Thiết kế máy xúc lật cỡ nhỏ (word + bản vẽ)

Thiết kế máy xúc lật cỡ nhỏ

GVHD: Phạm Huy Hờng

Lời nói đầu.........................................................................................................3
Chơng I: Tổng quan về máy xúc lật..............................................4
I.1:Tổng quan về máy xúc lật:................................................................................4
I.1.1:Công dụng và phạm vi sử dụng máy xúc lật......................................................6
I.1.2:Phân loại máy xúc:............................................................................................7
I.1.3:Cấu tạo chung và nguyên lý làm việc..............................................................11
I.2:Một số vấn đề chung trong sử dụng và thi công máy xúc lật........................12
I.2.1:Các mức đánh giá về gầu xúc đối với các máy xúc lật....................................12
I.2.2:Các chỉ tiêu kỹ thuật về hoạt động...................................................................13
I.3:Tình hình máy xúc lật ở Việt Nam..................................................................16
I.4:Truyền động thuỷ lực tại nớc ta hiện nay.......................................................16
Chơng ii: TÝnh to¸n thiÕt kÕ tỉng thĨ m¸y bèc xóc.............19
II.1: xe cơ sở và phơng án thiết kế........................................................................19
II.1.1:Xe cơ sở.........................................................................................................19
II.1.2:Lựa chọn phơng án thiết kế............................................................................22
II.2: tính toán các thông số kü tht cđa m¸y bèc xóc di chun b»ng b¸nh lốp
................................................................................................................................. 23
II.2.1:Năng suất của máy........................................................................................23
II.2.2:Tính khối lợng máy........................................................................................25
II.2.3: Lực kéo lớn nhất...........................................................................................25
Chơng iii: Tính toán thiết kế một số cụm chi tiÕt chđ u
cđa m¸y xóc lËt...........................................................................................27
III.1:TÝnh to¸n thiÕt kÕ bộ công tác......................................................................27
III.1.1:Tính toán thiết kế gầu xúc............................................................................27
III.1.2: Tính toán thiết kế cần xúc. ........................................................................33
III.1.3: Tính toán hệ thống lực tác dụng lên bộ công tác..........................................48
III.1.4:Tính bền cho các chi tiết, cụm chi tiết thuộc bộ phận công tác.....................53

SV: Kiều Trung

-1-

Lớp: Ô TÔ B - K49


Thiết kế máy xúc lật cỡ nhỏ

GVHD: Phạm Huy Hờng

III.2:tính ổn định cho máy bốc xúc. ....................................................................63
III.2.1: Trờng hợp máy bốc xúc gặp phải vật cản cứng đột ngột. ............................63
III.2.2: trờng hợp máy vừa xúc vật liệu vừa di chuyển lên dốc . ..............................65
III.3:thiết kế hệ thống truyền động thuỷ lực.......................................................67
III.3.1: Xác định nhiệm vụ thiết kế và số liệu ban đầu.............................................67
III.3.2: Xây dựng sơ đồ truyền động thuỷ lực tổng thể............................................69
III.3.3: Xác định các thông số cơ bản của hệ thống truyền động thuỷ lựcvà tính chọn
các cụm máy thuỷ lực chính....................................................................................71
Chơng iv: công nghệ gia công chi tiết pistong xi lanh
nâng cần...........................................................................................................76
IV.1:kết cấu pistong...............................................................................................76
IV.1.1:Sơ đồ............................................................................................................. 76
IV.1.2:Chức năng.....................................................................................................76
IV.1.3:Yêu cầu kỹ thuật...........................................................................................76
IV.2:Phân tích công nghệ và chọn chuẩn gia công.............................................77
IV.2.1:Phân tích công nghệ....................................................................................77
IV.2.2:Chọn chuẩn gia công...................................................................................77
IV.2.3:Chọn phôi.....................................................................................................77

IV.2.3:Đồ gá............................................................................................................77
IV.3:Các nguyên công gia công chi tiết................................................................78
IV.3.1:Nguyên công 1.............................................................................................78
IV.3.2:Nguyên công 2.............................................................................................80
IV.3.3:Nguyên công 3.............................................................................................82
IV.3.4:Nguyên công 4.............................................................................................83
Chơng v: công tác sử dụng và bảo dỡng, sửa chữa máy xúc
lật........................................................................................................................ 84
V.1:Bảo quản kỹ thuật máy xúc lật......................................................................84
V.1.1:Khái niệm chung............................................................................................84

SV: Kiều Trung

-2-

Lớp: Ô TÔ B - K49


Thiết kế máy xúc lật cỡ nhỏ

GVHD: Phạm Huy Hờng

V.1.2:Những yêu cầu đối với nơi bảo quản máy......................................................84
V.1.3:Tổ chức bảo quản máy xúc lật.......................................................................85
V.2:Bảo dỡng và sửa chữa kĩ thuật.......................................................................86
V.2.1:Bảo dỡng kĩ thuật...........................................................................................87
V.2.2:Sửa chữa máy xúc lật.....................................................................................91
V.3:Các h hỏng thờng gặp trong máy xúc lật và cách khắc phục......................97
Không khởi động đợc máy...................................................................100
Tài liệu tham khảo...................................................................................103

Lời nói đầu
Đồ án tốt nghiệp là một trong những nội dung quan trọng đối với sinh viên sắp
tốt nghiệp. Ngoài mục đích kiểm tra sát hạch kiến thức lần cuối đối với sinh viên trớc khi ra trờng, nó còn giúp cho bản thân mỗi sinh viên hệ thống lại toàn bộ những
kiến thức đà học qua 5 năm đại học.Tập dợt cho mỗi sinh viên làm quen với thực tế
sản xuất .Với ý nghĩa đó trong đề tài thiết kế của mình bản thân Em đà đợc giao đề
tài : Tính toán, thiết kế máy xúc lật cỡ nhỏ. Đây có thể nói là đề tài không mới nhng nó có ý nghĩa thực tiễn đối với bản thân em khi ra làm việc,khi mà Với chính
sách mở cửa của Đảng và Nhà nớc, đất nớc ta đang chuyển mình phấn đấu từ một nớc nghèo nàn lạc hậu trở thành nớc công nghiệp hoá, hiện đại hoá. Và hiện nay đất
nớc ta đang cố gắng tự nghiên cứu sản xuất các thiết bị máy móc trong nớc thay thế
hàng nhập khẩu nhằm giảm chi phí đầu t .
Đợc sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy giáo hớng dẫn : Phạm Huy Hờng

SV: Kiều Trung

-3-

Lớp: Ô TÔ B - K49


Thiết kế máy xúc lật cỡ nhỏ

GVHD: Phạm Huy Hờng

Cùng tập thể các Thầy, Cô giáo trong bộ môn Ô tô & Xe chuyên dùng trờng
Đại Học Bách Khoa Hà Nội cộng với sự nỗ lực của bản thân. Em đà hoàn thành thiết
kế đợc giao.
Do thời gian và kiến thức có hạn, mặc dù đà rất cố gắng. Song trong quá trình
thiết kế không tránh khỏi những thiếu sót .Vì vậy Em kính mong các Thầy, Cô giáo
trong bộ môn nhận xét, chỉ bảo để giúp Em hoàn thiện hơn đồ án của mình. Giúp
cho buổi bảo vệ đồ án đạt kết quả tốt.

Một lần nữa Em xin chân thành cảm ơn các Thầy giáo hớng dẫn cùng toàn thể
các Thầy, Cô giáo trong bộ môn đà giúp em hoàn thành đồ án này.
Hà Nội ngày 30/5/2009
Sinh viên thực hiện

Kiều Trung

Chơng I: Tổng quan về máy xúc lật

I.1:Tổng quan về máy xúc lật:
ở máy xúc một gầu tự hành ,thiết bị làm việc trực tiếp với vật liệu là gầu
xúc,nó dợc lắp chốt bản lề với một tay cần,đầu kia của tay cần đợc lắp chốt bản lề
với khung máy kéo hoặc đầu kéo. Tay gầu quay tơng đối đợc với khung và gầu là
nhờ các xy lanh thuỷ lực đợc cấp dầu cao áp từ máy bơm, máy bơm đợc dẫn động từ
động cơ đốt trong của máy kéo. Máy bốc xúc một gầu có các loại: loại dỡ tải(đổ vật
liệu) phía trớc máy ,loại đổ sang hai bên sờn và loại đổ vật liệu ra phía sau(máy xúc
vợt)

SV: Kiều Trung

-4-

Lớp: Ô TÔ B - K49


Thiết kế máy xúc lật cỡ nhỏ

GVHD: Phạm Huy Hờng

ở loại gầ đổ vật liệu phía trớc xúc vật liệu bằng cách cho máy tịnh tiến và hạ

gầu xuống cho lỡi gầu cắm vào đống vật liệu ,sau đó quay gầu với góc quay 45 0 -60
0

. ở loại gầu đổ bên hông bộ công tác xúc đợc đặt trên mâm quay,sau khi xúc vật

liệu song sẽ quay tay gầu cùng với cần sang hai bên hông để đổ xuống phơng tiện
vận chuyển(quay sang bên trái hoặc bên phải vuông góc). Loại máy có khung di
chuyển có hai nửa lắp khớp bản lề với nhau để dễ lợn vòng . ở máy gầu đổ phía sau
lấy vật liệu phía trớc,sau khi ®· xóc vËt liƯu ngêi ta ®iỊu khiĨn tay gầu và gầu về
phía sau máy để dỡ vật liệu,vật liệu chảy về phía đuôi gầu. Loại máy bốc súc một
gầu đổ vật liệu phía sau ít thuận lợi cho khai thác,nên nó dần đợc thay thế bằng loại
máy đổ phía trớc và loại máy đổ bên hông.
Thông số cơ bản của máy xúc một gầu là tải trọng nâng của nó. Đối với loại
máy đổ vật liệu phía trớc là vật liệu chứa trong gầu,đối với loại máy đổ vật liệu phía
bên hông, ngoài trọng lợng của vật liệu chứa trong gầu còn phải kể đến trọng lợng
bộ phận công tác. Sức nâng của máy xúc một gầu di chuyển bánh lốp từ 0,32-5 Tấn;
đối với máy di chuyển xích từ 2-10 Tấn.
Cho gầu xúc vật liệu đợc thực hiện bằng hai phơng pháp :
Phơng pháp 1: Hạ gầu xuống đống vật liệu,cho máy tịnh tiến,lúc đầu gầu cắm
vào đống vật liệu, nhờ lực đẩy của máy gầu cắm sâu vào đống vật liệu ,sau đó nâng
gầu lên vật liệu sẽ đợc chất đầy trong gầu.
Phơng pháp 2: hạ gầu xuống đống vật liệu,cho máy tịnh tiến cắm vào đống vật
liệu với chiều sâu không lớn, sau đó vừa nâng gầu lên vừa cho di chuyển máy chậm
về phía trớc,gầu sẽ đợc chất đầy vật liệu từ từ.
Theo phơng pháp hai đạt hiệu quả cao hơn, vì khi gặp vật liệu cục không thể đa
sâu gầu một lần vào đống vật liệu đợc,do lực cắm lỡi gầu lớn, bộ phận di chuyển
máy sẽ bị trợt. Do đó gầu đợc đa vào đống vật liệu cục phải từng nấc sẽ thuận lợi
hơn, giảm đợc lực cản. Theo phơng pháp hai sẽ tiết kiệm năng lợng hơn so với phơng pháp một, nhng năng suất thấp hơn.

SV: Kiều Trung

-5-

Lớp: Ô TÔ B - K49


Thiết kế máy xúc lật cỡ nhỏ

GVHD: Phạm Huy Hờng

Mức độ cắm gầu vào đống vật liệu phụ thuộc vào vị trí của tay gầu, tầm quay
càng đặt cao, chiều sâu cắm đợc gầu vào đống vật liệu càng nhỏ.
Tốc độ gầu khi xúc vật liệu nằm trong giới hạn từ(1-1,5)m/s. Chiều cao nâng
gầu phải đảm bảo cho gầu có thể đổ đợc vào thùng xe ôtô hoặc phễu chứa vật liệu.
Nếu sức nâng của gầu (1,25-5)tấn thì chiều cao nâng gầu là (2,8-3,6)m. Tốc độ
di chuyển của máy bốc xúc một gầu chạy xích tơng đơng tốc độ di chuyển của máy
kéo bánh xích từ(3-8)km/h; khi lắp thêm hộp giảm tốc phụ thì có thể đến(8-12)km/h
với mục đích để đảm bảo lực đẩy lớn nhất so với lực bán di chuyển bánh xích trên
nền. Máy bốc xúc một gầu bánh hơi, thờng đợc trang bị bộ biến tốc thuỷ lực,đảm
bảo tốc độ di chuyển có thể thay đổi tốc độ vô cấp từ(0-40)km/h. Khối lợng riêng
của máy bốc xúc một gầu di chuyển bánh hơi thờng (3-4)Tấn trên một tấn sức nâng
của gầu.
Công suất cần thiết của động cơ đợc xác định từ trọng lợng máy và tốc độ di
chuyển của máy, thờng cứ (25-35)KW trên một tấn sức nâng của gầu.
I.1.1:Công dụng và phạm vi sử dụng máy xúc lật.
Hiện nay máy xúc lật là một loại thiết bị không thể thiếu đợc trong việc thi
công , xây lắp các hạng mục công trình. Máy xúc lật thờng đợc dùng để xúc đất cấp
I, cấp II, xúc các loại vật liệu rời nh đá, cát, than rời đổ vào các phơng tiện vận
chuyển hoặc dồn thành đống trong phạm vi công trờng, xếp dỡ vận chuển hàng hóa
và các vận nặng ở các nhà kho, bến bÃi.

Hình 1: Máy xúc lật đang vận chuyển thân cống.

SV: Kiều Trung

-6-

Lớp: ¤ T¤ B - K49


Thiết kế máy xúc lật cỡ nhỏ

GVHD: Phạm Huy Hờng

Nó đợc sử dụng rộng rÃi trong các mỏ đá, trong các xí nghiệp sản xuất vật liệu
xây dựng,trong các kho bÃi chứa vật liệu xây dựng và trong các trạm sản xuất bê
tông tơi,bê tông Atphal...Ngoài ra máy bốc xúc còn đợc sử dụng vào một số công
việc khác tuỳ vào bộ công tác của từng máy mà ta có công dụng riêng

Hình 2: Máy xúc lật đang vận chuyển đất.
Máy xúc lật ngày càng trở nên đa dụng, đa dạng đảm nhận nhiều công việc
khác nhau nh vận chuyển gỗ trong lâm nghiệp, hay trong nông nghiệp
I.1.2:Phân loại máy xúc:
a. Máy xúc một gầu:
Ngời ta phân loại máy xúc một gầu ra hai loại, máy xúc gầu thuận và máy xúc
gầu nghịch. Trong máy xúc gầu thuận và nghịch lại chia làm hai loại. Máy xúc gầu
thuận (nghịch) điều khiển bằng cáp và máy xúc gầu thuận nghịch điều khiển bằng
thủy lực. Máy xúc gầu thuận điều khiển thủy lực có loại xả đất qua đáy gầu, có loại
xả đất bằng cách xoay gầu để úp miệng gầu hớng xuống.

SV: Kiều Trung

-7-

Lớp: Ô TÔ B - K49


Thiết kế máy xúc lật cỡ nhỏ

GVHD: Phạm Huy Hờng

Hình 3: Máy xúc gầu nghịch điều khiển thủy lực.
Máy xúc gầu ngửa làm việc theo chu kỳ trên từng vị trí đứng của máy, mỗi
chu kì gồm bốn giai đoạn sau.
+ Xúc và tích đất vào gầu.
+ Quay gầu đến nơi dỡ tải.
+ Dỡ tải, đổ đất ra khỏi gầu.
+ Quay gầu không tải trở lại vị trí đào đất để bắt đầu chu kỳ tiếp theo.
Trong một chu kỳ làm việc máy không di chuyển mà chỉ đứng tại chỗ, vì vậy
phải chọn vị trí đứng của máy sao cho vùng làm việc của máy bao phủ cả vùng lấy
đất và vùng dỡ tải, tức khả năng với gầu của máy phải với tới đợc vị trí dỡ tải.
b. Máy xúc lật.
Các máy xúc lật tuy rất đa dạng về hình dáng nhng có thể phân loại theo các
dạng sau:
-Theo thiết bị di chuyển:
+Máy xúc lật di chuyển bánh xích.

SV: Kiều Trung

-8-

Lớp: Ô TÔ B - K49


Thiết kế máy xúc lật cỡ nhỏ

GVHD: Phạm Huy Hờng

+Máy xúc lật di chuyển bánh lốp.
- Theo cách dỡ tải:
+Máy xúc lật dỡ tải phía trớc máy.
+Máy xúc lật dỡ tải hai bên sờn.
+Máy xúc lật dỡ tải ra phía sau.
-

Theo kết cấu thiết bị công tác:

-

Theo kết cấu tổng thể:
+Máy xúc lật làm việc liên tục.
+Máy xúc lật làm việc theo chu kỳ

*máy xúc lật bánh lốp.

Hình 4: Máy xúc lật bánh lốp
-Sử dụng động cơ diezen, chế độ làm việc nặng của Caterpillas.
-Ca bin tiện nghi, có tầm quan sát tốt,có cơ cấu điều khiển và nâng tự động.

SV: Kiều Trung

-9-

Lớp: Ô TÔ B - K49


Thiết kế máy xúc lật cỡ nhỏ

GVHD: Phạm Huy Hờng

-Vô lăng và chỗ ngồi giảm chấn có thể điều chỉnh đợc, bốn bánh có phanh đĩa
ngâm kín trong dầu.
- Truyền động biến mô tự động cho phép ngời lái có thể lựa chọn chế độ điều
khiển bằng tay hoặc tự động.
- Kiểm soát các chức năng làm việc của máy bằng máy tính. Có thể hiển thị
báo khi phanh bị mòn quá, có cơ cấu hành tinh giới hạn trợt.
-hệ thống giảm chấn điều khiển lái tự động đóng, mở
-Có thể kiểm soát tải trọng
*máy bốc xúc có bộ di chuyển bánh xích:
-Tính đa năng cao: có thể đào,chất tải,ủi,lấp hè mãng víi mäi ®iỊu kiƯn ®Êt nỊ.
- Ca bin êm dịu đảm bảo môi trờng tuyệt vời cho ngời lái.
- Xích bôi trơn kín làm giảm mức mài mòn và chi phí bảo dỡng.
- Thanh nối kín làm kéo dài chu kì bôi trơn và giảm thời gian bảo dỡng.
-Điều khiển gầu tự động cho phép nâng gầu tới chiều cao để đặt trớc và quay
vềvới góc đào đặt trớc, làm giảm thời gian chu kì làm việc.
-Các gầu công dụng chung và đa dụng, cơ cấu thay dầu nhanh và nhiều thiết bị
công tác khác làm tăng tính đa năng của máy.
- Động cơ phía sau tạo ra sự ổn định tự nhiên nh một đối trọng, tầm quan sát
tốt và tỉ lệ trọng lợng/công suất tốt.
-Truyền động thủ lùc thủ tÜnh ®iỊu khiĨn ®iƯn tư cho phÐp điều khiển hai

giải xích độc lập. Quay vòng nhanh, tốc độ thay đổi vô cấp hai chiều gia tốc nhanh,
cơ động và năng suất cao.
-Bơm và mô tơ thuỷ lực có dung tích làm việc thay đổi làm cho hiệu quả làm
việc cao và điều khiển dễ dàng.

SV: Kiều Trung
K49

- 10 -

Lớp: Ô TÔ B -


Thiết kế máy xúc lật cỡ nhỏ

GVHD: Phạm Huy Hờng

-Thanh nối chữ Z làm tăng lực đào, ít điểm bơm mỡ hơn và tốc độ đổ nhanh
hơn.
I.1.3:Cấu tạo chung và nguyên lý làm việc.
a. Cấu tạo chung.

Hình 5: Cấu tạo máy xúc lật.
1-gầu xúc; 2-thanh đẩy; 3-xy lanh lật gầu; 4-khung chính; 5-ca bin điều
khiển ;
6-máy cơ sở; 7,10: hệ thống di chuyển bánh lốp; 8- khớp quay; 9:xy lanh
nâng hạ khung chính.
b. Nguyên lý làm việc.
Máy xúc lật làm việc theo chu kỳ, mỗi chu kỳ gồm sáu giai đoạn.
+ Tiến về nơi xúc đất.

+ Xúc đất vào gầu.
+ Lùi khỏi nơi xúc đất.
+ Tiến đến nơi dỡ tải.
+ Dỡ tải khỏi gầu.
+ Lùi lại để bắt đầu chu kỳ mới.

SV: Kiều Trung
K49

- 11 -

Lớp: Ô TÔ B -


Thiết kế máy xúc lật cỡ nhỏ

GVHD: Phạm Huy Hờng

- Giai đoạn xúc đất vào gầu:
Điều khiển các xi lanh thực hiện hạ gầu, miệng gầu hớng về phía trớc, cho
máy tiến tới để xúc đất vào gầu bằng sức đẩy của máy đồng thời điều khiển lật ngửa
dần gầu lên để chứa đất trong gầu.
- Giai đoạn rời khỏi nơi xúc đất và tiến đến nơi dỡ tải:
Giai đoạn này máy phải thay đổi hớng di chuyển vì vậy phải hạ gầu xuống thấp
tránh lật máy do lực ly tâm của gầu chứa đất gây ra. Xả đất, nâng gầu lên cao đồng
thời lật miệng gầu xuống để đổ ®Êt ra.
I.2:Mét sè vÊn ®Ị chung trong sư dơng vµ thi công máy
xúc lật
I.2.1:Các mức đánh giá về gầu xúc ®èi víi c¸c m¸y xóc lËt.
- Søc chøa chÊt ®èng của một gầu xúc của máy bốc xúc đợc dựa trên các tiêu

chuẩn SAE. Tiêu chuẩn này quy định góc dốc tự nhiên của vật liệu là 2:1 đối với
phần vật liệu nằm ở phía trên của sức chứa gạt bằng. Sự điều chỉnh theo hệ số đầy
gầu đối với một gầu xúc của máy bốc xúc điều chỉnh sức chứa chất đống đổi theo
khối vật liệu rời(ICY) dựa trên loại vật liệu đợc đào.
Khi khối vật liệu theo thể tích của một gầu xúc đợc xác định, bắt buộc phải
kiểm tra về trọng lợng đối với tải. Khác với máy đào, để đa gầu xúc vào vị trí đổ,
máy bốc xúc bắt buộc phải quay và di chuyển cùng với tải. S EA đà thiết lập các
giới hạn về trọng lợng tải hoạt động đối với các máy bốc xúc. Một máy bốc xúc
bánh lốp bị giới hạn bởi tải hoạt động, theo trọng lợng, giá trị này nhỏ hơn 50% của
tải trọng đầy đủ tĩnh đợc xác định theo trọng lợng kết hợp của tảivà gầu xúc, đợc đo
từ trọng tâm của thiết bị đến cự li tiếp cận tối đa của gầu xúc, với đối trọng và các
lốp thờng. Với trờng hợp máy bốc xúc bánh xích, tải trọng hoạt động đợc giới hạn dới 35% của tải trọng tĩnh. Hầu hết các gầu xúc đợc thiết kế kích thớc dựa trên trọng
lợng tiêu chuẩn 3.000 lb trên Cuyd vật liệu rời.

SV: Kiều Trung
K49

- 12 -

Lớp: Ô TÔ B -


Thiết kế máy xúc lật cỡ nhỏ

GVHD: Phạm Huy Hờng

I.2.2:Các chỉ tiêu kỹ thuật về hoạt động.
Các chỉ tiêu kĩ thuật về hoạt động đại diện đối với một máy bốc xúc bánh lốp
đợc liệt kê dới đây:
-Sức kéo của bánh đà của động cơ 119@ 2.30 rmp.

-các tốc độ tiến và lùi:
Thấp: 0-3,9 m/ph
Trung bình : 0-11,1 m/ph
Cao : 0-29,5 m/ph
Tải trọng hoạt động: (SEA) 6.800lb
Tải trọng vơn thẳng về phía trớc: 17.400lb
Tải trọng vơn quay đủ vòng:16.800lb
Lực nâng: 18.600lb
Lực phá tối đa: 30.300lb
a.Các hệ số đầy gầu đối với các máy xúc lật bánh lốp và bánh xích.
Vật liệu

Hệ số đầy gầu của máy Hệ số đầy gầu của máy
xúc lật bánh lốp(%)

xúc lật bánh xích(%)

Vật liệu rời
Hỗn hợp các thành phần 95-100

95-100

hạt ớt
Thành phần hạt đồng nhất
1
in
8

95-100

95-100

1 3
: in
8 8

90-95

90-110

SV: Kiều Trung
K49

- 13 -

Lớp: Ô TÔ B -


Thiết kế máy xúc lật cỡ nhỏ

GVHD: Phạm Huy Hờng

1 3
: in
8 4

85-90

90-110

1in và lớn hơn

85-90

90-110

Phá nổ kỹ

80-95

80-95

Trung bình

75-90

75-90

Kém

60-75

60-75

Hỗn hợp đá bùn

100-120

100-120

Mùn ẩm

100-110

100-120

Đất

80-100

80-100

đá đợc phá nổ

Khác

Các vật liệu gia cố xi 85-90

85-100

măng

b. Các mức sản lợng của các máy xúc lật bánh lốp.
Mức năng suất của một máy xúc lật sẽ phụ thuộc vào:
Thời gian cố định cần thiết để chất tải cho gầu xú,đổi số,quay đầu và đổ tải.
-thời gian cần thiết để di chyềnt vị trí chất tải.
-Thể tích thực tế của vật liệu đợc vận chuyển trong mỗi chuyến.
Các máy bốc xúc lật bánh lốp có khả năng di chuyển tốt hơn và có thể di
chuyển với tốc độ cao hơn trên các mặt đờng vận chuyển êm thuận, các mức năng
suất của chúng cao hơn so với các thiết bị bánh xích trong các điều kiện thuận lợi

đòi hỏi cự li di chuyển dài.
Khi vận chuyển với gầu xúc có tải, thiết bị cần phải di chuyển với tốc đổtung
bình khoảng 80% so với tốc độ tối đa trong phạm vi tốc độ thấp. Khi trở về không
tải, thiết bị cần phải di chuyển với tốc độ trung bình khoảng 60% của tốc độ cao

SV: Kiều Trung
K49

- 14 -

Lớp: Ô TÔ B -


Thiết kế máy xúc lật cỡ nhỏ

GVHD: Phạm Huy Hờng

nhất của phạm vi tốc độ trung bình đối với các cự li dới 100ft và tại tốc độ khoảng
80% của tốc độ cao nhất trong cùng phạm vi tốc độ đối với các cự li 100 ft và lớn
hơn. Các tốc độ trung bình (theo foot trên phút fpm) nên vào khoảng cách nh sau:
-vận chuyển tất cả các cự ly:
0,8.3,9mph.88fpm /mph=274fpm
-Quay về, 0-99ft:
0.6.11,1mph.88fpm/mph=586fpm
-quay về 100ft và lớn hơn
0.8.11.1mph.88fpm/mph=781fpm
Nếu bề mặt của đờng vận chuyển không đợc bảo dỡng tốt, hoặc gồ ghề, các
mức tốc độ này cần phải đợc giảm đi theo các gí trị thực tế. Tác động của cự ly vận
chuyển tăng lên đến năng suất đợc thĨ hiƯn b»ng viƯc tÝnh to¸n nh sau
*thêi gian chu kỳ:

Cự ly vận

25

50

100

150

200

Thời gian cố định

0.45

0.45

0.45

0.45

0.45

Thời gian vận

0.09

0.18

0.36

0.55

0.73

Thời gian trở về

0.04

0.09

0.13

0.19

0.26

Thời gian chu

0.58

0.72

0.94

1.19

1.44

Số chuyến/ giờ

86.2

69.4

53.2

42.0

34.7

Sản lợng tấn/giờ

262

210

161

127

105

chuyển(ft)

chuyển

kỳ(phút)

c. Các mức sản lợng của các máy xúc lật bánhxích:

SV: Kiều Trung
K49

- 15 -

Lớp: Ô TÔ B -


Thiết kế máy xúc lật cỡ nhỏ

GVHD: Phạm Huy Hờng

Các mức sản lợng của các máy bốc xúc bánh xích đợc xác định theo cùng
cách thức đối với các máy bốc xúc bánh lốp
I.3:Tình hình máy xúc lật ở Việt Nam.
Những năm gần đây,mức độ cơ giới hoá trong lĩnh vực thi công ở nớc ta ngày
càng tăng,tính đến năm 1993 tổng số thiết bị cơ giới hoá đà tăng lên tới 40.000
chiếc,bao gồm gần 50 chủng loại khác nhau của khoảng 24 nớc sản xuất. Trong đó
bộ giao thông vận tải quản lỷtên 20%.Do số lợng máy móc quá nhiều gây khó khăn
cho công tác quản lý,khai thác những máy móc thiết bị thờng đợc nhập từ các nớc
Đông Âu từ những thập kỉ trớc nên tính tối u của bộ công tác và máy cơ sở còn
nhiều hạn chÕ. HiƯn nay do ®iỊu kiƯn kinh tÕ níc ta còn kém phát triển,việc nhập
khẩu hay đầu t chế tạo máy mới gặp rất nhiều khó khăn. Vì vậy việc khai thác các
thiết bị máy móc đà có và tối u hoá bộ công tác để phù hợp với tình hình sử dụng
của nớc ta là công việc rất quan trọng và cần thiết.
Hiện nay máy xúc lật ở Việt Nam chủ yếu dùng ở các trạm trộn bê tông xi
măng,bê tông nhựa nóng. Một máy xúc có thể đáp ứng đợc cho một trạm. Ví dụ nh
tại xí nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng thuộc công ty xây dựng số 6 Hà Nội có một

máy bốc xúc KLD70 dung tích gầu 2 tấn phục vụ cho trạm trộn bê tông xi măng
công xuất 35m 3 /h. Hiện nay nớc ta đang trong công cuộc phát triển cơ sở hạ tầng
rất lớn vì vậy máy bốc xúc rất quan trọng và cần thiết.
I.4:Truyền động thuỷ lực tại nớc ta hiện nay.
Truyền động thuỷ lực (TĐTL) là một tiến bộ khoa học kỹ thuật, đợc áp dụng
rộng rÃi trong khoảng 30 năm tở lại đây trong nhiều ngành chế tạo máy. Việc ứng
dụng TĐTL ngày càng nhiều đà góp phần nâng cao các chỉ tiêukinh tế kĩ thuật của
máy móc, và nhất là đà đáp ứng một phần nhu cầu động hoá ngày càng cao trong
kỹ thuật.
Cùng với sự phát triển của thời đại,trên các máy xây dựng và xếp dỡ, đặc bịêt
là máy thi công, khuynh hớng thuỷ lực hoá dần dần chiếm u thế một cách tuyệt đối.
Năm 1984 ở các nớc t bản phát triển, các máy xây dựng và xếp dỡ TĐTL nh cần trục

SV: Kiều Trung
K49

- 16 -

Lớp: Ô TÔ B -


Thiết kế máy xúc lật cỡ nhỏ

GVHD: Phạm Huy Hờng

ô tô, xe nâng hàng, máy làm đất ... chiếm tới 94%, cho tới nay con số này xấp xỉ
100%.
Các máy xây dựng và xếp dỡ TĐTL đợc sử dụng rộng rÃi ở các ga đờng sắt,
bến cảng,kho bÃi hàng hoá, trên các công trờng xây dựng,bÃi khai thác vật liệu...để
thực hiện các công việc xếp dỡ hàng hoá, trục lắp các thiết bị, thi công xây dựng. Sở

dĩ chúng đợc sư réng r·i nh vËy lµ do hƯ thèng trun ®éng thủ lùc cã rÊt nhiỊu u
®iĨm nỉi bËt.
- Cã khả năng truyền đợc lực lớn và đi xa.
-Trọng lợng, kích thớc bộ truyền nhỏ hơn so với các kiểu truyền động thuỷ lực
khác.
-Các khả năng tạo ra những tỉ số truyền lớn ( tới 2000 hoặc cao hơn nữa).
-Quán tính của truyền động nhỏ.
-Truyền động êm dịu không gây ồn.
-Điều khiển nhẹ nhàng, dễ dàng, thuận lợi, không phụ thuộc vào công suất
truyền động.
-Cho phép điều chỉnh vô cấp tốc độ của bộ công tác.
- Có khả năng tự bôi trơn bộ truyền,nâng cao đợc tuổi thọ của máy.
- Có khả năng tự bảo vệ máy khi quá tải.
- có khả năng bố trí bộ truyền theo ý muốn, tạo hình dáng tổng thể đẹp, có độ
thẩm mỹ cao.
- Dễ dàng chuyển đổi chuyển động quay thành tịnh tiến và ngợc lại.
- Sử dụng các cụm máy đà đợc tiêu chuẩn hoá, thống nhất hoá, tiện lợi cho
việc sửa chữa, thay thế cụm chi tiết, giảm thời gian và giá thành sửa chữa.
Tuy nhiên bên cạnh đó truyền động thuỷ lực vẫn còn tồn tại những nhợc điểm:

SV: Kiều Trung
K49

- 17 -

Lớp: Ô TÔ B -


Thiết kế máy xúc lật cỡ nhỏ

GVHD: Phạm Huy Hờng

-Khó làm kín các bộ phận làm việc, chất lỏng công tác dễ bị rò rỉ hoặc không
khí bên ngoài dễ bị lọt vào làm giảm hiệu suất và tính chất làm việc ổn định của bộ
truyền động. Do vậy cần phải thờng xuyên kiểm tra bộ truyền động này.
- áp lực công tác của dầu khá cao, đòi hỏi phải chế tạo bộ truyền động từ các
loại vật liệu đặc biệt và chất lợng công nghệ chế tạo phải rất cao. Do vậy giá thành
bộ truyền động thuỷ lực đắt.
Truyền ®éng thủ lùc cã hai lo¹i: trun ®éng thủ tÜnh và truyền động thuỷ
động.
Trong truyền động thuỷ tĩnh năng lợng truyền động đợc dùng dới hình thức
dầu có áp suất cao và chuyển động với vận tốc nhỏ.
Trong truyền động thuỷ đậu, năng lợng truyền đợc cơ bản là do kết quả sử
dụng động năng của dầu, còn áp suất dùng không cần lớn.
Với các máy xây dựng và xếp dỡ, truyền động thuỷ động cha phát triển đến
các bộ máy trực tiếp (tức là nó cha làm đợc nhiệm vụ quán xuyến từ động cơ đến
các cơ cấu cuối cùng của máy), mà chỉ có tính chất thay thế một khâu nào đấy (ly
hợp, hộp số...) của truyền động cơ học.
Trái lại truyền động thuỷ tĩnh đà giải quyết triệt để khâu truyền động từ động
cơ đến tận các bộ máy khác nhau trong máy, mà nhiều khi không hoặc ít dùng hình
thức cơ học hỗ trợ. Nói tóm lại, về mọi phơng diện, truyền động thuỷ tĩnh đợc đánh
giá cao.

SV: Kiều Trung
K49

- 18 -

Lớp: Ô TÔ B -

Thiết kế máy xúc lật cỡ nhỏ

GVHD: Phạm Huy Hờng

Chơng ii: TÝnh to¸n thiÕt kÕ tỉng thĨ m¸y bèc xóc

II.1: xe cơ sở và phơng án thiết kế.
II.1.1:Xe cơ sở.
a.Vài nét sơ lợc về cấu tạo.
Khác với cấu tạo chung của đại bộ phận các xe chuyên dùng khácnh máy xúc
một gầu hay máy nâng. . . thờng có cấu tạo một thân. máy xúc lật CAT-904B có cấu
tạo hai thân, thân trớc và thân sau nối với nhau bằng các khớp mềm. Thân trớc và
thân sau có thể quay tơng đối với nhau theo chiều ngang khi xe đối hớng chuyển
động và theo chiều đứng khi xe chuyển động trên đờng không phẳng.

Hình 6: Xe cơ sở
* Phần thân sau.

SV: Kiều Trung
K49

- 19 -

Lớp: Ô TÔ B -


Thiết kế máy xúc lật cỡ nhỏ

GVHD: Phạm Huy Hờng

Thân sau xe là một giá dạng hộp đợc gá trực tiếp lên cầu sau. Do vận tốc di
chuyển thấp (vmax= 20 Km/h) việc nâng cao êm dịu cho lái xe đợc khắc phục chính
do lò xo của ghế và các khớp mềm nối hai thân xe.
Động cơ và các bộ phận khác của hệ thống truyền lực đợc đặt gọn dới hộp thân
sau. Hệ thống truyền lực cơ khí có sự kết hợp với thủy lực, đặc biệt hộp số thủy cơ
chỉ đợc thiết kế một số tiến và một số lùi. Bơm dầu đợc dẫn động từ hộp số cấp dầu
có áp suất tới các xi lanh công tác. Ngoài ra ở thân sau còn bố trí các thiết bị điều
khiển hệ thống truyền lực, hệ thống phanh, chiếu sáng, cơ cấu điều khiển thủy
lực. . .

Hình 7: Phần thân sau máy.
* Phần thân trớc.
Thân trứớc xe bố trí cơ cấu làm việc. Cơ cấu làm việc đợc cấu tạo bởi cần nâng
hạ gầu, gầu xúc, đòn quay và xi lanh tác dụng hai chiều gắn một đầu với thân tr ớc,
một với cần nâng.

SV: Kiều Trung
K49

- 20 -

Lớp: ¤ T¤ B -


Thiết kế máy xúc lật cỡ nhỏ

GVHD: Phạm Huy Hờng

Hình 8: Phần thân trớc máy

Điều khiển quay gầu để xúc hoặc xả đợc dẫn động bởi một xi lanh hai chiều
gắn với thân trớc, đầu kia gắn với đòn quay. Đòn quay có thể quay quanh chốt gắn
trên ống nối hai thanh của cần nâng. Điều khiển các xi lanh bằng các cơ cấu điều
khiển thủy lực đặt ở thân sau.
b. Phạm vi hoạt động của xe.
Xe xúc lật cỡ nhỏ CAT-904B với u thế về kích thớc và khả năng di chuyển cơ
động nhờ hệ thống di chuyển bằng lốp nên xe có phạm vi hoạt động rộng.
- Máy xúc lật trong xây dựng đợc sử dụng để xếp dỡ, vận chuyển với cự ly
ngắn các loại vật liệu rời (cát đá sỏi), tơi hoặc dính, xúc các loại hàng rời, hàng cục
nhỏ.
- Khai thác (đào và xúc) đất thuộc nhóm: I và IIvà đổ lên các thiết bị vận
chuyển.
- Đợc sử dụng phổ biến trong vệ sinh môi trờng ở các thành phố do có kích thớc nhỏ gọn và khả năng di chuyển cơ động.
c. Các thông số kỹ thuật xe cơ sở CAT-904B.
Trọng lợng toàn bộ

:

4000 Kg

Chiều rộng cơ sở:

SV: Kiều Trung
K49

1450 mm

- 21 -

Lớp: Ô TÔ B -

Thiết kế máy xúc lật cỡ nhỏ

GVHD: Phạm Huy Hờng

Chiều dài toàn bộ( kể cả gầu xúc):

4520 mm

Chiều cao đầu xe:

2390 mm

VËn tèc di chun lín nhÊt:

20 Km/h

VËn tèc di chuyển nhỏ nhất:

4 Km/h

Số lợng xi lanh trong cơ cấu làm việc:

3 xi lanh

Trong đó: + Một xi lanh điều khiển gầu.
+ Hai xi lanh điều khiển nâng hạ.
Chiều cao đổ lớn nhất:

2550 mm

Dung tích gầu:

0,25 m3

d. Yêu cầu kỹ tht cđa xe.
DĨ kÐo dµi ti thä cđa xe vµ an toàn khi làm việc ngời điều khiển phải tuân
thủ nghiêm ngặt các yêu cầu đảm bảo an toàn. Có chế độ bảo dỡng và kiểm tra thờng xuyên, kịp thời phát hiện và khắc phục sai sót hỏng hóc. Đặc biệt phải kiểm tra
kỹ hệ thống thủy lực của xe trớc khi làm việc nh áp suất đà đủ cha , bơm dầu hoạt
động nh thế nào. Kiểm tra hệ thống truyền lực, hệ thống điện, các khâu khớp, gầu
xúc. . .
II.1.2:Lựa chọn phơng án thiết kế.
Căn cứ vào tình hình thực tế sử dụng máy bốc xúc ở níc ta hiƯn nay, do cã
kÝch thíc nhá gän vµ khả năng di chuyển cơ động với hệ thống di chuyển bánh lốp
thích hợp với môi trờng làm việc chật hẹp, trong phạm vi đề tài thiết kế này em xin
đợc trình bày các bớc thiết kế máy xúc lật theo phơng án máy xúc lật cỡ nhỏ đợc sử
dụng phổ biến trong vệ sinh môi trờng ở các thành phố.

SV: Kiều Trung
K49

- 22 -

Lớp: Ô TÔ B -


Thiết kế máy xúc lật cỡ nhỏ

GVHD: Phạm Huy Hờng

II.2: tính toán các thông số kỹ thuật của máy bốc xúc di
chuyển bằng bánh lốp
II.2.1:Năng suất của máy

N sd =

3600.q.k d .k tg
kt .Tck

(m3/h).

Trong đó:
dung tích gầu.q=0.25 m3.
Kd:hệ số đầy gầu.
Bảng hệ số đầy gầu.

Tên vật

Khối lượng riêng γ (T/m3).

Kd

liệu
Đất tơi

1,6

0,8÷0,9

Cát ẩm

1,7

0,75

Sỏi

1,8

0,6

Đá dăm

1,75

0,5

Đất lẫn

1,75

0,9

đá

Chän Kd=0,5
Ktg:hệ số sử dụng thời gian.Ktg = 0,85 ÷ 0,9 .
Chän Ktg=0,88
Kt:hệ số tơi trung bình.

SV: Kiều Trung
K49

- 23 -

Lớp: Ô TÔ B -


Thiết kế máy xúc lật cỡ nhỏ

GVHD: Phạm Huy Hờng

-ỏ dăm kt=1,15 ÷ 1,16
-Cát kt = 1,1 ÷ 1,5
-Đất tơi kt = 1,2 ÷ 1,26
-đất bản đá kt=1,24 ÷ 1,3 .
Chọn KT = 1,15
Tck- thêi gian mét chu kú,s:
Tck=t1+t2+t3+t4
Víi:
t1=5 ÷ 6.s- thêi gian xóc vËt liƯu
t2: thêi gian di chun ®Õn n¬i dì,s:
t2=

l
v

l=20m: cù ly vËn chun
v- VËn tèc di chun cã vËt liƯu.

v=2 (m/s)
vËy t2=10 s
t3=3 ÷ 4 s - thêi gian ®ỉ vËt liƯu.
t4=

l
: thêi gian trë vỊ vị trí xúc vật liệu
v0

v0= 4 m/s: tốc độ di chun khi kh«ng cã vËt liƯu.
vËy t4=5 s
Tck=t1+t2+t3+t4=5+10+3,5+5=23,5 s
VËy :

SV: Kiều Trung
K49

- 24 -

Lớp: Ô TÔ B -


ThiÕt kÕ m¸y xóc lËt cì nhá

N sd =

3600.q.k d .k tg
kt .Tck

GVHD: Ph¹m Huy Hêng

=

3600.0, 25.0,5.0,88
=14,65 (m 3 /h)
1,15.23,5

II.2.2:TÝnh khối lợng máy.
áp dụng công thức:
m=QH/q
Trong đó:
QH:Tải trọng nâng lớn nhÊt
QH=Vh.Kd.γ
Vh=0,25 m 3 : dung tÝch gÇu
Kd=1,25 : HƯ sè điền đầy gầu.
=1,75 T/ m 3 : Khối lợng riêng.
QH=Vh.Kd.
=0,25.1,25.1,75 = 0,55 (T).
q- Hệ số khối lợng(q=0,2 với bánh lốp, q= 0,3 đối với bánh xích)
Thay số ta có khối lợng của máy là:
m=QH/q =0,55/0,2 =2,45 (T).
Chọn máy có khối lợng m= 4 (T) để tính toán
II.2.3: Lực kéo lớn nhất.
Lực kéo lớn nhất PKmax đặt trên bánh chủ động đợc tính theo khả năng bám của
máy nh sau:
PKmax= Gb . b (KG)
Trong đó:
Gb:trọng lợng bám của máy.

SV: Kiều Trung

K49

- 25 -

Lớp: Ô TÔ B -