Khảo sát tính toán thiết kế xe bơm bê tông ngang

..

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

KHẢO SÁT TÍNH TỐN THIẾT KẾ
XE BƠM BÊ TƠNG NGANG

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN XUÂN ĐẠI

Đà Nẵng – Năm 2018


TĨM TẮT
Tên đề tài: Khảo sát tính tốn thiết kế xe bơm bê tơng ngang
Nhóm sinh viên thực hiện:
TT
1

Họ tên sinh viên
Nguyễn Cao Hào

2 Lê Văn Kính
Chương 1: Tổng quan

Số thẻ SV

Lớp

103130120

13C4B

103130040

13C4A

Mục đích, ý nghĩa, cơng dụng, phân loại bơm bê tơng. Trình bày các thơng số kĩ
thuật của xe bơm bê tông, các thông số kĩ thuật của động cơ.
Chương 2: Giới thiệu các hệ thống chính trên xe bơm bê tơng ngang
Trình bày các các hệ thống chính trên xe bơm bê tông
Chương 3: Giới thiệu hệ thống truyền động thủy lực trên xe bơm bê tơng ngang
Trình bày các hệ thống thủy lực trên xe và nguyên lý làm việc. Sơ đồ mạch thủy
lực trên xe bơm bê tông và nguyên lý làm việc: sơ đồ mạch thủy lực tổng thể, sơ đồ
mạch thủy lực chân chống, sơ đồ mạch thủy lực quả lắc.
Chương 4: Tính tốn thiết kế xe bơm bê tơng ngang
Tính tốn chọn pittơng xy lanh bê tơng, tính từng xy lanh thủy lực bê tơng, tính
chọn bơm thủy lực, tính chọn động cơ, tính chọn bộ lọc, tính tốn thiết kế trạm nguồn,
Tính tốn kiểm nghiệm bơm chính, tính tốn bơm dẫn động chân chống, tính tốn các
van, tính tốn đường ống thủy lực.
Chương 5: Dựng mơ hình 3D xe bơm bê tơng bằng phần mềm catia
Giới thiệu phần mềm catia V5 R21, dựng mơ hình 3D xe bơm bê tơng, dựng mơ
hình khung vỏ xe
Chương 6: Mô phỏng mạch thủy lực bằng phần mềm Automation Studio 5.0
Giới thiệu phần mềm Automation Studio, xây dựng mạch thủy lực, mô phỏng
mạch thủy lực xe bơm bê tông ngang
Chương 7: Vận hành và bảo dưỡng xe bơm bê tơng
Quy trình, thời gian bảo dưỡng và sửa chữa.

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

VIỆT NAM

KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TT

Họ tên sinh viên
Nguyễn Cao Hào

1

2
Lê Văn Kính
1. Tên đề tài đồ án

Số thẻ SV

Lớp

Ngành

103130120

13C4B

Kĩ Thuật Cơ Khí

103130040

13C4A

Kĩ Thuật Cơ Khí

Khảo sát tính tốn thiết kế xe bơm bê tơng ngang
2. Đề tài thuộc diện: ☐Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
Catalogue trailer pumps S8000 series
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
a. Phần chung:
TT

Họ tên sinh viên

1

Nguyễn Cao Hào

2

Lê Văn Kính

Nội dung
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Giới thiệu các hệ thống chính trên xe bơm
bê tông ngang
Chương 3: Giới thiệu hệ thống truyền động thủy lực
trên xe bơm bê tông ngang
Chương 7: Vận hành và bảo dưỡng xe bơm bê tông

b. Phần riêng:
TT
1

Họ tên sinh viên
Lê Văn Kính

Nội dung
Chương 4: Tính tốn thiết kế xe bơm bê tơng ngang
4.6. Tính tốn kiểm nghiệm bơm chính
4.7. Tính tốn bơm dẫn động chân chống
4.8. Tính tốn các loại van thủy lực
4.9. Tính tốn đường ống
Chương 6: Mô phỏng mạch thủy lực bằng phầm mềm
automation studio 5.0
5.1. Giới thiệu phần mềm automation studio 5.0
5.2. Mô phỏng mạch thủy lực chính
5.3. Mơ phỏng mạch thủy lực chân chống


5. Các bản vẽ, đồ thị (ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):
a. Phần chung:

TT
1

Họ tên sinh viên
Nguyễn Cao Hào

2
Lê Văn Kính
b. Phần riêng:
TT
1

Họ tên sinh viên
Lê Văn Kính

Nội dung
Bãn vẽ tổng thể xem bơm bê tơng ngang
Bãn vẽ tổng thể mạch thủy lực chính

(A3)
(A3)

Nội dung
Bãn vẽ mạch thủy lực chân chống
Bãn vẽ mạch thủy lực cánh khuấy và bơm nước
Bãn vẽ kết cấu bơm chính
Bãn vẽ van một chiều và van an toàn
Bãn vẽ kết cấu bình tích năng

(A3)

(A3)
(A3)
(A3)
(A3)

6. Họ tên người hướng dẫn:
Th.S Nguyễn Võ Đạo

Phần/ Nội dung:
Thuyết minh và tính tốn
Bãn vẽ và đồ thị

7.Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 29/ 01/2018
8.Ngày hoàn thành đồ án: 28/05/2018
Đà Nẵng, ngày 28 tháng 05 năm 2018
Trưởng Bộ môn

Người hướng dẫn

Th.S Nguyễn Võ Đạo


LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển của đất nước, cơ sở hạ tầng cho ngành giao thơng vận tải
nói riêng và trên tất cả các lĩnh vực kinh tế xã hội nói chung đang phát triển rộng khắp.
Để phục vụ cho lĩnh vực này, máy cơng trình là một trong những cơng cụ chủ lực, góp
phần nâng cao năng suất và chất lượng các cơng trình
Ngày nay khoa học cơng nghệ của thế giới nói chung và nước ta nói riêng đã và
đang phát triển mạnh, đặc biệt là điều khiển tự động bằng thủy lực, khí nén, điện cũng

như điện tử. Trên các máy cơng trình ngày nay, hầu như tất cả chức năng điều khiển và
truyền động đều bằng thủy lực, đề tài đồ án tốt nghiệp em chọn cũng theo xu hướng
này, tên đề tài là “Tính tốn thiết kế xe bơm bê tơng ngang” và “Dựng mơ hình 3D
bằng phần mềm CATIA V5 R21”. Đề tài tốt nghiệp sẽ giúp em củng cố thêm những
kiến thức đã học, nâng cao và hiểu sâu hơn về khả năng ứng dụng của truyền động
thủy lực trên tất cả các lĩnh vực
Được sự giúp đỡ tận tình của Th.S Nguyễn Võ Đạo, quý thầy cô cùng các bạn,
với sự nỗ lực và cố gắng của bản thân, sau hơn ba tháng em đã hoàn thành đề tài tốt
nghiệp của mình. Vì thời gian có hạn, kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên khơng tránh
khỏi những thiếu sót. Em rất mong được q thầy cơ đóng góp thêm ý kiến để đề tài
của em được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng, em xin cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Th.S Nguyễn Võ Đạo, q thầy
cơ trong khoa Cơ khí giao thơng và trong trường Đại học Bách Khoa đã tận tình hướng
dẫn, giáo dục đào tạo em trong suốt 5 năm ở dưới mái trường Đại học.

Đà Nẵng ngày 28 tháng 05 năm 2018
Nhóm sinh viên thực hiện

Nguyễn Cao Hào
Lê Văn kính
i


CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan:
1. Những nội dung trong đồ án là do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của trực
tiếp của thầy Th.S Nguyễn Võ Đạo
2. Mọi tham khảo dùng trong đồ án đều được trích dẫn rõ ràng tên tác giả, thời
gian, địa điểm.

3. Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo hay gian trá, tơi xin
chịu hồn tồn trách nhiệm.
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Cao Hào
Lê Văn Kính

ii


MỤC LỤC

TÓM TẮT
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
LỜI NÓI ĐẦU .......................................................................................................... i
CAM ĐOAN...........................................................................................................ii
MỤC LỤC .............................................................................................................iii
DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ ................................................................ vi
DANH SÁCH CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ................................................. ix
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
Chương 1. TỔNG QUAN....................................................................................... 2
1.1. Mục đích, ý nghĩa đề tài ................................................................................... 2
1.1.1. Mục đích ....................................................................................................... 2
1.1.2. Ý nghĩa .......................................................................................................... 2
1.2. Công dụng, phân loại xe bơm bê tông ............................................................. 3
1.2.1. Công dụng ..................................................................................................... 3
1.2.2. Phân loại ....................................................................................................... 3
1.3. Giới thiệu chung về xe bơm bê tông ngang..................................................... 5
1.3.1. Cấu tạo chung ............................................................................................... 5
1.3.2. Các thông số kĩ thuật của xe bơm bê tông ngang ......................................... 5

Chương 2: CÁC HỆ THỐNG CHÍNH TRÊN XE BƠM BÊ TƠNG NGANG ..... 7
2.1. Hệ thống bơm tạo áp suất cho dầu .................................................................. 7
2.2. Hệ thống bơm bê tông ..................................................................................... 7
2.3. Hệ thống phân phối bê tông............................................................................. 9
2.3.1. Máng trộn ..................................................................................................... 9
2.3.2. Cánh khuấy ................................................................................................. 10
2.3.3. Quả lắc phân phối ....................................................................................... 11
2.4. Hệ thống chân chống ..................................................................................... 12
Chương 3: HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC XE BƠM BÊ TÔNG
NGANG ................................................................................................................ 13
3.1. Khái niệm về truyền động thuỷ lực................................................................ 13
3.1.1. Phân loại ..................................................................................................... 13
3.1.2.Yêu cầu của hệ thống truyền động thủy lực ................................................ 14
3.2. Các sơ đồ mạch thuỷ lực ................................................................................ 15
3.2.1. Sơ đồ mạch thuỷ lực chính ......................................................................... 15
3.2.2. Sơ đồ mạch thuỷ lực điều khiển chân chống .............................................. 17
3.3. Các thành phần cơ bản của hệ thống truyền động thuỷ lực xe bơm bê tông
ngang……………………………………………………………………………..18
3.3.1. Bơm thuỷ lực .............................................................................................. 18
3.3.2. Các cơ cấu điều khiển thiết bị dẫn động thuỷ lực ....................................... 23
3.3.3. Động cơ thuỷ lực ........................................................................................ 34
3.3.4. Thiết bị thuỷ lực phụ ................................................................................... 36
Chương 4: TÍNH TỐN MỘT SỐ CHI TIẾT CỦA HỆ THỐNG XE BƠM BÊ
TÔNG……………………………………………………………………………45
iii


4.1. Tính tốn thiết kê bơm bê tơng ...................................................................... 45
4.1.1. Tính chọn xy lanh bơm bê tơng .................................................................. 45
4.1.2. Tính chọn xy lanh chân chống.................................................................... 46

4.2. Tính chọn động cơ ......................................................................................... 48
4.2.1. Công suất xe ứng với vận tôc cực đại ........................................................ 48
4.2.2. Công suất cực đại ứng với vận tốc cực đại ................................................. 48
4.2.3. Công suất cực đại theo yêu cầu của động cơ .............................................. 49
4.2.4. Công suất thực tế của động cơ.................................................................... 49
4.2.5. Chọn loại động cơ....................................................................................... 49
4.2.6. Xậy dựng đường đặc tính của động cơ ....................................................... 50
4.3. Tính tốn hệ thống thủy lực của bơm bê tơng ............................................... 51
4.3.1. Tính chọn bơm thủy lực ............................................................................. 51
4.3.2. Vận tốc của pittong trong bơm bê tơng ...................................................... 52
4.4. Tính chọn bộ lọc ............................................................................................ 53
4.5. Tính tốn thiết kế trạm nguồn ....................................................................... 54
4.6. Tính tốn kiểm nghiệm bơm chính................................................................ 56
4.6.1. Tính tốn các kích thước cơ bản................................................................. 56
4.6.2. Tính lưu lượng do bơm tạo ra ..................................................................... 57
4.7. Tính tốn bơm dẫn động chân chống ............................................................ 59
4.7.1. Tính tốn các thơng số của bơm bánh răng ................................................ 59
4.7.2. Tính lưu lượng do bơm tạo ra ..................................................................... 60
4.8. Tính tốn các loại van thủy lực ..................................................................... 61
4.8.1. Tính chọn van tiết lưu ................................................................................. 61
4.8.2. Tính tốn van an tồn tác dụng trực tiếp .................................................... 62
4.9. Tính tốn đường ống ..................................................................................... 64
Chương 5: DỰNG MƠ HÌNH 3D XE BƠM BÊ TƠNG BẰNG PHẦN MỀM
CATIA…………………………………………………………………………..67
5.1. Giới thiệu phần mềm catia............................................................................. 67
5.2. Dựng mơ hình 3D xe bơm bê tơng ................................................................ 69
5.3. Mơ hình khung vỏ xe bơm bê tơng................................................................ 69
5.4. Dựng mơ hình cụm bơm bê tơng ................................................................... 70
Chương 6: MƠ PHỎNG MẠCH THỦY LỰC XE BƠM BÊ TÔNG NGANG BẰNG
PHẦN MỀM AUTOMATION STUDIO ............................................................. 71

6.1. Giới thiệu về phần mềm Automation Studio V5.0 ........................................ 71
6.1.1. Diagram Editor (Bộ soạn thảo biểu đồ)...................................................... 72
6.1.2. Simulation Toolbar (thanh công cụ mô phỏng).......................................... 73
6.1.3. Insert Toolbar (thanh công cụ chèn) ........................................................... 73
6.2. Mô phỏng mạch thủy lực chính trên xe bơm bê bơng ngang ........................ 74
6.3. Mô phỏng mạch thủy lực chân chống ........................................................... 75
Chương 7: VẬN HÀNH, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA XE BƠM BÊ TƠNG77
7.1. Vận hành xe bơm bê tơng Ngang .................................................................. 77
7.1.1. Vận hành xe cơ sở ...................................................................................... 77
7.1.2. Vận hành bơm bê tơng đến vị trí thi cơng .................................................. 77
7.1.3. Ra chân chống đỡ xe bơm bê tông. ............................................................ 78
7.1.4. Kiểm tra chức năng của bơm bê tông ......................................................... 78
7.2. Vận hành bơm bê tông................................................................................... 79
iv


7.3. Làm sạch ........................................................................................................ 80
7.4. Bảo dưỡng xe bơm bê tơng ngang ................................................................. 81
7.4.1. Quy trình bảo dưỡng hệ thống thủy lực ..................................................... 81
7.4.2. Thay dầu thủy lực ....................................................................................... 81
7.4.3. Thay lọc ...................................................................................................... 82
7.4.4. Thay ống dẫn dầu ....................................................................................... 82
7.4.5. Thay thế pittông bơm bê tông..................................................................... 83
KẾT LUẬN .......................................................................................................... 84
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 85

v


DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

Bảng 1.1 Các thơng số của xe bome bê tông ngang
Bảng 4.1 Các thông số của động cơ DEUTZ
Bảng 4.2 Bảng số liệu xây dựng đường đặc tính của động cơ
Bảng 4.3 Thơng số của bơm chính A4VG56
Bảng 4.4 Thơng số chọn m theo Z
Hình 1.1 Xe bơm bê tơng loại cần
Hình 1.2 Xe bơm bê tơng ngang
Hình 1.3 Xe bơm bê tơng tháp
Hình 1.4 Cấu tạo tổng thể xe bơm bê tơng ngang
Hình 2.1 Xilanh – pittơng bơm bê tơng
Hình 2.2 Máng trộn bê tơng
Hình 2.3 Cánh khuấy
Hình 2.4 Qủa lắc
Hình 3.1 Sơ đồ truyền động thủy lực thể tích, chuyển động tịnh tiến
Hình 3.2 Sơ đồ truyền động thủy lực thể tích, chuyển động quay
Hình 3.3 Sơ đồ mạch thủy lực chính
Hình 3.4 Sơ đồ mạch thủy lực chân chống
Hình 3.5 Bơm chính dẫn động bơm bê tơng
Hình 3.6 Qúa trình làm việc của bơm chính
Hình 3.7 Bơm dẫn động quả lắc
Hình 3.8 Bơm dẫn động chân chống
Hình 3.9 Van một chiều
Hình 3.10 Các vị trí đặt van một chiều
Hình 3.11 Van phân phối điều khiển bằng điện
Hình 3.12 Vị trí đặt van phân phối điều khiển bằng điện từ
Hình 3.13 Van phân phối điều khiển bằng tay
Hình 3.14 Vị trí đặt van phân phối điều khiển bằng tay
Hình 3.15 Van phân phối điều khiển bằng thủy lực
Hình 3.16 Vị trí đặt van phân phối điều khiển bằng thủy lực trong mạch chính

Hình 3.17 Kết cấu van an tồn
Hình 3.18 Sơ đồ bố trí van an tồn trong mạch thủy lực
vi


Hình 3.19 Van tiết lưu một chiều khơng điều chỉnh được
Hình 3.20 Các trạng thái làm việc của van tiết lưu
Hình 3.21 Vị trí đặt van tiết lưu một chiều
Hình 3.22 Xilanh thủy lực điều khiển bơm bê tơng
Hình 3.23 Mơ tơ thủy lực bánh răng
Hình 3.24 Bình chứa chất lỏng
Hình 3.25 Kết cấu bộ lọc dầu
Hình 3.26 Vị trí lắp bộ lọc
Hình 3.27 Két làm mát dầu bằng khơng khí
Hình 3.28 Sơ đồ bố trí làm mát thủy lực
Hình 3.29 Bình tích năng
Hình 3.30 Vị trí bình tích năng trong mạch thủy lực
Hình 3.31 Mối nối các ống dẫn
Hình 4.1 Sơ đồ phân bố lực lên xy lanh thủy lực
Hình 4.2 Sơ đồ tính tốn xy lanh chân chống
Hình 4.3 Động cơ hãng DEUTZ
Hình 4.4 Đường đặc tính ngồi động cơ DEUTZ
Hình 4.5 Sơ đồ tính tốn
Hình 4.6 Bộ lọc dầu
Hình 4.7 Kết cấu thùng dầu
Hình 4.8 Sơ đồ tính tốn các thơng số của bơm
Hình 4.9 Bơm bánh rang
Hình 4.10 Sơ đồ tính van tiết lưu
Hình 4.11 Sơ đồ tính van an tồn tác dụng trực tiếp
Hình 4.12 Lị xo

Hình 5.1 Giao diện phần mềm catia V5R21
Hình 5.2 Mơi trường làm việc Part Design
Hình 5.3 Mơi trường lắp ráp Assembly Design
Hình 5.4 Mơ hình 3D xe bơm bê tơng ngang
Hình 5.5 Mơ hình khung vỏ xe bơm bê tơng
Hình 5.6 Mơ hình cụm bơm bê tơng
Hình 5.7 Mơ hình cụm máng trộn bơm bê tơng
Hình 6.1 Giao diện chính của phần mềm Automation Studio V5.0
Hình 6.2 Những thành phần chính trong cửa sổ của bộ soạn thảo biểu đồ
Hình 6.3 Thanh cơng cụ để mơ phỏng của bộ soạn thảo biểu đồ
Hình 6.4 Thanh cơng cụ chèn
vii


Hình 6.5 Mạch thủy lực bơm bê tơng
Hình 6.6 Mơ phỏng mạch thủy lực bơm bê tơng
Hình 6.7 Mạch thủy lực chân chống
Hình 6.8 Mơ phỏng mạch thủy lực chân chống

viii


DANH SÁCH CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

KÍ HIỆU
Pms Lực ma sát giữa thành xilanh và pittông
Pc Trọng lượng cần và pittong của bơm bê tông
Pa Áp lực tác dụng lên pittơng thủy lực
F Diện tích mặt pittơng thủy lực
D Đường kính pittơng xy lanh lực

d Đường kính cần xy lanh thủy lực
p1 Áp suất dầu ở buồng công tác
p2 Áp suất dầu ở buồng chạy khơng
A1 Diện tích pittơng ở buồng cơng tác
A2 Diên tích piston ở buồng chạy khơng
ηck Hiệu suất cơ khí
FN Tải trọng tác dụng lên mỗi xy lanh khi không chứa bê tông
G Tổng trọng lượng xe
Rb Bán kính bánh xe
Vmax Vận tốc cực đại
 Sức cản lớn nhất của đường

f0 Hệ số cản lăn
k Hệ số cản khơng khí
F Diện tích cản chính diện
 Hệ số bám

 Hiệu suất hệ truyền động

Nv Công suất ứng với vận tốc cực đại
Nev Công suất cực đại ứng với vận tốc cực đại
a,b,c Hệ số Lay-Decman
v Hệ số dư lượng
 N Vận tốc góc
M N Momen của động cơ

d d , l Các kích thước của xilanh và hành trình pittơng

ix

nl Số lần bơm của hai xilanh trong 1 phút

 v Hiệu suất thể tích, đặt trưng cho sự mất mát thể tích và độ điền đầy bê tơng trong

xilanh bơm
Fa Diện tích mặt pittơng bơm bê tơng
va Vận tốc pittông trong bơm bê tông

Q Lưu lượng cần thiết do bơm chính cung cấp
q Lưu lượng riêng của bơm

V Thể tích dầu
Qb Lưu lượng của bơm
b Chiều dài của bể dầu
H Chiều cao của bể dầu
h Chiều cao của mức dầu trong bể
a Chiều rộng của bể dầu
S hành trình piston

D đường kính làm việc của đĩa nghiêng
D x đường kính của rơto trên đó phân bố các xilanh.

 góc nghiêng của đĩa bơm

m: tỉ số giữa đường kính vịng trịn chia Dx với đường kính xilanh d
 Q hệ số dao động lưu lượng

b là chiều rộng tương đối của bánh răng
kl max tỉ số giữa chiều dài lớn nhất của đường ăn khớp và mô đun của bánh răng,

lmax là chiều dài lớn nhất của đường ăn khớp,

µ hệ số lưu lượng;
Ax diện tích mặt cắt của khe hở
ρ khối lượng riêng của dầu
Δp tổn thất áp suất qua van tiết lưu;
nlx số vòng của lò xo
G moduyn đàn hồi của vật liệu dây lò xo
d là đường kính dây lị xo
x


Dtb là đường kính trung bình của lị xo
C là độ cứng của lò xo

xi


Khảo sát tính tốn thiết kế xe bơm bê tơng ngang

MỞ ĐẦU

Ở nước ta hiện nay, quá trình xây dựng các cơng trình nhà cao tầng, các cơng trình
xây dựng, …. địi hỏi cần phải giải quyết được cơng việc vận chuyển bê tơng tới các
cơng trình với khối lượng lớn mà lao động phổ thông không đáp ứng được. Xe bơm bê
tông ngang là một trong những loại máy được sử dụng để làm công việc này.
Sự phát triển của khoa học công nghệ đặc biệt là điều khiển tự động bằng thủy lực,
trên các xe bơm bê tông hiện nay hầu như tất cả chức năng điều khiển và truyền động
đều bằng thủy lực.
Với đồ án “Tính tốn thiết kế xe bơm bê tông ngang” này giúp em củng cố những

kiến thức đã học, hiểu hơn về hệ thống truyền động thủy lực trên xe bơm bê tông.
Đồng thời, giúp em hiểu kỹ nguyên lí làm việc, cách sử dụng, phương pháp vận hành,
quy trình bảo dưỡng và sửa chữa cũng như tầm quan trọng của xe bơm trong các lĩnh
vực liên quan đối với sự phát triển kinh tế đất nước.

Sinh viên thực hiên: Nguyễn Cao Hào
Lê Văn Kính

Hướng dẫn: Th.S Nguyễn Võ Đạo

1


Khảo sát tính tốn thiết kế xe bơm bê tơng ngang

Chương 1. TỔNG QUAN

1.1. Mục đích, ý nghĩa đề tài
1.1.1. Mục đích
Cùng với sự phát triển của đất nước, ngày nay các cơng trình xây dựng đã phát
triển một cách nhanh chóng và tồn diện ở nước ta. Chúng ta cần có những cơ sở hạ
tầng rộng khắp phục vụ đắc lực cho mọi hoạt động kinh tế và quốc phịng của nước
nhà. Các cơng trình xây dựng lúc đầu được thực hiện chủ yếu bằng tay chân, đến nay
đã tiến lên cơ giới hoá ở mức cao nhằm giảm sức lao động và tăng tính hiệu quả kinh
tế.
Trước những nhu cầu đó, địi hỏi chúng ta phải có những lựa chọn hợp lý đối với
các phương tiện thi công cơ giới cần thiết. Trong đó, xe bơm bê tơng đóng vai trị rất
quan trọng và gần như khơng thể thiếu trong các cơng trình xây dựng (cầu đường, dân
dụng, nhà máy, nhà xưởng...) Xe bơm bê tông được sử dụng rộng rãi ở các xí nghiệp
sản xuất bê tơng vì chúng nâng cao năng suất làm việc của cơ sở.

Để đáp ứng cho những cơng trình trên, hàng loạt xe bơm bê tơng hiện đại có tính
năng tiên tiến được nhập vào Việt Nam chủ yếu từ các nước: Mỹ, Đức, Ý, Úc, v.v...
Tuỳ theo yêu cầu công việc và khả năng đầu tư mà các doanh nghiệp có những lựa
chọn phù hợp cho mình. Do giá thành của xe cao nên hầu hết các xe được nhập về Việt
Nam đều đã qua sử dụng dẫn đến hay bị hư hỏng. Chính vì vậy việc tìm hiểu về xe
bơm bê tông sẽ giúp cho biết được kết cấu và nguyên lý làm việc của xe từ đó có thể
sửa chữa được các hỏng hóc của xe, có thể cải tiến được một số chi tiết để phù hợp với
điều kiện làm việc Việt Nam.
1.1.2. Ý nghĩa
Đề tài tính tốn xe bơm bê tông ngang không những giúp em bước đầu tìm hiểu
được kết cấu, ngun lí làm việc của xe mà còn tạo tiền đề cơ sở kĩ thuật để tìm hiểu
các loại xe cơng trình khác đang hoạt động. Từ đó giúp em có thể biết được nguyên lý
hoạt động và một số nguyên nhân hư hỏng của xe để biết được hướng sửa chữa bảo
dưỡng nhằm mục đích tăng tuổi thọ cũng như khả năng làm việc của các thiết bị trên
xe. Có như vậy mới đem lại hiệu quả kinh tế cho đơn vị sản xuất.

Sinh viên thực hiên: Nguyễn Cao Hào
Lê Văn Kính

Hướng dẫn: Th.S Nguyễn Võ Đạo

2


Khảo sát tính tốn thiết kế xe bơm bê tơng ngang

1.2. Công dụng, phân loại xe bơm bê tông
1.2.1. Công dụng
Xe bơm bê tông là xe chuyên dùng trong lĩnh vực xây dựng để vận chuyển bê tông
theo một đường ống dẫn bằng thép hoặc bằng vật liệu cao su từ xe vận chuyển bê tơng

đến vị trí thi cơng cần thiết mà không dùng nhiều đến nhân lực. Vị trí cần thiết như
chiều cao, độ sâu cũng như khoảng cách xa…
1.2.2. Phân loại
Bơm bê tông được phân loại theo hãng như sau: Puzmeiter, Everdigm, Junjil,
Sany…
Thông thường bơm bê tông được phân loại theo địa hình sử dụng có 3 loại bơm
chính như sau:
+ Bơm cần (Truck pump)
+ Bơm chuyển (Line pump)
+ Bơm ngang (tĩnh) (Trailer pump)
+ Bơm tháp (Placing pump)
a) Bơm bê tông cần Everdigm.
Là một thiết bị bơm bê tơng với cần nâng thay đổi hình dạng và xếp gọn trên nên
xe tải nặng Deawoo, Scania hoặc Mercedes.

Hình 1.1 Xe bơm bê tông loại cần
+ Ưu điểm: bơm bê tơng cần cơ động về di chuyển và có tầm vươn xa như cẩu
+ Nhược điểm: Do sử dụng cần dẫn để dẫn bê tông nên không được linh động
trong khi bơm.
b) Bơm bê tông ngang (tĩnh)
Là thiết bị bơm bê tông tĩnh tại được đặt cố định tại một vị trí trong cơng trường
có nhiệm vụ chuyển bê tông đến các khối đổ hoặc kết hợp với hệ thống bơm tháp.
Bơm tĩnh không thể tự di chuyển được nên khi di chuyển người tao thường dùng xe
kéo
Sinh viên thực hiên: Nguyễn Cao Hào
Lê Văn Kính

Hướng dẫn: Th.S Nguyễn Võ Đạo

3

Khảo sát tính tốn thiết kế xe bơm bê tơng ngang

. Hình 1.2 Xe bơm bê tơng ngang.
+ Ưu điểm: Bê tơng ngang có thể đưa từ điểm tiếp liệu đến vị trí thi cơng xa
hơn bơm cần.
+ Nhược điểm: do không sử dụng cần nên bị hạn chế về chiều cao.
c) Bơm tháp (Placing boom)
Là một thiết bị hổ trợ cho thi công bê tông. Cấu tạo là một trụ đỡ, trên đỉnh trụ có
gắn bệ đỡ và cần bơm của xe bơm cần. Hệ thống được ổng định bởi hệ đối trọng phía
sau. Khi hoạt động cần bơm có thể xoay quanh trục của nó với 3700.
Được cấp bởi nguồn điện xoay chiều 3 pha 380V dùng riêng cho hệ thống cần nên
đạt độ ổn định cao khi làm việc.

Hình1.3 Xe bơm bê tơng tháp.
Sinh viên thực hiên: Nguyễn Cao Hào
Lê Văn Kính

Hướng dẫn: Th.S Nguyễn Võ Đạo

4


Khảo sát tính tốn thiết kế xe bơm bê tơng ngang

1.3. Giới thiệu chung về xe bơm bê tông ngang
1.3.1. Cấu tạo chung

Hình 1.4 Cấu tạo xe bơm bê tơng ngang

1-Đầu thốt bê tơng; 2-Phiểu trộn bê tơng; 3-Xilanh điều khiển quả lắc; 4-Tủ điều
khiển; 5-Vỏ xe; 6-Khung xe; 7-Cửa xả bê tơng; 8-Bánh xe di chuyển; 9-Nhíp; 10-Chân
chống.
Xe bơm bê tơng ngang là xe có các hệ thống làm việc được đều khiển bằng thuỷ
lực, có rất nhiều hãng sản xuất trong đó tại hãng JACON (Cty liên doanh Úc-Việt
Nam) sản xuất hoàn toàn tại KCN Nhơn Trạch, Đồng Nai. Quả lắc hình chữ S, cơ cấu
di chuyển bằng bánh lốp và dùng rơ móc để kéo, sử dụng động cơ diesel, 6 xi lanh
dùng turbo tăng áp.
Hệ thống chân chống giúp cho xe được ổn định trong khi làm việc, hệ thống này
được dẫn động bằng dầu thuỷ lực từ bơm pittông rôto hướng trục thân nghiêng.
Hệ thống bơm bê tơng có nhiệm vụ hút bê tơng vào từ máng trộn và đẩy chúng
đến đường ống dẫn bê tơng, bơm chính tạo áp suất dẫn động cho hệ thống là bơm
piston rôto hướng trục kiểu đĩa nghiêng đảo chiều cung cấp được. Để đảo chiều làm
việc của các pittông trong bơm bê tông người ta lắp trên xilanh bơm các cảm biến
hành trình khi các pittơng trong bơm bê tơng đến cuối hành trình làm việc thì cảm biến
sẽ phát tín hiệu để điều khiển đĩa nghiêng trong bơm chính nhằm thay đổi hướng cung
cấp chất lỏng đến hai xilanh bơm bê tông.
1.3.2. Các thông số kĩ thuật của xe bơm bê tông ngang
Các thông số kỹ thuật cơ bản của xe bơm bê tông ngang.

Sinh viên thực hiên: Nguyễn Cao Hào
Lê Văn Kính

Hướng dẫn: Th.S Nguyễn Võ Đạo

5


Khảo sát tính tốn thiết kế xe bơm bê tơng ngang

Bảng 1.1 Các thông số của xe bơm bê tông.
Tên thơng số

STT

Giá trị

1

Động cơ

-

Loại

Điezen

-

Cơng suất cực đại

134

-

Tốc độ quay vịng lớn nhất

1800

Đơn vị

kW

v ph

2 Xe Xe bơm
-

Mã hiệu

-

Chiều dài toàn bộ xe

5270

mm

-

Chiều rộng toàn bộ xe

2070

mm

-

Chiều cao toàn bộ xe

2180

mm

-

Khối lượng tồn bộ xe

5560

Kg

90

m3 / h

JACON

Bơm bê tơng

3
-

Cơng suất bơm bê tơng tối đa

-

Áp suất bơm lớn nhất

350

Bar

-

Đường kính xilanh bơm bê tông

200

mm

-

Chiều dài bơm bê tông

1,44

m

-

Số dao động của quả lắc

36

l ph

-

Đường kính ống thốt

125

mm

Khả năng bơm cao

140

m

Khả năng bơm xa

520

m

-

Sinh viên thực hiên: Nguyễn Cao Hào
Lê Văn Kính

Hướng dẫn: Th.S Nguyễn Võ Đạo

6


Khảo sát tính tốn thiết kế xe bơm bê tơng ngang

Chương 2: CÁC HỆ THỐNG CHÍNH TRÊN XE BƠM BÊ TÔNG NGANG

2.1. Hệ thống bơm tạo áp suất cho dầu
Bơm là một bộ phận của truyền động thủy lực. Nó biến cơ năng của động cơ chính
thành năng lượng của dòng chất lỏng và đưa đến các hệ thống làm việc. Trên xe bơm
bê tông ngang các hệ thống được điều khiển bằng thủy lực bao gồm:
+ Hệ thống chân chống.
+ Hệ thống bơm bê tông.
+ Hệ thống điều khiển quả lắc.
Các hệ thống được dẫn động bằng các bơm độc lập. Trên xe bơm bê tông ngang để
tạo áp suất dầu điều khiển hệ thống bơm bê tông người ta dùng loại bơm thủy lực
pittông rôto hướng trục đĩa nghiêng đảo chiều được, bơm pittông rôto hướng trục thân
nghiêng dùng để dẫn động chân chống, bơm bánh răng để tăng cường cho hệ thống khi
làm việc với công suất lớn, bơm pittông hướng trục đĩa nghiêng được để dẫn động quả
lắc.
2.2. Hệ thống bơm bê tông
Sơ đồ nguyên lý của hệ thống bơm bê tông được thể hiện trên hình 2-1. Hệ thống
này có nhiệm vụ tiếp nhận dầu thủy lực có áp suất cao từ bơm chính và biến nó thành
cơ năng để thực hiện q trình chuyển động tịnh tiến trong thân xialnh (8) đẩy bê tông
từ máng trộn đến đường ống dẫn bê tông.
Bộ phận công tác của bơm gồm hai cụm xilanh pittông thủy lực. Hai cụm này
được nối thông với nhau và được dẫn động bằng bơm thủy lực. Có hai phương pháp
nối ống dẫn dầu từ bơm chính đến bơm bê tơng.
+ Phương pháp nối ở đầu cần pitttông: cho phép nâng cao năng suất làm việc
của bơm bê tông lên 109m 3 / h trong khi đó áp suất làm việc của bơm chỉ đạt đến giá trị
7MPa do đó thường nối ống kiểu này đối với nhưng vị trí bơm bê tông không quá xa

hoặc quá cao.
+ Phương pháp nối ở sau đi pittơng (hình 2-1): làm năng suất làm việc của
bơm bê tơng chỉ đạt cịn 65m 3 / h nhưng áp suất làm việc của bơm rất lớn, vào khoảng
11MPa . Thường nối ống kiểu này để bơm bê tơng ở những vị trí tương đối cao và xa.

Có thể giải thích được nguyên nhân trên như sau: ứng với số vịng quay nhất định
của động cơ thì tốc độ của bơm chính cũng đạt một giá trị nhất định. Lưu lượng và áp
suất dầu lại phụ thuộc vào số vòng quay của bơm giá trị của chúng cũng khơng thay

Sinh viên thực hiên: Nguyễn Cao Hào
Lê Văn Kính

Hướng dẫn: Th.S Nguyễn Võ Đạo

7


Khảo sát tính tốn thiết kế xe bơm bê tơng ngang

đổi. Lưu lượng Q = S  v trong đó S là tiết diện của xilanh, v là vận tốc chuyển động
của dòng chất lỏng. Khi nối ống ở đầu cần pittơng thì dầu được đưa từ bơm chính vào
trực tiếp ở đây, do tiết diện S bé mà lưu lượng Q lại có giá trị khơng đổi nên làm cho
vận tốc dòng chất lỏng tăng lên dẫn đến làm tăng tốc độ của bơm bê tông lên. Lưc tác
dung lên diện tích mặt pittơng F = p  S trong đó p áp suất dầu từ bơm chính. Khi nối
ống ở cần pittông do tiết diện S bé mà áp suất p lại không đổi nên làm giảm lực tác
dụng lên mặt pittông (7) dẫn đến làm giảm lực tác dụng lên pittông (8). Đối với
phương pháp nối ống ở đi pittơng thì giải thích ngược lại.
Pittơng bơm bê tông (2) và pittông thủy lực (5) được nối với nhau thơng qua khớp
nối (3). Trong q trình làm việc pittông (2) tiếp xúc thường xuyên với bê tông bám
trên thành xilanh (1) nên dễ bị ăn mịn, khi đó ta tháo khớp nối để thay mới pittông
bơm. Do làm việc liên tục nên thành xilanh bơm bê tông (1) xilanh (4) nóng lên và
chúng truyền nhiệt qua pittơng bơm bê tông (2) và pittông thủy lực (5) đến cần (8). Để
làm giảm nhiệt độ của hệ thống hai cần pittơng được đặt trong bể chứa nước (7) và nó
sẽ giảm nhiệt độ cho hệ thống.

Nguyên lý làm việc của hệ thống: (đối với cách lắp ống ở đầu cần pittơng như hình
2-1).
Bê tơng được cho vào phễu nạp liệu, motor khuấy được kích hoạt để trộn bê tơng
liên tục. Khi kích hoạt cơng tắc bơm trên tủ điện thì van điện sẽ mở và cấp dòng thủy
lực cho hệ thống quả lắc chuyển vị trí và đồng thời một xi lanh điều khiển sẽ thực hiện
tuần tự hút bê tơng vào lịng xy lanh bê tơng và xi lanh điều khiển cịn lại sẽ thực hiện
ép bê tơng từ lịng xy lanh bê tơng qua quả lắc đẩy bê tơng vào hệ thống ống chuyển.
Dầu có áp suất cao từ bơm chính được đưa đến pittơng (5) phía trên thực hiện quá
trình đẩy trong xilanh (1) vào quả lắc (9) đồng thời do hai cụm xilanh pittông thủy lực
(5) được nối thơng với nhau nên khi pittơng (5) phía trên đi qua trái thì nó đẩy pittơng
(5) phía dưới về bên phải để thực hiện quá trình hút bê tông vào trong xilanh bơm bê
tông (1) bên dưới. Sau khi pittơng (2) phía trên đã đẩy hết bê tơng ra khỏi xilanh, cảm
biến điện từ đặt ở cuối hành trình của pittơng sẽ đưa tín hiệu đến để điều khiền van
phân phối điện từ thực hiện quá trình đảo chiều làm việc của bơm bê tông. Lúc dầu
cao áp lại được đưa đến xilanh (5) bên dưới để thực hiện việc đẩy bê tơng ra khỏi
xilanh. Q trình này được lặp đi lặp lại liên tục nhờ đó bê tông được vận chuyển đến
đường ống đều đặn.

Sinh viên thực hiên: Nguyễn Cao Hào
Lê Văn Kính

Hướng dẫn: Th.S Nguyễn Võ Đạo

8


Khảo sát tính tốn thiết kế xe bơm bê tơng ngang

1

2

3

4

5

Chuø
n

Nả
p

9

8

7

6

Hình 2.1 Xilanh - pittơng bơm bê tơng.
1- Xilanh bơm bê tông; 2-Pittông bơm bê tông; 3-Khớp nối; 4-Xilanh thủy lực; 5Pittông thủy lực; 6-Ống nối thông giữa hai khoan xilanh thủy lực; 7-Bể chứa nước; 8Cần pittông; 9-Quả lắc.
Đặc điểm làm việc của bơm bê tông tiếp xúc trực tiếp với hỗn hợp bê tông nên dễ
xảy ra hiện tượng bị mài mịn, đồng thời nó cũng làm việc trong điều kiện chịu va đập
và áp suất cao nên vật liệu chế tạo và hình dáng kích thước của nó địi hỏi phải nhà chế
tạo phải có trình độ kỹ thuật cao.
2.3. Hệ thống phân phối bê tông
2.3.1. Máng trộn

Là nơi hỗn hợp bê tông tươi được tập trung lại và được trộn đều trước khi được
hút vào bơm bê tơng. Phía trên của máng trộn đặt tấm lưới sắt để ngăn khơng cho các
vật liệu có kích thước lớn hơn mắt lưới lọt xuống máng làm hỏng bơm. Để thuận lợi
cho việc bơm bê tông người ta đặt máng trộn phía sau cùng của xe, với cách bố trí này
thì các xe vận chuyển bê tơng có thể đổ trực tiếp bê tông từ bồn chứa sang xe bơm mà
không cần đường ống dẫn. Vật liệu chế tạo máng là thép không gỉ chịu áp lực cao,
được hàn từ các tấm thép lá. Do hai miệng hút của bơm bê tơng đặt phía trên đáy máng
nên sau khi bơm xong vẫn cịn sót lại bê tơng ở đáy đơng kết lại và làm giảm thể tích
buồng chứa của máng. Để khắc phục hiện tượng này thì một cửa thoát được đặt bên
dưới đáy máng, sau khi vệ sinh máng ta chỉ cần mở cửa là vật liệu được đưa ra khỏi
máng.

Sinh viên thực hiên: Nguyễn Cao Hào
Lê Văn Kính

Hướng dẫn: Th.S Nguyễn Võ Đạo

9


Khảo sát tính tốn thiết kế xe bơm bê tơng ngang

Hình 2.2 Máng trộn bê tơng
1-Mơ tơ điều khiển cánh khuấy; 2-Máng trộn bê tông; 3-Khớp nối xy lanh quả lắc với
van S; 4-xy lanh điều khiển quả lắc; 5- Cữa xả; 6-Đầu ra bê tông, 7-Cửa đẩy bê tông;
8-Qủa lắc (van chuyển S).
Quả lắc phân phối được điều khiển bởi hai xilanh đặt đối xứng và làm việc ngược
nhau. Khi dầu thủy lực được cung cấp đến một trong hai xilanh làm việc thì hộp nối
hai đầu xilanh sẽ chuyển động qua lại làm cho tấm lắc chuyển động. Do tấm lắc nối
với vai quả lắc bằng bulông nên quả lắc chuyển động theo để đảm bảo miệng của quả

lắc ln tì vào miệng của bơm bê tơng. Đầu pít tơng và xilanh điều khiển có dạng cầu
để đảm bảo cho chúng có thể xoay một góc tương đối nhỏ mà khơng bị bó kẹt. Tại các
đầu liên kết này ln có đường dẫn dầu đến để bơi trơn.
2.3.2. Cánh khuấy
Cánh khuấy được đặt trong máng trộn và được dẫn động bằng bơm thủy lực. Cánh
khuấy làm việc liên tục vừa để đảm bảo cho bê tông không bị đơng kết vừa đảm bảo
cho q trình hút bê tơng được dễ dàng. Do kích thước máng trộn tương đối bé nên chỉ
có thể bố trí hai cánh khuấy, các cánh khuấy được làm từ thép hợp kim có khả năng
chịu mài mòn và va đập. Cánh khuấy nối với trục của nó bằng bulơng tạo điều kiện
thuận lợi cho việc thay thế khi cánh bị hư hỏng.

Sinh viên thực hiên: Nguyễn Cao Hào
Lê Văn Kính

Hướng dẫn: Th.S Nguyễn Võ Đạo

10