ỨNG DỤNG PHẦN MỀM TRONG VIỆC THIẾT KẾ MÁY XÚC

Tổng quan về hệ thống Hình 1.4: Hệ thống truyền lực của máy xúc lật • Hệ thống truyền lực bao gồm các thành phần sau: + Hộp số +Bộ vi sai + Ổ trục trên, dưới, trước và sau +Cầu trước và

Mục lục

Lời nói đầu

Giới thiệu chung

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY XÚC

1.1 Công dụng và phân loại máy xúc

1.1.1.Công dụng

1.1.2 Phân loại máy xúc

1.2 Cấu tạo chung và nguyên lý làm việc của máy xúc

1.2.1 Cấu tạo chung

1.2.2 Nguyên lý làm việc

1.3 Khái quát một số hệ thống của máy xúc lật

1.3.1 Hệ thống truyền lực

1.3.1.1 Tổng quan về hệ thống

1.3.1.2 Một số bộ phận của hệ thống.

1.3.2 Hệ thống phanh

1.3.2.1 Tổng quan về hệ thống

1.3.2.3 Một số bộ phận của hệ thống

1.3.3 Hệ thống lái

1.3.3.1 Tổng quan về hệ thống

1.3.3.2 Một số bộ phận của hệ thống

1.3.4 Thiết bị công tác

1.3.4.1.Tổng quan về hệ thống

1.3.4.2 Một số bộ phận của hệ thống

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM SOLIDWORKS

2.1.Giới thiệu về Solidworks

2.1.1.Khởi động SolidWorks

2.1.2 Giao diện SolidWorks

2.2 Một số lệnh cơ bản của phần mềm

2.2.1 Trình ứng dụng phần thiết kế (Part Design)

2.2.1.1 Các lệnh tạo trong bản vẽ phác ( Sketch)

2.2.1.2.Các lệnh tạo khối rắn 3D

2.2.2 Lắp ráp chi tiết và mô phỏng động học

2.2.2.1 Lắp ráp các chi tiết (Assembly)

2.2.2.2 Mô phỏng động học

Chương 3: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM TRONG VIỆC THIẾT KẾ MÁY XÚC

3.1 Khái quát về máy xúc thiết kế

3.1.1 Khái quát máy xúc lật

3.1.2 Sự làm việc của máy xúc lật

3.2 Thiết kế máy xúc lật

3.2.1 Gầu xúc

3.2.2 Cabin

3.2.3 Thân máy xúc

3.2.4 Bánh xe

3.2.5 Xy lanh điều khiển gầu xúc

3.2.6 Piston điều khiển gầu xúc

3.2.7 Xy lanh nâng hạ gầu

3.2.7 Piston nâng hạ gầu

3.2.8 Đòn điều khiển gầu.

3.2.9 Thanh liên kết gầu xúc

3.2.10 Tay nâng hạ gầu

3.3 Lắp ráp máy xúc lật

Kết luận và Kiến nghị

Tài liệu tham khảo

Lời nói đầu

Giới thiệu chung

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY XÚC 1.1 Công dụng và phân loại máy xúc

1.1.1.Công dụng

Máy xúc lật là máy xây dựng thuộc loại thiết bị cơ giới, có công dụng

chính để bốc xúc đất, đá và vật liệu rời, vận chuyển chúng trong gầu xúc của máy,

để đổ lên thiết bị vận chuyển khác (ô tô tải) hay kho chứa với độ cao đổ nhất địnhcao hơn nền đất Máy xúc lật hoàn toàn có thể dùng để đào đất đá từ mềm đếncứng (đất cấp I, II), dạng rời hay liền thổ nhưng vị trí đào nằm ngang hoặc cao hơn

vị trí máy đứng (cao hơn nền đất máy đứng) Máy xúc lật được sử dụng nhiềutrong xây dựng, khai thác mỏ, vận tải (bốc xúc hàng hóa ở kho bãi)

Hình 1.1: Các loại hình làm việc chủ yếu của máy xúc.

1.1.2 Phân loại máy xúc

+ Theo cơ cấu công tác:

• Máy xúc lật đổ trước

• Máy xúc lật quay nửa vòng

+ Theo cơ cấu di chuyển:

• Máy xúc lật bánh lốp

• Máy xúc lật bánh xích

Hình 1.2: Phân loại máy xúc lật

1.2 Cấu tạo chung và nguyên lý làm việc của máy xúc.

1.2.1 Cấu tạo chung

Hình 1.3: Sơ đồ cấu tạo chung của máy xúc lật thủy lực.

1.2.2 Nguyên lý làm việc

Máy làm việc theo chu kỳ, đất(vật liệu) xả qua miệng gầu Đưa máy về vịtrí làm việc, hạ gầu tiếp xúc với nền đất(vật liệu) Dùng xy lanh 8 điều khiển taycần và gầu ở vị trí phù hợp với đối tượng làm việc Cho máy di chuyển với vận tốcxúc đất Gầu tiến hành xúc đất( vật liệu) vào gầu

Gần cuối quá trình xúc đất, dùng xy lanh 8 điều khiển tay cần và gầu saocho khi nâng gầu lên thì đất(vật liệu) không bị rơi ra ngoài Nâng gầu(nâng taycần) nhờ xy lanh 3 Đưa máy về vị trí xả đất(vật liệu) bằng cách tiến hoặc lùi máy.Loại máy xúc này không có cơ cấu quay Đất( vật liệu) xả thành đống hoặc xả trựctiếp vào thiết bị vận chuyển

1.3 Khái quát một số hệ thống của máy xúc lật.

1.3.1 Hệ thống truyền lực

1.3.1.1 Tổng quan về hệ thống

Hình 1.4: Hệ thống truyền lực của máy xúc lật

• Hệ thống truyền lực bao gồm các thành phần sau:

+ Hộp số

+Bộ vi sai

+ Ổ trục trên, dưới, trước và sau

+Cầu trước và cầu sau

- Công suất động cơ được truyền lực tới hộp số thông qua ổ trục trên và bộ chuyển đổi mô men xoắn

- Hộp số tham gia vào việc thay đổi tốc độ của số tiền và số lùi bằng việc thay đổi tỷ số truyền Kết quả đầu ra của hộp số được thông qua tất cả 3 ổ trục Ổ trục phía trước được nối với cầu trước, cầu trước của xe được gắn trực tiếp vào khung tải phía trước của xe và cầu trước của xe được thiết kế với độ sai trượt giới hạn

- Cầu sau được gắn trên một trục dao động,và nó được thiết kế thông thường

- Công suất truyền lực tới cầu trước và cầu sau sẽ giảm dần bởi qua các chi tiết như bánh răng quả rứa, bánh răng vành chậu, bánh răng mặt trời rồi cuối cùng là bán trục

1.3.1.2 Một số bộ phận của hệ thống.

a, Bộ biến mô

Hình1.5 : Bộ biến mô

Việc chuyển đổi được làm việc theo hệ thống-Trilok, tức là nó giả định các đặctính như tốc độ tua bin cao và bộ ly hợp thủy lực làm việc hiệu quả Biến mô sẽ xác định theo công suất động cơ để có điều kiện hoạt động thuận lợi nhất cho từngtrường hợp cụ thể

Biến mô bao gồm 3 thành phần chính:

• Bánh bơm

• Bánh tua bin

• Stator

Hình 1.6: Cấu tạo bộ biến mô

• Động cơ quay và bánh bơm quay, và dầu bị đẩy ra từ bánh bơm thành mộtdòng mạnh làm quay bánh tua bin

• Bánh bơm được bố trí nằm trong vỏ bộ biến mô và nối với trục khuỷu qua đĩa

dẫn động Nhiều cánh hình cong được lắp bên trong bánh bơm Một vòng dẫn hướng được lắp trên mép trong của các cánh để đường dẫn dòng dầu được êm

• Rất nhiều cánh được lắp lên bánh tuabin giống như trường hợp bánh bơm.Hướng cong của các cánh này ngược chiều với hướng cong của cánh của bánh bơm Bánh tua bin được lắp trên trục sơ cấp của hộp số sao cho các cánh bên trong

nó nằm đối diện với các cánh của bánh bơm với một khe hở rất nhỏ ở giữa

• Stato nằm giữa bánh bơm và bánh tua bin Qua khớp một chiều nó được lắptrên trục stato và trục này được cố định trên vỏ hộp số Dòng dầu trở về từ bánh tua bin vào bánh bơm theo hướng cản sự quay của bánh bơm Do đó, stato đổi chiều của dòng dầu sao cho nó tác động lên phía sau của các cánh trên bánh bơm

và bổ sung thêm lực đẩy cho bánh bơm do đó làm tăng mô men Khớp một chiều cho phép Stato quay theo

chiều quay của trục khuỷu động cơ Tuy nhiên nếu Stato định bắt đầu quay theo chiều ngược lại thì khớp một chiều sẽ khoá stato để ngăn không cho nó quay

• Khi tốc độ của bánh bơm tăng thì lực li tâm làm cho dầu bắt đầu chảy từ tâm

bánh bơm ra phía ngoài Khi tốc độ bánh bơm tăng lên nữa thì dầu sẽ bị ép văng rakhỏi bánh bơm Dầu va vào cánh của bánh tua bin làm cho bánh tua bin bắt đầu quay cùng chiều với bánh bơm Dầu chảy vào trong dọc theo các cánh của bánh tua bin Khi nó chui được vào bên trong bánh tua bin thì mặt cong trong của cánh

sẽ đổi hướng dầu ngược lại về phía bánh bơm, và chu kỳ lại bắt đầu từ đầu Việc truyền mô men được thực hiện nhờ sự tuần hoàn dầu qua bánh bơm và bánh tua bin

• Việc khuyếch đại mômen do bộ biến mô thực hiện bằng cách dẫn dầu khi

nó

vẫn còn năng lượng sau khi đã đi qua bánh tua bin trở về bánh bơm qua cánh của Stato Nói cách khác, bánh bơm được quay do mô men từ động cơ mà mô men nàylại được bổ sung dầu quay về từ bánh tua bin Có thể nói rằng bánh bơm khuyếch

đại mô men ban đầu để dẫn động bánh tua bin.

-Mô men được truyền từ bộ biến mô qua trục sơ cấp và vào hộp số

- Hộp số sử dụng sự kết hợp của côn tiến hoặc côn lùi và tỷ số truyền của 4 tay số để chuyển sang F1- 4 hoặc R1-4 và truyền lục từ trục sơ cấp hộp số đến trụcđầu ra

1.2.1.2 Hoạt động khi chuyển số

+ Số 2

+ Số lùi

Hình 1.12 : Sơ đồ xe đi số lùi

Trong trường hợp đi số lùi, côn số tiến 25 và côn số 24 được đóng nhờ áp suất dầu từ van điều khiển hộp số

Mô men được truyền từ bộ biến mô đến trục sơ cấp hộp số 11 qua các cặp bánh răng lồng không 26, 27 Đến đây côn số 25 đóng, mô men truyền đến bánh răng 29 Côn số 24 đóng , mô men từ bánh răng 29 sẽ được truyền đến bánh răng

30 rồi đến bánh răng 31 Bánh răng 31 quay cùng khối với bánh răng 32 do đó mô men từ bánh răng 31 truyền đến bánh răng 32 rồi truyền đến bánh răng 33 và 34 rồi truyền đến trục cuối cùng 17

có các rãnh then hoa

+ Nguyên lý hoạt động

• Khi xe chạy thẳng: Hai bánh xe chạy

cùng vận tốc, lực tác dụng lên bánh răng

hành tinh cân bằng về hai phía, do đó

bánh răng hành tinh không quay trên trục

của nó kéo hai bánh răng bán trục quay

cùng vận tốc với vỏ vi sai, tốc độ 2 bánh

răng bằng nhau

Hình 1.14 : Hoạt động của vi sai khi xe chạy thẳng

- Khi xe chạy trên đường vòng :Trong trường hợp

này tốc độ quay của bánh xe bên trái và bên phải là

khác nhau, do đó lực tác dụng lên các bánh răng

hành tinh không cân bằng Vì vậy các bánh răng vừa quay cùng vỏ vi sai cùng quay quanh trục của mình, các bánh răng chuyển động tương đối so với vỏ vi sai

Hình 1.15: Hoạt động của vi sai khi xe chạy đường vòng

của hệ thống bánh răng hành tinh để truyền đến bánh xe

• Mô men được truyền từ bộ vi sai thông qua bán trục (1) tới bánh răng mặt trời

(4) rồi truyền mô men tới bánh răng hành tinh (2) Bánh răng hành tinh quay ăn khớp vớivòng bánh răng lớn (3) và tại đây nó sẽ quay cùng tốc độ với cụm bánh răng hành tinh.Sau đó mô men sẽ được gửi tới bánh xe

1.3.2 Hệ thống phanh

1.3.2.1 Tổng quan về hệ thống.

Hình 1.17 : Hệ thống phanh của máy xúc lật

Hệ thống phanh bao gồm các thành phần sau đây:

+ Bơm phanh

+ Van phanh

+ Bộ tích áp (Accumulators)

+ Công tắc điều khiển áp suất

• Phanh hoạt động bởi một áp suất đền bù, đóng hệ thống thủy lực trung tâm.Lưu

lượng được cung cấp bởi xy lanh thủy lực cố định, bánh răng bơm phanh

• Sự dịch chuyển của xy lanh bơm phanh cố định cung cấp lưu lượng khi đạpbàn

đạp phanh Nó chảy vào hai bộ tích áp Bộ tích áp có van kiểm tra nạp để duy trì một khối lượng áp suất dầu phanh dự trữ cho quá trình phanh

• Cơ cấu phanh trước và sau sẽ hoạt động đồng thời với chuyển động của bànđạp

+ Áp suất tải loại máy bơm bánh răng được thiết kế để giải phóng mặt bằng giữa các bánh răng và tấm bên có thể được tự động điều chỉnh theo áp lực cung cấp Do đó, sự rò rỉ dầu từ các tấm bên là ít hơn so với trong trường hợp của các

loại tấm cố định

bên dưới một áp lực xả cao Do đó, giảm không đáng kể của việc cung cấp bơm xảy ra, ngay cả khi máy bơm hoạt động dưới áp lực

*Nguyên lý hoạt động

+Cơ cấu cung cấp dầu

• Bản vẽ ở bên phải cho thấy các nguyên tắc Cửa hút

Cửa xả

hoạt động của một máy bơm bánh răng bên

ngoài, trong đó hai bánh răng được quay ăn

• Dầu vào thông qua cổng hút bị mắc kẹt

trong khoảng trống giữa hai chiếc răng bánh

răng, và được gửi đến cổng xả như là các bánh

răng quay

• Ngoại trừ dầu ở dưới cùng của răng bánh

răng, dầu bị mắc kẹt giữa các bánh răng răng,

ngăn cản trở về phía hút với các bánh răng ăn

khớp

• Khi các bánh răng được liên tục cung cấp

dầu, dầu chuyển vào cổng xả được chuyền ra

khỏi cửa xả

• Lượng xả tăng với tốc độ quay của bánh

răng Nếu không có áp suất trong khe bánh

răng ăn khớp dầu chảy ra cửa xả, dầu chỉ đơn

thuần là chảy qua 2 bánh răng ăn khớp, sẽ

không tăng được áp lực

• Tuy nhiên nếu , việc thông qua dầu bị chặn

với một cái gì đó giống như một xi lanh thủy

lực, sẽ có không có chỗ khác cho dầu chảy, do

đó, áp lực dầu sẽ tăng lên Tuy nhiên, áp lực

tăng theo cách này sẽ không bao giờ đi cao hơn,

một khi piston xi lanh thủy lực bắt đầu chuyển

động vì áp suất dầu Như được mô tả trước

đó, máy bơm tạo ra dòng dầu, nhưng không

phải là áp suất dầu Do đó chúng tôi có thể kết

luận rằng áp lực là kết quả của tải

• Nói cách khác, áp lực phụ thuộc vào một

phần tải Hình 1.19: Hoạt động của bơm phanh

thủy lực + Dầu chảy trong bánh răng ăn khớp

• Dầu chảy từ một nơi dưới áp suất cao hơn đến

một nơi dưới áp suất thấp hơn, với điều kiện là

một khoảng cách hoặc thoát ra bằng khoảng chống

ở giữa

• Trong bơm bánh răng, khe hở nhỏ được quy

định giữa các bánh răng,trong trường hợp và giữa

các bánh răng và tấm bên trong để cho phép dầu

bị chảy ra ngoài và làm như là chất bôi trơn để

bơm sẽ được bảo vệ và liên kết

• Các bản vẽ cho thấy phải làm thế nào dầu

chảy trong bơm Như vậy, luôn luôn có dầu chảy

trong các bơm từ phía bên xả (Dưới áp lực cao)

để phía bên hút cung cấp của bơm được giảm một

lượng tương đương việc xả dầu

• Ngoài ra, việc cung cấp dầu cho bơm cũng sẽ

giảm lượng rò rỉ dầu tăng do việc dầu đi qua

khoảng chống giữa khe hở của bánh răng ăn khớp,

bố trí hình tròn mở rộng dẫn đến từ sự ma sát của

các bộ phận bơm, dầu có độ nhớt thấp hơn do sự

gia tăng nhiệt độ dầu, và việc sử dụng dầu ban đầu

Hình 1.20: Bánh răng ăn khớp của bơm phanh thủy lực

b, Van phanh

*Cấu tạo

Hình 1.21: Cấu tạo van phanh

DS1 Công tắc điều khiển áp suất M12ź1.5DS2 Công tắc điều khiển áp suất bộ tích áp M12ź1.5

Chuyển đổi qua lưu lượng bơm từ bộ tích áp nạp vào lưu thông trung gian

• Bơm cung cấp vào các mạch bộ tích áp thông qua các van kiểm tra (3)trong

quá trình nạp Với áp lực này được truyền tải tín hiệu phụ của bù áp lực (2) thôngqua đường điều khiển và điều khiển dẫn hướng Khi ga bơm sẽ truyền lưu lượngcho đến khi áp lực trong đó tạo lên trong mạch bộ tích áp, thắng được áp lực của

Chuyển đổi lưu lượng bơm lưu thông trung gian vào bộ tích áp nạp

• Nếu áp suất trong mạch bộ tích áp giảm thấp hơn điểm(Thêm áp lực) Pđược kết

nối với buồng tín hiệu tải của bộ bù áp lực (2) và bơm cung cấp lại lần nữa trongcác mạch bộ tích áp

+ Mạch van phanh

• Hai mạch điều khiển cung cấp van phanh

giảm áp trực tiếp kiểm soát van thiết kế 3 chiều

với hoạt động cơ khí

• Nó có một giảm áp lực tối đa của mạch thứ

cấp và điều chỉnh áp lực trong mạch thứ cấp

(mạch phanh) tỷ lệ thuận với sự điều chỉnh của

các yếu tố điều khiển (4)

• Với sự hư hỏng của mạch phanh mạch thứ

hai phanh vẫn còn hoàn toàn hoạt động được chức năng do tiếp xúc của cả

hai cuộn (2)

• Lực tác động tại bàn đạp vẫn không thay

đổi Hai mạch van phanh khiển từ xa cung cấp bao gồm chủ yếu là vỏ van

phanh (1) và ống dẫn hướng (2), lò xo chính (3), cơ cấu tác động (4) và lò

xo hồi vị (5) và (6)

Hình 1.24 Mạch thủy lực của van phanh

• Van được điều khiển thông qua các cơ cấu tác động (4) Nó đẩy lò xo chính(3)

chống lại cả hai cuộn điều khiển (2) Đầu tiên các mép điều khiển đóng cửa ởkênh T, sau đó dòng chảy từ SP và BR được thực hiện trong cả hai phanh

• Áp lực trên các đường phanh được đẩy đồng thời thông qua các lỗ thoát dầu (7) phía

sau ống chỉ điều khiển đối với các lò xo chính (3) để áp lực phanh tăng tỷ lệ thuận với các yếu tố điều hành giữ ổn định các cuộn điều khiển(2) di chuyển vào vị trí điều khiển và giữ áp suất được kiểm soát trong các kênh BR1 và BR2 liên tục Các

áp lực tác động của các yếu tố điều khiển là tỷ lệ thuận với độ lệch của nó

• Khi lò xo chính (3) được bỏ các lò xo áp lực và các cuộn điều khiển di chuyển theo

hướng mà nó đóng SP đối với BR và mở BR đối với T và do đó đóng mạch thứ cấp (mạch phanh)

D

A: Phần chứa dầu C: Màng B: Phần chứa khí D: Van đĩa Hình 1.25: Bộ tích áp

+ Nguyên lý hoạt động

• Mục đích: Trong hệ thống phanh, mục đích của bộ tích áp là dự trữ năng

Phía dưới màng ngăn có chứa một van đĩa(D), nếu màng bộ tích áp hoàn

toàn

trống rỗng nó sẽ đóng lối ra thủy lực để ngăn ngừa hư hỏng của màng

d, Công tắc điều khiển áp suất

*Cấu tạo

Thường đóng H1

Thường mở H2

G

Hình 1.26: Công tắc điều khiển áp suất

Thông số kỹ thuật