MỤC LỤC
MỤC LỤC.. 1
LỜI NÓI ĐẦU.. 4
CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU CHUNG XE ZIL-130. 6
1.1. Giới thiệu chung về xe ZIL-130. 6
1.2. Phân tích kết cấu hệ thống phanh ZIL-130. 11
1.2.1. Máy nén khí 11
1.2.2. Bộ điều chỉnh áp suất 12
1.2.3. Tổng van phanh. 13
1.2.4. Van an toàn. 15
1.2.5. Bầu phanh. 15
1.2.6. Cơ cấu phanh. 16
CHƯƠNG 2: KIỂM NGHIỆM VÀ TÍNH BỀN HỆ THỐNG PHANH 19
2.1. Xác định mô men phanh tại các cơ cấu phanh. 20
2.2. Kiểm nghiệp cơ cấu phanh. 21
2.2.1. Tính góc xác định điểm đặt lực. 22
2.2.2. Tính bán kính điểm đặt lực phanh. 23
2.2.3. Bán kính r0 `23
2.3. Xác định lực cần thiết tác dụng lên phanh bằng phương pháp họa đồ 25
2.3.1. Họa đồ cơ cấu phanh trước. 25
2.3.2. Họa đồ phanh cơ cấu phanh sau. 26
2.4. Phanh êm dịu và ổn định của ôtô khi phanh (hiện tượng tự xiết) 28
2.5. Kiểm nghiệm các kích thước má phanh. 29
2.5.1. Công ma sát riêng L. 29
2.5.2. Áp suất trên bề mặt má phanh. 30
2.5.3. Tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh. 32
2.6. Tính bền một số chi tiết 33
2.6.1. Tính bền trốnh phanh. 33
2.6.2. Tính bền guốc phanh. 34
2.6.3. Tính bền đường ống dẫn động phanh. 44
2.6.4. Tính bền chốt phanh. 45
CHƯƠNG 3: ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẢI TIẾN 47
3.1. Đặt vấn đề. 47
3.2. Chọn phương án thiết kế. 48
3.3. Thiết kế tính toán dẫn động phanh. 51
3.3.1. Máy nén khí 51
3.3.2. Van phân phối khí 51
3.3.3. Van chia khí nén. 55
3.3.4. Van điều chỉnh áp suất 56
3.3.5. Van an toàn. 58
3.3.6. Bầu phanh. 59
3.3.7. Bình chứa khí nén. 62
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT VÀ HƯỚNG DẪN KHAI THÁC HỆ THỐNG PHANH ZIL-130. 63
4.1. Phân tích kết cấu. 63
4.2. Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết 64
4.2.1. Nguyên công 1: Tiện mặt đầu, khoan tâm.. 64
4.2.2. Nguyên công 2: Tiện thô các đoạn trục f 21 và f 10 66
4.2.3. Nguyên công 3: Tiện tinh các đoạn trục f 21 và f 10 67
4.2.4. Nguyên công 4: Tiện vát mép và cắt rãnh. 69
4.2.5. Nguyên công 5: Tiện định hình mặt cầu R = 5. 71
4.2.6. Nguyên công 6: Tiện trụ trong f 21. 72
4.2.7. Nguyên công 7: Kiểm tra. 73
4.3. Hướng dẫn khai thác sử dụng hệ thống phanh xe ZIL-130 73
4.3.1. Phanh tay. 73
4.3.2. Phanh chân. 74
4.3.3. Máy nén khí 75
4.3.4. Van điều chỉnh áp suất. 76
4.3.5. Van an toàn. 77
4.3.6 Van phân phối 77
4.3.7. Bầu phanh. 77
4.3.8. Hệ thống dẫn động phanh. 77
4.3.9. Bảo dưỡng hệ thống phanh. 79
4.3.10. Các hiện tượng hư hỏng của hệ thống phanh xe ZIL-130. 79
KẾT LUẬN CHUNG.. 82
TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 83
LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời đại khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển, các tiến bộ khoa học kỹ thuật đã được ngành công nghiệp ôtô áp dụng đưa vào trong các sản phẩm của mình nhằm đáp ứng cao nhất những yêu cầu, đòi hỏi chất lượng ngày càng cao của xã hội. Hiện nay nước ta mật độ ôtô trên đường ngày càng lớn và yêu cầu tốc độ chuyển động cho phép ngày càng cao. Trong khi đó hạ tầng giao thông của ta còn yếu kém không theo kịp sự bùng nổ của các phương tiện giao thông đường bộ. Điều này đặt ra vấn đề cấp thiết hàng đầu về việc quản lý, sử dụng xe và an toàn giao thông trên đường.
Theo số liệu thống kê sơ bộ của các nước, tai nạn giao thông do hệ thống phanh chiếm tỷ lệ lớn nhất so với các lỗi kỹ thuật, chiếm khoảng 52 -74%. Tai nạn giao thông không chỉ gây ra thiệt hại về người mà còn gây lãng phí lớn tài sản của Nhà nước và nhân dân. Ở nước ta bình quân mỗi năm có trên 20.000 vụ tai nạn giao thông làm chết hơn 10.000 người và hàng chục nghìn người bị thương. Bởi vậy các nhà thiết kế liên tục đẩy mạnh hoạt động nghiên cứu và phát triển để cải tiến, hoàn thiện hệ thống phanh. Tất cả đều hướng tới mục tiêu tăng hiệu quả phanh, tính ổn định hướng khi phanh, tăng độ tin cậy làm việc của hệ thống, đảm bảo an toàn chuyển động và tăng hiệu quả khai thác phương tiện.
Trong Quân đội đang sử dụng nhiều loại phương tiện vận tải có hệ thống phanh khí nén một dòng như: ZIL-130, ZIL-131... Đây là những dòng xe cũ được Liên Xô trang bị, mặt khác vì kinh phí có hạn nên việc thay mới hoàn toàn các trang bị trên là không thể. Trong Quân đội vẫn sử dụng nhiều xe ZIL-130 với hệ thống dẫn động điều khiển hệ thống phanh là loại một dòng, độ tin cậy thấp. Nghiên cứu, cải tiến hệ thống phanh khí nén cho xe ZIL-130 là cần thiết, nhằm giải quyết các vấn đề sau:
- Phân tích lựa chọn sơ đồ dẫn động phanh nhằm giảm nhẹ cường độ làm việc cho người lái và có độ tin cậy cao.
- Lựa chọn và thiết kế cơ cấu phanh, dẫn động phanh nhằm đạt mômen phanh và lực phanh yêu cầu, đảm bảo cho xe khi chuyển động cũng như khi dừng xe.
- Thiết kế các cụm chi tiết trong hệ thống dẫn động phanh phù hợp.
Vì vậy đồ án tốt nghiệp: “Cải tiến nâng cao chất lượng sử dụng hệ thống phanh ZIL-130” là cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn cao.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn TS………….. cùng các thầy giáo trong Bộ môn Ôtô quân sự - Khoa Động lực đã tận tình giúp đỡ trong quá trình thực hiện Đồ án tốt nghiệp. Mặc dù đã rất nỗ lực nhưng chắc chắn đồ án sẽ không thể tránh khỏi những thiếu sót do hạn chế về mặt kiến thức và thời gian. Vì vậy, em rất kính mong được sự chỉ bảo của các thầy giáo, sự góp ý của đồng chí đồng đội để đồ án được hoàn thiện hơn.
Hà nội, ngày … tháng … năm 20…
Học viên thực hiện
……………
CHƯƠNG 1
NGHIÊN CỨU CHUNG XE ZIL-130
1.1. Giới thiệu chung về xe ZIL-130
Xe ZIL-130 do nhà máy chế tạo ô tô mang tên “Li Kha Trốp” sản xuất năm 1964. Xe được đưa vào Việt Nam sử dụng trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong lĩnh vực quân sự. Đây là loại xe vận tải 2 cầu chủ động (6 x 6), có tính năng cơ động cao, hoạt động tốt trên tất cả các loại địa hình. Xe có thể hoạt động tốt trong điều kiện khí hậu khác nhau, cụ thể hoạt động hiệu quả trong môi trường có nhiệt độ xung quanh trong phạm vi từ -40oC đến +50oC.
Động cơ:
- Xe ZIL-130 động cơ xăng, 4 kỳ, 8 xilanh, bố trí hình chữ V, góc nhị diện bằng 90o, dung tích làm việc 6,0 lít, công suất lớn nhất 150 ml (tương đương 110,4 kW) ở số vòng quay 3200 v/ph, mômen xoắn lớn nhất 41 KGm (tương đương 402,21 Nm) ở số vòng quay 1800-2000 v/ph.
- Thứ tự làm việc của các xilanh là: 1-5-4-2-6-3-7-8.
Hệ thống lái:
- Dẫn động lái cơ khí, có trợ lực thủy lực, cơ cấu lái dạng vít-đai ốc-thanh răng cung răng.
Hệ thống phanh:
- Hệ thống phanh chính: Phanh dẫn động bằng khí nén, cơ cấu phanh kiểu tang trống với 2 guốc phanh được bố trí ở tất cả các bánh xe.
- Phanh tay: Tang trống, dẫn động cơ khí.
1.2. Phân tích kết cấu hệ thống phanh ZIL-130
1.2.1. Máy nén khí
Thân của máy nén khí 7, khối xilanh 9 và nắp máy 21 được đúc từ gang xám. Mỗi piston 16 có 3 xec măng: 2 xec măng khí 14 và xec măng dầu 11. Piston 16 được nối với thanh truyền bằng chốt 13. Chốt này được hạn chế dọc trục bằng nắp hãm 12. Thanh truyền 10 lắp ghép với trục khuỷu 53 nhờ bạc 52 và các nắp rời 50. Trên nắp máy, phía trên hai xilanh có hai van nén 18. Van nén tỳ vào đế 17 nhờ lực lò xo 19. Phía bên mỗi buồng nén có các van nạp 26 tỳ vào đế tựa 27 bằng lò xo 25. Cơ cấu giảm tải gồm đũa đẩy 28, đòn ngang 41 và các con trượt 42.
1.2.2. Bộ điều chỉnh áp suất
Bộ điều chỉnh áp suất đặt trên khối xilanh của máy nén khí là một phần tử thuộc khối điều khiển trong dẫn động phanh, có tác dụng tự động giữ áp suất khí nén trong hệ thống nằm trong giới hạn đồng thời giảm tải cho máy nén khí. Áp suất này đảm bảo cho dòng khí nén từ các bình chứa đến các bầu phanh với tốc độ không đổi và lưu lượng trong một giây lớn nhất, đảm bảo được thời gian chậm tác dụng của hệ thống phanh ngắn nhất.
1.2.3. Tổng van phanh
Khí nén sau khi được nạp đầy trong các bình chứa sẽ được điều khiển thời điểm và lưu lượng cung cấp vào hệ thống thông qua một thiết bị có tác dụng như một van khóa gọi là tổng van phanh.
1.2.5. Bầu phanh
Bầu phanh chính là khối chấp hành của dẫn động phanh khí nén. Hình 1.8 thể hiện cấu tạo chi tiết của bầu phanh loại màng
Nhiệm vụ của bầu phanh là tạo lực ép lên cần đẩy để quay được cam quay của cơ cấu phanh.
CHƯƠNG 2
KIỂM NGHIỆM VÀ TÍNH BỀN HỆ THỐNG PHANH
Hệ thống phanh trên xe ZIL-130 là hệ thống phanh khí nén một dòng, với điều kiện khí hậu Việt Nam nóng và ẩm cho nên độ tin cậy của hệ thống phanh xe ZIL-130 là không cao, bên cạnh đó trong thực tế sử dụng bộc lộ những nhược điểm cần khắc phục. Vì vậy việc thiết kế cải tiến hệ thống phanh trên xe ZIL-130 là cần thiết. Để việc thiết kế cải tiến hệ thống phanh được hoàn chỉnh thì trước hết ta phải tiến hành kiểm nghiệm hệ thống phanh để đảm bảo các thông số phải phù hợp cho việc thiết kế cải tiến.
KIỂM NGHIỆM CƠ CẤU PHANH
Kiểm nghiệm cơ cấu phanh guốc, ta thừa nhận một số giả thiết sau đây:
1. Áp suất tại thời điểm nào đó trên má phanh tỉ lệ thuận với biến dạng hướng kính của điểm đó khi phanh nghĩa là coi như má phanh tuân theo định luật Huc. Điều này thừa nhận trong phạm vi biến dạng.
2. Khi phanh trống phanh và guốc phanh không bị biến dạng mà chỉ có má phanh (tấm ma sát) bị biến dạng. Có lý do đó bởi vì má phanh làm bằng vật liệu có độ cứng nhỏ hơn guốc phanh và trống phanh, hơn nữa guốc phanh và trống phanh thường có gân tăng cứng.
3. Bề mặt làm việc của má phanh ép sát bề mặt của trống phanh 100%.
4. Quy luật phân bố áp suất trên má phanh theo quy luật hình sin.
Áp suất tại một điểm nào đó được xác định theo công thức:
q=qmax.sin
Trong đó: q: Áp suất tại điểm cần tính.
qmax: Áp suất cực đại trên má phanh.
2.1. Xác định mô men phanh tại các cơ cấu phanh
Mômen phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh phải đảm bảo giảm được tốc độ hoặc dừng hẳn ôtô với gia tốc chậm dần cực đại trong thời hạn cho phép.
Khi thiết kế cải tiến hệ thống phanh xe ZIL-130 vì là xe của liên xô cũ hệ thống phanh không có ABS, là loại xe vận tải có vận tốc trung bình do đó ta chọn hệ số bám của xe là =0,6.
Từ đó ta có Jmax = 9,8 g: Lấy g=10(m/s2) nên ta có Jmax=6 m/s2.
Thay các giá trị đã tính được vào công thức (2.1) và (2.2) ta được:
Mô men phanh ở một cơ cấu phanh cầu trước là: Mp’=6324 (Nm).
Mô men phanh ở một cơ cấu phanh cầu sau là: Mp’’=6226 (Nm).
2.2. Kiểm nghiệp cơ cấu phanh
Để kiểm nghiệm cơ cấu phanh trước tiên ta xác định các giá trị như góc xác định điểm đặt lực, bán kính của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh, bán kính r0.
2.3. Xác định lực cần thiết tác dụng lên phanh bằng phương pháp họa đồ
Khi tính toán cơ cấu phanh ta cần xác định lực P tác dụng lên guốc phanh. Khi đã chọn và tính toán được các thông số kết cấu () chúng ta tính được và bán kính nghĩa là xác định được hướng và điểm đặt lực hướng tâm N là thành phần lực của lực tổng hợp (gồm có N và lực tiếp tuyến T:R=N+T).
Như đã phân tích ở trên:
M’p = M’p1 + M’p2=(R’1+R’2).r’0
M”p = M”p1 + M”p2=(R”1+R’’2).r’0
Đường kính vòng tròn cơ sở của cam ép là:
d’0 = d’’0 =12 (mm).
Ta xác định các lực U; R; P bằng họa đồ lực.
2.3.1. Họa đồ cơ cấu phanh trước
Như đã phân tích ở trên ta có:
M’p = (R’1+R’2).r’0
Ta vẽ họa đồ lực phanh bằng cách vẽ đa giác lực cơ cấu phanh ta thấy mỗi guốc phanh có 3 lực tác dụng.
- Guốc trước: R’1,P’1,U’1.
- Guốc sau: R’2, P’2, U’2.
Vì biết trước được R’1, R’2 ta có tỉ lệ xích.
+ Lực do cam tác dụng lên guốc phanh:
P’1=12994,6 N.
P’2=30454,7 N.
Phản lực tại các chốt quay của guốc phanh:
U’1=33089 N.
U’2=16544 N.
2.3.2. Họa đồ phanh cơ cấu phanh sau
Tương tự như trên ta có: M”p=(R”1+R”2).r”0
Vẽ họa đồ lực ta được các giá trị cần tìm:
+ Lực do cam phanh tác dụng lên guốc phanh:
P”1=12010 N; P”2=30242 N
+ Phản lực tại các chốt quay của guốc phanh:
U”1=33089 N; U”2=16111 N
Kết luận: Lực phanh P tác dụng lên guốc phanh đảm bảo yêu cầu tổng momen sinh ra ở guốc phanh trước và guốc phanh sau bằng momen tính toán của mỗi cơ cấu phanh đặt ở bánh xe.
2.4. Phanh êm dịu và ổn định của ôtô khi phanh (hiện tượng tự xiết)
Phanh êm dịu và tính ổn định khi phanh phụ thuộc vào sự phân bố đều lực phanh ở bánh xe phải và trái khi các bánh xe không bị gài cứng, phụ thuộc vào sự ổn định của momen khi phanh Mp đối với cơ cấu phanh đã có, khi hệ số ma sát thay đổi trong giới hạn có thể .
2.5. Kiểm nghiệm các kích thước má phanh
Kích thước của má phanh guốc chọn trên cơ sở đảm bảo ma sát riêng, áp suất trên má phanh, tỷ số trọng lượng toàn bộ của má phanh và chế độ làm việc
Thay các giá trị tìm được vào (2.7) ta được:
Công trượt là:
L=3360 (KN.m/m2).
Vậy L< [L]. Thoả mãn điều kiện.
Thay số tìm được vào công thức (2.11) ta có:
p = 311277 N/m2 = 3,1127.104 Pa.
p3,11.104 Pa 
[2,5.104 
3,5.104] Pa.
Vậy điều kiện này cũng được thỏa mãn.
2.5.3. Tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh
Trong quá trình phanh, động năng của ôtô chuyển thành nhiệt năng ở trống phanh và một phần thoát ra ngoài môi trường không khí.
Sự tăng nhiệt độ của trống phanh khi phanh ở vận tốc max V1=30 km/h V1=8,3 m/s cho đến khi dừng hẳn V2=0 không vượt quá 150.
Thay số vào công thức (2.13) ta có:
t0=8,63 độ <150
Vậy sự tăng nhiệt độ của các chi tiết nằm trong giới hạn cho phép.
2.6.2 Tính bền guốc phanh
Theo kết quả tính toán ở trên ta thấy rằng guốc phanh trước của cơ cấu phanh sau chịu lực lớn nhất vì vậy ta tiến hành tính toán bền cho guốc phanh trước của cơ cấu phanh sau.
Nhận xét
Ta thấy:
Tại điểm1: Phân tố chịu ứng suất đơn (chịu nén).
Tại điểm 2: Phân tố chịu trạng thái ứng suất phẳng.
Tại điểm 3: Phân tố chịu ứng suất đơn (trạng thái chịu kéo).
Guốc phanh chế tạo bằng thép 40.
Như vậy với giá trị trên ta thấy guốc phanh đủ bền.
2.6.3. Tính bền đường ống dẫn động phanh
Đường ống dẫn động phanh có nhiệm vụ truyền được áp suất tại máy nén khí đến các bộ phận khác với áp suất 0,7(MPa). Vì vậy đường ống cần phải đảm bảo chịu được áp suất cao khi làm việc không bị biến dạng, dạn nứt, dò rỉ. Khi tính toán ta coi đường ống dẫn khí như loại vỏ mỏng bịt kín hai đầu và có chiều dài khá lớn.
Thay các giá trị p,R,S vào (2.23) thỏa mãn điều kiện cho phép
Do đó đường ống dẫn động phanh đủ bền.
KẾT LUẬN
Sau khi tiến hành kiểm nghiệm bền toàn bộ các bộ phận trong hệ thống phanh của xe ZIL-130, ta nhận thấy các chi tiết, bộ phận hiện có trên xe hoàn toàn đáp ứng và thoả mãn các điều kiện làm việc ban đầu của xe
Sau khi đã kiểm nghiệm xong cho hệ thống phanh ta thấy: Trên xe ZIL-130 hiện nay còn có hạn chế trong sử dụng ở Việt nam nên việc cải tiến hệ thống phanh cho xe là cần thiết nhằm nâng cao độ tin cậy khi sử dụng.
CHƯƠNG 3
ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẢI TIẾN
3.1. Đặt vấn đề
Xe ZIL-130 là loại xe nhập từ liên xô cũ. Đây là loại xe có tính năng việt dã và thông qua cao.
Tuy nhiên yếu tố kết cấu của hệ thống xe ZIL-130 vẫn bộc lộ những nhược điểm đó là:
- Khi một vị trí nào đó của hệ thống phanh có sự cố (hở đường khí) thì hiệu quả phanh sẽ kém hoặc mất tác dụng. Điều này rất nguy hiểm khi xe đang hoạt động trên địa hình đồi núi, lên dốc, xuống dốc, hoặc đang ở tốc độ cao.
- Do tính năng xe phải thường xuyên hoạt động ở địa hình phức tạp, xe phải lên xuống dốc liên tục, động cơ phải làm việc ở số vòng quay thấp, khí nén được cung cấp ít hơn.
- Phanh phải êm dịu trong bất kỳ trường hợp nào để đảm bảo sự ổn định của ôtô khi phanh.
- Điều khiển dễ và nhẹ nhàng, lực tác dụng lên bàn đạp không lớn.
- Truyền động phanh có độ nhạy cao.
Với xe ZIL-130 là loại xe có hệ thống phanh khí nén nên bản thân nó đã tồn tại cường hoá phanh, do đó ta thiết kế cải tiến dẫn động phanh từ một dòng sang hai dòng. Trong quá trình phanh xe, để đảm bảo cho lượng khí nén cung cấp đầy đủ ta thiết kế bố trí thêm các bình khí nén ở mỗi dòng.
3.2. Chọn phương án thiết kế
Để thực hiện việc cải tiến hệ thống phanh từ dẫn động một dòng sang dẫn động hai dòng. Ta cần sử dụng van chia khí nén từ máy nén khí ra hai dòng và một van phân phối dẫn động hai dòng. Do thời gian làm đồ án hạn chế, bên cạnh đó phanh rơ mooc được sử dụng nhiều ở xe trọng tải lớn như KAMAZ … nên nghiên cứu việc sử dụng phanh rơ mooc trên xe ZIL-130 đề nghị được nghiên cứu ở các đề tài sau.
Phương án 1:
Phương án này một dòng khí nén được dẫn đến hệ thống phanh bên phải và một dòng khí nén được dẫn động đến hệ thống phanh bên trái hai dòng này hoàn toàn độc lập với nhau do đó tăng được an toàn cho xe, nhưng khi phanh do kết cấu của van phân phối dẫn động hai dòng sẽ có một dòng tác dụng trước nên làm mất tính ổn định của xe khi phanh.
Phương án 2:
Phương án này một dòng được dẫn động phanh bánh trước và một dòng dẫn động phanh bánh sau độc lập với nhau nhờ có van chia khí nén 8 và van phân phối dẫn động hai dòng 6 làm cho hệ thống phanh an toàn hơn. Song do cấu tạo của van phân phối sẽ có một dòng tác dụng trước một chút nên ở đây ta chọn dòng dẫn động có tác dụng trước nên phanh bánh sau nhằm giữ ổn định cho xe khi phanh.
3.3. Thiết kế tính toán dẫn động phanh
3.3.1. Máy nén khí
Với số vòng quay của máy nén khí là 1250 v/phút. Năng suất của máy nén khí đặt trên ôtô hiện nay nằm trong khoảng 60 - 250 (l/phút). Vậy máy nén khí của ta đảm bảo cung cấp cho hệ thống phanh ôtô. Trong thực tế máy nén khí chỉ làm việc trong khoảng 10%-20% thời gian làm việc của ôtô, thời gian còn lại nên để máy chạy không tải để tăng tuổi thọ làm việc.
3.3.2. Van phân phối khí
Van phân phối có hai loại:
+ Loại màng.
+ Loại piston.
Trên xe ZIL-130 sử dụng loại van piston.
3.3.3. Van chia khí nén
Đảm bảo cấp khí nén cho hai hệ thống riêng biệt, đảm bảo cho dẫn động phanh của hệ thống phanh làm việc bình thường khi hệ thống kia gặp sự cố.
Sơ đồ và nguyên lý làm việc:
Khi hệ thống phanh làm việc tốt thì khí nén đi từ bình chứa khí nén đến cửa van III và vào khoang A. Do sự chênh áp khí nén ở khoang A, khoang B và khoang C nên các phớt 4,14 sẽ ép lò xo côn lại và mở van cho khí nén vào khoang B và khoang C. Khí nén từ khoang B và C sẽ đi qua cửa I và II. Như vậy khí nén được cấp đến cho cả hai dòng.
3.3.4. Van điều chỉnh áp suất
Van điều chỉnh áp suất để giữ cho áp suất trong hệ thống ở mức quy định.
Theo xe tham khảo là ZIL-130. Van điều chỉnh áp suất kiểu hòn bi.
3.3.6. Bầu phanh
Khí nén được cung cấp từ van phân phối dẫn động đến từng bầu phanh bánh trước và bầu phanh bánh sau. Dưới tác dụng của áp suất khí nén tác dung lên màng phanh 4 ở phía sau làm cho mang phanh dãn ra chạm vào tấm đỡ lò xo 3 ép lò xo 5 lại và làm cho thanh truyền 8 dịch chuyển theo sang bên phải tác dụng vào cam ở cơ cấu phanh làm phanh bánh xe. Khi không phanh áp suất giảm xuống màng phanh lại co lại nhờ vào lò xo hồi vị 5 đẩy thanh truyền 8 sang trái và thôi phanh.
Ở đây:
h: Khoảng cách giữa hai điểm đặt lực h = 0,02 m.
l: Khoảng cách từ thanh đẩy đến tâm cam. l = 0,1 m.
P’,P’’: Lực tác dụng lên cam: P’ = 15615 N ; P’’ = 35490 N.
Thay tất cả các thông số đã biết vào công thức [III. 4] ta được
Đường kính làm việc của bầu phanh: D = 0,1 m
Lò xo hồi vị chọn số vòng làm việc (Theo xe tham khảo ZIL-130) n = 7 vòng
Đường kính dây lò xo: d = 0,004 m.
Đường kính trung bình của vòng lò xo: D = 0,038 m.
Môđun đàn hồi của vật liệu G = 8.104 MPa.
Lò xo hồi vị chọn số vòng làm việc (Theo xe tham khảo) n = 7 vòng
Đường kính dây lò xo: d = 0,004 m.
Đường kính trung bình của vòng lò xo: D = 0,038 m.
Môđun đàn hồi của vật liệu G = 8.104 MPa.
3.3.7. Bình chứa khí nén
Bình chứa khí nén được chế tạo bằng cách hàn 15 thép lá bên ngoài và bên trong có sơn chống rỉ. Các bình chứa đựơc đặt ở vị trí thấp nhất của hệ thống phanh để có thể cho nước ngưng tụ lại, nhờ có van đặt ở dưới đáy bình mà nước có thể ngưng thoát ra ngoài. Trên xe thiết kế của ta hệ thống phanh chính có hai bình chứa, mỗi bình có thể tích là 35 lít. Dự chữ khí nén trong các bình đảm bảo phanh được 8 lần sau khi máy nén khí ngừng làm việc. Đối với hệ thống phanh tay do sử dụng ít hơn phanh chính lên chỉ cần dùng một bình chứa có dung tích 35 lít là đủ cung cấp cho hệ thống phanh.
CHƯƠNG 4
THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT VÀ HƯỚNG DẪN KHAI THÁC HỆ THỐNG PHANH ZIL-130
4.1. Phân tích kết cấu
Trong quá trình thiết kế chi tiết người ta cần chú trọng và quan tâm nghiên cứu thật kỹ đến yêu cầu và kết cấu hình dáng, kích thước và độ bền phù hợp với yêu cầu sản xuất. Đảm bảo tính công nghệ cao, phải thỏa mãn các quy trình công nghệ, chế tạo dễ dàng và tính công nghệ cao.
4.2. Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết
4.2.1. Nguyên công 1: Tiện mặt đầu, khoan tâm
Bước 1: Tiện mặt đầu
+ Định vị: Chi tiết được định vi trên mâm cặp ba chấu của máy tiện, với sơ đồ nguyên công 1.
+ Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng mâm cặp ba chấu
+ Chọn máy: Máy tiện mặt đầu 1k62, công suất P = 7,5 Kw.
+ Chọn dao: Dao tiện mặt đầu T15K6.
Bước 2: Khoan tâm
+ Định vị và kẹp chặt như cũ.
+ Chọn máy: 2H125
+ Chọn dao: Mũi khoan ruột gà bằng hợp kim cứng P18
+ Lượng dư gia công: zb=8 mm
4. 2.4. Nguyên công 4: Tiện vát mép và cắt rãnh
+ Định vị: Mũi tâm cố định khống chế 3 bậc tự do
Mũi tâm di động khống chế 2 bậc tự do
+ Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt
+ Chọn máy: Máy tiện 1K62, công suất 4,5kW
+ Chọn dao: Dao tiện T15K6
Bước 1 : Tiện rãnh
Chọn chế độ cắt như sau: Tính với dao đường kính lớn nhất
- Chiều sâu cắt: t = 2mm
- Lượng chạy dao: s = 0,08 mm/vòng
- Vận tốc cắt: v = 23 m/p
- Số vòng quay của trục chính là n=680 v/p
Bước 2 : Vát mép
Chọn chế độ cắt như sau:
- Chiều sâu cắt: t =1 x 450
- Lượng chạy dao: s = Tay
- Vận tốc cắt: v=23 m/p
- Số vòng quay của trục chính là n= 680 v/p
4.2.5. Nguyên công 5: Tiện định hình mặt cầu R = 5
+ Định vị: Mâm cặp 3 chấu tự định tâm khống chế 5 bậc tự do.
+ Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng mâm cặp 3 chấu.
+ Chọn máy: Máy tiện 1K62, công suất 7,5 Kw.
+ Chọn dao: Dao tiện T15K6.
+ Lượng dư gia công: zb=1,5 mm
Tra bảng ta có chế độ cắt sau:
- Chiều sâu cắt: t = 1,75 mm
- Lượng chạy dao: s = 0,4 (mm/vòng)
- Vận tốc cắt: vb = 125 (m/p)
4.3. Hướng dẫn khai thác sử dụng hệ thống phanh xe ZIL-130
4.3.1. Phanh tay
Thường xuyên kiểm tra, làm sạch, kiểm tra độ bắt chặt và kiểm tra điều chỉnh khe hở giữa má phanh và tang trống. Khi tăng độ mòn tấm ma sát thì sẽ làm tăng hành trình tự do. Hành trình tự do được quy về răng trên thanh hãm, theo quy định từ 2I6 răng.
4.3.2. Phanh chân
Thường xuyên kiểm tra khe hở giữa tang phanh và bề mặt tiếp xúc của má phanh. Trong quá trình sử dụng do má phanh bị mòn, nên khe hở lớn, như vậy ta phải điều chỉnh lại khe hở.
Điều chỉnh bộ phận: Điều chỉnh trong quá trình sử dụng khi không phải thay đổi vị trí guốc phanh, chỉ việc thay trục vít của thanh điều chỉnh, để đảm bảo hành trình trục bầu phanh nằm trong khoảng 15I25 mm.
Để điều chỉnh toàn bộ: Trong sử dụng khi phải thay đổi vị trí guốc phanh và khi tháo sửa chữa. Tiến hành theo các bước sau:
1. Nới lỏng đai ốc siết chặt guốc phanh và làm cam lệch tâm gần nhau sau khi đã xoay trục sao cho đầu của hai trục trùng nhau. Nới lỏng các đai ốc của các bu lông kẹp chặt giá cam quay.
2. Giảm áp suất của khí nén đi vào bầu phanh xuống còn 1I1,5 KG/cm2
Khi không có khí nén phải tháo chốt của bầu phanh và ấn lên đòn điều chỉnh theo hướng tác động của cần bầu phanh, khi phanh ép guốc phanh tỳ vào tang trống.
4.3.3. Máy nén khí
Cần phải kiểm tra siết chặt ốc bắt máy nén khí vào động cơ, bắt puli, độ căng dây đai, ốc, bắt chặt máy nén khí với tất cả các mối ghép khác.
Ốc mặt máy xiết đều theo hai lượt kết thúc lực siết vào khoảng 1,2I1,7 KG/m. Sau 80.000I100.000 km thì cần phải tháo đỉnh pít tông, các van, van trượt, đế van, van không khí để làm sạch cũng như kiểm tra độ kín khít các van, sự làm việc của bộ giảm tải.
4.3.6 Van phân phối
Thường xuyên kiểm tra độ kín khít, kiểm tra sự làm việc của van phân phối và sự làm sạch của chúng khỏi dầu mỡ. Cần phải làm sạch các chóp bảo vệ cao su và độ bắt chặt các nắp của van phân phối cũng như làm sạch bụi bẩn bám vào bề mặt làm việc của chúng để tránh dẫn đến hư hỏng các chi tiết, cần lọc sạch không khí đưa vào cũng như các tạp chất như hơi nước, dầu, mỡ đồng thời không cho dầu mỡ bám vào các chi tiết bằng cao su, nếu không sẽ bị hư hỏng.
4.3.8. Hệ thống dẫn động phanh
Trước khi cho xe đi hoạt động thì áp suất trong hệ thống không được nhỏ hơn 4,5 KG/cm2, trong thời gian xe hoạt động trong khoảng 6 I7 KG/ cm2.Tránh trường hợp sử dụng phanh quá nhiều để áp suất trong hệ thống xuống quá mức quy định. Cấm hiện tượng tắt động cơ khi xuống dốc dài.
Áp suất lớn hơn 7,7 KG/cm2 báo hiệu hỏng van điều áp hay hệ thống giảm tải, áp suất lớn hơn 10 KG/cm2 ngoài những dấu hiệu hỏng hóc trên còn báo hiệu hỏng van an toàn, trong trường hợp này phải nhanh chóng khắc phục.
Khi đạp phanh (trong trường hợp động cơ không làm việc) áp suất trong bình sẽ giảm xuống và áp suất trong buồng phanh (báo hiệu bằng đồng hồ) cần phải bằng áp suất trong bình hơi.
KẾT LUẬN CHUNG
Sau khi đã phân tích những ưu khuyết điểm của hệ thống phanh xe ZIL-130 và những yêu cầu mới nhằm nâng cao độ an toàn cho xe khi chuyển động. Em đã phân tích và đề ra các phương án cải tiến hệ thống phanh cho xe ZIL-130.
Nội dung thiết kế cụ thể bao gồm những phần sau:
- Nghiên cứu chung về xe ZIL-130
- Tính toán kiểm nghiệm và tính bền một số chi tiết của hệ thống phanh.
- Đặt vấn đề và lựa chọn phương án thiết kế.
- Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết và hướng dẫn khai thác hệ thống phanh ZIL-130
Trong phần tính toán thiết kế hệ thống phanh chính em đã dựa vào các tài liệu tham khảo và các thông số tham khảo ngoài thực tế để tính toán. Nhưng tính toán chỉ mang tính kiểm nghiệm các thông số kết cấu và hình học là chủ yếu.
Với các nội dung thiết kế trên thì hệ thống phanh của xe ZIL-130 đã có thể đáp ứng được các yêu cầu của hệ thống phanh và nâng cao tính an toàn cho xe khi chuyển động.
Bên cạnh những vấn đề đã đạt được, do thời gian có hạn đồ án của em còn có nhiều hạn chế và còn nhiều vấn đề chưa được đề cập đến trong đồ án này là:
- Kết cấu của các cụm đã tương đối nhỏ gọn, nhưng trong quá trình tính toán một số chi tiết còn thừa bền khá nhiều nên có thể điều chỉnh lại cho phù hợp hơn. Do thời gian có hạn nên vấn đề này em chưa điều chỉnh được.
- Để tăng tính hiệu quả cho hệ thống khi làm việc, tăng tính hiệu quả khi phanh ta cần thiết kế thêm các cụm như bộ điều hòa lực phanh và bộ chống hãm cứng khi phanh. Thiết kế thêm bộ tự điều chỉnh khe hở má phanh và trống phanh để tránh hiện tượng bó phanh …
Đồ án của em tuy đã hoàn thành nhưng còn rất nhiều thiếu sót em mong được sự chỉ bảo của các thầy giáo để em có thể rút kinh nghiệm và hiểu biết hơn nữa. Đồ án này em được thực hiện với sự giúp đỡ của các thầy giáo trong Bộ môn ÔTÔ và đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo: TS……..…….. đã tận tịnh hướng dẫn em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Em xin chân thành cảm ơn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Vũ Đức Lập. Hướng dẫn thiết kế môn học “Kết cấu tính toán ô tô quân sự”. HVKTQS - 1998
2. Vũ Đức Lập. Cấu tạo ôtô quân sự; tập 1,2. HVKTQS - 2000
3. Dương Đình Khuyển. Hướng dẫn thiết kế hệ thống phanh ôtô-máy kéo. ĐHBK - 1995
4. Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phan Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng. Lý thuyết ôtô-máy kéo. Nhà xuất bản KHKT - 2000
5. Nguyễn Hữu Cẩn, Trương Minh Chấp, Dương Đình Khuyển, Trần Khang. Giáo trình Tính Toán Thiết Kế Ôtô-Máy kéo. ĐHBK - 1978
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"