MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU…….1

MỤC LỤC…2

DANH MỤC HÌNH ẢNH.. 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ XE CHỞ RÁC THÙNG RỜI. 5

1.1. Tổng quan. 5

1.2. Sự cần thiết của xe chở rác thùng rời 5

1.3. Cấu trúc đặc biệt của xe chở rác kiểu thùng rời 5

1.4. Một số hình ảnh về xe chở rác thùng rời 6

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.. 6

2.1. Lựa chọn phương án thiết kế. 6

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÁC LỰC LÊN KHUNG XE.. 7

3.1. Tính khối lượng của thùng. 7

3.1.1. Tính khối lượng 2 mặt bên của thùng. 7

3.1.2. Tính khối lượng mặt trước của thùng. 11

3.1.3. Tính khối lượng mặt sau của thùng. 14

3.1.4. Tính khối lượng mặt đáy của thùng. 16

3.2. Tính khối lượng của khung xe. 18

3.3. Tính trọng tâm xe. 22

3.3.1. Tính trọng tâm của thùng xe. 22

3.3.2. Tính trọng tâm của chasiss. 24

3.3.3. Tính toán xilanh. 29

3.3.4. Tính chọn xe cơ sở. 31

3.3.5. Tính trọng tâm xe. 33

CHƯƠNG 4: CÁC TRƯỜNG HỢP CHỊU TẢI. 35

4.1. Tải tĩnh. 35

4.2. Tải động. 36

4.3. Tải xoắn. 37

4.4. Tải quay vòng. 39

CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SAP2000 TRONG KIỂM BỀN CHASSIS THÙNG   41

5.1. Tổng quan. 41

5.1.1. Giới thiệu chung. 41

5.1.2. Giới thiệu phần mềm.. 41

5.2. Xây dựng mô hình 3D.. 42

5.3. Tiến hành kiểm bền trên chassis và khung. 44

5.4. Kết quả tính toán. 47

5.4.1. Trường hợp : Khi xe chở thùng. 47

5.4.2. Trường hợp khi xe kéo thùng. 49

CHƯƠNG 6: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO KHUNG.. 51

6.1. Nhận và kiểm tra vật liệu. 51

6.2. Các nguyên công chế tạo khung. 516.2.1. Nguyên công 1: Gia công thanh dầm dọc. 51

6.2.2. Nguyên công 2: Gia công thanh C300x100x6,5x11. 52

6.2.3. Nguyên công 3: Gia công thanh C240x90x5,6x10. 53

6.2.4. Nguyên công 4: Gia công 4 thanh C240x90x5,6x10. 53

6.2.5. Nguyên công 5: Hàn các thanh chữ C vào thanh dầm dọc. 54

6.2.6. Nguyên công 6: Vát mép, làm sạch. 54

6.2.7. Nguyên công 7: Sơn chống rỉ cho chasiss. 54

TÀI IỆU THAM KHẢO……57

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển của nền kinh tế quốc dân, tạo ra nhiều sản phẩm vật chất phục vụ cho đời sống xã hội, và các nhu cầu thiết yếu của con người.

Song song với sự phát triển của xã hội và sự đô thị hoá với tốc độ nhanh làm cho sự gia tăng cơ học về dân số, điều đó kéo theo sự gia tăng về số lượng lớn rác thải trong thành phố, rác thải là nguồn ô nhiễm môi trường, đây là vấn đề nhức nhối của các đô thị và thành phố lớn, đặc biệt là thủ đô Hà Nội.

Khi dân số tăng, đô thị càng phát triển thì số lượng khí thải và rác thải càng nhiều về chủng loại và số lượng, chúng là một trong những nguyên nhân chính gây ra ô nhiễm môi trường ảnh hưởng đến đời sống của nhân dân.

Xuất phát từ những nhu cầu trên của xã hội, đặc biệt là của những đô thị lớn,vì vậy việc thiết kế xe ép và chở rác là nhu cầu rất cần thiêt. Vì vậy em đã được giao đề tài “Thiết kế kỹ cơ thuật ôtô chở và ép rác trên sở ôtô sát xi HINO WU422L Tính toán thiết kế xe chở rác thùng rời ”.

Sau một thời gian nghiên cứu, làm việc đến nay đồ án của em đã được hoàn thành, song không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự góp ý và hoàn thiện đề tài của các thầy và các bạn.Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo: TS…………. và các thầy cô trong bộ môn đã tận tình giúp đỡ em trong thời gian qua!

                                                                    Hà Nội ngày … tháng … năm 20…

                                                                Sinh viên thực hiện

                                                                 ……………..

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ XE CHỞ RÁC THÙNG RỜI

1.1. Tổng quan

Xe cuốn ép rác thùng là một trong những loại xe chuyên dụng giúp dọn sạch rác thải sinh hoạt hàng ngày, làm cho môi trường trở nên xanh, sạch và đẹp hơn.

Xe hooklift chở rác thùng rời là dòng xe chuyên dụng môi trường được thiết kế có cơ cấu nâng hạ thùng hàng, với nhiệm vụ chính là chuyên chở vận chuyển rác thải, dầu thải…từ các khu công nghiệp, khu dân cư, khu đô thị, các thành phố đến nơi chứa rác thải.

1.3. Cấu trúc đặc biệt của xe chở rác kiểu thùng rời

Xe hooklift chở rác thùng rời được cấu tạo bởi hai bộ phân chính là xe cơ cở là xe tải của các hãng như Hino, Dongfeng, Isuzu, Hyundai, hoặc trên nền các xe tải lắp ráp tại Việt Nam. Hệ thống chuyên dụng của xe hooklift chở rác thùng rời bao gồm thùng chứa rác và cơ cấu năng hạ.

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.1. Lựa chọn phương án thiết kế.

Ô tô thu gom rác:

Sử dụng để thu gom rác trong các ngõ xóm.Dung tích thùng đạt khoảng 3,0m³. Sau khi thu gom rác ô tô đến các container thùng rời để đổ rác.

- Ưu điểm: Xe co kích thước gọn tạo điều kiện thuận lợi khi ra vào ngõ xóm,cơ động trong việc thu gom rác, có hệ thống tay nâng thuận tiện cho việc nâng và đổ rác

- Nhược điểm: Hệ số sử dụng tải trọng nhỏ

Xe thu gom rác dạng container: Xe  được trạng bị cơ cấu kiểu tay đòn dung để nâng hạ container.Thùng chứa đặt ở vị trí cố định,khi thùng đầy ô tô đến nâng thùng lên xe và cở đến bãi rác.

+ Tiết kiệm nhiên liệu và thân thiện với môi trường.

+ Với 5 ưu điểm vượt trội trên thì xe chở rác thùng rời được xem là một loại xe chuyên dụng rất hữu ích cho việc thu gom và vận chuyển rác thải nhanh chóng, an toàn và vệ sinh nhất.

Kết luận: Dựa vào những ưu điểm của các loại xe chở rác trên ta chọn phương án thiết kế là xe chở rác thùng rời.

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÁC LỰC LÊN KHUNG XE

3.1. Tính khối lượng của thùng

Chọn vật liệu của thùng xe là thép Q235 có khối lượng riêng là 7850kg/m³

3.1.1. Tính khối lượng 2 mặt bên của thùng

+ Thanh số 2 và số 5:

Thép hộp có kích thước 100x100mm có chiều dày 4mm

Diện tích của vật liệu là :

S=100x10092x92=1536 mm²

Tổng chiều dài thanh L2=6015 mm

Tổng chiều dài thanh L5=(1908-100)x5=9040 mm

Tổng chiều dài của thanh số 2 và 5 là:

L₂₅=6015+9040=15055

Thể tích của thanh số 2 và 5 là:

V₂₅=1536x15055=23124480 mm³

Thể tích tổng 2 bên là 2xV₂₅=46248960

+ Khối lượng của thép tấm bên

Thép tấm có chiều dài là 6075mm chiều rộng 1968mm và bề dày 6mm

Diện tích thép tấm bên là

S=6075x1968=11955600 mm²

Thể tích thép tấm bên là

V=11955600x3=35866800 mm³

Thể tích 2 tấm thép bên là

2V=71733600

Khối lượng của tấm thép bên là

m=7850x10^-9x71733600=563.1 kg

3.1.2. Tính khối lượng mặt trước của thùng

+ Thanh số 1 và 2,3

Thép hộp có kích thước 100x100mm có chiều dày 4mm

Diện tích của vật liệu là :

S=100x100-92x92=1536 mm²

Tổng chiều dài thanh L1=1867x2=7468 mm

Tổng chiều dài thanh L2=650x2+800x2=2900 mm

Tổng chiều dài thanh L3=2500x2=5000 mm

Tổng chiều dài của thanh số 1 và 2,3 là:

L₁₂₃=7468+2900+500=15368

Thể tích của thanh số 2 và 5 là:

V₁₂₃=1536x15368=23605248 mm³

Khối lượng của thép hộp mặt trước là

m= 7850x10^-9x23605248=185,3 kg

+ Thép tấm mặt trước của thùng

Thép tấm mặt trước của thùng có chiều dài 2300 mm chiều rộng 1867 mm và dày 6 mm

Diện tích thép tấm bên là

S=2300x1867=4294100 mm²

Thể tích thép tấm bên là

V=4294100x3=12882300 mm³

Khối lượng của tấm thép bên là

m=7850x10^-9x12882300=101.1 kg

3.1.4. Tính khối lượng mặt đáy của thùng

Thép hộp có kích thước 100x100mm có chiều dày 4mm

Diện tích của vật liệu là :

S=100x100-92x92=1536 mm²

Tổng chiều thép hộp ở đáy thùng

L_t=6360x2+2500x5+1780x6=35900 mm

3.2. Tính khối lượng của khung xe

+ Khối lượng thanh số 1,3,5

Từ mặt cắt của thanh thép chữ C dầm dọc chính ta có diện tích của phần vật liệu bằng diện tích của 2 cạnh cộng với diện tích của bụng

Diện tích cạnh là :

S_canh=100x11=1100 mm²

S_2canh=1100x2=2200 mm²

Diện tích bụng là :

S_bung=278x6,5=1807 mm²

+ Thanh số 2

Mặt hình chiếu cạnh

S_bung=(240-20)x887=195140 mm²

V_bụng=5,6x195140=1092784 mm³

Mặt hình chiếu đứng

S_hcn=90x240=21600 mm²

S_hcn2=407x55=22385 mm²

+ Thanh số 4,6,7,8

Mặt hình chiếu cạnh

S_bung=(240-20)x747=164340mm²

V_bụng=5,6x164340=920304 mm³

Mặt hình chiếu đứng

S_hcn=90x170=15300 mm²

Tổng thể tích của khung xe là : 66347906+2243920+1238199+6374032=76404057 mm³

Khối lượng của khung xe là :

m=7850x10^-9x76404057=600 kg

3.3. Tính trọng tâm xe

3.3.1. Tính trọng tâm của thùng xe

Theo thiết kế trọng tâm thùng rác có dạng hình hộp chữ nhật có kích thước chiều dài 6360 (mm) chiều rộng 2500 (mm) chiều cao 2350 (mm). Do vậy trọng tâm của thùng hàng ta tính như trọng tâm của hình chữ nhật

Từ đó ta có thể quy thùng hàng về dạng hình chữ nhật.

Vậy trọng tâm của xe theo phương Ox và Oz là: G=(3180;1250) mm

3.3.2. Tính trọng tâm của chasiss

+ Tọa độ trọng tâm dầm ngang chữ C

Chia làm 2 hình và có tọa độ C=( Xc; Yc)

Yc=0 :

Xc=28,9 mm

+ Trọng tâm của từng thanh chữ C lần lượt là :

G₂=( 1883,8;180) , G₃=(3483,8;180) , G₆=(4883,8;180)

G₇=(7433,8;180) , G₉=(8147,1;150).

Trọng lượng của thanh dầm từ 2 đến 7 m=12,5kg và số 9 là m=17,6 kg

=> Tổng trọng tâm của thanh dầm ngang là G_damngang=(3803,9;150) mm

+ Trọng tâm của chasis khi có tải là

Tại trường hợp này chasiss phải chịu tác dụng của các lực :

Tải trọng chasiss là m= 600 kg , G_chasiss=(4035,7;153,2) mm

Tải trọng của thùng hàng và hàng hóa lần lượt là m_t=m_t+m_hh=2935+9600=12535 kg và G=(3180;1250) mm

G_x=3219 mm

G_y=1200 mm

Suy ra trọng tâm chasis khi có tải là G_chasiscotai=(3219;1200) mm

3.3.4. Tính chọn xe cơ sở

Qua quá trình tính toán ta chọn xe HOOKLIFT DONGENG có bán tại Việt Nam và trên Quốc Tế

3.3.5. Tính trọng tâm xe  

Xe cơ sở có trọng lượng khi không tải là 14700 (kg) phân bố lên cầu trước là 9210 (kg), phân bố lên cầu sau là 5490 (kg).

Ta có phương trình cân bằng momen tại O1:

=> a=1822 (mm)

=> b= 4877-1822=3055 (mm)

Vậy trọng tâm đầu kéo theo phương X là G_x=1440+1822=3262 mm

Trọng tâm đầu kéo theo phương Y là

+ Lúc không có kíp lái lấy gần đúng công thức thực nghiệm

h_odk=0,8.B_dk=0,8.2106=1684,8 (mm)

Trọng tâm của người đến trục Oxz là 1800(mm)

+ Lúc xe đầu kéo có kíp lái: h_dk=1685,8

Suy ra trọng tâm đầu xe cơ sở là G_dauxe=( 3262;1685,8) mm

Tải trọng của xe khi có hàng là m_hh=9600 kg và G=(3180;1250) mm và quy về gốc tọa độ Oxz ở trên ta được G=(4455;2235) mm

Suy ra trọng tâm xe khi có tải là G_xe =(3733,3;1902,7) mm

CHƯƠNG 4: CÁC TRƯỜNG HỢP CHỊU TẢI

4.1. Tải tĩnh

Nếu một chiếc xe có nhiều hơn 2 trục, chẳng hạn như xe 3 trục trong hình 3.1 thì chiếc xe sẽ không xác định được tĩnh và các lực thông thường dưới lốp xe không thể xác định bằng các phương trình cân bằng tĩnh. Chúng ta cần xét tới độ uốn của hệ thống treo xác định lực của chúng. Có thể tính n lực F_zi dưới lốp xe bằng cách sử dụng n phương trình đại số dưới đây.

Từ đó ta có phương trình sau:

2F_z1+2F_z2+2F_z3 – 24030=0

F_z1+ F_z2+ F_z3=12015            (1)

2F_z1.2386– 2F_z2.1792– 2F_z3.3192=0

1193F_z1–896F_z2–1596F_z3=0           (2)

4.2. Tải động

+ Quán tính của kết cấu góp phần vào tổng tải

+ Luôn cao hơn tải tĩnh

+ Phương tiện giao thông đường bộ : 2,5 đến 3 lần tải tĩnh

+ Xe địa hình 4 lần tải tĩnh

4.3. Tải xoắn

- Khi xe đi trên đường không bằng phẳng

- Xoắn thuần túy:

+ Lực xoắn được áp dụng cho một cầu và phản lại bởi các cầu khác.

+ Cầu trước chống lại lực xoắn ngược chiều kim đồng hồ.

+ Cầu sau cân bằng với lực xoắn cùng chiều kim đồng hồ.

4.4. Tải quay vòng

Tải trọng này xuất hiện khi xe vào cua, được tạo ra ở các vị trí lốp tiếp xúc với mặt đất.

Lực ngang F_xi phải cân bằng với lực ly tâm. Khi phản lực trong xe về không thì xe sẽ bị lật.

M : là khối lượng của xe M=24030 (kg)

g : là gia tốc trọng trường g = 9,81(m / s² )

t : là vệt bánh xe t=2100 (mm)=2,1 (m)

h : là chiều cao trọng tâm của xe h=1902,7=1,9027 (m)

=> F_lytam=130089,4 (N)

F_x= F_lytam =63631.3(N)

CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SAP2000 TRONG KIỂM BỀN CHASSIS THÙNG

5.1. Tổng quan

5.1.1. Giới thiệu chung

Chassis ô tô là một khối liên kết cứng dạng khối hộp được liên kết bởi các thanh thép hộp và thép hình là: các mối hàn và bắt vít là: bu lông. Trong quá trình di chuyển trên đường thường xuyên xảy ra các hiện tượng như phanh gấp, lực quán tính lớn nhất có thể gây ra phá hủy các mối hàn liên kết bị đứt gãy, và làm cho khung xe bị uốn hay cong vênh.

5.1.2. Giới thiệu phần mềm

Hiện nay người ta thường dùng phương pháp phần tử hữu hạn để lập trình tính toán các cấu trúc trong nhiều lĩnh vực khác nhau như cơ khí, xây dựng, nhiệt, hành không… Trong lĩnh vực cơ học vật rắn biến dạng dưới tác động tải trọng ngoài dạng cơ, áp lực gió, đất hiện nay thường dùng phần mên Sap2000. Nhờ vào công cụ này mà tiết kiệm được thời gian, công sức tính toán, nâng cao chất lượng trong thiết kế.

5.2. Xây dựng mô hình 3D

Trong thư vện Sap2000v21.0.0 có hỗ trợ các dạng mô hình kết cấu khá đa dạng và phổ biến như các loại:dạng chóp,dạng hộp, dạng cầu thang,dạng cong 3D, … và các chỉ dẫn về thông số các thành phần rất cụ thể.

Đặt các tải trọng và các ràng buộc cho mô hình

Tiến hành đặt các trường hợp tải cho mô hình

Trước khi tiến hành phân tích cần phải đặt tải trọng và ràng buộc cho mô hình. Sap2000 có một số loại tải trọng sau: áp suất, lực phân bố đều và phân bố không đều, momen, trọng lượng, lực quán tính, lực li tâm.

+ Các tổ hợp tải trọng

Là các tổ hợp của tải trọng bản thân kết cấu, tải trọng thùng tác dụng lên kết cấu. Các tổ hợp tải trọng chính bao gồm:

Combo1=1.2D+1,1F_hh+1,1F_đxe+1,1F_xilanh

Combo2=1.2D+1,1F_đxe+1,1F_xilanh

CHƯƠNG 6: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO KHUNG XE

6.1. Nhận và kiểm tra vật liệu

Kiểm tra nguồn gốc xuất xứ của vật liệu. Thép sử dụng để chế tạo khung là thép Q235, xuất xứ từ Trung Quốc

Kiểm tra hình dạng và kích thước của vật liệu,hình dạng phải nguyên vẹn không méo mó và kích thước hình học phải phù hợp để chế tạo khung

6.2. Các nguyên công chế tạo khung

6.2.1. Nguyên công 1: Gia công thanh dầm dọc

+ Bước 1: Cắt thanh C300x100x6,5x11 dài 8280(mm)

+ Bước 3: Dùng máy cắt vát mép đoạn cuối thanh BC

6.2.2. Nguyên công 2: Gia công thanh C300x100x6,5x11

+ Bước 1: Cắt thép chữ C dài 760mm

+ Bước 2: Vát mép 2 đàu chữ C

6.2.5. Nguyên công 5: Hàn các thanh chữ C vào thanh dầm dọc

+ Bước 1: Gá các thanh trên một mặt phẳng

+ Bước 2: Hàn thành phẩm

6.2.6. Nguyên công 7: Sơn chống rỉ cho chasiss

+ Bước 1: Đặt chasiss lên giá đỡ

Chasiss được đặt lên giá đỡ có kết cấu bền chắc

+ Bước 2: Làm sạch bụi và tạp chất bám vào chasiss bằng khí nén trước khi thực hiện sơn

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Akash Singh Patel , Jaideep Chitransh  “Design and analysis of tata 2518tc truck chassis frame with various cross sections using cae tools” ISSN: 2277-9655, September, 2016.

[2] Monika S.Agrawal “Design and Analysis of Truck Chassis Frame” e- ISSN: 2278-1684, p-ISSN: 2320-334X, IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering (IOSR-JMCE), PP. 76-85.

[3] Julian Happian Smith “ Modern vehicle design” Imprint: Butterworth-Heinemann, Published Date: July 2001.

[4] Tiêu chuẩn ngành 22 TCN 327 – 05 Phương tiện giao thông cơ giới đường bộ rơ-mooc và sơ-mi rơ-mooc yêu cầu an toàn chung. Bộ GTVT ban hành năm 2015

[5] Shaohua Li, Liqun Chen, Shaopu Yang “Dynamics of Vehicle-Road Coupled System” Publisher: Springer and Science Press, Beijing ISBN: 978-3-662-45956-0, April, 2015

[6] Lê Văn Thái “Khảo sát hiệu quả Phanh ô tô tải”. Tạp chí khoa học và công nghệ lâm nghiệp số 1-2017

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"