Máy xây dựng Chuong 6

Máy xây dựng

Chương Ô tô tải máy kéo 6-1 Ô tô - Phương tiện vận chuyển Vận chuyển đất, đá đào công việc lớn công tác đất Có nhiều loại thiết bị khác để vận chuyển đất đào ô tô tự đổ, xe goòng, máy cạp chuyển, băng tải hay tàu hỏa Mặc dù máy cạp chuyển sử dụng để vận chuyển đất Việt Nam, đào vận chuyển đất Băng tải phương tiện vận chuyển Băng tải sử dụng phương tiện khác không sử dụng phận thiết bị vận chuyển khác ví dụ băng nâng Tuy nhiên, băng tải lớn vận chuyển hiệu lượng vật liệu vận chuyển đủ lớn để bù vào chi phí đầu tư ban đầu Các dự án đập lớn thường sử dụng băng tải để vận chuyển vận chuyển bê tông đầm lăn từ trạm trộn đến thân đập thủy điện Sơn La Tàu hỏa sử dụng để vận chuyển đất đào khu vực đào đổ đất gần đường ray Tuy nhiên ô tô tải sử dụng phổ biến 6.1.1 Ô tô ô tô tự đổ Ôtô loại phương tiện vận chuyển đường vô quan trọng Trong trình thi công công trình xây dựng nói chung xây dựng công trình thuỷ lợi, thủy điện nói riêng, công tác chuyên chở đất đá, tập kết vật liệu xây dựng đến công trình chiếm tỷ trọng lớn Chi phí cho công tác vận chuyển chiếm đến 40% giá thành công trình Ôtô có cấu tạo chắn, di chuyển bánh lốp, có tính linh hoạt tốc độ cao nên thường dùng làm phương tiện vận chuyển Do khối lượng xây dựng ngày lớn, mức độ ngày phức tạp, nên ôtô chuyên dùng ngày hoàn thiện đại Thông thường ôtô sử dụng để chuyên chở hàng hoá phậm vi ÷ 50km kinh tế nhất, tốc độ di chuyển có tải khoảng 30 ÷ 70km/h Hình 6-1 Ôtô tự đổ 777D( Caterpillar) 99 Cho dù có nhiều thiết bị vận chuyển đất kể trên, chủ yếu ô tô tự đổ Các ô tô tự đổ hạng nặng (hình 6-1) sử dụng nhiều Ô tô tự đổ sử dụng linh hoạt di chuyển nhanh khu vực làm việc Ô tô tự đổ có nhiều kiểu dáng kích cỡ khác từ ÷ 300t Ví dụ như: loại có thùng tiêu chuẩn hay thùng chở đá, loại sử dụng động điêzen hay động xăng, loại dẫn động bánh hay dẫn động tất bánh, loại trục trục loại thiết kế để sử dụng đường cao tốc hay đường thi công công trường Ôtô tự đổ 777D hãng Caterpillar (Mỹ), trọng lượng có tải 161T, dung tích hình học thùng ben Hình 6.2 Ôtô tự đổ hạng nặng 42 m3, đặc biệt có trang bị loại động điều khiển điện tử đại Ô tô tự đổ hoạt động đường cao tốc công cộng thường giới hạn kích thước, tải trọng trọng lượng trục (cầu xe) Ô tô tự đổ thiết kế để hoạt động đường công trường thường lớn hơn, nặng tải trọng lên đến ba trăm Các dự án công tác đất lớn thường sử dụng loại ô tô tự đổ cỡ lớn Một xu hướng khác sử dụng gần ô tô tự đổ khớp quay dẫn động tất bánh hình 6-3 6.1.2 Trọng tải Trọng tải hay tải trọng cho phép ô tô tự đổ thường biểu diễn theo cách: Trọng lượng chứa thùng (daN), Thể tích chứa thùng (m3); Dung tích đầy thùng (thường với hệ số dốc 2:1) (m3) Khi tải giảm hiệu suất máy mà tăng khả hư hỏng thiết bị Vì không nên làm việc vượt tải trọng xe Vì đất vận chuyển thường trạng thái rời nên tải trọng lớn chuyên chở thường nhỏ trọng lượng chứa hay thể tích chứa thùng Nếu trọng lượng đầy thùng đất rời nhỏ trọng lượng cho phép tăng chiều cao thùng để tăng khả chứa Thông thường thể tích chứa thùng 100 không bị hạn chế, chúng hạn chế vận chuyển vật liệu dạng lỏng bê tong hay đất nhão 6.2 Cấu tạo ô tô tải 6.2.1 Các phận ô tô tải Ôtô loại máy tự hành chuyển động ngang, chuyên chở hay kéo theo rơ-moóc hàng hoá chở người Do phận để đựng hàng hoá thùng xe, thùng ben hay khoang chở người phải có phận: Động cơ, hệ thống truyền lực, hệ thống lái điều khiển, hệ thống di chuyển, khung xe (sát-xi), buồng điều khiển hệ thống điện thiết bị khác (hình 6-1, 6-2, 6-3) Động cơ, hệ thống điều khiển di chuyển giới thiệu chung chương Hình 6.3 Ô tô tự đổ khớp quay Nhưng xét tính độ phức tạp hệ thống truyền lực quan trọng Ta xem xét qua phận quan ô tô: Động cơ: Động thường dùng loại động đốt (động xăng động điêzen) làm nguồn động lực ôtô máy kéo, có công dụng biến nhiệt nhiên liệu cháy thành Hệ thống truyền lực: Hệ thống truyền lực ôtô có tác dụng truyền mômen quay từ động cho bánh xe chủ động, gồm có: ly hợp, hộp số, truyền động các-đăng, truyền động chính, cấu vi sai truyền lực cuối Hệ thống treo: Hệ thống treo ôtô máy kéo, có tác dụng nối đàn hồi khung hay thân xe với hệ thống di chuyển, gồm có: phận đàn hồi (nhíp lò xo) phận giảm xóc (loại tay đòn ống) Hệ thống di chuyển: Hệ thống di chuyển tựa lên mặt đường để biến chuyển động quay tròn bánh xe chủ động thành chuyển động tịnh tiến ôtô Ngoài ra, hệ thống di 101 chuyển có tác dụng đỡ toàn khối lượng thay đổi hướng chuyển động xe Hệ thống di chuyển ôtô gồm có: bánh xe chủ động, bánh xe dẫn hướng Hệ thống điều khiển: Hệ thống điều khiển (lái, phanh) có tác dụng thay đổi hướng chuyển động giảm tốc ôtô máy kéo Trang bị điện: Điện loại lượng sử dụng rộng rãi ôtô Điện dùng để khởi động máy, đốt cháy hỗn hợp hay hoà khí động xăng hay động có chế hoà khí (các-bua-ra-tơ), cung cấp cho thiết bị chiếu sáng, còi, tín hiệu ánh sáng, phận kiểm tra đo lường thiết bị phụ khác Để có điện năng, ôtô trang bị máy phát điện bình ắc quy Máy phát điện biến thành điện năng, ắc quy biến hoá thành điện Thân xe, buồng lái thiết bị phụ: Thân xe ôtô tải gồm có khung thùng xe Hai dầm dọc liên kết với dầm ngang, dùng làm đáy sàn Dầm bắt chặt vào dầm dọc ôtô bulông hình chữ U Trên dầm ngang có lát gỗ Thành phía trước thùng xe lắp cố định, thành lại lắp lề khoá lại với then Ôtô tự đổ bao gồm khung thùng xe (hình 6-1 6-2) Vỏ ôtô xe khách thường làm kim loại, dập hay gia công theo hình dạng định hàn lại với Buồng lái (cabin) ôtô máy kéo, làm thép dập hàn lại với Cửa buồng lái ôtô có kính điều khiển lên xuống kính hứng gió xoay Các cửa có cửa khoá tay nắm để mở cửa từ bên hay bên buồng lái Các thiết bị phụ: Các thiết bị phụ dùng ôtô đa dạng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố, đặc biệt việc nâng cao khả làm việc máy cải thiện điều kiện làm việc người lái Các thiết bị phụ thường dùng ôtô là: cấu rửa kính chắn gió, máy điều hoà nhiệt độ hay quạt mát, gương phản chiếu, che nắng, ra-đi1 ô cat-set, điện Hình 6-4 Hệ thống truyền lực ôtô: thoại, hộp đựng đồ uống, gạt tàn 1- Động cơ, 2- Ly hợp, 3- Hộp số, 4- Truyền động các-đăng, 5- Truyền động thuốc chính, 6- Cơ cấu vi sai, 7- Bánh xe chủ động, 8- Bán trục, 9- Bánh xe dẫn hướng 102 6.2.2 Hệ thống truyền lực 1.Ly hợp Ly hợp hay côn có tác dụng tách nối truyền động từ động với hộp số Như ly hợp phải làm việc tin cậy, mômen quán tính phải nhỏ Khi đóng phải truyền mômen từ động qua hộp số, mở phải nhanh chóng tách khỏi truyền động Ly hợp phải làm việc êm, không gây va đập gài số, đổi số Tăng mômen từ từ khởi hành tải đột ngột ly hợp trượt Vậy bề mặt trượt phải có khả thoát nhiệt tốt Theo phương pháp truyền động có loại: ly hợp ma sát (một nhiều đĩa bị động), ly hợp thuỷ lực (dạng biến tốc thuỷ lực), ly hợp điện từ Theo phương pháp đóng mở có loại: ly hợp thường đóng, ly hợp thường mở Ly hợp ma sát loại thường Hình 6-5 Cấu tạo hệ thống truyền lực ôtô đóng, loại đĩa bị động (hình 6đại: 1- Động cơ; 2- Hệ điều khiển điện tử; 3- Khớp nối 6a) gồm có: đĩa bị động thép, bên gắn vành đệm ma thuỷ lực; 4- Truc truyền động chính; 5- Điều khiển hộp số; sát, moăy-ơ lồng vào rãnh then hoa 6- Hộp số; 7- Truyền động chính; 8- Vi sai; 9- Bánh xe dẫn hướng; 10- Cơ cấu lái trục đĩa bị động bị ép đĩa ép bánh đà lò xo Khi tách ly hợp để cài số người lái xe phải tác dụng lực lên bàn đạp 5, qua cấu nối tay đòn, đĩa ép dịch chuyển phía phải, ép lò xo 3, mở rộng khoảng cách bánh đà 5 đĩa ép, làm cho đĩa bị động tách khỏi bánh đà Do đó, truyền động từ bánh đà 4 hay động sang trục hay hộp số bị ngắt Loại 3 nhiều đĩa truyền 2 mômen a) b) lớn, đóng mở êm Hình 6-6 Sơ đồ cấu tạo ly hợp ma sát: a) Loại thường đóng; b) Loại không dứt thường mở; khoát, mômen quán tính lớn 1- Bánh đà, 2- Đĩa ma sát bị động, 3- Lò xo ép, 4- Trục bị động,5- Bàn đạp, loại đĩa 6- Đĩa ép, 7- Vỏ ly hợp, 8- Các đĩa bị động 103 2.Hộp số Hộp số dùng để truyền chuyển động, thay đổi tốc độ, chiều chuyển động hay cắt truyền động lực kéo ôtô máy kéo Như nhờ có hộp số mà ôtô tiến, lùi, dừng hẳn động đốt hoạt động truyền mômen qua trục khuỷu ly hợp Dựa vào cấu tạo nguyên lý làm việc, chia hộp số thành hai loại: hộp số vô cấp hộp số có cấp Hộp số vô cấp Hộp số vô cấp hộp số không phân chia thành cấp có tốc độ khác nhau, hộp số liên tục Loại hộp số cho phép thay đổi tỷ số truyền cách liên tục khoảng xác định, làm cho ôtô máy kéo làm việc với tiêu cao điều kiện làm việc khác Việc thay đổi tỷ số truyền thực tự động, tuỳ theo lực cản ôtô hay máy kéo chuyển động người lái điều khiển (ví dụ: biến tốc ma sát biến tốc thuỷ lực, ) Hộp số có cấp Hộp số có cấp phân chia thành nhiều cấp Ở hộp số việc thay đổi tỷ số truyền không thực liên tục mà cách cấp (ví dụ: truyền động tập hợp cặp bánh hình 6-7) Hộp số có cấp dùng nhiều ôtô, đặc biệt ôtô tải, thường loại hộp 11 10 C A A1 E C1 I B D H K L M Hình 6-7 Hộp số ba trục có số truyền thẳng: 1- Cần số, 2- Con trượt; 3,10,11- Nĩa gài số, 4- Nắp hộp số, 5- Thân hộp số, 6- Trục sơ cấp, 7- Trục trung gian, 8- Trục số lùi, 9- Trục thứ cấp 3 N N R b) a) N R R c) Hình 6-8 Vị trớ cần số buồng lái: a) Loại số, b) Loại số, c) Loại số, N- số không, R- số lùi 104 số có ba trục (trục sơ cấp, trục trung gian trục thứ cấp, kết hợp với nhiều cặp bánh ăn khớp khác nhau) • Hộp số ba trục có số truyền thẳng: Hộp số ba trục có số truyền thẳng (hình 6-7) gồm có: cần số 1, có đầu đặt vào rãnh trượt hay trục gài số 2, nĩa gài số 3, 10, 11 có đầu cố định với trượt số đầu đặt rãnh khối bánh di động (C, E, L), nắp hộp số 4, thân hay vỏ hộp số 5, trục sơ cấp 6, trục trung gian 7, trục thứ cấp 9, trục số lùi bánh cố định hay di động trục: A, B, C, D, E, H, I, K, L, M, A C1 Khi ôtô máy kéo làm việc, hộp số thực bốn số tiến số lùi: Bốn số tiến: Số 1: đẩy cần sang trái, qua trượt nĩa làm di chuyển khối bánh E I, để bánh I ăn khớp với bánh K Số 2: kéo cần từ vị trí số sang phải làm di chuyển khối bánh E I theo chiều ngược lại (hay sang trái), để bánh E ăn khớp với bánh H Số 3: đẩy hay kéo cần số từ vị trí số vị trí ban đầu hay số không (0) số “mo”, đẩy sang trái, qua trục nĩa 3, làm di chuyển khối bánh C C1 sang phải để bánh C ăn khớp với bánh D Số 4: cần số vị trí gài số 3, ta kéo sang phải để bánh C1 ăn khớp với bánh A1 Nghĩa trục sơ cấp trục thứ cấp quay tốc độ (số gọi số truyền thẳng) - Số lùi: cho xe chạy lùi, ta đẩy hay kéo Hình6-9 Hộp số ôtô,máy kéo kiểu truyền động cần số vào phía hành tinh sang phải, qua trượt nĩa 10 làm cho khối bánh L M di chuyển sang trái, để bánh M ăn khớp với bánh K, bánh L ăn khớp với bánh I 105 Hộp số kiểu máy xây dựng đại Các hộp số truyền thống giới thiệu có cấu tạo đơn giản làm việc không êm, gây va đập phải sang số (cài số cho cặp bánh ăn khớp theo thứ tự tay số), bánh hay bị mòn nhanh bị rơ rão Trong hầu hết máy xây dựng người ta sử dụng hộp số có cấu tạo hoàn toàn khác để khắc phục nhược điểm (hình 6-9) Hộp số bao gồm năm ly hợp điều khiển thuỷ lực Kết hợp ly hợp hộp số, gồm năm bánh hành tinh, tạo ba số tiến ba số lùi sử dụng máy ủi Tốc độ hướng chuyển động điều khiển điện tử Cấu tạo ly hợp (hình 69) thể hình 6-10 Mỗi ly hợp đĩa hộp số đặt vỏ riêng Mỗi ly hợp có đĩa ma sát đĩa ly hợp Các đĩa ăn khớp với vành Hình 6-10 Cấu tạo ly hợp: (vành truyền hành tinh) Các rãnh vành 1- Píttông, 2- Lò xo, 3- Đĩa ly hợp, 4- Vành răng, 5đĩa ly hợp ăn khớp với then Đĩa ma sát, 6- Vỏ ly hợp vỏ ly hợp, ngăn không cho đĩa ly hợp xoay Lò xo đặt vỏ ly hợp píttông bị nén Khi áp suất dầu sau píttông tăng lên thắng lực lò xo đẩy píttông sang phải, ép đĩa ma sát đĩa ly hợp với để đóng ly hợp Các đĩa ma sát giữ không cho vành quay Khi áp suất dầu sau píttông giảm, lò xo đẩy píttông sang trái, đĩa ma sát đĩa ly hợp tách khỏi nhau, mở ly hợp Tốc độ hướng chuyển động ly hợp xác định để truyền công suất Các phận cấu thành hộp số (hình 6-11): Hộp số lắp chặt với vỏ sau máy Công suất truyền từ biến mô tới trục sơ cấp nhờ trục dẫn động qua hộp số sang trục thứ cấp 10 đến bánh truyền động Các ly hợp A B định hướng chuyển động, bố trí phía sau hộp số Ly hợp A để lùi, ly hợp B để tiến Các ly hợp C, D, E ly hợp tốc độ Ly hợp C ứng với 106 tốc độ số 3, ly hợp D ứng với tốc độ số 2, ly hợp E ứng với tốc độ số Ly hợp E ly hợp A B C D E 19 18 17 10 16 15 14 13 12 11 Hình 6-11 Mặt cắt hộp số đại: A, B, C, D, E – Các ly hợp:1- Vành (ly hợp A), 2Giá đỡ (các ly hợp B C), 3- Vành (ly hợp B), 4- Vành (ly hợp C), 5- Vành (ly hợp D), Số (ly hợp E), 6- Moăy-ơ, 7- Giá đỡ (ly hợp D), 8- Bánh mặt trời (ly hợp D), 9- Trục sơ cấp, 10- Trục thứ cấp, 11- Bánh hành tinh (ly hợp D), 12-Bánh mặt trời (ly hợp C), 13- Bánh hành tinh (ly hợp C), 14-Bánh hành tinh (ly hợp B), 15-Bánh mặt trời (ly hợp B), 16- Bánh khớp nối, 17- Bánh hành tinh (ly hợp A), 18- Bánh mặt trời (ly hợp A), 19- Giá đỡ (ly hợp A) quay Bảng 6-1 Sự kết hợp ly hợp để tạo số tiến số lùi khác Kết hợp ly hợp hộp số dung cho máy ủi Hướng chuyển Các ly hợp kết Số Số động hợp Tiến B&E Tiến B&D Tiến B&C (Mo) Số trung gian C Hướng chuyển động Lùi Lùi Lùi Các ly hợp kết hợp A&E A&D A&C 6.2.3 Cơ cấu vi sai ly hợp chuyển hướng Khi ôtô máy kéo chạy vào đường cong hay quay vòng, bánh chủ động phía phía vẽ thành đường cong đồng tâm, có bán kính khác Do đó, bánh xe chủ động phía có vận tốc dài lớn vận tốc dài bánh xe chủ động phía Để tránh trượt trơn của hai bánh xe quay vòng, người ta dùng cấu vi sai ly hợp chuyển hướng Nhờ mà hai bánh xe có tốc độ quay khác nhau, phù hợp với góc quay vòng khác nhau, bánh xe không bị trượt 107 a) Cơ cấu vi sai: Cơ cấu hay hộp vi sai (hình 6-12) gồm có: bánh lắp với bán trục rãnh then hoa, bánh lắp với bán trục rãnh then hoa, bánh 10 11 luôn ăn khớp với bánh 5, quay xung quanh đường tâm nhờ trục 4', vỏ vi sai lắp cố định với bánh ăn khớp với bánh truyền động Khi ôtô máy kéo bánh lốp chuyển động thẳng lực cản hai bánh chủ động nhau, tốc độ quay bán trục phải (n1), bán trục trái (n2) vỏ vi sai (nvs) nhau: 4' 10 n vs 11 n2 n1 Hình 6-12 Cơ cấu vi sai: 1, 2- Các bán trục;3, 5- Các bánh bán trục; 4, 4'- Trục bánh răng; 6, Các bánh truyền động chính, 8- Trục bánh răng, 9- Vỏ vi sai; 10, 11- Các bánh hành tinh n1 = n2 = nvs Hay: n2 = 2nvs 1) n1 + (6- _ Trong trường hợp này, trục 4' bánh 11 10 quay với vỏ vi sai bánh 10 11 chuyển động tương đối so với hai bánh Nếu ôtô máy kéo bánh lốp chuyển động quay vòng, ví dụ sang phải, lực cản hai bánh chủ động khác Lúc này, bánh 10 11 vừa quay xung quanh trục nó, vừa lăn hai bánh Do chịu lực cản bánh xe chủ động phía đường vòng, qua trục truyền đến, làm cho bánh giảm tốc độ quay với trị số là: n10 z10 ; z3 đó: n10 - tốc độ quay bánh 10; z10 - số bánh 10; z3 - số bánh 108 độ di chuyển thấp trung bình nên sử dụng vận chuyển cự ly ngắn vòng km Theo hệ thống di chuyển máy kéo chia ra: máy kéo bánh lốp máy kéo xích Khi làm việc đất ẩm ướt máy kéo bánh lốp tốn công suất để di chuyển so với máy kéo chạy xích Nhưng nơi đất ướt, bùn lầy máy kéo bánh lốp làm việc loại máy chạy xích có không làm việc được, trừ trường hợp lắp thêm bánh phụ, bánh sắt có mấu bám bánh lồng 6.6.1 Máy kéo bánh xích Máy kéo bánh xích thiết bị có tính linh động cao áp suất tác dụng lên đất nhỏ (41-62 kPa) có lực kéo lớn Một số loại có áp suất tác dụng lên đất thấp (21-28 kPa) Máy kéo bánh xích hoạt động góc dốc lên đến 45 Tuy nhiên, có vận tốc di chuyển thấp nên phải sử dụng xe kéo móc để di chuyển máy khoảng cách lớn Vật liệu chế tạo dải xích máy kéo bánh xích thép nhiệt luyện, chống mài mòn Dải xích quanh lăn gắn khung xích Bánh dẫn hướng thường đặt phía trước có thêm Hình 6-14 Máy ủi bánh xích cấu điều chỉnh độ căng xích hỗ trợ bảo dưỡng sửa chữa dễ dàng giảm chấn va chạm Bánh chủ động thường đặt phía sau Do ống xích bôi trơn bảo vệ vòng bịt nhằm chống nước mài mòn nên máy kéo bánh xích vận hành nơi có mực nước lên đến ngang chiều cao di chuyển xích Phối hợp nối tiếp nhiều máy kéo với (máy trước máy sau) sử dụng người khiển thường áp dụng trường hợp yêu cầu công suất lớn Phối hợp song song máy kéo (nhiều máy đặt song song với nhau) sử dụng cần cung cấp nhiều nguồn công suất cho thiết bị với lưỡi ủi rộng Hình 6-14 trình bày loại máy ủi tiêu chuẩn 6.6.2 Máy kéo bánh lốp Máy kéo bánh lốp hay bánh cao su thường dùng trường hợp yêu cầu vận tốc lớn máy cạp, xe goòng thiết bị tương tự Máy kéo bánh lốp loại bánh 122 loại bánh Loại bánh cần phải kết hợp với cấu khác (ví dụ thùng cạp) để đảm bảo cân Loại bánh dẫn động bánh dẫn động bánh sử dụng cho thiết bị Hệ thống điều khiển thuỷ lực hộp số tự động thiết bị tiêu chuẩn máy kéo bánh lốp (hình 6-15) Lưỡi ủi thiết bị lắp máy kéo bánh xích lắp máy kéo bánh lốp Tuy nhiên phạm vi ứng dụng máy kéo bánh lốp bị hạn chế tính linh hoạt áp suất tác dụng lên đất lớn (172-241 kPa) Tính linh hoạt hiệu suất máy kéo bàn phần Ưu điểm máy kéo bánh lốp vận tốc di chuyển cao không gây nguy hiểm cho mặt đường di chuyển Ngoài áp suất tác dụng lên đất lớn nên máy kéo bánh lốp đầm đất 10 Hình 6-15 Hệ thống truyền lực máy kéo bánh lốp cầu chủ động 1- Động cơ, 2- Ly hợp , 3- Hộp số, 4- Hộp thu công suất, 5- Truyền động chính, 6- Cơ cấu vi sai, 7- Bán trục, 8- Bánh xe chủ động, 9- Hình thang lái, 10- Bánh dẫn hướng 6.6.3 Các phận khác máy kéo 1.Hệ thống truyền lực: Hệ thống truyền lực máy kéo có tác dụng truyền mômen quay từ động cho bánh xe chủ động bánh chủ động, gồm có: ly hợp, hộp số, truyền động các-đăng, truyền động chính, cấu vi sai truyền lực cuối Hệ thống treo: Hệ thống treo máy kéo, có tác dụng nối đàn hồi khung hay thân xe với hệ thống di chuyển, gồm có: phận đàn hồi (nhíp lò xo) phận giảm xóc (loại tay đòn ống) 123 Hệ thống điều khiển: Hệ thống điều khiển (lái, phanh) có tác dụng thay đổi hướng chuyển động giảm tốc máy kéo Trang bị điện: Điện loại lượng sử dụng rộng rãi máy kéo Điện dùng để khởi động máy, đốt cháy hỗn hợp hay hoà khí động xăng hay động có chế hoà khí (các-bua-ra-tơ), cung cấp cho thiết bị chiếu sáng, còi, tín hiệu ánh sáng, phận kiểm tra đo lường thiết bị phụ khác Để có điện năng, máy kéo trang bị máy phát điện bình ắc quy Máy 12 11 10 Hình 6-16 Hệ thống truyền lực máy kéo bánh xích: 1- §ộng cơ, 2- Ly hợp , 3- Hộp số, 4- Hộp thu công suất, 5- Truyền động chính, 6- Ly hợp chuyển hướng, 7, 8- Truyền lực cuối, 9- Bánh chủ động, 10- Bánh tỳ xích, 11- Xích, 12- Bánh dẫn hướng phát điện biến thành điện năng, ắc quy biến hoá thành điện Thân xe, buồng lái thiết bị phụ: Buồng lái (cabin) máy kéo, làm thép dập hàn lại với Cửa buồng lái ôtô có kính điều khiển lên xuống kính hứng gió xoay Các cửa có cửa khoá tay nắm để mở cửa từ bên hay bên buồng lái Các thiết bị phụ: Các thiết bị phụ dùng máy kéo đa dạng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố, đặc biệt việc nâng cao khả làm việc máy cải thiện điều kiện làm việc người lái Các thiết bị phụ thường dùng máy kéo là: cấu rửa kính chắn gió, máy điều hoà nhiệt độ hay quạt mát, gương phản chiếu, che nắng, ra-đi-ô cat-set 124 6.7 Đánh giá khả làm việc thiết bị Vận tốc lớn đạt có tải ô tô tự đổ, máy kéo, máy cạp … phụ thuộc vào công suất trục lốp xe hay xích, giới hạn tính linh hoạt lực cản Phương pháp để xác định vận tốc lớn ô tô, máy kéo phương tiện di chuyển từ đường đặc tính hiệu suất nhà chế tạo cung cấp trình bày phần 6.7.1 Lực cản lực kéo ôtô, máy kéo Lực cản chuyển động: Ôtô hay máy kéo di chuyển có lực cản Các lực cản chuyển động xác định công thức tổng quát: Pc = Pf  Ph + Pw  Pj + Pm ; (6-15) đó: Pc- tổng lực cản ô tô máy kéo đường dốc, daN; Pf, Ph , Pw , Pj , Pm - lực cản lăn, lực cản lên dốc, lực cản không khí, lực cản quán tính lực cản kéo Tổng lực cản thường có đơn vị daN Tuy nhiên, tổng lực cản biểu thị dạng daN/t hay độ dốc tương đương Để tránh nhầm lẫn, tổng lực cản biểu thị dạng daN/t gọi hệ số cản a Lực cản lăn Lực cản lăn lực cản trở di chuyển xe ma sát độ cong lốp xe di chuyển bề mặt lún lốp xe Hệ số cản lăn lốp cao su lên bề mặt cứng, trơn, phẳng xấp xỉ 20 daN/t với lốp có rãnh 15 daN/t với lốp trơn Và hệ số cản lăn tăng lên khoảng 15daN/t lún sâu vào 25 mm Vì lực cản lăn hệ hệ số cản lăn tính sau: • Lực cản lăn tổng quát ôto, máy kéo dốc: Pf = G.cosα.f= G f1 ; (6-16) đó: Pf - lực cản lăn, daN; G - trọng lượng ôtô máy kéo rơ moóc kéo theo; α - góc dốc đường; f- hệ số ma sát 125 f1 = hệ số cản lăn, phụ thuộc nhiều thông số, đặc biệt điều kiện đường bánh xe (daN/t) Theo [17] tính sau: f1 = 20 + 0,6.h (6-17) đó: h- độ lún (mm) Do máy kéo bánh xích chuyển động bề mặt (bề mặt dải xích) nên thường không quan tâm đến lực cản lăn Thực tế với bề mặt khác có khác lực cản lăn, tính toán thường bỏ qua Tuy nhiên máy kéo bánh xích kéo theo thiết bị bánh lốp cần phải tính lực cản lăn thiết bị bánh lốp tổng lực cản Hệ số cản lăn tỉ lệ với lực kéo máy kéo bánh lốp thường coi 55 kg/t b Lực cản dốc Lực cản lên dốc trọng lượng phương tiện di chuyển chiếu lên phương song song với bề mặt di chuyển Vì lực cản dốc lực cản vô ích lên dốc lực cản có ích xuống dốc Giá trị lực cản dốc tính tích trọng lượng máy với sin góc tạo phương di chuyển phương ngang Tuy nhiên, với góc nhỏ tính theo tang góc dốc Với góc dốc 150, sai số phép tính nhỏ 3% Độ dốc thường biểu diễn dạng % (nghĩa 1% độ dốc tương đương tăng chiều cao 1m khoảng cách 100m), giá trị tương đương với tang góc dốc Vì xây dựng, lực cản dốc hệ số cản dốc tính sau: Lực cản lên dốc Ph: Ph = G.sinα = G.f2 =G 10 Δα; (6-18) Ph có trị số (+) lên dốc trị số (-) xuống dốc Bảng 6-2 Giá trị tiêu chuẩn hệ số cản lăn Kiểu bề mặt đường Bê tông asphalt Cứng, nhẵn gồ ghề Bề mặt bùn nhão cứng Có rãnh sâu 25-50mm Đất mềm, có rãnh sâu 75-100mm Cát rời sỏi Rãnh sâu, đất mềm bùn nhão f1-Hệ số (daN/t) 20 (15)* 32 (26)* 40 50 75 100 150-200 * Lốp trơn Hệ số cản dốc: f2 = 10 x độ dốc (%) (6-19) f2-hệ số cản dốc: (daN/t); Δα- độ dốc % 126 Độ dốc quy đổi Tổng lực cản máy tính theo phần trăm độ dốc gây lực cản dốc gọi tổng lực cản tính toán Phần trăm độ dốc gọi độ dốc quy đổi, độ dốc tương đương hay phần trăm tổng lực cản Vì 1% độ dốc tương đương lực cản 10 daN/t nên: Độ dốc quy đổi (%) = Tổng lực cản (daN/t) / 10 (6-20) Hoặc Độ dốc quy đổi (%) = Δα (%) + f1 / 10 (6-21) Tính toán tổng lực cản độ dốc quy đổi minh hoạ ví dụ sau: Ví dụ 6-7 Một máy kéo bánh lốp di chuyển đường mềm với độ lún lốp 125 mm Máy kéo nặng G =18,2 Tính tổng lực cản độ dốc quy đổi khi: - Máy kéo lên dốc 4% - Máy kéo xuống dốc 6% Lời giải Hệ số cản lăn: f1 = 20 + 0,6 x 1,25 = 95 daN/t Lực cản lăn: Pf = 95 x 18,2 = 1729 daN Trường hợp a: Lực cản dốc: Ph = 18,2 x 10 x = 728 daN Tổng lực cản: Pc = 1729 + 728 = 2457 daN Độ dốc quy đổi = 2457 / (18,2 + 10) = 13,5 % Hoặc: Độ dốc quy đổi = + 95/10 = 13,5% Trường hợp b: Lực cản dốc: Ph = 18,2 x 10 x (-6) = - 1092 daN Tổng lực cản: Pf = 1729 – 1092 = 637 daN Độ dốc quy đổi = -6 + 95/10 = 3,5% 127 Ví dụ 6-8 Một máy kéo bánh xích nặng G1=27,273 daN kéo theo thùng cạp bánh lốp nặng G2=21.818 daN lên dốc Δα = 5% hệ số cản lăn phương tiện di chuyển đường f1=50daN/t Tính tổng lực cản Lời giải Lực cản lăn (bỏ qua bánh xích): Pf = 21818 / 1000 x 50 = 1091daN Lực cản dốc: Ph = (27273 + 21818) x 0,05 = 2455 daN Tổng lực cản: Pc= 1091 + 2455 = 3546 daN Trước sử dụng đường cong hiệu suất để xác định vận tốc di chuyển lớn phương tiện di chuyển, cần ý đến hai yêu tố giới hạn công suất có ích độ cao tuyệt đối lực kéo c.Lực cản không khí Pw Trong số trường hợp, người ta tính đến lực cản không khí ô tô chuyển động đường vào tổng lực cản chuyển động Lực cản không khí tính sau: Pw = kFv2; (6-22) đó: k - hệ số dạng khí động hay hệ số cản không khí hay gió, phụ thuộc vào mật độ không khí, hình dạng chất lượng bề mặt xe máy, Ns 2/m4, k = 0,13  0,70; F - diện tích mặt vuông góc với trục dọc xe, m2 ; v - vận tốc tương đối xe không khí, vận tốc xe cộng thêm trừ vận tốc gió, m/s d Lực quán tính Pj: Khi ôtô máy kéo chuyển động không ổn định làm xuất lực quán tính khối lượng chuyển động tịnh tiến quay Lực quán tính trở thành lực cản xe chuyển động nhanh dần ngược lại trở thành lực chủ động xe chuyển động chậm dần: Pj = δ i G j; g (6-23) 128 đó: δi - hệ số tính đến ảnh hưởng chi tiết chuyển động quay: δi = 1+ 0,05 (1 + i 2h ) Gd Gb ih - tỷ số truyền hộp số; Gd - tải trọng định mức xe; Gb - tải trọng thực tế xe; G - trọng lượng xe; j - gia tốc tịnh tiến; g - gia tốc trọng trường e Lực cản kéo Pm: Khi ôtô máy kéo có kéo rơ moóc, lực cản rơ moóc xác định: Pm = n Q.ϕ; (6-24) đó: n - số rơ moóc kéo theo; Q - trọng lượng tổng cộng rơ moóc, bao gồm trọng lượng thân rơ moóc tải trọng đặt nó; ϕ - hệ số cản tổng hợp đường: Lực kéo Lực kéo hay lực kéo tiếp tuyến P k, động tạo bánh xe chủ động xác định theo công thức: Pk = 955 N d is i0η , N; nre (6-25) đó: Nđ - công suất động cơ, kW; 129 is - tỷ số truyền hộp số; io - tỷ số truyền truyền sau hộp số; η - hiệu suất hệ thống truyền lực (η = 0,80÷0,95); n - số vòng quay bánh xe chủ động, vg/ph; re - bán kính lăn bánh xe chủ động: re = λ r0 (6-26) λ - hệ số biến dạng lốp; r0 - bán kính danh nghĩa hay bán kính kể đến mép bánh xe 6.7.2 Quan hệ lực kéo, lực cản lực bám Công suất động cơ, ô tô & máy kéo sinh quy đổi lực kéo khung máy kéo lực kéo mép máy kéo bánh lốp, máy cạp ô tô tự đổ Lực kéo khung lực kéo có hiệu lực máy kéo bánh xích kiểm tra điều kiện tiêu chuẩn Lực kéo mép lực kéo mép lốp chủ động máy kéo bánh lốp hoạt động điều kiện tiêu chuẩn Lực kéo khung lực kéo mép có ích bị giới hạn lực bám xích lốp Ôtô hay máy kéo muốn chuyển động làm việc bình thường, phải thoả mãn bất đẳng thức sau: Pϕ ≥ Pk ≥ Pc; (6-27) đó: Pϕ - lực bám hay lực kéo có ích lớn nhất, daN; Pk- lực kéo, daN; Pc- tổng lực cản, daN Lực kéo có ích lớn phương tiện di chuyển lực bám thiết bị Lực bám lực xuất để chống lại trượt quay bánh xe chủ động (hoặc xích) với mặt đường xác định sau: Pϕ = ϕGϕ; (6-28) đó: Pϕ - lực bám hay lực kéo có ích lớn nhất, daN; ϕ - hệ số bám, phụ thuộc vào trạng thái đường áp suất bánh lốp hình dạng mặt xích dải xích Gϕ- trọng lượng bánh xe chủ động phần trọng lượng xe tác dụng lên bánh xe chủ động (ôtô máy kéo bánh lốp) trọng lượng toàn xe (máy kéo bánh xích, bánh lốp tất bánh chủ động) Với kiểu khác, trọng lượng tác dụng lên bánh 130 chủ động xác định dựa vào tài liệu nhà sản xuất Các giá trị hệ số lực kéo tiêu chuẩn bề mặt thông thường cho bảng 6-3 Bảng 6-3 Các giá trị tiêu chuẩn hệ số lực bám Kiểu bề mặt Bê tông, khô Bê tông, ướt Đất, sét nhiều mùn, khô Đất, sét nhiều mùn, ướt Sỏi cuội, rời Đá Cát khô, rời Cát ướt Đất lẫn tuyết Băng Lốp 0,9 0,8 0,6 0,45 0,35 0,65 0,25 0,40 0,2 0,1 Xích 0,45 0,45 0,90 0,7 0,5 0,55 0,3 0,5 0,25 0,15 Từ (6-27), lực kéo Pk lớn lực bám Pϕ xảy tượng bánh lốp trượt quay tròn chỗ dải xích trượt chỗ ôtô hay máy kéo không chuyển động Để khắc phục tượng trượt này, phải tăng lực bám cách chất thêm tải, giảm áp suất bánh lốp dùng xe có hai hay ba cầu chủ động 6.7.3 Độ cao đặt máy tuyệt đối Động diezen dùng thiết bị xây dựng sản công suất nhỏ độ cao tuyệt đối địa điểm làm việc tăng lên không khí giảm mật độ tăng chiều cao đặt máy tuyệt đối Động có tăng áp đạt hiệu suất cao động thông thường Công suất loại động đảm bảo làm việc độ cao 3048m Tài liệu nhà chế tạo đưa bảng độ giảm hiệu suất máy điều kiện độ cao khác Với động thông thường, loại kỳ có thay đổi hiệu suất theo chiều cao đặt máy khác với động kỳ Các nhà chế tạo động khác tỉ lệ khác Tuy nhiên, cách tương đối xác xác định tỉ lệ giảm hiệu suất 3% độ cao tăng lên 305m kể từ độ cao 914m µ hs (%) = H tđ − 914 305 (6-29) đó: μhs - Hệ số giảm hiệu suất, (%); Htđ – Chiều cao tuyệt đối, m 131 Tỉ lệ phần trăm công suất tiêu thụ 100 trừ hệ số giảm hiệu suất Vì vậy, lực đẩy lớn tính tích lực đẩy tiêu thụ và phần trăm công suất minh hoạ ví dụ 6-9 Sử dụng hệ số giảm hiệu suất để tính vận tốc thời gian di chuyển minh hoạ ví dụ 6-11 Ví dụ sau minh hoạ ảnh hưởng độ cao làm việc lực kéo đến hiệu suất máy Ví dụ 6-9 Một máy kéo dẫn động bánh có trọng lượng G=18598 daN tạo lực kéo lớn Pk=18144daN Máy làm việc bề mặt đất ướt độ cao 2438m Để máy di chuyển làm việc, lực bám cần thiết Pb=9072daN Xác định khả làm việc máy kéo điều kiện Lời giải  2438 − 914  Hệ số giảm hiệu suất = 3.  = 15% 305   Tỉ lệ % công suất có ích = 100-15 = 85% Lực kéo lớn có thể: Pkmax = 18144 x 0,85 = 15422 daN Hệ số bám: ϕ=0,45 (bảng 6-3) Lực bám lớn nhất: Pb = 0,45 18598 = 8369 daN Lực kéo lớn nhỏ lực bám yêu cầu Vì vậy, máy kéo làm việc điều kiện Để tăng lực kéo, cần phải tăng trọng lượng tác dụng lên bánh lái hệ số lực kéo 6.7.4 Hiệu suất sử dụng đường cong hãm Sau tính tổng lực cản, hệ số giảm hiệu suất lực kéo giới hạn, hiệu suất thiết bị đường cong hãm dùng để xác định vận tốc lớn thiết bị Đường cong hiệu suất đường cong hãm có giá trị tương đương Tuy nhiên đường cong hiệu suất thể công suất động đặc tính truyền động để xác định vận tốc lớn giá trị lực kéo Vì đường cong hiệu suất sử dụng tổng lực cản dương Đường cong hãm dải vận tốc để phương tiện di chuyển xuống dốc an toàn không sử dụng phanh hãm Vì đường cong hãm sử dụng tổng lực cản âm Đường cong hãm xuất phát từ hãm thuỷ lực dùng để triệt tiêu công suất Làm mát hãm thuỷ lực hệ thống làm mát hộp số Giá trị đường cong hãm tổng công suất phanh ma sát động van tiết lưu đóng Hãm thuỷ lực dùng để giảm vận tốc di chuyển mà không làm dừng hẳn phương tiện di chuyển 132 * Đường cong hiệu suất: Đường cong hiệu suất đơn giản sử dụng cho máy kéo minh hoạ hình 6-20 Trục tung biểu thị giá trị lực kéo, trục hoành biểu thị giá trị vận tốc Từ giá trị lực kéo (bằng tổng lực cản) kẻ đường song song với trục hoành cắt đường cong hiệu suất nhiều vị trí Nếu cắt vị trí, từ vị trí kẻ đường thẳng song song với trục Hình 6-17 Đường cong hiệu suất máy kéo: P - lực kéo, k tung cắt trục hoành vị trí biểu thị giá trị vận tốc lớn Nếu cắt nhiều vị trí thường chọn vị trí xa trục tung để xác định vận tốc lớn nhất, cách làm tương tự trường hợp cắt vị trí Ví dụ 6-10 Sử dụng đường cong hiệu suất hình 6-17, xác định vận tốc vận hành lớn máy kéo tổng lực cản Pc=27216daN Lời giải Từ giá trị lực kéo Pk=27216 daN, kẻ đường song song với trục hoành cắt đường cong hiệu suất tương ứng với số 1(S1) 2(S2) Với số vận tốc 2,4km/h với số vận tốc 1,6 km/h Như vận tốc lớn 2,4km/h sử dụng số Đường cong hiệu suất tổng hợp nhiều nhà chế tạo máy xây dựng cho ô tô tự đổ máy cạp bánh lốp để tính toán lực kéo cần thiết nhằm đạt vận tốc lớn yêu cầu Đường cong hiệu suất tổng hợp minh hoạ hình 6-18 Để sử dụng biểu đồ này, từ trọng lượng máy (cả máy tải trọng) phần phía đồ thị, kẻ đường thẳng đứng cắt đường chéo tổng lực cản (biểu diễn dạng % trọng lượng lực cản dốc) Từ điểm giao nhau, kẻ đường thẳng theo phương ngang, cắt trục tung giá trị lực kéo yêu cầu Khi tính đến cao độ đặt máy vận hành, tổng lực cản cần phải điều chỉnh theo cao độ trước sử dụng biểu đồ hiệu suất Vận tốc di chuyển lớn số sử dụng tương ứng xác định tương tự sơ đồ 617 Ví dụ 6-11 133 Sử dụng đường cong hiệu suất hình 6-18, xác định vận tốc lớn máy cạp bánh lốp theo trọng lượng máy, biết độ dốc 10% hệ số giảm cao độ 25% Không tải Tải 32700 daN Lời giải Từ đường tỉ lệ cùng, kẻ đường thẳng đứng từ giá trị trọng lượng di chuyển cắt đường 10% tổng lực cản Kẻ đường thẳng theo phương ngang tìm lực kéo yêu cầu 6804 daN Để kể đến cao độ, chia giá trị cho (1- 0,25 = 0,75) giá trị 9072 daN Kẻ đường thẳng theo phương ngang cắt đường cong hiệu suất, từ kẻ đường thẳng đứng tìm vận tốc di chuyển lớn 10 km/h ứng với số Truyền động biến mô _ _ _ Truyền động trực tiếp _ Hình 6-18 Đường cong hiệu suất máy cạp bánh lốp: Pk- Lực kéo bám G- tổng trọng lượng, V- Vận tốc, S1,…S8- tay số Tổng trọng lượng Đường cong lực cản trình bày hình 6-19 Sử dụng đồ thị tương tự đồ thị minh hoạ Hình 6-19 Đường cong lực hãm máy cạp bánh lốp hình 6-18 Tuy nhiên cần ý, tổng lực cản trường hợp có kể đến lực cản dốc Các đường thẳng nằm ngang biểu diễn lực kéo yêu cầu, thông thường cắt nhiều đường cong biểu 134 diễn số sử dụng Vận tốc phương tiện thay đổi giá trị nhỏ lớn cách thay đổi số, lượng dầu phanh hãm tăng tốc động Dựa vào đường cong hiệu suất để chọn vận tốc lớn đảm bảo an toàn vận hành Tìm vận tốc dựa vào đường cong hiệu suất đường cong lực cản chưa kể đến ảnh hưởng thay đổi vận tốc thay đổi số Phương pháp tính toán thời gian di chuyển máy kéo, máy cạp ô tô tự đổ kể đến hệ số ảnh hưởng trình bày phần sau Bài tập chương Hệ thống truyền lực ô tô ( sơ đồ, phận chức chúng) Cơ cấu vi sai ( sơ đồ cấu tạo, chức phận) Xác định dung tích thùng xe nhỏ phương tiện vận chuyển sử dụng với gầu dây có dung tích gầu 2,3 m3 đất rời? a Tại tổ máy vận chuyển thường phải có thiết bị dự phòng? b Cần thiết bị dự phòng cho tổ máy gồm 15 ô tô tự đổ phục vụ cho máy đào? Sử dụng phương pháp truyền thống xác định số ô tô có dung tích thùng xe 10,7 m3 phục vụ cho máy đào suất máy 175 m3 đất tự nhiên/h Biết thời gian di chuyển 0,25 h Tổ máy gồm ô tô tự đổ có thời gian chất tải 0,1 h thời gian di chuyển 0,4 h Sử dụng lý thuyết xếp hàng để xác định xác suất sau: a Luôn có phương tiện vận chuyển vị trí chất tải b Không có phương tiện vận chuyển vị trí chất tải Sử dụng công thức 6-13 xác định giá trị P t cho tổ máy có ô tô với thời gian chất tải 0,06 h thời gian di chuyển 0,6 h So sánh kết với giá trị tìm bảng 6-2 Sử dụng lý thuyết xếp hàng liệu ví dụ 6-4 để xác định chi phí suất thực tế tổ máy ô tô máy đào Sử dụng công thức 6-14 có nhân thêm hệ số 1,03 để tính suất a Xác định số ô tô kích thước ô tô tối ưu? b So sánh với kết phương pháp gần sử dụng ví dụ 6-4? Ưu điểm nhược điểm máy kéo bánh xích bánh lốp? 135 10 Máy kéo bánh xích có trọng lượng 32,659 kéo xe goòng trọng lượng 45,360 daN lên dốc 5% Tính tổng lực cản biết hệ số cản lăn toàn tuyến đường 40daN/t? 12 Ô tô tự đổ có trọng lượng không tải 27,216 daN có tải 45,360 daN Tuyến đường vận chuyển có độ dốc 3% Máy chuyển động xuống dốc có tải quay tuyến Hệ số cản dốc lấy 50 daN/t Xác định tổng lực cản hệ số cản dốc cho phần tuyến vận chuyển? 13 Xe móoc vận chuyển có trọng lượng 78,019 daN Trọng lượng bánh chủ động 32,659 daN Xác định góc dốc lớn xe vượt qua bề mặt đường vận chuyển sỏi cuội? 14 Hệ số kéo bám máy ủi bánh lốp làm việc 0,3 Xác định phần trăm suất máy ủi đạt được? 15.Lực cản ô tô, quan hệ lực kéo, lực cản lực bám 16 Li hợp chuyển hướng máy kéo 136 ... 501 559 61 3 66 2 7 06 7 46 782 14 357 465 567 66 0 742 15 377 491 5 96 690 772 16 397 515 62 2 718 799 17 4 16 538 64 8 743 823 813 840 864 885 18 435 560 67 2 767 844 902 19 453 581 69 4 788 863 917... 373 4 86 0.13 274 401 522 548 590 63 1 67 0 590 63 7 68 2 7 26 766 61 3 67 8 7 36 665 732 789 715 782 837 762 827 8 76 804 866 911 843 900 938 727 771 810 785 828 863 837 875 9 06 880 914 939 9 16 943 962 943... 964 970 974 978 981 29 60 3 745 851 921 962 30 31 32 33 34 61 6 62 8 63 9 65 0 66 1 757 769 780 791 800 861 870 879 887 895 928 935 941 9 46 951 967 971 974 977 980 35 67 1 810 902 955 982 984 986