Thiết kế và tính toán xe nâng hạ hàng hóa dùng động cơ SAA6D107E 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tên đề tài: Thiết kế và tính toán xe nâng hạ hàng
hóa dùng động cơ SAA6D7107E.
Giảng viên hướng dẫn :Th.S Lê Anh Vũ
Sinh viên thực hiện : Lê Xuân Đồng
Lớp : ĐLK4
Hưng Yên, năm 2010
Nội dung
Chương 1: Tổng quan về xe nâng hàng
Chương 2: Phân tích lựa chọn phương án
Chương 3: Tính toán và thiết kế các phần tử cơ khí chung
của cơ cấu nâng
Chương 4: Tính toán và thiết kế các xy lanh thủy lực của
cơ cấu nâng
Chương 5: Tính chọn bơm và các phần tử thủy lực
Chương 6: Tính ổn định của xe nâng
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ XE NÂNG HÀNG
Phân loại xe nâng hàng
Xe nâng hàng dùng động cơ đốt trong
Xe nâng hàng bằng tay
Xe nâng hàng chạy điện
1. Khung nâng
2. Xy lanh nâng
3. Xy lanh nghiêng
4. Càng nâng
5. Bánh xe trước
6. Phanh
7. Trục láp
8. Bộ truyền vi sai

9. Phanh tay
10.Trục các đăng
11.Van hãm
12.Hộp số
14.Bộ biến mô
15.Bình dầu làm
mát phanh
16.Két dầu làm
mát phanh
12
13
26
3
2
1
4
5
30
6
8
7
11
10
9
29
28
27
19
20
21

23
14 15 17 18
16
25
24
22
17.Bánh xe sau
18.Trục tay lái
19.Xy lanh trợ lực
lái
20.Làm mát biến
mô
21.Đối trọng
22.Két nước
24.Động cơ
25.Lọc không khí
26.Bình dầu làm
mát phanh
27.Phanh tay
28.Bàn đạp ga
29.Van trợ lực lái
30.Van điều khiển

Bố trí chung của xe nâng
Cấu tạo chung của xe nâng
Mặt cắt của một xe KOMATSU tham khảo
Cỏc phng ỏn la chn h thng truyn lc
CHNG 2: PHN TCH LA CHN PHNG N
3.Động cơ thủy lực
4.Hộp số cơ khí

2
4
3
5.Cầu chủ
động
5
4.Cầu chủ động
3.Mô tơ điện
2 3
4
5.Cầu chủ động
5.Cầu chủ động
Sơ đồ hệ thống truyền lực cơ khí
Sơ đồ hệ thống truyền lực thủy động
2.Ly hợp
1.Động cơ
2
1
4.Các đăng
3.Hộp số cơ khí
3
4
2.Ly hợp thủy lực
hoặc biến mô thủy lực
2
1.Động cơ
1
3.Hộp số cơ khí
4.Các đăng
3 4

5
5
1. ắc quy
Sơ đồ hệ thống truyền lực thể tích
Sơ đồ hệ thống truyền lực bằng điện
1.Động cơ
2.Bơm thủy lực
1
2.Hộp điều khiển
1
Cỏc phng ỏn b trớ h thng nõng ca xe nõng hng
PHƯƠNG áN 1 : XY LANH NGHIÊNG CàNG ĐặT TRÊN NóC XE
PHƯƠNG áN 2 : XY LANH NGHIÊNG CàNG ĐặT HAI BÊN KHUNG NÂNG
PHƯƠNG áN 3 : CƠ CấU NÂNG ĐặT BÊN CạNH XE
CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CÁC PHẦN TỬ CỦA
CƠ CẤU NÂNG
Sơ đồ cơ cấu nâng hàng và các bộ phận
8
9
7
6
5
4
3
2
1
10
11
1. Khung cố định
2. Xy lanh nâng khung di động

3. Con lăn của khung cố định
4. Khung di động
5. Con lăn của khung di động
6. Xy lanh nghiêng khung
7. Hộp nâng
8. Puli xích
9. Con lăn của hộp nâng
10. Xích tải
Sơ đồ lực và phản lực trên khung
.
A
1 1
A
2
2
RH
MH
RKH
MKH
B
MH
RH
MKH
RKH
RKB
MKB
RKB
MKB
2F
3

4
MH
MH
RH
RH
RB RB
RB
RB
MB MB
MB
MB
MU
MU
0,5*S'U
0,5*S'U
2F
B
B
B
C
C
XC
XC
YC
YC
MC MC
A
A
5
Sơ đồ lực tác dụng lên con lăn chính và khung

Y
X
M
A
h
H
h1
B
B*h/4
Tính toán cho khung di động
h
d
H
b
Biên dạng thép chữ I của khung di động
Biểu đồ tọa độ rẻ quạt của khung di động
Mch thy lc ca c cu nõng hng
CHNG 3 : TNH TON V THIT K CC XY LANH THY
LC CHO C CU NNG
7
6
5
14
12
13

16
15
1
9

10
8
11
3
2
4
1: Xi lanh nghiêng khung nâng.
2:Van một chiều.
3: Xi lanh nâng khung nâng.
4.Van tiết l u có điều khiển của xi lanh nâng khung nâng.
6: Van một chiều.
7: Van an toàn.
8: Bơm thuỷ lực.
9: Bộ lọc dầu thuỷ lực.
10: Chất lỏng công tác.
11: Thùng chứa nhiên liệu.
12: Van an toàn.
13:Bộ lọc dầu thuỷ lực.

14.Con tr ợt phân phối điều khiển xi lanh nghiêng khung nâng.
15: Van một chiều.
16 Tiết l u có điều khiển của xi lanh nghiêng khung

5.Con tr ợt phân phối điều khiển xi lanh nâng khung.
Tính toán và thiết kế xy lanh nâng
a
b
Px
Px
σθ

t
σ
Biểu đồ ứng suất trong ống xy lanh nângMặt cắt ngang của xy lanh nâng
Các thông số của xy lanh nâng :
-Đường kính trong của xy lanh d=150 mm
-Đường kính ngoài xy lanh D = 180 mm
-Đường kính cần piston dc = 90 mm
-Chiều dày thành xy lanh t = 15mm
Ứng suất tại mép trong A
σA = 590,9 (KG/cm2) < σB = 1000 (KG/cm2)
=> Xy lanh đủ điều kiện bền
a
b
Px
Tính toán và thiết kế xy lanh nghiêng khung
Mặt cắt ngang của xy lanh
nghiêng khung
Biểu đồ ứng suất trong ống xy lanh
nghiêng khung
Các thông số của xy lanh nâng :
-Đường kính trong của xy lanh d=125 mm
-Đường kính ngoài xy lanh D = 142 mm
-Đường kính cần piston dc = 75 mm
-Chiều dày thành xy lanh t = 8,5mm
Ứng suất tại mép trong A
σA = 895 (KG/cm2) < σB = 1000 (KG/cm2)
=> Xy lanh đủ điều kiện bền
Px
σθ
σ

t
CHƯƠNG 5 : TÍNH CHỌN BƠM VÀ CÁC PHẦN TỬ THỦY LỰC
Bơm bánh răng
Bơm cánh gạt
Bơm piston hướng trục
Các phương án lựa chọn bơm
Tính bơm
Bơm piston hướng trục
Các thông số của bơm :
-Đường kính piston d= =30 mm
-Hành trình làm việc S = d * λ = 45 mm
-Đường kính của đĩa nghiêng dẫn động bơm D = S / sinγ =106,4 mm
-Đường kính vòng tâm xy lanh Dxl = D*(1+cosγ)/2 = 80 mm
-Đường kính ngoài bloc Dng = Dxl +1,6*d = 130mm
-Góc giữa các piston αp = 360/z =51º25’42’’
3
**
*4
λπ
z
q
Tính toán cho van an toàn
Các thông số của van an toàn:
-Đường kính lỗ làm việc d = =1,85 mm
-Lực nén ban đầu của lò xo Plx =
= 3737,7KG
-Đường kính dây lò xo dxl = 0,6 * = 36,68 mm
-Đường kính trung bình của lò xo
Dtb = (4÷7)dlx ;Chọn Dtb =210mm
-Bước lò xo t = (2÷ 2,5) * dlx ;chọn t = 85 mm

-Độ cứng của lò xo c= =131,76 KG/mm
u
Q
*
*4
π
4
**
2
dP
lx
π
lx
P
3
4
**8
*
tb
lx
Dn
dG
*Trường hợp ồn định 1
•
Máy nâng nâng hàng ở độ cao lớn nhất.
•
Tải định mức và thiết bị nâng nghiêng hết
về phía trước theo góc nghiêng cho phép.
•
Máy nâng đứng trên mặt phẳng ngang.

•
Hệ số ổn định:
k = = 1,2
Vậy k > [k]=1,1
CHƯƠNG 6 : TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA XE NÂNG
a2
ac
C
G1
O1
O'2
O
O'
G2
O2
h2
h
hc
h1
l
a'2 a1
l'
'*
'**
2211
lQ
aGaG
H
−
G2

)*(*
)*(*)*(*
222111
α
αα
tghlQ
tghaGtghaG
H
−
−−−
*Trường hợp ồn định 2
•
Máy nâng nâng hàng ở độ cao lơn
nhất.
•
Tải định mức và thiết bị nâng
nghiêng hết về phía trước theo góc
nghiêng cho phép.
•
Máy nâng cùng vật nâng đứng trên
mặt phẳng nghiêng, góc nghiêng tiêu
chuẩn của nền là 4%.
•
Hệ số ổn định :
k =
= 1,27
Vậy k > [k]=1,1
h2
l"
l

h''
h
O
O"
a2
a1
O"2
O2
h''2
ac
C
a"2
h1
G1
O1
hc
*Trường hợp ồn định 3
•
Máy nâng nâng hàng ở độ cao 300mm.
•
Quá tải 10% và khung nâng nghiêng hết về phía sau theo góc nghiêng cho
phép.
•
Máy nâng di chuyển với giatốc cực đại và phanh với gia tốc a= 1,5 m/ s
2
•
Hệ số ổn định :
k =
= 1,7
Vậy k > [k]=1,1

"**1,1
"**"*"**
22112211
lQ
hFhFhFaGaG
H
−−−−
*Trường hợp ồn định 4
•
Máy nâng ở độ cao 300mm.
•
Tải định mức và khung nâng nghiêng hết về phía sau theo góc nghiêng cho phép.
•
Máy nâng cùng với hàng nâng đứng trên nền có độ nghiêng tiêu chuẩn 18%
•
Hệ số ổn định :
k =
= 1,89
Vậy k > [k]=1,1
)"*"(*
)"*"(*)*(*
222111
α
αα
tghlQ
tghaGtghaG
+
+−−
KẾT LUẬN
•

Tìm hiểu được động cơ KOMASU SAA6D107E-1 và các
thông số kĩ thuật.
•
Tính toán và kiểm nghiệm các phần tử cơ khí của cơ cấu
nâng.
•
Tính toán và kiểm nghiệm các phần tử thủy lực của cơ cấu
nâng.
•
Tính toán tính ổn định của xe nâng khi làm việc.
Cho đến nay đề tài đã hoàn thành được.
KIẾN NGHỊ
•
Tối ưu hóa kết cấu của xe nâng.
•
Tính toán tính ổn định của xe nâng ở các trường hợp mặt tựa khác
nhau.
•
Tìm hiểu phần điều khiển xe nâng.
Tuy vậy xong đề tài chưa thể làm được các vấn đề sau:
Do thời gian, tài liệu và kinh phí có hạn. Nếu có đủ các điều kiện
trên em mong muốn hoàn thành đề tài theo hướng khắc phục các
thiếu sót trên.
Đề tài không thể tránh khỏi những sai sót kính mong các thầy
trong hội đồng, các thày cô trong khoa cùng toàn thể hội đồng
hướng dẫn, chỉ bảo, góp ý để đề tài được hoàn thiện hơn .
Em xin chân thành cảm ơn!