BỘ CÔNG THƯƠNG
TẬP ĐOÀN THAN KHOÁNG SẢN VIỆT NAM
VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
*** BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM CỤM
CÁC ĐĂNG TRƯỚC VÀ SAU XE TẢI NẶNG CAT 769 C,D Chủ nhiệm đề tài:
Kỹ sư : DƯƠNG ĐÌNH HÙNG 8459

Hà Nội, tháng 12 - 2010

BẢNG TỔNG HỢP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG
CÁC CHI TIẾT CƠ BẢN CỦA CỤM CÁC ĐĂNG SAU
CỦA XE Ô TÔ TẢI NẶNG CAT 769 C, D
o0o
1. Chi tiết trục then hoa: № 1 CAT 769 C, D - 2.05
Số TT Số hiệu nguyên công Tên nguyên công
1 NC 05 Cưa phôi thép tròn
2 NC 10 Tiện thô
3 NC 15 Hóa tốt


VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
2
BỘ CÔNG THƯƠNG
TẬP ĐOÀN CÔNG NGHIỆP THAN KHOÁNG SẢN VIỆT NAM
VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
***
BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM CỤM
CÁC ĐĂNG TRƯỚC VÀ SAU XE TẢI NẶNG CAT 769 C, DMÃ SỐ: 04 NN/10
Cơ quan chủ quản :
BỘ CÔNG THƯƠNG
Cơ quan chủ trì :
VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ-VINACOMIN

nghề nghiệp
Đơn vị công tác
1 Dương Đình Hùng
Kỹ sư vật liệu học –
nhiệt luyện
Viện cơ khí năng lượng
và mỏ - Vinacomin
2 Phạm Văn Hiền
Kỹ sư đúc – luyện kim -
3 Nguyễn Xuân Tùng
Kỹ sư tự động hóa -
4 Đỗ Thế Ngàn
Kỹ sư chế tạo máy -
5 Nguyễn P Tuyết Anh
Kỹ sư chế tạo máy -
6
Vũ Đức Quảng
Cử nhân cơ tin -

p với
điều kiện chế tạo và kiểm tra.
Sản phẩm mà đề tài đưa ra 01 bộ bản vẽ chế tạo cụm các đăng trước và
sau xe tải nặng CAT 769 C, D và quy trình công nghệ 01 danh mục bảng, 49
danh mục hình cùng với hiện vật thử nghiệm công nghiệp trên xe ôtô tại mỏ than
Cọc Sáu Quảng Ninh.
Từ khóa:
- Cụm các đăng trước và sau
- Xe ô tô tải nặng CAT 769 C, D
- SolidWorks
Đề tài NCKH Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm cụm các đăng
trước và sau xe tải nặng CAT 769 C, D

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
5

MỤC LỤC
Tóm tắt đề tài……………………………………………………………
Lời nói đầu ………………………………………………………………

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ Ô TÔ, Ô TÔ VẬN TẢI NẶNG
CAT 769 C,D. GIỚI THIỆU TRUYỀN ĐỘNG CÁC ĐĂNG, TRUYỀN
ĐỘNG CÁC ĐĂNG TRÊN Ô TÔ TẢI NẶNG CAT 769 C, D VÀ CÁC
DẠNG HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP……………………………………
1.1 Giới thiệu chung về ô tô……………………………………………
1.2 Giới thiệu ô tô tải nặng CAT 769 C, D…………………………….
1.3 Giới thiệu truyền động các đăng…………………………………
1.4 Giới thiệu và bố trí cụm các đăng trước và sau
trên xe CAT 769 C, D……………………………………………
1.5 Các dạng hư hỏng thường gặ
23 25
31

36

40
41
43
Đề tài NCKH Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm cụm các đăng
trước và sau xe tải nặng CAT 769 C, D

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
6
CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM SOLIDWORKS VÀ ỨNG
DỤNG TRONG THIẾT KẾ, KIỂM NGHIỆM BỀN CỤM CÁC ĐĂNG
TRƯỚC VÀ SAU XE Ô TÔ TẢI NẶNG CAT 769 C, D ………………
3.1 Giới thiệu phần mềm SolidWorks…………………………………
3.2 Ứng dụng phần mềm SolidWorks để thiết kế các chi tiết của
cụm các đăng trước và sau ……………………………………….
3.3 Tính toán mômen tác dụng lên cụm các đăng trước và sau……….
3.4 Kiểm nghiệm bền bằng modul COSMOSWorks trong
phần mềm SolidWorks…………………………………………….
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ
CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM……………
4.1 Chế tạo cụm chi tiết cho kết quả theo bản vẽ và quy trình

63

64
68

69
70
71 Đề tài NCKH Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm cụm các đăng
trước và sau xe tải nặng CAT 769 C, D

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
7

LỜI NÓI ĐẦUĐể phục vụ cho công tác vận chuyển than, đất đá ở các mỏ lộ thiên tại
Quảng Ninh, Tập đoàn Công nghiệp Than Khoáng sản Việt Nam đầu tư nhiều
thiết bị, dây chuyền công nghệ, trong đó có các xe ôtô vận tải hạng nặng được
chế tạo tại Nga, Nhật, Mỹ, Thụy Điển…, trong đó có CAT 769 C, D. Trong
những năm gần đây xe này được sử dụng nhiều ở các mỏ


CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ÔTÔ; ÔTÔ VẬN TẢI NẶNG CAT 769 C, D.
GIỚI THIỆU TRUYỀN ĐỘNG CÁC ĐĂNG, TRUYỀN ĐỘNG
CÁC ĐĂNG TRÊN ÔTÔ VẬN TẢI NẶNG CAT 769 C, D
VÀ CÁC DẠNG HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP
1.1 Giới thiệu chung về ôtô
Ô tô là một phương tiện vận tải đường bộ, dùng để chở người, hàng hoá,
vật liệu …
Nhìn chung cấu tạo ô tô có các bộ phận chủ yếu như: độ
ng cơ, hệ thống
truyền lực, hệ thống treo, hệ thống di chuyển, hệ thống điều khiển và các thiết bị
làm việc khác như hình 1. Hình 1: Sơ đồ cấu tạo và bố trí các bộ phận chính của ôtô
1- Động cơ; 2 - Ly hợp; 3- Hộp số; 4 - Truyền động các đăng; 5 - Truyền động chính;
6 - Cơ cấu vi sai; 7 - Bánh xe chủ động; 8 - Nhíp sau; 9 - Khung hay bệ;
10 - Vỏ hay thân xe; 11 - Cơ cấu lái; 12 - Lò xo; 13 - Bánh xe; 14 - Cần số.
1.1.1 Động cơ
Động cơ thường dùng là động cơ xăng hoặc diezel. Là nguồn động lực của
ôtô, có tác dụng biến năng lượng nhiệt do nhiên liệu ( xăng, dầu ) thành cơ năng.
Đề tài NCKH Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm cụm các đăng
trước và sau xe tải nặng CAT 769 C, D

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
9
1.1.2 Hệ thống truyền lực
Hệ thống truyền lực của ôtô có tác dụng truyền mômen quay từ động cơ tới
bánh xe chủ động.

Đề tài NCKH Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm cụm các đăng
trước và sau xe tải nặng CAT 769 C, D

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
10
• Hộp phân phối
• Truyền lực các đăng
• Truyền lực chính
• Bộ vi sai
• Nửa trục ( Bán trục )
Bộ phận vận hành gồm có:
• Khung xe
• Dầm cầu
• Hệ thống đàn hồi ( hay còn gọi là hệ thống treo )
• Bánh xe
Hệ thống điều khiển có tác dụng điều khiển phương hướng chuyển
động
của ô tô, điều khiển làm chậm dần tốc độ gồm có:
• Cơ cấu lái
• Hệ thống phanh
1.2 Giới thiệu ôtô vận tải nặng CAT 769 C, D
1.2.1 Giới thiệu chung về ôtô vận tải nặng CAT 769 C, D
Ôtô vận tải nặng CAT 769 C, D là loại ôtô do hãng CATERPILLAR sản
xuất được sử dụng chủ yếu để vận chuyển trong khai thác quặng, than, đất đá…
ở các mỏ lộ
thiên trên thế giới.
Ôtô có tính năng ưu việt, có kết cấu bảo vệ khi lật máy FOPS/ROPS , hệ
thống giám sát điện tử của CAT có hệ thống điều hòa nhiệt độ, radio casette và
các trang thiết bị tiêu chuẩn đặt trong cabin vách lim.
Ôtô có hệ thống trợ lực lái 2 xilanh, góc lái cả phải sang trái 39

- Chiều rộng lớn nhất mm 5069
- Chiều cao khi chưa nâng ben mm 4072
- Chiều cao khi nâng hết ben mm 7751
- Khoảng cách giữa tâm 2 lốp trước mm 3102
- Khoảng cách giữa 2 tâm lốp trước,sau mm 3713
- Chiều rộng mép 2 lốp trước mm 3665
- Khoảng sáng gầm xe nhỏ nhất mm 615

- Thể tích thùng xe (SAE 2:1) m
3
24,2
Động cơ: Động cơ điện tử -thủy lực HEUI (CAT 3408 E ), 8 xilanh, chữ V
- Công suất động cơ lớn nhất kW/HP 386/518
- Công suất bánh đà kW/HP 363/487
- Mômen xoắn lớn nhất Nm 2194
- Đường kính xi lanh × hành trình mm 137,2 x 152,4
- Tổng dung tích lít 18
2
- Tiêu hao nhiên liệu g/HP.giờ (152,2
÷
163,3)
Hộp số: kiểu bánh răng hành tinh, điều khiển bằng điện tử
- Hộp số: Có 7 số tiến và 1 số lùi
- Tốc độ di chuyển số tiến 1 km/h 12,6
- Tốc độ di chuyển số tiến 2 km/h 17,2
- Tốc độ di chuyển số tiến 3 km/h 23,3
- Tốc độ di chuyển số tiến 4 km/h 31,4
- Tốc độ di chuyển số tiến 5 km/h 42,5
- Tốc độ di chuyển số tiến 6 km/h 57,3
3

0
C
- Tốc độ Min 800 v/p: áp suất đạt 38 PSI trở lên
- Tốc độ 1400 v/p trở lên: áp suất đạt 76 PSI trở lên
2. Tốc độ vòng quay chạy không tải:
Min đạt 810
±
30 v/p
Max đạt 2280
±
50 v/p
3. Công suất ở 2000
±
10 v/p đạt (75
÷
80)% công suất định mức 518 HP
4. Các yêu cầu khác
- Động cơ dễ khởi động, nổ êm đều ở các tốc độ quay, không có hiện
tượng rung , giật
- Khi nhiệt độ đạt tới 70
0
C khí thải có phớt đen
- Chênh lệch nhiệt độ dầu và nước từ (10
÷
15)
0
C

Đề tài NCKH Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm cụm các đăng
trước và sau xe tải nặng CAT 769 C, D

γ
. Truyền động các đăng còn được dùng để truyền mô
men đến các bánh chủ động là bánh dẫn hướng ( góc nghiêng có thể tới 40
0
)
hoặc đến các cụm riêng của ô tô ( như các tời trang bị phụ và các cơ cấu khác ).
Ngoài ra, truyền động các đăng cũng còn dùng để truyền mô men giữa các cụm
đặt cố định trên khung có độ dịch chuyển góc tương đối bé (
00
min
53 ÷=
γ
)
1.3.2 Yêu cầu truyền động các đăng
Truyền động các đăng cần đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau:
+ Ở bất kỳ tốc độ quay nào, truyền lực các đăng phải đảm bảo không có
những dao động, va đập và không có tải trọng động lớn do mômen quán tính gây
nên.
+ Các trục các đăng phải đảm bảo quay đều và không sinh ra tải trọng
động.
Đề tài NCKH Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm cụm các đăng
trước và sau xe tải nặng CAT 769 C, D

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
15
+ Hiệu suất truyền động cao kể cả khi góc
γ
giữa hai trục lớn.
+ Quay êm, độ rung và ồn trong làm việc là tối thiểu.
+ Kết cấu đơn giản, nhẹ dễ chế tạo và có độ bền cao.

÷
=
γ
).
b) Theo tính chất động học
+ Loại các đăng khác tốc (vận tốc góc của hai trục khác nhau). Loại này
được dùng nhiều để truyền chuyển động giữa các cụm của ô tô, máy kéo.
+ Loại các đăng đồng tốc (vận tốc góc của hai trục bằng nhau). Loại này chỉ
được dùng ở cầu chủ động làm nhiệm vụ dẫn hướng.
Trên hình 5: là sơ đồ truyền động các đăng thông dụng trên ôtô; hình 5a: là
kết cấu truyền động các đăng đ
iển hình sử dụng trên các loại ôtô có cầu sau chủ
động; hình 5b: ôtô có hai cầu chủ động; hình 5c: ôtô ba cầu chủ động; hình 5d:
ôtô hiện đại có cầu giữa là cầu thông qua cho phép truyền chuyển động qua nó
đến cầu sau.

a) b)
Đề tài NCKH Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm cụm các đăng
trước và sau xe tải nặng CAT 769 C, D

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
1
6c) d)
Hình 5 Sơ đồ truyền động các đăng thông dụng trên ôtô
a) Loại ôtô có cầu sau chủ động; b) Ôtô có 2 cầu chủ động
c) Ôtô có 3 cầu chủ động; d) Ôtô hiện đại
1- Hộp số 2 - Trục 3 - Ổ đỡ trung gian 4 - Trục

trước và sau xe tải nặng CAT 769 C, D

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
18
1.5 Các dạng hư hỏng thường gặp của cụm các đăng trước và sau xe ô tô tải
nặng CAT 769 C, D trong quá trình hoạt động
1.5.1 Các dạng hư hỏng của cụm các đăng trước trong quá trình làm việc
được thể hiện bằng hình ảnh trên hình 8

Hình 8 a) Cụm các đăng trước bị biến dạng, vặn trong quá trình làm việc.

Hình 8 b) Các lỗ ren bị chờn dẫn đến các cối bi lắp trục chữ thập
lỏng khi vận hành chạy rung lắc.

Đề tài NCKH Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm cụm các đăng
trước và sau xe tải nặng CAT 769 C, D

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
19

Hình 8 c) Cổ mặt bích của cụm các đăng bị nứt, rạn ở phần góc lượn
dễ gây đứt trong quá trình làm việc.

1.5.2 Các dạng hư hỏng của cụm các đăng sau xe ô tô tải nặng CAT 769 C,D
trong quá trình làm việc được thể hiện bằng ảnh trên hình 9

Hình 9 a) Mặt bích của cụm các đăng sau (Phần nối cầu sau)
bị nứt, rạn ở phần cổ phải hàn lại để sử dụng.

Đề tài NCKH Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm cụm các đăng

trước và sau xe tải nặng CAT 769 C, D

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN
22
c)

d)
Hình 10 c) Các cối bi của cụm các đăng trước và sau bị nứt vỡ ở chỗ lắp vòng bi
kim.
d) Các vòng bi kim của cụm các đăng trước và sau bị mòn, các viên bi
bị rụng ra trong quá trình làm việc, dậu đỡ các vòng bi bị biến dạng trong quá
trình làm việc. Đề tài NCKH Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm cụm các đăng
trước và sau xe tải nặng CAT 769 C, D

VIỆN CƠ KHÍ NĂNG LƯỢNG VÀ MỎ - VINACOMIN

Xét vận tốc tiếp tuyến của điểm C, vận tốc của nó chịu sự chi phối của cả
hai trục cho nên:
C1122
V= r.ω = r .ω

Trong đó:
r
1
, r
2
- Khoảng cách của điểm C đến đường trung tâm của các trục.

12
ω , ω
- Vận tốc góc của các trục.
Điều kiện cần thiết để cho
12
ω = ω
là r
1
= r
2
hay AC.
1
Sinβ
=BC.
2
Sinβ
. Về
mặt kết cấu có thể đảm bảo điều kiện AO = OB, cho nên muốn thoả mãn yêu

φ ,φ
- Góc quay của trục chủ động và trục bị động(
dφ
ω=
dt
).

α - Góc giao nhau giữa hai trục.

Trích đoạn Kiểm nghiệm bền bằng modul COSMOSWorks trong

---