thiết kế kỹ thuật xe trộn bê tông di động cở nhỏ cho các công trình xây dựng nhỏ ở địa bàn nông thôn

Với vai trò là một sinh viên chuẩn bị tốt nghiệp, nhằm mục đích tổng hợp và mở rộng kiến thức đã học, làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, vận dụng và giải quyết một vấn đề mang ý

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY SẢN NHA TRANG

KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN ĐỘNG LỰC -

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN TẤT ĐẠT NHÂN

Lớp: 43DLTT

Chuyên ngành: Động lực tàu thuyền

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP :

Tên đề tài:

THIẾT KẾ KỸ THUẬT XE TRỘN BÊ TÔNG DI ĐỘNG CỞ NHỎ CHO CÁC

CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG NHỎ Ở ĐỊA BÀN NÔNG THÔN

Cán bộ hướng dẫn: GVC Nguyễn Quốc Hiệp

Nha Trang, tháng 6 năm 2006

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, trên Thế Giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng ngành xây dựng đang rất phát triển Các máy móc phục vụ cho xây dựng ngày một hiện đại và tiết kiệm được nhiều lao động và nâng cao năng suất Tuy nhiên ở một số vùng nông thôn Việt Nam hiện nay đời sống còn rất khó khăn, cơ sở vật chất nghèo nàn, khoa học kỹ thuật còn lạc hậu Nhu cầu về phát triển xây dựng ở đây là rất lớn Chính vì lẽ đó việc nghiên cứu thiết kế các máy móc trang bị cho các vùng nông thôn là hết sức cần thiết

Với vai trò là một sinh viên chuẩn bị tốt nghiệp, nhằm mục đích tổng hợp và mở rộng kiến thức đã học, làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, vận dụng và giải quyết một vấn đề mang ý nghĩa thực tế, tôi được hội đồng đào tạo khoa Cơ Khí giao nhận thực hiện luận văn tốt nghiệp với đề tài :

“ Thiết kế kỹ thuật xe trộn bê tông di động cở nhỏ cho các công trình xây dựng nhỏ ở địa bàn nông thôn”

Nội dung của đề tài bao gồm những phần chính sau đây

- Giới thiệu chung về nhu cầu sử dụng máy trộn bê tông ở nông thôn

- Giới thiệu về các loại máy trộn bê tông đang được sử dụng trong xây dựng

- Thiết kế kỹ thuật bộ trộn bê tông

- Thiết kế hệ truyền động và bộ phận di chuyển

- Tính toán thiết kế bộ truyền động

Mặc dù đã có nhiều cố gắng tìm hiểu nghiên cứu thực tế của đề tài, nhưng đây là lần đầu tiên độc lập thực hiện một công việc mang tính chất nghiên cứu khoa học và do kiến thức bản thân còn hạn chế nên khó tráng khỏi những thiếu sót Kính mong quý thầy cô và các bạn đồng nghiệp thông cảm và chân thành góp ý kiến để đề tài của tôi được hoàn thiện hơn

Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn sự tận tình hướng dẫn sâu sắc của thầy giáo Nguyễn Quốc Hiệp, các thầy cô trong khoa và các bạn sinh viên đãgiúp tôi hoàn thành đề tài tốt nghiệp này

Nha Trang, ngày 21 tháng 6 năm 2006

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Tất Đạt Nhân

Chương I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHU CẦU SỬ DỰNG MÁY

TRỘN BÊ TÔNG Ở NÔNG THÔN.

1.1 NHU CẦU SỬ DỤNG MÁY TRỘN BÊ TÔNG Ở NÔNG THÔN

Từ những năm đầu của thập niên 90 trở đi, cùng với công cuộc đổi mới của đất nước, ngành xây dựng Việt Nam đã có những bước phát triển rất mạnh Nhiều công trình xây dựng có quy mô lớn, thời gian dài, đòi hỏi nhiều máy móc hiện đại Tuy nhiên ở các công trình xây dựng cở nhỏ, thời gian xây dựng ngắn, đặt biệt là ở các vùng nông thôn, máy móc phục vụ cho ngành xây dựng còn hạn chế, thô sơ, dựa vào sức lao động là chính

Ơû nước ta cho đến nay, mức độ cơ giới hóa trong ngành xây dựng đã phát triển rất cao, máy xây dựng thường xuyên được cải tiến hoàn thiện và đáp ứng được đòi hỏi ngày càng khắc khe, nhằm đảm bảo hiệu quả và chất lượng kỹ thuật xây dựng tiên tiến

Cùng với sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, một vấn đề quan trọng cần phải giải quyết là xây dựng và phát triển các vùng nông thôn văn minh giàu mạnh Vấn đề xây dựng ở nông thôn trở thành một nhu cầu rất lớn, bao gồm việc xây dựng nhà cửa, các công trình phúc lợi xã hội: điện, đường, trường, trạm… Đặc biệt ở các vùng sâu, vùng xa chưa có điện không thể sử dụng các máy móc hiện đại

Trong ngành xây dựng công việc trộn bê tông giữ một vai trò rất quan trọng vì nó quyết định đến chất lượng công trình và tốn rất nhiều công lao động Nông thôn Việt Nam đang trên đà phát triển, do đó nhu cầu về máy xây dựng nói chung và nhu cầu về máy trộn bê tông là rất lớn Trong khi các máy móc hiện đại phục vụ ở các vùng đô thị có giá thành cao lại không phù hợp với điều kiện sản xuất ở nông thôn thì việc nghiên cứu, thiết kế ra những máy móc thiết bị phục vụ cho vùng nông thôn là rất có ý nghĩa và cần thiết

Ngày nay trên thị trường có rất nhiều loại máy trộn với dung lượng khác nhau, tùy thuộc vào năng suất và dung lượng trộn, tùy theo nhu cầu trộn mà người ta sử dụng loại máy trộn phù hợp Tuy nhiên không phải loại nào cũng có thể sử dụng được trên địa bàn nông thôn, mà bắt buộc phải qua sự cải tiến hoán cải cho phù hợp Do vậy việc thiết kế một loại máy trộn phục vụ cho địa bàn nông thôn có ý nghĩa thực tế

1.2 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ:

1.2.1 Thiết kế kỹ thuật:

Thiết kế kỹ thuật là giai đoạn thiết kế bao gồm việc tính toán các kết cấu cơ bản, tính sức bền hệ thống, từ đó chọn công suất, loại máy phù hợp, đảm bảo tính năng kỹ thuật của máy móc thiết kế

1.2.2 Máy trộn bê tông di động:

Di động là khả năng di chuyển từ vị trí này sang vị trí khác Máy trộn bê tông thiết kế có tính năng di động nghĩa là được lai kéo bằng một phương tiện giao thông phù hợp và được phép lưu thông trên địa bàn sử dụng

Có hai phương thức di động cho máy trộn:

+ Được lai kéo bởi một xe khác, hay được vận chuyển bởi một xe khác Khi đó máy trộn là loại máy trộn cố định trong suốt quá trình làm việc

+ Máy trộn được đặt ngay trên xe kéo, khi đó trở thành xe chuyên dùng

Ở đây ta chọn phương án di động thứ hai Nghĩa là phải thiết kế cải tiến một loại phương tiện giao thông nhằm vào mục đích chuyên chở máy trộn bê tông và đẫn động cho

máy trộn Trong đó bao gồm việc tính toán thiết kế hệ thống trích lực và truyền động cho thùng trộn

1.2.3 Công suất cở nhỏ:

Máy trộn cần thiết kế ở đây có công suất nhỏ, dùng để phục vụ cho các công trình xây dựng nhỏ Các công trình xây dựng nhỏ ở đây chủ yếu là các công trình nhà ở, kênh mương,…

ở nông thôn với khối lượng bê tông yêu cầu khoảng vài chục m3/ ngày Công suất máy trộn được xác định dựa vào khối lượng bê tông máy sản xuất được trong một giờ và cường độ làm việc của máy trong một ngày

1.2.4 Sử dụng trên địa bàn nông thôn:

Đặc điểm của địa bàn nông thôn là:

+ Các công trình xây dựng thường qui mô nhỏ

+ Kinh tế kém phát triển, một số vùng không có điện sản suất

+ Đường xá đi lại chật hẹp khó khăn

Với những đặc điểm đó đòi hỏi máy trộn thiết kế phải đáp ứng các yêu cầu: công suất máy vừa và nhỏ, có thể đi lại ở những con đường ghồ ghề chật hẹp, giá thành thấp và sử dụng năng lượng từ xăng dầu

Chương II:GIỚI THIỆU VỀ CÁC LOẠI MÁY TRỘN BÊ TÔNG

ĐANG ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG XÂY DỰNG

2.1 GIỚI THIỆU VỀ CÁC LOẠI MÁY TRỘN

Máy trộn bê tông là máy dùng để sản xuất hổn hợp bê tông từ các thành phần vật liệu:

xi măng, cát, đá và nước được xác định theo tỷ lệ

Có rất nhiều loại máy trộn bê tông và có thể được phân loại như sau:

2.1.1 Phân loại theo dung lượng trộn V:

Tùy theo quy mô và tiến độ công trình thông thường trong xây dựng các loại thùng trộn có dung lượng trộn V = 100; 250; 500; 1000; 1200; 2400…

lớn

Hình 2-3: Máy trộn cưỡng bức

- Loại

di động: được đặt trên giá có bánh xe để kéo hoặc đặt trên ôtô

2.1.3 Theo phương pháp trộn: có

hai loại tự

do và cưỡng bức

rồi trượt, rơi tự do hòa trộn vào nhau

2.1.3 Theo phương pháp đổ bê tông

ra khỏi thùng: có hai loại

- Dở bằng cách nghiêng thùng để đổ

Hình 2-2: Máy trộn di động

- Dở bằng cách dùng máng để chuyển bê tông ra khỏi thùng khi thùng vẫn cố định 2.2 GIỚI THIỆU VỀ CÁC LOẠI MÁC BÊ TÔNG

Mác xi măng là trị số cường độ chịu nén của các mẫu xi măng được chế tạo và thử nghiệm theo phương pháp tiêu chuẩn được bảo dưỡng sau 28 ngày trong môi trường nhiệt độ và độ ẩm cho phép

Mác bê tông là chỉ số biểu thị chỉ tiêu chất lượng cơ bản của bê tông Có 3 loại mác bê tông:

- Mác theo cường độ chịu nén (M): là trị số cường độ chịu kéo tính theo daN/cm2 của mẫu chuẩn Thông thường có các loại mác M100, M150, M200, M250, M300…

- Mác theo cường độ chịu kéo (K): là trị số cường độ chịu kéo tính ra daN/cm2 của mẫu chuẩn Thông thường có các loại mác K10, K15, K20, K25, K30…

- Mác theo khả năng chống thấm (T): là trị số áp suất lớn nhất mà mẫu chịu được để nước không thấm qua Thông thường có các loại mác T2, T4, T6, T8, T10, T12…

Trong xây dựng nhỏ ở vùng nông thôn ta chỉ quan tâm đến các loại mác bê tông từ M150 trở lên Trong đồ án này ta chọn loại mác M250 để tính toán

Bảng 1: Định mức cấp phối vật liệu cho 1m 3 vữa bê tông.[4]

Vật liệu dùng cho 1m3 vữa bê tông Mác bê tông Mác xi măng

Xi măng (kg) Cát vàng (m3) Đá sỏi (m3)

2.3 CHỌN MỘT KIỂU MÁY TRỘN PHÙ HỢP ĐỂ THIẾT KẾ:

Theo yêu cầu thiết kế máy trộn có công suất nhỏ, phục vụ ở vùng nông thôn có tổng dung lượng bê tông sản xuất trong một ngày vào khoảng 10m3/ ngày Thời gian làm việc liên tục 8h/ ngày

Năng suất máy trộn bê tông:

Qbt = Vs.Ks.Kf.n (m3/h) [3]

Trong đó:

Vs: dung lượng trộn

Ks: hệ số suất liệu Ks = 0.65 – 0.7

Kf: hệ số hiệu suất làm việc Kf = 0.9 – 0.95

n: số mẻ trộn trong một giờ; n = 3600/t

t: thời gian một mẻ trộn Trên thực tế t ~ 5phút

Vs = (Vđá(sỏi) + Vcát + Vxi măng + Vnước)/ 1 mẻ trộn

Với M: Khối lượng bê tông máy sản xuất trong một ngày

102.060583600

Đây là loại máy trộn kiểu lự do, kết cấu đơn giản dễ sử dụng, sử dụng động cơ điện 1 pha 220V

Þ Năng suất máy trộn:

360095

.07.015.0

bt

2.4 CHỌN PHƯƠNG ÁN DI ĐỘNG CHO MÁY TRỘN

Máy trộn bê tông thiết kế có tính năng di động, lại hoạt động ở vùng nông thôn Do đó

xe dùng để chở máy trộn phải có các đặc điểm giá thành thấp, được phép hoạt động, kích thước nhỏ có thể đi lại trên các đoạn đường nhỏ hẹp Với các đặc điểm đó ta có thể cải tiến loại ôtô tải nhỏ 500kg đã qua sử dụng Loại này có giá thành tương đối rẻ lại thuận tiện cho hoạt động ở nông thôn

Trên thực tế hiện nay có một loại xe đáp ứng các đặc điểm trên, đó là loại ôtô tải nhỏ nhãn nhãn hiệu SuZuKi đã qua sử dụng có thể tận dụng lại, cải tiến phù hợp theo mục đích sử dụng:

Loại xe : SuZuKi SK410

Kích thước L x B x H : 3240 x 1393 x 1765 (mm)

Khoảng cách trục bánh trước và sau: 1840 mm

Khoảng cách 2 bánh xe :1200 mm

Trọng lượng xe : 675kg Định mức trọng lượng xe gộp : 1450

kg

Máy :

4 thì làm mát bằng nước Công suất máy : 44HP Tốc độ quay : n = 5300 rpm

Hộp số : 5 số tiến, 1 số lùi

Tỷ số truyền 3.652 1.947 1.423 1.0 0.795 3.466

Số xylanh : 4

Đường kính xylanh :65.5 mm Hành trình : 72 mm

Mô men xoắn cực đại: 75 N.m/3200 rpm Dung tích thùng xăng: 36 lít

Khởi động điện : bình acquy 12v

Hình 2-4 : Xe SUZUKI SK 410

Chương III: THIẾT KẾ KỸ THUẬT BỘ TRỘN BÊ TÔNG.

3.1 GIỚI THIỆU CÁC KIỂU BỘ TRỘN

Theo nguyên lý hoạt động có hai kiểu bộ trộn: bộ trộn kiểu tự do và bộ trộn kiểu cưỡng bức

3.1.1 Máy trộn tự do:

Khi động cơ dẫn động làm việc, thông qua bộ truyền động đai làm quay thùng trộn 2 Các cánh trộn được gắn cố định trên thùng trộn mang bê tông lên cao rồi trượt xuống hòa trộn vào nhau

3.1.2 Máy trộn cưỡng bức:

Khi động cơ dẫn động làm việc, thông qua bộ truyền động đai làm trục ngang của máy trộn quay trong khi thùng trộn vẫn cố định Các cánh trộn được gắn chặt trên trục ngang cùng quay theo trục làm nhiệm vụ khoáy trộn bê tông Tùy theo cách bố trí các trục của thùng trộn mà ta co các loại máy trộn cưỡng bức một trục ngang, hai trục ngang, hai trục đứng…

3.2 CHỌN VÀ THIẾT KẾ KỸ THUẬT CHO MỘT LOẠI PHÙ HỢP

3.2.1 Xác định thành phần phối liệu bê tông

Giả sử máy trộn làm việc với bê tông có mác M250, mác xi măng M400 Dựa vào bảng định mức cấp phối vật liệu, thành phần vật liệu của bê tông dược xác định cho 1m3 bê tông như sau:

Þ N=0.8 x 349 = 279.2 (lít)

Với dung lượng thùng trộn Vs = 150 lít, thành phần phối liệu bê tông được xác định như sau:

Hình:2-5

+ Xi măng: X = 0.15 349 = 52.35 (kg)

+ Cát vàng: C = 0.15 0.373 = 0.056 (m3)

+ Đá sỏi: Đ = 0.15 0.846 = 0.127 (m3)

+ Nước : N = 52.35 0.8 = 41.9 (lít)

3.2.2 Khối lượng khối bê tông trong một mẽõ trộn:

+ Khối lượng xi măng: X = 52.35 kg

+ Khối lượng nước: N = 41.9 kg

+ Khối lượng cát: C = Vc rc = 56 1.9 = 106.4 kg

+ Khối lượng đá: Đ = Vđ rđ = 127 2.26 = 287 kg

Þ Khối lượng khối bê tông trong một mẽ trộn:

mbt = X + N + C + Đ

mbt = 52.35 + 41.9 + 106.4 + 287 = 488 kg

Khối lượng thùng trộn và giá đỡ mt = 70 kg

Tổng tải trọng xe khi làm việc ( bao gồm một người điều khiển)

MT = mbt + mt + mng = 488 + 70 + 75 = 633 kg

Với tải trọng này phù hợp với tải trọng xe đã chọn

3.2.3 Xác định công suất máy trộn

Tốc độ quay của máy trộn: n = 18 v/ph

Vận tốc gốc v p 0.6p

Vp : Vận tốc vòng của thùng trộn

m : khối lượng bê tông và thùng trộn

m = mbt + mt = 488 + 70 = 558 (kg)

R : bán kính thùng trộn

425.0

8.0558

Trong đó:

Mp: mô men do lực vòng P

360425.0

M mst = mst ×

Với Fmst : lực ma sát trượt giữa bê tông và thùng trộn

N f

F mst = ×

Với N : áp lực của bê tông tác dụng lên thùng trộn

448018

.948818

25

=

476425.0

576.11055.9

1883600010

55

3.2.4 Các thông số kích thước cơ bản của máy trộn mẫu :

- Chiều dài toàn bộ máy trộn L = 1300mm

- Chiều rộng máy trộn B = 720 mm

- Chiều cao lớn nhất H = 800 mm

- Đường kính thùng trộn D = 800 mm

- Chiều dài thùng trộn L = 750 mm

- Đường kính puly dẫn động máy trộn d = 430 mm

- Đường kính tay quay lật thùng d = 600 mm

- Số răng vành răng thùng trộn Z = 134 răng

3.2.5 Sơ đồ nguyên lý và nguyên lý hoạt động:

Mô men quay từ động cơ dẫn động truyền qua puly1 qua một bộ truyền đai Vành răng

3 gắn chặt trên thùng trộn nhận mômen từ bánh răng 2 làm quay thùng trộn Thùng trộn quay quanh trục nhờ 2 ổ trượt và bộ truyền bánh răng Z1, Z2 thùng trộn quay liên tục trong suốt quá trình nạp liệu, khoáy trộn, và dở đổ bê tông Khi đổ bê tông, dùng chân tác dụng lực vào bàn đạp 8 thắng lực lò xo đẩy cần 7 đi xuống Quay tay quay 6, thông qua bộ truyền động bánh răng làm quay lật thùng trộn

Chương IV: THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG VÀ BỘ PHẬN DI

CHUYỂN.

4.1 CÁC KIỂU TRUYỀN ĐỘNG

4.1.1 Truyền động đai:

Truyền động đai được dùng để truyền chuyển động giữa các trục tương đối xa nhau Bộ truyền có ưu điểm là kết cấu đơn giản, giá thành rẽ, làm việc êm, có khả năng bảo vệ các chi tiết máy khác và động cơ khi bị quá tải đột ngột Tuy nhiên chúng có nhược điểm là tỷ số truyền không ổn định do có sự trượt giữa đai và bánh đai, lực tác dụng lên trục và ổ đỡ lớn Bộ truyền đai thường được dùng để truyền công suất không quá 40 – 50 KW, vận tốc thông thường khoảng 5 – 30 m/s, tỷ số truyền không quá 5

Đai dẹt có tiết diện hình chữ nhật, tùy vào vật liệu chế tạo mà có nhiều loại khác nhau như: đai da, đai vải cao su, đai sợi bông, đai sợi len, đai bằng các loại vật liệu tổng hợp… Đai hình thang: có tiết diện hình thang, cấu tạo gồm nhiều lớp, lớp sợi chịu kéo, lớp vải cao su bọc quanh đai và lớp cao su chịu nén Đai thang được tiêu chuẩn hóa gồm có 6 loại theo thứ tự từ nhỏ đến lớn: Z, O, A, B, C, D

Đai hình lược có ưu điểm là hệ số ma sát khá cao đông fthời cũng dễ uốn quanh bánh đai nên có thể giảm đường kính bánh đai và tăng tỉ số truyền

Đai răng: các răng hình thang của đai ăn khớp với các răng trên bánh đai Truyền động đai răng có ưu điểm giống truyền động xích nhưng ít gây tiếng ồn hơn và không cần bôi trơn

4.1.2 Truyền động xích:

Truyền động xích được dùng để truyền chuyển động giữa 2 trục song song cách nhau với khoảng cách trung bình Bộ truyền động xích có ưu điểm là yêu cầu kích thước bộ truyền nhỏ gọn và tỷ số truyền trung bình ổn định, lực tác dụng lên trục nhỏ Tuy nhiên nó cũng có một số nhược điểm là có nhiều tiếng ồn khi làm việc,yêu cầu bôi trơn thường xuyên, chóng mòn, giá thành cao

Truyền động xích có thể truyền chuyển động công suất không vượt quá 100 KW, khoảng cách trục khóng quá 8m, vận tốc xích từ 6 đến 25 m/s

Các loại xích thường dùng hiện nay gồm xích co lăn, xích ống, xích răng Cấu tạo, kích thước, vật liệu được quy định trong tiêu chuẩn

4.1.3 Truyền động trục các đăng:

Bộ truyền động trục các dăng dùng để truyền chuyển động giữa hai trục giao nhau một góc a nhỏ

4.2 CÁC PHƯƠNG ÁN DI CHUYỂN

4.2.1 Di chuyển bằng cách dùng xe lai kéo:

Máy trộn được lắp 2 bánh xe ở chân giá đỡ Máy được đặt cố định một chỗ trông suốt quá trình làm việc Khi cần di chuyển đến nơi làm việc mới phải dùng một xe ôtô lai kéo

Theo phương pháp này thì máy trộn kém tính cơ động, đặt biệt là đối với các công trình kênh mương dài việc di chuyển bê tông đến nơi cần đổ rất mất nhiều công lao động Mặt khác, thời gian vận chuyển bê tông kéo dài làm cho bê tông phân tầng, gây ảnh hưởng đến chất lượng

Tuy nhiên khi dùng phương án di chuyển này sẽ đơn giản, ơtơ sẽ cơ động hơn

4.2.2 Di chuyển bằng xe chuyên dùng:

Máy trộn đặt ngay trên khung và liên kết với xát xi ôtô Khi đó ôtô vừa làm nhiệm vụ

di chuyển máy trôn vừa làm nhiệm vụ di chuyển bê tông đến nơi cần đổ Thùng trộn được dẫn động từ máy chính của ôtô qua một hộp số phụ và một bộ truyền đai

4.3 THIẾT KẾ MỘT KIỂU HỆ TRUYỀN ĐỘNG VÀ DI CHUYỂN PHÙ HỢP

2 Ly hợp:

Oâtô được trang bị loại ly hợp một đĩa khô dùng lò xo xoắn, cấu tạo như hình 4-3 Vỏ (2)

có các khoang chứa lò xo và được gắn chặt vào bánh đà(4) Khi buông bàn đạp ly hợp, các lò xo xoắn (3) ấn mâm ép (9) và đĩa ma sát (7) áp dính vào mặt bánh đà Trục sơ cấp của hộp số gối đầu và quay trơn trong đuôi trục khuỷu có rãnh then hoa (5) liên kết với rãnh tren hoa của đĩa ma sát Trên vỏ bộ ly hợp có treo ba cần bẫy (8) điều khiển mâm ép (9) Các cần bẩy (8) được ấn vào do tác động của chân đạp ly hợp qua trung gia gắp (12) và vòng bi

buyttê

Khi bánh đà đang quay, ta ấn bàn đạp ly hợp, gắp (12) sẽ dịch qua trái ấn ba cần bẩy xuống, các đầu kia của cần bẩy sẽ nâng mâm ép lên Lúc này đĩa ma sát (7) không bị ép vào mâm bánh đà nên tự do và đứng yên cùng với trục sơ cấp của hộp số, trong lúc đó bánh đà vẫn quay, nhờ vậy liên hệ giữa động cơ và hộp số tạm gián đoạn

Sau khi cài số, buông chân ly hợp, gắp (12) và bạc đạn buýt tê trở về vị trí cũ, không còn áp lên ba cần bẩy nữa, các lõ xo (3) lại ấn mâm ép đè đĩa ma sát bám vào bánh đà, liên kết giữa động cơ và hộp số liên kết trở lại

Hình 4-3 : Ly hợp dùng lò xo

xoắn trong ôtô tải SuZuKi

1- Chụp bánh đà 2- Vỏ bộ ly hợp 3- lò xo xoắn 4- Bánh đà

5- rãnh then trục sơ cấp hộp số

6- Lò xo giảm xoắn 7- Đĩa ly hợp 8- Cần bẫy 9- Mâm ép

10- Đĩa chống rung 11- Vòng bi buyttê 12- Gắp

3 Hộp số:

Oâtô được trang bị hộp số loại 5 số tới, 1 số lui Cấp số 1 và 2 được điều khiển bởi bộ đồng tốc E Cấp số 3 và 4 được điều khiển bởi bộ đồng tốc B Bánh răng C, D và F là các bánh răng của cấp số 3, 2 và 1 quay trơn trên trục thứ cấp và ăn khớp thường trực với trục trung gian L Cấp số 5 được điều khiển bởi bộ đồng tốc H trên trục trung gian Bánh răng I là bánh răng của cấp số 5, quay trơn trên trục trung gian và ăn khớp thường trực vơí trục thứ cấp G Bánh răng N trên trục trung gian là báh răng của cấp số lui

A- Cài cấp số 1: cắt khớp ly hợp, dịch bộ đồng tốc E sang phải cho khớp răng với bánh răng F của cấp số 1

B- Cài cấp số 2: cắt ly hợp, dịch bộ đồng tốc E sang trái cho ăn khớp với bánh răng D của

cấp số 2

C- Cài cấp số 3: cắt ly hợp dịch bộ đồng tốc E về vị trí 0, điều khiển bộ đồng tốc B sang

phải cho khớp răng vào bánh răng C của cấp số 3

D- Cài cấp số 4: dịch bộ đồng tốc B sang trái cho khớp răng với trục sơ cấp Mô men

truyền trực tiếp từ trục sơ cấp sang trục thứ cấp Tỷ số truyền cấp số 4 là 1:1

E- Cài cấp số 5: cắt ly hợp, dịch bộ đồng tốc B về vị trí 0, dịch bộ đồng tốc H sang trái để

khớp răng vào bánh răng I của cấp số 5

F- Cài số lui: cắt ly hợp, đưa cả 3 bộ đồng tốc về vị trí 0, bánh răng lui K cài khớp với

bánh răng N trên trục trung gian và cài răng với răng của bộ đồng tốc E

Hình 4-4 : Điều khiển cắt và nối ly hợp

A- Aán bàn đạp ly hợp

B- Buông bàn đạp ly hợp 1- bàn đạp ly hợp

2- Mâm ép 3- Đĩa ly hợp

Hình 4-5: Hộp số ôtô SuZuKi SK410

B- bộ đồng tốc cấp số 3,4; E- bộ đồng tốc cấp số 1,2 H- bộ đồng tốc cấp số 5; K- bánh răng giảm tốc lui

4 Cầu chủ động:

Oâtô có một cầu chủ động là cầu sau Tỷ số truyền của cầu chủ động là 5.125 Trục cacđăng truyền mômen xoắn từ hộp số qua bánh răng côn làm quay vành răng và bọc vi sai

Bọc vi sai quay kéo theo trục hộ tinh quay Các bánh răng hộ tinh ăn khớp với các bánh răng hành tinh nên các bánh răng hành tinh cùng quay với bọc vi sai

Hình 4-5: Cầu chủ động sau của ôtô tải SuZuKi SK410

4.3.2 Bộ truyền động:

1 Bộ trích lực:

Ta gắn thêm một hộp số phụ sau hộp số chính Hộp số phụ có công dụng:

+ Đổi số chậm để tăng mô men xoắn cho các bánh xe chủ động khi xe phải di chuyển trên những đoạn đường xấu

+ Trích lực từ hộp số chính truyền động cho thùng trộn bê tông khi làm việc

+ Ở các xe có hai cầu chủ động, hộp số phụ còn có công dụng phân phối mô men xoắn cho các cầu chủ động

Hộp số phụ liên kết với hộp số chính qua một trục các đăng trung gian Hộp số phụ có 3 trục : trrục chủ động, trục trung gian và trục bị động và 2 cấp số, cấp số nhanh và cấp số chậm Trục trung gian được đúc cùng khối với hai bánh răng B và B’ Bánh răng B luôn ăn khớp với bánh răng A của trục chủ động Trên trục bị động có bánh răng I di động trên trục bằng rãnh then và bánh răng C quay trơn trên trục và luôn ăn khớp với bánh răng B Hoạt động của hộp số phụ như sau:

Xe chạy trên đường trường: cài số thường Gạt tay gạt số phụ sang phải, đẩy bánh răng I cài khớp vào bánh răng C Khi đó bánh răng C được cài chặt với trục bị động và truyền mô men xoắn cho trục các đăng sau Do các bánh răng A, B và C có cùng đường kính và số răng nên tốc độ ôtô được duy trì không đổi

Xe chạy trên đường ghồ ghề: cài số mạnh Gạt tay gạt số phụ sang trái, đảy bánh răng I ăn khớp với bánh răng B’ của trục trung gian Lúc này có sự giảm tốc giữa bánh răng B’ và bánh răng I Tốc độ của xe giảm nhưng mô men xoắn tăng lên

Xe cố định thực hiện việc trộn bê tông: hộp số phụ ở số 0 Đưa tay gạt về vị trí 0 bánh răng di động I không liên hệ với trục trung gian Mô men truyền từ hộp số chính qua trục chủ

động của hộp số phụ đến trục trung gian, làm quay bánh răng C lồng không trên trục bị động, ngắt mômen quay đến trục các dăng sau của ôtô Trên một đầu của trục trung gian ta nối thêm một đoạn trục bằng mối ghép hàn Đầu trục nối dài được tiện then hoa dùng để liên kết với khớp nối ly hợp trích lực cho máy trộn bê tông Sơ đồ nguyên lý của hệ trích lực như sau:

2 Bộ truyền động:

Trên đoạn trục nối dài của hộp số phụ có gắn thêm một buly bắt chặt trên trục Buly này được nối với buly trên thùng trộn bê tông thông qua một bộ truyền đai Khi tay gạt hộp số phụ ở vị trí 0, kéo khớp nối ly hợp 6 sang phải cho ăn khớp với trục trung gian Mômen

được truyền qua trục trung gian, qua bộ truyền đai làm quay thùng trộn Sơ đồ nguyên lý

chung của hệ truyền động và trích lực như sau:

* Các thông số cơ bản của hệ truyền động và trích lực:

- Hộp số chính:

Tỷ số truyền 3.652 1.947 1.423 1 0.795

Tốc độ quay (v/ph) 1451 2722 3724 5300 6667

- Bộ trích lực:

Tỷ số truyền giữa bánh răng và vành răng thùng trộn:

375.816

Tốc độ quay trục sơ cấp (v/ph) 1451 2722 3724 5300 6667

Tỷ số truyền chung 82.6 151.2 206.9 294.4 370.4

Chương 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐỘNG

5.1 SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN:

* Phân phối tỷ số truyền:

Chọn chế độ làm việc của hộp số chính ở cấp số 1 khi máy trộn làm việc

8.244.3375.86

Tỷ số truyền đai cấp thứ hai i = 2.8

5.2 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG- VÀNH RĂNG:

Đây là bộ truyền bánh răng hở được bôi trơn định kỳ và không được che kín tốt nên dạng hỏng chủ yếu của bộ truyền là mòn, gãy răng Do đó chỉ tiêu tính toán của bộ truyền bánh răng hở là tính theo sức bền uốn, kiểm tra theo sức bền quá tải, bỏ qua việc kiểm tra theo sức bền tiếp súc

Do thùng trộn thiết kế có cùng kích thước với thùng trộn của máy trộn mẫu, nên việc thiết kế vành răng có thể xem như đã có sẵng, ta chỉ cần tính toán thiết kế bánh răng truyền động phù hợp

Các thông số cơ bản của vành răng:

Mô đun m = 6 mm Số răng Z = 134 răng Đường kính trong Dt =804 mm Đường kính ngoài Dn = 924 mm Chiều cao răng h = 15 mm

5.2.1 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng:

Chọn vật liệu chế tạo bánh răng là thép cac bon C45 thường hóa

Giới hạn bền chảy sch = 290 N/mm2

Giới hạn bền sb = 580 N/mm2

Độ cứng 170 ¸ 220 HB

5.2.2 Xác định ứng suất cho phép:

* Ứng suất uốn cho phép:

s

s s

K n

s-1: giới hạn mỏi uốn trong chu kỳ đối xứng

Đối với thép s-1 =(0.4¸0.45)s b =(232¸261) M/mm2

n : hệ số bền dự trữ; n = 2

Ks : Hệ số tập trung ứng suất ở chân răng; Ks = 1.8

K"

N : hệ số chu kỳ ứng uốn m

td N

N

N

N0 : số chu kỳ cơ sở của đường cong mỏi uốn; N0 = 5.106

Ntd : số chu kỳ ứng suất tương đương Đối với bánh răng chịu tải trọng tĩnh

t n u

Ntdu: số lần ăn khớp của bánh răng trong một vòng quay; u = 1 n: số vòng quay trong một phút của bánh răng; n =150.75 v/p

t : tuổi thọ của bánh răng

t = số giờ/ca x số ca/ngày x số ngày/năm x10

t = 8×1×300×10=24000 giờ

61008.2172400075

.1501

1056

.12

533.0232)6.14.1(]

* Ứng suất quá tải cho phép:

Bánh răng chế tạo bằng thép có độ rắn HB = 170 – 220 £350

2322908.08

.0][s uqt » ×s ch = × = N/mm2

5.2.3 Chọn sơ bộ hệ số tải trọng K sb hệ số chiều rộng bánh răng y m và số răng z:

Có thể chọn Ksb =1.3 – 1.5 Þ chọn Ksb =1.4 Hệ số chiều rộng bánh răng: = =15¸10

Chọn ym= 10 Þb=m×y m =60mm

375.8

5.2.4 Chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng:

106

75.1509610

Chọn cấp chính xác chế tạo bánh răng là cấp 9

5.2.5 Kiểm nghiệm bánh răng theo sức bền uốn :

su được xác định theo công thức : 19.1 102 6 1 [ ]

u u

b n Z m y

N K

K : hệ số tải trọng; K = 1.2

N1 : công suất trên trục thứ cấp;

br od

N N

h

=

1

Với N: công suất trên trục thùng trộn, N = 1.576 KW

ho đ : hiệu suất ổ đỡ, ho đ = 0.98

hbr : hiệu suất bộ truyền bánh răng hở, hbr = 0.93

729.193.098.0

576.1

×

=

y : hệ số dạng răng; y = 0.338

m : mô đun ăn khớp; m = 6

z : số răng; z = 16 n: tốc độ quay của bánh răng; n = 150.75 v/p

b : Chiều rộng bánh răng; b = 60 mm

276075.150166338.0

729.12.1101.192

5.2.6 Các thông số hình học chủ yếu của bánh răng:

Chiều cao răng: h=2.5×m=2.5×6=15 mm

Chiều cao đầu răng : hđ = m = 6 mm

Đường kính vòng chia: dc = mz =6 16 =96mm

Đường kính vòng lăn : d1 = dc = 96 mm

Đường kính vòng đỉnh : De = dc + 2m = 96 +12 =108 mm

Đường kính vòng chân : Di = dc – 2m – 2C = 96 – 12 – 0.25 6 = 82.5 mm

5.3 THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐAI: