MỤC LỤC
DANH MỤC ẢNH.........................................................................................................................iii
DANH MỤC BẢNG.......................................................................................................................v
LỜI NÓI ĐẦU...............................................................................................................................vi
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ XE THÙNG KÍN.........................................................................1
1.1. Tổng quan về xe thùng kín..................................................................................................1
1.1.1. Giới thiệu về xe thùng kín...................................................................................................1
1.1.2. Cấu tạo và ứng dụng của xe thùng kín...............................................................................1
1.1.3. Phân loại xe thùng kín.........................................................................................................2
1.2. Lựa chọn phương án thiết kế.............................................................................................5
1.3. Giới thiệu xe sát xi cơ sở....................................................................................................5
CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TỔNG THỂ.......................................................................8
2.1. Tính toán sơ bộ ô tô thiết kế...............................................................................................8
2.1.1. Kiểm tra các kích thước ô tô thiết kế theo quy chuẩn và thông tư hiện hành.....................8
2.1.2. Xác định khối lượng các thành phần khối lượng trên ô tô..................................................8
2.1.3. Xác định vị trí đặt thùng......................................................................................................9
2.1.4. Xác định khối lượng phân bố lên các trục của ô tô...........................................................10
2.2. Tính toán xác định tọa độ trọng tâm ô tô.........................................................................12
2.2.1. Tọa độ trọng tâm ô tô theo chiều dọc................................................................................12
2.2.2. Tọa độ trọng tâm ô tô theo chiều cao................................................................................13
2.3. Tính toán động học quay vòng.........................................................................................15
2.4. Tính toán ổn định của ô tô.................................................................................................16
2.5. Tính toán động lực học kéo của ô tô................................................................................20
2.5.1. Xây dựng đường đặc tính ngoài động cơ..........................................................................21
2.5.2. Xác định nhân tố động lực học..........................................................................................22
2.5.3. Xác định gia tốc di chuyển của ô tô...................................................................................25
2.5.4. Xác định thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô......................................................26
CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THÙNG XE.....................................................................31
3.1. Tổng quan kết cấu thùng hàng.........................................................................................31
3.2. Tính bền mối ghép thùng hàng và xương xe..................................................................34
3.3. Tính toán kiểm tra bền dầm ngang...................................................................................35
3.4. Tính bền vách thùng tải.....................................................................................................38
3.4.1. Khi ô tô quay vòng............................................................................................................38
3.4.2. Khi ô tô phanh gấp............................................................................................................41
3.5. Quy trình chế tạo xe thùng kín HYUNDAI NEW MIGHTY N250SL.................................45
KẾT LUẬN..................................................................................................................................55
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................................56
LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của kinh tế thế giới, nền kinh tế Việt Nam cũng đang có những bước tiến vững chắc. Song song với đó, nhu cầu về chất lượng cuộc sống của người dân cũng không ngừng tăng cao, đòi hỏi những giải pháp tối ưu hơn trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là lĩnh vực vận chuyển hàng hóa. Để đáp ứng yêu cầu vận chuyển ngày càng đa dạng và khắt khe, phương tiện nâng chuyển hàng hóa phải đảm bảo tiêu chí nhanh chóng, khả năng tải lớn, an toàn, và tiết kiệm sức lao động cho con người.
Được giao đề tài “Thiết kế xe thùng kín dựa trên xe cơ sở HYUNDAI,” em nhận thấy đây là một chủ đề thiết thực và phù hợp với tình hình phát triển công nghiệp ô tô trong nước hiện nay. Xe tải HYUNDAI là phương tiện rất phổ biến tại Việt Nam nhờ tính năng bền bỉ và hiệu quả, đặc biệt là trên hệ thống giao thông hiện nay. Đề tài này tập trung vào việc cải tạo xe tải HYUNDAI N250SL nhằm tạo ra một loại ô tô phục vụ tốt hơn cho nhu cầu vận chuyển hàng hóa trong và ngoài nước.
Với sự hướng dẫn tận tình của thầy PGS.TS………..…….cùng với sự cố gắng của bản thân, em đã áp dụng kiến thức đã học, đồng thời học hỏi thêm từ thực tế để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Tuy nhiên, do kiến thức và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế, chắc chắn đồ án không thể tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý và chỉ bảo từ thầy cô và các bạn để có thể hoàn thiện hơn.
TP.HCM, ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
…………………
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ XE THÙNG KÍN
1.1. Tổng quan về xe thùng kín
1.1.1. Giới thiệu về xe thùng kín
Xe thùng kín, hay còn gọi là xe tải thùng kín, là loại xe tải được thiết kế với thùng hàng được che chắn hoàn toàn, không có cửa mở ra ngoài, nhằm bảo vệ hàng hóa bên trong khỏi tác động của thời tiết, bụi bẩn, và các yếu tố bên ngoài khác.
Thùng hàng hoàn toàn kín, có thể được làm từ nhiều loại vật liệu khác nhau như thép, nhôm hoặc composite. Có khả năng bảo vệ hàng hóa khỏi thời tiết (mưa, nắng, gió) và giảm thiểu rủi ro bị mất cắp. Một số xe thùng kín được trang bị hệ thống khóa an toàn, giúp bảo vệ hàng hóa bên trong. Có nhiều kích thước khác nhau, từ xe nhỏ đến xe lớn, phù hợp với nhiều loại hàng hóa và nhu cầu vận chuyển. Thích hợp cho việc vận chuyển hàng hóa có kích thước lớn hoặc cần bảo quản tốt.
1.1.2. Cấu tạo và ứng dụng của xe thùng kín
* Cấu tạo:
- Khung xe:
+ Là bộ phận chịu tải chính, thường được nhập khẩu nguyên chiếc từ nước ngoài ;
+ Cấu tạo: Khung gầm, cầu trước, cầu sau, hệ thống treo, hệ thống phanh, hệ thống lái,...;
- Thùng hàng :
+ Thiết kế hình chữ nhật kín, bao gồm 6 cạnh ;
+ Chất liệu: Inox, tôn, composite,…tùy theo nhu cầu sử dụng và khả năng tài chính của khách hàng;
+ Cửa: Phía sau và/hoặc bên hông xe, giúp việc bốc dỡ hàng hóa dễ dàng.
1.1.3. Phân loại xe thùng kín
* Theo chức năng:
- Xe tải thùng bảo ôn:
Là loại xe tải có thùng chứa được thiết kế đặc biệt với tính năng cách nhiệt và giữ nhiệt, giúp bảo vệ các loại hàng hóa dễ hư hỏng hoặc yêu cầu điều kiện nhiệt độ ổn định trong suốt quá trình vận chuyển. Thùng xe bảo ôn thường được làm từ vật liệu có khả năng cách nhiệt cao, giúp duy trì nhiệt độ bên trong thùng xe không bị thay đổi đáng kể dù điều kiện môi trường bên ngoài có thay đổi.
- Xe tải thùng lạnh:
Là loại xe tải chuyên dụng được trang bị hệ thống làm lạnh, có chức năng giữ nhiệt độ thấp và ổn định trong thùng xe, giúp bảo quản các loại hàng hóa yêu cầu nhiệt độ cực thấp trong suốt quá trình vận chuyển.
* Theo tải trọng:
- Xe tải thùng kín hạng nhẹ: Đây là các loại xe có trọng tải dưới 3.5 tấn. Thường được sử dụng cho các vận chuyển trong đô thị hoặc các khu vực có khoảng cách ngắn.
- Xe tải thùng kín hạng trung: Trọng tải của xe từ 3.5 tấn đến dưới 10 tấn. Xe này thường được sử dụng để vận chuyển hàng hóa trong các khu vực thành phố hoặc giữa các thành phố.
1.2. Lựa chọn phương án thiết kế
Việc phân tích, lựa chọn phương án thiết kế sẽ đưa ra các phương án có thể sử dụng để thiết kế xe tải cẩu, các phương án này đều có ưu, nhược điểm riêng. Tuy nhiên căn cứ vào ưu nhược điểm của các phương án mà ta có thể lựa chọn được một phương án thích hợp. Hiện nay, tại thị trường Việt Nam có 2 hình thức sản xuất, kinh doanh xe tải thùng kín:
- Xe tải có thùng kín được nhập khẩu trực tiếp từ nước ngoài (phổ biến hiện nay là các loại xe nhập từ Trung Quốc, Hàn Quốc và Nhật Bản). Có ưu điểm là máy móc hoạt động tốt, êm dịu, có thể di chuyển với tốc độ cao, các cơ cấu bền chắc chắn, tạo độ an toàn cao, có khả năng di chuyển được một khoảng đường dài. Nhược điểm của phương án này là giá thành cao hơn các phương án khác, khó khăn hơn trong quy trình mua, do xe sẽ được thiết kế lại nên có khả năng mất giá nhanh chóng.
1.3. Giới thiệu xe sát xi cơ sở
Xe N250SL là một mẫu xe tải nhẹ được sản xuất bởi Hyundai, thuộc dòng xe tải nhỏ, được thiết kế đặc biệt để vận chuyển hàng hóa trong các khu vực đô thị hoặc những tuyến đường nhỏ hẹp. Đây là một trong những mẫu xe phổ biến tại nhiều thị trường, bao gồm Việt Nam, nhờ vào sự kết hợp giữa hiệu suất vận hành mạnh mẽ, tính tiết kiệm nhiên liệu và thiết kế tiện lợi cho việc vận chuyển hàng hóa.
CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TỔNG THỂ
2.1. Tính toán sơ bộ ô tô thiết kế
2.1.1. Kiểm tra các kích thước ô tô thiết kế theo quy chuẩn và thông tư hiện hành
Dựa vào nội dung đánh giá theo QCVN 09:2015/BGTVT ta cần kiểm tra các kích thước của xe sau khi đã thiết kế dựa trên các tiêu chuẩn như bàng 2.1.
Nhận xét: Vậy các thông số về kích thước đều thỏa mãn QCVN 09:2015/BGTVT
2.1.2. Xác định khối lượng các thành phần khối lượng trên ô tô
Các thành phần khối lượng:
Khối lượng bản thân ô tô sát-xi tải Ga = 1875 (kg) ;
Khối lượng thùng lắp lên Gth = 910 (kg) ;
Khối lượng bản thân ô tô thiết kế G0 = 2785 (kg) ;
Khối lượng kíp lái 03 người Gkl = 195 (kg) ;
Khối lượng hàng chuyên chở cho phép lớn nhất: Ghh = 2015(kg) ;
Khối lượng toàn bộ của ô tô thiết kế : G = 4995 (kg) ;
2.1.3. Xác định vị trí đặt thùng
Ta có tải trọng phân bố lên các cầu phỉa nhỏ hơn tải trọng cho phép phân bố lên cầu. Do đó ta có biểu thức sau :
Z1 £ 2000 ; Z2 £ 3200
Lấy Z1 chia cho Z2 suy ra OS £ 490. Chọn OS=350(mm)
2.1.4. Xác định khối lượng phân bố lên các trục của ô tô
Để xác định sự phân bố khối lượng của ô tô lên các trục khi không tải và đầy tải, chúng ta cần phải biết các thành phần khối lượng của ô tô và tọa độ tác dụng của chúng. Dưới đây là sơ đồ phân bố các thành phần khối lượng của ô tô có ảnh hưởng đến khối lượng của ô tô thiết kế.
* Khối lượng phân bố lên cầu trước của ô tô thiết kế:
Khối lượng bản thân ô tô cơ sở phân bố lên cầu trước: ;Gexl = 1340 (kg)
Khối lượng kíp lái phân bố lên cầu trước: Gkd1 = 195 (kg)
Khối lượng toàn bộ ô tô phân bố lên cầu trước : G1 = 195 (kg)
* Khối lượng phân bố lên cầu sau của ô tô thiết kế:
Khối lượng bản thân ô tô cơ sở phân bố lên cầu sau: Gsx2 = 535 (kg)
Khối lượng hàng hóa phân bố lên cầu sau: Ghk2 = 813 (kg)
Khối lượng kíp lái phân bố lên cầu sau: Gkk2 = 1080 (kg)
Khối lượng kíp lái phân bố lên cầu sau: Gkl2 = 0 (kg)
Khối lượng toàn bộ ô tô thiết kế phân bố lên cầu sau: G2 = 3150 (kg)
Bảng phân bố khối lượng ô tô thiết kế như bàng 2.3.
2.2. Tính toán xác định tọa độ trọng tâm ô tô
Sự phân bố trọng lượng lên các trục của ô tô thiết kế khi không tải và khi có tải được xác định trên cơ sở giá trị các thành phần trọng lượng và vị trí tác dụng của chúng lên các trục của ô tô.
* Khi ô tô không tải :
Khoảng cách từ trọng tâm ô tô đến tâm cầu trước theo tài liệu [1] ( CT II-24, Tr 60) : a = 1602 (mm)
Khoảng cách từ từ trọng tâm ô tô đến tâm cầu sau : b = 1708 (mm)
* Khi ô tô đầy tải :
Khoảng cách từ trọng tâm ô tô đến cầu trước theo tài liệu [1] ( CT II-24, Tr 60) : a = 2087 (mm).
Khoảng cách từ từ trọng tâm ô tô đến tâm cầu sau : b = 1223 (mm)
2.2.2. Tọa độ trọng tâm ô tô theo chiều cao.
* Khi ô tô không tải :
Tọa độ trọng tâm ô tô không tải theo chiều cao được xác định dựa trên chiều cao khối tâm các thành phần khối lượng theo tài liệu [4].
Bảng tọa độ trọng tâm theo chiều cao khi không tải như bàng 2.5.
* Khi ô tô đầy tải :
Tọa độ trọng tâm ô tô khi đầy tải theo chiều cao được xác định dựa trên chiều cao khối tâm các thành phâng khối lượng theo tài liệu [4].
Bảng tọa độ trọng tâm theo chiều cao khi đầy tải như bàng 2.6.
2.3. Tính toán động học quay vòng
Lcs = 3,31 (m) - Chiều dài cơ sở của ô tô ;
α - Góc quay bánh xe dẫn hướng phía ngoài ;
β - Góc quay bánh xe dẫn hướng phía trong ;
H = 1,36 (m) - Khoảng cách giữa 2 tâm trụ quay đứng ;
Rmmin - Bán kính quay vòng nhỏ nhất tính đến trục qua tâm ô tô ;
Rmin - Bán kính quay vòng nhỏ nhất tính đến trọng tâm ô tô ;
Rqmin = 7,1 (m) - Bán kính quay vòng theo vết bánh xe trước phía ngoài ;
Góc quay bánh xe dẫn hướng phía ngoài của ô tô được tính bằng cách sử dụng hệ thức lượng trong tam giác: a = 28.050
Bảng kết quả tính toán động học quay vòng như bàng 2.7.
2.4. Tính toán ổn định của ô tô
* Tính ổn định dọc của ô tô:
- Khi xe lên dốc:
Trường hợp xe đứng trên dốc quay đầu lên khi góc α tăng dần cho tới lúc bánh xe trước nhấc khỏi mặt đường lúc đó hợp lực và xe sẽ bị lật quay quanh điểm O2 . Để xác định góc dốc giới hạn mà xe bị lật đổ khi đứng quay đầu lên dốc ta lập phương trình momen của tất cả các lực dối với điểm O2 rồi rút gọn với theo tài liệu [1] ( CT VII-2 Tr 205) ta có:
αL = arctan (b/hg)
Trong đó:
αL - Góc dốc giới hạn mà xe bị lật khi đứng quay đầu lên dốc ;
b - Khoảng cách từ trọng tâm ô tô đến trục sau xe ;
hg- Chiều cao trọng tâm ô tô ;
- Khi xe xuống dốc :
Tương tự khi ô tô quay đầu xuống dốc, thì xe có xu hướng lật quanh trục nằm trong mặt phẳng của đường và đi qua điểm tiếp xúc của hai bánh xe cầu trước với mặt đường (điểm O1) , khi góc α tăng dần đến góc (góc giới hạn mà xe bị lật khi đứng quay đầu xuống dốc) thì các bánh xe cầu sau nhấc khỏi mặt đường: , lấy mômen đối với điểm O1 và rút gọn thì ta được :tự theo tài liệu [1] ( CT VII-3, Tr 205) ta được :
αX = arctan (b/hg)
Trong đó:
αX- Góc dốc giới hạn mà xe bị lật đổ đứng khi xe quay đầu xuống dốc;
α - Khoảng cách từ trọng tâm ô tô đến trục trước ;
hg- Chiều cao trọng tâm ô tô ;
* Tính ổn định ngang :
Theo điều kiện ổn định về lật đỗ ngang thì ta xác định góc dốc giới hạn của mặt đường được xác định theo công thức tài liệu [1] ( CT VII-18, Tr205) ta có:
βX = arctan (Wt/2hg)
Trong đó :
β - Góc dốc giới hạn của ô tô và mặt đường ;
Wt - Khoảng cách giữa hai bánh xe sau ;
hg- Chiều cao trọng tâm của xe ;
Bảng giá trị ổn định của ô tô như bảng 2.8.
Nhận xét :Các giá trị giới hạn về ổn định của ô tô phù hợp với QCVN 09:2015/BGTVT và điều kiện đường xá thực tế, đảm bảo ô tô hoạt động ổn định trong các điều kiện chuyển động.
2.5. Tính toán động lực học kéo của ô tô
Sau khi tính toán thiết kế ta cần phải tính toán lại sức kéo của xe. Khi tính toán ta cần phải xây dựng các đồ thị sau : Đồ thị cân bằng công suất động cơ xe N = f(v), đồ thị cân bằng lực kéo P = f(v), đồ thị nhân tố động lực học D = f(v), đồ thị gia tốc j = f(v), .Dựa vào các đồ thị trên ta có thể xem xét đánh giá chất lượng động lực học của ô tô.
2.5.1. Xây dựng đường đặc tính ngoài động cơ
Công thức Laydecman theo tài liệu [1] ( CT I-2, Tr11) đối với động cơ Diesel để xác định đặc tính ngoài:
Từ đó ta tính được các hệ số a, b, c như sau : a = 0,,987 ; b = 0,267 ; c = 0,254
Từ các biểu thức trên ta lập được bảng đặc tính ngoài của động cơ như bàng 2.10.
Từ các số liệu trên ta vẽ được đường đặc tính ngoài của động cơ như hình 2.8.
2.5.2. Xác định nhân tố động lực học
Xác định lực kéo tiếp tuyến PK trên bánh xe chủ động theo tài liệu [1] ( CT I-10, Tr16):
Giá trị vận tốc ở các tay số của ô tô như bảng 2.11.
Từ các thông số trên ta vẽ được đồ thị nhân tố động lực học như hình 2.9.
Nhận xét : Thông qua đồ thị ta có thế xác định được vận tốc lớn nhất của ô tô trên loại đường có hệ số cản f đồ thị hàm số f cắt đường nhân tố động lực học D5 tại 1 điểm chiếu điểm đó xuống trục hoành ta sẽ xác định được vận tốc lớn nhất của ô tô.
2.5.3. Xác định gia tốc di chuyển của ô tô
Theo tài liệu [1] ( CT IV-23, Tr109) ta có công thức tính khả năng tăng tốc của ô tô như sau:
J = (D-f).g/δ (m/s2)
Trong đó:
g = 9,81 (m/s2 ) - Gia tốc trọng trường ;
δ - Hệ số ảnh hưởng của khối lượng quay δ = 1,05 -0,05 (m/s2) (Tài liệu [1] CT I-53, Tr34) ;
Các giá trị gia tốc di chuyển của ô tô như bảng 2.13.
Nhận xét: Từ đồ thị ta có thể nhận biết được vận tốc tối đa của động cơ, khả năng tăng tốc, giảm tốc của động cơ ở mỗi tay số.
2.5.4. Xác định thời gian và quãng đường tăng tốc của ô tô
Thời gian t (s) để ô tô tăng tốc từ V1 đến V2 được xác định theo công thức tài liệu [1] (CT IV-24, Tr114) :
Tích phân này không thể giải bằng phương pháp giải tích do không có quan hệ phụ thuốc chính xác giữa sự tăng tốc và vận tốc chuyển động. Do đó ra sử dụng phương pháp đồ thị để giải tích phân này.
Từ các thông số trên ta vẽ được đồ thị thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc như hình 2.11.
Nhận xét: Từ trên tính được thời gian tăng tốc của ô tô khi đầy tải từ 0 đến 200m bằng phương pháp nội suy tuyến tính là 21,43 giây theo yêu cầu của QCVN 09:2015/BGTVT: t £ 20 + 0,4G = 21,998 (s)
Vậy thời gian tăng tốc của động cơ thỏa mãn yêu cầu của QCVN 09:2015/BGTVT
Bảng kết quả tính toán động lực kéo của ô tô như hình 2.16.
CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THÙNG XE
3.1. Tổng quan kết cấu thùng hàng
a. Sàn thùng :
Đà dọc từ thép CT3 U80x38x3, đà ngang từ thép CT3 U80x38x3. Đà dọc và đà ngang được liên kết với nhau bằng phương pháp hàn, đà dọc được hàn âm vào đà ngang nhằm tiết kiệm vật liệu đồng thời cũng giúp giảm chiều cao trọng tâm xe giúp cải thiện khả năng điều khiển xe và tăng độ ổn định khi di chuyển. Phía trong thùng được thiết kế rãnh thoát nước để hạn chế việc đọng nước gây rỉ sét. Mặt sàn từ thép CT3 có chấn sóng dày 2mm.
b. Vách hông trái :
Vách hông trái cấu tạo từ xương đứng và xương ngang được làm từ vật liệu thép CT3 []40x40x2,5mm, được liên kết với nhau bằng phương pháp hàn. Phía trong được bọc tole phẳng dày 0,5mm, phía ngoài bọc tole chấn sóng dày 0,5mm. Giữa các lốp tole được lót xốp nhằm mục đích cách nhiệt.
d. Vách trước :
Xương đứng và xương ngang được cấu tạo từ thép CT3 []40x40x2,5mm. Phía trong bọc tole phẳng dày 0,5mm, phía ngoài bọc tole chấn sóng dày 0,5mm. Giữa các lớp tole được trang bị sốp cách nhiệt.
f. Vách sau :
Bao gồm khung xương và 02 cánh cửa mở bẳng bản lề với cơ cấu khóa kiểu container. Khung xương cửa sau dày 2mm dập hình. Khung xương cánh cửa sau thép CT3 []40x20x1mm. Mặt trong, ngoài cánh cửa sau được bọc tole dày 0,5mm.
Toàn bộ thùng liên kết với sát xi ô tô 16 bu lông M14x1,5mm thông qua 08 bát liên kết và 04 bát chống xô.
Ngoài ra, ô tô còn được bố trí các trang thiết bị khác như: vè chắn bùn, rào cản hông, cản sau để tăng tính thẩm mỹ và an toàn.
3.2. Tính bền mối ghép thùng hàng và xương xe
Cụm thùng hàng được liên kết chắc chắn trên khung ô tô bằng 16 bu lông M14x1,5 thông qua 08 bát liên kết và 04 bát chống xô.
Khi chuyển động các bu lông liên lết chịu tác dụng của hai loại lực là lực quán tính khi phanh và lực ly tâm khi xe quay vòng. Trong quá trình chuyển động, hai loại lực này không đồng thời xuất hiện nên chỉ cần lấy giá trị lớn nhất của một trong hai để tính.
Khối lượng tính toán là : G = 2925 (kg)
Khi ô tô quay vòng lực quán tính li tâm theo tài liệu [1] Tr229 là : Plt = 1667 (kg)
Lực ma sát sinh ra do tác dụng của lực ép bu lông và khối lượng tính toán theo tài liệu [4]: Pnn = 4957,5 (kG)
Điều kiện để thùng không bị trượt tương đối với khung ô tô: Max (Plt ; Pmax) £ Pms = 495,5 (kG)
Kết luận : Liên kết thùng hàng và khung xe đủ bền.
3.3. Tính toán kiểm tra bền dầm ngang
Khối lượng toàn bộ khung xương vách tác dụng lên dầm ngang tại điểm đầu dầm ngang. Tự trọng mặt sàn thùng và tải trọng ô tô trải đều trên sàn.
Giả thuyết các dầm ngang mặt sàn có tiết diện không thay đổi và số lượng dầm ngang chịu lực là 11 dầm. Khi đó các dầm ngang sàn thùng chiu tác dụng của các tải trọng tập trung tại 2 đầu dầm và tải trọng phân bố đều trên bề toàn bộ bề mặt sàn thùng do tác dụng tải trọng của hàng hóa các lực trên được tính như sau:
Tải trọng phân bố đều trên chiều dài dầm ngang p ( N/mm) theo tài liệu [3] :
P = (Ghk + Gd+s).g/n.Ln
Các dầm ngang bằng thép CT3 U80x38x3 có cá thông số hình học đặc trưng như 3.7.
- Diện tích tiết diện : A = 4,5 cm2
- Momen quán tính : Jx = 43,94 cm4
- Momen chống uốn : Wx = 10,99 cm3
Tọa độ các nút : 1(0;0); 2(0;565); 3(0;1315); 4(0;1880). Trong đó tọa độ điểm 1 và 4 đại diện cho chiều dài của dầm ngang, tọa độ điểm 2 và 3 là khoảng cách giữa 2 dầm dọc đến các đầu dầm ngang. Do khi lắp ráp giữa dầm dọc và thanh sát xi xe cơ sở được đặt 1 dãy cao su do đó khi xe hoạt động thùng xe có dao động nhẹ do đó ta sử dụng gối di động để đại diện cho 2 dầm dọc.
Tiếp theo ta chọn vật liệu cho dầm là thép và tiến hành nhập kích thước của đà ngang theo bản vẽ U80x38x3
Sau đó ta tiến hành đặt lực tập trung tại 2 đầu dầm và lực phân bố đều lên dầm để tính toán.
Sau khi tính toán ta có các đồ thị như sau:
* Biểu đồ chuyển vị của dầm:
Chuyển vị lớn nhất của dầm yumax=6,06(mm)
* Biểu đồ momen uốn của dầm:
Momen uốn lớn nhất của dầm : Mumax= 223,2 (Nm)
3.4. Tính bền vách thùng tải
3.4.1. Khi ô tô quay vòng
Nhận xét: Vách hông trái (không có cửa hông) số lượng xương nhiều hơn vách hông phải ( có cửa hông). Do đó trong quá trình tính toán sẽ chọn vách bên phỉa ( có cửa hông ) để tính bền. Nếu kết quả tính toán vách bên phải (có cửa hông) đủ bền thì cả 2 vách đảm bảo điều kiện bền.
Bảng thông số tính bền vách thùng tải khi quay vòng như bàng 3.4.
Lực quán tính ly tâm do khối lượng vách hông thùng hàng và hàng hóa sinh ra hàng khi ô tô quay vòng với bán kính quay vòng nhỏ nhất theo tài liệu [1] Tr 229 :
Plk = (Gvk + Gkk).v2gh/g.Rn
Lực ma sát giữa khối lượng hàng hóa chuyên chở và sàn thùng hàng khi ô tô quay vòng với bán kính quay vòng nhỏ nhất theo tài liệu [3] :
Pms = Gkkfng.g
Chiều dài chịu lực tính toán vách hông phải:
L = 2870x4 + 1000 + 650x4 +1680x8 = 28520 (mm)
Lực phân bố đều lên chiều dài chịu lực tính toán vách hông phải theo tài liệu [3] Tr 25
q2 = P/L
Tiết diện chịu lực :
Vách hông thùng được chế tạo bằng vật liệu thép CT3 gồm thép hộp []40x40x2,5 và []80x40x1,2mm.
Ứng suất cho phép được tính : [s] = 105 (MPa)
Sử dụng phần mềm RDM để tính toán bền vách hông khi ô tô quay vòng ta có kết quả tính như sau :
* Sơ đồ lực tác dụng:
Sơ đồ lực tác dụng lên vách thùng khi quay vòng như hình 2.12.
* Biểu đồ momen uốn:
Momen uốn lớn nhất trên đồ thị: Mumax= 313,655 (Nm)
* Biểu đồ ứng suất:
Biểu đồ ứng suất uốn khi quay vòng như hình 3.14.
Từ kết quả tính toán trên ta thấy : smax = 81,14 (MPa) < [s] = 105 (MPa)
Vậy khung xương thùng tải đủ bền.
3.4.2. Khi ô tô phanh gấp
Bảng thông số tính bền vách trước khi phanh gấp như bảng 3.6.
Khi ô tô phanh gấp thì vách thùng hàng chịu lực tác dụng của 2 lực quán tính do khối lượng cửa thùng hàng tính từ sàn thùng lên nóc và khối lượng hàng hóa gây ra:
Lực quán tính do khối lượng khung vách thùng gây ra khi phanh với gia tốc phanh cực đại theo tài liệu [1] ( CT IX-3 Tr 274) :
Ppl = Gvtk.Jpmax
Tổng lực tác dụng lên vách trước:
Pp = Pp1 +Pp2
Lực phân bố đều lên chiều dài tính toán vách trước theo tài liệu [3]:
P = Pp/Hn.Rm
Tiết diện chịu lực :
Vách thùng trước được chế tạo bằng CT3 []40x40x2,5.
Ứng suất cho phép của vật liệu: [s] = 105 (MPa)
Sử dụng phần mềm RDM để tính bền ô tô khi phanh gấp ta có kết quả tính toán như sau:
* Sơ đồ lực tác dụng:
Sơ đồ tác dụng lực khi phanh gấp như hình 3.15.
* Biểu đồ momen uốn :
Momen uốn lớn nhất khi phanh gấp: Mumax = 176,89 (Nm)
* Biểu đồ ứng suất:
Biểu đồ ứng suất uốn khi phanh gấp như hình 3.17.
Từ kết quả tính toán ta thấy ứng suất uốn lớn nhất của khung là : smax = 103,93 (MPa) < [s] = 105 (MPa)
Vậy khung xương ô tô tải đủ bền.
3.5. Quy trình chế tạo xe thùng kín HYUNDAI NEW MIGHTY N250SL
Quy trình chế tạo xe thùng kín như bảng 3.8.
A. TIẾP NHẬN ĐƠN HÀNG
B. LẬP LỆNH SẢN XUẤT.
C. VẼ BẢN VẼ SẢN XUẤT
D. CHUẨN BỊ VẬT TƯ CẦN THIẾT
E. GIA CÔNG CHẾ TẠO CÁC CỤM CHI TIẾT
KẾT LUẬN
Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp, em đã nghiên cứu các tài liệu chuyên ngành, quy chuẩn của Bộ GTVT, lý thuyết ô tô, phần mềm RDM và sức bền vật liệu để hoàn thành thiết kế xe thùng kín theo yêu cầu dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. ……………... trong quá trình làm đề tài Tốt nghiệp này.
Đồ án đã trình bày chi tiết và rõ ràng các nội dung theo đề cương đã được duyệt, với các công thức, số liệu được kiểm chứng và dẫn nguồn đầy đủ. Nội dung luận văn khái quát các định nghĩa cơ bản, quy chuẩn cần thiết mà một kỹ sư thiết kế xe thùng kín phải nắm vững, các bước tính toán, kiểm tra đặc tính động lực học của xe, đồng thời cung cấp kiến thức về các loại vật liệu, chi tiết thùng kín, cũng như quy trình lắp đặt thùng kín lên xe cơ sở.
Tuy nhiên, với kinh nghiệm thiết kế còn hạn chế, em chưa thể tối ưu hóa vật liệu để giảm chi phí sản xuất một cách hiệu quả. Bên cạnh đó, một vấn đề khác là em chưa thể đưa ra so sánh chi tiết về hiệu quả kinh tế và thời gian sử dụng của các loại xe cơ sở khác nhau, dù chúng có tải trọng tương đương. Đây là một yếu tố quan trọng để lựa chọn xe cơ sở phù hợp, nhưng chưa được giải quyết trong đề tài.
Mặc dù đồ án đã hoàn thành một số phần quan trọng, nhưng vẫn còn nhiều vấn đề chưa được giải quyết hoàn toàn. Em rất mong nhận được sự phản biện và góp ý từ các thầy cô để có thể hoàn thiện hơn nữa nội dung và chất lượng của đề tài.
Em xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng, (2005), Sách lý thuyết ô tô máy kéo, Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật Hà Nội.
[2]. PGS.TS.Cao Trọng Hiền, TS. Đào Mạnh Hùng (2010), Sách lí thuyết ô tô, Nhà xuất bản Giao Thông Vận Tải Hà Nội.
[3].Bài giảng Cơ lí thuyết Bộ môn Cơ lí thuyết Trường Đại học Giao Thông Vận Tải.
[4]. Hồ sơ thiết kế xe thùng kín Cty TMDV Ô Tô Chuyên Dùng Bình Dương đã được thấm định tại trung tâm đăng kiểm ngày 16/12/2021.
[5]. GS.TS.Trần Văn Địch, Ngô Trí Phúc, Sổ tay thép thới giới Sổ tay thép thế giới, Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật.
[6].Bộ Giao Thông Vận Tải: Thông tư 30/2011/TT - BGTVT, Thông tư 54/2014/TT-BGTVT, Thông tư số 46/2015/TT-BGTVT, Thông tư 42/2014/TT-BGTVT
[7]. Bộ Giao Thông Vận Tải: Quy chuẩn Việt Nam QCVN09:2015/BGTVT.
[8]. Bảng thông tin xe cơ giới HYUNDAI MIGHTY N250SL.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"