Ch¬ng iii thiÕt kÕ thiÕt bÞ phôc vô cho c«ng t¸c l¾p r¸p

3.1 Vai trß vµ tÇm quan träng cña thiÕt bÞ phôc vô c«ng t¸c

l¾p r¸p

Trong s¶n xuÊt, c¸c thiÕt bÞ phô trî ®ãng vai trß quan träng,

gióp cho ngêi c«ng nh©n gi¶m ®îc c¸c thao thao t¸c còng nh søc

lùc, lµ mét trong c¸c yÕu tè t¸c ®éng trùc tiÕp ®Õn n¨ng suÊt vµ

chÊt lîng s¶n phÈm.

Trong thêi ®¹i khoa häc kÜ thuËt ngµy nay, c¸c thiÕt bÞ phôc

vô cho qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ngµy cµng ®îc sö dông réng r·i vµ ®îc

c¶i tiÕn nh»m n©ng cao n¨ng suÊt lao ®éng, gi¶m bít søc lao ®éng

cho c«ng nh©n, n©ng cao n¨ng suÊt lao ®éng, c«ng suÊt còng nh

t¨ng lîi nhuËn cho doanh nghiÖp .

3.2 ThiÕt kÕ thiÕt bÞ phôc vô c«ng t¸c l¾p r¸p

HiÖn nay ë HM, trong qu¸ tr×nh l¾p c¸c cÇu xe vµo khung satxi

ë ph©n xëng tæng l¾p thùc hiÖn b»ng ph¬ng ph¸p thñ c«ng,

kh«ng cã thiÕt bÞ phô trî. §iÒu nµy g©y khã kh¨n cho c«ng nh©n

trong qu¸ tr×nh thao t¸c còng nh gi¶m n¨ng suÊt lao ®éng, nhÊt lµ

khi c«ng suÊt nhµ m¸y t¨ng lªn th× cÇn thiÕt ph¶i cã thiÕt bÞ phô

trî phôc vô cho c«ng t¸c l¾p r¸p ë nguyªn c«ng nµy .

ThiÕt bÞ phôc vô l¾p cÇu xe vµo khung satxi bao gåm xe ®ì

khung vµ hÖ thèng lËt khung b»ng xÝch. Xe ®ì khung gåm cã hai

chiÕc cã bèn ch©n, mçi ch©n g¾n mét b¸nh xe, trong ®ã cã hai

b¸nh dÉn híng gióp cho qu¸ tr×nh thao t¸c víi xe ®îc dÔ dµng. HÖ

thèng lËt khung gåm khung ®ì thanh ray; c¸c ®éng c¬ ®iÖn`dïng

®Ó n©ng khung ,lËt khung vµ thay ®æi kho¶ng c¸ch gi÷a hai xÝch

lËt khi l¾p c¸c lo¹i xe kh¸c nhau cã chiÒu dµi khung kh¸c nhau;

xÝch n©ng, xÝch lËt; hép ®ùng xÝch vµ hÖ thèng ®iÒu khiÓn lËt.

3.2.1KÕt cÊu vµ nguyªn lÝ lµm viÖc

3.2.1.1 KÕt cÊu

a. KÕt cÊu xe ®ì khung

KÕt cÊu cña xe ®ì khung ®ùoc thiÕt kÕ lµ hÖ khung cã g¾n

b¸nh xe, khung gåm c¸c thanh thÐp h×nh hµn l¹i víi nhau nh

h×nh vÏ :

Thanh ngang lµ thÐp h×nh tiÕt diÖn 100x92mm.

Thanh gi»ng ngang lµ thÐp h×nh C sè hiÖu No6.5.

Ch©n xe n©ng lµ c¸c thanh thÐp vu«ng sè hiÖu No4.

Thanh gi»ng däc lµ thanh thÐp vu«ng sè hiÖu No3.6

1

7

6

5

432

H×nh 3.1: Xe ®ì khung

1-thanh ngang; 2-thanh gi»ng ngang; 3-b¸nh xe sau; 4- thanh gi»ng

däc;

5- b¸nh xe tríc dÉn híng; 6-ch©n xe; 7-tai xe.

b. KÕt cÊu hÖ thèng lËt khung

HÖ thèng lËt khung b»ng xÝch gåm mét khung ®ì thanh ray cã

tiÕt diÖn ch÷ I vµ hai bé ch¹y trªn ray, mçi bé gåm cã: hép ®ùng

xÝch n©ng h¹ khung; xÝch n©ng h¹ khung vµ mãc treo; xÝch lËt

khung vµ ®Üa xÝch; 3 déng c¬ ®iÖn ®Ó n©ng h¹ khung, quay

xÝch lËt khung vµ ch¹y mçi bé trªn ray khi muèn thay ®æi kho¶ng

c¸ch hai bé; ngoµi ra cßn cã c¸c bé phËn kh¸c nh c¸c cÆp b¸nh r¨ng

gi¶m tèc ,®èi träng víi ®éng c¬…

KÕt cÊu cña hÖ thèng nh h×nh vÏ :

H×nh 3.2: ThiÕt bÞ lËt khung b»ng xÝch

1-Xe n©ng khung; 2-khung satxi; 3-xÝch lËt; 4-®éng c¬ lËt khung;

5-hép xÝch;

6-xÝch n©ng h¹; 7-®éng c¬ n©ng h¹ khung; 8-®èi träng;

9-®éng c¬ ch¹y trªn ray; 10-thanh ray

b. Nguyªn lÝ lµm viÖc

HiÖn t¹i ,nguyªn c«ng l¾p cÇu xe vµo khung satxi trong ph©n

xëng tæng l¾p cña HMV thùc hiÖn nh sau : tiÕn hµnh n©ng khung

b»ng cÈu n©ng, ®Æt khung lªn hai mÔ cè ®Þnh. §Ó l¾p cÇu, dïng

cÈu n©ng mét ®Çu khung lªn, rót mÔ kª ra ngoµi, ®Çu khung cßn

l¹i vÉn kª trªn mÔ. Sau ®ã di chuyÓn cÇu xe b»ng ph¬ng ph¸p thñ

c«ng vµo vÞ trÝ, cÈu n©ng h¹ ®Çu khung satxi xuèng vÞ trÝ l¾p,

mçi c«ng nh©n thùc hiÖn l¾p mét bªn cña cÇu xe. Sau khi l¾p

xong cÇu thø nhÊt, tiÕn hµnh l¾p cÇu cßn l¹i, c¸c bíc tiÕn hµnh nh

l¾p cÇu thø nhÊt.

ViÖc sö dông xe n©ng khung satxi vµ hÖ thèng lËt khung b»ng

xÝch phôc vô cho c«ng t¸c l¾p r¸p gióp cho viÖc l¾p hai cÇu xe ®îc

tiÕn hµnh cïng lóc ,c¸c thao t¸c, thêi gian vµ tiªu hao søc lao ®éng

cña c«ng nh©n sÏ gi¶m, n¨ng suÊt lao ®éng ®îc n©ng cao, ®¸p

øng nhu cÇu t¨ng c«ng suÊt cña nhµ m¸y.

C¸c thao t¸c tiÕn hµnh nh sau :

§Æt hai xe n©ng khung vµo vÞ trÝ ®· c¨n chØnh tríc ,dïng

cÇu trôc n©ng khung satxi ®Æt lªn xe n©ng khung, khung

satxi ®Æt lËt ngöa.TiÕn hµnh l¾p nhÝp, l¾p cÇu xe lªn khung

satxi b»ng cÈu n©ng.

H×nh 3.3:S¬ ®å l¾p nhÝp vµ l¾p cÇu xe

Sau khi l¾p nhÝp vµ l¾p cÇu xe, dïng hÖ thèng lËt khung

b»ng xÝch lËt khung satxi ngîc l¹i. §Ó lËt khung, ®iÒu chØnh

®éng c¬ ®iÖn sè 7 ®Ó h¹ thÊp xÝch lËt, ®iÒu chØnh ®éng

c¬ ®iÖn sè 9 ®Ó hai xÝch n©ng cã kho¶ng c¸ch thÝch hîp víi

chiÒu dµi khung xe, sau ®ã ®a hai xÝch lËt vµo hai ®Çu

khung, ®iÒu chØnh ®éng c¬ ®iÖn sè 7 n©ng khung lªn cao

víi chiÒu cao nhÊt ®Þnh.

H×nh 3.4: S¬ ®å lËt khung

§iÒu chØnh ®éng c¬ ®iÖn sè 4 quay, do hai ®éng c¬ ®îc

®Êu nèi tiÕp nªn hai xÝch lËt quay cïng vËn tèc vµ cïng chiÒu

lµm cho khung satxi quay theo vµ lËt ngîc trë l¹i.Sau khi lËt

khung, tiÕp tôc ®iÒu chØnh ®éng c¬ sè 4 ®Ó ®a khung vÒ

vÞ trÝ c©n b»ng nÕu khung bÞ nghiªng.

§iÒu chØnh ®éng c¬ ®iÖn sè 7 h¹ thÊp khung xuèng vµ

®Æt khung lªn xe ®ì khung. Th¸o hai xÝch lËt ë hai ®Çu

khung. §iÒu khiÓn ®éng c¬ sè 7 ®a xÝch lËt lªn cao vÒ vÞ

trÝ chê lËt khung tiÕp theo.

H×nh 3.5: Khung sau khi ®· lËt

H×nh 3.6 :S¬ ®å khung trªn xe ®ì chê l¾p lèp

Sau khi h¹ khung xuèng xe ®ì khung, tiÕn hµnh l¾p lèp cho

c¸c b¸nh xe.Khi l¾p xong lèp, dïng cÇu trôc n©ng xe lªn ®Ó

rót xe ®ì khung ra ngoµi. Sau khi ®· rót xe ®ì khung ra, h¹ xe

xuèng vµ tiÕp tôc thùc hiÖn c¸c nguyªn c«ng tiÕp theo.

3.2.1.2 TÝnh c«ng suÊt n©ng cña ®éng c¬ ®iÖn

HÖ thèng lËt khung sö dông ba ®éng c¬ ®iÖn. Ta lÇn lît tÝnh

to¸n c«ng suÊt cho tõng ®éng c¬ : ®éng c¬ quay xÝch lËt khung,

®éng c¬ n©ng h¹ khung vµ ®éng c¬ ch¹y trªn ray.

a. X¸c ®Þnh c«ng suÊt ®éng c¬ lËt khung

Trªn d©y truyÒn l¾p r¸p cã thÓ l¾p nhiÒu lo¹i xe cã t¶i

träng kh¸c nhau. Do vËy, ta tÝnh to¸n c«ng suÊt ®éng c¬

®iÖn vµ tÝnh bÒn cho trêng hîp l¾p xe cã t¶i träng lín nhÊt lµ

xe 15 tÊn. Khung ®îc lËt ®· ®îc l¾p nhÝp vµ cÇu xe, khèi lîng

cña khung, nhÝp vµ cÇu xe cña xe 15tÊn lÇn lît nh sau :

Khèi lîng khung :900 KG

Khèi lîng nhÝp tríc : 150KG x2nhÝp = 300 KG

Khèi lîng nhÝp sau : 215KG x 2 nhÝp chÝnh, phô = 430 KG

Khèi lîng cÇu tríc :720 KG

Khèi lîng cÇu sau : 1100 KG

Tæng träng lîng n©ng lµ G = 3450 KG. Trong ®ã khèi lîng

tÝnh cho c¸c vÞ trÝ n©ng lµ : G1 = 1450 KG ; G2 = 2000 KG.

H×nh 3.7: S¬ ®å ph©n bè lùc n©ng lªn khung

Nh vËy xÝch n©ng phÝa ®u«i xe chÞu t¶i lín h¬n, nªn tÝnh

c«ng suÊt ®éng c¬ quay xÝch lËt khung theo t¶i träng nµy.

C«ng suÊt cÇn thiÕt trªn trôc ®éng c¬ x¸c ®Þnh theo c«ng

thøc :

Pct = (Kw)

trong ®ã : Pt : c«ng suÊt tÝnh to¸n

: hiÖu suÊt truyÒn

Ta cã c«ng suÊt tÝnh to¸n cña ®éng c¬ tÝnh theo c«ng thøc

sau :

Pt = Plv = (Kw)

trong ®ã : Plv :c«ng suÊt lµm viÖc

F : Lùc kÐo xÝch (N)

v : vËn tèc xÝch t¶i (m/s)

§Ó lËt khung, cÇn cã mét m«men lËt nhÊt ®Þnh :

M = F. r

trong ®ã r lµ b¸n kÝnh vßng chia ®Üa xÝch.

M«men lËt cùc ®¹i MMax = 190 Nm. §êng kÝnh ®Üa xÝch lµ r

= 0,1m nªn :

F = =1900 N

Chän vËn tèc lËt khung lµ 0,5 m/s.Thay sè tÝnh ®îc c«ng

suÊt tÝnh to¸n cho ®éng c¬ nh sau : P t = Plv = =

2,85 (Kw)

HiÖu suÊt tÝnh theo c«ng thøc sau :

= 1 2 3 4

= 0,92 . 0,98 . 0,99 . 0,99 = 0,8836

trong ®ã : 1 : hiÖu suÊt truyÒn cña bé truyÒn xÝch,

1= 0,92.

2: hiÖu suÊt truyÒn cña cÆp b¸nh r¨ng trô

gi¶m tèc 2= 0,98.

3 :hiÖu suÊt cña cÆp æ l¨n.

4 : hiÖu suÊt cña khíp nèi ®µn håi.

VËy ta cã c«ng suÊt cÇn thiÕt trªn trôc ®éng c¬ lµ :

Pct = = =3,225 (Kw)

Chän ®éng c¬ cã c«ng suÊt tho¶ m·n : P®c ≥ Pct .Tra b¶ng chän

®éng c¬ cã ký hiÖu 4A112MB6Y3 cã c«ng suÊt 4 KW.

b.X¸c ®Þnh c«ng suÊt ®éng c¬ n©ng h¹ khung

H×nh 3.8: Lùc t¸c dông lªn ®éng c¬ n©ng h¹ khung

Tæng träng lîng n©ng cña ®éng c¬ n©ng khung sè 2 bao

gåm phÇn träng lîng G2 =2000 KG vµ phÇn träng lîng G3 cña xÝch

lËt, xÝch n©ng khung, ®éng c¬ sè 1 vµ ®èi träng, hép gi¶m tèc

… Tæng träng lîng lµ :

T = G2 + G3 = 2200 KG.

C«ng suÊt cÇn thiÕt trªn trôc ®éng c¬ x¸c ®Þnh theo c«ng

thøc :

Pct = (Kw)

trong ®ã :

Pt : c«ng suÊt tÝnh to¸n

: hiÖu suÊt truyÒn

Ta cã c«ng suÊt tÝnh to¸n cña ®éng c¬ tÝnh theo c«ng thøc

sau :

Pt = (Kw)

trong ®ã :

F : Lùc kÐo xÝch (N)

v : vËn tèc xÝch t¶i (m/s)

Theo s¬ ®å lùc t¸c dông tÝnh ®îc lùc kÐo xÝch :

F =T.g = 2200 . 10 = 22000 (N)

Chän vËn tèc n©ng h¹ khung lµ 0,3 m/s.Thay sè tÝnh ®îc

c«ng suÊt tÝnh to¸n cho ®éng c¬ nh sau :

Pt = Plv = = 6,6 (Kw)

HiÖu suÊt tÝnh theo c«ng thøc sau :

= 1 2 3 4

= 0,92 . 0,98 . 0,99 . 0,99 = 0,8836

trong ®ã : 1 : hiÖu suÊt truyÒn cña bé truyÒn xÝch,

1= 0,92.

2: hiÖu suÊt truyÒn cña cÆp b¸nh r¨ng trô

gi¶m tèc, 2= 0,98.

3 :hiÖu suÊt cña cÆp æ l¨n, 3=0,99.

4 : hiÖu suÊt cña khíp nèi ®µn, håi

4=0,99.

VËy ta cã c«ng suÊt cÇn thiÕt trªn trôc ®éng c¬ lµ :

Pct = = =7,5(Kw)

Chän ®éng c¬ cã c«ng suÊt tho¶ m·n : P®c ≥ Pct .Tra b¶ng

chän ®éng c¬ cã ký hiÖu 4A132M6Y3 cã c«ng suÊt 7,5KW.

3.2.2TÝnh to¸n vµ kiÓm tra bÒn thiÕt bÞ

3.2.2.1 TÝnh to¸n kiÓm tra bÒn cho xÝch n©ng

Ta cã s¬ ®å lùc t¸c dông lªn xÝch n©ng nh sau :

H×nh 3.9 : S¬ ®å lùc t¸c dông lªn xÝch n©ng h¹

khung

Tæng träng lîng ®Æt lªn xÝch nh ®· tÝnh to¸n lµ T = 2200

KG.

Ta cã : T1 = T2 =

§êng kÝnh xÝch lµ d =12mm = 1,2 cm. Do vËy øng suÊt kÐo

t¸c dông lªn xÝch lµ:

k = = =

= =9731 N/cm2 = 9,731 KN/cm2

Ta cã øng suÊt kÐo cho phÐp cña vËt liÖu lµm xÝch lµ : [σ]k

= 16 KN/cm2.

VËy k = 9,731 KN/cm2 < [σ]k = 16 KN/cm2.

T1 T2

Nh vËy xÝch ®ñ ®é bÒn ®Ó n©ng h¹ khung.

3.2.2.2 TÝnh to¸n kiÓm tra bÒn cho thanh ngang

Thanh däc cã tiÕt diÖn 100x92 mm, ghÐp bëi hai thanh thÐp

h×nh C sè hiÖu N010

x

y100

92

H×nh 3.10: MÆt c¾t ngang thanh ngang ®ì khung

C¸c ®Æc trng h×nh häc cña mÆt c¾t ngang thanh ngang :

DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang : F = 21,8cm2

M«men qu¸n tÝnh chÝnh trung t©m : Jx = 348 cm4

Ta tÝnh bÒn cho thanh theo tr¹ng th¸i øng suÊt ®¬n nh sau :

Ta cã khèi lîng cÇu sau lµ T=2000 KG =20000 N, gi¶ thiÕt lùc

t¸c dông lªn thanh lµ lùc tËp trung. S¬ ®å t¸c dông lùc nh h×nh vÏ:

20

T1

N1

T2

N2

1000NmN

Qy

100 760 100 20

H×nh 3.11: S¬ ®å lùc vµ m«men t¸c dông

lªn thanh

TÝnh ®îc N1=N2=T1=T2= =10000 N

Cã biÓu ®å m«men uèn t¸c dông lªn thanh nh h×nh trªn.

Nh vËy, m«men lín nhÊt t¹i mÆt c¾t ngang thanh lµ 1000Nm,

øng suÊt lín nhÊt t¸c dông lªn mÆt c¾t ngang lµ øng suÊt t¹i ®iÓm

trªn mÆt c¾t ngang chÞu m«men uèn lín nhÊt vµ ®iÓm ®ã xa thí

trung hoµ nhÊt .C«ng thøc tÝnh øng suÊt ph¸p cho mÆt c¾t chÞu

uèn ngang ph¼ng lµ:

Ta cã biÓu ®å øng suÊt nh sau :

sKN/cm2

14,4N/m2

-14,4N/m2

H×nh 3.12:BiÓu ®å øng suÊt t¸c dông lªn mÆt c¾t ngang chÞu

m«men lín nhÊt

§iÒu kiÖn bÒn theo tr¹ng th¸i øng suÊt ®¬n lµ :

≤ [σ]k

≤ [σ]n

trong ®ã : ykmax = 5 cm

ynmax = 5 cm

Ta cã :

= = 14,4 N/cm2

= - = - 14,4 N/cm2

VËt liÖu thÐp chÕ t¹o thanh ngang cã øng suÊt kÐo nÐn cho

phÐp nh sau :

[σ]k =10 KN/cm2;

[σ]n = 16KN/cm2 .

VËy ≤ [σ]k , ≤ [σ]n nªn thanh ngang ®ñ bÒn theo tr¹ng

th¸i øng suÊt ®¬n.

3.2.2.2 TÝnh bÒn cho trôc b¸nh xe cña mÔ

Träng lîng lín nhÊt ®Æt lªn xe n©ng khung cã 4 b¸nh lµ

20000 N nªn mçi b¸nh chÞu träng lîng lµ 5 KN.

KÕt cÊu trôc b¸nh xe cña mÔ nh h×nh vÏ sau ®©y :

Ø2,5

95

85

84

Ø18

H×nh 3.13: KÕt cÊu trôc b¸nh xe

Liªn kÕt gi÷a trôc b¸nh xe vµ b¸nh xe nh h×nh vÏ :

H×nh 3.14: Liªn kÕt gi÷a trôc b¸nh xe vµ b¸nh

xe

Lùc t¸c dông lªn trôc lµ lùc ph©n bè nh h×nh vÏ :

76 10674512

0,42 KN/cm

0,11 KN/cm

0,42 KN/cm

H×nh 3.15: Lùc t¸c dông lªn trôc b¸nh xe

Ta vÏ ®îc biÓu ®å lùc c¾t, biÓu ®å m«men t¸c dông lªn

trôc nh sau :

H×nh 3.10: BiÒu ®å lùc c¾t vµ biÓu ®å

m«men

Tõ biÓu ®å m«men ta thÊy m«men lín nhÊt t¸c dông lªn trôc lµ

t¹i mÆt c¾t chøa t©m b¸nh xe víi gi¸ trÞ m«men lín nhÊt : Mxmax =

8,125 KNcm ,do vËy ta tÝnh bÒn cho mÆt c¾t ngang nµy.

§iÒu kiÖn bÒn theo tr¹ng th¸i øng suÊt ®¬n lµ :

0,75

1,75

8,125

1,75

2,5 KN

0,75

2,5KN

KNcmM X

Qy

KN

≤ [σ]k

≤ [σ]n

§èi víi tiÕt diÖn trßn ta cã :

Jx = ;

ykmax= yn

max =

BiÓu ®å m«men vÏ cho mÆt c¾t ngang trôc chÞu m«men lín

nhÊt lµ :

2KN/cm

H×nh 3.11: BiÓu ®å m«men

Ta cã :

= =

= = 14,2 KN/cm2

σMin = - σMax = - 14,2 KN/cm2

[σ]k = [σ]n = [σ] = 16KN/cm2

VËy ≤ [σ]k , ≤ [σ]n nªn trôc b¸nh xe ®ñ bÒn theo

tr¹ng th¸i øng suÊt ®¬n.