Tính toán thiết kế xe ép rác trên cơ sở xe isuzu npr85k

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG

TÍNH TỐN THIẾT KẾ XE ÉP RÁC
TRÊN CƠ SỞ XE ISUZU NPR85K

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN HOÀNG LONG
LÊ HỮU NGỌC THẠCH

Đà Nẵng – Năm 2018


Tính tốn thiết kế xe ép rác trên cơ sở ISUZU NPR85K

LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay vấn đề gia tăng dân số, tốc độ đơ thị hố nhanh tại các thành phố, đặc
biệt hơn nữa, đất nước ta đang trên đà phát triển theo hướng cơng nghiệp hóa, hiện đại
hóa. Cùng với sự phát triển đó thì những nhu cầu cần thiết chủ yếu trong đời sống như:
điện, nước, giao thông, vệ sinh công cộng, cảnh quan sinh thái …, cũng địi hỏi sự phát
triển khơng ngừng và đi kèm với nó là lượng rác thải lớn, ơ nhiễm mơi trường.
Việc kiểm sốt ơ nhiễm mơi trường và mỹ quan đơ thị là một trong những vấn đề
được sự quan tâm của tồn xã hội. Trong đó, việc thu gom vận chuyển và xử lý rác thải
sinh hoạt là một trong những vấn đề được quan tâm hàng đầu. Nhu cầu của các công ty
môi trường đối với các loại xe vận chuyển là rất lớn. Trong khi các loại xe chuyên dùng
cuốn ép rác vẫn phải nhập khẩu nguyên chiếc với giá thành rất cao. Mà khả năng đóng
mới loại xe này trên các sat xi được nhập khẩu về Việt Nam có thể thực hiện được
Với mục đích cải thiện về trang thiết bị, máy móc, nâng cao hiệu suất thu gom rác,
giảm bớt sức lao động cho người cơng nhân bằng cách cơ giới hố một phần phương
thức vận chuyển rác tới nơi xử lí rác thải, đồng thời cũng nhằm giải quyết tốt vấn đề
giảm bớt ô nhiễm môi trường

Qua những lý do trên em quyết định chọn đề tài “Tính toán, thiết kế xe cuốn ép rác
trên cơ sở sat xi ISUZU NPR85K” nhằm thiết kế ra một loại xe cuốn ép rác mang thương
hiệu Việt vẫn có đầy đủ các chức năng, cơng dụng như một chiếc xe nhập khẩu nhưng
với giá thành hợp lý, phù hợp với đô thị lớn đường xá phức tạp ở nước ta.
Được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo TS. Nguyễn Văn Đông, cùng với sự cố gắng
của bản thân bằng cách vận dụng những kiến thức đã học và tìm hiểu thêm ngồi thực
tế em đã hồn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Tuy nhiên do kiến thức còn hạn chế,
điều kiện tiếp xúc với thực tế còn ít nên khi làm đồ án này chắc chắn sẽ khơng tránh
khỏi sai sót. Em mong được các thầy cơ và các bạn tận tình chỉ bảo thêm.
Đà Nẵng, ngày 17 tháng 05 năm 2018
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Hoàng Long
Lê Hữu Ngọc Thạch


Tính tốn thiết kế xe ép rác trên cơ sở ISUZU NPR85K

Chương 1. TỔNG QUAN.

1.1. GIỚI THIỆU VỀ ÔTÔ CHUYÊN DÙNG.
Ơtơ chun dùng là sự kết hợp giữa các thiết bị chuyên dùng, thùng chuyên dùng
với ôtô cơ sở. Công thức thành lập ơ tơ chun dùng là:
Ơtơ chun dùng = ôtô cơ sở + thiết bị chuyên dùng + thùng chuyên dùng
Các thiết bị chuyên dùng trên ôtô là những thiết bị đặc biệt, tạo được những thao
tác riêng biệt cho ơtơ chun dùng đó. Ví dụ: thiết bị nâng hạ thùng của xe ben, thiết bị
lấy rác, ép rác, thải rác của xe chở rác, thiết bị làm lạnh trên xe đông lạnh, thiết bị bơm
hút trên xe hút hầm cầu….
Các thiết bị này có thể sử dụng các kiểu điều khiển cơ học, thủy lực, khí nén, điện
hoặc hỗn hợp các kiểu trên. Hiện nay, kiểu điều khiển thủy lực được sử dụng rộng rãi
do nhiều ưu điểm của nó:

• Thiết bị nhỏ gọn, cơng suất lớn.
• Bảo vệ tải trọng quá tải có thể thực hiện thơng qua van xả.
• Có thể điều chỉnh cơng suất dễ dàng, chính xác thông qua điều chỉnh áp suất của van
điều khiển.
• Sự rung động rất ít.
• Điều khiển từ xa thông qua ống cung cấp chất lỏng.
Xe cơ sở có:
• Cabin chassis.
• Chassis.
• Xe tải hiện hữu.
Thùng chun dùng có:
• Thùng nhập khẩu.
• Thùng tự chế tạo.
• Thùng cải tạo từ thùng cũ.
Phương pháp sản xuất xe chuyên dùng.
Có 3 phương pháp:
• Thế giới: sản xuất cơng nghiệp, có thiết kế ngay từ đầu.
• Việt nam: 1 số liên doanh có chế tạo xe chuyên dùng nhưng giá thành cao.
• Phương pháp phổ biến hiện nay là cải tạo từ các loại xe thông thường thành các xe
chuyên dùng. Phương pháp này có các ưu điểm chính sau:
- Gía thành hạ.


Tính tốn thiết kế xe ép rác trên cơ sở ISUZU NPR85K

-

Có kích thước phù hợp với nhu cầu, điều kiện hoạt động cụ thể của từng loại
hàng hóa chuyên chở.

-

Thùng xe đóng chắc hơn, thành cao nên chở được nhiều hàng hóa so với xe
nguyên thủy nhập về.

-

Tiết kiệm được ngoại tệ, tạo việc làm cho lực lượng công nhân kỹ thuật trong
nước.
Trên cơ sở phối hợp 3 cụm trên, ta sẽ có bố trí chung của xe chuyên dùng thỏa

mãn các điều kiện tiêu chuẩn kỹ thuật - kinh tế - xã hội.
Trọng lượng xe sau cải tạo: Ga= Gcs+ Gtbcd+ Gtcd
Gcs : Trọng lượng xe cơ sở.
Gtbcd: Trọng lượng thiết bị chuyên dùng.
Gtcd : Trọng lượng thùng chuyên dùng.
Những yêu cầu xe sau cải tạo:
• Xe sau cải tạo phải có trọng lượng tương đương so với xe nền.
• Các thơng số, u cầu kỹ thuật thỏa mãn quy định, tiêu chuẩn của Việt Nam.
• Phải đảm bảo tính an tồn khi sử dụng.
Vai trị ơ tơ chun dùng:
• Mở rộng cơng năng vận tải: có thể chở các loại hàng hóa đặt biệt như chất lỏng (xe
bồn), chất ô nhiểm nhờ thùng kín (xe ép rác, xe hút hầm cầu), có khả năng tự bốc dở
hàng hóa, giảm được chi phí, thời gian bốc xếp (xe tải cẩu…).
• Nâng cao chất lượng hàng hóa chun chở hửu ích: Tăng lượng hàng hóa/m2 sàn xe
nhờ kết cấu chuyên dùng (xe chở gia súc nhiều tầng, xe chở ô tô), nhờ cơ cấu đặc biệt
(xe ép rác…).
• Đảm bảo an tồn cho hàng hóa chun chở, giảm tỷ lệ hư hỏng do vận chuyển gây
nên: xe đông lạnh, xe vận chuyển hoa quả.
• Giảm bao bì khi vận chuyển do đó giảm chi phí vận chuyển và cơng lao động: xe

ben, xe bồn…
• Thực hiện các chức năng đặc biệt khơng thể thiếu cho an ninh-quốc phịng, giao
thơng công chánh: Xe chữa cháy, xe thang, xe cứu thương…
Phân loại: Có 2 cách phân loại.
+ Theo mục đích sử dụng.
• Xe chuyên dùng trong ngành thương nghiệp: Xe chở gia súc, chở bia, chở xe máy…
• Xe chuyên dung trong nghành vệ sinh môi trường đô thị: Xe ép rác, tưới đường…
• Xe chuyên dùng trong nghành xây dựng: Xe ủi, xe xúc, xe lu…


Tính tốn thiết kế xe ép rác trên cơ sở ISUZU NPR85K

• Xe chun dùng trong nghành nơng thủy sản: Xe đơng lạnh, xe chở trái cây, xe
bồn…
• Xe chun dùng trong nghành y tế: Xe cứu thương…
• Xe chuyên dùng trong nghành sân bay, hải cảng: Xe nạp nhiên liệu, xe cẩu…
• Xe chuyên dùng trong nghành lâm nghiệp: Xe kéo gổ…
• Xe chuyên dùng trong nghành mỏ địa chất: Xe cần trục, xe ben…
• Xe chuyên dùng trong nghành an ninh-quốc phịng: Xe chữa cháy…
+ Theo kết cấu.
• Xe tự đổ (xe ben).
• Xe tự xếp dở hàng (xe tải cẩu…).
• Xe thùng kín có bảo ơn (xe đơng lạnh) hay khơng có bảo ơn (xe rác….)
• Xe bồn (xe chở xăng dầu, sữa, chữa cháy, tưới đường…).
• Xe có kết cấu chuyên biệt khác (xe thang, xe bơm bê tơng…).
1.2. NHU CẦU SỬ DỤNG ƠTƠ CHỞ RÁC.
1.2.1. Thực trạng tình hình rác thải trong nước.
Cùng với sự phát triển kinh tế, sự gia tăng dân số cộng với sự lãng phí tài nguyên
trong thói quen sinh hoạt của con người, rác thải ngày càng gia tăng, thành phần ngày
càng phức tạp và tiềm ẩn nhiều nguy cơ độc hại với môi trường và con người.

Số liệu thống kê hiện nay thì tổng lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh trên
toàn quốc, ước tính khoảng 12,8 triệu tấn/năm, trong đó khu vực đơ thị (từ loại 4 trở lên)
là 6,9 triệu tấn/năm. Tổng lượng chất thải rắn sinh hoạt ở đô thị đến năm 2015 vào
khoảng 14 triệu tấn/năm, dự báo đến năm 2020 khoảng vào 22 triệu tấn/năm. Đồng
nghĩa, với việc gia tăng lượng chất thải hằng ngày, việc thu gom, vận chuyển, xử lý rác
thải địi hỏi phải có đội ngũ và thiết bị chun dùng cho nó.
Ở nước ta hiện nay, cơng tác thu gom chủ yếu từ công nhân quét rác và thu gom
rác trực tiếp từ các hộ gia đình, trên các con đường nhỏ mà xe ép rác không thể vào
được. Rác được đưa tới các thùng rác ven đường để cho xe ép rác thu gom về địa điểm
xử lý rác thải hay là các bãi rác.
Còn việc thu gom rác tại các khu chung cư cao tầng, chợ, bệnh viện, khu công
nghiệp rác được bỏ trực tiếp vào các thùng chứa rác lớn, sau đó cho xe chuyên dụng tới
chở đi. Việc thu gom và vận chuyển rác là loại xe chuyên dùng thu gom, ép rác từ các
điểm tập trung rác và vận chuyển đến bãi chứa rác trung chuyển hoặc bãi xử lý rác, sao
cho lượng rác vận chuyển là lớn nhất và đảm bảo vệ sinh trong suốt quá trình thu gom
và vận chuyển.


Tính tốn thiết kế xe ép rác trên cơ sở ISUZU NPR85K

1.2.2. Tầm quan trọng của công việc thu gom và vận chuyển rác thải.
Hiện nay với sự phát triển kinh tế mạnh mẽ, cuộc sống con người được nâng cao
đồng thời lượng rác thải sinh hoạt, công nghiệp, xây dựng và y tế ngày càng tăng. Do
vậy công tác thu gom rác cực kỳ quan trọng đối với đời sống của con người chúng ta,
nó trực tiếp làm giảm ô nhiễm môi trường đô thị, làm đẹp cảnh quan đơ thị. Qua đó nó
trực tiếp đánh giá chất lượng cuộc sống ở đơ thị đó, thành phố đó, khu vực cũng như
trên tồn quốc. Vì vậy cơng việc thu gom và xử lý rác thải đang được đặt lên quan tâm
hàng đầu.
1.3. YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI Ô TÔ ĆN ÉP RÁC
1.3.1. u cầu ơ tơ cuốn ép rác

- Có kết cấu phù hợp để khơng gây ơ nhiễm môi trường khi thu gom và vận chuyển rác:
Xe phải có thùng kín và khơng rị rỉ nước thải.
- Có kết cấu bảo đảm hệ số sử dụng tải trọng có ích của ơ tơ cơ sở là lớn nhất.
- Có kết cấu bảo đảm dễ dàng nạp rác vào xe và xả hết rác ra ngồi một cách nhanh
chóng tại trạm trung chuyển hoặc bãi xử lý rác thải. Phải có các cơ cấu nâng hạ thùng,
cơ cấu sang tải.
- Phải có tính thẩm mỹ, giá thành hạ, tuổi thọ cao, ít cơng chăm sóc bảo dưỡng của cơng
nhân.
1.3.2. Phân loại ô tô cuốn ép rác
- Theo tải trọng chuyên chở, có ba loại chủ yếu sau:
+ Xe ép rác loại nhỏ:
• Thể tích thùng chứa rác : (5  6) m3
• Tải trọng sau đóng thùng: (2,5  3) tấn.
+ Xe ép rác loại trung bình:
• Thể tích thùng chứa rác : (8  9) m3.
• Tải trọng sau đóng thùng: (3,5  5) tấn.
+ Xe ép rác loại lớn:
• Thể tích thùng chứa rác : (15  25) m3.
• Tải trọng sau đóng thùng: (6,5  12) tấn.
- Theo phương pháp thu gom rác chia làm hai loại chính
+ Loại xe thu gom, vận chuyển rác không ép.
Dạng xe ben: thường dùng vận chuyển rác từ nơi trung chuyển (nhờ xe xúc đưa
rác lên xe) đến bãi xử lý rác.
Dạng thùng chứa: Ơ tơ được trang bị cơ cấu kiểu tay đòn dùng nâng, hạ thùng
chứa (container). Thùng chứa được đặt tại vị trí cố định, khi thùng đẩy ô tô nâng thùng
xe lên, chuyển đến bãi rác xử lý.


Tính tốn thiết kế xe ép rác trên cơ sở ISUZU NPR85K

Các bước nâng hạ thùng:
- Di chuyển đuôi xe cách container khoảng 2 [m].
- Hộp số ở vị trí trung gian, tốc độ động cơ khoảng 1000 [v/p].
- Mở cơ cấu khóa thủy lực.
- Hạ chân chống xuống.
- Dịch chuyển tịnh tiến tay cần về sau.
- Quay nguyên cơ cấu đến khi móc ngang với chiều cao thanh gài trên container.
+ Loại xe thu gom, vận chuyển rác có ép.
- Phân loại theo cách thu gom rác vào thùng.
• Xe cuốn ép rác theo hình thức rác được thu gom từ trên cao vào thùng chứa như hình
1-1.
1

2
3

4

6

5

Hình 1-1 Xe cuốn ép rác theo hình thức thu gom rác từ trên cao xuống.
1- Cơ cấu kẹp thùng rác; 2- Nắp thùng; 3- Xy lanh nâng cơ cấu kẹp;
4- Hệ thống kung nâng; 5- Cơ cấu gá đặt vào xắc si; 6- Xy lanh đẩy khung trượt;


Tính tốn thiết kế xe ép rác trên cơ sở ISUZU NPR85K

• Xe cuốn ép rác có cơ cấu thu gom rác từ phía sau như hình 1-2.

Hình 1-2 Xe cuốn ép rác theo hình thức thu gom rác từ phía sau.
1- Hộp van phân phối; 2- Xi lanh bàn đẩy; 3- Thùng rác;
4- Xi lanh nâng thùng rác; 5- Bảng chắn di động; 6- Xi lanh bảng cuốn;
7-Bảng cuốn; 8- Xuồng rác; 9- Cơ cấu nâng gắp; 10- Thùng rác;
11- Xi lanh ép; 12- Thùng dầu; 13- Bơm dầu thủy lực; 14-Trục nối;
15- Bộ trích ly công suất;
-

Phân loại theo hình dạng thùng chứa.

• Xe cuốn ép rác có thùng chứa là hình trụ trịn như hình 1-3.
1

2

3

4

Hình 1-3 Xe cuốn ép rác có thùng chứa hình trụ trịn.
1- Thùng chứa rác chính; 2- Thùng chứa phụ; 3- Cơ cấu nâng; 4-Xi lanh nâng


Tính tốn thiết kế xe ép rác trên cơ sở ISUZU NPR85K

• Xe cuốn ép rác có thùng chứa là hình trụ vát như hình 1-4.

Hình 1-4 Xe cuốn ép rác có thùng chứa hình trụ vát
1- Hộp van phân phối; 2- Xi lanh bàn đẩy; 3- Thùng rác; 4- Xi lanh nâng thùng rác;

5- Bảng chắn di động; 6- Xi lanh bảng cuốn; 7- Bảng cuốn; 8- Xuồng rác;
9- Cơ cấu nâng gắp; 10- Thùng rác; 11- Xi lanh ép; 12- Thùng dầu;
13- Bơm dầu thủy lực; 14- Trục nối; 15- Bộ trích ly công suất.
Phân loại theo cách xả rác:

-

• Xe cuốn ép rác xả rác dùng xilanh tầng như hình 1-5.

2

3
1

Hình 1-5 Cơ cấu xả rác dùng xilanh tầng.
1- Xy lanh tầng; 2- Thùng phụ; 3- Xy lanh nâng thùng phụ.


Tính tốn thiết kế xe ép rác trên cơ sở ISUZU NPR85K

• Xe cuốn ép rác xả rác dùng phương án lật thùng chứa rác như hình 1-6.

Hình 1-6 Xả rác dùng phương án lật thùng
1- Thùng phụ; 2- Xi lanh nâng thùng; 3-Thùng chứa rác chính; 4- Xi lanh lật;
1.3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU.
Vì phương pháp cải tạo có nhiều ưu điểm vượt trội như kể trên nên ở đây ta lựa
chọn phương pháp thiết kế cải tạo xe ép rác trên xe cơ sở ISUZU NPR85K mà cụ thể:
Tính toán lắp đặt thùng chứa rác và các thiết bị thủy lực phục vụ nâng rác, cuốn,
ép rác và xả rác
Tính toán kiểm nghiệm lại một số hệ thống: hệ thống dẫn động.

Kiểm tra tính ổn định dọc, ngang sau cải tạo.


Tính tốn thiết kế xe ép rác trên cơ sở ISUZU NPR85K

Chương 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN THƠNG SỚ CỦA ÔTÔ.

2.1. LỰA CHỌN Ô TÔ CƠ SỞ
Xe cở sở được chọn để làm xe thiết kế cần phải đảm bảo các yêu cầu của xe thiết
kế như kích thước của xe thiết kế. Khả năng chịu tải tối đa của xe cơ sở, xong phải đảm
bảo tải trọng của xe thiết kế phân bố lên các trục theo quy định của Bộ Giao Thơng Vận
Tải. Bên cạnh đó phải đảm bảo được tính kính tế trong quá trình sử dụng.
Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại ơ tơ sát xi ca bin được nhập khẩu từ
Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc đem về thị trường Việt Nam lắp ráp. Theo mục tiêu
nghiên cứu chú ý đến một số loại ô tô sau (bảng 2-1):
Bảng 2-1: Thông số kỹ thuật chủ yếu của một số loại ô tô.
Loại xe

HINO

ISUZU

MITSUBISHI

6675x1995x2240

6750x2060x2300

6.030x1.995x2.200

Chiều dài cơ sở (mm)

3870

3845

3.350

Khối lượng bản thân
(kg)

2450

2345

3.005

Khối lượng toàn bộ (kg)

8520

7000

6.500

HINO W04D TN

4JJ1-E2N

4D34-2AT5

Công suất (kW/v/p)

86/2500

96/2800

81/2900

Mô men (Nm/v/p)

353/1800

330/1600

295/1600

4009

2999

3908

Thông số

Kích thước bao (mm)
(dài x rộng x cao)

Động cơ

Dung tích xi lanh (cm3)

Tất cả các loại ơ tơ cơ sở trên đều có thể lựa chọn để thiết kế, nhưng hiện nay trên
thị trường dòng xe ISUZU NPR85K (3,5 tấn) rất được khách hàng ưa chuộng bởi những
tính năng nổi bật: mạnh mẽ, bền bỉ, tiết kiệm nhiên liệu, tải trọng cao và đặc biệt chi phí
sửa chữa bảo dưởng rất thấp, thiết kế buồng lái ưu tiên người điều khiển. Với những ưu
điểm trên ta chọn ô tô cơ sở để thiết kế đó là ơ tơ ISUZU NPR85K.
Hệ thống treo cầu trước dạng nhíp lá có giảm chấn thủy lực, cầu sau là nhíp chính
và nhíp phụ gồm các lá nhíp dạng bán elip.
Tính năng an tồn của dịng gồm cửa kính trước và cửa sổ điện 2 bên rộng, các
gương chiếu hậu lớn phía ngoài làm tăng tầm quan sát của người lái.


Tính tốn thiết kế xe ép rác trên cơ sở ISUZU NPR85K

Hình 2-1 Chassis ơ tơ cơ sở ISUZU NPR85K
2.2. PHÂN TÍCH LOẠI HÀNG, TỈ TRỌNG HÀNG.
Q trình phát sinh chất thải ln đi đơi với q trình sản xuất và sinh hoạt của
con người, chất thải bao gồm các loại:
• Chất thải sinh hoạt: Phát sinh từ hộ gia đình, các khu tập thể, chất thải đường phố,
chợ, các trung tâm thương mại, văn phịng, trường học…
• Chất thải xây dựng: Phát sinh từ cơng trình xây dựng, cơ sở hạ tầng…
• Chất thải y tế: Phát sinh từ bệnh viện, cơ sở khám chữa bệnh…
• Chất thải điện tử: phát sinh từ hoạt động con người, các đồ điện tử hỏng…
Vậy xe ép rác vận chuyển rất nhiều loại rác thải như: Thực phẩm, giấy cacton,
nhựa, vải, cao su, da, rác vườn, gổ thủy tinh, lon thiếc, nhôm, các loại kim loại, bụi tro,
rác rưởi, lá cây, cỏ, rác vườn…
Khối lượng riêng của các chất sẻ khác nhau tùy theo vị trí địa lý, mùa năm, thời
gian lưu trữ…Do đó khi chọn khối lượng riêng cần phải xem xét cả nhửng yếu tố để
giảm bớt sai số kéo theo cho các phép tính toán. Khối lượng riêng của rác sinh hoạt ở

các đô thị theo các xe ép rác đường giao thông từ 178 kg/m3 đến 415 kg/m3 và giá trị
đặc trưng thường vào khoảng 297 kg/m3.


Tính tốn thiết kế xe ép rác trên cơ sở ISUZU NPR85K

Chương 3: THIẾT KẾ SƠ BỘ.

3.1. CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ BỚ TRÍ CHUNG
3.1.1. Các phương án thiết kế cơ cấu thu gom trên xe cuốn ép rác
Phương án 1 : Phương án thu gom thùng rác bên hơng
1

2
3

4

6

5

Hình 3-1: Xe cuốn ép rác theo hình thức thu gom rác từ bên hông
1- Cơ cấu kẹp thùng rác; 2- Nắp thùng; 3- Xy lanh nâng cơ cấu kẹp;
4- Hệ thống khung nâng; 5- Cơ cấu gá đặt vào sát xi; 6- Xy lanh đẩy khung trượt.
Với phương án này thì hệ thống chuyên dùng hoạt động như sau: trước hết rác
được đưa vào thùng chứa theo phương ngang thùng xe và từ trên cao đổ xuống, sau đó
san gạt và ép rác.
Ưu điểm :
+ Cơ cấu kẹp thùng rác kẹp chặt xe gom rác.

+ Sử dụng tấm ép rác làm tấm xả tăng tính linh hoạt của kết cấu
Nhược điểm :
+ Việc đưa rác vào thùng chứa theo phương ngang ở vị trí trên nóc thùng nên bắt
buộc có khoảng rộng tại nơi thu gom.
+ Khung nâng thùng gom rất phức tạp, rác đưa vào thùng gây ra bụi độc hại cho
người công nhân.
+ Việc điều khiển phức tạp nhiều thao tác.
+ Đưa rác vào thùng tốn nhiều thời gian.


Tính tốn thiết kế xe ép rác trên cơ sở ISUZU NPR85K

Phương án 2 : Phương án thu gom thùng rác phía trước xe chun dụng

Hình 3-2 Phương án thu gom thùng rác phía trước xe chuyên dụng.
1- Xi lanh nâng đẩy cụm càng gắp; 2- Thùng chứa rác; 3- Cụm càng gắp;
4- Xi lanh càng gắp; 5- Thùng rác.
Với phương án này thì cơ cấu thu gom làm việc như sau: Người tài xế lái xe thu
gom tới trước thùng rác, sau đó điều khiển cánh tay kẹp lấy thùng rác phía trước nhấc
lên và đổ vào thùng chứa.
Ưu điểm :
+ Không cần nhiều công nhân để vận chuyển thùng rác tới cơ cấu kẹp.
+ Tiết kiệm sức lao động của con người.
Nhược điểm :
+ Chế tạo phức tạp tay nâng, thùng ép rác
+ Dễ rơi vãi và có khả năng gây mất an toàn cho người tài xế
+ Giá thành rất cao, địi hỏi người vận hành có kỹ thuật cao.


Tính tốn thiết kế xe ép rác trên cơ sở ISUZU NPR85K

Phương án 3 : Phương án thu gom thùng rác phía sau xe chun dụng

7

Hình 3-3 Cơ cấu thu gom dùng xilanh nâng và lật thùng rác
1- Thùng rác; 2- Xi lanh nâng thùng phụ; 3- Thùng phụ; 4. Cơ cấu nâng rác;
5- Răng lược; 6- Thùng rác; 7- Xi lanh nâng.
Ưu điểm :
+ Nâng được nhiều loại thùng rác khác nhau.
+ Kết cấu đơn giản, dể điều khiển, hiệu quả cao.
+ Giá thành rẽ. Độ tin cậy cơ cấu cao, thời gian sử dụng dài.
+ Không yêu cầu thùng cuốn ép rác phải nằm thấp.
+ Thùng rác được kẹp chặt nên rác trong thùng được đổ vào thùng phụ sạch sẽ.
Nhược điểm :
+Tự trong của cơ cấu lớn. Do đó phải dung loại xi lanh lực lớn.
Lựa chọn phương án : Qua phân tích với những ưu nhược điểm trên ta chọn
phương án chế tạo cơ cấu thu gom là loại gồm 1 cơ cấu nâng và 1 cơ cấu lật.
3.1.2. Các phương án thiết kế bố trí hệ thống cuốn ép
Phương án 1 : Phương án ép rác dùng bàn lật

Hình 3-4 Phương án ép rác dùng bàn lật
1- Thùng rác; 2- Xi lanh nâng thùng rác; 3- Thùng phụ 4- Xi lanh bàn lật; 5- Bàn lật;
6- Xi lanh ép; 7- Máng chứa rác
Ưu điểm:
+ Kết cấu làm việc chính xác hiệu quả cao.


Tính tốn thiết kế xe ép rác trên cơ sở ISUZU NPR85K

Nhược điểm:
+ Kết cấu phức tạp, cồng kềnh.
+ Việc ép rác vào thùng chứa bằng bàn lật nhờ 4 xi lanh thủy lực với thao tác
điều khiển phức tạp.
Phương án 2 : Phương án ép rác dung bàn quay, bàn cào

Hình 3-5 Quá trình ép rác bàn quay, bàn cào
1- Thùng rác; 2- Xi lanh nâng thùng phụ; 3- Thùng phụ; 4- Xi lanh cuốn;
5- Xi lanh ép; 6- Bàn cào; 7- Cơ cấu nâng; 8- Xi lanh nâng; 9- Bàn quay.
Ưu điểm :
+ Kết cấu vững chắc , hoạt động ít hư hỏng.
Nhược điểm :
+ Kết cấu phức tạp, việc điều khiển nhiều thao tác.
+ Thời gian ép rác vào thùng tốn nhiều thời gian.
+ Lượng rác ép không lớn.
+ Giá thành đắt.


Tính tốn thiết kế xe ép rác trên cơ sở ISUZU NPR85K

Phương án 3 : Phương án ép rác dùng tấm ép di động

Hình 3-6 Quá trình ép rác dùng tấm ép di động
1- Thùng rác; 2- Xi lanh nâng thùng phụ; 3- Tấm ép di động; 4- Xi lanh cuốn;
5- Lưỡi cuốn; 6- Thùng phụ; 7- Cơ cấu nâng rác; 8- Thùng chứa rác;
9- Xi lanh nâng; 10- Xi lanh ép.
Ưu điểm :
+ Kết cấu bền vững, đảm bảo.
+ Điều khiển đơn giản, ít thao tác.
+ Làm việc ổn định độ tin cậy cao.

+ Nạp rác liên tục, thời gian ép rác vào thùng nhỏ.
Nhược điểm :
+ Tự trong của cơ cấu lớn. Do đó phải dùng loại xi lanh lực lớn.
Lựa chọn phương án : Từ những ưu điểm và nhược điểm của từng loại cơ cấu ép
rác ta quyết định lựa chọn cơ cấu ép rác sử dụng bàn trượt.
3.1.3. Các phương án thiết kế cơ cấu xả rác
Phương án 1 : Cơ cấu xả rác dùng phương án lật thùng chính

Hình 3-7 Xả rác dùng phương án lật thùng chính
1- Thùng phụ; 2- Xi lanh nâng thùng phụ; 3- Thùng chứa rác chính; 4- Xi lanh lật.
Ưu điểm :
+ Kết cấu thùng chính gọn gàng, tận dụng tối đa được thể tích chứa rác.
+ Tính toán lựa chọn xi lanh đơn giản.


Tính tốn thiết kế xe ép rác trên cơ sở ISUZU NPR85K

+ Do lực tác dụng trực tiếp giữa xilanh lực vào thùng xe không thông qua cơ cấu trung
gian nào nên độ tin cầy cao.
+ Dễ bố trí lắp đặt thích hợp cho việc nâng thùng.
+ Thời gian làm viêc ngắn
Nhược điểm :
+ Phải cải tạo lại khung xe để bố trí cơ cấu nâng hạ thùng.
+ Kém bền vững khi chịu lực theo phương ngang.
+ Phải cải tạo lại khung xe để bố trí cơ cấu nâng hạ thùng.
+ Khó khăn trong việc bố trí hệ thống thủy lực của xe.
Phương án 2 : Cơ cấu xả sử dụng xi lanh ống lồng

Hình 3-8 Cơ cấu xả sử dụng xi lanh ống lồng
1- Xi lanh xả rác; 2- Thùng chứa rác; 3- Xi lanh nâng thùng phụ; 4- Thùng phụ.

Ưu điểm :
+ Kết cấu đơn giản, gọn gàng dễ dàng cho việc chế tạo.
+ Tính toán lựa chọn xi lanh đơn giản địi hỏi độ chính xác khơng cao.
+ Diện tích chiếm chỗ của cơ cấu xả so với thùng không đáng kể => dễ bố trí lắp đặt,
tận dụng tối đa thể tích chứa rác.
+ Hệ thống thủy lực đơn giản.
Nhược điểm :
+Vì tác dụng trực tiếp nên lực tác dụng lên các chốt lớn. loại xi lanh ở đây là loại chuyên
dung nên giá thành cao. Việc thay thế sửa chữa khó khăn.
+ Kết cấu làm việc có độ tin cậy cao, ít xảy ra hư hỏng => kinh phí cho việc sữa chữa,
duy tu thấp.
Lựa chọn phương án: Từ những ưu điểm và nhược điểm của từng loại cơ cấu xả
ta quyết định lựa chọn cơ cấu xả sử dụng xi lanh ống lồng.


Tính tốn thiết kế xe ép rác trên cơ sở ISUZU NPR85K

3.1.4. Chọn phương án thiết kế bố trí chung cho xe ép rác trên cơ sở ISUZU NPR85K
Qua việc lựa chọn phương án thiết kế các cơ cấu ở trên ta quyết định chọn phương
án xe cuốn ép rác có bố trí chung như sau:
+ Thùng chứa rác kín.
+ Thùng phụ tách rời. Khi xả rác thùng phụ được nâng lên nhờ cặp xilanh thủy lực.
+ Cơ cấu cuốn ép sử dụng tấm ép di động.
+ Cơ cấu thu gom gồm có cơ cấu nâng thùng gom và cơ cấu lật thùng gom.
+ Cơ cấu xả đẩy rác ra ngoài sử dụng xilanh ống lồng
Ta lựa chọn xe cuốn ép rác trên cơ sở sat xi ISUZU NPR85K kết cấu tương tự như
phương án xe lựa chọn, nó có những ưu điểm sau:
- Chở rác kiểu thùng kín hệ thu gom rác thấp, không gây bụi và rơi vãi làm ơ
nhiễm mơi trương trong q trình thu gom rác và vận chuyển rác rất phù hợp với các
thành phố lớn đơng dân cư.

- Xe chở rác ISUZU NPR85K có khối lượng vận chuyển lớn hơn so với xe chở
rác thùng hở vì có hệ thống ép tận dụng hết khả năng chứa của thùng rác.
- Ơtơ có thể thu gom rác từ xe đẩy, hoặc đổ trực tiếp vào khoang nạp phù hợp với
khả năng công nghệ thu gom rác.
- Giá thành xe ép và chở rác hạ so với ơtơ cùng chủng loại nhập từ nước ngồi,
nó mang lại lợi nhuận kinh tế cao.
Phương án thiết kế tổng thể xe cuốn ép rác trên cơ sở ISUZU NPR85K

Hình 3-9 Tổng thể xe cuốn ép rác thiết kế
1- Hộp van phân phối; 2- Xi lanh bàn đẩy; 3- Thùng rác; 4- Xi lanh nâng thùng rác;
5- Bảng chắn di động; 6- Xi lanh bảng cuốn; 7- Bảng cuốn; 8- Xuồng rác;
9- Cơ cấu nâng gắp; 10- Thùng rác; 11- Xi lanh ép; 12- Thùng dầu;
13- Bơm dầu thủy lực; 14- Trục nối; 15- Bộ trích ly công suất.


Tính tốn thiết kế xe ép rác trên cơ sở ISUZU NPR85K

3.2. XÂY DỰNG THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA ÔTÔ THIẾT KẾ.
Ơ tơ thiết kế là ơ tơ chở rác thiết kế trên ơ tơ cơ sở ISUZU NPR85K có cơng thức
bánh xe 4x2, có các thơng số như sau:
Bảng 3-1: Các thông số kỹ thuật cơ bản của ô tô thiết kế.
Thông số

TT

Trị số

Kích thước bao(dài x Rộng x Cao) 6750 x 2060 x 2300
(mm)
Thơng

thước

số

kích Kích thước lịng thùng hàng (đáy 5000x 3900x 2070x 1890
lớn x đáy nhỏ x rộng x cao) (mm)
Chiều dài cơ sở (mm)

3845

Vết bánh xe trước/sau (mm)

1680/1525

Khối lượng bản thân (kg)

2345

Số người cho phép chở kể cả 3
Thơng số về trọng
người lái (người)
lượng
Khối lượng tồn bộ (kg)
7000
Tốc độ lớn nhất của ô tô (km/h)

105

Độ dốc lớn nhất ô tô vượt được 38
Thông số về tính (%)

năng chuyển động
Kiểu loại
4JJ - E2N
Loại nhiên liệu, số kỳ, số xilanh, Động cơ Diesel, 4 kỳ, 4

Động cơ

cách bố trí xilanh, cách làm mát.

xilanh thẳng hàng, làm
mát khí nạp

Dung tích xilanh (cm3)

2999

Công suất lớn nhất (kw)/ tốc độ 96/2800
quay (v/ph)
Mô men xoắn lớn nhất (N.m)/ tốc 330/1600
độ quay (v/ph)

Hộp số

Dẫn động

Dẫn động cơ khí

Số tay số

5 số tiến, một số lùi

Trợ lực toàn phần, điều chỉnh
được độ nghiêng, cao, thấp.
Hệ thống lái

Trước: Lá nhíp dạng e líp cùng
giảm chấn thủy lực


Tính tốn thiết kế xe ép rác trên cơ sở ISUZU NPR85K

TT

Thông số

Trị số

Sau: Nhíp chính và nhíp phụ gồm
các lá nhíp dạng bán e líp…

Hệ thống phanh

Phanh chính

Tang trống, dẫn động
thủy lực - trợ lực chân
không

Phanh đỗ

Phanh cơ khí, dạng tang
trống tác dụng lên trục ra
của hộp số

Hệ thống nhiên liệu Loại nhiên liệu
Thùng nhiên liệu
Hệ thống nhiên liệu Tiêu hao nhiên liệu

DIESEL
100 Lít
13 lít/ 100 km (Sử dụng
tại Việt Nam X 20%); tại
tốc độ 60 km/h

Hệ thống điện

Hệ thống tăng áp

Tuabin tăng áp và két làm
mát khí nạp

Điện áp định mức (V)

24

Bình ắc quy

02 bình; 12V-65Ahx2

Tính tốn thiết kế xe ép rác trên cơ sở ISUZU NPR85K

Chương 4 : THIẾT KẾ KỸ THUẬT.

4.1. THIẾT KẾ THÙNG HÀNG.
4.1.1. Thiết kế thùng chính.
4.1.1.1. Xác định các thơng số của thùng chính.
a. Các yêu cầu đối với thùng chứa rác kín.
Thùng chứa rác kín phải thỏa mản một số yêu cầu sau:
+ Đảm bảo có dung tích hợp lý để có thể chở được một lượng rác nhất định mà cụ thể
phải tận dụng được tối đa sức chở của xe cở sở.
+ Phải đảm bảo các quy định về kích thước lưu thông trên đường.
Chiều rộng không quá:
2,5 [m]
Chiều cao không quá:
4 [m]
b. Sơ bộ xác định kích thước thùng chứa rác.
Căn cứ bảng thông số kĩ thuật của sat xi ISUZU NPR85K:
+ Trọng lượng khi đầy tải là: 7000 [kG]
+ Trọng lượng khi không tải là: 2345 [kG]
Tham khảo một số mẫu xe cuốn ép rác hiện có ta thấy trọng lượng tồn bộ kết
cấu thép thùng chứa, người lái, hệ thống thủy lực cho loại xe cuốn ép rác khoảng: 1900
[kG].
+ Như vậy ta cần đóng thùng chở được lượng rác đã nén ép là:
Q = 7000 – 2345 - 1900 = 2755 [kG]
+ Theo số liệu thống kê của công ty Môi trường đô thị Đà Nẵng, trọng lượng riêng của
rác thải sinh hoạt là q = 0,3 ÷ 0,5 [Tấn/m3] (trọng lượng riêng của rác khi chưa ép), ta
chọn q= 0,3 [tấn/m3] để tính toán.
+ Do vậy thể tích thùng chứa rác thải được xác định:

V=

Q
[m3]
q.

(4.1)

Trong đó:
V -Thể tích thùng chứa rác, [m3]
Q-

Trọng lượng rác chuyên chở, [kG]

q - Trọng lượng riêng rác thải, [kg/m3]. q= 0,3 [tấn/m3]=300 [kG/m3]
 - Hệ số nén ép, tham khảo một số xe cuốn ép rác có trên thị trường ta chọn hệ số nén
của xe  =2


Tính tốn thiết kế xe ép rác trên cơ sở ISUZU NPR85K

Thế các đại lượng vào công thức (4.1) ta được:

V=

Q 2755
=
= 4,592 [m3]
q. 300.2

Bản thân thùng chứa rác còn dành một thể tích nhất định để bố trí cơ cấu đẩy xả
rác, do đó ở đây ta lấy thể tích thùng chứa rác tăng lên để bù vào khoảng trống do cơ
cấu xả chiếm chỗ, nên ta chọn V=5 [m3]

h

L2

60
B
L1

Hình 4-1 Hình dáng hình học của thùng chính
Thực tế thùng chứa rác kín có mặt cắt dọc dạng hình thang như hình (4-1) có các
thơng số cơ bảng sau:
+ B : Chiều rộng trong lòng thùng, [mm], chọn B=2070 [mm]
+ h : Chiều cao trong lòng thùng, [mm]
+ L1: Chiều dài đáy lớn, [mm], chọn L1=2600 [mm]
+ L2: Chiều dài đáy nhỏ, [mm]
Công thức xác định thể tích thùng chứa là:
h
V = ( L + L1 ) .B [m3]
2

(4.2)

Ta lựa chọn chiều dài đáy lớn L1= 2600 [mm] gần bằng chiều dài có thể bố trí
được trên sat xi ISUZU NPR85K
Chiều rộng lòng thùng xe B= 2000 [mm]
Theo kinh nghiệm tham khảo một số xe mẫu thực tế ta thấy rằng góc nghiêng 

nằm trong khoảng từ 600 ÷750 ta chọn α = 600 để tính toán thiết kế thùng chứa rác cho
xe.
Theo quan hệ hình học từ hình (4.1) ta có:
L2 = L1 −

h
h
= L1 −
tg
tg 60o

[mm]

(4.3)

Ta có công thức xác định thể tích thùng chứa rác là:
h
V = ( L2 + L1 ) .B [m3]
2

V = ( L1 + L1 −

h h
). .B [m3]
tg 2

(4.4)
(4.5)

Tính tốn thiết kế xe ép rác trên cơ sở ISUZU NPR85K

Thay các giá trị V, L, B,



vào biểu thức (4.5) ta được:
V= (2.2,6 -

h h
). .2 [m3]
tg 60 2

5 = 5,2h - 0,577h 2
Giải phương trình cho ta hai giá trị h = 1,095 [m] hoặc h = 7,91 [m].
Ta chọn giá trị h = 7,88[m] và loại giá trị h = 1,095 [m] để thỏa mãn điều kiện khi
xe lưu thơng trên đường thì h ≤ 4 [m].
Trong q trình thiết kế tính tốn ta chọn chiều cao thùng h=1,1[m]=1100[mm]
Thay h tìm được vào cơng thức [4.3] ta được:

L2 = L1 −

L2 = 2600 −

h
1100
= L1 −
tg
tg 60

1100
= 1965 [mm]
tg 60

Chọn L2= 1953 [mm] để tính toán.
Như vậy ta có thơng số cơ bản của thùng chứa rác như sau:
+ Chiều rộng trong lòng thùng:
+ Chiều cao trong lòng thùng:
+ Chiều dài đáy lớn:

B = 2000 [mm]
h = 1100 [mm]
L1 = 2600 [mm]

+ Chiều dài nhỏ lớn:
+ Dung tích thùng:

L2 =1965 [mm]
V = 5 [m3]

4.1.1.2. Kết cấu thùng chính.
Thùng chính dùng để chứa tồn bộ lượng rác, do vậy trong thùng chính có bố trí
cơ cấu xả để xả rác ra ngoài.
a. Kết cấu sàn thùng.
Kết cấu thùng chứa bao gồm hai phần:
- Phần kết cấu khung bao tạo hình dáng thể tích thùng và bao kín khối lượng rác
trong thùng.
- Phần kết cấu sàn thùng có nhiêm vụ đỡ toàn bộ kết cấu khung bao và khối lượng
rác trong thùng.
Kết cấu sàn thùng được biểu diễn như hình 2-2

Tính tốn thiết kế xe ép rác trên cơ sở ISUZU NPR85K

1
2
3

Hình 4-2 Kết cấu thép sàn thùng
1. Dầm dọc ; 2. Dầm ngang ; 3. Tơn lót sàn thùng.
Dầm dọc 1 là thép dập chữ u có nhiệm vụ chịu tải trọng toàn bộ thùng và trọng
lượng rác chứa trong thùng. Dầm dọc được đặt trực tiếp lên sát si xe cơ sở , do đó ta lựa
chọn khoảng cách giữa hai dầm dọc bằng với khoảng cách giữa hai thanh dọc của sát xi
xe cơ sở. Ta lựa chọn thép chế tạo dầm dọc có mặt cắt chữ u được dập từ thép tấm có
chiều dày δ = 4,5 [mm], chiều cao h = 120 [mm], bề rộng b = 52 [mm].

4.5

120

52

Hình 4-3. Tiết diện mặt cắt ngang của các dầm dọc
Dầm ngang 2 gồm 6 thanh thép dập chữ u được hàn cứng với dầm dọc và có
nhiệm vụ tăng cứng cho sàn thùng. Ta lựa chọn thép chế tạo dầm dọc có mặt cắt chữ u
được dập từ thép tấm có chiều dày δ = 4,5 [mm], chiều cao h = 80 [mm], bề rộng
b
= 40 [mm].

4.5

80

40

Hình 4-4. Tiết diện mặt cắt ngang của dầm ngang