MỤC LỤC
MỤC LỤC...1
LỜI NÓI ĐẦU.. 2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH.. 6
1.1. Công dụng phân loại yêu cầu. 6
1.2. Phân loại 6
1.3. Yêu cầu. 6
1.4. Kết cấu của hệ thống phanh. 7
1.4.1 Cơ cấu phanh. 7
1.4.2 Cơ cấu phanh guốc. 7
1.4.2.1. Cơ cấu phanh guốc đối xứng trục. 7
1.4.2.2. Cơ cấu phanh guốc đối xứng tâm. 8
1.4.2.3. Cơ cấu phanh guốc loại bơi: 9
1.4.2.4. Cơ cấu phanh tự cường hoá. 10
1.4.3. Cơ cấu phanh loại đĩa. 10
1.4.4. Phanh dừng (phanh tay). 12
1.4.5. Dẫn động phanh. 13
1.4.5.1. Dẫn động cơ khí 13
1.4.5.2. Phanh dẫn động thuỷ lực. 14
1.4.5.3. Dẫn động phanh khí nén. 17
1.4.5.4. Dẫn động phanh liên hợp. 18
1.4.5.5. Bình chứa khí nén. 20
1.4.5.6. Van phân phối khí 20
1.4.5.7. Van bảo vệ 2 ngả. 20
CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.. 23
2.1 Các thông số cơ bản về xe Dong Feng. 23
2.2. Giới thiệu về hệ thống phanh xe Dong Feng C230 12,5 tấn. 25
2.2.1. Sơ đồ bố trí chung của hệ thống phanh xe Dong Feng C230 12,5 tấn..25
2.2.2. Máy nén khí 26
2.2.3. Bộ điều chỉnh áp suất 26
2.2.4. Van an toàn. 26
2.2.5. Cơ cấu phanh. 27
2.3. Lựa chọn phương án thiết kế. 28
2.3.1. Một số kết cấu phanh chon thiết kế. 28
2.3.1.1 Dẫn động phanh khí nén. 28
2.3.1.2. Dẫn động phanh liên hợp. 29
2.3.1.3. Đặt vấn đề. 30
2.3.2. Chọn phương án thiết kế. 31
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KÊ HỆ THỐNG PHANH.. 32
3.1 Tính toán cơ cấu phanh. 32
3.1.1. Xác định mômen phanh theo điều kiện bám.. 32
3.1.2 Xác định lực tác dụng lên guốc phanh bằng phương pháp họa đồ. 33
3.1.2.1. Xác định góc φ ở các cơ cấu phanh. 33
3.1.2.2. Xác định bán kính r0. 34
3.1.2.4. Tính góc (δ) và bán kính (r) của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh…34
3.1.3.1. Đối với cơ cấu phanh cầu trước. 35
3.1.3.2. Đối với cơ cấu phanh cầu sau. 36
3.1.4. Xây dựng họa đồ lực phanh. 36
3.1.5. Kiểm tra hiện tượng tự xiết 39
3.1.5.1. Đối với guốc trước phanh của cơ cấu phanh, quan hệ giữa lực Pt và Mp có dạng 39
3.1.5.2. Đối với guốc sau của cơ cấu phanh ta có. 39
3.1.6. Xác định các kích thước má phanh. 39
3.1.6.1. Công ma sát riêng. 40
3.1.6.2. Áp suất trên bề mặt ma sát 40
3.1.7. Tính bền một số chi tiết 41
3.1.7.1. Tính bền guốc phanh. 41
3.1.7.2. Tính bền trống phanh. 48
3.1.7.3. Tính bền cho đường ống dẫn động phanh. 49
3.1.7.4. Tính toán kiểm bền chốt phanh. 50
3.2.Tính toán dẫn động phần thủy lực. 50
3.2.1. Đường kính xi lanh công tác. 51
3.2.2 Đường kính xi lanh chính. 51
3.2.3. Hành trình làm việc của pistông trong các xi lanh. 52
3.3. Tính toán dẫn động phần khí nén. 53
3.3.1. Máy nén khí 53
3.3.3. Van phân phối khí 53
3.3.4. Van bảo vệ 2 ngả. 56
CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHẾ TẠO.. 60
4.1. Phân tích. 60
4.2. Chức năng làm việc của chi tiết 61
4.3. Điều kiện làm việc của piston. 61
4.4. Phương pháp chế tạo phôi 61
4.5. Các nguyên công cơ bản. 61
4.5.1. Nguyên công 1: Phay mặt đầu mặt đầu thứ nhất 61
4.5.2. Nguyên công 2: Khoan lỗ Ф15 và Ф10. 63
4.5.3. Nguyên công 3: Tiện bề mặt làm việc của piston màng. 65
4.5.4. Nguyên công 4: kiểm tra. 66
KẾT LUẬN.. 68
TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 69
LỜI NÓI ĐẦU
Giao thông vận tải chiếm vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, đặc biệt là đối với các nước có nền kinh tế phát triển. Có thể nói rằng mạng lưới giao thông vận tải là mạch máu của một quốc gia, một quốc gia muốn phát triển nhất thiết phải phát triển mạng lưới giao thông vận tải.
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nghành ôtô ngày càng phát triển hơn. Khởi đầu từ những chiếc ôtô thô sơ hiện nay nghành công nghiệp ôtô đã có sự phát triển vượt bậc nhằm đáp ứng những yêu của con người. Những chiếc ôtô ngày càng trở nên đẹp hơn, nhanh hơn, an toàn hơn, tiện nghi hơn để theo kịp với xu thế của thời đại.
Song song với việc phát triển nghành ôtô thì vấn đề bảo đảm an toàn cho người và xe càng trở nên cần thiết. Do đó trên ôtô hiện nay xuất hiện rất nhiều cơ cấu bảo đảm an toàn như: cơ cấu phanh, dây đai an toàn, túi khí…trong đó cơ cấu phanh đóng vai trò quan trọng nhất. Cho nên khi thiết kế hệ thống phanh phải đảm bảo phanh có hiệu quả cao, an toàn ở mọi tốc độ nhất là ở tốc độ cao; để nâng cao được năng suất vận chuyển người và hàng hoá là điều rất cần thiết.
Đề tài này có nhiệm vụ “Tính toán thiết kế hệ thống phanh xe tải Dong feng C230 12,5 tấn”, sau 12 tuần nghiên cứu thiết kế dưới sự hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình của thầy: TS…………….. và toàn thể các thầy trong bộ môn ôtô đã giúp em hoàn thành được đồ án của mình. Mặc dù vậy cũng không tránh khỏi những thiếu sót em mong các thầy giúp em tìm ra những thiếu sót đó để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy: TS…………….. cùng toàn thể các thầy trong bộ môn đã giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình.
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH
1.1. Công dụng phân loại yêu cầu
Hệ thống phanh dùng để làm dừng hẳn sự chuyển động của Ôtô hoặc làm giảm bớt tốc độ của ôtô khi đang chuyển động, ngoài ra còn để giữ cho ôtô dừng được trên đường có độ dốc nhất định, chất lượng của hệ thống phanh có ảnh hưởng tất lớn tới tốc độ chuyển động trung bình của ôtô. Hệ thống hãm ôtô sẽ đảm bảo cho sự chuyển động an toàn của ôtô tránh được những tai nạn xẩy ra trên đường.
1.2. Phân loại
- Phân theo tính chất điều khiển chia ra: Phanh chân và phanh tay.
- Phân theo vị trí đặt cơ cấu phanh mà chia ra: Phanh ở bánh xe và phanh ở trục truyền động (sau hộp số).
1.3. Yêu cầu
Hệ thống phanh là một bộ phận quan trọng của ôtô đảm nhận chức năng "an toàn chủ động" vì vậy hệ thống phanh phải thoả mãn các yêu cầu sau đây:
+ Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe trong mọi trường hợp là:
- Quãng đường phanh ngắn
- Thời gian phanh ít nhất.
+ Điều khiển nhẹ nhàng để giảm cường độ lao động của người lái.
+ Có độ nhậy cao để thích ứng nhanh với các trường hợp nguy hiểm.
+ Đảm bảo việc phân bố Mômen phanh trên các bánh xe phải tuân theo nguyên tắc sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh với mọi cường độ.
1.4. Kết cấu của hệ thống phanh
Hệ thống phanh ôtô gồm có phanh chính và phanh phụ trong đó phanh chính thường là phanh bánh xe hay còn gọi là phanh chân còn phanh phụ thường là phanh tay, phanh tay thường được bố trí ở ngay sau trục thứ cấp của hộp số hoặc bố trí ở các bánh xe.
1.4.1. Cơ cấu phanh
Cơ cấu phanh có nhiệm vụ tạo ra Mômen phanh cần thiết và nâng cao tính ổn định trong quá trình sử dụng cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp làm giảm tốc độ góc của bánh xe ôtô.
1.4.3. Cơ cấu phanh loại đĩa
* Ưu điểm của cơ cấu phanh đĩa:
Phanh đĩa được sử dụng phổ biến cho xe có vận tốc cao và hay gặp ở cầu trước và ngày nay nó được sử dụng cho cả cầu sau vì các ưu điểm sau:
- Cấu tạo đơn giản nên việc kiểm tra và thay thế má phanh đơn giản.
- Khối lượng các chi tiết nhỏ, kết cấu gọn.
* Nhược điểm của phanh đĩa:
- Bụi bẩn dễ bám vào má phanh và đĩa phanh, nhất là khi xe đi vào chỗ bùn lầy và làm giảm ma sát giữa má phanh và đĩa phanh và dẫn đến là làm giảm hiệu quả phanh.
- Mòn nhanh
1.4.4. Phanh dừng (phanh tay)
Phanh dừng hay còn gọi là phanh tay có thể lắp trên các cơ cấu phanh hay lắp ngay sau hộp số, dẫn động chủ yếu bằng cơ khí. Hình 1.7 là hình vẽ của cơ cấu phanh dừng kiểu tang trống được lắp ngay sau trục thứ cấp của hộp số phanh dừng tác động lên guốc phanh bánh sau cơ cấu dẫn động bằng cơ khí và điều khiển bằng tay, cũng có loại dẫn động bằng khí nén và lò xo.
1.4.5. Dẫn động phanh
1.4.5.1. Dẫn động cơ khí
Dẫn động phanh cơ khí gồm hệ thống các thanh, các đòn bẩy và dây cáp. Dẫn động cơ khí ít khi được dùng để điều khiển đồng thời nhiều cơ cấu phanh vì nó.
1.4.5.3. Dẫn động phanh khí nén
Dẫn động phanh khí nén được sử dụng nhiều trên ô tô vận tải cỡ lớn và trung bình, đặc biệt lớn. Để dẫn động các cơ cấu phanh người ta sử dụng năng lượng của khí nén, lực của người lái tác dụng lên bàn đạp chỉ để mở tổng van phanh do đó mà giảm được sức lao động của người lái, tuỳ theo liên kết của xe rơ moóc mà dẫn động phanh khí nén có thể là một dòng hoặc 2 dòng.
1.4.5.5. Bình chứa khí nén
Bình chứa khí nén chế tạo bằng cách hàn thép lá, bên ngoài và bên trong có sơn để chống rỉ. Các bình chứa được đặt ở vị trí thấp nhất của hệ thống phanh để cho nước có thể ngưng tụ lại, nhờ có van đặt ở dưới đáy bình mà nước có thể ngưng thoát ra ngoài.
1.4.5.7. Van bảo vệ 2 ngả
+ Cấu tạo và nguyên lý làm việc của van bảo vệ 2 ngả.
Van bảo vệ 2 ngả có nhiệm vụ phân phối khí nén từ máy nén khí theo 2 mạch dẫn động tương ứng. Trong trường hợp một trong các mạch có hư hỏng thì các van có nhiệm vụ ngắt mạch hư hỏng ra khỏi hệ thống đảm bảo cho sự hoạt động bình thường.
+ Tính toán 1 số chi tiết trong van bảo vệ hai ngả.
Trong tính toán van bảo vệ thì dựa trên 2 trạng thái làm việc của van ta đi tính toán các pitong trung tâm và các lò xo của pitong đó.
CHƯƠNG 2
LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1 Các thông số cơ bản về xe Dong Feng
Xe Dong Feng C230 12,5 tấn là loại xe tải do hãng Dong Feng C230 12,5 tấn. Đây là loại xe được dùng để chuyên chở các vật liệu và các phụ kiện có kích thước lớn nhằm phục vụ các công trình xây dựng và các nơi có không gian vừa và lớn.
Thông số cơ bản về xe Dong Feng C230 12,5 tấn như bảng 2.1.
2.2. Giới thiệu về hệ thống phanh xe Dong Feng C230 12,5 tấn
2.2.1. Sơ đồ bố trí chung của hệ thống phanh xe Dong Feng C230 12,5 tấn
* Nguyên lý làm việc:
Động cơ làm việc thì máy nén khí làm việc và nén khí đến một áp suất nhất định và được kiểm tra bằng đồng hồ áp suất rồi được đưa tới các bình chứa khí nén.
Khi phanh, van bình chứa khí nén mở và khí nén từ bình chứa đến mở van ở các bầu phanh chính của các cầu để cho dòng khí từ bình chứa tới ép pitong màng trong bầu phanh chính đẩy pitong dầu trong bầu phanh chính và đưa dầu tới các xy lanh bánh xe và thực hiện quá trình phanh.
2.2.2. Máy nén khí
Máy nén khí là để tạo một lượng khí nén dự trữ cố định ở các ôtô dùng hệ thống phanh hơi và phanh liên hợp.
2.2.4. Van an toàn
Van an toàn dùng để phòng ngừa cho hệ thống khí nén không bị tăng áp suất quá lớn trong trường hợp tự động điều chỉnh áp suất bị hư hỏng. Van được bố trí ở bình chứa khí nén gần máy nén khí và được điều chỉnh áp suất bị hư hỏng.
2.3. Lựa chọn phương án thiết kế
2.3.1. Một số kết cấu phanh chon thiết kế
2.3.1.1 Dẫn động phanh khí nén
* Dẫn động phanh khí nén 1 dòng:
Sơ đồ cấu tạo của phanh hơi như hình 2.6.
* Ưu điểm của hệ thống phanh khí nén nói chung.
- Điều khiển nhẹ nhàng, kết cấu đơn giản, tạo được lực phanh lớn.
- Có khả năng cơ khí hoá quá trình điều khiển ô tô.
2.3.1.2. Dẫn động phanh liên hợp
Dẫn động phanh liên hợp là kết hợp giữa thuỷ lực và khí nén trong đó phần thuỷ lực có kết cấu nhỏ gọn và trọng lượng nhỏ đồng thời bảo đảm cho độ nhậy của hệ thống cao, phanh cùng 1 lúc được tất cả các bánh xe phần khí nén cho phép điều khiển nhẹ nhàng và khả năng huy động, điều khiển phanh rơ moóc.
Dẫn động phanh liên hợp thường được áp dụng ở các loại xe vận tải cỡ lớn và áp dụng cho xe nhiều cầu như: Xe URAL, 375 D, URAL - 4320….
2.3.1.3. Đặt vấn đề
Xe Dong Feng C230 tải trọng 12,5 tấn (xe thiết kế) là một loại xe có tính cơ động cao, trọng tải chuyên chở tương đối lớn. Hiện nay nó là loại xe tải được sử dụng khá phổ biến ở nước ta, sử dụng trong dân sự nơi địa hình tương đối khó khăn như ở các công trình xây dựng… Do nhu cầu sử dụng ở địa hình bằng phẳng hoặc ở các công trình xây dựng, nơi đông dân cư… Để đảm bảo an toàn nên ta phải thiết kế loại xe có trọng lượng tương đương nhưng đạt hiệu quả khai thác hệ thống cao và đặc biệt là hệ thống đảm bảo an toàn cao.
2.3.2. Chọn phương án thiết kế
Ta chọn phương an thiết kế Dẫn động phanh liên hợp là kết hợp giữa thuỷ lực và khí nén, vì trong đó phần thuỷ lực có kết cấu nhỏ gọn và trọng lượng nhỏ đồng thời bảo đảm cho độ nhậy của hệ thống cao, phanh cùng 1 lúc được tất cả các bánh xe phần khí nén cho phép điều khiển nhẹ nhàng và khả năng huy động, điều khiển phanh rơ moóc.
Trong phần thiết kế hệ thống dẫn động em tính toán và kiểm nghiệm một số cụm như sau:
- Tổng van phanh
- Cụm cơ cấu piston-xy lanh bánh xe
- Cụm cơ cấu piston thủy lực tại cụm chuyển đổi của khí nén thủy lực
- Pistong màng của bầu khí nén
- Van bảo vệ 2 ngả.
Tổng van phanh có nhiệm vụ là cung cấp khí nén cho hệ thống và tổng van phanh có cấu tạo 2 tầng trong đó tầng trên cung cấp khí nén tới cơ cấu phanh trước và giữa còn một tầng cung cấp khí nén cho cơ cấu phanh cầu sau. Khi không làm việc thì khoang thông với nhau và thông với khí quyển qua van xả.
CHƯƠNG 3
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH
3.1 Tính toán cơ cấu phanh
3.1.1. Xác định mômen phanh theo điều kiện bám
Mô men phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh phải đảm bảo giảm được tốc độ hoặc dừng hẳn ôtô với gia tốc chậm dần trong giới hạn cho phép.
G2= 70%G = 0,7 . 21800 = 15260(N)
L : chiều dài cơ sở của ôtô, L = 5950 (mm) = 5,95 (m);
jmax : gia tốc chậm dần cực đại của ôtô khi phanh, lấy jmax= 6 (m/s2);
g : gia tốc trọng trường, g = 9,81 (m/s2 );
φ : hệ số bám của bánh xe với mặt đường khi thiết kế lấy φ = 0,6;
rbx: bán kính làm việc trung bình của bánh xe
Với cỡ lốp xe: 280 – 508 (10 - 20)
=> Bán kính làm việc trung bình của bánh xe:
rbx= l . (H+d¤2), (l = 0,93 là hệ số kể đến sự biến dạng của lốp)
rbx = 0,93( 280 + 508/2 ) = 496 mm = 0,496 (m).
Với: hg : chiều cao trọng tâm của ôtô, lấy hg= 1,1m đối với ôtô tải.
=> m1 = 1,38
m2 : là hệ số phân bố lại tải trọng cầu sau khi phanh:
=> m2 = 0,38
3.1.2. Xác định lực tác dụng lên guốc phanh bằng phương pháp họa đồ
3.1.2.1. Xác định góc φ ở các cơ cấu phanh
Khi đã chọn trước các thông số kết cấu (β1, β2, β0, rt) chúng ta tính được góc ma sát và bán kính nghĩa là xác định được hướng và điểm đặt lực N1 (lực N1 hướng vào tâm 0).
Lực R1 là lực tổng hợp của N1 , và T1.
3.1.2.2. Xác định bán kính r0
a. Đối với cơ cấu phanh cầu trước:
+ Đối với má trước: rot = 70mm
b. Đối với cơ cấu phanh cầu sau:
+ Đối với má sau: ros = 63mm
3.1.4. Xây dựng họa đồ lực phanh
Phanh dẫn động bằng thủy lực với một xi lanh công tác chung cho cả hai pistong dẫn động các guốc phanh trước và sau thì các lực tác động bằng nhau:
Pt = Ps = P
Họa đồ được xây dựng cho từng guốc phanh.
Xác định các thông số hình học của cơ cấu phanh và vẽ sơ đồ theo đúng tỉ lệ, vẽ các lực P.
Tính góc δ và bán kính ρ, từ đó xác định điểm đặt của lực R.
Tính góc φ và vẽ phương của lực R. Kéo dài phương của Rt và P cắt nhau tại Ot, kéo dài phương của P và Rs cắt nhau tại Os.
Để xác định phương của U cần lưu ý rằng, ở trạng thái cân bằng tổng các lực tác dụng lên guốc phanh bằng 0:
Từ họa đồ lực phanh ta đo được:
P = 52 (mm) ; Ut’= 189 (mm) ; Us’= 37(mm).
Ta tính được các lực còn lại:
P = 52x874 = 45448 (N);
Ut’= 189x874 = 165186 (N);
Us’= 37x 874 = 32338 (N).
Ta tính được các lực còn lại:
P = 52x1220 = 63440 (N);
Ut” = 189x1220 = 230580 (N);
Us” = 37x1220 = 45140 (N);
3.1.5. Kiểm tra hiện tượng tự xiết
3.1.5.1. Đối với guốc trước phanh của cơ cấu phanh, quan hệ giữa lực Pt và Mp có dạng
Điều này có nghĩa là mô men phanh trên guốc phanh phía trước sẽ trở nên vô cùng lớn, đây chính là hiện tượng tự xiết.
Suy ra u = 0,76
Vậy là không có hiện tượng tự xiết xảy ra với guốc trước cơ cấu phanh
3.1.5.2. Đối với guốc sau của cơ cấu phanh ta có
Vậy là với guốc sau không bao giờ có hiện tượng tự xiết.
3.1.6. Xác định các kích thước má phanh
Đối với phanh guốc, kích thước má phanh được xác định dựa trên các điều kiện: Công ma sát riêng; áp suất lên bề mặt má phanh; Tỷ số p; Chế độ làm việc của cơ cấu phanh.
3.1.6.1. Công ma sát riêng
Công ma sát riêng được tính theo công thức: l = 360 j/cm2
Vậy thỏa mãn điều kiện : l < [ l ] = 400 - 1000 j/cm2
3.1.7. Tính bền một số chi tiết
3.1.7.1. Tính bền guốc phanh
Để đơn giản ta coi guốc phanh như một thanh cong và bán kính thanh cong bằng bán kinh của tang trống. Như vậy thì khi kiểm bền guốc phanh ta quy về bài toán của tính toán bền của thanh cong.
Vì khi làm việc thì guốc phanh ép chặt vào trống phanh do vậy mà phản lực của trống phanh sẽ phân bố đều trên toàn bộ bề mặt của guốc phanh, dưới đây ta chỉ xét guốc phanh như một thanh cong chịu tác dụng của các lực tập chung.
Tham khảo kích thước guốc phanh xe Dong Feng - 12,5 tấn ta có:
a = 170mm; b = 10mm; c = 30mm; d = 60mm
Thay số vào ta có kích thước chế tạo guốc phanh Y2 = 0,5. (10+60) = 35mm
F1: diện tích phần trên chữ T: F1 = a.b = 170.10 = 1700 mm2
F2: diện tích phần dưới chữ T: F2 = c.d = 60.30 = 1800mm2
Vậy thay số vào ta có: R'1= rt - 1mp - - b/2
Thay số vào ta có R'1= 225 – 10 - 0,3 = 218,7mm
R''2 = 218,7 - 35 = 173,7mm
Thay số vào công thức của bán kính giới hạn ta có Rth = 179 mm
RG: là kích thước từ tâm bánh xe đến trọng tâm của guốc phanh.
RG = R''2 = R'1 - Yc1 = 181,7mm
* Kiểm tra bền guốc phanh
Khi kiểm tra bền guốc phanh ta đi tìm tiết diện nguy hiểm nhất, muốn tính được dễ dàng hơn ta chia guốc phanh thành 2 nửa.
Các vị trí đặt cực R và lực U ta phân tích thành 2 lực R = N + T còn U = U1x + U1y.
Với cầu sau và guốc trái (guốc xiết) có lực và mô men phanh lớn hơn má sau (guốc nhả) nên ta chỉ cần kiểm bền của guốc trước.
Có P''1 = 29200 N
U''1 = 103660 Nm
U''2 = 20440 Nm
Đặt các giá trị lực này vào guốc phanh và tại R''1 ta tách thành
R''1 = N''1 + T''1
Cắt guốc phanh thành 2 nửa thay vào mặt cắt đó ta có N''zl, Qy1, M''u1,
Xét cân bằng trên guốc phanh ta có: chiếu lực P lên phương của Nz1và Qy1ta có:
N''z1+ P''1 . cos ( + + ) = 0
Q''y1 + P''1 . sin ( + + ) = 0
M''u1 + P''1 [ - Rt . cos ( + + )] = 0
Đặt góc = +
Trong đó Rt là khoảng cách từ điểm đặt cực đếm tâm 0
Rt- 1t - 1mp - = 225 - 0,3 - 10 = 214,7 mm
Ta xét cân bằng lực tại điểm A ta có các phương trình hình chiếu của lực P lên các phương của lực N và Q.
Khi = 0 vậy
N''z1 = -P''1. cos
Q''y1 = -P''1. sin
M''u = 0
Thay số vào ta có N''z1 = - 2920 . cos 15 = -28200 N
Q''y1 = -2920. sin 15 = - 7557,5 N ; M''u = 0
Khi tại điểm B có = 66 độ thì
N''a1 = -P''1 . cos (15 + 66) = - 2920. (0,156) = - 4555,2 N
Q''1. sin (15 +66) = -2920.0,9945 = -28840 N
M''u = - P''1(160 - 194,7.cos81) = - 3782630 Nmm
* Thay số vào ta có các lực tại điểm B:
N''z2 = -116520.sin6 - 41035.sin (84) = -52990N
Q''y2 =- 11652. cos6 - 4103,5 . cos (84) = -120170 N
M''u2 = - 11652 [170 - 194,7 . sin 6] + 4103,5 .170.cos6
M''u2 = -10499280 Nmm = -10499Nm
3.1.7.2. Tính bền trống phanh
Ta tính bền cho cơ cấu phanh cầu sau ta có mô men tác dụng lên cầu sau được tính ở phần trên:
Mp = M''p = 10210 Nm = 10210000Nmm
Thay số vào công thức kiểm bền ta có: q = 2,3 N/mm2
3.1.7.4. Tính toán kiểm bền chốt phanh
Khi làm việc thì guốc phanh quay quanh chốt phanh và khi đó chốt phanh chịu các ứng suất chèn dập và ứng suất cắt.
Vậy ta kiểm bền theo 2 ứng suất trên hơn nữa khi làm việc mô men phanh sinh ra tại cầu sau và lực tác dụng của chốt phanh đã tính toán phần họa đồ lực phanh. Ta chọn một số thông số như là:
d: đường kính chốt phanh d = 42mm = 4,2cm.
l: chiều dài làm việc của chốt phanh l = 45mm = 4,5cm
* Công suất tính ứng suất chèn dập:
Thay số vào ta có: tcd = 1240 N/cm2
Theo tính toán ta thấy với vật liệu và thông số ta đã chọn để chế tạo chôt phanh tì đảm bảo độ bền khi làm việc thoả mãn theo ứng suất chèn dập và ứng suất cắt.
3.2. Tính toán dẫn động phần thủy lực
Nhiệm vụ của quá trình tính toán dẫn động phanh thủy lực bao gồm việc xác định các thông số cơ bản của nó: đường kính xi lanh công tác, đường kính xi lanh chính, tỉ số truyền dẫn động.
3.2.1. Đường kính xi lanh công tác
Đường kính xi lanh công tác của bánh sau d được tính trên cơ sở lực P đã được xác định khi xây dựng họa đồ lực phanh: d = 70 mm
3.2.2 Đường kính xi lanh chính
Kích thước của xi lanh chính, bầu khí và lực khí thể cần thiết đặt lên màng có thể được xác định trên cơ sở chọn trước một trong hai thông số.
Như vậy nếu ta chọn trước đường kính xi lanh dầu là Dd = 3,5 (cm) ta sẽ tính được đường kính bầu khí: Dl = 14,3 cm
3.3. Tính toán dẫn động phần khí nén
3.3.1. Máy nén khí
Năng suất của máy nén khí được xác định theo công thức: Q = 161 lít.phút
3.3.3. Van phân phối khí
Tính toán van phân phối khí phải bảo đảm nguyên tắc áp suất trong dẫn động tỷ lệ thuận với lực bàn đạp của người lái.
Điều kiện cân bằng của cơ cấu tùy động
Van và lò xo số 1 (không kể ma sát và các lò xo phụ) thể hiện như sau: Q = C1.S
Lực của bàn đạp tỷ lệ thuận với dịch chuyển của bàn đạp, nghĩa là hiện tượng tùy động tiến hành theo chuyển dịch.
Bởi vì: Q = Qbđ.ibđ = S.C1
Từ đây xét cơ cấu hồi vị của khoang trên ta có: Q = Qbđ.ibđ ≤ Chv.S + Fv.ph
Ta có áp suất cực đại trong bình chứa khí nén [phmax] = 70 (N/cm2), => phmax< [phmax].
Độ nhậy của các van hiện nay vào khoảng rp= 5 (N/cm2) được kiểm tra ở áp suất ptb= 30 (N/cm2).
3.3.4. Van bảo vệ 2 ngả
Ta có phương trình cân bằng.
P.S = F1xc
Dựa vào phần tính toán của van 1 chiều ta dựa trên cơ sở đó để chọn đường kính piston trung tâm ta chọn:
Dt = 2,2 cm
Vậy St = 3,8cm2
Dựa vào phương trình cân bằng trên ta có:
Flxp = 3,8 . 60 = 228 N
+ Xét lò xo của piston chặn.
Khi áp suất khí lớn hơn hay bằng 70N /cm 2 thì mở van 1 chiều ra và piston trung tâm dịch sang phải nhưng piston bị hạn chế bởi ụ hạn do đó mà lò xo của piston chặn bắt đầu làm việc ta lập lại được phương trình cân bằng sau.
P.S = Flxc
Với: P = 70 N/cm2
=> Flx = 70.2 = 140N
Ứng suất lò xo theo tính toán nhỏ hơn ứng suất cho phép của vật liệu chế tạo lò xo.
Thay số vào ta có: n0 = 3 vòng.
Số vòng toàn bộ của lò xo chịu nén n = n0 + 2 = 3+2 = 5 vòng.
Bước của lò xo t = 0,2 . D = 0,2. 20 = 4mm
Độ lún của lò xo. l = 10 mm
CHƯƠNG 4
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHẾ TẠO
4.1. Phân tích
Khi thiết kế các chi tiết ta có các kích thước thiết kế và hiểu được chức năng làm việc của chi tiết ta thiết lập quy trình công nghệ chế tạo các cụm chi tiết. Chương này em chỉ thiết lập quy trình công nghệ của một chi tiết điển hình trong các chi tiết đã thiết kế tình toán ở phần trên. Cụ thể là thiết lập quy trình gia công thiết kế chi tiết piston khí dạng màng của bầu phanh chính.
4.2. Chức năng làm việc của chi tiết
Là chi tiết chuyển động di trượt trong bầu phanh chính khi có lực tác dụng của khí nén lên bề mặt của piston .
4.4. Phương pháp chế tạo phôi
Ta có thể dùng phôi đúc để chế tạo vì phối đúc có thể tạo được hình thù gần giống như chi tiết và ta có thể gia công thêm trên các máy đơn giản.
Tiến trình công nghệ chế tạo được thực hiện theo các nguyên công như sau:
Do đặc điểm của chi tiết là có các mặt đầu có cùng độ nhám do vậy mà nguyên công phay mặt đầu có thể áp dụng cho mặt đầu còn lại.
4.5. Các nguyên công cơ bản
4.5.1. Nguyên công 1: Phay mặt đầu mặt đầu thứ nhất
Định vị: Chi tiết được định vị ba bậc qua mặt đáy bằng phiền tì, hai bậc được định vị bằng khối chữ V cố định còn bậc còn lại định vị bằng khối chữ V di động.
Chọn máy: Máy phay đứng vạn năng ký hiệu máy 6H12.
4.5.3. Nguyên công 3: Tiện bề mặt làm việc của piston màng
Định vị: Khi tiện ta định vị bằng mâm kẹp 3 chấu. Bể rộng của piston không đủ để kẹp chi tiết lên mâm kẹp 3 chấu ta sử dụng trục dẫn hướng để lồng vào lỗ vừa khoan trên nguyên công khoan.
Chọn máy: Vì kích thước của chi tiết gia công không lớn nên ta có thể chọn loại máy với công suất và nhỏ không cần những loại máy vạn năng, ta chọn loại máy có ký hiệu là 1603 của liên xô sản xuất.
Chọn dao: Chọn loại dao vật liệu là thép gió có kích thước cán đao là 16x25 và có bề rộng lưỡi dao là 8 mm.
Lượng dư gia công khi tiện thô là 3mm.
Bước tiến dao tra trong tài liệu công nghệ chế tạo máy ta có:
Sb = 0,12mm Bước tiến dao tính toán là St = Sb.k; k: hệ số phụ thuộc vào điều kiện gia công ta chọn k = 1 vậy St = 0,12mm.
Tính toán chiều dài cắt theo công thức: L = Lct+Yc+Yvr.
4.5.4. Nguyên công 4: kiểm tra
Nguyên công kiểm tra là nguyên công cuối cùng của quy trình công nghệ chế tạo chi tiết do vậy ta cần kiểm tra chi tiết gia công bằng đồng hồ đo.
Cụ thể là ta tiến hành kiểm tra độ đồng trục của bề mặt làm việc của piston với đường tâm sai lệch này chỉ cho phép không vượt quá 0,02mm.
Độ côn ô van không cho phép vượt quá 0,02 mm.
Đảm bảo độ nhám bề mặt làm việc của chi tiết.
Khi kiểm tra đô ô van của piston thì ta dùng trục kiểm lồng vào lỗ và kẹp chặt trục kiểm vào mâm cặp.
KẾT LUẬN
Sau thời gian 3 tháng làm việc nỗ lực của bản thân, em đã hoàn thành được bản đồ án của mình theo đúng yêu cầu mà thầy hướng dẫn đề ra. Đồ án của em đã đạt được những vấn đề sau: Tìm hiểu được tổng quan hệ thống phanh thủy khí hiện nay trên thị trường; biết cách phân tích, đánh giá để tìm ra phương án thiết kế hệ thống phanh một cách tối ưu; biết tính toán thiết kế một hệ thống phanh trên xe đảm bảo làm việc an toàn và ngoài ra em cũng đã tìm hiểu được cách chế tạo một chi tiết điển hình trên xe ô tô.
Bên cạnh những vấn đề đạt được, do thời gian có hạn đồ án của em còn nhiều hạn chế và còn nhiều vấn đề chưa đề cập đến trong đồ án này. Để tăng tính hiệu quả cho phanh khi làm việc thì ta cần phải thiết kế thêm các cụm như: bộ chống hãm cứng khi phanh và bộ tự điều chỉnh khe hở má phanh và trống phanh để tránh hiện tượng bó phanh.
Trong quá trình làm đồ án em đã cố gắng tìm hiểu thực tế và giải quyết các nội dung kĩ thuật hợp lý. Đây là bước khởi đầu quan trọng giúp cho em có thể nhanh chóng tiếp cận với ngành công nghiệp ô tô hiện nay của nước ta. Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp, bổ sung của các thầy, và các bạn để đề tài của em được hoàn thiện hơn, góp phần nhỏ bé vào nhu cầu sử dụng xe ở Việt Nam hiện nay.
Một lần nữa em xin cảm ơn sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của thầy: TS……………. cùng các thầy trong môn ôtô đã giúp em hoàn thành đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Vĩnh Phúc, ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
………………
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. PGS.TS. Nguyễn Trọng Hoan - Tập bài giảng thiết kế tính toán ô tô - Lưu hành nội bộ - Năm 2009 .
2. Tài liệu đào tạo TEAM giai đoạn 2 tập 13 - Hệ thống phanh - TOYOTA.
3. Dương Đình Khuyến - Hướng dẫn thiết kế hệ thống phanh ô tô máy kéo -Năm 1995.
4. Trịnh Chất và Lê Văn Uyển - Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1 và tập 2 -Nhà xuất bản giáo dục - Năm 2007.
5. GS.TSKH.Nguyễn Hữu Cẩn - Phanh Ô tô cơ sở khoa học và thành tựu mới- Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật - Năm 2004.
6. PGS.TS Ninh Đức Tốn và TS. Đỗ Trọng Hùng - Hướng dẫn làm bài tập dung sai - Trường đại học bách khoa Hà Nội - Năm 2000.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"