text: MỤC LỤC Lời mở đầu.. 1 1.MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI:2 2.Nhu cầu sử dụng ôtô tải có cẩu và yêu cầu thiết kế ôtô tải CHIẾN THẮNG có cẩu:3 2.1.nhu cầu sử dụng ôtô tải có cẩu:3 2.2.yêu cầu thiết kế ôtô tải CHIẾN THẮNG có cẩu:3 3.giới thiệu chung về ôtô satxi tải CHIẾN THẮNG - CT3.48TL1 và cẩu UNIC V230:4 3.1.giới thiệu chung về ôtô satxi tải CHIẾN THẮNG - CT3.48TL1:4 3.2.giới thiệu chung về cẩu Unic:6 4.giới thiệu kết cấu và bố trí chung của ôtô tải có cẩu đóng mới:9 4.1.động cơ:9 4.2.hộp số, bộ truyền lực chính:10 4.3.hệ thống phanh:10 4.3.1.Hệ thống phanh chính:10 4.3.2.Hệ thống phanh dừng:10 4.4.hệ thống lái:10 4.5.hệ thống treo:10 4.6.hệ thống chuyển động:10 4.7.cẩu UNIC:11 4.8.thùng chở hàng:11 4.9.lắp đặt cẩu UNIC và thùng chở hàng lên ôtô:11 5.Quy định cải tạo,nội dung cải tạo và các bước thực hiện:11 5.1. Quy định cải tạo:11 5.2. Nội dung cải tạo và các bước thực hiện:14 6.tính toán thiết kế thùng chở hàng:14 6.1.xác định các kích thước của thùng chở hàng:14 6.1.1.Xác định chiều dài thùng (Lt):15 6.1.2.Xác định chiều rộng thùng (Bt):15 6.1.3.Xác định chiều cao thùng (Ht):15 6.1.3.Xác định chiều cao thùng (dt):16 6.2.kết cấu của thùng chở hàng:16 6.3. tính toán sức bền của thùng chở hàng:18 6.3.1. xác định trọng tâm theo chiều dọc của xe:18 6.3.2.xác định trọng lượng của thùng chở hàng:22 6.3.3.Tính toán sức bền của thùng chở hàng:25 7. tính toán lắp đặt cẩu, tính bền lại liên kết thùng vào khung xe:29 7.1. tính toán lắp đặt cẩu, liên kết vào khung xe:29 7.1.1.líên kết cẩu vào khung xe:29 7.1.2tính toán bulông lắp đặt cẩu vào khung xe:29 7.1.3. Kiểm tra bền mối ghép giữa thùng hàng với khung ô tô:38 7.1.4. Tính ổn định khi thao tác cẩu:40 8. tính chọn hệ thống bơm dẫn động cẩu:46 8.1. yêu cầu kỹ thuật của cẩu:46 8.1.1. giới thiệu về hệ thống thuỷ lực của cẩu:46 8.1.2. yêu cầu kỹ thuật của hệ thống thuỷ lực của cẩu:47 8.2.tính chọn hệ thống dẫn động:48 8.2.1.chọn phương án của hệ thống dẫn động:48 8.2.2. Tính thiết kế bộ trích công suất của xe CHIẾN THẮNG:50 8.2.2.1 Xác định tỷ số truyền của hộp trích công suất50 8.2.2.2. Xác định công suất, mômen và số vòng quay trên các trục. 50 8.2.2.3. Thiết kế cặp bánh răng hộp trích công suất52 8.2.3.chọn bơm thuỷ lực cung cấp cho hệ thống:61 9.tính toán ổn định ôtô sau Cải tạo:62 9.1.tính toán ổn định khi ôtô toàn tải:62 9.1.1.tính ổn định dọc của ôtô:62 9.1.1.1.Xác định tọa độ trọng tâm theo chiêù cao:. 62 9.1.1.2Tính ổn định dọc tĩnh:. 64 9.1.1.3.Tính ổn định dọc động:. 68 9.1.2.tính ổn định ngang của ôtô:71 9.1.2.1.Tính ổn định của ôtô khi chuyển động trên đường nghiêng ngang:. 71 9.1.2.2.Tính ổn định của ôtô khi chuyển động quay vòng trên đường nghiêng ngang: 74 10.tính toán sức kÉo của ôtô sau cải tạo:79 10.1.Các thông số tính toán:79 10.2.Tính toán các thông số động lực học ôtô:80 10.2.1.Xác định đặc tính ngoài của động cơ:81 10.2.2.Xây dựng đặc tính công suất của ôtô:83 10.2.3.Xây dựng đặc tính kéo của ôtô:87 10.2.4.Xây dựng đặc tính động lực học của ôtô:91 10.2.5.Xây dựng đồ thị gia tốc của ôtô:94 11.tính bền khung xe sau cải tạo:97 12.KẾT LUẬN:103 TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 104 Lời mở đầu Ngành cơ khí Động lực từ khi ra đời đến nay đã không ngừng được phát triển và đã đạt được nhiều thành tựu to lớn, có nhiều sản phẩm đã đáp ứng được yêu cầu sử dụng của đời sống xã hội hiện nay. Sau thời gian học tập và nghiên cứu tại trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, sinh viên tiến hành làm đồ án tốt nghiệp nhằm mục đích hệ thống lại những kiến thức đã học, nâng cao khả năng tìm hiểu và đi sâu vào nghiên cứu về chuyên môn, hoàn thành nội dung chương trình đào tạo của trường. Trong đồ án tốt nghiệp này, em được nhận đề tài với nhiệm vụ là: “thiết kế CẢI TẠO ôtô tải NHÃN HIỆU CHIẾN THẮNG THÀNH TẢI GẮN CẨU”. Dưới sự hướng dẫn của thầy Phan Minh Đức và sự cố gắng của bản thân, em đã hoàn thành được nhiệm vụ của đề tài này. Tuy nhiên do mức độ hiểu biết của em còn chưa được tốt và chưa tiếp xúc được nhiều với thực tế, kinh nghiệm tìm hiểu, tham khảo chưa được nhiều, vì vậy không thể tránh khỏi những thiếu sót và có thể có những vấn đề chưa hợp lý. Em mong thầy cô đóng góp ý kiến và phân tích để đề tài cũng như kiến thức của em được hoàn chỉnh hơn. Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo đã cung cấp cho em những kiến thức quý báu và bổ ích trong quá trình học tập ở trường, đặc biệt là thầy Phan Minh Đức đã hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành đề tài tốt nghiệp này. Đà nẵng, ngày…. tháng …. năm 2015 Sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Bình 1.MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI: Trong đời sống xã hội ngày nay, ngành giao thông vận tải rất phát triển, các phương tiện giao thông ngày càng đa dạng, phong phú để đáp ứng nhu cầu vận chuyển hàng hoá. Trong quá trình vận chuyển hàng hoá bằng các phương tiện vận tải nói chung đều có giai đoạn đưa hàng hoá lên và xuống xe, công việc này được thực hiện bằng người lao động trực tiếp hay máy móc tuỳ điều kiện vận chuyển hay tuỳ trọng lượng hàng hoá. Thường trong thực tế, để đưa hàng hoá có trọng lượng lớn lên hay xuống xe, người ta sử dụng sức máy là dùng các máy nâng chuyển, máy cẩu và hiện nay phổ biến loại ôtô tải có cẩu. Với nội dung đồ án tốt nghiệp chuyên ngành, em được giao đề tài “THIẾT KẾ CẢI TẠO ÔTÔ TẢI NHÃN HIỆU CHIẾN THẮNG THÀNH TẢI GẮN CẨU “. Nội dung chính của thuyết minh tính toán gồm: - Giới thiệu nhu cầu sử dụng ôtô tải có cẩu và yêu cầu thiết kế ôtô tải CHIẾN THẮNG có cẩu. - Các tính năng của ôtô satxi tải CHIẾN THẮNG- CT3.48TL1và của cẩu UNIC - Tính toán thùng chở hàng. - Tính toán lắp đặt thùng và cẩu, liên kết vào khung xe. - Tính toán hệ thống bơm dẫn động cẩu. - Tính toán ổn định, sức kéo của ôtô tải CHIẾN THẮNG- CT3.48TL1 có cẩu đóng mới khi ôtô làm việc. Đề tài này còn có thể được sử dụng làm tư liệu để tính toán lắp đặt một số loại cẩu lên một số loại ôtô nào đó hay dùng để tìm hiểu về kết cấu, nguyên lý làm việc để bảo dưỡng kỹ thuật, chẩn đoán trạng thái hư hỏng của ôtô tải có cẩu để tiến hành sửa chữa và trong quá trình sử dụng loại ôtô này đạt được hiệu quả cao hơn. 2.Nhu cầu sử dụng ôtô tải có cẩu và yêu cầu thiết kế ôtô tải CHIẾN THẮNG có cẩu: 2.1.nhu cầu sử dụng ôtô tải có cẩu: Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang ở thời kỳ phát triển, nhu cầu sử dụng các phương tiện giao thông vận tải để vận chuyển hàng hoá và hoạt động trên các địa bàn rất đa dạng và phong phú. Vì thế, các phương tiện sử dụng cần có tính cơ động và hiệu quả sử dụng cao. Trong thực tế, khi muốn vận chuyển hàng hoá từ nơi này đến nơi khác mà sử dụng ôtô vận tải nhất thiết phải có công đoạn đưa hàng hoá lên và đưa xuống ôtô. Đối với các loại hàng hoá có khối lượng tương đối nhỏ, người ta có thể sử dụng sức lao động trực tiếp của công nhân, còn đối với các loại hàng hoá có khối lượng lớn thì cần phải sử dụng các phương tiện nâng chuyển như: máy nâng chuyển, máy cẩu, ... . Khi muốn vận chuyển hàng hoá từ một nơi nào đó, nếu hàng hoá có khối lượng không quá lớn mà người ta sử dụng một máy cẩu đi cùng một ôtô vận tải thì hiệu quả và tính cơ động không cao. Để hạn chế nhược điểm này, người sử dụng có phương án là lắp thêm cẩu lên một số ôtô tải ở phía sau buồng lái và phía trước thùng hàng của ôtô. Nhìn chung, việc sử dụng ôtô tải có cẩu tương đối thuận lợi đáp ứng được một phần nào nhu cầu của người sử dụng, tính cơ động, hiệu quả sử dụng cao, đặc biệt là vận chuyển hàng hoá ở các vùng xa xôi. Ngoài ra, ôtô tải có cẩu có thể được sử dụng như một ôtô cẩu thông thường dùng để cẩu hàng hoá hay di dời hàng hoá từ nơi này sang nơi kia. 2.2.yêu cầu thiết kế ôtô tải CHIẾN THẮNG có cẩu: Khi thiết kế ôtô tải CHIẾN THẮNG có cẩu, ta cần phải đảm bảo một số các yêu cầu sau: - Sử dụng toàn bộ phần khung gầm của ôtô satxi tải CHIẾN THẮNG - CT3.48TL1. - Sử dụng hết khả năng làm việc của ôtô satxi tải CHIẾN THẮNG - CT3.48TL1.và của cẩu UNIC - Đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật của ôtô tải có cẩu. - Các phụ tùng sử dụng phù hợp với khả năng cung ứng hiện tại của thị trường ở nước ta. - Đảm bảo cho ôtô tải có cẩu sau khi đóng mới chuyển động ổn định và an toàn trên các đường giao thông công cộng. - Đảm bảo cho ôtô được ổn định khi cẩu làm việc. 3.giới thiệu chung về ôtô satxi tải CHIẾN THẮNG - CT3.48TL1 và cẩu UNIC V230: 3.1.giới thiệu chung về ôtô satxi tải CHIẾN THẮNG - CT3.48TL1: - Ôtô satxi tải CHIẾN THẮNG-CT3.48TL1 được lắp ráp tại Việt Nam - Cabin xe làm bằng kim loại, có 03 chỗ ngồi, có thể lật nghiêng được về phía trước của ôtô. - Ôtô satxi tải CHIẾN THẮNG - CT3.48TL1 có công thức bánh xe là 4x4. Hình 3.1: Xe Chiến Thắng 48TL1 ngoài thực tế Dựa vào tài liệu tham khảo về một số tính năng kỹ thuật của ôtô satxi tải CHIẾN THẮNG - CT3.48TL1 ta lập được bảng số liệu sau: (Bảng 3.1) Bảng 3.1: bảng thông số kỹ thuật của ôtô satxi tải CHIẾN THẮNG: TT THÔNG SỐ Đ/ VỊ TRƯỚC CẢI TẠO 01 Loại xe Tải (có mui) 02 Kích thước bao xe mm 7240x2340x2655 03 Kích thước thùng hàng mm 5400x2340x940 04 Kích thước lòng thùng hàng mm 5320x2220x840 05 Chiều dài cơ sở mm 4200 06 Vết bánh trước/sau mm 1820 / 1720 Trọng lượng bản thân: KG 5620 07 - Phân bố lên cầu trước KG 2740 - Phân bố lên cầu sau KG 2880 08 Tải trọng thiết kế CP TGGT KG 3480 09 Trọng lượng toàn bộ CP TGGT KG 9295 - Phân bố lên cầu trước KG 3805 - Phân bố lên cầu sau KG 5490 10 Số người cho phép chở Người 3 11 Công thức bánh xe * 4x4 12 Động cơ * YC4D120-20 13 Dung tích xylanh Cm3 4214 C. suất / số vòng quay kW/v/p 90/2800 Moomen lớn nhất KGm 32,5/(1900-2300) 14 Tỷ số truyền các tay số ih1 = 7,342; ih2 = 4,332; ih3 =2,456; ih4 = 1,543; ih5 = 1,00; iR= 7,666 15 Tỷ số truyền hộp số phân phối ip1 = 1,08; ip2 = 1,25 17 Tỷ số truyền cầu sau ic2 = 6,14 18 Tỷ số truyền cầu trước ic1 = 6,14 19 Cỡ lốp trục trước/ sau Inch 9.00-20/9.00-20 20 Loại cẩu - 21 Hệ thống phanh chính Khí nén 22 Phanh tay Tự hãm Hình 3.2: Tổng thể xe Chiến Thắng 48TL1 trước cải tạo 3.2.giới thiệu chung về cẩu Unic: Cẩu tự nâng hàng được sử dụng là loại UNIC V230 có sức nâng lớn nhất cho phép Qc= 2330 [kG] (theo Giấy chứng nhận số 0047/14-9201S của Trung tâm Đăng kiểm Thủy bộ Quảng Nam cấp ngày 02/06/2014). Loại cẩu tự hành này do nước ngoài (Nhật Bản) - chế tạo, mới 100% hoặc đã qua sử dụng dùng để lắp đặt trên ô tô tải. Cẩu được điều khiển bằng hệ thống thuỷ lực được dẫn động từ bộ phận trích công suất lắp trên hộp số của ôtô và qua bơm thuỷ lực. Cần cẩu gồm có 04 đoạn và có thể quay vòng 360o quanh bệ cẩu nhờ một động cơ thuỷ lực và qua hộp giảm tốc. Trên bệ cẩu có thêm 02 chân chống (2 chân trước) để chống uốn khung của ôtô khi cẩu hoạt động Hình 3.3: Cẩu Unic V230 ngoài thực tế Dựa vào tài liệu tham khảo về một số tính năng kỹ thuật của cẩu UniC ta lập được bảng số liệu sau: (Bảng 3.2) Bảng 3.2: bảng thông số kỹ thuật của cẩu UNIC: TT Thông số Đơn vị Ký hiệu Giá trị 01 Kích thước bao: Dài Rộng Cao mm mm mm Lcc A*c Hbc +Htc 3068 1856 2617 02 Trọng lượng kG Gc 800 03 Khả năng xoay cần độ *** 360 04 Góc nâng cần cực đại cho phép độ *** 75 độ 05 Tải trọng nâng lớn nhất cho phép kG Qmax 2330 06 Bán kính làm việc nhỏ nhất đến lớn nhất m *** 0,68 đến 8,43 07 Độ nâng lớn nhất m *** 9,5 08 Tốc độ xoay cần quanh trục đứng v/ph *** 1,0 09 Tốc độ chuyển động móc kéo (cuốn cáp) m/ph *** 1,5- ở lớp thứ 4 10 Lực kéo lớn nhất kN *** 7,94 11 Số đoạn cần n 4 12 Yêu cầu nguồn động lực: - Dẫn động - Giá trị áp suất dầu - Lưu lượng dầu cung cấp Kiểu [KG/cm2] [lít /ph] *** py Qy Thủy lực 210 53 Hình 3.4: Tổng thể cẩu Unic V230. 4.giới thiệu kết cấu và bố trí chung của ôtô tải có cẩu đóng mới: 4.1.động cơ: - Kiểu động cơ: YC4D120-20 - Loại động cơ: diesel 04 kỳ, 04 xi lanh - Dung tích xi lanh:4214 - Công suất lớn nhất/tốc độ quay: 90kw/2800vòng/phút. - Momen xoắn lớn nhất/tốc độ quay: 540Nm/(1800-2100)vòng/phút - Loại nhiên liệu sử dụng: diesel. 4.2.hộp số, bộ truyền lực chính: - Tỷ số truyền các tay số: ih1 = 7,342; ih2 = 4,332; ih3 =2,456; ih4 = 1,543; ih5 = 1,00; iR= 7,666 - Tỷ số truyền hộp số phân phối: ip1 = 1,08; ip2 = 1,25 - Tỷ số truyền cầu sau: ic2 = 6,14 - Tỷ số truyền cầu trước: ic1 = 6,14 4.3.hệ thống phanh: 4.3.1.Hệ thống phanh chính: Hệ thống phanh được dẫn động bằng khí nén 4.3.2.Hệ thống phanh dừng: Phanh dừng (phanh tay) của ôtô này là loại phanh trống guốc sử dụng bầu tích năng dùng dẫn động khí nén tác động lên các bánh xe trên hai cầu của cụm cầu sau. 4.4.hệ thống lái: - Loại hệ thống lái: Hệ thống lái là hệ thống lái thuộc loại điều chỉnh được góc nghiêng của vôlăng với cơ cấu khoá. - Cơ cấu lái: loại trục vít - êcu - bi - thanh răng - cung răng. 4.5.hệ thống treo: - Hệ thống treo trước là hệ thống treo phụ thuộc sử dụng nhíp lá với giảm chấn thuỷ lực. - Hệ thống treo sau là hệ thống treo phụ thuộc dạng cân bằng sử dụng nhíp lá với giảm chấn thuỷ lực và có bộ phận hướng là các thanh đòn. - Bộ phận giảm chấn được sử dụng trên ôtô này là giảm chấn thuỷ lực dạng ống lồng có van giảm tải tác dụng hai chiều cho cả hệ thống treo trước và sau. 4.6.hệ thống chuyển động: - Công thức bánh xe của ôtô đóng mới này là: 4 x 4. - Cỡ lốp xe: 9.00-20/9.00-20 4.7.cẩu UNIC: Cẩu UNIC do Nhật Bản chế tạo với một số đặc điểm cơ bản sau: - Cẩu được điều khiển bằng cơ khí dẫn động thuỷ lực từ bơm nối với bộ trích công suất trên hộp số của ôtô. - Trọng lượng nâng lớn nhất: 2330 KG ở bán kính 0,68…1,7 m. - Chiều cao nâng lớn nhất: 9,5 - Cần cẩu có 04 đoạn có thể vươn ra hay thu vào bằng hệ thống điều khiển thuỷ lực. 4.8.thùng chở hàng: - Thùng chở hàng được thiết kế và lắp đặt để chở hàng hoá có trọng tải có giá trị bằng tải trọng mà ôtô tải có khả năng tải được trừ đi trọng lượng của các bộ phận lắp đặt lên ôtô khi đóng mới. Các thành bên và phía sau thùng chở hàng có thể tháo lắp được để thuận tiện khi sử dụng. - Thùng chở hàng được lắp ngay phía sau cẩu và được cố định trên khung của ôtô bằng các bulông. 4.9.lắp đặt cẩu UNIC và thùng chở hàng lên ôtô: - Cẩu UNIC được lắp trên khung của ôtô ngay sau cabin và ngay trước thùng chở hàng và được cố định bằng bulông xiết chặt bệ cẩu lên khung xe. - Thông thường, khi cẩu không làm việc thì cần cẩu được quay về phía sau hay phía trước dọc theo thùng chở hàng của ôtô và móc cẩu được móc vào dây móc để giữ cho nó khỏi bị đung đưa khi ôtô chuyển động. 5.Quy định cải tạo,nội dung cải tạo và các bước thực hiện: 5.1. Quy định cải tạo: Theo thông tư 29/2012/TT/BGTVT . Xe cơ giới sau khi cải tạo phải thỏa mãn các tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật, quy định, đáp ứng các yêu cầu về chất lượng an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường đối với xe cơ giới khi tham gia giao thông và phải đảm bảo tuân thủ các quy định sau đây: - Không được cải tạo thay đổi mục đích sử dụng (công dụng) đối với xe cơ giới đã có thời gian sử dụng trên 15 năm, kể từ năm sản xuất của ô tô đến thời điểm thẩm định thiết kế cải tạo. - Không được cải tạo ô tô chuyên dùng nhập khẩu trong thời gian 05 năm và ô tô tải đông lạnh nhập khẩu trong thời gian 03 năm, kể từ ngày được cấp biển số đăng ký. - Không được cải tạo các xe ô tô khác thành xe ô tô chở khách (ô tô chở người). - Không được cải tạo ô tô chở người thành ô tô tải các loại, trừ trường hợp cải tạo ô tô chở người từ 16 chỗ trở xuống (kể cả chỗ người lái) thành ô tô tải VAN. - Không được cải tạo ô tô đầu kéo thành ô tô tải (trừ ô tô tải chuyên dùng). - Không được cải tạo thay đổi kích cỡ lốp, số trục và vết bánh xe của ô tô. - Không được cải tạo thay đổi chiều dài cơ sở ô tô tải, kể cả khi cải tạo ô tô tải thành ô tô tải loại khác và ngược lại (trừ ô tô tải chuyên dùng và trường hợp cải tạo trở lại thành xe cơ giới nguyên thủy). - Không được cải tạo tăng kích thước dài, rộng, cao của thùng chở hàng ô tô tải (trừ ô tô tải chuyên dùng). Trường hợp cải tạo lắp đặt thành thùng kín, thêm khung mui che mưa, nắng bảo vệ hàng hóa, thì chiều cao toàn bộ của xe cơ giới sau cải tạo phải thỏa mãn Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 09: 2011/BGTVT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường đối với ô tô. - Không được cải tạo tăng kích thước dài, rộng, cao của thùng chở hàng ô tô tải tự đổ. Nếu cải tạo giảm kích thước thùng chở hàng phải đảm bảo thể tích chứa hàng của thùng chở hàng ô tô sau cải tạo thỏa mãn công thức sau: Trong đó: - V: Thể tích chứa hàng của thùng hàng (m3) - Q: Trọng tải thiết kế (tấn) - Trọng lượng toàn bộ của xe cơ giới sau cải tạo phải đảm bảo: + Đối với ô tô khách: Không lớn hơn trọng lượng toàn bộ tương ứng với số người cho phép chở lớn nhất theo quy định của nhà sản xuất. + Đối với ô tô tải: Không lớn hơn trọng lượng toàn bộ lớn nhất của ô tô nguyên thủy và không vượt quá trọng lượng toàn bộ cho phép tham gia giao thông. - Không sử dụng các hệ thống, tổng thành đã qua sử dụng trong cải tạo xe cơ giới, trừ tổng thành động cơ, thiết bị chuyên dùng. Các thiết bị nâng, xi téc chở hàng nguy hiểm, phải có Giấy chứng nhận chất lượng an toàn kỹ thuật thiết bị xếp dỡ, nồi hơi, thiết bị áp lực sử dụng trong giao thông vận tải theo quy định tại Thông tư số 35/2011/TT-BGTVT ngày 06 tháng 5 năm 2011 của Bộ trưởng Bộ Giao thông vận tải quy định về thủ tục cấp Giấy chứng nhận chất lượng an toàn kỹ thuật thiết bị xếp dỡ, nồi hơi, thiết bị áp lực sử dụng trong giao thông vận tải. - Trong suốt quá trình sử dụng, mỗi xe cơ giới chỉ được cải tạo, thay đổi một trong hai tổng thành chính là động cơ hoặc khung và không quá ba trong sáu hệ thống, tổng thành sau đây: + Hệ thống truyền lực bao gồm: ly hợp, hộp số, trục các đăng và truyền lực chính; + Hệ thống chuyển động bao gồm: bánh xe, cầu bị động; + Hệ thống treo; + Hệ thống phanh; + Hệ thống lái; + Buồng lái, thân xe hoặc thùng hàng. - Việc cải tạo một hệ thống, tổng thành nếu dẫn đến việc ảnh hưởng tới đặc tính làm việc của các hệ thống, tổng thành có liên quan khác thì phải được xem xét, tính toán cụ thể và phải được coi là cải tạo cả hệ thống, tổng thành có liên quan. 5.2. Nội dung cải tạo và các bước thực hiện: - Tháo các bộ phận cần thiết phải tháo khi cải tạo: Thùng khung , tháo hạ thùng hàng, cắt ngắn thùng hàng (tính từ phía sau cabin) một đoạn sau khi tính toán và hạ chiều cao thùng. - Thùng hàng sau khi tháo bỏ khung mui và cắt ngắn có kích thước lòng thùng: Dài x Rộng x Cao - Lắp đặt cẩu tự nâng hàng của nước ngoài có tải trọng cẩu cho phép Qc= 2330 [kG] (theo Giấy chứng nhận số 0047/14-9201S của Trung tâm Đăng kiểm Thủy bộ Quảng Nam cấp ngày 02/06/2014) lên khung ô tô, Cần cẩu nhãn hiệu cẩu UNIC. Sử dụng hộp trích công suất ô tô nguyên bản. Bơm dầu thuỷ lực của ô tô cùng loại. Lắp 02 chân cẩu (2 chân trước). - Lắp lại thùng tải lên khung xe sau khi lắp cẩu để đảm bảo kích thước chiều dài bao xe không được thay đổi sau cải tạo. - Lắp cơ cấu truyền động trích công suất dẫn động thủy lực cần cẩu và chân cẩu; lắp lại các bộ phận đã tháo: thùng hàng, dây đẫn điện đèn tín hiệu, ..... - Tổng kiểm tra, thử xe, sơn, xuất xưởng. 6.tính toán thiết kế thùng chở hàng: 6.1.xác định các kích thước của thùng chở hàng: Các kích thước cơ bản cần xác định của thùng là: chiều dài L, chiều rộng B và chiều cao H của thùng. 6.1.1.Xác định chiều dài thùng (Lt): Theo thông tư 29/2012/TT/BGTVT ở phụ lục 1: Chiều dài thùng xe không được tăng,vì vậy để tận dụng tối đa chiều dài thùng xe để chở được nhiều loại hàng nhất có thể. Ta có. Lt = Lt0 - Bc - E. (6.1) Lt : Chiều dài thùng sau cải tạo. Lt0 :Chiều dài thùng trước cải tạo. Lt0 = 5400 [mm] Bc :Chiều rộng toàn bộ của cẩu . Bc = 518 [mm] E: Khoảng trống lắp cẩu,chọn E = 32[mm] Theo (6.1) ta có : Lt = 5400-518-32=4850[mm] . Vậy ta tính được Lt = 4850[mm] nhằm tận dụng tối đa chiều dài thùng theo quy định cải tạo của thông tư 29/2012/TT /BGTVT. Ta cần cắt bỏ phần thùng ban đầu 550mm để lắp cẩu. 6.1.2.Xác định chiều rộng thùng (Bt): thùng chở hàng khi lắp trên ôtô thường có chiều rộng bằng giá trị chiều rộng của ôtô đó. Theo quy định của Bộ Giao Thông Vận Tải hiện nay ở nước ta thì chiều rộng toàn bộ của ôtô không vượt quá 2500 mm. Ta chọn chiều rộng toàn bộ của ôtô là 2340 mm, chiều rộng toàn bộ của sàn thùng chở hàng của ôtô đóng mới này là B’t = 2200 mm, khoảng còn lại làm phần dự trữ cho các chi tiết khác nhô ra. 6.1.3.Xác định chiều cao thùng (Ht): Chiều cao của thùng có giá trị sao cho khi vận chuyển hàng hoá nó không bị rơi ra khỏi thùng. Tuy nhiên thùng không quá cao vì nó sẽ gây vướng khi xếp dỡ hàng hoá lên xuống xe và giảm hiệu quả sử dụng. Hiện nay chiều cao của thùng chở hàng được chọn theo kinh nghiệm, ta chọn chiều cao hiệu dụng có giá trị Ht = 500 mm. 6.1.3.Xác định chiều cao thùng (dt): Chiều dày các thành bên của thùng được chọn có giá trị dt = 50 mm. Từ các tính toán trên, ta có bảng một số các số liệu cơ bản của thùng chở hàng như sau: Bảng 6.1: Bảng số liệu cơ bản của thùng chở hàng: STT Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị 1 chiều dày các thành của thùng dt mm 50 2 chiều dài toàn bộ của thùng Lt mm 4850 3 chiều dài hiệu dụng của thùng L’t mm 4650 4 chiều rộng toàn bộ của thùng Bt mm 2340 5 chiều rộng hiệu dụng của thùng B’t mm 2220 6 chiều cao hiệu dụng của thùng Ht mm 600 6.2.kết cấu của thùng chở hàng: Hình 6.1: Kết cấu mặt bên thùng chở hàng. 1- chassi; 2- quang thùng; 3- trụ đứng; 4- chống xô Hình 6.2 : Kết cấu mặt sau thùng chở hàng. 7-khóa bững thùng Hình 6.3 : Mặt cắt A-A,mặt cắt B-B 1-chassi;2- quang thùng;5-đà dọc;6-đà ngang. Hình 6.4 : Kết cấu khóa bững thùng. Khi tính toán thiết kế thùng chở hàng, ta dự kiến kết cấu của thùng chở hàng như ở hình 6.1;6.2;6.3 gồm có: - 02 dầm dọc của thùng bằng thép có kích thước 5800x75x120 mm dày 10mm thép CT3. - 02 chassi có kích thước 6890x75x250 dày 10mm thép CT3. - 12 dầm ngang bằng thép chữ [ có tiết diện thay đổi như ở hình 6.3 đặt song song, cách đều nhau và được ghép với 02 dầm dọc thép bằng các ke thép kẹp lên dầm. - 06 trụ đứng thành thùng thép hộp CT3. - 08 quang thùng thép CT3. - 06 khóa bững thùng . - 08 bích liên kết chống xô. 6.3. tính toán sức bền của thùng chở hàng: 6.3.1. xác định trọng tâm theo chiều dọc của xe: Xét ôtô tải có cẩu khi ở trạng thái toàn tải gồm có các thành phần trọng lượng sau: Hình 6.5:Các thành phần trọng lượng phân bố trên ôtô cẩu - Trọng lượng ôtô satxi tải Chiên thắng-CT3.48TL1: G1. - Trọng lượng phần bệ cẩu chiến thăng-CT3.48TL1: G2. - Trọng lượng cần cẩu: G3. - Trọng lượng thùng chở hàng và hàng hoá trên thùng: G4. với: G4 = Gt + Gh. [KG] (6.2) Trong đó: Gt là trọng lượng của thùng, Gh là trọng lượng hàng hoá. Ø Xác định toạ độ trọng tâm của ôtô satxi tải chiến thắng-CT3.48TL1 theo chiều dọc của xe: Ta có công thức xác định toạ độ trọng tâm X của n vật có khối lượng mi và toạ độ xi như sau: [mm]. (6.3) Trong trường hợp tính toán này, ta chọn gốc toạ độ O tại vị trí tiếp xúc giữa bánh xe trước và mặt đường. Khi đó ta có các giá trị sau: x1= 0 [mm] ; m1 = 2740 [KG]; x2= L1=4200[mm]; m2 = 2880 [KG; Vậy: Toạ độ trọng tâm của ôtô satxi tải chiến thắng -CT3.48TL1 theo chiều dọc của xe có giá trị là: = 2152 [mm]. Xác định toạ độ trọng tâm của ôtô satxi tải Chiến thắng theo chiều dọc của xe khi có kíp lái trong buồng lái: Khi có kíp lái trong buồng lái, ta xem như trọng lượng của kíp lái chỉ tác dụng lên cầu trước của ôtô, lúc đó ta có m1’= m1+ n.Gn. trong đó: n: số người trong kíp lái, có n = 3 người. Gn: trọng lượng của 01 người, khi tính toán ta lấy Gn= 65 [KG]. Do đó: m1’= m1+ n.Gn= 2740 + 3.65 = 2935 [KG]. Trọng lượng ôtô satxi khi có kíp lái là: G1’ = m1’+ m2 = 2935 + 2740 = 5675 [KG]. Vậy: Toạ độ trọng tâm của ôtô satxi tải Chiến thắng - CT3.48TL1theo chiều dọc của xe khi có kíp lái trong buồng lái là: = 2100 [mm]. Xác định toạ độ trọng tâm của bệ cẩu và cần cẩu theo chiều dọc xe: Cẩu Unic-V230 được lắp lên ôtô sao cho cẩu hoạt động được, nó không bị vướng khi cẩu hoạt động, khoảng cách giữa mặt sau cabin với mặt trước của cẩu có giá trị sao cho cabin lật nghiêng về phía trước được, ta chọn khoảng cách này có giá trị 50 [mm]. Trọng tâm của cẩu và của cần được xác định bằng thực nghiệm. Khi lắp cẩu lên xe, ta có các toạ độ trọng tâm như sau: - toạ độ trọng tâm của bệ cẩu theo chiều dọc của xe được đo thực tế: x2 = 930[mm] - toạ độ trọng tâm của cần cẩu theo chiều dọc của xe là: = 2464 [mm]. - toạ độ trọng tâm của thùng hàng theo chiều dọc của xe là: Xác định toạ độ trọng tâm của thùng chở hàng hoá theo chiều dọc xe: Từ công thức (6.3) ta tính được toạ độ trọng tâm X của ôtô đóng mới khi ở trạng thái toàn tải: = 2480,7 [mm]. G4 là trọng lượng của thùng và hàng được xác định như sau: G4 = Gt+Gh (6.4) Với: Gh = G – G0 G0 là trọng lượng không tải sau cải tạo G0= G’+Gc –Gt2=5620+800-350= 6070 [KG] G là trọng lượng toàn bộ của ôtô tải có cẩu [KG], ta có G = 9295[KG]. Gc là trọng lượng toàn bộ của cẩu unic V230 [KG], ta có Gc = 800 [KG]. Gt2 là trọng lượng phần thùng bị cắt Gt2 = 350 [KG] G’ trọng lượng không tải G= 5620 Vậy Gh = 9295 – 6070 – 195= 3030 [KG] Tính ở trạng thái đầy tải sau cải tạo,ta có. (6.5) Hình 6.6: Sơ đồ tính trọng tâm chiều dọc xe. 6.3.2.xác định trọng lượng của thùng chở hàng: Thùng chở hàng có kết cấu gồm các thành phần định hình và thành phần không định hình, ta tiến hành xác định các thành phần khối lượng này để xác định trọng lượng của thùng chở hàng bằng công thức: Gt = Gt1+ Gt2. [KG] (6.6) Trong đó: Gt là trọng lượng của thùng chở hàng [KG]. Gt1 là trọng lượng của các thành phần định hình của thùng chở hàng [KG]. Gt2 là trọng lượng của các thành phần không định hình của thùng chở hàng [KG]. - Các thành phần định hình của thùng gồm có: + Thép [ có khối lượng trên 01 mét chiều dài là 54,25 [N] » 5,53 [Kg]. - Các thành phần không định hình của thùng gồm có: + Thép có khối lượng riêng gt= 7800 [Kg/m3]. + Dầm dọc bằng thép có thể tích cả 02 dầm là: Vtd= 2.4,85.(0,120+0.073.2).0,01 = 0,0258[m3]. + Sàn tôn dày 2mm có thể tích : Vst= 4,650.2,220.0,002 = 0,0206 [m3]. + Dầm ngang bằng thép tiết diện thay đổi có khối lượng mỗi dầm là: mtn= [(2,300.0,080.0,040)-(2,300.0,076.0,036)].7800 = 8,32 [Kg/dầm]. + Cột đứng dùng để khoá thành thùng có khối lượng mỗi cột là: mcđ= 5 [Kg/cột] + Thép tấm dùng để bao thành thùng có thể tích toàn bộ là: Vtb= (2,340.1,200 + 2.4,650.0,500).0,002 = 0,015 [m3]. + Thép tròn D=76mm làm 2 song ngang trên khung hạn chế ở phía trước thùng có thể tích toàn bộ là: Vnk= 2,220.3,14(0,0762-0,0732) = 0,0031 [m3]. Ta lập bảng xác định các giá trị Gt1 và Gt2 để tính trọng lượng của thùng. (Bảng 6.2 và bảng 6.3). Bảng 6.2 : Bảng tính khối lượng các thành phần định hình của thùng chở hàng: STT Tên Quy cách Chiều dài Số lượng Trọng lượng đơn vị Trọng lượng toàn bộ 01 Dầm ngang be trước và sau [ 2,340 4 5,53 51,76 02 Dầm dọc be sàn thùng [ 4,650 4 5,53 102,86 03 Thanh đứng thành thùng trước [ 1,200 6 5,53 39,8 04 Thanh đứng thành thùng bên và sau [ 0,500 22 5,53 60,83 05 Trọng lượng tổng cộng Gt1 255,25 Bảng 6.3 : Bảng tính khối lượng các thành phần không định hình của thùng chở hàng: STT Tên Trọng lượng đơn vị Số lượng Trọng lượng toàn bộ Giá trị Thứ nguyên Giá trị Thứ nguyên 01 Dầm dọc 7800 KG/m3 0,0258 m3 201 02 Dầm ngang 8,32 KG/dầm 12 dầm 99,84 03 Sàn tôn 7800 KG/m3 0,0207 m3 161,5 04 Cột đứng khoá thành thùng 5 KG/cột 2 cột 10 05 Thép tròn làm song ngang 7800 KG/m3 0,0031 m3 24,18 06 Thép bao toàn bộ thành thùng 7800 KG/m3 0,015 m3 117 07 Trọng lượng tổng cộng Gt2 613,52 Từ các giá trị xác định được ở trên, ta xác định được trọng lượng Gt của thùng chở hàng như sau: Gt = Gt1+ Gt2= 255,25 + 613,52 » 868,8 [KG]. Do đó, ta xác định được trọng lượng hàng hoá và thùng hàng G4: G4= Gh +Gt= 3030 + 868,8 = 3898,8[KG]. Thay Gt vào (6.5) ta tính được X1 ở trạng thái không tải là: Vậy :G1=4401,2[KG] Trọng tâm xe không tải sau cải tạo là 6.3.3.Tính toán sức bền của thùng chở hàng: Khi làm việc, thùng chịu tác dụng của trọng lượng hàng hoá trên thùng Qh là chủ yếu. Qh tác dụng lực lên sàn thùng truyền qua dầm ngang đến dầm dọc của thùng và đến dầm dọc của khung ôtô. Tuy nhiên, do ta chọn bề dày lớp tôn lót sàn tương đối phù hợp với khoảng cách bố trí các dầm ngang nên ta xem như nó đủ bền, các dầm dọc của thùng thì tiếp xúc toàn bộ với dầm dọc của khung ôtô nên nó đủ bền khi truyền lực từ dầm ngang xuống. Khi tính toán sức bền của thùng chở hàng, ta chỉ tính bền cho các dầm ngang của sàn thùng và xem như các chi tiết khác làm việc đủ bền. Hình 6.7: Kết cấu dầm ngang gối lên dầm dọc và chassi. Khi tính toán sức bền cho các dầm ngang của sàn thùng, ta giả thiết xem như trọng lượng hàng hoá phân bố đều trên toàn bộ sàn thùng. Và khi xét tải trọng tác dụng lên dầm ngang khi ôtô đầy tải ta xem tải trọng phân bố đều và như nhau trên toàn bộ chiều dài của dầm ngang. Trọng lượng tác dụng lên các dầm ngang của sàn thùng chở hàng khi ôtô đầy tải gồm toàn bộ trọng lượng hàng hoá và trọng lượng của thùng trừ đi trọng lượng của các dầm dọc bằng thép và trọng lượng dầm ngang mà ta xét. Ta xác định được tải trọng tác dụng lên các dầm ngang của sàn thùng như sau: Q = G4- Gtd- Gtn= 4093,8– 99,84 - 201 = 3792,93 [KG]. Ta có tải trọng phân bố tác dụng lên 01 dầm ngang là: [KG/m] (6.7) trong đó: n: là số dầm ngang của sàn thùng, có n = 12 [dầm]. Bt: là chiều rộng của thùng chở hàng (chiều dài mà tải trọng phân bố tác dụng lên dầm ngang), có Bt= 2,340 [mm]. Do đó: = 85,26 [KG/m]. xét dầm ngang chịu tải trọng tác dụng phân bố đều: (Hình 6.7 ) Hình 6.8 :Sơ đồ lực tác dụng lên dầm ngang. Từ sơ đồ lực ở hình 6.8 ta xác định được biểu đồ momen uốn của lực tác dụng lên dầm ngang như sau: (Hình6.9) Hình 6.9 :Sơ đồ momen tác dụng lên dầm ngang. Từ biểu đồ momen uốn của dầm ngang, ta thấy dầm chịu uốn lớn nhất tại vị trí có mặt cắt A-A và B-B. đây là vị trí có tiết diện nguy hiểm nhất, ta cần kiểm tra bền dầm chịu uốn ở vị trí mặt cắt A-A hay B-B., còn các vị trí còn lại ta xem như dầm đã đủ bền do momen uốn ở đó giảm. ở đây ta kiểm tra bền dầm ngang tại vị trí mặt cắt A-A của 01 dầm ngang ở phía trong, còn dầm ngang ở hai đầu thì nếu các dầm trong đủ bền nó cũng sẽ đủ bền vì nó lớn hơn. là: - Tải trọng phân bố tác dụng lên 01 dầm ngang là: q = 135,07 [KG/m]. - Tại tiết diện A-A có giá trị momen lớn nhất Mumax là: = 44,31[KG.m]. ứng suất uốn sinh ra tại tiết diện A-A của dầm ngang của thùng là: [2] [KG/m2]. (6.8) với: Wu là momen chống uốn tại tiết diện nguy hiểm A-A của dầm, ta có Wu=(b.h2)/6 =(0,08.0,042)/6= Wu = 21,33-6 m3.[2] Do đó: [KG/m2]. Mặt khác ta có ứng suất cho phép của dầm ngang chế tạo bằng thép là:[2] [KG/m2] (6.9) trong đó: sch là giới hạn chảy của vật liệu chế tạo dầm ngang, dầm ngang được chế tạo bằng thép CT3 có sch = 24.106 [KG/m2]. Kđ là hệ số dự trù tính đến tải trọng động, khi tính toán ta thừa nhận Kđ = 2,5¸3,5 [2]. Ta chọn Kđ = 3,5. Do đó: [KG/m2] so sánh su và [su] ta thấy: su = 2,077.106 [KG/m2] < [su]= 3,556.106 [KG/m2] Vậy dầm đảm bảo bền . 7. tính toán lắp đặt cẩu, tính bền lại liên kết thùng vào khung xe: 7.1. tính toán lắp đặt cẩu, liên kết vào khung xe: 7.1.1.líên kết cẩu vào khung xe: Cẩu UNIC V230 được lắp lên hai dầm dọc của ôtô satxi tải Chiến Thắng CT3-48TL1 trên 02 khối thép đệm có kích thước [120x60x5] [mm] dài 1900 mm. Liên kết giữa cẩu và khung của ôtô satxi bằng 08 bulông để cố định cẩu trên khung. 7.1.2tính toán bulông lắp đặt cẩu vào khung xe: Bulông lắp đặt cẩu vào khung xe khi xe chuyển động việc chịu tác dụng của lực quán tính do cẩu sinh ra khi ôtô phanh đột ngột trên đường xuống dốc và lực quán tính do cẩu sinh ra khi ôtô quay vòng ổn định trên đường vòng. Khi tính toán ta tính cho trường hợp lực quán tính do cẩu sinh ra khi ôtô phanh đột ngột trên đường xuống dốc. Còn khi cẩu làm việc thì bulông chịu kéo do momen lật do cẩu tạo ra khi cẩu hàng hoá lên hay xuống xe. - Lực ma sát sinh ra tại mặt tiếp xúc giữa đế cẩu và dầm dọc của khung xe là: Fms= m.(Gc.cosa + Fbl) [KG] (7.1) Trong đó: m là hệ số ma sát giữa đế cẩu và dầm dọc của khung xe, với ma sát giữa thép và thép có m = 0,17 [5]. a là góc nghiêng dọc của đường dốc, a xác định theo độ dốc của đường i. Với i = 18% = 0,18 ta có: a = arctg i = arctg 0,18 = 10,204o suy ra: cosa = 0,984 Fbl là lực xiết của bulông ghép cẩu vào khung xe [KG]. Vậy: Fms= 0,17.(800.0,984 + Fbl) = 133,824+ 0,17.Fbl [KG]. (7.2) - Lực quán tính do cẩu sinh ra khi ôtô phanh đột ngột trên đường xuống dốc: [KG] (7.3) [KG] Để cho cẩu không bị trượt về phía trước khi ôtô phanh đột ngột trên đường xuống dốc thì ta cần phải có: Fms ³ Pj + Gca (7.4) Trong đó: Gca là trọng lượng của cẩu theo chiều dọc của ôtô khi ôtô nghiêng theo chiều dọc một góc a. Với: Gca = Gc.sina = 800.0,177 = 141,6 [KG]. - Từ (7.1) và (7.4) ta có lực xiết cần thiết do bulông tạo ra lực ma sát để hạn chế cẩu bị trượt khi ôtô phanh đột ngột trên đường xuống dốc là: [KG] (7.5) Suy ra: = 3883,36 [KG]. - Lực xiết cần thiết do 01 bulông tạo ra lực ma sát để hạn cẩu bị trượt khi ôtô phanh đột ngột trên đường xuống dốc là: [KG] (7.6) = 485,42 [KG]. Vậy lực xiết ban đầu của bulông lắp cẩu lên khung ôtô ta chọn giá trị là: Fbđ = 500 [KG]. vta tính toán bulông lắp cẩu vào khung ôtô trong trường hợp bulông được xiết chặt, chịu lực ngoài theo chiều dọc trục. Khi làm việc, cẩu có xu hướng bị lật đổ quanh chân đế lắp bệ cẩu tại chỗ tiếp xúc giữa đế bệ cẩu với dầm dọc của khung ôtô do trọng lượng của hàng hoá khi cẩu gây ra momen lật Ml [KG.m]. khi tính toán, ta lấy trường hợp gây lật lớn nhất là khi cẩu làm việc có momen lật lớn nhất Mlmax ứng với trạng thái cẩu làm việc có trọng lượng hàng hoá nâng là 2330 [KG] ở bán kính nâng 3,068 [m]. lúc này, ngoài trọng lượng hàng hoá đang được nâng còn có trọng lượng bản thân của cẩu cũng gây ra momen lật cẩu. Khi tính toán, ta chọn điểm đặt trọng lượng của cẩu ở vị trí trung điểm của bán kính nâng. Do đó ta có momen lật lớn nhất do cẩu gây ra khi cẩu hàng hoá có giá trị là: Mlmax = 2330.3,068 + = 7409,22 [KG.m]. cẩu làm việc có thể quay vòng quanh bệ cẩu và nâng hàng hoá ở tại mọi góc xoay, các bulông lắp cẩu vào khung xe chịu các tải trọng tác dụng khác nhau. Ta xét cho 02 trường hợp bulông chịu tác dụng khi cẩu hàng hoá theo phương dọc và phương ngang xe. Khi cẩu theo phương dọc hay phương ngang xe thì tải trọng tác dụng lên bulông có tính đối xứng nghĩa là tải trọng tác dụng lên các dãy bulông lắp đặt cẩu cũng thay đổi hoán vị nhau theo phương đối xứng qua tâm cẩu khi cẩu phía trước hay phía sau, bên trái hay bên phải. Ví dụ khi cẩu hàng hoá theo phương ngang và cẩu ở bên phải thì dãy bulông ngoài cùng bên phải sẽ chịu tải trọng nhỏ nhất còn dãy bulông ngoài cùng bên trái sẽ chịu tải trọng lớn nhất nhưng khi cẩu ở bên trái thì dãy bulông ngoài cùng bên trái sẽ chịu tải trọng nhỏ nhất còn dãy bulông ngoài cùng bên phải sẽ chịu tải trọng lớn nhất. Vậy, khi tính toán, ta tính cho bulông chịu tải trọng lớn nhất và chọn các bulông khác theo bulông này. Hình 7.1: Lắp đặt cẩu lên khung xe. Trường hợp 1: Cẩu hàng hoá theo phương dọc xe: Hình 7.2 : Sơ đồ lực tác dụng lên bulông lắp bệ cẩu vào khung xe. Trong trường hợp này, theo sơ đồ hình 7.2 ta thấy tải trọng do momen lật tạo ra tác dụng lên 04 bulông trên cùng 01 dãy với giá trị: Ml = Fb.l1 [KG.m]. (7.7) Trong đó: Ml [KG.m] là momen lật gây ra trên cẩu, khi tính toán ta lấy giá trị là Mlmax. Fb [KG] là tải trọng tác dụng lên dãy bulông lắp cẩu. l1 [m] là khoảng cách từ tâm lật của cẩu đến dãy bulông mà ta xét và có giá trị là l1 = 360 [mm] = 0,360 [m]. từ (7.7) ta có lực tác dụng theo chiều dọc của dãy bulông khi cẩu hàng hoá theo phương dọc là: = 20581,17 [KG]. Vậy, ta có lực tác dụng theo chiều dọc của 01 bulông khi cẩu hàng hoá theo phương dọc là: = 5145,29 [KG]. + Trường hợp 2: Cẩu hàng hoá theo phương ngang xe: Hình 7.3 : Sơ đồ lực tác dụng lên bulông lắp bệ cẩu vào khung xe. Trong trường hợp này, ta thấy tải trọng do momen lật tạo ra tác dụng lên 08 bulông trên 04 dãy với giá trị như ở sơ đồ hình 7.3. Xét các lực tác dụng lên các bulông khi cẩu hàng hoá theo phương ngang xe ta có: Phương trình momen đối với tâm lật: Ml = f1.l2 + f2(l2 - e) + f3.e [KG.m] (7.8) Trong đó: l2 [m] là khoảng cách từ tâm lật của đế bệ cẩu đến điểm đặt lực tại tâm bulông ở dãy ngoài cùng. Cẩu được lắp lên 02 dầm dọc của khung ôtô tại vị trí khung xe với giá trị bề rộng giữa hai tâm bulong là 850 [mm] Giả sử các bulông được lắp sát vào khung ta có được 02 giá trị của l2 như sau: l2 = 0,850 [m] e [m] là bề rộng của dầm dọc khung xe [m]. khung xe bằng thép [ 220x80x5 [mm] có e = 80 [mm] = 0,080 [m]. tỷ lệ giữa lực f1 và f2: (7.9) tỷ lệ giữa lực f1 và f3: (7.10) giải hệ gồm các phương trình (7.8), (7.9)và (7.10) ta được các kết quả của f1, f2 và f3 như sau: [KG] (7.11) [KG] (7.12) [KG] (7.13) với l2 = 0,850 [m], từ (7.11), (7.12) và (7.13) ta có các giá trị: = 4513,28 [KG]. = 4088,5 [KG]. = 424,78 [KG]. Ta thấy tải trọng do momen lật lớn nhất Mlmax gây ra khi cẩu hàng hoá theo phương ngang tác dụng lên các bulông ở dãy ngoài cùng là lớn nhất với giá trị là = 4786,31 [KG] và lực này tác dụng lên 02 bulông. Do đó ta có tải trọng lớn nhất tác dụng lên 01 bulông lắp cẩu khi cẩu theo phương ngang là: = 2393,155 [KG]. So sánh tải trọng lớn nhất tác dụng lên 01 bulông lắp cẩu khi cẩu hàng hoá theo phương ngang và theo phương dọc ta thấy: bn = 2393,155 [KG] < bd = 5145,29 [KG]. Vậy ta tính bulông lắp đặt cẩu lên khung xe cho trường hợp bulông được xiết chặt với giá trị lực xiết là Fbđ = 500 [KG] và chịu lực ngoài theo chiều dọc trục với giá trị là bd = 5145,29 [KG]. + Lực toàn phần tác dụng lên 01 bulông sau khi có ngoại lực là: b = 1,3.Fbđ + c.bd [KG] (7.14) trong công thức (7.14), ta nhân thêm lực xiết ban đầu với 1,3 vì có xét đến tác dụng của momen ren lúc xiết chặt đai ốc [4]. Và ở đây có c là hệ số ngoại lực, đối với các tấm ghép bằng thép hoặc gang, bulông bằng thép có thể lấy c = 0,2 ¸ 0,3 [4]. ta chọn c = 0,3. Thay các giá trị vào (7.27) ta được lực toàn phần tác dụng lên 01 bulông sau khi có ngoại lực là: b = 1,3.Fbđ + c.bd = 1,3.500 + 0,3.5145,29 = 2193,587 [KG]. + Diện tích giới hạn nhỏ nhất của 01 bulông là:[4] [m2] (7.15) trong đó: [sk] là giới hạn bền kéo cho phép của vật liệu chế tạo bulông [KG/m2]. Với: [KG/m2] (7.16) = 8.106 [KG/m2]. ở đây: sch là giới hạn chảy của vật liệu chế tạo bulông, thân bulông chế tạo bằng thép CT3 thường có sch= 20.106 [KG/m2]. là hệ số an toàn khi xiết bulông, khi bulông chịu tải trọng thay đổi và không kiểm tra lực xiết khi xiết bulông và giả thiết bulông lắp cẩu có đường kính M16 ¸ M30 ta có = 3 ¸ 2 [4], chọn = 2,5. Do đó: = 274,2.10-6 [m2] = 274,2 [mm2]. + Đường kính bulông là: = 18,69 [mm]. Vậy ta chọn 08 bulông M22 để lắp cẩu vào khung ôtô đảm bảo dư bền chống lật khi câủ hoạt động và chống xô trượt khi do lực quán tinh khi phanh gấp. 7.1.3. Kiểm tra bền mối ghép giữa thùng hàng với khung ô tô: Các mối ghép liên kết bu lông ví dụ như thùng hàng và khung ôtô, ca bin, các liên kết ghế ngồi... được tính toán dựa trên cơ sở lực ép của bu lông và hệ số ma sát giữa bề mặt làm việc của các chi tiết. Chế độ tải trọng tính toán là trong chế độ phanh gấp và khi ôtô quay vòng với bán kính quay vòng nhỏ nhất với vận tốc tối đa theo ổn định. Qua các kết quả nghiên cứu và thực tế sử dụng người ta nhận thấy rằng lực li tâm sinh ra khi ôtô quay vòng thường nhỏ hơn nhiều so với khi phanh gấp với gia tốc phanh cực đại Jpmax. Vì vậy khi tính toán các mối ghép liên kết bu lông chỉ cần chọn tính toán cho trường hợp nguy hiểm nhất là khi ôtô phanh gấp. Kết cấu và các chi tiết định vị, kẹp chặt thùng hàng trước và sau cải tạo không thay đổi. Ở đây ta chỉ kiểm nghiệm lại mối ghép bu lông của thùng hàng. Mỗi bên khung xe được định vị 04 quang thùng M16x1,5 và 02 bách chống xô. Kiểm tra bền cho 08 bu lông quang thùng M16x1,5. * Ngoại lực tác dụng lên các bu lông liên kết: Khi di chuyển các bu lông cố định phần khung và thùng hàng liên kết chịu tác dụng của hai ngoại lực chính: lực quán tính khi phanh và lực quán tính ly tâm khi quay vòng. G 4= Gt + Gh = 868,8 + 3030=3898,8 kG (7.17) Trong đó: Gt: Trọng lượng của thùng xe. G h: Trọng lượng của hàng hóa chuyên chở. - Lực quán tính lớn nhất khi phanh: xuất hiện khi ôtô chuyển động với tốc độ lớn, phanh đột ngột. Trọng lượng được lắp lên phía trên khung ôtô cơ sở là: Pj = = (kG) (7.18) Trong đó: G – Là trọng lượng lắp phía trên khung ôtô cơ sở g – Là gia tốc trọng trường (g = 9,81 m/s2). j – Là gia tốc chậm dần cực tiểu khi phanh đột ngột, lấy (j = 7,5 m/s2) * Kiểm tra sức bền: Trong quá trình ôtô di chuyển hai lực trên không đồng thời xuất hiện cùng lúc nên ta chỉ việc dùng giá trị lớn nhất của một trong hai ngọai lực để tính toán. Nên lực xiết tối thiểu trên mỗi bu lông liên kết (No) tạo ra lực ma sát giữa thành thùng nguyên thủy và V5 khung mui để thắng lực quán tính khi ôtô chuyển động theo công thức: No = = [kG] (7.19) Trong đó: + No – Lực xiết tối thiểu trên mỗi bu lông liên kết. + Pmax – Lực quán tính lớn nhất khi phanh gấp. + f = 0,4 – Là hệ số ma sát giữa đệm cao su với thép. + n = 8 – Số bu lông liên kết chịu lực. + i = 1,2 Hệ số dự trữ. Thay các giá trị vào ta tính được: No = 558,9 (kG) Sức bền bu lông được tính bằng công thức: stđ =1,3.s = 1,3. =£ k (7.20) Trong đó: + No (kg) : Lực siết tối thiểu trên mỗi bu long liên kết. + k = 22,0 (kg/mm2): ứng suất cho phép của vật liệu chế tạo bu lông thép C45. + d1 =13mm: Đường kính bu lông quang M16. Thay các giá trị vào ta tính được: stđ = 4,21(kg/mm2) < 22,0 (kg/mm2) Vậy bu lông cố định thùng hàng thỏa mãn điều kiện bền. Nhận xét: Vì thùng hàng sau cải tạo là thùng cắt ngắn đi 550 mm phần phía sau cabin, hạ chiều cao thùng còn 500mm, giữ nguyên các đà, thành thùng và khoang thùng (phần không cắt), bọc thêm sàn thép. Như vậy, việc lắp lại thùng sau cải tạo vẫn giữ nguyên kết cấu chính về khung, đà, các quang bu lông, bách định vị của ô tô trước cải tạo. Do đó, ta không cần thiết phải kiểm tra bền các chi tiết khác liên quan thùng sau cải tạo như đà ngang, bách chống xô, sàn thùng. 7.1.4. Tính ổn định khi thao tác cẩu: Để đảm bảo an toàn tuyệt đối chỉ được vận hành cẩn cẩu khi xe đậu trên mặt phẳng ngang, chân chống ở vị trí ngoài cùng và phải được kê hoặc đệm chắc chắn ở những địa điểm có nền đất yếu. Nếu sử dụng cẩu hàng trên mặt đường nghiêng thì sử dụng chân chống thủy lực để điều chỉnh cho xe nằm trên mặt phẳng ngang mới được vận hành cần cẩu. Vì vậy không cần tính toán ổn định cẩu trên mặt đường ngang nghiêng. Tính ổn định cẩu theo phương ngang. Hình 7.4: Ổn định theo phương ngang khi cẩu làm việc Để ô tô không lật ngang khi cẩu hàng thì tổng mô men tại điểm K phải lớn hơn không. ∑MK = Go.Lo – Gh.Lh ≥ 0 (7.21) Trong đó: Go – Trọng lượng bản thân của ô tô; LO – Khoảng cách từ tâm đối xứng dọc ô tô đến chân cẩu; Gh – Trọng lượng hàng hóa được cẩu; Lh – Khoảng cách từ trọng tâm hàng hóa tới chân cần cẩu; Thay các giá trị từ bảng Sức nâng tầm với của cần cẩu (theo tài liệu của nhà sản xuất cần cẩu) vào công thức (7.21) để tính toán, ta lập bảng kết quả tính toán như sau: Ta có G0 = 60700 [KG] Xét đoạn cần I với bề rộng chân 1756[mm] vậy: Lo = 1756/2 =878 [mm] Lh = Lc - Lo Theo bảng thông số kỹ thuật cẩu ta lập bảng giá trị momen. Bảng 7.1:Bảng giá trị momen cẩu gây ra khi hoạt động theo phương ngang Lập bảng tính năng cẩu: Tầm với: 1,7m-4,5m Tầm với R (m):Lc 1.7 2.2 2.5 3.0 3.5 4 4.5 Sức nâng Gh (kG) 2330 1830 1530 1230 1030 880 780 Lh (m) 0.40 0.9 1.2 1.7 2.2 2.700 3.200 Mk (kGm) 6959 6244 6055 5800 5625 5515 5395 Tầm với : 5,0-8,43 Tầm với R (m):Lc 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.43 Sức nâng Gh (kG) 680 530 480 430 360 310 290 Lh (m) 3.7 4.2 4.7 5.2 5.7 6.2 7.130 Mk (kGm) 5375 5665 5635 5655 5839 5969 5823 Theo bảng tính toán ta thấy Mk luôn lớn hơn 0 vậy cẩu làm việc an toàn theo phương ngang. Vì đoạn cần I là đoạn cần ngắn nhất những vẫn đảm bảo an toàn không lật khi cẩu hoạt động nên ta không cần kiểm tra đoạn cần II và III. Tính ổn định cẩu khi cẩu thao tác lệnh với phương ngang một góc α: Hình7.5: Sơ đồ thao tác cẩu lệch một góc so với phương ngang. Khi cẩu hàng, xu hướng lật của ô tô diễn ra quanh đường thẳng n-n (Thực tế là đường thẳng đi qua mép ngoài chân cẩu và mép ngoài lốp sau; tuy nhiên ta xem gần đúng như lật quanh n-n). Ta xét trường hợp CN vuông góc với AD tại H vì trường hợp này đoạn tay đòn gây ra momen lật MN là dài nhất suy ra momen lớn nhất là trường hợp nguy hiểm nhất. Ta có CE = 4200 – 930= 3270 [mm] EB= 1720/2=860 [mm] Ø Tính cho trường hợp ở đoạn số I. CA=878 [mm] Xét hình thang ACEB ta có diện tích hình thang. Mà BO=CE vậy ta có. Suy ra : AO = 18[mm] Ta có góc α= góc OBA Vậy α = 0,31 0 quá nhỏ,nên ta không cần kiểm nghiệm lật vì trường hợp này bằng vời trường hợp cẩu hoạt động theo phương ngang,đảm bảo an toàn. Ø Tính trường hợp đoạn số II. CA=1050 [mm] Xét hình thang ACEB ta có diện tích hình thang. Mà BO=CE vậy ta có. Suy ra : AO = 190[mm] Ta có góc α= góc OBA Suy ra góc α=arctan0,058 = 3,3 0 Vậy α = 3,3 0 quá nhỏ,nên ta không cần kiểm nghiệm lật vì trường hợp này bằng vời trường hợp cẩu hoạt động theo phương ngang,đảm bảo an toàn Ø Tính trường hợp đoạn số III. CA=1300 [mm] Xét hình thang ACEB ta có diện tích hình thang. Mà BO=CE vậy ta có. Suy ra : AO = 440[mm] Ta có góc α= góc OBA Suy ra góc α=arctan0,135 = 7,7 0 MC = AC.cos α = 1300.cos (7,7) = 1288[mm] Vậy : Lh= NC – MC =NC- 1288 [mm] Xét: CG=X0 – X2=1938,8 - 930 = 1008,8 [mm] góc OBA = góc CDA =>tan(OAD)=tan(OAB) tan(OAB)=tan(90-7,7)= 7,396 CD= tan(OAD).AC=7,396.1300= 9579,7[mm] AD=9667,5[mm] DG=9579,7-1008,8=8570,9[mm] Ta lại có : Suy ra Vâỵ Lo= GH=1152,5[mm] Ta lập bảng số liệu xét trường hợp cẩu hoạt động lệch một góc với phương ngang. Bảng 7.2:Bảng giá trị momen cẩu gây ra khi hoạt động lệch một góc theo phương ngang. Lập bảng tính năng cẩu: Tầm với: 1,7m-4,5m Tầm với R (m):Lc 1.7 2.2 2.5 3.0 3.5 4 4.5 Sức nâng Gh (kG) 2330 1830 1530 1230 1030 880 780 Lh (m) 0.41 0.9 1.2 1.7 2.2 2.712 3.212 Mk (kGm) 6255 5546 5361 5109 4937 4829 4710 Tầm với : 5,0-8,43 Tầm với R (m):Lc 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.43 Sức nâng Gh (kG) 680 530 480 430 360 310 290 Lh (m) 3.7 4.2 4.7 5.2 5.7 6.2 7.142 Mk (kGm) 4691 4983 4953 4974 5159 5289 5144 Vậy theo bảng giá trị momen tính toán thì ta thấy momen Mk >0 vậy nên đảm bảo ổn định khi xe hoạt động. Xét thep phương dọc tỷ lệ tay đòn theo phương dọc nhỏ hơn phương ngang nên cẩu đảm bảo hoạt động ổn định. 8. tính chọn hệ thống bơm dẫn động cẩu: 8.1. yêu cầu kỹ thuật của cẩu: 8.1.1. giới thiệu về hệ thống thuỷ lực của cẩu: Hệ thống thuỷ lực của cẩu Unic V230 là một hệ thống điều khiển các động cơ thuỷ lực để dẫn động các cơ cấu chấp hành thực hiện công việc cẩu hàng hoá. Các dòng điều khiển này được diều khiển bằng các van phân phối nhận chất lỏng công tác có áp suất cao được cung cấp từ bơm thuỷ lực nối với bộ trích công suất lắp trên hộp số của ôtô. Các động cơ thuỷ lực của cẩu gồm có các động cơ thuỷ lực roto và động cơ thuỷ lực piston. Cụ thể trên cẩu có: - 01 động cơ thuỷ lực roto nối với hộp giảm tốc dẫn động xoay cần cẩu. - 01 động cơ thuỷ lực roto nối với hộp giảm tốc và dẫn động tời quấn dây cáp để nâng hay hạ móc cẩu. - 01 động cơ thuỷ lực piston thực hiện công việc nâng hay hạ cần cẩu. - 01 động cơ thuỷ lực piston thực hiện công việc thu hay vươn cần cẩu ngắn vào hay dài ra để tăng hay giảm bán kính nâng khi cẩu. - 02 động cơ thủy lực piston xoay cẩu Các động cơ thuỷ lực trên của cẩu được cung cấp năng lượng từ dòng chất lỏng công tác của hệ thống và được điều khiển bằng van phân phối điều khiển cẩu. Van phân phối của hệ thống thuỷ lực dẫn động cẩu bao gồm các van điều khiển theo 02 chiều so với vị trí trung gian. Nghĩa là khi van ở vị trí trung gian thì đường chất lỏng công tác thông từ nguồn cung cấp đến động cơ thuỷ lực do nó điều khiển bị đóng lại, động cơ không hoạt động. Khi ta kéo van về phía nào đó so với vị trí trung gian thì dòng chất lỏng công tác sẽ thông qua để đi đến động cơ và động cơ sẽ hoạt động theo một chiều nào đó. Còn khi ta kéo van về phía kia thì động cơ thuỷ lực do van này điều khiển sẽ hoạt động theo chiều ngược lại. 8.1.2. yêu cầu kỹ thuật của hệ thống thuỷ lực của cẩu: Các thông số kỹ thuật yêu cầu cần thiết của hệ thống thuỷ lực của cẩu cơ bản gồm có: áp suất làm việc, lưu lượng làm việc cần thiết. Các thông số này được xác định từ các số liệu của cẩu. Ta xác định được cẩu Unic V2230 có: - áp suất làm việc: P = 210 [KG/cm2]. - lưu lượng cần thiết: Q = 53 [lít/phút]. - Công suất bơm Nb=P*Q/612*ηb=210.53/612.0,88=20,67 kw Hình 8.1:Bảng thông số bơm thủy lực trên cẩu Unic V230 8.2.tính chọn hệ thống dẫn động: 8.2.1.chọn phương án của hệ thống dẫn động: - Dẫn động điều khiển cẩu là dẫn động thuỷ lực với nguồn năng lượng thuỷ lực được cung cấp từ bơm thuỷ lực lắp ở mặt bích phía sau của bộ trích công suất lắp trên hộp số của ôtô, bộ trích công suất dẫn động bơm điều khiển bằng van điện hơi. - Bơm thuỷ lực cung cấp cho hệ thống được chọn là loại bơm bánh răng có đặc điểm là mặt bích ở phía trục bánh răng chủ động có kích thước phù hợp để lắp ghép với mặt bích ở phía đấu trục ra của bộ trích công suất, áp suất và lưu lượng của bơm ứng với số vòng quay ở đầu trục ra của bộ trích công suất phải đảm bảo yêu cầu của cẩu. Bơm thuỷ lực loại bánh răng có đặc tính là kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, chắc chắn, làm việc tin cậy, tuổi bền cao, kích thước nhỏ gọn, có khả năng chịu quá tải trong thời gian ngắn, ..., đặc biệt là áp suất tương đối phù hợp với áp suất yêu cầu của cẩu. - Điều khiển bơm: trục bánh răng chủ động của bơm được nối trực tiếp với trục ra của bộ trích công suất, do đó khi ta gài khớp cho bộ trích công suất hoạt động thì bơm cũng hoạt động. Vậy điều khiển bộ trích công suất cũng là điều khiển bơm. - Sơ đồ dẫn động hệ thống thuỷ lực của cẩu lắp trên xe được thiết kế được thể hiện ở sơ đồ sau: (Hình 8.2) Hình 8.2:Sơ đồ mạch thủy lực cẩu Unic V230 1- Bơm thủy lực; 2- Van giảm áp; 3- Bộ lọc; 4- Van cân bằng; 5- Xylanh cần trục ; 6- Motor balan; 7- Đồng hồ đo tải; 8- Van liên hợp;9- Xylanh balan; 10-Xylanh điều khiền nâng gấp cẩu; 11- Van an toàn; 12- Xylanh điều khiển nâng hạ chân bên phải; 13- Xylanh điều khiển nâng hạ chân bên trái; 14- Van chuyển đổi. 8.2.2.Tính thiết kếbộ trích công suất của xe CHIẾN THẮNG: 8.2.2.1 Xác định tỷ số truyền của hộp trích công suất - Ta chọn tỷ số truyền từ hộp số sang bộ trích công suất it = 1,8 - Chọn số vòng quay của động cơ khi cẩu hoạt động ndc = 2200 v/p Số vòng quay của bơm : Vậy tỷ số truyền của hộp trích công suất : Trong đó : + ndc: Số vòng quay của động cơ, chọn ndc = 2200v/p + nb: Số vòng quay làm việc của bơm thủy lực, nb = 1700 v/p + it : Tỷ số truyền từ trục khủy đến bánh răng trích công suất của hộp số it = 1,8 8.2.2.2. Xác định công suất, mômen và số vòng quay trên các trục Hình 8.3:Sơ đồ bộ trích công suất I. Trục chủ động của hộp trích công suất II.Trục bị động của hộp trích công suất III. Trục số lùi của hộp số 1. Bánh răng chủ động của hộp trích công suất 2. Bánh răng bị động của hộp trích công suất 3. Bánh răng trích công suất trên trục số lùi của hộp số Mômen trên các trục được tính như sau: M = (8.1) Trong đó: + M: Mômen trên trục (N.mm) + P: Công suất trên trục (kW) PII = 20,67 kW + n: Số vòng quay của trục (v/ph) nII = 1700 v/ph Thay số vào (1.6.1) ta có MII (N.mm) Tỷ số truyền của hộp trích công suất iht = 1,08 Ta có: PI = Trong đó: + PII: Công suất trên trục II. + hbr: Hiệu suất bộ bánh răng trụ, hbr = 0,97 + hol: Hiệu suất 1 cặp ổ bi, hol = 0,993 Thay vào ta được: PI = kW n1 = n2.iht = 1700.0,72 = 1224 v/ph Vậy MI = N.mm Bảng 8.1: Thông số tính toán các trục của bộ trích công suất trục Thông số I II Công suất, P(kW) 21,46 20,67 Tỷ số truyền, i 0,72 Số vòng quay, n(v/ph) 1224 1700 Mômen xoắn, M(N.mm) 111624,73 116116,76 8.2.2.3. Thiết kế cặp bánh răng hộp trích công suất a. Chọn vật liệu Bánh răng nhỏ: Thép 40X, tôi cải thiện đạt độ rắn HB = 260 –280 có sb = 950 MPa, sch = 700 MPa Bánh răng lớn: Thép 40X, tôi cải thiện đạt độ rắn HB = 230 –260 có sb = 850 MPa, sch = 550 MPa Ứng suất cho phép: Thép 40X, tôi cải thiện đạt độ rắn HB = 280 - 350, có: Ứng suất tiếp xúc cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở: soHlim = 2.HB + 70 (8.2) soHlim1 = 2.270 + 70 = 610 (MPa) soHlim2 = 2.240 +70 = 550 (MPa) Ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ sở: soFlim = 1,8.HB (8.3) soFlim1 = 1,8.270 = 486 (MPa) soFlim2 = 1,8.240 = 432 (MPa) Ứng suất tiếp xúc cho phép: [sH] = soHlim.kHL/sH (8.4) Ứng suất uốn cho phép [sF] = soFlim.kFC.kFL/sF (8.5) Trong đó: + sF,sH: Hệ số an toàn khi tính về uốn và tiếp xúc, sF = 1,75 ; sH =1,1 + kFC: Hệ số xét đến ảnh hưởng đặt tải. Tải 1 phía kFC = 1 + kHL, kFL: Hệ số tuổi thọ xét đến ảnh hưởng của thời gian phục vụ và chế độ tải của bộ truyền. (8.5.1) (8.5.2) Trong đó: + NHO1 = 30.HB12,4 = 30.2702,4 = 2,05.107 + NHO2 = 30.HB22,4 = 30.2402,4 = 1,5.107 + NHE1 = NHE2 = 60.c.n.t c: Số lần ăn khớp trong một vòng quay, c = 1 n: Số vòng quay trong một phút, n = 1224 t: Tổng số giờ làm việc của cặp bánh răng, t = 10 000 (h) NHE1 = NHE2 = 60.1.1224.10 000 = 73,4.107 NHE > NHO lấy kHL = 1 NFO = 4.106 cho tất cả các loại thép, nên NFE > NFO lấy kFL = 1 Thay vào (8.4),(8.5) ta được: Ứng suất tiếp xúc cho phép: [sH1] = 610.1/1,1 = 554,545 MPa [sH2] = 550.1/1,1 = 500 MPa Với cặp bánh răng trụ, răng thẳng ta chọn [sH] = min{[sH1], [sH2]} = 500 MPa Ứng suất uốn cho phép [s] = 486.1.1/1,75 = 277,714 MPa [sF2] = 432.1.1/1,75 = 246,857 MPa b. Xác định sơ bộ khoảng các trục aw = (8.6) Trong đó: + ka: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng, ka = 49,5 + i: Tỷ số truyền của cặp bánh răng, i = 0,72. + MI: Mômen xoắn trên trục I, MI = 167437,1N.mm + [sH]: Ứng suất tiếp xúc cho phép, [sH] = 500MPa + yba: Hệ số bề rộng răng, yba = 0,4 + kHB: Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng khi tính về tiếp xúc, kHB = 1,086 Thay vào (1.6.6) ta được: aw = mm Chọn aw = 132 mm c. Xác định các thông số ăn khớp m = (0,01 ¸ 0,02)aw (8.7) m = 1,32¸2,64. Lấy theo tiêu chuẩn có m = 2,2 Góc nghiêng b = 00 Số răng bánh 1: Z1 = 2.aw/[m.(i+1)] (8.8) Z1 = 2.132/[2,2.(0,72 + 1)] = 69,7. Lấy Z1 =70 Z2 = Z1.i = 70.0,72 =50,4. Lấy Z2 = 50 Với Z1 = 70 ; Z2 = 50 ; i = Z2/ Z1 = 0,714 Tính lại khoảng các trục aw = m.( Z1 + Z2)/2 (8..9) aw = 2.2.(70 + 50)/2 = 132 mm Để giữ nguyên aw ta phải dịch chỉnh. Hệ số dịch tâm: (8.10) ứng với ky = 0 ta có được kx = 0,731 Tổng hệ số dịch chỉnh xt = y + kx.(Z1 + Z2)/1000 (8.11) xt = 0 + 0,731.(70 + 50)/1000 = 0,0872 Góc ăn khớp atw cosatw = Zt.m.cosa/(2.aw) Theo tiêu chuẩn a = 20o cosatw = 120.2.cos20/(2.132) = 0,854 atw= 31,35o d. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc Ứng suất tiếp xúc trên bề mặt răng khi ăn khớp. sH = ZM. ZH.Ze (8.12) Trong đó: + ZM: Hệ số kể đến cơ tính vật liệu, tra bảng ZM = 274. + ZH : Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc. ZH = (8.12.1) Với bánh răng trụ, răng thẳng nên ta có bb = 0 ZH = Ze = (8.12.2) ea = 1,88 - 3,2..cosb (8.12.3) ea = 1,88 - 3,2..cos0 = 1,77 Ze= = 0,862 Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc. kH = kHb .kHa .kHV (8.12.4) Trong đó: + kHb : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng răng kHb = 1,086. + kHa : Hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng đồng thời ăn khớp, với răng thẳng kHa = 1 + kHV: Hệ số kể đến tải trọng xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính theo tiếp xúc. + kHV = 1 + nH.bw.dw1/(2.MI. kHb .kHa) (8.12.5) Trong đó: nH = (8.12.6) v = dw1 = 2.aw/(i + 1) = 2.132/(0,72 + 1) = 153,48 mm v = = 9,83 m/s v < 10 m/s chọn cấp chính xác của bánh răng là cấp 6. dH: Hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp, tra bảng ta có dH = 0,006 go: Hệ số kể đến sự ảnh hưởng của sai lệch bước răng, với m = 2,2. Cấp chính xác 6 ta có go =38. Thay vào (1.6.12.6) ta được: nH = bw: Bề rộng vành răng: bw = yba.aw = 0,4.132 = 52,8 mm Thay vào (1.6.12.5) kHV = 1 + 28,95.52,8.153,48/(2.167437,1.1,086.1) = 1,65 Thay vào (1.6.12.4) ta được kH = 1,086.1.1,65 = 1,79 Thay vào (1.6.12) ta được sH = 274.1,5.0,862 = 380 MPa sH < [sH] = 500 MPa. e. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn. Ứng suất uốn trên mỗi răng của bánh chủ động khi vào ăn khớp : s = 2.MI.kF.ye.yb.y/b.dw1.m (8.13) Trong đó: + ye: hệ số kể đến sự trùng khớp của răng. ye = + yb: Hệ số kể đến sự nghiêng của răng, với răng thẳng ta có yb = 1. + y: Hệ số kể đến dạng răng bánh 1, tra bảng ta có y = 3,65 + kF: Hệ số tải trọng khi tính về uốn. kF = kFb .kFa .kFV (8.13.1) Tra bảng ta có: + kFb= 1,26 + kFa = 1 + kFV: Hệ số kể đến tải trọng xuất hiện trong vùng ăn khớp khi tính theo uốn. kFV = 1+nF.bw.dw1/(2.MI. kFb .kFa) (8.13.2) Trong đó: nF = + dF: Hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp, tra bảng ta có dF = 0,016 + nF = Thay vào (1.6.13.2) kFV = 1 + 80,9.52,8.153,48/(2.167437,1.1,26.1) =2.553 Thay vào (1.6.13.1) kF = 1,26.1.2.553 =3,216 Thay vào (1.6.13) s = 2.167437,1.3,216.0,565.1.3,65/52,8.132.2,2 = 256,22 MPa s < [s] = 278 MPa Ứng suất uốn trên mỗi răng của bánh bị động khi vào khớp. sF2 = s.yF2/y (8.14) Tra bảng ta có yF2 = 3,60 sF2 = 256,22.3,60/3,65= 252,7MPa sF2 < [sF2] = 247MPa Vậy các điều kiện về bền uốn và tiếp xúc đều thoả mãn. Bảng8.2:Các thông số và kích thước bộ truyền. TT Tên gọi Ký hiệu Giá trị 1 Khoảng các trục aw 132 mm 2 Mô dun m 2,2 mm 3 Chiều rộngvành răng bw 52,8 mm 4 Hệ số dịch chỉnh x1 0 x2 0 5 Tỷ số truyền i 0,72 6 Góc ngiêng của bánh răng b 00 7 Số răng của bánh răng Z1 70 Z2 50 8 Đường kính vòng chia bánh chủ động d1 154 mm 9 Đường kính vòng chia bánh bị động d2 80mm 10 Đường kính đỉnh răng bánh chủ động da1 156 mm 11 Đường kính đỉnh răng bánh bị động da2 82 mm 12 Đường kính chân răng bánh chủ động df1 151,5 mm 13 Đường kính chân răng bánh bị động df2 77,5 mm Ta có được bộ trích công suất của xe CHIẾN THẮNG như sau: Hình 8.4:Bộ trích công suất lắp trên xe Chiến Thắng 48TL1 1-Bánh rang đầu vào; 2- Tâm trục nối bơm; 3-Mặt bích để lắp vào hộp số; 4- Nắp bộ điều khiển; 5- Vỏ bộ trích công suất. Hình 8.5:Bảng thông số của bộ trích công suất. - Bộ trích công suất được lắp trên hộp số của ôtô CHIẾN THẮNG là bộ trích công suất được điều khiển bằng van điện . bộ trích công suất có thể lấy công suất từ hai phía của hộp số chính qua cửa nhỏ. Ơ bên phải của hộp số trích công suất từ bánh răng của cụm bánh răng số lùi, ở bên trái của hộp số trích công suất từ bánh răng số lùi của trục trung gian. - Công suất dẫn động cho phép của bộ trích công suất lắp trên xe CHIẾN THẮNG là 21,46 [Kw]. Không cho phép lấy công suất khi xe đang chạy. - Tỷ số truyền của bộ trích công suất là ibt = 0,72 - Tỷ số truyền từ trục khuỷu của động cơ đến bộ trích công suất là i = 1,8. Hình 8.6:Sơ đồ điều khiển bộ trích công suất 8.2.3.chọn bơm thuỷ lực cung cấp cho hệ thống: Hệ thống thuỷ lực của cẩu lắp trên xe thiết kế khi làm việc cần cung cấp chất lỏng làm việc có áp suất làm việc là P = 210 [KG/cm2] và lưu lượng cần thiết là Q = 53 [lít/phút]. Ta có công suất bơm cần thiết là 21,46 kw. Khi ta chọn bơm để lắp vào, ngoài điều kiện đảm bảo áp suất và lưu lượng còn đảm bảo điều kiện lắp ghép, độ bền của bộ trích công suất. Khảo sát bơm lắp trên bộ trích công suất trên hộp số ôtô CHIẾN THẮNG ta có các số liệu sau: - áp suất định mức của dầu do bơm cung cấp là 210 [KG/cm2]. - Lưu lượng của bơm khi trục bơm quay 1700 [vòng/phút] là 53 [lít/phút]. Vậy, ta chọn bơm cung cấp cho hệ thống thuỷ lực của cẩu lắp trên xe thiết kế là bơm NPH 73 . bơm này là bơm đã được lắp trên xe tải CHIẾN THẮNG nên đảm bảo về điều kiện lắp ghép, độ bền của bộ trích công suất và đảm bảo được áp suất và lưu lượng mà hệ thống yêu cầu. Áp suất đạt 210 bar ÷ 230 bar tại số vòng quay 1600 v/p ÷ 1800v/p đảm bảo yêu cầu hoạt động của hệ thống thủy lực. 9.tính toán ổn định ôtô sau Cải tạo: Tính toán ổn định ôtô là khả năng đảm bảo giữ được quỹ đạo chuyển động theo yêu cầu trong mọi điều kiện chuyển động khác nhau. Tuỳ theo điều kiện sử dụng, xe có thể đứng yên, chuyển động trên đường dốc (đường có góc nghiêng dọc hoặc nghiêng ngang), quay vòng hoặc phanh ở các loại đường khác nhau. trong những điều kiện chuyển động phức tạp như vậy thì xe phải giữ được quỹ đạo chuyển động của nó sao cho không bị lật đổ, không bị trượt hoặc thùng xe không bị nghiêng, cầu xe không bị quay lệch trong giới hạn cho phép để đảm bảo cho xe chuyển động an toàn. 9.1.tính toán ổn định khi ôtô toàn tải: 9.1.1.tính ổn định dọc của ôtô: 9.1.1.1.Xác định tọa độ trọng tâm theo chiêù cao: xác định toạ độ trọng tâm ôtô đóng mới theo chiều cao khi toàn tải: Toạ độ trọng tâm của ôtô theo chiều cao được xác định theo công thức: [m] (9.1) trong đó: hi[m] là toạ độ trọng tâm theo chiều cao các thành phần của ôtô gồm: h1[m] là toạ độ trọng tâm theo chiều cao của satxi ôtô tải Chiến Thắng CT3-48TL1. giá trị của h1 được lấy theo kết quả thực nghiệm của ôtô satxi là h1= 720 [mm] = 0,720 [m]. h2[m] là toạ độ trọng tâm theo chiều cao của bệ cẩu. giá trị của h2 ta xác định bằng tâm hình học của bệ cẩu vì thực tế thì trọng tâm của bệ cẩu nằm ở dưới tâm hình học. Khi ta lấy tâm hình học làm trọng tâm bệ cẩu để tính toán thì ôtô được đảm bảo hơn khi toạ độ trọng tâm bệ cẩu ở phía dưới vị trí chính xác. Toạ độ trọng tâm bệ cẩu khi lắp trên ôtô và có khối thép đệm kích thước 600x90x80 [mm] có giá trị là : h2 = 1,1 + = 2,02 [m]. h3[m] là toạ độ trọng tâm theo chiều cao của cần cẩu. giá trị của h3 ta xác định bằng tâm hình học của cần cẩu. Khi lắp cần cẩu lên ôtô ta có giá trị là: h3= 1,1+1,849 - = 2,81 [m]. h4[m] là toạ độ trọng tâm theo chiều cao của thùng chở hàng. giá trị của h4 ta xác định bằng tâm hình học của thùng chở hàng. Khi lắp thùng chở hàng lên ôtô ta có giá trị: h4= 1,1+0,120 + =1,47 [m]. h5 [m] là toạ độ trọng tâm theo chiều cao của kíp lái. giá trị của h3 được xác định bằng thực nghiệm h5= 1,500 [m]. vậy ta xác định được toạ độ trọng tâm của ôtô đóng mới khi toàn tải là: = 1,208 [m]. xác định toạ độ trọng tâm ôtô đóng mới theo chiều cao khi không tải: toạ độ trọng tâm của ôtô đóng mới theo chiều cao khi không tải được xác định: = 1,07 [m]. 9.1.1.2Tính ổn định dọc tĩnh: Tính ổn định dọc tĩnh của xe là khả năng đảm bảo cho xe không bị lật hoặc không bị trượt khi đứng yên trên đường dốc dọc. Để tính toán tính ổn định dọc tĩnh của ôtô, ta có sơ đồ lực tác dụng lên ôtô khi ôtô đứng trên dốc như sau: (hình 9.1) Hình 9.1:Sơ đồ lực tác dụng khi xe đứng yên quay đầu lên dốc Khi ôtô đứng trên dốc thì ôtô chịu tác dụng như sau: Trọng lượng ôtô G đặt tại trọng tâm xe. Do có góc dốc a nên G được phân ra làm hai thành phần G.cos a và G.sin a. Hợp của các phản lực thẳng đứng của đường tác dụng lên bánh xe trước là Z1 và bánh xe sau là Z2. Ta có: Z1 + Z2 = G.cosa. (9.2) Để xe khỏi bị trượt xuống dốc do thành phần trọng lượng G.sina, mặt dù có momen cản lăn nhưng nhỏ nên phải đặt phanh ở các bánh xe sau. Gọi adl là góc tại đó xảy ra lật đổ xe, khi góc a tăng lên đến khi a = adl thì lúc đó bánh xe trước nhấc khỏi mặt đường, lúc đó Z1 = 0 và xe bị lật quanh O2. Để xác định góc giới hạn mà xe bị lật đổ khi leo dốc, ta lập phương trình momen đối với O2 . Rồi rút gọn với Z1 = 0 sẽ được: G.b.cosdl - G.hg.sinadl = 0 (9.3) Từ (9.3) suy ra : (9.4) trong đó: Ta có b= L-a=4200-1938,8=2261,2[mm] adl [o] là góc dốc giới hạn mà xe bị lật khi đứng trên dốc quay đầu lên. hg là chiều cao trọng tâmcủa ôtô đóng mới ở trạng thái toàn tải và có giá trị là hg = 1,208 [m]. Vậy:adl = 61,88o. Hình 9.2: Sơ đồ lực tác dụng khi xe đứng yên quay đầu xuống dốc Tương tự, đối với trường hợp khi xe đứng trên dốc quay đầu xuống: Lấy momen đối với O1, thay Z2= 0 sẽ được: G.a.cosadx - G.hg.sinadx = 0 (9.5) Từ (9.5) suy ra : (9.6) trong đó: adx [o] là góc dốc giới hạn mà xe bị lật khi đứng trên dốc quay dầu xuống. Vậy: adx = 58,06o. Theo thông tư của Bộ Giao Thông Vận Tải Việt Nam quy định góc dốc giới hạn (agh) nguy hiểm của đường không lớn hơn 160. Vậy theo cách tính toán như trên thì góc dốc giới hạn của ôtô khi lên dốc, xuống dốc (adl , adx ) là phù hợp. Sự mất ổn định của ôtô không chỉ lật đổ dọc mà còn do trượt trên đường do không đủ lực phanh hoặc do bám không tốt giữa bánh xe và đường Để xe không bị trượt lăn khi xuống dốc, người ta thường bố trí phanh ở các bánh xe. Khi lực phanh lớn nhất đạt đến giới hạn bám xe có thể bị trượt xuống dốc. Với góc giới hạn khi xe bị trượt được xác định như sau: Ta có: PPmax = G.sinat = j.Z2= j. G.cosat [KG]. (9.7) Trong đó: PPmax là lực phanh lớn nhất đặt ở bánh xe sau.[KG]. j là hệ số bám dọc của bánh xe với đường chọn: j = 0,75 Z2 là phản lực của đường tác dụng lên bánh xe sau [KG], Với phương trình cân bằng momen quanh O1 ta có : [KG]. Suy ra: góc dốc giới hạn khi ôtô đứng trên dốc quay đầu lên bị trượt được xác định: Thay Z2 vào (9.7) (9.8) = 0,44 vậy: at = 23,8 o. Khi xe đứng trên dốc quay đầu xuống, ta cũng xác định được góc dốc giới hạn khi xe bị trượt bằng cách tương tự như khi xe đứng quay đầu lên dốc: (9.9) = 0,285 vậy: at = 15,9o. 9.1.1.3.Tính ổn định dọc động: Khi ôtô chuyển động trên đường dốc có thể bị mất ổn định(lật đổ hoặc trượt) dưới tác dụng của các lực và momen,hoặc bị lật đổ khi chuyển động với tốc độ cao trên đường bằng. Hình 9.3:Sơ đồ lực và momen tác dụng khi xe chuyển động lên dốc. Xét phương trình cân bằng momen quanh O2 ,ta có: Khi tăng góc dốc α thì xe sẽ bị lật,ứng với Z1=0 Để đơn giản khi tính toán, ta xét trường hợp ôtô chuyển động ổn định với tốc độ thấp nhất, do vậy các lực cản của gió, lực quán tính có thể bỏ qua và ảnh hưởng của lực cản lăn coi như không đáng kể (Pj = 0; Pw = 0; Pf = 0). - Xác định góc dốc giới hạn khi xe chuyển động lên dốc bị lật đổ (ađ): (9.10) Vậy: ađ = 61,88o. - Xác định góc dốc giới hạn khi xe chuyển động xuống dốc bị lật đổ (a’đ): Hình 9.4:Sơ đồ lực và momen tác dụng khi xe chuyển động xuống dốc. (9.11) Vậy: a’đ = 58,06o. để tránh cho xe không bị lật đổ khi chuyển động trên dốc nghiêng, ta cần xác định điều kiện để xe trượt trên dốc: Khi lực kéo của bánh xe chủ động đạt đến giới hạn bám thì xe bắt đầu trượt. Khi đó giá trị lực kéo được xác định như sau: Pkmax = Pj = j . Z2 = G. sinaj. (9.12) Mặt khác, ta có: (9.13) Rút gọn công thức (9.12) và (9.13), ta được: (9.14) Ở đây: aj là góc dốc giới hạn mà xe bị trựơt.[o] Pkmax là lực kéo lớn nhất ở bánh xe chủ động.[KG]. a: là hệ số bám của bánh xe với đường, ta chọn j = 0,75. Thay các số liệu vào ta có góc giới hạn mà xe bị trượt khi xe chuyển động lên dốc là: Vậy: aj = 23,8o. Khi xe chạy xuống dốc cũng tương tự như khi xe chạy lên dốc, ta có góc giới hạn mà xe bị trượt khi chuyển động xuống dốc là: (9.15) vậy: a’j = 15,56o. Vậy ta thấy : Do đó khi xe chuyển động lên dốc hay xuống dốc thì nó sẽ bị trượt trước khi bị lật đổ và hai góc dốc này đều lớn hơn góc dốc quy định. Xét trường hợp xe chuyển động với tốc độ cao trên đường năm ngang,do đây là xe tải, tốc độ không cao nên không có khả năng gay lật ,vậy chúng ta không cần tính ổn định cho trường hợp này. 9.1.2.tính ổn định ngang của ôtô: 9.1.2.1.Tính ổn định của ôtô khi chuyển động trên đường nghiêng ngang: Sơ đồ lực tác dụng khi ôtô chuyển động trên đường nghiêng ngang được trình bày trên hình: Hình 9.5:Sơ đồ lực tác dụng lên ôtô khi xe chuyển động trên đường nghiêng ngang. Giả thuyết: - Trọng tâm của xe nằm trong mặt phẳng đối xứng dọc. - Vết trượt của bánh xe trước và sau trùng nhau. - Trị số momen quán tính của các chi tiết quay của động cơ và hệ số truyền lực khi ôtô chuyển động đều Mjn nhỏ, Mjn » 0. Khi ôtô chuyển động trên đường nghiêng ngang các lực tác dụng gồm: - Trọng lượng G được phân ra hai thành phần là G.cosb và G.sinb. - Các phản lực thẳng góc từ đường tác dụng lên bánh xe bên trái Z’ và bên phải Z”. - Các phản lực ngang, Y” và Y’ . - Mjn : Momen quán tính của các chi tiết quay của động cơ và hệ thống truyền lực. Dưới tác dụng của các lực và momen, khi góc b tăng dần tới góc giới hạn bđ; xe bị lật quanh điểm A’ và lúc đó Z” = 0. Lấy momen đối với điểm A’ ta có: G.cosbđ. - G.sinbđ.hg = 0 (9.16) Suy ra: (9.17) Ở đây: bđ [o] là góc giới hạn mà xe bị lật đổ. B [m] là khoảng cách giữa hai vệt bánh xe sau. Satxi ôtô tải Chiến Thắng 48TL1 có B2 = 1720 [mm] = 1,720 [m]. Thay các số liệu vào (9.17) ta được: = 0,712. vậy ta có góc nghiêng ngang giới hạn mà xe bị lật đổ là: bđ = 35,45o. Khi chất lượng bám của bánh xe với đường kém, xe cũng có thể bị trượt khi chuyển động trên đường nghiêng ngang, khi xe bị trượt ta có: G.sinbj = Y’ + Y” = jy.(Z’ + Z”) = jy.G.cosbj (9.18) Trong đó: bj [o] là góc dốc giới hạn mà ôtô bị trượt. jy là hệ số bám ngang giữa bánh xe và đường; ta chọn jy=0,6. Rút gọn công thức (9.18) ta được: tgbj = jy = 0,6 (9.19) bj = 30,964o. Theo thông tư của Bộ Giao Thông Vận Tải Việt Nam quy định góc dốc giới hạn nguy hiểm của đường là b = 16o. Vậy góc dốc giới hạn của ôtô thiết kế như trên là hợp lý và bj< bđ, nên ôtô sẽ đảm bảo điều kiện trượt trước khi lật. 9.1.2.2.Tính ổn định của ôtô khi chuyển động quay vòng trên đường nghiêng ngang: Khi xe chuyển động quay vòng trên đường nghiêng ngang, ngoài các lực đã trình bày phần trên, xe còn chịu tác dụng của lực ly tâm Pl đặt tại trọng tâm xe (trục quay là Y Y). Sơ đồ lực và momen tác dụng của ôtô chuyển động quay vòng trên đường nghiêng ngang như hình sau : Hình 9.6:Sơ đồ lực tác dụng lên ôtô khi xe chuyển động quay vòng trên đường nghiêng ngang. Lực ly tâm Pl phân ra hai thành phần, do góc nghiêng ngang b. Khi góc b tăng dần, đồng thời dưới tác dụng của lực Pl, xe sẽ bị lật đổ quanh mặt phẳng đi qua A’ ứng với vận tốc giới hạn và hợp với Z” = 0. Lấy momen của tất cả các lực đối với A’, rồi rút gọn sẽ được: (9.20) Từ (9.20) suy ra: [KG] (9.21) Mặt khác ta có: [KG] (9.22) Từ (8.20) và (8.21), ta có: (9.23) suy ra: [m/s] (9.24) Trong đó: vn là vận tốc giới hạn nguy hiểm [m/s]. b [o] là góc dốc giới hạn bị lật đổ khi xe chuyển động trên đường nghiêng ngang. Theo thông tư của Bộ Giao Thông Vận Tải Việt Nam quy định góc dốc giới hạn nguy hiểm của đường là bđ = 16o. do đó ta có tgb = 0,2568. R là bán kính quay vòng bé nhất [m]. Bán kính quay vòng nhỏ nhất theo vệt bánh xe trước phía ngoài được tính theo công thức: Rqmin = L / sin q + B1/ (2cosq) Ở đây: q – Góc quay trung bình của các bánh xe dẫn hướng q = 30 – 35o ta chọn q=32o L – Chiều dài cơ sở của ôtô L=4,200m B1 – Khoảng cách tâm hai trụ đứng của cầu trước B=1,820m g là gia tốc trọng trường [m/s2]; g = 9,81 [m/s2]. B là khoảng cách giữa 2 vết bánh xe sau [m]; satxi ôtô tải Chiến Thăngs có B2 = 1,720 [m]. Thay các số liệu vào (9.24) ta được: =5,829[m/s] = 20,98 (Km/h) Nếu hướng nghiêng của đường cùng phía với trục quay vòng thì vận tốc nguy hiểm khi xe bị lật đổ là: [m/s] (9.25) thay các số liệu vào (9.25) ta được: = 8,5 (m/s) = 30,6 (Km/h) . Khi quay vòng trên đường nghiêng ngang, xe có thể bị trượt bên dưới tác dụng của thành phần lực G.sinb và Pl cosb do điều kiện bám ngang của bánh xe và đường không đảm bảo. Để xác định vận tốc giới hạn khi xe bị trượt bên ta sử dụng phương trình hình chiếu và rút gọn ta được: = Thay trị số: vào phương trình và rút gọn ta có: [m/s] hay: [m/s] (9.26) Trong đó: vj là vận tốc giới hạn khi xe bị trượt bên.[m/s] b [o] là góc giới hạn của đường ứng với vận tốc giới hạn jy là hệ số bám ngang của đường và bánh xe. Khi tính toán ta chọn jy = 0,6. R là bán kính quay vòng nhỏ nhất của ôtô, satxi ôtô tải Chiến Thắng có Rmin = 9 [m].đã tính ở phần trên. Thay các số liệu vào (9.26) ta được: = 5,12 [m/s] = 18,45 [Km/h]. Nếu hướng nghiêng của đường cùng phía với trục quay vòng thì vận tốc giới hạn khi xe bị trượt bên là: [m/s] (9.27) Thay các số liệu vào (9.27) ta được: = 9,456 [m/s] = 34,34 [Km/h]. từ các kết quả trên ta thấy vj< vn. vậy ôtô được đảm bảo điều kiện bị trượt trước khi bị lật đổ. Trường hợp xe chạy quay vòng trên đường nằm ngang thì vận tốc tới hạn để xe bị trượt bên là [1]: [m/s] (9.28) Thay các số liệu vào (8.27) ta được: = 7,27 [m/s] = 26,2 [Km/h]. kết luận: từ các kết quả như đã tính toán như trên,ta thấy xe thiết kế đóng mới có vận tốc giới hạn nguy hiểm khi quay vòng trên đường nghiêng ngang là 20,980 [Km/h] và khi xe bị trượt bên là 18,45 [Km/h], trên đường nằm ngang thì vận tốc giới hạn khi xe bị trượt bên là 26,2 [Km/h]. 10.tính toán sức kÉo của ôtô sau cải tạo: khi thiết kế đóng mới một ôtô, ta cần phải tính toán sức kéo (hay còn gọi là khả năng động lực) của ôtô đó. Tính toán sức kéo nhằm mục đích để kiểm nghiệm khả năng công suất, đặc tính vận hành trên đường, tốc độ cực đại ôtô đạt được khi chạy trên đường tốt nằm ngang (Vmax), hệ số cản lớn nhất mà xe có thể khắc phục được (ymax) để có cơ sở kết luận về chất luợng kéo và cung cấp số liệu phục vụ cho việc sử dụng ôtô một cách hiệu quả, kinh tế và an toàn. Khi tính toán sức kéo, ta xây dựng được một số các đồ thị như sau: đồ thị cân bằng công suất N = f(V), cân bằng lực kéo P = f(V), đồ thị đặc tính động lực D = f(V), đồ thị gia tốc J = f(V), ... . nhờ đó ta có thể phân, đánh giá, so sánh được khả năng và chất lượng động lực của ôtô cũng như giải quyết được những nhiệm vụ của tính kéo như: tìm vận tốc lớn nhất của ôtô trên mỗi loại đường, tìm tỷ số truyền hợp lý nhất đối với từng loại đường, xác định khả năng tăng tốc, leo dốc, sức cản lớn nhất của đường mà xe có thể vượt qua ở từng số truyền ứng với một tải trọng nào đó. Ta tiến hành tính toán toán chất lượng động lực học của ôtô được thiết kế đóng mới trên cơ sở các thông số của hệ thống truyền lực và tải trọng của ôtô cơ sở được sử dụng. 10.1.Các thông số tính toán: Ôtô tải có cẩu được thiết kế trên cơ sở sử dụng lại toàn bộ động cơ và hệ thống truyền lực của satxi ôtô tải Chiến Thắng 48TL1 , với các thông số sau: Bảng 10.1: Thông số kỹ thuật xe Chiến Thắng 48TL1sau cải tạo. TT THÔNG SỐ Đ/ VỊ SAU CẢI TẠO 01 Trọng lượng toàn bộ KG 9295 - Phân bố lên cầu trước KG 3740 - Phân bố lên cầu sau KG 5555 02 Công thức bánh xe * 4x4 03 Động cơ * YC4D120-20 04 Dung tích xylanh Cm3 4214 C. suất / số vòng quay kW/v/p 90/2800 Moomen lớn nhất KGm 32,5/(1900-2300) 05 Tỷ số truyền các tay số ih1 = 7,342; ih2 = 4,332; ih3 =2,456; ih4 = 1,543; ih5 = 1,00; iR= 7,666 06 Tỷ số truyền hộp số phân phối ip1 = 1,08; ip2 = 1,25 07 Tỷ số truyền cầu sau ic2 = 6,14 08 Tỷ số truyền cầu trước ic1 = 6,14 09 Cỡ lốp trục trước/ sau Inch 9.00-20/9.00-20 10.2.Tính toán các thông số động lực học ôtô: Bán kính làm việc trung bình của bánh xe (rb): rb = lb.ro [mm] (10.1) trong đó: ro là bán kính thiết kế của bánh xe, đối với lốp cỡ 9-20 Vậy : ro=0,4826[m] lb là hệ số biến dạng của lốp, được chọn phụ thuộc vào loại lốp. Đối với lốp 9-20 là loại lốp có áp suất thấp nên ta có: lb = 0,9304 0,935, ta chọn l = 0,935. Vậy: rb = 0,935x0,4826 = 0,451 [m]. 10.2.1.Xác định đặc tính ngoài của động cơ: trên cơ sở một số các thông số kỹ thuật của động cơ lắp trên satxi ôtô tải Chiến Thắng 48TL1, theo công thức S.R.Lây Đécman ta có: [Kw] (10.2) Trong đó: Ne [KW], ne [v/p] là công suất có ích của động cơ và số vòng quay của trục khuỷu ứng với một thời điểm bất kỳ của đồ thị đặc tính ngoài. Nmax [KW], nn [v/p] là công suất có ích lớn nhất và số vòng quay của trục khuỷu ứng với công suất có ích lớn nhất của động cơ. a,b,c là các hệ số kinh nghiệm phụ thuộc vào chủng loại động cơ (a + b - c = 1). đối với động cơ diesel 04 kỳ thì: a = 0,5; b = 1,5; c = 1,0. Momen xoắn động cơ tính toán theo công thức: [N.m] (10.3) Ở đây: Me : là momen xoắn động cơ [N.m] Ne :là công suất có ích của động cơ [KW] ne:là số vòng quay trục khuỷu [rad/s]. Ta có: Thay giá trị vào các phương trình ta lập được bảng giá trị ngoài của động cơ (Bảng 10.2). Bảng 10.2:Giá trị đặc tính ngoài động cơ ne/nN 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 Ne [w] 6 14 23 34 45 56 67 76 84 90 ne[v/ph] 280 560 840 1120 1400 1680 1960 2240 2520 2800 Me[N.m] 196 233 264 289 307 319 325 325 319 307 Ta có đồ thị đặc tính ngoài động cơ. Hình 10.1:Đồ thị đặc tính ngoài động cơ 10.2.2.Xây dựng đặc tính công suất của ôtô: Muốn lập được đồ thị cân bằng công suất của ôtô, trước hết phải tính tốc độ chuyển động của xe ở các tay số khác nhau theo tốc độ góc của trục khuỷu động cơ. Ta có : [m/s] (10.4) Ơí đây: Vi : tốc độ ôtô ứng với tay số i [m/s]. rb: bán kính lăn của bánh xe [m]. i0: tỷ số truyền của truyền lực chính. ihi: tỷ số truyền của tay số thứ i. Xác định bán kính lăn (bán kính làm việc trung bình) của bánh xe (rb): rb = 0,451[m] Thay các số liệu vào công thức (10.4), ta có: [m/s] (10.5) Ta có, phương trình cân bằng công suất tổng quát của ôtô có dạng sau:[1] Nk = Ne. ηt (10.6) Ở đây: Nk: công suất của động cơ phát ra tại bánh xe chủ động [KW]. Ne: công suất của động cơ phát ra [KW]. ηt: hiệu suất truyền lực ηt = 0,87. Thay các số liệu vào các công thức (10.5)(10.6) ta tính được giá trị vận tốc và công suất tương ứng với các tốc độ góc của động cơ. Giá trị về vận tốc và công suất ứng với khi ôtô chuyển động ở tay số thấp và tay số cao của hộp số phụ được trình bày trong bảng (10.3) và (10.4). Bảng 10.3 :Giá trị vận tốc và công suất tương ứng ở tay số thấp Nk [W] 5011 11902 20201 29441 39150 48859 58099 66398 73289 78300 V1 [m/s] 0.24 0.47 0.71 0.94 1.18 1.41 1.65 1.88 2.12 2.35 V2 [m/s] 0.40 0.80 1.20 1.60 1.99 2.39 2.79 3.19 3.59 3.99 V3 [m/s] 0.70 1.40 2.11 2.81 3.51 4.21 4.91 5.62 6.32 7.02 V4 [m/s] 1.12 2.23 3.35 4.47 5.59 6.70 7.82 8.94 10.06 11.17 V5 [m/s] 1.72 3.45 5.17 6.90 8.62 10.34 12.07 13.79 15.51 17.24 V1[Km/h] 0.8 1.7 2.5 3.4 4.2 5.1 5.9 6.8 7.6 8.5 V2[Km/h] 1.4 2.9 4.3 5.7 7.2 8.6 10.1 11.5 12.9 14.4 V3[Km/h] 2.5 5.1 7.6 10.1 12.6 15.2 17.7 20.2 22.7 25.3 V4[Km/h] 4.0 8.0 12.1 16.1 20.1 24.1 28.2 32.2 36.2 40.2 V5[Km/h] 6.2 12.4 18.6 24.8 31.0 37.2 43.4 49.6 55.9 62.1 Ta có khi di chuyển trên đường năm ngang,ôtô chuyển động đều ổn đinh,nghĩa là j=0,α=0,thì phương trình cân bằng công suất lực kéo được hiển thị như sau. Nk = Nf + Nw Công suất tiêu hao do lực cản không khí được tính theo công thức sau: Nw= f.(v3) [KW]. [KW] (10.7) K: hệ số cản không khí [Ns2/m4]. Ta chọn K = 0,6 [Ns2/m4]. F: diện tích cản chính diện [m2]. Đối với ôtô tải ta có công thức gần đúng sau đây: [1] F = B.Ho [m2] Với: B : là chiều rộng cơ sở của ôtô [m], đối với ôtô Chiến Thắng 48TL1 ta có B = 1,820 [m]. Ho : là chiều cao lớn nhất của ôtô. Khi đã lắp cẩu lên xe ta có Ho = 2,850 [m]. Suy ra: F = 1,820.2,850 = 5,187 [m2]. V: vận tốc tương ứng của ôtô ứng với từng tay số [m/s]. Công suất tiêu hao do lực cản lăn được tính theo công thức sau: Nf = G.f.v.cosα (10.8) Với: G:là trọng lượng ôtô G=9295 [KG] khi khảo sát ôtô chạy trên đường bằng nên ta có a = 0. f: hệ số cản lăn, Bảng 10.4 :Giá trị tổng công suất cản lăn và công suất cản không khí ứng với vận tốc ở tay số thấp. V [km/h] 0.85 7.65 14.45 21.25 28.05 34.85 41.66 48.46 55.26 62.06 V=[m/s] 0.24 2.12 4.01 5.90 7.79 9.68 11.57 13.46 15.35 17.24 F 0.0180 0.0181 0.0182 0.0184 0.0187 0.0191 0.0196 0.0202 0.0208 0.0216 Nf+Nw= 386 3532 6894 10661 15026 20179 26312 33616 42282 52501 Từ bảng (10.3) và (10.4) ta có đồ thị cân bằng công suất . Hình 10.2:Đồ thị cân bằng công suất ở tay số thấp Xét ở tay số cao Bảng 10.5:Giá trị vận tốc và công suất tương ứng ở tay số cao. Nk [W] 5011 11902 20201 29441 39150 48859 58099 66398 73289 78300 V1 [m/s] 0.29 0.58 0.87 1.16 1.44 1.73 2.02 2.31 2.60 2.89 V2 [m/s] 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45 2.94 3.43 3.92 4.41 4.90 V3 [m/s] 0.86 1.72 2.58 3.45 4.31 5.17 6.03 6.89 7.75 8.61 V4 [m/s] 1.37 2.74 4.11 5.48 6.86 8.23 9.60 10.97 12.34 13.71 V5 [m/s] 2.12 4.23 6.35 8.46 10.58 12.69 14.81 16.93 19.04 21.16 V1[Km/h] 1.0 2.1 3.1 4.2 5.2 6.2 7.3 8.3 9.4 10.4 V2[Km/h] 1.8 3.5 5.3 7.0 8.8 10.6 12.3 14.1 15.9 17.6 V3[Km/h] 3.1 6.2 9.3 12.4 15.5 18.6 21.7 24.8 27.9 31.0 V4[Km/h] 4.9 9.9 14.8 19.7 24.7 29.6 34.6 39.5 44.4 49.4 V5[Km/h] 7.6 15.2 22.9 30.5 38.1 45.7 53.3 60.9 68.6 76.2 Bảng 10.6 :Giá trị tổng công suất cản lăn và công suất cản không khí ứng với vận tốc ở tay số cao. V [Km/s] 1.04 9.39 17.73 26.08 34.43 42.78 51.12 59.47 67.82 76.17 V[m/s] 0.29 2.61 4.93 7.25 9.56 11.88 14.20 16.52 18.84 21.16 F 0.0180 0.0181 0.0183 0.0186 0.0191 0.0197 0.0204 0.0213 0.0223 0.0234 Nf+Nw 474 4364 8651 13688 19830 27430 36842 48417 62511 79477 Từ bảng (10.5).(10.6) ta có đồ thị cân bằng công suất ứng với từng tay số cao. Hình 10.3:Đồ thị cân bằng công suất ở tay số cao. 10.2.3.Xây dựng đặc tính kéo của ôtô: Phương trình cân bằng lực kéo của ôtô thiết kế có dạng:[1] Pk= Pf + Pw± Pi ± Pj [N] (10.9) Trong đó: Pk: lực kéo tiếp tuyến ở các bánh xe chủ động, [N]. Pf: lực cản lăn, Pf = f.G.cosa [N]. Pi: lực cản dốc, Pi = G.sina [N]. Pw: lực cản không khí, Pw = K.F.V2 [N]. Pj: lực cản quán tính, [N]. Để biểu diễn phương trình cân bằng lực kéo ôtô dưới dạng đồ thị , ta tính trị số Pk ở các tay số khác nhau: Ta có: [N] (10.10) Ở đây: Pki: lực kéo ở tay số i [N]. Nei: công suất của động cơ ở tay số i [N]. ihi: tỷ số truyền của các tay số khác nhau. ht: hiệu suất truyền lực. i0: tỷ số truyền lực chính. Thay các số liệu vào (10.10) ta tính được giá trị Pki tương ứng với các vận tốc ở từng tay số khi ôtô chuyển động ở tay số thấp và tay số cao của hộp số phụ và được trình bày trong bảng (10.7) và 10.8). Tính trị số lực cản không khí Pw theo công thức: Pw = K.F.Vi2 [N] (10.11) Ở đây: K: hệ số cản không khí [N.s2/m4] với ôtô tải chọn K=0,7[N.s2/m4] F: diện tích cản chính diện [m]. Vi: vận tốc ôtô ở từng tay số [m/s]. Thay số liệu đã biết vào (10.11) ta tính được giá trị của Pw ứng với từìng vận tốc khi ôtô chuyển động ở tay số thấp và tay số cao của hộp số phụ và được trình bày trong bảng (10.7) và (10.9). Đồ thị cân bằng lực kéo được vẽ trong trường hợp ôtô chuyển động đều trên mặt đường mằm ngang nên Pj = 0, Pi = 0. Do đó lực cản tổng cộng của đường là: Py = Pf = G.y = G.f [N] (10.12) Trong đó: G: trọng lượng toàn bộ của ôtô thiết kế [N]. . Với v là vận tốc của ôtô [m/s]. Thay số liệu vào (10.12) ta tính được giá trị của Py ứng với từng giá trị của các vận tốc. Xác định giá trị tổng của Pw và Py ta xây dựng được đường đặc tính cản của ôtô (Pw + Py) theo V khi ôtô chuyển động ở tay số thấp và tay số cao của hộp số phụ và được trình bày trong bảng (10.8) và (10.10). Pw+Py=K.F.Vi2+G.f Ta có số liệu tính toán giá trị lực kéo ứng với tường tay số. Bảng 10.7:Giá trị lực kéo ứng với vạn tốc từng tay số thấp. Nk [W] 5011 11902 20201 29441 39150 48859 58099 66398 73289 78300 V1[Km/h] 0.8 1.7 2.5 3.4 4.2 5.1 5.9 6.8 7.6 8.5 V2[Km/h] 1.4 2.9 4.3 5.7 7.2 8.6 10.1 11.5 12.9 14.4 V3[Km/h] 2.5 5.1 7.6 10.1 12.6 15.2 17.7 20.2 22.7 25.3 V4[Km/h] 4.0 8.0 12.1 16.1 20.1 24.1 28.2 32.2 36.2 40.2 V5[Km/h] 6.2 12.4 18.6 24.8 31.0 37.2 43.4 49.6 55.9 62.1 Pk1 [N] 21293 25286 28613 31275 33271 34602 35267 35267 34602 33271 Pk2 [N] 12564 14919 16883 18453 19631 20416 20809 20809 20416 19631 Pk3 [N] 7139 8478 9594 10486 11155 11602 11825 11825 11602 11155 Pk4 [N] 4485 5326 6027 6588 7008 7289 7429 7429 7289 7008 Pk5 [N] 2907 3452 3906 4270 4542 4724 4815 4815 4724 4542 Bảng 10.8:Giá trị tổng lực cản lăn và cản không khí ứng với vận tốc ở tay số thấp. V [km/h] 0.85 7.65 14.45 21.25 28.05 34.85 41.66 48.46 55.26 62.06 V [m/s] 0.24 2.12 4.01 5.90 7.79 9.68 11.57 13.46 15.35 17.24 F 0.0180 0.0181 0.0182 0.0184 0.0187 0.0191 0.0196 0.0202 0.0208 0.0216 Pf+Pw= 1642 1663 1717 1806 1928 2084 2274 2497 2755 3045 Ta có đồ thị cân bằng lực kéo. Hình 10.4:Đồ thị cân bằng lực kéo ở tay số thấp. Xét tay số cao: Bảng 10.9:Giá trị lực kéo ứng với vạn tốc từng tay số cao. Nk [W] 5011 11902 20201 29441 39150 48859 58099 66398 73289 78300 V1[Km/h] 1.0 2.1 3.1 4.2 5.2 6.2 7.3 8.3 9.4 10.4 V2[Km/h] 1.8 3.5 5.3 7.0 8.8 10.6 12.3 14.1 15.9 17.6 V3[Km/h] 3.1 6.2 9.3 12.4 15.5 18.6 21.7 24.8 27.9 31.0 V4[Km/h] 4.9 9.9 14.8 19.7 24.7 29.6 34.6 39.5 44.4 49.4 V5[Km/h] 7.6 15.2 22.9 30.5 38.1 45.7 53.3 60.9 68.6 76.2 Pk1 [N] 17349 20602 23313 25482 27109 28193 28735 28735 28193 27109 Pk2 [N] 10237 12156 13756 15035 15995 16635 16955 16955 16635 15995 Pk3 [N] 5817 6908 7817 8544 9089 9453 9635 9635 9453 9089 Pk4 [N] 3655 4340 4911 5368 5710 5939 6053 6053 5939 5710 Pk5 [N] 2369 2813 3183 3479 3701 3849 3923 3923 3849 3701 Bảng 10.10:Giá trị tổng lực cản lăn và cản không khí ứng với vận tốc ở tay số cao V [km/h] 1.04 9.39 17.73 26.08 34.43 42.78 51.12 59.47 67.82 76.17 V [m/s] 0.29 2.61 4.93 7.25 9.56 11.88 14.20 16.52 18.84 21.16 f 0.0180 0.0181 0.0183 0.0186 0.0191 0.0197 0.0204 0.0213 0.0223 0.0234 Pf+Pw[N] 1642 1673 1756 1889 2073 2308 2594 2931 3318 3756 Ta có đồ thị cân bằng lực kéo ở tay số cao: Hình 10.5:Đồ thị cân bằng lực kéo ở tay số cao. 10.2.4.Xây dựng đặc tính động lực học của ôtô: chỉ tiêu về sức kéo chưa đánh giá được chất lượng động lực của ôtô này so với ôtô khác có cùng lực kéo như nhau, nhưng ôtô nào có nhân tố cản không khí bé hơn, trọng lượng nhỏ hơn thì chất lượng động lực tốt hơn. Vì vậy để đánh giá được chất lượng động lực của ôtô này so với ôtô khác người ta đưa ra khái niệm hệ số nhân tố động lực D của ôtô. Nhân tố động lực của ôtô D có thể được biểu diễn bằng đồ thị. Đồ thị nhân tố động lực học D biểu thị mối quan hệ phụ thuộc giữa nhân tố động lực học và vận tốc chuyển động của ôtô D = f(V) khi ôtô có đầy tải và động cơ làm việc với chế độ toàn tải và được gọi là đồ thị nhân tố động lực học của ôtô. Ta có công thức tính hệ số nhân tố động lực học của ôtô như sau:[1] (10.13) Trong đó: D: hệ số nhân tố động lực học. Pk: lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe chủ động [N]. Pw: lực cản không khí [N]. G: trọng lượng toàn bộ của ôtô thiết kế [N]. Thay số vào (10.13), ta tính được giá trị D theo V khi ôtô chuyển động ở các tay số thấp và tay số cao của hộp số phụ và được trình bày trong bảng (10.11) và (10.12). Ta có bảng giá trị tính toán nhân tố động lực học ở tay số thấp Bảng 10.11:Giá trị nhân tố động lực học ở tay số thấp. V1[Km/h] 0.8 1.7 2.5 3.4 4.2 5.1 5.9 6.8 7.6 8.5 V2[Km/h] 1.4 2.9 4.3 5.7 7.2 8.6 10.1 11.5 12.9 14.4 V3[Km/h] 2.5 5.1 7.6 10.1 12.6 15.2 17.7 20.2 22.7 25.3 V4[Km/h] 4.0 8.0 12.1 16.1 20.1 24.1 28.2 32.2 36.2 40.2 V5[Km/h] 6.2 12.4 18.6 24.8 31.0 37.2 43.4 49.6 55.9 62.1 D1 0.2335 0.2773 0.3138 0.3429 0.3648 0.3794 0.3867 0.3866 0.3793 0.3647 D2 0.1378 0.1636 0.1851 0.2023 0.2151 0.2237 0.2279 0.2278 0.2234 0.2147 D3 0.0783 0.0929 0.1050 0.1147 0.1218 0.1265 0.1287 0.1284 0.1256 0.1204 D4 0.0491 0.0582 0.0657 0.0715 0.0756 0.0781 0.0790 0.0783 0.0759 0.0719 D5 0.0318 0.0374 0.0418 0.0449 0.0469 0.0475 0.0470 0.0452 0.0422 0.0380 Ta có đồ thị nhân tố động lực học ứng với tay số thấp. Hình 10.6:Đồ thị nhân tố động lực học ở tay số thấp. Xét ở tay số cao ta có. Bảng 10.12:Giá trị nhân tố động lực học ở tay số cao.. V1[Km/h] 1.0 2.1 3.1 4.2 5.2 6.2 7.3 8.3 9.4 10.4 V2[Km/h] 1.8 3.5 5.3 7.0 8.8 10.6 12.3 14.1 15.9 17.6 V3[Km/h] 3.1 6.2 9.3 12.4 15.5 18.6 21.7 24.8 27.9 31.0 V4[Km/h] 4.9 9.9 14.8 19.7 24.7 29.6 34.6 39.5 44.4 49.4 V5[Km/h] 7.6 15.2 22.9 30.5 38.1 45.7 53.3 60.9 68.6 76.2 D1 0.1903 0.2259 0.2556 0.2794 0.2972 0.3091 0.3150 0.3149 0.3089 0.2970 D2 0.1123 0.1333 0.1508 0.1647 0.1752 0.1821 0.1855 0.1853 0.1817 0.1745 D3 0.0638 0.0756 0.0855 0.0932 0.0989 0.1026 0.1042 0.1038 0.1013 0.0967 D4 0.0400 0.0473 0.0532 0.0577 0.0608 0.0624 0.0627 0.0616 0.0591 0.0551 D5 0.0258 0.0301 0.0333 0.0353 0.0361 0.0358 0.0343 0.0316 0.0278 0.0228 Ta có đồ thị nhân tố động lực học ưnsg với tay số cao. Hình 10.7:Đồ thị nhân tố động lực học ở tay số cao. 10.2.5.Xây dựng đồ thị gia tốc của ôtô: Gia tốc của ôtô có thể xác định nhờ đồ thị đặt tính động lực theo công thức sau: [1] [m/s2] (10.14) Trong đó: D: nhân tố động lực học của xe. y: hệ số cản tổng cộng của đường. g: gia tốc trọng trường, g = 9,81 [m/s2]. di: hệ số tính đến ảnh hưởng của các khối lượng chuyển động quay. hệ số di có thể được xác định theo công thức kinh nghiệm sau:[1] di = 1 + d1.ih2 + d2 (10.15) các hệ số d1 và d2 có giá trị gần đúng như sau: [1] d1 = d2 = 0,05 vậy: di = 1,05 + 0,05.ihi2 (10.16) Ở đây ta chỉ tính khi xe tăng tốc trên mặt đường nằm ngang, do vậy: Với f0 = 0,016. Thay số vào (10.14) và (10.15) ta tính được giá trị J theo V khi ôtô chuyển động ở các tay số thấp và tay số cao của hộp số phụ và được trình bày trong bảng (10.13) và (10.14). Ta có bảng giá trị gia tốc ở tay số thấp: Bảng 10.11:Giá trị gia tốc ở tay số thấp V1[Km/h] 0.8 1.7 2.5 3.4 4.2 5.1 5.9 6.8 7.6 8.5 V2[Km/h] 1.4 2.9 4.3 5.7 7.2 8.6 10.1 11.5 12.9 14.4 V3[Km/h] 2.5 5.1 7.6 10.1 12.6 15.2 17.7 20.2 22.7 25.3 V4[Km/h] 4.0 8.0 12.1 16.1 20.1 24.1 28.2 32.2 36.2 40.2 V5[Km/h] 6.2 12.4 18.6 24.8 31.0 37.2 43.4 49.6 55.9 62.1 J1 [m/s2] 0.403 0.485 0.553 0.607 0.648 0.674 0.687 0.686 0.671 0.642 J2 [m/s2] 0.468 0.569 0.652 0.719 0.768 0.800 0.814 0.812 0.792 0.755 J3 [m/s2] 0.389 0.483 0.560 0.621 0.665 0.693 0.704 0.698 0.676 0.637 J4 [m/s2] 0.247 0.319 0.377 0.421 0.452 0.468 0.472 0.461 0.437 0.399 J5 [m/s2] 0.120 0.168 0.205 0.231 0.245 0.247 0.238 0.218 0.186 0.143 Ta có dồ thị giá tốc ứng với tay số thấp. Hình 10.8:Đồ thị gia tốc ở tay số thấp. Xét ở tay số cao ta có bảng giá trị gia tốc ở tay số cao như sau. Bảng 10.12:Giá trị gia tốc ở tay số cao. V1[Km/h] 1.0 2.1 3.1 4.2 5.2 6.2 7.3 8.3 9.4 10.4 V2[Km/h] 1.8 3.5 5.3 7.0 8.8 10.6 12.3 14.1 15.9 17.6 V3[Km/h] 3.1 6.2 9.3 12.4 15.5 18.6 21.7 24.8 27.9 31.0 V4[Km/h] 4.9 9.9 14.8 19.7 24.7 29.6 34.6 39.5 44.4 49.4 V5[Km/h] 7.6 15.2 22.9 30.5 38.1 45.7 53.3 60.9 68.6 76.2 J1 [m/s2] 0.404 0.488 0.557 0.612 0.653 0.679 0.691 0.689 0.673 0.642 J2 [m/s2] 0.432 0.528 0.607 0.670 0.716 0.745 0.757 0.752 0.731 0.693 J3 [m/s2] 0.210 0.264 0.308 0.342 0.366 0.380 0.384 0.378 0.362 0.336 J4 [m/s2] 0.182 0.241 0.288 0.322 0.344 0.353 0.349 0.333 0.304 0.262 J5 [m/s2] 0.069 0.107 0.133 0.148 0.151 0.142 0.123 0.092 0.049 0.000 Ta có đồ thị gia tốc ứng với tay số cao. Hình 10.9:Đồ thị gia tốc ở tay số cao. Đối với một số ôtô nhất là với ôtô tải,ta biết rằng ở số truyền càng thấp (tỷ số truyền càng lớn) thì năng lượng tiêu hao dung để tăng tốc các khối lượng quay càng lớn,nghĩa là δi càng lớn,thì gia tốc Ji càng giảm đi rõ rết.Vì vậy ở đồ thị gia tốc của ôtô Chiến Thắng 48TL1,ta thấy đường cong J1 thấp hơn đường cong gia tốc J2. 11.tính bền khung xe sau cải tạo: Khi cải tạo ô tô theo thiết kế này: - Không đổi chiều dài cơ sở; không cải tạo phần khung xe. - Trọng lượng thùng hàng sau cải tạo thay đổi lớn do lắp cẩu - Trong lượng toàn bộ không thay đổi. Do tải trọng, trọng lượng toàn bộ tác dụng lên khung xe trước và sau cải tạo không thay đổi, tuy nhiên do đặt tải trọng cẩu lên khung, là tải trọng tập trung. Khi cải tạo, khung xe đã được ốp gia cường trong lần cải tạo trước tại vị trí lắp cẩu đoạn 1900 mm từ sát sau gối nhíp trước ra phía sau . Như vậy, trạng thái chịu tải của khung thay đổi cần thiết phải kiểm tra bền khung. Trạng thái nguy hiểm đối với khung xe là lúc nâng hàng với sức nâng cho phép lớn nhất Q= 2330 [kG]. Hệ thống treo của ô tô CHIẾN THẮNG gồm các nhíp đơn ở trước và trục sau. Như vậy, xem như mỗi dầm dọc khung xe có 4 điểm tựa: 4 điểm tương ứng với các đầu gối nhíp. Khi cẩu hàng, phải chống chân chống cẩu vững chắc để đảm bảo không lún bệ chân chống vì ảnh hưởng xấu đến khung xe. Các trạng thái có thể xảy ra nguy hiểm đối với khung xe: - Trạng thái 1: Ô tô chở đúng tải trọng Q = 3030 [KG] chuyển động trên đường. - Trạng thái 2: Ô tô đang cẩu hàng với tải trọng cẩu là Qc = 2330 [KG] Đối với kiểu khung ô tô như trên, tiết diện nguy hiểm nằm trong khoảng không gian giữa 2 trục bánh xe. Sự ảnh hưởng của trọng lượng các phần tử thuộc nhóm thứ nhất: cụm động cơ- hộp số, buồng lái, két nước, bình nhiên liệu, bình acquy đến ứng suất tại tiết diện nhuy hiểm rất nhỏ. Giá rị ứng suất tại tiết diệ nguy hiểm chủ yếu do các thành phần thuộc nhóm thứ hai: trọng lượng của bản thân khung, trọng lượng của thùng , trọng lượng hàng hóa , trọng lượng cẩu, trọng lượng của vật nâng gây ra. Trạng thái 1: Giả thiết: - Phân bố trọng lượng trên hai gối nhíp được quy về tâm trục. - Trọng lượng khung phân bố đều dọc theo khung. - Trọng lượng thùng và hàng hóa phân bố đều dọc theo chiều dài thùng. - Phân bố trọng lượng của cẩu: + Trọng lượng phần đế và thân cẩu: GC1 =450 [KG] + Trọng lượng phần cần cẩu: GC2 = 350 [KG] Với các giá trị ở trên, ta xác định được: - Giá trị lực phân bố do trọng lượng bản thân khung: q1 = Trong đó: Gk – Trọng lượng bản thân khung 1 dầm. Gk = 208 [KG] Lk – Chiều dài khung. Lk = 6,94 [m] Do đó: q1 = - Trọng lượng thùng do trọng lượng thùng và hàng hóa: q2 = Trong đó: Gt – Trọng lượng thùng. Gt =868,8 [KG] Q – Trọng lượng hàng hóa trên thùng.Q = 3030 [KG] Lt – Chiều dài khung mà thùng gối lên. Lt = 4,65 [m] Do đó: q2 = - Lực và mô men của phần thùng nhô ra khỏi khung xe ( trên chiều dài Ltn = 200 [mm] ) quy dẫn về mặt cắt tại mút đuôi khung: Q1 = q2 x Ltn = 4192,25 x 0,2 = 239 [KG] M1 = q2 x - Lực và tải trọng của phần cần cẩu quy dẫn về mặt cắt tại mép bệ cẩu Q2 và M2: Q2 = GCC = 350 [KG] M2 = GCC x LCC /2 = 350 x 3,068/2 = 536,9 [KGm] Như vậy ta có tải trọng tác dụng lên khung ( 2 dầm dọc) như sau: Hình 11.1: Sơ đồ lực tác dụng lên khung trạng thái toàn tải. Mô men uốn dầm dọc khung xe phát sinh tại gối nhíp sau có giá trị lớn nhất: Mumax = 511,8[KG.m] Mô men chống uốn của 1 dầm dọc khung xe tại tiết diên nguy hiểm nói trên: Dầm dọc khung ôtô có momen chống uốn tại tiết diện này được tính cho trường hợp chưa ốp gia cường như sau: W u = dh(h + 6b) /3 = 770 cm3 Với d = 1,5 cm, h = 22 cm, b = 8 cm. Giá trị ứng suất lớn nhất tại tiết diện nguy hiểm : σumax = Khung xe sau cải tạo đã được ốp gia cường lần cải tạo trước; Khi lắp cẩu thực hiện ốp thêm tại vị trí từ sau gối nhíp trước về phái sau một đoạn 1550mm- khu vực lắp cẩu tự hành. Đây cũng là vị trí có mô men uốn lớn nhất của khung khi xe đầy tải. Vậy ứng suất tại tiết diện (một dầm) kiểm tra có ốp gia cường sẽ là: su = Mumax/2*(2Wu) = 24,29/2 = 12,145 ( kG/cm2 ) Ứng suất uốn cho phép: [ s ] = dch / [ 1,5 (Kđ + 1) ] = 3600 / [1,5 (2,5 + 1)] = 685,71 ( kG/cm2 ) Trạng thái 2: Giả thiết: - Trọng lượng khung phân bố đều dọc theo khung. - Phân bố trọng lượng của cẩu: + Trọng lượng bệ cẩu: Gbc = 450 [KG] + Trọng lượng cần cẩu:Gcc = 300 [KG] Với các giả thiết trên ta xác định được: - Giá trị lực phân bố do trọng lượng bản thân khung: q1 = Trong đó: Gk – Trọng lượng bản thân 1 dầm khung. Gk = 208 [KG] Lk – Chiều dài khung. Lk = 6,94 [m] Do đó: q1 = - Giá trị phân bố do trọng lượng phân bố của thùng trên 1 dầm. q2 = - Lực và mô men của phần thùng nhô ra khỏi khung xe ( trên chiều dài Ltn = 240 [mm] ) quy dẫn về mặt cắt tại mút đuôi khung: Q1 = q2 x Ltn = 93,4 x 0,2= 18,86 [KG] M1 = q2 x - Lực và momen của phần cần cẩu quy dẫn về mặt cắt tại mép bệ chân cẩu: Q2 và M2. Vật nâng có trọng lượng 2330 [KG] và tầm với1,7[m], do vậy lực và momen của vật nâng quy dẫn về mạt cắt tại mép bệ chân cẩu Qc và Mc Q2 = Gcc = 350 [KG] M2 = Qc = 2330 [KG] Mc1 = Mc=1980,5+297,5=2278 [KG.m] Như vậy tải trọng tác dụng lên khung như sau: Hình 11.2: Biểu đồ momen của khung khi cẩu hàng. Như vậy momen uốn dầm dọc khung xe phát sinh tại vị trí đặt cẩu có giá trị lớn nhất: Mumax = 1,19x103 [KG.m] Momen chống uốn của 1 dầm dọc khung xe tại tiết diện nguy hiểm nói trên: Wux = 770 [cm3] Ứng suất nguy hiểm lớn nhất tại tiết diện nguy hiểm: σumax= Vậy ứng suất tại tiết diện (một dầm) kiểm tra có ốp gia cường sẽ là: su = Mumax/2*(2Wu) = 77,3/2 = 38,65 ( kG/cm2 ) Ứng suất uốn cho phép: [ s ] = dch / [ 1,5 (Kđ + 1) ] = 3600 / [1,5 (2,5 + 1)] = 685,71 ( kG/cm2 ) So sánh 2 trường hợp nói trên, ta thấy trong trường hợp 2 thì ứng suất trong khung xe lớn hơn và nguy hiểm hơn.Cả 2 trường hợp đều đảm bảo khung xe bền. Vậy dầm dọc của khung xe sau cải tạo, có ốp gia cường là thừa bền. 12.KẾT LUẬN: Đề tài “ Thiết kế cải tạo ôtô tải thường nhãn hiệu CHIẾN THẮNG-48TL1 thành ôtô tải có gắn cẩu ” thỏa mãn điều kiện và nhu cầu của chủ sở hữu,đảm bảo tính tương thích về mặt độ bền chung giữa cẩu và xe tải được lắp cẩu,nâng cao tính kinh tế trong đời sống. Thiết kể cải tạo ôtô tải thường nhãn hiệu CHIẾN THẮNG-48TL1 thành ôtô tải có gắn cẩu thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật, đảm bảo an toàn khi vận hành Ôtô sau khi cải tạo thỏa mãn các yêu cầu về động học, động học lực kéo Thỏa mãn thông tư 29/2012/TT-BGTVT ngày 31/7/2012 của Bộ trưởng Bộ Giao thông vận tải quy định về việc cải tạo phương tiện giao thông cơ giới đường bộ. Đảm bảo các tính năng kỹ thuật và hoạt động an toàn, ổn định trên các loại đương giao thông công cộng ở Việt Nam. Người điều khiển phương tiên cần tuân thủ các tính năng sử dụng như tải trọng cho phép chuyên chở, các góc giới hạn lật đổ khi ôtô lên dốc, xuống dốc và di chuyển trên nghiên ngang và đường vòng… TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyển Hữu Cẩn. “Lý thuyết ô tô máy kéo”.Nhà xuất bản khoa học và kỷ thuật năm; 2000. [2] Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên. “Thiết kế và tính toán ôtô máy kéo, tập 3”. Hà Nội: Nhà xuất bản Đại Học và Trung Học Chuyên Nghiệp; 1985. [3] Lê Viết Giảng, Phan Kỳ Phùng. “ Sức bền vật liệu 1”.Nhà xuất bản giáo dục năm; 1997. [4] Lê Viết Giảng, Phan Kỳ Phùng. “ Sức bền vật liệu 2”.Nhà xuất bản giáo dục năm; 1997. [5] Nguyễn Trọng Hiệp. “Chi tiết máy 1”. Hà Nội, Nhà xuất bản đại học và trung học chuyên nghiệp năm; 1969. [6] Thông tư 29/2012/TT-BGTVT ngày 31/7/2012 của Bộ trưởng Bộ Giao thông vận tải quy định về việc cải tạo phương tiện giao thông cơ giới đường bộ. [7] Thông tư số 42/2014/TT-BGTVT ngày 15/9/2014 của Bộ trưởng Bộ Giao thông vận tải Quy định về thùng xe của xe tự đổ, xe xi téc, xe tải tham gia giao thông đường bộ có hiệu lực từ ngày 01/11/2014.

markdown:
# Đồ án tốt nghiệp ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CẢI TẠO ÔTÔ TẢI NHÃN HIỆU CHIẾN THẮNG 48TL1 THÀNH ÔTÔ TẢI CÓ GẮN C
Thảo luận trong '
[Đồ án kỹ thuật ô tô](forum/do-an-ky-thuat-o-to.423/)' bắt đầu bởi [soibuon90](members/soibuon90.119025/), [17/11/15](threads/do-an-tot-nghiep-de-tai-thiet-ke-cai-tao-oto-tai-nhan-hieu-chien-thang-48tl1-thanh-oto-tai-co-gan-c.86017/).
Thảo luận trong '
[Đồ án kỹ thuật ô tô](forum/do-an-ky-thuat-o-to.423/)' bắt đầu bởi [soibuon90](members/soibuon90.119025/), [17/11/15](threads/do-an-tot-nghiep-de-tai-thiet-ke-cai-tao-oto-tai-nhan-hieu-chien-thang-48tl1-thanh-oto-tai-co-gan-c.86017/).

Vary: Accept-Encoding,User-Agent

Set-Cookie: xf_session=e79a618dab0198940912c772ad231f41; path=/; secure; httponly

Cache-control: private, max-age=0