Đồ án tốt nghiêp nghiên cứu đặc điểm kết cấu và sử dụng hệ thống lái xe CAT 777d

Dơng Ngọc Thắng - ÔTÔ - đồ án tốt nghiệp K46 Bộ giáo dục đào tạo Cộng hoà xà hội chủ nghĩa việt nam Trờng đại học bách khoa hà nội Độc lập Tự Hạnh phúc NHIệM Vụ THIếT Kế TốT NGHIệP Họ tên : Dơng Ngọc Thắng Khoá : K46 Nhiệm vụ đề tài: Nghiên cứu đặc điểm kết cấu sử dơng hƯ thèng l¸i cho xe CAT - 777D Nội dung phần thuyết minh tính toán : Khảo sát hệ thống lái xe Xây dựng đờng đặc tính động lực học Trình Bầy nguyên lý hoat động hệ thống liên quan TÝnh bỊn mét sè chi tiÕt §Ị suất cách sử dụng hợp lý cách kiểm tra có cố nhỏ Các vẽ đồ thị: Bản vẽ bố trí tổng thể A0 Bản vẽ bố trí chung hệ thống lái xe A0 Bản vẽ liên kết trụ treo lái A0 Nghiên cứu đặc điểm kết cấu sử dụng hệ thống lái xe CAT- 777D đồ án tốt nghiệp Dơng Ngọc Thắng - ÔTÔ - K46 Bản vẽ quan hệ động học quay vòng đồ thị 1A Bản vẽ kết cấu lái + xy lanh lái A0 Bản vẽ sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống thuỷ lực A0 Bản vẽ nguyên lý điều khiển bơm chia lái A0 Bản vẽ chi tiÕt cđa hƯ thèng l¸i (4 chi tiÕt) A0 Bản vẽ van an toàn hệ thống lái A0 10 Bản vẽ chế tạo Pitton xylanh lái A0 C¸n bé híng dÉn ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… …………………………………………………………………… Ngµy giao nhiƯm vụ thiết kế Ngày tháng năm 2006 Ngày hoàn thành nhiệm vụ Ngày tháng năm 2006 CHủ NHIệM môn Cán hớng dẫn Nghiên cứu đặc điểm kết cấu sử dụng hệ thống lái xe CAT- 777D Dơng Ngọc Thắng - ÔTÔ - đồ án tốt nghiệp K46 (Ký ghi rõ họ tên ) (Ký ghi rõ họ tên ) Kết đánh giá : Sinh viên đà hoàn thành -Quá trình thiết kế nộp toàn thiết kế cho khoa -Điểm thuyết minh Ngày tháng năm 2006 Ngày thángnăm 200 (ký tên) Bản vẽ thiết kế Ngày tháng .năm 200 Chủ tịch hội đồng (Ký ghi rõ họ tên ) Lời nói đầu Ngày với chúng ta, ôtô đà trở nên quen thuộc xuất phục vụ đắc lực nhiều ngành kinh tế Tuỳ vào điều kiện hoạt động khác mà ôtô đợc thiết Nghiên cứu đặc điểm kết cấu sử dụng hệ thống lái xe CAT- 777D đồ án tốt nghiệp Dơng Ngọc Thắng - ÔTÔ - K46 kế theo nhiều thể loại khác cho có hiệu Hiện nay, vùng mỏ Quảng Ninh Đà nhập ngoại nhiều loại xe tải cỡ lớn để phục vụ cho mục đích khai thác nh: VOLVO, KOMATSU, CATCác xe thể u điểm rÊt lín sư dơng viƯc khai th¸c vïng mỏ nh có Khối lợng vận chuyển lớn, suất cao nên mang lại lợi ích lớn Tuy nhiên phụ tùng thay hÃng độc quyền nên có phận hỏng ta phải nhập với giá cao mà cha thể tự khắc phục bảo dỡng đợc Vì mong muốn tìm cách phục hồi bảo dỡng số hệ thống nhằm giảm chi phí nhập nguyên Do khuôn khổ đồ án tốt nghiệp, đề tài đợc chọn là: Nghiên cứu đặc điểm kết cấu sư dơng hƯ thèng l¸i xe CAT – 777D víi mong muốn hiểu rõ hệ thống lái phận có liên quan để từ đa biện pháp sử dụng hợp lý nhằm tạo điều kiện cho công việc phục hồi bảo dỡng hệ thống lái sau Sau ba tháng đồ án tôt nghiệp đà đợc hoàn thành Trong trình thực đồ án em đà đợc bảo tận tình thầy giáo Võ Văn Hờng thầy giáo môn giúp đỡ bạn lớp Em xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày tháng năm 2006 Nghiên cứu đặc điểm kết cấu sử dụng hệ thống lái xe CAT- 777D Dơng Ngọc Thắng - ÔTÔ - đồ án tốt nghiệp K46 Sinh viên Dơng Ngọc Thắng Chơng 1: giới thiệu chung hệ thống láI ô tô 1.1 công dụng, phân loại, yêu cầu 1.1.1 Công dụng Hệ thống lái ô tô dùng để thay đổi hớng chuyển động giữ cho ô tô chuyển động theo quỹ đạo xác định 1.1.2 Phân loại Tuỳ thuộc vào yếu tố để phân loại, hệ thống lái đợc chia thành loại sau: 1.1.2.1 Theo cách bố trí vành lái Hệ thống lái với vành lái bố trí bên trái (theo chiều chuyển động ô tô) đợc dùng ô tô nớc có luật đờng bên phải nh Việt Nam số nớc khác Hệ thống lái với vành lái bố trí bên phải (theo chiều chuyển động ô tô) đợc dùng ô tô nớc Nghiên cứu đặc điểm kết cấu sử dụng hệ thống lái xe CAT- 777D đồ án tốt nghiệp Dơng Ngọc Thắng - ÔTÔ - K46 có luật đờng bên trái nh Anh, Nhật, Thuỵ Điển, 1.1.2.2 Theo số lợng cầu dẫn hớng Hệ thống lái với bánh dẫn hớng cầu trớc Hệ thống lái với bánh dẫn hớng cầu sau Hệ thống lái với bánh dẫn hớng tất cầu 1.1.2.3 Theo kết cấu cấu lái Cơ cấu lái loại trục vít bánh vít Cơ cấu lái loại trục vít cung Cơ cấu lái loại trục vít lăn Cơ cấu lái loại trục vít chốt quay Cơ cấu lái loại liên hợp (gồm trục vít, êcu, cung răng) Cơ cấu lái loại bánh trụ 1.1.2.4 Theo kết cấu nguyên lý làm việc cờng hoá Hệ thống l¸i cã cêng ho¸ thủ lùc  HƯ thèng l¸i cã cêng ho¸ khÝ nÐn  HƯ thèng l¸i cã cờng hoá liên hợp 1.1.3 Yêu cầu Dựa vào yêu cầu tối thiểu an toàn xe hàng hệ thống lái phải có yêu cầu sau: Nghiên cứu đặc điểm kết cấu sử dụng hệ thống lái xe CAT- 777D đồ án tốt nghiệp Dơng Ngọc Thắng - ÔTÔ - K46 Đảm bảo tính vận hành cao ôtô, có nghĩa khả quay vòng nhanh ngặt thời gian ngắn diện tích nhỏ Lực tác động lên vành lái nhẹ, vành lái nằm vị trí tiện lợi ngời lái Đảm bảo đợc động học quay vòng để bánh xe không bị trợt lết quay vòng Hệ thống trợ lực phải xác, tính chất tuỳ động đảm bảo phối hợp chặt chẽ tác động hệ thống lái quay vòng bánh xe dẫn hớng Đảm bảo quan hệ tuyến tính góc quay vành lái góc quay bánh xe dẫn hớng Cơ cấu lái phải đợc đặt phần đợc treo để kết cấu hệ thống treo trớc không ảnh hởng đến động học cấu lái Hệ thống lái phải bố trí cho thụân tiện việc bảo dỡng sửa chữa 1.2 Cấu tạo chung hệ thống lái Sơ đồ cấu tạo hệ thống lái bao gồm phận nh sau: Vành lái: Vành lái với trục lái có nhiệm vụ truyền lực quay vòng ngời lái từ trục vít cấu lái Nghiên cứu đặc điểm kết cấu sử dụng hệ thống lái xe CAT- 777D Dơng Ngọc Thắng - ÔTÔ - đồ án tốt nghiệp K46 Cơ cấu lái: Cơ cấu lái có nhiệm vụ biến chuyển động quay trục lái thành chuyển động góc đòn quay đứng khuyếch đại lực điều khiển vành lái Dẫn động lái: Dẫn động lái có nhiệm vụ biến chuyển động góc đòn quay đứng thành chuyển động góc trục bánh xe dẫn hớng Hình thang lái: Hình thang lái có nhiệm vụ tạo chuyển ®éng gãc cđa hai b¸nh xe dÉn híng theo mét quan hệ xác định bảo đảm bánh xe không bị trợt quay vòng Chơng 2: Khảo sát hệ thống lái xe CAT- 777D 2.1 Đặc điểm chung Nghiên cứu đặc điểm kết cấu sử dụng hệ thống lái xe CAT- 777D Dơng Ngọc Thắng - ÔTÔ - đồ án tốt nghiệp K46 Hình 2.1: Xe CAT 777D CAT 777D dòng xe hÃng CATERPILAR chuyên loại xe phục vụ cho xây dựng khai thác mỏ đợc nhập Việt Nam thời gian gần Xe có u điểm kích thớc to khối lợng chuyên chở lớn, làm việc tốt địa hình xấu nên hoạt động hiệu vùng mỏ Quảng Ninh Các thông số kỹ thuật xe Trọng lợng toàn bộ163 293 (kG) Nghiên cứu đặc điểm kết cấu sử dụng hệ thống lái xe CAT- 777D đồ án tốt nghiệp Dơng Ngọc Thắng - ÔTÔ - K46 Trọng lợng khung 50 610 (kG) Trọng lợng thùng xe16 687 (kG) Phân bố tải trọng không tải: trớc: 41,75% sau: 58,25% Phân bố tảI trọng đầy tải: trớc: 33% sau: 67% Mà động cơ: Mômen lớn nhất: 35O8B EUI 4713 (N.m) Công suất toàn bộ: 746 (KW) Công suất bánh đà: 699 (KW) Tốc độ lớn (có tải): 60,4 (Km/h) Lốp tiêu chuẩn: 27.00R49 Chiều dài toàn bộ: 10,3 (m) ChiỊu réng toµn bé: 6,1 (m) ChiỊu dµi c¬ së: 4,6 (m) ChiỊu réng c¬ së: 2,94 (m) Dung tÝch thïng nhiªn liƯu: 1137 (l) Dung tÝch thïng dầu lái: 57 (l) Dầu toàn hệ thống lái: 84 (l) Nghiên cứu đặc điểm kết cấu sử dụng hệ thống lái xe CAT- 777D 10 đồ án tốt nghiệp Dơng Ngọc Thắng - ÔTÔ - K46 12- Không đặt cụm bơm lên Êtô Lắp đặt dùng thêm dụng cụ phụ cụm bơm 13- Dặt đầu mũ chụp bên phải bơm vào Êtô Sử dụng cụ chuyên dùng, nh hình vẽ 14- Lắp bi (16), chốt xoay (17) lỗ (15), lặp lại bớc với lỗ (15) 15- Lắp phớt (14) vào cụm bơm Nghiên cứu đặc điểm kết cấu sử dụng hệ thống lái xe CAT- 777D 90 đồ án tốt nghiệp Dơng Ngọc Thắng - ÔTÔ - K46 16- Lắp đệm cách (13) vào cụm bơm (1) 17- Lắp chuyển dầu (12) lên cụm bơm (1) Nghiên cứu đặc điểm kết cấu sử dụng hệ thống lái xe CAT- 777D 91 đồ án tốt nghiệp Dơng Ngọc Thắng - ÔTÔ - K46 18- Lắp phớt (11) lên cụm bơm (1) 19- Lắp cẩn thận Stato lên cụm bơm (1) Nghiên cứu đặc điểm kết cấu sử dụng hệ thống lái xe CAT- 777D 92 đồ án tốt nghiệp Dơng Ngọc Thắng - ÔTÔ - K46 20- Lắp phớt (9) lên Stato (10) 21- Lắp ốc mũ lêm Stato (10) cụm bơm (1) 22- Đặt dụng cụ chuyên dùng (D) vào mặt dới đầu bulông (7) Lắp bulông (7) Siết chặt bulông với mômen 17 N.m Tiếp tục siết chặt bulông lại lần với mômen 34 N.m Nghiên cứu đặc điểm kết cấu sử dụng hệ thống lái xe CAT- 777D 93 đồ án tốt nghiệp Dơng Ngọc Thắng - ÔTÔ - K46 23- Tháo cụm bơm (1) khỏi Êtô Tháo dụng cụ phụ khỏi cụm bơm (1) 24- Lắp phụ tùng (6) vào cụm bơm (1) 25- Lắp trụ (5) lên cụm bơm (1) Nghiên cứu đặc điểm kết cấu sử dụng hệ thống lái xe CAT- 777D 94 đồ án tốt nghiệp Dơng Ngọc Thắng - ÔTÔ - K46 26- Lắp cụm bơm (1) bốn miếng đệm (2) lên giàn khung (4) 27- Lắp bulông (3) vào giàn khung (4) cụm bơm (1) 28- Có thể tham khảo thêm thông tin tài liệu: Steering System, Specifications, SENR 1575, Metering Pump (steering)-istall Nghiên cứu đặc điểm kết cấu sử dụng hệ thống lái xe CAT- 777D 95 Dơng Ngọc Thắng - ÔTÔ - đồ ¸n tèt nghiÖp K46 KÕt luËn Sau mét thêi gian dài tìm hiểu, đề tài đà hoàn thành yếu tố hệ thống láI xe CAT 777D nh: Nguyên lý hoạt động, Cách tính toán số chi tiết cách kiểm tra bảo dỡng thông thêng Sau kiĨm nghiƯm xong ta cã thĨ thÊy hệ thống lái xe CAT-777D có nhiều u điểm vợt trội so với xe thông thờng nh: Đặc tính động học xác, điều khiển dễ dàng, bố trí thuỷ lực gọn nhẹ, dễ lắp đặt kiểm tra Đề tài có tính ứng dụng tính thực tế cao với loại xe CAT nay, cha có phơng pháp công nghệ để bảo dỡng sửa chữa hệ thống xe có hệ thống lái Vì bớc đầu tiếp cận để tìm hiểu rõ hệ thống lái cần thiết, tạo tiền đề cho việc nghiên cứu sâu tìm cách phục hồi bảo dỡng hệ thống sau Tuy nhiên đề tài hoàn toàn đại với cá nhân thực nên số vấn đề dừng mức nguyên lý hoạt động mà cha sâu vào nghiên cứu tỉ mỉ tính toán chi tiết hệ thống Do hạn chế mặt nhËn thøc, thêi gian lµm bµi vµ tµi liƯu tham khảo nên đồ án không tránh khỏi có sai xót mặt kiến thức trình bầy, mong đợc bảo thầy để đồ án em đợc hoàn thiện Nghiên cứu đặc điểm kết cấu sử dụng hệ thống lái xe CAT- 777D 96 Dơng Ngọc Thắng - ÔTÔ - đồ án tốt nghiệp K46 Em xin chân thành cảm ơn! Tài liệu tham khảo 1.Lý thuyết ôtô máy kéo Năm 1993 Nguyễn Hữu Cẩn, D Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng Thiết kế tính toán ôtô - máy kéo Năm 1971 Trơng Minh Chấp, Dơng Đình Khuyến, Nguyễn Khắc Trai 3.Chi tiết máy Tập I, tập II Năm 1997 Nguyễn Trọng Hiệp 4.Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy Trần Văn Địch 5.Thiết kế hệ thống lái ôtô - máy kéo bánh xe, Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Năm 1991 Phạm Minh Thái Nghiên cứu đặc điểm kết cấu sử dụng hệ thống lái xe CAT- 777D 97 Dơng Ngọc Thắng - ÔTÔ - đồ án tốt nghiệp K46 6.Tính điều khiển quỹ đạo chuyển động ôtô - Năm 1997 Nguyễn Khắc Trai Tài liệu tham khảo từ hÃng CATERPILAR Mục lục Lời nói dầu Chơng 1: giới thiệu hệ thống lái ô tô 1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu.4 1.1.1 Công dụng 1.1.2 Phân loại.4 Nghiên cứu đặc điểm kết cấu sử dụng hệ thống lái xe CAT- 777D 98 đồ án tốt nghiệp Dơng Ngọc Thắng - ÔTÔ - K46 1.1.2.1 Theo cách bố trí vành lái 1.1.2.2 Theo số lợng cầu dẫn hớng 1.1.2.3 Theo kết cấu cấu lái 1.1.2.4 Theo kết cấu nguyên lý làm việc cờng hoá5 1.1.3 Yêu cầu 1.2 Cấu tạo chung hệ thống lái Chơng 2: Khảo sát hệ thống lái xe CAT 777D.7 2.1 Đặc điểm chung 2.2 Kiểm tra động học hình thang lái.12 2.2.1 Góc quay vòng cực đại12 2.2.2 Xây dựng đờng cong lý thuyết 13 Nghiên cứu đặc điểm kết cấu sử dụng hệ thống lái xe CAT- 777D 99 đồ án tốt nghiệp Dơng Ngọc Thắng - ÔTÔ - K46 2.2.3 Xây dựng đờng cong thực tế 15 2.3 Kiểm nghiêm động lực học19 2.3.1 Xác định mômen cản quay vòng 19 2.3.2 Xác định áp suất cần thiết xylanh20 2.4 Nguyên tắc hoạt động hệ thống lái 21 2.4.1 Nguyên lý hoạt động hệ thống thuỷ lực lái 21 2.4.1.1 Hoạt động hệ thống lái 23 2.4.1.2 Hoạt động hệ thống lái phụ.24 2.4.2 Nguyên lý điều khiển bơm phân phối lái 27 2.4.2.1 Khi quay phải31 2.4.2.2 Khi quay trái 32 Nghiên cứu đặc điểm kết cấu sử dụng hệ thống lái xe CAT- 777D 100 đồ án tốt nghiệp Dơng Ngọc Thắng - ÔTÔ - K46 2.5 Kiểm tra độ bền chi tiÕt……………………………………………………34 2.5.1 KiĨm bỊn pitton xylanh lùc…………………………………………….34 2.5.1.1 KiĨm bền cần pitton trạng thái kéo nén.34 2.5.1.2 Tính ổn định cấn pitton 35 2.5.2 Kiểm bền xylanh lùc………………………………………………… 36 2.5.2.1 øng suÊt däc……………………………………………………… 37 2.5.2.2 KiÓm tra ứng suất tiếp ứng suất pháp38 2.5.3 Kiểm tra bỊn chèt cÇu………………………………………………….39 2.5.3.1 KiĨm tra øng st chÌn dËp……………………………………… 40 2.5.3.2 Kiểm tra theo độ bền uốn 41 Chơng 3: Quy trình công nghệ gia công pitton43 Nghiên cứu đặc điểm kết cấu sử dụng hệ thống lái xe CAT- 777D 101 đồ án tốt nghiệp Dơng Ngọc Thắng - ÔTÔ - K46 3.1 Phân tích chi tiết gia công 43 3.1.1 Kết cấu pitton 43 3.1.2 Điều kiện làm việc pitton 43 3.1.3 Chọn phôi.43 3.2 Lập sơ đồ nguyên công44 3.2.1 Nguyên công 144 3.2.1 Nguyên công 245 3.2.1 Nguyên công 46 3.2.1 Nguyên công 447 3.2.1 Nguyên công 548 3.2.1 Nguyên công 649 Nghiên cứu đặc điểm kết cấu sử dụng hệ thống lái xe CAT- 777D 102 đồ án tốt nghiệp Dơng Ngọc Thắng - ÔTÔ - K46 Chơng 4: Kiểm tra bảo dỡng hệ thống lái.51 4.1 Khắc phục cố hệ thống lái 51 4.1.1 Kiểm tra hoạt động 51 4.1.2 KiĨm tra hiƯu st……………………………………………………52 4.1.3 KiĨm tra hƯ thống cảnh báo.57 4.2 Kiểm tra điều chỉnh bơm pitton.60 4.2.1 Van cắt áp suất cao 62 4.2.2 Van cân dòng chảy.64 4.3 Trình tự tháo lắp bơm phân phối lái 66 Kết luận 78 Nghiên cứu đặc điểm kết cấu sử dụng hệ thống lái xe CAT- 777D 103 đồ án tốt nghiệp Dơng Ngọc Thắng - ÔTÔ - K46 Nghiên cứu đặc điểm kết cấu sư dơng hƯ thèng l¸i xe CAT- 777D 104 ... K46 Nghiên cứu đặc điểm kết cấu sử dụng hệ thống lái xe CAT- 777D 12 đồ án tốt nghiệp Dơng Ngọc Thắng - ÔTÔ - K46 Hinh2.2: Hệ thống lái nhìn từ mặt bên Nghiên cứu đặc điểm kết cấu sử dụng hệ thống. .. CAT- 777D 2.1 Đặc điểm chung Nghiên cứu đặc điểm kết cấu sử dụng hệ thống lái xe CAT- 777D Dơng Ngọc Thắng - ÔTÔ - đồ án tốt nghiệp K46 Hình 2.1: Xe CAT 777D CAT 777D dòng xe hÃng CATERPILAR chuyên... dầu lái: 57 (l) Dầu toàn hệ thống lái: 84 (l) Nghiên cứu đặc điểm kết cấu sử dụng hệ thống lái xe CAT- 777D 10 đồ án tốt nghiệp Dơng Ngọc Thắng - ÔTÔ - K46 Với loại xe thờng gặp, hệ thống lái