Đề tài Khảo sát hệ thống truyền lực trên xe nâng hàng FG60

thông giữa khoang A và khoang B lúc này áp suất ở cả hai khoang đều là áp suất chân không. Do đó không có sự chênh lệch áp suất nên bộ trợ lực không làm việc. Áp suất dầu trong xilanh phanh chính và xilanh con không tăng nên má phanh không ép vào trống phanh do vậy ma sát chưa tạo ra trong cơ cấu phanh. * Khi tiến hành phanh: Người lái tác dụng một lực vào bàn đạp phanh thông qua các cần sẽ làm cho piston trong xilanh phanh chính dịch chuyển, áp suất dầu trong xilanh chính tăng lên và áp suất dầu trong đường ống, trong xilanh con cũng tăng lên. Khi áp suất dầu trong xilanh bánh xe tăng lên sẽ làm cho các piston dịch chuyển đẩy các má phanh ép vào trống phanh tạo ra mômen ma sát trong cơ cấu phanh để tiến hành quá trình phanh xe. Khi người lái đạp một lực đạp đủ lớn thì piston bộ trợ lực chân không dịch chuyển, đồng thời lúc đó nó sẽ đóng van chân không ngăn cách giữa hai khoang A và B, và van không khí (3) mở cho thông khoang A với khí trời. Như vậy giữa hai khoang A và B có sự chênh lệch áp suất bởi thế bộ trợ lực làm việc, sẽ tăng cường lực tác dụng lên cần piston, và làm tăng mức độ dịch chuyển của piston do đó áp suất dầu trong xilanh chính tăng lên sẽ tăng cường lực phanh. Nếu người lái giữ bàn đạp phanh ở một vị trí bất kỳ thì piston trợ lực tiếp tục dịch chuyển và sẽ đóng kín van không khí ngăn cách khoang A với khí trời đồng thời mở van chân không cho thông giữa hai khoang A và B. Từ đó bộ trợ lực kết thúc làm việc. * Khi nhả phanh: Khi người lái nhả bàn đạp phanh nhờ các lò xo hồi vị sẽ kéo má phanh tách ra khỏi trống phanh kết thúc quá trình phanh. Nhờ có áp suất và lò xo hồi vị thì piston trở lại vị trí ban đầu. Ngoài ra, trong hệ thống phanh trên còn trang bị một số thiết bị khác như bơm để tạo chân không (9) cung cấp cho bình chân không. Khi áp suất chân không trong bình (1) bị giảm công tắc chân không (13) đóng lại nên động cơ điện quay dẫn động bơm nạp chân không vào bình chứa để đảm bảo quá trình phanh được an toàn. + Hệ thống phanh dừng: Trên xe nâng hạ NISSAN FG60-7 phanh dừng sử dụng phần tử ma sát của cơ cấu phanh này là loại trống - guốc bố trí trên hệ thống truyền lực chính. Phanh dừng được đặt giữa trục các đăng và truyền lực chính. Sơ đồ dẫn động của phanh dừng được trình bày dưới đây: Hình 2.4. Sơ đồ dẫn động phanh dừng xe FG60-7 1. Truyền lực chính; 2. Sác xi; 3. Tay phanh; 4. Dây cáp; 5. Cơ cấu phanh Khi xe đã dừng hẳn, để tránh hiện tượng xe tự chuyển động khi dừng ở mặt đường nghiêng hoặc khi chịu tải trọng không đều giữa phần đầu và đuôi xe. Khi xe dừng, người lái đẩy tay phanh (3) tới phía trước theo hướng chuyển động tới của xe, thông qua dây cáp (4) sẽ tác dụng vào cơ cấu ép của cơ cấu phanh (5), ép các má phanh vào trống phanh tạo ra mômen phanh giữ cho xe không bị tự chuyển động. Trong một số trường hợp phanh chính bị hỏng hoặc kém tác dụng cũng có thể kéo phanh dừng để hổ trợ việc phanh xe. 2.3 Hệ thống lái Xe nâng hạ FG60-7 có hai bánh xe dẫn hướng là hai bánh xe sau. Loại xe này cần có bán kính quay vòng nhỏ để có thể quay vòng trong các khoảng không hẹp như điều kiện làm việc tại các nhà xưởng. Hệ thống lái dùng áp lực dầu trong bình tích năng để điều khiển xilanh lái. Khi xoay vôlăng chính là thao tác đóng và mở van điều khiển dầu đến các khoang của xilanh lái. Đường kính ngoài của vôlăng: 420 [mm], đường kính xilanh lái: 45 [mm] Sơ đồ hệ thống lái: Hình 2.5. Sơ đồ nguyên lý hệ thống lái xe FG60-7 1. Trụ lái; 2. Vôlăng; 3. Đường dầu từ bơm đến; 4. Van điều áp; 5. Tiết lưu; 6. Bơm dầu lái; 7. Động cơ; 8. Đường dầu điều khiển lái sang phải; 9 Xilanh lái.; 10. Đường dầu điều khiển lái sang trái;11. Thùng dầu; 12. Lọc thô; 13. Bộ tản nhiệt dầu; 14. Đường dầu về thùng; 15. Van phân phối Nguyên lý làm việc của hệ thống lái: Bơm dầu sẽ đẩy dầu các áp suất cao đến van phân phối (15) của hệ thống lái. Khi xe chuyển động thẳng dầu theo đường dầu (3) đến van phân phối (15) sẽ về lại thùng theo đường hồi (14). Khi người lái muốn quay vòng sang trái thì xoay vôlăng ngược chiều kim đồng hồ thì thông qua trụ lái (1) làm xoay van phân phối (15), mở đường thông cho dầu theo đường dầu (10) vào khoang A xilanh lái (9), đẩy piston của xilanh lái sang trái và dầu ở khoang B sẽ theo đường dầu (9) qua đường hồi (13) về thùng, như vậy xe sẽ quay vòng sang trái. Còn khi đánh vôlăng theo chiều kim đồng hồ thì van phân phối (14) sẽ mở đường thông cho dầu cao áp theo đường dầu (9) vào khoang B đẩy piston sang phải thực hiên quay vòng sang phải. Xi-lanh lái có kết cấu như sau: Hình 2.6. Kết cấu xilanh lái 1. Khớp nối; 2. Bạc lót khớp nối; 3. Vòng chắn bụi; 4. Vòng chặn đầu xi lanh; 5. Đệm lót; 6. Thân xi lanh; 7. Piston; 8. Séc măng; 9. Vòng chặn; 10. Then vòng cố định piston (ở trên cần piston); 11. Đệm lót; 12. Vòng chắn bụi; 13. Vòng chặn; 14, 16. Đầu nối ống dẫn dầu; 15. Đầu xi lanh; 17. Phần thân nối với khung xe; 18. Cần piston Nguyên lý làm việc của xi lanh lái như sau: Cần piston (18) được gắn với cơ cấu đòn kéo dọc của hệ thống lái nhờ khớp nối dầu cần (1). Các đầu nối của ống dẫn dầu (14), (16) được nối vào các cửa của van điều khiển lái thông qua các đường ống dầu cao áp nhằm cấp dầu cho xi lanh lái. Khi muốn xe quay trái hoặc quay phải, người lái xe chỉ cần quay vô lăng lái sang bên trái hoặc bên phải một góc nhất định. Vô lăng quay làm cho trụ lái quay. Thông qua trụ lái làm van phân phối lái mở hoặc đóng các đường dầu thông với các rãnh thông, cho dầu cao áp đi vào các khoang của xi lanh lái. Dưới tác dụng của dầu cao áp, sẽ tạo áp lực đẩy piston (7), và do đó đẩy cần piston (18) sang bên trái hoặc bên phải. Thông qua các đòn kéo dọc, thanh quay ngang và các cơ cấu điều khiển, bánh xe sẽ quay sang trái hoặc sang phải, làm cho xe chuyển hướng theo. - Hệ thống thủy lực trên xe nâng hàng FG60-7 được trình bày dưới sơ đồ sau: Hình 2.7. Sơ đồ hệ thống thủy lực trên xe FG60-7 1. Xi lanh điều chỉnh độ nghiêng; 2. Van phân phối lái; 3. Đường dầu; 4. Bộ tản nhiệt dầu; 5. Bộ lọc dầu; 6. Lưới lọc dầu; 7. Xi lanh lái; 8. Động cơ; 9. Bơm dầu; 10. Van điều áp; 11. Van điều khiển xi lanh điều chỉnh độ nghiêng; 12. Van điều khiển cho xi lanh nâng hạ bộ công tác; 13. Van tiết lưu cho hệ thống lái; 14. Van an toàn xi lanh điều chỉnh độ nghiêng; 15. Van điều áp xi lanh điều chỉnh độ nghiêng; 16. Xi lanh nâng hạ bộ công tác Nguyên lý làm việc của hệ thống thủy lực trên xe FG60-7 như sau: Khi động cơ làm việc kéo theo các bơm dầu hoạt động. Dầu sẽ được đẩy theo các đường: Đường dầu đi trong mạch thủy lực trợ lực lái. Mạch thủy lực này đã được phân tích trên phần hệ thống lái. Đường dầu đi theo mạch thủy lực để phục vụ cho hoạt động của bộ phận công tác, ở đây là các xi lanh nâng hạ bộ phận công tác (16) và xi lanh điều chỉnh độ nghiêng (1). Nguyên lý hoạt động của hệ thống này như sau: Khi động cơ hoạt động, trục của bơm dầu (9) hoạt động, dầu sẽ được hút từ dưới thùng chứa lên, tạo một áp lực trên đường ống dẫn dầu của hệ thống. Khi muốn đưa bộ phận công tác ra phía trước (lúc lấy hàng), hoặc đưa bộ phận công tác lên cao người lái xe gạt cần gạt điều khiển, dòng dầu cao áp sẽ đi qua van điều khiển, cung cấp cho xi lanh ngiêng và xi lanh nâng. Khi muốn thu bộ phận công tác vào hoặc hạ xuống, thì dầu sẽ cung cấp từ van điều khiển theo hướng ngược lại để đóng các xilanh lại. Các xilanh này hoạt động độc lập, do vậy bộ phận công tác có thể dịch chuyển theo hai bạc tự do trong không gian. Ngoài ra trong hệ thống thủy lực trên xe nâng hàng FG60-7 còn có một đường dầu đi theo mạch thủy lực điều khiển sự gài số trong hộp số của xe. Hệ thống này hoạt động riêng và được cung cấp năng lượng nhờ sự trích công suất từ trục của biến mô 2.4 Bộ phận công tác Hình 2.8. Bộ phận công tác xe nâng FG60-7 1. Lưỡi nâng; 2. Khớp nối xi lanh điều chỉnh độ nghiêng; 3. Trụ nâng; 4. Khớp nối xilanh nâng; 5. Xích nâng; 6. Đai ốc thanh răng; 7. Thanh răng Nguyên lý làm việc của Bộ phận công tác xe nâng FG60-7 như sau: Lưỡi nâng được liên kết với nhau với thanh răng và được đặt trên bàn nâng. Bàn nâng có thể di trượt trên trụ nâng nhờ các Puly đặt trong trụ nâng (liên kết ngàm), và có thể dịch chuyển lên xuống trong trụ nâng nhờ xích kéo (5). Khi muốn đưa bàn nâng lên cao, người lái xe gạt cần điều khiển, dòng dầu cao áp trong xilanh nâng sẽ đẩy piston lên cao, đẩy trụ nâng lên. Thông qua bộ truyền động xích, sẽ kéo theo bàn nâng lên cao, đưa hàng hóa lên cao. Khi muốn đưa bàn nâng xuống vị trí thấp hơn, người lái chỉ việc gạt cần điều khiển xilanh nâng, kéo piston về vị trí cũ. Thông qua bộ truyền xích và nhờ trọng lực, bàn nâng sẽ trở về vị trí cũ. Để điều chỉnh độ nghiêng của trụ nâng và bàn nâng, người ta sử dụng xilanh điều chỉnh độ nghiêng. Khi cần piston của xi lanh điều chỉnh độ nghiêng dịch chuyển ra phía trước, góc phần phía dưới của trụ nghiêng sẽ chuyển động ra phía trước làm cho lưỡi nâng tạo một góc so với phương thẳng đứng. Khi muốn đưa trụ nâng về vị trí ban đầu, ta chỉ cần điều chỉnh dòng dầu thủy lực để đưa cần piston về vị trí ban đầu. + Kết cấu xilanh điều chỉnh độ nghiêng. Hình 2.9. Xi lanh điều chỉnh độ nghiêng bộ phận công tác trên xe nâng FG60-7 1. Khớp nối của xilanh điều chỉnh độ nghiêng; 2. Khoá của cần Piston; 3. Đầu xi lanh điều chỉnh độ nghiêng; 4. Vòng chặn; 5. Thân xi lanh điều chỉnh độ nghiêng; 6. Đầu ống nối với ống dẫn dầu; 7. Bạc lót; 8. Lỗ đầu nối; 9. Đai ốc chặn piston; 10. Pison; 11. Séc măng; 12. Cần piston; 13. Vòng chặn đầu piston; 14. Vòng chặn bụi; 15. Bạc lót khớp nối. Nguyên lý hoạt động của xi lanh điều chỉnh độ nghiêng như sau: Cần piston được gắn với trụ nâng của bộ phận công tác. Phần đuôi của xi lanh được gắn trên thân xe nâng. Các đầu nối của ống dẫn dầu được nối vào các cửa của van điều khiển xi lanh thông qua các đường ống dầu cao áp. Khi muốn điều chỉnh độ nghiêng của trụ nâng và bàn nâng nhằm mục đích lấy hàng và giữ hàng được dễ dàng, người lái xe chỉ cần gạt cần điều khiển cho dòng dầu đi vào xi lanh ( theo đường ống 1 hoặc 2). Dầu cao áp đi vào trong xi lanh sẽ đẩy piston đi ra hoặc đi vào, do đó đẩy trụ nâng ra phía trước hoặc lùi lại, làm thay đổi góc nghiêng của trụ nâng so với phương thẳng đứng. + Kết cấu xilanh nâng hạ bộ phận công tác Hình 2.10. Kết cấu Xi lanh nâng hạ bộ phận công tác Đầu xilanh nâng; 2. Cần piston; 3. Vòng đệm chắn bụi; 4. Bạc lót; 5. Đầu xi lanh; 6. Đai ốc hãm; 7. Giảm chấn; 8. Vòng giữ phớt; 9. Vòng phớt Piston; 10. Piston; 11. Đai ốc giữ piston; 12. Bu lông bắt xi lanh (vào thân xe nâng); 13. Xi lanh; 14. Bu lông nối ống dẫn dầu; 15. Vòng bít; 16. Cần đẩy; 17. Vòng phớt cần đẩy; 18. Bạc đầu xi lanh Nguyên lý hoạt động của xi lanh nâng hạ bộ phận công tác như sau: Cần piston được gắn với trụ nâng của bộ phận công tác. Phần đuôi của xi lanh được gắn trên thân xe nâng. Đầu nối của các đường ống dẫn dầu được nối vào cửa của van điều khiển xi lanh thông qua một đường ống dầu cao áp. Khi muốn nâng bàn nâng nhằm đưa hàng hóa lên cao, hoặc nâng bàn nâng lên cao để lấy hàng ở vị trí cao, người lái xe chỉ cần gạt cần điều khiển cho dòng dầu đi vào xi lanh. Dầu cao áp đi vào trong xi lanh sẽ đẩy piston đi lên, do đó đẩy trụ nâng lên cao theo phương thẳng đứng. Thông qua bộ truyền xích, sẽ kéo bàn nâng chạy dọc theo trụ nâng lên cao nhờ các puly. Nhờ đó hàng hóa được nâng lên cao. Khi muốn hạ bộ phận công tác xuống vị trí thấp hơn, người lái xe điều chỉnh cần gạt, dòng dầu cao áp vào trong xi lanh theo đường ống 11 và đi ra theo đường ống 7. Kết hợp với trọng lực của trụ nâng, bàn nâng và cả hàng hóa ở trên bàn nâng, sẽ đưa toàn bộ trụ nâng đi xuống. 3. KHẢO SÁT HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC 3.1. Hệ thống truyền lực Hệ thống truyền lực làm nhiệm vụ nhận mômen quay từ động cơ dể truyền đến các bánh xe. Hệ thống truyền lực bao gồm biến mô thủy lực, hộp số, các đăng, truyền lực chính. Hình 3.1. Sơ đồ hệ thống truyền lực trên xe nâng hàng FG60-7 1. Động cơ; 2. Biến mô thủy lực; 3. Hộp số; 4. Cácđăng; 5. Cơ cấu phanh dừng; 6. Bộ vi sai; 7. Cơ cấu phanh chính; 8. Bánh răng hành tinh; 9. Bánh xe Nguyên lý làm việc của hệ thống trên như sau: Khi động cơ (1) chưa làm làm việc thì đĩa tuốc bin của biến mô chưa quay. Khi động cơ bắt đầu làm việc, trục khuỷu của động cơ quay kéo theo trục bơm của biến mô (2) quay. Chất lỏng nằm giữa hai đĩa của biến mô cũng bắt đầu chuyển động. Dưới tác dụng của lực ly tâm, chất lỏng sẽ chuyển động theo các cánh bơm từ tâm đến ngoài mép của biến mô với tốc độ tăng dần. Chất lỏng chuyển động theo cánh dẫn của đĩa bơm rồi chuyển sang cánh của đĩa tuốc bin với tốc độ lớn rồi tiếp tục đi từ rìa vào tâm. Chất lỏng sẽ bắn vào các cánh của tuốc bin, làm cho các cánh của tua bin chuyển động, do đó tạo mô men quay trên đĩa tuốc bin. Khi tốc độ của động cơ đủ lớn, mô men quay có giá trị đủ lớn sẽ làm quay trục tuốc bin. Trục tuốc bin nối với trục sơ cấp của hộp số (3), khi trục tuốc bin quay sẽ làm quay trục sơ cấp của hộp số. Nhờ các cặp bánh ăn khớp, chuyển động quay này sẽ được truyền cho trục thứ cấp của hộp số. Từ trục thứ cấp, mô men quay được truyền qua trục các đăng (4), qua truyền lực chính (7), qua bán trục, và dẫn động các bánh xe chủ động (các bánh xe trước là các bánh xe chủ động). Trong trường hợp xe nâng hàng mang tải nặng, để xe có thể chuyển động được, xe phải có được momen đủ lớn để thỏa mãn được điều kiện kéo của xe. Trong trường hợp này, hệ thống truyền lực, mà trực tiếp là bộ biến mô sẽ làm tăng mô men ở trục tuốc bin lên (K0 = 2¸6) so với mô men của động cơ, nhờ vậy mà xe nâng hàng có thể chuyển động được. 3.2. Biến mô thủy lực - Sơ đồ nguyên lí của biến mô thủy lực. Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý biến mô thủy lực 1. Bánh đà;2. vỏ biến mô;3. Bánh tuabin;4. Bánh Bơm;5. Bánh phản ứng;6. Khớp một chiều;7. Trục sơ cấp hộp số. + Bánh bơm: Bánh bơm được gắn liền với vỏ biến mô, rất nhiều cánh có dạng cong được lắp theo hướng kính ở bên trong. Vành dẫn hướng được lắp trên cạnh trong của cánh quạt để dẫn hướng cho dòng chảy được êm. Vỏ biến mô được nối với trục khuỷu qua tấm dẫn động. + Bánh tuabin: Cũng như bánh bơm, có rất nhiều cánh quạt được lắp trong bánh tuabin. Hướng cong của các cánh này ngược chiều với các cánh trên bánh bơm. Bánh tuabin được lắp trên trục sơ cấp hộp số sao cho các cánh quạt của nó đối diện với các cánh trên bánh bơm, giữa chúng có một khe hở rất nhỏ. + Bánh phản ứng ( stato): stato được đặt giữa bánh bơm và bánh tuabin. Bánh này được lắp trên trục stato, trục này lắp cố định vào vỏ hộp số qua khớp một chiều. Các cánh của stato nhận dòng dầu khi đi ra khỏi bánh tuabin và hướng cho dòng dầu đập vào mặt sau của cánh quạt trên bánh bơm làm cho bánh bơm được “cường hóa”. Khớp một chiều cho phép stato quay cùng chiều với trục khuỷu động cơ. Tuy nhiên nếu stato cố gắng quay theo chiều ngược lại, khớp một chiều sẽ khóa stato lại và không cho nó quay. Do vậy stato quay hay bị khóa phụ thuộc vào hướng của dòng dầu đập vào các cánh quạt. - Kết cấu bộ biến mô thủy lực Hình 3.3. Kết cấu bộ biến mô men trên xe nâng hàng FG60-7 1. Bulông bắt nắp ổ bi; 2. Nắp lắp ổ bi; 3.Bơm thủy lực; 4. Bulông bắt bơm; 5.Trục trung gian của bộ trích công suất; 6. Bulông bắt trục bánh phản ứng; 7. Trục bánh phản ứng; 8. Bánh răng chủ động bộ trích; 9. Nắp chặn dầu; 10. Bánh bơm của biến mô; 11. Bánh phản ứng; 12. Bánh tuabin; 13. Nắp dẫn động cố định với bánh bơm; 14. Tấm khóa; 15. Đai ốc khóa bánh phản ứng; 16,17. Vòng đệm; 18. Moayơ dẫn động; 19. Đĩa truyền mômen quay từ động cơ; 20. Bulông bắt nắp dẫn động với bánh bơm; 21. Bánh răng trung gian; 22. Bánh răng bị động. Nguyên lý hoạt động chung của biến mô thủy lực: Khi động cơ làm việc, bánh bơm (10) quay và truyền cơ năng cho chất lỏng. dưới tác dụng của lực li tâm, chất lỏng chuyển động dọc theo các cánh dẫn từ tâm bơm ra ngoài bánh bơm với tốc độ tăng dần. Sau đó chất lỏng có vận tốc cao chuyển sang bánh tuabin (12), khi dòng chất lỏng đi qua các máng dẫn thì truyền cơ năng cho bánh taubin (12) làm cho bánh tuabin quay cùng chiều quay với bánh bơm (10). Do đó, mômen quay được truyền từ trục dẫn nối với trục động cơ đến trục bị dẫn (7) nối với trục vào của hộp số. Chất lỏng sau khi ra khỏi bánh tuabin (12), có tốc độ thấp sẽ đi vào bánh phản ứng (11), bánh phản ứng có tác dụng giống như bộ phận hướng có tác dụng: + Thay đổi hướng dòng chảy của chất lỏng cho phù hợp với lối vào các máng dẫn bánh công tác bánh bơm (để tránh va đập), làm được như vậy là nhờ bánh phản ứng có kết cấu biên dạng cánh dẫn bánh công tác hợp lý. + Thay đổi trị số vận tốc của dòng chảy chất lỏng cho hợp với yêu cầu ở lối vào bánh công tác bơm, với kết cấu thay đổi diện tích mặt cắt các máng dẫn một cách thích hợp. Sở dĩ như vậy là vì dòng chất lỏng khi qua bánh phản ứng sẽ truyền mômen quay, nhưng do bánh phản ứng được cố định với vỏ cho nên nó có tác dụng như một điểm tựa và truyền lại cho dòng chất lỏng một mômen động lượng (gọi là mômen phản ứng). Nếu bánh phản ứng có thể quay tự do thì mômen quay của trục dẫn truyền cho trục bị dẫn là không đổi. Khi đó biến tốc thủy lực làm việc như một khớp nối thủy lực. Dòng chất lỏng sau khi ra khỏi bánh phản ứng sẽ có vận tốc và mômen động lượng lớn hơn sau khi ra khỏi bánh tuabin. Và lại tiếp tục đi vào bánh bơm thực hiện vòng tuần hoàn mới. Như vậy, dòng chất lỏng do bơm tạo ra sau khi lần lượt đi qua các máng dẫn của bánh tuabin và bánh phản ứng, kéo bánh tuabin quay với vận tốc góc và mômen quay thay đổi tùy theo giá trị của mômen cản tác dụng lên trục bánh tuabin. Có hai cách bố trí các bánh trong buồng làm việc của biến tốc thủy lực: + Trường hợp bánh phản ứng đặt sau bánh bơm và trước bánh tuabin: dòng chất lỏng sau khi ra khỏi bánh bơm có vận tốc lớn sẽ vào bánh phản ứng, dòng chất lỏng sẽ được chuyển hướng cho phù hợp với lối vào bánh tuabin (trách va đập làm tổn thất công suất) và tăng động năng của dòng chất lỏng. Do đó, làm tăng mômen truyền đến trục ra. Biện pháp này không giảm tải cho động cơ. + Trường hợp bánh phản ứng trước bánh bơm và sau bánh tuabin : dòng chất lỏng vào bánh phản ứng với các cách dẫn có chiều cong ngược với chiều cong của cách dẫn bánh tuabin nên dòng chất lỏng khi ra khỏi bánh phản ứng sẽ hướng theo chiều quay của bánh bơm. Ngoài ra, vận tốc dòng chất lỏng có thể tăng. Như vậy với trường hợp này sẽ giảm phụ tải cho động cơ. 3.3. Hộp số 3.3.1. Sơ đồ động của hộp số Sơ đồ động của hộp số tự động trên xe FG60-7 dưới đây: Hình 3.4. Sơ đồ động hộp số xe FG60-7 1. Trục sơ cấp; 2, 20. Cặp bánh răng ăn khớp Za1, Za2; 3, 18. Cặp bánh răng số lùi nhanh ZL1, Zn ; 4, 7. Đĩa ma sát bị động; 5, 8. Đĩa ly hợp hộp số; 6. Piston ly hợp hộp số; 9, 11. Cặp bánh răng số lùi chậm ZL2, Zc; 10. Trục thứ cấp;12. Bánh răng chủ động số tiến chậm Z1c;19. Bánh răng chủ động số tiến nhanh Z1n;21. Trục trung gian. Bảng 3.1 Các thông số hình học bánh răng hộp số FG60-7 Tên các thông số Za1 Za2 ZL1 ZL2 Zn Zc Z1n Z1c Số răng 45 45 25 43 27 45 43 25 Mô-đun 4 4 4 4 4 4 4 4 Góc nghiêng 0 0 0 0 0 0 0 0 Góc ăn khớp 20 20 20 20 20 20 20 20 Đường kính vòng lăn 180 180 100 172 108 180 172 100 3.3.2. Kết cấu của hộp số Kết cấu của hộp số thủy cơ trên xe nâng hàng FG60-7 như sau: Hình 3.5. Sơ đồ hộp số xe FG60-7 1. Cụm ly hợp số lùi nhanh; 2. Bánh răng ZL1 ; 3. piston; 4. Bánh răng Za1; 5. Cụm ly hợp số tiến nhanh; 6. Trục trung gian; 7. Bánh răng Zn; 8. Trục thứ cấp; 9. Vít hồi dầu ; 10. Khớp nối các-đăng;11. Bánh răng Zc; 12. Nắp ổ; 13. Bánh răng Z1c; 14. Cụm li hợp số tiến chậm; 15. Ống dẫn dầu bôi trơn; 16, 19. Đường dầu điều khiển hộp số; 17. Nắp ổ trục sơ cấp; 18. Li hợp số lùi chậm; 20. Van phân phối; 21. Van điện từ 3.3.3. Nguyên lý hoạt động của hộp số Như trên đã nói, hộp số này có 2 số tiến và hai số lùi.Việc vào số được thực hiện bằng việc đóng mở các van của hai SOLENOID (21) điều khiển dòng dầu cung cấp cho việc đóng mở các ly hợp của bánh răng gài số. Cơ chế vào số như sau: * Vào số 1(tiến chậm): Khi động cơ làm việc, dẫn động làm quay trục biến mô, do đó làm quay trục sơ cấp của hộp số. Do cặp bánh răng ăn khớp Za1 và Za2 được liên kết với nhau bằng then hoa với trục, nên khi trục sơ cấp quay, thì trục trung gian cũng quay theo. Để thực hiện việc vào số 1, người ta gạt cần điều khiển sang vị trí sao cho dòng dầu cao áp đi vào xi lanh bên trái của trục trung gian. Piston dịch chuyển sang phía bên trái, ép các đĩa li hợp (14) chặt lại với nhau làm bánh răng Z1c quay lồng không trên tục trung gian do Z1c ăn khớp với Zc nên Zc quay thông qua mối ghép then hoa dẫn động trục thứ cấp quay. Hình 3.6. Dòng lực truyền trong hộp số ở tay số 1 * Vào số tiến 2 Khi động cơ làm việc, dẫn động làm quay trục biến mô, do đó làm quay trục sơ cấp của hộp số. Thông qua cặp bánh răng luôn ăn khớp Za1, Za2 dẫn động trục trung gian quay . Khi gài số ta điều khiển dòng dầu vào xi lanh bên phải trục trung gian ép piston đẩy các tấm ma sát chặt lại với nhau dẫn động bánh răng Z1n quay theo nhờ mô men ma sát giữa các đĩa li hợp do Zn ăn khớp với Z1n nên Zn quay dẫn động trục thứ cấp quay . Dòng lực được truyền trong hộp số như sau: Hình 3.7. Dòng lực truyền trong hộp số ở tay số 2 * Vào số lùi 1 Để thực hiện việc vào số lùi 1, người ta gạt cần điều khiển sang vị trí sao cho dòng dầu cao áp đi vào xi lanh bên phải của trục sơ cấp. Piston dịch chuyển sang phía bên phải, ép các đĩa li hợp ép chặt bánh răng Z’L1chạy lồng không trên trục sơ cấp vào trục, làm cho bánh răng này quay. Do bánh răng này ăn khớp với bánh răng Zc trên trục thứ cấp, nên làm cho bánh răng này quay theo, dẫn động trục thứ cấp quay. Dòng lực được truyền trong hộp số như sau: Hình 3.8. Dòng lực truyền trong hộp số ở tay số lùi 1 * Vào số lùi 2 Để thực hiện việc vào số lùi thứ 2, người ta gạt cần điều khiển sang vị trí sao cho dòng dầu cao áp đi vào xi lanh bên trái của trục sơ cấp. Piston dịch chuyển sang phía bên trái, ép các đĩa li hợp ép chặt bánh răng chạy lồng không trên trục sơ cấp ZL1vào trục, làm cho bánh răng này quay. Do bánh răng này ăn khớp với bánh răng Zn trên trục thứ cấp, nên làm cho bánh răng này quay theo, dẫn động trục thứ cấp quay. Dòng lực được truyền trong hộp số như sau: Hình 3.9. Dòng lực truyền trong hộp số ở tay số lùi 2 3.3.4. Sơ đồ mạch thủy lực điều khiển hộp số Hình 3.10. Sơ đồ mạch thủy lực điều khiển hộp số 1. Bộ trích công suất; 2. Bơm dầu điều khiển hộp số; 3,12. Bình tích năng; 4,11. Lưới lọc; 5. Van điện từ điều khiển các số tiến; 6. Xi lanh đóng mở số tiến nhanh; 7 . Xi lanh đóng mở số tiến chậm; 8. . Xi lanh đóng mở số lùi nhanh; 9. Xi lanh đóng mở số lùi chậm; 10. Van điện từ điều khiển các số lùi; 13. Van trượt; 14. Van giảm áp; 15. Thùng dầu. Nguyên lý: Dầu từ bơm 8 sẽ theo các đường dầu dẫn đến van trượt 4, khi người lái đạp bàn đạp sẽ cho thông dầu theo hai nhánh đến các cụm van (5),(10) sau khi qua các lưới lọc (4),(11). Từ các cụm van được điều khiển tự động sẽ đóng mở các ly hợp (6);(7);(8);(9). Ứng với mỗi áp suất dầu khác nhau tùy theo tốc độ động cơ mà sẽ thực hiện việc đóng mở đó. 3.4. Trục các đăng Các chi tiết cấu tạo nên trục các đăng trên xe nâng hàng FG60-7: Sơ đồ kết cấu của trục các đăng trang bị trên xe FG60-7 được trình bày dưới đây: Hình 2.5. Các đăng xe nâng hàng FG70-7 1. Trống phanh dừng; 2. Bulông bắt các đăng; 3. Các đăng; 4. Mặt bích; 5. Trục sơ cấp hộp số; 6. Khớp chữ thập. Truyền động các đăng dùng để truyền mô men xoắn giữa các trục không nằm trên một đường thẳng. Đó là trục của hộp số và trục của vi sai. Do tính chất đặc biệt của loại xe nâng hàng là chiều dài bị hạn chế, nên kết cấu của trục các đăng của xe này cũng khác với nhiều loại xe khác. Khi trục của hộp số quay, kéo theo trục các đăng quay, do đó mô men quay được truyền cho trục của vi sai. Và truyền cho bánh xe chuyển động. Trên xe nâng hạ NISSAN FG60-7 có kết cấu khá đơn giản chỉ gồm các đăng và hai chốt chữ thập. Đây là các đăng khác tốc. 3.5. Bộ vi sai Vi sai đảm bảo cho các bánh xe chủ động quay với vận tốc khác nhau. ( Khi quay vòng, khi kích thước bánh xe trái và phải không giống nhau hoàn toàn hoặc khi xe đang chạy trên đường không bằng phẳng). Đặc biệt với loại xe nâng hàng, thì yêu cầu quay vòng của xe là liên tục, vì phải vận chuyển hàng hóa trong phạm vi không gian hẹp, thì đòi hỏi về tính cơ động rất cao. Vi sai loại này là loại vi sai đối xứng giữa các bánh xe. Loại vi sai này có ma sát trong bé. Hình 3.12. Kết cấu bộ vi sai trên xe nâng hàng FG60-7 1. Mặt bích nối trục các đăng;2. Vít cấy; 3. Bích chặn; 4. Gối đỡ; 5,14. Ổ lăn; 6. Bánh răng côn chủ động; 7. Ổ bi chặn vi sai; 8. Bộ vi sai; 9. Trục chữ thập; 10. Vỏ vi sai; 11. Chốt định vị;12. Giá lắp bánh răng bị động;13. Lỗ then hoa lắp bán trục;15.Bu-lông cố định bánh răng bị động;16. Bánh răng bị động;17. Vỏ;18. Vòng chặn. 3.6. Truyền lực chính Truyền lực chính để tăng và truyền mômen xoắn từ trục các đăng đến các bánh xe thông qua vi sai và các bán trục. Ngoài ra truyền lực chính còn có tác dụng biến đổi chuyển động quay theo trục dọc xe sang chuyển động quay theo trục ngang xe khi động cơ đặt theo chiều dọc thân xe. Truyền lực chính dùng trên xe nâng hạ NISSAN FG60-7 là loại truyền lực chính kép phân tán. Với truyền lực loại này nó có ưu điểm hơn so với truyền lực chính tập trung là: tải trọng tác dụng lên bộ vi sai, bán trục nhỏ nên cho phép giảm kích thước chi tiết và tăng được khoảng sáng gầm xe nhưng vẫn đảm bảo tỷ số truyền lực lớn. Tuy nhiên, lại có kết cấu phức tạp và bôi trơn các cặp bánh răng khó khăn hơn. Hình 3.13. Sơ đồ kết cấu truyền lực chính xe FG60-7 1. Chốt định vị giữa nắp và vỏ; 2. Bánh răng hành tinh ; 3. Bu-lông;4,6 Ổ lăn; 5. Mặt bích lắp bánh xe;7.Trống phanh; 8. Guốc phanh; 9. Dầm cầu;10. Bu-lông nắp;11. Bu-lông nối vỏ với bánh răng hành tinh;12. Bánh răng cố định hệ hành tinh;13. Bu-lông chống nới lỏng; 14. Bán trục;15. Bu-lông;16. Lò xo cơ cấu phanh; 17. xilanh phanh bánh xe. 4. TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỘP SỐ XE NÂNG FG60-7 4.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu 4.1.1. Công dụng Hộp số trên xe nâng FG60-7 dùng để thay đổi số vòng quay và mômen của động cơ truyền đến các bánh xe chủ động (cả về trị số và hướng), cho phù hợp với điều kiện làm việc luôn luôn thay đổi của xe nâng, mà tự bản thân động cơ không đáp ứng được, do: - Hệ số thích ứng mômen thấp (K= 1,05¸ 1,25). - Số vòng quay ổn định tối thiểu tương đối cao (nemin = 825vòng/phút). - Chiều quay của động cơ không tự thay đổi được. Ngoài ra, hộp số trên xe nâng hàng FG60-7còn dùng để tách lâu dài động cơ khỏi hệ thống truyền lực khi cần thiết, như khi khởi động động cơ, khi dừng xe cho động cơ chạy không tải, khi cho xe chạy theo quán tính, khi dừng xe tại chỗ để bốc dỡ hàng hóa... 4.1.2. Yêu cầu Có tỷ số truyền và số lượng tay số thích hợp, đảm bảo được chất lượng động lực và có tính kinh tế nhiên liệu cần thiết cho ô tô máy kéo. Làm việc êm dịu, chuyển số nhẹ nhàng thuận tiện, không va đập. Có vị trí trung gian để có thể cắt lâu dài động cơ khỏi hệ thống truyền lực. Kết cấu đơn giản, làm việc tin cậy, bền vững. Hiệu suất cao, kích thước khối lượng nhỏ, giá thành rẻ. 4.1.3. Phân loại -Theo tài liệu tham khảo[2], dựa vào phương pháp điều khiển thì hộp số trên xe nâng hàng FG60-7 là loại hộp số điều khiển tự động. -Theo số cấp (tính số tiến) hộp số trên xe nâng hàng FG60-7 thuộc loại 2 cấp. -Theo sơ đồ động hộp số trên xe nâng FG60-7 thuộc loại có 3 trục cố định. 4.2. Tính toán kiểm nghiệm hộp số xe nâng FG60-7 4.2.1. Xác định tỉ số truyền Ở đây ta chỉ tính toán kiểm nghiệm tỷ số truyền của hộp số xe nâng. Tỷ số này phải thỏa mãn điều kiện kéo. Tức là: - Phải có khả năng thắng sức cản lớn nhất trong điều kiện cho trước (thông thường là thắng sức cản để xe bắt đầu chuyển động). Đây là điều kiện bắt buộc của xe nâng. - Phải có khả năng tạo được lực kéo lớn nhất theo điều kiện bám. Đây là một trong những điều kiện bắt buộc của hộp số. - Phải có khả năng chuyển động với một tốc độ ổn định tối thiểu để có thể cơ động trong điều kiện địa hình chật hẹp như trong nhà xưởng hoặc trong bến cảng, nhà kho, nhà chứa hàng hóa... Để tính toán kiểm nghiệm tỷ số truyền của hộp số ta cần tính toán được mô-men đầu vào của hộp số sau khi qua bộ biến mô thủy lực. Hệ số biến đổi mô-men của biến mô được tính bởi công thức sau: Trong đó: Mtb: Mô-men trên trục tua-bin của biến mô. Mb: Mô-men trên trục bánh bơm. Dựa vào bảng 4.1 bên dưới theo [3] ta thấy biến mô xe nâng hàng FG60-7 thuộc loại II (một cấp hỗn hợp) với : K0 = (2,5÷4,0); hbm= (0,85-0,9). Do đó ở tỷ số truyền ih1 vận tốc rất thấp và sức cản lớn nên hệ số biến đổi mômen lúc này: K1 » K0 Þ chọn K1= 3. Mômen đầu vào hộp số ở số truyền ih1: Mvmax= Mtb1= K.Mb.hbm= K.Memax.hbm=3.275.0,9 = 743N.m. Bảng 4.1. Các nhóm biến mô thủy lực chính Giá trị tỷ số truyền số thấp nhất ih1 được xác định theo điều kiện kéo như sau: (4.1) Trong đó: ymax = 0,35: Hệ số cản lớn nhất của đường. Ga = 139302 (N): Trọng lượng toàn bộ xe. rbx: Bán kính làm việc của bánh xe chủ động. Lốp trước xe nâng của xe nâng hàng FG60-7 là loại lốp có ký hiệu: 300-15-18PR(I) + Chiều rộng của bánh xe : B = 300 (mm). + Đường kính vành bánh xe : D = 15 inch = 380 (mm). Do vậy ta có bán kính của bánh xe nâng: rbx = B + = 300 + = 490 (mm). Mvmax= 743(N.m).Mômen cực đại đầu vào hộp số. i0: Tỉ số truyền của truyền lực chính. : Hiệu suất hệ thống truyền lực. = 0,85 0,92. Chọn =0,9 Giá trị tỷ số truyền lực chính i0 và tỷ số truyền cao của hộp số trên xe nâng hàng FG60-7 ta có thể tham khảo từ số liệu cụ thể của chính các thông số trên xe này. (4.2) Với xe nâng hàng FG60-7 thì: [rad/s] Vmax = 28 Km/h = 7,77 m/s. Vận tốc cực đại của xe. Tỷ số truyền ở tay số cao nhất là tay số 2: Do vậy ta có tỷ số truyền của truyền lực chính: Thay các số liệu trên vào công thức (4.1) ta được: ih1 (4.3) Theo điều kiện thứ hai: Khả năng tạo được lực kéo lớn nhất theo điều kiện bám : ih1 (4. 4) Trên xe nâng hàng FG 60-7 thì chỉ có cầu trước là cầu chủ động. = Với: m1 =1,1-1,3: Hệ số phân bố lại tải trọng lên các cầu khi xe chuyển động. G1: Trọng lượng tĩnh phân bố lên cầu trước [N] Đối với FG60-7 trong trường hợp đầy tải thì: G1 = 12705.9,81=124636 [N] = = 1,3124636 = 162027(N) Trọng lượng bám của xe (N). = 0,49 (m): Bán kính bánh xe. Mvmax = 743 (Nm): Mô men cực đại tại đàu vào hộp số. = 24: Tỉ số truyền của truyền lực chính. = 0,850,92 chọn =0,9 =0,7 Hệ số bám trên đường nhựa, bê- tông. Thay các số liệu trên vào công thức (2.2) ta được: ih1 = 3,46 (4.5) Theo điều kiện thứ ba: Khả năng chuyển động với tốc độ ổn định tối thiểu để có thể cơ động trong điều kiện địa hình chật hẹp như trong điều kiện nhà kho, bến cảng: ih1 (4.6) Ở đây: : Tốc độ chuyển động ổn định nhỏ nhất với xe nâng hàng. (km/h), Do xe nâng hàng cuyển động với vận tốc nhỏ, cho nên ta chọn = 4 (km/h). : Vòng quay ổn định tối thiểu của động cơ (v/ph). Đối với động cơ xăng NISSAN/TB42 thì = 825 (v/ph). ipc: Tỉ số truyền cao của hộp số phân phối. Ở trên xe nâng do không có hộp số phân phối nên lấy ipc = 1. Vậy: ih1 = 1,58 Tổng hợp 3 điều kiện trên, ta có: (4.7) Từ việc khảo sát hộp số trên xe nâng hàng FG60-7 ở trên, ta tính được tỷ số truyền của các tay số tiến ih1 như sau: ihl = = =1,8. Vậy tỉ số truyền ih1 thảo mãn các điều kiện trên. 4.2.2. Tính bền các bánh răng của hộp số xe nâng FG60-7 - Mô mem truyền đến trục tại các bánh răng của từng tay số được tính theo công thức sau: Mk = ihk.h.Memax (Nm) (4.8) Trong đó: Mk - là mô men tại vị trí đang xét, Nm. ihk - tỷ số truyền từ động cơ đến bánh răng đang xét. h - hiệu suất truyền lực. + Mô men truyền đến trục trung gian (Mtg) là: Mtg = itg.h.Memax (Nm) Với: itg = 1 ; h = h04. hbr.hbm Trong đó : h0 = 0,995 - hiệu suất truyền lực của ổ bi hbr = 0,97 - hiệu suất truyền lực của bánh răng. hbm=0,97- hiệu suất của biến mô. => Mtg = 1.0,9954.0,97.0,97.275 = 254 (Nm) + Mô men truyền đến trục thứ cấp ứng với từng tay số thứ k là: Mtc = igk.h.Mtg (Nm) h = h02. hbr = 0,9952. 0,97 = 0,96 . ig1= . Tỷ số truyền số chậm. ig2=. Tỷ số truyền số nhanh. Mtc1 = 1,8.0,96.254=439 (Nm). Mtc2 = 0,6279.0,96.254=153(Nm). + Mô men truyền đến trục thứ cấp ứng với từng tay số lùi: MtcLk = igLk.h.Memax (Nm). igL1= . Tỷ số truyền số lùi chậm. igL2=. Tỷ số truyền số lùi nhanh. h=h04.hbm.hbr=0,9954.0,97.0,97=0,92 MtcL1 = 1,8.0,92.275=455,4 (Nm). MtcL2 = 0,6279.0,92.275=159(Nm). - Lực tác dụng lên các bánh răng. Sơ đồ lực tác dụng lên cặp bánh răng ăn khớp của hộp số: Ở đây: Pk : lực tiếp tuyến; Rk: lực hướng tâm. +Lực tiếp tuyến : Pk = 2.Mk/Dk = 2.M/(mn.Z) (N) (4.9) +Lực hướng tâm : Rk= Pk.tga/cosb (N) Trong đó M: mô men xoắn trên trục tại bánh răng; Dk: đường kính vòng lăn của bánh răng; b: góc nghiêng của răng đối với bánh răng trụ răng nghiêng . Bảng 4.1 Bảng tính toán lực tác dụng lên các cặp bánh răng. Lực tác dụng Các cặp bánh răng Pk= 2Mk /Dk Rk= Pk.tga/tgb Cặp bánh răng luôn ăn khớp 2822 1027 Cặp bánh răng gài số 1 4878 1774 Cặp bánh răng gài số 2 2833 1031 Cặp bánh răng gài số lùi 1 8433 3068 Cặp bánh răng gài số lùi 2 2944 1071 - Tính bền theo ứng suất tiếp xúc . Sự hao mòn của bánh răng phụ thuộc phần lớn bởi trị số ứng suất tiếp xúc (áp suất) tại tâm ăn khớp. Ứng suất tiếp xúc dtx [MN/m2] được tính theo công thức sau: (4.10) Ở đây: Pk (N): lực tiếp tuyến tác dụng lên bánh răng. b(m) : chiều rộng bánh răng . E = 2,1.1011(N/m2) mô đuyn đàn hồi. a = 200 :góc ăn khớp bánh răng thẳng . r1, r2 :bán kính cong của bề mặt răng tại điểm tiếp xúc của bánh răng chủ động và bị động (m) Đối với bánh răng trụ răng thẳng r1 = r1.sina ; r2 = r2.sina Ở đây: r1, r2: bán kính vòng tròn lăn của bánh răng chủ động và bị động. b: góc nghiêng đường răng của bánh răng trụ răng nghiêng. Các cặp bánh răng này được chế tạo từ thép hợp kim 18CrMnTi(TCVN), tiêu chuẩn tương đương của Nhật Bản là SMnC420. Thành phần của thép này theo hàm lượng các nguyên tố như sau: 0,17% ¸ 0,23% C, 0,80%¸1,10% Mn, 0,17% ¸ 0,37% Si, 0,035% S, 0,035% P, 1,00% ¸ 1,30% Cr,Ni0,30,Cu0,30, 0,03%¸ 0,09% Ti. Các bánh răng sau khi nhiệt luyện có phần lõi đạt độ cứng 30 ¸ 40 HRC, bề mặt bánh răng có độ cứng 56 ¸62 HRC. [s]tx= [s]Notx.k’N. Trong đó: [s]Notx=19.HRC =19.62 =1178(N/mm2) =1178.106N/m2 .Ứng suất tiếp xúc khi làm việc lâu dài . Nếu Ntđ >N0 thì k’N=1. Với N0= 25.107 Bảng 4.2 Bảng tính toán số chu kỳ làm việc tương đương của các cặp bánh răng Ntđ Các cặp bánh răng Ntđ= 600.ik.n.T Cặp bánh răng luôn ăn khớp 3,67.1011 Cặp bánh răng gài số 1 2,3.1011 Cặp bánh răng gài số 2 6,6.1011 Cặp bánh răng gài số lùi 1 3,67.1011 Cặp bánh răng gài số lùi 2 3,67.1011 Ta thấy : Ntđ>N0 Þ k’N=1 Þ [s]tx= 1178.106 N/m2. Bảng 4.3 Bảng tính toán ứng suất tiếp xúc của các cặp bánh răng Thông số Các cặp bánh răng r1 mm r2 mm b mm stx N/m2 [s]tx=1178.106 N/m2 Cặp luôn ăn khớp 31 31 14 691 Thỏa Cặp gài số 1 17 31 22 861 Thỏa Cặp gài số 2 29 18 16 765 Thỏa Cặp gài số lùi 1 17 31 22 1132 Thỏa Cặp gài số lùi 2 29 18 16 780 Thỏa - Kiểm nghiệm bền bánh răng theo sức bền uốn Đối với bánh răng thẳng ta có công thức tính ứng suất uốn: du = 0,36.P/(b.m.y) £ [d]u (N/m2) . (4.11) Ở đây: P(N) :lực tiếp tuyến tác dụng lên bánh răng; b(m) :chiều rộng bánh răng; y : hệ số dạng răng không điều chỉnh.(chọn theo số răng). m=4mm: Mô-đun bánh răng. [d]u =. (4.12) s-1: Giới hạn mỏi uốn trong chu kỳ mạch động. Đối với thép : s-1=(0,4÷0,45).sbk= 0,45. 950 = 428 (MN/m2). (m: Bậc đường cong mỏi uốn. Với thép tôi thấm than m=9). N0= 5.106. Từ bảng trên ta có; Ntđ>N0 Þ . n:Hệ số an toàn với thép đúc tôi: n=1,8. Ks: Hệ số tập trung ứng suất ở chân răng. Với thép tôi bề mặt: Ks =1,2 Vậy: [d]u =(MN/m2). Trong khi kiểm nghiệm ta chỉ cần tính cho bánh răng nhỏ, nếu thỏa mãn điều kiện bền thì bánh răng lớn đương nhiên thỏa mãn. Bảng 4.4 Bảng tính toán ứng suất uốn của các cặp bánh răng Các thông số Các bánh răng Pk (N) b (mm) y (theo Zk) su (MN/m2) Kết quả Cặp bánh răng luôn ăn khớp 2822 14 0,150 121 Thỏa Cặp bánh răng số 1 4878 22 0,134 149 Thỏa Cặp bánh răng số 2 2833 16 0,137 116 Thỏa Cặp bánh răng số lùi 1 8433 22 0,134 257 Thỏa Cặp bánh răng số lùi 2 2944 16 0,137 121 Thỏa 4.2.3. Tính kiểm nghiệm sức bền trục Trục của hộp số tính toán theo ứng suất uốn và xoắn. Khi tính bền thường tính riêng cho cho từng tay số: -Ứng suất uốn tính theo công thức  : su = Mu/(0,1.d3) (MN/m2). (4.13) -Ứng suất uốn xoắn tính theo công thức : tx = Mx/(0,2.d3) (MN/m2). (4.14) Ở đây: Mu; Mx (MN.m): mô men uốn và xoắn tương ứng d(m): đường kính của trục tại tiết diện đang tính. [sth]: Ứng suất cho phép. Đối với thép chế tạo trục 40X tôi thì [sth] = 90MN/m2 Ứng suất tổng hợp tại tiết diện đang tính: (4.15) - Trục sơ cấp + Số lùi 1 Trong đó : PL1=8433(N); RL1=3068(N);Pa=2822(N); Ra=1027(N). +Tính Ax; Bx: . +Tính Ay; By: . . Mômen uốn tổng hợp tại tiết diện bánh răng số lùi 1: . Mômen xoắn tại tay số lùi 1 (chậm): ML1= Msc = Memax.hbm.h02=275.0,97.0,9952 =264(N.m). Kiểm nghiệm đường kính trục tại số lùi 1: dL1=35mm=0,035m. 85284418N/m2 sth= 85MN/m2 < [sth] = 90MN/m2. Vậy tại tiết diện số lùi 1 trục thiết kế đảm bảo điều kiện bền. + Số lùi 2 Trong đó : PL2=2944(N); RL2=1071(N);Pa=2822(N); Ra=1027(N). +Tính Ax; Bx: . +Tính Ay; By: . . Mômen uốn tổng hợp tại tiết diện bánh răng số lùi 2: . Mômen xoắn tại tay số lùi 2 (nhanh): ML2= Msc = Memax.hbm.h02=275.0,97.0,9952 =264(N.m). Kiểm nghiệm đường kính trục tại số lùi 2: dL2=40mm=0,04m. MN/m2< [sth]. Vậy tại tiết diện số lùi 2 trục thiết kế đảm bảo điều kiện bền. - Trục trung gian + Số tiến 1 Trong đó : P1c=4878(N); R1c=1774(N);Pa=2822(N); Ra=1027(N). +Tính Ax; Bx: . +Tính Ay; By: . . Mômen uốn tổng hợp tại tiết diện bánh răng số lùi 1: . Mômen xoắn tại tay số tiến 1 (chậm): M1c= Mtg = 254(N.m). Kiểm nghiệm đường kính trục tại số tiến 1: d1c=35mm=0,035m. MN/m2<[sth]. Vậy tại tiết diện số tiến 1 của trục trung gian đảm bảo điều kiện bền. + Số tiến 2 Trong đó : P1n=2833(N); R1n=1031(N);Pa=2822(N); Ra=1027(N). +Tính Ax; Bx: . +Tính Ay; By: . . Mômen uốn tổng hợp tại tiết diện bánh răng số tiến 2: . Mômen xoắn tại tay số tiến 2 (nhanh): M1n= Mtg=254(N.m). Kiểm nghiệm đường kính trục tại số lùi 1: dL1=40mm=0,04m. MN/m2<[sth]. Vậy tại tiết diện số tiến 2 của trục trung gian đảm bảo điều kiện bền. - Trục thứ cấp + Số lùi 1: Trong đó : PL1=8433(N); RL1=3068(N) +Tính Ax; Bx: (N) . +Tính Ay; By: (N). . Mômen uốn tổng hợp tại tiết diện bánh răng số lùi 1: . Mômen xoắn trên trục thứ cấp tại số lùi 1 (chậm): MtcL1 = 1,8.0,92.275= 455(N.m) Kiểm nghiệm đường kính trục thứ cấp tại số lùi 1: dL1= 40mm=0,04m. MN/m2<[sth]. Vậy tại tiết diện số chậm của trục thứ cấp đảm bảo điều kiện bền. Vậy tại tiết diện số chậm của trục thứ cấp đảm bảo điều kiện bền. Số lùi 2: Trong đó : PL2=2944(N); RL2=1071(N). +Tính Ax; Bx: (N) . +Tính Ay; By: (N). . Mômen uốn tổng hợp tại tiết diện bánh răng số lùi 1: . Mômen xoắn trên trục thứ cấp tại số lùi 1 (chậm): MtcL2 = 0,6279.0,92.275=159(Nm). Kiểm nghiệm đường kính trục thứ cấp tại số lùi 1: dL1= 40mm=0,04m. MN/m2<[sth]. Vậy tại tiết diện số nhanh của trục thứ cấp đảm bảo điều kiện bền. 5. MÔ PHỎNG KẾT CẤU MỘT SỐ BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TRÊN XE FG60-7 BẰNG PHẦN MỀM AUTODESK INVENTOR 5.1 Giới thiệu phần mền Ngày nay quá trình mô hình hóa, mô phỏng trên máy vi tính đã trở nên khá quen thuộc với mỗi chúng ta. Và đặc biệt trong lĩnh vực cơ khí những ứng dụng đó mang lại hiệu quả vô cùng to lớn. Trong lĩnh vực cơ khí ôtô việc mô phỏng động học các cơ cấu và bộ truyền trong quá trình thiết kế cho phép ta xác định được đặc tính động học và sự va chạm giũa các chi tiết và từ đó rút ra những sai sót trong quá trình thiết kế. Chính vì những lí do trên nên trong quá trình làm đồ án em dùng phần mền Autodesk inventor để mô phỏng hộp số xe nâng FG60-7 nhằm giúp chúng ta hình dung một cách trực quan về kết cấu cũng như nguyên lý của hộp số này. Trong Autodesk inventor ta có thể xây dựng mô hình ba chiều của các chi tiết, lắp ráp các chi tiết thành cụm, diễn đạt quá trình lắp ráp, mô phỏng động học cơ cấu 5.2 Mô phỏng hộp số xe nâng FG 60-7 bằng phần mền Autodesk Inventor 5.2.1. Trình tự thực hiện - Từ các thông số và kích thước khảo sát ta tiến hành xây dựng các chi tiết trong hộp số. - Lắp ráp các chi tiết thành cụm chi tiết chính. - Lắp ráp hoàn thiện hộp số xe nâng FG60-7 - Mô phỏng nguyên lí hoạt động, động học tại một tay số bất kỳ. 5.2.2. Kết quả mô phỏng Hình 5.1. Cụm trục sơ cấp Hình 5.2. Kết cấu li hợp cụm trục sơ cấp Hình 5.3. Kết cấu bộ Vi sai Hình 5.3. Kết cấu hộp số - Mô phỏng nguyên lý hoạt động của hộp số : file video : nguyenly.avi - Mô phỏng động học của hộp số : file video : donghoc.avi 6. CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ CÁCH KHẮC PHỤC CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TRÊN XE NÂNG HÀNG FG60-7 6.1. Các hư hỏng thường gặp của biến mô và hộp số, biện pháp khắc phục Các hư hỏng thường gặp của biến mô, hộp số và cách khắc phục có thể thống kê theo bảng dưới đây: Các hư hỏng thường gặp (1) Nguyên nhân chính (2) Cách khắc phục (3) 1. Nhiệt độ dầu tăng cao a. Đối với bộ biến mô men * Lượng dầu không đủ. * Tiếp xúc với guồng cánh quạt. * Không khí lẫn vào trong dầu. * Có nước lọt vào trong vỏ hộp số. * Các bạc lót bị mòn hoặc bị kẹt. * Đồng hồ bị hỏng. - Kiểm tra lượng dầu và đổ thêm dầu vào. - Thay dầu mới ở trong bộ biến mô. - Kiểm tra chỗ nối hoặc các đường ống nạp, sau đó siết chặt hoặc thay thế các đệm lót. - Xả dầu ra để kiểm tra, hoặc thay dầu. - Sửa chữa hoặc thay thế các bạc lót sau khi kiểm tra chúng. - Kiểm tra và thay thế đồng hồ đo. b. Đối với hộp số * Do sự trượt của các ly hợp của hộp số. * Các bạc lót bị mòn hoặc bị kẹt. - Kiểm tra li hợp hộp số và thay thế các đĩa nếu hư hỏng. - Sửa chữa hoặc thay thế các bạc lót sau khi kiểm tra chúng. 2. Xuất hiện tiếng ồn a. Đối với bộ biến mô men * Do sự lọt khí vào biến mô. * Đĩa truyền mô men bị gãy. * Các bạc lót bị gãy hoặc mòn. * Gãy bánh răng. * Tiếp xúc với guồng cánh quạt. * Bu lông bị lỏng. * Các then bị mòn. * Bánh răng bơm bị ồn. - Thay dầu hoặc các bộ phận bị rò khí. - Kiểm tra tiếng kêu tại số vòng quay thấp của động cơ và thay thế nếu đĩa truyền mô men nếu nó bị hỏng. - Tháo rời các bộ phận, kiểm tra các bạc lót và thay thế. - Tháo rời, kiểm tra và thay thế bánh răng bị gãy. - Kiểm tra thay thế. - Siết chặt các bu lông sau khi tháo rời và kiểm tra các chi tiết của biến mô. - Thay thế các then sau khi tháo rời và kiểm tra các then. - Kiểm tra và thay thế các bánh răng bị gãy. b. Đối với hộp số * Đĩa li hợp hộp số bị kẹt. * Các bạc lót bị kẹt. * Các bánh răng bị gãy. * Bu lông bị lỏng. * Các then bị mòn. - Kiểm tra hộp số bằng cách đưa hộp số về số mo. Thay thế đĩa ly hợp nếu nó bị kẹt. - Kiểm tra bạc lót và thay thế sau khi tháo rời hộp số. - Kiểm tra bánh răng và thay thế sau khi tháo rời hộp số. - Kiểm tra bu lông và thay thế sau khi tháo rời hộp số. - Kiểm tra các then và thay thế sau khi tháo rời hộp số. 3. Giảm công suất truyền (do giảm áp suất dầu) a. Đối với bộ biến mô men Do áp suất dầu bị thấp. các nguyên nhân: * Lượng dầu không đủ. * Có không khí lọt vào mặt trong biến mô. * Lọc dầu bị tắc. * Bơm dầu bị mòn. * Bị mòn hoặc gãy các vòng làm kín. * Đĩa truyền mô men bị biến dạng. - Kiểm tra mức dầu trong biến mô và đổ thêm dầu. - Kiểm tra các chỗ nối và các ống nối, siết chặt hoặc thay thế chúng. - Kiểm tra thay thế lọc dầu. - Kiểm tra áp suất dầu và thay thế, sửa chữa bơm dầu. - Kiểm tra thay thế các vòng làm kín bị hỏng. - Thay thế đĩa truyền mô men. b. Đối với hộp số * Sử dụng không đúng chủng loại dầu hoặc dầu bị sôi. * Có không khí lọt vào bên trong đường dầu. * Nước trộn lẫn dầu. * Mòn hoặc gãy vòng làm kín piston (vòng chữ O). * Lượng dầu bị giảm. * Gãy đĩa li hợp hộp số hoặc gãy piston. * Kẹt hoặc trượt đĩa li hợp. - Kiểm tra và thay loại dầu đúng quy định. - Kiểm tra các chỗ nối, các van và siết chặt các mối nối. - Tháo dầu để kiểm tra và thay dầu mới. - Tháo rời các chi tiết để kiểm tra và thay thế vòng chữ O. - Kiểm tra áp suất dầu và them dầu. - Tháo rời các chi tiết để kiểm tra và thay thế đĩa li hợp hoặc piston. - Kiểm tra thay thế các đĩa ly hợp. 4. Áp suất dầu bất thường a. Áp suất dầu cao. * Van điều khiển bị sự cố. * Nhiệt độ dầu xuống thấp (làm tăng độ nhớt). - Kiểm tra van điều khiển xem có hiện tượng tắc dầu hay không. - Nếu hư hỏng van điều khiển thì thay thế. - Khi nhiệt độ xuống quá thấp thì thay thế bằng loại dầu phù hợp (chủ yếu ở các nước ôn đới). b. Áp suất dầu thấp. * Lượng dầu sử dụng không đúng quy định. * Hư hỏng bơm bánh răng. * Dầu bị rò rỉ * Không khí lọt vào trong đường dầu. * Lượng dầu bị hụt. * Lọc dầu bị tắc. - Cách kiểm tra và sửa chữa như đã nói ở trên. b. Đối với hộp số * Do dò rỉ dầu. - Kiểm tra và sửa chữa như đã nói ở trên. 5. Không truyền được công suất a. Đối với bộ biến mô men * Gãy đĩa li hợp * Giảm lượng dầu trong biến mô * Bị hỏng hệ thống dẫn động bơm dầu. * Trục biến mô bị gãy, hỏng. * Không có áp suất dầu - Kiểm tra âm thanh phát ra từ biến mô khi để động cơ chạy ở số vòng quay nhỏ nhất. Thay thế ly hợp nếu bị hỏng. - Kiểm tra mức dầu và đổ thêm dầu. - Thay thế bơm bị mòn, bánh răng, trục biến mô hoặc then. - Kiểm tra và thay thế trục biến mô. - Kiểm tra dầu, bơm bánh răng và độ hao mòn của các răng. Thay thế các chi tiết hư hỏng. b. Đối với hộp số * Giảm lượng dầu hộp số. * Các van điều khiển sai vị trí. * Vòng chắn piston của ly hợp hộp số bị hỏng. * Gãy trục truyền động của hộp số. * Trục bị mòn hoặc hỏng then. * Kẹt ly hợp. - Kiểm tra mức dầu và bổ sung dầu. - Kiểm tra vị trí các van điều khiển. Nếu chưa đúng thì chỉnh lại cho đúng. - Kiểm tra và thay thế vòng chắn piston. - Kiểm tra và thay thế trục truyền động của hộp số. - Kiểm tra và thay thế then bị mòn. - Kiểm tra thay thế lu hợp bị kẹt. 6. Dầu bị dò rỉ Đối với bộ biến mô men và hộp số * Rò rỉ dầu từ các vòng chắn dầu. * Rò rỉ dầu từ các khớp nối hoặc các đường ống nối. * Rò rỉ dầu từ nút xả dầu. * Rò rỉ dầu từ các bề mặt ăn khớp. * Vỡ vỏ hộp số hoặc vỏ biến mô. * Rò rỉ do dầu dư - Kiểm tra thay thế vòng chắn dầu bio hỏng. - Kiểm tra và siết chặt các chỗ nối. Thay thế chi tiết bị hỏng nếu cần. - Kiểm tra vặn chặt nút xả dầu. - Kiểm tra, vặn chặt các bu lông. Thay thế các ống hoặc các đệm lót nếu chúng bị hỏng. - Kiểm tra bề mặt của hộp số và biến mô. Nếu bị nứt vỡ phải thay thế. - Kiểm tra mức dầu trong hộp số hoặc trong biến mô. Nếu thừa phải tháo dầu ra. 6.2. Các hư hỏng thường gặp của trục các đăng và biện pháp khắc phục Các hư hỏng thường gặp và cách khắc phục của trục các đăng và cách khắc phục có thể được liệt kê theo bảng dưới đây: Các hư hỏng thường gặp (1) Nguyên nhân (2) Cách khắc phục (3) Rung ở một tốc độ nào đó * Do mòn then hoa - Kiểm tra và thay then hoa Kêu ở khớp các đăng * Do khô mỡ hoặc do mòn ổ bi - Kiểm tra và thay thế ổ bi Kêu ở mối ghép chữ thập * Do mòn nạng chữ thập - Kiểm tra và thay thế 6.3. Các hư hỏng thường gặp của truyền lực chính, vi sai và biện pháp khắc phục Các hư hỏng thường gặp và cách khắc phục của truyền lực chính, vi sai và cách khắc phục có thể được liệt kê theo bảng dưới đây: Bộ phận (1) Các hư hỏng thường gặp (2) Nguyên nhân (3) Cách khắc phục (4) Truyền lực chính Truyền lực chính làm việc ồn. * Khe hở ổ trục bánh răng côn chủ động tăng. * Độ rơ tổng cộng của truyền lực chính tăng - Kiểm tra và điều chỉnh khe hở. - Kiểm tra bằng cách kích bánh xe nâng hàng lên, kéo phanh tay. Nếu lắc quá giới hạn cho phép thì phải điều chỉnh lại khe hở tổng cộng. Thiếu dầu bôi trơn. * Do dầu bị hao hụt trong quá trình hoạt động của xe nâng. * Do rò rỉ dầu qua các khớp nối hoặc các mặt bích. - Kiểm tra và bổ sung dầu vào truyền lực chính. - Kiểm tra sự dò dầu. Siết chặt các bu lông hoặc thay thế các đệm lót. Sự ăn khớp của cặp bánh răng côn không đúng. * Do mòn hoặc do bị sai lệch. - Kiểm tra và điều chỉnh lại sự ăn khớp của các bánh răng côn 7. KẾT LUẬN Sau hơn ba tháng làm việc liên tục, ban đầu bản thân em rất bối rối vì đề tài rất mới mẻ, tài liệu không có nhiều, mất nhiều thời gian cho việc tìm tài liệu, đọc tìm hiểu nội dung của đồ án cũng như việc được tiếp xúc trực tiếp với đối tượng nghiên cứu (ở đây là xe nâng hàng FG60-7 cũng như các hệ thống của nó) là rất khó khăn. Với cố gắng của bản thân và được sự giúp đỡ tận tình của giáo viên hướng dẫn, thầy giáo Nguyễn Văn Đông cùng các thầy giáo trong khoa Cơ khí Giao thông, em đã hoàn thành đề tài được giao. Vì khả năng có hạn, tài liệu về xe nâng hàng FG60-7 cũng như các tài liệu về hộp số tự động rất hạn chế nên em chỉ mới hoàn thành được những phần cơ bản của đề tài được giao mà chưa giải quyết triệt để các nội dung liên quan đến đề tài. Do thời gian làm việc ít ỏi so với nhiệm vụ được giao, kiến thức thực tế về lĩnh vực này lại còn ít, do vậy đề tài này chắc hẳn còn nhiều thiếu sót. Rất mong các thầy cô giáo và các bạn thông cảm, bổ sung các sai sót để đề tài này được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn. tÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Nguyễn Hữu Cẩn – Dư Quốc Thịnh – Phạm Minh Thái – Lê Thị Vàng “Lý thuyết ô tô, máy kéo”. NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, 1998. [2]. Nguyễn Hoàng Việt, “Kết cấu và tính toán ô tô”. Tài liệu lưu hành nội bộ của khoa cơ khí giao thông, Đại học Đà Nẵng, 1998. [3]. Nguyễn Hữu Cẩn – Phan Đình Liên. “Thiết kế và tính toán ô tô máy kéo”. NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội, 1985. [4]. Trần Xuân Tùy. “Giáo trình máy thủy lực”. Tài liệu lưu hành nội bộ, Đại học Đà Nẵng. [5]. Lê Văn Tụy. “Hướng dẫn thiết kế ô tô”. Tài liệu lưu hành nội bộ, Đại học Bách khoa Đà Nẵng, 2007 [6]. Shop Manual “FG 50/60/70-7, FD50/60/70-8”. [7]. Nguyễn Trọng Hiệp. “Chi tiết máy”. Nhà xuất bản giáo dục. 2006 [8]. Nguyễn Hữu Lộc – Nguyễn Trọng Hữu. “Thiết kế sản phẩm với AUTODESK INVENTOR”