Nghiên cứu thiết kế chuyển đổi xe Hino 300 thành xe cứu hộ giao thông

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề tài:
Nghiên cứu thiết kế chuyển đổi xe Hino 300 series
thành xe cứu hộ loại kéo

Giáo viên hướng dẫn: TS. Luyện Văn Hiếu
Sinh viên thực hiện : Dương Hoàng Long
Lớp

: 106182



Hưng Yên – 02/07/2022


MỞ ĐẦU

CHƯƠNG I: Tổng quan về xe cứu hộ và xe cơ sở

BỐ
CỤC
CỦA

NỘI DUNG

CHƯƠNG II: Lựa chọn phương án và tính tốn chuyện đổi xe Hino

300 series thành xe cứu hộ loại kéo

ĐỀ
TÀI

CHƯƠNG III: Ứng dụng phần mềm SolidWorks thiết kế xe cứu hộ
loại kéo

KẾT LUẬN


MỞ ĐẦU



Nền cơng nghiệp ơ tơ nước ta đang có những bước phát triển mạnh mẽ, nhu cầu đi lại và vận chuyển hàng hóa ngày càng cao. Tuy
nhiên giao thơng đường bộ của nước ta cịn hạn chế, chất lượng đường xá chưa tốt, ý thức người tham gia giao thông chưa cao,…
điều này gây nhiều vấn đề bức bối như tai nạn giao thông, ách tắc giao thông. Để đảm bảo giao thông đường bộ thông suốt, không
bị ách tắc vì những tai nạn, hư hỏng của các phương tiện giao thơng thì cần có một lực lượng cứu hộ giao thông.



Ngày nay xe cứu hộ đã được sử dụng phổ biến ở Việt Nam, nhưng hầu như đều nhập khẩu ngun chiếc tại nước ngồi.Vì vậy mà
giá thành của loại xe nhập khẩu nguyên chiếc này rất là cao.



Xuất phát từ vấn đề này, đề tài “ Nghiên cứu thiết kế chuyển đổi xe Hino 300 series thành xe cứu hộ loại kéo” được thực hiện
nhằm giải quyết vấn đề bức bối trên và cũng phần nào giảm bớt chi phí sử hữu loại xe này.

Chương I: Tổng quan về xe cứu hộ và xe cơ sở

1.1 Tổng quan về xe cứu hộ
1.1.1 Cấu tạo chung



Xe cứu hộ giao thông gồm xe cơ sở và các thiết bị chuyên dụng được lắp trên xe như: Cần cẩu, càng kéo xe, tời thủy lực, sàn chở xe, dây
tăng, kìm cứu hộ.

1.1.2 Phân loại



Xe cứu hộ được chia làm 3 loại chính:

+ Loại có nhiệm vụ cứu hộ
+ Loại có nhiệm vụ kéo xe
+ Loại có nhiệm vụ chở xe

1.1.3 Chức năng



Giải tỏa ách tắc giao thông gây ra do phương tiện giao thông bị hỏng, do tai nạn giao thông, cứu người bị mắc kẹt trong xe, hoặc đơn giản là
kéo xe ô tô hỏng về nơi sửa chữa.


1.1.4 Một số loại xe cứu hộ giao thông ở nước ta

1.1.4.1 Cứu hộ loại kéo

Hình 1.1 Xe cứu hộ loại kéo - có cần cẩu
1.Xe cứu hộ; 2.Cụm tang tời; 3.Dầm đỡ; 4.Xilanh nâng hạ cần; 5.Càng nâng;
6.Thân cầu; 7.Hộp cuốn cáp; 8.Xilanh thủy lực; 9.Khúc cẩu; 10.Móc treo;
11.Bu lông quay; 12.Xilanh nâng càng kéo.


1.1.4.2 Cứu hộ loại chở

Hình 1.2 Xe cứu hộ loại chở
1. Xe cứu hộ; 2. Xe bị nạn; 3. Cụm tang tời; 4. Xilanh đẩy sàn trượt;
5. Xilanh nâng sàn trở; 6. Xilanh hạ càng kéo; 7. Xilanh đẩy càng kéo.


1.2 Tổng quan về xe cơ sở
1.2.1 Giới thiệu chung
1.2.2 Phân tích, lựa chọn xe cơ sở

Bảng 1.1 Các thơng số kỹ thuật chính của xe Hino 300 series XZU650L 2,5 Tấn


1.2.3 Khái quát các hệ thống trên xe Hino 300 series
1.2.3.1 Động cơ
- Động cơ diesel 4 kỳ 4 máy thẳng hàng tuabin tăng nạp, phun nhiên liệu trực tiếp.

1.2.3.2 Hệ thống truyền lực
- Ly hợp loại một đĩa ma sát khơ.
- Hộp số M550 có 5 cấp số,5 số tiến và một số lùi.
- Vi sai có dạng bánh răng côn với 4 bánh răng hành tinh.

- Cầu trước là cầu bị động - cầu sau là cầu chủ động.

1.2.3.3 Hệ thống treo
- Hệ thống treo là hệ thống treo phụ thuộc.

1.2.3.4 Hệ thống phanh
- Cơ cấu phanh bánh xe kiểu tang trống.

1.2.3.5 Hệ thống lái
- Cơ cấu lái trên ô tô Hino 300 series là loại liên hợp.

1.2.3.6 Hệ thống bôi trơn
- Dùng phương pháp bôi trơn cưỡng bức.

1.2.3.7 Hệ thống làm mát
- sử dụng phương pháp làm mát tuần hồn cưỡng bức một vịng kín.


1.2.3.8 Hệ thống nhiên liệu
- Hệ thống cung cấp nhiên liệu thuộc loại phun nhiên liệu điều khiển điện tử.

1.2.3.9 Xăm lốp và bánh xe
- sử dụng loại lốp cho cả lốp trước và sau : 7.50R16 -12PR.


CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ TÍNH TỐN CHUYỂN ĐỔI XE HINO 300 SERIES THÀNH XE CỨU HỘ
LOẠI KÉO

2.1 Phân tích, lựa chọn phương án tính tốn thiết kế chuyển đổi xe Hino 300 series thành xe cứu hộ loại kéo
2.1.1 Phương án 1: Kéo nửa xe hỏng trên ngàm cứu hộ có cần cẩu

Hình 2.1 Sơ đồ bố trí phương án 1
1.Xe cứu hộ; 2.Cụm tang tời; 3.Dầm đỡ; 4.Xilanh nâng hạ cần; 5.Càng nâng;
6.Thân cầu; 7.Hộp cuốn cáp; 8.Xilanh thủy lực; 9.Khúc cẩu; 10.Móc treo;
11.Bu lơng quay; 12.Xilanh nâng càng kéo; 13. Đai khoá bánh xe; 14. Xe bị nạn.


2.1.2 Phương án 2: Kéo xe hỏng trên sàn lăn trên đường

Hình 2.2 Sơ đồ bố trí phương án 2
1. Xe cứu hộ; 2. Cụm tang tời; 3. Dầm đỡ; 4. Cáp kéo;
5. Hệ thống đòn kéo; 6. Xe bị nạn; 7. Xe lăn.


2.1.3 Phương án 3: Kéo nửa xe hỏng trên ngàm cứu hộ

Hình 2.3 Sơ đồ bố trí phương án 3
1. Xe cứu hộ; 2. Cụm tang tời; 3. Dầm đỡ; 4. Xi lanh nâng cần;
5. Ngàm nâng; 6. Đai khoá bánh xe; 7. Xe bị nạn.

2.1.4 Lựa chọn phương án tính tốn thiết kế
- Ta chọn phương án số 3 là phương án phù hợp với xe cơ sở để chọn làm phương án cứu hộ các loại xe vừa và nhỏ.


2.2 Tính tốn chuyển đổi xe Hino 300 series thành xe cứu hộ loại kéo
2.2.1 Tính tốn phản lực và lực kéo cần thiết khi nâng xe ở độ cao hx
2.2.1.1 Tọa độ trọng tâm của xe được kéo
- Ta chọn xe Land Cruiser 07 để tính tốn.
Xe Land Cruiser có thơng số như sau:
- Chiều dài tổng: 4890 (mm)

- Chiều cao tổng: 1859 (mm)
- Chiều rộng tổng: 1941 (mm)
- Chiều dài cơ sở: 2850 (mm)
- Trọng lượng toàn bộ: 1725 (KG)
Hình 2.4 Sơ đồ tính tọa độ
trọng tâm xe được kéo

2.2.1.2 Tính phản lực và lực kéo xe cần thiết
- Lực kéo xe cần thiết là FK = 495,3 (KG)
- Phản lực tác dụng lên đầu ngàm khi kéo xe là P = 989,7 (KG)

Hình 2.5 Sơ đồ tính phản lực tác dụng lên đầu ngàm và lực kéo
cần thiết


2.2.2 Tính ổn định của xe cứu hộ
2.2.2.1 Tọa độ trọng tâm của xe cứu hộ
Lấy mômen tại O2 = 0:
<=> Z1.L - G.b = 0
Từ đó tính ra trọng tâm của xe cứu hộ

2.2.2.2 Tính ổn định dọc tĩnh của xe cứu hộ

Hình 2.6 Sơ đồ tính tọa độ trọng tâm xe cứu hộ

2.2.2.3 Tính ổn định dọc động của xe cứu hộ

Hình 2.7 Sơ đồ tính ổn định dọc tĩnh của xe cứu hộ

2.2.3 Tính tốn hệ thống thủy lực
2.2.3.1 Chọn bơm thủy lực
- Do tốc độ của các cơ cấu công tác thủy lực không cần nhanh nên ta chọn loại bơm bánh răng.

2.2.3.2 Tính xy lanh nâng hạ cần

Hình 2.8 Sơ đồ tính lực tác dụng lên xylanh nâng hạ cần

D: Đường kính xy lanh
Fx: Lực tác dụng dọc xy lanh
p: Áp suất của hệ thống thủy lực p = 100 KG/cm2

- Lưu lượng của hệ thống thủy lực:
Q = 13273 (cm3/ph)
- Lưu lượng riêng của hệ thống: q=19,5 (cm3)


2.2.4 Kiểm tra độ bền kết cấu
Để kiểm tra độ bền của cơ cấu càng nâng ta chia ra làm 2 phần tính.

Hình 2.9 Sơ đồ tính tốn độ bền kết cấu

2.2.4.1 Kiểm tra độ bền phần I
- Xác định lực tập trung Q do lực phân bố q gây ra, ta xét momen cân bằng đối với điểm O.

2.2.4.2 Kiểm tra độ bền phần II
- Để tính tốn ta quy đổi các thành phần lực N0, Q, F0 tác dụng lên O về các thành phần N1, N2, Mn.


2.2.5 Tính tốn cụm tời kéo

- Cụm tang tời được sử dụng trong các trường hợp xe bị lật hoặc xe bị sa xuống hố.
- Cụm tang tời được cấp mơmen nhờ một động cơ thuỷ lực.

Hình 2.10 Sơ đồ cụm tời kéo
1.Động cơ thuỷ lực; 2.Vỏ hộp giảm tốc; 3.Trục vít;
4.Bánh vít; 5.Cụm tang tời.

2.2.5.1 Tính tốn tang tời
Thơng số cơ bản của trục tang :
dtg = 120 (mm)
ntg= 16 (vg/ph’)
Fk = 13656 (N)
Mtg= 819000 (Nmm)


2.2.5.2 Chọn động cơ thủy lực
- Ta chọn loại bơm thuỷ lực có thơng số:
qb = 20 (cm3)
n = 1000 (v/ph)
- Với điều kiện làm việc của hệ thống thuỷ lực trên xe ta chọn động cơ thuỷ lực là loại động cơ pistong hướng trục có thơng số
qđc = 28 (cm3)
- Lưu lượng bơm có thể cung cấp:
Qb= qb. n = 20.1000 = 20000 (cm3/ph)
- Lưu lượng làm việc:
Qđc=20000.0,85 = 16000 (cm3/ph)
- Số vòng quay của động cơ: 16000 / 28 = 571 (vịng/ph)

2.2.5.3 Tính tốn hộp giảm tốc

- Do tốc độ quay của cụm tang tời không cao do đó cần có một hộp giảm tốc để giảm tốc độ của động cơ truyền tới trục tang.

- Hộp giảm tốc sử dụng truyền động trục vít. Truyền động trục vít gồm trục vít và bánh vít ăn khớp với nhau. Nó được dùng để truyền động giữa các trục chéo
nhau, góc giữa hai trục thường là 90 độ.


CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SOLIDWORKS THIẾT KẾ XE CỨU HỘ LOẠI KÉO

3.1 Giới thiệu chung về phần mềm SolidWorks
3.1.1 Khởi động chương trình SolidWorks
- Chạy chương trình SolidWorks thơng qua biểu tượng xuất hiện trên màn hình Desktop.
- Hoặc có thể vào Start > All Programs > SolidWorks.

3.1.2 Giao diện của người sử dụng SolidWorks

Hình 3.1 Giao diện ban đầu khi khởi động xong chương trình
SolidWorks

Hình 3.2 Hộp thoại
New SolidWorks Document


Hình 3.3 Giao diện trong chế độ Part của SolidWorks

3.1.3 Cài đặt các thông số cho bản vẽ
- Để cài đặt các thông số cho bản vẽ ta vào Tools > Options > Hộp thoại System Options > chọn Tab Documet Properties.


3.2 Ứng dụng phần mềm SolidWorks thiết kế chuyển đổi xe Hino 300 series thành xe cứu hộ loại kéo
3.2.1 Mô phỏng thiết kế chuyển đổi xe Hino 300 series thành xe cứu hộ loại kéo trên phần mềm SolidWorks

Hình 3.4 Mô phỏng xe cơ sở Hino 300 series trên phần mềm

Hình 3.5 Mơ phỏng thiết kế chuyển đổi xe Hino 300 series thành

SolidWorks

xe cứu hộ loại kéo trên phần mềm SolidWorks


3.2.2 Kiểm nghiệm bền cơ cấu kéo trên phần mềm SolidWorks
- Để kiểm nghiệm bền, ta cần mở bản vẽ cơ cấu kéo. Trong giao diện SolidWorks chọn môi trường Simulation > chọn New Study trên thanh công cụ.

- Chọn loại vật liệu cho cơ cấu kéo là Thép C45.
- Chọn vị trí lực tác dụng lên ở 2 đầu ngang của cơ cấu kéo, với lực tác dụng là 10000N
Sau đó ta chọn Run This Study trên thanh tác vụ để kiểm tra bền.

Hình 3.6 Kiểm nghiệm bền ứng suất uốn của cơ cấu
kéo

Hình 3.7 Kiểm bền chuyển vị của cơ cấu kéo


KẾT LUẬN



Sau một thời gian nghiên cứu và tìm hiểu các tài liệu chuyên ngành, đến nay em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu
thiết kế chuyển đổi xe Hino 300 series thành xe cứu hộ loại kéo”.



Đồ án đã đạt được những kết quả như sau:

-



Trình bày tổng quan về xe cứu hộ và xe cơ sở.
Phân tích lựa chọn phương án và tính toán chuyển đổi xe hino 300 series thành xe cứu hộ loại kéo.
Ứng dụng phần mềm SolidWorks mô phỏng chuyển đổi xe Hino 300 series thành xe cứu hộ loại kéo.

Tuy nhiên trong quá trình làm, với khả năng và trình độ cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót. Vì vậy em rất mong sự góp ý của
các Thầy Cô trong Khoa và các bạn quan tâm tới đề tài này để đề tài của em được hoàn thiện hơn nữa.

Em xin chân thành cảm ơn!


CẢM ƠN CÁC THẦY ĐÃ LẮNG NGHE PHẦN
THUYẾT TRÌNH CỦA EM.

EM XIN CẢM ƠN!