ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRÊN XE CỨU NẠN GIAO THÔNG
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.76 MB, 64 trang )
Đồ án tốt nghiệp
1
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Văn Bang
MụC lục
Mở đầu........................................................................
chơng I: tổng quan....................................................
1.1) Tổng quan về ô tô cứu nạn.....................................................
1.1.1) Lịch sử Ô tô cứu nạn ...................................................
1.1.2) Thực trạng và tình hình phát triển ô tô cứu nạn
tại
ViệtNam...................................................................
1.1.3)Phân loại ô tô cứu nạn..................................................
1.1.4) Nguyên lý chung của xe cứu nạn giao thông..............
1.1.5)Một số phơng án cứu nạn điển hình..........................
1.1.6) Lựa chọn phơng án thiết kế ô tô cứu nạn cụ thể.......
1.2) Giới thiệu ô tô cứu nạn dạng bàn nâng, càng nâng kéo.......
1.2.1) Cấu tạo chung...............................................................
1.2.2) Sơ đồ động lực cho hệ thống cứu
nạn..........................
1.3) Giới thiệu ô tô cơ sở.................................................................
chơng II: tính toán thiết kế................................
2.1) Xác định giới hạn về kích thớc và trọng lợng của
ô tô đợc cứu nạn...................................................................
2.1.1) Xác định giới hạn về kích thớc...................................
2.1.2) Xác định giới hạn về trọng lợng.................................
2.2) Lắp cụm cần nâng lên ô tô ....................................................
2.2.1) Qui trình lắp ráp
chung................................................
2.2.2) Lắp giá đỡ cần nâng vào cụm bệ
đỡ.............................
2.2.3) Lắp giá đỡ xy lanh vào cụm bệ
đỡ ...............................
2.2.4) Lắp cần nâng vào giá đỡ cần nâng..............................
2.2.5) Lắp xy lanh vào giá đỡ xy lanh....................................
2.2.6) Lắp cụm bệ đỡ lên sát xi...............................................
2.3) Thiết kế tính toán đối trọng và giá đối trọng.......................
2.3.1) Tính toán thiết kế đối trọng..........................................
2.3.2) Thiết kế giá đối
trọng....................................................
2.4) Lắp giá đối trọng lên ô tô...
2.5) Xác định chính xác trọng lợng, phân bố trọng lợng lên
các cầu và chiều cao trọng tâm ở trạng thái không tải
và tải giới hạn..........................................................................
2.5.1) Nguyên lý xác định.......................................................
2.5.2) Xác định toạ độ trọng tâm ô tô cứu nạn......................
2.5.3) Phân bố tải trọng tác dụng lên ô tô cứu nạn...............
2.6) Tính ổn định cho ô tô cứu nạn...............................................
2.6.1) Giới hạn trợt dọc và ngang ........................................
2.6.2) Giới hạn lật dọc và
ngang.............................................
SVTH :Nguyễn Quang Huy
4
7
7
7
9
14
15
15
18
18
18
21
21
23
23
23
29
31
32
32
33
35
36
36
39
39
42
43
44
44
46
49
50
50
51
Lớp Cơ khí Ô tô B - K45
Đồ án tốt nghiệp
2
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Văn Bang
2.7) Động học quay vòng đoàn xe ................................................
2.7.1) Các giả thiết và phơng pháp xác định động học
quay vòng đoàn
xe.........................................................
2.7.2) Tính kiểm tra điều kiện quay vòng đoàn xe................
2.7.3) Tính toán động học quay vòng đoàn xe........................
2.8) Tính khả năng hãm của đoàn xe............................................
2.8.1) Xác định mômen phanh cực đại của đoàn
xe..............
2.8.2) Xác định gia tốc phanh cực đại của đoàn
xe...............
2.9) Tính bền khung và các mối lắp ghép.....................................
2.9.1) Tính bền khung cụm bệ
đỡ...........................................
2.9.2) Tính bền mối ghép........................................................
2.9.3)Tính bền khung xe cơ
sở................................................
2.10) Thông số ô tô cứu nạn...........................................................
2.11) Hớng dẫn sử dụng ô tô cứu nạn.........................................
52
Kết luận..
71
tài liệu tham khảo.................................................
72
SVTH :Nguyễn Quang Huy
53
53
54
59
59
59
60
61
64
65
69
70
Lớp Cơ khí Ô tô B - K45
Đồ án tốt nghiệp
3
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Văn Bang
Mở đầu
Trong những năm gần đây, nền kinh tế đất nớc ta ngày càng phát triển,
đời sống của nhân dân ngày càng đợc cải thiện, nhu cầu giao thơng giữa các
vùng miền trong cả nớc cũng nh nhu cầu xuất nhập khẩu hàng hóa ngày càng
mở rộng và đa dạng. Cùng với tiến trình ấy, ngành giao thông vận tải nói
chung và vận tải đờng bộ bằng ô tô nói riêng cũng đang ngày một phát triển
nhanh chóng. Điều dễ nhận thấy nhất thể hiện ở số lợng phơng tiện cá nhân
cũng nh các phơng tiện vận tải hàng hóa và hành khách ngày càng tăng, chủng
loại các phơng tiện cũng vô cùng đa dạng (tính tới hết năm 2007 cả nớc có
1.106.607 ô tô, riêng năm 2008 đợc coi là năm có số lợng ô tô tăng mạnh
nhất, của VAMA là 110.186 xe, số lợng xe nhập khẩu 54.400 xe). Trong đó,
số lợng ô tô tải, ô tô khách ở Việt Nam luôn tăng trởng cao (năm 2007, 2008
tăng trởng trên 100%) và dự báo sẽ còn tăng mạnh trong những thời gian tới
nhằm đám ứng nhu cầu ngày càng cao của việc vận chuyển hàng hóa và hành
khách sẽ tiếp tục tăng trởng rất mạnh.
Cùng với những yếu tố về phơng tiện, đờng sá Việt Nam trong những
năm gần đây đã đợc nâng cấp, chỉnh trang rất nhiều, tuy nhiên vẫn cha theo
kịp tốc độ phát triển của phơng tiện đặc biệt ở các đô thị (Hà nội, năm 2007,
trung bình có 540 ô tô và 5900 xe máy/1Km). Điều này dẫn tới tình hình giao
SVTH :Nguyễn Quang Huy
Lớp Cơ khí Ô tô B - K45
Đồ án tốt nghiệp
4
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Văn Bang
thông Việt Nam luôn hết sức phức tạp, tiềm ẩn rất nhiều nguy cơ gây tai nạn
giao thông. Tất cả những nguyên nhân kể trên đã trực tiếp hoặc gián tiếp làm
tăng số lợng xe gặp tai nạn hoặc hỏng hóc dọc đờng.
Khi xe gặp sự cố, công việc cấp thiết cần làm là nhanh chóng đa xe về
cơ sở sửa chữa để khắc phục sự cố, để giải phóng nhanh làn đờng đảm bảo
giao thông, tránh ùn tắc. Nh vậy, cần phải có các phơng tiện chuyên chở hay
kéo các xe gặp sự cố.
Trớc đây, ngời ta thờng dùng các loại xe chuyên dùng phục vụ công
trình tham gia công tác cứu hộ, vận chuyển xe gặp sự cố. Nhng đứng trớc nhu
cầu cấp thiết về số lợng xe gặp sự cố cần cứu hộ ngày càng tăng, yêu cầu giải
phóng nhanh làn đờng đặc biệt trong các khu đô thị hay các tuyến đờng có
mật độ giao thông cao, các loại xe chuyên dùng phục vụ công tác cứu hộ, cứu
nạn đã đợc nhập về ngày càng nhiều và đa dạng về chủng loại.
Tuy vậy, hiện nay tình hình xe cứu hộ cứu nạn ở Việt Nam còn tồn tại
một số vấn đề bất cập. Thứ nhất, hấu hết các xe cứu nạn hiện nay hoặc là các
xe nhập khẩu nguyên chiếc hoặc bộ phận cứu hộ chuyên dùng đợc nhập khẩu.
Do đó, giá thành xe cứu nạn khá lớn. Thứ hai, các loại xe cứu nạn đang sử
dụng thì hấu hết chỉ có khả năng cứu nạn đợc các xe có tự trọng nhỏ (xe con,
xe tải nhẹ, xe ô tô khách nhỏ), trong khi đó, số lợng các xe tải, xe khách trọng
tải lớn gặp sự cố dọc đờng cũng xảy ra thờng xuyên mà chỉ có thể xử lý sự cố
tại chỗ hoặc vẫn phải dùng các xe chuyên dùng công trình (xe cần cẩu, xe chở
máy xây dựng...) làm công tác cứu nạn nên rất mất thời gian và thờng gây ùn
tắc kéo dài. Thứ ba, thực tế tình hình phát triển của ngành cơ khí chế tạo trong
nớc có khả năng đáp ứng đợc phần lớn công tác chế tạo bộ phận cứu nạn
chuyên dùng. Thứ t, các xe sat-xi hiện đang rất sẵn có ở Việt Nam với giá rẻ
hơn nhiều so với xe chuyên dùng cùng loại.
Từ những luận điểm trên đây, đợc sự giúp đỡ của các thầy trong bộ
môn, đặc biệt là thầy giáo hớng dẫn tốt nghiệp PGS.TS. Nguyễn Văn Bang,
đề tài tốt nghiệp của em: Thiết kế ô tô cứu nạn giao thông ô tô tải (khách)
trên xe sát xi cơ sở KAMAZ 54112 (phần tổng quan) sẽ góp phần giải
quyết đợc các vần đề này.
SVTH :Nguyễn Quang Huy
Lớp Cơ khí Ô tô B - K45
Đồ án tốt nghiệp
5
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Văn Bang
chơng I
tổng quan
1.1) Tổng quan về ô tô cứu nạn
1.1.1) Lịch sử Ô tô cứu nạn
Nếu những chiếc ô tô hiện đại đầu tiên ra đời với mốc thời gian là năm
1885 với chiếc xe ô tô động cơ đốt trong đầu tiên của Karl Benz thì những
chiếc xe cứu nạn chuyên dụng ra đời khá muộn, đợc ghi nhận vào khoảng năm
1940 tại Đức với sự ra đời hãng cứu hộ quốc tế Dial Holmes với những
chiếc xe cứu hộ, cứu nạn hiện đại đầu tiên.
Hình 1.1 Những chiếc ô tô cứu nạn đầu tiên
So với những chiếc xe cứu nạn phổ biến ngày nay thì nguyên lý của
những chiếc xe cứu nạn giao thông của thế kỷ trớc không có nhiều khác biệt.
SVTH :Nguyễn Quang Huy
Lớp Cơ khí Ô tô B - K45
Đồ án tốt nghiệp
6
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Văn Bang
Tuy nhiên những chiếc cẩu đầu tiên mới chỉ là loại cẩu cơ khí đơn giản, dùng
cẩu móc nhấc đầu xe hỏng lên khỏi mặt đất, quá trình chằng buộc, nâng xe
hỏng thờng mất khá nhiều thời gian.
Hình 1.2 Những chiếc ô tô cứu nạn gắn cẩu cơ khí
Tới những năm 70 thì ngành cứu hộ cứu nạn giao thông đã định hình rất
rõ rệt cả về chủng loại và công năng sử dụng. Đã xuất hiện những chiếc xe
cứu nạn cỡ lớn, các loại xe cứu nạn cỡ nhỏ và cứu nạn có cần cẩu quay cùng
với đó là sự xuất hiện của các loại càng (bàn nâng) đỡ lốp đầu tiên. Việc phát
minh ra các loại càng, vòng đỡ lốp làm đơn giản hóa rất nhiều quá trình thao
tác khi cứu nạn và khi nâng đảm bảo độ cân bằng cũng nh chắc chắn hơn
nhiều.
Hình 1.3 ô tô cứu nạn những năm 70
Kể từ đó đến nay, ô tô cứu nạn tiếp tục đợc hoàn thiện, cải tiến về kết
cấu để đáp ứng đợc các nhu cầu thực tế khác nhau của công tác cứu nạn giao
thông.
SVTH :Nguyễn Quang Huy
Lớp Cơ khí Ô tô B - K45
Đồ án tốt nghiệp
7
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Văn Bang
Hình 1.4 Cải tiến công nghệ cho cơ cấu cứu nạn
Hiện nay, trên thế giới đã xuất hiện rất nhiều các loại xe cứu nạn với đủ
loại kích cỡ, tải trọng, công năng sử dụng khác nhau cùng các thiết bị phụ trợ
Hình 1.5 Ô tô cứu nạn hiện đại ngày nay
1.1.2) Thực trạng và tình hình phát triển ô tô cứu nạn tại Việt Nam
Vài năm trở lại đây, đã có rất nhiều các trung tâm cứu hộ đợc mở ra
cũng nh ngày càng có nhiều các doanh nghiệp tham gia nhâp khẩu các loại xe
cứu hộ, cứu nạn vào Việt Nam.
SVTH :Nguyễn Quang Huy
Lớp Cơ khí Ô tô B - K45
Đồ án tốt nghiệp
8
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Văn Bang
*Đặc điểm của ô tô cứu nạn tại Việt Nam:
- Hầu hết đợc nhập khẩu nguyên chiếc từ một số nớc nh:
Trung Quốc (ví dụ: JMC, JAC), Hàn Quốc (Samsung, Huyndai), Nhật Bản
(UD Nissan), Đức(Mercerdes)... Việc nhập khẩu nguyên chiếc làm cho giá
thành xe khá cao vì các loại xe này thuộc nhóm xe chuyên dùng sản xuất với
số lợng hạn chế.
- Nhu cầu sử dụng hiện nay chủ yếu tập trung tại các đô thị lớn (Ước
tính ở Hà Nội có 200 xe cứu nạn các loại) và chủ yếu cứu nạn các loại xe con,
đắt tiền, có tự trọng nhỏ. Còn để cứu nạn các loại xe tải, xe khách thì còn rất
thiếu. Cũng vì thế mà công tác triển khai xe cứu nạn tới nơi xảy ra sự cố trên
các tuyến quốc lộ, tỉnh lộ thờng mất rất nhiều thời gian.
- Kiểu cứu nạn tơng đối đa dạng. Tùy kiểu xe cũng nh kết cấu cụ thể
của từng loại xe sẽ sử dụng phơng án cứu nạn phù hợp (ví dụ xe số tự động
phải dùng xe cứu nạn loại sàn chở v..v).
Trong tơng lai, nhu cầu ô tô cứu nạn ở Việt Nam sẽ ngày càng phát triển
đặc biệt là nhu cầu phát triển các loại ô tô cứu nạn cỡ lớn bởi số lợng ô tô tải,
ô tô khách hiện đại và tiện nghi sẽ ngày càng tăng cũng nh nhu cầu về chất lợng dịch vụ, công tác cứu nạn sẽ ngày một đòi hỏi cao hơn theo cùng sự phát
triển đi lên của kinh tế xã hội đất nớc. Đi cùng với đó, nhu cầu nội địa hóa
thiết bị chuyên dùng trên xe cứu nạn sẽ là tất yếu và hoàn toàn phù hợp với
khả năng của ngành cơ khí chế tạo trong nớc nhằm giảm giá thành ô tô cứu
nạn, tăng khả năng áp dụng rộng rãi loại xe hiện đại và tiện dụng này.
*Một số ô tô cứu nạn tại Việt Nam
a) Ô tô cứu nạn dạng càng nâng kéo
SVTH :Nguyễn Quang Huy
Lớp Cơ khí Ô tô B - K45
Đồ án tốt nghiệp
9
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Văn Bang
Hình 1.6 Ô tô cứu nạn cần nâng kéo DONGFONG (Trung Quốc)
Hình 1.7 Ô tô cứu nạn dạng cần nâng kéo JMC (Trung Quốc)
b) Ô tô cứu nạn dạng sàn chở
Hình 1.8 Ô tô cứu nạn dạng sàn chở FOTON (Trung Quốc)
SVTH :Nguyễn Quang Huy
Lớp Cơ khí Ô tô B - K45
Đồ án tốt nghiệp
10
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Văn Bang
Hình 1.9 Ô tô cứu nạn kiểu sàn chở kết hợp càng kéo JAC
Hình 1.10 Ô tô cứu nạn sàn chở UD NISSAN (Nhật Bản)
c) Ô tô cứu nạn tích hợp cần cẩu xoay 360
SVTH :Nguyễn Quang Huy
Lớp Cơ khí Ô tô B - K45
Đồ án tốt nghiệp
11
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Văn Bang
Hình 1.11 Ô tô cứu nạn có cẩu xoay Hyundai (Hàn Quốc)
d) Ô tô cứu nạn cỡ lớn (siêu cứu nạn)
Hình 1.12 Xe siêu cứu nạn hiện có tại Việt Nam
1.1.3)Phân loại ô tô cứu nạn
Qua phần giới thiệu trên đây, ta đã thấy sự đa dạng của các loại ôtô cứu
nạn giao thông về chủng loại, kết cấu, phơng pháp cứu nạn, tải trọng cứu nạn
SVTH :Nguyễn Quang Huy
Lớp Cơ khí Ô tô B - K45
Đồ án tốt nghiệp
12
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Văn Bang
đợc và để khái quát rõ hơn ta có thể phân loại ô tô cứu nạn theo một số các
tiêu chí nh sau:
a) Theo tải trọng
- Ô tô cứu nạn xe con (Hạng nhẹ)
- Ô tô cứu nạn xe tải và xe khách cỡ nhỏ [3,5 T;<15 chỗ ] (Hạng trung)
- Ô tô cứu nạn xe tải cỡ lớn [>=3,5T đến 10 T] (Hạng nặng)
- Ô tô cứu nạn xe khách cỡ lớn.[>=16 chỗ] (Hạng nặng)
- Ô tô siêu cứu nạn [Cứu nạn các loại xe trên 10 T] ...
b) Theo kết cấu
- Ô tô cứu nạn kiểu cẩu bệ xoay.
- Ô tô cứu nạn kiểu tời, sàn trợt.
- Ô tô cứu nạn kiểu cẩu giàn và sàn thùng.
- Ô tô cứu nạn kiểu cần nâng và bàn nâng.
- Ô tô cứ nạn sàn trợt nâng.
- Ô tô cứu nạn sàn nghiêng xe nâng...
c) Theo phơng pháp cứu nạn
- Cứu nạn xe kiểu kéo theo (nâng 1 phần trọng lợng).
- Cứu nạn xe kiểu chở xe hỏng (nâng toàn bộ trọng lợng).
- Cứu nạn xe hỏng chất tải.
- Cứu nạn xe hỏng không chất tải...
d) Theo tính năng xe cứu nạn
- Ô tô cứu nạn đơn chức năng (Kéo, chở hoặc cẩu...)
- Ô tô cứu nạn đa chức năng (Kéo và chở, cẩu và kéo, cẩu và chở...)
1.1.4) Nguyên lý chung của xe cứu nạn giao thông
Đối tợng (các phơng tiện gặp nạn) đợc quan tâm ở đây là tất cả các loại
ô tô phổ thông lu thông trên đờng bao gồm: Ô tô con, ô tô tải nhẹ, ô tô khách,
ô tô tải vừa và lớn... khi gặp nạn trên đờng đều có thể đợc kéo hoặc chở về nơi
cần thiết (trạm sửa chữa). Các phơng tiện gặp nạn thờng không thể di chuyển
và điều khiển đợc nữa. Vì vậy, ô tô cứu nạn sẽ thực hiệc chức năng nối và kéo
các xe hỏng đó về nơi sửa chữa. Việc nối kéo này khác với nối kéo bình thờng
ở chỗ là điểm nối (cơ cấu nối) không phải là móc kéo hay gối đỡ mà là giá
nâng kẹp và thực hiện việc kéo xe hỏng di chuyển theo kiểu cỡng bức dạng
SVTH :Nguyễn Quang Huy
Lớp Cơ khí Ô tô B - K45
Đồ án tốt nghiệp
13
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Văn Bang
SMRM tức là một trục xe hỏng đợc nâng lên còn một trục di chuyển đợc trên
mặt đờng.
Ô tô cứu nạn phải có một giá nâng kẹp đủ cứng vững để nâng đợc một
đầu xe hỏng lên và kéo đi một cách ổn định. Giá nâng kẹp này có kết cấu phù
hợp với nguyên lý đỡ kẹp vào lốp của xe hỏng hoặc đỡ kẹp vào khung (sátxi).
Một dạng nguyên lý khác của ô tô cứu nạn là đa toàn bộ xe lên thùng
chở của xe cứu nạn bằng cách kéo xe lên thùng hoặc cẩu nâng xe lên thùng.
Trờng hợp này thờng áp dụng khi xe hỏng không còn trục nào có thể tự di
chuyển đợc, xe có kết cấu đặc biệt hoặc do điều kiện về đờng sá tại nơi cứu
nạn chật hẹp.
1.1.5)Một số phơng án cứu nạn điển hình
Phơng án 1: Kiểu cẩu và bệ xoay
Hình 1.13 Ô tô cứu nạn kiểu cẩu bệ xoay
Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, thờng tận dụng xe cẩu có sẵn sau đó chế
thêm bệ xoay để kéo xe theo. Tuy nhiên, khả năng chịu tải của bệ xoay kém.
độ ổn đinh không cao.
Xe đợc cứu nạn phải còn ít nhất 1 trục tự di chuyển đợc.
Phơng án 2: Kiểu tời và sàn trợt
Hình 1.14 Ô tô cứu nạn kiểu tời, sàn trợt
SVTH :Nguyễn Quang Huy
Lớp Cơ khí Ô tô B - K45
Đồ án tốt nghiệp
14
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Văn Bang
Kết cấu đơn giản dễ chế tạo, kích thớc chung của xe lớn, khả năng ổn
định kém do trọng tâm toàn xe nâng cao, thao tác khá phức tạp, đòi hỏi điều
chỉnh sự đồng trục giữa 2 xe trớc khi xe kéo xe lên thùng chở.
Xe hỏng phải còn ít nhất 1 trục tự di chuyển.
Phơng án 3: Kiểu cẩu giàn và sàn thùng
Hình 1.15 Ô tô cứu nạn kiểu cẩu giàn và sàn thùng
Chỉ thích hợp với các xe hỏng cỡ nhỏ, bị hạn chế chiều cao giàn khung
theo chiều cao lớn qui định của xe.
Xe hỏng không còn trục nào tự di chuyển đợc.
Phơng án 4: Sàn chở nâng nghiêng
Hình 1.16 Ô tô cứu nạn kiểu sàn chở nâng nghiêng
Xe đợc đa lên sàn khá thuận tiện, thao tác đơn giản. Tuy nhiên đòi hỏi
tất cả các trục xe phải tự di chuyển đợc. Bị giới hạn bởi tải trọng tối đa và
chiều cao tối đa.
Phơng án 5 : Sàn chở, nâng nghiêng toàn xe
SVTH :Nguyễn Quang Huy
Lớp Cơ khí Ô tô B - K45
Đồ án tốt nghiệp
15
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Văn Bang
Hình 1.17 Ô tô cứu nạn kiểu sàn chở nâng nghiêng toàn xe
Xe đợc đa lên sàn khá thuận tiện, thao tác đơn giản. Tuy nhiên đòi hỏi
tất cả các trục xe phải tự di chuyển đợc. Bị giới hạn bởi tải trọng tối đa và
chiều cao tối đa, độ ổn định khi nâng toàn xe thấp, cơ cấu nâng phức tạp.
Phơng án 6: Bàn nâng, càng nâng kéo
Hình 1.18 Ô tô cứu nạn kiểu bàn nâng, càng nâng kéo
Khắc phục nhợc điểm những kiểu trên, khả năng chịu tải lớn, cơ động,
phù hợp với nhiều loại xe gặp nạn, rất phù hợp cứu nạn các loại xe tải, xe
khách cỡ lớn
Xe hỏng phải còn ít nhất 1 trục tự di chuyển đợc.
1.1.6) Lựa chọn phơng án thiết kế ô tô cứu nạn cụ thể
Trong các phơng án đợc giới thiệu trên đây, ta lựa chọn
Phơng án 6: Bàn nâng, càng nâng kéo làm cơ sở cho việc thiết kế cụm
cứu nạn chuyên dụng và lắp trên xe cơ sở bởi những u điểm sau:
- Kết cấu và lắp đặt đơn giản, có khả năng chế tạo trong nớc.
- Khả năng chịu tải lớn, cơ động và phù hợp với nhiều loại xe hỏng có tự trọng
lớn, thao tác cứu nạn đơn giản và nhanh chóng.
- Giá thành sản phẩm hạ do đơn giản trong kết cấu cũng nh vật liệu chế tạo
phổ thông, tăng tính nội địa hóa cho sản phẩm.
- Kiểu cơ cấu chuyên dùng cứu nạn này còn có thể áp dụng trên các loại xe có
gắn sẵn cẩu nâng để tăng chức năng cho xe cứu nạn.
SVTH :Nguyễn Quang Huy
Lớp Cơ khí Ô tô B - K45
Đồ án tốt nghiệp
16
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Văn Bang
1.2) Giới thiệu ô tô cứu nạn dạng bàn nâng, càng nâng kéo
1.2.1) Cấu tạo chung
Hình 1.19 Giới thiệu kết cấu chung ô tô cứu nạn
Trên xe sat-xi cơ sở, tiến hành lắp đặt cụm cơ cấu cứu nạn gồm:
a) Cụm cần nâng
Hình 1.20 Giới thiệu cụm cần nâng
Cụm cần nâng gồm 4 phần chính :
- Bàn nâng :
+ Có vòng đỡ dùng để đón, đỡ bánh xe hoặc dầm khung xe hỏng.
+ Bàn nâng liên kết với thanh gập bằng chốt đứng để tạo điều kiện
chuyển hớng theo xe cứu nạn khi đoàn xe quay vòng.
SVTH :Nguyễn Quang Huy
Lớp Cơ khí Ô tô B - K45
Đồ án tốt nghiệp
17
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Văn Bang
+ Vòng đỡ bánh để khóa bánh xe ở vị trí cố định và xoay đợc để
đảm bảo luôn song song với mặt đờng khi kéo xe hỏng.
- Cần đỡ (Thanh gập):
+ Liên kết với bàn nâng bằng chốt đứng.
+ Trên thân cần đỡ có lỗ định vị vị trí bàn nâng ở 2 trạng thái (Trạng
thái chủ yếu và trạng thái mở rộng-chiều dài tăng thêm 350mm).
+ Liên kết với cần nâng chính bằng chốt gập nằm ngang để có thể
gập lên khi xe không làm việc.
-
Cần nâng chính :
+ Dùng để nâng bàn nâng và trục xe đợc cứu nạn.
+ Trên thân cần nâng có bố trí puly dẫn hớng tời kéo xe hỏng vào vị
trí chằng buộc.
+ Cần nâng quay quanh chốt xoay nhờ xi lanh nâng.
-
Cụm bệ đỡ:
+ Làm nền để lắp xi lanh và chốt cần nâng chính.
+ Đỡ toàn bộ trọng lợng cần nâng và trục xe hỏng và truyền tới sát
xi xe cơ sở.
+ Bộ phận trung gian liên kết cần nâng chính với xe cơ sở.
b) Cụm đối trọng
Hình 1.21 Đối trọng và giá đối trọng
- Đối trọng là các tấm thép đúc có kích thớc xác định. Tùy vào loại xe
cần cứu nạn mà có thể chất thêm hoặc giảm số tấm đối trọng.
- Đối trọng đợc bố trí ở 2 bên thành sàn xe đảm bảo tính cân bằng theo
chiều trục dọc thân xe.
- Các tấm đối trọng đợc bó lại với nhau thành 1 khối qua bu lông quang
và tay quay.
SVTH :Nguyễn Quang Huy
Lớp Cơ khí Ô tô B - K45
Đồ án tốt nghiệp
18
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Văn Bang
- Hai khối đối trọng sẽ đợc cố định trong 2 giá đối trọng có thể di trợt
linh hoạt trong các trạng thái di chuyển khác nhau để đảm bảo tải trọng phân
bố lên các cầu xe cứu nạn không vợt quá giới hạn xe cơ sở.
c) Các thiết bị khác
Các thiết bị trên xe cứu nạn bao gồm: tủ thiết bị , hộp trích công suất,
bơm thủy lực, van phân phối, mô tơ thủy lực hộp giảm tốc, tang tời...
1.2.2) Sơ đồ động lực cho hệ thống cứu nạn
Hình 1.22 Sơ đồ động lực cho hệ thống thiết bị cứu nạn
1.3) Giới thiệu ô tô cơ sở
Do mục đích đề tài là thiết kế cụm cần nâng cho ô tô cứu nạn xe tải, xe
khách nên ớc tính trọng lợng đặt lên bàn nâng là khoảng 4000KG là hợp lý
và phù hợp với hầu hết các loại xe tải và khách phổ biến hiện nay. Xuất phát từ
điều kiện về tải trọng đặt lên xe cứu nạn lớn, kết cấu cụm cần nâng đòi hỏi
chiều dài đuôi xe ngắn... Ta chọn loại xe ô tô sat-xi KAMAZ 54112 (sau khi
bỏ yên ngựa) - khá phổ biến ở thị trờng Việt Nam với các thông số cơ bản
sau :
SVTH :Nguyễn Quang Huy
Lớp Cơ khí Ô tô B - K45
Đồ án tốt nghiệp
19
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Văn Bang
Hình 1.23 Tổng thể xe sát xi KAMAZ 54112
Bảng 1.1:Thông số kỹ thuật xe cơ sở KAMAZ 54112
Đơn vị KAMAZ 54112
TT Thông số
1
Kích thớc bao
(Lo x Bo x Ho)
mm
6180x2500x2830
2
Chiều dài cơ sở
mm
2840+1320
3
Vệt bánh trớc / sau
mm
2026 / 1856
4
Trọng lợng xe không tải
KG
7000
Trục trớc
KG
3520
Trục sau
KG
3480
5
6
7
Trọng tải đè lên yên ngựa,
Trọng lợng ngời & trang bị
Trọng lợng toàn bộ
Trục trớc
Trục sau
KG
KG
KG
KG
KG
11100
225
18325
4395
13930
8
Động cơ
Công suất động cơ
Mô men động cơ
Hộp số
Tỷ số truyền hộp số
Kiểu
ml/v/p
KAMAZ 740
210 / 2600
KGm/v/p
65 / 1400 ữ 1700
CK 2 dãy, mỗi dãy 5 số
7,82; 4,03; 2,5; 1,53; 1,00
6,38; 3,29; 2,04; 1,25;
0,815
Cơ
khí kép
7,22
80
8,0
9,00 - 20
9
10
Kiểu
Dãy 1
Dãy 2
Kiểu
Cầu sau
Tỷ số truyền
11 Vận tốc lớn nhất
km/h
12 Bán kính quay vòng nhỏ nhất m
13 Cỡ lốp
inch
14 Trọng lợng lớn nhất của
SMRM
KG
(Phân bố trọng tải khi cha bỏ yên ngựa)
26000
chơng II
tính toán thiết kế
SVTH :Nguyễn Quang Huy
Lớp Cơ khí Ô tô B - K45
Đồ án tốt nghiệp
20
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Văn Bang
2.1) Xác định giới hạn về kích thớc và trọng lợng của ô tô đợc cứu nạn
Việc xác định giới hạn về kích thớc và trọng lợng của ô tô đợc cứu nạn
nhằm đảm bảo ổn định và khả năng hoạt động tốt nhất của xe khi tác nghiệp.
Đồng thời, đảm bảo phù hợp với các tiêu chuẩn hiện hành của nhà nớc đối với
phơng tiện giao thông. Đáp ứng tốt nhất cho các ô tô đang lu hành.
2.1.1) Xác định giới hạn về kích thớc
Cơ sở cho việc xác định giới hạn về kích thớc:
- Kích thớc của xe thiết kế, kích thớc và vị trí lắp đặt cụm cần nâng.
- Kích thớc phổ biến của các kiểu xe đợc cứu nạn.
- Tiêu chuẩn Việt Nam về giới hạn kích thớc xe và đoàn xe.
- Đảm bảo khả năng quay vòng của đoàn xe.
- Đảm bảo thuận tiện thao tác trong quá trình tác nghiệp ô tô cứu nạn.
- Việc chọn kích thớc giới hạn sẽ tính cho bàn nâng ở 2 vị trí làm việc
( ngắn nhất và dài nhất).
Hình 2.1 Hai vị trí giới hạn của bàn nâng khi làm việc
a) Xác định chiều dài toàn bộ lớn nhất của xe đợc cứu nạn
Thông số này khống chế chiều dài đảm bảo khả năng quay vòng đoàn
xe theo tiêu chuẩn.
Thông số cho trớc:
+ Chiều dài từ đầu tới đuôi xe cơ sở ban đầu: Lcn = 6180 mm
+ Khoảng cách từ đầu xe bị kéo tới đuôi xe cơ sở: chọn d = 600 mm
(Kích thớc này sẽ đợc tính kiểm tra khả năng quay vòng ở phần sau)
+ Chiều dài lớn nhất của đoàn xe L = 20000 mm (Theo 22TCN307-06)
SVTH :Nguyễn Quang Huy
Lớp Cơ khí Ô tô B - K45
Đồ án tốt nghiệp
21
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Văn Bang
* ở trạng thái cần ngắn:
Hình 2.2 Sơ đồ kích thớc tổng
Tính gần đúng :
Loh = L (Lcn+d) = 20000 (6180 + 600) = 13220 mm
Do theo 22TCN 307-06, với xe đơn là Lo <= 12200 mm
Vậy, chiều dài toàn bộ tối đa của xe hỏng là Loh = 12200 mm.
* ở trạng thái cần dài:
Loh = Loh - 350 = 12870 mm
Vậy, chiều dài toàn bộ tối đa của xe hỏng là Loh = 12200 mm.
b) Xác định chiều rộng toàn bộ lớn nhất của xe đợc cứu nạn
Theo 22TCN 307-06 đối với xe đơn Bo <= 2500 mm
Vậy, chiều rộng toàn bộ tối đa của xe hỏng là Boh = 2500 mm.
c) Xác định chiều cao toàn bộ lớn nhất của xe đợc cứu nạn
Theo 22TCN 307 - 06 chiều cao tối đa Ho <= 4000 (mm)
Theo kết cấu cụ thể của xe cứu nạn ta có:
SVTH :Nguyễn Quang Huy
Lớp Cơ khí Ô tô B - K45
Đồ án tốt nghiệp
22
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Văn Bang
Hình 2.3 Sơ đồ đỡ bánh
Chiều cao xe hỏng tối đa: Hoh = Ho h = 4000 400 = 3600 mm
*ở trạng thái cần dài : Hoh = Hoh - (350.sin4) = 3575 mm
d) Xác định vết bánh xe
Hình 2.4 Kích thớc bàn nâng
Vết bánh xe đơn của xe đợc cứu nạn nằm trong giới hạn là:
B = 1550 -:- 2050 mm
Thực tế, từ kết cấu bàn nâng có thể tăng giới hạn B tới khoảng 2150 mm
e) Xác định chiều cao nhỏ nhất của gầm xe (tại vị trí đa cần nâng vào)
SVTH :Nguyễn Quang Huy
Lớp Cơ khí Ô tô B - K45
Đồ án tốt nghiệp
23
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Văn Bang
Hình 2.5 Kích thớc bàn nâng
Chiều cao nhỏ nhất là hmin = 350 mm
f) Chiều dài đầu xe( hoặc đuôi xe)
Đề đảm bảo khả năng quay vòng của đoàn xe, ta chọn nh sau:
* ở trạng thái cần ngắn
Hình 2.6 sơ đồ xác định chiều dài đầu xe hỏng
Ta có : + Để đảm bảo đầu xe hỏng khi đoàn xe quay vòng không chạm thanh
gập cụm cần nâng xe cứu nạn ta chọn d = 600 mm.
+ Khoảng cách từ tâm bánh xe nâng tới chắn bùn l = 2092 mm
SVTH :Nguyễn Quang Huy
Lớp Cơ khí Ô tô B - K45
Đồ án tốt nghiệp
Vậy: Chiều dài đầu xe lớn nhất:
24
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Văn Bang
x = l d = 2092 600 = 1492 mm
* ở trạng thái cần dài:
Chiều dài đầu xe lớn nhất:
x = x + 350= 1492 + 350 = 1842 mm
g) Góc thoát nhỏ nhất cho phép phía đầu xe không đợc nâng:
Hình 2.7 Sơ đồ góc nâng xe hỏng
Xác định góc thoát nhỏ nhất sau khi xe đợc nâng 1 đầu lên khỏi mặt đất
nhằm đảm bảo không làm đầu còn bị chạm đất và đảm bảo khi xe qua các
đoạn chuyển dốc đột xuất.
+ Vậy góc nâng xe tạm tính:
- h : Chiều cao nâng.
- L : Chiều dài cơ sở.
Với độ dốc tiêu chuẩn lớn nhất của đờng giao thông là 20% (11,3)
Thì góc thoát tối thiểu là:
2 = + 11,3 (Dốc 20%)
Thông thờng, góc nâng xe lớn nhất khoảng 6 - 7
Bảng thống kê thông số giới hạn về kích thớc của xe hỏng mà xe cứu
nạn có thể kéo đợc.(Tính cho trờng hợp thông thờng).
Bảng 2.1 Bảng kích thớc cho phép của xe đợc kéo
Trạng thái
Thông số
Cần ngắn
Thông số cho phép
Chiều dài lớn nhất Loh (mm)
SVTH :Nguyễn Quang Huy
12200
Cần dài
12200
Lớp Cơ khí Ô tô B - K45
Đồ án tốt nghiệp
25
GVHD: PGS.TS. Nguyễn Văn Bang
Chiều rộng lớn nhất Boh (mm)
2500
2500
Chiều cao lớn nhất Hoh (mm)
3600
3575
Vết bánh đợc nâng Bh (mm)
Chiều cao gầm xe nhỏ nhất
(mm)
Chiều dài đầu xe lớn nhất (mm)
1550-:-2050
Góc thoát nhỏ nhất - (độ)
1550-:-2050
350
350
1492
1842
+ 11,3
+ 11,3
Chú ý:
Bảng trên đây chỉ mang tính lý thuyết. Trong các trờng hợp xe hỏng
không đạt đợc những tiêu chuẩn trên thì có thể sử dụng các biện pháp khắc
phục nh:
- Nếu chiều cao toàn bộ lớn nhất sau khi nâng vợt 4000 mm thì cần khảo sát
trớc đoạn đờng cần kéo nếu không có trớng ngại ảnh hởng thì vẫn xe vẫn có
thể hoạt động đợc.
- Nếu gầm xe cứu nạn không đảm bảo giới hạn thì có thể sử dụng kích thủy
lực (trang bị mang theo xe) để kích xe hỏng đảm bảo chiều cao tối thiểu để có
thể đa cần vào.
- Nếu khoảng cách giữa đầu xe hỏng và đuôi xe cơ sở nhỏ hơn 600 mm thì có
thể sử dụng nếu chỉ kéo trên đoạn đờng thẳng, hoặc đờng có bán kính, hành
lang quay vòng lớn.
- Nếu kéo xe trên đờng bằng thì góc thoát sau của xe hỏng có thể nhỏ hơn giới
hạn.
Ô tô cứu nạn thiết kế có thể cứu nạn đợc một số loại xe điển hình sau:
Bảng 2.2 Thông số các xe điển hình
Thông số
Tên xe
Chiều cao
lớn nhất
(Trớc nâng +
chiều cao
nâng)
Vết
bánh
đợc
nâng
Chiều
cao gầm
đầu xe
nhỏ
nhất
Chiều dài
đầu xe
Góc thoát
nhỏ nhất
(Góc Trớc
nâng - góc
nâng)
Trọng tải
đặt lên
trục đợc
nâng
Chú ý khi
cứu nạn
Hyundai 9,5T
thùng kín
3800+350
2035
592
1404
12-4,2
3860
Tránh
Hầm,gầm
<4000mm
IFA W50
2620+350
1752
740
1250
35-6,2
2400
SVTH :Nguyễn Quang Huy
Lớp Cơ khí Ô tô B - K45
