Đồ án tốt nghiệp thiết kế hệ thống truyền lực cho xe nâng hàng tải tọng 5 tấn

Đồ án tốt nghiệp
K46

Lê mạnh cờng ôtô -

Chơng 1

Tổng Quan Về xe nâng hàng

1. định nghĩa
Xe nâng hàng là loại xe chuyên dùng phục vụ vào việc vận
chuyển, bốc xếp, nâng hạ hàng hoá và đợc thiết kế dựa trên xe
cơ sở có bổ xung thêm các thiết bị nâng hạ.
Các xe nâng hàng có các phơng án dẫn động rất đa dạng nh :
dẫn động bằng điện, dẫn động băng cơ khí, thuỷ lực hay kết
hợp cơ khí và thuỷ lực Và cơ cấu nâng hạ cũng có nhiều phơng án nh cơ khí, thuỷ lực
2. Công dụng và phạm vi hoạt động
2.1. Công dụng
Trong đời sống xà hội ngày càng phát triển đòi hỏi con ngời
phải biết áp dụng những tiến bộ của khoa học kĩ thuật vào sản
suất để nâng cao năng suất lao động và giảm chi phí trong sản
suất. Vì vậy xe nâng hàng ra ®êi víi sù ¸p dơng c¸c tiÕn bé
trong khoa häc kĩ thuật ứng dụng trong sản xuất đà giúp con ngời
có thể nâng hạ và di chuyển hàng hoá một cách dễ dàng với tải
trọng nâng lớn, lên tới vài tấn .
2.2. Phạm vi hoạt động

1


Đồ án tốt nghiệp

K46

Lê mạnh cờng ôtô -

Xe nâng hàng đợc sử dụng rộng rÃi trong các công ty, nhà máy,
xí nghiệp
bến cảng để xếp dỡ hàng hoá. Tuỳ vào tải trọng hàng hoá mà
ta sử dụng
các loại xe nâng hàng có tải trọng khác nhau.
Hiện nay có rất nhiều hÃng xe sản xuất loại xe này nh
KOMATSU, NISSAN, TOYOTA
3. Cấu tạo chung của xe nâng hàng
3.1. Sơ đồ cấu tạo

1

2
5
3

4

Hình 1: Sơ đồ chung của xe nâng hàng.
Cấu tạo:
1. Giá nâng .
2. Xi lanh điều khiển nâng h¹.

2

Đồ án tốt nghiệp
K46

Lê mạnh cờng ôtô -

3. Xi lanh điều khiển góc nghiêng cho giá.
4. Càng nâng.
5. Đối trọng.
3.2. Cơ cấu nâng hàng

4

1
2

5

3
7

6

Hình 2: Sơ đồ cơ cấu nâng hàng
Cấu tạo :
1. Xích nâng

5. Cần piston

2. Thanh đỡ giá nâng

6. Khung xe

3. Giá nâng hàng

7. Lỗ dầu vào

4. Chốt piston
3.2.1 Giá nâng hàng
Giá nâng hàng đợc cấu tạo bởi hai tấm thép uốn hình chữ
nhật vát dần đầu về dàn nâng với độ dày tấm là 5mm. Giá
3


Đồ án tốt nghiệp
K46

Lê mạnh cờng ôtô -

nâng hàng đợc di chuyển lên xuống nhờ lực kéo của xích, kéo
giá trợt theo rÃnh của thanh đỡ giá nâng. Do trọng tải nâng lớn nên
giá nâng hàng phải đảm bảo độ cứng vững trong suốt quá
trình nâng hạ cũng nh khi xe di chuyển.
3.2.2 Thanh đỡ giá nâng hàng
Thanh đỡ giá nâng hàng có kết cấu hình chữ U vật liệu là
thép, thanh đỡ giá nâng còn có bộ phận cố định thanh đỡ với
đầu trên của xilanh để khi pitông đi lên kéo theo đầu trên
xilanh đi lên và thanh đỡ trong cũng đợc nâng lên trợt trên thanh
đỡ cố định.
Xilanh lực
Tác dụngtạo ra lực nâng nhờ hệ thống truyền lực qua bộ phận

xích kéo giá nâng hàng lên. do đó xilanh này phải đợc thiết kế
để đảm bảo độ cứng vững và đủ áp suất để thắng đợc trọng
lợng của hàng hoá.
Xích tải
Xích tải có nhiệm vụ tạo lực kéo để nâng hạ hàng hoá đồng
thời cũng là một cơ cấu an toàn trong quá trình nâng hạ, việc cố
định hàng ở một vị trí nào đó trong khi nâng hạ đợc điều
khiển bằng dòng chất lỏng và có đình bằng cơ cấu cóc hÃm.
kích thích xích tải tuỳ thuộc vào trọngt ải của cần treo.
Xilanh điều khiển
Để việc bốc xếp hàng đợc thuận tiện, ngời ta bố trí thêm hai
xilanh lực hai bên, một đầu gắn vào thân thanh đỡ giá nâng
hàng và một đầu gắn vào khung xe. Hai xilanh lực này có tác

4


Đồ án tốt nghiệp
K46

Lê mạnh cờng ôtô -

dụng điều khiển độ nghiêng của giá nâng hàng nên xilanh lực ở
đây dùng xilanh lực hai chiều.
Sơ đồ kết cấu cơ cấu nâng hàng
Cấu tạo:
1. Piston.

5. Giá đỡ.

2. Vỏ xilanh lực.
3. Hàng hoá.

6. Xích tải.
7. Đầu piston và con lăn xích tải.

4. Chốt piston.

Hình 3 : Sơ đồ kết cấu cơ cấu nâng hàng
Thông thờng để thực hiện quá trình nâng hạ trên xe ngời ta
dùng hệ thống thuỷ lực đợc dẫn động từ động cơ đốt trong. Để
thực hiện việc nâng hạ hàng hoá lên hoặc xuống ngời ta điều
khiển van phân phối để thay đổi áp suất của dòng chất láng
vµo xilanh lùc.
5


Đồ án tốt nghiệp
K46

Lê mạnh cờng ôtô -

Trên xe nâng hàng hiện có hai loại:
- Loại dùng một xilanh
- Loại dùng hai xilanh
Loại dùng một xilanh thờng gặp trên xe có sức nâng nhỏ hơn
2,5 tấn, loại dùng hai xilanh thờng gặp trên những xe có sức nâng
lớn hơn 2,5 tÊn.
4. HƯ thèng trun lùc
HƯ thèng trun lùc trªn xe nâng hàng có thể bố trí theo

nhiều phơng án khác nhau. Những việc bố trí các phơng án cần
phải phù hợp với kích thớc, kết cấu và phạm vi hoạt động của từng
trờng hợp cụ thể.
Để lực chọn đợc một hệ thống truyền lực thích hợp cần phải
bảo đảm chỉ tiêu sau:
- Đảm bảo đúng kết cấu đà quy định
- Đảm bảo truyền hết mômen cần thiết
- Đảm bảo giá thành và công nghiệp sản xuất hợp lý
- Đảm bảo điều khiển dễ dàng
5. Các phơng án truyền lực cho xe nâng hàng
5.1. Truyền động điện

6


Đồ án tốt nghiệp
K46

Lê mạnh cờng ôtô -

1

2

3

4

Hình 4 : Sơ đồ truyền động điện
Cấu tạo

1. Ăc quy
2. Biến trở
Nguyên lý hoạt động

3. Môtơ điện
4. Cầu chủ động

Khi mở khoá điện dòng điện đi từ ắc quy đến biến trở. Khi
xe chỉ nổ máy không hoạt động biến trở ở vị trí lớn nhất, khi đó
dòng điện bị triệt tiêu gần hết ở biến trở nên không thể quay đợc môtơ điện. Khi xe hoạt động tuỳ theo trờng hợp xe đi nhanh
hay chậm để thay đổi giá trị biến trở, làm môtơ điện quay,
kéo theo cầu quay chủ động quay, dẫn đến các bánh xe chủ
động quay.
Ưu điểm
- Làm việc không có tiếng ồn.
- Điều khiển nhẹ nhàng.
- Không có ô nhiễm môi trờng.
Nhợc điểm
7


Đồ án tốt nghiệp
K46

Lê mạnh cờng ôtô -

- Thời gian sử dụng của xe thấp do thiết bị đi kèm theo yêu
cầu phải đồng bộ
- Công suất bị giới hạn dẫn đến phạm vi sử dụng bị hạn chế
chỉ sử dụng ở trong nhà máy xí nghiệp và sân bay nơi có

địa hình tơng đối bằng phẳng
- Độ bền của ắc quy thấp do điều kiện làm việc của xe luôn
thay đổi, trong quá trình sử dụng phải nạp điện cho ắc
quy sau mỗi khoảng thời gian nhất định, do đó xe không
thể di chuyển đến địa điểm xa.
- Độ tin cậy thấp, ắc quy cần phải đợc chăm sóc đúng định
lỳ, trọng lợng của ắc quy lớn.
5.2. Truyền động cơ khí

1

2

3

5

4

Hình 5: Sơ đồ truyền động cơ khí
Cấu tạo:
1. Động cơ
2. Ly hợp

3. Hộp số
4. Các đăng

5. Cầu chủ ®éng

8

Đồ án tốt nghiệp
K46

Lê mạnh cờng ôtô -

Nguyên lý hoạt động
Khi bật khoá điện động cơ nổ, ly hợp ở vị trí đóng, mômen từ
động cơ xe đợc truyền đến ly hợp qua hộp số đến cácđăng
đến cầu chủ động và làm bánh xe quay dẫn đến xe chuyển
động. Khi xe đứng yên không hoạt động, bánh răng hộp số đợc
gài ở vị trí trung gian, mômen sẽ không truyền đợc đến bánh xe
chủ động. Xe chạy tiến có hai số, số 1 để chạy khi có tải nặng
hoặc khi vợt trớng ngại vật, số 2 chạy khi không tải. Khi muốn lùi ta
chỉ cần tác động vào cần số để gài số lùi dẫn đến chiều quay
cuả bánh xe sẽ thay đổi.
Ưu điểm
- Hiệu suất truyền lực cao
- Độ tin cậy của hệ thống cao
- Chế tạo đơn giản
- Gia thành rẻ
Nhợc điểm
- Gây ra tiếng ốn lớn
- Ô nhiễm môi trờng do khí xả động cơ thoát ra
- Bố trí các cụm phụ thuộc vào nhau
5.3. Hệ thống trun ®éng thủ ®éng

9

Đồ án tốt nghiệp
K46

Lê mạnh cờng ôtô -

1

2

4

3

Hình 6: Sơ đồ hệ thống truyền động thủy động
Cấu tạo:
1. Động cơ
3. Hộp số
2. Biến mô
4. Các đăng
Nguyên lý hoạt động.

5. Cầu chủ động

Phơng án chỉ khác so với phơng án 2 ở chỗ thay thế cụm ly hợp
bằng biến mô thuỷ lực. Nh vậy mômen của động cơ sẽ đợc
truyền qua biến mô nhờ biến mô mà mômen truyền qua hộp số
nó có thể tăng lên để khắc phục lực cản làm tăng khả năng cơ
động của xe.
Ưu điểm .

- Có thể thay đổi đợc mômen từ động cơ truyền đến bánh
xe.
- Thời gian tăng tốc ngắn.
- Truyền động êm dịu.
Nhợc điểm.
- Kết cấu của biến mô phức tạp khó chế tạo, yêu cầu độ
chính xác cao dẫn đến giá thành ®¾t.
5.4. Trun ®éng thủ lùc thĨ tÝch

10

5


Đồ án tốt nghiệp
K46

Lê mạnh cờng ôtô -

1

2

3

8

4

5

6

10

9

11

12

13

7

Hình 7 : Sơ đồ hệ thống truyền động thuỷ lực
thể tích
Cấu tạo :
1. Tiết lu và van một chiều

7. Van phân phối

song song
2. Bơm thuỷ lực

8. Xilanh điều khiển

3. Động cơ nhiệt

nâng hạ

9. Xilanh thay đổi góc

4. Quạt mát
5. Lọc dầu
6. Van an toàn
Nguyên lý hoạt động

nghiêng
10. Động cơ thuỷ lực
11. Hộp số
12. Cầu chủ động

Dầu từ thùng dầu đợc lọc qua bộ lọc dầu 5 để loại bỏ những
cặn bẩn có trong dầu qua thùng bơm thuỷ lực 2 dầu đợc tăng áp
để đến các cơ cấu phân phối. Nhờ các van phân phối này mà
11


Đồ án tốt nghiệp
K46

Lê mạnh cờng ôtô -

chúng ta có thể dễ dàng điều khiển xe di chuyển hay nâng hạ
hàng hoá. Muốn cho xe chuyển động ta chỉ việc điều khiển van
phân phối để dầu đến động cơ thuỷn lực làm quay trục ra của
bơm tạo mômen làm cho bánh xe chuyển động, muốn xe chạy
tiến hay lùi chỉ việc điều khiển van phân phối để thay đổi đờng cấp đến động cơ thuỷ lực. Muốn nâng hạ hàng hoá ta chỉ
việc cấp dầu đến xilanh lực đẩy pitông xilanh lực nâng đi lên
thực hiện quá trình nâng hàng hoá. Bơm có khả năng tự điều

chỉnh lu lợng nhờ cơ cấu điều khiển tự động gồm pitông và
xilanh lực điều chỉnh độ nghiêng của đĩa nghiêng. Xilanh này
hoạt động là do ta chích một đờng dầu từ đầu ra của bơm tác
dụng trở lại nhờ xilanh điều khiển độ nghiêng Trên hệ thống có
thêm một số van an toàn để đảm bảo cho hệ thống khí quá tải.
Ưu điểm.
- Truyền động êm dịu.
- Việc bố trí các cụm thuận tiện.
- Có thể kết hợp cùng một bơm nguồn cho cả hệ thống truyền
lực và cơ cấu nâng hạ hàng hoá.
- Điều khiển nhẹ nhàng.
Nhợc điểm.
- Giá thành cao do sử dụng các thiết bị thuỷ lực.
- Tuổi thọ không cao.
- Yêu cầu chăm sóc bảo dỡng khắt khe.
Qua việc phân tích u nhợc điểm của các phơng án, ta thấy
phơng án 4 là phơng án phù hợp với điều kiện thực tế nhất. Bởi
phơng án này sử dụng hệ thèng thủ lùc võa cã thĨ thùc hiƯn
12


Đồ án tốt nghiệp
K46

Lê mạnh cờng ôtô -

truyền lực, mặt khác ta lại có thể tận dụng luôn bơm thuỷ lực của
hệ thống truyền lực để thực hiện quá trình nâng hạ hàng hoá.
6. Thông số và tính năng của xe (dựa trên xe cơ sở là xe
Komatsu)

Thông số cho trớc dựa trên xe cơ sơ là xe KOMATSU/6D
102E :
TT

Tên danh nghĩa

Kí hiệu

Giá trị

Đơn vị

1

Trọng lợng không tải

G0

7000

KG

2

Trọng tải nâng định
mức

Gh

5000

KG

3

Trọng tải phân bố cầu
trớc khi không tải

G1

3000

KG

4

Trọng tải phân bố cầu
sau khi không tải

G2

4000

KG

5

Tốc độ lớn nhất khi
không có hàng

Vmax1

23

Km/h

6

Tốc độ lớn nhất khi có
hàng

Vmax2

10

Km/h

7

Chiều dài của xe

L

5000

mm

8

Chiều rộng của xe

B

1700

mm

9

Chiều cao của xe

H

3000

mm

10

Chiều cao có thể nâng

Hn

3000

mm

11

Tốc độ nâng

Vn

0,45

m/s

12

Kí hiệu lốp bánh xe chủ
động

300-15

13


Đồ án tốt nghiệp
K46

Lê mạnh cờng ôtô -

PR
13

Độ dốc lớn nhất có thể vợt
qua

max

6

Xe nâng hàng có chức năng chủ yếu là nâng hạ và vận chuyển
hàng hoá trong phạm vi không gian nhỏ hẹp, địa hình không
cho phép những phơng tiện khác hoạt động, đặc biệt nh nhà
máy xÝ nghiƯp, kho hµng vµ bÕn b·i.
KÕt cÊu cđa xe đợc thay đổi khá nhiều so với xe ôtô. Cơ së cđa
nã bao gåm c¸c cơm nh:
- HƯ thèng l¸i
- Hệ thống truyền lực
- Hệ thống nâng hạ hàng hoá
- Hệ thống phanh
- Hệ thống đèn báo sáng và đèn tín hiệu
Hệ thống lái đợc bố trí ở cầu sau của bánh bị động, cầu trớc là
cầu chủ động, việc bố trí hệ thống lái nh vậy nhằm đảm bảo
kết cấu của xe nhỏ gọn và cũng xuất phát từ phạm vi hoạt động
chủ yếu là chạy trong nhà máy, phân xởng, bến bÃi xe, chủ yếu là
chạy thẳng với tốc độ chậm. Việc bố trí cầu trớc chủ động cũng
là để đảm bảo tính ổn định cho xe bởi vì khi xe làm việc xe
cần một đối trọng để cân bằng với mômen mà hàng hoá tạo ra.
Phần cabin không che chắn xung quanh để đảm bảo tầm quan
sát trong quá trình vận hành của lái xe. Hình dáng của xe đợc
thiết kế sao cho nhỏ gọn nhất sao cho cã thĨ ®Ĩ xe cã thĨ di
14


Đồ án tốt nghiệp
K46

Lê mạnh cờng ôtô -

chuyển vàlàm việc trong diện tích và không gian nhỏ hẹp. Xe đợc thiết kế chủ yếu để đảm bảo tính điều khiển dễ dàng nên
vấn đề trang trí và bố trí không gian cho ngời lái cũng đợc đơn
giản đi. Hệ thống nâng, hạ gồm một xilanh lực để tạo lực nâng
hàng hoá và 2 xilanh để tạo góc nghiêng cho thanh ®ì ®Ĩ hµng
cã thĨ n»m ngang khi xe chun ®éng và làm việc trên những
địa hình có độ dốc khác nhau. Trên xe có trang bị các hệ thống
báo hiệu và chiếu sáng nh còi, đèn, xi nhan, gơng chiếu.

Chơng 2

tính toán lựa chọn động cơ nhiệt
và các phần tử thủy lực
1. Tính chọn động cơ nhiệt
Tính toán lựa chọn động cơ nhiệt cho xe nâng hàng phụ thuộc
vào chế độ làm việc của xe. Đối với xe nâng hàng thờng làm việc
ở 3 chế độ là :
+ Chế độ di chuyển không hàng
+ Chế độ di chuyển có hàng

15


Đồ án tốt nghiệp
K46

Lê mạnh cờng ôtô -

+ Chế độ di chuyển lên dốc
1.1

Tính ở chế độ di chuyển không hàng

Tốc độ tối đa của xe ở chế độ di chuyển không hàng là 23
km/h và để xe có thể chuyển động ở tốc độ này thì động cơ
phải có công suất phát ra thắng đợc lực cản lăn của mặt đờng
và lực cản gió tác động lên bánh xe.Theo công thức trong tài liệu
lí thuyết ôtô ta có:
Nd = ( Nf + Nw )/ t

(2.1)

Trong đó:
Nd : Công suất động cơ cần phát ra
Nf : Công suất khắc phục lực cản lăn
Nw : Công suất khắc phục cản không khÝ
η t : HiƯu st cđa hƯ thèng trun lùc

C«ng thøc:
Nf =
Nw =

G. f .V
270

(m· lùc)

(2.2)

K .F .V 3

(m· lùc)
3500

(2.3)

Trong ®ã :
V: VËn tèc chun ®éng cđa xe

(Km/h)

f : HƯ số cản lăn của đờng
K: Hệ số cản không khí
(KG.s2/m4)
F: Diện tích cản chính diện của xe
(m2)
G: Trọng lợng của xe

(KG)

Thay các công thức (2.2) và (2.3) vào công thức (2.1) ta cã c«ng
thøc:
Nd = (

3
G. f .V
K .F .Vmax
+
)/η t (ml)
270
3500

Trong ®ã :
16

(2.4)


Đồ án tốt nghiệp
K46

Lê mạnh cờng ôtô -

G = 7000 (KG)
Vmax = 23

(Km/h)

f : Hệ số cản lăn tra theo bảng
Loại đờng

Hệ số cản lăn f tơng ứng ,V < 22
m/s

Đờng nhựa tốt

0,015 - 0,018

Đờng nhựa trung bình

0,018 - 0,020

Đờng bê tông

0,012 - 0,015

Đờng rải đá

0,023 - 0,030

Đờng đất khô

0,025 - 0,035

Đờng đất sau khi ma

0,050 - 0,015

Đờng cát

0,010 - 0,300

Chọn : f = 0,02 với đờng nhựa trung bình
K: Hệ số cản không khí
K (KG.s2/m4)

Loại xe
Đối với xe tải
Tải trọng lớn

0,065 - 0,075

Tải trọng trung bình

0,055 - 0,070

Tải trọng nhá

0,050 – 0,065

Nh vËy ta thÊy K nhá vµ Vmax nhỏ nên bỏ qua lực cản không khí.

17


Đồ án tốt nghiệp
K46

Lê mạnh cờng ôtô -

t - HiƯu st cđa hƯ thèng trun lùc
η t = η d .η b .η h .η c

Trong ®ã :
η d - Hiệu suất của động cơ thuỷ lực
d = 0,96
η b - HiƯu st cđa b¬m.
η b = 0,96
η h - HiƯu st hép sè c¬ khÝ.
η h = 0,94
η c - HiƯu st trun lùc ci cïng.

η c = 0,96

η t = η d .η b .η h .η c = 0,96.0,96.0,94.0,96 = 0,83

Nd =

7000.0,02.23
G. f .V
/η t =
=14,4 (ml)
270.0,83
270

1.2. Tính ở chế độ di chuyển có hàng
Trong quá trình di chuyển có hàng xe hoạt động trên đờng
nghiêng có độ dốc lớn nhất là = 60.
Để xe có thể làm việc trong điều kiện nh vậy thì công suất
của động cơ ngoài việc khắc phục đợc sức cản lăn của đờng và
sức cản của không khí còn phải thắng đợc công suất tiêu hao do
cản lên dốc.
Phơng trình cân bằng công suất là:
NK = Nf + Nw + Ni
Ne = Nk/ η t
Trong ®ã :
NK : Công suất kéo của bánh chủ động
NK = Ne - Nr = Ne. t
Ne : Công suất của động c¬
18

Đồ án tốt nghiệp
K46

Lê mạnh cờng ôtô -

Nr : Công st tiªu hao do tỉn thÊt cđa hƯ thèng trun lùc
η t : HiƯu st cđa hƯ thèng trun lùc

Nw :Công suất tiêu hao do cản không khí. Nhỏ không đáng
kể có thể bỏ qua
Nf :Công suất khắc phục lực cản lăn
Nf = G.f .cos .

V
(ml)
270

Ni : Công suất tiêu hao cho cản lên dốc
Ni = G.sin .

v
( ml)
270

Nw : Bỏ qua lực cản không khí
: Độ dốc lớn nhất của đờng mà xe có thể vợt qua đợc
= 60

G = G0 + Gh = 7000 + 5000 = 12000 (KG)
VËn tèc di chuyÓn khi xe chuyển động đầy tải là 10 km/h.

Từ công thức (2.5), (2.7), (2.8), (2.9) thay vào công thức (2.6) ta
có:
Ne = (

G. f .V
270

.cos α + G.sin α .

3
v
K .F .Vmax
+
)/η t (ml)
270
3500

Ne = 66,6 (ml)
1.3. Tính ở chế độ nâng hàng
Từ sơ đồ lực ta có lực tác dụng lên đầu piston là :
Sơ đồ lực
Q = P + P + Ph + Ph = 2(P +Ph)

(KG)

Tải trọng định mức của hàng hoá nâng là P = 5000 (KG )
Tải trọng của giá nâng là Ph = 300 (KG)
Ta có Q = 10600 KG = 106000 N
Ta cã c«ng thøc tính công suất dẫn động thuỷ lực cho động cơ
thuỷ lùc lµ:

19


Đồ án tốt nghiệp
K46

N=

Lê mạnh cờng ôtô -

Q.v 1
106000.0,45 1
. η ( KW) =
.
=28 (ml)
0,84
1000 t
1000.2

Trong ®ã:
v : VËn tèc tịnh tiến của piston ( m/s)
Q : Trọng lực tác dụng lên đầu piston (N)
t là hiệu suất truyền ®éng
η t = η b. η p. η xl. η ck = 0,84
b là hiệu suất của bơm
p là hiệu suất cơ cấu phân phối
xl là hiệu suất làm việc của xilanh
ck là hiệu suất cơ khí của thiết bị nâng hạ

Theo cách bố trí dẫn động cho hệ thống nâmg hàng ta thấy
vận tốc của càng nâng gấp đôi vận tốc của piston.
Theo số liệu thì vận tốc nâng là vnâng = 0,45 (m /s)
Do đó vận tốc nâng của piston sẽ là v = 0,45/2 (m/s)
Trong quá trình làm việc công suất bị tổn hao do hiệu suất
của các cơ cấu cơ khí thuỷ lực và bản thân dòng chất lỏng gây
lên dẫn đến khi chọn động cơ phải tính đến tổn hao này.
So sánh 3 chế độ ta thấy ở chế độ di chuyển có hàng là tiêu
tốn công suất nhiều hơn so với chế độ di chuyển không hàng và
chế độ nâng hạ hàng hoá , do đó để xe có thể làm việc ở 3
chế độ thì công suất động cơ phải đợc chọn theo chế độ di
chuyển có hàng.
Vậy chọn động cơ có công suất lớn nhất là:
Nđc = Nđ + 30%N®= 66,6 + 66,6.0,2 =86,58 ml = 63 KW
Chän Ndc= 70 KW
ndc = 2150 vòng/phút
2. tính toán phần thủy lực
2.1 Tính chọn động cơ thuỷ lực
Từ số liệu ban ®Çu :

20


Đồ án tốt nghiệp
K46

Lê mạnh cờng ôtô -

Vận tốc lớn nhất của xe khi không có hàng là 23 (km/h)
Vận tèc lín nhÊt cđa xe khi cã hµng lµ 10 (km/h)

Chọn đờng xe chạy là loại đờng nhựa trung bình có hệ số cản
lăn là f = 0,02
Trọng tải của xe
+ Trọng tải bản thân của xe là

: G 0 =7000 (KG)

+ Trọng tải lớn nhất khi có hàng là : Gt = 12000 (KG)
Để chọn động cơ thuỷ lực ta phải tính đợc mômen lơn nhất
mà động cơ thuỷ lực phải đạt đợc.
Ta có công thức tính
Mdmax =

Mk
MK
= i .i .i .η (KG.m)
it .η t
h p o
t

Trong ®ã:
it : tØ sè trun cđa hƯ thèng trun lùc.
it = n®/nbx
n® :số vòng quay của động cơ thuỷ lực nđ =1600 (v/ph)
nbx : số vòng quay của bánh xe chủ động
v.1000

nbx = 2.π .r .60 (v/ph)
bx
rbx : b¸n kÝnh b¸nh xe chủ động 300-15 PR.

Bán kính thiết kế của bánh xe là ro=(B +d/2).22,4 =368 (mm)
Bán kính làm việc của bánh xe lµ rbx = λ .ro=343 (mm)
λ : hƯ sè kể đến sự biến dạng lốp .
= 0,93 - 0,95 đối với lốp có áp suất thấp.

Chọn = 0,93 ,rbx=343 mm
Thay vào công thức
nbx=

10.1000
=44 (vòng/phút)
60.2.3,14.0,343

Tính tỉ số truyền cđa trun lùc chÝnh

21


Đồ án tốt nghiệp
K46

Lê mạnh cờng ôtô -

Xác định điều kiện đảm bảo cho ôtô đạt vận tốc lớn nhất ta
cã:
i *0 = 0,377.

rbx .n v
nbx .n v
=0,377.

=9
i×c .i hn .v max
v max

TØ sè trun
i *0 =io.ic
Trun lùc chÝnh cđa tØ sè trun kho¶ng 4-6 chän
Chän io= 5
VËy ic=1,8 tØ số truyền của truyền lực cạnh
Đối với hộp số chỉ cã 2 tay sè lµ sè 1 vµ sè 2 ,tay số 1 có tỉ số
truyền là 2 nên mômen qua đó tăng , còn tay số 2 là tay số
truyền thẳng nên mômen không thay đổi hớng và trị sè.
Khi tay ch¹y ë tay sè 1 tØ sè trun cđa hƯ thèng trun lùc lµ
i = 1600/44 = 36
VËy tØ sè trun cđa tay sè 1 cđa hép sè là ih1 = 36/9 = 4
Kiểm tra lại tỉ số trun cđa hép sè
TrÞ sè tØ sè trun cđa hép số đợc xác định theo điều kiện
cần và đủ để ôtô khắc phục đợc lực cản lớn nhất và bánh xe chủ
động không bị trợt quay trong mọi điều kiện chuyển động.
Theo điều kiện chuyển động đẻ khắc phục đợc lực cản lớn
nhất thì:
Pkmax P max
Từ công thức trªn ta cã :
iH1

≥

ψ max .G.rbx
M e max . i o .i c . t

Theo điều kiện đảm bảo cho bánh xe không bị trợt quay thì :
Pkmax P
Từ công thức trên ta có :

22


Đồ án tốt nghiệp
K46

iH1



Lê mạnh cờng ôtô -

.G.rbx
M e max . i o .i c .η t

Trong ®ã :
ψ max : HƯ sè c¶n tỉng céng lín nhÊt cđa ®êng
ψ max = f + tg α max = 0,02 + tg120 = 0,2325

f : Hệ số cản lăn của ®êng f = 0,02
α : Gãc dèc cùc ®¹i cđa ®êng α =60

ic : Trun lùc ci c¹nh ic = 1,8
η t :HiƯu st cđa hƯ thèng trun lùc η t = 0,95
ϕ : HƯ sè b¸m däc ϕ = 0,06

Trọng lợng bám của cầu chủ động G = 8000 KG
Nh vËy tõ c«ng thøc ta thÊy tØ sè trun của hộp số đảm bảo
điều kiện làm việc thì nó phải thoả mÃn điều kiện sau :

max .G.rbx
M e max .io .ic .ηt

≤

iH1

≤

ϕ .G.rbx
M e max . i o .i c .η t

Thay sè ta cã:
0,2325.80000.0,343
0,6.80000.0,343
309.9.0,95
≤ ih1 ≤
309.9.0,95

VËy ih1 =4 thỏa mÃn
Tiếp theo ta tinh mômen lớn nhất mà ®éng c¬ nhiƯt trun
®Õn ®éng c¬ thủ lùc
HiƯu st trun là:
t = b . pp

Trong đó:

Hiệu suất bơm lÊy η b = 0,96

23


Đồ án tốt nghiệp
K46

Lê mạnh cờng ôtô -

Hiệu suất cơ cÊu ph©n phèi lÊy η pp = 0,96
Thay sè ta cã :
η t = η b .η pp = 0,96.0,96 = 0,92

Nh vậy công suất lớn nhất từ động cơ truyền đêns động cơ
thuỷ lực là :
Thay số ta có Ntl = Ndc. η t = 70.0,92 = 64,4 (KN.m)
M«men lớn nhất của động cơ thuỷ lực phát ra là :
Mmax = Ntl/w =

N tl .30
= 38,5 (KG.m)
π .ntl

Sè vßng quay của động cơ thuỷ lực ntl = 1600(v/ph)
So sánh với trờng hợp mô men truyền từ bánh đến động cơ và
mômen truyền từ động cơ nhiệt đến động cơ thủ lùc ta chän
trêng hỵp .
Mtl =38,5 (KG.m)
2.2 ThĨ tÝch làm việc của động cơ

Thể tích làm việc riêng của động cơ
qlt =

100.M tl max
(cm2/vòng)
0,159.Pmax . ck

Trong đó:
qtl : Thể tích làm việc của động cơ thuỷ lực trong 1 vòng quay
Mtlmax : Mômen lớn nhất mà động cơ thuỷ lực cần phát ra
Pmax : áp suất đinh mức trong hệ thống ,đợc chọn tuỳ theo thiết
bị thuỷ lực . Đối với động cơ rôto hớng trục thì Pmax =
200(KG/cm2)
ck :Hiệu suất cơ khí của động cơ thuỷ lực
ck = 0,96

Thay các giá trị vào công thức ta có
qlt =

100.M tl max
100.38,5
=
= 126 (cm3/vòng)
0,159.Pmax . ck
0,159.200.0,96

Chọn lu lợng riêng của động cơ là 126 (cm3/vòng)
24

Đồ án tốt nghiệp
K46

Lê mạnh cờng ôtô -

2.3. Lu lợng cực đại của bơm
Trong 3 chế độ làm việc của xe là di chuyển có hàng ,không
hàng quá trình nâng hạ thì thì chế độ di chuyển không hàng
bơm thuỷ lực phải cung cấp lu lợng lớn nhất . Do đó ta tính lu lợng
cực đại của động cơ thuỷ lực ở chế độ không hàng tại thời điểm
có vận tèc di chun l¬n nhÊt vmax = 23 km/h.
v

Ta cã công thức nbx = 2. .r .1000/60 (vòng/phút)
bx
Thay số ta đợc nbx =

23
.1000/60 = 178 (vòng/phút)
2.3,14.0,343

Khi đó số vòng quay của động cơ đạt vmax = 23 km/h là
Ndc =it.nbx = 9.178 =1602 vòng/phút
Lu lợng cực đại tại vmax đợc tÝnh theo c«ng thøc:
Qdmax =

qtl .nd max
126.1602
=
= 205971 (cm3/phót) = 205 (lít /phút)

Qt
0,98

2.4. áp suất nhỏ nhất của động cơ.
áp suất nhỏ nhất của động cơ thuỷ lực ứng với vận tốc lơn nhất là
Pmin =

100.G. f .rbx
0,159.qtl .ick .η ck

Trong ®ã
ick = 9
G = 7000 KG
f = 0,02 Hệ số cản lăn của bánh xe với mặt đờng
rbx=0,343 mm Bán kính làm việc của bánh xe
ck = 0,96 Hiệu suất cơ khí của động cơ thuỷ lực

qtl = 126 cm3/vòng
Thay số vào ta có
Pmin =

100.7000.0,02.0,343
=28 (KG/cm2)
0,159.126.9.0,96

2.4. Lu lợng lớn nhất của bơm

25