sau:
Dầm hộp: h = 100 (mm); b = 50 (m); d = 10 (mm); t = 10 (mm); Jx = 4.167*10-6 (m4)
Sơ đồ đặt lực và biểu đồ nội lực:
Từ biểu đồ lực cắt và momen:
Qmax = 3824.16 (N); Mmax = 3559.38 (Nm)
Ứng suất pháp lớn nhất:
σ = 18.9*107 (Pa) = [σ] (thỏa mãn)
→ τmax = 1,15.106 < 11,25.107 (N.m) < [τ] (thỏa mãn)
2.2.2. Dầm dọc chính sàn trên
Chọn sơ bộ: vật liệu thép kết cấu CT3, chiều dài dầm là 5 (m), tiết diện hình hộp với kích thước như sau:
Dầm hộp: h = 70 (mm); b = 50 (m); d = 5 (mm); t = 5 (mm); Jx = 1.171*10-5 (m4)
Từ biểu đồ lực cắt và momen:
Qmax = 5964.56 (N); Mmax = 8372.19 (Nm)
Ứng suất pháp lớn nhất:
σ = 18.9*107 (Pa) = [σ] (thỏa mãn)
Ứng suất tiếp lớn nhất:
→ τmax = 2,56 106 < 11,25.107 (N.m) < [τ] (thỏa mãn)
2.2.4. Dầm ngang bao ngoài sàn trên
Chọn sơ bộ: vật liệu thép kết cấu CT3, chiều dài dầm là 2.2 (m), tiết diện hình hộp với kích thước như sau:
Dầm hộp: h = 100 (mm); b = 50 (m); d = 10 (mm); t = 10 (mm); Jx = 4.167*10-6 (m4)
Từ biểu đồ lực cắt và momen:
Qmax = 4357.51 (N); Mmax = 1452.88(Nm)
Ứng suất pháp lớn nhất:
σ = 0,62.102 18.9*107 (Pa) = [σ] (thỏa mãn)
Ứng suất tiếp lớn nhất:
→ τmax = 1,87 106 < 11,25.107 (N.m) < [τ] (thỏa mãn)
3. Tính toán kết cấu sàn dưới
3.1. Xác định tải trọng và sơ đồ phân bố lực sàn dưới
Do sàn dưới được liên kết trực tiếp với khung mooc, do vậy lúc này thì các dầm ngang lại là dầm chịu lực chính, dầm dọc chính và các dầm bao ngoài có nhiệm vụ chính là tăng độ cứng vững và ổn định cho kết cấu. Ta xác định sơ bộ kết cấu của sàn dưới như sau:
3775 (N): lực tác dụng của một bánh xe con lên sàn dưới.
40000 (N): tự trọng của sàn dưới.
75300 (N): trọng lượng của sàn trên và 3 xe con.
Kết cấu của sàn dưới bao gồm:
- 2 dầm dọc bao ngoài
- 2 dầm ngang bao ngoài
- 2 dầm dọc chính
Chiều rộng sàn dưới: 2500 (m)
Chiều dài sàn dưới: 15000 (m)
3.2. Tính toán thiết kế và kiểm tra bền các dầm sàn dưới
3.2.1. Dầm ngang sàn dưới
Các dầm ngang sàn dưới nhận lực trực tiếp của 3 xe con và toàn bộ tải trọng của sàn trên (bao gồm cả 3 xe con).
Tổng tải trọng của sàn trên là: 7530 (kg)
Tải trọng của ba xe con là: 3*1510 = 4530 (kg)
Tổng cộng có 16 dầm ngang, như vậy ta giả thiết tải trọng được phân bố đều cho các dầm ngang.
Chọn sơ bộ: vật liệu thép kết cấu CT3, chiều dài dầm ngang là 2.5 (m), tiết diện chữ C, kích thước cụ thể như sau:
Momen quán tính Jx = 89.4*10-8 (m4), momen tĩnh của một nửa tiết diện với trục x Sx = 13.3*10-6 (m3)
Từ biểu đồ lực cắt và momen:
Qmax = 5570.5 (N); Mmax = 1805.81(Nm)
Ứng suất pháp lớn nhất:
σ = 10,1.107 18.9*107 (Pa) = [σ] (thỏa mãn)
Ứng suất tiếp lớn nhất:
→ τmax = 1,04 106 < 11,25.107 (N.m) < [τ] (thỏa mãn)
2.3.4. Dầm dọc bao ngoài sàn dưới
Thiết kế dầm dọc bao ngoài bằng thép kết cấu CT3, chiều dài 15 (m), tiết diện ngang như hình vẽ sau:
- Chiều cao tiết diện h = 160 (mm)
- Chiều rộng tiết diện b = 81 (mm)
- Chiều dày thân d = 5 (mm)
- Chiều dày đế t = 7.8 (mm)
- Bán kính góc lượn trong R = 8.5 (mm)
- Bán kính góc lượn chân r = 3.5 (mm)
- Diện tích tiết diện: A = 20.2 (cm2)
2.3.6. Khung mooc kéo
Thiết kế khung mooc bằng thép kết cấu CT3, chiều dài 11 (m), tiết diện ngang như hình vẽ sau:
- Chiều cao tiết diện h = 180 (mm)
- Chiều rộng tiết diện b = 100 (mm)
- Chiều dày thân d = 5.1 (mm)
- Chiều dày đế t = 8.3 (mm)
- Bán kính góc lượn trong R = 9 (mm)
- Bán kính góc lượn chân r = 3.5 (mm)
- Diện tích tiết diện: A = 25.4(cm2)
4. Thiết kế sàn nóc cabin và khung đỡ sàn
Các dầm cấu tạo sàn được chọn tương tự như dầm sàn trên:
- Dầm ngang bao ngoài: thép hộp: h = 100 (mm), b = 50 (mm), t = d = 10 (mm).
- Dầm ngang: thép hộp: h = 70 (mm), b = 50 (mm), t = d = 5 (mm).
- Dầm dọc bao ngoài: thép chữ C: chiều rộng b = 46 (mm), chiều cao h = 100 (mm); chiều dày thân d = 4.5 (mm), chiều dày đế t = 7.6 (mm).
- Dầm dọc chính: thép hộp: h = 100 (mm), b = 50 (mm), t = d = 10 (mm).
- Dầm ngang: thép hộp: h = 70 (mm), b = 50 (mm), t = d = 5 (mm).
- Thanh chống: thép hộp: h = 100 (mm), b = 50 (mm), t = d = 10 (mm).
CHƯƠNG 5. THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THỦY LỰC
1. Lựa chọn thiết bị thủy lực
1.1. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của hệ thống
1.1.1. Sơ đồ
Sơ đồ dẫn động thủy lực như hình 48.
Hệ thống trên gồm các bộ phận chính sau:
- Bơm dầu: có nhiệm vụ tạo năng lượng để làm dòng chất lỏng dịch chuyển.
- Van tràn: có chức năng xả dầu về thùng chứa khi áp suất dầu quá cao, đảm bảo hệ thống hoạt động an toàn.
- Cơ cấu phân phối: có chức năng đóng mở các đường dầu để cung cấp năng lượng cho cơ cấu chấp hành làm việc.
- Cơ cấu chấp hành: ở đây là các xylanh thủy lực và nam châm điện. Chúng sẽ thực hiện một nhiệm vụ nhất định trong hệ thống.
1.1.2. Nguyên lý hoạt động
- Bơm dầu được dẫn động bởi động cơ sẽ hút dầu từ thùng dầu lên, dầu đi qua lọc dầu sau đó qua van an toàn rồi đi lên van phân phối. Nếu các cơ cấu không làm việc thì dầu sẽ theo vòng tuần hoàn kín trở về thùng dầu.
- Khi áp suất trong hệ thống cáo quá, van tràn sẽ mở để đưa dầu trở về thùng dầu đảm bảo an toàn cho hệ thống.
- Van một chiều có tác dụng giữ các cơ cấu chấp hành ở vị trí làm việc khi bơm dầu đột ngột không làm việc.
1.2. Lựa chọn các thiết bị thủy lực
- Bơm pittong hướng trục
- Van an toàn loại kháng đỡ
- Cơ cấu phân phối kiểu tịnh tiến
- Cơ cấu tiết lưu loại điều chỉnh được
- Cơ cấu chấp hành loại xylanh tác dụng kép.
2. Tính toán và thiết kế hệ dẫn động thủy lực
2.1. Tính toán xylanh nâng sàn trên
2.1.1. Xác định áp lực của xylanh nâng, hạ
Do chuyển động của sàn trên là chậm nên ta coi đây là bài toán tĩnh và tính toán cho hai trạng thái cao nhất và thấp nhất.
Do kết cấu chịu uốn nên để đơn giản trong tính toán ta có thể quy bài toán về uốn phẳng thuần túy.
Tải trọng gồm:
- Lực tập trung: trọng lượng của xe con: 15100 (N)/ 1 xe
- Lực phân bố: trọng lượng của bản thân sàn trên, theo thiết kế là 30000 (N)
Ta có lực đặt tại các khớp như sau:
- Tại A: PA = 28141 (N)
- Tại B: PB = -3775 (N)
- Tại C: PC = 28284 (N)
Ta dùng phương pháp họa đồ lực để tính các lực tại các khâu
Chọn tỷ lệ xích: μ = 10 (N/mm)
2.1.3. Xác định thời gian nâng sàn
Vận tốc nâng sàn trung bình là Vn = 0.2 (m/s)
Chiều cao nâng lớn nhất: hmax = 2 (m)
Chiều cao nâng nhỏ nhất: hmin = 0 (m)
Chiều cao nâng: h = hmax – hmin = 2 (m)
2.1.4. Xác định hành trình của pittong
- Hai xylanh đầu:
Chiều dài lớn nhất của cụm xylanh và pittong: h1max = 1.769 (m)
Chiều dài nhỏ nhất của cụm xylanh và pittong: h1min = 1.615 (m)
Hành trình của pittong: h1 = h1max - h1min = 1.769 – 1.615 = 0.154 (m)
- Xylanh sau:
Chiều dài lớn nhất của cụm xylanh và pittong: h2max = 1.727 (m)
Chiều dài nhỏ nhất của cụm xylanh và pittong: h2min = 0.649 (m)
Hành trình của pittong: h2 = h2max - h2min = 1.727 - 0.649 = 1.078 (m)
2.1.8. Kiểm tra sức bền kéo nén của cần pittong
Áp lực lớn nhất do dầu sinh ra:
P = p.S (N)
Với:
p = 1.7*107 (N/m2)
S: diện tích tiết diện trong xylanh, S = П.a2 = 3.14*0.0352 = 3.8465*10-3 (m2)
→ P = p.S = 1.7*107*3.8465*10-3 = 65390.5 (N)
Tiết diện ngang của cần pittong:
Scp = 1256.19-3 (m2)
Ứng suất nén lớn nhất trên cần pittong:
αn = 520,625.105 < [α]800*105 (N/m2)
2.2. Tính toán xylanh nâng mooc
2.2.1. Xác định áp lực xylanh
Để đơn giản trong tính toán coi sàn dưới là một sàn phẳng.
Xét lực cần thiết sinh ra bởi xylanh chính trong trường hợp mooc được nâng lên vị trí cao nhất.
Tổng trọng lượng sàn trên và 3 xe con: P2 = 15100*3 + 30000 = 75300 (N)
Lực P2 qui về trọng tâm sàn dưới.
Trọng lượng bản thân sàn dưới: P1 = 40000 (N)
F1, F2, F3: trọng lượng của các xe con: F1= F2= F3 = 15100 (N)
R1: lực tác dụng của xylanh lên sàn dưới.
R2: phản lực của cụm bánh xe lên sàn dưới.
Tại trạng thái cân bằng:
∑MB = 0
→ R1*cos300*7670 – F1*cos100*7100 – F2*cos100*2510 + F3*cos100*2080 – (P1 + P2)*cos100*1670 = 0
→ R1 ≈ 266900 (N)
Chọn số lượng xylanh nâng mooc là 2 xylanh. Như vậy mỗi xylanh cần sinh ra một lực tối thiểu là F = 266900/2 = 133450 (N).
2.2.4. Xác định hành trình của pittong
Chiều dài lớn nhất của cụm xylanh và pittong: hmax = 1.655 (m)
Chiều dài nhỏ nhất của cụm xylanh và pittong: hmin = 1 (m)
Hành trình của pittong: h = h1max - hmin = 1.655 – 1 = 0.655 (m)
2.2.6. Xác định đường kính cần pittong
Thường chọn đường kính cần pittong: d = (0.5÷ 0.7)Dxl
Với Dxl là đường kính trong xylanh: Dxl = 0.1 (m)
Như vậy: d = (0.05 ÷ 0.07) (m)
Chọn d = 0.06 (m)
2.2.8. Kiểm tra sức bền kéo nén của cần pittong
Áp lực lớn nhất do dầu sinh ra:
P = p.S (N)
Với:
p = 1.7*107 (N/m2)
S: diện tích tiết diện trong xylanh, S = П.a2 = 3.14*0.052 = 7.85*10-3 (m2)
→ P = p.S = 1.7*107*7.85*10-3 = 133450 (N)
2.3. Tính toán xylanh trượt sàn nóc cabin
2.3.1. Xác định áp lực xylanh
Tải trọng tác dụng lên sàn nóc cabin gồm có:
- Trọng lượng xe con: P1 = 15100 (N)
- Tự trọng của sàn nóc cabin: P2 = 2000 (N)
Sàn nóc cabin sẽ trượt trên khung trong quá trình làm việc. Hệ số ma sát giữa kim loại và kim loại: μ = 0.1 ÷ 0.2. Chọn μ = 0.15
Như vậy lực mà xylanh trượt sàn nóc cabin cần sinh ra là:
F = (P1 + P2). μ = (15100 + 2000)*0.15 = 2565 (N)
2.3.3. Lưu lượng cần thiết của mỗi xylanh
Qxl = V*Sxl
Trong đó:
V: vận tốc của pittong, cũng chính là vận tốc trượt của sàn, chọn V = 0.02 (m/s)
Sxl: tiết diện xylanh, Sxl = П.Rxl2 = 3.14*(0.02/2)2 = 3.14*10-4(m2)
→ Qxl = V.Sxl = 0.02*3.14*10-4= 6.28*10-6 (m3/s)
2.3.6. Kiểm tra sức bền kéo nén của cần pittong
Áp lực lớn nhất do dầu sinh ra:
P = p.S (N)
Với:
p = 1.7*107 (N/m2)
S: diện tích tiết diện trong xylanh, S = П.a2 = 3.14*0.012 = 3.14*10-4 (m2)
→ P = p.S = 1.7*107*3.14*10-4 = 5338 (N)
Ứng suất nén lớn nhất trên cần pittong:
αn = 472,22.103 < [α] = 800*105 (N/m2)
2.5. Tính cơ cấu an toàn cho cụm xylanh nâng sàn
Cơ cấu khóa chỉ có tác dụng hãm không cho tay quay quay xuống trong quá trình chất tải. Song trường hợp xylanh mất dầu, không còn áp lực dầu để giữ sàn trên ở vị trí chất tải, lúc này toàn bộ trọng lượng của sàn trên sẽ dồn vào cơ cấu khóa, và với cơ cấu khóa tính toán ở trên sẽ không chịu được lực lớn thế, sẽ bị bẻ gãy và tay quay sẽ quay xuống, hạ sàn trên, gây mất nguy hiểm khi sàn trên đã chất tải (xe con sẽ bị xô xuống).
Vì vậy cần có một cơ cấu an toàn ở vị trí xylanh nâng sàn nhằm giữ cho cụm xylanh giữ nguyên vị trí tác dụng ngay cả khi mất dầu.
2.5.1. Chức năng:
Cơ cấu an toàn có nhiệm vụ chính là đỡ sàn trên sau khi nâng lên vị trí xác định. Trong quá trình nâng, để đảm bảo tính an toàn cho người và hàng hóa thì chốt hãm luôn luôn ăn khớp với răng của trụ đỡ.
2.5.3.Nguyên lý hoạt động:
- Ở trạng thái ban đầu chốt hãm luôn ăn khớp với răng trụ đỡ nhờ một lò xo luôn đẩy chốt ra. Khi pittong bắt đầu đầy sàn trên lên thì bề mặt của chốt sẽ trượt với mặt dưới của răng. Chính sự tiếp xúc này sẽ gây ra một phản lực đẩy lò xo vào và chốt hãm đi lên phần răng phía trên.
- Khi sàn được nâng lên vị trí xác định thì chốt hãm sẽ giữ cố định sàn lại, khi đó xylanh thủy lực không cần sinh lực giữ sàn nữa. Điều này để đảm bảo an toàn cho hệ thống khi gặp sự cố mất áp suất dầu.
- Khi muốn hạ sàn thì đóng điện, nam châm điện hoạt động sinh lực từ hút lõi từ (chốt hãm) thắng lực lò xo để cho thanh răng di chuyển tự do.
2.5.4. Tính toán cơ cấu an toàn
2.5.4.1. Tính chốt hãm
Theo thiết kế thì lực mà chốt hãm phải chịu chính bằng lực của xylanh. Chốt hãm chịu lực vuông góc với trục gây uốn chốt. Các thông số tính toán:
- Lực tác dụng: F = 62300 (N)
- Cánh tay đòn: l = 15 (mm)
- [σ] = 18.9*107 (N/ m2)
→ D = 0,005 (m). Chọn D = 25 (mm)
2.5.4.2. Tính toán lò xo ép chốt hãm
Do trong quá trình nâng sàn, phần răng dưới của chốt tì vào bề mặt răng của trụ bên, không sinh ra lực ngang đẩy chốt vào. Vì vậy khi thiết kế không cần thiết phải chọn lực ép lò xo quá lớn. Chọn Flx = 2000 (N).
Khi cơ cấu khóa làm việc lò xo bị biến dạng Δl’. Lực ép lúc này là:
Flx’ = 1.2* Flx = 1.2*2000 = 2400 (N)
Đường kính của dây lò xo:
→ d = 0.0073 (m) ≈ 7.3 (mm)
Đường kính trung bình của lò xo là: D = C.d = 7*7.3 = 51.1 (mm)
3. Tính chọn bơm thủy lực
Kết cấu bơm thủy lực như hình dưới.
Bơm pittong hướng trục thể hiện như hình 64.
3.1. Xác định công suất của bơm
Lưu lượng của bơm bằng tổng lưu lượng của các xylanh nâng sàn và xylanh nâng toàn bộ mooc, xylanh cơ cấu khóa và xylanh trượt sàn nóc cabin.
Xylanh nâng sàn: hai xylanh đầu: Q1 = Q2 = 5.92*10-5 (m3/s)
Xylanh sau: Q3 = 4.147*10-4 (m3/s)
Xylanh nâng toàn bộ mooc: Q4 = 7.536*10-4 (m3/s)
Xylanh trượt sàn nóc cabin: Q5 = 6.28*10-6 (m3/s)
Xylanh cơ cấu khóa: Q6 = 6.28*10-6 (m3/s)
Vậy lưu lượng cần thiết của bơm là:
Q∑ = 2(Q1 + Q2 + Q3) + 2Q4 + 6Q5 + Q6 = 2*(2*5.92*10-5 + 4.147*10-4) + 2*7.536*10-4 + 6*6.28*10-6 + 6.28*10-6 = 2.61*10-3 (m3/s)
Tuy nhiên trong thực tế bơm có lưu lượng lớn hơn để đảm bảo sự làm việc của hệ thống. Ta chọn: Qb = 3*10-3 (m3/s)
Áp suất làm việc của bơm: p = 1.7*107 (N/m2)
Công suất thủy lực của bơm: Ntl = p.Qb = 1.7*107*3*10-3 = 51000(Nm/s)
Như vậy, công suất thực tế của bơm là:
Nb =3*10-3*2.125*107 = 63750 (W)
Nt ≈ 70833.33 (W)
Chọn số vòng quay của bơm là nb = 240 (v/p) = 40 (v/s) được giảm tốc từ động cơ.
Theo Bastor thì số xylanh bơm z được chọn như sau:
q £ 10-4 (m3/v) thì z = 7
q = (10-4 ÷ 2.5*10-4) (m3/v) thì z = 9
q > 2.5*10-4 (m3/v) thì z = 11
3.3. Đường kính của đĩa nghiêng dẫn động bơm
Thay số ta có: D = 94,65 (mm)
Với d = 20 (mm) → 3d = 60 (mm) < 94.65 (mm)
Vậy D thỏa mãn điều kiện.
3.5. Xác định đường kính ngoài của khối xylanh
Dng = Dxl + 1.6d = 66 + 1.6*25 = 98.8 (mm)
Theo tiêu chuẩn lấy Dng = 100 (mm)
3.6. Xác định góc giữa các pittong αp
Xác định theo công thức sau: αp = 360/z = 360/7 = 51025’42”
Kết luận các thông số của bơm thủy lưc:
- Đường kính pittong: d = 20 (mm)
- Hành trình làm việc: S = 40 (mm)
- Đường kính các xylanh: Dxl = 66 (mm)
- Đường kính đĩa nghiêng: D = 94.65 (mm)
- Đường kính ngoài khối xylanh: Dng = 100 (mm)
5. Yêu cầu về chất lỏng công tác
- Chất lỏng không nén được.
- Khả năng bôi trơn nhằm đảm bảo hệ số ma sát nhỏ nhất. Khả năng bôi trơn của chất lỏng có liên quan đến độ nhớt phân tử. Nhiệt độ càng cao thì độ nhớt chất lỏng càng giảm.
- Khả năng chống oxi hóa và ổn định về mặt hóa học.
- Nhiệt độ ngưng tụ thấp.
- Khả năng chống hòa tan khí vào nước.
- Tính ổn định về modun đàn hồi và trọng lượng riêng.
- Không độc hại.
Nhận xét: Trên đây là những phần chính của hệ thống dẫn động thủy lực. Tuy nhiên để cho hệ thống làm việc có độ tin cậy cao cũng như an toàn trong khi vận hành thì ta có thể bố trí thêm các cơ cấu sau:
- Bộ tích áp: là cơ cấu dùng trong các hệ truyền dẫn thủy lực để điều hòa năng lượng thông qua áp suất và lưu lượng của chất lỏng làm việc. Bình tích áp được sử dụng rộng rãi trong các loại máy rèn, máy ép, trong các cơ cấu tay máy và đường dây tự động … nhằm làm giảm công suất của bơm, tăng độ tin cậy và hiệu suất sử dụng của toàn bộ hệ thống thủy lực.
- Bộ ổn tốc: trong các cơ cấu chấp hành cần chuyển động êm, chính xác cao thì các hệ thống điều chỉnh đơn giản không thể đảm bảo được, vì nó không khắc phục được những nguyên nhân gây ra sự không ổn định chuyển động, như tải trọng thay đổi, độ đàn hồi của dầu, độ rò dầu cũng như sự thay đổi nhiệt độ.
CHƯƠNG 6. CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT PISTON NÂNG MOOC
1. Kết cấu pittong
1.1. Cấu tạo
Cấu tạo pittong thể hiện như hình dưới.
1.2. Chức năng
Pittong có tác dụng lấy năng lượng từ chất lỏng (dầu) có áp suất thông qua cần pittong để dẫn động cơ cấu làm việc.
1.3. Yêu cầu kỹ thuật
- Vật liệu chế tạo là thép 35 thấm C
- Độ bóng bề mặt làm việc trụ ngoài đạt Ra 2.5
- Độ không vuông góc không quá 0.02 (mm)
2. Phân tích tính công nghệ và lựa chọn chuẩn gia công
2.1. Phân tích tính công nghệ
Chi tiết pittong với cấu tạo như trên hình vẽ có tính công nghệ tốt, gia công được trên máy vạn năng. Công nghệ lắp ráp đơn giản khi chọn chuẩn gia công và gá đặt khi tiến hành gia công.
2.4. Đồ gá
Như đã phân tích công nghệ, dùng đồ gá vạn năng để gá đặt chi tiết khi tiến hành gia công.
3. Các nguyên công gia công chi tiết
3.1. Nguyên công 1
Khoan lỗ và tiện thô lỗ.
Thực hiện trên máy tiện nằm ngang.
* Bước 1: Khoan lỗ Ø 18
- Lượng chạy dao: S = 0.4 (mm/vòng)
- Chiều sâu cắt: t = 1.15 (mm)
- Tốc độ máy: n = 254 (vòng/ phút)
* Bước 2: Tiện thô bề mặt trong đạt Ø 26
- Lượng chạy dao: S = 0.16 (mm/vòng)
- Chiều sâu cắt: t = 1 (mm)
- Tốc độ máy: n = 1280 (vòng/ phút)
3.3. Nguyên công 3
Tiện chuẩn cho nguyên công tiếp theo
- Lượng chạy dao: S = 0.5 (mm/vòng)
- Chiều sâu cắt: t = 2 (mm)
- Tốc độ máy: n = 1280 (vòng/ phút)
- Dao tiện thép gió: P9
3.5. Nguyên công 5
* Bước 1: Tiện rãnh phớt.
- Lượng chạy dao: S = 0.07 (mm/vòng)
- Chiều sâu cắt: t = 3 (mm)
- Tốc độ máy: n = 1250 (vòng/ phút)
- Dao tiện thép gió: P9
* Bước 2: Khỏa hai mặt đáy của pittong.
- Lượng chạy dao: S = 0.18 (mm/vòng)
- Chiều sâu cắt: t = 0.5 (mm)
- Tốc độ máy: n = 1000 (vòng/ phút)
- Dao tiện thép gió: P9
3.6. Nguyên công 6
Tổng kiểm tra:
- Độ không vuông góc không quá 0.02 (mm).
- Độ trụ mặt ngoài có dung sai ± 0.02 (mm).
CHƯƠNG 7. CÁC HƯ HÒNG THƯỜNG GẶP VÀ QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA
1. Các hư hỏng thường gặp
1.1. Hư hỏng hệ thống thủy lực
Hầu hết các hư hỏng của hệ thống thủy lực đều bắt đầu với việc mất dần dần hoặc đột ngột áp suất và lưu lượng, dẫn đến giảm áp lực làm việc của xylanh. Ngoài ra một số bộ phận của hệ thống sẽ có thể khiếm khuyết gây (độ kín khít, …..) dẫn đến làm việc không chính xác, lâu ngày dẫn đến hư hỏng các bộ phận, chi tiết khác.
- Hệ thống thủy lực làm việc không hiệu quả: có nhiều nguyên nhân như sau:
+ Không đủ dầu trong hệ thống: khắc phục bằng cách thêm và kiểm tra dầu trong hệ thống (chú ý những chỗ rò dầu).
+ Dùng sai loại dầu cho hệ thống thủy lực: khắc phục bằng cách thay đổi loại dầu. Có thể tra cứu loại dầu trong cataloge của nhà sản xuất (với mooc kéo thiết kế trong đồ án, có thể tham khảo trong cataloge của hãng Landoll).
+ Lọc dầu bẩn, tắc: rút hết dầu ra khỏi hệ thống và thay lọc dầu mới.
+ Đường dầu bẩn hoặc cong, méo: sửa chữa hoặc thay thế đường dầu nếu cần thiết.
+ Van phân phối tắc, mòn: sửa chữa hoặc thay thế van mới. Kiểm tra lại dầu trong hệ thống. Rửa sạch và thay thế dầu mới.
+ Van an toàn mòn hoặc làm việc có trục trặc: rửa sạch, sửa chữa hoặc thay thế.
- Hệ thống điều khiển tác động thất thường: nguyên nhân có thể do:
+ Lọt khí trong hệ thống: kiểm tra đầu hút dầu của hệ thống tại chỗ rò khí.
+ Dầu lạnh: làm ấm dầu. Thực ra vấn đề này không đáng ngại ở nước ta do khí hậu nước ta nóng, ẩm.
+ Một số chi tiết bẩn hoặc gây hại (do mạt kim loại sinh ra khi mòn): rửa sạch và sửa chữa nếu cần.
- Dầu hệ thống quá nóng: nguyên nhân:
+ Dầu bẩn, thiếu hoặc không thích hợp: khắc phục bằng cách sử dụng dầu thích hợp.
+ Động cơ chạy quá nhanh: làm nóng dầu. Khắc phục bằng cách giảm tốc độ động cơ.
+ Rò rỉ quá nhiều bên trong: sửa chữa hoặc thay thế nếu cần.
+ Tắc bầu lọc hoặc đường dầu: thay thế bầu lọc và thông đường dầu.
- Bơm làm việc ồn:
+ Dầu ít: bổ sung thêm dầu.
+ Sử dụng sai loại dầu
+ Dầu sủi bọt: thay thế dầu
1.2. Hư hỏng hệ thống điện
Hầu hết hư hỏng của hệ thống điện biểu hiện ở việc cháy nổ cầu chì hoặc các bộ phận của hệ thống làm việc không hiệu quả. Đường dây có thể bị hư hỏng. Sau đây là một vài lỗi hỏng chính của hệ thống điện trên mooc kéo.
- Không có đèn:
+ Cầu chì cháy.Thay thế cầu chì.
+ Các chỗ nối lỏng: vặn chặt các chỗ nối.
+ Dây điện hỏng: thay thế dây mới
- Đèn bừng sáng và cháy:
+ Dây nối đất bị đứt: nối lại dây nối đất
+ Chênh lệch điện áp giữa đầu kéo và mooc kéo
- Cầu chì bị nổ hoặc khóa điện bị hỏng:
+ Rung động
+ Ngắn mạch: thay thế cầu chì
1.4. Hệ thống phanh
- Không phanh được hoặc phanh không hiệu quả:
+ Hệ thống phanh khí nén được lắp đặt không đúng yêu cầu: khí nén cấp vào không đủ hoặc bị rò khí…
+ Van bảo hiểm hư hỏng
+ Đường ống khí bị tắc hoặc rò rỉ.
- Phanh bị bó kẹt:
+ Bộ phận bên trong của phanh (má phanh, quả đào, trông phanh …) bị vỡ
+ Trục cam bị mòn vẹt
+ Điều chỉnh phanh không thích hợp
- Phanh tác dụng chậm:
+ Phanh cần được điều chỉnh và bôi trơn
+ Áp suất khí nén thấp, dưới 90psi
+ Tắc ở đường ống dẫn khí
- Phanh không hiệu quả:
+ Phanh cần điều chỉnh
+ Cam cần bôi trơn
+ Phanh cần đặt lại
+ Áp suất khi nén thấp
2. Quy trình bảo dưỡng
Trong phần này sẽ giới thiệu những chỉ dẫn cần thiết về qui trình bảo dưỡng cho mooc kéo. Mặc dù mooc kéo đã được thiết kế để làm việc được trong điều kiện bảo dưỡng thấp nhất, nhưng nếu được bảo dưỡng thường xuyên thì sẽ đảm bảo quá trình làm việc an toàn cho mooc kéo.
2.1. Lịch bảo dưỡng
Trình tự bảo dưỡng mooc kéo cần thực hiện định kì, có kèm theo bôi trơn.
- Kiểm tra: đầu kéo, mooc kéo và các bộ phận của mooc kéo định kì nhằm phát hiện những dấu hiệu hư hỏng. Với những chi tiết, bộ phận hư hỏng cần được sửa chữa hoặc thay thế nếu cần. Tìm hiểu nguyên nhân của việc rò rỉ hệ thống thủy lực. Kiểm tra lại lần nữa tất cả các chi tiết bộ phận và chi tiết trước khi vận hành mooc kéo.
- Bôi trơn: những điểm cần bôi trơn là: mâm xoay, các khớp bản lề ở đầu cần pittong và xylanh, khớp quay của tay quay và khớp bản lề đầu tay quay, khớp quay của cơ cấu khóa, hệ thống treo, khớp nối giữa hai nửa sàn trên…
2.2. Trình tự bảo dưỡng
2.2.1. Sửa chữa các chi tiết, bộ phận
Các hư hỏng đã được đưa ra ở phần trước. Dựa vào bảng liệt kê hư hỏng ta đưa ra cách sửa chữa hoặc thay thế nếu cần.
2.2.2. Làm sạch
- Rửa sạch mooc kéo để loại bỏ bụi bẩn bám trên mooc. Rửa bằng hóa chất, nhưng chú ý dùng loại hóa chất không gây ăn mòn kim loại trên mooc, sau đó rửa sạch bằng nước. Nếu điều kiện cho phép có thể bôi sáp lên thân mooc để chống bụi bẩn bám vào và tăng độ bóng cho mooc. Chu kì bôi sáp là 3 hoặc 6 tháng, hoặc ít hơn nếu hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt.
- Làm sạch các bề mặt trượt với dung môi hòa tan 6 tháng một lần hoặc nhiều hơn nếu hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt. Các bề mặt trượt được bôi một loại dầu bôi trơn đặc biệt, tuy nhiên với việc bổ sung dầu bôi trơn theo yêu cầu có thể ngăn ngừa những tiếng ồn do làm việc không trơn tru, các chi tiết cọ xát với nhau.
2.4. Bảo dưỡng hệ thống thủy lực
- Kiểm tra mức dầu trong thùng dầu hàng tuần hoặc sau khi phát hiện rò rỉ. Kiểm tra mức dầu với xylanh thủy lực ở trạng thái nâng sàn. Tháo, kiểm tra bơm dầu.
- Đổ dầu quá nhiều có thể là nguyên nhân gây tràn dầu trong quá trình vận hành hệ thống thủy lực.
- Cài đặt áp suất dầu: các van phân phối đều phải đặt áp suất dầu ở 1.7E+7 (N/m2).
2.5. Bảo dưỡng hệ thống điện
- Bảo dưỡng hệ thống điện bao gồm kiểm tra các hư hỏng về việc đứt, mòn đường dây điện, cháy nổ cầu chì, bóng đèn cháy …
- Với các dây điện bị mòn, đứt do quá trình sử dụng cần được thay thế kịp thời để đảm bảo hoạt động và an toàn trong quá trình sử dụng.
- Những chỗ bị ăn mòn nhiều cần được loại bỏ để đảm bảo an toàn
- Cầu chì bị nổ hoặc mạng điện bị cháy là do bị ngắn mạch hoặc quá tải. Thay thế ngay cầu chì và sửa chữa những chỗ đường điện bị đứt.
2.7. Bảo dưỡng hệ thống treo
2.7.1. Hệ thống treo khí nén
- Kiểm tra các bulong, đai ốc, các đường khí nén (kiểm tra độ kín khít).
- Kiểm tra áp suất khí nén, thường thì áp suất dư của khí nén phải đạt 450 kN/m2
2.7.2. Điều chỉnh chiều cao của bầu khí nén
- Bỏ liên kết ở tay điều khiển và đưa tay điều khiển lên vị trí cao nhất, nâng mooc lên.
- Chiều cao của bầu khí nén yêu cầu là 9 (cm) và chiều cao block là 11 (cm).
- Hạ mooc kéo xuống bằng cách xả khí từ hệ thống. Kiểm tra lại chiều cao bầu khí nén
- Di chuyển tay điều khiển tới vị trí 450 trong vòng 10 - 15 giây. Di chuyển chậm tay điều khiển tới vị trí giữa, đè lên vị trí chốt ở block điều chỉnh và giá đỡ trên van điều khiển chiều cao tự động.
- Loại bỏ các khoảng trống, xả khí khỏi hệ thống và loại bỏ liên kết. Điều này cho phép van điều chỉnh chiều cao tự động có thể trở lại trạng thái điều khiển bình thường.
- Kiểm tra lại chiều cao bầu khí nén. Nếu cần thiết , điều chỉnh lại chiều cao bầu khí nén cho tới khi đạt yêu cầu.
2.8. Gióng thẳng hàng
2.8.1. Gióng thẳng hàng bánh xe
Trước khi gióng bánh xe cần đảm bảo mooc không tải và các bánh xe đều ở trên mặt đường.
- Khi bánh xe mooc kéo có dấu hiệu mài mòn, mòn vẹt cần kiểm tra hư hỏng ở hệ thống treo (bề mặt, giảm chấn, liên kết …), trục, bánh xe và ổ bi trục bánh xe. Việc gióng bánh xe thích hợp và điều chỉnh ổ bi trục sẽ làm giảm mòn lốp xe.
- Khắc phục:
+ Thay thế bánh xe, moayo và ổ bi trục
+ Theo yêu cầu thì không tồn tại góc nghiêng ngang của bánh xe, có thể kiểm tra góc nghiêng ngang bánh xe trên đường.
2.8.2. Gióng trục
Việc kiểm tra góc nghiêng ngang của trụ đứng bánh xe là cần thiết đảm bảo cho xe chuyển động thẳng. Kiểm tra đường gióng bằng cách thông thường hoặc sử dụng dụng cụ đo sự thẳng hàng của mooc kéo. Cần kiểm tra lỗi của hệ thống treo trước khi gióng trục.
- Qui trình gióng trục thông thường:
+ Đỗ mooc trên mặt đường phẳng. Bảo đảm mooc không tải.
+ Tách đầu kéo và mooc kéo. Nâng mooc kéo lên vị trí cao nhất cho phép từ vị trí thấp nhất.
+ Treo quả dọi từ tâm của kingpin thẳng xuống đất.
+ Đo khoảng cách D từ quả dọi đến tâm của một trong các trục. Ghi lại số liệu (hình 67).
- Hệ thống treo khí nén:
Hệ thống treo khí nén được gióng thẳng hàng va điều chỉnh tại nơi sản xuất và không cần thiết gióng thẳng hàng khi gióng trục. Tuy nhiên nếu cần thiết, nó sẽ được gióng như sau:
+ Gióng trục hệ thống treo khí nén, vị trí trục trước ngang bằng dầm ở hệ thống treo trước. Nới lỏng đai ốc bulong trục hệ thống treo. Với gióng trục về phía trước, quay đầu của trục theo chiều kim đồng hồ. Với gióng trục về phía sau, quay đầu trục ngược chiều kim đồng hồ.
+ Gióng trục trước như phần 4.8.2
+ Sau khi gióng thích hợp, xiết chặt đai ốc bulong trục hệ thống treo với lực xiết thích hợp.
2.9. Bảo dưỡng hệ thống phanh
Chú ý trống phanh và moayo bánh xe rất nóng:
- Kiểm tra đường ống khí nén với các dạng hỏng như sau: mòn do cọ xát, cong, xoắn, … Cần thay thế đường ống ngay khi phát hiện những lỗi trên.
- Kiểm tra hệ thống phanh với các hư hỏng sau: mòn phanh, phanh không nhạy, chốt hãm mòn … Thay thế và xiết chặt.
- Kiểm tra độ mòn má phanh.
- Tiến hành xả khí trong bình chứa mỗi ngày. Van xả khí đặt ở dưới đáy bình chứa. Ngay khi áp suất khí giảm, phanh tay và phanh khẩn cấp hoạt động.
- Kiểm tra lỗi tất cả các chi tiết, bộ phận của hệ thống phanh.
- Kiểm tra tất cả các đường ống khí, đảm bảo các đường ống đều thông.
2.10. Bảo dưỡng moayo bánh xe và trống phanh
2.10.1. Rửa sạch và kiểm tra trống phanh
- Bề mặt trong của trống phanh sạch, không có vết nứt do quá nhiêt.
- Đường kính trong của trống phanh nằm trong giới hạn cho phép.
- Dùng giấy nhám đánh sạch bề mặt trong của trống phanh để loại bỏ bụi bẩn và làm phẳng các lỗ li ti trên bề mặt trong của trống phanh.
- Trống phanh bị nứt vỡ.
- Bề mặt trong của trống phanh mòn quá mức cho phép.
2.11. Bảo dưỡng bánh xe
- Kiểm tra áp suất lốp bằng đồng hồ đo áp suất. Áp suất lớn gây va đập cho mooc trong quá trình di chuyển và “vỡ lốp” khi đầy tải.
- Kiểm tra độ mòn của các vấu bám. Nếu vấu bám quá mòn sẽ làm giảm độ bám đường.
- Lốp xuất hiện các đường nứt, vỡ dài cần thay thế ngay.
KẾT LUẬN
Sau gần 4 tháng bảo vệ với sự hướng dẫn tận tình của thầy : TS………………., em đã hoàn thành đồ án “Thiết kế mooc kéo chuyên chở xe con”. Trong phần thuyết minh, em đã hoàn thành:
- Thiết kế, tính toán và kiểm nghiệm các sàn của mooc kéo: sàn trên, sàn dưới và sàn nóc cabin.
- Thiết kế tính toán hệ thống thủy lực trên mooc kéo.
- Thiết kế tính toán hệ thống an toàn cho mooc trong quá trình chất tải.
- Trình bày các hư hỏng thường gặp trên mooc và qui trình bảo dưỡng, sửa chữa.
Trong phần bản vẽ, gồm có:
- Bản vẽ phương án
- Bản vẽ bố trí chung
- Bản vẽ các trạng thái làm việc của mooc kéo
- Bản vẽ hệ thống treo của mooc kéo
- Bản vẽ kết cấu sàn mooc (2 bản)
- Bản vẽ cụm xylanh nâng mooc
- Bản vẽ chi tiết xylanh nâng mooc
- Bản vẽ qui trình gia công pittong xylanh nâng mooc
- Bản vẽ dẫn động thủy lực
- Bản vẽ chi tiết (thanh trượt, giá đỡ, pittong …)
Do hạn chế kiến thức của bản thân và khuôn khổ của đồ án nên vẫn còn một số hạn chế trong đồ án như sau:
- Phương án thiết kế cơ cấu khóa chưa tối ưu
- Phương án thiết kế các sàn chưa tối ưu
- Khả năng hoạt động trên thực tế của mooc (chưa kiểm nghiệm được)
- Một vài cụm, hệ thống trên mooc chưa thiết kế được như: hệ thống phanh, hệ thống treo, hệ thống thông tin tín hiệu, mâm xoay …
Ngoài những hạn chế kế trên, chắc chắn đồ án còn vướng nhiều sai sót. Vì vậy em mong các thầy và các bạn đóng góp ý kiến để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Một lần nữa em xin chân thành cám ơn thầy giáo : TS………………., cùng các thầy trong bộ môn đã giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí: Trịnh Chất - Lê Văn Uyển, NXB Giáo dục.
[2]. Sức bền vật liệu: Đặng Việt Cương –- Nguyễn Nhật Tùng -– Nhữ Phương Mai, NXB Khoa học và Kỹ thuật.
[3]. Máy thủy lực thể tích: Hoàng Thị Bích Ngọc, Bộ môn Thủy khí, ĐHBK Hà Nội.
[4]. Máy thủy lực và truyền động thủy lực: Nguyễn Phú Vịnh, ĐHBK Hà Nội.
[5]. Máy và truyền động thủy lực: Phạm Vỵ, ĐHBK Hà Nội.
[6]. Model 336C car carrier operation’s manual: http://trans.landoll.com
[7]. Model 336B car carrier parts list: http://www.easternwrecker.com
[8]. Bài giảng dung sai: Ninh Đức Tốn, ĐHBK Hà Nội.
[9]. https://landoll.com/
[10]. https://xedaukeocu.com/san-pham/xe-dau-keo-my-freightliner-columbia-2004-va-century-2007.html
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"