MỤC LỤC

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH.. 7

DANH MỤC BẢNG BIỂU.. 8

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH CÁC THUẬT NGỮ.. 9

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN.. 10

1.2.1 Xe tải thùng lửng : 11

1.2.2 Xe tải thùng kín : 12

1.2.3 Xe tải thùng bạt: 13

1.2.4 Xe tải thùng lật ( xe ben ): 14

1.2.5 Xe tải thùng cánh dơi: 15

2.1. Lựa chọn xe cơ sở: 17

2.2. Lựa chọn phương án đóng mở: 18

2.3. Thông số ô tô thiết kế: 20

2.4. Kết cấu thùng hàng thiết kế. 22

2.4.1 Xác đinh kích thước thùng xe: 22

2.4.2 Kết cấu thùng hàng : 22

2.5 Tính toán khối lượng thùng hàng : 28

2.5.1 Mảng sàn: 28

2.5.2 Thành bên. 29

2.5.3 Thành trước. 29

2.5.4 Mảng nóc. 30

2.5.5 Thành sau. 30

2.5.6 Khối lượng thiết bị phụ: 31

2.6 Chassis. 31

2.6.1 Tải trọng của chassis : 32

2.6.2 Trọng tâm chassis : 34

2.6.3 Tải trọng  xe khi không tải: 36

2.6.4 Tải trọng xe khi đầy tải: 37

2.6.5 Các lực tác dụng lên chassis : 38

CHƯƠNG 3 : PHÂN TÍCH CÁC TRƯỜNG HỢP CHỊU TẢI 41

3.1 Tải uốn. 41

3.1.1 Trường hợp tải tĩnh. 41

3.1.2 Trường hợp tải động. 42

3.2 Tải xoắn. 43

3.3 Tải xoắn uốn kết hợp. 44

3.4 Tải quay vòng. 45

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG NÂNG HẠ ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HỆ THỐNG NÂNG HẠ.. 49

4.1 Giới thiệu hệ thống nâng hạ cánh thùng. 49

4.1.1 Động học của hệ thống nâng hạ. 50

4.1.2 Động lực học của hệ thống nâng hạ. 53

4.1.3 Lựa chọn thông số xi lanh nâng hạ thùng : 55

4.2 Tính toán lựa chọn bơm dầu : 56

4.3 Tính bền trụ thành thùng khi xylanh ở vị trí cao nhất : 58

CHƯƠNG 5 : ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SAP2000 TRONG KIỂM BỀN KHUNG VÀ THÙNG XE TẢI 60

5.1. Tổng quan : 60

5.1.1 Giới thiệu chung. 60

5.1.2 Giới thiệu phần mềm.. 60

5.1.3 Các bước thực hiện : 60

5.2 Thực hành phần mềm : 62

5.1.1. Chọn mô hình kết cấu : 62

5.1.2. Khai báo vật liệu, kích thước thanh: 63

5.2. Dựng mô hình, đặt tải trọng, kiểm bền thùng xe: 64

5.2.1 Thùng xe chịu tải tĩnh, tải động : 65

5.2.2 Thùng xe chịu tải khi quay vòng: 65

5.2.4 Thùng xe chịu tải dọc khi phanh: 66

5.3. Dựng mô hình, đặt tải trọng, kiểm bền khung xe : 67

5.3.1 Khung xe chịu tải tĩnh, tải động: 68

5.3.2 Khung xe chịu tải xoắn: 69

5.3.3 Khung xe chịu tải uốn xoắn kết hợp. 70

5.3.4 Khung xe chịu tải khi xe quay vòng : 71

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 73

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay đất nước ta đang trên đà phát triển mạnh mẽ về mọi lĩnh vực, trong đó lĩnh vực giao thông vận tải đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc thúc đẩy nhanh quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước. Đây được coi là  một trong những lĩnh vực xương sống, mũi nhọn đang được nhà nước ta đầu tư trọng điểm trong vài năm qua. Với chính sách trên thì ngành ô tô được hưởng lợi rất nhiều khi đã xuất hiện những nhà máy lắp ráp và sản xuất ô tô đầu tiên ở Việt Nam và bên cạnh đó là các hiện định kinh tế đa phương được kí kết nhằm giảm thuế nhập khẩu ô tô giúp cho chúng ta được tiếp cận với nhiều mẫu mã, chủng loại xe tiên tiến, hiện đại để phục vụ rất nhiều mục đích khác nhau trong đời sống xã hội. Năm 2020 vừa qua, dịch bệnh COVID-19 hoành hành khiến cho nước ta chịu rất nhiều thiệt hại nặng nề về kinh tế, đặc biệt là các doanh nghiệp vừa và nhỏ, các tiểu thương kinh doanh các cửa hàng, shop bán đồ ở các thành phố lớn đứng trước nguy cơ đóng cửa, phá sản vì không có nguồn thu cũng như không gánh nổi chi phí mặt bằng đắt đỏ phải trả hàng. Để giải quyết vấn đề này, không ít người đã đặt hàng các xưởng sản xuất ô tô loại “xe tải thùng cánh dơi”, một loại xe tải cỡ nhỏ được cải biên thùng xe có thể mở ra từ nhiều phía để phù hợp cho mục đích cứu hộ, bán hàng lưu động. Đây là một giải pháp tuyệt vời khi nó vừa có thể giải quyết được vấn đề chi trả quá nhiều tiền thuê mặt bằng, vừa có thể di chuyển đi nhiều nơi để mở rộng thị trường, tự tìm kiến khách hàng và hứa hẹn sẽ là một xu thế kinh doanh rất tiềm năng trong tương lai.

Sau khi hoàn thành quá trình học tập, em đã dùng những kiến thức tích lũy được để hoàn thành đề tài đồ án tốt nghiệp được giao về “Tính toán thiết kết xe tải thùng cánh dơi bán hàng lưu động”. Trong quá trình làm đồ án do sự thiếu hụt về hiểu biết và kinh nghiệm nên vẫn còn những sai sót nên em mong được các thầy cô và bạn bè thông cảm cũng như nhận được sự góp ý bổ ích để hoàn thiện bản thân.

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu chung về xe tải

Theo QCVN 41/2019 có hiệu lực từ 1/7/2020, xe ô tô tải là xe ô tô có kết cấu và trang bị chủ yếu để chuyên chở hàng hóa ( bao gồm cả ô tô đầu kéo, ô tô kéo rơ moóc và các loại e như xe PICK UP, xe tải VAN có khối lượng hàng chuyên chở cho phép tham gia giao thông từ 950 kg trở lên

Có 2 cách phân loại xe tải phổ biến như sau:

Phân loại theo động cơ sử dụng nguyên liệu

+ Xe tải dùng động cơ xăng: Thông thường dòng này dành cho xe tải dòng nhẹ và trung

+ Xe tải dùng động cơ dầu: Thường dùng cho các dòng xe tải lớn, xe đầu kéo ...

1.2 Dòng xe tải hạng nhẹ

Là những dòng xe tải cỡ nhỏ hoặc vừa. Thường xe tải chở hàng dòng này thuộc dạng xe bán tải, xe thùng kín, thùng mui bạc… dòng xe này chuyên dùng để phục vụ chuyển nhà, chở ít hàng hóa hoặc hàng hóa nhỏ như thực phẩm, nội thất, mặt hàng da dụng.

1.2.1 Xe tải thùng lửng :

Xe tải thùng lửng là dòng xe được thiết kế với phần thùng hở ở phía trên, không có phần khung để phủ bạt (như xe tải mui bạt) và có phần nắp lửng ở 2 bên và phần đuôi xe. Do thiết kế vô cùng đặc biệt nên dòng xe này được rất nhiều cá nhân/doanh nghiệp sử dụng trong kinh doanh vận chuyển như:

- Phương tiện trong dịch vụ chuyển nhà.

- Chuyên chở hàng hóa nội bộ.

+ Giá cả phải chăng cho người kinh doanh: Do không sử dụng nhiều vật liệu làm thùng như các kiểu xe khác nên xe thùng lửng có giá rẻ hơn nhiều.

+ Cải tạo nhanh chóng - sửa chữa, thay thùng tiện lợi: Do cấu tạo thùng lửng khá đơn giản nên chủ xe khi muốn cải tạo thùng xe cũng sẽ dễ dàng hơn.

+ Cấu tạo tiện lợi cho việc bốc dỡ hàng hóa: Loại xe này có tính thông thoáng cao, kết hợp cùng khung bửng có thể mở/đóng một tiện lợi nên việc bốc xếp hàng lên xe khá nhanh chóng và dễ dàng.

1.2.2 Xe tải thùng kín :

Xe tải thùng kín (hay còn được gọi là xe bảo ôn) là loại xe có phần thùng được thiết kế theo kiểu hộp kín, có 2 cửa ở phía sau xe và 1 cửa bên hông thùng (thường ở bên phải). 

Người mua thường sử dụng xe tải thùng kín để vận chuyển các hàng hóa cần được bảo quản (thực phẩm tươi sống, rau củ, trái cây,…) và những loại hàng dễ bị hư hại bởi điều kiện thời tiết (nắng, mưa ảnh hưởng đến chất lượng hàng hóa).

1.2.4 Xe tải thùng lật ( xe ben ):

Xe ben hoặc xe tải ben là một chiếc xe tải được sử dụng để vận chuyển vật liệu rời (như cát, sỏi. ,dùng trong xây dựng và nhiều việc khác. Một xe tải ben điển hình được trang bị một thùng kín ở phía sau và được trang bị pistong thủy lực để nâng ở phía trước,bên hông trái hoặc phải hoặc cả hai cho phép các vật liệu trong thùng đổ trên mặt đất phía sau xe ben tại các địa điểm được chỉ định từ trước.

1.2.5 Xe tải thùng cánh dơi:

Với nhu cầu vận chuyển hàng hóa ngày càng đa dạng và phát triển. Trên thị trường hiện nay đã có không ít các loại xe tải cần được cải tiến hóa. Nhằm tạo sự phù hợp và đáp ứng tối đa mục đích sử dụng của người tiêu dùng. Do đó mà xe tải cánh dơi ra đời như một phương tiện vận chuyển hữu ích. Phát huy được một cách tốt nhất khả năng và đặc tính của mình. Có khả năng phục vụ cho mọi hình thức vận chuyển hàng hóa và sản phẩm

CHƯƠNG 2 : LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾT VÀ TÍNH TOÁN

2.1. Lựa chọn xe cơ sở:

Oto thiết kế được tính toán thiết kế trên cơ sở lựa chọn các cụm tổng thành lắp ráp.

Tổng thành nhập khẩu và sản xuất trong nước như bảng 2.1.

2.2. Lựa chọn phương án đóng mở:

* Phương án 1 :  Thùng cánh dơi mở lên trên

Cửa mở được bố trí hai bên thùng hàng, hoạt động nâng lên hạ xuống nhờ cơ cấu xy lanh thủy lực. Mỗi bên cánh được bố trí hai xy lanh, việc tính toán và lựa chọn xy lanh phải dựa trên nhiều yếu tố khác nhau nhằm đảm bảo cơ cấu nâng hạ hoạt động an toàn trong quá trình sử dụng.

* Phương án 2 :  Thùng cánh dơi mở sang ngang

Cửa mở cũng được bố trí hai bên thùng hàng, hoạt động nâng lên hạ xuống nhờ cơ cấu xy lanh thủy lực. Mỗi bên cánh được bố trí hai xy lanh, việc tính toán và lựa chọn xy lanh phải dựa trên nhiều yếu tố khác nhau nhằm đảm bảo cơ cấu nâng hạ hoạt động an toàn trong quá trình sử dụng.

* Kết luận : Qua việc phân tích hai phương án trên và dựa vào mục đích sử dụng của xe thiết kế ta thấy phương án 2 là phương án phù hợp nhất, đảm bảo tính kinh tế cao, phương án đóng mở đơn giản thuận lơi cho việc thiết kế.

2.3. Thông số ô tô thiết kế: 

Thông số kỹ thuật xe thiết kế như bảng 2.2.

2.4. Kết cấu thùng hàng thiết kế   

2.4.1 Xác đinh kích thước thùng xe:

Kích thước xe ôtô thiết kế được xác định dựa trên các yêu cầu sau:

- Tiêu chuẩn ngành

- Kích thước khung sát xi

2.4.2. Kết cấu thùng hàng :

Kết cấu tổng thể của thùng là:

Thông số cơ bản của thùng hàng là:

Kích thước bao : 2600x1500x1500 mm

a) Sàn thùng hàng:

Sàn thùng hàng bao gồm 16 dầm ngang bằng thép Q235 dạng hộp tiết diện 60x30x2 được hàn với 2 dầm dọc tiết diện [] 100x50x2mm, liên kết giữa các dầm ngang với dầm dọc bằng phương pháp hàn hồ quang điện; phía đầu các dầm ngang có hàn các bao sàn ngang và bao sàn dọc bằng thép chữ U Q235, tiết diện [80x40x3mm. Sàn thùng được trải bằng thép tấm dầy 2 mm, liên kết giữa thép tấm và khung xương bằng phương pháp hàn hồ quang điện.

b) Mảng nóc thùng :

Mảng nóc thùng gồm 4 xà ngang và 10 xà dọc liên kết với nhau bằng phương pháp hàn. Tất cả đều là thép hộp vuông Q235 tiết diện [] 20x20x1 mm. xung quanh là các bao mảng nóc ngang và dọc, tiết diện [] 30x30x1 mm. Bên trên mảng nóc được bọc 1 lớp tôn dày 1 mm liên kết với thùng bằng đinh rút.

d) Thành trước thùng :

Khung xương thành trước thùng được nối với nhau bằng các thanh thép hộp Q235 [] 20x20x1 bằng phương pháp hàn. Các thanh giữa của khung thành trước được hàn trực tiếp với trụ thành thùng và thanh bao mảng nóc thành trụ thành thùng. Bên ngoài được bọc bằng thép tấm dày 1mm liên kết với khung bằng đinh rút.

2.5 Tính toán khối lượng thùng hàng :

Ta tính khối lượng của vật liệu dựa trên cơ sở công thức tính khối lượng sau:

m=V.D                                              (2‑1)

Trong đó:

V: thể tích của vật liệu

D: khối lượng riêng của vật liệu

Trong bài, do các vật liệu đã có chuẩn về tiết diện và khối lượng của từng đơn vị chiều dài (hoặc diện tích) nên ta có thể tính khối lượng theo công thức sau:

m= p.L                                 (2‑2)

2.5.1 Mảng sàn:

Vậy khối lượng mảng sàn là:

m_sàn  = 36,66+19,68+12,0+20,8+60,84 = 149,98 (kg)

2.5.3 Thành trước

Vậy khối lượng thành trước thùng là:

m_tt =2,57+2,44+17,14+1,73+16,28 = 40,16 (kg).

2.5.5 Thành sau.

Vậy khối lượng thành sau là:

m_ts = 5,10+ 2,57 + 2,23 + 1,66 + 17,14 + 15,73 =  44,43 (kg)

2.6 Chassis

Chassis xe tải thiết kế thuộc loại khung chịu lực. Khung xương được thiết kế gồm 2 thanh dọc chính và các thanh ngang. Các thanh được dập từ thép tấm.

Gồm có 5 dầm ngang chữ C100x46x4,5 kích thước làm nhiệm vụ tăng cứng cho dầm dọc tại các vị trí chịu lực, đồng thời nó thường làm theo dạng thích hợp để đỡ các cụm động cơ, ly hợp, hộp số.

Dầm dọc là 2 thanh chữ I tiết diện I130x100x5,5x8.

Ngoài ra còn có 2 dầm nối  ngắn chữ C giúp liên kết khung xe và thùng xe tiết diện lần lượt là C120x52x4,8 và C60x52x4,8.

Tải trọng của chassis :

Với các biên dạng được chế tạo đặc biệt và bí mật của nhà sản xuất, chúng ta sẽ tiến hành tính toán chassis theo những biên dạng thanh mà ta đo được trước đó.

Dầm dọc chữ I : ( Thép I 130x100x5,5x8 )

AB: S_1canh = 100.670 = 67000 (mm²);       S_2canh = 67000.2 = 134000 (mm²)

Ở hình chiếu đứng có tiết diện bụng:

S_bụng= (130-8.2).670 = 76380 (mm²)

V_AB= S_2canh .8 + S_bụng .5,5=13400.8 + 76380.5,5=1492090 (mm³)

BC: S_1canh = 100.320 = 32000 (mm²);        S_2canh = 32000.2 = 64000 (mm²)

Ở hình chiếu đứng có tiết diện bụng:

S_bụng= (130-8.2).320 = 36480 (mm²)

V_BC= S_2canh .8 + S_bụng .5,5=64000.8 + 36480.5,5=712640 (mm³)

CD: S_1canh = 100.1480 = 148000 (mm²);   S_2canh = 148000.2 = 296000 (mm²)

Ở hình chiếu đứng có tiết diện bụng:

S_bụng= (130-8.2).1480 = 168720 (mm²)

V_CD= S_2canh .8 + S_bụng .5,5=296000.8 + 168720.5,5=3295960 (mm³)

V_damdoc = V_AB + V_BC + V_CD = 1492090+712640+3295960= 5500690 (mm³)

=>  Tổng khối lượng chassis :

m_chassis = m_damdoc + m_damngang + m_damnoi = 86,36 + 38,7 + 1,352 + 1,06 = 127,472 (kg)

2.6.1 Trọng tâm chassis :

G_AB = ( 335;75 )

G_BC = (815; 135)

G_CD = (1700; 200 )

Trọng lượng các đoạn AB, BC, CD lần lượt là :

m_AB= V_AB.7850 = 1492090.10^-9.7850 = 11,713 (kg)

m_BC= V_BC.7850 = 712640.10^-9.7850 = 5,59 (kg)

m_CD= m_damdoc – m_AB – m_BC = 43,18 – 11,71 – 5,59= 25,88 (kg)

Tọa độ trọng tâm dầm ngang chữ C :

G_C1 = ( 340;100 ) ;    G_C2 = ( 805;160 )

G_C3 = ( 1180;215 ) ; G_C4 = ( 1775;215 );             

G_C5 = ( 2380;215 )

Trọng lượng mỗi thanh dầm ngang : m_damngang= 7,74 (kg)

Trọng tâm của chassis

Ta có :

Độ trọng tâm dầm dọc : G_damdoc = ( 1215;158 )

Trọng lượng thanh dầm dọc : m_damdoc = 43,18

Tọa độ trọng tâm dầm ngang : G_damngang = ( 1296;181 )

Trọng lượng các thanh dầm ngang : m_damngang = 38,7 (kg)

Tọa độ trọng tâm tấm nối : G_tamnoi = ( 544; 207,5 )

Trọng lượng các tấm nối : m_tamnoi = 1,2 (kg)

2.6.4 Tải trọng xe khi đầy tải:

W₀ = 1790 (kg).

Trọng lượng của xe khi đầy tải: Wg = 1790.9,81 = 17559,9 ( N ).

Áp dụng công thức xác định trọng tâm:

x tong  = 1,868

y ton= 0,75

z tong  = 1,067

=> G tong  (1,868; 0,75 ; 1,067)

2.6.5 Các lực tác dụng lên chassis :

+ Tải trọng người tối đa theo catalog ta có 2 người = 130 kg

+ Tải trọng động cơ và ly hợp : Tra theo thông số động cơ LJ465QE1 và ly hợp trên web ta có được lần lượt là 150  kg và 7 kg

+ Tải trọng hộp số 465A là 52 kg

=> khối lượng cabin = khối lượng xe – khối lượng bình nhiên liệu – khối lượng động cơ, ly hợp – khối lượng hộp số  - khối lượng chassis

m_cb = m_xe – m_chassis – m_bnl – m_đc – m_hs – m_lh

m_cb = 1790 – 282 – 42 – 150 – 52 – 7  = 1257 ( kg )

m_cbn = 1257 + 130 = 1387 (kg)

CHƯƠNG 3 : PHÂN TÍCH CÁC TRƯỜNG HỢP CHỊU TẢI

3.1 Tải uốn           

3.1.1 Trường hợp tải tĩnh

- Do tải theo chiều dọc của mặt phẳng X-Z

- Do trọng lượng của các thành phần dọc theo khung xe

- Cấu trúc xe ở điều kiện tĩnh có thể coi là dạng dầm 2D, xe sẽ được coi như là đối xứng trong mặt phẳng X-Y

3.1.2 Trường hợp tải động            

- Lực quán tính sinh ra của kết cấu đóng góp thêm vào 1 phần của tổng tải.

- Luôn luôn cao hơn tải tĩnh.

- Trên đường: 2,5 đến 3 lần so với tải tĩnh.

- Các đoạn đường xấu sẽ gấp 4 lần so với tải tĩnh.

Do ta tính toán cho các trường hợp xe trên đường là chính, vậy ta có phản lực tải động sẽ gấp 3 lần tải tĩnh

R_R = 6003,72.3 = 18011,16  (N)  ; R_F = 7632,18.3 = 22896,54  (N)

3.2 Tải xoắn

- Khi xe đi trên đường không bằng phẳng.

- Trục trước và sau của xe chịu mô men.

- 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 ngược chiều kim đồng hồ

+ Kết quả là một mô men xoắn với trục x

- Trong thực thế, mô men xoắn luôn đi kèm với mô men uốn do trọng lực gây ra.

3.4 Tải quay vòng

-Tải trọng thẳng đứnug trên bánh xe.

- Xuất hiện khi vào cua.

- Được tạo ra ở vị trí lốp xe tiếp xúc với mặt đất.

- Những tải trọng này được cân bằng bởi lực ly tâm.

- Do tính chất của kết quả tải, các tải đối xứng trong mặt phẳng x-z bị biến mất.

- Khi phản lực trong xe về 0 thì xe bị lật.

Ta có khoảng các giữa 2 cầu xe: L = 2040 (mm)

Ta lấy các kích thước của các bộ phận trên xe có hình hộp

=> + Y_F = 5595,82 (N)

+ Y_R = 4401,968 (N)

3.5 Tải dọc

- Xuất hiện khi xe tăng tốc hoặc giảm tốc, lúc này lực quán tính được tạo ra.

- Tăng tốc - trọng lượng sẽ chuyển từ trước ra sau.

 + Phản lực tại bánh trước được tính bởi ( lấy mô men tại R_R)

F_ms1 = R_F. µ = 3400,94. 0,02 = 68,02 (N)             

Sau quá trình tính toán các lực trên lý thuyết và 2D, ta sẽ tiến hành kiểm nghiệm tính toán trên SAP2000 trên máy tính.

Lực dọc tác dụng vào trọng tâm xe khi phanh:

F = 1790.0,7.9,81= 12291,93 (N)                                    (3-8)

=> Mô men: M = F.a = 12291,93 . 660 = 8112673,8 (Nmm)

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG NÂNG HẠ ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HỆ THỐNG NÂNG HẠ

4.1 Giới thiệu hệ thống nâng hạ cánh thùng

Hệ thống nâng hạ cánh thùng gồm có 04 xi lanh (mỗi bên 02 xi lanh) đặt ở đầu và cuối của cánh thùng,hoạt động của hệ thống nâng hạ được dẫn động bằng động cơ điện 1 chiều 12V,nguồn điện được lấy từ ắc quy ô tô

* Nguyên lý làm việc: Khi nâng cánh thùng, bấm nút điều khiển dòng điện mở cho bơm thủy lực hoạt động, khi đó van tiết lưu 1 chiều được mở ra, dầu di vào các xi lanh thủy lực của xi lanh đầy cánh thùng đi lên (cánh thùng xoay quanh các bản lề) .

Khi hạ cánh thùng: Bấn nút điều khiển cho đó van đóng mở 12 VDC  được mở, dưới tác dụng của trọng lực cỏnh thựng đi xuống và đẩy dầu thủy lực trở về thùng dầu qua van đóng mở 12 VDC .

4.1.1 Động học của hệ thống nâng hạ

Mục đích của bài toán động học là:

- Hành trình nâng Scủa xilanh thủy lực.

Áp dụng định lý hàm số cos cho AO’B ta có:

O’A² = O’B² +AB² – 2.O’B.AB.cosx

 = 215² + 588²– 2.215.588.cos70⁰ = 305493

O’A= 553 mm

Vậy hành trình  xy lanh là x= O’A- OA= 553- 355= 198 mm.

4.1.3 Lựa chọn thông số xi lanh nâng hạ thùng:

Qua khảo sát thực tế ta chọn xylanh có :            

Đường kính trong : d = 32(mm)  

Hành trình : 198 mm

Vậy ta chọn xy lanh thủy lực với các thông số sau:

Đường kính xy lanh: 32 mm

Hành trình của xy lanh :198 mm

Chiều dày thành xy lanh : 5 mm

Đường kính cần xy lanh: 18 mm

4.1 Tính toán lựa chọn bơm dầu :

Trên đa số các ô tô hiện nay, để làm nguồn động lực cho hệ thống thủy lực nâng, hạ thùng tự đổ đều dùng bơm bánh răng loại bánh răng trụ ăn khớp ngoài được trích công suất từ hộp số. Số răng (Z) của một bánh răng từ 6 đến 12, tỷ số truyền giữa hai bánh răng bằng 1. 

Lượng dầu thực tế thường cao hơn khoảng 5 - 10%

Q_T= Q_lt + Q_lt.0,08= 70 752 + 70 752.0,08 = 76 412(mm³/s)

Lượng dầu cần thiết trong thùng dầu:

V = 1,5.(V_max + V_t)

Trong đó:

V_t: Tổng lượng dầu chứa trong các đường ống và trong bơm. Chọn V_t = 2 000 000 (mm³)

V =  1,5.(V_max + V_t) = 1,5.( 636768+ 2 000 000) = 3 955 152(mm³).

Lựa chọn bơm dầu mang code TCN12H50S27AANTLK1T của HÀN QUỐC  có các thống số sau:

Điện thế : 12 V.

Lưu lượng của bơm khoảng 3,5 lít/phút đến 4 lít/phút.

Áp suất làm việc trung bình: 180 (kgf/cm²)

Áp suất làm việc lớn nhất của bơm: 250(kgf/cm²)

Công suất 1500 W

Thể tích thùng dầu: 5 lít

4.3 Tính bền trụ thành thùng khi xylanh ở vị trí cao nhất

Ta sẽ tình bền xylanh sau khi ta tính toán động học và động lực học của hệ thống nâng hạ do trụ thành thùng chịu một mômen uốn lớn tại thời điểm xylanh ở vị trí cao nhất.           

Khi xylanh ở vị trí cao nhất, trụ thành thùng chịu uốn lớn nhất của lực đẩy xylanh.

Từ chương 2 ta có: [s_u ]= 686 Kg/cm²

Ta thấy s_u<[s_u ], vậy ô tô đủ bền.

CHƯƠNG 5 : ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SAP2000 TRONG KIỂM BỀN KHUNG VÀ THÙNG XE TẢI

5.1. Tổng quan

5.1.1 Giới thiệu chung

Khung và thùng xe ô tô là một khối liên kết cứng dạng khối hộp được liên kết bởi các thanh thép hình với các chiều dài và tiết diện khác nhau. Khi di chuyển trên đường, xe tải sẽ gặp những trường hợp nguy hiểm khiến xe phanh gấp, xe va phải ổ gà, hố voi gây hư hại cho kết cấu khung và thùng xe

Để thuận tiện trong quá trình toán và có được sự chính xác cao khi kiểm bền, ta dùng phần mềm SAP2000 để kiểm tra kết cấu khung và thùng xe

5.1.2 Giới thiệu phần mềm

Cái tên SAP được biết đến như là phương pháp phân tích hiện đại nhất đã được giới thiệu hơn 30 năm trước đây. Phần mềm SAP2000 tiếp bước cùng tính năng truyền thống gồm một giao diện người dùng rất tinh tế, trực quan và linh hoạt, cung cấp bởi một công cụ phân tích và thiết kế chưa từng có cho các kỹ sư làm việc trong nhiều lĩnh vực như  giao thông, công nghiệp, công trình công cộng, thể thao, và các lĩnh vực khác.

5.2 Thực hành phần mềm

5.1.1. Chọn mô hình kết cấu :                      

- Phần mềm hỗ trợ rất nhiều định dạng kết cấu, ở phần này ta chọn mô hình dạng chia lứa “Grid Only”.

- Sau đó ta khai báo khoảng cách các tọa độ chia lưới:

5.1.2. Khai báo vật liệu, kích thước thanh:

- Ví dụ : Khai báo vật liệu thép Q235 với những thông số như trong hình

- Khai báo kích thước các thanh : phần mềm hỗ trợ đầy đủ các thiết diện của thép định hình

- Nhập các thông số kích thước đầu vào :

5.2. Dựng mô hình, đặt tải trọng, kiểm bền thùng xe:

- Thùng xe là một kết cấu hình hộp khép kín gồm 6 mảng liên kết vs nhau bằng phương pháp hàn, có 4 thanh chữ thép C80x40x4,5 làm cột trụ

5.3. Dựng mô hình, đặt tải trọng, kiểm bền khung xe :

-  Khung xe tải được thiết kế bao gồm 2 thanh dầm dọc chính tiết diệt chữ I và  5 thanh dầm ngang tiết diện chữ C.\

5.3.1 Khung xe chịu tải tĩnh, tải động:

- Tải tĩnh là lực phân bố tác dụng lên khung xe và lực tập trung lên các vị trí gắn các bộ phận khung gầm

- Tải động đặt lực tương tự như nhân với hệ số 3.

- Biến dạng lớn nhất của khung xe khi chịu tải dọc là 0,05 mm, nhỏ hơn biến dạng cho phép là L/450 = 2 mm

5.3.3 Khung xe chịu tải uốn xoắn kết hợp

- Là loại tải siêu áp đặt

- Một bánh xe của trục tải nhẹ được nâng lên khỏi mặt đất

- Biến dạng lớn nhất của khung xe khi chịu tải dọc là 0,22 mm, nhỏ hơn biến dạng cho phép là L/450 = 2 mm

* Nhận xét:

Ở đây ta thấy ứng suất lớn nhất mà xe vẫn chịu được là là e = 417,56 MPa nhỏ hơn ứng suất cho phép là , [e] = 460 Mpa như vậy ở các trường hợp xe tĩnh không tải, xe chuyển động không tải, xe chuyển động đầy tải, xe chịu tác dụng xoắn thì xe đã thỏa mãn điền kiện cho phép. Trong đó xe chuyển động khi đầy tải là trường hợp nguy hiểm nhất nhưng xe vẫn chịu được khi đã xét.

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]. Supardjo,  Agus Dwi Anggono,  and Tri Widodo Besar Riyadi “Finite element analysis of truck frame by using Catia V5” AIP Conference Proceedings 1977, 030029 (2018); doi: 10.1063/1.5042949.

[3]. 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.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"