CẢI TIẾN HỆ THỐNG XYLANH THỦY LỰC TRONG MÁY XÚC LẬT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA:XÂY DỰNG VÀ CƠ HỌC ỨNG DỤNG

PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ KỸ THUẬT
TÊN ĐỀ TÀI: CẢI TIẾN HỆ THỐNG
XYLANH THỦY LỰC TRONG MÁY
XÚC LẬT
Giáo viên hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện: PHẠM LÊ KHẢI MSSV: 0810700
NGUYỄN VĂN DƯƠNG MSSV: 08107025
TP_HỒ CHÍ MINH 011/2011
[1]
LỜI NÓI ĐẦU
Máy xúc lật, là máy xây dựng thuộc loại thiết bị cơ giới, có công dụng chính để
bốc xúc đất, đá và vật liệu rời, vận chuyển chúng trong gầu xúc của máy, để đổ
lên thiết bị vận chuyển khác (ô tô tải) hay kho chứa với độ cao đổ nhất định cao
hơn nền đất. Máy xúc lật hoàn toàn có thể dùng để đào đất đá từ mềm đến cứng
vừa (đất cấp I, II), dạng rời hay liền thổ nhưng vị trí đào nằm ngang hoặc cao
hơn vị trí máy đứng (cao hơn nền đất máy đứng). Máy xúc lật được sử dụng
nhiều trong xây dựng, khai thác mỏ, vận tải (bốc xúc hàng hóa ở kho bãi),...
Khả năng vận chuyển của máy được thực hiện nhờ cơ cấu tay máy và hệ thống
xy lanh thủy lực. Tuy nhiên việc thiết kế xy lanh thủy lực như thế nào để đạt
độ an toàn và năng suất cao nhất là một vấn đề rất được quan tâm hiện nay.
Chính vì lý do trên nhóm đã đưa ra ý tưởng cải tiến hệ thống xy lanh thủy lực.
Đề tài “ Cải tiến hệ thống xy lanh thủy lực trong máy xúc lật ” do nhóm thực
hiện áp dụng các bước của quá trình thiết kế được trình bày trong môn học
Phương pháp thiết kế kỹ thuật để đưa ra một hệ thống xy lanh thủy lực đảm bảo
an toàn và đạt năng suất cao hơn so với các sản phẩm trên thị trường.
Chúng em chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tạn tình của thầy đã hướng dẫn
chúng em thực hiện đề tài này.
[2]

PHÂN CHIA NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
I.1.Thành lập nhóm thiết kế:
Dựa trên sản phẩm cần thực hiện, để phù hợp với việc thiết kế, chúng tôi
thành lập nhóm. Các thành viên trong nhóm được tuyển chọn cẩn thận phù hợp
với mục tiêu đề ra. Sau đây là thành phần của nhóm và đặc điểm tính cách của
mỗi người:
1. Nguyễn Văn Dương
Sở thích: thể thao, đọc sách, âm nhạc.
Tính cách: hòa đồng, biết lắng nghe.
2. Phạm Lê Khải
Sở thích: thể thao, phim ảnh, đọc sách.
Tính cách: hòa động,ham học hỏi
Để nhóm thiết kế làm việc hiệu quả cần có 8 vai trò.
Vai trò thứ 1 - Người điều phối: là một người chin chắn, tự tin, có độ tin
cậy cao, có tính rộng rãi, không thành kiến, ó óc cầu tiến sẵn sàng tiếp thu cái
mới. Có khả năng trí tuệ và khả năng sáng tạo mức trung bình. Có khả năng
làm rõ mục tiêu và triển khai các quyết định đưa ra.
Vai trò thứ 2 – Người lập kế hoạch: là người năng động, thẳng thắn, quyết
đoán. Có tinh thần phấn đấu cao, ghét sự trì tuệ, sự không hiệu quả. Sắp đặt
công việc hợp lý, đưa ra các quyết định mang tính khách quan.
Vai trò thứ 3 – Người phát kiến (sáng tạo): là người giàu trí tưởng tượng,
nóng nảy, thông minh. Tính tình đôi lúc giống trẻ con. Có khả năng giải
quyết những bài toán khó. Có xu hướng tự mãn và có thể là một người khó
gần không thân thiện. thường không thực tế, không quan tâm đến nghi thức
và thường làm việc dựa vào tri thức hơn là thực tế.
Vai trò thứ 4 – Người đánh giá: là nggười thông minh, sắc sảo. có tầm
nhìn rộng, và khả năng đánh giá kết quả chính xác. Đôi lúc quá khe khắt và
tiêu cực, không thích làm lãnh đạo và ít khi đưa ra được ý kiến mới.
Vai trò thứ 5 – Người khám phá: là người hướng ngoại, giao tiếp tốt, có
khả năng tạo ra các cơ hội, nhiệt tình. Ít quan tâm đến các vấn đề chi tiết .

Vai trò thứ 6 – Người làm việc: là người thực hiện các ý tưởng thành công
việc cụ thể. Có tính kỷ luật cao, thực tế và hiệu quả. Có khả năng tổ chức và có
nhiều hiểu biết trong thực tế.
[3]
Vai trò thứ 7 - Người chăm sóc nhóm: là nguời xây dựng tình cảm trong
nhóm, là cái khung giúp gắn bó cả nhóm lại với nhau. Thường ra các quyết
định chủ quan và không thích sự bất đồng trong nhóm.
Vai trò thứ 8 - Người kết thúc công việc: là người có tính nguyên tắc, tỉ mỉ.
Hay lo lắng về các chi tiết nhỏ. Thường lo lắng về tiến độ công việc và thường
bàn giao kết quả đúng thời hạn hạn.
Thang điểm cho các vai trò:
Trên trung
bình
Mức trung bình Thấp
Người làm việc 12+ 7 - 11 0 - 6
Người điều phối 11+ 7 - 11 0 - 6
Người lập kế hoạch 14+ 9 - 13 0 - 8
Người phát kiến 9+ 5 - 8 0 - 4
Người khám phá 10+ 7 - 9 0 - 6
Người đánh giá 10+ 7 - 9 0 - 6
Người chăm sóc
nhóm
13+ 9 - 12 0 - 8
Người kết thúc 7+ 4 - 6 0 - 3
Phát biểu bài toán thiết kế:
Máy xúc lật, là máy xây dựng thuộc loại thiết bị cơ giới, có công dụng chính để
bốc xúc đất, đá và vật liệu rời, vận chuyển chúng trong gầu xúc của máy, để đổ
lên thiết bị vận chuyển khác (ô tô tải) hay kho chứa với độ cao đổ nhất định cao
hơn nền đất. Máy xúc lật hoàn toàn có thể dùng để đào đất đá từ mềm đến cứng
vừa (đất cấp I, II), dạng rời hay liền thổ nhưng vị trí đào nằm ngang hoặc cao

hơn vị trí máy đứng (cao hơn nền đất máy đứng). Máy xúc lật được sử dụng
nhiều trong xây dựng, khai thác mỏ, vận tải (bốc xúc hàng hóa ở kho bãi),...
Khả năng vận chuyển của máy được thực hiện nhờ cơ cấu tay máy và hệ thống
xy lanh thủy lực. Tuy nhiên việc thiết kế xy lanh thủy lực như thế nào để đạt
độ an toàn và năng suất cao nhất là một vấn đề rất được quan tâm hiện nay.
Chính vì lý do trên nhóm đã đưa ra ý tưởng cải tiến hệ thống xy lanh thủy lực.
Đề tài “ Cải tiến hệ thống xy lanh thủy lực trong máy xúc lật ” do nhóm thực
hiện áp dụng các bước của quá trình thiết kế được trình bày trong môn học
Phương pháp thiết kế kỹ thuật để đưa ra một hệ thống xy lanh thủy lực đảm bảo
an toàn và đạt năng suất cao hơn so với các sản phẩm trên thị trường.
 NHIỆM VỤ CỦA TỪNG NGƯỜI
[4]
Biểu đồ thành lập lịch trình thiết kế của nhóm:
KẾ HOẠCH THỰC HIỆN
I) Xác định yêu cầu khách hàng
Bước 1: xác định các thông tin cần thiết
Đối tượng sẽ tiến hành thu thập thông tin: nhà cung cấp máy móc, công nhân
trực tiếp vận hành, nhà thiết kế
Đối tượng nào sẽ là khách hàng chính sử dụng máy xúc
Các thông tin về hệ thống xy lanh thủy lực như: mục đích sử dụng, tính năng,
mức độ an toàn,…
[5]
Bảng tóm tắt kế hoạch thực hiện
Thành viên thứ nhất và thư 2

STT
PT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1
Tìm tài liệu thiết kế máy, các cơ cấu cơ khí thông dụng
2

Thiết lập công thức
3
Xác định yêu cầu kỹ thuật
4
Đưa ra ý tưởng thiết kế
5
Xác định các thông số kỹ thuật
6
Thực hiện tính toán đưa ra công thức.
7
Phát họa mô hình trên máy tính
8
Lắp ráp các chi tiết
9
Mô phỏng hoạt động của cơ cấu
Thành viên thứ ba PT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1
Phân tích yêu cầu tính toán
2
Khảo sát thực tế
3
Tính toán so sánh lý thuyết với các mô hình
4
Thiết lập qui trình tính toán
5
Tính toán các ví dụ minh họa
6
Kiểm tra tính đúng đắn của mô hình
7
Phân tích yêu cầu mô phỏng sản phẩm

8
Vẽ các chi tiết dùng INVENTOR
9
Hoàn thành báo cáo
10
Đánh giá ưu nhược điểm
Bước 2: xác định các phương pháp thu thập dữ liệu được dùng
Sử dụng phương pháp thăm dò khảo sát đối tượng
- Nhà cung cấp: hỏi 10 người
- Công nhân trực tiếp vận hành: hỏi 10 người
- Nhà thiết kế công nghiệp: hỏi 15 người
Bước 3: Xác định câu hỏi cá nhân
Cần đưa ra 10 câu hỏi tập trung vào hệ thống xy lanh thủy lực gồm các nội dung
chính sau:
- Mục đích sử dụng
- Tính năng
- Mức độ an toàn tới đâu
Bước 4: Thiết kế câu hỏi
1. Câu hỏi dành cho người sử dụng và nhà cung cấp máy móc
a) Về mục đích sử dụng
Bạn sử dụng máy xúc với cường độ cao hay thấp?
Hoạt động trong môi trường làm việc nào?
Khối lượng cần nâng chuyển là bao nhiêu?
b) Về tính năng
Theo yêu cầu nơi sản xuất,khối lượng nguyên liệu nâng chuyển trong 1
giờ là bao nhiêu?
Bạn nghĩ dùng 1 xy lanh thay cho 2 xy lanh có mang lạ năng suất cao hơn
không?
Bạn muốn sử dụng xy lanh loại nào?
Vật liệu dùng để làm xy lanh phải đảm bảo yêu cầu gì?

Xy lanh đòi hỏi những yêu cầu gì về kỹ thuật?
[6]
c) Về mức độ an toàn
Sự đồng bộ của hệ thống xy lanh khi nâng vật nặng?
Mức độ rơi vải vật liệu khi vận chuyển?
2. Câu hỏi cho nhóm chuyên trách
- Theo bạn việc thay thế 2 xy lanh bằng 1 xy lanh có ưu nhược điểm gì?
- Bạn hãy mô tả 1 hệ thống xy lanh thủy lực như thế nào là hiệu quả nhất
- Đối tượng nào là khách hàng quan tâm nhiều nhất đến sản phẩm này?
Bước 5: Thu thập dữ liệu
Sau khi tìm hiểu lấy ý kiến ta thu được:
-Khách hàng muốn 1 máy xúc có yêu cầu hệ thống xy lanh:
•Đối với công nhân
Xy lanh 2 chiều
Gây ra ồn ào thấp
Không gỉ sét
Không che khuất tầm nhìn
Nâng được tải trọng 500kg
Vận chuyển nhanh
Dễ sử dụng
Dễ bảo trì sửa chữa
An toàn, đảm bảo chất lượng
Xy lanh có hình dáng đẹp và cứng cáp
Tuổi thọ cao, dễ thay thế phụ kiện
Giá thành hợp túi tiền
•Đối với kỹ sư
[7]
Xy lanh thiết kế không được rỉ dầu
Lắp ráp vào máy dễ dàng và chắc chắn
Xy lanh chống chịu được sự khắc nghiệt của môi trường làm việc

như nhiệt độ, độ ẩm, bụi, cường độ làm việc
Cường độ làm việc của xy lanh
Sự đồng bộ của xy lanh với các chi tiết khác
Đường kính xy lanh phù hợp với trọng lượng vật nâng
II) Yêu cầu kỹ thuật
1)Khách hàng là ai?
+kỹ sư
+công nhân
2)khách hàng muốn gì
+ dễ sử dụng
+ năng suất cao
+ vận chuyển nhanh
+ kết cấu cứng vững, thẩm mỹ cao
+ xy lanh có độ bền cao,dễ thay thế phụ kiện
+ giá thành hợp lý
3) Xác định tính năng quan trọng và các mối quan hệ
+ tinh an toàn liên quan tới vật liệu làm xylanh
Vận chuyển nhanh :liên quan tới công suất động cơ
+tiếng ồn ít : liên quan tới cấu tạo,kết cấu
+ dễ dàng sử dụng :liên quan tới độ phức tạp của kết cấu,lực cần
vận hành
+ dễ dàng lắp ráp bảo trì : liên quan tới các khớp nối,các ổ
[8]
+ tuổi thọ cao :liên quan tới độ bền ,độ maì mòn,nhiệt độ nơi làm
việc
+giá thành :liên quan tới kiểu dáng xylanh,vật liệu
4) đánh giá mức cạnh tranh
 Đánh giá theo các mức :
1. Thiết kế hoàn toàn không thỏa mãn nhu cầu.
2. Thiết kế thỏa mãn chút ít nhu cầu.

3. Thiết kế thõa mãn nhu cầu về mặt nào đó
4. Thiết kế hầu như thỏa mãn nhu cầu.
5. Thiết kế hoàn toàn thỏa mãn nhu cầu.
Các yêu cầu
khách hàng
Mức độ
yêu cầu
Các sản phẩm
trên thị trường
Chỉ tiêu thiết kế
Dễ sử dụng 4 3 5
Năng suất cao 5 4 5
Sự đồng bộ của xylanh
khi ra và về
5 5 5
An toàn dễ sữa chữa.
5 3 5
Kết cấu nhỏ gọn, thẩm
mĩ.
4 2 5
Tuổi thọ cao, dễ thay
phụ kiện.
4 3 5
Giá thành vừa phải.
5 3 4
5) Biên dịch yêu cầu khách hàng thành các yêu cầu kỹ thuật (bảng dưới).
6)Mối liên hệ giữa yêu cầu khách hàng và yêu cầu kỹ thuật.
Đánh giá theo các mức:
9: có quan hệ chặc chẽ.
3: Có mối quan hệ vừa phải.

1: Có một chút quan hệ.
Ô trống: không có quan hệ.
Yêu cầu khách hàng
Yêu cầu kỹ thuật Quan hệ
[9]