Thiết kế và xây dựng mô hình hệ thống thủy lực trên xe cần trục

Nội dung đề tài gồm những nội dung Tổng quan về hệ thống thủy lực Các hệ thống chính của xe cần trục ôtô Kato Nk250E V Tính toán động lực học khi cần làm việc Tính toán thiết kế một số phần tử thủy lực Tính toán thiết kế bơm và xy lanh thủy lực Xây dựng mô hình xe cần trục thực nghiệm Vận hành và bảo dưỡng xe cần trục

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG THỦY LỰC TRÊN XE CẦN TRỤC Sinh viên thực hiện: LÊ XUÂN HUẤN MAI VĂN TRUNG NGUYỄN XUÂN LINH Đà Nẵng – Năm 2018 TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế xây dựng mơ hình hệ thống thủy lực xe cần trục Nhóm sinh viên thực hiện: TT Họ tên sinh viên Số thẻ SV Lớp Lê Xuân Huấn 103130032 13C4A Mai Văn Trung 103130089 13C4A Nguyễn Xuân Linh 103130142 13C4B Chương 1: Tổng quan hệ thống thủy lực Giới thiệu chung thơng số kĩ thuật xe cần trục Chương 2: Các hệ thống xe cần trục ôtô KATO NK250E-V Hệ thống động lực, hệ thống truyền động, thông số kĩ thuật bơm, van điều khiển, chân chống, thiết bị nâng hạ cần trục, thiết bị thay đổi chiều dài cần, thiết bị quay cần, phận quay, cấu di chuyển, hệ thống điều khiển, hệ thống tời, chân chống, khảo sát sơ đồ mạch thủy lực tổng thể xe cần trục, sơ đồ mạch thủy lực nguyên lí làm việc nâng hạ cần, thay đổi chiều dài cần, chân chống, quay tháp ,quay tời, kết cấu nguyên lí làm việc số van mạch thủy lực cần trục ôtô KATO NK250E-V Chương 3: Tính tốn động lực học cần làm việc Xây dựng mơ hình động lực học, lập phương trình tính tốn kết đạt Chương 4: Tính tốn thiết kế số phần tử thủy lực Tính tốn thiết kế van an toàn, van tiết lưu, van tràn, tính chọn động thủy lực quay tời, động thủy lực quay toa Chương 5: Tính tốn thiết kế bơm xy lanh thủy lực Tính tốn bơm, tính toán kiểm nghiệm xy lanh thủy lực Chương 6: Xây dựng mơ hình xe cần trục thực nghiệm Mục đích ý nghĩa mơ hình, tính tốn xây dựng mơ hình , thiết kế khung xe, thơng số kĩ thuật khung xe thiết kế, dựng mơ hình 3D phần mềm CATIA, tính ứng suất phần mềm RDM, tính tốn thiết kế bơm xe mơ hình, lựa chọn mơ tơ thủy lực, tính tốn van tiết lưu, thiết kế truyền đai thang, thiết kế truyền bánh truyền động quay mô tơ thủy lực tang tời, tính tốn thiết kế phần tử mơ tơ quay toa, tính chọn cáp rịng rọc Chương 7: Vận hành bảo dưỡng xe cần trục Quy trình vận hành, quy trình bảo dưỡng ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên TT Số thẻ SV Lớp Ngành Lê Xuân Huấn 103130032 13C4A Kỹ thuật khí Mai Văn Trung 103130089 13C4A Kỹ thuật khí Nguyễn Xuân Linh 103130142 13C4B Kỹ thuật khí Tên đề tài đồ án: Thiết kế xây dựng mơ hình hệ thống thủy lực xe cần trục Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: Catalogue shop manual KATO hydaraulic truck crane NK250E-V Nội dung phần thuyết minh tính tốn: a Phần chung: TT Họ tên sinh viên Nội dung Lê Xuân Huấn Mai Văn Trung Tổng quan hệ thống thủy lực Khảo sát mạch thủy lực tổng thể xe cần trục KATO NK250E-V Xây dựng mơ hình xe cần trục thực nghiệm Nguyễn Xuân Linh Vận hành bảo dưỡng xe cần trục b Phần riêng: TT Họ tên sinh viên Nội dung Lê Xuân Huấn Khảo sát hệ thống điều khiển, phận quay cấu di chuyển, sơ đồ nguyên lí làm việc mạch thủy lực quay tháp, kết cấu nguyên lí làm việc van điều khiển quay tháp,tính tốn động lực học cần làm việc, tính tốn thiết kế van an tồn, tính chọn động thủy lực quay toa, tính ứng suất khung phần mềm RDM, tính tốn thiết kế phần tử mơ hình mơ tơ quay toa, tính chọn thiết bị mang tải Mai Văn Trung Khảo sát hệ thống động lực , hệ thống tời , sơ đồ nguyên lí mạch thủy lực nâng hạ cần, thay đổi chiều dài cần chính, kết cấu nguyên lý làm việc cụm van điều khiển, van cân bằng,tính tốn thiết kế, kiểm nghiệm bơm thủy lực, tính tốn van tràn cho bơm bánh răng, tính tốn chọn bơm xe mơ hình , thiết kế truyền dẫn động xe mơ hình Khảo sát hệ thống truyền động, sơ đồ nguyên lí làm việc mạch thủy lực hệ thống chân chống, Kết cấu, nguyên lý làm việc van kiểm tra kép, tính tốn thiết kế van tiết lưu, tính tốn thiết kế xi lanh thủy lực, tính chọn động thủy lực kéo tời, dựng mơ hình 3D xe cẩu phần mềm CATIA, chọn động điện, tính tốn van mơ hình, tính tốn xy lanh thủy lực Nguyễn Xuân Linh Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): a Phần chung: TT Họ tên sinh viên Nội dung Lê Xuân Huấn Bản vẽ tống thể xe cần trục (A3) Bản vẽ tổng thể xe mơ hình (A3 ) Mai Văn Trung Sơ đồ mạch thủy lực tổng thể (A3) Nguyễn Xuân Linh Sơ đồ mạch thủy lực xe mơ hình (A3) b Phần riêng: TT Họ tên sinh viên Lê Xuân Huấn Mai Văn Trung Nguyễn Xuân Linh Nội dung Sơ đồ mạch thủy lực điều khiển quay toa Bản vẽ van an toàn tác dụng gián tiếp Bản vẽ kết cấu van điều khiển quay tháp Bản vẽ kết cấu bơm bánh Sơ đồ mạch thủy lực nâng hạ cần Sơ đồ mạch thủy lực thay đổi chiều dài cần Sơ đồ mạch thủy lực hệ thống chân chống Bản vẽ kết cấu van giảm áp Bản vẽ kết cấu xy lanh thủy lực Họ tên người hướng dẫn: Th.S Nguyễn Võ Đạo Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 29/01/2018 Ngày hoàn thành đồ án: 24/05/2018 Đà Nẵng, ngày 24 tháng năm 2018 Trưởng Bộ mơn Thủy khí Người hướng dẫn Máy thủy khí TS.Phan Thành Long Th.S Nguyễn Võ Đạo LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, kinh tế đất nước ngày phát triển mạnh mẽ, đặc biệt giai đoạn hội nhập quốc tế, hàng hóa nhập vào xuất nhiều, yêu cầu thiết bị vận chuyển bốc xếp chuyên dụng cao Để đảm nhận việc chủ yếu cần trục ơtơ Q trình làm việc cần trục thường dẫn động hệ thống thủy lực Vì vậy, việc tìm hiểu nguyên lý làm việc, kết cấu hệ thống thủy lực cần trục, để từ có phương án sửa chữa, bảo dưỡng dễ dàng Đồng thời để áp dụng kiến thức học thủy lực vào thực tế Em chọn đề tài “Thiết kế xây dựng mơ hình hệ thống thủy lực xe cần trục” Để thực đề tài em khảo sát hệ thống điều khiển, phận quay cấu di chuyển, sơ đồ nguyên lí làm việc mạch thủy lực quay tháp, kết cấu nguyên lí làm việc van điều khiển quay tháp,tính tốn động lực học cần làm việc, tính tốn thiết kế van an tồn, tính chọn động thủy lực quay toa, tính ứng suất khung phần mềm RDM, tính tốn thiết kế phần tử mơ hình mơ tơ quay toa, tính chọn thiết bị mang tải Do kiến thức nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, tài liệu tham khảo cịn điều kiện thời gian không cho phép nên đồ án tốt nghiệp khơng tránh khỏi thiếu sót, kính mong quý thầy cô môn bảo để em hồn thiện Cuối cùng, nhóm em gửi lời cảm ơn đến thầy giáo hướng dẫn Th.S Nguyễn Võ Đạo, thầy cô giáo môn bạn sinh viên giúp nhóm em hồn thành đồ án Đà Nẵng, ngày 24 tháng năm 2018 Nhóm viên thực Lê Xuân Huấn Mai Văn Trung Nguyễn Xuân Linh i CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Những nội dung đồ án thực hướng dẫn trực tiếp thầy ThS.Nguyễn Võ Đạo Mọi tham khảo dùng đồ án trích dẫn rõ ràng tên tác giả, thời gian, địa điểm Mọi chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo hay gian trá, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm Nhóm sinh viên thực Lê Xuân Huấn Mai Văn Trung Nguyễn Xuân Linh ii MỤC LỤC TÓM TẮT NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU i CAM ĐOAN ii MỤC LỤC iii DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ vii DANH SÁCH CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT xi MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THỦY LỰC Tổng quan .2 1.1 Mục đích, ý nghĩa đề tài 1.2 Công dụng, yêu cầu, phân loại hệ thống truyền động thuỷ lực 1.2.1 Công dụng 1.2.2 Yêu cầu .3 1.2.3 Phân loại 1.2.3.1 Truyền động thuỷ tĩnh 1.2.3.2 Truyền động thuỷ động 1.3 Giới thiệu chung cần trục ôtô KATO NK250E-V 1.3.1 Kết cấu chung 1.3.2 Các thông số kỹ thuật cần trục ơtơ KATO NK250E-V 1.3.2.1 Thông số kỹ thuật phần xe 1.3.2.2 Thông số động 1.3.2.2 Thông số kỹ thuật phần cần trục .7 1.3.3 Một số hệ thống xe cần trục ôtô KATO NK250E-V Chương 2: CÁC HỆ THỐNG CHÍNH CỦA XE CẦN TRỤC ÔTÔ KATO NK250E-V Các hệ thống cần trục ôtô KATO NK250E-V .9 2.1 Hệ thống động lực .9 2.2 Hệ thống truyền động 2.2.1 Bơm 12 2.2.2 Chân chống .12 2.2.3 Thiết bị nâng, hạ cần trục .13 2.2.4 Thiết bị thay đổi chiều dài cần .14 2.2.5 Thiết bị quay cần 14 2.2.6 Thiết bị tời 15 2.2.7 Thiết bị tích nạp 15 2.3 Bộ phận quay cấu di chuyển 15 2.3.1 Bộ phận quay 15 2.3.2 Cơ cấu di chuyển 18 2.4 Hệ thống điều khiển 19 2.5 Hệ thống tời .19 2.6 Hệ thống chân chống 21 iii 2.7 Khảo sát hệ thống truyền động thuỷ lực cần trục ôtô KATO NK250E-V 23 2.7.1 Sơ đồ tổng thể mạch thủy lực cần trục ôtô KATO NK 250E-V .23 2.7.2 Nguyên lý làm việc hệ thống thủy lực .24 2.8 Các hệ thống truyền động thủy lực cần trục ơtơ KATO NK250E-V .26 2.8.1 Truyền động thủy lực ra, vào chân chống 26 2.8.2 Truyền động thủy lực nâng, hạ cần trục 28 2.8.3 Truyền động thủy lực thay đổi chiều dài cần 30 2.8.4 Truyền động thủy lực quay tháp 32 2.8.4.1 Sơ đồ mạch thủy lực quay tháp .32 2.8.4.2 Nguyên lý làm việc 32 2.9 Truyền động thuỷ lực quay tời 33 2.9.1 Sơ đồ truyền động 33 2.9.2 Nguyên lý hoạt động mạch thủy lực quay tời 34 2.10 Kết cấu, nguyên lý làm việc số van mạch thủy lực cần trục KATO NK250E-V 35 2.10.1 Kết cấu, nguyên lý làm việc cụm van điều khiển cần trục tời 35 2.10.1.1 Kết cấu cụm van điều khiển 35 2.10.1.2 Nguyên lý làm việc 37 2.10.2 Kết cấu, nguyên lý làm việc van cân 40 2.10.2.1 Kết cấu .40 2.10.2.2 Nguyên lý làm việc 40 2.10.3 Kết cấu, nguyên lý làm việc van kiểm tra kép .42 2.10.3.1 Kết cấu van kiểm tra kép 42 2.10.3.2 Nguyên lý làm việc 43 2.10.4 Kết cấu, nguyên lý làm việc van giảm áp 44 2.10.4.1 Kết cấu .44 2.10.4.2 Nguyên lý làm việc 45 2.10.5 Kết cấu, nguyên lý làm việc van điều khiển quay tháp 45 2.10.5.1 Kết cấu .45 2.10.5.2 Nguyên lý làm việc 46 Chương 3: TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC KHI CẦN LÀM VIỆC 47 Tính tốn động lực học cần trục làm việc 47 3.1 Cơ sở tính tốn 47 3.2 Xây dựng mơ hình .47 3.2.1 Căn để lập mơ hình động lực học 47 3.2.2 Các bước xây dựng mơ hình tính tốn động lực học 48 3.2.3 Mô hình động lực học cần trục ơtơ KATO NK250E-V 48 3.3 Phương pháp tính tốn kết đạt 49 3.3.1 Phương pháp tính 49 3.3.1.1 Lập phương trình chuyển động 49 3.3.1.2 Xác định lực căng cáp cần (Tc) 57 3.3.2 Kết đạt .58 Chương 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ MỘT SỐ PHẦN TỬ THỦY LỰC 59 4.1 Tính tốn thiết kế van an tồn 59 4.1.1 Sơ van an toàn 59 4.1.2 Phân loại van an toàn 60 iv 4.1.3.Tính tốn van an toàn tác dụng gián tiếp 62 4.2 Van tiết lưu 67 4.2.1.Sơ van tiết lưu 67 4.2.2 Phân loại 67 4.2.3 Tính tốn thiết kế van tiết lưu 69 4.3.Tính toán van tràn cho bơm bánh .70 4.3.1 Ở chế độ làm việc bình thường hệ thống (chế độ tồn tải) 70 4.3.2 Ở chế độ làm việc tải hệ thống 71 4.4 Tính tốn chọn động thủy lực kéo tời 72 4.5 Tính tốn chọn động thủy lực quay toa 76 Chương 5: TÍNH TỐN THIẾT KẾ BƠM VÀ XYLANH LỰC 79 5.1 Sơ lược loại bơm thủy lực 79 5.2 Tính tốn bơm xe cần trục 82 5.2.1 Tính toán kiểm tra bơm bánh truyền động 82 5.2.1.1 Tính bơm .82 5.2.1.2 Tính cơng suất bơm 85 5.3 Giới thiệu xylanh thủy lực 85 5.3.1 Nhiệm vụ 85 5.3.2 Tính tốn xylanh thủy lực .86 Chương 6: XÂY DỰNG MƠ HÌNH XE CẦN TRỤC THỰC NGHIỆM 100 6.1 Mục đích, ý nghĩa u cầu mơ hình .100 6.1.1 Ý nghĩa, mục đích mơ hình 100 6.1.2 u cầu mơ hình 100 6.2 Tính tốn xây dựng mơ hình .101 6.2.1 Xây dựng mơ hình khung xe 101 6.2.2 Thông số kĩ thuật khung xe mơ hình 103 6.2.3 Dựng mơ hình xe cần trục phần mềm CATIA 105 6.2.3.1 Các hệ thống xe cần trục 105 6.2.4 Cần trục 108 6.2.5 Bệ đỡ .109 6.2.6 Tính ứng suất khung phần mềm RDM 110 6.3 Tính tốn thiết kế bơm xe mơ hình 113 6.3.1 Chọn loại bơm sử dụng mơ hình 113 6.3.2 Kiểm nghiệm bền bánh 117 6.3.3 Xây dựng biên dạng bánh 118 6.3.4 Tính tốn trục .119 6.3.5 Tính tốn trục bơm 119 6.3.6 Tính tốn trục 121 6.4 Chọn môtơ điện .123 6.5 Lựa chọn mô tơ thủy lực 124 6.6 Thiết kế tính tốn van mơ hình 125 6.6.1 Chọn van phân phối 125 6.6.2 Van tiết lưu 125 6.6.2.1 Tính tốn thiết kế van tiết lưu 126 6.7 Thiết kế xylanh thủy lực 127 6.7.1.Tính tốn xây dựng mơ hình phương pháp đồng dạng phần 127 v 6.8 Thiết kế truyền dẫn dộng xe mơ hình .128 6.8.1 Thiết kế truyền đai thang 128 6.8.1.1 Công dụng phân loại truyền động đai .128 6.8.1.2 Tính tốn truyền đai thang 129 6.8.2 Tính tốn thiết kế phần tử mơ hình mơ tơ quay toa 130 6.8.3 Tính tốn thiết kế truyền bánh truyền động quay mô tơ tang tời 133 6.9 Tính tốn chọn thiết bị mang tải 135 6.9.1 Cáp thép 135 6.9.1.1.Cấu tạo 135 6.9.1.2 Phân loại 135 6.9.1.3 Tính chọn cáp 136 6.9.2 Ròng rọc .137 Chương 7: VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG XE CẦN TRỤC 138 7.1 Quy trình vận hành 138 7.2 Quy trình bảo dưỡng 139 7.2.1 Bảo dưỡng hàng ngày 139 7.2.2 Bảo dưỡng kỹ thuật cấp I .139 7.2.3 Bảo dưỡng kỹ thuật cấp II 140 7.2.4 Bảo dưỡng kỹ thuật cấp III 141 KẾT LUẬN 142 TÀI LIỆU THAM KHẢO 143 vi ... Võ Đạo Thiết kế xây dựng mơ hình hệ thống thủy lực xe cần trục Chương 2: CÁC HỆ THỐNG CHÍNH CỦA XE CẦN TRỤC ƠTƠ KATO NK250E-V Các hệ thống cần trục ơtơ KATO NK250E-V 2.1 Hệ thống động lực Thiết. .. dẫn: Th.S Nguyễn Võ Đạo 100 Thiết kế xây dựng mô hình hệ thống thủy lực xe cần trục 6.2 Tính tốn xây dựng mơ hình 6.2.1 Xây dựng mơ hình khung xe Hình 6.2: Mơ hình xe cần trục 3D 11,25 225 250 550... chiều dài cần Hình 6.1: Sơ đồ thủy lực phận công tác xe mơ hình Hình 6.2: Mơ hình xe cần trục 3D Hình 6.3: Hình ảnh mặt cắt mơ hình tổng thể Hình 6.4: Kết cấu khung dầm xe thiết kế Hình 6.5: