Thiết kế xe trộn bê tông (word + bản vẽ)

Thùng có thể quay quanh trục nhờ động cơ thủy lực để có thể trộn bê tông hoặcchống sự đông cứng của bê tông khi vận chuyển vì vậy vỏ thùng chế tạo bằng thép16Mn có độ dày   5mm, bên tr

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU ………

……… Error: Reference source not found PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1-Giới thiệu chung ……….

… 4

2-Tổng quan về thùng trộn bê tông……… 4

2.1- Mô tả chung cụm thùng trộn……… 4

2.2-Tính kiểm tra thể tích và khối lượng thực tế của thùng trộn……….4

2.2.1-Tính thể tích thùng trộn ……… …4

2.2.2-Tính khối lượng bản thân của thùng trộn ……… ……… 5

2.3-Xác định tọa độ trọng tâm thùng trộn ……… 6

2.4-Xác định mô men quay thùng ……….……… 7

2.4.1-Mô men cản lăn tại các ổ đỡ……….… …….8

2.4.2-Mô men quán tính của thùng……… 9

2.4.3-Mô men cản giữa bê tông với thùng trộn……….10

2.5-Nguyên tắc hoạt động và cách vận hành của thùng trộn…….……… 16

2.5.1-Nguyên tắc hoạt động ……….

………… 17

2.5.2-cách vận hành của thùng trộn……… 17

3-Gía đỡ thùng trộn……….

…… 18

3.1 Lắp đặt và bố trí vị trí công tắc điều khiển cụm thùng trộn lên giá đỡ

PHẦN 2: XE CƠ SỞ 1-Lựa chọn xe cơ sở……… 19

2-Giới thiệu chung về xe cơ sở HD270……… …

19 PHẦN 3:TÍNH TOÁN HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN 1-Chọn mô tơ thủy lực………

… 21

2-Chọn bơm thủy lực……….….22

3-Hộp trích công suất……… ….…

28 3.1- Các số liệu cho việc tính toán thiết kế……… …….…

28 3.2-Tính toán các kích thước cơ bản của bộ truyền……….………… ………….…

29 3.2.1-Xác định kích thước hình học của bộ truyền……… 29

3.2.2-Kiểm bền bộ truyền……… 30

4- Hộp giảm tốc ……… 32

4.1-Phân phối tỉ số truyền trong hộp giảm tốc……… 33

4.2-Tính toán bộ truyền cấp chậm………

… 34

4.3-Tính toán bộ truyền cấp nhanh………

… 37

PHẦN 4: TÍNH TOÁN NHÂN TỐ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA ÔTÔ 1- Xây dựng đồ thị đặc tính ngoài động cơ………

……….43

2-Đồ thị nhân tố động lực học………

……… 46

3-Đồ thị cân bằng công suất………

……… 49

4-Đồ thị cân bằng lực kéo……… ………….

… 50

5-Đồ thị gia tốc ……… …….

…… 51

6-Đồ thị thời gian tăng tốc ……….

…….53

7-Đồ thị thời gian quãng đường tăng tốc ………

……… 54

8- Kiểm tra tính ổn định của ô tô ……….56

8.1 Trường hợp khi xe không tải……… … …56 8.2-Trường hợp khi xe đầy tải ……… 59 8.3 Bán kính quay vòng của ô tô ……… 60

PHẦN 5: TÍNH KIỂM TRA BỀN KẾT CẤU THÙNG TRỘN VÀ

Lời nói đầu

Nước ta đang trên đà phát triển với tốc độ nhanh về kinh tế Ngành nông nghiệpđang được chuyển đổi thành các ngành công nghiệp mới, có quy mô hiện đại pháttriển hơn nhiều Các ngành công nghiệp theo xu thế chung hợp tác với các công tynước ngoài để nhận được chuyển giao công nghệ, đồng thời các công ty cũng tiếnhành nội địa hóa từng khâu sản suất để giảm giá thành sản phẩm Vì ngành chếtạo máy của nước ta còn chưa phát triển nên mức độ nội địa hóa bị hạn chế Vìvậy để đáp ứng nhu cầu trong nước bên cạnh hình thức lắp ráp trong các công tyliên doanh, các công ty mua linh kiện, bộ phận máy rời, sau đó tiến hành lắp ráptheo nhu cầu của mình Cách làm này sẽ giúp giảm giá thành sản phẩm so vớinhập nguyên sản phẩm

Với tốc độ phát triển kinh tế, đô thị hóa ngày càng cao, nhu cầu về các loại xechuyên dụng cũng tăng lên Trong đó có các xe chuyên dụng trong lĩnh vực xâydựng Xe chuyên dụng có cấu tạo và hoạt động phức tạp, các xe hầu như đềuđược nhập khẩu nguyên chiếc với giá thành rất cao

Trong xây dựng, vật liệu lớn nhất là bê tông Có nhiều công trường xây dựng ở cácđịa điểm khác nhau vì vậy để nâng cao năng suất, các trạm trộn bê tông được lắpđặt Bê tông từ trạm trộn được đưa đến các công trường xây dựng bằng các xetrộn bê tông chuyên dụng Vì công trường xây dựng thường cách xa trạm trộn nênbên cạnh cho thêm phụ gia vào bê tông thì trong quá trình vận chuyển thùng chứaquay để chống bê tông đông cứng

Từ đó cho thấy, xe trộn bê tông hiện nay đóng một vai trò hết sức quan trọng trongngành xây dựng nói riêng và thực hiện mục tiêu hiện đại hóa để thúc đẩy nền kinh

tế nói chung

Xuất phát từ thực tiễn, hiện nay ở trong nước ta có một số công ty đã sản xuất thànhcông thùng trộn bê tông loại 7 m3 Chính vì những lí do trên và được sự cho phépcủa thầy hướng dẫn đồ án tốt nghiệp Em xin chọn đề tài cho đồ án tốt nghiệp của

mình là Thiết kế xe trộn bê tông.

Vì là đề tài mới nên trong quá trình làm em đã gặp nhiều khó khăn như tài liệu thamkhảo, thành lập các công thức tính toán, lựa chọn các thông số… Song với sự cốgắng của bản thân và được sự giúp đỡ rất nhiều của các thầy trong bộ môn Ô tô

và xe chuyên dụng, trường đại học Bách Khoa Hà Nội, và các bạn lớp Ô tô K49,đến nay em đã hoàn thành được đồ án theo đúng tiến độ, yêu cầu khối lượng nộidung Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn PGS.Lưu VănTuấn đã tận tình hướng dẫn chỉ bảo, định hướng, giải đáp những vướng mắc của

em khi thực hiện đồ án này

PHẦN 1: MỞ ĐẦU

1-Giới thiệu chung

Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn ở các công trìng xây dựng thường cần một khốilượng bê tông rất lớn, mà các công trình này lại đặt ở các địa điểm khác nhau Do cáctrạm trộn bê tông thường đặt ở một nơi cố định có một khoảng cách xa (từ chục tớivài chục km) tới nơi cần xây dựng Hơn nữa, để lắp đặt được một trạm trộn bê tôngtươi đòi hỏi rất nhiều công đoạn phức tạp và một khối lượng vật tư thiết bị là rất lớn

do đó dẫn đến chi phí lắp đặt thường rất cao

Chính vì vậy, để tối ưu hóa điều này là làm sao chế tạo ra thiết bị để vận chuyển bêtông từ trạm trộn tới công trường xây dựng mà sao cho vẫn đạt được yêu cầu kĩ thuậtlà: phù hợp với năng suất của trạm trộn và không để bê tông tươi đông cứng

Từ các yếu tố nói trên và để phù hợp với đường xá Viêt Nam Em xin chọn loạithùng trộn bê tông có thể tích 7m3

2-Tổng quan về thùng trộn bê tông

2.1- Mô tả chung cụm thùng trộn

Thùng có thể quay quanh trục nhờ động cơ thủy lực để có thể trộn bê tông hoặcchống sự đông cứng của bê tông khi vận chuyển vì vậy vỏ thùng chế tạo bằng thép16Mn có độ dày   5mm, bên trong bồn có các cánh trộn Vật liệu chế tạo bồn trộn

và cánh trộn có khả năng chịu mài mòn, chịu va đập và chống ăn mòn cao

Thùng có thể tích toàn bộ la 11,5 m3, thể tích hữu ích để chứa bê tông tươi khoảng 7

m3.Khối lượng riêng của bê tông bt=1800 kg

2.2-Tính kiểm tra thể tích và khối lượng thực tế của thùng trộn

2.2.2-Tính khối lượng bản thân của thùng trộn

Khối lượng bản thân của thùng trộn (kí hiệu Mo) được tính theo công thức

Mo= (Si .i)

Trong đó :

Si – các diện tích thành phần bao gồm diện tích xung quanh ,diện tích đáy củathùng trộn, diện tích các tấm cánh đặt trong thùng

i – khối lượng riêng tính theo m2của tấm thép (kg/m2)

Diện tích xung quanh thùng trộn là tổng diện tích xung quanh của các thể tích ,,(kí hiệu trên hình 1) có kí hiệu tương ứng S1,S2,S3

Theo các kích thước hình 1 ta tính được :

S1 = 10,043 m2 ; S2 = 8,588 m2; S3 = 5,036 m2

Phần vỏ của thùng trộn làm bằng vật liệu thép tấm 16Mn dày 5mm Tra bảng sổ tayvật liệu ta được 5mm = 39,25 kg/m2

Diện tích đáy thùng trộn (đáy là tấm thép hình vành khăn ) Sd= 1,7m2

Tấm thép có đáy bằng vật liệu thép tấm 16Mn, chiều dày 10mm Tra bảng sổ tay vậtliệu có : 10mm=78,5 kg/m2

Tổng diện tích các tấm cánh bên trong thùng trộn là (5,5x2)m2 Tấm cánh bằng vậtliệu thép tấm 16Mn có chiều dày 6mm Tra bảng vật liệu ta được :6mm = 47,1 kg/m2

Thay các giá trị diện tích và khối lượng riêng của mỗi phần vào công thức tính khốilượng của bản thân thùng trộn :

Mo= (S1+S2+S3) 5mm+Sd.10mm + Sc 6mm

= (10,043 + 8,588 + 5,036).39,25 +1,7.78,5 + 11.47,1 = 1580 kg

( khối lượng này chưa tính đến khối lượng của các đai, mặt bích ổ đỡ của thùng )

*Khối lượng thùng ở trạng thái công tác (chứa bê tông)

Khối lượng thùng trộn khi chứa bê tông tính theo công thức

M = MO + Mbêtông

Khối lượng bê tông tính theo công thức :

Mbê tông = Vbê tông x bê tông

Vbê tông - thể tích khối bê tông theo thiết kế là 7 m3

Khối lượng riêng của bê tông là: bê tông = 1800 kg/m3

Thay số ta có kết quả tính : Mbê tông = 7 x 1800 = 12600 kg

Khối lượng toàn bộ thùng trộn

M = MO + Mbê tông = 1580 + 12600 =14180 kg

2.3-Xác định tọa độ trọng tâm thùng trộn

- ý nghĩa việc xác định tọa độ trọng tâm của thùng trộn

xác định tọa độ trọng tâm làm cơ sỏ để tính mô quay ,kiểm tra công suất dẫn độngthùng trộn, tính các lực phân bố lên các ổ tựa để kiểm tra bền các chi tiết giá đỡthùng

-phương pháp tính

ở đây ta có thể dựa vào nhiều phương pháp khác nhau để tính

thùng trộn bê tông

Việc xác định tọa độ trọng tâm của thùng trộn được tiến hành theo các bước:

- xác định trọng tâm của bản thân thùng trộn

- xác định tọa độ trọng tâm của khối bê tông chứa trong thùng trộn

- xác định tọa độ trọng tâm chung của thùng trộn

Từ các kích thước có được ở trên ta có thể xây dựng được mô hình 3D như trên hình

vẽ Từ công cụ của solidwork ta có thể dễ dàng tìm được tọa độ trong tâm của thùngtrộn chứa bê tông:

Trong hệ tọa độ không gian OXYZ, chọn O là tâm của măt phăng đáy thùng Gọi G

là trọng tâm của khối thùng trộn khi chứa bê tông, khi đó trọng tâm G sẽ có tọa độ là:

XG=1365 mm, YG=0 mm, ZG=365 mm

Từ đó ta xác định được vị trí của trọng tâm thùng trộn khi có bê tông G nằm trongmặt phẳng đối xứng dọc thùng, có khoảng cách tới tâm của đỉnh thùng là 1365 mm

và có khoảng cách tới trục quay của thùng là 250 mm

2 4-Xác định mô men quay thùng

Để quay được thùng trộn thì công suất cung cấp tới thùng sinh ra mô men phải

đủ thắng được các mô men cản tác dụng lên thùng Các thành phần cản tác dụng lênthùng gồm có: cản do ma sát bao gồm ma sát tại các ổ lăn đỡ thùng, ma sát giữa bêtông và thùng, ma sát giữa thùng với không khí và cản do quán tính của thùng quay

Vì thùng quay với tốc độ rất chậm nên cản do ma sát giữa thùng với không khíkhông đáng kể có thể bỏ qua nên tổng mô men cần thiết để quay thùng được tính nhưsau:

qt cl th bt

M M M MTrong đó:

M : mô men cản giữa bê tông và thùng trộn

2.4.1-Mô men cản lăn tại các ổ đỡ

Thùng được đỡ trên giá tại 2 vị trí: vị trí thứ nhất tại ổ lăn của hộp giảm tốcthông qua việc đáy thùng nối với mặt bích hộp giảm tốc, mặt có trục lắp vào ổ lănnằm trong vỏ hộp giảm tốc và vị trí thứ hai tại vành tì gần miệng thùng, vành tì tì lên

2 con lăn đặt trên giá đỡ.Mô men cản lăn xác định theo:

Sơ đồ tính lực hướng kính tác dụng lên các ổ đỡ

2.4.2-Mô men quán tính của thùng

Mô men cản quán tính của thùng:

th

M JεTrong đó:

J : mô men quán tính của thùng đối với trục quay, theo bảng 2: J 1307 kgm 2

ε : gia tốc góc

Khi bắt đầu quay thùng, vận tốc của thùng là:

 

min min

n 0 ω 0Thùng được quay tới vận tốc lớn nhất bằng:

n 17 vg / ph ω 1,78 rad / sGia tốc quay thùng từ vận tốc nmin tới vận tốc nmax trong thời gian t 1,5 s

2.4.3-Mô men cản giữa bê tông với thùng trộn

Để xác định mô men cản của bê tông đối với thùng, trước tiên ta cần tìm hiểu

về nguyên lí trộn bê tông trong thùng

 Nguyên lí nạp, xả và trộn bê tông trong thùng

Khi nạp bê tông thì thùng quay theo chiều kim đồng hồ khi ta nhìn từ phía sauthùng vào miệng nạp và khi xả bê tông thì thùng quay theo chiều ngược lại Tốc độquay của thùng khi nạp, xả vào khoảng 14 17 vg / ph Các cánh của thùng trộn theodạng xoắn ốc, mối liên hệ chuyển động giữa bê tông và thùng giống như bu lông vàđai ốc Ở đây bê tông đóng vai trò như là bu lông còn thùng trộn như đai ốc Khi nạp

bê tông thì thùng quay theo chiều kim đồng hồ, bê tông chảy từ phễu trạm trộn bêtông xuống phễu nạp của cụm thùng trộn, bê tông được hướng vào miệng thùng Dotác dụng của trọng lực khi bê tông được nạp từ phía trên miệng và do góc nghiêng củathùng, bê tông có xu hướng chảy về phía đáy thùng Bê tông ở dạng lỏng sệt chảytrong không gian giữa 2 dải cánh theo chiều xoắn ốc đi vào thùng trộn vì bu lông- bêtông và đai ốc- thùng trộn có chuyển động tương đối xa nhau theo chiều trục củathùng do thùng quay trong khi đứng yên Và cũng với nguyên lí tương tự khi thùngquay theo chiều ngược lại tức quay ngược chiều kim đồng hồ khi nhìn thùng từ phíasau, thùng quay và đứng yên, còn bê tông được các dải cánh đẩy ra ngoài

Khi nạp hoặc xả bể tông thì xe đứng yên, khi xe vận chuyển bê tông tới côngtrường xây dựng thì trong khi xe chuyển động thùng quay để chống bê tông bị đôngcứng Chiều quay của thùng giống như khi nạp bê tông nhưng tốc độ quay của thùngthấp hơn, tốc độ lúc này vào khoảng 2 6 vg / ph Bê tông theo cánh thùng dồn vềphía đáy thùng, vì vậy để tránh bê tông bị dồn nén vào khe giữa cánh và đáy thùng thìtrong kết cấu của thùng có bố trí tấm chắn chặn bê tông lại và đẩy bê tông hướng lêntrên theo chiều thùng quay Các dải cánh trong thùng ngoài tác dụng hướng bê tôngnạp vào thùng hay xả ra khỏi thùng còn có tác dụng lớn nữa là chống bê tông đôngcứng Các cánh như lưỡi cắt sọc vào khối bê tông, cắt tứng lớp ra để các phần tử bêtông không liên kết với nhau Cả khối bê tông nằm trong thùng gần như ổn định chonên các cánh quay theo thùng sẽ cắt vào toàn bộ phần bê tông mà cánh đi qua Phần

bê tông nằm gần trục quay của thùng được trộn ít hơn Chúng sẽ dần dần thay thế cáclớp bê tông mỏng nằm gần sát với cánh và thành trong của thùng, khi các lớp nàychuyển động tương đối theo thùng lên phía trên mặt thoáng bê tông Như vậy toàn bộkhối bê tông nằm trong thùng sẽ được xáo trộn tránh được sự đông kết, nhưng mức độđược trộn của phần bê tông gần trục quay sẽ kém hơn so với những phần nằm xa hơn

Để mức độ trộn đồng đều hơn ta tăng chiều rộng của cánh, nhưng khi đó cản sẽ lớnhơn và như vậy công suất trích cung cấp cho việc dẫn động quay thùng trộn sẽ yêucầu lớn hơn

 Xác định mô men cản của bê tông đối với thùng

Bê tông ở dạng lỏng sệt nên coi cánh chuyển động cắt trộn bê tông như chuyểnđộng trong lòng chất lỏng Mô men cản sinh ra chủ yếu do ma sát giữa cánh và bêtông Áp lực của chất lỏng bê tông tác dụng sính ra áp lực lên cánh và thành trong củathùng vùng tiếp xúc với bê tông Áp lực sinh tạo lực ma sát, lực ma sát sinh ra mômen ma sát khi thùng quay Vì áp lực của các phàn tử bê tông ở vị trí khác nhau thìkhác nhau, càng cách xa mặt thoáng càng lớn hơn nên tính toán rất phức tạp Để đơngiản cho bài toán ta chỉ tính đối với áp suất trung bình

Mô men cản của bê tông đối với thùng:

th tt ct

M M MTrong đó:

tt

M : mô men cản ma sát của bê tông với thành trong thùng

ct

M : mô men cản ma sát của bê tông với các cánh của thùng

a-Xác định mô men cản M tt

Phân khối bê tông trong thùng để tính toán như hình dưới:

Hình 4.3a: Các phần bê tông

S : diện tích tiếp xúc với thùng của phần tử i

Các giá trị của h , R , S đều thay đổi phức tạp theo vị trí của phần tử i nên để i i i

tính toán chính xác mô men sẽ rất khó khăn, do vậy ta tính theo công thức gần đúng như sau:

Bán kính trung bình R được xác định qua trọng tâm m G m

Dùng phần mềm Solidworks ta xác định vị trí trọng tâm G , khoảng cách m h , m

các bán kính R và các diện tích m Sm

Sơ đồ xác định h m, R m

Kết quả xác định h m, R m, S m

Việc tính toán M ta cũng làm tương tự như khi tính ct M tt

Các phần tử nhỏ i tác dụng lên cả hai phía của cánh, hướng theo chiều rộng củacánh Vì vậy khi ta xác định diện tích S phải bao gồm diện tích 2 bên cánh, lớp bêm

tông để ta xác định áp lực lên cánh nằm bám theo thành trong thùng và dày bằng bềrộng của các cánh

-Để xả bê tông ra ngoài thì ta điều khiển cho bồn quay ở tốc độ 14-18 v/ph vàquay ngược chiều kim đồng hồ (hìn từ phía sau của xe) Khi đó các cánh trộn sẽ có tácdụng đẩy bê tông ra ngoài Máng xả có thể điều chỉnh dễ dàng cho phù hợp với điềukiện thu bê tông.

-Ngay sau khi xả hết bêt tông phải tiến hành rửa sạch bồn, máng nạp, máng xả vàcác thiết bị liên quan

-Hệ thống cung cấp nước được trang bị ngay trên xe, bao gồm bồn nước (có dungtích chứa 340 lít), hệ thống đường ống, các van khóa và bình khí nén Nước được cấp

vào bình thông đường ống và van nạp Đường ồng và van thông hơi cũng chính làđường báo tràn Khi tháo nước ra ta phải mở van khí nén, áp suất trong bình sẽ đẩynước ra.

2.5.2-cách vận hành của thùng trộn

-Vận hành khi nạp bê tông

+ở chế độ nạp liệu :xe dừng, hộp số ở vị trí số 0, tay điều khiển thùng ở trên ca

bin đóng lại

+Bồn trộn được điều khiển nạp liệu nhanh, chậm ở cần gạt phía đuôi xe

-Vận hành khi khuấy (trộn)bê tông

+Bồn trộn được điều khiển khi xe đang hoạt động nhằm chánh sự đông cứngcủa bê tông Khi đó bồn chỉ quay với vận tốc rất nhỏ khoảng từ 26 vong/phút +Điều khiển bồn trộn khi khuấy bê tông được điều chỉnh bằng các công tắc vàcần gạt phía đuôi xe

3-Gía đỡ thùng trộn

Trên cơ sở tính toán thùng trộn ở trên ta sẽ thiết kế giá đỡ để sao cho phù hợp

khi lắp đặt thùng trộn lên mà vẫn đảm bảo được khi vận hành.

Gía đỡ thùng trộn

3.1 Lắp đặt và bố trí vị trí công tắc điều khiển cụm thùng trộn lên giá đỡ

Vị trí thùng chứa được lắp lên khung ôtô trên cơ sở tính toán phân bố trọng lượnglên các trục của ôtô Liên kết giữa chân bình chứa và hai dầm sắt xi bằng 4 bu lôngquang M30, 10 cụm bích chống xô (bu lông M24) Các tai liên kết với dầm sắt xibằng các bu long M14 Tất cả các bu lông làm bằng thép 45

 Bố trí vị trí các công tắc điều khiển

+Bố trí trên cabin xe :Cần gạt và các công tắc điều khiển ở chế độ khuấy (trộn)bêtông

+Bố trí ngoài thùng trộn :Cần gạt khi ở chế độ nạp, xả bê tông

PHẦN 2: XE CƠ SỞ

1-Lựa chọn xe cơ sở

Để chọn được xe cơ sở ta se dựa vào các yếu tố sau:

*Tính toán trọng lượng đặt lên xe

- Trọng lượng thùng trộn khi chưa có bê tông : Gtt = 17000 N

- Trọng lượng giá đỡ thùng trộn : Gg= 3500 N

- Trọng lượng bê tông chuyên trở : Gbt = 126000 N

- Trọng lượng kíp lái trên cabin : 1400 N (tính cho 2 người ngồi trên xe)

- Trọng lượng bình nước : 3330 N

- Trọng lượng toàn bộ hệ thống dẫn động lắp lên thùng : 20000 N

Từ đó ta có trọng lượng toàn bộ đặt lên xe cơ sở khi có tải là:

2-Giới thiệu chung về xe cơ sở HD270

Xe cơ sở HD270, là loại xe có tải trọng 88300( N)khả năng vận chuyển tải trọng 190000( N ) Công suất dẫn động thùng trộn được trích từ động cơ của xe tại hộp số

Các thông số kĩ thuật của xe

Thông số về kích thước (mm)

Chiều dài cơ sở 3290+1300

PHẦN 3 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG THÙNG TRỘN

Bố trí chung sơ đồ dẫn động thùng trộn

Sơ đồ hệ thống dẫn động thùng

Một phần công suất của động cơ được trích cho việc dẫn động quay thùng trộn tại hộp số của xe Trục thu công suất từ hộp số nối với bơm thủy lực qua trục các đăng, công suất được truyền trong hệ thống thủy lực tới mô tơ thủy lực, trục ra của

mô tơ nối với hộp giảm tốc và cuối trục ra của hộp giảm tốc có mặt bích, mặt bích nốivới đáy thùng bằng các bu lông truyền động làm quay thùng

1-Chọn mô tơ thủy lực

Từ sơ đồ bố trí hệ thống dẫn động thùng trộn ta có:

ntt = nrhgt

nvhgt = nrmt

Trong đó: ntt- là tốc độ quay của thùng trộn

nrhgt- là tốc độ quay của trục ra hộp giảm tốc

nvhgt - là tốc độ quay của trục vào hộp giảm tốc

nrmt - là tốc độ quay của trục ra mô tơ

Trên cơ sở tính toán phần thùng trộn ở trên ta có:

Mô men quay của thùng trộn: Mqt = 29750 Nm

Số vòng quay làm việc của thùng trộn là: ntt = 2÷18 vòng/phút

 Tham khảo các loại mô tơ ở trên thị trường hiện nay và trên các loại xe chuyêndụng ta chọn được mô tơ có kí hiệu HMF 227 Vì đây là một loại mô tơ có kết cấugọn nhẹ, giá thành hợp lí và đang được bày bán nhiều trên thị trường hiện nay.

Mô tơ HMF 207

Các thông số của mô tơ

Bơm thủy lực HPV299

Các thông số của bơm

Lưu lượng riêng lớn nhất qb max 29,95.10-5 m / vg3

Áp suất lớn nhất pmax 4, 2.107 N2

m

 Nguyên lý hoạt động của hệ thống thủy lực

Hệ thống thủy lực trong hệ dẫn động thùng trộn là loại hệ thống thủy lực mạch kín Hệ thống có các bộ phận chính bao gồm: bơm, mô tơ, thùng dầu, lọc dầu và các đường ống nối

Sơ đồ hệ thống như hình dưới:

1 : cụm bơm thủy lực 2 : cụm mô tơ thủy lực

5 : van điều khiển 6 : xi lanh điều khiển

7 : van an toàn của bơm cấp

9 : bộ phận làm mát dầu 10 : lọc dầu

11 : đồng hồ áp suất 12 : đường ống dầu chính

13 : đường ống dẫn dầu rò rỉ 14 : mô tơ

15 : van điều khiển xả dầu

theo chiều ngược lại Van an toàn 7 sẽ xả dầu từ bơm cấp dầu 3 khi áp suất vượt quá giới hạn cho phép về vỏ của cụm bơm 1

Bơm chính 4 là loại bơm pit tông hướng trục hoạt động hai chiều, thể tích làm việc có thể thay đổi được Khi bơm chính đẩy dầu có áp suất cao ra của A qua ống 1

nối 12 tới cửa A của mô tơ, dầu sau khi đi qua mô tơ ra cửa 2 B qua ống nối 12 trở 2

về cửa B của bơm, chiều hoạt động ngược lại dầu từ bơm 4 tới cửa 1 B , 1 B , mô tơ 2

14, cửa A , 2 A , bơm 4.1

Dòng dầu điều khiển từ bơm 3 qua van tiết lưu 19 tới van điều khiển 5 Van 5 được điều khiển bằng tay Van có 4 cửa và 3 vị trí làm việc Dòng dầu qua van 5 tới xilanh điều khiển 6 để thay đổi góc nghiêng của đĩa nghiêng bơm 4, làm thay đổi thể tích làm việc của bơm, do đó làm thay đổi lưu lượng trong hệ thống, đảo chiều dòng dầu cung cấp cho mô tơ 14

Mô tơ 14 hoạt động 2 chiều, thể tích làm việc cố định, là loại mô tơ pit tông hướng trục Vì một lí do nào đó, áp suất cung cấp tới bơm cao vượt quá giới hạn thì các van an toàn 17 xả dầu ra vỏ của cụm mô tơ 2 giúp cho bơm không bị quá tải Tíchnăng 18 có tác dụng giảm chấn khi có sự biến động áp suất và lưu lượng một cách độtngột, giúp cho hệ thống hoạt động được ổn định hơn

Vì tính chất của hệ thủy lực mạch kín là thể tích dầu hoạt động trong mạch chính ít nên dưới tác dụng của tải, nó sẽ bị nóng lên nhanh chóng Cụm van15, 16 có tác dụng xả bớt lượng dầu nóng trong mạch ra ngoài để nhằm thay thế chúng bởi một lượng dầu mới mát hơn từ thùng chứa bên ngoài thông qua bơm cấp dầu 3

Dầu xả từ các van 16 và dầu rò rỉ của mô tơ 14 chảy vào vỏ cuả cụm mô tơ 2, sau đó dầu sẽ ra cửa C qua ống 13 về cửa 2 C vào vỏ của cụm bơm 1 Dầu xả từ các 1

van 5, 7 và dầu rò rỉ từ bơm chính 4 vào vỏ của cụm van 1 Từ đây dầu vào bộ làm mát dầu 9 (bằng không khí) và trở về thùng chứa

 thiết lập các quan hệ và công thức tính để chọn tốc độ làm việc của bơm

và mô tơ

Ta chọn bơm và mô tơ theo lưu lượng riêng, tốc độ và áp suất làm việc lớn nhất của bơm và mô tơ phải nhỏ hơn giá trị cho phép.

Phương trình cân bằng công suất trong mạch thủy lực:

tl2 tl1 tl

N N ηTrong đó:

N : công suất thủy lực cung cấp cho mô tơtl2

N : công suất thủy lực sau bơmtl1

η : hiệu suất của mạch thủy lực bơm mô tơ, coi mtl ηmtl 1

Ta có:

b tl1 b b b b

mt tl2 mt mt mt mt

n

60n

Vì hiệu suất mạch thủy lực ηmtl 1 nên pb p , Qmt b Qmt

Phương trình cân bằng công suất trong mô tơ:

tl2 mt mt

N N ηTrong đó:

mt

N : công suất ra của mô tơ

mt

η : hiệu suất của mô tơ, ηmt 0,95

Công suất ra của mô tơ là công suất vào hộp giảm tốc nên:

qt mt gt

NN

η



gt

η : hiệu suất của hộp giảm tốc, ηgt 0,96

Từ các công thức ở trên ta rút ra được quan hệ giữa lưu lượng riêng của bơm và mô tơ:

Dựa vào đồ thị đặc tính tốc độ của bơm, chọn tốc độ làm việc của bơm là:

n =1200 vg/ph, khi đó ta có áp suất làm việc của bơm là: b

qt

b mt

5 b



=96,93.105 N/m

Từ đó cho thấy áp suất làm việc của bơm là: pb=96,93 bar < pbmax= 420bar

Do vậy thỏa mãn điều kiện làm việc của bơm

Sơ đồ tính toán

3.1-Các số liệu cho việc tính toán thiết kế

Từ đồ thị đặc tính ngoài động cơ, chọn chế độ làm việc của thùng trộn tương ứng với số vòng quay của động cơ sao cho mức độ sử dụng công suất là tối ưu, và suất tiêu hao nhiên liệu là nhỏ nhất, số vòng quay của động cơ tương ứng với chế độ

đó nằm trong lân cận của 1450 v/ph Vì vậy ta chọn ne = 1450 vg/ph để tính toán các thông số của hệ thống truyền lực

Dựa vào hộp số xe cơ sở HD270 có

1 2 3

193540

z z z

Trong đó: z1: Số răng của bánh răng trên trục sơ cấp

z2: Số răng của bánh răng trên trục trung gian

z3: Số răng của bánh răng trích ở hộp số (bánh răng chờ)

z4: Số răng của bánh răng trên trục của hộp trích công suất

Tỉ số truyền từ trục sơ cấp đến trục trung gian của hộp số: 2

12 1

35 1,84 19

z i z

Số vòng quay trên trục của bánh răng trích:

12

1450

788 1,84

e t

n n i

   v ph/

 Theo tính toán ở trên ta có tốc độ làm việc của bơm là nb = 1200 v/ph

Vậy tỉ số truyền của hộp trích công suất là: t t 1200788 0, 657

b

n i n

Công suất cung cấp cho bơm: Nb = N2 ηkn. ηcd

Trong đó: ηkn: Hiệu suất truyền động của khớp nối

ηcd: Hiệu suất truyền động của các đăng

N b: lưu lương riêng của bơm

Vậy: N2 = .b 551621.0,9

kn cd

N

   = 58065 W

3.2-Tính toán các kích thước cơ bản của bộ truyền

3.2.1-Xác định kích thước hình học của bộ truyền

- Số răng của bánh răng trích: z4 = it.z3 = 0,657.40 = 26,3 răng

Chọn z4 = 26 răng

- Mô đun pháp của bánh răng: mn = 2,5

- Bề rộng răng: Chọn theo bề rộng của bánh răng hộp số b = 30 mm

- Góc nghiêng của răng chọn theo góc nghiêng của bánh răng hộp số z3: β = 24o

- Khoảng cách trục:Theo CT6.18-T99 TTTKHDD[1]

3 4

0

40 262,5

 2 4

1

os20 arccos

2

o n

  = 45,45Tra bảng ta được hệ số kx: kx = 9,67

Hệ số giảm đỉnh răng: Theo CT 6.24 T.100 TTTKDD[1]

xt = y + Δy = 3 + 0,638 = 3,638y = 3 + 0,638 = 3,638

Hệ số dịch chỉnh của các bánh răng: Theo công thức 6.26 T101 TTTKDD[1]

3 4 3

2.

. n

M P

z m

 = 10438,3 N

- Lực hướng kính: 2 1

2

1

os

P tg R

kc: Hệ số kể đến ảnh hưởng của độ cứng vững trục và phương pháp lắp đặt: kc = 1

ktp: Hệ số tải trọng động phụ do sai số công nghệ: ktp = 1,2

kgc: Hệ số tập trung ứng suất tại góc lượn chân răng: kgc = 1,1

Vậy bộ truyền bánh răng thỏa mãn điều kiện bền

Các thông số của bộ truyền:

4.1-Phân phối tỉ số truyền trong hộp giảm tốc

- Tỉ số truyền của hộp giảm tốc: v 173417 102

r

n i n

Sơ đồ động học bộ truyền cấp chậm

Một cơ cấu hành tinh (CCHT) có ba bậc tự do, vì vậy để tạo nên một tỉ số truyền cần hạn chế một bậc tự do của CCHT Từ sơ đồ động học ta thấy khâu vào là bánh răng mặt trời, khâu ra là giá hành tinh, do đó phải khóa bánh răng ngoại luân với vỏ hộp giảm tốc

Tỉ số truyền từ bánh răng mặt trời đến giá hành tinh khi bánh răng ngoại luân cố định

z i

z   

Tính toán các thông số cơ bản của bộ truyền

- Chọn số răng bánh răng hành tinh là: 2

- Chọn mô đun bánh răng m = 4 mm

- Số răng của bánh răng ngoại luân: zn2 = 8,22.10 = 82,2 răng

2.

.

m m

M P

z m

 = 168137,54 N

ktp: Hệ số tải trọng động phụ do sai số công nghệ: ktp = 1,2

kgc: Hệ số tập trung ứng suất tại góc lượn chân răng: kgc = 1

y: Hệ số dạng chân răng: y = 0,16

2 2

Vậy bánh răng thỏa mãn điều kiện bền

Bảng các thông số của bộ truyền cấp chậm

Bánh răng mặt Bánh răng hành Bánh răng

trời tinh ngoại luân

Đường kính vòng chân răng 30 mm 134 mm 338 mm

4.3-Tính toán bộ truyền cấp nhanh

Sơ đồ động học bộ truyền cấp nhanh

Tỉ số truyền từ bánh răng mặt trời đến giá hành tinh khi bánh răng ngoại luân cố định

z i

z   

Tính toán các thông số cơ bản của bộ truyền

- Chọn số răng bánh răng hành tinh là: 2