MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU................................................................................................................ 1
Chương 1: Tổng quan về cầu nâng hạ trên ôtô....................................................... 2
I. Giới thiệu về cầu nâng hạ.......................................................................................... 2
1.1. Cơ sở thiết kế cầu nâng hạ cho xe tải nhiều cầu......................................... 2
1.2. Cầu nâng hạ...................................................................................................... 3
1.3. Mục đích công dụng và yêu cầu của cầu nâng hạ...................................... 3
1.4. Phân loại........................................................................................................... 5
1.5. Một số cầu nâng sử dụng trên xe vận tải..................................................... 6
II. Phân tích phương án lựa chọn thiết kế.................................................................... 7
2.1. Các phương án lựa chọn thiết kế................................................................... 7
2.2. Phân tích chọn các phần tử trong cơ cấu................................................... 11
Chương 2: Tính toán thiết kế cơ cấu cầu nâng hạ................................................ 13
I. Thông số xe tham khảo : Huyndai Trago 25 tấn Cargo....................................... 13
II. Xác định động học cơ cấu nâng hạ cầu................................................................ 15
2.1. Vị trí cầu được hạ xuống.............................................................................. 15
2.2. Vị trí cầu được nâng lên................................................................................ 16
2.3. Xác định vị trí , quỹ đạo và độ dịch chuyển của cơ cấu.......................... 17
III. Cơ sở lý thuyết treo khí nén................................................................................. 21
3.1. Cơ sở lý thuyết của bộ phận đàn hồi.......................................................... 21
3.2. Một số dạng buồng khí nén tiêu chuẩn..................................................... 32
IV. Tính toán thiết kế cơ cấu nâng hạ..................................................................... 33
4.1. Tính chọn ballon khí nâng cầu.................................................................... 33
4.2. Tính chọn ballon khí hạ cầu....................................................................... 35
4.3. Tính toán giảm chấn ..................................................................................... 39
V. Tính chọn cơ cấu tự lái ......................................................................................... 52
5.1. Cơ cấu hồi vị bánh xe sử dụng khoản caster............................................. 53
4.5. Cơ cấu hồi vị bánh xe sử dụng phần tử đàn hồi ....................................... 54
VI. Kiểm nghiệm bền chi tiết đòn và chốt quay .................................................... 56
6.1. Kiểm nghiệm chi tiết đòn kéo dọc và đòn nâng ....................................... 56
6.2. Kiểm nghiệm độ bền của chốt quay ........................................................... 60
VII. Hệ thống điều khiển nâng hạ cầu ...................................................................... 62
7.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động.................................................................. 62
7.2. Bộ phận điều khiển nâng hạ......................................................................... 63
7.3. Tính chọn một số chi tiết của bộ điều khiển............................................. 69
Chương 3: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết cơ bản.................... 75
3.1. Mục đích yêu cầu của piston....................................................................... 75
3.2. Vật liệu làm piston........................................................................................ 75
3.3. Những yêu cầu kỹ thuật cơ bản gia công piston....................................... 75
3.4.Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết................................... 76
3.5. Quy trình công nghệ khi gia công piston................................................... 76
3.6. Xác định lượng dư và chế độ cắt cho các nguyên công........................... 77
MỤC LỤC.................................................................................................................. 100
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................102
LỜI NÓI ĐẦU
Ngành giao thông vận tải đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, là nhu cầu cấp thiết cho sự phát triển. So với các phương tiện vận tải khác thì ôtô có những ưu điểm như tính năng cơ động cao, giá thành vận chuyển phù hợp. Do đó, vận tải bằng ôtô chiếm 80% tỷ trọng của ngành vận tải. Và trong sự phát triển của nền công nghiệp, nhu cầu vận chuyển hàng hóa phải được chuyên môn hoá và được vận chuyển với số lượng nhiều lên .Để đáp ứng nhu cầu vận chuyển này, con người đã sử dụng đến xe tải nhiều cầu, từ xe 2 cầu, 3 cầu đến xe có 5 cầu 6 cầu và cả xe kéo móc. Với xe nhiều cầu con người có thể vận chuyển hàng hoá nhiều hơn trước, tải trọng được phân bố ra các cầu được giảm đi so với các xe ít cầu hơn, đáp ứng được yêu cầu giảm tải trọng của bánh xe lên mặt đường, làm giảm hiện tượng xe đi phá đường. Song nhược điểm của loại xe nhiều cầu này là kết cấu phức tạp và đặc biêt là khả năng quay vòng của xe gặp khó khăn (do bán kính quay vòng lớn).
Chính vì thế mà từ yêu cầu vận chuyển hàng hoá được nhiều và cải thiện khả năng quay vòng của xe thì trên xe tải nhiều cầu có sử dụng cơ cấu cầu nâng hạ với mục đích giảm công suất tiêu hao của động cơ do lực cản lăn, phân tải ra các cầu giảm tải trọng của bánh xe tác dụng nên nền đường và cải thiện khả năng quay vòng của ôtô. Từ đó em được giao nhiệm vụ thiết kế cơ cấu cầu nâng hạ cho xe tải nhiều cầu với công thức bánh xe 10x4.
Trong quá trình làm đồ án được sự tận tình giúp đỡ của thầy giáo hướng dẫn: PGS.TS…………. và các thầy cô khác trong bộ môn ôtô nhưng do trình độ còn hạn chế, kinh nghiệm thiết kế chưa có nên đồ án của em còn có khiếm khuyết. Em mong các thầy thông cảm và đóng góp ý kiến để em có thể làm tốt hơn trong tương lai.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà nội, ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
……………
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CẦU NÂNG HẠ TRÊN ÔTÔ
I. GIỚI THIỆU VỀ CẦU NÂNG HẠ
1.1. Cơ sở thiết kế cầu nâng hạ cho xe tải
Cơ sở thiết kế cầu nâng hạ cho xe tải xuất phát từ yêu cầu đỡ tải khi toàn tải giảm áp lực của bánh xe lên nền đường, và đồng thời giảm hiện tượng mất công suất khi xe không tải hoặc non tải (do cầu xe được nâng nên).
Giả sử nếu: khi xe chưa đủ tải tất cả các bánh xe đều tiếp xúc với mặt đường .Lúc này tại các bánh xe xuất hiện lực cản lăn Ff. Lực cản này sẽ làm tiêu hao công suất của xe.
Hệ số cản lăn : f= 0,015
Vận tốc : V= 72km/h ( =20 m/s):
Với xe tải thiết kế tải trọng tác dụng lên cầu được nâng là G=83385(N)
Như vậy nếu trong điều kiện xe không đủ tải thì nếu cầu xe được nâng lên ta sẽ tiết kiệm được công suất của động cơ.
Không những thế ta có hệ số cản lăn phụ thuộc vào biến dạng của lốp và tình trạng mặt đường, nếu đi vào đường xấu (có hệ số cản lớn) khi đó công suất tiêu hao do cản lăn sẽ tăng lên .Do vậy việc thiết kế cầu nâng hạ cho xe tải nặng là một nhiệm vụ cần thiết.
1.2. Cầu nâng hạ.
Với sự phát triển của ngành vận tải hàng hoá thì nhu cầu vận chuyển hàng hoá ngày càng tăng , việc vận chuyển được chuyên môn hoá sử dụng các xe tải với tải trọng lớn, và cả xe kéo móc. Để đáp ứng nhu cầu đó thì các xe vận tải chuyên dùng này được thiết kế với nhiều cầu nhằm mục đích phân tải ra các cầu và giảm áp lực của bánh xe tác dụng lên nền đường, tránh hiện tượng xe phá đường trong quá trình vận chuyển.
1.4. Phân loại.
Phân loại theo kết cấu phần tử của hệ thống treo trong cơ cấu:
- Sử dụng phần tử đàn hồi nhíp .
- Sử dụng phần tử đàn hồi là lò xo.
- Sử dụng phần tử đàn hồi là khí nén.
Phân loại theo loại cầu :
- Cầu nâng phụ thuộc (chỉ đỡ tải).
- Cầu nâng chủ động (đỡ tải và truyền lực).
- Cầu nâng lái cưỡng bức (dẫn động từ cơ cấu lái).
Phân loại theo nguyên lý điều khiển:
- Điều khiển tự động .
- Điều khiển bằng tay .
II. PHÂN TÍCH PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN THIẾT KẾ .
2.1. Các phương án lựa chọn thiết kế.
2.1.1 Treo và cơ cấu nâng hạ sử dụng khí nén.
a. Cấu tạo và nguyờn tắc hoạt động :
- Ở trạng thỏi hạ cầu : Khí nén được cấp vào ballon khớ hạ cầu từ bỡnh chứa khí nén , đồng thời khớ nộn từ ballon khớ hạ cầu được xả ra ngoài( giảm khoảng cỏch giữa khung xe và đũn nõng 6).Do ballon khớ hạ cầu cú ỏp suất khí làm thay đổi thể tớch dẫn tới thay đổi về chiều cao, làm tăng khoảng cỏch giữa khung xe 1 và đũn kộo dọc 3, thực hiện hạ cầu.Lỳc này ballon khớ hạ cầu đảm nhiệm vai trũ là bộ phận đàn hồi của hệ treo.
- Ở trạng thỏi nõng cầu: Khí nén được cấp vào ballon khớ nõng cầu và đồng thời đó khí nén từ ballon khớ hạ cầu được xả ra ngoài (chiều cao giảm).Khi đó ballon khí nâng cầu thay đổi chiều cao làm đũn nõng 6 tiếp xúc vào đũn kộo dọc tạo ra lực nâng làm xoay đũn kộo dọc quanh tõm quay, thực hiện nõng cầu xe.
c. Nhược điểm :
Phần tử đàn hồi không đảm nhiệm được vai trò làmphần tử dẫn hướng nên đòi hỏi phải có thêm các đòn thanh để truyền lực dọc và lực ngang do đó kết cấu sẽ phức tạp.
2.1.3 Treo khí nén và cơ cấu nâng hạ sử dụng lò xo.
a. Nguyờn tắc hoạt động: Ở phương án này bánh xe luôn có xu hướng được nõng lờn (do tỏc dụng của lực lũ xo luụn ở trạng thỏi nộn , sinh lực thông qua cơ cầu đũn để nõng cầu xe lờn). Khi hạ cầu , khí nén được cấp vào ballon khớ 2 làm lũ xo 7 tiếp tục bị nộn lại, ballon khí tăng khoảng cỏch giữa khung xe và cầu xe thực hiện hạ cầu.Khi đó ballon khí và lũ xo đồng thời là bộ phận đàn hồi .
b. Ưu điểm :
Hệ thống treo khí nén đơn giản , sử dụng luôn nguồn cung cấp khí nén ở hệ thống phanh do xe tải thường sử dụng phanh khí nén nên việc tận dụng nguồn khí nén này là một sự lựa chọn tốt nhất.
2.2 Phân tích chọn các phần tử trong cơ cấu
Từ những phương án lựa chọn thiết kế ở trên ta có :
Treo sử dụng bộ phận đàn hồi là nhíp có ưu điểm là kết cấu đơn giảm , giá thành hạ .Nhưng nhược điểm của loại này là độ cứng không đổi (c= const ) nên độ êm dịu của xe chỉ được đảm bảo trong một vùng tải trọng nhất định không thích hợp với những xe có tải trọng thường xuyên thay đổi.
Cầu nâng chủ động , hay lái cưỡng bức có kết cấu phức tạp đòi hỏi phải có nhiều cơ cấu phụ để đảm bảo ổn định của xe trong quá trình chuyển động nên việc thiết kế sẽ trở nên khó khăn. Cầu nâng phụ thuộc (chỉ đỡ tải) có kết cấu đơn giản , giá thành hạ có thể kết hợp với cơ cấu tự lái để cải thiện khả năng quay vòng của ôtô.
Lựa chọn : Từ những phân tích trên em lựa chọn phương án thiết kế cầu nâng hạ sử dụng hệ thống treo khí nén, cơ cấu nâng cầu sử dụng khí nén và cầu nâng là cầu phụ thuộc và có khả năng tự lái.
Đồ án gồm có :
- Tính toán thiết kế cơ cầu nâng hạ cầu.
- Tính chọn cơ cấu tự lái.
- Tính toán hệ thống điều khiển.
- Quy trình công nghệ gia công chi tiết.
CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU CẦU NÂNG HẠ
I. THÔNG SỐ XE THAM KHẢO : HUYNDAI TRAGO 25 TẤN CARGO
Thông số xe thiết kế được thể hiện như bảng 2.
II. XÁC ĐỊNH ĐỘNG HỌC CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦU
2.1 Vị trí cầu được hạ xuống
Ở vị trí này, van điều khiển mở van khí cung cấp cho ballon khí hạ cầu và đồng thời xả khí trong ballon khí ra ngoài.Lúc này dưới tác dụng của sự tăng áp suất và thể tích trong ballon khí hạ cầu , cầu xe được hạ xuống. Khi bánh xe tiếp xúc với mặt đường áp suất khí trong ballon khí hạ cầu được điều chỉnh phù hợp với tải trọng tác dụng lên cầu. Ballon khí hạ cầu sẽ đảm nhiệm vai trò của phần tử đàn hồi của hệ treo khi bánh xe được hạ xuống.
Với O là tâm quay của cơ cấu nâng cầu. OA là chiều dài đòn kéo dọc OB là chiều dài đòn nâng.
- Giả sử ở vị trí này đòn kéo dọc OA ở vị trí hợp với phương nằm ngang góc 
, chiều dài đòn kéo dọc là : a =OA.Lúc này chiều cao ho của điểm A được tính.
- Đòn nâng OB hợp với đòn kéo dọc một góc ỏ như hình vẽ , đòn nâng có chiều dài là :b=OB
- Lúc này ballon khí nâng cầu không có áp suất nên tại thời điểm này tại vị trí B của đòn nâng tự do (không có lực tác dụng).
2.2 Vị trí cầu được nâng lên
Ôtô ở trạng thái không tải hay non tải, hoặc động cơ không hoạt động, van điều khiển tác dụng mở van khí nén thông với khí trời làm cho khí nén xả ra ngoài ,khi đó ballon khí hạ cầu không có áp, và đồng thời bộ phận điều khiển cugn cấp khí nén vào ballon khí nâng cầu. Dưới tác dụng của áp suất khí và thể tích làm ballon khí thay đổi chiều cao. Khi áp suất tăng dần, lúc này ballon khí hạ cầu bị ép lại (do không có áp suất), lực do áp suất sinh ra tăng lên dần và khi lực này lớn hơn trọng lượng của cầu thì cầu được nâng lên.
Ta có quỹ đạo chuyển động của các điểm A và B là các cung tròn tâm O bán kính lần lượt là OA và OB.Vị trí A’OB’ là vị trí cơ cấu nâng hạ cầu ở trạng thái nâng cầu.
Tương tự vậy vị trí đòn nâng OB được xác định là OB’. Do OA và OB hợp với nhau một góc là ỏ. Nên khi đòn OA tới vị trí OA’ thí OB cung dịch tới vị trí OB’ và hợp với OA’ góc ỏ. Nên từ O ta dựng OB’ hợp với OA’ góc ỏ ta sẽ xác định được vị trí OB’.
Vậy độ dịch chuyển của điểm B là BB’: s’= 2bsinõ/2.
Độ dịch chuyển của điểm A : l= h (hành trình của ụ hạn chế).
III. CƠ SỞ LÝ THUYẾT TREO SỬ DỤNG KHÍ NÉN.
Hệ thống treo khí nén thực chất là hệ thống treo cơ bản với phần tử đàn hồi là buồng đàn hồi khí nén, trong đó có môi chất là khí nén. Hệ thống treo khí nén làm việc đảm bảo mọi yêu cầu như đối với các hệ thống treo khác tuy nhiên với việc bố trí hệ thống treo khí nén trên xe buýt ngoài những ưu điểm riêng nó còn có khả năng nâng cao tính tiện nghi cho xe.
3.1. Cơ sở lý thuyết của bộ phận đàn hồi
Bộ phận đàn hồi của hệ thống treo khí nén có dạng buồng, bên trong có môi chất là khí nén, áp lực khí nén được tạo ra phụ thuộc vào tải trọng bên ngoài.
Nếu như dw thay đổi thì S cũng thay đổi, có thể viết: S=f(z). ở trạng thái tĩnh tải trọng đặt nên buồng đàn hồi là: Fs = (ps -pa)S (3.2)
Trên đường đặc tính trên xác định tại z = 0, tương ứng với chiều cao tĩnh của của buồng đàn hồi, quan hệ của áp suất pz là không thay đổi. Trong thực tế các đường cong này còn xác định sao cho: áp suất pz được giữ cho không thay đổi (khoảng 0,5 Mpa). Như vậy quan hệ giữa F và z ở trạng thái tĩnh cho với áp suất không đổi.
a. Đặc tính tải của buồng đàn hồi
Quan hệ S=f(z), S=f(pP) hay V=f(z) được gọi là đặc tính hình học của buồng đàn hồi.
Ở trạng thái tĩnh buồng đàn hồi được đặc trưng bởi các thông số :
- Chiều cao tĩnh của buồng đàn hồi Hs (chiều cao cần đạt của buồng đàn hồi).
- Tải trọng tĩnh của buồng đàn hồi Fs
- Áp lực khí nén trong buồng đàn hồi pp
- Diện tích làm việc Ss hay là hệ số biến đổi diện tích làm việc Us.
Để giả thiết trên là đúng thì khí nén trong buồng đàn hồi phải thỏa mãn giả thiết sau : Khi biến dạng, lưu lượng của buồng đàn hồi không thay đổi, tức là khi làm việc buồng đàn hồi không nạp và xả khí nén bằng van điều chỉnh.
b. Độ cứng của phần tử đàn hồi khí nén:
Độ cứng của buồng đàn hồi có thể xác định từ đường đặc tính tải trọng thực nghiệm bằng cách xây dựng đường tiếp tuyến của đường cong F= f(z) tại điểm khảo sát. Công thức của nó được tính toán tại lân cận C.
Độ cứng diện tích được tạo nên bởi sự thay đổi diện tích làm viêc hữu ích. Sự giảm thấp độ cứng C trong thực tế được tiến hành bằng sự thay đổi diện tích làm việc của pittông.
d. So sánh buồng khí nén và nhíp lá:
Bộ đàn hồi khí nén thường dùng trên xe buýt (có chiều cao ổn định thuận lợi cho việc lên xuống ôtô và nâng cao tiện nghi cho hành khách). Sau này hệ thống này còn dùng cho cả xe tải, đoàn xe. Trên xe con không dùng phương pháp này vì không có nguồn khí nén, ngoại trừ truờng hợp của xe Renault vesta 2.
3.2. Một số dạng buồng khí nén tiêu chuẩn
Buồng đàn hồi dạng xếp có từ 2 đến 4 lớp sóng, không có pittong thực. Các lớp sóng được định dạng nhờ các vòng kim loại và có khả năng chống biến dang va đập cao. tuổi thọ hiện nay chừng 500.000km.
IV. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG HẠ
Các thông số tính toán:
- Tải trọng tác dụng lên cầu nâng : G = 8500 kg
- Khối lượng cầu nâng: Gc = 900 kg
- Chiều cao nâng : h = 250 mm = 0.25 m
- Chiều dài đòn dọc: a = 600 mm = 0.600 m
- Chiều dài đòn nâng: b = 330 mm =0.330 m
- Góc alpha : ỏ = 70 độ =1.221 rad
4.1. Tính chọn ballon khí nâng cầu
Để nâng cầu thì ballon khí nâng cầu phải tạo ra lực, lực này tạo ra mômen cân bằng với trọng lượng của cầu. Dựa vào sơ đồ ta có phương trình cân bằng.
Đối với cơ cấu nâng cầu sử dụng 2 cơ cấu nâng thì ta coi mỗi bên nâng chịu khối lượng của một nửa cầu, và chịu một nửa tải trọng phân bố lên cầu khi hạ cầu.
- Đường kính lớn nhất ballon : Dmax = 180 mm
- Áp suất khí nén : pmin =1 bar; pmax= 8 bar
- Độ cao : Hmin= 70mm ;Hmax=200 mm
4.2 Tính chọn ballon khí hạ cầu
Với phương án thiết kế như trên , để hạ cầu thì ballon khí nâng cầu phải được xả khí đồng thời với quá trình cung cấp khí cho ballon khí hạ cầu. Dưới tác dụng của khối lượng của cầu xe , cầu có xu hướng làm cho bánh xe tiếp đất,khí nén được cung cấp vào ballon khí , và là phần tử truyền tảI trọng từ khung xuống bánh xe.Lúc này cầu xẽ chịu tải.Ballon hạ cầu khí sẽ trở thành phần tử đàn hồi của hệ treo.
Và do ballon khí hạ cầu là phần tử đàn hồi của hệ thống treo nên ballon khí phải tải trọng phân bố của xe tác dụng lên cầu này là: Gt=83385 N
Đối với cơ cấu nâng hạ cầu sử dựng hai cơ cấu nâng thì khi hạ cầu tải trọng phân bố lên cầu ta coi được chia đôi tác dụng vào phần tử đàn hồi (ballon khí).Nên tải trọng tĩnh tác dụng lên đầu trục bánh xe là : G = Gt/2=41692 ( N)
Chọn ballon khí tiêu chuẩn : FD330 -30
4.3 Tính toán giảm chấn
4.3.1. Hệ số cản của giảm chấn
Hệ thống treo dập tắt dao động bằng cách sinh ra lực cản dao động Qc.Lực cản này được sinh ra chủ yếu từ giảm chấn, phần còn lại là do ma sát trong hệ thống. Đặc biệt nếu phần tử đàn hồi trong hệ thống là nhíp thì một phần lực cản sẽ do ma sát giữa các lá nhíp đảm nhận.
Do bố trí giảm chấn thẳng đứng trong hai mặt phẳng như sơ đồ hình dưới : Do khoảng cách a=b nên ta có: kg=k/2=11994 Ns/m.
Xác định hệ số cản của giảm chấn ở hành trình nén và hành trình trả.
Khi thiết kế giảm chấn ta chọn:
kgt=3kgn
kgt+kgn=2kg
4.3.2. Lực cản giảm chấn trong quá trình nén và quá trình trả
Đặc tính làm việc vủa giảm chấn gồm hai giai đoạn :
- Giai đoạn làm việc bình thường với vận tốc nhỏ hơn Vn1 và Vt1( Vn1=Vt1=0,3m/s) gọi là hành trình nén nhẹ và trả nhẹ.Lực cản tối đa ở hành trình này được tính như sau:
- Hành trình nén : Pgn1=kgnVn1=5997.0,3=1799 (N).
- Hành trình trả: Pgt1=kgtVgt1=17990.0,3=5397 (N).
- Giai đoạn làm việc ở chế độ giảm tải với vận tốc lớn hơn Vn1 và Vt1.Lúc này van giảm tải đã mở và hệ số cản của giảm chấn giảm xuống.Khi đó hệ số cản giảm xuống:
k’gn= 0,6kgn =0,6.5997 =3598 (Ns/m)
k’gt= 0,6kgt =0,6.17990 =10794 (Ns/m)
Vận tốc làm việc tối đa không vượt quá 0,6m/s.Lực cản ở hành trình này được tính :
- Hành trình nén :
Pgn2=Pgn1+k’gn(Vn2-Vn1)=1799+3598(0,6-0,3)=2878 (N)
- Hành trình trả :
Pgt2 =Pgt1+k’gt(Vt2-Vt1)=5397+10794(0,6-0,3)=8635 (N)
Chiều dài của lò xo khi van mở hoàn toàn được xác định như sau: Hm = n.d + d.n0 = 5.1 + 1.6 = 11 mm
V. TÍNH CHỌN CƠ CẤU TỰ LÁI
Về cơ bản cơ cấu tự lái là một hình thang lái không có đòn kéo.Nó hoạt động bằng cách tự lái ,Khi xe quay vòng ,dưới tác dụng của lực ly tâm làm xuất hiện lực kéo tại hai bên bánh xe là khác nhau,hai lực này tạo ra mômen với trụ xoay của bánh xe là khác nhau. Bên có mômen lớn hơn sẽ tạo ra lực làm bánh xe bên này quay đi một góc. Qua cơ cấu đòn kéo và thanh ngang có xu hướng kéo bánh xe còn lại quay cùng hướng với bánh xe này thực hiện quá trình quay vòng. Và để tránh dao động lắc của bánh xe dẫn hướng, kết cấu sử dụng giảm chấn(một số kết cấu sử dụng lò xo) giúp nâng cao khả năng ổn định cho bánh xe.
Cầu 3 là cầu nâng hạ có khả năng tự lái để nâng cao khả năng quay vòng của xe.
Kết cấu của cơ cấu tự lái này về cơ bản cũng giồng như cơ cấu lái cưỡng bức.Bánh xe quay quanh một tụ đứng (thật ). Kết cấu cũng gồm: thanh ngang liên kết, và hai đòn bên. Và cơ cấu này còn có thêm cơ cấu hồi vị bánh xe khi ôtô kết thúc quá trình quay vòng.
VI. KIỂM NGHIỆM BỀN CHI TIẾT ĐÒN VÀ CHỐT QUAY
6.1. Kiểm nghiệm chi tiét đòn kéo dọc và đòn nâng:
a. Ở vị trí nâng cầu :
Tại vị trí A của đòn kéo dọc, khối lượng cầu xe tác dụng lên vị trí này sinh ra lực gây ra mômen uốn và sinh lực tác dụng lên khớp quay của cơ cấu nâng.
Khối lượng của cầu xe : Gc=4414 (N).
Như vậy đòn kéo dọc và đòn nâng đủ bền khi cầu được nâng lên.
b. Ở vị trí hạ cầu :
Khi hạ cầu (bánh xe tiếp xúc với mặt đường) ,và do treo là khí nén nên đòn kéo dọc là phần tử dẫn hướng.Do đó nên đòn kéo dọc sẽ có các chế độ tải trọng tính toán:
- Khi lực kéo hoặc lực phanh cực đại :
- Khi lực ngang cực đại :
- Khi tải trọng động cực đại:
Chọn vật liệu thiết kế phần tử dẫn hướng (hay đòn kéo dọc) là thép C45 cho toàn bộ phần tử dẫn hướng của cầu nâng.
6.2. Kiểm nghiệm độ bền của chốt quay
Lực tác dụng lên chốt quay X’ lớn nhất khi lực dọc đạt giá trị lớn nhất. Chọn l= 0,120 (m).
Như vậy, sau khi tính toán kiểm nghiệm ta thấy chốt quay đủ bền .
VII. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NÂNG HẠ CẦU
7.1 Cấu tạo và nguyờn lý hoạt động
Hệ thống điều khiển cơ cấu nõng hạ cầu gồm những bộ phận cơ bản sau:
- Bộ phận điều khiển trung tõm: Chuyển đổi tớn hiệu của người lái để điều khiển bộ phận điều khiển cơ cấu nõng hạ cầu.
- Bộ phận điều khiển nõng hạ cầu : Thực hiện đóng mở cỏc cửa van cung cấp khí và đồng thời xả khí ra ngoài để nõng hoặc hạ cầu.
7.1.1.Khi nõng cầu
Người lỏi thực hiện lệnh hạ cầu ,bộ phận điều khiển thực hiện quỏ trỡnh đóng van nạp và mở van xả của ballon khớ hạ cầu , khi đó khí nén từ ballon khớ hạ cầu qua van xả của bộ điều khiển ra ngoài.
7.1.2. Khi hạ cầu
Người lỏi tắt cụng tắc nõng cầu , tớn hiệu điều khiển được truyền tới bộ phận điều khiển nõng hạ ,nguồn khớ nộn cung cấp vào bộ phận điều khiển nõng hạ để điều khiển và cấp khớ , bộ phận này thực hiện quỏ trỡnh mở van (nạp khớ cho ballon khớ hạ cầu) đồng thời mở van xả khớ của ballon khớ nõng cầu.
7.2 Bộ phận điều khiển nõng hạ
7.2.1 Cấu tạo chung:
Bộ phận điều khiển quỏ trỡnh nõng hạ cầu cú cỏc cửa cấp và xả khí, đồng thời cũng gồm cỏc cửa khớ tới cỏc ballon khớ nõng/ hạ.
Cửa dẫn khớ tới thiết bị đo áp suất khớ (khi hạ cầu) để người lái điều chỉnh ỏp suất.
7.2.2. Nguyờn lý hoạt động :
Các vị trớ của các van trượt:
- Sơ đồ nguyờn lý hoạt động khi hạ cầu :
- Sơ đồ nguyờn lý hoạt động khi nõng cầu :
7.3. Tính tóan một số chi tiết của bộ phận điều khiển nâng hạ
7.3.1.Tính tóan lò xo hồi vị van trượt trung tâm
Chọn hệ số đường kính là: C = D /dlx = 8
Ta có lực tác dụng lên lò xo trung tâm cân bằng với lực khí nén điều khiển đóng mở van Fk.
Ta chọn: dlx = 2 mm.
Đường kính vòng lò xo từ C=D/dlx=8=>D=C.dlx=8.2=16 mm
Đường kính vòng lò xo là D = 16 mm
- Số vòng toàn bộ của lò xo chịu nén. n = n0 + 1 = 5 + 1 = 6 vòng.
- Bước của lò xo t = 0,2. D = 0,2 .0,016 = 0,0032 mm
7.3.2.Tính toán lò xo của bộ điều chỉnh ỏp suất
Khi người lỏi thực hiện điều khiển quỏ trỡnh hạ cầu, khí nén được cấp vào khoang A.Lúc này dước tỏc dụng của lực lũ xo Flx2 và lực của khớ nộn tỏc dụng lờn tiết diện van, làm van đóng và chưa cấp khớ cho ballon hạ cầu. Người lỏi thực hiện điều khiển van điều chỉnh ỏp suất (tỏc dụng lực lờn lũ xo 1) làm đầu van đóng cửa xả. Người lỏi tiếp tục tăng lực tỏc dụng lờn lũ xo 1 khiến van mở khí nén được cấp vào khoang B và cấp cho ballon khớ hạ cầu.
- Số vòng toàn bộ của lò xo chịu nén. n = n0 + 1 = 5 + 1 = 6 vòng.
- Bước của lò xo t = 0,2. D = 0,2 .0,032 = 0,0064 mm.
Chọn đường kớnh màng : D màng= 0,068 (m).
CHƯƠNG III. THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG MỘT CHI TIẾT CƠ BẢN
3.1. Mục đích, yêu cầu của piston
Piston là một chi tiết quan trọng trong giảm chấn, nó làm nhiệm vụ ngăn cách giữa ngăn trên và ngăn dưới đồng thời làm nhiệm vụ tiết lưu dòng chất lỏng, mặt khác nó đóng vai trò như một bộ phận dẫn hướng. Piston làm việc trong điều kiện áp suất, nhiệt độ cao và độ mài mòn lớn. Vì vậy, vật liệu chế tạo piston phải có tính chịu nhiệt, chịu va đập và chịu ăn mòn cao.
3.2 Vật liệu làm piston
Piston làm việc trong điều kiện chịu tác động của tải trọng va đập lớn, chịu ứng suất đối xứng, hai chiều nên rất dễ bị hỏng mỏi. Trong khi sử dụng, đòi hỏi piston phải làm việc lâu dài, liên tục, trong điều kiện nhiệt độ lớn, áp suất cao, mài mòn lớn. Như vậy, ta dùng vật liệu thép hợp kim 45XHMF để chế tạo piston.
3.3 Những yêu cầu kĩ thuật cơ bản gia công piston
Độ không phẳng và độ không song song của các bề mặt chính trong khoảng 0,05 ¸ 1(mm), Ra = 5 ¸ 1,25. Các lỗ có CCX 6 ¸ 8, Ra = 2,5 ¸ 0,63.
Sau khi gia công, piston cần phải được nhiệt luyện 'hoá bền bề mặt'. Đảm bảo không có hiện tượng rạn nứt trên toàn bộ bề mặt. Không xảy ra hiện tượng tập trung ứng suất ở các góc lượn.
3.4. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết
Trên chi tiết có nhiều bề mặt phải gia công trong đó có nhiều bề mặt đòi hỏi độ chính xác CCX 6¸8, trên chi tiết cũng có nhiều lỗ phải gia công. Chi tiết có đủ độ cứng vững đảm bảo khi gia công không bị biến dạng. Các bề mặt cần gia công không có vấu lồi thuận lợi cho việc thoát dao. Các lỗ có kết cấu đơn giản, không có rãnh, bề mặt lỗ không đứt quãng.
Nguyên công tạo phôi:
- Chế tạo phôi bằng phương pháp đúc.
- Đúc trong khuôn cát, làm khuôn bằng máy.
- Nguyên công ủ và làm sạch phôi.
- Sau khi đúc, phôi phải được ủ để khử ứng suất dư, sau đó phôi phải được làm sạch trước khi gia công cơ.
Ta có thể có các nguyên công chủ yếu để gia công sau:
- Nguyên công 1: Tiện khỏa mặt đầu piston, tiện các vòng, rãnh trên mặt đầu.
- Nguyên công 2: Tiện khoả, vát mép mặt đáy và các rãnh ở mặt đáy.
- Nguyên công 3: Khoan, doa lỗ f14.
- Nguyên công 4: Khoan, doa các lỗ trả và lỗ nén.
- Nguyên công 5: Tiện tròn ngoài, tiện rãnh xéc măng.
- Nguyên công 6: Kiểm tra.
3.6. Xác định lượng dư và chế độ cắt cho các nguyên công
3.6.1. Nguyên công 1. Tiện khoả mặt đầu piston, tiện khoả mặt lỗ, rãnh trên mặt đầu.
Chi tiết được định vị trên mâm cặp ba chấu (tự định tâm) của máy tiện. Chi tiết được hạn chế 5 bậc tự do, mặt phẳng đáy của piston hạn chế 3 bậc tự do, mặt trụ ngoài của piston hạn chế 2 bậc tự do. Khi gia công trên máy tiện ta chỉ cần hạn chế 5 bậc tự do là đủ.
Vị trí của dao được xác định bằng cữ xo dao, nguyên công được thực hiện trên máy tiện bằng dao khoả mặt đầu, dao khoả mặt lỗ, dao cắt rãnh gắn hợp kim cứng.
3.6.3. Nguyên công3. Khoan, doa lỗ
Mặt đầu của piston làm chuẩn chính, chi tiết được định vị trên phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do, khối V ngắn hạn chế 2 bậc tự do. Vì tâm lỗ trùng với tâm chi tiết nên khi gia công chỉ cần hạn chế 5 bậc tự do là đủ.
Nguyên công được thực hiện trên máy khoan cần. Khi khoan dùng bạc dẫn hướng lắp trên 1 phiến dẫn và phiến dẫn này lắp với thân đồ gá.
- Chọn máy (Bảng5.22_STGCC):
Chọn máy khoan cần 2H125 của liên bang Nga
Đường kính lớn nhất khoan được:25 (mm)
Công xuất động cơ chính: N =2,8 (kW)
- Tính toán chế độ cắt :
+ Khoan:
Chọn chiều sâu cắt: t=13,6/2=6,8(mm)
Lượng chạy dao S (theo Bảng2.101_STGCC): S=0,3(mm/v)
Vận tốc cắt (B2.65_STGCC): Vb=17(m/p)
Hệ sô hiệu chỉnh vận tốc cắt (B2.69): k1=1,2
+ Doa:
Chọn chiều sâu cắt: t=0,4/2=0,2(mm)
Lượng chạy dao S (theo Bảng2.101_STGCC): S=1,1(mm/v)
Vận tốc cắt (B2.65_STGCC): Vb=112(m/p).
Hệ sô hiệu chỉnh vận tốc cắt (B2.69): k1=1,2
Hệ sô hiệu chỉnh vận tốc cắt (B2.72): k2=1
3.6.5. Nguyên công 5. Tiện tròn ngoài, tiện rãnh xécmăng
Chi tiết được định vị trên mâm cặp ba chấu (tự định tâm) của máy tiện. Chi tiết được hạn chế 5 bậc tự do, mặt phẳng đáy của piston hạn chế 3 bậc tự do, mặt trụ ngắn f14 hạn chế 2 bậc tự do. Khi gia công trên máy tiện ta chỉ cần hạn chế 5 bậc tự do là đủ. Ta sử dụng đồ gá chuyên dùng khi tiện để định vị và kẹp chặt chi tiết .Chuẩn gia công trùng với chuẩn chính.
- Dụng cụ cắt và máy cắt
Chọn máy:(B5.4_STGCC)
Chọn máy T161:Máy tiện vạn năng của Việt Nam
Công suất truyền động của trục chính: N=4,5(kw)
Láng mặt đầu:
+ Tiện thô:
Chiều sâu cắt: t=1,8(mm) bằng cả lượng dư gia công thô
Lượng chạy dao (B2.63_STGCC): S=0,8(mm)
Vận tốc cắt (B2.65_STGCC): Vb=90(m/p)
Hệ số hiệu chỉnh vận tốc cắt (B2.69): k1=1
Hệ số hiệu chỉnh vận tốc cắt (B2.72): k2=1
Hệ số hiệu chỉnh vận tốc cắt (B2.73): k3=0,85
=> V=Vb.ki .k2 .k3=90.0,85=76,5(m/p)
+ Tiện tinh:
Chiều sâu cắt: t=0,13(mm) bằng cả lượng dư gia công tinh.
Lượng chạy dao (B2.63_STGCC): S=0,8(mm)
Vận tốc cắt (B2.65_STGCC): Vb=100(m/p).
Hệ số hiệu chỉnh vận tốc cắt (B2.69): k1=1
Hệ số hiệu chỉnh vận tốc cắt (B2.72): k2=1
Chọn lại tốc độ quay trục chính theo máy: n=625(v/p)
3.6.6. Nguyên công 6. Kiểm tra
Kiểm tra độ vuông góc giữa mặt phẳng đỉnh piston và trục tâm lỗ 14. Có hai phương pháp để kiểm tra đó là phương pháp đo trực tiếp và phương pháp đo gián tiếp. Do kết cấu của chi tiết nên rất khó kiểm tra bằng phương pháp trực tiếp, vì vậy ta sử dụng phương pháp đo gián tiếp. Đặt mặt phẳng đỉnh piston và đỉnh kim đồng hồ lên mặt bàn Máp (bàn đo chuẩn).
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Cấu tạo gầm ôtô tải, ôtô buýt
PGS.TS Nguyễn Khắc Trai - Nhà xuất bản giao thông vận tải.
2. Kết cấu ôtô
Nhóm tác giả : Nguyễn Khắc Trai,Nguyễn Trọng Hoan, Hồ Hữu Hải,Phạm Huy Hường, Nguyễn Văn Chưởng,Trịnh Minh Hoàng - Nhà xuất bản Bách Khoa - Hà Nội 2010.
3. Tập bài giảng “Thiết kế tính toán Ôtô”
PGS. TS. Nguyễn Trọng Hoan - Hà Nội 2003.
4. Bài giảng “Cấu tạo Ôtô”
Phạm Vỵ , Dương Ngọc Khánh - Hà Nội 2004.
5. Webside : patentstorm.us
6. Sức bền vật liệu
Tác giả : Bùi Quốc Vượng
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"