Chương 3 TRUYỀN ĐỘNG TRONG MÁY XÂY DỰNG
4.2. CẤU TẠO CỦA CÁC LOẠI HỆ THỐNG DI CHUYỂN
4.2.2. Hệ thống di chuyển bánh lốp
Lốp có cấu tạo hình ống sử dụng các lớp bố (ni-lông, sợi thép) để chứa khí áp lực. Cao su được dùng như một lớp áo bảo vệ và bao phủ các chất liệu bên trong, tạo thành các hoa lốp có khả năng chịu mài mòn trên mặt đất.
Lốp có hai loại phổ biến là bố ni-lông (Bias ply) và bố thép hay còn gọi là bố hướng kính (Radial ply). Dưới đây là đặc điểm cấu tạo chủ yếu của hai loại lốp này.
a) b)
Lốp bố ni-lông: tanh lốp 1 ở gần mép lốp, tiếp xúc với vành bánh xe, bên trong có xen kẽ những lớp vải cao su và dây thép, làm tăng độ cứng cho lốp không bị bật khỏi vành bánh xe.Các lớp đệm 2 làm bằng vải ni-lông cao su, chịu nhiệt và lực va đập tạo nên thành lốp, các lớp bố đặt chéo góc với đường tâm của hoa lốp.
Các lớp bố hoa lốp 3 được hạn chế ở khu vực hoa lốp để tằng cường độ chịu lực của khung lốp và bảo vệ thêm các lớp bố thân lốp. Thành lốp 4 là các lớp cao su bảo vệ bao phủ các lớp bố thân lốp trong thành lốp. Hoa lốp 5 (hay ta lông) là phần chịu mài mòn và tiếp xúc với mặt đất của lốp để tạo ra lực kéo bám. Lót trong 6 là lớp bịt kín để giữ khí kết hợp với gioăng tròn và thành tăm bua (trống lốp), để không cần phải dùng xăm và lót xăm. Lốp có loại dùng xăm và có loại không dùng xăm.
Lốp bố thép: tanh lốp 1 là một bó các sợi thép tiếp xúc với mặt tang trống.
Khung lốp 2 là một lớp bố sợi thép hình vòng cung từ mép lốp này đến mép lốp kia. Các lớp bố hoa lốp 3 là những lớp bố thép nằm dưới khu vực hoa lốp, quanh chu vi lốp. Cáp trong lớp bố hoa lốp 3 đặt chéo góc với đường tâm hoa lốp, góc của đai sau đặt ngược so với đai trước. Ngoài ra còn có thành lốp 4, hoa lốp 5.
Kí hiệu lốp: lốp thường được kí hiệu bằng hai chữ số, ví dụ: 29.5-35. Số thứ nhất là chiều rộng mặt cắt ngang (in-sơ) và số thứ hai là đường kính tang trống lốp (in-sơ).Lốp thấp được kí hiệu bằng ba chữ số, ví dụ: 40/65-39. Số thứ nhất là chiều rộng mặt cắt ngang (in-sơ), số thứ ba là đường kính tang trống lốp (in-sơ) và số thứ 2 (65 thực ra là 0,65) là tỷ lệ giữa chiều cao và chiều rộng mặt cắt lốp. Nếu kí hiệu là 40/65 R39, thì R là kí hiệu loại lốp bố thép.
Mã số nhận dạng đối với các lốp xe máy công trình: ngành sản xuất lốp đã áp dụng một hệ thống nhận dạng theo mã số cho các lốp xe máy công trình để làm giảm sự nhầm lẫn do các thương hiệu của mỗi loại lốp mà một nhà sản xuất đưa ra. Việc nhận dạng theo mã số ngành được chia làm sáu loại chính căn cứ vào công việc:
Hình 4.5 Cấu tạo của lốp. a) Lốp bố ni-lông: 1- Tanh lốp; 2- Các lớp đệm;
3- Các lớp bố hoa lốp; 4- Thành lốp; 5- Hoa lốp; 6- Lót trong;
b) Lốp bố thép: 1- Tanh lốp; 2- Khung lốp;
3- Các lớp bố hoa lốp; 4- Thành lốp; 5- Hoa lốp.
C - dùng cho máy đầm;
E - dùng cho máy vận chuyển đất đá;
G - dùng cho máy san;
L - dùng cho máy xúc lật và máy ủi;
LS - dùng cho máy kéo gỗ;
ML - dùng cho máy mỏ và đốn gỗ.
Mỗi loại lại được chia làm các loại nhỏ (Bảng 4.1).
Công thức bánh xe và cách đặt bánh xe dẫn hướng:
Công thức bánh xe: là đặc trưng quan trọng cho máy xây dựng có hệ thống di chuyển bằng bánh lốp, gồm có hai chữ số: chữ số thứ nhất chỉ số lượng tất cả bánh xe, số thứ hai chỉ số lượng bánh xe chủ động (ở cầu chủ động). Trong thực tế sử dụng, các máy xây dựng, thường có công thức bánh xe là 4 x 2; 4 x 4; 6 x 6.
Cách đặt bánh xe dẫn hướng: để dễ quay vòng, bảo đảm cho các ổ bi làm việc tốt và tăng sự bền vững cho các bánh trước khi chuyển động, các bánh dẫn hướng và trục quay của bánh dẫn hướng thường
không đặt thẳng đứng mà hơi nghiêng với một góc nhỏ.
Bảng 4-1. Phân loại lốp Máy đầm:
C - 1 Lốp trơn 100 C - 2 Lốp xẻ rãnh 100
Phương tiện vận chuyển đất:
E - 1 Lốp gân 100 E - 2 Lốp bám 100
L- 4 Lốp đá vấu sâu 150 L- 5 Lốp đá vấu rất sâu 250 L- 3S Lốp không gân 100
L- 4S Lốp không gân vấu sâu 150 L- 5S Lốp không gân vấu rất sâu 250 L- 5/L-5S Lốp gân khá sâu 250
H
S W
DR
HÌNH 4-6. MẶT CẮT NGANG LỐP D - ĐƯỜNG KÍNH NGOÀI CỦA LỐP;
R - ĐƯỜNG KÍNH DANH NGHĨA TANG TRỐNG;
H - CHIỀU CAO MẶT CẮT LỐP;
S - Chiều rộng mặt cắt lốp;
W - Chiều rộng lốp (gồm cả gân trang trí);
H/S - Tỷ lệ giữa ch/cao và ch/ rộng mặt cắt lốp
E - 3 Lốp đá 100
E - 4 Lốp đá vấu sâu 150 Máy san:
G -1 Lốp gân 100 G - 2 Lốp bám 100 G - 3 Lốp đá 100
G - 4 Lốp đá vấu sâu 150 Máy xúc lật và máy ủi:
L - 2 Lốp bám 100 L - 3 Lốp đá 100
Máy mỏ và máy đốn gỗ:
ML- 1 Lốp gân 100 ML- 2 Lốp bám 100 ML- 3 Lốp đá 100
ML- 4 Lốp đá vấu sâu 150 Máy kéo gỗ:
LS -1 Lốp vấu thường 100 LS - 2 Lốp vấu trung bình 125 LS - 3 Lốp vấu sâu 150
HF- 4 Lốp vấu rất sâu 250
Độ nghiêng ngoài của bánh xe: độ hay góc nghiêng ngoàiα của bánh xe (hình 4-7a) được tạo nên bởi mặt phẳng của bánh xe và mặt phằng thẳng đứng (α =0015'đến 2030’, có tác dụng giảm được mômen cản quay vòng hay giảm nhẹ được sự quay bánh xe. Vì khoảng cách giữa điểm tiếp xúc của bánh xe với mặt đường và đường tâm trục quay bánh xe giảm. Đồng thời góc nghiêng ngoài bảo vệ được vòng bi ngoài ở moăy-ơ bánh xe và đai ốc hãm bánh xe, do lực của trọng lượng xe gây ra hướng theo đường trục bánh xe, ép bánh xe cùng với moăy-ơ và ổ bi trong.
Độ chụm của bánh xe: độ chụm hay bó trước của bánh xe dẫn hướng là cách đặt bánh xe nghiêng vào phía trong một góc nhỏ trên mặt phẳng nằm ngang theo hướng di chuyển của xe, để làm triệt tiêu khả năng trả ngược lại khi di chuyển, do khe hở của các khớp nối giữa các thanh (ở hình thang lái) và các bánh răng ăn khớp với trục lái (ở cần lái). Khi có độ chụm, trong thời gian máy di chuyển, các bánh xe như được quay trở lại và song song với nhau (hình 4-7b).
Độ chụm a được xác định bằng hiệu số của hai khoảng cách giữa các đầu mút sau (A) và trước (B) của vành bánh xe nằm ở chiều cao tâm bánh xe:
a = A - B = 1,5 đến 12 mm.
Độ chụm a phụ thuộc vào góc nghiêng ngoài α của bánh xe và có thể điều chỉnh được nhờ đai ốc, giữa các đòn kéo dọc và ngang của hình thang lái.
Độ nghiêng trong của trục đứng hay trục quay của bánh xe: độ hay góc nghiêng trong β được tạo thành giữa trục đứng và mặt phẳng đứng của vành bánh xe (hình 4.7a). Độ nghiêng trong có tác dụng làm giảm mômen cản quay vòng, tức là giảm được khoảng cách từ đường tâm trục đứng đến điểm tiếp xúc của bánh xe với mặt đường và cho xe chuyển động thẳng ổn định. Vì khi xe bị quay vòng, bánh xe dẫn hướng phải quay quanh trục đứng, nếu mặt đường cứng, thì phải nâng cả đầu xe lên, do đó có lực cản nên bánh xe có xu hướng chuyển động thẳng (β = 0 đến 120).
Độ (góc) nghiêng sau của trục đứng γ (hình 4-7d) so với mặt phẳng đứng cũng làm tăng tính ổn định của xe khi chuyển động thẳng, do tác dụng của lực phụ xuất hiện ở điểm tiếp xúc của bánh xe với mặt đường khi quay vòng (γ = 60÷70).
So với bánh xích, bánh lốp có ưu điểm là độ bền và thời gian phục vụ lâu hơn, thường máy chạy khoảng 30.000440.000km hay 250043000h mới phải thay lốp.
Tốc độ di chuyển lớn, có thể đạt 50460km/h, gấp 445 lần tốc độ di chuyển bằng xích. Chế tạo và bảo dưỡng đơn giản, chuyển động êm,
hiệu suất cao, trọng lượng nhỏ, bằng 20% trọng lượng toàn máy và chỉ bằng 1/2 trọng lượng của hệ thống di chuyển xích của máy tương đương.
Tuy nhiên bánh lốp cũng có nhược điểm là áp suất trên đất hay đường lớn, tối đa có thể 0,1540,50 MPa và
a) b)
c) d)
α
β γ
A
B
Hình 4-7. Cách đặt bánh xe dẫn hướng.
Hình 4-8
Phân bố ứng suất lên lốp
phân bố không đều. Lực bám nhỏ nên khi máy di chuyển để làm việc có hiện tượng trượt giữa lốp và đường, do đó mất mát công suất, làm giảm tốc độ di chuyển. Khả năng vượt dốc kém, thường chỉ vượt được dốc lớn nhất khoảng 2004250.