Thiết kế tính toán và kiểm nghiệm trên máy tính trục các đăng cho xe mỏ 271310
- 73 trang
- file .pdf
Bộ Giáo dục và Đào tạo
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
------------------------------------
NGUYỄN ANH TÚ
Thiết kế tính toán và kiểm nghiệm
trên máy tính trục các đăng cho xe mỏ
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :
TS. HOÀNG THĂNG BÌNH
Hà Nội Năm 2013
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn
của TS. Hoàng Thăng Bình. Đề tài được thực hiện tại Trường Đại học Bách khoa
Hà Nội. Các số liệu và kết quả trình bày trong luận văn là độc lập, hoàn toàn trung
thực và chưa từng công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào.
Hà Nội, ngày 05 tháng 01 năm 2013
Tác giả
Nguyễn Anh Tú
1
DANH MỤC HÌNH VẼ BẢNG BIỂU
TT Tên hình vẽ, bảng biểu Trang
1 Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo và bố trí các bộ phận chính của ôtô 11
2 Hình 2.2 Xe ôtô vận tải nặng CAT 769 15
3 Hình 2.3 Mặt trước của xe 16
4 Hình 2.4 Mặt sau của xe 16
5 Hình 2.5 Sơ đồ bố trí cụm các đăng trên xe 16
6 Hình 2.6 Cấu tạo cụm các đăng trước và sau của xe CAT 18
7 Hình 2.7 Sơ đồ truyền động các đăng thông dụng trên ôtô 19
8 Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo truyền lực các đăng 20
9 Hình 2.9 Hai vị trí của cơ cấu các đăng 21
10 Hình 2.10 Cấu tạo truyền động các đăng ôtô tải có ổ đỡ trung gian. 23
11 Hình 2.11 Hai vị trí đặc trưng của chữ thập 25
12 Hình 2.12 Truyền động các đăng có hai khớp chữ thập 27
13 Hình 2.13 Truyền động các đăng có 3 khớp chữ thập 29
14 Hình 2.14 Truyền động các đăng có 4 khớp chữ thập 29
15 Hình 2.15 Sơ đồ nguyên lý làm việc của khớp các đăng đồng tốc dạng bi. 31
16 Hình 2.16 Khớp các đăng bi với các rãnh chia 32
17 Hình 2.17 Khớp các đăng bi với rãnh thẳng 33
18 Hình 2.18 Khớp các đăng bi với các rãnh có tiết diện thay đổi 34
2
19 Hình 2.19 Sơ đồ động học các đăng loại bi. 35
20 Hình 2.20 Cách bố trí cụm các đăng trước và sau trên xe CAT 769 37
21 Hình 2.21 Cụm các đăng trước xe CAT 769 37
22 Hình 2.22 Cụm các đăng sau xe CAT 769 38
23 Hình 3.1 Sách tham khảo 42
24 Hình 3.2 Hộp thoại tạo dữ liệu mới 45
25 Hình 3.3 Cửa sổ thiết kế chính của phần mềm SolidWorks 45
26 Hình 3.4 Thanh công cụ Sketch 46
27 Hình 3.5 Mặt bích trục các đăng trước 47
28 Hình 3.6 Ống ghép của các đăng trước 47
29 Hình 3.7 Mặt bích của các đăng sau 48
30 Hình 3.8 Óng ghép các đăng sau 48
31 Hình 3.9 Ống ghép then hoa các đăng sau 49
32 Hình 3.10 Trục then hoa các đăng sau 49
33 Hình 3.11 Trục các đăng trước 50
34 Hình 3.12 Trục các đăng sau 51
35 Hình 3.13 Chọn vật liệu cho trục các đăng. 53
36 Hình 3.14 Điều kiện ràng buộc khi tính kiểm nghiệm 53
37 Hình 3.15 Đặt ngoại lực tác dụng lên trục 55
38 Hình 3.16 Chia lưới mô hinh tính toán các đăng trước 55
3
39 Hình 3.17 Chia lưới mô hinh tính toán các đăng sau 56
40 Hình 3.18 Kết quả tính toán kiểm nghiệm trục các đăng trước 57
41 Hình 3.19 Kết quả tính toán kiểm nghiệm trục các đăng sau 58
42 Hình 4.1 Thay đổi bán kính góc lượn của mặt bích trục các đăng 60
43 Hình 4.2 Kết quả cải tiến khi tăng bán kính góc lượn 62
44 Hình 4.3 Kết quả cải tiến khi thay đổi vật liệu 61
45 Hình 4.4 Kết quả cải tiến tổng hợp 61
46 Bảng 2.1 Các thông số kỹ thuật cơ bản của xe CAT 769 14
47 Bảng 2.2 Tiêu chuẩn kỹ thuật của nhà chế tạo 17
4
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT
TT Chữ viết tắt Ý nghĩa
1 HT Hệ thống
2 ĐHTĐ Hệ thống truyền động
5
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................1
DANH MỤC HÌNH VẼ BẢNG BIỂU .......................................................................2
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT ...............................................5
MỤC LỤC ...................................................................................................................6
LỜI MỞ ĐẦU .............................................................................................................8
Chương 1 TỔNG QUAN ...........................................................................................9
1.1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN PHẨM TRONG VÀ
NGOÀI NƯỚC LIÊN QUAN TRỰC TIẾP ĐẾN ĐỀ TÀI.....................................9
1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI ...............................................................................10
1.3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ................................................10
1.4. PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN VÀ NGHIÊN CỨU. .......................................10
1.5. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU. ..........................................................................10
Chương 2 TỔNG QUAN VỀ TRỤC CÁC ĐĂNG XE MỎ ....................................11
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ Ô TÔ VẬN TẢI MỎ ..........................................11
2.1.1 Giới thiệu chung về ôtô .............................................................................11
2.1.2 Giới thiệu ôtô vận tải hạng nặng CAT 769 ............. Error! Bookmark not
defined.
2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TRỤC CÁC ĐĂNG TRÊN XE MỎ. ....................19
2.2.1 Giới thiệu truyền động các đăng. ..............................................................19
2.3 CÁC BỘ PHẬN CỦA TRỤC CÁC ĐĂNG TRÊN XE MỎ. .........................36
2.3.1 Giới thiệu cách bố trí cụm các đăng trước và sau trên xe CAT 769 .........36
2.3.2. Cụm các đăng trước xe CAT 769 .............................................................37
2.3.3. Cụm các đăng sau xe CAT 769 ................................................................37
2.4 CÁC DẠNG HƯ HỎNG CỦA TRỤC CÁC ĐĂNG XE MỎ. .......................38
2.4.1 Cụm các đăng trước bị vặn hoặc cong vênh..............................................38
2.4.2 Mặt bích của cụm các đăng bị nứt, rạn ở phần góc lượn dễ gây đứt trong
quá trình làm việc ...............................................................................................38
2.4.3 Mặt bích của cụm các đăng sau (phần nối cầu sau) bị nứt, rạn ở phần cổ
phải hàn lại để sử dụng. ......................................................................................39
2.4.4 Chi tiết phần ống then hoa của cụm các đăng sau trong quá trình làm việc
bị va đập, lõm, sinh ra các vết nứt trên thân. ......................................................39
2.4.5 Trục bị đảo rung động khi làm việc ..........................................................40
6
2.4.6 Có tiếng kêu khi làm việc ..........................................................................40
Chương 3 THIẾT KẾ VÀ KIỂM NGHIỆM TRỤC CÁC ĐĂNG NGUYÊN BẢN
CỦA XE MỎ CAT 769 BẰNG PHẦN MỀM SOLIDWORKS ..............................41
3.1. GIỚI THIỆU PHẦN MỀM SOLIDWORKS. ................................................41
3.1.1 Tính năng ...................................................................................................41
3.1.2 Nguyên tắc thiết kế chi tiết 3D trong SolidWorks ....................................43
3.2 ỨNG DỤNG SOLIDWORKS VÀO THIẾT KẾ CỤM CÁC CHI TIẾT CỦA
TRỤC CÁC ĐĂNG TRỨƠC VÀ SAU CỦA XE MỎ CAT 769 .........................45
3.2.1. Thiết kế trục các đăng trước .....................................................................46
3.2.2. Thiết kế trục các đăng sau ........................................................................47
3.2.3 Mô hình thiết kế cụm các đăng trước và sau xe ô tô tải nặng CAT 769 ...49
3.3. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM BỀN TRỤC CÁC ĐĂNG XE MỎ BẰNG
SOLIDWORKS SIMULATION ...........................................................................50
3.3.1 Tính toán moment xoắn tác dụng lên cụm các đăng trước và sau ............50
3.3.2 Đưa điều kiện tính toán kiểm nghiệm vào SolidWorks Simulation..........50
3.3.3 Kết quả tính toán và đánh giá ....................................................................55
Chương 4 THIẾT KẾ CẢI TIẾN VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ................................58
4.1 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG HƯỚNG CẢI TIẾN TRỤC CÁC ĐĂNG XE MỎ CAT
...............................................................................................................................58
4.2 CẢI TIẾN BẰNG CÁCH THAY ĐỔI KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC ............58
4.3 CẢI TIẾN BẰNG CÁCH THAY VẬT LIỆU THIẾT KẾ .............................59
4.4 CẢI TIẾN TỔNG HỢP ...................................................................................62
Chương 5 KẾT LUẬN .............................................................................................64
TÀI LIỆU THAM KHẢO. ........................................................................................65
PHỤ LỤC. .................................................................................................................66
7
LỜI MỞ ĐẦU
Xe mỏ là một phương tiện vận tải đường bộ hữu ích trong công trường khai
thác. Ở nước ta, theo thực tế khai thác khoáng sản và vận chuyển thì số lượng xe mỏ
sử dụng trên những công trường ngày một tăng nhanh. Do điều kiện làm việc cũng
như thời gian làm việc có phần khắc nghiệt hơn những loại phương tiện khác nên
việc hư hại và ảnh hưởng tới thiết kế của xe là không thể tránh khỏi. Cho nên việc
nghiên cứu chế tạo để thay thế các phụ tùng đáp ứng kịp thời yêu cầu vận tải của
mỏ là rất cần thiết. Trục các đăng xe mỏ là một trong những chi tiết rất dễ hỏng và
việc nghiên cứu chế tạo cũng gặp không ít khó khăn.
Trên thế giới, việc nghiên cứu chế tạo trục các đăng xe mỏ đã được tiến hành từ
lâu. Tuy nhiên, thực tế việc tiếp cận và sử dụng các nghiên cứu đó còn khó khăn
như ít có tài liệu, cần nhiều thiết bị nghiên cứu và thử nghiệm hiện đại. Việc nhập
sản phẩm vừa phải chịu chi phí cao vừa phải chờ lâu làm ảnh hưởng tới tiến độ sản
xuất. Việc nghiên cứu thiết kế, tính toán, kiểm nghiệm và chế tạo trục các đăng
phục vụ cho vận tải mỏ là một công việc thiết thực, đem lại hiệu quả kinh tế mà vẫn
đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật.
Đề tài “Thiết kế tính toán và kiểm nghiệm trên máy tính trục các đăng xe mỏ.”
đã được tác giả chọn làm đề tài nghiên cứu. Để kết quả công trình được ứng dụng
và đưa vào sử dụng rộng rãi trong thực tế, tác giả rất mong nhận được nhiều ý kiến
đánh giá từ các chuyên gia chuyên nghành và các đồng nghiệp. Qua đây tác giả
cũng bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới Thầy giáo TS. Hoàng Thăng Bình cùng toàn
thể các thầy trong Bộ môn Ô tô - Viện Cơ khí động lực cũng như KS. Dương Đình
Hùng – Viện Cơ khí năng lượng và mỏ - VINACOMIN đã hướng dẫn và giúp đỡ
tác giả hoàn thành đề tài này.
Xin trân trọng cảm ơn!
8
Chương 1 TỔNG QUAN
1.1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN PHẨM TRONG VÀ
NGOÀI NƯỚC LIÊN QUAN TRỰC TIẾP ĐẾN ĐỀ TÀI
Hiện nay tính toán kiểm nghiệm trước khi đi vào sản xuất là vấn đề đang được
các nhà sản xuất nỗ lực đầu tư và khai thác nhằm đạt được sản phẩm như ý muốn
trong thời gian ngắn nhất, cắt giảm phần lớn thời gian chế tạo và thử nghiệm trước
khi đưa vào sản xuất chính thức. Việc đánh giá tính năng hoạt động của trục các
đăng theo các thông số kỹ thuật đủ bền, chống xoắn, cong ... đang được đặt ra.
Nhu cầu tính toán, kiểm nghiệm trên máy tính trục các đăng trên ôtô vận tải nói
chung và xe mỏ nói riêng là nhu cầu cấp thiết cho thực tế. Thực tế hiện nay, việc
kiểm tra và đánh giá hiệu quả hoạt động của trục các đăng thường dựa vào kinh
nghiệm của người thợ. Vì vậy, việc nghiên cứu tính toán, kiểm nghiệm trên máy
tính sẽ rút ngắn thời gian, nâng cao độ tin cậy... của quá trình thiết kế kiểm nghiệm
trục các đăng.
Tại Việt Nam hiện nay có nhiều đơn vị đang sử dụng xe mỏ, tuy nhiên khi trục
các đăng của xe gặp hỏng hóc, sự cố thì thường chỉ tiến hành sửa chữa nhỏ hoặc
mua phụ tùng mới về thay thế chứ chưa có đơn vị nào trong nước chế tạo cụm chi
tiết này.
Hiện nay nhiều nước trên thế giới sử dụng rất nhiều loại xe tải nặng khác nhau
để phục vụ các ngành công nghiệp như xây dựng và khai thác khoáng sản. Với ưu
điểm nổi trội về tuổi thọ và hiệu quả sử dụng, xe tải nặng của hãng CAT ngày càng
được sử dụng rộng rãi trong đó có Việt Nam. Do điều kiện đường xá, tần xuất sử
dụng cao cũng như thói quen chở quá tải nên trục các đăng của các xe này hay bị
hỏng. Việc tìm hiểu kết cấu để sửa chữa trung và đại tu là cần thiết, nhưng trên cơ
sở đó cần nghiên cứu để cải tiến sao cho có thể tận dụng khả năng chế tạo trong
nước, sản xuất được sản phẩm có giá thành thấp hơn, đáp ứng kịp thời nhu cầu vận
tải mỏ, tiết kiệm chi phí không phải mua phụ tùng của chính hãng mà vẫn phù hợp
với điều kiện sử dụng và vận hành trong nước.
9
1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
Từ những vấn đề đặt ra như trên, mục tiêu của đề tài là nghiên cứu tính toán và
kiểm nghiệm thông số kỹ thuật trục các đăng trên xe mỏ bằng máy tính, từ đó đưa
ra phương án cải tiến thiết kế, đánh giá kiểm nghiệm lại để từ đó xây dựng bộ bản
vẽ và chế tạo được trục các đăng trên xe mỏ.
1.3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là trục các đăng trên xe mỏ. Nhưng vì xe mỏ
có rất nhiều chủng loại nên tác giả giới hạn phạm vi nghiên cứu trên xe ô tô tải nặng
CAT 769 là xe được sử dụng khá phổ biến tại vùng mỏ.
1.4. PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN VÀ NGHIÊN CỨU.
Đối tượng nghiên cứu của đề tài trục các đăng trên xe mỏ, do đó phương pháp
lựa chọn là tiếp cận sản phẩm của các nhà cung cấp xe mỏ trên thế giới, biết được
cấu tạo, các thông số kỹ thuật của chúng, đồng thời học tập phương pháp tư duy của
các công ty này trong việc xây dựng phương pháp tính toán, kiểm nghiệm đối tượng
nghiên cứu.
Tìm hiểu các thông số kỹ thuật của trục các đăng thông qua các tài liệu sửa
chữa của hãng để có thể lựa chọn phương án thiết kế phù hợp.
Nghiên cứu các phương pháp đánh giá trực tiếp trên xe mỏ tình trạng của các
đăng trên xe mỏ. Từ các phương pháp này có thể đưa ra được phương pháp kiểm tra
khi trục các đăng bị hỏng.
1.5. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU.
- Nghiên cứu tìm hiểu trục các đăng trên xe mỏ, xe ô tô tải nặng CAT 769.
- Nghiên cứu, tìm hiểu các chủng loại trục các đăng trên xe tải nặng.
- Thiết kế 3D và kiểm nghiệm trên máy tính trục các đăng nguyên bản.
- Đề xuất phương án cải tiến và kiểm nghiệm các phương án này.
10
Chương 2 TỔNG QUAN VỀ TRỤC CÁC ĐĂNG XE MỎ
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ Ô TÔ VẬN TẢI MỎ
2.1.1 Giới thiệu chung về ôtô
Ô tô là một phương tiện vận tải đường bộ dùng để chở người, hàng hoá, vật liệu
…
Nhìn chung ô tô có các bộ phận chủ yếu như: Động cơ, hệ thống truyền lực, hệ
thống treo, hệ thống di chuyển, hệ thống điều khiển và các thiết bị làm việc khác
như trên Hình 1.1.
Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo và bố trí các bộ phận chính của ôtô
1.Động cơ; 8. Nhíp sau
2. Ly hợp; 9. Khung bệ
3.Hộp số; 10. Thân
4. Truyền lực các đăng; 11. Cơ cấu lái
5. Truyền lực chính; 12. Lò xo
6. Cơ cấu vi sai; 13. Bánh xe
7. Bánh xe chủ động; 14. Cần số
* Động cơ.
11
Động cơ thường dùng là động cơ xăng hoặc diezen. Là nguồn động lực của
ôtô, có tác dụng biến năng lượng nhiệt do nhiên liệu bị đốt cháy sinh ra (xăng,
dầu) thành cơ năng.
* Hệ thống truyền lực.
Hệ thống truyền lực của ôtô có tác dụng truyền mômen quay từ động cơ tới
bánh xe chủ động.
Hệ thống truyền lực gồm có: Li hợp, hộp số, bộ truyền động các đăng, truyền
lực chính, cơ cấu vi sai và bán trục.
* Hệ thống treo.
Hệ thống treo có tác dụng nối đàn hồi giữa khung hay thân xe với hệ thống di
chuyển.
Hệ thống treo gồm có: Bộ phận đàn hồi (nhíp, lò xo), bộ phận hướng và bộ
phận giảm chấn.
* Hệ thống di chuyển.
Hệ thống di chuyển bảo đảm sự chuyển động hoặc tạo ra lực kéo cần thiết
cho mooc kéo của ôtô.
* Hệ thống điều khiển.
Hệ thống điều khiển (Bánh lái, phanh) có tác dụng thay đổi hướng chuyển
động hoặc giảm tốc độ của ô tô.
Theo quan điểm động lực học thì cấu tạo ô tô gồm các phần sau:
+ Động cơ: Là nguồn cung cấp năng lượng cơ học. Phần lớn sử dụng động cơ
đốt trong, động cơ điện kèm theo nguồn điện hoặc động cơ hơi nước nhưng ít được
sử dụng.
+ Thân vỏ: Là phần công tác hữu ích của ô tô dùng để chở khách hoặc hàng
hoá. Đối với xe tải thì thân vỏ gồm có buồng lái và thùng xe.
+ Gầm bệ: Bao gồm hệ thống truyền lực, bộ phận vận hành và hệ thống điều khiển.
* Hệ thống truyền lực: bao gồm các cơ cấu và tổng thành làm nhiệm vụ
truyền mômen xoắn từ động cơ đến bánh xe chủ động. Hệ thống truyền lực bao gồm
các cơ cấu và tổng thành sau:
12
- Bộ ly hợp
- Hộp số
- Hộp phân phối
- Truyền lực các đăng
- Truyền lực chính
- Bộ vi sai
- Bán trục
* Bộ phận vận hành gồm có:
- Khung xe
- Dầm cầu
- Hệ thống treo
- Bánh xe
* Hệ thống điều khiển có tác dụng điều khiển phương hướng chuyển động
của ô tô, điều khiển làm chậm dần tốc độ, gồm có:
- Cơ cấu lái
- Hệ thống phanh
2.1.2 Giới thiệu ôtô vận tải hạng nặng CAT 769
* Giới thiệu ôtô vận tải nặng CAT 769 và các thông số kỹ thuật cơ bản:
Xe tải hạng năng CAT 769 chuyên dùng cho vận tải mỏ, xe có kích thước lớn
chở được nhiều than, khoáng sản. Hình ảnh, các kích thước bao ngoài và các thông
số cơ bản của xe được thể hiện trong Hình 2.3, 2.3, 2.4 và Bảng 2.1
13
Bảng 2.1 Các thông số kỹ thuật cơ bản của xe CAT 769
TT THÔNG SỐ KỸ THUẬT ĐƠN VỊ TRỊ SỐ GHI CHÚ
1 Các kích thước cơ bản
- Chiều dài lớn nhất mm 8239
- Chiều rộng lớn nhất mm 5069
- Chiều cao khi chưa nâng ben mm 4072
- Chiều cao khi nâng hết ben mm 7751
- Khoảng cách giữa tâm 2 lốp trước mm 3102
- Khoảng cách giữa 2 tâm lốp mm 3713
trước,sau
- Chiều rộng mép 2 lốp trước mm 3665
- Khoảng sáng gầm xe nhỏ nhất mm 615
- Thể tích thùng xe (SAE 2:1) m3 24,2
2 Động cơ: CAT 3408 E - Động cơ điện tử - thủy lực HEUI, 8 xilanh, bố trí chữ V
- Công suất động cơ lớn nhất kW/HP 386/518
- Công suất bánh đà kW/HP 363/487
- Mômen xoắn lớn nhất Nm 2194
- Đường kính x hành trình mm 137,2 x 152,4
- Tổng dung tích Lít 18
- Tiêu hao nhiên liệu g/HP.giờ (152,2 163,3)
3 Hộp số: kiểu bánh răng hành tinh, điều khiển bằng điện tử
- Hộp số: Có 7 số tiến và 1 số lùi
- Tốc độ di chuyển số tiến 1 km/h 12,6
- Tốc độ di chuyển số tiến 2 km/h 17,2
- Tốc độ di chuyển số tiến 3 km/h 23,3
- Tốc độ di chuyển số tiến 4 km/h 31,4
- Tốc độ di chuyển số tiến 5 km/h 42,5
- Tốc độ di chuyển số tiến 6 km/h 57,3
- Tốc độ di chuyển số tiến 7 km/h 77,7
- Tốc độ di chuyển số lùi 8 km/h 16,6
- Vận tốc MAX km/h 65,8
- Vận tốc MIN km/h 10
4 Tự trọng xe kg 31620
Tải trọng định mức kg 39780
Phân phối tải trọng
- K % 49,8
hông tải: Cầu trước
Cầu sau % 50,2
- Đ
ầy tải: Cầu trước
Cầu sau
5 Lốp xe: loại 1800R-33 (E4) Chiếc 6
2
Áp suất lốp Kg/cm 7,2
14
Hình 2.2 Xe ôtô vận tải nặng CAT 769
15
Hình 2.3 Mặt trước của xe
Hình 2.4 Mặt sau của xe
16
* Khi sửa chữa lớn lắp ráp theo tiêu chuẩn kỹ thuật của nhà chế tạo (hãng CAT-
USA) và kiểm tra trên băng thử phải đạt các tiêu chuẩn kỹ thuật sau:
Bảng 2.2 Tiêu chuẩn kỹ thuật của nhà chế tạo
1 Áp lực dầu bôi trơn ở nhiệt độ nước làm mát 800 C
- Tốc độ Min 800 v/p: áp suất đạt 38 PSI
trở lên
- Tốc độ 1400 v/p trở lên: áp suất đạt 76
PSI trở lên
2 Tốc độ vòng quay chạy không tải:
Min đạt 810 30 v/p
Max đạt 2280 50 v/p
3 Công suất ở 2000 10 v/p đạt (75 80)% công suất định mức 518 HP
4 Các yêu cầu khác
- Động cơ dễ khởi động, nổ êm đều ở các tốc độ quay, không có hiện
tượng rung, giật
- Khi nhiệt độ đạt tới 70oC khí thải có hết đen
- Chênh lệch nhiệt độ dầu và nước từ (10 15)0 C
* Bố trí cụm các đăng trước và sau trên xe được thể hiện trên Hình 2.5.
* Cấu tạo cụm các đăng trước và sau được trình bày trên Hình 2.6. Đây là kết cấu
trục các đăng nguyên bản của nhà sản xuất. Trong điều kiện chế tạo của Việt nam,
nếu làm đúng hình dạng như vậy thì chi tiết phải đi qua các công đoạn rèn dập cần
nhiều khuôn mẫu đắt tiền.
17
1. Cụm các đăng trước 2,3 Hộp số và hộp số phụ 4. Cụm các đăng sau
Hình 2.5 Sơ đồ bố trí các cụm các đăng trên xe
Hình 2.6 Cấu tạo cụm các đăng trước và sau của xe CAT
18
2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TRỤC CÁC ĐĂNG TRÊN XE MỎ.
2.2.1 Giới thiệu truyền động các đăng.
Khi muốn truyền chuyển động từ một trục này sang một trục khác mà góc tạo
bởi đường tâm của hai trục đó thay đổi trong quá trình ôtô chuyển động thì dùng
khớp nối trục các đăng. Khớp nối trục các đăng liên kết với trục thành một tổ hợp
gọi là truyền động các đăng.
2.1.1.1. Công dụng.
Các đăng là khớp nối trục bản lề, dùng để truyền mômen quay giữa các trục đặt
thẳng hàng (cùng nằm trên một đường tâm) hay cắt nhau (lệch tâm) tức là truyền
chuyển động từ động cơ qua hộp số, đến những cụm hay bộ phận di động tương đối
so với khung xe như cầu chủ động trước và sau của ô tô.
Hay nói một cách khác, truyền động các đăng dùng để truyền mômen quay giữa
các trục có đường tâm không nằm trên một đường thẳng mà thường cắt nhau dưới
một góc nào đó, hệ số của có thể thay đổi trong quá trình làm việc.
Đối với ôtô, truyền động các đăng dùng để truyền mô men quay từ những cụm
đặt cố định trên khung (như hộp số, hộp phân phối) tới những cụm di động tương
đối với khung như các cầu chủ động. Thường góc nghiêng của trục các đăng là
= 150 200 . Truyền động các đăng còn được dùng để truyền mô men đến các
bánh chủ động là bánh dẫn hướng (góc nghiêng có thể tới 400) hoặc đến các cụm
riêng của ô tô (như các tời trang bị phụ và các cơ cấu khác). Ngoài ra, truyền động
các đăng cũng còn dùng để truyền mô men giữa các cụm đặt cố định trên khung có
độ dịch chuyển góc tương đối bé ( min = 3 5 ).
0 0
19
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
------------------------------------
NGUYỄN ANH TÚ
Thiết kế tính toán và kiểm nghiệm
trên máy tính trục các đăng cho xe mỏ
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :
TS. HOÀNG THĂNG BÌNH
Hà Nội Năm 2013
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn
của TS. Hoàng Thăng Bình. Đề tài được thực hiện tại Trường Đại học Bách khoa
Hà Nội. Các số liệu và kết quả trình bày trong luận văn là độc lập, hoàn toàn trung
thực và chưa từng công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào.
Hà Nội, ngày 05 tháng 01 năm 2013
Tác giả
Nguyễn Anh Tú
1
DANH MỤC HÌNH VẼ BẢNG BIỂU
TT Tên hình vẽ, bảng biểu Trang
1 Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo và bố trí các bộ phận chính của ôtô 11
2 Hình 2.2 Xe ôtô vận tải nặng CAT 769 15
3 Hình 2.3 Mặt trước của xe 16
4 Hình 2.4 Mặt sau của xe 16
5 Hình 2.5 Sơ đồ bố trí cụm các đăng trên xe 16
6 Hình 2.6 Cấu tạo cụm các đăng trước và sau của xe CAT 18
7 Hình 2.7 Sơ đồ truyền động các đăng thông dụng trên ôtô 19
8 Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo truyền lực các đăng 20
9 Hình 2.9 Hai vị trí của cơ cấu các đăng 21
10 Hình 2.10 Cấu tạo truyền động các đăng ôtô tải có ổ đỡ trung gian. 23
11 Hình 2.11 Hai vị trí đặc trưng của chữ thập 25
12 Hình 2.12 Truyền động các đăng có hai khớp chữ thập 27
13 Hình 2.13 Truyền động các đăng có 3 khớp chữ thập 29
14 Hình 2.14 Truyền động các đăng có 4 khớp chữ thập 29
15 Hình 2.15 Sơ đồ nguyên lý làm việc của khớp các đăng đồng tốc dạng bi. 31
16 Hình 2.16 Khớp các đăng bi với các rãnh chia 32
17 Hình 2.17 Khớp các đăng bi với rãnh thẳng 33
18 Hình 2.18 Khớp các đăng bi với các rãnh có tiết diện thay đổi 34
2
19 Hình 2.19 Sơ đồ động học các đăng loại bi. 35
20 Hình 2.20 Cách bố trí cụm các đăng trước và sau trên xe CAT 769 37
21 Hình 2.21 Cụm các đăng trước xe CAT 769 37
22 Hình 2.22 Cụm các đăng sau xe CAT 769 38
23 Hình 3.1 Sách tham khảo 42
24 Hình 3.2 Hộp thoại tạo dữ liệu mới 45
25 Hình 3.3 Cửa sổ thiết kế chính của phần mềm SolidWorks 45
26 Hình 3.4 Thanh công cụ Sketch 46
27 Hình 3.5 Mặt bích trục các đăng trước 47
28 Hình 3.6 Ống ghép của các đăng trước 47
29 Hình 3.7 Mặt bích của các đăng sau 48
30 Hình 3.8 Óng ghép các đăng sau 48
31 Hình 3.9 Ống ghép then hoa các đăng sau 49
32 Hình 3.10 Trục then hoa các đăng sau 49
33 Hình 3.11 Trục các đăng trước 50
34 Hình 3.12 Trục các đăng sau 51
35 Hình 3.13 Chọn vật liệu cho trục các đăng. 53
36 Hình 3.14 Điều kiện ràng buộc khi tính kiểm nghiệm 53
37 Hình 3.15 Đặt ngoại lực tác dụng lên trục 55
38 Hình 3.16 Chia lưới mô hinh tính toán các đăng trước 55
3
39 Hình 3.17 Chia lưới mô hinh tính toán các đăng sau 56
40 Hình 3.18 Kết quả tính toán kiểm nghiệm trục các đăng trước 57
41 Hình 3.19 Kết quả tính toán kiểm nghiệm trục các đăng sau 58
42 Hình 4.1 Thay đổi bán kính góc lượn của mặt bích trục các đăng 60
43 Hình 4.2 Kết quả cải tiến khi tăng bán kính góc lượn 62
44 Hình 4.3 Kết quả cải tiến khi thay đổi vật liệu 61
45 Hình 4.4 Kết quả cải tiến tổng hợp 61
46 Bảng 2.1 Các thông số kỹ thuật cơ bản của xe CAT 769 14
47 Bảng 2.2 Tiêu chuẩn kỹ thuật của nhà chế tạo 17
4
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT
TT Chữ viết tắt Ý nghĩa
1 HT Hệ thống
2 ĐHTĐ Hệ thống truyền động
5
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................1
DANH MỤC HÌNH VẼ BẢNG BIỂU .......................................................................2
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT ...............................................5
MỤC LỤC ...................................................................................................................6
LỜI MỞ ĐẦU .............................................................................................................8
Chương 1 TỔNG QUAN ...........................................................................................9
1.1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN PHẨM TRONG VÀ
NGOÀI NƯỚC LIÊN QUAN TRỰC TIẾP ĐẾN ĐỀ TÀI.....................................9
1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI ...............................................................................10
1.3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ................................................10
1.4. PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN VÀ NGHIÊN CỨU. .......................................10
1.5. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU. ..........................................................................10
Chương 2 TỔNG QUAN VỀ TRỤC CÁC ĐĂNG XE MỎ ....................................11
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ Ô TÔ VẬN TẢI MỎ ..........................................11
2.1.1 Giới thiệu chung về ôtô .............................................................................11
2.1.2 Giới thiệu ôtô vận tải hạng nặng CAT 769 ............. Error! Bookmark not
defined.
2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TRỤC CÁC ĐĂNG TRÊN XE MỎ. ....................19
2.2.1 Giới thiệu truyền động các đăng. ..............................................................19
2.3 CÁC BỘ PHẬN CỦA TRỤC CÁC ĐĂNG TRÊN XE MỎ. .........................36
2.3.1 Giới thiệu cách bố trí cụm các đăng trước và sau trên xe CAT 769 .........36
2.3.2. Cụm các đăng trước xe CAT 769 .............................................................37
2.3.3. Cụm các đăng sau xe CAT 769 ................................................................37
2.4 CÁC DẠNG HƯ HỎNG CỦA TRỤC CÁC ĐĂNG XE MỎ. .......................38
2.4.1 Cụm các đăng trước bị vặn hoặc cong vênh..............................................38
2.4.2 Mặt bích của cụm các đăng bị nứt, rạn ở phần góc lượn dễ gây đứt trong
quá trình làm việc ...............................................................................................38
2.4.3 Mặt bích của cụm các đăng sau (phần nối cầu sau) bị nứt, rạn ở phần cổ
phải hàn lại để sử dụng. ......................................................................................39
2.4.4 Chi tiết phần ống then hoa của cụm các đăng sau trong quá trình làm việc
bị va đập, lõm, sinh ra các vết nứt trên thân. ......................................................39
2.4.5 Trục bị đảo rung động khi làm việc ..........................................................40
6
2.4.6 Có tiếng kêu khi làm việc ..........................................................................40
Chương 3 THIẾT KẾ VÀ KIỂM NGHIỆM TRỤC CÁC ĐĂNG NGUYÊN BẢN
CỦA XE MỎ CAT 769 BẰNG PHẦN MỀM SOLIDWORKS ..............................41
3.1. GIỚI THIỆU PHẦN MỀM SOLIDWORKS. ................................................41
3.1.1 Tính năng ...................................................................................................41
3.1.2 Nguyên tắc thiết kế chi tiết 3D trong SolidWorks ....................................43
3.2 ỨNG DỤNG SOLIDWORKS VÀO THIẾT KẾ CỤM CÁC CHI TIẾT CỦA
TRỤC CÁC ĐĂNG TRỨƠC VÀ SAU CỦA XE MỎ CAT 769 .........................45
3.2.1. Thiết kế trục các đăng trước .....................................................................46
3.2.2. Thiết kế trục các đăng sau ........................................................................47
3.2.3 Mô hình thiết kế cụm các đăng trước và sau xe ô tô tải nặng CAT 769 ...49
3.3. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM BỀN TRỤC CÁC ĐĂNG XE MỎ BẰNG
SOLIDWORKS SIMULATION ...........................................................................50
3.3.1 Tính toán moment xoắn tác dụng lên cụm các đăng trước và sau ............50
3.3.2 Đưa điều kiện tính toán kiểm nghiệm vào SolidWorks Simulation..........50
3.3.3 Kết quả tính toán và đánh giá ....................................................................55
Chương 4 THIẾT KẾ CẢI TIẾN VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ................................58
4.1 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG HƯỚNG CẢI TIẾN TRỤC CÁC ĐĂNG XE MỎ CAT
...............................................................................................................................58
4.2 CẢI TIẾN BẰNG CÁCH THAY ĐỔI KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC ............58
4.3 CẢI TIẾN BẰNG CÁCH THAY VẬT LIỆU THIẾT KẾ .............................59
4.4 CẢI TIẾN TỔNG HỢP ...................................................................................62
Chương 5 KẾT LUẬN .............................................................................................64
TÀI LIỆU THAM KHẢO. ........................................................................................65
PHỤ LỤC. .................................................................................................................66
7
LỜI MỞ ĐẦU
Xe mỏ là một phương tiện vận tải đường bộ hữu ích trong công trường khai
thác. Ở nước ta, theo thực tế khai thác khoáng sản và vận chuyển thì số lượng xe mỏ
sử dụng trên những công trường ngày một tăng nhanh. Do điều kiện làm việc cũng
như thời gian làm việc có phần khắc nghiệt hơn những loại phương tiện khác nên
việc hư hại và ảnh hưởng tới thiết kế của xe là không thể tránh khỏi. Cho nên việc
nghiên cứu chế tạo để thay thế các phụ tùng đáp ứng kịp thời yêu cầu vận tải của
mỏ là rất cần thiết. Trục các đăng xe mỏ là một trong những chi tiết rất dễ hỏng và
việc nghiên cứu chế tạo cũng gặp không ít khó khăn.
Trên thế giới, việc nghiên cứu chế tạo trục các đăng xe mỏ đã được tiến hành từ
lâu. Tuy nhiên, thực tế việc tiếp cận và sử dụng các nghiên cứu đó còn khó khăn
như ít có tài liệu, cần nhiều thiết bị nghiên cứu và thử nghiệm hiện đại. Việc nhập
sản phẩm vừa phải chịu chi phí cao vừa phải chờ lâu làm ảnh hưởng tới tiến độ sản
xuất. Việc nghiên cứu thiết kế, tính toán, kiểm nghiệm và chế tạo trục các đăng
phục vụ cho vận tải mỏ là một công việc thiết thực, đem lại hiệu quả kinh tế mà vẫn
đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật.
Đề tài “Thiết kế tính toán và kiểm nghiệm trên máy tính trục các đăng xe mỏ.”
đã được tác giả chọn làm đề tài nghiên cứu. Để kết quả công trình được ứng dụng
và đưa vào sử dụng rộng rãi trong thực tế, tác giả rất mong nhận được nhiều ý kiến
đánh giá từ các chuyên gia chuyên nghành và các đồng nghiệp. Qua đây tác giả
cũng bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới Thầy giáo TS. Hoàng Thăng Bình cùng toàn
thể các thầy trong Bộ môn Ô tô - Viện Cơ khí động lực cũng như KS. Dương Đình
Hùng – Viện Cơ khí năng lượng và mỏ - VINACOMIN đã hướng dẫn và giúp đỡ
tác giả hoàn thành đề tài này.
Xin trân trọng cảm ơn!
8
Chương 1 TỔNG QUAN
1.1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN PHẨM TRONG VÀ
NGOÀI NƯỚC LIÊN QUAN TRỰC TIẾP ĐẾN ĐỀ TÀI
Hiện nay tính toán kiểm nghiệm trước khi đi vào sản xuất là vấn đề đang được
các nhà sản xuất nỗ lực đầu tư và khai thác nhằm đạt được sản phẩm như ý muốn
trong thời gian ngắn nhất, cắt giảm phần lớn thời gian chế tạo và thử nghiệm trước
khi đưa vào sản xuất chính thức. Việc đánh giá tính năng hoạt động của trục các
đăng theo các thông số kỹ thuật đủ bền, chống xoắn, cong ... đang được đặt ra.
Nhu cầu tính toán, kiểm nghiệm trên máy tính trục các đăng trên ôtô vận tải nói
chung và xe mỏ nói riêng là nhu cầu cấp thiết cho thực tế. Thực tế hiện nay, việc
kiểm tra và đánh giá hiệu quả hoạt động của trục các đăng thường dựa vào kinh
nghiệm của người thợ. Vì vậy, việc nghiên cứu tính toán, kiểm nghiệm trên máy
tính sẽ rút ngắn thời gian, nâng cao độ tin cậy... của quá trình thiết kế kiểm nghiệm
trục các đăng.
Tại Việt Nam hiện nay có nhiều đơn vị đang sử dụng xe mỏ, tuy nhiên khi trục
các đăng của xe gặp hỏng hóc, sự cố thì thường chỉ tiến hành sửa chữa nhỏ hoặc
mua phụ tùng mới về thay thế chứ chưa có đơn vị nào trong nước chế tạo cụm chi
tiết này.
Hiện nay nhiều nước trên thế giới sử dụng rất nhiều loại xe tải nặng khác nhau
để phục vụ các ngành công nghiệp như xây dựng và khai thác khoáng sản. Với ưu
điểm nổi trội về tuổi thọ và hiệu quả sử dụng, xe tải nặng của hãng CAT ngày càng
được sử dụng rộng rãi trong đó có Việt Nam. Do điều kiện đường xá, tần xuất sử
dụng cao cũng như thói quen chở quá tải nên trục các đăng của các xe này hay bị
hỏng. Việc tìm hiểu kết cấu để sửa chữa trung và đại tu là cần thiết, nhưng trên cơ
sở đó cần nghiên cứu để cải tiến sao cho có thể tận dụng khả năng chế tạo trong
nước, sản xuất được sản phẩm có giá thành thấp hơn, đáp ứng kịp thời nhu cầu vận
tải mỏ, tiết kiệm chi phí không phải mua phụ tùng của chính hãng mà vẫn phù hợp
với điều kiện sử dụng và vận hành trong nước.
9
1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
Từ những vấn đề đặt ra như trên, mục tiêu của đề tài là nghiên cứu tính toán và
kiểm nghiệm thông số kỹ thuật trục các đăng trên xe mỏ bằng máy tính, từ đó đưa
ra phương án cải tiến thiết kế, đánh giá kiểm nghiệm lại để từ đó xây dựng bộ bản
vẽ và chế tạo được trục các đăng trên xe mỏ.
1.3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là trục các đăng trên xe mỏ. Nhưng vì xe mỏ
có rất nhiều chủng loại nên tác giả giới hạn phạm vi nghiên cứu trên xe ô tô tải nặng
CAT 769 là xe được sử dụng khá phổ biến tại vùng mỏ.
1.4. PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN VÀ NGHIÊN CỨU.
Đối tượng nghiên cứu của đề tài trục các đăng trên xe mỏ, do đó phương pháp
lựa chọn là tiếp cận sản phẩm của các nhà cung cấp xe mỏ trên thế giới, biết được
cấu tạo, các thông số kỹ thuật của chúng, đồng thời học tập phương pháp tư duy của
các công ty này trong việc xây dựng phương pháp tính toán, kiểm nghiệm đối tượng
nghiên cứu.
Tìm hiểu các thông số kỹ thuật của trục các đăng thông qua các tài liệu sửa
chữa của hãng để có thể lựa chọn phương án thiết kế phù hợp.
Nghiên cứu các phương pháp đánh giá trực tiếp trên xe mỏ tình trạng của các
đăng trên xe mỏ. Từ các phương pháp này có thể đưa ra được phương pháp kiểm tra
khi trục các đăng bị hỏng.
1.5. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU.
- Nghiên cứu tìm hiểu trục các đăng trên xe mỏ, xe ô tô tải nặng CAT 769.
- Nghiên cứu, tìm hiểu các chủng loại trục các đăng trên xe tải nặng.
- Thiết kế 3D và kiểm nghiệm trên máy tính trục các đăng nguyên bản.
- Đề xuất phương án cải tiến và kiểm nghiệm các phương án này.
10
Chương 2 TỔNG QUAN VỀ TRỤC CÁC ĐĂNG XE MỎ
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ Ô TÔ VẬN TẢI MỎ
2.1.1 Giới thiệu chung về ôtô
Ô tô là một phương tiện vận tải đường bộ dùng để chở người, hàng hoá, vật liệu
…
Nhìn chung ô tô có các bộ phận chủ yếu như: Động cơ, hệ thống truyền lực, hệ
thống treo, hệ thống di chuyển, hệ thống điều khiển và các thiết bị làm việc khác
như trên Hình 1.1.
Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo và bố trí các bộ phận chính của ôtô
1.Động cơ; 8. Nhíp sau
2. Ly hợp; 9. Khung bệ
3.Hộp số; 10. Thân
4. Truyền lực các đăng; 11. Cơ cấu lái
5. Truyền lực chính; 12. Lò xo
6. Cơ cấu vi sai; 13. Bánh xe
7. Bánh xe chủ động; 14. Cần số
* Động cơ.
11
Động cơ thường dùng là động cơ xăng hoặc diezen. Là nguồn động lực của
ôtô, có tác dụng biến năng lượng nhiệt do nhiên liệu bị đốt cháy sinh ra (xăng,
dầu) thành cơ năng.
* Hệ thống truyền lực.
Hệ thống truyền lực của ôtô có tác dụng truyền mômen quay từ động cơ tới
bánh xe chủ động.
Hệ thống truyền lực gồm có: Li hợp, hộp số, bộ truyền động các đăng, truyền
lực chính, cơ cấu vi sai và bán trục.
* Hệ thống treo.
Hệ thống treo có tác dụng nối đàn hồi giữa khung hay thân xe với hệ thống di
chuyển.
Hệ thống treo gồm có: Bộ phận đàn hồi (nhíp, lò xo), bộ phận hướng và bộ
phận giảm chấn.
* Hệ thống di chuyển.
Hệ thống di chuyển bảo đảm sự chuyển động hoặc tạo ra lực kéo cần thiết
cho mooc kéo của ôtô.
* Hệ thống điều khiển.
Hệ thống điều khiển (Bánh lái, phanh) có tác dụng thay đổi hướng chuyển
động hoặc giảm tốc độ của ô tô.
Theo quan điểm động lực học thì cấu tạo ô tô gồm các phần sau:
+ Động cơ: Là nguồn cung cấp năng lượng cơ học. Phần lớn sử dụng động cơ
đốt trong, động cơ điện kèm theo nguồn điện hoặc động cơ hơi nước nhưng ít được
sử dụng.
+ Thân vỏ: Là phần công tác hữu ích của ô tô dùng để chở khách hoặc hàng
hoá. Đối với xe tải thì thân vỏ gồm có buồng lái và thùng xe.
+ Gầm bệ: Bao gồm hệ thống truyền lực, bộ phận vận hành và hệ thống điều khiển.
* Hệ thống truyền lực: bao gồm các cơ cấu và tổng thành làm nhiệm vụ
truyền mômen xoắn từ động cơ đến bánh xe chủ động. Hệ thống truyền lực bao gồm
các cơ cấu và tổng thành sau:
12
- Bộ ly hợp
- Hộp số
- Hộp phân phối
- Truyền lực các đăng
- Truyền lực chính
- Bộ vi sai
- Bán trục
* Bộ phận vận hành gồm có:
- Khung xe
- Dầm cầu
- Hệ thống treo
- Bánh xe
* Hệ thống điều khiển có tác dụng điều khiển phương hướng chuyển động
của ô tô, điều khiển làm chậm dần tốc độ, gồm có:
- Cơ cấu lái
- Hệ thống phanh
2.1.2 Giới thiệu ôtô vận tải hạng nặng CAT 769
* Giới thiệu ôtô vận tải nặng CAT 769 và các thông số kỹ thuật cơ bản:
Xe tải hạng năng CAT 769 chuyên dùng cho vận tải mỏ, xe có kích thước lớn
chở được nhiều than, khoáng sản. Hình ảnh, các kích thước bao ngoài và các thông
số cơ bản của xe được thể hiện trong Hình 2.3, 2.3, 2.4 và Bảng 2.1
13
Bảng 2.1 Các thông số kỹ thuật cơ bản của xe CAT 769
TT THÔNG SỐ KỸ THUẬT ĐƠN VỊ TRỊ SỐ GHI CHÚ
1 Các kích thước cơ bản
- Chiều dài lớn nhất mm 8239
- Chiều rộng lớn nhất mm 5069
- Chiều cao khi chưa nâng ben mm 4072
- Chiều cao khi nâng hết ben mm 7751
- Khoảng cách giữa tâm 2 lốp trước mm 3102
- Khoảng cách giữa 2 tâm lốp mm 3713
trước,sau
- Chiều rộng mép 2 lốp trước mm 3665
- Khoảng sáng gầm xe nhỏ nhất mm 615
- Thể tích thùng xe (SAE 2:1) m3 24,2
2 Động cơ: CAT 3408 E - Động cơ điện tử - thủy lực HEUI, 8 xilanh, bố trí chữ V
- Công suất động cơ lớn nhất kW/HP 386/518
- Công suất bánh đà kW/HP 363/487
- Mômen xoắn lớn nhất Nm 2194
- Đường kính x hành trình mm 137,2 x 152,4
- Tổng dung tích Lít 18
- Tiêu hao nhiên liệu g/HP.giờ (152,2 163,3)
3 Hộp số: kiểu bánh răng hành tinh, điều khiển bằng điện tử
- Hộp số: Có 7 số tiến và 1 số lùi
- Tốc độ di chuyển số tiến 1 km/h 12,6
- Tốc độ di chuyển số tiến 2 km/h 17,2
- Tốc độ di chuyển số tiến 3 km/h 23,3
- Tốc độ di chuyển số tiến 4 km/h 31,4
- Tốc độ di chuyển số tiến 5 km/h 42,5
- Tốc độ di chuyển số tiến 6 km/h 57,3
- Tốc độ di chuyển số tiến 7 km/h 77,7
- Tốc độ di chuyển số lùi 8 km/h 16,6
- Vận tốc MAX km/h 65,8
- Vận tốc MIN km/h 10
4 Tự trọng xe kg 31620
Tải trọng định mức kg 39780
Phân phối tải trọng
- K % 49,8
hông tải: Cầu trước
Cầu sau % 50,2
- Đ
ầy tải: Cầu trước
Cầu sau
5 Lốp xe: loại 1800R-33 (E4) Chiếc 6
2
Áp suất lốp Kg/cm 7,2
14
Hình 2.2 Xe ôtô vận tải nặng CAT 769
15
Hình 2.3 Mặt trước của xe
Hình 2.4 Mặt sau của xe
16
* Khi sửa chữa lớn lắp ráp theo tiêu chuẩn kỹ thuật của nhà chế tạo (hãng CAT-
USA) và kiểm tra trên băng thử phải đạt các tiêu chuẩn kỹ thuật sau:
Bảng 2.2 Tiêu chuẩn kỹ thuật của nhà chế tạo
1 Áp lực dầu bôi trơn ở nhiệt độ nước làm mát 800 C
- Tốc độ Min 800 v/p: áp suất đạt 38 PSI
trở lên
- Tốc độ 1400 v/p trở lên: áp suất đạt 76
PSI trở lên
2 Tốc độ vòng quay chạy không tải:
Min đạt 810 30 v/p
Max đạt 2280 50 v/p
3 Công suất ở 2000 10 v/p đạt (75 80)% công suất định mức 518 HP
4 Các yêu cầu khác
- Động cơ dễ khởi động, nổ êm đều ở các tốc độ quay, không có hiện
tượng rung, giật
- Khi nhiệt độ đạt tới 70oC khí thải có hết đen
- Chênh lệch nhiệt độ dầu và nước từ (10 15)0 C
* Bố trí cụm các đăng trước và sau trên xe được thể hiện trên Hình 2.5.
* Cấu tạo cụm các đăng trước và sau được trình bày trên Hình 2.6. Đây là kết cấu
trục các đăng nguyên bản của nhà sản xuất. Trong điều kiện chế tạo của Việt nam,
nếu làm đúng hình dạng như vậy thì chi tiết phải đi qua các công đoạn rèn dập cần
nhiều khuôn mẫu đắt tiền.
17
1. Cụm các đăng trước 2,3 Hộp số và hộp số phụ 4. Cụm các đăng sau
Hình 2.5 Sơ đồ bố trí các cụm các đăng trên xe
Hình 2.6 Cấu tạo cụm các đăng trước và sau của xe CAT
18
2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TRỤC CÁC ĐĂNG TRÊN XE MỎ.
2.2.1 Giới thiệu truyền động các đăng.
Khi muốn truyền chuyển động từ một trục này sang một trục khác mà góc tạo
bởi đường tâm của hai trục đó thay đổi trong quá trình ôtô chuyển động thì dùng
khớp nối trục các đăng. Khớp nối trục các đăng liên kết với trục thành một tổ hợp
gọi là truyền động các đăng.
2.1.1.1. Công dụng.
Các đăng là khớp nối trục bản lề, dùng để truyền mômen quay giữa các trục đặt
thẳng hàng (cùng nằm trên một đường tâm) hay cắt nhau (lệch tâm) tức là truyền
chuyển động từ động cơ qua hộp số, đến những cụm hay bộ phận di động tương đối
so với khung xe như cầu chủ động trước và sau của ô tô.
Hay nói một cách khác, truyền động các đăng dùng để truyền mômen quay giữa
các trục có đường tâm không nằm trên một đường thẳng mà thường cắt nhau dưới
một góc nào đó, hệ số của có thể thay đổi trong quá trình làm việc.
Đối với ôtô, truyền động các đăng dùng để truyền mô men quay từ những cụm
đặt cố định trên khung (như hộp số, hộp phân phối) tới những cụm di động tương
đối với khung như các cầu chủ động. Thường góc nghiêng của trục các đăng là
= 150 200 . Truyền động các đăng còn được dùng để truyền mô men đến các
bánh chủ động là bánh dẫn hướng (góc nghiêng có thể tới 400) hoặc đến các cụm
riêng của ô tô (như các tời trang bị phụ và các cơ cấu khác). Ngoài ra, truyền động
các đăng cũng còn dùng để truyền mô men giữa các cụm đặt cố định trên khung có
độ dịch chuyển góc tương đối bé ( min = 3 5 ).
0 0
19