Tính toán thiết kế cụm các đăng gầm xe tải nặng HD785 7 dùng trong khai thác mỏ lộ thiên tại việt nam

Hệ thống truyền lực gồm có: li hợp, hộp số, bộ truyền động các đăng, truyền động chính, cơ cấu vi sai và truyền động cuối cùng.. Trên ôtô máy kéo, truyền động các đăng thường dùng để tru

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 4

LỜI CẢM ƠN 5

DANH MỤC HÌNH ẢNH 6

MỞ ĐẦU 8

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 10

1.Giới thiệu chung về ô tô; hệ thống các đăng trên ô tô 10

1.1 Giới thiệu chung về ôtô 10

1.2 Giới thiệu hệ thống các đăng trên ô tô 12

2 Khảo sát và đánh giá tình hình sử du ̣ng xe ô tô tải nă ̣ng trong 5 mỏ lô ̣ thiên lớn ta ̣i Tâ ̣p đoàn Vinacomin 14

2.1 Tình hình sử dụng xe tải nặng của 5 mỏ lộ thiên tại Quảng Ninh 14

2.2 Tình hình sử dụng xe tải nặng của Công ty Than Cọc Sáu 5 năm gần đây 17

3 Phân tích lựa cho ̣n đối tươ ̣ng nghiên cứu 17

4 Các dạng hỏng thường gặp 18

CHƯƠNG II: KHẢO SÁT CỤM CÁC ĐĂNG XE HD785-7 21

2.1 Giới thiệu ôtô vận tải nặng HD785-7 các thông số kỹ thuật cơ bản 21

2.2 Bố trí cụm các đăng trước và sau trên xe 24

2.3 Khảo sát cụm các đăng xe HD 24

2.3.1 Sơ đồ bố trí và kết cấu của cụm các đăng 24

2.3.2 Nguyên lý làm việc 26

2.3.3 Mối ghép trượt kiểu then hoa trên trục các đăng 26

CHƯƠNG III: LẤY MẪU, LẬP BẢN VẼ VÀ KIỂM NGHIỆM BỀN CÁC CHI TIẾT 28

3.1 Lấy mẫu và lập bản vẽ 28

3.1.1 Bản vẽ bích các đăng 29

3.1.2 Bản vẽ ống then và bích các đăng 29

3.1.3 Bản vẽ trục then các đăng 30

3.1.4 Bản vẽ ống nối, bao che các đăng 30

3.1.5 Bản vẽ trục chữ thập các đăng 31

3.1.6 Bản vẽ lắp thân trên các đăng 32

3.1.7 Bản vẽ lắp thân dưới các đăng 32

3.1.8 Bản vẽ lắp cụm các đăng HD 785-7 33

3.2 Kiểm nghiệm bền các chi tiết 33

3.2.1 Số vòng quay nguy hiểm 34

3.2.2 Tính độ bền xoắn trục truyền 34

3.2.3 Kiểm nghiệm bền khớp chữ thập của cụm các đăng 37

3.2.4 Kiểm nghiệm bền mặt bích của cụm các đăng 39

3.2.5 Tính độ bền dập mối ghép trượt kiểu then hoa răng thân khai 40

3.2.6 Tính độ bền mòn mối ghép then hoa răng thân khai 41

3.2.7 Kết luận 42

CHƯƠNG IV: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM ANSYS VÀ ỨNG DỤNG TRONG MÔ PHỎNG, TỐI ƯU HÓA MÔ HÌNH 44

4 1 Giới thiệu phần mềm Ansys 44

4.1.1 Giới thiệu chung 44

4.1.2 Khởi động ANSYS 15 45

4.1.3 Giao diện ANSYS 15 45

4.1.4 Trình tự giải bài toán trong Ansys 46

4 2 Ứng dụng phần mềm Ansys trong việc kiểm nghiệm bền 61

4.2.1 Các chi tiết của cụm các đăng gầm 62

4.2.2 Mô hình thiết kế cụm các đăng sau ô tô HD785-7 63

4.2.3 Kiểm nghiệm bền cụm các đăng sau 64

KẾT LUẬN 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO 68

PHỤ LỤC 69

LỜI CAM ĐOAN

Luận văn được giao nhiệm vụ nghiên cứu với đề tài “ Tính toán thiết kế cụm các

đăng gầm xe tải nặng HD785-7 dùng trong khai thác mỏ lộ thiên tại Việt Nam” Tác

giả đã hoàn thành nghiên cứu với nội dụng như sau:

• Khảo sát, đánh giá nhu cầu sử dụng xe tải nă ̣ng trong tập đoàn Vinacomin

• Nguyên lý truyền động các đăng của xe ô tô HD tải nặng HD785-7

• Khảo sát, đánh giá sự hỏng hóc, tình hình phục hồi, chế ta ̣o mới và cung cấp

sản phẩm thay thế phu ̣c vu ̣ sửa chữa xe tải nă ̣ng

• Tính toán, kiểm tra giới hạn bền của Cụm sản phẩm trên thông số kỹ thuật cơ

bản của xe, lựa chọn vật liệu, thay đổi các thông số kết cấu phù hợp với điều kiện chế

tạo và kiểm tra cụm các đăng gầm xe ô tô HD785-7

Tác giả xin cam đoan đã trực tiếp thực hiện toàn bộ nội dung nghiên cứu trên đây

không có sự gian lận hay sao chép Các nội dung nghiên cứu đảm bảo đúng yêu cầu

của đề tài như đăng ký trong bản đề cương

Tác giả xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những cam đoan trên đây

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

Người viết cam đoan

Chử Minh Hiếu

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn Viện Cơ khí – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

đã giúp tôi thực hiện luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Đức Toàn và TS Trịnh Tiến Khỏe

đã tận tình hướng dẫn tôi về chuyên môn để tôi có thể thực hiện và hoàn thành luận văn này

Tôi xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy phản biện, các thầy trong hội đồng chấm luận văn đã dành thời gian đọc và góp những ý kiến quý báu để tôi hoàn thành luận văn của mình, cũng như giúp tôi định hướng nghiên cứu trong tương lai

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể gia đình, bạn bè, đồng nghiệp những người đã giúp đỡ, động viên, khuyến khích tôi thực hiện công trình này

Hà nội, ngày tháng năm2016

Học viên cao học

Chử Minh Hiếu

DANH MỤC HÌNH ẢNH 1

Hình 3-1: Mẫu các chi tiết được phân tích thành phần hóa học và kiểm tra độ cứng

Hình 4-16 Mô hình chia lưới cụm các đăng gầm 64

MỞ ĐẦU

Trong công nghiệp vận tải thì hình thức vận tải bằng ô tô được áp dụng phổ biến, các xe ô tô tải nặng luôn chiếm tỷ trọng rất cao Các nước có nền công nghiệp phát triển mạnh trên thế giới như Mỹ, Nhật, Đức, Anh… đã nghiên cứu, chế tạo trọn bộ rất nhiều loại ô tô tải nặng đưa ra thị trường và không ngừng cải tiến Phụ tùng thay thế cũng được sản xuất hàng loạt và đưa ra thị trường, đáp ứng được yêu cầu sửa chữa

Tại Việt Nam hình thức vận tải bằng ô tô cũng được các mỏ trong tập đoàn Vinacomin áp dụng Xe tải nặng đã được sử dụng từ khá lâu với số lượng tương đối lớn Cho đến nay, một số loại xe trung xa được lắp ráp trong nước nhưng các phụ tùng

và linh kiện chủ yếu vẫn phải nhập khẩu Trong nước chỉ sản xuất được các phụ tùng, linh kiện và một số sản phẩm kết cấu đơn giản Còn xe ô tô tải nặng chưa được chế tạo

và lắp ráp trong nước nên các mỏ phải nhập khẩu nguyên chiếc để sử dụng Các thiết

bị và phụ tùng thay thế phục vụ cho công tác sửa chữa cho đến nay chủ yếu vẫn phải nhập khẩu, trong đó có cụm các đăng gầm của xe HD Một số đơn vị đã nghiên cứu phục hồi cụm các đăng gầm nhưng kết quả vẫn còn rất hạn chế, chất lượng chưa đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật cũng như yêu cầu an toàn của thiết bị Chưa đơn vị nào nghiên cứu thiết kế, chế tạo mới cụm các đăng gầm cho xe tải nặng HD325, HD465, HD785

Hiện nay trong nước đã có mô ̣t số nghiên cứu chế ta ̣o và sửa chữa phu ̣c hồi nhưng chưa giải quyết được vấn đề về tuổi tho ̣, yêu cầu làm viê ̣c, đô ̣ ổn đi ̣nh, tiếng ồn của

cụm các đăng do việc cho ̣n vâ ̣t liê ̣u, công nghê ̣ chế ta ̣o, công nghê ̣ nhiê ̣t luyê ̣n chưa phù hợp Chính vì vậy với đề tài được giao: “Tính toán thiết kế chế tạo cụm các đăng

gầm xe tải nặng HD785-7 dùng trong khai thác mỏ lộ thiên tại Việt Nam”, học viên sẽ

nghiên cứ u sâu hơn về da ̣ng hỏng, điều kiê ̣n làm viê ̣c của cu ̣m các đăng, rồi từ đó cho ̣n

vật liê ̣u phù hợp và đưa ra công nghê ̣ chế ta ̣o đáp ứng yêu cầu làm viê ̣c của sản phầm, bao gồm các nội chung chính sau:

Nội dung 1: Khảo sát, đánh giá nhu cầu sử du ̣ng xe tải nă ̣ng trong tập đoàn Vinacomin

Nội dung 2: Khảo sát, đánh giá sự hỏng hóc, tình hình phu ̣c hồi, chế ta ̣o mới và

cung cấp sản phẩm thay thế phu ̣c vu ̣ sửa chữa xe tải nă ̣ng

Nội dung 3 : Tính toán thiết kế, lập bản vẽ chế tạo

Nội dung 4: Tính toán, kiểm tra giới hạn bền của Cụm sản phẩm trên thông số kỹ thuật cơ bản của xe, lựa chọn vật liệu, thay đổi các thông số kết cấu phù hợp với điều

kiện chế tạo và kiểm tra cụm các đăng gầm xe ô tô HD785-7

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

1.Giới thiệu chung về ô tô; hệ thống các đăng trên ô tô

1.1 Giới thiệu chung về ôtô

Ô tô là một phương tiện vận tải đường bộ, chuyển động ngang 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 hình 1

Hình 1-1 Sơ đồ cấu tạo và bố trí các bộ phận chính của ôtô

1.động cơ; 2 lý hợp; 3 hộp số; 4 truyền động các đăng; 5 truyền động chính;6 cơ cấu vi sai; 7 bánh xe chủ động; 8 nhịp sau; 9 khung hay bệ;10 va hay thân xe; 11 cơ cấu lái; 12 lò xo; 13 bánh xe; 14 cần số

Hệ thống truyền lực gồm có: li hợp, hộp số, bộ truyền động các đăng, truyền động chính, cơ cấu vi sai và truyền động cuối cùng

Hệ thống di chuyển bảo đảm sự chuyển động hoặc tạo ra lực kéo cần thiết những

móc kéo của ôtô

e 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 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:

1.2 Giới thiệu hệ thống các đăng trên ô tô

* Công dụng : Truyền động các đăng dùng để truyền chuyển động và mômen xoắn

giữa các trục không nằm trên cùng một đường thẳng, mà thường cắt nhau dưới một góc γ nào đó và giá trị của nó có thể thay đổi trong quá trình xe chuyển động Trên ôtô máy kéo, truyền động các đăng thường dùng để truyền chuyển động và mô men xoắn

từ hộp số (hoặc từ hộp phân phối) đến các cầu chủ động, từ cầu chủ động đến các bánh

xe chủ động dẫn hướng hoặc các bánh xe chủ động trong hệ thống treo độc lập Ngoài

ra, truyền động các đăng cũng dùng để truyền chuyển động và mô men xoắn giữa các cụm riêng khác trên ô tô như: tời trang bị phụ, trục lái trong hệ thống lái

Hình 1-2 Vị trí làm việc của trục các đăng trên xe ô tô HD

* Phân loại :

Truyền động các đăng được phân loại theo các dấu hiệu sau:

- Theo số khớp các đăng: Một khớp, hai khớp, ba khớp,

- Theo loại khớp các đăng: Khớp đồng tốc, khớp các đăng khác tốc, khớp mềm, khớp cứng

Khớp các đăng khác tốc có trục chủ động và trục bị động quay với các tốc độ khác nhau, còn ở khớp các đăng đồng tốc trục chủ động và trục bị động quay cùng một tốc

độ

Hình 1-3 Sơ đồ truyền động khớp các đăng

Trên hình 1-3 là kết cấu của truyền động khớp các đăng điển hình sử dụng trên các loại ô tô có cầu sau chủ động Công suất được truyền từ hộp số 1 tới cầu chủ động 5 qua hai trục 2 và 4 cùng với ba khớp các đăng, trong đó trục 2 được lắp trong ổ đỡ trung gian 3

Ô tô hai cầu chủ động có hệ thống truyền lực (HTTL) thể hiện trên hình 1-8b bao gồm 3 bộ truyền động các đăng nối giữa hộp số chính 1 với hộp phân phối 6 và từ hộp phân phối tới cầu trước và cầu sau HTTL của ô tô ba cầu chủ động có thể được thể hiện theo hai phương án Phương án thứ nhất hình 1-8c công suất được truyền từ hộp

số 1 tới hộp phân phối 6 qua truyền động khớp các đăng 2 Tại hộp phân phối công suất được chia làm ba dòng và dẫn tới các cầu chủ động nhờ các truyền động khớp các đăng Ô tô hiện đại ngày nay thường sử dụng HTTL có sơ đồ như trên hình 1-8d, trong

đó có cầu giữa là cầu thông qua, cho phép truyền chuyển động qua nó tới cầu sau

Phương án này cho phép giảm số lượng các trục các đăng nên nó có kết cấu gọn hơn

Để dẫn động bánh xe chủ động của cầu dẫn hướng, người ta thường sử dụng sơ đồ như trên hình 1-8e Công suất được truyền từ trục chính 5 tới bánh xe chủ động qua bộ truyền các đăng gồm các trục và ba khớp các đăng 12

* Yêu cầu chung

Truyền động các đăng cần đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau:

- Với bất kì số vòng quay nào của trục các đăng (ứng với các số truyền của hộp số) không được có dao động, va đập, không có tải động lớn do mô men quán tính gây ra

- Các trục các đăng phải bảo đảm quay đều, không có hiện tượng cộng hưởng với bất kì chế độ làm việc nào

- Hiệu suất truyền động cao kể cả khi góc  giữa hai trục lớn

- Quay êm, độ rung và ồn trong làm việc là tối thiểu

- Kết cấu đơn giản, nhẹ dễ chế tạo và có độ bền cao

2 Kha ̉ o sát và đánh giá tình hình sử du ̣ng xe ô tô tải nă ̣ng trong 5 mỏ lô ̣ thiên lớn

ta ̣i Tâ ̣p đoàn Vinacomin

2.1 Tình hình sử dụng xe tải nặng của 5 mỏ lộ thiên tại Quảng Ninh

Để đáp ứng yêu cầu tăng công suất khai thác than, do khai trường mỏ lộ thiên ngày càng phải xuống sâu, hê ̣ số bóc đất đá của các mỏ lô ̣ thiên ngành than ngày càng tăng (Hê ̣ số bóc

đất đá bình quân trong toàn ngành năm 2013, theo kế hoa ̣ch 2635/QĐ-Vinacomin ngày 20

tháng 12 năm 2012 là 10,92 m3 đất đá/ tấn than nguyên khai lộ thiên) Mỗi năm các mỏ lô ̣

thiên lớ n như Cao Sơn, Co ̣c Sáu, Đèo Nai phải bốc xúc, vâ ̣n chuyển hàng chu ̣c triê ̣u mét

khố i đất đá Hiện nay khối lượng bốc xúc, vận chuyển đất đá ngày một tăng lên do diện khai thác ngày càng xuống sâu…

Để giải quyết vấn đề bốc xúc đất đá, vâ ̣n tải hợp lý và hiê ̣u quả mỗi khối lượng lớn đất đá sau khoan nổ mìn những năm qua, các mỏ than lô ̣ thiên lớn đã tăng cường đầu tư nhiều máy

xú c thuỷ lực, điê ̣n với gầu xúc có dung tích lớn từ 8 m3 đến 10 m3 Trong khâu vận tải đất đá,

các loa ̣i xe tải tro ̣ng 32 - 100 tấn đươ ̣c đưa vào sử du ̣ng, thay thế dần các loa ̣i xe có tải tro ̣ng dưới 30 tấn

Trong bảng 1.1 là số lượng, chủng loa ̣i xe có tải tro ̣ng 32 - 100 tấn đang sử du ̣ng ta ̣i các

mỏ lô ̣ thiên lớn trong Tâ ̣p đoàn Vinacomin [1-3]:

Ghi chú

I CTY THAN CỌC SÁU 159

(Ba ̉ng số liê ̣u trên được cập nhật tại các mỏ đến tháng 12 năm 2015)

Từ số liê ̣u bảng 1-1, Ta thấy: Dòng xe sử dụng tại 5 mỏ lộ thiên có tải trọng từ 32

tấn đến 100 tấn Sử dụng 2 loại xe là CAT và Komatsu Loại xe Komatsu chiếm chủ

yếu, với số lượng là 363 xe, chiếm tỉ lệ 79%

2.2 Tình hình sử dụng xe tải nặng của Công ty Than Cọc Sáu 5 năm gần đây

Bảng 2: Tình hình sử dụng xe tải nặng 5 năm gần đây tại Công ty Cổ phần than Cọc Sáu –

Từ số liê ̣u bảng 1-2, Ta thấy: Số lượng dòng xe CAT giảm dần trong các năm gần

đây.Số lượng dòng xe Komatsu HD ổn định (HD465-7, HM400-2R) hoặc tăng dần

(HD465-7R, HD785-7) trong các năm gần đây

3 Phân ti ́ch lựa cho ̣n đối tươ ̣ng nghiên cứu

Như đã phân tích ở trên, ta thấy trong số các xe có tải tro ̣ng từ 32 tấn đến 100 tấn

dù ng ở 5 mỏ lô ̣ thiên lớn vùng than Quảng Ninh, chủ yếu là xe HD Những loa ̣i xe này ngày càng được sử du ̣ng nhiều vì tính ưu viê ̣t của chúng Chúng không chỉ mang la ̣i hiệu quả về kinh tế mà còn đảm bảo được chỉ tiêu về an toàn trên các mỏ lô ̣ thiên ta ̣i Tập đoàn Tuy nhiên, phu ̣ tùng thay thế cho các dòng xe này thường đắt và thời gian nhập khẩu kéo dài so với các dòng xe khác Do vâ ̣y, viê ̣c nghiên cứu phu ̣c hồi và chế

tạo các phu ̣ tùng cơ khí cho xe HD là rất cần thiết

Các loại xe HD325, HD465, HD785, HM đều có kết cấu hệ thống truyền động tương tự chỉ khác nhau về kích thước do tải trọng và kích thước khung xe khác nhau

Việc nghiên cứu sâu hệ thống truyền động của một loại xe cụ thể sẽ tạo tiền đề cho việc mở rộng áp dụng cho các loại xe tải nặng khác

Xe HD785-7 số lượng tăng dần trong năm năm gần đây (từ 15 chiếc lên 31 chiếc)

vì vậy nhóm tác giả sẽ chọn dòng xe này để làm đối tượng nghiên cứu cho đề tài, vì vậy học viên tập trung nghiên cứu hoàn thiện và làm chủ thiết kế và chế ta ̣o cụm các đăng gầm xe ô tô HD785-7 là góp phần tăng cường nô ̣i đi ̣a hoá các sản phẩm cơ khí, giảm mô ̣t phần ngoa ̣i tê ̣ nhâ ̣p khẩu, đáp ứng ki ̣p thời phu ̣ tùng thay thế, ta ̣o sự chủ

đô ̣ng cho viê ̣c sản xuất kinh doanh của các Công ty mỏ Với những lý do trên, đề tài chọn cu ̣m các đăng gầm xe ô tô HD785-7 làm đối tượng nghiên cứu

- Hỏng phần then hoa: Đây là hiện tượng xảy ra thường xuyên tại những đơn vị

đang sử dụng, riêng dạng hỏng phần then hoa thường bị hỏng nhiều, nên ta tập trung

nghiên cứu sâu vào phần này

Hình 1-4 Hiện tượng hỏng khớp nối then hoa HD785-7

- Đứt phần trục then hoa:

Hình 1-5 Phần trục then bị gãy

- Vỡ tai bắt bu lông mặt bích ghép cối bi chữ thập

Hình 1-6 Phần mặt bích ống then bị xé rách

- Đứt mối hàn giữa phần bích với ống then: Dạng này do mối hàn không ngấu

giữa vật liệu làm ống then và bích ghép trục chữ thập (đế các đăng)

Hình 1-7 Hỏng do mối hàn không ngấu

Qua thực tế, học viên đã xác định được các nguyên nhân gây hỏng trục các đăng : Có thể do khuyết tật của vật liệu dẫn đến gãy phần trục then hoa như hình 1-4, hoặc gãy do mỏi trong quá trình sử dụng như hình 1-5, trong sản phẩm mới đã cố gắng khắc then hoa, siêu âm khuyết tật mối hàn, hàn đúng chế độ, chọn vật liệu que hàn đúng

chủng loại…và kết quả sử dụng trục các đăng chế tạo mới đã đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật đề ra

CHƯƠNG II: KHẢO SÁT CỤM CÁC ĐĂNG XE HD785-7

2.1 Giới thiệu ôtô vận tải nặng HD785-7 các thông số kỹ thuật cơ bản

Ô tô vận tải nặng HD785-7 là loại ô tô do hãng Komatsu của Nhật sản xuất được sử dụng chủ yếu để vận chuyển trong khai khác quặng, than, đất đá… ở các mỏ Lộ thiên trên thế giới Loại ô tô này có một có ưu điểm nổi bật sau đây:

• Xe có hệ thống khung rất cứng chắc và được gia cố tại những nơi chịu tải trọng và va đập lớn nhất thì kết cấu khung được tăng cường bằng các thành phần thép đặc biệt

• Thiết kế thân xe bè ngang và rộng với độ bền cao Độ bè tiêu chuẩn của

xe là 130 kg/mm3 Việc sử dụng thiết kế thép dạng chữ V đảm bảo tốt độ bền của kết cấu xe Mặt sườn và đáy thùng xe được gia cường bằng các gân tăng cứng Thành phía trên được bè rộng nên dễ dàng cho việc vận chuyển giảm thiểu rơi vãi vật liệu và tăng hiệu suất vận tải

• Việc bảo dưỡng được thực hiện dễ dàng Hệ thống bôi trơn được thiết kế tập trung tại ba vị trí chính Các bộ phận chứa nhiên liệu và lọc dầu động cơ được bố trí cùng vị trí ở phía ngoài bên trái nên dễ dàng kiểm tra

• Hệ thống giám sát tự động thông báo về tình trạng xe khi có bất kỳ bất thường nào xảy ra ở hai mức độ cảnh bảo và khẩn cấp Do đó các hỏng hóc được phát hiện trước khi nó trở nên nghiêm trọng Xe HD785-7 được coi là dòng xe có khả năng làm việc an toàn và tin cậy

• Hệ thống truyền động tự động với hộp số 7 cấp cho phép tự động chọn tỉ

số truyền tối ưu phụ thuộc vào vận tốc xe, vận tốc động cơ và vị trí chuyển số được chọn Hệ thống đóng mở ly hợp độc lập cho phép chuyển số êm và đáp ứng gia tốc nhanh

Hình 2.1 và hình 2.2 là hình ảnh thực và lược đồ thể hiện các kích thước ba chiều của xe HD785-7

Hình 2-1 Xe ôtô vận tải nặng HD785-7

Hình 2-2 Xe ôtô vận tải nặng HD785-7

Bảng 3 Thông số kỹ thuật cơ bản của xe HD785-7

1 Các kích thước cơ bản

- Chiều cao khi chưa nâng ben 5050 mm

- Khoảng cách giữa tâm hai lốp trước 4325 mm

- Khoảng cách hai trục trước và sau 4950 mm

- Khoảng sáng gầm xe nhỏ nhất 985 mm

2 Động cơ Komatsu SAA6D140E-5

- Đường kính xylanh – hành trình 140x165 mmxmm

- Động cơ 4 kỳ làm mát bằng nước

- Hệ thống bơm dầu trực tiếp

3 Hộp số kiểu bánh răng hành tinh, kích hoạt bằng thủy lực tự động hoàn toàn

- Hộp số có 7 số tiến và 1 số lùi

- Vận tốc di chuyển lớn nhất 65 km/h

- Điều khiển chuyển số bằng điện tử

với môđun ly hợp tự động cho tất cả

các số

4 Hệ thống phanh

- Phanh trước: không khí-thủy lực, đĩa

caliper

- Phanh sau: không khí – thủy lực, làm

mát bằng dầu, nhiều đĩa

- Có trang bị phanh an toàn trong

trường hợp nguy hiểm

Phân phối tải trọng

7 Hệ thống lái hoàn toàn dùng năng

lượng thủy lực với hai xylanh phản

ứng kép

Bổ trợ lái tự động chuẩn SAE

2.2 Bố trí cụm các đăng trước và sau trên xe

Hình 2-3 Sơ đồ bố trí cụm các đăng

1 Cụm các đăng trước; 2 3 ; 4 Cụm các đăng gầm

2.3 Khảo sát cụm các đăng xe HD

2.3.1 Sơ đồ bố trí và kết cấu của cụm các đăng

Trục truyền động các đăng bao gồm ba bộ phận chính: Khớp các đăng, trục các đăng,

mặt bích các đăng và cối bi chữ thập (hình 2-3)

Các dạng các đăng được chế tạo liền với các mặt bích dùng để nối truyền động các đăng với các bộ phận khác (hộp số và cầu chủ động)

Hình 2-4 Kết cấu cụm trục các đăng xe HD 1.Bộ phớt chắn bụi; 2,4 Vú mỡ; 3 Cối bi chữ thập; 5, 6 bu lông bắt bích cối bi chữ

các đăng thân dưới

Tại các đầu của trục chữ thập (hình 2-4) có lắp các cối bi 4 cùng với viên bi kim 2, các viên bi được chặn bởi vòng hãm 5 Ổ bi được làm kín bởi vòng đệm 6 Ổ bi của

khớp chữ thập được bôi trơn bằng cách bơm mỡ qua vú mỡ ở giữa khớp và theo các rãnh dẫn trong các trục chữ thập

Hình 2-5 Kết cấu trục chữ thập và cối bi chữ thập

Trục các đăng có hai nửa, 1 nửa dạng ống, nửa còn lại dạng trục đặc chúng liên kết với nhau qua mối ghép then hoa, Hai nửa đều có mặt bích để liên kết với gối bi và trục chữ thập bằng bu lông Phần ống then thường chế tạo từ thép các bon thấp dạng trục

đặc được móc lỗ thành ống hoặc sử dụng dạng thép ống chuyên dụng Vật liệu chế tạo

đế là thép C45 hoặc thép 40CrMn tôi cao tần bề mặt làm việc đạt độ cứng 52 ÷ 55

HRC Đường kính của trục các đăng thường được tiêu chuẩn hóa

2.3.2 Nguyên lý làm việc

Để đảm bảo truyền được mô men xoắn từ trục hộp số động cơ đến trục xe với góc hợp bởi hai đường nối tâm hai trục này luôn thay đổi trong quá trình xe hoạt động thì cụm các đăng này sử dụng mối ghép truợt kiểu then hoa Hai đầu mặt bích lắp được nối với trục ra hộp số động cơ và trục vào của bộ truyền trục xe thông qua khớp gối bi chữ thập Góc nghiêng truyền động được tự động điều chỉnh nhờ vào sự thay đổi khoảng cách giữa hai bích lắp thông qua mối ghép truợt kiểu then hoa Như vậy trong quá trình bộ truyền làm việc mối ghép then chịu tải trọng tương đối phức tạp

2.3.3 Mối ghép trượt kiểu then hoa trên trục các đăng

Các mối ghép then hoa dùng cho các đăng thường được sử dụng là then hoa chữ

nhật (hình 2-16) và then hoa dạng thân khai (hình 2-17) Để có thể định tâm cho trục then và ống then thì ta có thể định tâm theo đường kính trong, đường kính ngoài, hoặc hai mặt bên như thể hiện trên hình 2-17 và 2-18

Hình 2-6 Mối ghép then hoa then chữ nhật

Hình 2-7 Mối ghép then hoa then thân khai

Hình 2-8 Các phương án định tâm của mối ghép then hoa

CHƯƠNG III: LẤY MẪU, LẬP BẢN VẼ VÀ KIỂM NGHIỆM BỀN CÁC CHI

TIẾT

3.1 Lấy mẫu và lập bản vẽ

Sau khi phân tích dạng hỏng hóc thường gặp và một số ưu nhược điểm của cụm

các đăng HD785-7 học viên đã tiến hành lấy mẫu thiết kế và phân tích thành phần hóa học của chi tiết theo mẫu có sẵn và thiết kế lại một số chi tiết cho phù hợp với điều

kiện làm việc và điều kiện chế tạo trong nước…

Hình 3-1: Mẫu các chi tiết được phân tích thành phần hóa học và kiểm tra độ cứng

bề mặt

Bảng 3-1: kết quả phân tích thành phần hóa học của mẫu và độ cứng bề mặt

TT Tên mẫu Mác thép Độ cứng HRC Ghi chú

3.1.1 Bản vẽ bích các đăng

Hình 3-2 Bích các đăng xe HD785-7 3.1.2 Bản vẽ ống then và bích các đăng

Hình 3-3 Ống then các đăng xe HD785-7

3.1.3 Bản vẽ trục then các đăng

Hình 3-3 Trục then các đăng xe HD785-7 3.1.4 Bản vẽ ống nối, bao che các đăng

Hình 3-4 Ống nối các đăng xe HD785-7

Hình 3-5 Ống bao che các đăng xe HD785-7 3.1.5 Bản vẽ trục chữ thập các đăng

Hình 3-6 Trục chữ thập các đăng xe HD785-7

3.1.6 Bản vẽ lắp thân trên các đăng

Hình 3-7 Thân trên các đăng xe HD785-7

3.1.7 Bản vẽ lắp thân dưới các đăng

Hình 3-8 Thân dưới các đăng xe HD785-7

3.1.8 Bản vẽ lắp cụm các đăng HD 785-7

Hình 3-9 Bản lắp cụm các đăng HD 785-7

3.2 Kiểm nghiệm bền các chi tiết

Các chi tiết cụm các đăng được thiết kế theo mẫu của cụm trục các đăng xe ô tô tải HD785-7 hiện đang được khai thác và sử dụng tại Vinacomin Các cụm chi tiết quan trọng được tính toán thiết kế phù hợp với điều kiện chế tạo tại Việt Nam Sau khi thiết

kế, một số chi tiết quan trọng như trục truyền, trục then sẽ được tính kiểm nghiệm bền

để đảm bảo cụm trục các đăng làm việc đủ an toàn Các chi tiết tiêu chuẩn khác được mua trên thị trường

Trong phần tính toán này, các công thức tính toán được trích dẫn trên cơ sở tài liệu tham khảo [4-6] Trên cơ sở phân tích mẫu của các chi tiết cụm các đăng có thành

phần như sau: (có phiếu phân tích thành phần hóa học trong phần phụ lục)

- Trục then hoa và ống then hoa có thành phần hóa học tương đương với thép C45 TCVN 1766 - 75

- Mặt bích các đăng có thành phần hóa học tương đương với thép C45 TCVN

1766 - 75

- Ống nối có thành phần hóa học tương đương với thép C20 TCVN

- Trục chữ thập có thành phần hóa học tương đương với thép 20CrMn TCVN

- Gối bi có thành phần hóa học tương đương với thép 20CrMn TCVN

Để tăng tính chống mài mòn và khả năng chịu va đập của các đăng đề tài lựa

chọn vật liệu 20CrMn để làm trục và ống then sau đó thấm than bề mặt sâu 1÷1,2

mm, tôi ram đạt độ cứng bề mặt là 55 – 58HRC Chọn vật liệu thép 40CrMn làm

bích các đăng, hóa tốt toàn bộ bích các đăng sau đó tôi cao tần bề mặt làm việc,

phần ống nối làm bằng vật liệu C20 TCVN Các thông số tính toán và kiểm nghiệm được lấy theo kích thước mẫu chế tạo và thông số cơ bản của xe tải nặng HD785-7

3.2.1 Số vòng quay nguy hiểm

2 2 4

n – số vòng quay nguy hiểm [vg/ph];

C – hệ số phụ thuộc vào chế độ tải và loại gối tựa Cụm các đăng có tải phân bố theo chiều dài trục và trục có biến dạng tự do trong các gối tựa nên C = 384/5;

D – đường kính ngoài của cụm trục các đăng [m]; D = 0,22.10 3

m (Hình 2-12)

d – đường kính trong của cụm trục các đăng [m]; d = 0,18.103 m (Hình 2-12)

L – chiều dài của trục các đăng tính bằng khoảng cách giữa hai tâm của hai khớp chữ thập L = 0,877 m

Xác định số vòng quay cực đại của trục các đăng ứng với tốc độ di chuyển lớn nhất

của ô tô không vượt quá 70% số vòng quay nguy hiểm:

2

0, 22 0,180,877

Trên hình 3-1 là truyền động các đăng từ trục 1 sang trục 2 với góc α>0, nếu coi

công suất mất mát ở khớp các đăng K là không đáng kể thì công suất của trục 1 là N1

và công suất ở trục 2 là N2

Hình 3-1: Truyền động các đăng qua khớp chữ thập

1

2m

M M

1 2

em hl pl m

M i i M